用于診斷廢氣催化器的方法以及機(jī)動(dòng)車的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于診斷布置在內(nèi)燃機(jī)(12)的廢氣道(20)中且適用于轉(zhuǎn)換至少一個(gè)廢氣組分的廢氣催化器(28)的方法以及機(jī)動(dòng)車，其中廢氣道(20)具有布置在廢氣催化器(28)上游的廢氣傳感器(48)以及廢氣再循環(huán)系統(tǒng)(38)，該廢氣再循環(huán)系統(tǒng)(38)構(gòu)造成，在廢氣催化器(28)下游從廢氣道(20)的廢氣通道(24)中取出廢氣的至少一部分并且將該廢氣的至少一部分輸送給內(nèi)燃機(jī)(12)。方法包括步驟：?在廢氣催化器(28)上游借助于廢氣傳感器(48)在內(nèi)燃機(jī)(12)的點(diǎn)火的運(yùn)行期間測(cè)量廢氣組分的第一濃度(NOX1)，?通過廢氣再循環(huán)系統(tǒng)(38)在內(nèi)燃機(jī)(12)的不點(diǎn)火的滑行運(yùn)行期間再循環(huán)廢氣的至少一部分，?借助于廢氣傳感器(48)在內(nèi)燃機(jī)(12)的不點(diǎn)火的滑行運(yùn)行期間測(cè)量廢氣組分的第二濃度(NOX2)，以及?取決于廢氣組分的第一和第二濃度(NOX1,NOX2)確定廢氣催化器(28)的狀態(tài)。
【專利說明】
用于診斷廢氣催化器的方法從及機(jī)動(dòng)車
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種用于診斷布置在機(jī)動(dòng)車的內(nèi)燃機(jī)的廢氣通道中并且適用于轉(zhuǎn)換 至少一個(gè)廢氣組分的廢氣催化器(尤其SCR催化器）的方法。此外本發(fā)明設(shè)及一種設(shè)立成用 于實(shí)施該方法的機(jī)動(dòng)車。
【背景技術(shù)】
[0002] 持久地或暫時(shí)地利用貧的空氣燃料混合物來運(yùn)行的內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)出氮氧化物NOx(主 要N02和NO),該氮氧化物使得減少NOx的措施為必要的。關(guān)于發(fā)動(dòng)機(jī)的用于減少在廢氣中的 NOx初始排放(Rohemission，有時(shí)稱為未處理排放)的措施為廢氣再循環(huán)(AGR)，在其中內(nèi)燃 機(jī)的廢氣的一部分被再循環(huán)(rilck扣hren，有時(shí)稱為引回）到內(nèi)燃機(jī)的燃燒用空氣中。由此 使得燃燒溫度下降并且因此減少NOx產(chǎn)生(NOx初始排放）。然而單是廢氣再循環(huán)通常不足W 遵守法定的NOx界限值，因此附加地需要起作用的廢氣后處理，該廢氣后處理通過將NOx催化 地還原成氮?dú)饣瘉硎沟肗Ox最終排放下降。已知的NOx廢氣后處理設(shè)置了使用NOx儲(chǔ)存式催化 器(NOx-Speicherkatalysator) eNOx儲(chǔ)存式催化器在貧的運(yùn)行(A〉l)中儲(chǔ)存W硝酸鹽的形式 的氮氧化物。在短的濃間隔(Kl)期間氮氧化物又被放出并且在濃的廢氣中存在的還原劑 在場(chǎng)的情況下還原成氮?dú)饣?br>[0003] 作為用于轉(zhuǎn)換在能夠執(zhí)行貧運(yùn)轉(zhuǎn)的(magerlaufT組ig)內(nèi)燃機(jī)的廢氣中的氮氧化 物的另一方式已知使用運(yùn)樣的催化器系統(tǒng)，即其根據(jù)選擇性催化還原(SCR)的原理來工作。 所述系統(tǒng)包括至少一個(gè)SCR催化器，該SCR催化器在輸送給廢氣的還原劑通常氨N也在場(chǎng)的 情況下選擇性地將貧的廢氣的氮氧化物轉(zhuǎn)變成氮?dú)夂退?。在此，能夠?qū)⒃醋院陌比芤?的氨配量給廢氣流。然而通常從前驅(qū)體化合物(Vorl如ferverbindung)例如W含水的溶液 或固態(tài)的小球的形式的尿素中W熱解和水解的途徑來獲取氨。
[0004] 此外已知的是，W車載診斷（0抓）的途徑來持續(xù)地檢查廢氣催化器（如例如SCR催 化器或NOx儲(chǔ)存式催化器）的功能能力。為此，通常為了相應(yīng)的廢氣組分使用后置于催化器 的廢氣傳感器的信號(hào)，W便測(cè)量在廢氣催化器的下游的廢氣組分的濃度。此外確定在催化 器的上游的廢氣組分的濃度，即關(guān)于發(fā)動(dòng)機(jī)的初始排放。運(yùn)能夠通過借助于另一布置在催 化器的上游的廢氣傳感器測(cè)量濃度來進(jìn)行。然而更常見地通過在使用儲(chǔ)存的綜合特性曲線 的情況下進(jìn)行建模來得出初始排放，所述綜合特性曲線描繪了取決于內(nèi)燃機(jī)的當(dāng)前的運(yùn)行 點(diǎn)的組分的濃度。那么取決于在催化器的下游測(cè)量的濃度W及在催化器之前的測(cè)量的或建 模的濃度（即內(nèi)燃機(jī)的初始排放)來獲得廢氣催化器在組分的轉(zhuǎn)換方面的狀態(tài)。廢氣催化器 的狀態(tài)能夠例如W效率n的形式根據(jù)下面的公式來算出，其中c2意味著廢氣組分的在催化 器之后測(cè)量的濃度(或含量)并且Cl意味著內(nèi)燃機(jī)在所述組分方面的初始排放：
