用于操作内燃发动机的废气后处理系统的方法和废气后处理系统
技术领域
本发明涉及一种用于操作内燃发动机(特别是柴油发动机)的废气后处理系统的方法，该废气后处理系统具有布置在废气管线中的组合式SCR颗粒过滤器，并且具有用于在SCR颗粒过滤器上游的废气质量流中的NH3和/或NOX浓度的定向的、限定变化的装置。
背景技术
特别地，具有柴油内燃发动机(柴油发动机)的车辆(但也越来越多地具有奥托循环内燃发动机(汽油发动机)的车辆)现在具有用于避免废气排放物中的颗粒(烟灰、细粉尘)的颗粒过滤器(DPF、PF)以及用于降低废气排放物中的NOx部分的所谓的SCR催化转化器(选择性还原的催化转化器)。这里，越来越多地使用组合过滤器催化转化器，下文中称为SCR颗粒过滤器或由缩写SC-PF表示，其是具有SCR功能的颗粒过滤器，也就是说，具有由NOX/NH3转化材料组成的附加涂层的颗粒过滤器。换句话说，它因此是一个具有集成SCR功能的颗粒过滤器。
在SCR催化转化器的情况下，NH3(氨)是通过向废气中加入尿素水溶液形成的，该氨与废气中的NOx反应形成元素氮(N2)和水。
立法者正在不断降低具有内燃发动机(燃烧马达)的车辆的废气排放限值，并颁布法规来监测其正常运行。这尤其也适用于这种车辆中的所谓OBD(车载诊断：在车辆的预期操作期间持续进行的自动自诊断)。如今，SCR颗粒过滤器也必须进行这种频繁而精确的OBD。
众所周知，这种诊断是通过所谓的PM传感器(颗粒物传感器、颗粒传感器)针对颗粒排放进行的。这里，如果通过颗粒传感器测量的颗粒过滤器下游的PM排放高于阈值，则颗粒过滤器被诊断为有故障。然而，这种诊断需要相对长的时间。此外，诊断局限于颗粒排放，并且诊断的准确性还不足以满足未来的要求，甚至更低的排放阈值。
发明内容
因此，本发明基于提供一种方法和内燃发动机的对应的废气后处理系统的目的，该方法和系统允许在内燃发动机操作期间对SCR颗粒过滤器进行关于其NOX/NH3转化和颗粒过滤的特别快速和精确的监测。
根据本发明，该目的通过根据独立权利要求的方法和废气后处理系统来实现。
根据本发明，提出了一种用于操作内燃发动机的废气后处理系统的方法，其中废气后处理系统具有用于引导废气质量流的废气管线，并且具有布置在废气管线中的SCR颗粒过滤器，并且其中用于NH3和/或NOX浓度的定向的、限定变化的装置布置在SCR颗粒过滤器上游的废气质量流中，并且至少一个第一浓度传感器布置在SCR颗粒过滤器下游的废气质量流中。
这里，根据本发明的方法具有以下步骤：
- 首先，内燃发动机被设置为诊断操作模式，其中内燃发动机的某些相关诊断操作参数被验证，或者被设置或调整为与诊断默认值相对应。
- 在诊断操作模式的存在下，相对于在诊断操作模式中存在的NH3浓度和/或NOX浓度的值，对在SCR颗粒过滤器上游的废气质量流中的NH3浓度变化和/或NOX浓度变化进行定向的、限定诱导。
- 随后，通过输出对应的第一浓度测量信号的至少一个第一浓度传感器，在指定的时间窗口内执行在SCR颗粒过滤器下游的废气质量流中的NH3和/或NOX浓度变化的测量，所述浓度变化直接跟随在SCR颗粒过滤器上游测量的上述NH3和/或NOX浓度变化，并且
-至少基于第一浓度测量信号提供相关浓度比较值。
- 基于相应的浓度比较值和预定的极限值，对在指定的时间窗口内测量的SCR颗粒过滤器下游的NH3和/或NOX浓度变化进行评估。
- 最后，如果评估结果表明浓度比较值超过了至少一个预定的极限值，则SCR颗粒过滤器被诊断为有缺陷。
本发明还涉及一种内燃发动机的废气后处理系统，该废气后处理系统具有布置在废气管线中的SCR颗粒过滤器，并且具有用于SCR颗粒过滤器上游的废气质量流中的NH3和/或NOX浓度的定向的、限定变化的至少一个装置，并且具有用于测量SCR颗粒过滤器下游的废气质量流中的NH3和/或NOX浓度的至少一个浓度传感器。
