DE102011101174A1 - Method for diagnosing exhaust gas purification system associated with internal combustion engine, involves detecting multiple system operating parameters of exhaust gas purification system - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Diagnose eines einem Verbrennungsmotor zugeordneten Abgasreinigungssystems umfassend ein Dosiersystem zur Dosierung eines Stickoxid-Reduktionsmittels in einen Abgasstrang des Abgasreinigungssystems, bei welchem eine Mehrzahl von Systembetriebsgrößen des Abgasreinigungssystems erfasst und durch Vergleich mit vorgebbaren zugeordneten Vergleichswerten überprüft werden und bei Überschreitung einer vorgebbaren Abweichung einer oder mehrerer Systembetriebsgrößen vom zugeordneten Vergleichswert eine auf eine Reduktionsmittel-Dosierrate Einfluss nehmende Steuergröße des Dosiersystems verändert und/oder eine Fehlermeldung generiert wirdThe invention relates to a method for diagnosing an exhaust gas purification system assigned to an internal combustion engine, comprising a metering system for metering a nitrogen oxide reducing agent into an exhaust gas system of the exhaust gas purification system, in which a plurality of system operating variables of the exhaust gas purification system are detected and checked by comparison with predeterminable associated comparison values and if a predefinable one is exceeded Deviation of one or more system operating variables from the assigned comparison value changes a control quantity of the dosing system which influences the reducing agent dosing rate and / or an error message is generated
Aus der
Bei dem bekannten Verfahren bestehen jedoch Restunsicherheiten hinsichtlich der eigentlichen Ursache eines diagnostizierten Fehlers.In the known method, however, there are residual uncertainties regarding the actual cause of a diagnosed error.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Diagnose eines Abgasreinigungssystems anzugeben, welches eine erhöhte Sicherheit hinsichtlich einer Aussage über eine mögliche Fehlerquelle bei einem diagnostizierten Fehlverhalten einer Komponente des Abgasreinigungssystems ermöglicht.The object of the invention is to provide a method for the diagnosis of an exhaust gas purification system, which allows increased safety with respect to a statement about a possible source of error in a diagnosed malfunction of a component of the exhaust gas purification system.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved by a method having the features of
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden eine Mehrzahl von Systembetriebsgrößen des Abgasreinigungssystems erfasst und durch Vergleich mit vorgebbaren zugeordneten Vergleichswerten überprüft und bei Überschreitung einer vorgebbaren Abweichung einer oder mehrerer Systembetriebsgrößen vom zugeordneten Vergleichswert eine auf eine Reduktionsmittel-Dosierrate Einfluss nehmende Steuergröße des Dosiersystems verändert und/oder eine Fehlermeldung generiert. Erfindungsgemäß umfassen die Systembetriebsgrößen eine Pumpendrehzahl einer zur Förderung des Reduktionsmittels zu einem Injektor eingesetzten Reduktionsmittelpumpe.In the method according to the invention, a plurality of system operating variables of the exhaust gas purification system are detected and checked by comparison with predeterminable assigned comparison values and if a predefinable deviation of one or more system operating variables from the assigned comparison value is exceeded, a control variable of the metering system influencing a reducing agent metering rate is changed and / or an error message is output generated. According to the invention, the system operating variables include a pump speed of a reducing agent pump used for conveying the reducing agent to an injector.
Die Erfindung berücksichtigt in vorteilhafter Weise die wichtige Erkenntnis, dass der Betrieb der Reduktionsmittelpumpe entscheidenden Einfluss auf die Funktion des Abgasreinigungssystems, insbesondere auf die für eine Stickoxidreinigung vorgesehenen Komponenten hat. Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, einen Vergleich der Pumpendrehzahl mit Werten anderer erfasster Systembetriebsgrößen vorzunehmen und so im Falle einer erkannten Fehlfunktion über eine Fehlerdifferenzierung zu einer zuverlässigen Aussage in Bezug auf eine für die erkannte Fehlfunktion auslösende Ursache zu gelangen.The invention advantageously takes into account the important realization that the operation of the reducing agent pump has a decisive influence on the function of the exhaust gas purification system, in particular on the components provided for a nitrogen oxide purification. It has proved to be particularly advantageous to make a comparison of the pump speed with values of other detected system operating variables and so in the case of a detected malfunction on a fault differentiation to obtain a reliable statement with respect to a cause of the malfunction triggering cause.
