DE102017204089A1 - SCR catalyst system and method for its diagnosis - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Diagnose eines SCR-Katalysatorsystems mit folgenden Schritten: Erfassen (100) von Betriebszustandsdaten einer Pumpe eines Fördermoduls und/oder eines Dosiermoduls des SCR-Katalysatorsystems , wobei sowohl bereits existierende Betriebszustandsdaten, welche in einem Cloud-Speicher gespeichert sind, als auch aktuelle Betriebszustandsdaten, welche von einem Steuergerät der Pumpe des Fördermoduls und/oder des Dosiermoduls erfasst werden, erfasst werden. Die bereits existierenden Betriebszustandsdaten werden mit den aktuellen Betriebszustandsdaten der Pumpe des Fördermoduls und/oder des Dosiermoduls verglichen (120). Ferner wird basierend auf dem Vergleichen (120) der bereits existierenden Betriebszustandsdaten mit den aktuellen Betriebszustandsdaten ermittelt (130), ob die Pumpe des Fördermoduls und/oder das Dosiermodul einwandfrei funktionieren oder ob eine Wartung notwendig ist.
Ferner betrifft die Erfindung das SCR-Katalysatorsystem für das Abgas einer Brennkraftmaschine, welches eingerichtet ist, das zuvor genannte Verfahren durchzuführen. Das SCR-Katalysatorsystem weist einen Vorratstank zur Bevorratung eines in eine Abgasleitung der Brennkraftmaschine einzudosierenden Reduktionsmittels auf, wobei der Vorratstank über das die Pumpe aufweisendes Fördermodul mit dem an einer Abgasleitung angeordneten Dosiermodul verbunden ist, und wobei das Steuergerät des SCR-Katalysatorsystems so eingerichtet ist, dass es mit dem Cloud-Speicher verbindbar ist.
The invention relates to a method for the diagnosis of an SCR catalyst system comprising the following steps: detecting (100) operating state data of a pump of a conveyor module and / or a dosing module of the SCR catalytic converter system, wherein both existing operating state data stored in a cloud memory, as well as current operating state data, which are detected by a control unit of the pump of the delivery module and / or the dosing, are detected. The already existing operating state data is compared with the current operating state data of the pump of the conveyor module and / or of the dosing module (120). Further, based on the comparison (120) of the already existing operating state data with the current operating state data, it is determined (130) whether the pump of the conveyor module and / or the dosing module are functioning properly or if maintenance is necessary.
Further, the invention relates to the SCR catalyst system for the exhaust gas of an internal combustion engine, which is adapted to perform the aforementioned method. The SCR catalyst system has a storage tank for storing a reducing agent to be metered into an exhaust line of the internal combustion engine, wherein the storage tank is connected to the metering module arranged on an exhaust pipe via the delivery module having the pump, and wherein the control unit of the SCR catalyst system is arranged such that that it is connectable to the cloud storage.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Diagnose eines SCR-Katalysatorsystems. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein SCR-Katalysatorsystem zur Durchführung des Verfahrens. Ferner betrifft die Erfindung ein Computerprogramm, das jeden Schritt des Verfahrens ausführt, wenn es auf einem Rechengerät abläuft, sowie ein maschinenlesbares Speichermedium, welches das Computerprogramm speichert. Schließlich betrifft die Erfindung ein elektronisches Steuergerät, welches eingerichtet ist, das Verfahren auszuführen.The present invention relates to a method for diagnosing an SCR catalyst system. Furthermore, the present invention relates to an SCR catalyst system for carrying out the method. Furthermore, the invention relates to a computer program that performs each step of the method when it runs on a computing device, and a machine-readable storage medium that stores the computer program. Finally, the invention relates to an electronic control unit which is set up to carry out the method.