所述废气后处理系统的特征在于，其具有电子处理和控制单元，该电子处理和控制单元被配置为，借助于用于NH3和/或NOX浓度的定向的、限定变化和用于检测由至少一个浓度传感器输出的第一浓度测量信号的装置，而用于在SCR颗粒过滤器上游的废气质量流中的NH3和/或NOX浓度的定向的、限定变化。这里，电子处理和控制单元还被配置成执行根据上文和下文描述的根据本发明的方法的任何实施例的用于操作内燃发动机的废气后处理系统的方法。
因此，可以总结出，本发明的基本概念在于在SCR颗粒过滤器的下游使用NOX和/或NH3传感器，结合SCR颗粒过滤器上游的废气质量流中的NH3浓度变化和/或NOX浓度变化，对SCR颗粒过滤器进行功能检查，特别是性能诊断。作为SCR颗粒过滤器，使用例如具有合适的SCR涂层的壁流式过滤器。
对SCR颗粒过滤器的影响功能的损坏通常存在于过滤器的基底中的孔口或孔，孔口或孔的数量或横截面积决定了损坏的程度，并且对应部分的废气可能在不被过滤和不被处理的情况下通过该孔口或孔。如果孔口或开孔的总横截面积高于阈值，则对应的颗粒排放超过诊断阈值(OBD阈值)。
为了检测这种状态，优选的情况是，在恒定或稳定的操作状态下，例如在怠速时，在准恒定的SCR颗粒过滤器温度的情况下，在SCR颗粒过滤器下游的NOX浓度信号和/或NH3浓度信号变化很小，例如小于1ppm/秒，尿素溶液的添加量和/或NOX未处理排放物优选地在一个步骤中增加，例如从先前存在的NH3添加量或NOX未处理排放物开始增加200ppm NH3/NOX，并且观察到NOX和/或NH3信号过程(对应的浓度增加的测量)。如果SCR颗粒过滤器现在处于排放限值内，可以假设过滤器基底中的孔口的总横截面积非常小，使得添加的尿素或增加的NOx浓度最初大部分存储在SCR颗粒过滤器中。因此，在过滤器下游测量的NOx或NH3信号在例如3秒的短时间内仅略微增加，其方式取决于空气质量流量。对应的信号此后是稳定的，并且具有比过度损坏的SCR颗粒过滤器低得多的梯度(小于1ppm/秒)。
然而，如果超过阈值，则过滤器基底中的孔口的总横截面积非常大，以至于添加的尿素或增加的NOx浓度的主要部分实际上流过SCR颗粒过滤器，而没有被减速且没有被处理，使得在指定的、紧接着的后续时间窗口内，SCR颗粒过滤器下游的对应传感器记录到直接的、升高的NH3/NOX浓度增加，随后对应的信号返回到具有较低梯度的更稳定的状态。
已经发现，在SCR颗粒过滤器下游的NOx和/或NH3浓度变化和在SCR颗粒过滤器上游的NOx和/或NH3浓度变化之间的比率与SCR颗粒过滤器的过滤器基底中的孔口的总横截面积成正比。如果该比率高于某个阈值或极限值，则过滤器在颗粒转化方面被归类为有缺陷。
例如，通过降低废气再循环率(EGR率)，特别是在高压废气再循环的情况下，但是也在低压废气再循环的情况下，可以实现在SCR颗粒过滤器上游的对应的NOx浓度变化。这里也可以看出，相对于SCR颗粒过滤器上游的NOx浓度变化，SCR颗粒过滤器下游的NOx浓度变化与SCR颗粒过滤器的过滤器基底中的孔口的总横截面积成正比。在该方法的上下文中，基于通过至少一个浓度传感器提供的浓度测量信号来确定浓度比较值。在其最简单的形式中，该浓度比较值可以例如表示浓度测量信号在指定时间窗口内的最大偏差。然而，浓度比较值也可以是在SCR颗粒过滤器上游和下游的NH3和/或NOx浓度变化之间的比率。同样，浓度比较值可以基于若干连续的浓度变化来确定，并且也可以考虑浓度变化的相应梯度，如将在下面进一步详细解释的。这里，浓度变化可以被理解为意味着浓度增加和浓度降低两者，或者两者连续地。