由此效率n能夠占據(jù)0至1的值。由化埋想地起作用的催化器(其促使了完全的催化的轉(zhuǎn) 換(c2=0))具有1的效率II，而在催化器完全不作用的情況下n=〇(cl=c2)。
[0005] 文件DE102010042442A1描述了一種帶有SCR催化器W及帶有低壓(ND)廢氣再循環(huán) 的廢氣裝置，借助于該廢氣再循環(huán)在廢氣滿輪增壓器的滿輪機(jī)的下游(低壓側(cè))并且在SCR 催化器的下游取出廢氣部分流并且在廢氣滿輪增壓器的壓縮機(jī)的上游(低壓側(cè))將該廢氣 部分流輸送給內(nèi)燃機(jī)的燃燒用空氣。在廢氣再循環(huán)管路中布置有NOx傳感器，該NOx傳感器測(cè) 量氮氧化物的濃度，W便基于由此得出的NOx濃度來控制內(nèi)燃機(jī)，尤其AGR率或空氣燃料比 例。此外廢氣再循環(huán)管路通過旁路與內(nèi)燃機(jī)的空氣管路連接，該旁路在壓縮機(jī)的下游即在 該壓縮機(jī)的高壓側(cè)上通入到空氣管路中。為了確定NOx傳感器的偏差W用于該NOx傳感器的 校準(zhǔn)，將旁路開啟并且由此促使了在廢氣再循環(huán)管路中的流動(dòng)方向的反向，從而NOx傳感器 加載有新鮮空氣。在此未描述SCR催化器的診斷。
[0006] 從文件DE102010050413A1中已知一種內(nèi)燃機(jī)的廢氣裝置，該廢氣裝置具有氧化催 化器、微粒過濾器W及SCR催化器，其中可選地微粒過濾器能夠具有SCR催化覆層并且能夠 放棄單獨(dú)的SCR催化器。此外，內(nèi)燃機(jī)具有帶有由高壓化D)AGR和低壓(ND)AGR形成的組合的 雙重的增壓機(jī)構(gòu)，在該增壓機(jī)構(gòu)的情況下NDAGR管路在微粒過濾器的下游進(jìn)行分支并且容 納另一 SCR催化器。
[0007] 文件DE10349126A1描述了一種之前描述的用于或者分別借助于在催化器的上游 和下游的NOx傳感器或者(代替前面的傳感器)借助于用于NOx初始排放的計(jì)算模型來得出 SCR催化器的效率的行為方式。如果得出的SCR催化器的NOX效率處于預(yù)規(guī)定的基礎(chǔ)效率之 下，則使催化器再生W去除沉積的碳氨化合物和碳黑。
[0008] 上面描述的用于診斷廢氣催化器的兩個(gè)行為方式具有缺點(diǎn)。分別將廢氣傳感器布 置在催化器的上游和下游呈現(xiàn)為成本大的關(guān)于裝置的更多消耗。反之如果在上游的廢氣傳 感器由計(jì)算模型來代替W用于得出相應(yīng)的廢氣組分的初始排放，則由此能夠由于所使用的 計(jì)算模型的不可避免的不準(zhǔn)確性或不可靠性而損害診斷穩(wěn)健性(Diagnoserobustheit，有 時(shí)稱為診斷魯棒性）。此外相應(yīng)的模型的使用還與更多成本相聯(lián)系。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 此時(shí)本發(fā)明的任務(wù)在于，提供一種用于診斷廢氣催化器的方法，該方法具有高的 診斷穩(wěn)健性并且同時(shí)伴隨有小的成本消耗。
[0010] 所述任務(wù)通過帶有獨(dú)立權(quán)利要求的特征的方法W及機(jī)動(dòng)車來解決。本發(fā)明的優(yōu)選 的設(shè)計(jì)方案為從屬權(quán)利要求的對(duì)象。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明的方法設(shè)及診斷布置在機(jī)動(dòng)車的內(nèi)燃機(jī)的廢氣道中且適用于轉(zhuǎn)換至 少一個(gè)廢氣組分的廢氣催化器。在此，在廢氣道中在廢氣催化器上游布置有廢氣傳感器。此 夕h廢氣道具有廢氣再循環(huán)系統(tǒng)，該廢氣再循環(huán)系統(tǒng)構(gòu)造成，在廢氣催化器的下游從廢氣道 的廢氣通道中取出廢氣的至少一部分并且將該廢氣的至少一部分輸送給內(nèi)燃機(jī)，確切地說 輸送給內(nèi)燃機(jī)的燃燒用空氣。根據(jù)本發(fā)明的方法包括步驟： -在廢氣催化器的上游借助于廢氣傳感器在內(nèi)燃機(jī)的點(diǎn)火的運(yùn)行期間測(cè)量廢氣組分 的第一濃度， -通過廢氣再循環(huán)系統(tǒng)在內(nèi)燃機(jī)的不點(diǎn)火的滑行運(yùn)行（Schubbe化ieb，有時(shí)稱為慣性 運(yùn)行)期間再循環(huán)廢氣的至少一部分， -借助于廢氣傳感器在內(nèi)燃機(jī)的不點(diǎn)火的滑行運(yùn)行期間測(cè)量廢氣組分的第二濃度，W 及 -取決于廢氣組分的第一和第二濃度確定廢氣催化器的狀態(tài)。
