DE102007009873A1 - Exhaust gas sensor's interference error occurrence detecting method for diesel engine, involves adjusting high and low concentrations of exhaust gas component, that is before catalyzer, during two sets of operating conditions - Google Patents
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Abstract
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft Verfahren zur Erkennung des Auftretens von Querempfindlichkeiten eines Abgassensors, welcher zur Bestimmung der Anwesenheit oder der Konzentration zumindest einer ersten Abgaskomponente im Abgas einer Brennkraftmaschine vorgesehen ist, auf zumindest eine zweite Abgaskomponente des Abgases, wobei der Abgassensor in Strömungsrichtung des Abgases nach zumindest einem zumindest die zweite Abgaskomponente umsetzenden ersten Katalysator angeordnet ist.The The invention relates to methods for detecting the occurrence of cross sensitivities an exhaust gas sensor, which for determining the presence or the concentration of at least one first exhaust gas component in the exhaust gas an internal combustion engine is provided, at least a second exhaust gas component the exhaust gas, wherein the exhaust gas sensor in the flow direction the exhaust gas after at least one at least the second exhaust gas component arranged converting first catalyst.
Insbesondere
im Abgassystem von Dieselmotoren mit Dieselpartikelfiltern sind
Partikelsensoren vorgesehen, mit welchen die korrekte Funktion des
Dieselpartikelfilters im Rahmen einer On-Board-Diagnose überwacht
wird. Ein solcher resistiver Partikelsensor ist in der
In
einer noch nicht veröffentlichten Anmeldung (Aktenzeichen
Partikelsensoren weisen eine starke Querempfindlichkeit gegenüber äußeren Einflussgrößen wie Sensortemperatur, Abgastemperatur, Abgasgeschwindigkeit oder auch Abgasbestandteilen auf. Dabei beeinflussen diese Größen sowohl die Anlagerung der Partikel an dem Sensor wie auch die gemessene Impedanz des Sensors.particle sensors have a strong cross-sensitivity to external Influencing variables such as sensor temperature, exhaust gas temperature, Flue gas velocity or exhaust gas components. Influence these sizes both the attachment of the particles at the sensor as well as the measured impedance of the sensor.
In
einer noch nicht veröffentlichten Anmeldung (
Weitere Einflussgrößen auf die Querempfindlichkeiten der Sensoren werden bei dem beschriebenen Verfahren nicht berücksichtigt.Further Influencing factors on the cross sensitivities of the Sensors are not considered in the described method.
In
einer weiteren noch nicht veröffentlichten Anmeldung (
Das Verfahren ermöglicht es, dass auch dynamische Betriebspunktwechsel der Brennkraftmaschine, die schneller erfolgen als das Ansprechen des Partikelsensors, bezüglich der Querempfindlichkeiten des Partikelsensors korrigiert werden können.The Procedure also allows for dynamic operating point change the internal combustion engine, which are faster than the response of the Particle sensors, concerning the cross sensitivities of the Particle sensors can be corrected.
Dazu ist es jedoch notwendig, die Einflussgrößen auf die Querempfindlichkeiten des Partikelsensors an dem Ort des Partikelsensors zu bestimmen beziehungsweise abzuschätzen. Dies ist insbesondere für Abgasbestandteile schwierig, wenn deren Gehalt am Einbauort des Partikelsensors nicht hinreichend genau bestimmt werden kann. So kann beispielsweise der Gehalt einer Abgaskomponente am Partikelsensor in Abhängigkeit von einem Alterungszustand eines die Abgaskomponente konvertierenden Katalysators bei ansonsten gleichen Betriebsparametern der Brennkraftmaschine stark variieren.For this purpose, however, it is necessary to determine or estimate the influencing variables on the cross sensitivities of the particle sensor at the location of the particle sensor. This is particularly difficult for exhaust components, if their content at the installation of the particle sensor can not be determined with sufficient accuracy. For example, the content of an exhaust gas component at the particle sensor depending on an aging state of the exhaust gas component converting catalyst vary with otherwise the same operating parameters of the internal combustion engine.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren bereitzustellen, mit welchem das Auftreten von Querempfindlichkeiten eines Abgassensors auf Abgasbestandteile erkannt werden kann.It The object of the invention is to provide a method with which the occurrence of cross-sensitivities of an exhaust gas sensor to exhaust gas constituents can be recognized.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass sich während ersten Betriebszuständen hohe Konzentrationen der zweiten Abgaskomponente vor dem ersten Katalysator einstellen und/oder dass sich Bedingungen am Abgassensor einstellen, bei denen eine hohe Querempfindlichkeit des Abgassensors auf die zweite Abgaskomponente erwartet wird und dass sich während zweiten Betriebszuständen niedrige Konzentrationen der zweiten Abgaskomponente vor dem ersten Katalysator einstellen und/oder dass sich Bedingungen am Abgassensor einstellen, bei denen eine niedrige Querempfindlichkeit des Abgassensors auf die zweite Abgaskomponente erwartet wird und dass bei abweichendem Signalverhalten des Abgassensors zwischen den ersten und den zweiten Betriebszuständen auf das Vorliegen der zweiten Abgaskomponente am Abgassensor und eine dadurch bewirkte Querempfindlichkeit des Abgassensors geschlossen wird.The Task is solved by that during first operating conditions high concentrations of the second Set exhaust gas component before the first catalyst and / or that conditions set on the exhaust gas sensor, where a high Cross-sensitivity of the exhaust gas sensor to the second exhaust gas component is expected and that during second operating conditions low concentrations of the second exhaust gas component before the first Catalyst adjust and / or that conditions on the exhaust gas sensor adjust, where a low cross sensitivity of the exhaust gas sensor the second exhaust gas component is expected and that at different Signal behavior of the exhaust gas sensor between the first and the second Operating conditions on the presence of the second exhaust gas component at the exhaust gas sensor and thereby caused cross sensitivity of the Exhaust gas sensor is closed.
