DE112014007113B4 - System, Verfahren und nicht-flüchtiges computerlesbares Medium zur Diagnose eines SCR-Umwandlungswirkungsgrads - Google Patents

Abstract

System, umfassend:ein Abgasnachbehandlungssystem (100, 700), umfassend einen ersten Sensor (114); undeine Steuerung (120, 720), die darauf ausgelegt ist:ein Ammoniak-Stickstoff-Verhältnis unter Verwendung eines Eingangswerts einer Ammoniakprobe und eines Eingangswerts einer NOx-Probe zu bestimmen;einen Ist-NOx-Eingangswert und einen Ist-Ammoniak-Eingangswert zu empfangen;einen Emissionswert vom ersten Sensor zu empfangen;einen NOx-Emissions-Schätzwert, einen Ammoniakschlupf-Schätzwert und einen optimalen Ammoniakspeicherwert für eine selektive katalytische Reduktion unter Verwendung einer iterativen Ineffizienz-Berechnung zu bestimmen, die zumindest teilweise auf dem Ist-NOx-Eingangswert, dem Ist-Ammoniak-Eingangswert und dem Ammoniak-Stickstoff-Verhältnis basiert ist, undden NOx-Emissions-Schätzwert, den Ammoniakschlupf-Schätzwert und den optimalen Ammoniakspeicherwert an ein Remote-Diagnosesystem auszugeben.

