本发明涉及一种用于借助于氨逸出（ammoniak-schlupf）在具有两个scr催化器的scr系统中进行故障识别的方法。此外，本发明涉及一种计算机程序，该计算机程序在其在计算器上运行时执行所述方法的每个步骤，并且涉及一种保存着所述计算机程序的机器可读的存储介质。最后，本发明涉及一种电子的控制器，该电子的控制器被设立用于执行所述方法。
背景技术：
目前广泛流行的、用于使机动车中的燃烧马达的废气中的氮氧化物（nox）还原的技术是选择性催化还原（selective-catalytic-reduction）（scr）。在scr系统中，作为还原剂溶液通过配量模块在至少一个scr催化器的上游将在商业上也作为
由于更为严格的排放规定的采用而使用多个对相同的废气产生影响的scr催化器。在用于使排气系中的氮氧化物排放还原的scr催化器的效率不够的情况下，规定用车辆自身的检查方法（通常在电子的控制器中得到实现）来故障识别。出于这个原因，在所述车辆的正常运行的期间实施连续的监控。对于常见的检查方法来说，在所述scr催化器的上游使用至少一个氮传感器并且在所述scr催化器的下游使用至少一个氮传感器。对于单个的scr催化器来说，两个氮氧化物传感器足以用于计算所述scr系统的效率并且同时用于对所述氮氧化物排放进行监控。
在已经熟知的监控策略中，获知所述scr催化器的氨储存能力，所述氨储存能力作为用于所述scr催化器的、比如由于老化或者损坏的故障（fehlfunktion）的特征来加以考虑。在此，首先通过对于还原剂溶液的超过化学计量的配量-所谓的过度配量-来装填所述scr催化器，直至最大的氨装填水平。如果达到所述最大氨装填水平，就再也不能通过所述scr催化器来储存氨并且出现氨逸出，对于所述氨逸出来说纯氨在所述scr催化器的下游流出。氮氧化物传感器对氨具有横向灵敏度（querempfindlichkeit），从而能够间接地获知氨逸出并且用作所定义的起点。随后将所述还原剂溶液的配量降低（herunterfahren）到小的尺度上或者切断，从而通过所述选择性催化还原来减少（abbauen）所储存的氨。现在比如能够获知所述scr催化器的效率，用于从中推断出其储存能力。原则上，这种方法能够运用到两个scr催化器上，但是，所述还原剂溶剂的配量很强烈地受到布置在上游的scr催化器的抑制。
从de102012202671a1中公开了一种用于对两个scr催化器进行诊断的方法。在此，在清空所述两个scr催化器的期间从第一传感器的传感器信号与第二传感器的传感器信号之间的差别中获知所述第二scr催化器的老化状态。
de102012220151a1涉及一种用于对两个scr催化器进行检查的方法。在此检查布置在上游的第一scr催化器，方法是：通过燃烧马达和/或系统的运行参量的变化来影响氮氧化物浓度。如果布置在所述scr催化器之间的传感器的信号经受抑制，则识别出所述第一scr催化器的不足的储存能力。类似地对布置在下游的第二scr催化器进行检查，方法是：首先对所述第一scr催化器的功能能力进行验证（verifizieren）并且通过所述燃烧马达和/或系统的运行参量的变化来随后又影响氮氧化物浓度。如果布置在所述第二scr催化器的下游的传感器的信号经受抑制，则识别出所述第二scr催化器的不足的储存能力。
技术实现要素：
所述方法涉及机动车中的燃烧马达的一种scr系统。在此，所述scr系统在共同的排气系中具有两个相继布置的scr催化器。废气首先经过第一scr催化器并且随后被传递（weiterleiten）给第二scr催化器，使得两个scr催化器对所述废气产生影响。此外，所述scr系统具有至少两个氮氧化物传感器，所述至少两个氮氧化物传感器同样布置在这个排气系中。第一氮氧化物传感器布置在所述两个scr催化器之间并且能够在那里测量由在通过所述第一scr催化器进行废气后处理之后的氮氧化物浓度和氨浓度构成的总和。第二氮氧化物传感器布置在所述两个scr催化器的下游并且能够在那里测量由在通过所述两个scr催化器进行废气后处理之后的氮氧化物浓度和氨浓度构成的总和。所述氨浓度与在氨装填水平超过用于相应的scr催化器的最大的氨装填水平时出现的氨逸出相一致。所提到的组件能够与共同的电子的控制器相连接，所述电子的控制器控制着这些组件。在这种方法中，连续地检测所述第一氮氮化物传感器的信号并且从中获知所述第一氮氧化物传感器上的氨质量。