Dem Verfahren liegt die Erkenntnis zu Grunde, dass bei intaktem Katalysator unabhängig von der Konzentration der die Querempfindlichkeit verursachenden zweiten Abgaskomponente vor dem Katalysator kein nennenswerter Anteil der zweiten Abgaskomponente an dem Abgassensor vorliegt. Es kann somit keine Beeinflussung des Signals des Abgassensors durch die zweite Abgas komponente erfolgen. Auch Bedingungen am Abgassensor, welche eine stärkere Querempfindlichkeit des Abgassensors auf die zweite Abgaskomponente erwarten lassen, beispielsweise eine hohe oder niedrige Temperatur des Abgassensors, führen zu keiner Beeinträchtigung des Signals des Abgassensors, da keine ausreichende Menge der zweiten Abgaskomponente am Abgassensor vorliegt.the The method is based on the finding that with intact catalyst regardless of the concentration of the cross-sensitivity causing second exhaust component before the catalyst no significant fraction of the second exhaust gas component at the exhaust gas sensor is present. It can thus not influence the signal of the exhaust gas sensor done by the second exhaust component. Also conditions at the exhaust gas sensor, which has a greater cross-sensitivity of the exhaust gas sensor expect the second exhaust component, for example a high or low temperature of the exhaust gas sensor, lead no impairment of the signal of the exhaust gas sensor, because there is no sufficient amount of the second exhaust gas component at the exhaust gas sensor is present.
Bei defektem Katalysator wird hingegen eine höhere Konzentration der die Querempfindlichkeit verursachenden zweiten Abgaskomponente vor dem Katalysator zu einem merklichen Anstieg der Konzentration der zweiten Abgaskomponente am Ort des Abgassensors führen. Dadurch wird die Messung des Abgassensors beeinflusst, und zwar in Abhängigkeit von der angebotenen Konzentration der zweiten Abgaskomponente vor dem Katalysator und von Bedingungen am Abgassensor, welche die Querempfindlichkeit des Abgassensors auf die zweite Abgaskomponente beeinflussen.at however, a defective catalyst becomes a higher concentration the cross-sensitivity causing second exhaust gas component before the catalyst to a noticeable increase in concentration lead the second exhaust gas component at the location of the exhaust gas sensor. This affects the measurement of the exhaust gas sensor, namely depending on the offered concentration of the second Exhaust gas component upstream of the catalytic converter and conditions on the exhaust gas sensor, which the cross-sensitivity of the exhaust gas sensor to the second exhaust gas component influence.
Durch betriebsbedingte oder gezielt vorgenommene Variationen der Konzentration der zweiten Abgaskomponente vor dem Katalysator und/oder durch Variation der Bedingungen am Ort des Abgassensors, welche die Querempfindlichkeit des Abgassensors auf die zweite Abgaskomponente beeinflussen, kann somit auf einen Defekt des Katalysators bezüglich seiner Konvertierungs- beziehungsweise Rückhaltefähigkeit für die zweite Abgaskomponente und somit auf das Vorliegen der zweiten Abgaskomponente am Ort des Abgassensors mit einer dadurch bewirkten Querempfindlichkeit und eine entsprechende Fehlmessung des Abgassensors geschlossen werden.By operational or targeted variations in concentration the second exhaust gas component in front of the catalyst and / or by variation the conditions at the location of the exhaust gas sensor, which is the cross-sensitivity of the exhaust gas sensor on the second exhaust gas component can influence thus a defect of the catalyst with respect to its Conversion or retention capability for the second exhaust gas component and thus for the presence the second exhaust gas component at the location of the exhaust gas sensor with a thereby caused Cross-sensitivity and a corresponding measurement error of the exhaust gas sensor getting closed.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Erfindung ist es vorgesehen, dass mit dem Abgassensor die Anwesenheit oder Konzentration der ersten Abgaskomponente nach einem zumindest die zweite Abgaskomponente konvertierenden oder speichernden ersten Katalysator und einem zumindest die erste Abgaskomponente konvertierenden oder speichernden zweiten Katalysator gemessen wird, dass bei verschiedenen Betriebszuständen aus dem Signal des Abgassensors ein Maß ε für die Konvertierungsfähigkeit oder die Rückhaltefähigkeit des zweiten Katalysators für die erste Abgaskomponente ermittelt wird, dass unter Annahme eines defekten ersten Katalysators ein Maß β für eine angenommene Belastung des Abgassensors mit der zweiten Abgaskomponente für den jeweiligen Betriebszustand ermittelt wird und dass bei einem stetig steigenden oder abnehmenden Maß ε infolge einer stetigen Veränderung des Maßes β auf die Anwesenheit der zweiten Abgaskomponente an dem Abgassensor geschlossen wird. Dabei können die beiden Katalysatoren getrennt oder in einer baulichen Einheit vorliegen, wobei die Durchführung des Verfahrens unabhängig von der Reihenfolge der in dem Abgaskanal angeordneten Katalysatoren erfolgen kann. Da das Maß ε aus dem Signal des Abgassensors gebildet wird, wird es bei defektem erstem Katalysator fehlerhaft sein. Weiterhin wird sich das Maß ε bei defektem erstem Katalysator bei gezielter Variation der Konzentration der zweiten Abgaskomponente vor dem ersten Katalysator ändern. Das Maß β quantifiziert dabei die mögliche Belastung des Abgassensors mit der zweiten