[0012] 通過根據(jù)本發(fā)明的行為方式，借助于僅僅一個(gè)唯一的廢氣傳感器(該廢氣傳感器 布置在待監(jiān)視的廢氣催化器上游)不僅測(cè)量在催化器的上游的廢氣組分的濃度即內(nèi)燃機(jī)的 初始排放，而且測(cè)量在通過催化器之后廢氣組分的濃度。為了最后提及的目的，將離開催化 器的廢氣通過AGR系統(tǒng)再循環(huán)到內(nèi)燃機(jī)并且使用內(nèi)燃機(jī)的不點(diǎn)火的滑行運(yùn)行，W便盡可能 小地影響廢氣組成。通過使用唯一的廢氣傳感器，避免了用于將在現(xiàn)有技術(shù)中通常的第二 傳感器布置在催化器之后的更多成本。此外，在運(yùn)兩個(gè)傳感器之間的可能的傳感器偏差通 過使用唯一的傳感器來補(bǔ)償。此外因?yàn)樵摲椒ú皇褂糜?jì)算模型W用于得出廢氣組分的關(guān)于 發(fā)動(dòng)機(jī)的初始排放，故省去了由于模型的不準(zhǔn)確性所引起的不確定性。因此根據(jù)本發(fā)明的 方法是特別可靠的。
[0013] 在本發(fā)明的范圍內(nèi)，概念"廢氣組分的濃度"被理解成反映了廢氣關(guān)于所述組分的 含量的每種變量。因此該概念還包括廢氣傳感器的信號(hào)，例如廢氣傳感器的傳感器電壓或 類似物。概念"點(diǎn)火的運(yùn)行"包括如下運(yùn)行模式，即在其中內(nèi)燃機(jī)在燃料輸送和燃料燃燒的 情況下來運(yùn)行。與此相對(duì)地，"不點(diǎn)火的運(yùn)行"理解成內(nèi)燃機(jī)的如下運(yùn)行模式，即在其中沒有 燃料被輸送給內(nèi)燃機(jī)。運(yùn)種燃料切斷尤其在機(jī)動(dòng)車的滑行階段中進(jìn)行，在該滑行階段中車 輛的當(dāng)前的動(dòng)能大于要求的轉(zhuǎn)矩，也就是說當(dāng)內(nèi)燃機(jī)由車輛拖動(dòng)(geschl邱Pt)，即保持在 轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)中（滑行運(yùn)行)時(shí)。
[0014] 在本發(fā)明的優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案中，廢氣組分包括氮氧化物NOx,該氮氧化物NOx理解成 氮的全部的氧化物，尤其N0、N02和化0。在運(yùn)種情況中，廢氣催化器為NOx催化器，該NOx催化 器能夠在濃的廢氣環(huán)境中即在廢氣中的還原劑(如沒燃燒的碳HC和一氧化碳CO)在場(chǎng)的情 況下中轉(zhuǎn)換廢氣的氮氧化物，或廢氣催化器為SCR催化器，該SCR催化器在貧的廢氣環(huán)境中 在輸送的還原劑在場(chǎng)的情況下選擇性地轉(zhuǎn)換氮氧化物。在此，還原劑尤其包括氨N曲，該氨 直接地或W前驅(qū)體物質(zhì)的形式尤其WW固態(tài)的或溶解的形式的尿素的形式輸送給廢氣。廢 氣傳感器在該實(shí)施方案中為NOx傳感器，該NOx傳感器構(gòu)造成用于探測(cè)在廢氣中的氮氧化物。 本發(fā)明在運(yùn)種SCR催化器系統(tǒng)中發(fā)揮特別的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)樵诖呋鞯纳嫌螌⑦€原劑配量到廢 氣中必須W特別的程度與催化器狀態(tài)相協(xié)調(diào)。否則，還原劑的過配量或欠配量 (Unterdosierung)導(dǎo)致在催化器之后的不期望的還原劑穿透(Reckiktionsmitteldurchbru Chen)或?qū)е虏怀浞值腘Ox轉(zhuǎn)換。此外，該方法還能夠用W得出還原劑質(zhì)量例如在含水的尿 素溶液中的尿素的濃度并且將配量與此相匹配。
[0015] 優(yōu)選地，廢氣組分的第一濃度的測(cè)量在確定車輛的滑行階段之后在內(nèi)燃機(jī)的不點(diǎn) 火的滑行運(yùn)行開始之前，尤其直接地在不點(diǎn)火的滑行運(yùn)行之前(有時(shí)表示尤其在不點(diǎn)火的 滑行運(yùn)行之前不久)進(jìn)行。由此實(shí)現(xiàn)了，使得相同的廢氣體積(在其中已經(jīng)測(cè)量了廢氣組分 的第一濃度)還用于在不點(diǎn)火的滑行運(yùn)行中測(cè)量的第二濃度。W運(yùn)種方式進(jìn)一步改善了方 法的準(zhǔn)確性。