所指的浓度传感器是NH3传感器或NOX传感器，这取决于NH3或NOX浓度是否为了执行该方法而改变。虽然NH3传感器仅适用于测量NH3浓度，但是另一方面，前述NOx传感器可以测量NH3和NOx浓度两者，并且因此也可以测量NOx和NH3的组合。在这种情况下，它因此是组合的NH3/NOX浓度传感器。因此，根据所需的测量，可以提供适当的传感器。
本发明还涉及一种内燃发动机(特别是柴油发动机)的废气后处理系统，该废气后处理系统具有布置在废气管线中的SCR颗粒过滤器，并且具有用于SCR颗粒过滤器上游的废气质量流中的NH3和/或NOX浓度的定向的、限定变化的至少一个装置，并且具有用于测量SCR颗粒过滤器下游的废气质量流中的NH3和/或NOX浓度的至少一个第一浓度传感器。这里，所述废气后处理系统的特征在于，其具有电子处理和控制单元，该电子处理和控制单元被配置用于借助于用于NH3和/或NOX浓度的定向的、限定变化和用于检测由至少一个第一浓度传感器输出的第一浓度测量信号的装置，用于在SCR颗粒过滤器上游的废气质量流中的NH3和/或NOX浓度的定向的、限定变化。根据本发明，电子处理和控制单元还被配置成执行用于操作内燃发动机的废气后处理系统的方法，如以上实施例和以下描述的实施例中所呈现的。
附图说明
下面将参照附图详细讨论本发明以及本发明的进一步有利的示例性实施例和发展。在附图中：
图1是根据本发明的废气后处理系统的实施例的示意图；
图2是用于示出根据本发明的方法的执行的方法序列的框图；
图3是在完好和有缺陷的SCR颗粒过滤器的情况下SCR颗粒过滤器上游和下游的NOX/NH3浓度的曲线的定性图示；和
图4是在连续的NOX/NH3浓度变化的情况下SCR颗粒过滤器上游和下游的NOX/NH3浓度的曲线的定性图示。
在所有附图中，具有相同功能和名称的物体由相同的附图标记表示。
具体实施方式
图1以简化图示示意性地示出了根据本发明的内燃发动机(例如柴油发动机)的废气后处理系统的实施例。从内燃发动机(这里未示出)流出的废气质量流10在箭头方向上被引导通过废气管线1，并且在该过程中通过SCR颗粒过滤器3 (SC-PF)，该过滤器例如被设计为具有SCR涂层的壁流式过滤器并且被布置在废气管线1中。
为了在SCR颗粒过滤器3上游的废气质量流10中NH3浓度变化的定向的、限定诱导，NH3馈送装置7布置在SCR颗粒过滤器3上游的废气管线1上，以用于将NH3溶液7d馈送到废气管线1中。在该示例性实施例中，NH3馈送装置7具有用于存储合适的NH3水溶液7d的贮存器7a，NH3水溶液7d也被称为尿素溶液。贮存器7a经由馈送管线连接到定量给料装置7b，例如喷射阀，该定量给料装置7b又布置在废气管线1上，并且被设计成将限定量的NH3溶液释放到废气质量流10中。馈送的NH3溶液产生NH3，NH3将废气中包含的NOx部分转化为氮气和水。因此，SCR颗粒过滤器执行其作为柴油颗粒过滤器的功能，并且同时导致废气中NOx部分的减少。
此外，为了在SCR颗粒过滤器3上游的废气质量流10中NOx浓度变化的定向的、限定诱导，提供了从SCR颗粒过滤器3上游的废气管线1分支的废气再循环装置2，即所谓的高压废气再循环系统，由内燃发动机排放的废气质量流10的第一部分废气质量流10a通过该再循环系统经由第一废气再循环管线2a再循环到内燃发动机的进气区域中。再循环的第一部分废气质量流10a的量值可以通过布置在第一废气再循环管线2a中的第一废气再循环阀2b来设置。该废气再循环装置2的分支点方便地布置在NH3馈送装置7上游的废气管线1上，因为馈送的NH3溶液7d将全部馈送到SCR颗粒过滤器3以用于还原NOx。