Abgaskomponente unter Annahme eines defekten ersten Katalysators. Ändert sich das Maß ε nicht in Abhängigkeit von dem Maß β, so ist von einem intakten ersten Katalysator und somit von keiner Querbeeinflussung des Abgassensors durch die zweite Abgaskomponente auszugehen. Ändert sich hingegen das Maß ε in Abhängigkeit von dem Maß β, so kann auf einen defekten ersten Katalysator und somit auf die Anwesenheit der zweiten Abgaskomponente an dem Abgassensor mit der dadurch bedingten Beeinflussung des Messergebnisses des Abgassensors für die erste Abgaskomponente geschlossen werden. Vorteilhaft bei dieser Ausgestaltung der Erfindung ist, dass bei heutigen Abgassystemen häufig schon ein Maß ε zur Beschreibung der Konvertierungs- beziehungsweise Rückhaltefähigkeit eines Katalysators gebildet wird und somit bei der Durchführung des Verfahrens auf bereits bestehende Größen zurückgegriffen werden kann. Das Verfahren lässt sich für viele Abgassysteme rein rechnerisch auf Basis von Signalen und Messergebnissen bereits vorhandener Sensoren durchführen.According to a preferred embodiment variant of the invention, it is provided that with the exhaust gas sensor the presence or concentration of the first exhaust gas component is measured according to a first catalyst which converts or stores at least the second exhaust gas component and a second catalyst which converts or stores at least the first exhaust gas component and which at different operating states From the signal of the exhaust gas sensor, a measure ε for the conversion capability or the retention capability of the second catalytic converter for the first exhaust gas component is determined, assuming a defective first catalytic converter, a measure β for an assumed load of the exhaust gas sensor with the second exhaust gas component for the respective operating state is determined and that is closed at a steadily increasing or decreasing degree ε as a result of a constant change in the degree β on the presence of the second exhaust gas component at the exhaust gas sensor , In this case, the two catalysts can be separate or present in a structural unit, wherein the implementation of the method can be carried out regardless of the order of the catalysts arranged in the exhaust duct. Since the measure ε is formed from the signal of the exhaust gas sensor, it will be faulty in defective first catalyst. Furthermore, if the first catalyst is defective, the measure ε will change if the concentration of the second exhaust gas component in front of the first catalyst is deliberately varied. The measure β quantifies the possible load of the exhaust gas sensor with the second exhaust gas component assuming a defective first catalyst. If the measure ε does not change as a function of the measure β, then an intact first catalytic converter and thus no transversal influence of the exhaust gas sensor by the second exhaust gas component can be assumed. On the other hand, if the measure ε changes as a function of the measure β, then it is possible to refer to a defective first catalyst and Thus, the presence of the second exhaust gas component at the exhaust gas sensor with the consequent influence on the measurement result of the exhaust gas sensor for the first exhaust gas component can be concluded. An advantage of this embodiment of the invention is that in today's exhaust systems often already measure ε for the description of the conversion or retention capacity of a catalyst is formed and thus can be used in the implementation of the method to existing sizes. For many exhaust gas systems, the process can be performed purely on the basis of signals and measurement results of existing sensors.
Eine rechnerische Erfassung des Zusammenhangs zwischen den Maßen ε und β für verschiedene Betriebszustände lässt sich dadurch erreichen, dass für verschiedene Betriebszustände Wertepaare des Maßes ε und des Maßes β gebildet werden, dass durch eine Regressionsanalyse ein funktionaler Zusammenhang zwischen dem Maß ε und dem Maß β ermittelt wird und dass auf die Anwesenheit der zweiten Abgaskomponente an dem Abgassensor und eine dadurch bewirkte Querempfindlichkeit des Abgassensors geschlossen wird, wenn die angepassten Regressionsparameter einen vorgegebenen Grenzwert überschreiten oder einen vorgegebenen Grenzwert unterschreiten und/oder dass aus der Höhe der Regressionsparameter auf die Konzentration der zweiten Abgaskomponente an dem Abgassensor geschlossen wird. Das Verfahren ermöglicht es, auch bei streuenden Messergebnissen eine Aussage über die Querbeeinflussung des Abgassensors treffen.A mathematical determination of the relationship between the measures ε and β for different operating states can be achieved achieve that for different operating conditions Value pairs of the measure ε and the measure β formed be that by a regression analysis a functional connection determined between the measure ε and the measure β and that on the presence of the second exhaust component the exhaust gas sensor and thereby caused cross sensitivity of the Exhaust gas sensor is closed when the adjusted regression parameters exceed a predetermined limit or a predetermined limit fall below and / or that from the height of the Regressionsparameter on the concentration of the second exhaust gas component at the exhaust gas sensor is closed. The procedure makes it possible, too scattering results a statement about the cross interference of the exhaust gas sensor.