[0016] 優(yōu)選地，廢氣組分的第二濃度的測(cè)量在內(nèi)燃機(jī)的不點(diǎn)火的滑行運(yùn)行期間在預(yù)規(guī)定 的等待時(shí)間經(jīng)過之后進(jìn)行。由此因此保證了，AGR管路充分地被掃氣并且去除可能在AGR管 路中存在的其它的組成的廢氣。優(yōu)選地，等待時(shí)間預(yù)規(guī)定成至少相應(yīng)于從測(cè)量廢氣組分的 第一濃度起的廢氣循環(huán)時(shí)間。運(yùn)實(shí)現(xiàn)了，給廢氣在在第一濃度測(cè)量時(shí)經(jīng)過廢氣傳感器之后 (在廢氣又到達(dá)到廢氣傳感器的測(cè)量處之前)提供足夠時(shí)間W用于行進(jìn)通過廢氣再循環(huán)管 路和內(nèi)燃機(jī)。換言之，在濃度的第一和第二測(cè)量之間的間隔優(yōu)選地基本上相應(yīng)于如下時(shí)段， 即廢氣需要該時(shí)段W用于在廢氣又到達(dá)廢氣傳感器之前從廢氣傳感器經(jīng)過廢氣催化器、 AGR管路W及內(nèi)燃機(jī)的完全的循環(huán)。
[0017] 特別優(yōu)選地設(shè)置成，在內(nèi)燃機(jī)的不點(diǎn)火的滑行運(yùn)行期間通過廢氣再循環(huán)系統(tǒng)使全 部的廢氣再循環(huán)。由此實(shí)現(xiàn)了，再循環(huán)的廢氣在短的時(shí)間內(nèi)并且不改變地重新到達(dá)廢氣傳 感器。W運(yùn)種方式還能夠使用車輛的非常短的滑行階段或內(nèi)燃機(jī)的短的滑行運(yùn)行W用于診 斷廢氣催化器。
[0018] 在本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方案中，廢氣通道在AGR管路的分支處下游具有廢氣阻擋 器件，該廢氣阻擋器件能夠在關(guān)閉位置中減小或完全關(guān)閉廢氣通道的通流橫截面。廢氣阻 擋器件能夠例如構(gòu)造為廢氣閥片，優(yōu)選地構(gòu)造為連續(xù)可調(diào)的廢氣閥片。在內(nèi)燃機(jī)的不點(diǎn)火 的滑行運(yùn)行期間通過廢氣再循環(huán)系統(tǒng)使廢氣再循環(huán)優(yōu)選地通過關(guān)閉廢氣阻擋器件來進(jìn)行。 W運(yùn)種方式能夠迫使廢氣的最大程度地完全的并且快速的再循環(huán)。
[0019] 本發(fā)明的另一方面設(shè)及一種機(jī)動(dòng)車，包括： -內(nèi)燃機(jī)， -廢氣道，其帶有廢氣通道、布置在廢氣通道中且適用于轉(zhuǎn)換至少一個(gè)廢氣組分的廢 氣催化器W及布置在廢氣催化器上游的用于檢測(cè)廢氣組分的廢氣傳感器， -廢氣再循環(huán)系統(tǒng)，其設(shè)立成，在廢氣催化器下游從廢氣通道中取出廢氣的至少一部 分并且將該廢氣的至少一部分輸送給內(nèi)燃機(jī)，W及 -設(shè)立成用于實(shí)施用于診斷廢氣催化器的方法的診斷設(shè)備。
[0020] 控制設(shè)備尤其具有用于實(shí)施方法的計(jì)算機(jī)可讀的算法。如有可能，控制設(shè)備此外 包含必要的特性線和/或綜合特性曲線化ennfelder，有時(shí)稱為特性曲線族），例如所使用的 廢氣傳感器的特性線。
[0021] 在優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案中，機(jī)動(dòng)車此外包括布置在AGR管路的分支處下游的廢氣阻擋 器件，在上面已經(jīng)描述了該廢氣阻擋器件。該阻斷器件實(shí)現(xiàn)了廢氣流的很大程度地完全的 并且快速的再循環(huán)。
[0022] 根據(jù)另一設(shè)計(jì)方案，機(jī)動(dòng)車此外包括帶有布置在廢氣通道中的滿輪機(jī)的廢氣滿輪 增壓器，其中廢氣再循環(huán)系統(tǒng)設(shè)計(jì)為低壓廢氣再循環(huán)系統(tǒng)，即AGR管路在滿輪機(jī)的下游(低 壓側(cè))從廢氣通道處分支出來。
[0023] 本發(fā)明的在本申請(qǐng)中提及的各種實(shí)施方式（只要沒有在個(gè)別情況中另行闡述)有 利地可與彼此組合。
【附圖說明】
[0024] 接下來在實(shí)施例中按照所屬的圖紙來闡述本發(fā)明。其中： 圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一種有利的設(shè)計(jì)方案的機(jī)動(dòng)車的廢氣裝置的示意圖，W及 圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一種有利的設(shè)計(jì)方案的用于執(zhí)行SCR催化器的診斷的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025] 接下來W診斷SCR催化器的示例來示出本發(fā)明。然而不言而喻的是，本發(fā)明同樣還 能夠用于其它的廢氣催化器。
