用于诊断废气催化器的方法、诊断装置以及具有这种诊断装置的汽车的制作方法
用于诊断废气催化器的方法、诊断装置以及具有这种诊断装置的汽车的制作方法
【专利说明】用于诊断废气催化器的方法、诊断装置以及具有这种诊断 装置的汽车
[0001] 本发明涉及一种用于诊断布置在内燃机的排气设备中的废气催化器的方法，所述 废气催化器用于催化地转化内燃机的至少一种废气成分，本发明还涉及一种用于实施所述 方法的诊断装置以及一种具有这种诊断装置的汽车。在前一种特殊的实施形式中，废气催 化器指的是按照选择性催化还原的原理工作的用于还原氮氧化物NO x的催化器。
[0002] 连续地或者暂时地通过稀燃的空气燃料混合物运行的内燃机产生氮氧化物 NOx(主要是勵 2和NO)，这使得需要采取降低NO x的措施。为了减少废气中的NO，未处理排 放量的发动机式的措施是废气再循环，其中，一部分内燃机废气被回引至其燃烧空气中，由 此降低燃烧温度并且因此降低N0 X的产生（NO x未处理排放量）。然而，废气再循环通常不 足以维持法律规定的N0X极限值，因此附加地需要主动的废气再处理，其通过将NO x催化还 原为氮气N2来降低NO x的最终排放。已知的NO x废气再处理规定使用NO x存储催化器，其在 稀燃的运行中（在A > 1时）以硝酸盐的形式存储氮氧化物，并且所存储的氮氧化物在具 有较浓废气环境（A < 1)的较短间隔内脱附并且借助存在于较浓废气中的还原剂还原为 氮气N2。
[0003] 作为其它用于转化可稀燃运行的内燃机的废气内的氮氧化物的方法，已知使用按 照选择性催化还原（SCR: selective catalytic reduction)的原理工作的催化器系统。这 些系统包括至少一个SCR催化器，其借助输入废气中的还原剂、通常是氨NH 3选择性地将废 气中的氮氧化物转化为氮气和水。在此，可以从液态的氨溶液中计量地向废气流中加入氨 或者从前体化合物（例如形式为水溶液或固体粒形式的尿素）中通过热解和水解的方式得 到。用于在交通工具中存储氨的新方法是册1 3存储材料，其根据温度可逆地连接氨。与此 相关地尤其已知金属氨合物存储器，例如MgCl2、CaCljP SrCl 2，它们以复杂化合物的形式 存储氨，以便例如作为MgCl2(NH3)、CaCl 2(NH3)或SrCl2(NH3)存在。通过输入热又可以从这 些化合物中释放出氨。
[0004] 此外已知，通过车载诊断系统（0BD)持续地控制废气催化器、如SCR催化器或N0X 存储催化器的功能性。为此通常应用连接在催化器之后的、用于相应的废气成分的废气传 感器（NOx-Sens 〇rs)的信号，以便在废气催化器下游测量该废气成分的浓度。此外，确定催 化器上游的废气成分浓度，即发动机的未处理排放量。这可以通过借助另一布置在催化器 上游的废气传感器测量浓度实现。然而，未处理排放量的确定经常通过在应用保存的特性 场的情况下建模而实现，所述特性场与内燃机的当前运行点有关地描绘成分的浓度。废气 催化器在转化成分方面的效率n例如由以下方程得出，其中， C_end是在催化器之后测得 的废气成分浓度（或含量）并且c_roh是内燃机在该成分方面的未处理排放量：
【主权项】
1. 一种用于诊断布置在内燃机（12)的排气设备（20)中的废气催化器（28)的方法，所 述废气催化器用于催化地转化内燃机（12)的至少一种废气成分，所述内燃机具有废气再 循环装置，通过所述废气再循环装置在废气催化器（14)的下游抽取废气支流并且将所述 废气支流输入内燃机（12)的燃烧空气中，所述方法包括以下措施： -在废气成分方面确定内燃机（12)的当前未处理排放量（NOx_roh)， -测量处于废气催化器（28)上游的废气中的废气成分（NOx_mes)的当前浓度，并且 -根据内燃机（12)的建模的未处理排放量（NOx_roh)和测得的废气成分（NOx_mes)的 浓度在废气成分的转化方面确定废气催化器（28)的诊断值。
2. 按权利要求1所述的方法，其中，根据建模的未处理排放量（NOx_roh)和测得的浓度 (NOx_mes)的比例关系确定废气催化器（28)的效率（n)作为诊断值。
3. 按权利要求2所述的方法，其中，按照以下方程确定效率（n)，其中a_AGR表示废 气再循环率：
4. 按前述权利要求之一所述的方法，其中，将针对废气催化器（28)确定的诊断值（n) 与额定值（n_s〇ll)或阈值（n_sw)进行比较，并且在与额定值（n_s〇ll)存在最小偏差 或者超过阈值（n_sw)时确定并且输出废气催化器（28)的缺陷。
5. 按权利要求4所述的方法，其中，根据内燃机（12)的当前运行点尤其通过应用特性 场将额定值（n_s〇ll)或阈值（n_sw)建模。
6. 按前述权利要求之一所述的方法，其中，根据内燃机（12)的当前运行点尤其通过应 用特性场将内燃机（12)的未处理排放量（NOx_roh)建模。