Stand der TechnikState of the art
Um die immer strengeren Abgasgesetzgebungen insbesondere für Kraftfahrzeuge zu erfüllen, ist es notwendig, den Gehalt von Stickoxiden (NOx) im Abgas von Brennkraftmaschinen zu verringern. Hierfür sind SCR-Katalysatoren (Selective Catalytic Reduction) bekannt, die im Abgasbereich einer Brennkraftmaschine angeordnet sind, wobei die SCR-Katalysatoren die im Abgas der Brennkraftmaschine enthaltenen Stickoxide in Gegenwart eines Reduktionsmittels zu Stickstoff reduzieren. Für den Ablauf der Reaktion wird Ammoniak (NH3) als Reduktionsmittel oder Reaktionsmittel benötigt, das dem Abgas zugemischt wird. Für die Bereitstellung von Ammoniak wird üblicherweise eine unter der Bezeichnung AdBlue® kommerziell erhältliche Harnstoff-WasserLösung (HWL) verwendet, welches zu einem Drittel aus Harnstoff als Ammoniakabspaltendem Reagenz und zu zwei Dritteln aus Wasser besteht.In order to meet the increasingly stringent exhaust gas legislation particularly for motor vehicles, it is necessary to reduce the content of nitrogen oxides (NO x ) in the exhaust gas of internal combustion engines. For this purpose, SCR catalysts (Selective Catalytic Reduction) are known which are arranged in the exhaust gas region of an internal combustion engine, wherein the SCR catalysts reduce the nitrogen oxides contained in the exhaust gas of the internal combustion engine in the presence of a reducing agent to nitrogen. For the course of the reaction, ammonia (NH 3 ) is needed as a reducing agent or reagent, which is admixed to the exhaust gas. For the supply of ammonia usually under the name AdBlue ® commercially available urea-water solution (HWL) is used, which consists of a third of urea as Ammoniaabspaltendem reagent and two-thirds of water.
Eine Düse sprüht die Flüssigkeit unmittelbar vor einem SCR-Katalysator in den Abgasstrom. Dort entsteht aus dem Harnstoff das für die weitere Reaktion notwendige Ammoniak (NH3). Im SCR-Katalysator verbinden sich Stickoxide aus dem Abgas und das Ammoniak zu Wasser und ungiftigem Stickstoff. Der Wirkungsgrad des SCR-Katalysators ist von der Temperatur, von der Raumgeschwindigkeit und ganz entscheidend auch von dessen Ammoniakfüllstand abhängig.A nozzle sprays the liquid into the exhaust stream immediately before an SCR catalyst. There, the urea forms the ammonia (NH 3 ) necessary for the further reaction. In the SCR catalytic converter, nitrogen oxides from the exhaust gas and the ammonia combine to form water and non-toxic nitrogen. The efficiency of the SCR catalyst depends on the temperature, the space velocity and, crucially, its ammonia level.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Das Verfahren dient dem Betreiben eines SCR-Katalysatorsystems, insbesondere der Diagnose des SCR-Katalysatorsystems. Unter Diagnose wird eine Fehlererkennung verstanden, bei der untersucht wird, ob das SCR-Katalysatorsystem, insbesondere eine Pumpe eines Fördermoduls und/oder ein Dosiermodul des SCR-Katalysatorsystems, eine Wartung benötigt.The method is used to operate an SCR catalyst system, in particular the diagnosis of the SCR catalyst system. Diagnosis is an error detection in which it is examined whether the SCR catalyst system, in particular a pump of a delivery module and / or a metering module of the SCR catalyst system, requires maintenance.
Das Verfahren weist folgende Schritte auf. In einem ersten Schritt werden Betriebszustandsdaten des SCR-Katalysatorsystems, insbesondere einer Pumpe eines Fördermoduls und/oder eines Dosiermoduls des SCR-Katalysatorsystems, erfasst. Hierbei werden sowohl bereits existierende Betriebszustandsdaten, welche in einem Cloud-Speicher gespeichert sind, als auch aktuelle Betriebszustandsdaten, welche von einem Steuergerät der Pumpe des Fördermoduls und/oder des Dosiermoduls erfasst werden, erfasst.The method comprises the following steps. In a first step, operating state data of the SCR catalyst system, in particular a pump of a delivery module and / or a metering module of the SCR catalyst system, are detected. In this case, both existing operating state data, which are stored in a cloud memory, as well as current operating state data, which are detected by a control unit of the pump of the conveyor module and / or the dosing, detected.
Unter Betriebszustandsdaten kann jegliche im SCR-Katalysatorsystem messbare physikalische Größe verstanden werden, welche einen Betriebszustand des SCR-Katalysatorsystems charakterisieren kann. Insbesondere sind die Betriebszustandsdaten des SCR-Katalysatorsystems die Betriebszustandsdaten der Komponenten des SCR-Katalysatorsystems.Operating state data can be understood as any physical variable measurable in the SCR catalyst system, which can characterize an operating state of the SCR catalyst system. In particular, the operating state data of the SCR catalyst system is the operating state data of the components of the SCR catalyst system.
