DE102009058089B4 - Measurement and control method and apparatus for an SCR exhaust aftertreatment system with determination of the linear relationship between two signals determined by means of NOx sensors - Google Patents

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Abstract

Messverfahren für ein SCR-Abgasnachbehandlungssystem (5) eines Fahrzeugs, wobei das SCR-Abgasnachbehandlungssystem
– einen SCR-Katalysator (4),
– eine Harnstoff-Einbringungsvorrichtung (3),
– einen ersten NOx-Sensor (1), welcher abgasstromaufwärts des SCR-Katalysators (4) und der Harnstoff-Einbringungsvorrichtung (3) angeordnet ist, und
– einen zweiten NOx-Sensor (2), welcher in dem SCR-Katalysator (4) oder abgasstromabwärts des SCR-Katalysators (4) angeordnet ist,
umfasst, mit den Schritten:
– Bestimmen eines ersten Signals (18) mittels des ersten NOx-Sensors (1);
– Bestimmen eines zweiten Signals (12) mittels des zweiten NOx-Sensors (2); und
– Bestimmen einer Linearitätsangabe (23, 24) basierend auf dem ersten Signal (18) und dem zweiten Signal (12), welche ein Maß für den linearen Zusammenhang zwischen beiden Signalen ist, wobei als Linearitätsangabe (23, 24) ein Korrelationskoeffizient der beiden Signale bestimmt wird.Measuring method for an SCR exhaust aftertreatment system (5) of a vehicle, wherein the SCR exhaust aftertreatment system
An SCR catalyst (4),
A urea introduction device (3),
A first NOx sensor (1) disposed downstream of the SCR catalyst (4) and the urea introduction device (3), and
A second NOx sensor (2) arranged in the SCR catalytic converter (4) or downstream of the SCR catalytic converter (4),
includes, with the steps:
- determining a first signal (18) by means of the first NOx sensor (1);
- determining a second signal (12) by means of the second NOx sensor (2); and
- Determining a linearity indication (23, 24) based on the first signal (18) and the second signal (12), which is a measure of the linear relationship between the two signals, wherein as linearity indication (23, 24) has a correlation coefficient of the two signals is determined.

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Description

Die Erfindung betrifft ein Messverfahren, ein Regelungsverfahren sowie eine Vorrichtung für ein SCR-Abgasnachbehandlungssystem (SCR – selective catalytic reduction). Außerdem betrifft die Erfindung ein SCR-Abgasnachbehandlungssystem.The invention relates to a measuring method, a control method and a device for an SCR exhaust gas aftertreatment system (SCR - Selective Catalytic Reduction). In addition, the invention relates to an SCR exhaust aftertreatment system.

Ein Verfahren zum Senken von Stickoxid-Emissionen in Kraftfahrzeug-Dieselmotoren ist das sogenannte SCR-Verfahren, d. h. die selektive katalytische Reduktion von Stockoxiden. Zum Ablauf der Reaktion wird Ammoniak (NH3) verwendet. Die Produkte der Reaktion sind Wasser (H2O) und Stickstoff (N2). Der für die SCR-Reaktion verwendete Ammoniak wird in Form einer wässrigen Harnstofflösung (typischerweise 32,5 Prozent Harnstoff) vor dem SCR-Katalysator in den Abgasstrang eingebracht, beispielsweise mittels Dosierpumpe oder Injektor eingespritzt. Aus der Harnstoff-Wasser-Lösung entstehen durch eine Hydrolyse-Reaktion Ammoniak und CO2. Der Ammoniak reagiert in einem speziellen SCR-Katalysator mit den Stickoxiden im Abgas.One method for reducing nitrogen oxide emissions in automotive diesel engines is the so-called SCR process, ie the selective catalytic reduction of stock oxides. Ammonia (NH3) is used to complete the reaction. The products of the reaction are water (H 2 O) and nitrogen (N 2 ). The ammonia used for the SCR reaction is introduced in the form of an aqueous urea solution (typically 32.5 percent urea) before the SCR catalyst in the exhaust line, for example by means of metering pump or injector injected. From the urea-water solution formed by a hydrolysis reaction ammonia and CO 2 . The ammonia reacts with the nitrogen oxides in the exhaust gas in a special SCR catalytic converter.

SCR-Katalysatoren können in Abhängigkeit ihrer Größe nur eine bestimmte Menge von NH3 speichern. Die Harnstoff-Dosierung sollte im Mittel dem zur Reduktion der Stickoxid-Emissionen nötigen Harnstoff entsprechen. Hierbei ist zu beachten, dass die motorische Stickoxid-Emission von der jeweiligen Drehzahl und dem jeweiligen Drehmoment des Motors abhängig ist, so dass die Harnstoff-Dosierung entsprechend angepasst werden sollte. Wenn die Harnstoff-Dosierung zu gering ist, kommt es zu einer Verschlechterung des Wirkungsgrads der Stickoxid-Reduktion. Dies wird auch als NOx-Schlupf bezeichnet, d. h. der SCR-Katalysator lässt zu viel Stickoxid passieren. Falls jedoch die Harnstoff-Dosierung zu hoch ist, so kann der resultierende Ammoniak aufgrund des Ammoniak-Überangebots nicht in ausreichender Menge mit den Stickoxiden reagieren. In diesem Fall kann Ammoniak in die Umgebung gelangen, was zu einer Geruchsbelästigung führen kann. Man spricht in diesem Fall auch von NH3-Schlupf.Depending on their size, SCR catalysts can only store a certain amount of NH3. The urea dosage should correspond on average to the urea necessary to reduce nitrogen oxide emissions. It should be noted that the engine nitrogen oxide emission is dependent on the respective speed and the respective torque of the engine, so that the urea dosage should be adjusted accordingly. If the urea dosage is too low, there is a deterioration in the efficiency of the nitric oxide reduction. This is also referred to as NOx slippage, i. H. the SCR catalyst lets too much nitrogen oxide pass through. However, if the urea dosage is too high, the resulting ammonia may not react with the nitrogen oxides in sufficient quantity due to the ammonia over-supply. In this case, ammonia can enter the environment, which can lead to an odor nuisance. In this case one also speaks of NH3-slip.

1 zeigt wesentliche Komponenten eines gewöhnlichen SCR-Abgasnachbehandlungssystems 5 für die Verwendung in einem Kraftfahrzeug. Das SCR-Abgasnachbehandlungssystem 5 umfasst einen ersten NOx-Sensor 1 abgasstromaufwärts einer Harnstoff-Eindosierungsvorrichtung 3 und eines SCR-Katalysators 4. Der erste NOx-Sensor 1 wird verwendet, um die motorseitigen Stickoxid-Emissionen zu messen. Abgasstromabwärts des SCR-Katalysators 4 ist ein zweiter NOx-Sensor 2 angeordnet. Dieser kann auch in dem SCR-Katalysator 4 selbst angeordnet sein (nicht dargestellt). Der zweite NOx-Sensor 2 misst sowohl den NOx-Schlupf als auch den NH3-Schlupf. 1 shows essential components of a typical SCR exhaust aftertreatment system 5 for use in a motor vehicle. The SCR exhaust aftertreatment system 5 includes a first NOx sensor 1 upstream of a urea dosing device 3 and an SCR catalyst 4 , The first NOx sensor 1 is used to measure engine-side nitrogen oxide emissions. Downstream exhaust gas of the SCR catalyst 4 is a second NOx sensor 2 arranged. This can also be done in the SCR catalyst 4 himself (not shown). The second NOx sensor 2 measures both NOx slippage and NH3 slippage.