7. -种用于诊断布置在内燃机（12)的排气设备（20)中的废气催化器（）的诊断装置 (48)，所述废气催化器用于催化地转化内燃机（12)的至少一种废气成分，其中，所述诊断 装置（48)设置用于实施按权利要求1至6之一所述的方法。
8. -种汽车（10)，具有内燃机（12)、连接在所述内燃机上的排气设备（20)、布置在所 述排气设备（20)中的用于催化地转化内燃机（12)的至少一种废气成分的废气催化器（)、 布置在废气催化器0上游的用于测量废气中的废气成分（N0x_mes)的当前浓度的废气传 感器0、用于在废气催化器（14)的下游抽取废气支流并且将所抽取的废气支流输入内燃 机（12)的燃烧空气中的废气再循环装置，以及按权利要求7所述的诊断装置（48)。
9. 按权利要求8所述的汽车（10)，其中，所述废气催化器（28)是用于还原氮氧化物的 催化器，尤其是SCR催化器。
10. 按权利要求8或9所述的汽车（10)，其中，废气成分包含氮氧化物（NOx)并且所述 废气传感器（46)是NOjf感器。
【专利摘要】本发明涉及一种用于诊断布置在内燃机(12)的排气设备(20)中的废气催化器(28)的方法，所述废气催化器用于催化地转化内燃机(12)的至少一种废气成分，所述内燃机具有废气再循环装置，通过所述废气再循环装置在废气催化器(14)的下游抽取废气的支流并且将其输入内燃机(12)的燃烧空气中，所述方法包括以下措施：在废气成分方面确定内燃机(12)的当前未处理排放量(NOx_roh)，测量处于废气催化器(28)上游的废气中的废气成分(NOx_mes)的当前浓度，并且根据内燃机(12)的建模的未处理排放量(NOx_roh)和测得的废气成分(NOx_mes)的浓度在废气成分的转化方面确定废气催化器(28)的诊断值。本发明还涉及一种设置用于实施所述方法的诊断装置以及一种具有所述诊断装置的汽车。
【IPC分类】F01N9-00, F01N3-20, F01N3-08, F01N11-00, F02M25-07, F01N3-10
【公开号】CN104813002
【申请号】CN201380060310
【发明人】B.维尔德滕, M.库拉塞弗斯基
【申请人】大众汽车有限公司
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2013年11月21日
【公告号】DE102012025002A1, WO2014095215A1
【专利说明】用于诊断废气催化器的方法、诊断装置以及具有这种诊断 装置的汽车
[0001] 本发明涉及一种用于诊断布置在内燃机的排气设备中的废气催化器的方法，所述 废气催化器用于催化地转化内燃机的至少一种废气成分，本发明还涉及一种用于实施所述 方法的诊断装置以及一种具有这种诊断装置的汽车。在前一种特殊的实施形式中，废气催 化器指的是按照选择性催化还原的原理工作的用于还原氮氧化物NO x的催化器。
[0002] 连续地或者暂时地通过稀燃的空气燃料混合物运行的内燃机产生氮氧化物 NOx(主要是勵 2和NO)，这使得需要采取降低NO x的措施。为了减少废气中的NO，未处理排 放量的发动机式的措施是废气再循环，其中，一部分内燃机废气被回引至其燃烧空气中，由 此降低燃烧温度并且因此降低N0 X的产生（NO x未处理排放量）。然而，废气再循环通常不 足以维持法律规定的N0X极限值，因此附加地需要主动的废气再处理，其通过将NO x催化还 原为氮气N2来降低NO x的最终排放。已知的NO x废气再处理规定使用NO x存储催化器，其在 稀燃的运行中（在A > 1时）以硝酸盐的形式存储氮氧化物，并且所存储的氮氧化物在具 有较浓废气环境（A < 1)的较短间隔内脱附并且借助存在于较浓废气中的还原剂还原为 氮气N2。
[0003] 作为其它用于转化可稀燃运行的内燃机的废气内的氮氧化物的方法，已知使用按 照选择性催化还原（SCR: selective catalytic reduction)的原理工作的催化器系统。这 些系统包括至少一个SCR催化器，其借助输入废气中的还原剂、通常是氨NH 3选择性地将废 气中的氮氧化物转化为氮气和水。在此，可以从液态的氨溶液中计量地向废气流中加入氨 或者从前体化合物（例如形式为水溶液或固体粒形式的尿素）中通过热解和水解的方式得 到。用于在交通工具中存储氨的新方法是册1 3存储材料，其根据温度可逆地连接氨。与此 相关地尤其已知金属氨合物存储器，例如MgCl2、CaCljP SrCl 2，它们以复杂化合物的形式 存储氨，以便例如作为MgCl2(NH3)、CaCl 2(NH3)或SrCl2(NH3)存在。通过输入热又可以从这 些化合物中释放出氨。