Description

• TECHNISCHES GEBIET
• Die vorliegende Anmeldung betrifft ein System, Verfahren und nicht-flüchtiges computerlesbares Medium zur Diagnose des Umwandlungswirkungsgrades selektiver katalytischer Reduktionssysteme (selective catalytic reduction systems (SCR-Systeme)) für ein Abgasnachbehandlungssystem.
• HINTERGRUND
• Emissionssysteme für Kompressionszündungs- (z.B. Diesel-)Motoren überwachen normalerweise den Ausstoß von Kohlenmonoxid (CO), unverbrannten Kohlenwasserstoffen (UHC), Dieselfeinstaub (PM) wie Asche und Ruß und Stickoxiden (NO_x).
• Im Hinblick auf die Reduzierung von NO_x -Emissionen werden NO_x - Reduktionskatalysatoren einschließlich selektiver katalytischer Reduktionssysteme (SCR) von Abgasnachbehandlungssystemen verwendet, um NO_x (zu einigen Teilen NO und NO₂) zu N₂ und anderen Verbindungen umzuwandeln. SCR-Systeme verwenden ein Reduktionsmittel, häufig Ammoniak, um das NO_x zu reduzieren. Derzeit verfügbare SCR-Systeme können hohe NO_x -Konvertierungsraten erzielen, wodurch sich die Verbrennungstechniken auf Leistung und Effizienz fokussieren können.
• SCR-Systeme verwenden ein System zur Reduktionsmittelabgabe, um ein Reduktionsmittel in den Abgasstrom vor dem SCR-Katalysator einzuführen. Sobald eine angemessene Menge an Reduktionsmittel unter den Bedingungen am SCR-Katalysator verfügbar ist, wird das Reduktionsmittel verwendet, um NO_x zu reduzieren. Wenn jedoch die Reduktionsreaktionsrate zu langsam ist oder eine zu geringe Menge an Reduktionsmittel in den Abgasstrom vor dem SCR-Katalysator eingeleitet wird, ist das SCR-System ggf. nicht in der Lage, ausreichend NO_x umzuwandeln.
• On-Board-Diagnose-Anforderungen, die von der US Environmental Protection Agency festgelegt und dem California Air Resources Board auferlegt werden, erfordern, dass Abgasnachbehandlungssysteme on-board überwacht werden und unzureichende Leistung dem Fahrzeugführer signalisiert wird. Der SCR-Umwandlungswirkungsgrad ist eine der schwierigsten Diagnostiken, da übliche NOx-Sensoren, die für die Steuerung und Diagnose verwendet werden, querempfindlich gegenüber Ammoniak sind, was auch zu hohen Garantiekosten führt. Die Garantiekosten beziehen sich im Allgemeinen auf falsche Fehler, Fehlereingrenzung und unsachgemäße Steuerung der Harnstoffeinspritzung. Andere On-Board-Diagnosen werden aufgrund der Unfähigkeit bestehender Diagnosetechniken, die SCR-Alterung angemessen zu berücksichtigen, fälschlicherweise ausgelöst. Zusätzlich zu diesen Problemen ist das Messen oder Abschätzen der Ammoniakspeicherung im SCR-Katalysator sehr schwierig.
• US 2011/0320132 A1 betrifft ein Verfahren zum Bestimmen einer NO_x-Konzentration stromaufwärts eines SCR-Katalysators in einem Dieselmotor, wobei das Verfahren das Schätzen der NO_x-Konzentration in Abhängigkeit von mindestens zwei Motorparametern zum Bereitstellen eines Schätzwertes, das Messen der NO_x-Konzentration stromabwärts des SCR-Katalysators zum Bereitstellen eines Messwertes, das Berechnen einer Differenz zwischen Schätzwert und Messwert sowie die Korrektur des Schätzwertes um einen Korrekturwert umfasst, wenn die Differenz einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt. Dabei wird der Korrekturwert unter Benutzung einer Korrekturtabelle berechnet, die die zwei Motorparameter und die Differenz mit dem Korrekturwert korrelieren.
• DE 10 2014 209 551 A1 betrifft eine Verfahren und eine Anordnung zum Verarbeiten von sensorisch erfassten Werten eines Kraftfahrzeugs, das eine Abgasanlage aufweist, mit der eine selektive katalytische Reduktion durchgeführt wird, wobei Werte für mindestens einen Parameter, der eine Durchführung der katalytischen Reduktion betrifft, von mindestens einem Sensor des Kraftfahrzeugs ermittelt und von dem Kraftfahrzeug über eine Kommunikationsverbindung an eine zentrale Datenverarbeitungseinrichtung außerhalb des Kraftfahrzeugs übertragen und von der zentralen Datenverarbeitungseinrichtung verarbeitet werden.
• DE 10 2010 004 512 A1 betrifft ein Verfahren zum Steuern eines Fehlfunktionskatalysator-Diagnosetests, das einen Fehlfunktionszustand eines Katalysators in einer Vorrichtung für selektive katalytische Reduktion ermittelt. Das Verfahren umfasst das Überwachen eines Abgasstroms in einem Nachbehandlungssystem, das Schätzen einer Wirkung des Abgasstroms auf eine geschätzte Reduktionsmittelspeicherung an einem Katalysator in der Vorrichtung für selektive katalytische Reduktion und das selektive Deaktivieren des Fehlfunktionskatalysator-Diagnosetests beruhend auf dem Schätzen der Wirkung des Abgasstroms auf die geschätzte Reduktionsmittelspeicherung.
• ZUSAMMENFASSUNG
• System zum Bestimmen eines Leistungsstatus eines Abgasnachbehandlungssystems mit einem ersten Sensor und einer Steuerung. Die Steuerung ist ausgelegt, ein Ammoniak-Stickstoff-Verhältnis unter Verwendung eines Eingangswerts einer Ammoniakprobe und eines Eingangswerts einer NO_x-Probe zu bestimmen. Die Steuerung ist ausgelegt, um einen Ist-NO_x-Eingangswert und einen Ist-Ammoniak-Eingangswert zu empfangen. Der erste Sensor empfängt einen Emissionswert. Die Steuerung ist ferner ausgelegt, einen NO_x-Emissions-Schätzwert, einen Ammoniakschlupf-Schätzwert und einen optimalen Ammoniakspeicherwert für eine selektive katalytische Reduktion unter Verwendung einer iterativen Ineffizienz-Berechnung zu bestimmen, die zumindest teilweise auf dem Ist-NO_x-Eingangswert, dem Ist-Ammoniak-Eingangswert und dem Ammoniak-Stickstoff-Verhältnis basiert. Die Steuerung kann ferner ausgelegt werden, den NO_x-Emissions-Schätzwert, den Ammoniakschlupf-Schätzwert und den optimalen Ammoniakspeicherwert an ein Remote-Diagnosesystem auszugeben.
• Eine weitere Ausführungsform bezieht sich auf ein rechnergestütztes Verfahren für die Bestimmung eines Leistungsstatus eines Abgasnachbehandlungssystems, das einen ersten Sensor und eine Steuerung umfasst. Ein Ammoniak-Stickstoff-Verhältnis wird unter Verwendung eines Eingangswerts einer Ammoniakprobe und eines Eingangswerts einer NO_x-Probe bestimmt. Es werden ein Ist-NO_x-Eingangswert und ein Ist-Ammoniak-Eingangswert empfangen. Ein Emissionswert wird vom ersten Sensor empfangen. Ein NO_x -Emissions-Schätzwert, ein Ammoniakschlupf-Schätzwert und ein optimaler Ammoniakspeicherwert für eine selektive katalytische Reduktion werden unter Verwendung einer iterativen Ineffizienz-Berechnung bestimmt, die zumindest teilweise auf dem Ist-NO_x-Eingangswert, dem Ist- Ammoniak-Eingangswert und dem Ammoniak-Stickstoff-Verhältnis basiert. Der NO_x-Emissions-Schätzwert, der Ammoniakschlupf-Schätzwert und der optimale Ammoniakspeicherwert werden an ein Remote-Diagnosesystem ausgegeben.