在根据本发明的废气后处理系统的进一步发展阶段，如图1所示，为了在SCR颗粒过滤器3上游的废气质量流10中NOx浓度变化的定向的、限定诱导，提供了从SCR颗粒过滤器3下游的废气管线1分支的废气再循环装置8，即所谓的低压废气再循环系统，由内燃发动机排放的废气质量流10的另一部分废气质量流10b通过该再循环系统经由另一废气再循环管线8a再循环到内燃发动机的进气区域中。在这种情况下，再循环的另一部分废气质量流10b的量值可以通过布置在另一废气再循环管线8a中的另一废气再循环阀8b来设置。
这种废气再循环装置用于减少排放(特别是用于影响内燃发动机的未处理的NOx排放，也就是说废气中的NOx浓度)的功能是本领域技术人员从现有技术中已知的，这里不再进一步解释。
尽管如图1所示，根据本发明的废气后处理系统的最大发展阶段具有NH3馈送装置7和第一废气再循环装置2以及另一废气再循环装置8两者，但是对于根据本发明的废气后处理系统的实施例，这些装置中仅一个的存在就足够了。同样，这些装置中的两个或全部三个也可以用于组合操作，并且似乎可以被组合成一个装置，用于在SCR颗粒过滤器3上游的废气质量流10中的NH3浓度变化和/或NOx浓度变化的定向的、限定诱导。
作为对于根据本发明的方法不可缺少的部件，至少第一浓度传感器6布置在废气质量流10中，用于测量在SCR颗粒过滤器3下游的废气质量流10中NH3和/或NOx浓度。该第一浓度传感器6输出对应的第一浓度测量信号110，基于该信号可以提供相关浓度比较值(VgW)。
此外，在进一步的发展阶段，这里所示的根据本发明的废气后处理系统的实施例具有布置在SCR颗粒过滤器3上游的废气质量流10中的附加浓度传感器5，以用于测量SCR颗粒过滤器3上游的NH3和/或NOx浓度。所述附加浓度传感器方便地布置在NH3馈送装置7和第一废气再循环装置2的分支点下游以及SCR颗粒过滤器3的上游紧邻处的废气质量流10中，使得利用该附加浓度传感器5，可以检测到SCR颗粒过滤器3上游的NH3和NOX浓度变化两者，也就是说定向诱导的NH3和/或NOX浓度变化。该附加浓度传感器5还输出对应的第二浓度测量信号100，该信号可以用于提供浓度比较值(VgW)。
以这种方式，对于该方法的执行，可以使用在SCR颗粒过滤器3上游的废气质量流10中的NH3浓度变化和/或NOX浓度变化的实际测量值，例如，用于提供浓度比较值(VgW)，这增加了SCR颗粒过滤器的诊断的可靠性。否则，如果只有布置在SCR颗粒过滤器3下游的浓度传感器6可用，则情况为例如采用定向的、限定的浓度变化的默认值作为实际值，其中假设用于相应浓度值的定向的、限定变化的装置没有错误地正常工作。
此外，如图1所示的根据本发明的废气后处理系统的实施例具有电子处理和控制单元15(ECU)。这被配置成借助于上述装置中的至少一个进行在SCR颗粒过滤器3上游的废气质量流10中的NH3和/或NOx浓度的定向的、限定变化，所述装置用于NH3和/或NOx浓度的定向的、限定变化，并且用于检测由至少一个浓度传感器6输出的第一浓度测量信号(110)以及在进一步的发展阶段检测第二浓度测量信号。为此，电子处理和控制单元15通过信号线2c、5c、6c、7c和8c电连接到系统部件第一废气再循环阀2b、附加浓度传感器5、第一浓度传感器6、定量给料装置7b和另一废气再循环阀8b，以便将控制信号传输到对应的系统部件或从对应的系统部件接收信号，特别是测量信号。
电子处理和控制单元15还被配置成基于第一浓度传感器6的第一浓度测量信号或者基于第一浓度传感器6和附加浓度传感器5的两个浓度测量信号来执行用于操作根据本发明的任何实施例的内燃发动机的废气后处理系统的根据本发明的方法。为此，该方法的顺序、对应的计算算法以及用于控制废气后处理系统和内燃发动机的所需默认值以可执行程序代码的形式存储在电子控制单元15或指定的电子存储单元中。