在进行主动的诊断时提高所配入的还原剂质量，换句话说实施过度配量。所述第一scr催化器的、从所配入的还原剂质量中转化的氨质量在此超过对于在所述第一scr催化器上的还原来说必需的氨质量。因此，在所述第一scr催化器上提供比通过所述scr消耗的氨质量大的氨质量。作为结果，所述第一scr催化器上的氨装填水平上升。如果超过最大的氨装填水平，氨就在未被利用的情况下经过所述第一scr催化器并且在所述第一scr催化器上产生氨逸出。在就是否存在氨逸出进行第一次检查时根据所述第一氮氧化物传感器的信号来获知所述氨逸出的出现。如果最后在所述第一scr催化器上获知到氨逸出，那就通过下面所解释的测评标准进行所述第二scr催化器的第一次故障识别。
可选在连续地检测到所述第一氮氧化物传感器的信号并且从中获知所述第一氮氧化物传感器上的氨质量之后，在过度配量之前为正常的配量、也就是其参数没有通过这种方法而改变的配量来执行被动的诊断。在进行所述被动的诊断时，根据所述第一氮氧化物传感器的信号就是否存在氨逸出同样进行第二次检查。如果最后检测到所述第一scr催化器上的氨逸出，那就通过接下来解释的测评标准进行所述第二scr催化器的第二次故障识别。如果在进行被动的诊断的期间在进行所述第二次故障识别时输出故障，那就释放所述过度配量并且执行（ablaufen）主动的方法。
而如果在进行被动的诊断的期间在进行所述第二次故障识别时没有输出故障，那就阻止所述过度配量和开头所描述的主动的诊断的、紧随此后的步骤。优选在这种情况下能够开始重影计数（ghost-counter）。所述重影计数模拟所述主动的诊断的可实施性并且获知下述时刻，在所述时刻通过所述主动的诊断已经识别出故障。如果所述主动的诊断在当前的行驶周期中已经结束，那就提高iumpr（使用性能比（in-use-performanceratio））。如果所述内燃机的工作参数中的至少一个工作参数没有说明这一点，那就停止所述重影计数并且/或者使其复位。在这方面所研究的工作参数包括所述第二scr催化器的温度水平和温度梯度、经过所述第二scr催化器的还原剂溶液的质量流以及接通及切断条件。所述重影计数因此表明，能够以何种可能性来识别故障，方法是：它将具有已执行的诊断的行驶周期与所有行驶周期置于比例关系中。由此遵守与此相关的法律规定。尤其不得低于在此所规定的（festlegen）、用于所述iumpr的阈值。
作为可能的测评标准能够规定，获知所述第一氮氧化物传感器上的氨质量与所述第二氮氧化物传感器上的氨质量之间的差。随后通过时间间隔对这个差进行积分。如果所积分的差在判定时刻低于第三阈值，那就识别出所述第二scr催化器上的故障，因为不能由所述第二scr催化器来储存足够的氨。否则没有识别出所述第二scr催化器上的故障。可选能够使所述差的积分标准化到能够预先给定的、取决于温度的最大值上。
作为替代方案，能够取代所述差的本身而将所述差的量用于进行测评。在此如前面所描述的那样进行故障识别。尤其对于所述第二scr催化器的氨装填水平非常靠近用于scr催化器的最大的氨装填水平或者甚至已经达到这个最大的氨装填水平这种情况来说，对于所述差的量的测评是有利的。在这种情况下，所述第二scr催化器中的最小的温度变化用于能够交替地释放氨并且接下来又储存氨。相应地所获知的差具有变化的符号，所述变化的符号能够通过所述量的形成来进行可靠的测评。