Typischerweise umfasst das Abgasreinigungssystem im Abgasstrang angeordnete katalytische und/oder filterwirksame Abgasreinigungskomponenten wie einen Oxidationskatalysator und/oder einen SCR-Katalysator und einen Partikelfilter. Das Dosiersystem umfasst neben der Pumpe und dem Injektor für das Reduktionsmittel wenigstens einen Reduktionsmittel-Vorratsbehälter sowie Leitungen zum Transport des bevorzugt flüssig, insbesondere als wässrige Harnstofflösung vorliegenden Stickoxid-Reduktionsmittels. Jede der genannten Komponenten kann im Falle eines Defekts die Wirksamkeit des Abgasreinigungssystems, insbesondere in Bezug auf eine Verminderung von Stickoxiden, negativ beeinflussen. Die Erfindung ermöglicht in vorteilhafter Weise eine zuverlässige Lokalisierung der Ursache einer diagnostizierten Fehlfunktion.Typically, the exhaust gas purification system comprises catalytic and / or filter-active exhaust gas purification components arranged in the exhaust gas system, such as an oxidation catalytic converter and / or an SCR catalytic converter and a particle filter. The metering system comprises, in addition to the pump and the injector for the reducing agent, at least one reducing agent reservoir and lines for transporting the preferably liquid nitrogen oxide reducing agent present in particular as an aqueous urea solution. Each of the components mentioned can adversely affect the effectiveness of the exhaust gas cleaning system, in particular with regard to a reduction of nitrogen oxides, in the event of a defect. The invention advantageously enables a reliable localization of the cause of a diagnosed malfunction.
Dabei ist es in Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Reduktionsmittelpumpe zur Abgabe einer vorgebbaren Reduktionsmittel-Solldosierrate angesteuert wird und eine Pumpendrehzahl erfasst und mit einer der vorgegebenen Reduktionsmittel-Solldosierrate zugeordneten Solldrehzahl verglichen wird. Da eine Korrelation der Dosierrate des Reduktionsmittels mit der Pumpendrehzahl über eine Drehzahlkennlinie vorgegeben ist, kann so auf elegante Weise eine Fehlfunktion der Pumpe selbst erkannt werden. Andererseits korrelieren Reduktionsmittel-Dosierrate und Reinigungswirkung bzw. Stickoxidumsatz eines im Abgasreinigungssystem vorgesehenen Stickoxidverminderungs-Katalysators ebenfalls. Aus diesem Grund ist durch Vergleich der ermittelten Pumpendrehzahl mit einem ermittelten Stickoxidumsatz eine umfassendere Diagnose ermöglicht. Zweckmäßigerweise sind entsprechende Kennlinien bzw. -Felder vorgehalten, welche die genannten Korrelationen abbilden.It is provided in an embodiment of the invention that the reducing agent pump is driven to deliver a predetermined reductant Solldosierrate and detects a pump speed and is compared with one of the predetermined reducing agent Solldosierrate associated target speed. Since a correlation of the metering rate of the reducing agent with the pump speed is predetermined via a speed characteristic curve, a malfunction of the pump itself can be detected in an elegant manner. On the other hand, reducing agent metering rate and cleaning action or nitrogen oxide conversion of a nitrogen oxide reduction catalyst provided in the exhaust gas purification system also correlate. For this reason, a more comprehensive diagnosis is made possible by comparing the determined pump speed with a determined nitrogen oxide conversion. Conveniently, corresponding characteristic curves or fields are provided, which map the correlations mentioned.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass weitere Systembetriebsgrößen auf Überschreitung einer Abweichung von einem jeweils zugeordneten Vergleichswert überprüft werden und im Falle einer im Vergleich zur Solldrehzahl erniedrigten Pumpendrehzahl und bei einem vorgebbaren Fehlermuster für die überprüften weiteren Systembetriebsgrößen ein eine Reduktionsmittel-Minderdosierung signalisierendes Fehlersignal ausgegeben wird. Durch diese Vorgehensweise ist eine Fehldiagnose beruhend auf einer festgestellten geringen Pumpendrehzahl mit großer Wahrscheinlichkeit vermeidbar. Dadurch ist ein durch das Fehlersignal veranlasster Serviceumfang vermindert und ein direkt oder indirekt vorgeschlagener Komponentenersatz führt mit hoher Sicherheit zur Behebung des Fehlers.In a further embodiment of the invention, it is provided that further system operating variables are checked for exceeding a deviation from a respectively assigned comparison value and, in the case of a reduced pump speed compared to the setpoint speed and for a predefinable error pattern for the further system operating variables being examined, an error signal indicating reduction of reducing agent is issued. By doing so, a misdiagnosis is based on a detected low Pump speed with high probability avoidable. As a result, an extent of service initiated by the error signal is reduced, and a directly or indirectly proposed replacement of components leads to a high degree of certainty in order to remedy the error.