[0026] 在圖1中標(biāo)出了總體上利用10來表示的機(jī)動(dòng)車，該機(jī)動(dòng)車通過作為牽引源的至少 有時(shí)貧運(yùn)行的內(nèi)燃機(jī)12尤其柴油機(jī)來驅(qū)動(dòng)。在此內(nèi)燃機(jī)12例如具有四個(gè)氣缸，其中可實(shí)現(xiàn) 任意的與此不同的氣缸數(shù)量。
[0027] 通過空氣管路14W及聯(lián)接到空氣管路14處的空氣歧管16(該空氣歧管16將抽吸的 空氣輸送給氣缸)來給內(nèi)燃機(jī)12供應(yīng)燃燒用空氣。從周圍環(huán)境空氣中被抽吸的燃燒用空氣 通過空氣過濾器18來凈化掉微粒的(partikulSr)成分。
[0028] 此外機(jī)動(dòng)車10具有根據(jù)本發(fā)明的、總體上利用20表示的廢氣道W用于催化地后處 理內(nèi)燃機(jī)12的廢氣。廢氣道20包括廢氣歧管22,該廢氣歧管22將內(nèi)燃機(jī)12的氣缸的各個(gè)氣 缸出口與共同的廢氣通道24連接。廢氣通道24在排氣管(在圖中右邊）中終止并且容納有用 于廢氣后處理的不同的構(gòu)件。
[0029] 在示出的示例中，廢氣首先碰到氧化催化器26。氧化催化器26具有催化器基質(zhì)，該 催化器基質(zhì)施覆有催化覆層，該覆層催化廢氣組分的氧化。所述覆層尤其適用于，將沒燃燒 的碳氨化合物HC和一氧化碳CO轉(zhuǎn)化成C〇2和此0。此外，氧化催化器26的催化覆層設(shè)計(jì)成，將 NO和化0氧化成N02，W便擴(kuò)大N02/N0比例。氧化催化器26的催化覆層尤其含有銷族金屬Pt、 PcU化、Ru、0s或Ir中的至少一個(gè)元素或銷族金屬的組合尤其Pt和/或Pd作為催化組分。催化 覆層此外含有涂層(Washcoat，有時(shí)稱為活性涂層或水涂層），該涂層包括帶有大的比表面 積的多孔的陶瓷基體，例如基于沸石，該基體滲有催化組分。氧化催化器26的基質(zhì)能夠?yàn)榻?屬的基質(zhì)或陶瓷的整體制品(Monolithen),尤其帶有具有多個(gè)連貫的、平行的流動(dòng)通道的 類似蜂巢的結(jié)構(gòu)。合適的陶瓷的材料包括侶氧化物、堇青石、莫來石和娃碳化物。合適的金 屬基質(zhì)例如由不誘的鋼或鐵銘合金加工而成。
[0030] 在氧化催化器26的下游在廢氣通道24中布置有另一廢氣催化器，在此為SCR催化 器28"SCR催化器28與氧化催化器26-樣包括基于金屬的或陶瓷的優(yōu)選地基于陶瓷的催化 器基質(zhì)。合適的陶瓷的或金屬的材料相應(yīng)于結(jié)合氧化催化器來提及的材料?；|(zhì)的平行的 并且連貫的流動(dòng)通道的內(nèi)部的壁施覆有SCR催化覆層，該覆層在選擇性地消耗還原劑的情 況下促使氮氧化物還原成氮?dú)?。覆層又包括具有帶有大的比表面積的多孔的陶瓷的基體的 涂層(例如基于娃酸侶的沸石)和分布地布置在涂層上的催化物質(zhì)。合適的SCR催化物質(zhì)尤 其包括非貴金屬，如化、加、￥3、吐、1〇、￥，^及它們的組合。所述催化物質(zhì)沉積在沸石上和/ 或沸石金屬通過離子交換部分地由相應(yīng)的非貴金屬所替換。
[0031] 此外廢氣道20具有還原劑配量設(shè)備30,利用該還原劑配量設(shè)備30將還原劑或還原 劑的前驅(qū)體化合物配量給廢氣。例如還原劑借助于噴嘴在SCR催化器28的上游引入到廢氣 流中。還原劑典型地為氨NH3,其W前驅(qū)體化合物的形式尤其W尿素的形式被配量。優(yōu)選地， 尿素W含水的溶液的形式從沒有示出的容器中進(jìn)行輸送和配量。在后置于配量設(shè)備30的混 合器32中使得尿素與熱的廢氣混合并且W熱解和水解的途徑分解成N出和C〇2dN出儲(chǔ)存在 SCR催化器28的覆層中并且在該處被消耗用于還原廢氣的氮氧化物。還原劑通過配量設(shè)備 30進(jìn)行的配量通常通過在此沒有示出的控制器來進(jìn)行，該控制器取決于發(fā)動(dòng)機(jī)12的運(yùn)行點(diǎn) 尤其取決于廢氣的當(dāng)前的NOx濃度來控制設(shè)備30。
[0032] 不言而喻的是，廢氣道20能夠不同于圖1而具有其它的或另外的廢氣后處理構(gòu)件， 尤其用于去除微粒的廢氣成分的微粒過濾器。