作为另一种可能的测评标准，能够规定，从所述第一氮氧化物传感器的信号和所述第二氮氧化物传感器的信号中获知关联系数。如果所述关联系数高于第四阈值，那就识别出所述第二scr催化器上的故障，因为所述两个信号太过相似，以致于可能储存足够多的氨。否则没有识别出所述第二scr催化器上的故障。在这里也能够对前面所描述的、能够交替地释放氨并且紧接着又能够储存氨的现象进行测评。所述第一氮氧化物传感器的信号和所述第二氮氧化物传感器的信号而后彼此区分，从而所述关联系数下降。
所述两种测评标准相应地本身而言为所述第二scr催化器产生适当的故障识别。
可选能够在所述第一scr催化器的上游布置额外的第三氮氧化物传感器，该第三氮氧化物传感器能够在那里测量在通过所述scr催化器进行废气处理之前的氮氧化物浓度。所述第三氮氧化物传感器尤其在识别所述第一scr催经器上的氨逸出时是有利的。
在所述第一scr催化器的上游存在所述第三氮氧化物传感器时，按照一个方面能够进行检查是否在所述第一scr催化器上存在氨逸出，方法是：将在下游紧接在所述第一scr催化器后面的氮氧化物传感器、因此所述第一氮氧化物传感器的信号与在上游布置在所述第一scr催化器前面的氮氧化物传感器、因此所述第三氮氧化物传感器的信号进行比较。如果在下游紧接在所述第一scr催化器后面的氮氧化物传感器的信号自所规定的时刻起连续地大于在上游布置在所述第一scr催化器前面的氮氧化物传感器的信号，于是就识别出所述氨逸出。这意味着，如果所述第一氮氧化物传感器的信号自所规定的时刻起连续地大于所述第三氮氧化物传感器的信号，那就识别出所述第一scr催化器上的氨逸出。在这种检查方法中，不需要另外的假设或者计算。因为在所述第三氮氧化物传感器和所述第一氮氧化物传感器之间氮氧化物只会减小，但是不可能添加（hinzukommen）额外的氮氧化物，所以在下游紧接在所述催化器之后的氮氧化物传感器的信号的提高可以推断出由于氨逸出的氨。按照另一个方面，就在所述第一scr催化器上是否存在氨逸出进行检查，方法是：将在下游紧接在所述第一scr催化器之后的氮氧化物传感器、因此所述第一氮氧化物传感器的信号与所预料的、用于这个氮氧化物传感器的信号进行比较。所预料的信号涉及处于所述第一scr催化器下游的氮氧化物传感器上的氮氧化物浓度，其中考虑到所述氨逸出的出现。由此应该保证，将没有通过所述第一scr催化器来转化为元素氮的氮氧化物错误地检测为氨逸出。如果在下游紧接在所述第一scr催化器之后的氮氧化物传感器的信号一样大或者大于所预料的、用于这个氮氧化物传感器的信号，那就识别出所述氨逸出。这意味着，如果所述第一氮氧化物传感器的信号一样大或者大于所预料的用于所述第一氮氧化物传感器的信号，那就识别出所述第一scr催化器上的氨逸出。在这种检查方法中，关于所预料的信号进行假设。由此，如果在下游紧接在所述scr催化器之后的氮氧化物传感器的信号不与通过所述scr催化器进行后处理的氮氧化物浓度相一致，就已经能够可靠地识别出所述氨逸出。
优选能够通过一个因数从在上游布置在所述scr催化器前面的氮氧化物传感器的信号中、因此对于所述第一scr催化器来说从所述第三氮氧化物传感器中计算所预料的用于所述第一氮氧化物传感器的信号。所述因数能够从所述第一scr催化器上游的废气质量流的温度和氮氧化物浓度以及所述第一scr催化器的氨装填水平中来获知。
如果在检查时确定温度梯度下降到低于第一阈值，那就能够优选阻止对于所述氨逸出的识别。如果所述温度下降，那么所述scr催化器中的新的储存位置就会空着，从而所述氨逸出不可能出现并且由此会歪曲故障识别。作为替代方案，在识别所述氨逸出时也能够对这种相关性加以考虑，比如方法是：用于获知所预料的信号对因数进行调整。
在所述第一氮氧化物传感器上的所积分的氨质量超过第二阈值时才有利地实施故障识别。由此能够保证，对所述第二scr催化器来说供还原所用的氨质量足够大，以用于作出可靠的结论。
