SE526488C2 - Förfarande och anordning för övervakning av en SCR-katalysator där uppmätta och beräknade temperaturvärden jämförs - Google Patents

Description

526 488 torn uppmätt avgastemperaturvärde jämförs med ett motsvarande beräknat temperaturvärde. Sådana metoder är exempelvis tidi- gare kända genom DE 4122787 A1 och DE 19714293 C1.

Det har ännu ej utvecklats någon tillförlitlig metod för att över- vaka funktionen hos en katalysator av SCR-typ (SCR = Selective Catalytic Reduction). Denna typ av katalysator benämnes fort- sättningsvis SCR-katalysator. Hos en SCR-katalysator insprutas ett reduktionsmedel, vanligtvis urea, i avgaserna uppströms ka- talysatorn. En SCR-katalysator reducerar selektivt NOX i avga- serna men inte syret i avgaserna.

UPPFINNINGENS SYFTE " Syftet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett förfa- rande och en anordning som på ett enkelt och tillförlitligt sätt möjliggör en övervakning av funktionen hos en SCR-katalysator i avgasledningen hos en förbränningsmotor.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Enligt uppfinningen uppnås nämnda syfte med hjälp av ett förfa- rande uppvisande de i patentkravet 1 angivna särdragen och en anordning uppvisande de i patentkravet 8 angivna särdragen.

Den uppfinningsenliga lösningen innebär: - att ett första temperaturvärde representerande temperaturen hos avgaser i avgasledningen uppströms SCR-katalysatorn alst- ras genom en mätning i avgasledningen uppströms SCR-kataly- satorn, - att ett andra temperaturvärde representerande temperaturen hos avgaser som strömmar ut ur SCR-katalysatorn beräknas med hjälp av en beräkningsmodell som tar hänsyn till det uppmätta första temperaturvärdet, NOX-koncentrationen i avgaserna uppströms SCR-katalysatorn, avgasmassflödet genom SCR- katalysatorn, insprutad mängd reduktionsmedel och de 526 488 förväntade reaktionerna i rådande driftförhàllanden, - att ett tredje temperaturvärde representerande temperaturen hos avgaser som strömmar ut ur SCR-katalysatorn alstras genom en mätning i avgasledningen nedströms SCR-katalysatorn, och - att det tredje temperaturvärdet jämförs med det andra tempe- raturvärdet för generering av information avseende funktionen hos SCR-katalysatorn.

Med den uppfinningseniiga lösningen blir det på ett enkelt och tillförlitligt sätt möjligt att övervaka huruvida katalysatorn funge- rar på ett tillfredsställande sätt eller ej.

SCR-katalysatorn under Speciella utföringsformer av det uppfinningseniiga förfarandet och den uppfinningseniiga anordningen framgår av de osjälvstän- diga patentkraven och efterföljande beskrivning.

Uppfinningen avser även ett direkt till internminnet hos en dator inladdningsbart datorprogram enligt patentkravet 14, vilket dator- program innefattar programkod för implementering av det uppfin- ningseniiga förfarandet.

Uppfinningen avser även ett av en dator läsbart medium enligt patentkravet 15, vilket medium uppvisar ett därpå lagrat dator- program avsett att bringa en dator att implementera det uppfin- ningseniiga förfarandet.

Uppfinningen avser även en elektronisk styrenhet enligt patent- kravet 16.

KORT BESKRIVNING AV RlTNlNGEN Uppfinningen kommer i det följande att närmare beskrivas med hjälp av utföringsexempel, med hänvisning till bifogade ritning.

Det visas i: 526 488 4 Fig 1 en principskiss över en förbränningsmotor med tillhö- rande katalysator, illustrerande en första utföringsform av den uppfinningsenliga anordningen, Fig 2 en principskiss över en förbränningsmotor med tillhö- rande katalysator, iilustrerande en andra utföringsform av den uppfinningsenliga anordningen, Fig 3 en principskiss över en förbränningsmotor med tillhö- rande katalysatorer, illustrerande en tredje utförings- form av den uppfinningsenliga anordningen, Fig 4 ett flödesschema illustrerande ett förfarande enligt fö- religgande uppfinning, och Fig 5 ett blockschema illustrerande en elektronisk styrenhet för implementering av det uppfinningsenliga förfaran- det.