Es gibt zwei Arten von Betriebszustandsdaten. Das sind zum einen die bereits existierenden Betriebszustandsdaten und zum anderen die sogenannten aktuellen Betriebszustandsdaten. Die bereits existierenden Betriebszustandsdaten sind in einem Cloud-Speicher gespeichert. Ein solcher Cloud-Speicher wird auch als Automotive Cloud bezeichnet. Der Cloud-Speichers beinhaltet Informationen über Betriebszustände der Komponenten des SCR-Katalysatorsystems unter verschiedenen Arbeitsbedingungen und von unterschiedlichen Autofabrikaten mit unterschiedlichen Konfigurationen. Neben den bereits existierenden Betriebszustandsdaten gibt es den Begriff der aktuellen Betriebszustandsdaten, welcher alle Betriebszustandsdaten des betrachteten SCR-Katalysatorsystems, insbesondere alle Betriebszustandsdaten der Komponenten des SCR-Katalysatorsystems, umfassen kann.There are two types of operating status data. These are on the one hand the already existing operating status data and on the other hand the so-called current operating status data. The already existing operating state data is stored in a cloud memory. Such cloud storage is also referred to as the automotive cloud. The cloud storage includes information about operating conditions of the components of the SCR catalyst system under various working conditions and from different car makes with different configurations. In addition to the already existing operating state data, there is the concept of the current operating state data, which may include all operating state data of the considered SCR catalyst system, in particular all operating state data of the components of the SCR catalyst system.
Im Allgemeinen umfassen die bereits existierenden Betriebszustandsdaten wesentlich mehr Daten auf als die aktuellen Betriebszustandsdaten, da sich letztere nur auf das jeweilige SCR-Katalysatorsystem einer spezifischen Brennkraftmaschine, welche in der Regel in einem spezifischen Fahrzeug angeordnet ist, beziehen. Dahingegen beziehen sich die bereits existierenden Betriebszustandsdaten auf alle möglichen unterschiedlichen SCR-Katalysatorsysteme und umfassen daher auch eine Vielzahl von unterschiedlichen Betriebszustandsdaten von allen möglichen Komponenten dieser SCR-Katalysatorsysteme.In general, the already existing operating state data includes substantially more data than the current operating state data, since the latter relates only to the particular SCR catalyst system of a specific internal combustion engine, which is usually arranged in a specific vehicle. On the other hand, the already existing operating state data relates to all possible different SCR catalyst systems and therefore also includes a multiplicity of different operating state data from all possible components of these SCR catalyst systems.
In einem zweiten Schritt des Verfahrens werden die bereits existierenden Betriebszustandsdaten mit den aktuellen Betriebszustandsdaten des SCR-Katalysatorsystems, insbesondere der Pumpe des Fördermoduls und/oder des Dosiermoduls, verglichen. Ein solcher Vergleich kann jede Information der Betriebszustandsdaten betreffen.In a second step of the method, the already existing operating state data is compared with the current operating state data of the SCR catalytic converter system, in particular the pump of the conveyor module and / or of the dosing module. Such a comparison may relate to any information of the operating status data.
Insbesondere können auch statistische Daten der Betriebszustandsdaten miteinander verglichen werden. Unter statistischen Daten werden zum Beispiel ein Mittelwert, eine Standardabweichung, ein Erwartungswert einer bestimmten physikalischen Größe oder Korrelationen unterschiedlicher Messwerte verstanden. Die Nutzung von Korrelationen ermöglicht es, Vergleiche für eine physikalische Größe, welche nur in den aktuellen Betriebszustandsdaten oder den bereits existierenden Betriebszustandsdaten existiert, anzustellen. In particular, statistical data of the operating state data can also be compared with one another. By statistical data is meant, for example, an average value, a standard deviation, an expected value of a specific physical quantity or correlations of different measured values. The use of correlations makes it possible to make comparisons for a physical quantity existing only in the current operating state data or the already existing operating state data.
Für den Fall einer ersten physikalischen Größe, welche nur in den bereits existierenden Betriebszustandsdaten, jedoch nicht in den aktuellen Betriebszustandsdaten vorkommt, kann zum Beispiel eine zweite physikalische Größe der aktuellen Betriebszustandsdaten verwendet werden, welche eine bekannte Korrelation mit der ersten physikalischen Größe der aktuellen Betriebszustandsdaten aufweist, um eine Korrelation der ersten physikalischen Größe der bereits existierenden Betriebszustandsdaten mit der ersten physikalischen Größe der aktuellen Betriebszustandsdaten abzuschätzen.In the case of a first physical quantity occurring only in the already existing operating state data but not in the current operating state data, for example, a second physical quantity of the current operating state data having a known correlation with the first physical quantity of the current operating state data may be used to estimate a correlation of the first physical quantity of the already existing operating state data with the first physical quantity of the current operating state data.
