PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE102009045881A1 28.04.2011
Titel Verfahren zur Überwachung der Funktion eines Dosierventils in einer Dosiereinrichtung eines SCR-Katalysatorsystems
Anmelder Robert Bosch GmbH, 70469 Stuttgart, DE
Erfinder Hofmann, Michael-Juergen, 70499 Stuttgart, DE;
Lorengel, Stefan, Salzburg, AT
DE-Anmeldedatum 21.10.2009
DE-Aktenzeichen 102009045881
Offenlegungstag 28.04.2011
Veröffentlichungstag im Patentblatt 28.04.2011
IPC-Hauptklasse F01N 11/00  (2006.01)  A,  F,  I,  20091021,  B,  H,  DE
IPC-Nebenklasse F01N 3/10  (2006.01)  A,  L,  I,  20091021,  B,  H,  DE
Zusammenfassung Es wird ein Verfahren zur Überwachung der Funktion eines Dosierventils (13) in einer Dosiereinrichtung, insbesondere in einer Dosiereinrichtung eines SCR-Katalysatorsystems bereitgestellt. Hierbei umfasst die Dosiereinrichtung eine Förderpumpe (16), deren Aktivität auf einen vorgebbaren Reduktionsmitteldruck eingeregelt wird. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Wert, insbesondere ein Korrelationswert ermittelt wird, der den Zusammenhang zwischen Ansteuersignalen (22) des Dosierventils (13) und Aktivitätssignalen (21) der Förderpumpe (16) repräsentiert. Anhand des wenigstens einen Wertes wird die Funktion des Dosierventils (13) überprüft.

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung der Funktion eines Dosierventils in einer Dosiereinrichtung eines SCR-Katalysatorsystems.

Stand der Technik

Es sind Verfahren und Vorrichtungen zum Betreiben einer Brennkraftmaschine insbesondere bei Kraftfahrzeugen bekannt, in deren Abgasbereich ein SCR-Katalysator (Selective Catalytic Reduction) angeordnet ist, der die im Abgas der Brennkraftmaschine enthaltenen Stickoxide (NOx) in Gegenwart eines Reduktionsmittel zu Stickstoff reduziert. Hierdurch kann der Anteil von Stickoxiden im Abgas erheblich vermindert werden. Für den Ablauf der Reaktion wird Ammoniak (NH3) benötigt, das dem Abgas zugemischt wird. Als Reaktionsmittel bzw. Reduktionsmittel werden daher NH3 bzw. NH3-abspaltende Reagenzien eingesetzt. In der Regel wird hierfür eine wässrige Harnstofflösung (Harnstoff-Wasserlösung) verwendet, die vor dem SCR-Katalysator in den Abgasstrang mit Hilfe einer Dosiereinrichtung eingespritzt wird. Aus dieser Lösung bildet sich NH3, das als Reduktionsmittel wirkt. Zur Bevorratung der Harnstofflösung ist ein Reduktionsmitteltank bzw. ein Harnstoffwasserlösungstank vorgesehen.

Der Reduktionsmitteltank ist üblicherweise mit einer Saugleitung ausgestattet, um die Harnstoffwasserlösung aus dem Tank absaugen zu können. Zur Förderung der Harnstoffwasserlösung ist eine Pumpe vorgesehen, die die Lösung durch ein Leitungssystem der Dosiereinrichtung fördert, sodass die Harnstoffwasserlösung über ein Dosierventil, beispielsweise ein elektromagnetisches Einspritzventil, unter Druck in den Abgasstrang eingespritzt werden kann.

Die Reduktionsmitteldosiereinrichtung des SCR-Katalysatorsystems funktioniert als hydraulisches System. Maßgeblich für die Dosierung des Reduktionsmittels ist der Reduktionsmitteldruck, der auf einen vorgebbaren Solldruck geregelt wird. So bewirkt beispielsweise das Öffnen des Dosierventils Druckschwankungen bzw. Druckänderungen in dem Leitungssystem, die durch eine Änderung der Drehzahl des Förderpumpenmotors ausgeglichen werden.