• Eine weitere Ausführungsform betrifft eine Vorrichtung zum Bestimmen eines Leistungsstatus eines Abgasnachbehandlungssystems. Die Vorrichtung beinhaltet ein Probenleistungsmodul, das strukturiert ist, ein Ammoniak-Stickstoff-Verhältnis unter Verwendung eines Eingangswerts einer Ammoniakprobe und eines Eingangswerts einer NO_x-Probe zu bestimmen. Die Vorrichtung beinhaltet ferner ein VorbehandlungsErkennungsmodul, das strukturiert ist, einen Ist-NO_x-Eingangswert und einen Ist-Ammoniak-Eingangswert zu empfangen. Die Vorrichtung beinhaltet ferner ein Nachbehandlungserkennungsmodul, das strukturiert ist, einen Emissionswert vom ersten Sensor zu empfangen. Die Vorrichtung beinhaltet ferner ein selektives katalytisches Reduktions-Abschätzungsmodul, um einen NO_x-Emissions-Schätzwert, einen Ammoniakschlupf-Schätzwert und einen optimalen Ammoniakspeicherwert für eine selektive katalytische Reduktion unter Verwendung einer iterativen Ineffizienz-Berechnung zu bestimmen, die zumindest teilweise auf dem Ist-NO_x-Eingangswert, dem Ist-Ammoniak-Eingangswert und dem Ammoniak-Stickstoff-Verhältnis basiert. Die Vorrichtung beinhaltet ferner ein Wirkungsgrad-Diagnosemodul, das strukturiert ist, den NO_x-Emissions-Schätzwert, den Ammoniakschlupf-Schätzwert und den optimalen Ammoniakspeicherwert an ein Remote-Diagnosesystem auszugeben.
• Diese und andere Merkmale sowie die Organisation und Art ihrer Betätigung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen deutlich, wobei gleiche Elemente in den verschiedenen, nachstehend beschriebenen Zeichnungen durchgehend gleiche Bezugszeichen haben.
• Figurenliste
• Um das Verständnis für die Vorteile des Gegenstands zu erleichtern, wird eine detailliertere Beschreibung des oben kurz dargelegten Gegenstands mit Verweis auf bestimmte Ausführungsformen, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind, gegeben. Unter der Voraussetzung, dass diese Zeichnungen lediglich mehrere Ausführungsformen des Gegenstands darstellen und daher nicht als Einschränkung seines Schutzbereichs zu betrachten sind, wird der Gegenstand unter Verwendung der beiliegenden Zeichnungen genauer und ausführlicher beschrieben.
• 1 ist ein schematisches Blockdiagramm eines Nachbehandlungssystems gemäß einer Ausführungsform;
• 2 ist eine graphische Darstellung experimenteller Daten für NH₃- und NO_x-Umwandlungsineffizienzen gemäß einer Ausführungsform;
• 3 ist ein Graph, der NO_x- und NH₃-Umwandlungsineffizienzen auf der Basis der experimentellen Daten von 2 veranschaulicht;
• 4 ist ein Graph, der die Änderung der NO_x- und NH₃-Umwandlungsineffizienzen der SCR in Abhängigkeit der NH₃-Speicherung gemäß einer Ausführungsform verdeutlicht;
• 5 ist ein Graph, der K_{1_slope} als Funktion der Ammoniakspeicherung gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht;
• 6 ist ein schematisches Blockdiagramm eines SCR-Katalysators und NO_x-Sensors, das die separaten Komponenten für NO_x- und NH₃-Schätzungszwecke gemäß einer Ausführungsform zeigt;
• 7 ist ein schematisches Blockdiagramm eines Verarbeitungs-Untersystems eines Nachbehandlungssystems, das eine Steuerung beinhaltet, gemäß einer Ausführungsform;
• 8 ist ein Flussdiagramm, das einen exemplarischen Prozess zum Abschätzen des NO_x- und NH₃-Schlupfs zumindest teilweise auf Basis eines Ammoniak-Stickstoff-Verhältnisses und einer geschätzten Ammoniakspeicherung beschreibt;
• 9A-D sind Graphen, die verschiedene experimentelle Daten für NO_x aus dem Motor, NO_x aus dem Auspuffendrohr und Ammoniakspeicherung veranschaulichen; und
• 10 ist ein Graph, der die Speicherungsschätzung für eine nominale SCR, eine gealterte SCR und eine weitere gealterte SCR gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht.
• AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
• Wie oben kurz beschrieben, emittieren Verbrennungskraftmaschinen wie beispielsweise kompressionsgezündete Motoren (z. B. Dieselmotoren) Abgas als ein Produkt der Verbrennungsreaktion. Das Abgas enthält Verbindungen, die schädlich für die Umwelt sein können. Dementsprechend werden Abgasnachbehandlungssysteme häufig eingesetzt, um Schadstoffe in weniger schädliche Verbindungen umzuwandeln, wodurch die gesamten negativen Umwelteinflüsse des Abgases verringert werden. Während herkömmliche Abgasnachbehandlungssysteme verschiedene Komponenten beinhalten können, ist eine spezifische Emissionseinheit für die Reduzierung des NO_x-Gehalts in einem Abgasstrom eine SCR-Komponente.
• SCR-Komponenten verwenden ein Diesel-Emissionsfluid (DEF) (z. B. Ammoniak) als Reagenz, um NO_x im Abgasstrom zu reduzieren. DEF kann eine Mischung aus Harnstoff und deionisiertem Wasser beinhalten. Zum Beispiel kann die DEF-Quelle 32,5 % Harnstoff und 67,5 % deionisiertes Wasser umfassen. Wenn am SCR-Katalysator die richtige Menge an Ammoniak im Abgasstrom vorhanden ist, wird das Ammoniak in der Reaktion verbraucht (oxidiert) und das NO_x wird reduziert. In einer Ausführungsform können mehrere SCR-Komponenten an verschiedenen Positionen strömungsaufwärts/strömungsabwärts im Nachbehandlungssystem verwendet werden. In einer anderen Ausführungsform kann eine einzige SCR-Komponente mehrere Katalysatorbetten beinhalten. Die SCR-Komponente kann auch ein SCR-Katalysatorbett beinhalten, das beispielsweise ein Katalysator auf Vanadiumbasis sein kann, und in anderen Ausführungsformen kann die SCR-Komponente einen Katalysator auf Zeolith-Basis aufweisen, wie beispielsweise einen Cu-Zeolith- oder einen Fe-Zeolith-Katalysator. SCR-Komponenten beinhalten im Allgemeinen auch ein Reduktionsmittelzuführungssystem strömungsaufwärts vom vorgeschalteten SCR-Katalysator. Das Reduktionsmittelzufuhrsystem ist betreibbar, ein Reduktionsmittel in das Abgas zu injizieren oder zu dosieren, bevor das Gas in das SCR-Katalysatorbett eintritt. Im SCR-Verfahren werden die NOx-Verbindungen und Ammoniak auf der Oberfläche des Katalysators adsorbiert, wo sie reagieren, um N₂ (reduziertes NO_x) und H₂O (oxidiertes Ammoniak) zu bilden.
• Die hierin beschriebenen Systeme, Verfahren und Vorrichtungen verwenden Modelle, die aus experimentellen Daten abgeleitet sind, um genaue NO_x- und NH₃-Schlupfschätzungen und NH₃-Speicherungsstände innerhalb des SCR-Katalysators herzuleiten. Die Ausführungsformen berücksichtigen die Querempfindlichkeit des NO_x-Sensors gegenüber Ammoniak und beseitigen die Notwendigkeit für einen NH₃-Sensor für Produkte, die einen solchen aufweisen, ohne Einbußen in der Leistung des Nachbehandlungssystems.
• 1 ist ein schematisches Blockdiagramm eines exemplarischen Nachbehandlungssystems gemäß einer Ausführungsform. Das Nachbehandlungssystem 100 umfasst einen Oxidationskatalysator 102, einen Partikelfilter 104, einen SCR-Katalysator 106 und ein Reduktionsmittelzufuhrsystem 110. Der Partikelfilter 104 ist ausgelegt, Feinstaub, beispielsweise Ruß, aus im Abgassystem 100 strömendem Abgas zu entfernen. Der Partikelfilter 104 beinhaltet einen Einlass, an dem das Abgas empfangen wird, und einen Auslass, durch den das Abgas austritt, nachdem Feinstaub im Wesentlichen aus dem Abgas gefiltert und/oder Feinstaub in Kohlendioxid umgewandelt wurde.
