Regelung von Diesel-Abgasnachbehandlungssystemen mittels Hochfrequenztechnik : ein Überblick über den Stand der Entwicklung beim SCR-Katalysator und beim Diesel-Partikelfilter

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Moos, Ralf:
Regelung von Diesel-Abgasnachbehandlungssystemen mittels Hochfrequenztechnik : ein Überblick über den Stand der Entwicklung beim SCR-Katalysator und beim Diesel-Partikelfilter.
In: 15. FAD-Konferenz "Herausforderung - Abgasnachbehandlung für Dieselmotoren". - Radebeul , 2017 . - pp. 39-48

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In den letzten Jahren wurden für sämtliche Abgasnachbehandlungseinrichtungen Verfahren entwickelt, die auf eine bestimmte Beladung des Katalysators oder Filters regeln. Beim NH3-SCR-Verfahren wird mit Hilfe von NOx-Sensoren und Motorbetriebsdaten die NH3-Beladung berechnet, beim DPF existieren Beladungsmodelle, die durch Differenzdrucksensoren unterstützt werden. Es ist mit klassischen Verfahren allerdings nicht möglich, die Beladungsgrade direkt zu bestimmen. Beim neuartigen hochfrequenzbasierten Verfahren wird der Beladungsgrad hingegen direkt gemessen. Hierbei dient das Katalysator- oder Filtergehäuse als Hohlraumresonator. Als "Sensor"-Element werden ein oder zwei einfache Antennen im Katalysatorgehäuse installiert. Mit ihrer Hilfe können die elektrischen Eigenschaften des Bauteils (keramischer Wabenkörper inkl. Beschichtung und Speichermaterial) im Betrieb gemessen werden. Vorzugsweise werden Resonanzfrequenzen (um 1 GHz) oder die Durchgangsdämpfung beobachtet. Die so kontaktlos gewonnenen Informationen korrelieren sehr gut mit dem Zustand bzw. dem Beladungsgrad des Katalysators oder Filters. Das hier vorgestellte Verfahren hat das Potential bei entsprechender Stückzahl im Kfz-akzeptablem Preisrahmen zu bleiben. Während beim Diesel-Partikelfilter sich das neue Messverfahren schon in einer Off-Road-Kleinserien-Anwendung befindet, konnte für das SCR-Verfahren jüngst am Vollmotor gezeigt werden, dass eine hochfrequenzbasierte Regelung ohne NOx-Sensoren möglich ist, und zwar bei sehr hohem Umsatz und ohne NH3-Schlupf. Obgleich das hochfrequenzbasierte Verfahren auch für die Regelung von TWCs geeignet ist, soll in diesem Vortrag nur auf die Anwendung beim NH3-SCR-Verfahren und beim Diesel-Partikelfilter eingegangen werden.