Um eine optimale Abgasnachbehandlung zu ermöglichen, ist es erforderlich, dass das Reduktionsmittel bedarfsabhängig sehr genau und präzise eingespritzt wird. Es erfolgt daher eine geregelte Ansteuerung des Dosierventils. Maßgeblich für die ordnungsgemäße Abgasnachbehandlung ist die Funktion des Dosierventils. Es ist daher bekannt, die Funktion des Dosierventils zu diagnostizieren bzw. zu überprüfen. Beispielsweise beschreibt die deutsche Offenlegungsschrift DE 10 2006 013 293 A1 ein Verfahren zur Diagnose des Dosierventils, bei dem der Druck im Reagenzmitteldosiersystem beobachtet wird und anhand eines Vergleichs mit Schwellenwerten überprüft wird, ob das Dosierventil beispielsweise offen oder geschlossen klemmt. Nachteilig hierbei ist, dass das Verfahren zu Diagnosezwecken einen Eingriff in den Dosiervorgang erfordert.

Die vorliegende Erfindung stellt sich demgegenüber die Aufgabe, das Verfahren zur Überwachung der Funktion eines Dosierventils in einer Dosiereinrichtung zu vereinfachen und zu verbessern bzw. ein alternatives Verfahren zur Plausibilisierung eines Dosierventils bereitzustellen.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Überwachung der Funktion eines Dosierventils gelöst, wie es Gegenstand des Anspruchs 1 ist. Bevorzugte Ausgestaltungen dieses Verfahrens ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Offenbarung der Erfindung Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren geht von einer Dosiereinrichtung, insbesondere einer Dosiereinrichtung eines SCR-Katalysatorsystems aus, das zur Dosierung des Reduktionsmittels in den Abgasstrang ein Dosierventil und weiter eine Förderpumpe aufweist, wobei die Aktivität der Pumpe in Abhängigkeit von einem im Leitungssystem vorhandenen Reduktionsmitteldruck auf einen vorgebbaren, insbesondere konstanten Druck eingeregelt wird. Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass wenigstens ein Wert, insbesondere ein Korrelationswert, der den Zusammenhang zwischen Ansteuersignalen des Dosierventils und Aktivitätssignalen der Förderpumpe bzw. Aktivitätssignalen des Pumpenmotors repräsentiert, ermittelt wird. Anhand dieses wenigstens einen Wertes wird die Funktion des Dosierventils überprüft. Diesem Verfahren liegt zugrunde, dass die Ansteuerung des Dosierventils, insbesondere die Öffnung des Dosierventils, im Leitungssystem der Dosiereinrichtung Druckschwankungen, in diesem Fall beispielsweise eine Druckabsenkung, bewirkt, die beispielsweise durch eine Drehzahländerung des Pumpenmotors in der Weise ausgeglichen wird, dass ein vorgebbarer, insbesondere ein voreingestellter konstanter Druck eingeregelt wird. Aus diesem Zusammenhang lässt sich erfindungsgemäß schließen, ob die Ansteuerung des Dosierventils tatsächlich zu einer Änderung des Öffnungszustandes des Dosierventils geführt hat. Dieser Zusammenhang lässt sich anhand wenigstens eines Korrelationswertes zwischen den Ansteuersignalen des Dosierventils und den Aktivitätssignalen der Förderpumpe erfassen, sodass erfindungsgemäß anhand des Korrelationswertes die Funktion des Dosierventils überwacht werden kann. Wird der zu erwartende Zusammenhang zwischen den Aktivitätssignalen der Förderpumpe, beispielsweise der Pumpenmotorgeschwindigkeit, und der Ansteuerung des Dosierventils festgestellt, ist davon auszugehen, dass das Dosierventil ordnungsgemäß funktioniert. Kann der erwartete Zusammenhang nicht festgestellt werden, ist davon auszugehen, dass das Dosierventil nicht ordnungsgemäß funktioniert, also trotz Ansteuerung nicht wie angesteuert öffnet oder schließt, und beispielsweise geschlossen oder offen klemmt. In diesem Fall kann beispielsweise im Rahmen einer On-Board-Diagnostik (OBD) ein Fehlersignal ausgegeben werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt es, eine zuverlässige Aussage über die Funktion des Dosierventils zu erhalten, und zwar unabhängig von der Stärke der Ansteuerung des Dosierventils und unabhängig von der Änderung der Ansteuerung des Dosierventils. Bei dem aus der DE 10 2006 013 293 A1 bekannten Verfahren ist es zur Plausibilisierung des Dosierventils hingegen erforderlich, die Ansteuerdauer des Dosierventils um einen erheblichen Wert zu ändern, damit zuverlässig eine Plausiblisierung durchgeführt werden kann.