In einem dritten Schritt des Verfahrens wird basierend auf dem Vergleichen der bereits existierenden Betriebszustandsdaten mit den aktuellen Betriebszustandsdaten ermittelt, ob das SCR-Katalysatorsystem, insbesondere die Pumpe des Fördermoduls und/oder das Dosiermodul, einwandfrei funktioniert oder ob eine Wartung notwendig ist. Für die durchzuführenden Vergleiche werden Regeln festgelegt, unter welchen Umständen eine Komponente des SCR-Katalysatorsystems, insbesondere die Pumpe des Fördermoduls und/oder das Dosiermodul, einwandfrei funktioniert. Zusätzlich oder alternativ können Regeln festgelegt werden, wann eine Komponente des SCR-Katalysatorsystems einer Wartung bedarf.In a third step of the method, based on the comparison of the already existing operating state data with the current operating state data, it is determined whether the SCR catalyst system, in particular the pump of the conveyor module and / or the dosing module, is functioning properly or if maintenance is necessary. For the comparisons to be carried out, rules are defined under which circumstances a component of the SCR catalyst system, in particular the pump of the delivery module and / or the metering module, functions properly. Additionally or alternatively, rules may be established when a component of the SCR catalyst system requires maintenance.
Das Verfahren hat den Vorteil, dass die Diagnose, wann eine Komponente des SCR-Katalysatorsystems einer Wartung bedarf, aufgrund der enormen Fülle der in dem Cloud-Speicher gespeicherten statistischen Daten viel genauer erfolgen kann als bei einem SCR-Katalysatorsystem, welches lediglich auf die von dem SCR-Katalysatorsystem selbst gelieferten Daten zugreifen kann.The method has the advantage that the diagnosis of when a component of the SCR catalyst system requires maintenance, due to the enormous wealth of statistical data stored in the cloud storage can be done much more accurately than in an SCR catalyst system, which only on The data supplied to the SCR catalyst system itself can be accessed.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform bedarf eine Komponente des SCR-Katalysatorsystems dann einer Wartung, wenn der im zweiten Schritt beschriebene Vergleich ergeben hat, dass ein bestimmter physikalischer Messwert der aktuellen Betriebszustandsdaten sich von den bereits existierenden Betriebszustandsdaten um mehr als einen vorgegebenen Wert unterscheidet. Als vorgegebene Werte kommen unter anderen in Frage: 200 %, 150 %, 100 %, 60 %, 30 %, 20 %, 10 %, 5 %, 3 %, 2 % und 1 %. Abhängig von dem verwendeten physikalischen Messwert ergeben sich unterschiedliche vorgegebene Werte für den oben genannten Unterschied. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass für jeden physikalischen Messwert lediglich ein vorgegebener Wert, der von den bereits vorhandenen Betriebszustandsdaten abhängt, mit dem physikalischen Messwert der aktuellen Betriebszustandsdaten verglichen werden muss, um herauszufinden, wann eine Wartung notwendig ist.According to a preferred embodiment, a component of the SCR catalyst system then requires maintenance if the comparison described in the second step has revealed that a specific physical measured value of the current operating state data differs from the already existing operating state data by more than a predetermined value. Predictable values include: 200%, 150%, 100%, 60%, 30%, 20%, 10%, 5%, 3%, 2% and 1%. Depending on the physical measured value used, different predefined values result for the above-mentioned difference. This embodiment has the advantage that for each physical measurement value only a predetermined value, which depends on the already existing operating state data, has to be compared with the physical measurement value of the current operating state data in order to find out when maintenance is necessary.
Bevorzugt weisen die Betriebszustandsdaten auch die Betriebszustandsdaten eines Abgasstrangs auf. Die Betriebszustandsdaten des Abgasstrangs können beispielsweise u.a. eine Temperatur des Abgases an einer bestimmten Stelle im Abgasstrang oder eine Konzentration eines bestimmten Gases an einer bestimmten Stelle im Abgasstrang aufweisen. Dies hat den Vorteil, dass auch die Daten des Abgases benutzt werden können, um das SCR-Katalysatorsystem genauer zu charakterisieren.The operating state data preferably also includes the operating state data of an exhaust gas line. The operating state data of the exhaust gas line can, for example, i.a. a temperature of the exhaust gas at a certain point in the exhaust system or a concentration of a certain gas at a certain point in the exhaust system. This has the advantage that also the data of the exhaust gas can be used to more accurately characterize the SCR catalyst system.