Derzeit in Fahrzeuganwendungen eingesetzte NOx-Sensoren können nicht zwischen NOx und NH3 differenzieren; NOx-Sensoren haben nämlich eine sogenannte NH3-Querempfindlichkeit. Deshalb ist es nicht möglich, aus dem hinter dem SCR-Katalysator 4 gemessenen Sensorsignal unmittelbar zwischen NH3- und NOx-Schlupf zu unterscheiden. Dieser Nachteil stellt ein wesentliches Defizit für die korrekte Regelung der Harnstoff-Dosierung dar.NOx sensors currently used in vehicle applications can not differentiate between NOx and NH3; Namely, NOx sensors have a so-called NH3 cross-sensitivity. Therefore it is not possible from the behind the SCR catalyst 4 measured sensor signal to distinguish directly between NH3 and NOx slip. This disadvantage represents a significant deficit for the correct regulation of the urea dosage.

Aus der Druckschrift WO 2009/036 780 A1 ist ein SCR-Katalysator mit einer NH3-Füllstandsüberwachung bekannt, die den NH3-Füllstand mittels zweier NOx-Sensoren auf zwei unterschiedliche Weisen feststellt, wobei sich die jeweiligen Fehler, beispielsweise aufgrund der Ammoniak-Querempfindlichkeit des zweiten Sensors, zumindest teilweise kompensieren.From the publication WO 2009/036 780 A1 is an SCR catalyst with a NH3 level monitoring known that detects the NH3 level using two NOx sensors in two different ways, with the respective errors, for example, due to the ammonia cross-sensitivity of the second sensor, at least partially compensate.

Aus der Druckschrift DE 10 2007 044 611 A1 ist ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit einem SCR-System bekannt, bei dem der Verlauf eines Feed-Verhältnissignals, das vom Signal einer stromaufwärts des SCR-Katalysators angeordneten, ersten Abgassonde abhängt, und der Verlauf des Signals einer stromabwärts des SCR-Katalysators angeordneten, zweiten Abgassonde ausgewertet werden. Basierend auf dem Vorzeichen des Gradienten des Feed-Verhältnissignals und dem Vorzeichen des Gradienten des Signals der zweiten Abgassonde wird festgestellt, ob ein Reduktionsmitteldurchbruch vorliegt.From the publication DE 10 2007 044 611 A1 a method is known for operating an internal combustion engine with an SCR system, in which the course of a feed ratio signal, which depends on the signal of a SCR catalyst arranged upstream of the first exhaust gas probe, and the course of the signal arranged downstream of the SCR catalytic converter , second exhaust gas probe are evaluated. Based on the sign of the gradient of the feed ratio signal and the sign of the gradient of the signal of the second exhaust gas probe, it is determined whether there is a reductant breakthrough.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein alternatives Messverfahren anzugeben, welches trotz der NH3-Querempfindlichkeit des zweiten NOx-Sensors eine Differenzierung zwischen NOx-Schlupf und NH3-Schlupf ermöglicht, d. h. welches es ermöglicht zu differenzieren, ob der vom zweiten NOx-Sensor detektierte Stoff NOx oder NH3 ist. Ferner zielt die Erfindung auf die Angabe einer entsprechenden Vorrichtung. Ferner ist die Erfindung auf die Angabe eines dieses Messverfahren nutzende Regelverfahren zur Regelung der Harnstoff-Dosierung gerichtet.The object of the invention is to specify an alternative measuring method which, in spite of the NH3 cross-sensitivity of the second NOx sensor, makes possible a differentiation between NOx slip and NH3 slip, ie. H. which makes it possible to differentiate whether the substance detected by the second NOx sensor is NOx or NH3. Furthermore, the invention aims at specifying a corresponding device. Furthermore, the invention is directed to the disclosure of a control method for controlling the urea dosage using this measuring method.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst.The object is solved by the features of the independent claims.

Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Messverfahren für ein SCR-Abgasnachbehandlungssystem eines Fahrzeugs. Ein solches SCR-Abgasnachbehandlungssystem umfasst:

  • – einen SCR-Katalysator,
  • – eine Harnstoff-Einbringungsvorrichtung,
  • – einen ersten NOx-Sensor, welcher abgasstromaufwärts des SCR-Katalysators und der Harnstoff-Einbringungsvorrichtung angeordnet ist, und
  • – einen zweiten NOx-Sensor, welcher in dem SCR-Katalysator oder abgasstromabwärts des SCR-Katalysators angeordnet ist.
A first aspect of the invention relates to a measurement method for an SCR exhaust aftertreatment system of a vehicle. Such an SCR exhaust aftertreatment system includes:
  • An SCR catalyst,
  • A urea introduction device,
  • A first NOx sensor arranged upstream of the exhaust gas upstream of the SCR catalyst and the urea introduction device, and
  • A second NOx sensor disposed in the SCR catalyst or downstream of the SCR catalyst.

Gemäß dem Verfahren wird ein erstes Signal mittels des ersten NOx-Sensors bestimmt. Dieses erste Signal kann auch ein zeitlich verzögertes Signal sein; dies wird in der Beschreibung später noch genauer diskutiert. Außerdem wird ein zweites Signals mittels eines zweiten NOx-Sensors bestimmt. Basierend auf dem ersten und dem zweiten Signal wird eine Linearitätsangabe ermittelt, welche ein Maß für den linearen Zusammenhang zwischen beiden Signalen ist.According to the method, a first signal is determined by means of the first NOx sensor. This first signal may also be a delayed signal; this will be discussed in more detail later in the description. In addition, a second signal is determined by means of a second NOx sensor. Based on the first and the second signal, a linearity indication is determined, which is a measure of the linear relationship between the two signals.

Als Linearitätsangabe wird ein Korrelationskoeffizient zwischen den beiden Signalen berechnet.As a linearity specification, a correlation coefficient between the two signals is calculated.

Die Linearitätsangabe in Form eines Korrelationskoeffizienten lässt sich dazu verwenden, um zwischen NOx-Schlupf oder NH3-Schlupf zu differenzieren.The linearity indication in the form of a correlation coefficient can be used to differentiate between NOx-slip or NH3-slip.

Dies wird nachfolgend genauer erklärt: Das mittels des ersten NOx-Sensors bestimmte erste Signal gibt die motorischen NOx-Emissionen vor der Harnstoff-Eindosierung an. Das mittels des zweiten NOx-Sensors bestimmte zweite Signal gibt sowohl NOx-Emissionen nach dem SCR-Katalysator als auch NH3-Emissionen nach dem SCR-Katalysator an. Für die mittels des zweiten NOx-Sensors gemessenen NOx-Emissionen besteht ein hochgradig linearer Zusammenhang zu dem mittels des ersten NOx-Sensors gemessen ersten Signal, d. h. es besteht in diesem Fall eine hohe Korrelation zwischen dem ersten und dem zweiten Signal. Die Korrelation kann dabei erhöht werden, wenn das erste und das zweite Signal durch entsprechende Verzögerung des Sensor-Signals des ersten Sensors zeitlich zueinander synchronisiert werden. Liegt hingegen am zweiten NOx-Sensor hauptsächlich NH3 vor, ist die Korrelation zwischen beiden Signalen gering.This is explained in more detail below: The first signal determined by means of the first NOx sensor indicates the engine NOx emissions before the urea dosing. The second signal determined by the second NOx sensor indicates both NOx emissions after the SCR catalyst and NH3 emissions after the SCR catalyst. For the NOx emissions measured by the second NOx sensor, there is a highly linear relationship with the first signal measured by the first NOx sensor, i. H. In this case, there is a high correlation between the first and the second signal. The correlation can be increased if the first and the second signal are synchronized with one another by a corresponding delay of the sensor signal of the first sensor. On the other hand, if NH3 is mainly present at the second NOx sensor, the correlation between the two signals is low.