• Innerhalb der Abgaskammer 118 wird das Reduktionsmittel, wie beispielsweise Harnstoff, Ammoniak oder Diesel-Emissionsfluid (DEF) in Ammoniak, NH₃, umgewandelt. Die Kammer wird vom Reduktionsmittelzufuhrsystem 110 von einem Dosierungsmodul 108 versorgt, das ausgelegt ist, das Reduktionsmittel in die Abgaskammer 118 zu dosieren. In manchen Implementierungen werden der Harnstoff, die wässrige Ammoniaklösung bzw. die DEF strömungsaufwärts des SCR-Katalysators 106 eingespritzt. Die Reduktionsmitteltröpfchen durchlaufen dann die Verfahren der Verdampfung, Thermolyse und Hydrolyse, um gasförmiges Ammoniak innerhalb der Abgaskammer 118 zu bilden. Die Abgaskammer 118 schließt einen Einlass in Fluidverbindung mit dem Partikelfilter 104 ein, um das Abgas aufzunehmen, das NO_x-Emissionen enthält, sowie einen Auslass für das Abgas, NO_x-Emissionen, Ammoniak und/oder verbleibendes Reduktionsmittel für die Strömung zum SCR-Katalysator 106.
• Die Abgaskammer 118 schließt das Dosierungsmodul 108 ein, das an der Abgaskammer 118 angebracht ist, sodass das Dosierungsmodul 108 ein Reduktionsmittel, beispielsweise Harnstoff, wässrige Ammoniaklösung oder DEF, in die in der Abgasanlage 190 strömenden Abgase dosieren kann. Das Dosierungsmodul 112 ist fluidisch mit einer oder mehreren Reduktionsmittelquellen 108 gekoppelt. In manchen Implementierungen kann eine Pumpe (nicht gezeigt) verwendet werden, um die Reduktionsmittelquelle 108 für die Zufuhr zum Dosierungsmodul 108 unter Druck zu setzen.
• Das Dosierungsmodul 108 ist zudem elektrisch oder kommunikativ mit einer Steuerung 120 gekoppelt. Die Steuerung 120 ist ausgelegt, das Dosierungsmodul 108 zu steuern, um Reduktionsmittel in die Abgaskammer 118 zu dosieren. Der erste Sensor 114 und der zweite Sensor 116 sind ebenso elektrisch oder kommunikativ mit der Steuerung 120 gekoppelt. Die Steuerung 120 ist ausgelegt, NO_x- und NH₃-Messungen an den entsprechenden Sensorpositionen innerhalb des Abgassystems 122 zu empfangen. Die Steuerung 120 kann einen Mikroprozessor, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (application-specific integrated circuit (ASIC)), eine feldprogrammierbare Gatteranordnung (field-programmable gate array (FPGA)) usw. oder Kombinationen davon einschließen. Die Steuerung 120 kann einen Speicher einschließen, der unter anderem eine elektronische, optische, magnetische oder eine andere Datenspeicher- oder Übermittlungsvorrichtung einschließt, die in der Lage ist, einem Prozessor, einer ASIC, einer FPGA usw. Programmanweisungen bereitzustellen. Der Speicher kann einen Speicherchip, einen elektrisch löschbaren programmierbaren Nur-Lese-Speicher (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory (EEPROM)), einen löschbaren programmierbaren Nur-Lese-Speicher (erasable programmable read only memory (EPROM)), einen Flash-Speicher oder einen anderen geeigneten Speicher einschließen, aus dem die Steuerung 120 Anweisungen lesen kann. Die Anweisungen können Code von einer beliebigen geeigneten Programmiersprache einschließen.
• Der SCR-Katalysator 106 ist konfiguriert, zur Verringerung von NO_x-Emissionen beizutragen, indem ein NO_x-Reduktionsprozess zwischen dem Ammoniak und dem NO_x des Abgases in zweiatomigen Stickstoff, Wasser und/oder Kohlendioxid beschleunigt wird. Der SCR-Katalysator 106 beinhaltet einen Einlass in Fluidverbindung mit der Abgaskammer 118, von der Abgas und Reduktionsmittel empfangen werden, und einen Auslass in Fluidverbindung mit einem Abgasende der Abgasanlage 122.
• Das Nachbehandlungssystem 100 beinhaltet ferner einen ersten Sensor 114 und kann einen zweiten Sensor 116 beinhalten. Der erste Sensor 114 kann mit dem Abgassystem 122 gekoppelt sein, um einen Zustand des Abgases zu erkennen, das aus dem Abgassystem 122 am Abgasende strömungsabwärts des SCR-Katalysators 106 austritt. Bei einigen Ausführungsformen kann der erste Sensor 114 einen innerhalb des Abgassystems 122 angeordneten Abschnitt aufweisen, z. B. kann sich eine Spitze des ersten Sensors 114 in einen Teil des Abgassystems 122 erstrecken. Bei anderen Ausführungsformen kann der erste Sensor 114 Abgas durch eine andere Leitung empfangen, wie z. B. durch ein Probenrohr, das sich aus dem Abgassystem 122 erstreckt. Ein zweiter Sensor 116 kann sich strömungsaufwärts des SCR-Katalysators 106 befinden. Weitere Sensoren können zusätzlich zum ersten Sensor 114 und zum zweiten Sensor 116 verwendet werden, um einen Zustand des Abgases zu erkennen wie beispielsweise zwei, drei, vier, fünf, sechs usw. Sensoren, wobei jeder Sensor an unterschiedlichen Positionen des Abgassystems 122 angeordnet ist.
• 2 ist eine graphische Darstellung experimenteller Daten für NH₃- und NO_x-Umwandlungsineffizienzen gemäß einer Ausführungsform. Mit Bezug auf diesen Graph und die zugehörigen Modelle und Gleichungen, die daraus abgeleitet werden, gelten die folgenden Bedingungen:
• NO_x-Ineffizienz der SCR wird definiert durch: K₁ = NO_x-Schlupf aus dem SCR-/NOx-Fluss in die SCR. (1)
• NH₃-Ineffizienz der SCR wird definiert durch: K₂ = NH₃-Schlupf aus dem SCR-/NH₃-Fluss in die SCR. (2)
• Ammoniak-Stickstoff-Verhältnis (ANR) der SCR wird definiert durch: NH₃-Fluss in den SCR-/NO_x-Fluss in der SCR. (3)
• So zeigt 2 experimentelle Steady-State-Daten für NO_x- und NH₃-Ineffizienzen, aufgetragen gegen ANR bei verschiedenen Motordrehzahlen und -lasten. Die NH₃-Speicherung ist während des jeweiligen Experiments nicht konstant, was teilweise erklärt, warum sich die Kurven, die die NO_x-Ineffizienz darstellen, nicht überschneiden. Dies erklärt auch teilweise, warum sich die Kurven, die die NH₃-Ineffizienz darstellen, nicht überschneiden. Wie in der Figur angegeben, ist die NH₃-Ineffizienz nicht Null für einen ANR von mehr als 1. 3 ist ein Graph, der die NO_x- und NH₃-Umwandlungsineffizienzen der SCR auf der Basis der experimentellen Daten von 2 veranschaulicht, die NO_x- und NH₃-Ineffizienzen in Abhängigkeit des Ammoniak-NO_x-Verhältnisses und für eine konstante NH₃-Speicherung gemäß einer Ausführungsform darstellt.
• 4 ist ein Graph, der die Änderung der NOx- und NH₃-Umwandlungsineffizienzen der SCR in Abhängigkeit der NH₃-Speicherung gemäß einer Ausführungsform verdeutlicht. Unter Verwendung des Modells von 3 beschreibt 4 die NO_x- und NH₃-Umwandlungsineffizienzen für verschiedene NH₃-Speicherungen, in denen die Ammoniakspeicherung durch θ repräsentiert wird und einen Wert von 0 bis 1 repräsentiert. Ein Ammoniakspeicherungswert von 1 entspricht einer vollen Speicherung. Wenn sich die NH₃-Speicherung erhöht, hat dies eine damit verbundene Zunahme der NO_x-Umwandlungseffizienz zur Folge. Wenn sich aber die NH₃-Speicherung erhöht, hat dies auch eine damit verbundene Abnahme der NO₃-Umwandlungseffizienz zur Folge. Somit ist das Modell für die NO_x- und NH₃-Umwandlungsineffizienz wie folgt:
• Modell für NO_x-Umwandlungsineffizienz: $${\text{K}}_1={\text{f}}_1\left(\mathrm{\theta }\mathrm{,}\text{ANR}\right)$$
  