In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden zur Ermittlung des wenigstens einen Wertes bzw. des wenigstens einen Korrelationswertes Ansteuersignale des Dosierventils während eines Dosiervorgangs herangezogen. Während des Dosiervorgangs, also während der Öffnung des Dosierventils, kommt die Korrelation bzw. der Zusammenhang zwischen der Aktivität des Dosierventils und der erfindungsgemäß berücksichtigten Regelung der Förderpumpe in Abhängigkeit von den Druckschwankungen, die durch das Öffnen des Dosierventils zustande kommen, besonders deutlich zum Tragen. So ist es möglich, dass eine fehlerhafte Funktion des Dosierventils feststellbar ist, wenn das Dosierventil trotz Ansteuerung nicht wie angesteuert öffnet oder schließt, beispielsweise machen bei einem offen oder geschlossen klemmenden Dosierventil die hierdurch entstehenden Druckschwankungen im Leitungssystem eine Regelung des Förderpumpenmotors erforderlich, die nicht mit der Ansteuerung des Dosierventils korreliert, sodass auch in diesem Fall aus den Korrelationswerten auf die nicht ordnungsgemäße Funktion des Dosierventils geschlossen werden kann.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens können die Aktivitätssignale des Pumpenmotors während eines Dosiervorgangs zur Ermittlung des wenigstens einen Wertes herangezogen werden. Dies kann beispielsweise alternativ oder zusätzlich zu der Berücksichtigung der Ansteuersignale des Dosierventils während eines Dosiervorgangs zur Ermittlung des wenigstens einen Wertes erfolgen.

Vorzugsweise wird der Wert für den Zusammenhang zwischen den Ansteuersignalen des Dosierventils und den Aktivitätssignalen der Förderpumpe anhand folgender Funktionen ermittelt:

wobei
r:
Korrelationswert,
x:
Signal_Förderpumpe,
x :
Mittelwert Signal_Förderpumpe,
sx:
Varianz Signal_Förderpumpe,
y:
Signal_Doslerventil,
y :
Mittelwert Signal Dosierventil,
sy:
Varianz Signal_Dosierventil
sind.

Hierbei gilt: –1 ≤ r ≤ 1. Ist der Wert r in der Nähe von 1 oder –1, liegt eine starke positive bzw. negative Korrelation vor. Liegt der Wert in der Nähe von 0, sind die Signale schwach korreliert. In diesem Fall ist davon auszugehen, dass der erwartete Zusammenhang nicht gegeben ist, bzw. dass die Funktion des Dosierventils mangelhaft ist. Für die rechnerische Ermittlung des Korrelationswertes r bzw. des Korrelationskoeffizienten werden beispielsweise die pulsweitenmodulierten Signale des Pumpenmotors und des Dosierventils, die beispielsweise im Steuergerät der Brennkraftmaschine als Duty-Cycle (Tastverhältnis) abrufbar sind, herangezogen.

Vorzugsweise wird der erfindungsgemäß ermittelte Korrelationswert mit einem vorgebbaren Schwellenwert verglichen. Bei einem Unterschreiten des Schwellenwertes wird darauf geschlossen, dass das Dosierventil defekt ist. Ein beispielhafter Schwellenwert liegt im Bereich von circa 0,6 bis circa 0,8. Der jeweils zu wählende Wertebereich für einen Schwellenwert ist insbesondere von der Steifheit des jeweiligen hydraulischen Systems abhängig und kann vorzugsweise empirisch bestimmt und/oder kalibriert werden.