如上所述的废气后处理系统的一个实施例的特征在于，电子处理和控制单元15是内燃发动机的中央控制单元(CPU) 16的一体组成部分，其中用于执行的方法是用于在预期操作期间监测内燃发动机的废气相关功能单元的车载诊断系统的一部分。
在主要方法步骤中，基于图2所示的简化方框顺序程序，示出了根据本发明的用于在上述实施例之一中操作内燃发动机的废气后处理系统的方法的实施例。
在该方法开始之后，在由“D-BP_set”标识的第一方法步骤中，内燃发动机被设置为诊断操作模式，其中内燃发动机的某些相关诊断操作参数(D-BP)被验证、设置或调整为与诊断默认值相对应(D-BP_set)。
在该方法的一个实施例变型中，诊断操作模式的特征在于以下诊断操作参数中的至少一个：
- 内燃发动机的发动机转速(RPM)被调整到1100和1900转/分钟之间的值。
- SCR颗粒过滤器3的操作温度(T-SC-PF)被调整到250℃和350℃之间的值。
- 在3巴和7巴之间的横跨SCR颗粒过滤器3的废气质量流的压力差(∆P_SCR-PF)被验证。
- 还验证了在SCR颗粒过滤器3中存储的NH3量(SM_SC-PF)高于预定阈值。
- 另外，可以将添加的NH3量调整到相对于在SCR颗粒过滤器上游的废气中的NOX浓度为化学计量的值，也就是说，添加的NH3量对应于在SCR颗粒过滤器中废气中的NOX部分的完全转化所需的量。这些操作参数的规格确保了内燃发动机的稳定操作，减少了对该方法的干扰影响，并因此增加了SCR颗粒过滤器的诊断有效性的可靠性。
为此，对应的诊断默认值存储在电子处理和控制单元(ECU)的电子存储器(在图2中由“E_Sp1”表示)中，并且可以以简单的方式读出并用于执行该方法步骤。
由于诊断操作参数的调整、设置和验证可能需要一定量的时间，因此在以下方法步骤(由“D-BP = D-BP_set”表示)中检查当前诊断操作参数是否对应于诊断默认值。只要不是这种情况，将继续尝试将诊断操作参数(D-BP)与诊断默认值(D-BP_set)对齐。如果存在所需的诊断操作参数，则可以进行下一个过程步骤。
在由“NOX/NH3”表示的随后的过程步骤中，然后执行在SCR颗粒过滤器3上游的废气质量流10中的NH3浓度变化和/或NOX浓度变化的定向的、限定的诱导。根据废气后处理系统的实施例，这是通过以下装置中的一个或多个的相应单独或组合控制来实现的：NH3馈送装置7、第一废气再循环装置2和另一废气再循环装置8；如图2中虚线所示。根据废气后处理系统的设计，通过由电子处理和控制单元(ECU) 15对用于NH3和/或NOX浓度变化的定向的、限定的诱导的上述装置的相应控制，可以诱导NH3浓度变化或NOX浓度变化，或者也可以诱导组合的或叠加的NOX/NH3浓度变化。
在该方法的一个实施例中，在SCR颗粒过滤器3上游的限定的NOx浓度变化可以包括NOx浓度的增加或减少，这例如通过废气再循环率的限定的减少或增加来实现，其中，这里，在废气中NOx浓度增加的意义上，还可以以辅助的方式影响内燃发动机的另外的操作参数。这里，废气再循环率可以通过第一废气再循环装置2或另一废气再循环装置8或两个废气再循环装置2、8的组合来设置。这是通过例如借助于电子处理和控制单元(ECU) 15对第一废气再循环阀2b或第二废气再循环阀8b的适当控制或者对第一废气再循环阀2b和第二废气再循环阀8b的组合控制来实现的。