Eine einfache Auswertung der Abhängigkeit des Maßes ε vom Maß β wird dadurch ermöglicht, dass eine lineare Regression durchgeführt wird und dass bei einer Steigung der ermittelten Geraden, welche einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet oder einen vorgegebenen Grenzwert unterschreitet, auf die Anwesenheit der zweiten Abgaskomponente an dem Abgassensor und eine dadurch bewirkte Querempfindlichkeit des Abgassensors geschlossen wird. Dazu muss im Rahmen der Streuung der Messwerte ein stetiger, linearer Zusammenhang zwischen dem Maß ε und dem Maß β vorliegen.A simple evaluation of the dependence of the measure ε on Measurement β is made possible by a linear regression is performed and that at a Slope of the determined straight line which exceeds a predetermined limit or falls below a predetermined limit, on the presence the second exhaust gas component at the exhaust gas sensor and thereby caused cross-sensitivity of the exhaust gas sensor is closed. For this purpose, within the scope of the scattering of the measured values, a continuous, linear Relationship between the measure ε and the measure β are present.
Ein weiterer Vorteil einer Auswertung mit Hilfe einer Regressionsanalyse lässt sich dadurch ausnutzen, dass auf die Anwesenheit der zweiten Abgaskomponente an dem Abgassensor und eine dadurch bewirkte Querempfindlichkeit des Abgassensors nur dann geschlossen wird, wenn auf Basis der Regressionsanalyse ein statistisch relevanter Zusammenhang zwischen dem Maß εund dem Maß β nachgewiesen wird. Zufällige Streuungen der Messergebnisse, zum Beispiel im Rahmen von Messtoleranzen, können somit nach gesicherten mathematischen Methoden von tatsächlichen Abhängigkeiten der Maße ε und β unterschieden werden. Dies kann beispielsweise durch den bekannten Regressionskoeffizienten r erfolgen.One Another advantage of an evaluation using a regression analysis can be exploited by the presence the second exhaust gas component at the exhaust gas sensor and thereby caused cross-sensitivity of the exhaust gas sensor only then closed becomes, if based on the regression analysis, a statistically relevant one Relationship between the measure εund the measure β detected becomes. Random scattering of the measurement results, for example within the scope of measurement tolerances, can thus be secured mathematical methods of actual dependencies of the Measures ε and β can be distinguished. This can for example by the known regression coefficient r.
Die Sicherheit der Entscheidung, ob eine Beeinflussung des Signals des Abgassensors durch eine zweite Abgaskomponente vorliegt, kann dadurch verbessert werden, dass auf die Anwesenheit der zweiten Abgaskomponente an dem Abgassensor und eine dadurch bewirkte Querempfindlichkeit des Abgassensors nur dann geschlossen wird, wenn Wertepaare für das Maß ε und das Maß β vorliegen, bei denen das Maß β durch die verschiedenen Betriebszustände einen vorgegebenen Bereich überschreitet. Eine große Variation des Maßes β führt insbesondere bei einem linearen Zusammenhang zwischen den Maßen ε und β zu einer möglichst großen Änderung des Maßes ε bei defektem ersten Katalysator, was leichter und sicherer nachweisbar ist als entsprechend kleine Änderungen des Maßes ε.The Safety of the decision whether an influence of the signal of the Exhaust gas sensor is present by a second exhaust gas component can thereby be improved that on the presence of the second exhaust gas component at the exhaust gas sensor and thereby caused cross-sensitivity the exhaust gas sensor is closed only if value pairs for the measure ε and the measure β are present at which the measure β by the different operating conditions exceeds a predetermined range. A big Variation of the measure β leads in particular with a linear relationship between the measures ε and β the largest possible change in the measure ε Defective first catalyst, which is easier and safer detectable is as correspondingly small changes in the measure ε.
Die Beeinflussung des Signals des Abgassensors auf eine vorhandene zweite Abgaskomponente kann von weiteren Betriebsbedingungen, insbesondere von der Temperatur des Abgassensors, abhängig sein. Daher kann es sinnvoll beziehungsweise notwendig sein, dass als Bedingungen, welche die Querempfindlichkeit des Abgassensors gegen die zweite Abgaskomponente beeinflussen, die Temperatur des Abgassensors und/oder die Abgastemperatur im Bereich des Abgassensors berücksichtigt werden. Besteht ein solcher Zusammenhang zwischen der Querempfindlichkeit des Abgassensors auf eine zweite Abgaskomponente und der Temperatur des Abgassensors, so werden bei gegebener Anwesenheit und Konzentration der zweiten Abgaskomponente an dem Abgassensor durch Variation der Temperatur des Abgassensors unterschiedliche Messergebnisse des Abgassensors erhalten. Die durch die Querempfindlichkeit auf die zweite Abgaskomponente verursachte Temperaturabhängigkeit des Messergebnisses kann dabei einer anderweitig bedingten Temperaturabhängigkeit des Messergebnisses überlagert sein. Das Vorhandensein der zweiten Abgaskomponente an dem Abgassensor kann somit bei zum Beispiel konstanter Konzentration der zweiten Abgaskomponente an dem Abgassensor durch Variation der Temperatur des Abgassensors nachgewiesen werden.The Influencing the signal of the exhaust gas sensor on an existing second Exhaust gas component may be subject to further operating conditions, in particular be dependent on the temperature of the exhaust gas sensor. Therefore it may be useful or necessary that as conditions, which the cross-sensitivity of the exhaust gas sensor against the second Exhaust gas component influence, the temperature of the exhaust gas sensor and / or the exhaust gas temperature in the region of the exhaust gas sensor are taken into account. Is there such a connection between the cross-sensitivity the exhaust gas sensor to a second exhaust gas component and the temperature of the exhaust gas sensor, so will be given presence and concentration the second exhaust gas component at the exhaust gas sensor by variation of Temperature of the exhaust gas sensor different measurement results of the Received exhaust gas sensor. Which by the cross sensitivity on the second exhaust gas component caused temperature dependence of Measurement result can be otherwise conditioned temperature dependence be superimposed on the measurement result. The presence the second exhaust gas component on the exhaust gas sensor can thus at Example of constant concentration of the second exhaust gas component the exhaust gas sensor detected by variation of the temperature of the exhaust gas sensor become.
