BRPI0620226A2

BRPI0620226A2 - método e arranjo para monitorar o funcionamento de um sensor ou um sistema de pós-tratamento de gás de exaustão

Info

Publication number: BRPI0620226A2
Application number: BRPI0620226-8A
Authority: BR
Inventors: David Elfvik
Original assignee: Scania Cv Ab
Priority date: 2005-12-20
Filing date: 2006-12-06
Publication date: 2011-11-01
Also published as: SE529410C2; US20080295489A1; SE0502822L; CN101341315A; US7680587B2; WO2007073324A1; JP2009520155A; EP1969215A1

Abstract

MéTODO E ARRANJO PARA MONITORAR O FUNCIONAMENTO DE UM SENSOR OU UM SISTEMA DE PóS-TRATAMENTO DE GAS DE EXAUSTAO A invenção diz respeito a um método de monitoração e um arranjo de monitoração, em que: a) primeiro valor de comparação é estabelecido com base em informação proveniente de um sensor (11) tal como para a magnitude medida de um parâmetro relacionado a gases de exaustão fluindo para fora de um dispositivo de pós-tratamento de gás de exaustão incluido em um sistema de pós-tratamento de gás de exaustão; b) um segundo valor de comparação correspondente ao primeiro valor de comparação é estabelecido com base em um valor representando a magnitude do dito parâmetro calculado com base em um modelo de cálculo; c) um valor de diferença representando a diferença entre os ditos valores de comparação é estabelecido; d) as etapas a)-c) são repetidas durante um certo período de tempo e um valor de variáncia representando a variância do valor de diferença durante este período de tempo é estabelecida; e e) o valor de variância é comparado com umdado valor limiar para geração de informação com referência ao funcionamento do sensor ou do sistema.

Description

"MÉTODO E ARRANJO PARA MONITORAR O FUNCIONAMENTO DE UM SENSOR OU UM SISTEMA DE PÓ S-TRATAMENTO DE GÁS DE EXAUSTÃO"

CAMPO TÉCNICO

A presente invenção diz respeito a um método e um arranjo de monitoração para monitorar o funcionamento de um sensor arranjado para medir a magnitude de um parâmetro re- lacionado a gases de exaustão fluindo para fora de um dispo- sitivo de pós-tratamento de gás de exaustão incluído em um sistema de pós-tratamento de gás de exaustão de um veículo motorizado. A invenção também diz respeito a um método e um arranjo de monitoração para monitorar o funcionamento de um sistema de pós-tratamento de gás de exaustão de um veículo motorizado com base em valores de medição provenientes de um sensor, tais como para a magnitude de um parâmetro relacio- nado a gases de exaustão fluindo para fora de um dispositivo de pós-tratamento de gás de exaustão incluído no sistema de pós-tratamento de gás de exaustão. Além disso, a invenção diz respeito a um programa de computador compreendendo códi- go de programa de computador para implementar um método de acordo com a invenção, um produto de programa de computador compreendendo uma mídia de armazenamento de dados legível por uma unidade de controle eletrônico e tendo o dito pro- grama de computador armazenado na mesma, e uma unidade de controle eletrônico.

TÉCNICA ANTERIOR

A fim de satisfazer regulamentos existentes e fu- turos com referência a Diagnósticos a Bordo de um sistema de pós-tratamento de gás de exaustão de um veículo motorizado pesado, é necessário, por exemplo, controlar se um catalisa- dor, por exemplo, na forma de um catalisador SCR (SCR = Re- dução Catalitica Seletiva), incluído no sistema está funcio- nando de forma apropriada.

Um método para monitorar um catalisador SCR é co- nhecido anteriormente a partir da WO 2004/109072 A1. De a- cordo com este método conhecido, um valor de temperatura re- presentando a temperatura de gases de exaustão fluindo para fora do catalisador SCR é calculado por meio de um modelo de cálculo e comparado com um valor de temperatura medido na linha de exaustão a jusante do catalisador SCR. Com base na correspondência entre estes valores de temperatura, tal co- mo, por exemplo, a diferença entre eles, é estabelecido se o catalisador SCR e o seu dispositivo de injeção estão ou não funcionando em uma maneira satisfatória e esperada. Métodos similares também são conhecidos anteriormente a partir da DE 4 122 787 A1, US 5 860 277 A e EP 0 756 071 A2. Um problema associado com estes tipos de métodos de monitoração que se baseiam em um modelo de cálculo é que o modelo de cálculo normalmente pode dar valores de cálculo de correção corre- tos, mas em algumas condições de operação pode dar valores de cálculo desviando substancialmente dos valores reais cor- respondentes. Assim, indicações de falha incorretas podem ser geradas baseadas em amostras de teste registradas duran- te as últimas condições de operação mencionadas.

O funcionamento de um catalisador SCR também pode ser monitorado por meio de um sensor de NOx arranjado para medir o conteúdo de NOx nos gases de exaustão a jusante do catalisador. Este sensor de NOx pode ser suplementado por um outro sensor de NOx arranjado para medir o conteúdo de NOx nos gases de exaustão a montante do catalisador a fim de fornecer um valor de comparação. Entretanto, um sensor de NOx é um componente caro e uma opção para dispensar um sen- sor de NOx a montante do catalisador é usar um modelo de cálculo para calcular a quantidade de NOx produzido pelo mo- tor de veiculo. Além disso, um outro modelo de cálculo pode ser usado para calcular a conversão esperada de NOx no cata- lisador a fim de obter valores calculados do conteúdo de NOx nos gases de exaustão a jusante do catalisador. Estes valo- res calculados podem então ser comparados com os valores de medição do sensor de NOx a jusante do catalisador a fim de detectar possíveis desarranjos do catalisador e" do equipa- mento associado. 0 uso de modelos de cálculo para calcular a magnitude do conteúdo de NOx nos gases de exaustão pode, en- tretanto, dar valores de cálculo desviando substancialmente dos valores reais correspondentes, o que por sua vez pode resultar na geração de indicações de falha incorretas.