此外，在该方法的一个实施例中，在SCR颗粒过滤器3上游的限定的NH3浓度变化可以包括NH3浓度的限定的增加或减少，这种增加或减少是作为通过NH3馈送装置7的NH3溶液7d的添加量的限定的增加或减少的结果而设置的。这特别地是通过电子处理和控制单元(ECU) 15对计量装置7b的相应控制来实现的。
在根据本发明的方法的进一步过程中，在表示为“NOX/NH3_Sig”的方法步骤中，在指定的时间窗口(TW)内测量在SCR颗粒过滤器3下游的废气质量流10中NH3和/或NOX浓度变化，该时间窗口直接跟随在SCR颗粒过滤器3上游测量的前述NH3和/或NOX浓度变化。这是通过至少一个第一浓度传感器6来执行的，该第一浓度传感器6输出对应的第一浓度测量信号110，该第一浓度测量信号110经由信号线6c被馈送到电子处理和控制单元用于进一步处理。
在该方法的一个实施例中，在上述方法步骤的过程中，在相同的时间窗口(TW)中附加地测量在SCR颗粒过滤器上游的NH3和/或NOx浓度变化。为此，借助于布置在SCR颗粒过滤器3上游的废气质量流10中的附加浓度传感器5，提供了与在SCR颗粒过滤器3上游的废气质量流10中的NH3和/或NOx浓度变化相关的第二浓度测量信号120，该第二浓度测量信号120经由信号线5c被馈送到电子处理和控制单元ECU。这使得不仅可以相对考虑在SCR颗粒过滤器3的上游和下游的浓度变化，以及该方法的诊断确定性的相关联的增加，而且可以评估废气再循环装置2、8和NH3馈送装置7的功能。
在由“(NOX/NH3)VGW”表示的随后的过程步骤中，至少基于第一浓度测量信号(110)提供相关浓度比较值(VgW)。例如，在该方法的不同实施例中，在限定的时间窗口(TW)内获得的浓度变化的相应最大值或最小值和/或在限定的时间窗口(TW)内确定的浓度变化的梯度可以用作浓度比较值(VgW)。
在该方法的另一个实施例中，假设附加地测量了在SCR颗粒过滤器上游的NH3和/或NOx浓度变化，浓度比较值(VgW)可以基于在限定的时间窗口内确定的SCR颗粒过滤器3下游和上游的相应的NH3和/或NOx浓度变化。为此，例如，在该方法的另一个实施例中，在SCR颗粒过滤器3的上游和下游在每种情况下，在特定时间点在限定的时间窗口内确定的NH3和/或NOX浓度变化的值和/或所述浓度变化的梯度可以彼此比较或相对于彼此设置。这使得提供特别可靠的浓度比较值(VgW)成为可能，并且增加了该方法的诊断确定性，因为可以排除由于用于NH3和/或NOx浓度变化的可能有缺陷的装置而导致的不正确诊断。
在由“VgW - GW”表示的随后的方法步骤中，基于相应的浓度比较值(VgW)和预定的极限值(GW)，评估在指定的时间窗口(TW)内测量的在SCR颗粒过滤器(3)下游的NH3和/或NOX浓度变化。这里，根据该方法的执行，如上文已提及的，浓度变化的相应最大值或最小值和/或浓度变化的确定梯度，或者还有基于分别在每种情况下在SCR颗粒过滤器3的上游和下游测量的浓度变化的值或梯度的比较值或比率值，可以用作浓度比较值。这允许根据本发明的方法的配置中的很大变化以及对相应使用情况下的要求的适应性改变。然后，必须根据所使用的浓度比较值来指定相应地适应性改变的极限值。这些可以例如预先、凭经验或通过模型计算来确定，并且例如被存储在电子处理和控制单元的电子存储区域中，并且从那里被检索用于浓度变化的评估。这种电子存储区域在图2中由E_Sp2表示，并包含示出为“(NOX/NH3)_GW”的对应的极限值。
基于对SCR颗粒过滤器3下游的浓度变化的上述评估，如果评估结果表明浓度比较值(VGW)已经超过了至少一个预定极限值(GW)，则在由“VGW≥GW”表示的随后的过程步骤中，SCR颗粒过滤器3被诊断为有缺陷“SCR-PF = nok”。否则，如果浓度比较值未达到或超过极限值，则SCR颗粒过滤器被诊断为功能正常，“SCR-PF = ok”。由此完成了根据本发明的方法。