Mit besonderem Vorteil werden ferner Korrelationswerte zu verschiedenen Zeitpunkten bzw. in verschiedenen Zeitfenstern ermittelt, beispielsweise in verschiedenen Zeitfenstern, in denen das Dosierventil im aktuellen Betrieb oder auch zu Diagnosezwecken angesteuert wird. Aus einem hieraus gebildeten Mittelwert der Korrelationswerte kann in besonders zuverlässiger und aussagekräftiger Weise auf die ordnungsgemäße oder mangelhafte Funktion des Dosierventils geschlossen werden.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Korrelationswert rekursiv berechnet. Hierdurch können größere Datenmengen vermieden werden. Dies kann beispielsweise für einen Microcontroller eines Steuergeräts einer Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug vorteilhaft sein.

Mit Vorteil kann es vorgesehen sein, dass vor der Ausgabe einer Fehlermeldung zunächst abgewartet wird, ob der Fehler häufiger oder über eine längere Zeit auftritt. Beispielsweise kann es vorgesehen sein, dass der erfindungsgemäß ermittelte Korrelationswert wiederholt unterhalb eines Schwellenwertes liegen muss, bevor eine entsprechende Fehlermeldung ausgegeben wird, sodass falsche Fehlermeldungen vermieden werden.

Die Erfindung umfasst weiterhin ein Computerprogramm, das alle Schritte des beschriebenen Verfahrens ausführt, wenn es auf einem Rechengerät oder einem Steuergerät abläuft. Schließlich umfasst die Erfindung ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist, zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens, wenn das Programm auf einem Rechengerät oder einem Steuergerät ausgeführt wird. Mit einem solchen Computerprogramm lässt sich in sehr vorteilhafter Weise das Dosierventil einer Dosiereinrichtung eines SCR-Katalysatorsystems überwachen. Der besondere Vorteil des Computerprogramms ist, dass das erfindungsgemäße Verfahren ohne Weiteres bei bestehenden Kraftfahrzeugen eingesetzt werden kann, ohne das weitere Komponenten in das SCR-Katalysatorsystem eingebaut werden müssten. Es ist lediglich eine Anpassung der Auswertesoftware durch Aufspielen des auf dem Computerprogrammprodukt gespeicherten Computerprogramms beispielsweise im Steuergerät der Brennkraftmaschine erforderlich.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen. Hierbei können die einzelnen Merkmale jeweils für sich oder in Kombination miteinander verwirklicht sein.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

In den Zeichnungen zeigen:

1 eine schematische Darstellung der Komponenten der Dosiereinrichtung. eines SCR-Katalysatorsystems (Stand der Technik) und

2 zeitlicher Verlauf der Signale eines Förderpumpenmotors und eines Dosierventils als Duty-Cycle (Tastverhältnis).