REVELAÇÃO DA INVENÇÃO

O objetivo da presente invenção é propor um modo de monitorar um sistema de pós-tratamento de gás de exaustão ou um sensor incluído em um sistema como este, por meio do qual os problemas indicados anteriormente possam ser alivia- dos .

Este objetivo é alcançado por meio de um método tendo os recursos definidos na reivindicação 1' e na reivin- dicação 9, respectivamente, e um arranjo de monitoração ten- do os recursos definidos na reivindicação 5 e na reivindica- ção 14, respectivamente.

De acordo com a solução inventiva:

a) um primeiro valor de comparação é estabelecido com base em informação proveniente de um sensor tal como pa- ra a magnitude medida de um parâmetro relacionado a gases de exaustão fluindo para fora de um dispositivo de pós- tratamento de gás de exaustão, por exemplo, na forma de um catalisador ou um filtro, incluído em um sistema de pós- tratamento de gás de exaustão de um veículo motorizado;

b) um segundo valor de comparação correspondente ao primeiro valor de comparação é estabelecido com base em um valor representando a magnitude do dito parâmetro calcu- lado com base em um modelo de cálculo;

c) um valor de diferença representando a diferença entre os ditos valores de comparação é estabelecido;

d) as etapas a)-c) são repetidas durante um certo . período de tempo e um valor de variância representando a va- riância do valor de diferença durante este período de tempo é estabelecida; e

e) o valor de variância é comparado com um dado valor limiar para geração de informação com referência ao funcionamento do sensor ou do sistema de pós-tratamento de gás de exaustão.

Uma indicação de falha é gerada adequadamente se o valor de variância superar o dado valor limiar a fim de in- dicar assim um desarranjo funcional do dito sensor ou siste- ma de pós-tratamento de gás de exaustão.

Pelo uso do valor de variância indicado anterior- mente será possível avaliar um grande número de amostras de teste consecutivas em maneira racional e apropriada, ao mes- mo tempo que evitando que algumas amostras de teste anormais tenham um impacto muito significativo na informação gerada e na geração da indicação de falha. Assim, a informação gerada e a indicação de falha são baseadas em diversas amostras de teste registradas durante um período de tempo adequado e al- gumas amostras de teste anormais entre as diversas amostras de teste normais registradas durante este período de tempo não causarão por si mesmas a geração de uma indicação de fa- lha se o sensor e o sistema de pós-tratamento de gás de e- xaustão associado estiverem funcionando de forma apropriada.

Recursos vantajosos adicionais dos métodos de mo- nitoração e dos arranjos de monitoração de acordo com a in- venção estão indicados nas reivindicações dependentes e na descrição a seguir.

A invenção também diz respeito a um programa de computador tendo os recursos definidos na reivindicação 19, um produto de programa de computador tendo os recursos defi- nidos na reivindicação 21 e uma unidade de controle eletrô- nico tendo os recursos definidos na reivindicação 22.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DOS DESENHOS

A invenção será descrita a seguir mais rigorosa- mente por meio. de exemplos de modalidades, com referência aos desenhos anexos, onde:

A Figura 1 é um diagrama esquemático de um motor de combustão com um sistema de pós-tratamento de gás de e- xaustão associado, ilustrando uma modalidade de um arranjo de monitoração de acordo com a presente invenção;

As Figuras 2a e 2b são diagramas mostrando valores de comparação registrados em um sistema de pós-tratamento de gás de exaustão com base na temperatura de gás de exaustão a jusante de um catalisador incluído no dito sistema, e valo- res de diferença e valores de variância correspondentes cal- culados com base nos valores de comparação;

As Figuras 3a e 3b são diagramas correspondentes aos diagramas da figura 2a e da figura 2b, respectivamente, mas com o catalisador removido do sistema de pós-tratamento de gás de exaustão;

A Figura 4 é um diagrama de contorno esquemático de uma unidade' de controle eletrônico para implementar um método de acordo com a invenção;

A Figura 5 é um fluxograma ilustrando um método de acordo com uma primeira modalidade da invenção; e

A Figura 6 é um fluxograma ilustrando um método de acordo com uma segunda modalidade da invenção.

MODO(S) PARA EXECUÇÃO DA INVENÇÃO

Um método de monitoração e arranjo de monitoração inventivos serão descritos a seguir tal como implementados para monitorar o funcionamento de um sistema de pós- tratamento de gás de exaustão compreendendo um catalisador ou o funcionamento de um sensor de temperatura ou sensor de NOx incluído em um sistema como este. Entretanto, a invenção não é em nenhum modo limitada a estas utilizações. Ao con- trário, a invenção pode ser utilizada para monitorar ura sis- tema de pós-tratamento de gás de exaustão tendo qualquer ti- po de dispositivo de pós-tratamento de gás de exaustão que tenha um efeito na magnitude de um parâmetro de gás de e- xaustão, o qual possa ser medido por um sensor e simultanea- mente calculado com base em um modelo de cálculo. A invenção pode, por exemplo, ser usada para monitorar o funcionamento de um sistema de pós-tratamento de gás de exaustão compreen- dendo um dispositivo de pós-tratamento de gás de exaustão na forma de um filtro, tal como um filtro de partículas ou um filtro de estrutura aberta, ou o funcionamento de um sensor de temperatura incluído em um sistema de pós-tratamento de gás de exaustão como este.

Um motor de combustão 1 com um sistema de pós- tratamento de gás de exaustão 2 associado está mostrado es- quematicamente na figura 1. Os gases de exaustão deixando o motor de combustão 1 são transportados através de uma linha de exaustão 3 e são descarregados no ambiente através de uma saída de exaustão 4. Um catalisador 5 é arranjado na linha de exaustão 3. Os gases de exaustão provenientes do motor de combustão 1 passarão pelo catalisador 5 antes de serem des- carregados no ambiente através da saída de exaustão 4.