Zur gezielten Variation des Maßes β, also der potentiellen Belastung des Abgassensors mit der zweiten Abgaskomponente, kann es vorgesehen sein, dass eine Einstellung der Konzentration der zweiten Abgaskomponente vor dem ersten Katalysator durch Variation der Rohemission der Brennkraftmaschine für die zweite Abgaskomponente und/oder durch Einbringen der zweiten Abgaskomponente in den Abgaskanal der Brennkraftmaschine vor dem ersten Katalysator und/oder durch Einbringen von Vorläuferprodukten der zweiten Abgaskomponente, aus denen sich die zweite Abgaskomponente bildet, in den Abgaskanal vor dem ersten Katalysator erfolgt.For targeted variation of the measure β, ie the potential load of the exhaust gas sensor with the second exhaust gas component, it may be provided that an adjustment of the concentration of the second exhaust gas component before the first catalyst by varying the raw emission of the internal combustion engine for the second exhaust gas component and / or by introducing the second exhaust gas component in the exhaust passage of the internal combustion engine before the first catalyst and / or by introducing precursor products of the second exhaust gas component, which forms the second exhaust gas component takes place in the exhaust gas passage in front of the first catalyst.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass bei erkannter Anwesenheit der zweiten Abgaskomponente an dem Abgassensor und der dadurch bewirkten Querempfindlichkeit des Abgassensors eine Korrektur der Querempfindlichkeit des Abgassensors auf die zweite Abgaskomponente durchgeführt wird. Dies ist insbesondere in Zusammenhang mit Katalysatoren vorteilhaft, deren Alterung und somit Rückgang ihrer Wirksamkeit kaum vorhersehbar und somit, beispielsweise durch ein Rechenmodell oder ein Kennlinienfeld, kaum zu berücksichtigen ist.According to one preferred embodiment variant of the invention can be provided be that when detected presence of the second exhaust gas component on the exhaust gas sensor and the resulting cross-sensitivity the exhaust gas sensor, a correction of the cross sensitivity of the exhaust gas sensor is performed on the second exhaust gas component. This is particularly advantageous in connection with catalysts, their aging and thus their effectiveness decline hardly predictable and thus, for example, by a mathematical model or a characteristic field, hardly to be considered.
Eine besonders bevorzugte Erfindungsvariante sieht vor, dass das Auftreten von Querempfindlichkeiten eines in Strömungsrichtung nach zumindest einem Oxidationskatalysator und einem Partikelfilter angeordneten Partikelsensors erkannt wird. Partikelsensoren werden zur On-Board-Diagnose von Partikelfiltern eingesetzt, weisen jedoch neben ihrer Empfindlichkeit auf die nachzuweisenden Partikel eine Reihe von Querempfindlichkeiten, unter anderem auf weitere Abgasbestandteile, auf. Die Konzentration der weiteren Abgasbestandteile am Ort des Partikelsensors ist stark von der Konvertierungsfähigkeit der vorgeschalteten Katalysatoren abhängig, wird jedoch bei bekannten Abgassystemen am Ort des Partikelsensors nicht gemessen. Mit dem beschriebenen Verfahren lässt sich eine Kompensation der Querempfindlichkeiten des Partikelsensors auf Abgasbestandteile ohne zusätzliche Komponenten zur Bestimmung der Konzentration der Abgaskomponenten im Bereich des Partikelsensors durchführen.A Particularly preferred variant of the invention provides that occurrence from cross-sensitivities of one in the flow direction arranged at least one oxidation catalyst and a particulate filter Particle sensor is detected. Particle sensors become on-board diagnostics of Particulate filters are used, however, in addition to their sensitivity a series of cross-sensitivities to the particles to be detected, among other things on further exhaust gas components, on. The concentration the other exhaust components at the location of the particle sensor is strong on the conversion ability of the upstream catalysts dependent, however, is in known exhaust systems on the spot not measured by the particle sensor. With the described method can be a compensation of the cross sensitivities the particulate sensor on exhaust gas components without additional Components for determining the concentration of the exhaust gas components in the area of the particle sensor.
Bekannte Partikelsensoren sind insbesondere für unverbrannte Kohlenwasserstoffe empfindlich. Daher kann eine deutliche Verbesserung der On-Board-Diagnose für die Funktionsfähigkeit des Partikelfilters dadurch erreicht werden, dass von dem Partikelsensor als zu messende erste Abgaskomponente im Abgas geführte Partikelmengen bestimmt werden und dass die Querempfindlichkeit des Partikelsensors auf die zweite Abgaskomponente Kohlenwasserstoffe erkannt wird. Ist die Beeinflussung des Partikelsensors durch Kohlenwasserstoffe erkannt, kann zum Beispiel das ausgegebene Sensorsignal korrigiert werden.Known Particle sensors are especially for unburned hydrocarbons sensitive. Therefore, a significant improvement in on-board diagnosis for the functionality of the particulate filter be achieved by that of the particle sensor as to be measured first exhaust gas component in the exhaust gas guided amounts of particles be determined and that the cross-sensitivity of the particle sensor is recognized on the second exhaust gas component hydrocarbons. Is the influence of the particle sensor by hydrocarbons detected, for example, the output sensor signal corrected become.