Beschreibung von Ausführungsbeispielen

1 zeigt in schematischer Weise die bekannten Komponenten einer Dosiereinrichtung in einem SCR-Katalysatorsystem. Im Abgasstrang 10 einer Brennkraftmaschine 11 ist ein SCR-Katalysator 12 angeordnet, der durch eine selektive katalytische Reduktion (SCR) selektiv Stickoxide im Abgas reduziert. Für diese Reaktion wird Ammoniak (NH3) als Reduktionsmittel eingesetzt. Da Ammoniak eine toxische Substanz ist, wird diese Substanz aus der ungiftigen Trägersubstanz Harnstoff gewonnen, der als flüssige Harnstoffwasserlösung über die Dosiereinrichtung 13 in den Abgasstrang 10 stromaufwärts des SCR-Katalysators 12 eingespritzt wird. Die wässrige Harnstofflösung wird in einem Reduktionsmitteltank 14 bevorratet. Zur Entnahme der Harnstoffwasserlösung ist eine Saugleitung 15 vorgesehen. Das Reduktionsmittel wird über eine Förderpumpe 16 aus dem Reduktionsmitteltank 14 gefördert und unter Druck in der Druckleitung 17 zum Dosierventil 13 geleitet. Die Harnstoffwasserlösung wird präzise und bedarfsgerecht in den Abgasstrang 10 eingespritzt. Hierfür ist der Druck des Reduktionsmittels in der Druckleitung 17 maßgeblich. Dieser Reduktionsmitteldruck wird auf einen vorgebbaren Solldruck geregelt. Hierfür ist ein Drucksensor 18 vorgesehen, der die erfassten Drucksignale an ein Steuergerät 19, beispielsweise ein Motorsteuergerät oder ein gegebenenfalls zusätzlich vorhandenes Steuergerät für das SCR-System, weiterleitet, sodass die Förderpumpe 16 über eine Signalgebung des Steuergeräts 19 den vorgebbaren Solldruck einregeln kann. Die Ansteuerung des Dosierventils 13 erfolgt ebenfalls über eine Signalgebung des Steuergeräts 19. Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass der Zusammenhang zwischen der Öffnung des Dosierventils 13 und dadurch verursachte Druckschwankungen in der Druckleitung 17 im Zusammenhang mit der Regelung der Förderpumpe 16, mit deren Aktivität ein vorgebbarer Solldruck des Reduktionsmittels eingestellt wird, genutzt wird, um die Funktion des Dosierventils 13 zu überwachen. Hierfür wird ein Wert, insbesondere ein Korrelationswert ermittelt, der den Zusammenhang zwischen Ansteuersignalen des Dosierventils 13 und Aktivitatssignalen der Förderpumpe 16 repräsentiert. Mit Hilfe dieses Wertes wird die Funktion des Dosierventils 13 überprüft. Dieses Verfahren wird anhand der in 2 gezeigten Signale des Pumpenmotors und des Dosierventils näher erläutert.

2 zeigt die pulsweitenmodulierten Signale des Pumpenmotors PmpMotSig 21 im oberen Bereich und die pulsweitenmodulierten Signale des Dosierventils DosVtlSig 22 im unteren Bereich über die Zeit bei ordnungsgemäß funktionierendem Dosierventil 13. Der Pumpenmotor 16 wird beispielsweise mittels eines PI-Reglers auf einen voreingestellten konstanten Druck eingeregelt. Durch das Öffnen des Ventils 13 ergeben sich Druckschwankungen im Reduktionsmittel, die der Pumpenmotor 16 durch eine Änderung der Drehzahl ausgleicht. Dieser Zusammenhang bzw. diese Korrelation zwischen den Ansteuersignalen 22 des Dosierventils 13 und den Aktivitatssignalen 21 des Pumpenmotors 16 wird erfindungsgemäß genutzt, um die Funktion des Dosierventils 13 zu überwachen. Ist dieser zu erwartende Zusammenhang gegeben, wird darauf geschlossen, dass das Dosierventil 13 ordnungsgemäß funktioniert. Ist dieser Zusammenhang nicht gegeben, ist davon auszugehen, dass ein Defekt des Dosierventils 13 vorliegt, sodass eine entsprechende Fehlermeldung ausgegeben werden kann.

Die Ansteuersignale 22 des Dosierventils und die Aktivitätssignale 21 des Förderpumpenmotors, die im Steuergerät 19 abgerufen werden können, werden zur rechnerischen Ermittlung wenigstens eines Korrelationswertes herangezogen. Mit Vorteil kann diese Ermittlung rekursiv erfolgen. Hierbei werden Signale des Pumpenmotors 16 und Signale des Dosierventils 13 berücksichtigt, die im Wesentlichen zeitgleich bzw. in dem gleichen Zeitfenster auftreten.

Die in der 2 dargestellten Signale sind als Tastverhältnis (Duty-Cycle) der pulsweitenmodulierten Signale des Pumpenmotors 21 und des Dosierventils 22 dargestellt. Deutlich zu erkennen ist der Zusammenhang zwischen der Änderung der Dosiermenge, die proportional zum Tastverhältnis 22 ist, und der Änderung der Pumpendrehzahl, die proportional zum Tastverhältnis 21 des Pumpenmotors ist. Erfindungsgemäß wird dieser Zusammenhang als Korrelationswert erfasst, der anhand von Vergleichswerten bzw. Schwellenwerten dahingehend beurteilt wird, ob die zu erwartende Korrelation gegeben ist oder nicht. Vorzugsweise werden für die Ermittlung des Korrelationswertes Daten berücksichtigt, die während eines Dosiervorgangs erfasst werden. In dem in 2 gezeigten Beispiel sind dies beispielweise die Zeitfenster (a), (b) und (c).

