用于诊断废气催化器的方法以及机动车技术

本发明专利技术涉及用于诊断布置在内燃机(12)的废气道(20)中且适用于转换至少一个废气组分的废气催化器(28)的方法以及机动车，其中废气道(20)具有布置在废气催化器(28)上游的废气传感器(48)以及废气再循环系统(38)，该废气再循环系统(38)构造成，在废气催化器(28)下游从废气道(20)的废气通道(24)中取出废气的至少一部分并且将该废气的至少一部分输送给内燃机(12)。方法包括步骤：‑在废气催化器(28)上游借助于废气传感器(48)在内燃机(12)的点火的运行期间测量废气组分的第一浓度(NOX1)，‑通过废气再循环系统(38)在内燃机(12)的不点火的滑行运行期间再循环废气的至少一部分，‑借助于废气传感器(48)在内燃机(12)的不点火的滑行运行期间测量废气组分的第二浓度(NOX2)，以及‑取决于废气组分的第一和第二浓度(NOX1,NOX2)确定废气催化器(28)的状态。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于诊断布置在机动车的内燃机的废气通道中并且适用于转换至少一个废气组分的废气催化器(尤其SCR催化器)的方法。此外本专利技术涉及一种设立成用于实施该方法的机动车。
技术介绍
持久地或暂时地利用贫的空气燃料混合物来运行的内燃机产出氮氧化物NOx(主要NO2和NO)，该氮氧化物使得减少NOx的措施为必要的。关于发动机的用于减少在废气中的NOx初始排放(Rohemission，有时称为未处理排放)的措施为废气再循环(AGR)，在其中内燃机的废气的一部分被再循环(rückführen，有时称为引回)到内燃机的燃烧用空气中。由此使得燃烧温度下降并且因此减少NOx产生(NOx初始排放)。然而单是废气再循环通常不足以遵守法定的NOx界限值，因此附加地需要起作用的废气后处理，该废气后处理通过将NOx催化地还原成氮气N2来使得NOx最终排放下降。已知的NOx废气后处理设置了使用NOx储存式催化器(NOx-Speicherkatalysator)。NOx储存式催化器在贫的运行(λ>1)中储存以硝酸盐的形式的氮氧化物。在短的浓间隔(λ<1)期间氮氧化物又被放出并且在浓的废气中存在的还原剂在场的情况下还原成氮气N2。作为用于转换在能够执行贫运转的(magerlauffähig)内燃机的废气中的氮氧化物的另一方式已知使用这样的催化器系统，即其根据选择性催化还原(SCR)的原理来工作。所述系统包括至少一个SCR催化器，该SCR催化器在输送给废气的还原剂通常氨NH3在场的情况下选择性地将贫的废气的氮氧化物转变成氮气和水。在此，能够将源自含水的氨溶液的氨配量给废气流。然而通常从前驱体化合物(Vorläuferverbindung)例如以含水的溶液或固态的小球的形式的尿素中以热解和水解的途径来获取氨。此外已知的是，以车载诊断(OBD)的途径来持续地检查废气催化器(如例如SCR催化器或NOx储存式催化器)的功能能力。为此，通常为了相应的废气组分使用后置于催化器的废气传感器的信号，以便测量在废气催化器的下游的废气组分的浓度。此外确定在催化器的上游的废气组分的浓度，即关于发动机的初始排放。这能够通过借助于另一布置在催化器的上游的废气传感器测量浓度来进行。然而更常见地通过在使用储存的综合特性曲线的情况下进行建模来得出初始排放，所述综合特性曲线描绘了取决于内燃机的当前的运行点的组分的浓度。那么取决于在催化器的下游测量的浓度以及在催化器之前的测量的或建模的浓度(即内燃机的初始排放)来获得废气催化器在组分的转换方面的状态。废气催化器的状态能够例如以效率η的形式根据下面的公式来算出，其中c2意味着废气组分的在催化器之后测量的浓度(或含量)并且c1意味着内燃机在所述组分方面的初始排放：由此效率η能够占据0至1的值。由此理想地起作用的催化器(其促使了完全的催化的转换(c2=0))具有1的效率η，而在催化器完全不作用的情况下η=0(c1=c2)。文件DE102010042442A1描述了一种带有SCR催化器以及带有低压(ND)废气再循环的废气装置，借助于该废气再循环在废气涡轮增压器的涡轮机的下游(低压侧)并且在SCR催化器的下游取出废气部分流并且在废气涡轮增压器的压缩机的上游(低压侧)将该废气部分流输送给内燃机的燃烧用空气。在废气再循环管路中布置有NOx传感器，该NOx传感器测量氮氧化物的浓度，以便基于由此得出的NOx浓度来控制内燃机，尤其AGR率或空气燃料比例。此外废气再循环管路通过旁路与内燃机的空气管路连接，该旁路在压缩机的下游即在该压缩机的高压侧上通入到空气管路中。为了确定NOx传感器的偏差以用于该NOx传感器的校准，将旁路开启并且由此促使了在废气再循环管路中的流动方向的反向，从而NOx传感器加载有新鲜空气。在此未描述SCR催化器的诊断。从文件DE102010050413A1中已知一种内燃机的废气装置，该废气装置具有氧化催化器、微粒过滤器以及SCR催化器，其中可选地微粒过滤器能够具有SCR催化覆层并且能够放弃单独的SCR催化器。此外，内燃机具有带有由高压(HD)AGR和低压(ND)AGR形成的组合的双重的增压机构，在该增压机构的情况下NDAGR管路在微粒过滤器的下游进行分支并且容纳另一SCR催化器。文件DE10349126A1描述了一种之前描述的用于或者分别借助于在催化器的上游和下游的NOx传感器或者(代替前面的传感器)借助于用于NOx初始排放的计算模型来得出SCR催化器的效率的行为方式。如果得出的SCR催化器的NOX效率处于预规定的基础效率之下，则使催化器再生以去除沉积的碳氢化合物和碳黑。上面描述的用于诊断废气催化器的两个行为方式具有缺点。分别将废气传感器布置在催化器的上游和下游呈现为成本大的关于装置的更多消耗。反之如果在上游的废气传感器由计算模型来代替以用于得出相应的废气组分的初始排放，则由此能够由于所使用的计算模型的不可避免的不准确性或不可靠性而损害诊断稳健性(Diagnoserobustheit，有时称为诊断鲁棒性)。此外相应的模型的使用还与更多成本相联系。