• Modell für NH₃-Umwandlungsineffizienz: $${\text{K}}_2={\text{f}}_2\left(\mathrm{\theta }\mathrm{,}\text{ANR}\right)$$
  
• Unter der Annahme, dass f₁ für Werte von K₁ > 0 linear ist, kann eine Vereinfachung der K₁-Gleichung wie folgt aussehen: $${\text{K}}_1={\text{K}}_{1\_\text{slope}}\left(\mathrm{\theta }\right)\cdot \text{ANR}+{\text{K}}_1\left(\text{ANR}=\text{0}\right)$$

  
• Somit kann unter Verwendung der vereinfachten K₁-Gleichung K_{1_slope} experimentell bestimmt werden. 5 ist ein Graph, der K_{1_slope} als Funktion der Ammoniakspeicherung gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht. In ähnlicher Weise kann unter der Annahme, dass f₂ für Werte von K₂ > 0 linear ist, eine Vereinfachung der K₂-Gleichung wie folgt aussehen: $${\text{K}}_2={\text{K}}_{2\_\text{slope}}\left(\mathrm{\theta }\right)\cdot \text{ANR}+{\text{K}}_2\left(\text{ANR}=\text{0}\right)$$

  
• Die vereinfachte K₂-Gleichung kann verwendet werden, um K_{2_slope}(θ) wie folgt zu definieren: $${\text{K}}_{2\_\text{slope}}\left(\mathrm{\theta }\right)=\text{a}\cdot \text{tan}\left(\mathrm{\theta }/\text{b}\right)$$

  

  und $${\text{K}}_2\left(\text{ANR}=\text{0}\right)=\text{c}\cdot \text{tan}\left(\mathrm{\theta }/\text{b}\right)$$

  
• Wobei a, b und c Konstanten sind, die experimentell bestimmt werden können.
• 6 ist ein schematisches Blockdiagramm eines SCR-Katalysators und NO_x-Sensors, das die separaten Komponenten für NO_x- und NH₃-Schätzungszwecke gemäß einer Ausführungsform zeigt. Zur Linderung der Querempfindlichkeit des NO_x-Sensors gegenüber NO_x und NH₃ kann das System in zwei Komponenten getrennt werden, den SCR-Katalysator und den NO_x-Sensor. Dabei können die zuvor beschriebenen Gleichungen verwendet werden, um NO_x- und NH₃-Abgaben von der SCR unter Verwendung einer gemessenen NO_x-Abgabe vom Ende des Abgassystems 122 zu schätzen. Unter erneuter Bezugnahme auf 6, ist NO_x in dem Motor aus NO_x in ppm, was beispielsweise durch den zweiten Sensor 116 gemessen werden kann. NH₃ in ist die Menge an NH₃ in ppm, die in die SCR fließt, die beispielsweise durch den zweiten Sensor 116 gemessen werden kann. NO_x out 1 ist die Menge an NO_x, die nicht durch die SCR umgewandelt wird (der NO_x-Schlupf). NH₃ out 1 ist die Menge an NH₃, die nicht durch die SCR umgewandelt wird (der NH₃-Schlupf). Und NO_x out 2 ist der Messwert, der vom NO_x-Sensor (dem ersten Sensor 114) bereitgestellt wird. Somit kann die folgende Gleichung zusammen mit den zuvor beschriebenen Gleichungen verwendet werden, um die Querempfindlichkeit des Sensors zu berücksichtigen: $${\text{NO}}_{\text{x}}\text{out 2}={\text{NO}}_{\text{x}}\text{out 1}+{\text{NH}}_3\text{out 1}$$