为了确保废气后处理系统的永久无差错操作，根据本发明的方法可以在操作期间的某些循环中重复，其中这些循环可以基于某个操作持续时间、某个操作性能或操作期间确定的需求值。
该方法的另一个实施例的特征在于，在NH3和/或NOX浓度变化的过程中，发生浓度增加和紧接着的浓度降低。这里，在浓度增加持续特定的第一时间段后，浓度降低发生到这样的选定值，并且持续这样的选定的第二时间段，即，在浓度增加和浓度降低的持续时间内，在SCR颗粒过滤器下游的NH3和/或NOX浓度的最终平均值对应于在浓度增加之前占主导的NH3和/或NOX浓度的值。因此，确保了由该方法引起的污染物排放在该方法的持续时间内不发生增加，并随时间推移而平均化。
该方法的另一个实施例的特征在于，为了测量废气质量流10中的NH3和/或NOX浓度变化，在每种情况下都使用组合浓度传感器6，该传感器将NH3和/或NOX浓度变化组合在组合浓度测量信号110中。这可以应用于SCR颗粒过滤器3下游的第一浓度传感器6和SCR颗粒过滤器3上游的第二浓度传感器5两者。这有利地使得对于该方法的执行来说可以指定NH3浓度变化和NOX浓度变化两者以及组合的NH3/NOX浓度变化，并且因此也为预定浓度变化的程度提供了更大的范围。
在该方法的进一步发展中，用于测量在SCR颗粒过滤器3的下游和/或上游的废气质量流10中的NH3和/或NOX浓度变化的相应指定时间窗口(TW)具有小于或等于5秒(特别是小于或等于3秒)的持续时间。该时间窗口的长度确保了仅在SCR颗粒过滤器3下游的快速的NH3和/或NOx浓度变化(诸如只有当SCR颗粒过滤器3有缺陷时才发生)在浓度比较值的确定中和因此在SCR颗粒过滤器的诊断中具有影响。
图3示出了NOX/NH3浓度随时间推移的过程的示例，该过程是在SCR颗粒过滤器的上游和下游的组合式NOX/NH3浓度传感器的帮助下记录的。这里，曲线100示出了在SCR颗粒过滤器上游的NOX/NH3浓度，其中，从在时间T1大约40ppm的已经在诊断操作模式中执行调整的NOX/NH3浓度开始，诱发了大约100ppm至140ppm的限定的浓度变化。曲线110示出了在有缺陷的SCR颗粒过滤器的情况下在SCR颗粒过滤器下游记录的NOX/NH3浓度。在诊断操作模式阶段，这里已经可以看到大约15ppm的NOX/NH3浓度的升高值。在时间T1，NOX/NH3浓度在时间窗口TW内开始以梯度G1增加，并且在时间窗口TW结束时，在时间T2增加到最大浓度KM1。
相比之下，曲线120示出了在完好的SCR颗粒过滤器的情况下在SCR颗粒过滤器下游记录的NOX/NH3浓度。这里，在诊断操作模式的阶段存在NOX/NH3浓度的最小值。在这种情况下，同样，在时间T1，NOx/NH3浓度在时间窗口TW内开始增加，但是具有显著浅于曲线110的梯度的梯度G2。因此，直到时间T2，在时间窗口TW结束时，也是仅获得显著更低的最大浓度KM2的情况。
从上述示例性实施例显而易见的是，作为浓度比较值VgW，可以使用在时间窗口TW内至多某个时间点或在时间窗口TW结束时达到的相应最大浓度MK1、MK2，或者还可以使用在时间窗口TW内的NOX/NH3浓度增加的相应梯度G1、G2。此外，可以结合考虑在SCR颗粒过滤器下游确定的浓度值和在上游指定或确定的浓度值，并由此确定比较值。这里，在SCR颗粒过滤器上游的NOX/NH3浓度值可以基于默认值，使用模型考虑来确定或者通过浓度传感器(如果存在)来测量。