[0033] 車輛10此外包括廢氣滿輪增壓器，該廢氣滿輪增壓器具有布置在廢氣通道24中的 滿輪機(jī)34,該滿輪機(jī)34例如通過軸與布置在空氣管路14中的壓縮機(jī)36連接。滿輪機(jī)34從廢 氣中抽取動(dòng)能，利用該動(dòng)能來驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)36并且壓縮被抽吸的燃燒用空氣。通常在壓縮機(jī) 36之后聯(lián)接有在此沒有示出的增壓空氣冷卻器，該增壓空氣冷卻器從燃燒用空氣中抽取通 過壓縮產(chǎn)生的熱量。
[0034] 此外機(jī)動(dòng)車10具有低壓廢氣再循環(huán)(NDAGR)38。該低壓廢氣再循環(huán)具有廢氣再循 環(huán)管路40,該廢氣再循環(huán)管路40在滿輪機(jī)34的低壓側(cè)上且在SCR催化器28的下游從廢氣通 道24中取出廢氣的部分流或全部流并且將所述部分流或全部流在壓縮機(jī)36的低壓側(cè)上供 入到空氣管路14中。布置在AGR管路40中的AGR冷卻器42促使熱的、再循環(huán)的廢氣的冷卻。通 過同樣布置在AGR管路40中的AGR閥44能夠控制AGR率，即在內(nèi)燃機(jī)12的燃燒用空氣中的再 循環(huán)的廢氣份額。通常，取決于內(nèi)燃機(jī)12的運(yùn)行點(diǎn)來控制AGR閥44,其中閥44能夠在完全關(guān) 閉的位置(零的AGR率，使AGR完全失效)和完全開啟的位置之間無級(jí)地被操控。
[0035] 在AGR管路40從廢氣通道24進(jìn)行分支的分支處的下游布置有廢氣阻擋器件46,該 廢氣阻擋器件46可在關(guān)閉位置和開啟位置之間優(yōu)選地?zé)o級(jí)調(diào)節(jié)。廢氣阻擋器件46能夠例如 構(gòu)造為廢氣閥片。在廢氣阻擋器件46的關(guān)閉位置中，廢氣阻擋器件46基本上完全阻擋廢氣 管路24。
[0036] 如所有的廢氣催化器那樣，SCR催化器28也經(jīng)受其催化活性的年齡決定的退化。出 于此原因，需要持續(xù)地診斷SCR催化器28, W便確定其催化活性的不可接受的降低并保證還 原劑的準(zhǔn)確的配量。根據(jù)本發(fā)明，SCR催化器28的診斷借助于布置在SCR催化器上游的NOx傳 感器48來進(jìn)行。優(yōu)選地，傳感器48布置在還原劑配量設(shè)備30的上游并且特別優(yōu)選地在氧化 催化器26的上游。通過運(yùn)種靠近發(fā)動(dòng)機(jī)布置NOx傳感器46使得在發(fā)動(dòng)機(jī)12的冷起動(dòng)之后實(shí) 現(xiàn)了快速到達(dá)NOx傳感器的運(yùn)行能力。NOx傳感器46的輸出信號(hào)NOXl，N0X2作為輸入變量輸入 到診斷設(shè)備50中。此外，診斷設(shè)備50能夠獲取關(guān)于車輛10和內(nèi)燃機(jī)12的當(dāng)前的運(yùn)行點(diǎn)尤其 車輛速度v_Fzg和由駕駛員W駕駛踏板操縱的形式來要求的期望轉(zhuǎn)矩M_w的信息。取決于所 述信息W及如有可能其它的變量，診斷設(shè)備實(shí)施按照根據(jù)本發(fā)明的方法的SCR催化器28的 診斷。為此目的，診斷設(shè)備輸出控制信號(hào)（在圖1中通過實(shí)線箭頭來示出），利用所述控制信 號(hào)來操控AGR閥44、廢氣閥片46W及到內(nèi)燃機(jī)12的燃料輸送。
[0037] 接下來按照?qǐng)D2進(jìn)一步闡述根據(jù)本發(fā)明的用于診斷SCR催化器28的方法的優(yōu)選的 流程。
[0038] 方法W步驟Sl開始并且過渡到步驟S2,在所述步驟S2中W如下方式來檢查車輛10 的運(yùn)行點(diǎn)，即是否存在滑行階段，即車輛的當(dāng)前的動(dòng)能是否大于當(dāng)前地由駕駛員要求的轉(zhuǎn) 矩1_*。為了得出車輛的滑行階段的存在，診斷設(shè)備50能夠例如評(píng)估由駕駛員要求的駕駛轉(zhuǎn) 矩M_w和當(dāng)前的車輛速度V_Fzg。然而備選地診斷設(shè)備50還能夠直接地從通常的發(fā)動(dòng)機(jī)控制 器中獲取相應(yīng)的滑行階段信號(hào)。如果在詢問S2中沒有確定車輛10的滑行階段，則方法中斷 并且返回到步驟Sl。
[0039] 否則如果識(shí)別出車輛的滑行階段，則方法過渡到步驟S3,在該步驟S3中借助于NOx 傳感器48關(guān)于氮氧化物測(cè)量廢氣的第一濃度NOXl。因此第一NOx濃度NOXl相應(yīng)于內(nèi)燃機(jī)10 在點(diǎn)火的運(yùn)行期間的NOx初始排放，該NOx初始排放存在于SCR催化器28的進(jìn)口處。
[0040] 此后，方法過渡到步驟S4,在該步驟S4中進(jìn)行內(nèi)燃機(jī)10的燃料切斷，即使得待噴入 的燃料量KS置于零。同時(shí)，在圖I中沒有示出的在內(nèi)燃機(jī)12的空氣管路14中的節(jié)流閥片保持 開啟。