  
• Unter erneuter Bezugnahme auf 1, kann das Nachbehandlungssystem 100 eine Steuerung 120 beinhalten, die strukturiert ist, bestimmte Operationen auszuführen, um ein Ammoniak-Stickstoff-Verhältnis (ANR) unter Verwendung eines Eingangswerts einer Ammoniakprobe und eines Eingangswerts einer NO_x-Probe zu bestimmen. Der Eingangswert einer Ammoniakprobe und der Eingangswert einer NO_x-Probe kann durch den zweiten Sensor 116 über Zeit gemessen werden oder geschätzt werden. Eine Beispielrechnung zur Bestimmung des Ammoniak-Stickstoff-Verhältnisses (ANR) sieht wie folgt aus: $$\text{ANR}=\frac{{\displaystyle \sum _{i=1}^{n}NH3in}}{{\displaystyle \sum _{i=1}^n{\text{NO}}_{x}in}}$$

  
• Die Steuerung 120 ist ferner strukturiert, einen Ist-NO_x-Eingangswert (NO_x in) und einen Ist-Ammoniak-Eingangswert (NH₃ in) zu empfangen. Diese Werte können vom zweiten Sensor 116 empfangen werden. Die Steuerung 120 ist ferner ausgelegt, einen Emissionswert (NO_x out 2) von einem ersten Sensor 114 zu empfangen und einen NO_x-Schlupfschätzwert (NO_x out 1), einen Ammoniakschlupf-Schätzwert (NH₃ out 1) und einen optimalen Ammoniakspeicherwert (θ) für eine selektive katalytische Reduktion unter Verwendung einer iterativen Ineffizienz-Berechnung zu bestimmen, die zumindest teilweise auf dem Ist-NO_x-Eingangswert (NO_x in), dem Ist-Ammoniak-Eingangswert (NH₃ in) und dem Ammoniak-Stickstoff-Verhältnis (ANR) basiert ist. Die Steuerung 120 ist ferner ausgelegt, den NO_x-Emissions-Schätzwert (NO_x out 1), den Ammoniakschlupf-Schätzwert (NH₃ out 1) und den optimalen Ammoniakspeicherwert (θ) an ein Remote-Diagnosesystem auszugeben. Das Remote-Diagnosesystem kann vom Fahrzeug oder Motorsystem, von dem das Abgassystem einen Teil bildet, getrennt sein, von dem Auspuffsystem getrennt sein, aber einen Teil des Fahrzeugs oder des Motorsystems bilden, von dem das Abgassystem einen Teil bildet, oder ein separates Modul in dem Abgassystem selbst sein. In bestimmten Ausführungen bildet der Regulator einen Teil eines Prozessuntersystems, das eine oder mehrere Rechenvorrichtungen mit Speicher-, Verarbeitungs- und Kommunikationshardware umfasst. Bei der Steuervorrichtung kann es sich um eine einzelne Vorrichtung oder eine verteilte Vorrichtung handeln und die Funktionen der Steuereinrichtung können durch Hardware und/oder durch Computerbefehle auf einem nicht flüchtigen computerlesbaren Speichermedium ausgeführt werden.
• 7 ist ein schematisches Blockdiagramm eines Verarbeitungs-Untersystems eines Nachbehandlungssystems 700, das eine Steuerung 720 beinhaltet, gemäß einer Ausführungsform. In bestimmten Ausführungsformen beinhaltet die Steuereinrichtung ein oder mehrere Module, die so aufgebaut sind, dass sie die Operationen der Steuerung 720 ausführen. In bestimmten Ausführungsformen beinhaltet die Steuerung 720 ein Probenleistungsmodul 704, ein Vorbehandlungserkennungsmodul 712, ein Nachbehandlungserkennungsmodul 718, ein Wirkungsgrad-Diagnosemodul 714 und ein SCR-Schätzungsmodul 716. Die hierin einschließlich der Module wiedergegebene Beschreibung betont die strukturelle Unabhängigkeit der Aspekte der Steuerung 720 und stellt eine Zusammenstellung von Vorgängen und Aufgabenbereichen der Steuerung 720 dar. Andere Gruppierungen, die ähnliche Gesamtoperationen durchführen, sind als innerhalb des Umfangs der vorliegenden Anmeldung eingeschlossen zu betrachten. Module können in Hardware und/oder als Computerbefehle auf einem nichtflüchtigen, computerlesbaren Datenspeichermedium implementiert sein und Module können über verschiedene Hardware oder computerbasierte Komponenten verteilt sein. Es versteht sich auch, dass die einzelnen hier beschriebenen Module Teil einer Steuerung 720 sein könnten, die von einem Motorsteuermodul (ECM) oder einer anderen Schaltungsanordnung innerhalb des weiteren Systems getrennt oder verschieden ist, oder dass die Module in derselben Steuerung enthalten sein könnten, die das ECM oder eine andere Schaltungsanordnung umfasst.
• Beispielhafte und nicht einschränkende Modul-Ausführungsform-Elemente schließen Sensoren ein, die einen beliebigen, hierin angegebenen Wert bereitstellen, Sensoren, die einen beliebigen Wert bereitstellen, bei dem es sich um einen Vorläufer zu einem hierin angegebenen Wert handelt, Datalink- und/oder Netzwerkhardware einschließlich Kommunikationschips, oszillierender Kristalle, Kommunikationsverbindungen, Kabeln, Twisted-Pair-Verdrahtungen, Koaxialverdrahtungen, abgeschirmter Verdrahtungen, Sendern, Empfängern und/oder Sender-Empfängern, Logikschaltungen, fest verdrahteter Logikschaltungen, rekonfigurierbarer Logikschaltungen in einem bestimmten, nichtflüchtigen Zustand, die entsprechend der Modulspezifikation ausgelegt sind, Aktoren einschließlich mindestens eines elektrischen, hydraulischen oder pneumatischen Aktors, einer Magnetspule, eines Operationsverstärkers, analoger Steuerelemente (Federn, Filtern, Integratoren, Addierern, Teiler, Verstärkungselementen) und/oder digitaler Steuerelemente.
• Bestimmte hierin beschriebene Vorgänge schließen Vorgänge zur Interpretation und/oder Bestimmung von einem oder mehreren Parametern ein. Die Interpretation oder Bestimmung entsprechend der Verwendung hierin schließt das Empfangen von Werten über ein nach dem Stand der Technik bekanntes Verfahren ein, einschließlich mindestens des Empfangens von Werten von einer Datalink- oder Netzwerk-Kommunikation, des Empfangens eines elektronischen Signals (z. B. eines Spannungs-, Frequenz-, Strom- oder PWM-Signals), das den Wert angibt; des Empfangens eines Computer-erzeugten Parameters, der den Wert angibt; des Einlesens des Werts von einer Speicherposition auf einem nicht flüchtigen computerlesbaren Speichermedium; des Empfangens des Werts als Laufzeitparameter über nach dem Stand der Technik bereits bekannte Mittel; und/oder des Empfangens eines Werts, anhand dessen der interpretierte Parameter berechnet werden kann; und/oder durch Verweis auf einen Standardwert, der als Parameterwert interpretiert wird.
• 8 ist ein Flussdiagramm, das einen Prozess zum Abschätzen des NO_x- und NH₃-Schlupfs zumindest teilweise auf Basis eines Ammoniak-Stickstoff-Verhältnisses und einer geschätzten Ammoniakspeicherung gemäß einer Ausführungsform beschreibt. In dem Prozess werden ein Ist-NO_x-Eingangswert (NO_x in) und ein Ist-Ammoniak-Eingangswert (NH₃ in) empfangen (805). Ein Ammoniak-Stickstoff-Verhältnis (ANR) wird unter Verwendung eines Eingangswerts einer Ammoniakprobe und eines Eingangswerts einer NO_x-Probe bestimmt (810). Der ANR-Wert kann nach der Gleichung (3) bestimmt werden. Ein Emissionswert (NO_x out 2) wird empfangen (815). Ein Optimierungslöser (der eine Zählschleife sein kann) kann verwendet werden, um den Ammoniakspeicherungswert θ zu bestimmen. Somit wird ein anfänglicher Ammoniakspeicherungswert θ für die SCR-Umwandlung eingestellt (820). Der NO_x-Ineffizienzwert K₁ und der Ammoniak-Ineffizienzwert K₂, werden bestimmt (825). Der Stickstoff-Schlupfschätzwert (NO_x out 1) wird durch Multiplizieren des Ist-NOx-Eingangswerts (NO_x in) mit dem NO_x-Ineffizienzwert (K₁) bestimmt und der Ammoniak-Schlupfschätzwert (NH₃ out 1) wird durch Multiplizieren des Ist-Ammoniak-Eingangswerts (NH₃ in) mit dem Ammoniak-Ineffizienzwert (K₂) bestimmt (830). Der Gesamtemissions-Schätzwert (NO_x out 2 estimated) wird durch Addieren des NO_x-Schlupf-Schätzwerts (NO_x out 1) zu dem Ammoniakschlupf-Schätzwert (NH₃ out 1) bestimmt (835). Es wird dann bestimmt, ob der Gesamtemissions-Schätzwert (NO_x out 2 estimated) im Wesentlichen gleich dem Emissionswert (NO_x out 2) ist (845). In bestimmten Ausführungsformen kann ein Schätzfehler auf Grundlage einer Summierung des NO_x out-Werts, der vom ersten Sensor 14 über Zeit gemessen werden kann, berechnet werden (840). Dies kann unter Verwendung einer Schätzungsfehlergleichung wie folgt bestimmt werden:: $$\text{Sch}\ddot{\text{a}}\text{tzfehler}={\text{NO}}_{\text{x}}\text{out 2 estimated}-{\displaystyle \sum _{i=1}^{n}N{O}_{xout}}$$