Unverbrannte Kohlenwasserstoffe führen bei bekannten Partikelsensoren zu einer Verringerung der Empfindlichkeit. Ein Partikelfilter, dessen Rückhaltefähigkeit einen vorgegebenen Grenzwert unterschritten hat, wird somit bei Anwesenheit von Kohlenwasserstoffen im Bereich des Partikelfilters auf Basis des Signals des Partikelfilters nicht erkannt. Daher kann es vorgesehen sein, dass der Partikelsensor zur On-Board-Diagnose (OBD) des Partikelfilters eingesetzt wird und dass bei Nachweis der zweiten Abgaskomponente Kohlenwasserstoff an dem Partikelsensor ein OBD-Alarm bei im Vergleich zu Betriebsbedingungen ohne Kohlenwasserstoffe niedrigeren Signalen des Partikelsensors ausgelöst wird.Unburned Hydrocarbons lead in known particle sensors to a reduction in sensitivity. A particle filter whose Retention ability a predetermined limit is thus below in the presence of hydrocarbons in the area of the particle filter on the basis of the signal of the particle filter not recognized. Therefore, it may be provided that the particle sensor for On-board diagnostics (OBD) of the particulate filter is used and that upon detection of the second exhaust gas component hydrocarbon at the particle sensor an OBD alarm when compared to operating conditions without hydrocarbons lower signals of the particle sensor is triggered.
Eine Variation des Maßes β, welches die Belastung des Partikelsensors mit unverbrannten Kohlenwasserstoffen unter Annahme eines defekten Oxidationskatalysators beschreibt, kann dadurch erreicht werden, dass die Konzentration von Kohlenwasserstoffen vor dem Oxidationskatalysator durch die Kohlenwasserstoff-Rohemission der Brennkraftmaschine bei verschiedenen Betriebsbedingungen und/oder durch Einbringen von Kohlenwasserstoffen in das Abgas vor dem Oxidationskatalysator variiert wird. Bei intaktem Oxidationskatalysator führt keine der Maßnahmen zu einer Beeinträchtigung der Messung des Partikelfilters. Erst bei einem defekten Oxidationskatalysator gelangt unverbrannter Kohlenwasserstoff in relevanter Konzentration an den Partikelsensor und beeinflusst dessen Messergebnis.A Variation of the measure β, which is the burden of the Particulate sensors with unburned hydrocarbons assuming describes a defective oxidation catalyst, can be achieved be that concentration of hydrocarbons before the oxidation catalyst by the raw hydrocarbon emission of the internal combustion engine different operating conditions and / or by introducing Hydrocarbons is varied in the exhaust gas before the oxidation catalyst. With intact oxidation catalyst, none of the measures to an impairment of the measurement of the particulate filter. Only when a defective oxidation catalyst is unburnt Hydrocarbon in relevant concentration to the particle sensor and influences its measurement result.
In einer bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Erfindung ist es vorgesehen, dass für verschiedene Betriebszustände jeweils zumindest ein Maß ε für die Rückhaltefähigkeit des Partikelfilters als Quotient aus einem Signal des Partikelsensors oder einem daraus hergeleiteten Vergleichswert und aus einem aus einem Motormodell zur Bestimmung der Rohemissionen der Brennkraftmaschine abgeleiteten modellierten Signal eines Partikelsensors oder einem daraus hergeleiteten Vergleichswert als Maß für die Anwesenheit und/oder Konzentration von Kohlenwasserstoffen an dem Partikelsensor berechnet wird. Das Maß ε entspricht dabei dem so genannten Emissionsgrad ε, wie er bei bekannten Systemen zur Bestimmung der Rückhaltefähigkeit von Partikelfiltern zur On-Board-Diagnose ermittelt wird. Dabei wird ein OBD-Alarm ausgelöst, wenn der Emissionsgrad ε einen vorbestimmten Wert überschreitet. Durch Korrelation des Maßes ε und somit des Emissionsgrades ε mit dem Maß β kann der Nachweis einer Belastung des Partikelsensors mit Kohlenwasserstoffen auf Basis einer bereits vorhandenen Kenngröße erfolgen.In A preferred embodiment variant of the invention is intended that for different operating states respectively at least a measure ε for the retention capacity of the particulate filter as a quotient of a signal of the particulate sensor or a comparative value derived therefrom and from one a motor model for determining the raw emissions of the internal combustion engine derived modeled signal of a particle sensor or a thereof derived comparison value as a measure of the presence and / or concentration of hydrocarbons on the particle sensor is calculated. The measure ε corresponds to the so-called emissivity ε, as in known systems for determining the retention capacity of particulate filters On-board diagnosis is determined. This will trigger an OBD alarm when the emissivity ε exceeds a predetermined value. By correlation of the measure ε and thus the emissivity ε with the measure β, the proof of a burden of Particle sensors with hydrocarbons based on one already existing characteristic.