DETALJERAD BESKRIVNING AV UTFÖRINGSFORMER l Fig 1, 2 och 3 visas schematiskt en förbränningsmotor försedd med en anordning enligt uppfinningen. Förbränningsmotorn är schematiskt angiven vid 1. Avgaserna som lämnar förbrän- ningsmotorn 1 rör sig i en avgasledning 2 och träder ut i omgiv- ningen via ett avgasutlopp 3. l avgasledningen 2 är en SCR-ka- talysator 4 anordnad. Således bringas avgaserna från förbrän- ningsmotorn 1 att passera denna SCR-katalysator 4 innan de träder ut i omgivningen via avgasutloppet 3. I avgasledningen 2 återfinns uppströms SCR-katalysatorn 4 ett insprutningsställe 5 för reduktionsmedel. lnsprutningen av reduktionsmedel sker med hjälp av en insprutningsanordning innefattande ett eller flera i avgasledningen anordnade insprutningsorgan 6, i form av in- sprutningsmunstycken eller liknande, och en därtill ansluten för- varingsbehållare 7 för reduktionsmedel. lnsprutningsanordningen innefattar vidare ett reglerorgan 8, såsom en reglerventil eller liknande, anordnat att reglera tillförseln av reduktionsmedel till 526 488 nämnda insprutningsorgan 6 och ett till reglerorganet 8 anslutet styrorgan 9. Reglerorganet 8 styrs av nämnda styrorgan 9, vilket fastställer hur stor mängd reduktionsmedel som skall sprutas in i avgaserna i beroende av rådande driftförhållanden hos förbränningsmotorn 1 och SCR-katalysatorn 4. lnsprutnlngs- anordningen kan även innefatta ytterligare komponenter, såsom en doseringsinrättning etc.

Reduktionsmedlet utgörs företrädesvis av urea (CO(NH2)2) men kan även utgöras av ammoniak (NH3) eller kolväte (bränsle). I SCR-katalysatorn sker såväl exoterma som endoterma reaktioner men reaktionerna i SCR-katalysatorn är totalt sett exoterma, vilket innebär att värme frigörs och katalysatorn värms upp i samband med reaktionerna i katalysatorn. Enligt uppfinningen tas dessa reaktioner i beaktande vid övervakningen av funktio- nen hos SCR-katalysatorn 4.

Den uppfinningsenliga anordningen 20 innefattar en första tem- peraturgivare 21 anordnad i avgasledningen 2 uppströms SCR- katalysatorn 4. Denna första temperaturgivare 21 är anordnad att alstra ett temperaturvärde T1, här benämnt första temperatur- värde, representerande temperaturen hos avgaserna i avgasled- ningen uppströms SCR-katalysatorn 4.

Enligt en första utföringsform, vilken illustreras i Fig 1, är den första temperaturgivaren 21 anordnad i avgasledningen 2 upp- ströms SCR-katalysatorn 4 och nedströms det i avgasledningen anordnade insprutningsstället 5 för reduktionsmedel. l detta fall är den första temperaturgivaren 21 anordnad att alstra ett tempe- raturvärde T1 representerande temperaturen hos de avgaser som strömmar in i SCR-katalysatorn 4, d v s avgastemperaturen vid SCR-katalysatorns inlopp. Eftersom den första temperaturgivaren 21 är placerad nedströms insprutningsstället 5 kommer denna temperaturgivare att mäta temperaturen hos avgaserna efter inblandningen av reduktionsmedel. Således kommer reduk- tionsmedlets inverkan på avgastemperaturen uppströms SCR- katalysatorn att påverka det första temperaturvärdet T1. Då re- 526 488 duktionsmedlet sprutas in i avgaserna sker en evaporering av reduktionsmedel på grund av värmen från avgaserna, vilket leder till en sänkning av temperaturen hos avgaserna.