如果在所述第一scr催化器上存在氨逸出并且所述第一氮氧化物传感器上的所积分的氨质量超过所述第二阈值，那就能够通过所述第一氮氧化物传感器的信号来调节对于所述氨逸出的进一步的获知。
如果在所述第二scr催化器上存在氨逸出，则优选能够在进行主动的诊断时结束所述过度配量。所产生的氨逸出对于可靠的测评来说是足够的。现在足以配入对所述氮氧化物的还原来说必需的还原剂质量，用于由此避免所述还原剂的过量的消耗。在此能够规定，在获知所述氨逸出时将额外的和/或变化的参数尤其用于获知所述因数。比如能够对所积分的、过量地配入的还原剂质量加以考虑，因为相应地氨逸出的可能性上升。否则，如果配入了所规定的还原剂质量，那也能够结束所述过度配量。
此外，能够规定，所述过度配量在进行主动的诊断时不是连续地进行，而是脉冲地（pulsweise）进行。与连续的配入相比，在进行脉冲的配入时在结束所述过度配量之后更小的氨质量供进一步的测评所用。由此，对于所述scr系统的激励更小，使得从中产生的排放更小。
所述计算机程序被设立尤其在其在计算器或者控制器上被执行时实施所述方法的每个步骤。能够在传统的电子的控制器中实施所述方法，而不必对其进行结构上的改动。为此，所述计算机程序被保存在所述机器可读的存储介质上。
通过将所述计算机程序装载到传统的电子的控制器上来得到所述电子的控制器，该电子的控制器被设立用于在所述scr系统中实施故障识别。
附图说明
本发明的实施例在附图中示出并且以下描述中进行详细解释。
图1示意性地示出了scr系统，该scr系统包括两个scr催化器和三个氮氧化物传感器并且能够借助于所述按本发明的方法的一种实施例实施故障识别。
图2a示出了所述按本发明的方法的一种实施例的流程图，在所述流程图中示出了主动的诊断。
图2b示出了所述按本发明的方法的另一种实施例的流程图的额外的部分，在该部分中示出了布置在图2a的主动的诊断前面的被动的诊断。
图3a关于时间示出了所述氮氧化物传感器的信号的图表，用于按照所述按本发明的方法的一种实施例来识别氨逸出，在该图表中不存在氨逸出。
图3b关于时间示出了所述氮氧化物传感器的信号的图表，用于按照所述按本发明的方法的一种实施例来识别氨逸出，在该图表中存在氨逸出。
图4a关于时间示出了所配入的还原剂质量、所述氮氧化物传感器的信号、所述第一氮氧化物传感器上的所积分的氨质量和由所述第一氮氧化物传感器上与所述第二氮氧化物传感器上的氨质量构成的所积分的差的图表，在该图表中通过所述按本发明的方法的一种实施例没有识别出针对所述第二scr催化器的故障。
图4b关于时间示出了所配入的还原剂质量、所述氮氧化物传感器的信号、所述第一氮氧化物传感器上的所积分的氨质量和由所述第一氮氧化物传感器上与所述第二氮氧化物传感器上的氨质量构成的所积分的差的图表，在该图表中通过所述按本发明的方法的一种实施例识别出针对所述第二scr催化器的故障。
具体实施方式
在图1中示出了机动车中的未示出的燃烧马达的scr系统100，该scr系统具有第一scr催化器101和第二scr催化器102，在该scr系统中借助于所述按本发明的方法的一种实施例能够识别故障。所述两个scr催化器101和102相继布置在排气系120中，其中所述第一scr催化器101布置得更加靠近配量模块130，所述配量模块在所述两个scr催化器101和102的上游将尿素-水-溶液喷射到所述排气系120中。此外，所述scr系统100包括：配量模块；第一氮氧化物传感器111，该第一氮氧化物传感器布置在所述第一scr催化器101与所述第二scr催化器102之间并且能够在那里测量在废气后处理之后的氮氧化物浓度以及经过所述第一scr催化器101的氨逸出；第二氮氧化物传感器112，该第二氮氧化物传感器布置在所述第二scr催化器102的下游并且能够在那里测量在所述废气后处理之后的氮氧化物浓度以及经过所述两个scr催化器101和102的氨逸出；以及第三氮氧化物传感器113，该第三氮氧化物传感器布置在所述所述配量模块130的上游和所述第一scr催化器101的下游并且能够在那里测量在通过所述scr催化器101和102进行废气后处理之前的废气的氮氧化物浓度。所提到的三个氮氧化物传感器111、112和113以及所述配量模块130与电子的控制器140相连接并且通过该电子的控制器来控制。