Das Maß β für die Stärke einer potentiellen Beeinflussung des Partikelsensors mit unverbrannten Kohlenwasserstoffen kann dadurch ermittelt werden, dass für verschiedene Betriebszustände das Signal des Partikelsensors oder eines daraus hergeleiteten Vergleichswertes unter Annahme eines defekten Oxidationskatalysators auf die Anwesenheit von Kohlenwasserstoffen korrigiert wird und dass das Maß β für die angenommene Kohlenwasserstoff-Beeinflussung des Partikelsensors bei defektem Oxidationskatalysator als Quotient aus dem korrigierten Signal des Partikelsensors oder des daraus hergeleiteten Vergleichswertes und dem nicht auf Querempfindlichkeiten für Kohlenwasserstoffe korrigierten, gemessenen und/oder prognostizierten Signal des Partikelsensors oder eines daraus hergeleiteten Vergleichswertes bestimmt wird. In der angegebenen Berechnungsgrundlage führt eine hohe potentielle Belastung des Partikelsensors mit Kohlenwasserstoffen zu einem hohen Maß β. Es kann jedoch auch der reziproke Wert verwendet werden, dann entspricht ein niedriges Maß β einer hohen potentiellen Kohlenwasserstoff-Belastung des Partikelsensors.The measure β for the strength of a potential influencing of the particle sensor with unburned hydrocarbons can be determined by correcting the signal of the particle sensor or a comparison value derived therefrom for the presence of hydrocarbons, assuming a defective oxidation catalyst, and for a different operating state the assumed hydrocarbon influence of the particle sensor with a defective oxidation catalyst as a quotient of the corrected Si gnal of the particle sensor or the comparison value derived therefrom and the not corrected for cross-sensitivities for hydrocarbons, measured and / or predicted signal of the particle sensor or a comparison value derived therefrom is determined. In the given calculation basis, a high potential loading of the particle sensor with hydrocarbons leads to a high degree β. However, it is also possible to use the reciprocal value, then a low level β corresponds to a high potential hydrocarbon contamination of the particle sensor.
Zur Variation des Maßes β wird die Kohlenwasserstoff-Konzentration vor dem Oxidationskatalysator variiert. Dies kann über die Kohlenwasserstoff-Emission der Brennkraftmaschine in unterschiedlichen Betriebszuständen erfolgen. Die Korrektur des Signals des Partikelsensors unter Annahme eines defekten Oxidationskatalysators kann dadurch erfolgen, dass die Korrektur des Signals des Partikelsensors oder eines daraus hergeleiteten Vergleichswertes auf die Anwesenheit von Kohlenwasserstoffen bei den verschiedenen Betriebszuständen auf Basis eines Motormodells zur Berechnung der Motorrohemission von Kohlenwasserstoffen erfolgt. Das Modell liefert die Konzentration von Kohlenwasserstoffen vor dem Oxidationskatalysator. Dies erspart die Notwendigkeit, die Kohlenwasserstoffkonzentration vor dem Oxidationskatalysator zu messen. Eine Simulation der Kohlenwasserstoffkonzentration vor dem Oxidationskatalysator auf Basis eines Motormodells ist möglich, da die Konzentration hier nicht durch undefiniert gealterte Katalysatoren beeinflusst wird.to Variation of the measure β becomes the hydrocarbon concentration varies in front of the oxidation catalyst. This can be over the hydrocarbon emission of the internal combustion engine in different Operating conditions take place. The correction of the signal of the Particle sensors assuming a defective oxidation catalyst This can be done by correcting the signal of the particle sensor or a derived comparison value for the presence of hydrocarbons at the various operating conditions Base of a motor model for the calculation of the engine gross emission of Hydrocarbons takes place. The model provides the concentration of hydrocarbons before the oxidation catalyst. This saves the need to increase the hydrocarbon concentration before the oxidation catalyst to eat. A simulation of the hydrocarbon concentration the oxidation catalyst based on a motor model is possible because the concentration is not due to undefined aged catalysts being affected.
Wird Kohlenwasserstoff im Bereich des Partikelsensors nachgewiesen, ist von einem defekten Oxidationskatalysator und von einer Beeinflussung des Messergebnisses des Partikelsensors durch Kohlenwasserstoffe auszugehen. Zur Korrektur der Querempfindlichkeiten des Partikelsensors bei der On-Board-Diagnose des Partikelfilters kann es vorgesehen sein, dass bei Nachweis von Kohlenwasserstoffen am Ort des Partikelsensors ein Maß ε' für die Rückhaltefähigkeit des Partikelfilters als Quotient aus dem unter Annahme eines defekten Oxidationskatalysators auf die Anwesenheit von Kohlenwasserstoffen korrigierten Signals des Partikelsensors oder eines daraus hergeleiteten Vergleichswertes und einem aus einem Motormodell zur Bestimmung der Rohemissionen der Brennkraftmaschine abgeleiteten modellierten Signal eines Partikelsensors oder eines daraus hergeleiteten Vergleichswertes gebildet wird. Das Maß ε' entspricht dann dem tatsächlichen Emissionsgrad des Partikelfilters. Es kann mit einem vorgegebenen Grenzwert für den Emissionsgrad des Partikelfilters verglichen werden und bei Überschreiten des Grenzwertes kann ein OBD-Alarm ausgelöst werden.Becomes Hydrocarbon is detected in the region of the particle sensor is from a broken oxidation catalyst and from an influence of the Measurement result of the particle sensor by hydrocarbons go out. To correct the cross sensitivities of the particle sensor the on-board diagnosis of the particulate filter can be provided that upon detection of hydrocarbons at the location of the particle sensor a measure ε 'for the retention capacity of the particulate filter as a quotient from the assuming a defective Oxidation catalyst on the presence of hydrocarbons corrected signal of the particle sensor or derived therefrom Comparison value and one of a motor model for determination derived from the raw emissions of the internal combustion engine modeled Signal of a particle sensor or a derived comparison value is formed. The measure ε 'then corresponds to the actual emissivity of the particulate filter. It can with a given emissivity limit of the particulate filter are compared and exceeded of the limit, an OBD alarm can be triggered.