Enligt en andra utföringsform, vilken illustreras i Fig 2, är den första temperaturgivaren 21 anordnad i avgasledningen 2 upp- ströms SCR-katalysatorn 4 och även uppströms det i avgasled- ningen anordnade insprutningsstället 5 för reduktionsmedel. I detta fall kan temperaturen hos de avgaser som strömmar in i SCR-katalysatorn 4, d v s avgastemperaturen vid SCR-katalysa- torns inlopp, fastställas genom beräkning utgående från det uppmätta första temperaturvärdet T1 och i avgaserna insprutad mängd reduktionsmedel.

Anordningen innefattar även en andra temperaturgivare 22 an- ordnad i avgasledningen 2 nedströms SCR-katalysatorn 4. Denna andra temperaturgivare 22 är anordnad att alstra ett temperatur- värde T3, här benämnt tredje temperaturvärde, representerande temperaturen hos de avgaser som strömmar ut ur SCR-kataly- satorn 4, d v s avgastemperaturen vid SCR-katalysatorns utlopp.

Nämnda första och andra temperaturgivare 21, 22 kan vara an- ordnade så nära SCR-katalysatorns inlopp respektive utlopp som möjligt.

Anordningen 20 innefattar vidare ett beräkningsorgan 23 anord- nat att beräkna ett temperaturvärde T2, här benämnt andra tem- peraturvärde, representerande temperaturen hos de avgaser som strömmar ut ur SCR-katalysatorn 4. Det andra temperaturvärdet T2 utgör således ett teoretiskt fastställt värde på avgastempera- turen vid SCR-katalysatorns utlopp. Detta beräkningsorgan 23 är anordnat att beräkna det andra temperaturvärdet T2 med hjälp av en beräkningsmodell som tar hänsyn till det av den första tempe- raturgivaren 21 uppmätta första temperaturvärdet T1 och de för- väntade exoterma och endoterma reaktionerna i SCR-katalysa- torn 4 under rådande driftförhàllanden. Beräkningsmodellen tar således hänsyn till de exoterma och endoterma reaktioner som sker i SCR-katalysatorn 4 då en för rådande driftförhållanden 526 488 förväntad mängd reduktionsmedel sprutas in i avgaserna vid in- sprutningsstället 5. Beräkningsmodellen kan utformas på god- tyckligt sätt så länge som den med önskad noggrannhet ger ett korrekt värde på den förväntade avgastemperaturen vid SCR- katalysatorns utlopp. Beräkningsmodellen är företrädesvis ut- formad att generera ett temperaturvärde T2 som representerar den förväntade temperaturen hos avgaser som strömmar ut ur en fullt funktionsduglig SCR-katalysator vid en för rådande driftför- hållanden förväntad insprutning av reduktionsmedel. Om så finnes lämpligt skulle beräkningsmodellen istället kunna vara ut- formad att generera ett temperaturvärde T2 som representerar den förväntade temperaturen hos avgaser som strömmar ut ur en funktionsduglig men något degenererad SCR-katalysator vid en för rådande driftförhållanden förväntad insprutning av reduk- tionsmedel.

Anordningen innefattar vidare medel 24 för fastställande av funk- tionen hos SCR-katalysatorn 4 utgående från en jämförelse mel- lan det uppmätta tredje temperaturvärdet T3 och det beräknade andra temperaturvärdet T2. Nämnda medel 24 är således anord- nat att mottaga det tredje temperaturvärdet T3 från den andra temperaturgivaren 22 och det andra temperaturvärdet T2 från be- räkningsorganet 23 och innefattar en komparator för inbördes jämförelse av dessa temperaturvärden T2, T3. l det fall att den använda beräkningsmodellen är utformad att generera ett tempe- raturvärde T2 som representerar den förväntade temperaturen hos avgaser som strömmar ut ur en fullt funktionsduglig SCR- katalysator skall det uppmätta tredje temperaturvärdet T3 i det ideala fallet överensstämma med det beräknade andra tempera- turvärdet T2 då SCR-katalysatorn 4 är fullt funktionsduglig och en korrekt insprutning av reduktionsmedel sker. Utgående från överensstämmelsen, såsom exempelvis differensen, kvoten eller korrelationen, mellan det tredje temperaturvärdet T3 och det andra temperaturvärdet T2 är det möjligt att fastställa huruvida SCR-katalysatorn 4 och dess insprutningsanordning fungerar på ett tillfredsställande och förväntat sätt eller ej. 526 488 En utgående från jämförelsen mellan det tredje temperaturvärdet T3 och det andra temperaturvärdet T2 erhållen indikation på att SCR-katalysatorn 4 och/eller dess insprutningsanordning ej fun- gerar på ett tillfredsställande sätt kan exempelvis ha något eller några av följande orsaker: - - det är ej ett reduktionsmedel eller inte det avsedda reduk- tionsmedlet som sprutas in av insprutningsanordningen, - insprutningsanordningen är defekt och sprutar ej in förväntad mängd reduktionsmedel, - SCR-katalysatorn 4 är ej funktionsduglig, exempelvis på grund av degenerering, - SCR-katalysatorn 4 är ej på plats, exempelvis i det fall att en ljuddämpare felaktigt placerats på den för katalysatorn av- sedda platsen, - det är fel på någon eller några insignaler till beräkningsmo- dellen, - det år fel på någon av temperaturgivarna 21, 22.