No exemplo ilustrado na figura 1, o catalisador 5 é um catalisador SCR. Neste caso, agente de redução é inje- tado por meio de um dispositivo de injeção 6 nos gases de exaustão na linha de exaustão 3 a montante do catalisador 5.

O dispositivo de injeção 6 compreende um ou diversos elemen- tos de injeção 7 na forma de bicos de injeção ou coisa pare- cida arranjados na linha de exaustão 3, e um recipiente de armazenamento de agente de redução 8 conectado a eles. 0 dispositivo de injeção 6 também compreende um elemento de regulagem 9, por exemplo, na forma de uma válvula de contro- le, arranjado para regular o fornecimento de agente de redu- ção para o dito um ou diversos elementos de injeção 7, e um dispositivo de controle 10 conectado ao elemento de regula- gem 9. O elemento de regulagem 9 é controlado pelo dito dis- positivo de controle 10, o qual determina, com base nas con- dições de operação prevalecentes do motor de combustão 1 e do catalisador 5, a quantidade de agente de redução a ser injetado nos gases de exaustão. O dispositivo de injeção 6 também pode compreender componentes adicionais, tais como uma ferramenta de dosagem, etc. O agente de redução pode ser uréia (CO (NH2) 2) , amônia (NH3) ou hidrocarboneto (combustí- vel) .

Um sensor 11 é arranjado na linha de exaustão ' 3 a jusante do catalisador 5. Ne"ste exemplo, o sensor 11 é um sensor de temperatura arranjado para gerar um valor de tera- peratura T1, denominado aqui primeiro valor de temperatura, representando a temperatura dos gases de exaustão fluindo para fora do catalisador 5, isto é, a temperatura de gás de exaustão na saída do catalisador.

Um outro sensor de temperatura 12 é arranjado na linha de exaustão 3 a montante do catalisador 5. Este sensor de temperatura 12 é arranjado para gerar um valor de tempe- ratura T3, denominado aqui terceiro valor de temperatura, representando a temperatura dos gases de exaustão a montante do catalisador 5. Este sensor de temperatura 12 pode ser ar- ranjado a jusante do dito um ou diversos elementos de inje- ção 7, tal como ilustrado na figura 1, ou alternativamente a montante do dito um ou diversos elementos de injeção 7.

O arranjo de monitoração 20 compreende o disposi-

tivo de cálculo 21 adaptado para calcular um valor de tempe- ratura T2, denominado aqui segundo valor de temperatura, re- presentando a temperatura dos gases de exaustão fluindo para fora do catalisador 5. Assim, o segundo valor de temperatura T2 constitui um valor estabelecido teoricamente da tempera- tura de gás de exaustão na saida do catalisador 5. O dispo- sitivo de cálculo 21 é adaptado para calcular o segundo va- lor de temperatura T2 por meio de um modelo de cálculo ade- quado. O modelo de cálculo pode ser projetado em qualquer maneira desejada e usar quaisquer parâmetros de entrada de- sejados visto que ele fornece, com uma precisão desejada, um valor correto da temperatura de gás de exaustão esperada na saida do catalisador 5. O modelo de cálculo pode ter, por exemplo, a forma descrita com mais detalhes na WO 2004/109072 A1, mas pode ter com vantagem uma estrutura mais simples do que o modelo de cálculo descrito na mesma.

O arranjo de monitoração 20 compreende adicional- mente o dispositivo de processamento 22 arranjado para rece- ber informação proveniente do sensor 11 tal como para a mag- nitude medida da temperatura de gás de exaustão a jusante do catalisador 5, isto é, informação tal como para o primeiro valor de temperatura T1 indicado anteriormente. O dispositi- vo de processamento 22 também é arranjado para receber in- formação proveniente do dispositivo de cálculo 21 tal como para a magnitude calculada da dita temperatura, isto é, in- formação tal como para o segundo valor de temperatura T2 in- dicado anteriormente. O dispositivo de processamento 22 é adaptado para:

a) estabelecer um primeiro valor de comparação Cl com base na informação proveniente do sensor 11 tal como pa- ra o primeiro valor de temperatura Tl medido;

b) estabelecer um segundo valor de comparação C2 correspondente ao primeiro valor de comparação Cl com base na informação proveniente do dispositivo de cálculo 21 tal como para o segundo valor de temperatura T2 calculado;

c) estabelecer um valor de diferença Vdif represen- tando a diferença entre os ditos valores de comparação Cl, C2;

d) repetir as medidas a)-c) indicadas anteriormen- te durante um certo período de tempo e estabelecer um valor de variância Vvar representando a variância do valor de dife- rença Vdif durante este período de tempo; e

e) comparar o valor de variância Vvar com um dado valor limiar Vnm para geração de informação com referência ao funcionamento do sistema de pós-tratamento de, gás de e- xaustão 2 ou do sensor 11.

No exemplo indicado anteriormente, o primeiro va- lor de comparação Cl é estabelecido adequadamente ã fim de corresponder diretamente com o primeiro valor de temperatura TI, em cujo caso o segundo valor de comparação C2 é estabe- lecido a fim de corresponder diretãmente com o segundo valor de temperatura T2. Assim, o primeiro valor de temperatura Tl é no último caso mencionado usado como o primeiro valor de comparação Cl, enquanto que o segundo valor de temperatura T2 é usado como o segundo valor de comparação C2. Entretan- to, um algoritmo de qualquer forma desejada e adequada, se assim considerado apropriado, pode ser usado para transfor- mar os primeiro e segundo valores de temperatura TI, T2 no primeiro valor de comparação Cl e no segundo valor de compa- ração C2, respectivamente. O período de tempo mencionado an- teriormente no dado caso pode ser, por exemplo, na ordem de 5-30 minutos. Durante este período de tempo, amostras de teste, cada qual incluindo um par de valores de comparação Cl e C2, são tomadas repetidamente, por exemplo, com um in- tervalo na ordem de 10-100 ms. 0 comprimento do dito período de tempo e o intervalo entre cada amostra de teste pode cer- tamente variar amplamente de caso para caso dependendo da natureza do sistema ou do sensor a ser monitorado.

O valor de diferença Vdif é calculado adequadamente coma a diferença Vdif = C1-C2 ou a diferença Vdif = C2-C1.

A variância é uma medida calculada indicando quan- o um número de valores de amostra desvia da média destes valores de amostra. 0 valor de variância Vvar, por exemplo, pode ser calculado pela seguinte fórmula:

<formula>formula see original document page 12</formula>

onde Xi é o valor de diferença Vdif de número i, xm é a média dos valores de diferença Vdif avaliados e η é o número de va- lores de diferença Vdif avaliados.

Um valor limiar Vlim adequado pode ser estabelecido empiricamente por meio se testes práticos e/ou teoricamente com base em cálculos adequados.

O dispositivo de processamento 22 é adaptado ade- quadamente para gerar uma indicação de falha se o valor de variância Vvar superar o valor limiar Viim a fim de indicar assim um desarranjo funcional do sistema de pós-tratamento de gás de exaustão 2 ou do sensor 11. 0 arranjo de monitora- ção 20 compreende adequadamente algum tipo de dispositivo de alarme para emitir um sinal de advertência quando uma falha do sensor ou sistema monitorado tiver sido detectada.

Um valor de variância Vvar excedendo o valor limiar Viim indica que o catalisador 5 e/ou qualquer outro componen- te do sistema de pós-tratamento de gás de exaustão 2, tal como, por exemplo, o dispositivo de injeção 6 ou o sensor 11, não está funcionando satisfatoriamente e, por exemplo, pode ser por causa de um ou mais dos seguintes motivos:

- o catalisador 5 ou uma parte do mesmo foi remo- vido;

- o catalisador 5 está degenerado ou danificado;

- o sensor 11 está desconectado ou danificado;

- o dispositivo de injeção 6 não injeta a quanti- dade esperada do agente de redução esperado;

- um erro no modelo de cálculo;

- um ou mais dos sinais de entrada para o modelo de cálculo estão incorretos. Assim, os possíveis motivos de falha devem ser verificados quando uma indicação de falha tiver sido gerada a fim de descobrir e corrigir a falha em questão.

A solução inventiva é muito conveniente para de- tectar se um dispositivo de pós-tratamento de gás de exaus- tão, tal como um catalisador ou um filtro, ou uma parte do mesmo foi ou não removido de um sistema de pós-tratamento de gás de exaustão. A monitoração de acordo com a invenção não é afetada por qualquer erro de compensação do sensor 11 ou do modelo de cálculo. Assim, com a solução inventiva este tipo de detecção de falha pode ser executado sem sensibili- dade aos erros de compensação.

Curvas representando um grande número de amostras de valores de comparação Cl, C2 registrados em um sistema de pós-tratamento de gás de exaustão do tipo ilustrado na figu- ra 1 durante um período de teste estão ilustradas nas figu- ras 2a e 3a. Neste caso, o primeiro valor de comparação Cl corresponde ao primeiro valor de temperatura Tl indicado an- teriormente e o segundo valor de comparação C2 corresponde ao segundo valor de temperatura T2 indicado anteriormente. Curvas representando os valores de diferença Vdif e o valor de variância Vvar estabelecidos com base nos valores de com- paração Cl, C2 da figura 2a estão ilustradas na figura 2b e curvas representando os valores de diferença Vdif e o valor de variância Vvar estabelecidos com base nos valores de com- paração Cl, C2 da figura 3a estão ilustradas na figura 3b. No exemplo ilustrado nas figuras 2a e 2b, o catalisador 5 está no lugar e funcionando de forma apropriada. No exemplo ilustrado nas figuras 3a e 3b o catalisador 5 foi removido. Torna-se visível a partir das figuras 2b e 3b que o valor de variância Vvar no final do período de teste é muito mais alto com o catalisador removido do que com o catalisador no Iu- gar. Assim, o valor de variância Vvar pode ser usado para de- tectar que o catalisador ou uma parte do mesmo foi removido de um sistema de pós-tratamento de gás de exaustão.

Se o motor de combustão 1 estiver funcionando sob condições de estado fixas durante um período de teste com mudanças somente muito pequenas na temperatura dos gases de exaustão deixando o motor de combustão 1, existe um risco de que o valor de variância Vvar permanecerá abaixo do valor li- miar Viim mesmo que o catalisador 5 esteja removido ou que exista qualquer outra falha no sistema de pós-tratamento de gás de exaustão. A fim de evitar a geração de informação in- correta tal como para o funcionamento do sistema, a variân- cia da temperatura de gás de exaustão a montante do catali- sador 5 pode ser considerada pelo arranjo de monitoração 20. No último caso mencionado, o dispositivo de processamento 22 é arranjado para receber informação proveniente do sensor de temperatura 12 tal como para a magnitude medida da tempera- tura dos gases de exaustão a montante do catalisador, isto é, informação tal como para o terceiro valor de temperatura T3 indicado anteriormente. O dispositivo de processamento 22 é adaptado para estabelecer um valor de variância Vvar2, de- nominado aqui segundo valor de variância, representando a variância desta temperatura T3 durante o período de tempo indicado anteriormente e para se abster de gerar ou rejeitar qualquer informação gerada com referência ao funcionamento do sistema 2 ou do sensor 11 se o segundo valor de variância Vvar2 estiver abaixo de um dado valor limiar Viim2. Com isto informação válida com referência ao funcionamento do sistema 2 ou do sensor 11 somente será gerada na condição em que a temperatura de gás de exaustão a montante do catalisador 5 varia por uma extensão suficiente durante o período de teste.

O dispositivo de cálculo 21 e o dispositivo de processamento 22 são incluídos com vantagem em uma mesma u- nidade de computador, por exemplo, na forma de uma unidade de controle eletrônico de um veículo motorizado, mas também podem ser arranjados em unidades de computador separadas e se comunicando mutuamente.

Deve ficar evidente para os versados na técnica que o exemplo de modalidade, descrito anteriormente em cone- xão com a monitoração de um sistema de pós-tratamento de gás de exaustão fornecido com um dispositivo de pós-tratamento de gás de exaustão na forma de um catalisador SCR, pode ser facilmente modificado a fim de monitorar o funcionamento de um sistema de pós-tratamento de gás de exaustão fornecido com qualquer outro tipo de dispositivo de pós-tratamento de gás de exaustão tendo uma inércia de temperatura calculável, tal como um outro tipo de catalisador ou um filtro, ou modi- ficado a fim de monitorar o funcionamento de um outro tipo de sensor do que um sensor de temperatura. 0 parâmetro pode ser, por exemplo, o conteúdo de NOx dos gases de exaustão fluindo para fora de um catalisador, em cujo caso o sensor 11 indicado anteriormente é um sensor de NOx arranjado a ju- sante do catalisador. A solução inventiva não torna possível detectar um constante erro de compensação de um sensor, mas tornará possível detectar, por exemplo, que um sensor está desconectado ou danificado. Um fluxograma ilustrando um método de acordo com uma primeira modalidade da invenção está mostrado na figura 5. Em uma primeira etapa SI, um primeiro valor de comparação Cl é estabelecido com base em um valor de medição provenien- te de um sensor tal como para a magnitude prevalecente de um parâmetro. Em uma segunda etapa S2, um segundo valor de com- paração C2 correspondente ao primeiro valor de comparação Cl é estabelecido com base em um valor da magnitude prevalecen- te do dito parâmetro calculado por meio de um modelo de cál- culo. Um valor de diferença Vdif representando a diferença entre os ditos valores de comparação Cl, C2 é então estabe- lecido em uma etapa subseqüente S3, em conseqüência do que as etapas S1-S3 são repetidas durante um período de tempo predeterminado. Se for estabelecido na etapa S4 que o perío- do de tempo predeterminado transcorreu, um valor de variân- cia Vvar representando a variância do valor de diferença Vdif durante o dito período de tempo é estabelecido na etapa S5. Alternativamente, a variância pode ser calculada durante o registro das amostras de teste e atualizada repetidamente para cada nova amostra de teste. Em uma etapa subseqüente S6, o dito valor de variância Vvar é comparado com um dado valor limiar Vnm. Se a comparação na etapa S6 indicar que o valor de variância Vvar supera o valor 1 imiar Vüm, uma indi- cação de falha é gerada na etapa Sl a fim de indicar um de- sarranjo funcional do sensor ou de um sistema associado com ele, em conseqüência do que o ciclo de monitoração termina na etapa S8.Se a comparação na etapa S6 indicar que o valor de variância Vvar não supera o valor limiar Vnm, nenhuma in- dicação de falha é gerada e o ciclo de monitoração termina na etapa S8.

Um fluxograma ilustrando um método de acordo com uma segunda modalidade da invenção está mostrado na figura 6. As etapas Sl'-S3' correspondem às etapas S1-S3 indicadas anteriormente. Neste caso, o valor de variância Vvar é calcu- lado na etapa S4' e atualizado repetidamente para cada nova amostra de teste. Se for estabelecido na etapa S5' que um dado período de tempo mínimo não transcorreu, uma vez a ini- ciação do ciclo de monitoração, as etapas Sl'-S4' são repe- tidas. Se for estabelecido na etapa S5' que o período de tempo mínimo transcorreu, o valor de variância Vvar prevale- cente é comparado com um dado valor limiar Vnm na etapa S6'. Se a comparação na etapa S6' indicar que o valor de variân- cia Vvar não supera o valor limiar Viim, o sensor ou sistema monitorado é assumido estar funcionando de forma apropriada e o ciclo de monitoração termina na etapa S9'. Se a compara- ção na etapa S6' indicar que o valor de variância Vvar supera o valor limiar Vxim o ciclo de monitoração segue para a etapa S7'. Se for estabelecido na etapa Sl' que um dado período de tempo máximo não transcorreu, uma vez a iniciação do ciclo de monitoração, as etapas Sl'-S6' são repetidas. Se for es- tabelecido na etapa S7' que o período de tempo máximo trans- correu é gerada uma indicação de falha na etapa S8' a fim de indicar um desarranjo funcional do sensor ou sistema monito- rado, em conseqüência do que o ciclo de monitoração termina na etapa S9'.

Código de programa de computador para implementar um método de acordo com a invenção é incluído adequadamente em um programa de computador, o qual pode ser carregado na memória interna de um computador, tal como a memória interna de uma unidade de controle eletrônico de um veículo motori- zado compreendendo um sistema ou um sensor a ser monitorado. Um programa de computador como este é fornecido adequadamen- te por meio de um produto de programa de computador compre- endendo uma mídia de armazenamento de dados legível por uma unidade de controle eletrônico, cuja mídia de armazenamento de dados tem o programa de computador armazenado na mesma. A dita mídia de armazenamento de dados é, por exemplo, uma mí- dia ótica de armazenamento de dados na forma de um disco CD- ROM, um disco DVD, etc., uma mídia magnética de armazenamen- to de dados na forma de um disco rígido, um disquete, uma fita cassete, etc., ou uma memória do tipo ROM, PROM, EPROM ou EEPROM ou uma memória flash.

Um programa de computador de acordo com uma moda- lidade da invenção compreende código de programa de computa- dor para fazer com que um computador:

a) receba informação proveniente de um sensor para a magnitude de um parâmetro relacionado a gases de exaustão fluindo para fora de um dispositivo de pós-tratamento de gás de exaustão incluído em um sistema de pós-tratamento de gás de exaustão de um veículo motorizado, e estabeleça um pri- meiro valor de comparação C1 com base na dita informação;

b) calcule, com base em um modelo de cálculo, um valor representando a magnitude do dito parâmetro ou receba informação a respeito do dito valor calculado com base em um modelo de cálculo, e estabeleça um segundo valor de compara- ção C2 correspondente ao primeiro valor de comparação Cl com base neste valor calculado;

c) estabeleça um valor de diferença Vdif represen- tando a diferença entre os ditos valores de comparação Cl, C2;

d) repita as etapas a)-c) durante um certo período de tempo e estabeleça um valor de variância Vvar representan- do a variância do valor de diferença Vdif durante este perío- do de tempo; e

e) compare o valor de variância Vvar com um dado valor limiar Vnm para geração de informação com referência ao funcionamento do sensor ou do sistema de pós-tratamento de gás de exaustão.

A Figura 4 ilustra muito esquematicamente uma uni- dade de controle eletrônico 30 compreendendo um dispositivo de execução 31, tal como uma unidade central de processamen- to (CPU), para executar software de computador. O dispositi- vo de execução 31 se comunica com uma memória 33, por exem- plo, do tipo RAM, por meio de um barramento de dados 32. A unidade de controle 30 também compreende a mídia de armaze- namento de dados 34, por exemplo, na formai de uma memória do tipo ROM, PROM, EPROM ou EEPROM ou uma memória flash. 0 dis- positivo de execução 31 se comunica com a mídia de armazena- mento de dados 34 por meio do barramento de dados 32. Um programa de computador compreendendo código de programa de computador para implementar um método de acordo com a inven- ção é armazenado na mídia de armazenamento de dados 34.

A invenção certamente não é em nenhum modo res- tringida às modalidades descritas anteriormente. Ao contrá rio, muitas possibilidades para modificações da mesma esta rão aparentes para os versados na técnica sem fugir da idéi básica da invenção, tal como definido nas reivindicações a nexas.

Claims

1. Método para monitorar o funcionamento de um sensor (11) arranjado para medir a magnitude de um parâmetro relacionado a gases de exaustão fluindo para fora de um dis- positivo de pós-tratamento de gás de exaustão (5), por exem- plo, na forma de um catalisador ou de um filtro, incluído em um sistema de pós-tratamento de gás de exaustão (2) de um veículo motorizado, o método sendo CARACTERIZADO pelo fato de que compreende as etapas de: a) estabelecer um primeiro valor de comparação (Cl) com base em um valor de medição proveniente do sensor (11) tal como para a magnitude do dito parâmetro; b) estabelecer um segundo valor de comparação (C2) correspondente ao primeiro valor de comparação (Cl) com base em um valor - da magnitude do dito parâmetro calculado por meio de um modelo de cálculo; c) estabelecer um valor de diferença (Vdif) repre- sentando a diferença entre os ditos valores de comparação (Cl, C2); d) repetir as etapas a)-c) durante um certo perío- do de tempo e estabelecer um valor de variância (Vvar) repre- sentando a variância do valor de diferença (Vdif) durante es- te período de tempo; e e) comparar o valor de variância (Vvar) com um dado valor limiar (Viim) para geração de informação com referência ao funcionamento do sensor (11).

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que uma indicação de falha é ge- rada se o valor de variância (Vvar) superar o valor limiar (Viim) a fim de indicar assim um desarranjo funcional do sen- sor (11).

3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, em que o dito sensor (11) é um sensor de temperatura arran- jado para medir a temperatura (Tl) de gases de exaustão flu- indo para fora do dispositivo de pós-tratamento de gás de exaustão (5.) , CARACTERIZADO pelo fato de que o primeiro va- lor de comparação (Cl) é estabelecido com base em um valor de medição proveniente do sensor de temperatura tal como pa- ra a magnitude da dita temperatura, e que o segundo valor de comparação (C2) é estabelecido com base em um valor da mag- nitude da dita temperatura calculado por meio de um modelo de cálculo.

4. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, em que o dito dispositivo de pós-tratamento de gás de exaus- tão (5) é um catalisador, por exemplo, um catalisador SCR, e o dito sensor (11) é um sensor de NOx arranjado para medir o conteúdo de NOx de gases de exaustão fluindo para fora do catalisador, CARACTERIZADO pelo fato de que o primeiro valor de comparação (Cl) é estabelecido com base em um valor de medição proveniente do sensor de NOx para a magnitude do di- to conteúdo de NOx, e que o segundo valor de comparação (C2) é estabelecido com base em um valor da magnitude do dito conteúdo de NOx calculado por meio de um modelo de cálculo.

5. Arranjo de monitoração para monitorar o funcio- namento de um sensor arranjado para medir a magnitude de um parâmetro relacionado a gases de exaustão fluindo para fora de um dispositivo de pós-tratamento de gás de exaustão, por exemplo, na forma de um catalisador ou de um filtro, incluí- do em um sistema de pós-tratamento de gás de exaustão de um veículo motorizado, CARACTERIZADO pelo fato de que: - o arranjo de monitoração (20) compreende dispo- sitivo de cálculo (21) para calcular a magnitude do dito pa- râmetro com base em um modelo de cálculo; e - o arranjo de monitoração (20) compreende dispo- sitivo de processamento (22) arranjado para receber informa- ção proveniente do sensor tal como para a magnitude medida do parâmetro e informação proveniente do dispositivo de cál- culo (21) tal como para a magnitude calculada do parâmetro, o dispositivo de processamento (22) sendo adaptado para: a) estabelecer um primeiro valor de com- paração (Cl) com base na informação proveniente do sensor tal como para a magnitude medida do parâmetro; b) estabelecer um segundo valor de com- paração (C2) correspondente ao primeiro valor de comparação (C1) com base na informação proveniente do dispositivo de cálculo (21) tal como para a magnitude calculada do parâme- tro; c) estabelecer um valor de diferença (Vdif) representando a diferença entre os ditos valores de comparação (C1, C2); d) repetir as etapas a)-c) durante um certo período de tempo e estabelecer um valor de variância (Vvar) representando a variância do valor de diferença (Vdif) durante este período de tempo; e e) comparar o valor de variância (Vvar) com um dado valor limiar (Vlim) para geração de informação com referência ao funcionamento do sensor.

6. Arranjo de monitoração, de acordo com a reivin- dicação 5, CARACTERIZADO pelo fato de que o dispositivo de processamento (22) é adaptado para gerar uma indicação de falha se o valor de variância (Vvar) superar o valor limiar (Vlim) a fim de indicar assim um desarranjo funcional do sen- sor.

7. Arranjo de monitoração, de acordo com a reivin- dicação 5 ou 6, CARACTERIZADO pelo fato de que o parâmetro é a temperatura (Tl) de gases de exaustão fluindo para fora do dispositivo de pós-tratamento de gás de exaustão, em que o sensor é um sensor de temperatura arranjado para medir a di- ta temperatura (Tl) e o dispositivo de cálculo (21) é adap- tado para calcular a magnitude da dita temperatura com base no modelo de cálculo.

8. Arranjo de monitoração, de acordo com a reivin- dicação 5 ou 6, CARACTERIZADO pelo fato de que o parâmetro é o conteúdo de NOx de gases de exaustão fluindo para fora de um dispositivo de pós-tratamento de gás de exaustão na forma de um catalisador, por exemplo, um catalisador SCR, incluído no sistema de pós-tratamento de gás de exaustão, em que o sensor é um sensor de NOx arranjado para medir o dito conte- údo de NOx e o dispositivo de cálculo (21) é adaptado para calcular a magnitude do dito conteúdo de NOx com base no mo- delo de cálculo.

9. Método para monitorar o funcionamento de um sistema de pós-tratamento de gás de exaustão (2) de um veí- culo motorizado com base em valores de medição provenientes de um sensor (11) tal como para a magnitude de um parâmetro relacionado a gases de exaustão fluindo para fora de um dis- positivo de pós-tratamento de gás de exaustão, por exemplo, na forma de um catalisador ou de um filtro, incluído no sis- tema de pós-tratamento de gás de exaustão, o método sendo CARACTERIZADO pelo fato de que compreende as etapas de: a) estabelecer um primeiro valor de comparação (C1) com base em um valor de medição proveniente do sensor (11) tal como para a magnitude do dito parâmetro; b) estabelecer um segundo valor de comparação (C2) correspondente ao primeiro valor de comparação (C1) com base em um valor da magnitude do dito parâmetro calculado por meio de um modelo de cálculo; c) estabelecer um valor de diferença (Vdif) repre- sentando a diferença entre os ditos valores de comparação (C1, C2); d) repetir as etapas a)-c) durante um certo perío- do de tempo e estabelecer um valor de variância (Vvar) repre- sentando a variância do valor de diferença (Vdif) durante es- te período de tempo; e e) comparar o valor de variância (Vvar) com um dado valor limiar (Viim) para geração de informação com referência ao funcionamento do sistema de pós-tratamento de gás de e- xaustão (2).

10. Método, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato de que uma indicação de falha é ge- rada se o valor de variância (Vvar) superar o valor limiar (Viim) a fim de indicar assim um desarranjo funcional do sis- tema de pós-tratamento de gás de exaustão (2).

11. Método, de acordo com a reivindicação 9 ou 10, em que o dito sensor (11) é um sensor de temperatura arran- jado para medir a temperatura (Tl) de gases de exaustão flu- indo para fora do dispositivo de pós-tratamento de gás de exaustão (5) , CARACTERIZADO pelo fato de que o primeiro va- lor de comparação (Cl) é estabelecido com base em um valor de medição proveniente do sensor de temperatura tal como pa- ra a magnitude da dita temperatura, e que o segundo valor de comparação (C2) é estabelecido com base em um valor da mag- nitude da dita temperatura calculado por meio do modelo de cálculo.

12. Método, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato de que: - a temperatura (T3) dos gases de exaustão a mon- tante do dispositivo de pós-tratamento de gás de exaustão (5) é medida e um valor de variância (Vvar2), denominado aqui segundo valor de variância, representando a variância desta temperatura (T3) durante o dito período de tempo é estabele- cido; e - a informação com referência ao funcionamento do sistema de pós-tratamento de gás de exaustão (2) é rejeitada ou não gerada se o segundo valor de variância (Vvar2) estiver abaixo de um dado valor limiar (Viim2) ·

13. Método, de acordo com a reivindicação 9 ou 10, em que o dito dispositivo de pós-tratamento de gás de exaus- tão (5) é um catalisador, por exemplo, um catalisador SCR, e o dito sensor (11) é um sensor de NOx arranjado para medir o conteúdo de NOx de gases de exaustão fluindo para fora do catalisador, CARACTERIZADO pelo fato de que o primeiro valor de comparação (Cl) é estabelecido com base em um valor de medição proveniente do sensor de NOx tal como para a magni- tude do dito conteúdo de NOx, e que o segundo valor de com- paração (C2) é estabelecido com base em um valor da magnitu- de do dito conteúdo de NOx calculado por meio do modelo de cálculo.

14. Arranjo de monitoração para monitorar o fun- cionamento de um sistema de pós-tratamento de gás de exaus- tão de um veiculo motorizado com base em valores de medição provenientes de um sensor tal como para a magnitude de um parâmetro relacionado a gases de exaustão fluindo para fora de um dispositivo de pós-tratamento de gás de exaustão, por exemplo, na forma de um catalisador ou de um filtro, incluí- do no sistema de pós-tratamento de gás de exaustão, CARACTERIZADO pelo fato de que: - o arranjo de monitoração (20) compreende dispo- sitivo de cálculo (21) para calcular a magnitude do dito pa- râmetro com base em um modelo de cálculo; e - o arranjo de monitoração (20)- compreende dispo- sitivo de processamento (22) arranjado para receber informa- ção proveniente do sensor tal como para a magnitude medida do parâmetro e informação proveniente do dispositivo de cál- culo (21) tal como para a magnitude calculada do parâmetro, o dispositivo de processamento (22) sendo adaptado para: a) estabelecer um primeiro valor de comparação (C1) com base na informação proveniente do sensor tal como para a magnitude medida do parâmetro; b) estabelecer um segundo valor de comparação (C2) correspondente ao primeiro valor de comparação (C1) com base na informação proveniente do dispositivo de cálculo (21) tal como para a magnitude calculada do parâmetro; c) estabelecer um valor de diferença (Vdif) repre- sentando a diferença entre os ditos valores de comparação (C1, C2), d) repetir as etapas a)-c) durante um certo perío- do de tempo e estabelecer um valor de variância (Vvar) repre- sentando a variância do valor de diferença (Vdif) durante es- te período de tempo; e e) comparar o valor de variância (Vvar) com um dado valor limiar (Vlim) para geração de informação com referência ao funcionamento do sistema de pós-tratamento de gás de e- xaustão.

15. Arranjo de monitoração, de acordo com a rei- vindicação 14, CARACTERIZADO pelo fato de que o dispositivo de processamento (22) é adaptado para gerar uma indicação de falha se o valor de variância (Vvar) superar o valor limiar (Vlim) a fim de indicar assim um desarranjo funcional do sis- tema .

16. Arranjo de monitoração, de acordo com a rei- vindicação 14 ou 15, CARACTERIZADO pelo fato de que o parâ- metro é a temperatura (Tl) de gases de exaustão fluindo para fora do dispositivo de pós-tratamento de gás de exaustão, em que o sensor é um sensor de temperatura arranjado para medir a dita temperatura (Tl) e o dispositivo de cálculo (21) é adaptado para calcular a magnitude da dita temperatura com base no modelo de cálculo.

17. Arranjo de monitoração, de acordo com a rei- vindicação 16, CARACTERIZADO pelo fato de que: - o dispositivo de processamento (22) é arranjado para receber informação proveniente de um outro sensor de temperatura tal como para a magnitude medida da temperatura (T3) dos gases de exaustão a montante do dispositivo de pós- tratamento de gás de exaustão e adaptado para estabelecer um valor de variância (Vvar2) , denominado aqui segundo valor de variância, representando a variância desta temperatura (T3) durante o dito período de tempo; e - o dispositivo de processamento (22) é adaptado para se abster de gerar ou rejeitar qualquer informação ge- rada com referência ao funcionamento do sistema se o segundo valor de variância (Vvar2) estiver abaixo de um dado valor limiar (Viim2).

18. Arranjo de monitoração, de acordo com a rei- vindicação 14 ou 15, CARACTERIZADO pelo fato de que o parâ- metro é o conteúdo de NOx de gases de exaustão fluindo para fora de um dispositivo de pós-tratamento de gás de exaustão na forma de um catalisador, por exemplo, um catalisador SCR, incluído no sistema de pós-tratamento de gás de exaustão, em que o sensor é um sensor de NOx arranjado para medir o dito conteúdo de NOx e o dispositivo de cálculo (21) é adaptado para calcular a magnitude do dito conteúdo de NOx com base no modelo de cálculo.

19. Programa de computador que pode ser carregado na memória interna de um computador em um veiculo motorizado compreendendo um sistema de pós-tratamento de gás de exaus- tão e um sensor para medir a magnitude de um parâmetro rela- cionado a gases de exaustão fluindo para fora de um disposi- tivo de pós-tratamento de gás de exaustão, por exemplo, na forma de um catalisador ou de um filtro, incluído no sistema de pós-tratamento de gás de exaustão, o programa de computa- dor CARACTERIZADO pelo fato de que compreende código de pro- grama de computador para fazer com que o computador: a) receba informação proveniente do dito sensor tal como para a magnitude medida do dito parâmetro e estabe- leça um primeiro valor de comparação (Cl) com base na dita informação; b) calcule, com base em um modelo de cálculo, um valor representando a magnitude do dito parâmetro ou receba informação a respeito do dito valor calculado com base em um modelo de cálculo, e estabeleça um segundo valor de compara- ção (C2) correspondente ao primeiro valor de comparação (Cl) com base neste valor calculado; c) estabeleça um valor de diferença (Vdif) repre- sentando a diferença entre os ditos valores de comparação (Cl, C2); d) repita as etapas a)-c) durante um certo período de tempo e estabeleça um valor de variância (Vvar) represen- tando a variância do valor de diferença (Vdif) durante este período de tempo; e e) compare o valor de variância (Vvar) com um dado valor limiar (Viim) para geração de informação com referência ao funcionamento do sensor ou do sistema de pós-tratamento de gás de exaustão.

20. Programa de computador, de acordo com a rei- vindicação 19, CARACTERIZADO pelo fato de que o programa de computador compreende código de programa de computador para fazer com que o computador gere uma indicação de falha se o valor de variância (Vvar) superar o valor limiar (Vnm) a fim de indicar assim um desarranjo funcional do sensor ou do sistema de pós-tratamento de gás de exaustão.

21. Produto de programa de computador, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende uma midia de arma- zenamento de dados legível por uma unidade de controle ele- trônico (30), um programa de computador do tipo definido na reivindicação 19 ou 20 sendo armazenado na dita mídia de ar- mazenamento de dados.

22. Unidade de controle eletrônico (30), CARACTERIZADA pelo fato de que compreende um dispositivo de execução (31), uma memória (33) conectada ao dispositivo de execução e uma mídia de armazenamento de dados (34) conecta- da ao dispositivo de execução, em que um programa de compu- tador do tipo definido na reivindicação 19 ou 20 é armazena- do na dita mídia de armazenamento de dados (34).