图2a示出了所述按本发明的方法的一种实施例的流程图，在该流程图中示出了主动的诊断。在一开始检测到200所述第一氮氧化物传感器111的信号y1并且从中获知201所述第一氮氧化物传感器111上的氨质量nh3z。
随后在查询202中检查，温度梯度dt是否超过第一阈值s1。在另外的实施例中，能够在所述查询202中检查另外的用于被动的诊断的条件。可能的条件是：
-所述scr系统100的准备；
-所述氮氧化物传感器111、112和113的准备；
-对于所述氮氧化物传感器111、112和113的信号y1、y2和y3的评估、尤其是对于所述第三氮氧化物传感器113的信号y3的评估；
-对于所述废气质量流的评估；
-所述scr催化器101和102的温度水平；以及
-所述scr催化器101和102的所建模的氨装填水平。
如果这些条件中的至少一个条件没有得到满足，则继续对于所述第一氮氧化物传感器111的信号y1的获知200，直至满足了所有条件。
如果所有在所述查询202中检查的条件都得到了满足，则随后进行主动的诊断，在进行主动的诊断时提高被配入到所述排气系120中的还原剂质量mdos，从而对所述scr系统100进行过度配量203。如此调节所述过度配量203，使得所述第一scr催化器101的所转化的氨质量超过为了使氮氧化物还原所必需的氨质量。在此根据所述实施例和运行条件要么连续地要么脉冲地实施所述过度配量203。由此，所述第一scr催化器101上的氨装填水平升高，直至其超过所述第一scr催化器101的最大的氨装填水平。如果是这种情况，则在所述第一scr催化器101上产生氨逸出。
在第一次检查204是否存在氨逸出时根据所述第一氮氧化物传感器111的信号y1来获知所述第一scr催化器上的氨逸出。为此，将所述第一氮氧化物传感器111的信号y1与所预料的用于所述第一氮氧化物传感器111的信号ye进行比较。所预料的信号ye通过因数f从所述第三氮氧化物传感器113的信号y3中来获知并且表明通过所述第一scr催化器对氮进行的所预料的还原。所述因数f又从所述第一scr催化器101上游的温度、废气质量流、氮氧化物浓度以及所述第一scr催化器101的氨装填水平中来获知。在获知所述因数f时，对所积分、过度地配入的还原剂质量加以考虑。
在图3a和3b中示出了就在所述第一scr催化器上是否存在氨逸出进行的第一次检查204。这两张附图关于时间t示出了所述第一氮氧化物传感器111的信号y1和所述第三氮氧化物传感器112的信号y3以及所预料的信号ye的图表。在图3a中，通过所述因数f从所述第三氮氧化物传感器113的信号y3中获知的所预料的信号ye始终超过所述第一氮氧化物传感器111的信号y1。因此，在这种情况下，没有识别出氨逸出。而在图3b中，所预料的信号ye在区域300中低于所述第一氮氧化物传感器111的信号y1，从而对于所述区域300来说识别出氨逸出。
在另一种实施方式中就在所述第一scr催化器101上是否存在氨逸出进行第一次检查204，方法是：将所述第一氮氧化物传感器111的信号y1直接与所述第三氮氧化物传感器113的信号y3进行比较。如果所述第一氮氧化物传感器111的信号y1自所规定的时刻起连续地大于所述第三氮氧化物传感器113的信号y3，就识别出所述氨逸出。
如果识别出所述氨逸出，就对所述第一氮氧化物传感器111上的氨质量nh3z求积分205。下面将所积分的氨质量
如果在就是否存在氨逸出进行第一次检查204时确定所述第一scr催化器101上的氨逸出，那就在此结束207所述过度配量203并且将所配入的还原剂质量mdos降低到必要的尺度上。