Die Querempfindlichkeiten unterschiedlicher Abgassensoren auf verschiedenen Abgasbestandteile können dadurch berücksichtigt werden, dass Querempfindlichkeiten von nach einem SCR-Katalysator und/oder nach einem NSC-Katalysator und/oder nach einem Oxidationskatalysator angeordneten Sauerstoff-Sensoren und/oder Stickoxid-Sensoren und/oder Ammoniak-Sensoren und/oder Kohlenwasserstoff-Sensoren erkannt und/oder korrigiert werden. Dabei dienen SCR-Katalysatoren und NSC-Katalysatoren der Umsetzung von Stickoxiden im Abgas der Brennkraftmaschine, während Oxidationskatalysatoren im Abgas enthaltene Kohlenwasserstoffe beziehungsweise Kohlenmonoxid umsetzen. Alle Katalysatoren unterliegen einer nicht definierten Alterung, wodurch es zu einer nicht vorhersehbaren Belastung der nachfolgenden Sensoren mit den jeweiligen nicht konvertierten Abgasbestandteilen kommt. Das beschriebene Verfahren ermöglicht es, die Anwesenheit der nicht konvertierten Abgasbestandteile im Bereich der Abgassensoren zu bestimmen und bei Bedarf eine entsprechende Korrektur der Sensorsignale beziehungsweise der dadurch bewirkten Maßnahmen vorzunehmen.The Cross-sensitivities of different exhaust gas sensors on different Exhaust gas components can be taken into account be that cross-sensitivities of after an SCR catalyst and / or after an NSC catalyst and / or after an oxidation catalyst arranged oxygen sensors and / or nitrogen oxide sensors and / or Ammonia sensors and / or hydrocarbon sensors detected and / or Getting corrected. Serve SCR catalysts and NSC catalysts the implementation of nitrogen oxides in the exhaust gas of the internal combustion engine while Oxidation catalysts in the exhaust gas contained hydrocarbons or Convert carbon monoxide. All catalysts are not subject to one defined aging, causing an unpredictable burden the following sensors with the respective non-converted Exhaust components comes. The described method allows it, the presence of unconverted exhaust components in the Determine the range of exhaust gas sensors and, if necessary, a corresponding Correction of the sensor signals or caused thereby Take action.
Ist es vorgesehen, dass Querempfindlichkeiten auf die Abgaskomponenten Stickoxide und/oder Ammoniak und/oder Kohlenmonoxid erkannt und/oder korrigiert werden, so können die maßgeblichen Einflussgrößen auf die Querempfindlichkeiten bekannter Abgassensoren korrigiert werden.is it provided that cross sensitivities to the exhaust gas components Nitrogen oxides and / or ammonia and / or carbon monoxide recognized and / or be corrected, so can the relevant Factors influencing the cross sensitivities are more familiar Exhaust gas sensors are corrected.
Das Verfahren lässt sich besonders vorteilhaft bei Dieselmotoren anwenden, welche in ihrem Abgaskanal einen Oxidationskatalysator, einen Partikelfilter und einen Partikelsensor aufweisen.The Method can be particularly advantageous in diesel engines which has an oxidation catalyst in its exhaust passage, having a particulate filter and a particle sensor.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:The Invention will be described below with reference to the figures shown in the figures Embodiments explained in more detail. Show it:
Ausführungsformen der Erfindungembodiments the invention
Durch
Einspritzen von Kraftstoff an der Einspritzstelle
In
dem Oxidationskatalysator
Der
Partikelsensor
Der
Partikelsensor
Kohlenwasserstoffe
liegen an dem Partikelsensor
Die
Querempfindlichkeit des Partikelsensors
Wird
erfindungsgemäß die Konzentration von unverbrannten
Kohlenwasserstoffen vor dem Oxidationskatalysator
Die
Kohlenwasserstoff-Konzentration vor dem Oxidationskatalysator
Eine
weitere Möglichkeit, eine erhöhte Konzentration
von Kohlenwasserstoffen im Bereich des Partikelsensors
Die
beschriebenen Möglichkeiten des Nachweises von Kohlenwasserstoffen
am Partikelsensor
Eine
erste Messreihe
Eine
zweite Messreihe
Niedrige
Werte des Maßes β
Wie
die erste Messreihe
Bei
der zweiten Messreihe
Auf
Basis der Abhängigkeit des bestimmten Emissionsgrades des
Partikelfilters
Die
Auswertung der Abhängigkeit des Maßes ε
Gemäß dem
dargestellten Ausführungsbeispieles kann eine lineare Regression
der Gleichung (Maß ε = A + B·Maß β)
durchgeführt werden mit A als Konstanten und B als Steigung
Ein
Rohsignal
Das
Verfahren zur Korrektur der Querempfindlichkeiten eines Partikelsensors
Die
so gewonnenen Wertepaare
Als
Reaktion auf die Entscheidung ja
Im
Gegensatz zu
Die
Bestimmung des Maßes ε
Die
Wertepaare Maß ε
In
der dargestellten Ausführungsform wird demnach wie bei
der in
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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