Erfinderaktivitäten 2011 - DPMA

DPMA – Erfinderaktivitäten 2011
3.2 Überwachung eines SCR­Katalysators
Stickoxide (NO 2 und NO) aus dem Dieselabgas werden
häufig mithilfe eines SCR-Katalysators in der Abgas-
anlage zu Stickstoff und Wasser umgewandelt. Dabei
wird Ammoniak benötigt, der zuvor in einem Hydro-
lysekatalysator unter Eindosierung von Harnstoffwas-
serlösung generiert wird. Aus der Offenlegungsschrift
DE 10 2009 024 782 A1 geht eine Messanordnung zum
Bestimmen der Wirkungsfähigkeit eines SCR-Katalysa-
tors hervor, wobei mit einem Sensorelement der Was-
sergehalt hinter dem SCR-Katalysator detektiert wird.
Ein gealterter oder defekter Katalysator weist eine
verringerte Anzahl von Sorptionsplätzen auf, und
ein Wasserdurchbruch und damit ein Erfassen von
flüssigem Wasser stromabwärts des Katalysators
finden früher statt als dies eine Modellrechnung
prognostiziert. Durch Bestimmen der Zeitspanne
vom Kaltstart der Verbrennungsmaschine bis zum
Vorliegen von flüssigem Wasser stromabwärts kann
auf die Wirkungsfähigkeit des SCR-Katalysators ge-
schlossen werden (DE 10 2009 024 782 A1).
Eine alternative Methode zur Diagnose eines SCR-
Katalysators ist in der Offenlegungsschrift DE 10 2009
058 003 A1 beschrieben, wobei diese Methode je ein
Stickoxid (NO x )-Sensor vor und hinter dem SCR-Kataly-
sator erforderlich macht. Der erste NO x -Sensor strom-
aufwärts des SCR-Katalysators erfasst die Rohemission
an Stickoxiden. Der zweite Sensor stromabwärts des
SCR-Katalysators bestimmt die Konzentration von NO x
und NH 3 auf Basis der Querempfindlichkeit des NO x -
Sensors für NH 3 . Die zweite Konzentration entspricht
damit einer kombinierten Konzentration von NO x und
NH 3 . Das Fehlerbestimmungsmodul diagnostiziert
einen Funktionsdefekt des SCR-Katalysators, wenn die
zweite Konzentration größer als die erste Konzentra-
tion ist. Das Fehlerbestimmungsmodul diagnostiziert
eine schlechte Qualität des Dosiermittels, wenn die
zweite Konzentration innerhalb eines Bereiches der
ersten Konzentration liegt. Diese Diagnose zeigt damit
den zusätzlichen Nutzen, zwischen einem defekten
SCR-Katalysator und mangelnder Qualität der zu-
dosierten Harnstoffwasserlösung zu differenzieren
(DE 10 2009 058 003 A1).
Figur 3 zeigt den Aufbau der Vorrichtung aus der DE
10 2009 058 003 A1 mit einem SCR-Diagnose-Modul
als Auswerteeinheit.
Figur 3: Funktionsblockschaubild eines beispielhaften Fahrzeugsystems, das zwei NO x -
Sensoren und ein Diagnosemodul zur Auswertung und Interpretation der Messwerte
umfasst (DE 10 2009 058 003 A1).
Das SCR-System 34 umfasst ein Dosiersystem 38, einen
Injektor 40 und eine SCR-Vorrichtung 42. Das Dosier-
system 38 injiziert ein Reagenz (zum Beispiel Harnstoff-
wasserlösung) in das Abgas stromaufwärts der SCR-
Vorrichtung 42 mithilfe des Injektors 40. Harnstoff
wird durch thermische Zersetzung in Ammoniak (NH 3 )
umgewandelt. Der NH 3 stellt das Reduktionsmittel dar,
das mit NO x über einen Katalysator in der SCR-Vorrich-
tung 42 reagiert, um NO x zu reduzieren.
Die beiden NO x -Sensoren 44
und 26 erfassen die Konzen-
tration von NO x beziehungs-
weise NO x / NH 3 , und liefern
ein Signal zur Plausibilisie-
rung an das SCR-Diagnose-
modul.
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