[0041] 在接下來的步驟S5中，通過ND廢氣再循環(huán)系統(tǒng)38來導(dǎo)入廢氣再循環(huán)。為此目的，將 廢氣閥片(AK)46關(guān)閉并且將AGR管路40的AGR閥44最大地開啟。經(jīng)由AGR管路40再循環(huán)的廢 氣的輸送通過在滑行階段中由車輛10拖動(dòng)的內(nèi)燃機(jī)10來進(jìn)行。
[0042] 接下來的步驟S6和S7相應(yīng)于計(jì)時(shí)器功能。對(duì)此在步驟S6中將時(shí)間計(jì)數(shù)（Zeitza hler) A t提高了預(yù)規(guī)定的增量A。在接下來的詢問S7中檢查，時(shí)間計(jì)數(shù)A t是否已經(jīng)到達(dá)了 預(yù)規(guī)定的等待時(shí)間T。在此等待時(shí)間T如下來預(yù)設(shè)，即使得其相應(yīng)于至少一個(gè)廢氣循環(huán)時(shí)間， 該廢氣循環(huán)時(shí)間相應(yīng)于廢氣從在步驟S3中測(cè)量第一 NOx濃度NOXl起直到重新到達(dá)NOx傳感 器48。那么只要時(shí)間計(jì)數(shù)At小于等待時(shí)間T，則在S7中的詢問得到否定，方法返回到步驟 S6，W便相應(yīng)高地來對(duì)時(shí)間計(jì)數(shù)A t進(jìn)行計(jì)數(shù)。
[0043] 那么如果時(shí)間計(jì)數(shù)At已經(jīng)到達(dá)了等待時(shí)間T，則詢問S7得到肯定，方法繼續(xù)前進(jìn) 到步驟S8,在該步驟S8中利用NOx傳感器48來重新測(cè)量廢氣的NOx濃度。通過W步驟S6和S7 的形式的之前的等待循環(huán)(Warteschleife)保證了，在步驟S8中的測(cè)量的時(shí)間點(diǎn)時(shí)通過傳 感器48在已經(jīng)流過了 SCR催化器28的廢氣中來測(cè)量濃度。理想地，在步驟S8中的測(cè)量在相同 的廢氣體積中進(jìn)行，在步驟S3中的第一濃度測(cè)量也基于所述廢氣體積。在步驟S8中測(cè)量的 NOx濃度N0X2因此相應(yīng)于在SCR催化器28的下游存在的濃度。
[0044] 在步驟S9中作為在步驟S3和S8中測(cè)量的第一 NOx濃度NOXl和第二NOx濃度N0X2的 函數(shù)得出SCR催化器28的狀態(tài)。例如催化器狀態(tài)能夠W其效率Tl的形式根據(jù)如下公式來得 出。
[0045] 在理想地完好的SCR系統(tǒng)中，濃度N0X2在滑行階段期間接近零并且效率n接近 1。反之在SCR系統(tǒng)完全不作用的情況中，N0X2處在NOx初始排放NOXl的水平上。在運(yùn)種情況 中，效率n接近零。
[0046] 在接下來的在步驟SiO中的詢問中，進(jìn)行得出的催化器狀態(tài)n與合適的闊值nsw的比 較。在損傷的SCR催化器28的情況中，在詢問Sio中確定出效率降低到闊之下并且在步驟Sll 中輸出缺陷信號(hào)。反之如果確定的效率高于預(yù)設(shè)的闊，貝化CR系統(tǒng)令人滿意地進(jìn)行工作并且 方法返回到其初始點(diǎn)。
[0047] 參考符號(hào)列表 10機(jī)動(dòng)車 12內(nèi)燃機(jī) 14空氣管路 16空氣歧管 18空氣過濾器 20廢氣道 22廢氣歧管 24廢氣通道 26氧化催化器 28廢氣催化器/SCR催化器 30還原劑配量設(shè)備 32混合器 34滿輪機(jī) 36壓縮機(jī) 38低壓廢氣再循環(huán) 40廢氣再循環(huán)管路 42 AGR冷卻器 44 AGR閥 46廢氣阻擋器件 48 NOx傳感器 50診斷設(shè)備 NOXl在點(diǎn)火的運(yùn)行期間廢氣組分的第一濃度 N0X2在不點(diǎn)火的滑行運(yùn)行期間廢氣組分的第二濃度 M_w要求的駕駛轉(zhuǎn)矩 V_Fzg車輛速度 n催化器狀態(tài)/催化器效率 Tlsw闊值 At時(shí)間計(jì)數(shù) A時(shí)間增量