Durch die Bestimmung des Korrelationskoeffizienten der beiden Sensorsignale lässt sich ein dimensionsloses Maß für den Grad des linearen Zusammenhangs zwischen beiden Signalen erhalten. Im Folgenden wird angenommen, dass der Betrag des Korrelationskoeffizienten maximal +1 werden kann, jedoch muss der Korrelationskoeffizient im Sinne der Erfindung nicht zwingend auf maximal 1 normiert sein. Bei einem Wert des Korrelationskoeffizienten von +1 besteht ein vollständig positiver linearer Zusammenhang zwischen den beiden Signalen. Wenn der Korrelationskoeffizient den Wert 0 aufweist, hängen die beiden Merkmale überhaupt nicht linear voneinander ab.By determining the correlation coefficient of the two sensor signals, a dimensionless measure of the degree of linear relationship between the two signals can be obtained. In the following, it is assumed that the magnitude of the correlation coefficient can become at most +1, but the correlation coefficient does not necessarily have to be normalized to a maximum of 1 in the sense of the invention. At a value of the correlation coefficient of +1, there is a completely positive linear relationship between the two signals. If the correlation coefficient is 0, the two features do not depend linearly on each other.

Daher kann bei einem Korrelationskoeffizienten nahe +1 auf NOx-Schlupf und bei einem Korrelationskoeffizienten nahe 0 auf NH3-Schupf geschlossen werden. Bei dem Verfahren ist es also trotz der NH3-Querempfindlichkeit des zweiten NOx-Sensors möglich, zwischen NOx-Schlupf und NH3-Schlupf zu unterscheiden.Therefore, with a correlation coefficient close to +1, NOx slip and a correlation coefficient close to 0 can be judged as NH3-shudder. Thus, in spite of the NH3 cross-sensitivity of the second NOx sensor, the method makes it possible to distinguish between NOx slip and NH3 slip.

Vorzugsweise wird zum Erhalten des ersten Signals, das Sensor-Signal des ersten NOx-Sensors zeitlich verzögert, um den Zeitverzug des Abgasstroms (d. h. der NOx-Emissionen) zwischen der Position des ersten NOx-Sensors und der Position des zweiten NOx-Sensors zumindest teilweise auszugleichen. Dieser Zeitverzug entspricht näherungsweise einer Totzeit und würde das Ergebnis verfälschen, wenn der Zeitverzug bei der Berechnung nicht berücksichtigt wird. Durch die zeitliche Synchronisierung wird im Fall von NOx-Schlupf der Grad der Linearität also weiter erhöht. Um den Einfluss des Zeitverzugs im Wesentlichen vollständig auszugleichen, wird vorzugsweise die zeitliche Verzögerung des Sensor-Signals des ersten NOx-Sensors so gewählt, dass diese ungefähr dem Zeitverzug des Abgasstroms zwischen der Position des ersten NOx-Sensors und der Position des zweiten NOx-Sensors entspricht.Preferably, to obtain the first signal, the sensor signal of the first NOx sensor is delayed in time by the time lag of the exhaust gas flow (ie, NOx emissions) between the position of the first NOx sensor and the position of the second NOx sensor at least partially compensate. This time delay corresponds approximately to a dead time and would falsify the result if the time delay is not taken into account in the calculation. Due to the temporal synchronization, the degree of linearity is therefore further increased in the case of NOx slippage. In order to substantially completely compensate for the influence of the time delay, preferably the time delay of the sensor signal of the first NOx sensor is selected such that it approximately corresponds to the time delay of the exhaust gas flow between the position of the first NOx sensor and the position of the second NOx sensor equivalent.

Die zeitliche Verzögerung kann auch inhärent dadurch realisiert werden, indem bei der Bestimmung des Korrelationskoeffizienten ein zeitlicher Offset berücksichtigt wird.The time delay can also be inherently realized by taking into account a time offset in the determination of the correlation coefficient.

Das Verfahren sieht vorzugsweise vor, dass dieser Zeitverzug in Abhängigkeit des jeweiligen Abgasvolumenstroms berechnet wird. Beispielsweise kann vorgesehen werden, dass das Verfahren den Zeitverzug des Abgasstroms (d. h. der NOx-Emissionen) zwischen der Position des ersten NOx-Sensors und der Position des zweiten NOx-Sensors aus dem Abgasvolumenstrom und dem Volumen der Abgasanlage zwischen den beiden NOx-Sensoren berechnet. Entsprechend dem jeweils berechneten Zeitverzug kann das Sensor-Signal des ersten NOx-Sensors zeitlich verzögert werden.The method preferably provides that this time delay is calculated as a function of the respective exhaust gas volume flow. For example, it may be provided that the method determines the time delay of the exhaust gas flow (ie the NOx emissions) between the position of the first NOx sensor and the position of the second NOx sensor from the exhaust gas volume flow and the volume of the exhaust system between the exhaust gas calculated both NOx sensors. In accordance with the respectively calculated time delay, the sensor signal of the first NOx sensor can be delayed in time.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Regelungsverfahren zur Regelung der Harnstoff-Einbringung in ein SCR-Abgasnachbehandlungssystem. Hierbei wird die Harnstoff-Einbringung unter Ausnutzung der vorstehend beschriebenen Linearitätsangabe in Form eines Korrelationskoeffizienten geregelt. Beispielsweise kann als Regelgröße die Linearitätsangabe verwendet werden. Vorzugsweise erfolgt die Regelung jedoch auf ein mit der Linearitätsangabe (z. B. dem Korrelationsfaktor) plausibilisiertes oder bewertetes Sensorsignal des zweiten Sensors.Another aspect of the invention relates to a control method for controlling urea introduction into an SCR exhaust aftertreatment system. Here, the urea introduction is controlled by utilizing the linearity statement described above in the form of a correlation coefficient. For example, the linearity specification can be used as the controlled variable. However, the regulation is preferably carried out on a sensor signal of the second sensor that is plausibilized or evaluated with the linearity specification (eg the correlation factor).

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bestimmen einer Linearitätsangabe für ein vorstehend besprochenes SCR-Abgasnachbehandlungssystem mit zwei NOx-Sensoren in einem Fahrzeug. Dabei ist die Vorrichtung eingerichtet, eine Linearitätsangabe basierend auf einem ersten Signal und einem zweiten Signal, welche ein Maß für den linearen Zusammenhang zwischen beiden Signalen ist, in Form eines Korrelationskoeffizienten der beiden Signale zu bestimmen. Dabei ist das erste Signal mittels des ersten NOx-Sensors und das zweite Signal mittels des ersten NOx-Sensors bestimmt worden.Another aspect of the invention relates to an apparatus for determining a linearity indication for a previously discussed SCR exhaust aftertreatment system having two NOx sensors in a vehicle. In this case, the device is set up to determine a linearity specification based on a first signal and a second signal, which is a measure of the linear relationship between the two signals, in the form of a correlation coefficient of the two signals. In this case, the first signal has been determined by means of the first NOx sensor and the second signal by means of the first NOx sensor.

Die vorstehenden Ausführungen zum erfindungsgemäßen Messverfahren können in gleicher Weise auch auf die Vorrichtung zum Bestimmen der Linearitätsangabe übertragen werden.The above explanations of the measuring method according to the invention can also be transferred to the apparatus for determining the linearity specification in the same way.

Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung ein Verzögerungselement zum zeitlichen Verzögern eines Sensors-Signals des ersten NOx-Sensors, wobei das zeitlich verzögerte Signal als erstes Signal von dem Mittel zum Bestimmen der Linearitätsangabe verwendet wird. Die zeitliche Verzögerung entspricht dabei vorzugsweise ungefähr dem Zeitverzug des Abgasstroms zwischen der Position des ersten NOx-Sensors und der Position des zweiten NOx-Sensors.Preferably, the device comprises a delay element for delaying a sensor signal of the first NOx sensor, wherein the time-delayed signal is used as the first signal from the means for determining the linearity indication. The time delay preferably corresponds approximately to the time delay of the exhaust gas flow between the position of the first NOx sensor and the position of the second NOx sensor.