  
• Wenn bestimmt wird, dass der Gesamtemissions-Schätzwert (NO_x out 2 estimated) im Wesentlichen gleich dem Emissionswert (NO_x out 2) ist, oder der Schätzfehler basierend auf einer Summierung des NO_x out-Werts gering ist, dann werden der NO_x-Emissions-Schätzwert (NO_x out 1), der Ammoniakschlupf-Schätzwert (NH₃ out 1) und der optimale Ammoniakspeicherwert (θ) an ein Remote-Diagnosesystem ausgegeben (850). Wenn bestimmt wird, dass der Gesamtemissions-Schätzwert (NO_x out 2 estimated) nicht im Wesentlichen gleich dem Emissionswert (NO_x out 2) ist oder der Schätzfehler basierend auf einer Summierung des NO_x out-Werts nicht gering ist, dann wird ein neuer Ammoniakspeicherwert θ eingestellt und der Prozess wird wiederholt, bis die geschätzten und tatsächlichen Emissionswerte im Wesentlichen gleich sind oder der Schätzfehler minimal ist. An diesem Punkt werden der NO_x-Emissions-Schätzwert (NO_x out 1), der Ammoniakschlupf-Schätzwert (NH₃ out 1) und der optimale Ammoniakspeicherwert (θ) an ein Remote-Diagnosesystem ausgegeben. Die dargestellten Abläufe sind lediglich exemplarisch zu verstehen und die Abläufe können kombiniert oder getrennt bzw. hinzugefügt oder weggelassen sowie teilweise oder insgesamt neu geordnet werden, soweit hierin nicht ausdrücklich anderes festgehalten wird. Bestimmte dargestellte Abläufe können mit einem Computer realisiert werden, der ein Computerprogrammprodukt ausführt, oder mit einem dauerhaften computerlesbaren Speichermedium, wobei das Computerprogramm Anweisungen enthält, mit denen der Computer einen oder mehrere Abläufe ausführen kann oder Befehle an andere Geräte zur Ausführung eines oder mehrerer Abläufe geben kann.
• 9A-D sind Graphen, die verschiedene experimentelle Daten für NO_x aus dem Motor, NO_x aus dem Auspuffendrohr und Ammoniakspeicherung gemäß einer Ausführungsform veranschaulichen. 9A ist ein Graph, der verschiedene experimentelle Daten für NO_x aus dem Motor (NO_x in) veranschaulicht. 9B ist ein Diagramm, das experimentelle Daten für Ammoniak-zu-Stickstoff-Werte (ANR) darstellt. 9C ist ein Graph, der die experimentellen Daten für den Emissionswert und den Gesamtemissions-Schätzwert (NO_x out bzw. NO_x out 2 estimated) veranschaulicht. Und 9D ist ein Graph, der experimentelle Daten für Ammoniakspeicherwerte (θ) veranschaulicht. Zusammengefasst zeigen die 9A-D die Fähigkeit des vorgeschlagenen Systems, Verfahrens und der vorgeschlagenen Vorrichtung, NO_x am Ende des Abgassystems (Auspuffendrohr) abzuschätzen, während der NH₃-Schlupf kompensiert und die NH₃-Speicherung in der SCR abgeschätzt wird. Wie zuvor erwähnt, wird eine erhöhte Schätzgenauigkeit durch Berücksichtigung der Sensorquerempfindlichkeit gegenüber Ammoniak erreicht.
• 10 ist ein Graph, der die Speicherungsschätzung für eine nominale SCR, eine gealterte SCR und eine weitere gealterte SCR gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht. Je größer die bestehende Abweichung der Schätzung von einem nominalen System, desto mehr Alterung hat die SCR erfahren. Darüber hinaus wird die Speicherungsschätzung für eine ausgefallene SCR dominant Speicherungsniveaus von Null haben, was als eine Signatur-Fahne einer ausgefallenen SCR verwendet werden kann, die nicht in der Lage ist, NO_x und/oder NH₃ umzuwandeln.
• Die Begriffe „gekoppelt“, „verbunden“ und dergleichen bedeuten im hierin verwendeten Sinne das direkte oder indirekte Verbinden zweier Elemente miteinander. Diese Verbindung kann stationär (z. B. permanent) oder beweglich (z. B. entfernbar oder lösbar) geschehen. Diese Verbindung kann dadurch erreicht werden, dass die beiden Elemente oder die beiden Elemente und beliebige weitere Zwischenelemente untereinander integral als ein einheitlicher Körper ausgebildet sind, oder dadurch, dass die beiden Elemente oder die beiden Elemente und beliebige weitere Zwischenelemente aneinander befestigt sind.
• In dieser Patentschrift impliziert ein Verweis auf Merkmale, Vorteile oder ähnliche Begriffe nicht, dass alle Funktionen und Vorteile, die mit dem Gegenstand dieser Offenbarung erzielt werden können, bei einer einzelnen Ausführungsform umgesetzt werden können oder sollen. Ausdrücke, die sich auf die Funktionen und Vorteile beziehen, sind vielmehr so zu verstehen, dass eine bestimmte Funktion, ein Vorteil oder eine Eigenschaft, die in Verbindung mit einer Ausführungsform beschrieben ist, zumindest bei einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung eingeschlossen ist. Daher verweist die Darlegung der Funktionen und Vorteile und ähnlicher Begriffe in diesem Dokument möglicherweise, aber nicht notwendigerweise, auf die gleiche Ausführungsform.
• Die beschriebenen Funktionen, Strukturen, Vorteile und/oder Eigenschaften des Gegenstands dieser Offenbarung können auf jede angemessene Art in einer oder mehreren Ausführungsformen kombiniert werden. In der obigen Beschreibung werden etliche spezifische Details angegeben, um ein gründliches Verständnis für die Ausführungsformen des Gegenstands dieser Offenbarung zu vermitteln. Ein Fachmann auf dem einschlägigen Gebiet wird erkennen, dass der Gegenstand dieser Offenbarung ohne eine(s) oder mehrere der spezifischen Funktionen, Details, Komponenten, Materialien und/oder Verfahren einer bestimmten Ausführungsform umgesetzt werden kann. In anderen Fällen können zusätzliche Funktionen und Vorteile bei bestimmten Ausführungsform erkannt werden, die nicht bei allen Ausführungsformen vorliegen. Außerdem werden in einigen Fällen wohlbekannte Strukturen, Materialien oder Operationen nicht dargestellt oder detailliert beschrieben, um zu vermeiden, dass Aspekte des Gegenstands dieser Offenbarung unklar werden.
• Es sei darauf hingewiesen, dass der Aufbau und die Anordnung der verschiedenen, beispielhaften Ausführungsformen lediglich der Veranschaulichung dienen. Obwohl nur einige Ausführungsformen in dieser Offenbarung ausführlich beschrieben wurden, erkennt die Fachwelt bei Lesen dieser Offenbarung unschwer, dass viele Modifikationen möglich sind (z. B. Variationen in Größen, Dimensionen, Strukturen, Formen und Abschnitten der verschiedenen Elemente, Werte von Parametern, Montageanordnungen, Verwendung von Materialien, Farben, Orientierungen usw.), ohne erheblich von den neuen Lehren und Vorteilen des hierin beschriebenen Gegenstands abzuweichen. Beispielsweise können Elemente, die als einstückig geformt dargestellt werden, aus mehreren Teilen oder Elementen konstruiert werden, die Position der Elemente kann umgekehrt oder anderweitig variiert werden, und die Art oder Anzahl separater Elemente bzw. Positionen kann geändert oder variiert werden. Die Reihenfolge oder Abfolge von Verfahrens- oder Prozessschritten kann gemäß alternativen Ausführungsformen variiert oder neu geordnet werden. Weitere Ersetzungen, Modifikationen, Änderungen und Auslassungen können ebenfalls in der Konstruktion, den Betriebsbedingungen und der Anordnung der verschiedenen, beispielhaften Ausführungsformen vorgenommen werden, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.