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于診斷布置在機(jī)動(dòng)車（10)的內(nèi)燃機(jī)（12)的廢氣道(20)中且適用于轉(zhuǎn)換至少 一個(gè)廢氣組分的廢氣催化器(28)的方法，其中所述廢氣道(20)具有布置在所述廢氣催化器 (28)上游的廢氣傳感器(48)以及廢氣再循環(huán)系統(tǒng)（38)，該廢氣再循環(huán)系統(tǒng)（38)構(gòu)造成，在 所述廢氣催化器(28)下游從所述廢氣道(20)的廢氣通道(24)中取出廢氣的至少一部分并 且將所述廢氣的至少一部分輸送給所述內(nèi)燃機(jī)(12 )，所述方法包括步驟： -在所述廢氣催化器(28)的上游借助于所述廢氣傳感器(48)在所述內(nèi)燃機(jī)（12)的點(diǎn) 火的運(yùn)行期間測(cè)量廢氣組分的第一濃度(NOXl)， -通過所述廢氣再循環(huán)系統(tǒng)（38)在所述內(nèi)燃機(jī)（12)的不點(diǎn)火的滑行運(yùn)行期間再循環(huán) 廢氣的至少一部分， -借助于所述廢氣傳感器(48)在所述內(nèi)燃機(jī)（12)的不點(diǎn)火的滑行運(yùn)行期間測(cè)量廢氣 組分的第二濃度(N0X2)，以及 -取決于廢氣組分的第一和第二濃度(N0X1，N0X2)來確定所述廢氣催化器（28)的狀 ??τ O2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，廢氣組分包括氮氧化物(NOx)并且所述廢氣 催化器(28)為NO x催化器或SCR催化器并且所述廢氣傳感器(48)為NOx傳感器。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，廢氣組分的第一濃度(NOXl)的測(cè)量在確定 車輛(10)的滑行階段之后在所述內(nèi)燃機(jī)(12)的不點(diǎn)火的滑行運(yùn)行之前進(jìn)行。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，廢氣組分的第二濃度(Ν0Χ2)的測(cè)量在所述 內(nèi)燃機(jī)(12)的不點(diǎn)火的滑行運(yùn)行期間在預(yù)規(guī)定的等待時(shí)間（T)經(jīng)過之后進(jìn)行。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述等待時(shí)間（T)預(yù)規(guī)定成至少相應(yīng)于從 測(cè)量廢氣組分的第一濃度(Ν0Χ1)起的廢氣循環(huán)時(shí)間。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述內(nèi)燃機(jī)（12)的不點(diǎn)火的滑行運(yùn)行期 間通過所述廢氣再循環(huán)系統(tǒng)(38)使全部的廢氣再循環(huán)。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，通過所述廢氣再循環(huán)系統(tǒng)（38)使廢氣再 循環(huán)通過關(guān)閉布置在所述廢氣再循環(huán)系統(tǒng)(38)的廢氣再循環(huán)管路(40)的分支處下游的廢 氣阻擋器件(46)來進(jìn)行。8. -種機(jī)動(dòng)車（10)，包括 -內(nèi)燃機(jī)(12)， -廢氣道(20)，其帶有廢氣通道(24)、布置在所述廢氣通道(24)中且適用于轉(zhuǎn)換至少 一個(gè)廢氣組分的廢氣催化器(28)以及布置在所述廢氣催化器(28)上游的用于檢測(cè)廢氣組 分的廢氣傳感器(48)， -廢氣再循環(huán)系統(tǒng)（38)，該廢氣再循環(huán)系統(tǒng)設(shè)立成，在所述廢氣催化器(28)下游從所 述廢氣通道(24)中取出廢氣的至少一部分并且將所述廢氣的至少一部分輸送給所述內(nèi)燃 機(jī)(12)，以及 -設(shè)立成用于實(shí)施根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的用于診斷廢氣催化器(28)的方 法的診斷設(shè)備(50)。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的機(jī)動(dòng)車，此外包括布置在所述廢氣再循環(huán)系統(tǒng)（38)的廢氣再 循環(huán)管路(40)的分支處下游的廢氣阻擋器件(46)。10. 根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的機(jī)動(dòng)車，此外包括帶有布置在所述廢氣通道(24)中的渦 輪機(jī)(34)的廢氣渦輪增壓器(34,36)，其中所述廢氣再循環(huán)系統(tǒng)(38)設(shè)計(jì)為低壓廢氣再循 環(huán)系統(tǒng)。
【文檔編號(hào)】F02M26/15GK105917091SQ201480073797
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2014年12月29日
【發(fā)明人】B.韋爾德滕, M.庫(kù)拉澤夫斯基
【申請(qǐng)人】大眾汽車有限公司