Ferner umfasst die Vorrichtung vorzugsweise Mittel zum Bestimmen der zeitlichen Verzögerung, beispielsweise in Abhängigkeit des jeweiligen Abgasstroms, wie dies vorstehend anhand des erfindungsgemäßen Verfahrens besprochen wurde.Furthermore, the device preferably comprises means for determining the time delay, for example as a function of the respective exhaust gas flow, as has been discussed above with reference to the method according to the invention.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein SCR-Abgasnachbehandlungssystem für ein Fahrzeug. Dieses umfasst neben den vorstehend besprochenen Komponenten eines konventionellen SCR-Abgasnachbehandlungssystems mit zwei NOx-Sensoren auch die vorstehend beschriebene Vorrichtung zum Bestimmen einer Linearitätsangabe und insbesondere auch die vorstehend beschriebene Regelung.Another aspect of the invention relates to an SCR exhaust aftertreatment system for a vehicle. This includes not only the above-discussed components of a conventional SCR exhaust aftertreatment system with two NOx sensors but also the above-described device for determining a linearity specification, and in particular the control described above.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben. In diesen zeigen:An embodiment of the invention will be described below with reference to the drawings. In these show:

1 ein konventionelles SCR-Abgasnachbehandlungssystem 5; 1 a conventional SCR exhaust aftertreatment system 5 ;

2 ein Ausführungsbeispiel zur Bestimmung des Korrelationskoeffizienten; 2 an embodiment for determining the correlation coefficient;

3 einen ersten beispielhaften Verlauf des zeitlichen verschobenen Sensor-Signals 18 (in ppm) des ersten NOx-Sensors 1 und des Sensor-Signals 12 (in ppm) des zweiten NOx-Sensors 2 sowie den Verlauf des resultierenden Korrelationskoeffizienten-Signals 24; 3 a first exemplary course of the time-shifted sensor signal 18 (in ppm) of the first NOx sensor 1 and the sensor signal 12 (in ppm) of the second NOx sensor 2 and the course of the resulting correlation coefficient signal 24 ;

4 einen zweiten beispielhaften Verlauf des zeitlichen verschobenen Sensor-Signals 18 (in ppm) des ersten NOx-Sensors 1 und des Sensor-Signals 12 (in ppm) des zweiten NOx-Sensors 2 sowie den Verlauf des resultierenden Korrelationskoeffizienten-Signals 24; und 4 a second exemplary course of the time-shifted sensor signal 18 (in ppm) of the first NOx sensor 1 and the sensor signal 12 (in ppm) of the second NOx sensor 2 and the course of the resulting correlation coefficient signal 24 ; and

5 ein Ausführungsbeispiel zur NH3-Füllstandsregelung. 5 an embodiment of NH3 level control.

1 zeigt ein konventionelles SCR-Abgasnachbehandlungssystem 5 und wurde bereits vorstehend in der Beschreibungseinleitung besprochen. Ein derartiges SCR-Abgasnachbehandlungssystem 5 weist den Nachteil auf, dass aufgrund der NH3-Querempfindlichkeit des zweiten NOx-Sensors 2 nicht ohne weiteres zwischen dem Vorliegen von NH3-Schlupf oder NOx-Schlupf unterschieden werden kann. Wie vorstehend besprochen, besteht im Fall von NOx-Schlupf ein linearer Zusammenhang zwischen den gemessenen NOx-Emissionen am zweiten NOx-Sensor 2 und dem zeitlich synchronisierten Signal des ersten NOx-Sensors 1. Wird hingegen im Fall von NH3-Schlupf NH3 am zweiten NOx-Sensor 2 gemessen, ist die Korrelation zwischen beiden Signalen gering. 1 shows a conventional SCR exhaust aftertreatment system 5 and has already been discussed above in the introduction to the description. Such an SCR exhaust aftertreatment system 5 has the disadvantage that due to the NH3 cross-sensitivity of the second NOx sensor 2 can not be easily distinguished between the presence of NH3 slip or NOx slippage. As discussed above, in the case of NOx slippage, there is a linear relationship between the measured NOx emissions at the second NOx sensor 2 and the time synchronized signal of the first NOx sensor 1 , On the other hand, in the case of NH3 slip, NH3 on the second NOx sensor 2 measured, the correlation between the two signals is low.

Die Erfindung nutzt diesen linearen Zusammenhang zwischen den Signalen aus. Vorzugsweise wird hierzu der Korrelationskoeffizient der Signale der beiden NOx-Sensoren 1 und 2 berechnet. Dies gibt den Grad des linearen Zusammenhangs zwischen beiden Signalen an. Bei einem Wert von +1 besteht ein vollständig positiver linearer Zusammenhang zwischen den Signalen. Wenn der Korrelationskoeffizient den Wert 0 aufweist, hängen die beiden Signale überhaupt nicht linear voneinander ab. Daher kann bei einem Korrelationskoeffizienten nahe 1 auf NOx-Schupf und bei einem Korrelationskoeffizienten nahe 0 auf NH3-Schupf geschlossen werden. Der Nachteil der NH3-Querempfindlichkeit des zweiten NOx-Sensors 2 wird so ausgeräumt. The invention exploits this linear relationship between the signals. Preferably, this is the correlation coefficient of the signals of the two NOx sensors 1 and 2 calculated. This indicates the degree of linear relationship between the two signals. A value of +1 gives a completely positive linear relationship between the signals. If the correlation coefficient is 0, the two signals are not linearly dependent on each other. Therefore, with a correlation coefficient close to 1, NOx trapping and a correlation coefficient close to 0 can be judged to be NH 3 -shoot. The disadvantage of the NH3 cross-sensitivity of the second NOx sensor 2 is cleared out.

2 zeigt ein beispielhaftes Ausführungsbeispiel eines Blocks 10 zur Bestimmung des Korrelationskoeffizienten. Zur Bestimmung des Korrelationskoeffizienten in dem Block 10 wird das Sensor-Signal 11 des ersten Sensors 3 und das Sensor-Signal 12 des zweiten Sensors 2 verwendet. Im Block 13 wird aus einem Abgasvolumenstrom-Signal (in m3/h) und dem Volumen der Abgasanlage zwischen den beiden NOx-Sensoren 1 und 2 der Zeitverzug 15 der NOx-Emissionen von der Position des NOx-Sensors 3 zur Position des NOx-Sensors 2 berechnet. Entsprechend diesem berechneten Zeitverzug 15 wird das Sensor-Signal 11 im Block 16 zeitlich verzögert. Im Block 17 wird anhand von Status-Signalen 21 und 22 des ersten NOx-Sensors 1 bzw. des zweiten NOx-Sensors 2 sowie anhand des zeitlich verzögerten Sensor-Signals 18 des ersten NOx-Sensors 1 und des Sensor-Signals 12 des zweiten NOx-Sensors 2 ermittelt, ob die NOx-Sensoren 1 und 2 gültige Messwerte liefern. Der ermittelte Status wird als Gültigkeits-Signal 19 ausgegeben. 2 shows an exemplary embodiment of a block 10 for determining the correlation coefficient. To determine the correlation coefficient in the block 10 becomes the sensor signal 11 of the first sensor 3 and the sensor signal 12 of the second sensor 2 used. In the block 13 is derived from an exhaust gas volume flow signal (in m 3 / h) and the volume of the exhaust system between the two NOx sensors 1 and 2 the time delay 15 NOx emissions from the position of the NOx sensor 3 to the position of the NOx sensor 2 calculated. According to this calculated time delay 15 becomes the sensor signal 11 in the block 16 delayed in time. In the block 17 is determined by status signals 21 and 22 of the first NOx sensor 1 or the second NOx sensor 2 as well as the delayed sensor signal 18 of the first NOx sensor 1 and the sensor signal 12 of the second NOx sensor 2 determines if the NOx sensors 1 and 2 deliver valid readings. The determined status becomes a validity signal 19 output.