Claims (30)

1. System, umfassend: ein Abgasnachbehandlungssystem (100, 700), umfassend einen ersten Sensor (114); und eine Steuerung (120, 720), die darauf ausgelegt ist: ein Ammoniak-Stickstoff-Verhältnis unter Verwendung eines Eingangswerts einer Ammoniakprobe und eines Eingangswerts einer NO_x-Probe zu bestimmen; einen Ist-NO_x-Eingangswert und einen Ist-Ammoniak-Eingangswert zu empfangen; einen Emissionswert vom ersten Sensor zu empfangen; einen NO_x-Emissions-Schätzwert, einen Ammoniakschlupf-Schätzwert und einen optimalen Ammoniakspeicherwert für eine selektive katalytische Reduktion unter Verwendung einer iterativen Ineffizienz-Berechnung zu bestimmen, die zumindest teilweise auf dem Ist-NO_x-Eingangswert, dem Ist-Ammoniak-Eingangswert und dem Ammoniak-Stickstoff-Verhältnis basiert ist, und den NO_x-Emissions-Schätzwert, den Ammoniakschlupf-Schätzwert und den optimalen Ammoniakspeicherwert an ein Remote-Diagnosesystem auszugeben.
2. System nach Anspruch 1, wobei der NO_x-Emissions-Schätzwert, der Ammoniakschlupf-Schätzwert und der optimale Ammoniakspeicherwert für die selektive katalytische Reduktion unter Verwendung eines iterativen Prozesses ermittelt werden, umfassend: Einstellen eines Ammoniakspeicherwerts für die selektive katalytische Reduktion; Bestimmen des NO_x-Emissions-Schätzwerts durch Multiplizieren des Ist-NO_x-Eingangswerts mit einem NO_x-Ineffizienzwert; Bestimmen des Ammoniakschlupf-Schätzwerts durch Multiplizieren des Ist-Ammoniak-Eingangswerts mit einem Ammoniak-Ineffizienzwert; Berechnen eines Gesamtemissions-Schätzwerts durch Addieren des NO_x-Emissions-Schätzwerts zum Ammoniakausgangs-Schätzwerts; und Bestimmen, ob der Gesamtemissions-Schätzwert im Wesentlichen gleich dem Emissionswert ist.
3. System nach Anspruch 2, wobei der NO_x-Ineffizienzwert zumindest teilweise auf dem Ammoniakspeicherwert und dem Ammoniak-Stickstoff-Verhältnis basiert ist.
4. System nach Anspruch 2, wobei der Ammoniak-Ineffizienzwert zumindest teilweise auf dem Ammoniakspeicherwert und dem Ammoniak-Stickstoff-Verhältnis basiert ist.
5. System nach Anspruch 2, ferner umfassend, wenn bestimmt wird, dass der Gesamtemissions-Schätzwert nicht im Wesentlichen gleich dem Emissionswert ist, das Veranlassen der Steuerung (120, 720), einen neuen Ammoniakspeicherwert einzustellen und die iterative Ineffizienz-Berechnung zu wiederholen.
6. System nach Anspruch 2, wobei der NO_x-Ineffizienzwert und der Ammoniak-Ineffizienzwert nach einem vorbestimmten Modell unter Verwendung des Ammoniakspeicherwerts und des Ammoniak-Stickstoff-Verhältnisses bestimmt werden.
7. System nach Anspruch 1, wobei der NO_x-Eingangswert und der Ammoniak-Eingangswert auf Basis einer Vielzahl von Ist-Ammoniak-Eingangswerten und einer Vielzahl von Ist-NO_x-Eingangswerten bestimmt werden, die für einen vorbestimmten Zeitraum empfangen werden.
8. System nach Anspruch 7, wobei die Vielzahl von Ist-Ammoniak-Eingangswerten und die Vielzahl von Ist-NO_x-Eingangswerten von einem zweiten Sensor (116) empfangen wird.
9. System nach Anspruch 1, wobei das Remote-Diagnosesystem den NO_x-Emissions-Schätzwert, den Ammoniakschlupf-Schätzwert und den optimalen Ammoniakspeicherwert verwendet, um die Katalysatoralterung zu schätzen.
10. System nach Anspruch 1, wobei das Diagnosesystem an Bord eines Fahrzeugs ist.
11. System nach Anspruch 1, wobei die Steuerung (120, 720) Teil des Abgasnachbehandlungssystems (100, 700) ist.
12. Rechnergestütztes Verfahren für die Bestimmung eines Leistungsstatus eines Abgasnachbehandlungssystems (100, 700), das einen ersten Sensor (114) und eine Steuerung (120, 720) umfasst, umfassend: Bestimmen eines Ammoniak-Stickstoff-Verhältnisses unter Verwendung eines Eingangswerts einer Ammoniakprobe und eines Eingangswerts einer NO_x-Probe; Empfangen eines Ist-NO_x-Eingangswerts und eines Ist-Ammoniak-Eingangswerts; Empfangen eines Emissionswerts vom ersten Sensor; Bestimmen eines NO_x-Emissions-Schätzwerts, eines Ammoniakschlupf-Schätzwerts und eines optimalen Ammoniakspeicherwerts für eine selektive katalytische Reduktion unter Verwendung einer iterativen Ineffizienz-Berechnung, die zumindest teilweise auf dem Ist-NO_x-Eingangswert, dem Ist-Ammoniak-Eingangswert und dem Ammoniak-Stickstoff-Verhältnis basiert ist, und Ausgeben des NO_x-Emissions-Schätzwerts, des Ammoniakschlupf-Schätzwerts und des optimalen Ammoniakspeicherwerts an ein Remote-Diagnosesystem.
13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei die iterative Ineffizienz-Berechnung Folgendes umfasst: Einstellen eines Ammoniakspeicherwerts für die selektive katalytische Reduktion; Bestimmen des NO_x-Emissions-Schätzwerts durch Multiplizieren des Ist-NO_x-Eingangswerts mit einem NO_x-Ineffizienzwert; Bestimmen des Ammoniakschlupf-Schätzwerts durch Multiplizieren des Ist-Ammoniak-Eingangswerts mit einem Ammoniak-Ineffizienzwert; Berechnen eines Gesamtemissions-Schätzwerts durch Addieren des NO_x-Emissions-Schätzwerts zum Ammoniakausgangs-Schätzwerts; und Bestimmen, ob der Gesamtemissions-Schätzwert im Wesentlichen gleich dem Emissionswert ist.
14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei der NO_x-Ineffizienzwert zumindest teilweise auf dem Ammoniakspeicherwert und dem Ammoniak-Stickstoff-Verhältnis basiert ist.
15. Verfahren nach Anspruch 13, wobei der Ammoniak-Ineffizienzwert zumindest teilweise auf dem Ammoniakspeicherwert und dem Ammoniak-Stickstoff-Verhältnis basiert ist.
16. Verfahren nach Anspruch 13, der iterative Prozess ferner umfassend, wenn bestimmt wird, dass der Gesamtemissions-Schätzwert nicht im Wesentlichen gleich dem Emissionswert ist, das Einstellen eines neuen Ammoniakspeicherwerts und das Wiederholen der iterativen Ineffizienz-Berechnung.
17. Verfahren nach Anspruch 13, wobei der NO_x-Ineffizienzwert und der Ammoniak-Ineffizienzwert nach einem vorbestimmten Modell unter Verwendung des Ammoniakspeicherwerts und des Ammoniak-Stickstoff-Verhältnisses bestimmt werden.
18. Verfahren nach Anspruch 12, wobei der NO_x-Eingangswert und der Ammoniak-Eingangswert auf Basis einer Vielzahl von Ist-Ammoniak-Eingangswerten und einer Vielzahl von Ist-NO_x-Eingangswerten bestimmt werden, die für einen vorbestimmten Zeitraum empfangen werden.
19. Verfahren nach Anspruch 18, wobei die Vielzahl von Ist-Ammoniak-Eingangswerten und die Vielzahl von Ist-NO_x-Eingangswerten von einem zweiten Sensor (116) empfangen wird.
20. Verfahren nach Anspruch 18, wobei das Remote-Diagnosesystem den NO_x-Emissions-Schätzwert, den Ammoniakschlupf-Schätzwert und den optimalen Ammoniakspeicherwert verwendet, um die Katalysatoralterung zu schätzen.
21. Verfahren nach Anspruch 18, wobei das Diagnosesystem an Bord eines Fahrzeugs ist.
22. Nicht flüchtiges computerlesbares Medium mit darauf befindlichen computerlesbaren Anweisungen, die beim Ausführen durch eine mit einem Abgasnachbehandlungssystem (100, 700) verbundene Steuerung (120, 720), die Steuerung veranlassen: ein Ammoniak-Stickstoff-Verhältnis unter Verwendung eines Eingangswerts einer Ammoniakprobe und eines Eingangswerts einer NO_x-Probe zu bestimmen; einen Ist-NO_x-Eingangswert und einen Ist-Ammoniak-Eingangswert zu empfangen; einen Emissionswert von einem ersten Sensor (114) zu empfangen; einen NO_x-Emissions-Schätzwert, einen Ammoniakschlupf-Schätzwert und einen optimalen Ammoniakspeicherwert für eine selektive katalytische Reduktion unter Verwendung einer iterativen Ineffizienz-Berechnung zu bestimmen, die zumindest teilweise auf dem Ist-NO_x-Eingangswert, dem Ist-Ammoniak-Eingangswert und dem Ammoniak-Stickstoff-Verhältnis basiert ist; und den NO_x-Emissions-Schätzwert, den Ammoniakschlupf-Schätzwert und den optimalen Ammoniakspeicherwert an ein Remote-Diagnosesystem auszugeben.
23. Nicht flüchtiges computerlesbares Medium nach Anspruch 22, wobei die computerlesbaren Anweisungen beim Ausführen durch die Steuerung, die Steuerung veranlassen: einen Ammoniakspeicherwert für die selektive katalytische Reduktion einzustellen; den NO_x-Emissions-Schätzwert durch Multiplizieren des Ist-NO_x-Eingangswerts mit einem NO_x-Ineffizienzwert zu bestimmen; den Ammoniakschlupf-Schätzwert durch Multiplizieren des Ist-Ammoniak-Eingangswerts mit einem Ammoniak-Ineffizienzwert zu bestimmen; einen Gesamtemissions-Schätzwert durch Addieren des NO_x-Emissions-Schätzwerts zum Ammoniakausgangs-Schätzwert zu berechnen; und zu bestimmen, ob der Gesamtemissions-Schätzwert im Wesentlichen gleich dem Emissionswert ist.
24. Nicht flüchtiges computerlesbares Medium nach Anspruch 23, wobei der NO_x-Ineffizienzwert zumindest teilweise auf dem Ammoniakspeicherwert und dem Ammoniak-Stickstoff-Verhältnis basiert ist.
25. Nicht flüchtiges computerlesbares Medium nach Anspruch 23, wobei der Ammoniak-Ineffizienzwert zumindest teilweise auf dem Ammoniakspeicherwert und dem Ammoniak-Stickstoff-Verhältnis basiert ist.
26. Nicht flüchtiges computerlesbares Medium nach Anspruch 23, wobei die Steuerung (120, 720) einen neuen Ammoniakspeicherwert einstellt und die iterative Ineffizienz-Berechnung wiederholt, wenn bestimmt wird, dass der Gesamtemissions-Schätzwert nicht im Wesentlichen gleich dem Emissionswert ist,.
27. Nicht flüchtiges computerlesbares Medium nach Anspruch 23, wobei der NO_x-Ineffizienzwert und der Ammoniak-Ineffizienzwert nach einem vorbestimmten Modell unter Verwendung des Ammoniakspeicherwerts und des Ammoniak-Stickstoff-Verhältnisses bestimmt werden.
28. Nicht flüchtiges computerlesbares Medium nach Anspruch 22, wobei der NO_x-Eingangswert und der Ammoniak-Eingangswert auf Basis einer Vielzahl von Ist-Ammoniak-Eingangswerten und einer Vielzahl von Ist-NO_x-Eingangswerten bestimmt werden, die für einen vorbestimmten Zeitraum empfangen werden.
29. Nicht flüchtiges computerlesbares Medium nach Anspruch 28, wobei die Vielzahl von Ist-Ammoniak-Eingangswerten und die Vielzahl von Ist-NO_x-Eingangswerten von einem zweiten Sensor (116) empfangen wird.
30. Nicht flüchtiges computerlesbares Medium nach Anspruch 22, wobei das Remote-Diagnosesystem den NO_x-Emissions-Schätzwert, den Ammoniakschlupf-Schätzwert und den optimalen Ammoniakspeicherwert verwendet, um die Katalysatoralterung zu schätzen.

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