Vid en indikation av nämnda typ bör således de tänkbara felorsa- kerna kontrolleras för fastställande och korrigering av den aktu- ella felorsaken.

Ovan nämnda beräkningsmodell är lämpligen utformad att ut- nyttja följande parametrar som invärden: a) Det av den första temperaturgivaren 21 uppmätta första tem- peraturvärdet T1. b) NOX-koncentrationen i avgaserna uppströms SCR-katalysa- torn. Denna koncentration kan fastställas med hjälp av givare men fastställs lämpligen på något av de i sig kända sätten för beräkning därav, exempelvis utgående från förbränningsmo- torns last, varvtal, insprutningsvinkel, d vs vinkeln hos för- bränningsmotorns vevaxel vid insprutningen av bränsle i mo- torcylindern, och i förekommande fall EGR-halt (EGR = Exhaust Gas Recirculation), d v s halten av till motorn àterförda avgaser. 526 488 c) Avgasmassflödet genom SCR-katalysatorn. Detta avgasmass- flöde kan fastställas med hjälp av massflödesgivare men fast- ställs lämpligen på något av de i sig kända sätten för beräk- ning därav, exempelvis utgående från förbränningsmotorns last och varvtal. d) I avgaserna insprutad mängd reduktionsmedel. Värdet på in- sprutad mängd reduktionsmedel erhålls lämpligen från in- sprutningsanordningens styrorgan 9.

Beräkningsmodellen kan även utnyttja Og-koncentrationen i av- gaserna uppströms SCR-katalysatorn och/eller omgivningstempe- raturen som invärde. Og-koncentrationen kan fastställas med hjälp av exempelvis lambdasensor men fastställs lämpligen på något av de i sig kända sätten för beräkning därav, exempelvis utgående från förbränningsmotorns last, varvtal och i förekom- mande fall EGR-halt.

I det fall då en oxidationskatalysator 26, såsom illustreras i Fig 3, är anordnad uppströms SCR-katalysatorn 4 för att delvis om- vandla i avgaserna förekommande NO till N02 bör även förhål- landet mellan NO och N02 nedströms oxidationskatalysatorn ut- nyttjas som ett invärde i beräkningen av det andra temperatur- värdet T2.

Anordningen innefattar lämpligen ett kalibreringsmedel 25 för ka- librering av det andra temperaturvärdet T2 och det tredje tempe- raturvärdet T3 mot varandra vid ett eller flera tillfällen då för- bränningsmotorn är i drift och det fastställts att inga eller endast obetydliga exoterma reaktioner sker i SCR-katalysatorn. Ett så- dant kalibreringstillfälle kännetecknas av att det antingen ej finns något reduktionsmedel eller endast en obetydlig mängd reduk- tionsmedel lagrat i katalysatorn, vilket fastställs med hjälp av ovan nämnda beräkningsmodell, eller att det ej finns något NOX eller endast en obetydlig koncentration NOX i avgaserna som passerar genom SCR-katalysatorn, vilket fastställs på ovan angi- vet sätt med hjälp av givare eller beräkning. I båda dessa fall 526 488 sker det ingen insprutning av reduktionsmedel. Kalibreringen sker genom en anpassning av beräkningsmodellen och/eller den första temperaturgivaren 21 och/eller den andra temperaturgiva- ren 22 så att det andra temperaturvärdet T2 kommer att över- ensstämma med det tredje temperaturvärdet T3 vid nämnda till- fällen. Härigenom möjliggörs en justering av anordningen under dess drift.