Analog ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass weitere Systembetriebsgrößen auf Überschreitung einer Abweichung von einem jeweils zugeordneten Vergleichswert überprüft werden und im Falle einer im Vergleich zur Solldrehzahl erhöhten Pumpendrehzahl und bei einem vorgebbaren Fehlermuster für die überprüften weiteren Systembetriebsgrößen ein eine Reduktionsmittel-Überdosierung signalisierendes Fehlersignal ausgegeben wird.Analogously, it is provided in a further embodiment of the invention that further system operating variables are checked for exceeding of a deviation from a respectively assigned comparison value and in the case of an increased compared to the target speed pump speed and a predetermined error pattern for the checked further system operating variables a reductant overdose signalizing Error signal is output.
Weitere Vorteile ergeben sich durch die in den weiteren abhängigen Ansprüchen und in der Beschreibung genannten Merkmale sowie anhand der Zeichnungen. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegeben Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in der Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages result from the features mentioned in the further dependent claims and in the description as well as from the drawings. The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and combinations of features mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the figures can be used not only in the respectively indicated combination but also in other combinations or alone, without the frame to leave the invention.
Dabei zeigen:Showing:
Die Sensoren
Zur insbesondere geregelten Ansteuerung des Injektors
Die Steuereinheit
Es versteht sich, dass die in
Nachfolgend werden vorzugsweise vorgesehene Diagnosemaßnahmen zur Diagnostizierung des in
In
Die Module
Unter den Diagnoseblöcken
Das mit
Das mit
Das mit
Das mit
Das mit
Nachfolgend wird zur die Arbeitsweise des Fehlerdifferenzierungsmoduls
Das Fehlerdifferenzierungsmodul
- – Das Stickoxid-
Emissionsmodul 26 hat eine erhöhte Stickoxid-Endrohremission gemeldet. - – Das Stickstoffdioxid-
Überwachungsmodul 20 hat keine zu geringe Stickstoffdioxidkonzentration gemeldet. - – Das Ammoniak-
Überwachungsmodul 21 hat keine erhöhte Ammoniakkonzentration gemeldet. - – Das Reduktionsmittel-Überwachungsmodul
22 hat keine verminderte Harnstoffkonzentration gemeldet. - – Das Dosierratennachregler-
Überwachungsmodul 23 hat eine Erhöhung des Stickoxidumsatzes durch den SCR-Katalysator5 durch entsprechendes Nachregeln der Reduktionsmittel-Dosierrate gemeldet.
- - The nitric
oxide emission module 26 has reported increased nitrogen oxide tailpipe emissions. - - The nitrogen
dioxide monitoring module 20 has not reported too low nitrogen dioxide concentrations. - - The
ammonia monitoring module 21 has not reported an increased ammonia concentration. - - The reducing agent monitoring module
22 has not reported a decreased urea concentration. - - The dosing rate
controller monitoring module 23 has an increase in nitrogen oxide conversion by the SCR catalyst5 reported by appropriate readjustment of the reducing agent metering rate.
Vom Fehlerquellen-Identifizierungsmodul
- – Das Stickoxid-
Emissionsmodul 26 hat keine erhöhte Stickoxid-Endrohremission gemeldet. - – Das Stickstoffdioxid-
Überwachungsmodul 20 hat keine signifikante Abweichung der Stickstoffdioxidkonzentration vom relevanten Vergleichswert gemeldet. - – Das Ammoniak-
Überwachungsmodul 21 hat eine erhöhte Ammoniakkonzentration gemeldet. - – Das Reduktionsmittel-Überwachungsmodul
22 hat keine erhöhte Harnstoffkonzentration gemeldet. - – Das Dosierratennachregler-
Überwachungsmodul 23 hat bei verminderndem Nachregeln der Reduktionsmittel-Dosierrate ein Einhalten eines vorgebbaren Stickoxidumsatzes durch den SCR-Katalysator5 gemeldet.
- - The nitric
oxide emission module 26 has not reported increased nitric oxide tailpipe emissions. - - The nitrogen
dioxide monitoring module 20 has not reported a significant deviation of the nitrogen dioxide concentration from the relevant reference value. - - The
ammonia monitoring module 21 has reported an increased ammonia concentration. - - The reducing agent monitoring module
22 has not reported an increased urea concentration. - - The dosing rate
controller monitoring module 23 if the reductant metering rate has been reduced, the nitrogen oxide conversion by the SCR catalytic converter is maintained5 reported.
Vom Fehlerquellen-Identifizierungsmodul
Es versteht sich, dass ein Fehlersignal auch von einem jeweiligen Überwachungsmodul
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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