Die rechnerische Ermittlung des Korrelationsfaktors wird bevorzugt anhand folgender Funktionen vorgenommen:

Hierbei wird die Kovarianz sxy anhand der Formel.

berechnet. Hierbei sind
r:
Korrelationswert,
x:
Signal_Förderpumpe,
x :
Mittelwert Signal_Förderpumpe,
sx:
Varianz Signal_Förderpumpe,
y:
Signal_Dosierventil,
y :
Mittelwert Signal_Dosierventil,
sy:
Varianz Signal_Dosierventil.

Dabei gilt –1 ≤ r ≤ 1.

Mit den oben genannten Funktionen ergibt sich für das in 2 gezeigte Beispiel der Signale des Pumpenmotors und des Dosierventils folgende Korrelationsfaktoren für die zeitlichen Bereiche (a), (b) und (c).

  • (a) 62 s bis 264 s: Korrelationsfaktor r1 = 0,805
  • (b) 499 s bis 699 s: Korrelationsfaktor r2 = 0,813
  • (c) 1124 s bis 1249 s: Korrelationsfaktor r3 = 0,820.

Diese beispielhaften Werte zeigen die gute Korrelation der beiden Größen PmpMotSig und DosVtlSig. Die Korrelation ist in den verschiedenen Zeitfenstern etwa gleich.

Mit besonderem Vorteil wird für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ein Schwellenwert festgelegt, der insbesondere von der Steifheit des hydraulischen Systems abhängig ist und beispielsweise im Bereich von circa 0,6 bis circa 0,8 liegen kann. Befindet sich der errechnete Korrelationsfaktor unterhalb dieses Schwellenwertes ist davon auszugehen, dass keine ausreichende Korrelation gegeben ist und ein Defekt des Dosierventils 13 vorliegt.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann beispielsweise folgendermaßen durchgeführt werden:

Zunächst wird geprüft, ob das Dosierventil 13 aktiviert ist. Während eines oder mehrerer Dosiervorgänge werden Korrelationswerte anhand der oben beschriebenen Funktion ermittelt, wobei die pulsweitenmodulierten Signale PmpMotSig und DosVtlSig herangezogen werden. Alternativ können die Werte rekursiv nach aus der Fachliteratur bekannten statistischen Methoden berechnet werden, um größere Datenmengen zu vermeiden. Bei der Auswertung der Daten sollte berücksichtigt werden, dass es in Folge einer zu geringen Abtastfrequenz zu unerwünschten Alias-Effekten kommen kann. Daher sollten die Signale des Pumpenmotors und des Dosierventils in den gleichen Zeitintervallen ausgewertet werden. Die Korrelationswerte können für mehrere Zeitbereiche bzw. Zeitfenster berechnet werden. Vorzugsweise werden hierbei die Bereiche verworfen, in denen der Duty-Cycle bzw. das Tastverhältnis des Dosierventils etwa 0% ist. Weiterhin können die Werte um den Ein- und Auszeitschaltpunkt des Dosierventils verworfen werden. Falls die berechneten ri-Werte in einem zu definierenden Intervall, in dem verlässliche und auswertbare Daten zu erwarten sind, liegen (Korr_min_C ≤ ri ≤ Korr_max_C, i = 1, 2, ...) werden die Werte akzeptiert und der Mittelwert r_Mittel = 1/i·(r1 + r2 + ... ri) gebildet. Alternativ oder zusätzlich hierzu können die zurückliegenden n Werte des Pumpenmotortastverhältnisses und des Dosierventiltastverhältnisses betrachtet werden. Befindet sich unter den Dosierventiltastverhältnissen mindestens ein solcher Messpunkt, an dem das Dosierventil nicht angesteuert worden ist, das heißt DosVtlSig = 0, werden die n Werte nicht betrachtet. Ansonsten wird der Korrelationskoeffizient r_Alt der zwei Signale berechnet. Dieser Vorgang kann in jedem Steuergerätezyklus durchgeführt werden.