Im Block 20 erfolgt die eigentliche Berechnung eines Korrelationskoeffizient-Signals 23 zwischen dem zeitlich verzögerten Sensor-Signal 18 des ersten NOx-Sensors 1 und dem Sensor-Signal 12 des zweiten NOx-Sensors 2. Ferner wird ein gemitteltes Korrelationskoeffizienten-Signal 24 und ein Status-Signal 25 bestimmt, welches angibt, ob das Korrelationskoeffizienten-Signal 23 gültig ist.In the block 20 the actual calculation of a correlation coefficient signal takes place 23 between the delayed sensor signal 18 of the first NOx sensor 1 and the sensor signal 12 of the second NOx sensor 2 , Further, an averaged correlation coefficient signal 24 and a status signal 25 determines which indicates whether the correlation coefficient signal 23 is valid.

Der nachfolgende MatLab-Programm-Code beschreibt den im Block 20 ablaufenden Algorithmus im Detail.The following MatLab program code describes the one in the block 20 running algorithm in detail.

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Der in Block 20 durchgeführte Berechnungsalgorithmus berechnet für eine frei wählbare Anzahl (im Quell-Code als num_correlation bezeichnet) an Messwerten der Eingangssignale 18 (im Quell-Code als x bezeichnet) und 12 (im Quell-Code als y bezeichnet) „online”, d. h. ohne die Eingangssignale zwischen zu speichern, den Korrelationskoeffizienten 23 (im Quell-Code als fac_correlation bezeichnet).The one in block 20 Calculation algorithm performed calculates for a freely selectable number (referred to as num_correlation in the source code) on measured values of the input signals 18 (referred to in the source code as x) and 12 (referred to in the source code as y) "online", ie without storing the input signals between the correlation coefficients 23 (referred to in the source code as fac_correlation).

In dem ersten Teilblock Initialisierung der Berechnung werden zum Start der Berechnung alle Berechnungsgrößen mit den Initialwerten belegt.In the first partial block initialization of the calculation, all calculation variables are assigned the initial values at the start of the calculation.

In dem Teilblock Neustart der Berechnung erfolgt analog zur Initialisierung ein Rücksetzen der Berechnungsgrößen, d. h. ein Neustart der Berechnung, wenn eine definierte Anzahl (num_reset) aufeinanderfolgender Messwerte ungültig ist.In the sub-block Restart of the calculation, a reset of the calculation quantities takes place analogously to the initialization. H. a restart of the calculation if a defined number (num_reset) of successive measured values is invalid.

In dem Teilblock Berechnung werden aus den gültigen Messwerten der Eingangssignale 18 und 12 (im Quellcode x bzw. y) die laufenden Mittelwerte an und bn, die Varianzen sn und rn sowie die Kovarianz cn berechnet. Daraus kann wiederum nach einer frei wählbaren Anzahl von Messwerten num_correlation der Korrelationskoeffizient fac_correlation bestimmt werden. Danach startet die Berechnung erneut. Aus den einzelnen Werten des Korrelationskoeffizienten wird zusätzlich ein gleitender Mittelwert fac_correlation_avrg (entspricht dem Mittelwert-Signal 24 in 2) über die letzten num_avrg Berechnungsergebnisse gebildet.In the sub-block calculation, the valid measured values of the input signals are calculated 18 and 12 (in the source code x or y) the running average values and bn, the variances sn and rn and the covariance cn calculated. From this, in turn, the correlation coefficient fac_correlation can be determined according to a freely selectable number of measured values num_correlation. Then the calculation starts again. From the individual values of the correlation coefficient, a sliding average value fac_correlation_avrg (corresponding to the mean value signal 24 in 2 ) about the last num_avrg calculation results.

Messwerte der Eingangssignale 18 (x im Quellcode) und 12 (y im Quellcode) mit einem zugeordneten Status-Signal 19 (im Quellcode valid) mit dem Wert „nicht gültig” (d. h. valid = 0) werden zur Berechnung in dem Teilblock Berechnung nicht berücksichtigt.Measured values of the input signals 18 (x in source code) and 12 (y in source code) with an associated status signal 19 (valid in the source code) with the value "not valid" (ie valid = 0) are not taken into account for the calculation in the sub-block calculation.

Bei gültigen Werten für das Signal 23 (im Quellcode fac_correlation) und 24 (im Quellcode fac_correlation_avrg) wird das Status-Signal 25 (im Quellcode fac_correlation_valid) auf 1 gesetzt.For valid values for the signal 23 (in the source code fac_correlation) and 24 (in the source code fac_correlation_avrg) becomes the status signal 25 (in source code fac_correlation_valid) set to 1.

Mit dem vorstehend beschriebenen Konzept ist es möglich, ohne zusätzliche Messtechnik kontinuierlich zwischen NH3- und NOx-Schlupf zu unterscheiden.With the concept described above, it is possible to continuously distinguish between NH3 and NOx slip without additional measurement technology.

3 zeigt einen beispielhaften Verlauf 30 des zeitlichen verschobenen Sensor-Signals 18 (in ppm – parts per million) des ersten NOx-Sensors 1 vor dem SCR-Katalysator und den Verlauf 31 des Sensor-Signals 12 (in ppm) des zweiten NOx-Sensors 2 nach dem SCR-Katalysator sowie den Verlauf 33 des resultierenden Korrelationskoeffizienten (dargestellt ist hier der Signalverlauf des gleitenden Mittelwerts 24 des Korrelationskoeffizienten multipliziert mit dem Faktor 1000). In dem Beispiel der 3 weist der gemittelte Korrelationskoeffizient einen geringen Betrag nahe 0 auf (bis maximal 0,35), d. h. die Korrelation zwischen beiden Sensor-Signalen 18 und 12 ist gering. Dieser geringe Wert des Korrelationskoeffizienten deutet auf das Vorliegen von NH3-Schlupf hin. 3 shows an exemplary course 30 the time shifted sensor signal 18 (in ppm - parts per million) of the first NOx sensor 1 before the SCR catalyst and the course 31 of the sensor signal 12 (in ppm) of the second NOx sensor 2 after the SCR catalyst and the course 33 of the resulting correlation coefficient (shown here is the moving average waveform 24 the correlation coefficient multiplied by the factor 1000). In the example of 3 For example, the averaged correlation coefficient has a small amount close to 0 (up to a maximum of 0.35), ie, the correlation between both sensor signals 18 and 12 is low. This small value of the correlation coefficient indicates the presence of NH3 slip.

4 zeigt einen weiteren beispielhaften Verlauf 30' des zeitlichen verschobenen Sensor-Signals 18 (in ppm) des ersten NOx-Sensors 1 vor dem SCR-Katalysator und den Verlauf 31' des Sensor-Signals 12 (in ppm) des zweiten NOx-Sensors 2 nach dem SCR-Katalysator sowie den Verlauf 33' des resultierenden Korrelationskoeffizienten (dargestellt ist hier der Signalverlauf des gleitenden Mittelwerts 24 des Korrelationskoeffizienten multipliziert mit dem Faktor 1000). Wie aus 4 ersichtlich, entspricht der Verlauf 30' näherungsweise dem Verlauf 31' multipliziert mit einem Linearitätsfaktor. Daher weist hier der Korrelationskoeffizient einen hohen Betrag nahe 1 auf, d. h. die Korrelation zwischen beiden Sensor-Signalen 18 und 12 ist hoch. Dieser hohe Wert des Korrelationskoeffizienten deutet auf das Vorliegen von NOx-Schlupf hin. 4 shows a further exemplary course 30 ' the time shifted sensor signal 18 (in ppm) of the first NOx sensor 1 before the SCR catalyst and the course 31 ' of the sensor signal 12 (in ppm) of the second NOx sensor 2 after the SCR catalyst and the course 33 ' of the resulting correlation coefficient (shown here is the moving average waveform 24 the correlation coefficient multiplied by the factor 1000). How out 4 can be seen, corresponds to the course 30 ' approximately the course 31 ' multiplied by a linearity factor. Therefore, here the correlation coefficient has a high amount close to 1, ie, the correlation between both sensor signals 18 and 12 is high. This high value of the correlation coefficient indicates the presence of NOx slip.