[0004] 此外已知，通过车载诊断系统（0BD)持续地控制废气催化器、如SCR催化器或N0X 存储催化器的功能性。为此通常应用连接在催化器之后的、用于相应的废气成分的废气传 感器（NOx-Sens 〇rs)的信号，以便在废气催化器下游测量该废气成分的浓度。此外，确定催 化器上游的废气成分浓度，即发动机的未处理排放量。这可以通过借助另一布置在催化器 上游的废气传感器测量浓度实现。然而，未处理排放量的确定经常通过在应用保存的特性 场的情况下建模而实现，所述特性场与内燃机的当前运行点有关地描绘成分的浓度。废气 催化器在转化成分方面的效率n例如由以下方程得出，其中， C_end是在催化器之后测得 的废气成分浓度（或含量）并且c_roh是内燃机在该成分方面的未处理排放量：
【主权项】
1. 一种用于诊断布置在内燃机（12)的排气设备（20)中的废气催化器（28)的方法，所 述废气催化器用于催化地转化内燃机（12)的至少一种废气成分，所述内燃机具有废气再 循环装置，通过所述废气再循环装置在废气催化器（14)的下游抽取废气支流并且将所述 废气支流输入内燃机（12)的燃烧空气中，所述方法包括以下措施： -在废气成分方面确定内燃机（12)的当前未处理排放量（NOx_roh)， -测量处于废气催化器（28)上游的废气中的废气成分（NOx_mes)的当前浓度，并且 -根据内燃机（12)的建模的未处理排放量（NOx_roh)和测得的废气成分（NOx_mes)的 浓度在废气成分的转化方面确定废气催化器（28)的诊断值。
2. 按权利要求1所述的方法，其中，根据建模的未处理排放量（NOx_roh)和测得的浓度 (NOx_mes)的比例关系确定废气催化器（28)的效率（n)作为诊断值。
3. 按权利要求2所述的方法，其中，按照以下方程确定效率（n)，其中a_AGR表示废 气再循环率：
4. 按前述权利要求之一所述的方法，其中，将针对废气催化器（28)确定的诊断值（n) 与额定值（n_s〇ll)或阈值（n_sw)进行比较，并且在与额定值（n_s〇ll)存在最小偏差 或者超过阈值（n_sw)时确定并且输出废气催化器（28)的缺陷。
5. 按权利要求4所述的方法，其中，根据内燃机（12)的当前运行点尤其通过应用特性 场将额定值（n_s〇ll)或阈值（n_sw)建模。
6. 按前述权利要求之一所述的方法，其中，根据内燃机（12)的当前运行点尤其通过应 用特性场将内燃机（12)的未处理排放量（NOx_roh)建模。
7. -种用于诊断布置在内燃机（12)的排气设备（20)中的废气催化器（）的诊断装置 (48)，所述废气催化器用于催化地转化内燃机（12)的至少一种废气成分，其中，所述诊断 装置（48)设置用于实施按权利要求1至6之一所述的方法。
8. -种汽车（10)，具有内燃机（12)、连接在所述内燃机上的排气设备（20)、布置在所 述排气设备（20)中的用于催化地转化内燃机（12)的至少一种废气成分的废气催化器（)、 布置在废气催化器0上游的用于测量废气中的废气成分（N0x_mes)的当前浓度的废气传 感器0、用于在废气催化器（14)的下游抽取废气支流并且将所抽取的废气支流输入内燃 机（12)的燃烧空气中的废气再循环装置，以及按权利要求7所述的诊断装置（48)。
9. 按权利要求8所述的汽车（10)，其中，所述废气催化器（28)是用于还原氮氧化物的 催化器，尤其是SCR催化器。
10. 按权利要求8或9所述的汽车（10)，其中，废气成分包含氮氧化物（NOx)并且所述 废气传感器（46)是NOjf感器。
【专利摘要】本发明涉及一种用于诊断布置在内燃机(12)的排气设备(20)中的废气催化器(28)的方法，所述废气催化器用于催化地转化内燃机(12)的至少一种废气成分，所述内燃机具有废气再循环装置，通过所述废气再循环装置在废气催化器(14)的下游抽取废气的支流并且将其输入内燃机(12)的燃烧空气中，所述方法包括以下措施：在废气成分方面确定内燃机(12)的当前未处理排放量(NOx_roh)，测量处于废气催化器(28)上游的废气中的废气成分(NOx_mes)的当前浓度，并且根据内燃机(12)的建模的未处理排放量(NOx_roh)和测得的废气成分(NOx_mes)的浓度在废气成分的转化方面确定废气催化器(28)的诊断值。本发明还涉及一种设置用于实施所述方法的诊断装置以及一种具有所述诊断装置的汽车。
【IPC分类】F01N9-00, F01N3-20, F01N3-08, F01N11-00, F02M25-07, F01N3-10
【公开号】CN104813002
【申请号】CN201380060310
【发明人】B.维尔德滕, M.库拉塞弗斯基
【申请人】大众汽车有限公司
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2013年11月21日
【公告号】DE102012025002A1, WO2014095215A1
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