Der Wert r_Mittel wird mit einem Schwellenwert r_Plaus_C verglichen. Der Schwellenwert wird vorzugsweise experimentell bestimmt und liegt beispielsweise zwischen 0,6 und 0,8. Zusätzlich oder alternativ hierzu kann r_Alt mit einem Schwellenwert verglichen werden, sobald ein r_Alt ermittelt worden ist.

Falls der ermittelte Korrelationswert r_Mittel > r_Plaus_C ist, ist das Dosierventil in Ordnung. Falls r_Mittel ≤ r_Plaus_C ist, kann ein Fehlersignal ausgegeben werden. Mit besonderem Vorteil kann der Schwellenwert r_Plaus_C ein Kalibrationswert sein, der bei Bedarf oder in regelmäßigen Abständen überprüft und angepasst wird. Alternativ oder zusätzlich zur Mittelwertbildung r_Mittel und Vergleich dieses Wertes mit dem Schwellenwert kann der Wert r_Alt betrachtet und mit dem Schwellenwert verglichen werden.

Um falsche Fehlermeldungen zu vermeiden, kann es vorgesehen sein, eine Entprellung vorzunehmen, das heißt, es wird erst nach mehreren Messungen, die auf einen Defekt schließen lassen, ein Plausibilisierungsfehler gemeldet bzw. angezeigt.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, dass keine großen Änderungen in der Dosiermengenanforderung erforderlich sind. Das Verfahren kann ohne weiteren Eingriff in die Dosiervorgänge während des laufenden Betriebs durchgeführt werden, wobei die Daten bzw. Signale des Dosierventils und des Förderpumpenmotors kontinuierlich oder zu diskreten Zeitintervallen erfasst und erfindungsgemäß ausgewertet werden.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.

Zitierte Patentliteratur

  • DE 102006013293 A1 [0005, 0009]


Anspruch[de]
Verfahren zur Überwachung der Funktion eines Dosierventils (13) in einer Dosiereinrichtung, insbesondere in einer Dosiereinrichtung eines SCR-Katalysatorsystems, wobei die Dosiereinrichtung eine Förderpumpe (16) aufweist, deren Aktivität auf einen vorgebbaren Reduktionsmitteldruck eingeregelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Wert, insbesondere ein Korrelationswert, der den Zusammenhang zwischen Ansteuersignalen (22) des Dosierventils (13) und Aktivitätssignalen (21) der Förderpumpe (16) repräsentiert, ermittelt wird und anhand des wenigstens einen Wertes die Funktion des Dosierventils (13) überprüft wird. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuersignale (22) des Dosierventils (13) während eines Dosiervorgangs zur Ermittlung des wenigstens einen Wertes herangezogen werden. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktivitätssignale (21) der Förderpumpe (16) während eines Dosiervorgangs zur Ermittlung des wenigstens einen Wertes herangezogen werden. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Korrelationswert anhand folgender Funktionen ermittelt wird:
und
wobei

r: Korrelationswert,

x: Signal_Förderpumpe,

x
: Mittelwert Signal_Förderpumpe,

sx: Varianz Signal_Förderpumpe,

y: Signal_Dosierventil,

y
: Mittelwert Signal_Dosierventil,

sy: Varianz Signal_Dosierventil sind.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der ermittelte Korrelationswert mit einem vorgebbaren Schwellenwert verglichen wird und bei einem Unterschreiten des Schwellenwertes darauf geschlossen wird, dass das Dosierventil (13) defekt ist. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Korrelationswerte zu verschiedenen Zeitpunkten ermittelt und ein Mittelwert der Korrelationswerte gebildet wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Korrelationswert rekursiv ermittelt wird. Computerprogramm, das alle Schritte eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 ausführt, wenn es auf einem Rechengerät oder einem Steuergerät (19) abläuft. Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist, zur Durchführung eines Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wenn das Programm auf einem Rechengerät oder einem Steuergerät (19) ausgeführt wird.






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com