为了确定浓度比较值VgW，在一个示例性实施例中，在时间窗口TW内确定的在SCR颗粒过滤器下游的浓度增加的梯度可以除以在SCR颗粒过滤器上游的浓度变化的阶跃变化值。结果用作浓度比较值VgW。例如，如果在SCR颗粒过滤器下游的浓度增加的梯度是11.3ppm/s，并且在SCR颗粒过滤器上游的浓度变化的阶跃变化值是480ppm(其中必须观察符号)，则结果是浓度比较值：
(11.3ppm/s)/480ppm = 0.024/s。
如果存在例如0.016/s的极限值GW，这将是过冲(VgW ≥ GW)，并且必须将SCR颗粒过滤器评估为有缺陷(SCR-PF=nok)。
这种方案提高了该方法对抗干扰影响的鲁棒性。
该方法的另一个实施例的特征在于，NH3和/或NOX浓度变化具有浓度增加和紧接着的浓度降低，并且在SCR颗粒过滤器3的上游和下游在每种情况下的浓度增加和浓度降低的值和/或梯度彼此结合使用，以用于评估在SCR颗粒过滤器3的下游测量的NH3和/或NOX浓度变化。
例如，在每种情况下，可以形成下游的浓度增加的梯度与在SCR颗粒过滤器上游的浓度增加的阶跃变化值的一个比率以及下游的后续浓度降低的梯度与在SCR颗粒过滤器上游的浓度降低的相关联的阶跃变化值的一个比率，并计算它们的总和。
这在图4中进行了定性图示。该图示出了SCR颗粒过滤器上游的NH3/NOX浓度的曲线100和下游的NH3/NOX浓度的所得到的曲线110。曲线100示出了在时间T1处定向地和限定地诱导的一定量的突然浓度增加+KSp1，以及在时间窗口TW1内直到时间T2的持续的增加的NH3/NOx浓度。随后是同样定向地和限定地诱导的同样量的突然浓度降低KSp2，也就是说，在时间T2，浓度增加完全撤回。在时间T1之后，在紧接在浓度变化+KSp1之后的时间窗口TW1内，直到时间T2，在SCR颗粒过滤器下游的NH3/NOX浓度的所得到的过程显示出梯度为+G1a的增加，并且在紧接在浓度变化-KSp2之后的时间窗口TW2内，NH3/NOX浓度随后以梯度-G1b下降，该时间窗口持续到时间T3。根据上述方案，浓度比较值VgW可以根据以下关系确定：
(+G1a/+KSp1)+(-G1b/-KSp2) = VgW
例如，如果在SCR颗粒过滤器上游浓度增加+480ppm的阶跃变化值的情况下下游出现+7.3ppm/s的梯度，并且随后在浓度降低-480ppm/s的阶跃变化值的情况下下游出现-11.3ppm/s的梯度，则浓度比较值计算为：
((+7.3ppm/s)/+480ppm) + ((-11.3ppm/s)/-480ppm) =
0.015/s + 0.024/s = 0.039/s。
如果存在例如0.026/s的极限值GW，这将是过冲(VgW ≥ GW)，并且必须将SCR颗粒过滤器评估为有缺陷(SCR-PF=nok)。
这种方案进一步提高了该方法对抗干扰影响的鲁棒性。
在该方法的另一个实施例中，如果在SCR颗粒过滤器3的诊断之后，在SCR颗粒过滤器3上游的废气质量流10中的定向的、限定的NH3和/或NOx浓度变化被撤回，则诊断操作模式结束，并且NH3和/或NOx浓度再次以依赖于内燃发动机的当前操作点的方式被设置或控制。
如从图2中可以看出的，现在可以基于诊断结果并以依赖于诊断结果的方式启动各种进一步的措施。
如果诊断结果表明SCR颗粒过滤器完好无损且功能正常(SCR-PF = ok)，则在该方法执行之后，也就是说在SCR颗粒过滤器3的功能性诊断之后，内燃发动机可以再次继续以正常工作操作模式操作；这在表示为“BP_Norm”的方法步骤中示出。
然而，如果诊断结果表明SCR微粒过滤器有缺陷(SCR-PF = nok)，则可以改为启动内燃发动机的紧急操作，这例如仍然可以在发动机性能降低的情况下寻找维修车间。同时，可以向车辆驾驶员输出故障信息，提示他们立即寻找最近的车间并进行修理。这在图2中表示为“BP_Not”的方法步骤中示出。