Beräkningsorganet 23, medlet 24 för fastställande av funktionen hos SCR-katalysatorn 4 och i förekommande fall kalibrerings- medlet 25 är lämpligen integrerade i en gemensam datorenhet, med kan om så finnes lämpligt utgöra separata och med varandra kommunicerande enheter. Vidare är lämpligen även in- sprutningsanordningens styrorgan 9 integrerat i nämnda gemen- samma datorenhet, men detta styrorgan kan om så finnes lämp- ligt utgöra en separat och med beräkningsorganet 23 kommuni- cerande enhet.

Den uppfinningsenliga övervakningsanordningen 20 innefattar lämpligen även någon form av larmanordning, exempelvis an- ordnad i eller i närheten av fordonets instrumentbräda för att avge en varningssignal till fordonets förare i händelse av en kon- staterad felsituation. l det fall då övervakningsanordningen 20 fastställer att SCR-katalysatorn 4 och/eller dess insprutningsan- ordning ej fungerar pà ett tillfredsställande sätt sänds en aktive- ringssignal till denna larmanordning, vilken genom exempelvis en ljus- och/eller ljudsignal indikerar att en felsituation föreligger.

Programkod för implementering av det uppfinningsenliga förfa- randet är företrädesvis anordnad att ingå i ett datorprogram som är direkt inladdningsbart till internminnet hos en dator, såsom till internminnet hos ovan nämnda datorenhet. Ett sådant datorpro- gram tillhandahålls lämpligen lagrat på ett av en dator läsbart lagringsmedium, såsom exempelvis ett optiskt lagringsmedium i form av en CD-ROM-skiva, en DVD-skiva etc., eller ett magne- tiskt lagringsmedium i form av en diskett, ett kassettband etc. l Fig 5 illustreras en elektronisk styrenhet 30 innefattande ett me- 526 488 11 del 31, 'företrädesvis en central processorenhet (CPU), för exe- kvering av programvara, vilket via en databuss 32 kommunicerar med ett minne 33, exempelvis av typen Random Access Memory (RAM). inkluderat i styrenheten 30 är också ett lagringsmedel 34, exempelvis i form av ett minne av typen Programmable Read Only Memory (PROM) eller ett Flashminne, vilket exekverings- medlet 31 kommunicerar med via databussen 32. I lagrings- medlet 34 är ett datorprogram innefattande programkod för im- plementering av det uppfinningsenliga förfarandet lagrat.

I det följande beskrivs en utformning av en beräkningsmodeli som är lämplig att använda i ett förfarande och hos en anordning enligt föreliggande uppfinning för fastställande av ovan nämnda andra temperaturvärde T2. l en SCR-katalysator reagerar kväveoxid, NOX, med ammoniak och reduceras till kvävgas. NO, är den skadliga komponent som är avsedd att avlägsnas från avgaserna och ammoniak är det re- duktionsmedel som används för detta. Ammoniak eller urea (som omvandlas till ammoniak) sprutas in i avgaserna uppströms SCR- katalysatorn. Med hjälp av beräkningsmodelien fastställs hur mycket NO, som omvandlas i SCR-katalysatorn och hur mycket oförbrukad ammoniak som lämnar denna. Från beräkningsmo- delien erhålls dessutom temperaturen hos avgaserna som lämnar SCR-katalysatorn, d v s det andra temperaturvärdet T2. Beräk- ningsmodellen beräknar kontinuerligt hur temperaturen varierar genom katalysatorn samt hur mycket ammoniak som finns lagrad i olika delar av denna. För detta krävs att beräkningsmodelien kontinuerligt tillförs information om storleken på gasflödet genom katalysatorn samt temperaturen och sammansättningen hos ga- sen som strömmar in i denna.

I SCR-katalysatorn sker ett antal reaktioner. Ammoniak adsorbe- ras på aktiva säten i katalysatorn, vilket ger upphov till lagring av ammoniak i katalysatorn. Den lagrade ammoniaken kan antingen desorbera, d v s lossna från de aktiva sätena, eller reagera med NOX. Vid höga temperaturer sker dessutom till viss del oxidation 526 488 12 av ammoniak med syre. Det som avgör hur mycket NO, som om- vandlas i katalysatorn ärreaktionshastigheterna r,- för de olika reaktionerna. Reaktionerna med tillhörande reaktionshastigheter är de följande: 1) S 4' NH3 ->S.NH3 f1= k1CNH3ÛV 2) + NH3 l'2 = k2ÛNH3 3) 4S_NH3 '|' + O2-> + 4N2 + ÖHQÛ f3 = kgCNgÛ/t/Hg 4) 4S-NH3 + 502 -O + + f4 = k4CQ29NH3 där k,- är hastighetskonstanten för reaktion i, c,- är koncentratio- nen av ämne i, OV är andelen lediga säten och 6NH3 är andelen säten belagda med ammoniak. Reaktionshastigheterna r,- är tem- peraturberoende i enlighet med Arrhenius ekvation: EM k; = kol-e RT där ka,- är konstant för reaktion i, EA,,- är aktiveringsenergin för reaktion i, R år allmänna gaskonstanten och T är temperaturen.

För att bestämma hur mycket lagrad ammoniak som finns i olika delar av SCR-katalysatorn löses enligt beräkningsmodellen ett antal materialbalanser. Eftersom SCR-katalysatorn har en mono- litstruktur strömmar gasen genom små kanaler där väggen mellan kanalerna innehåller det aktiva katalysatormaterialet. Katalysa- torn modelleras genom att betrakta flödet genom en i ett antal segment indelad kanal. Materialbalanserna löses successivt från segmentet vid katalysatorns inlopp till segmentet vid dess utlopp.

Från flödet i kanalen transporteras NOX och ammoniak in till väg- gen hos kanalen där dessa ämnen reagerar. För att ta hänsyn till inverkan av den hastighet med vilken ämnena transporteras in till kanalväggen och inne i kanalväggen delas även kanalväggen in i ett antal segment. Eftersom alla materialbalanser i väggseg- 526 488 13 menten inom ett och samma kanalsegment är kopplade till var- andra så måste dessa lösas tillsammans i ett ekvationssystem.

Enligt beräkningsmodellen ställs följande materialbalanser upp: Fm (yta-i " Yu ) " Fly/ko (CL/ao _ cum) = Û Flynn-i (CiJM-i " cry/w) _ Fix/w- (clg/g» " Clgmnn) + Evig; rjgm Wlan = 0 fö r n->-1 i där Fm, är det totala molära flödet, y/:k och om. är molandelen re- spektive koncentrationen av ämne i i kanalsegment k, F,-,,,,0 och l",-,k,,, är koefficienterna för transport av ämne i från gasflödet till första väggsegmentet respektive mellan väggsegmenten n och n+1 i kanalsegment k, v,¿,- är stökiometriska koefficienten för ämne i i reaktion j, rm” är reaktionshastigheten för reaktion j i kanalsegment k och väggsegment n och wk_,, är massan av aktivt katalysatormaterial i kanalsegment k och väggsegment n. Acku- mulationen av ammoniak i kanalsegment k och väggsegment n fås sedan genom materialbalansen: ”ifran dgNH kn N = ° d: Där NC är antalet aktiva säten per massa katalysator.

För att bestämma temperaturen genom SCR-katalysatorn löses enligt beräkningsmodellen på liknande sätt en värmebalans för gasen och en värmebalans för katalysatorn. Värmebalansen för gasen ges av: Fmfcp(Tg,k-1 "Tg,/=)_hkA/=(Tg,k "ILJJ = 0 där TM och TM är gastemperaturen respektive katalysatortempe- raturen i kanalsegment k, cp är värmekapaciteten för gasen, hk är värmeöverföringskoefficienten i kanalsegment k och Ak vägg- arean i kanalsegment k. Värmebalansen för katalysatorn ges av: 526 488 14 ms,lrcp,s dT, Vi* = hk Aho (Tu _ TM ) + ZZÖ-Jwlwkm (_AH,') 'I I där mm är massan katalysator i kanalsegment k, cm är värmeka- paciteten för katalysatormaterialet och -AH. reaktionsvärmen I för reaktion j.

Såsom inses av en fackman inom området kan den ovan angivna beräkningsmodellen modifieras på en mängd olika sätt och det är även möjligt att använda en annan typ av beräkningsmodell än den ovan angivna för fastställande av det andra temperaturvärdet T2. ~ Uppfinningen är givetvis inte på något sätt begränsad till de ovan beskrivna föredragna utföringsformerna, utan en mängd möjlig- heter till modifikationer därav torde vara uppenbara för en fack- man på området, utan att denne för den skull avviker från uppfin- ningens grundtanke sådan denna definieras i bifogade patent- krav. Avgassystemet kan till exempel innefatta åtminstone en till katalysator kopplad i serie med SCR-katalysatorn, exempelvis en oxidationskatalysator och/eller en hydrolyskatalysator uppströms SCR-katalysatorn och/eller en slipkatalysator nedströms SCR- katalysatorn.

Claims (16)

10 15 20 25 30 35 526 488 15 PATENTKRAV

1. Förfarande för övervakning av funktionen hos en SCR-kataly- sator i avgasledningen hos en förbränningsmotor, känneteck- _r_1_a_t därav, - att ett första temperaturvärde (T1) representerande tempe- raturen hos avgaser i avgasledningen uppströms SCR-kataly- satorn alstras genom en mätning i avgasledningen uppströms SCR-katalysatorn (4), - att ett andra temperaturvärde (T2) representerande tempe- raturen hos avgaser som strömmar ut ur SCR-katalysatörn (4) beräknas med hjälp av en beräkningsmodell som tar hänsyn till det uppmätta första temperaturvärdet (T1), NOX- koncentrationen i avgaserna uppströms SCR-katalysatorn, avgasmassflödet genom SCR-katalysatorn, insprutad mängd reduktionsmedel och de förväntade reaktionerna i SCR- katalysatorn (4) under rådande driftförhàllanden, - att ett tredje temperaturvärde (T3) representerande tempe- raturen hos avgaser som strömmar ut ur SCR-katalysatorn (4) alstras genom en mätning i avgasledningen nedströms SCR- katalysatorn (4), och - att det tredje temperaturvärdet (T3) jämförs med det andra temperaturvärdet (T2) för generering av information avseende funktionen hos SCR-katalysatorn (4). .

2. Förfarande enligt krav 1, kännetecknat därav, att det första temperaturvärdet (T1) alstras genom en mätning i avgasled- ningen uppströms SCR-katalysatorn (4) och nedströms ett i avgasledningen anordnat insprutningsställe (5) för reduk- tionsmedel.

3. Förfarande enligt krav 1 eller 2, kännetecknat därav, att även OZ-koncentrationen i avgaserna uppströms SCR-katalysatorn tas i beaktande som en parameter vid beräkningen av det andra temperaturvärdet (T2). 10 15 20 25 30 35 526 488 16 .

4. Förfarande enligt något av föregående krav, därav, att även omgivningstemperaturen tas i beaktande som en parameter vid beräkningen av det andra temperaturvärdet (T2). .

5. Förfarande enligt något av föregående krav, därav, att även förhållandet mellan NO och N02 i avgaserna uppströms SCR-katalysatorn tas i beaktande som en parameter vid beräkningen av det andra temperaturvärdet (T2) i det fall då en oxidationskatalysator (26) är anordnad uppströms SCR-katalysatorn. ' ' .

6. Förfarande enligt något av föregående krav, kännetecknat därav, att SCR-katalysatorn (4) enligt beräkningsmodellen i sin längdriktning uppdelas i ett flertal segment, varvid beräk- ningarna för fastställande av det andra temperaturvärdet (T2) sker genom successiva beräkningar med början vid det seg- ment som är beläget närmast SCR-katalysatorns inloppsände. .

7. Förfarande enligt något av föregående krav, kännetecknat därav, att det andra temperaturvärdet (T2) och det tredje tem- peraturvärdet (T3) kalibreras mot varandra vid ett eller flera tillfällen då förbränningsmotorn är i drift och det fastställts att inga eller endast obetydliga exoterma reaktioner sker i SCR- katalysatorn. .

8. Anordning för övervakning av funktionen hos en SCR-kataly- sator (4) i avgasledningen hos en förbränningsmotor, känne- tecknad därav, att anordningen innefattar: - en första temperaturgivare (21) anordnad i avgasledningen (2) uppströms SCR-katalysatorn (4) för alstring av ett första temperaturvärde (T1) representerande temperaturen hos av- gaser i avgasledningen uppströms SCR-katalysatorn, - ett beräkningsorgan (23) anordnat att beräkna ett andra tem- peraturvärde (T2) representerande temperaturen hos avgaser som strömmar ut ur SCR-katalysatorn (4) med hjälp av en be- räkningsmodell som tar hänsyn till det uppmätta första tempe- 10 15 20 25 30 35 526 488 17 raturvärdet (T1), NOX-koncentrationen i avgaserna uppströms SCR-katalysatorn, avgasmassflödet genom SCR-katalysatorn, insprutad mängd reduktionsmedel och de förväntade reaktionerna i SCR-katalysatorn (4) under rådande driftförhållanden, - en andra temperaturgivare (22) anordnad i avgasledningen (2) nedströms SCR-katalysatorn (4) för alstring av ett tredje temperaturvärde (T3) representerande temperaturen hos av- gaser som strömmar ut ur SCR-katalysatorn (4), och - medel (24) för fastställande av funktionen hos SCR-kataly- satorn (4) utgående från en jämförelse mellan det tredje tem- peraturvärdet (T3) och det andra temperaturvärdet (T2).

9. Anordning enligt krav 8, kännetecknad därav, att den första temperaturgivaren (21) är anordnad uppströms SCR-kataly- satorn (4) och nedströms ett i avgasledningen anordnat in- sprutningsställe (5) för reduktionsmedel.

10. Anordning enligt krav 8 eller 9, kännetecknad därav, att beräkningsorganet (23) är anordnat att även ta 02- koncentrationen i avgaserna uppströms SCR-katalysatorn i beaktande som en parameter vid beräkningen av det andra temperaturvärdet (T2).

11. Anordning enligt något av kraven 8-10, kännetecknad därav, att beräkningsorganet (23) är anordnat att även ta omgivningstemperaturen i beaktande som en parameter vid beräkningen av det andra temperaturvärdet (T2).

12.Anordning enligt något av kraven 8-11, kännetecknad därav, att beräkningsorganet (23) är anordnat att även ta förhållan- det mellan NO och N02 i avgaserna uppströms SCR-kataly- satorn i beaktande som en parameter vid beräkningen av det andra temperaturvärdet (T2) i det fall då en oxidationskataly- sator (26) är anordnad uppströms SCR-katalysatorn. 10 15 20 526 488 18

13.Anordning enligt något av kraven 8-12, kännetecknad därav, att anordningen innefattar kalibreringsmedel (25) för kalibre- ring av det andra temperaturvärdet (T2) och det tredje tempe- raturvärdet (T3) mot varandra vid ett eller flera tillfällen då förbränningsmotorn är i drift och det fastställts att inga eller endast obetydliga exoterma reaktioner sker _i SCR-katalysa- torn.

14.Datorprogram direkt inladdningsbart till internminnet hos en dator, vilket datorprogram innefattar programkod för imple- mentering av ett förfarande enligt något av kraven 1-7. '

15.Ett av en dator läsbart medium uppvisande ett därpå lagrat datorprogram avsett att bringa en dator att implementera ett förfarande enligt något av kraven 1-7.

16.Elektronisk styrenhet (30) innefattande ett exekveringsmedel (31), ett till exekveringsmedlet (31) anslutet minne (33) och ett till exekveringsmedlet (31) anslutet lagringsmedium (34), kännetecknad därav, att ett datorprogram innefattande pro- gramkod för implementering av ett förfarande enligt något av kraven 1-7 är lagrat i nämnda lagringsmedium (34).