如果不仅就是否存在氨进行的第一次检查204而且在这种实施例中就所述第一氮氧化物传感器111上的所积分的氨质量
同时根据所述按本发明的方法的实施方式来选择一种选择标准。在所述按本发明的方法的一种实施方式中，由所述第一氮氧化物传感器111上的氨质量nh3z和所述第二氮氧化物传感器112上的氨质量nh3n构成的所积分的差
随后通过所述选择标准对所述第二scr催化器102进行第一次故障识别209。如果所积分的差
在所述按本发明的方法的另一种实施方式中，从所述第一氮氧化物传感器112的信号y1和所述第二氮氧化物传感器的信号y2中按照公式2来计算208b关联系数e：
所述关联系数显示，所述第一氮氧化物传感器111的信号y1和所述第二氮氧化物传感器112的信号y2直至判定时刻te有多相似。随后通过所述选择标准进行所述第二scr催化器102的第一次故障识别209。如果所述关联系数高于第四阈值s4，就输出故障210，因为所述两个信号y1和y2太过相似，以致于没有储存足够多的氨。如果所述关联系数低于所述第四阈值s4或者它等于所述第四阈值s4，就不输出故障211。
在此应该注意，在对所述氨质量nh3z求积分205并且就所述第一氮氧化物传感器111上的所积分的氨质量
在图2a中用虚线示出的过渡位置1示出了与布置在主动的诊断前面的被动的诊断的、作为另一种实施例在图2中示出的流程图的联系。
在图2b中，在一开始与所述主动的诊断相类似，检测200所述第一氮氧化物传感器111的信号y1并且从中获知201所述第一氮氧化物传感器111上的氨质量nh3z。随后，同样在查询202中检查，所述温度梯度dt是否超过所述第一阈值s1。同样在另外的实施例中能够在所述查询202中检查另外的用于所述被动的诊断的条件。所述条件对应于前面所提到的用于主动的诊断的条件。和在图2a中那样相同的附图标记意味着，所述步骤彼此相对应。因此，前面所列举的三个步骤200、201和202也能够从所述主动的诊断中来接收并且参照对其的描述。
在进行被动的诊断时没有改变所述配量的工作参数并且就此而言执行正常的配量。根据所述第一氮氧化物传感器111的信号y1就是否存在氨逸出进行第二次检查220。所述第二次检查的实施对所述主动的诊断来说对应于就是否存在氨逸出进行的第一次检查202，因而对于所述第二次检查的描述来说参照对于图2a以及图3a和3b的描述。
如果识别出氨逸出，就同样对所述第一氮氧化物传感器111上的氨质量nh3z求积分221。所积分的氨质量
如果不仅就是否存在氨进行的第二次检查221而且在这种实施例中就所述第一氮氧化物传感器111上的所积分的氨质量
随后根据所述选择标准来进行所述第二次故障识别224。与所述被动的诊断相类似，如果所述所积分的差
如果在进行被动的诊断时输出故障225，就由所述过渡位置1起实施在图2b中示出的主动的诊断，也就是进行所述过度配量203。否则阻止所述过度配量203的执行以及图2a中的主动的诊断的、紧随此后的步骤。
在图2b中所示出的实施例中，在进行被动的诊断时没有输出故障226之后，开始重影计数227。为这些情况使用所述重影计数227，用于获知下述时刻，在该时刻所述主动的诊断已经识别出故障。如果所述主动的诊断在当前的行驶周期中已经结束（ablaufen），那就提高iumpr（使用性能比（in-use-performanceratio））。如果内燃机的工作参数中的至少一个工作参数未说明这一点，那就停止所述重影计数227并且/或者使其复位。所述重影计数227将具有诊断的行驶周期与所有行驶周期置于关联中并且由此表明下述可能性，以所述可能性来识别故障。
图4a和4b关于时间t为所述主动的诊断分别示出了所配入的还原剂质量mdos、所述氮氧化物传感器的信号y1、y2和y3、所述第一氮氧化物传感器111上的所积分的氨质量
在此，仅仅所述所积分的差