Mit Hilfe des vorstehend beschriebenen Konzepts können auf dem Sensorsignal des zweiten NOx-Sensors 2 basierende Regelfunktionen verbessert werden, da mittels des erfindungsgemäßen Konzepts sicher zwischen NOx-Schlupf und NH3-Schlupf unterschieden werden kann. Daher ist es möglich, einerseits NH3-Minderdosierung und somit erhöhte NOx-Emissionen zu verhindern sowie andererseits NH3-Überdosierung verhindern und somit den Harnstoffverbrauch als auch den Ammoniak-Schlupf zu minimieren.With the aid of the above-described concept, it is possible on the sensor signal of the second NOx sensor 2 based control functions can be improved, since by means of the inventive concept can be reliably distinguished between NOx-slip and NH3-slip. Therefore it is possible to prevent on the one hand NH3-reduced dosage and thus increased NOx-emissions and on the other hand to prevent NH3-overdosing and thus to minimize the urea consumption as well as the ammonia slip.

Die Unterscheidung zwischen NH3 und NOx über die Korrelation ermöglicht es, verschiedene Anwendungen in der Abgasnachbehandlung zu verbessern. Zu diesen Anwendungen gehören beispielsweise:

  • – die Berechnung des Wirkungsgrads des SCR-Katalysators,
  • – die Diagnose von NOx-Schlupf,
  • – die Steuerung und Regelung der Harnstoff-Dosierung,
  • – die Modellierung des SCR-Katalysators,
  • – die Adaption der Harnstoff-Dosierung, beispielsweise infolge von Streuungen, Alterung und Fehlern im Abgasnachbehandlungssystem.
The distinction between NH3 and NOx through the correlation makes it possible to improve various applications in exhaust aftertreatment. These applications include, for example:
  • The calculation of the efficiency of the SCR catalyst,
  • - the diagnosis of NOx slip,
  • The control and regulation of the urea dosage,
  • The modeling of the SCR catalyst,
  • - The adaptation of the urea dosage, for example due to scattering, aging and errors in the exhaust aftertreatment system.

5 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine NH3-Füllstandsregelung (oder mit anderen Worten: Regelung der Harnstoff-Dosierung) mit NOx-Schlupfdiagnose und SCR-Wirkungsgradbestimmung. Hierbei verwendet die in 5 dargestellte Anordnung den erfindungsgemäßen Korrelationskoeffizienten für unterschiedliche Anwendungen. Im Block 10 wird – wie bereits in Verbindung mit 2 erläutert – basierend auf dem Sensor-Signal 11 des ersten NOx-Sensors 1 und dem Sensor-Signal 12 des zweiten NOx-Sensors 2 ein Korrelationskoeffizienten-Signal als Maß für den linearen Zusammenhang zwischen den zeitlich synchronisierten Sensor-Signalen bestimmt; beispielsweise das Korrelationskoeffizienten-Signal 23 oder das Korrelationskoeffizienten-Signal 24 aus 2. Es sei darauf hingewiesen, dass die Anzahl der für den gleitenden Mittelwert 24 verwendeten Werte auch zu 1 gewählt werden kann. 5 shows an embodiment of an NH3 level control (or in other words: control of urea dosing) with NOx slip diagnosis and SCR efficiency determination. Here, the in 5 illustrated arrangement the correlation coefficients according to the invention for different applications. In the block 10 will - as already in connection with 2 explained - based on the sensor signal 11 of the first NOx sensor 1 and the sensor signal 12 of the second NOx sensor 2 determining a correlation coefficient signal as a measure of the linear relationship between the time-synchronized sensor signals; for example, the correlation coefficient signal 23 or the correlation coefficient signal 24 out 2 , It should be noted that the number of moving average 24 used values can also be selected to 1.

Das Korrelationskoeffizienten-Signal 23 oder 24 wird in einem Block 40 verwendet, welcher den SCR-Katalysator 4 modelliert, um den Ist-NH3-Füllstand 42 des SCR-Katalysators 4 zu bestimmen. Der Block 40 nimmt ferner ein Ist-Dosierungssignal 41 entgegen, welches die Ist-Dosierung mit Harnstoff angibt. Außerdem nimmt der Block 40 die Sensor-Signale 11 und 12 entgegen. Zur Bestimmung des NH3-Ist-Füllstands 42 wird das Sensor-Signal 12 über das Korrelationskoeffizienten-Signal 23 oder 24 bewertet. Bei der Bestimmung des NH3-Ist-Füllstands 42 wird nämlich anhand des Korrelationskoeffizienten-Signal 23 oder 24 unterschieden, ob das Sensor-Signal 21 NH3 oder NOx angibt. Falls das Korrelationskoeffizienten-Signal 23 oder 24 angibt, dass das Sensor-Signal 12 eine bestimmte Menge an NH3 anzeigt (im Fall von NH3-Schlupf), wird die dem Sensor-Signal 12 entsprechende NH3-Menge vom aktuellen NH3-Füllstand abgezogen.The correlation coefficient signal 23 or 24 will be in a block 40 which uses the SCR catalyst 4 modeled to the actual NH3 level 42 of the SCR catalyst 4 to determine. The block 40 also takes an actual dosing signal 41 contrary, which indicates the actual dosage with urea. In addition, the block takes 40 the sensor signals 11 and 12 opposite. For determining the actual NH3 level 42 becomes the sensor signal 12 via the correlation coefficient signal 23 or 24 rated. When determining the actual NH3 level 42 namely, on the basis of the correlation coefficient signal 23 or 24 distinguished whether the sensor signal 21 NH3 or NOx indicates. If the correlation coefficient signal 23 or 24 indicates that the sensor signal 12 indicates a certain amount of NH3 (in the case of NH3 slip), which becomes the sensor signal 12 corresponding NH3 amount subtracted from the current NH3 level.

Der ermittelte NH3-Ist-Füllstand 42 wird mit einem NH3-Soll-Füllstand 43 verglichen und die Differenz 44 zwischen NH3-Ist-Füllstand 42 und NH3-Soll-Füllstand 43 im Block 45 ausgewertet, um eine Soll-Dosierung 46 an Harnstoff zu ermitteln. In Abhängigkeit der Soll-Dosierung 46 wird Harnstoff über die Harnstoff-Dosierungsvorrichtung 3 (s. 1) in den SCR-Katalysator 4 eingebracht. Die tatsächliche Ist-Dosierung 41 an Harnstoff kann von der Soll-Dosierung 46 abweichen; beispielsweise weil das Dosierungsventil eine aktuell geforderte hohe Ist-Dosierung 41 nicht einspritzen kann. Block 47 stellt dabei die Regelstrecke zwischen Soll-Dosierung 46 und ermittelter oder geschätzter Ist-Dosierung 41 dar, wobei die Dosierungsvorrichtung 3 (s. 1) Teil von Block 47 ist.The determined NH3 actual level 42 comes with a nominal NH3 level 43 compared and the difference 44 between NH3 actual level 42 and NH3 target level 43 in the block 45 evaluated to a target dosage 46 to determine urea. Depending on the target dosage 46 Urea is via the urea dosing device 3 (S. 1 ) into the SCR catalyst 4 brought in. The actual actual dosage 41 urea may vary from the target dosage 46 differ; for example, because the metering valve is a currently required high actual dosage 41 can not inject. block 47 sets the controlled system between nominal dosage 46 and determined or estimated actual dosage 41 wherein the dosing device 3 (S. 1 ) Part of block 47 is.