技术实现思路
此时本专利技术的任务在于，提供一种用于诊断废气催化器的方法，该方法具有高的诊断稳健性并且同时伴随有小的成本消耗。所述任务通过带有独立权利要求的特征的方法以及机动车来解决。本专利技术的优选的设计方案为从属权利要求的对象。根据本专利技术的方法涉及诊断布置在机动车的内燃机的废气道中且适用于转换至少一个废气组分的废气催化器。在此，在废气道中在废气催化器上游布置有废气传感器。此外，废气道具有废气再循环系统，该废气再循环系统构造成，在废气催化器的下游从废气道的废气通道中取出废气的至少一部分并且将该废气的至少一部分输送给内燃机，确切地说输送给内燃机的燃烧用空气。根据本专利技术的方法包括步骤：- 在废气催化器的上游借助于废气传感器在内燃机的点火的运行期间测量废气组分的第一浓度，- 通过废气再循环系统在内燃机的不点火的滑行运行(Schubbetrieb，有时称为惯性运行)期间再循环废气的至少一部分，- 借助于废气传感器在内燃机的不点火的滑行运行期间测量废气组分的第二浓度，以及- 取决于废气组分的第一和第二浓度确定废气催化器的状态。通过根据本专利技术的行为方式，借助于仅仅一个唯一的废气传感器(该废气传感器布置在待监视的废气催化器上游)不仅测量在催化器的上游的废气组分的浓度即内燃机的初始排放，而且测量在通过催化器之后废气组分的浓度。为了最后提及的目的，将离开催化器的废气通过AGR系统再循环到内燃机并且使用内燃机的不点火的滑行运行，以便尽可能小地影响废气组成。通过使用唯一的废气传感器，避免了用于将在现有技术中通常的第二传感器布置在催化器之后的更多成本。此外，在这两个传感器之间的可能的传感器偏差通过使用唯一的传感器来补偿。此外因为该方法不使用计算模型以用于得出废气组分的关于发动机的初始排放，故省去了由于模型的不准确性所引起的不确定性。因此根据本专利技术的方法是特别可靠的。在本专利技术的范围内，概念“废气组分的浓度”被理解成反映了废气关于所述组分的含量的每种变量。因此该概念还包括废气传感器的信号，例如废气传感器的传感器电压或类似物。概念“点火的运行”包括如下运行模式，即在其中内燃机在燃料输送和燃本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于诊断布置在机动车(10)的内燃机(12)的废气道(20)中且适用于转换至少一个废气组分的废气催化器(28)的方法，其中所述废气道(20)具有布置在所述废气催化器(28)上游的废气传感器(48)以及废气再循环系统(38)，该废气再循环系统(38)构造成，在所述废气催化器(28)下游从所述废气道(20)的废气通道(24)中取出废气的至少一部分并且将所述废气的至少一部分输送给所述内燃机(12)，所述方法包括步骤：‑ 在所述废气催化器(28)的上游借助于所述废气传感器(48)在所述内燃机(12)的点火的运行期间测量废气组分的第一浓度(NOX1)，‑ 通过所述废气再循环系统(38)在所述内燃机(12)的不点火的滑行运行期间再循环废气的至少一部分，‑ 借助于所述废气传感器(48)在所述内燃机(12)的不点火的滑行运行期间测量废气组分的第二浓度(NOX2)，以及‑ 取决于废气组分的第一和第二浓度(NOX1,NOX2)来确定所述废气催化器(28)的状态。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.01.21 DE 102014201000.41.一种用于诊断布置在机动车(10)的内燃机(12)的废气道(20)中且适用于转换至少一个废气组分的废气催化器(28)的方法，其中所述废气道(20)具有布置在所述废气催化器(28)上游的废气传感器(48)以及废气再循环系统(38)，该废气再循环系统(38)构造成，在所述废气催化器(28)下游从所述废气道(20)的废气通道(24)中取出废气的至少一部分并且将所述废气的至少一部分输送给所述内燃机(12)，所述方法包括步骤：- 在所述废气催化器(28)的上游借助于所述废气传感器(48)在所述内燃机(12)的点火的运行期间测量废气组分的第一浓度(NOX1)，- 通过所述废气再循环系统(38)在所述内燃机(12)的不点火的滑行运行期间再循环废气的至少一部分，- 借助于所述废气传感器(48)在所述内燃机(12)的不点火的滑行运行期间测量废气组分的第二浓度(NOX2)，以及- 取决于废气组分的第一和第二浓度(NOX1,NOX2)来确定所述废气催化器(28)的状态。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，废气组分包括氮氧化物(NOx)并且所述废气催化器(28)为NOx催化器或SCR催化器并且所述废气传感器(48)为NOx传感器。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，废气组分的第一浓度(NOX1)的测量在确定车辆(10)的滑行阶段之后在所述内燃机(12)的不点火的滑行运行之前进行。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，废气组分的第二浓度(NOX2)的测量...

【专利技术属性】
技术研发人员：B韦尔德滕，M库拉泽夫斯基，
申请(专利权)人：大众汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE