CN108223087A - 用于对质量信号进行诊断的方法、控制器、控制器-程序以及控制器-程序产品 - Google Patents

Abstract

提出一种用于对质量信号进行诊断的方法，被装入在试剂配量系统中的质量传感器提供所述质量信号。所述方法的突出之处在于：所述质量传感器包含一个拥有时钟发生器的处理信号的系统，所述时钟发生器提供时钟信号；所述质量传感器根据基于时间的测量来获知所述质量信号；根据所述时钟信号的周期持续时间通过接口将所述质量信号传输给控制器；在所述控制器中获知用于所述时钟信号的周期持续时间的尺度；将所述用于周期持续时间的尺度与至少一个周期持续时间‑阈值进行比较并且在所述用于时钟信号的周期持续时间的尺度有别于所述周期持续时间‑阈值时提供故障信号。

Description

用于对质量信号进行诊断的方法、控制器、控制器-程序以及 控制器-程序产品

技术领域

本发明涉及一种用于对质量信号进行诊断的方法，被装入在试剂配量系统中的质量传感器提供所述质量信号，其中所述试剂配量系统将尿素-水-溶液在上游在SCR催化器的前面配量到内燃机的排气通道中。

此外，本发明涉及一种专门安排的、用于实施所述按本发明的诊断方法的控制器。

除此以外，本发明涉及一种控制器-程序，该控制器-程序在其在控制器上运行时执行所述按本发明的诊断方法的所有步骤。

最后，本发明涉及一种具有被保存在机器可读的载体上的程序代码的控制器-程序产品，所述控制器-程序产品在所述程序在控制器上被执行时用于实施所述按本发明的诊断方法。

背景技术

为了满足越来越严格的废气法规，有必要降低内燃机、尤其是柴油马达的废气中的二氧化氮。为此知道，在内燃机的排气通道中布置SCR催化器（选择性催化还原（Selective Catalytic Reduction）），所述SCR催化器在存在还原剂的情况下将在所述内燃机的废气中所包含的氮氧化物（NO_x）还原成氮。由此，能够显著地降低废气中的氮氧化物的份额。对于所述反应的过程来说，被混入废气中的氨（NH₃）是合适的。因此，作为还原剂而使用NH₃或者NH₃-分离（abspalten）的试剂。通常为此将含水多的尿素-水-溶液用作所述还原剂的前体（Vorstufe），所述尿素-水-溶液在上游在所述SCR催化器的前面被喷射到所述排气通道中。由这种溶液来形成氨，所述氨作为还原剂起作用。32.5%的含水多的尿素溶液能够在商业上获得商标名称。

尿素-水-溶液能够由所述内燃机的运营者（Betreiber）来补给（nachtanken）。检查补加的物质是否在实际上是正确的尿素-水-溶液或者所述尿素-水-溶液中的尿素浓度是否符合相关的标准ISO 22241或者DIN 70070，确保遵守必需的NO_X-还原率。立法者要求检查，用于在补加所述尿素-水-溶液时识别可能的欺骗企图（Betrugsversuch）并且能够导入相应的措施、像比如对于可能的内燃机起动的次数的限制或者内燃机转矩的降低。

为了对所述尿素-水-溶液进行诊断而设置了质量传感器，该传感器传感器探测所述尿素-水-溶液的质量。具有这样的质量传感器的试剂配量系统比如从公开文献DE 10139 142 A1中得到公开。

在公开文献DE 10 2015 212 622 A1（未预先公布）中描述了用于对质量信号进行校正的一种方法和一种装置，被装入在试剂配量系统中的超声波-质量传感器提供所述质量信号。所述超声波-质量传感器获知在尿素-水-溶液中的声-传播时间，所述尿素-水-溶液作为所述试剂-氨的前体被存放在罐中。由所述质量传感器提供的质量信号基于在基于时间的测量上。

特别是为了尤其在机动车-应用中传输传感器数据而开发了所谓的SENT协议，该SENT协议由“汽车工程师协会”（SAE）在名称J2716下进行了详细说明并且能够在www.SAE.org下查阅。在Vogel出版社于2013年5月16日的专业杂志“Elektronik Praxis（电子实践）”中，借助于用示波器进行的分析对所述SENT协议进行了描述，这也比如在http://www.elektronikpraxis.vogel.de/messen-und-testen/articls/405111下得到了公布。

发明内容

本发明的任务在于，说明用于对根据基于时间的测量所获知的质量信号进行诊断的一种方法和一种装置，其应该保证所述质量传感器的符合规范的功能。

被装入在试剂配量系统中的质量传感器提供所述质量信号，其中所述试剂配量系统将在罐中所存放的尿素-水-溶液在上游在SCR催化器的前面被配量，由所述质量传感器对所述尿素-水-溶液的质量进行检查。所述按本发明的用于对质量信号进行诊断的方法的突出之处在于，所述质量传感器包含一个拥有时钟发生器的、处理信号的系统，所述时钟发生器提供时钟信号，所述质量传感器用基于时间的测量在所述时钟信号的基础上获知所述质量信号，根据所述时钟信号的周期持续时间通过接口将所述质量信号传输给控制器，在所述控制器的信号评估中获知用于所述时钟信号的周期持续时间的尺度，将所述用于周期持续时间的尺度与至少一个周期持续时间-阈值进行比较并且在所述用于时钟信号的周期持续时间的尺度有别于所述周期持续时间-阈值时提供故障信号。

所述按本发明的处理方式能够对所述质量传感器进行诊断，用于实现车载诊断。在此前提是，所述质量传感器用基于时间的测量来获知质量信号。所述时间测量基于时钟发生器的时钟信号。所述质量信号的传输根据所述时钟信号的周期持续时间通过接口来进行。所述时钟信号或者所述时钟信号的周期持续时间比如确定脉冲的持续时间，所述脉冲通过所述接口、比如串行的接口、比如串行的SENT接口来传输，其中取决于时钟的脉冲持续时间以编码的方式包含所述质量信号的信息。

通过对于所述用于时钟信号的周期持续时间的尺度的评估之所以能够对所述质量信号进行诊断，是因为有错误的时钟信号在进行基于时间的测量时导致相应地有错误的质量信号。

所述按本发明的处理方式的有利的改进方案和设计方案相应地是从属的方法权利要求的主题。

所述按本发明的装置涉及所述控制器的一种专门的安排，所述控制器用于实施所述按本发明的诊断方法。

按本发明的控制器-程序被保存在用于对所述质量信号进行诊断的控制器中。

按本发明的控制器-程序产品以在机器可读的载体上所保存的程序代码实施所述按本发明的诊断方法，在所述程序在所述控制器上被执行时。

按本发明的诊断方法和按本发明的装置的另外的有利的改进方案和设计方案从描述中得出。

附图说明

本发明的实施例在附图中示出并且在以下说明中进行详细解释。

附图示出了一种试剂配量系统，在该试剂配量系统中执行按本发明的、用于对被装入在所述试剂配量系统中的质量传感器进行诊断的方法。

具体实施方式

附图示出了一种试剂配量系统10，该试剂配量系统将在罐12中所存放（lagern）的尿素-水-溶液14在上游在SCR催化器20前面配量到内燃机18的排气通道16中。所述内燃机18比如被设置为机动车中的驱动马达。在高温下，在所述排气通道16中从所述尿素-水-溶液14中产生氨（NH₃），所述氨用作所述SCR催化器20中的还原剂，用于使所述内燃机18的废气的NO_X成分还原。

所述尿素-水-溶液14的必需的配量率优选借助于配量阀22来确定。

为了就尿素份额的正确的浓度对所述尿素-水-溶液14进行诊断而设置了质量传感器24，该质量传感器获知质量信号26并且提供给控制器28。

所述尿素-水-溶液14经受老化过程，在老化过程中所述尿素-水-溶液14分解（zersetzen），其中产生氨，使得所述尿素浓度降低。此外，不能排除这一点：在补加所述尿素-水-溶液14时通过以下方式操纵，使得比如水份额被提高。在这种情况下，尿素浓度也降低。但是，在所述尿素-水-溶液14的尿素浓度降低时，在预先给定配量率时通过所述配量阀22达到的有效的配量率太低，使得所述SCR-催化器20中的NO_X还原不再达到最大可能的数值，由此在下游在所述SCR催化器20后面不再遵守可能预先给定的NO_X浓度。所述尿素-水-溶液14的尿素浓度按照标准ISO 22241或者DIN 70070应该差不多为32.5个重量百分比。

所述质量传感器24实施基于时间的测量。合适的方法比如是超声波测量，在所述超声波测量时检测超声波信号30的信号传播时间（Signallaufzeit）。对此，所述质量传感器24包含超声波传感器32和处理信号的系统34，该系统则包含时钟发生器36，所述时钟发生器提供时钟信号38。所述超声波传感器在开头所提到的公开文献DE 10 2015 212 622A1中得到了详细描述，要参照该公开文献。

将所述时钟信号38不仅提供给所述超声波传感器32而且提供给第一接口40。

所述第一接口40提供所述质量信号26，该质量信号被传输给所述控制器28并且在那里被第二接口42所接收。所述质量信号26的传输应该与由所述时钟发生器36所提供的时钟信号38的时间相耦联。比如通过串行的接口、比如用开头所提到的SENT协议来实现这样的传输。

通过所述接口40、42来传输的质量信号26与所述时钟信号38的相关性能够使所述控制器28对所述时钟信号38或者所述时钟信号38的周期持续时间进行评估。

在附图中示出了在比如用所述SENT协议进行的串行的数据传输的范围内所述质量信号26的时间上的走向。

所述按本发明的诊断基于：在所述控制器28中获知用于所述时钟信号38的周期持续时间或者频率的尺度并且对其评估，因为在所述周期持续时间有别于额定值时通过所述质量传感器24不仅能够推断出有错误的时钟信号38，而且也能够相应地推断出有错误的基于时间的测量。

所述控制器28包含信号评估机构44，第一和第二周期持续时间-阈值46、48提供给该信号评估机构并且该信号评估机构在故障情况中提供故障信号50。

作为用于所述时钟信号38的周期持续时间的尺度52、56、58，比如能够考虑比如SENT协议的同步脉冲54的持续时间52。作为替代方案或者补充方案，比如能够将所述SENT协议的两个紧挨着彼此先后相随的同步脉冲54之间的时间上的间隔56是所述评估的基础。作为替代方案或者补充方案，比如能够将比如所述SENT协议的两个同步脉冲54之间的另一个时间上的间隔58作为基础，用于对所述用于时钟信号38的周期持续时间的尺度进行评估，其中预先给定的大量的同步脉冲54处于所述另一个时间上的间隔58之内。

能够在所述信号评估机构44中将所述用于时钟信号38的周期持续时间的尺度52、56、58与一个或者与两个周期持续时间-阈值46、48进行比较。如果所述用于时钟信号38的周期持续时间的尺度52、56、58处于所述第一周期持续时间-阈值46之上或者如果所述用于时钟信号38的周期持续时间的尺度52、56、58处于所述第二周期持续时间-阈值48之下，则提供所述故障信号50。

所述故障信号50能够在另一个处理信号的系统中进行处理并且/或者比如显示出来。所出现的故障信号50意味着，在所述时钟信号38的周期持续时间中出现了偏差，并且有错误的质量信号26后来由所述质量传感器24传输给所述控制器28。在出现故障信号50时，对所述质量传感器24进行检查是必需的，能够对该质量传感器进行维修或者更换。借助于所述故障信号50能够实施可能规定的车载诊断。

Claims (9)

1.用于对质量信号（26）进行诊断的方法，被装入在试剂配量系统（10）中的质量传感器（24）提供所述质量信号，其中所述试剂配量系统（10）将在罐（12）中所存放的尿素-水-溶液（14）在上游在SCR催化器（20）的前面被配量，所述尿素-水-溶液质量由所述质量传感器（24）来检查，其特征在于：所述质量传感器（24）包含一个拥有时钟发生器（36）的处理信号的系统（34），所述时钟发生器提供时钟信号（38），所述质量传感器（24）根据基于时间的测量来获知所述质量信号（26），根据所述时钟信号（38）的周期持续时间通过接口（40、42）将所述质量信号（26）传输给控制器（28），在所述控制器（28）中获知用于所述时钟信号（38）的周期持续时间的尺度（52、56、58），将所述用于周期持续时间的尺度（52、56、58）与至少一个周期持续时间-阈值（46、48）进行比较并且在所述用于时钟信号（38）的周期持续时间的尺度（52、56、58）有别于所述周期持续时间-阈值（46、48）时提供故障信号（50）。

2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，预先给定两个周期持续时间-阈值（46、48）并且在所述用于周期持续时间的尺度（52、56、58）超过上周期持续时间-阈值（46）或者低于下周期持续时间-阈值（48）时提供所述故障信号（50）。

3.按权利要求3所述的方法，其特征在于，所述质量信号（26）通过SENT接口（40、42）来传输。

4.按权利要求1到3中任一项所述的方法，其特征在于，从所述接口（40、42）的同步脉冲（54）的持续时间（52）中获知用于所述周期持续时间的尺度（52、56、58）。

5.按权利要求1到3中任一项所述的方法，其特征在于，从所述接口（40、42）的两个同步脉冲（54）之间的时间上的间隔（56、58）中获知所述用于周期持续时间的尺度（52、56、58）。

6.按权利要求1所述的方法，其特征在于，所述质量传感器（24）对在所述尿素-水-溶液（14）中传播的超声波信号（30）的传播时间进行评估，并且通过所述接口（40、42）来传输用于所述传播时间的尺度。

7.装置，用于对被装入在试剂配量系统（10）的罐（12）中的质量传感器（24）进行诊断，其特征在于，设置了专门安排的控制器（28），该控制器用于实施按前述权利要求中任一项所述的诊断方法。

8.控制器-程序，该控制器-程序被保存在按权利要求7所述的、用于对所述质量信号（26）进行诊断的控制器（26）中。

9.具有被保存在机器可读的载体上的程序代码的控制器-程序产品，所述控制器-程序产品用于按权利要求7所述的用于对所述质量信号（26）进行诊断的控制器（26），当所述程序在所述控制器（28）上执行的话。