Der Regelkreis mit den Blöcken 45, 47 und 40 dient der schnellen Regelung des NH3-Füllgrades. Die langsame Adaption des NH3-Füllgrades erfolgt über die Adaption des NH3-Soll-Füllstands 43. Das erfindungsgemäße Korrelationskoeffizienten-Signal 23 oder 24 wird in Block 48 zur Bestimmung des NH3-Soll-Füllstands 43 verwendet. Grundsätzlich ermittelt Block 48 den NH3-Soll-Füllstand 43 anhand von einer oder mehreren Zustandsgrößen des Abgassystems 49 (beispielsweise die Temperatur des Abgases und die Größe des Abgas-Massenstroms) sowie anhand des NOx-Signals 11 des ersten NOx-Sensors 1. So ist bei einer geringen Temperatur (z. B. 150°C) der NH3-Soll-Füllstand 43 hoch, da bei geringer Temperatur die NH3-Speicherfähigkeit des SCR-Katalysators 4 hoch ist. Umgekehrt ist bei hoher Temperatur (z. B. 400°C) der NH3-Soll-Füllstand 43 niedrig, da in diesem Fall die Speicherfähigkeit gering ist. Außerdem wird in Block 49 der NH3-Soll-Füllstand an die aktuell vorhandene Motor-Emission, nämlich das NOx-Signal 11 des ersten NOx-Sensors 1, angepasst: Bei geringer Emission ist der Soll-Füllstand 43 geringer als bei hoher Emission. Der NH3-Soll-Füllstand 43 wird ferner in Abhängigkeit des Korrelationskoeffizienten-Signals 23 oder 24 angepasst: Falls das Korrelationskoeffizienten-Signal 23 oder 24 angibt, dass NH3-Schlupf vorherrscht, sollte der NH3-Soll-Füllstand 43 verringert werden, und falls das Korrelationskoeffizienten-Signal 23 oder 24 angibt, dass NOx-Schlupf vorherrscht, sollte der NH3-Soll-Füllstand 43 erhöht werden.The control loop with the blocks 45 . 47 and 40 is used to quickly control the NH3 filling level. The slow adaptation of the NH3 filling level takes place via the adaptation of the nominal NH3 filling level 43 , The correlation coefficient signal according to the invention 23 or 24 will be in block 48 for determining the nominal NH3 level 43 used. Basically, block determines 48 the nominal NH3 level 43 based on one or more state variables of the exhaust system 49 (For example, the temperature of the exhaust gas and the size of the exhaust gas mass flow) and based on the NOx signal 11 of the first NOx sensor 1 , Thus, at a low temperature (eg 150 ° C), the nominal NH3 level is 43 high, because at low temperature, the NH3 storage capacity of the SCR catalyst 4 is high. Conversely, at high temperature (eg 400 ° C) the nominal NH3 level is 43 low, since in this case the storage capacity is low. In addition, in block 49 the NH3 target level to the currently existing engine emission, namely the NOx signal 11 of the first NOx sensor 1 , adapted: At low emission the target level is 43 less than at high emission. The nominal NH3 level 43 also becomes dependent on the correlation coefficient signal 23 or 24 adjusted: If the correlation coefficient signal 23 or 24 indicates that NH3 slip prevails, should the NH3 target level 43 be reduced, and if the correlation coefficient signal 23 or 24 indicates that NOx slip prevails, the target NH3 level should be 43 increase.

Neben der vorstehend beschriebenen Dosierungsregelung wird das Korrelationskoeffizienten-Signal 23 oder 24 noch in Block 50 zur NOx-Schlupfdiagnose verwendet. Die NOx-Schlupfdiagnose 50 bewertet mit dem Korrelationskoeffizienten-Signal 23 oder 24 das Sensor-Signal 12 des zweiten Sensors darauf hin, ob es sich dabei um die Angabe von NOx oder NH3 handelt, und gibt ein NOx-Schlupf-Signal 51 aus. Beispielsweise wird das NOx-Schlupf-Signal 51 der NOx-Schlupfdiagnose 51 dann als gültig markiert (durch ein zusätzliches nicht dargestelltes Bit), wenn das Korrelationskoeffizienten-Signal 23 oder 24 angibt, dass tatsächlich NOx-Schlupf vorliegt. Anhand des NOx-Schlupf-Signals 51 kann bei Überschreiten eines bestimmten Schwellwertes eine Warnung an den Fahrer ausgegeben werden.Besides the dosing control described above, the correlation coefficient signal becomes 23 or 24 still in block 50 used for NOx slip diagnosis. The NOx slip diagnosis 50 evaluated with the correlation coefficient signal 23 or 24 the sensor signal 12 indicates whether this is the indication of NOx or NH3 and gives a NOx slip signal 51 out. For example, the NOx slip signal becomes 51 the NOx slip diagnosis 51 then marked valid (by an additional unillustrated bit) when the correlation coefficient signal 23 or 24 indicates that there is actually NOx slippage. Based on the NOx slip signal 51 If a certain threshold value is exceeded, a warning can be output to the driver.

Ferner wird das Korrelationskoeffizienten-Signal 23 oder 24 in Block 52 zur Bestimmung des Wirkungsgrads 53 des SCR-Katalysators 4 verwendet. Der Wirkungsgrad 53 kann beispielsweise als Verhältnis zwischen dem NOx-Signal 11 des ersten NOx-Sensors 1 und dem NOx-Signal 12 des zweiten NOx-Sensors 2 (im Fall von NOx-Schlupf) bestimmt werden. Dieser so bestimmte Wirkungsgrad wird in Abhängigkeit des Korrelationskoeffizienten-Signals 23 oder 24 als gültig markiert (durch ein zusätzliches nicht dargestelltes Bit), wenn das Korrelationskoeffizienten-Signal 23 oder 24 angibt, dass tatsächlich NOx-Schlupf vorliegt.Further, the correlation coefficient signal becomes 23 or 24 in block 52 for determining the efficiency 53 of the SCR catalyst 4 used. The efficiency 53 For example, as the ratio between the NOx signal 11 of the first NOx sensor 1 and the NOx signal 12 of the second NOx sensor 2 (in the case of NOx slippage). This so determined efficiency is dependent on the correlation coefficient signal 23 or 24 marked valid (by an additional bit not shown) when the correlation coefficient signal 23 or 24 indicates that there is actually NOx slippage.

Claims (13)

Messverfahren für ein SCR-Abgasnachbehandlungssystem (5) eines Fahrzeugs, wobei das SCR-Abgasnachbehandlungssystem – einen SCR-Katalysator (4), – eine Harnstoff-Einbringungsvorrichtung (3), – einen ersten NOx-Sensor (1), welcher abgasstromaufwärts des SCR-Katalysators (4) und der Harnstoff-Einbringungsvorrichtung (3) angeordnet ist, und – einen zweiten NOx-Sensor (2), welcher in dem SCR-Katalysator (4) oder abgasstromabwärts des SCR-Katalysators (4) angeordnet ist, umfasst, mit den Schritten: – Bestimmen eines ersten Signals (18) mittels des ersten NOx-Sensors (1); – Bestimmen eines zweiten Signals (12) mittels des zweiten NOx-Sensors (2); und – Bestimmen einer Linearitätsangabe (23, 24) basierend auf dem ersten Signal (18) und dem zweiten Signal (12), welche ein Maß für den linearen Zusammenhang zwischen beiden Signalen ist, wobei als Linearitätsangabe (23, 24) ein Korrelationskoeffizient der beiden Signale bestimmt wird.Measurement method for an SCR exhaust aftertreatment system ( 5 ) of a vehicle, wherein the SCR exhaust aftertreatment system - an SCR catalyst ( 4 ), - a urea introduction device ( 3 ), - a first NOx sensor ( 1 ), which downstream of the SCR catalyst ( 4 ) and the urea introduction device ( 3 ), and - a second NOx sensor ( 2 ), which in the SCR catalyst ( 4 ) or downstream of the SCR catalyst ( 4 ), comprising the steps of: - determining a first signal ( 18 ) by means of the first NOx sensor ( 1 ); Determining a second signal ( 12 ) by means of the second NOx sensor ( 2 ); and - determining a linearity indication ( 23 . 24 ) based on the first signal ( 18 ) and the second signal ( 12 ), which is a measure of the linear relationship between the two signals. 23 . 24 ) a correlation coefficient of the two signals is determined. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das erste Signal (18) ein gegenüber einem Sensor-Signal (11) des ersten NOx-Sensors (1) zeitlich verzögertes Signal ist.Method according to claim 1, wherein the first signal ( 18 ) to a sensor signal ( 11 ) of the first NOx sensor ( 1 ) is delayed signal. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die zeitliche Verzögerung ungefähr dem Zeitverzug des Abgasstroms zwischen der Position des ersten NOx-Sensors (1) und der Position des zweiten NOx-Sensors (2) entspricht.The method of claim 2, wherein the time delay is approximately equal to the time delay of the exhaust gas flow between the position of the first NOx sensor (16). 1 ) and the position of the second NOx sensor ( 2 ) corresponds. Verfahren nach Anspruch 3, ferner umfassend den Schritt: – Ermitteln des Zeitverzugs in Abhängigkeit des Abgasvolumenstroms.The method of claim 3, further comprising the step of: - Determining the time delay in dependence of the exhaust gas flow rate. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Sensorsignal des zweiten Sensors (2) in Abhängigkeit der Linearitätsangabe als im Wesentlichen NOx-Angabe oder als im Wesentlichen NH3-Angabe bewertet wird. Method according to one of the preceding claims, wherein the sensor signal of the second sensor ( 2 ) is evaluated as a function of the linearity specification as essentially NOx specification or as essentially NH3 specification. Verfahren nach Anspruch 1, wobei zwischen NOx-Schlupf oder NH3-Schlupf in Abhängigkeit des Korrelationskoeffizienten (23, 24) unterschieden wird, wobei für einen Korrelationskoeffizienten nahe 1 NOx-Schlupf angenommen wird und für einen Korrelationskoeffizienten nahe 0 NH3-Schlupf angenommen wird.The method of claim 1, wherein between NOx-slip or NH3-slip depending on the correlation coefficient ( 23 . 24 ), where for a correlation coefficient close to 1 NOx slip is assumed and for a correlation coefficient close to 0 NH3 slip is assumed. Regelungsverfahren zur Regelung der Harnstoff-Einbringung in einem SCR-Abgasnachbehandlungssystem (5), wobei die Harnstoff-Einbringung unter Ausnutzung der nach einem der vorstehenden Ansprüche bestimmten Linearitätsangabe (23, 24) in Form eines Korrelationskoeffizienten geregelt wird.Control method for regulating urea introduction in an SCR exhaust aftertreatment system ( 5 ), the urea introduction taking advantage of the Linearitätsangabe determined according to any one of the preceding claims ( 23 . 24 ) is regulated in the form of a correlation coefficient. Regelungsverfahren nach Anspruch 7, wobei das Sensorsignal des zweiten Sensors (2) mittels der Linearitätsangabe (23, 24) bewertet wird.A control method according to claim 7, wherein the sensor signal of the second sensor ( 2 ) by means of the linearity indication ( 23 . 24 ) Is evaluated. Regelungsverfahren nach einem der Ansprüche 7–8, wobei die Linearitätsangabe (23, 24) zur Bestimmung des NH3-Ist-Füllstands (42) und/oder zur Bestimmung des NH3-Soll-Füllstands (48) verwendet wird.A control method according to any one of claims 7-8, wherein the linearity indication ( 23 . 24 ) for determining the actual NH3 level ( 42 ) and / or for determining the nominal NH3 level ( 48 ) is used. Vorrichtung zum Bestimmen einer Linearitätsangabe für ein SCR-Abgasnachbehandlungssystem (5) eines Fahrzeugs, wobei das Abgasnachbehandlungssystem umfasst – einen SCR-Katalysator (4), – eine Harnstoff-Einbringungsvorrichtung (3), – einen ersten NOx-Sensor (1), welcher abgasstromaufwärts des SCR-Katalysators (4) und der Harnstoff-Einbringungsvorrichtung (3) angeordnet ist, und – einen zweiten NOx-Sensor (2), welcher in dem SCR-Katalysator (4) oder abgasstromabwärts des SCR-Katalysators (4) angeordnet ist, wobei die Vorrichtung eingerichtet ist, – eine Linearitätsangabe (23, 24) basierend auf einem ersten Signal (18) und einem zweiten Signal (12), welche ein Maß für den linearen Zusammenhang zwischen beiden Signalen ist, in Form eines Korrelationskoeffizienten der beiden Signale zu bestimmen, wobei das erste Signal mittels des ersten NOx-Sensors (1) und das zweite Signal mittels des zweiten NOx-Sensors (2) bestimmt worden ist.Device for determining a linearity specification for an SCR exhaust aftertreatment system ( 5 ) of a vehicle, the exhaust aftertreatment system comprising - an SCR catalyst ( 4 ), - a urea introduction device ( 3 ), - a first NOx sensor ( 1 ), which downstream of the SCR catalyst ( 4 ) and the urea introduction device ( 3 ), and - a second NOx sensor ( 2 ), which in the SCR catalyst ( 4 ) or downstream of the SCR catalyst ( 4 ), wherein the device is set up, - a linearity indication ( 23 . 24 ) based on a first signal ( 18 ) and a second signal ( 12 ), which is a measure of the linear relationship between the two signals, in the form of a correlation coefficient of the two signals to be determined, wherein the first signal by means of the first NOx sensor ( 1 ) and the second signal by means of the second NOx sensor ( 2 ) has been determined. Vorrichtung nach Anspruch 10, ferner umfassend – ein Verzögerungselement (15) zum Bestimmen des ersten Signals (18) durch Verzögern eines Sensor-Signals (11) des ersten NOx-Sensors (1), wobei die zeitliche Verzögerung ungefähr dem Zeitverzug des Abgasstroms zwischen der Position des ersten NOx-Sensors (1) und der Position des zweiten NOx-Sensors (2) entspricht.Apparatus according to claim 10, further comprising - a delay element ( 15 ) for determining the first signal ( 18 ) by delaying a sensor signal ( 11 ) of the first NOx sensor ( 1 ), wherein the time delay approximately the time lag of the exhaust gas flow between the position of the first NOx sensor ( 1 ) and the position of the second NOx sensor ( 2 ) corresponds. SCR-Abgasnachbehandlungssystem (5) für ein Fahrzeug, umfassend – einen SCR-Katalysator (4), – eine Harnstoff-Einbringungsvorrichtung (3), – einen ersten NOx-Sensor (1), welcher abgasstromaufwärts des SCR-Katalysators und der Harnstoff-Einbringungsvorrichtung angeordnet ist, – einen zweiten NOx-Sensor (2), welcher in dem SCR-Katalysator oder abgasstromabwärts des SCR-Katalysators angeordnet ist, und – die Vorrichtung (20) zum Bestimmen einer Linearitätsangabe gemäß einem der Ansprüche 10 bis 11.SCR exhaust aftertreatment system ( 5 ) for a vehicle, comprising - an SCR catalyst ( 4 ), - a urea introduction device ( 3 ), - a first NOx sensor ( 1 ), which is arranged downstream of the SCR catalytic converter and the urea introduction device, - a second NOx sensor ( 2 ), which is arranged in the SCR catalytic converter or downstream of the SCR catalytic converter, and 20 ) for determining a linearity indication according to one of claims 10 to 11. SCR-Abgasnachbehandlungssystem (5) nach Anspruch 12, umfassend eine Regelkreis zur Regelung der Harnstoff-Einbringung, wobei – der Regelkreis die Vorrichtung zum Bestimmen der Linearitätsangabe umfasst und – der Regelkreis eingerichtet ist, die Harnstoff-Einbringung unter Ausnutzung der Linearitätsangabe (23, 24) zu regeln.SCR exhaust aftertreatment system ( 5 ) according to claim 12, comprising a control circuit for controlling the introduction of urea, wherein - the control circuit comprises the device for determining the linearity indication and - the control circuit is arranged, the urea introduction using the linearity indication ( 23 . 24 ).
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