Gemäß einer Ausführungsform ist es bevorzugt, dass die bereits existierenden Betriebszustandsdaten nicht von dem Steuergerät des SCR-Katalysatorsystems, insbesondere nicht von einem Steuergerät des Fördermoduls und/oder von einem Steuergerät des Dosiermoduls, erfasst wurden. Hierdurch wird erreicht, dass für den Vergleich der bereits existierenden Betriebszustandsdaten mit den aktuellen Betriebszustandsdaten die bereits existierenden Betriebszustandsdaten nicht von den aktuellen Betriebszustandsdaten beeinflusst werden.According to one embodiment, it is preferred that the already existing operating state data has not been detected by the control device of the SCR catalytic converter system, in particular not by a control device of the conveyor module and / or by a control device of the dosing module. It is thereby achieved that, for the comparison of the already existing operating state data with the current operating state data, the already existing operating state data is not influenced by the current operating state data.
Es ist ferner bevorzugt, dass die bereits existierenden Betriebszustandsdaten für unterschiedliche Kraftfahrzeugtypen und für die Komponenten des SCR-Katalysatorsystems typische Betriebszustandsdaten aufweisen. Unter dem Begriff Fahrzeugtyp werden unter anderem auch verschiedene Konfigurationen ein und desselben Modells eines Kraftfahrzeugs verstanden. Unter typischen Betriebszustandsdaten werden auch Statistiken und Wertebereiche, die als typisch gelten verstanden. Hierdurch wird erreicht, dass die bereits existierenden Betriebszustandsdaten zuverlässige und genaue Statistiken über in der Praxis geläufige SCR-Katalysatorsysteme aufweisen.It is further preferred that the already existing operating state data for different types of motor vehicles and for the components of the SCR catalyst system have typical operating state data. Among other things, the term vehicle type also means different configurations of one and the same model of a motor vehicle. Under typical operating state data, statistics and ranges of values that are considered typical are also understood. It is thereby achieved that the already existing operating state data have reliable and accurate statistics on SCR catalyst systems which are familiar in practice.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Betriebszustandsdaten der Pumpe des Fördermoduls unter anderen mindestens eine der folgende Größen auf: Saugvermögen, Pumpgeschwindigkeit, eine Zeit, die benötigt wird, bis der Druck ein vorgegebenes Niveau erreicht, einen Verlauf des Druckes als Funktion der Zeit sowie davon abgeleitete Größen, einen Strom, den die Pumpe benötigt als Funktion der Zeit, einen Gesamtstrom, den die Pumpe benötigt, um einen vorgegebenen Druck aufzubauen, Parameter oder Kenngrößen, die die Stromversorgung der Pumpe betreffen, eine geförderte Flüssigkeitsmenge als Funktion der Zeit, eine Anzahl von Systemstarts, eine Anzahl von Betriebsstunden, eine Zeit zum Druckaufbau beim Betriebsstart, eine Betriebstemperatur des Fördermoduls, eine geförderte Flüssigkeitsmenge auf Grundlage eines Tastgrades der angewandten Pumpenmotoransteuerung gegenüber der Zeit und einen Tastgrad des Pumpenmotors als Funktion der Fördermenge, insbesondere bei verschwindender Fördermenge. Ein Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass die genannten Betriebszustandsdaten der Pumpe des Fördermoduls diese zuverlässig charakterisieren.According to a preferred embodiment, the operating state data of the pump of the delivery module include, among others, at least one of the following: suction, pumping speed, a time required for the pressure to reach a predetermined level, a pressure versus time course, and the pressure derived therefrom Sizes, a current that the pump requires as a function of time, a total current that the pump needs to build up a given pressure, parameters or characteristics that the Power to the pump, a funded amount of fluid as a function of time, a number of system starts, a number of operating hours, a pressure buildup time at startup, an operating temperature of the delivery module, a funded amount of liquid based on a duty cycle of the applied pump motor drive against time and a Duty cycle of the pump motor as a function of the flow rate, especially at vanishing flow rate. An advantage of this embodiment is that the said operating state data of the pump of the delivery module reliably characterize these.
Unter einer abgeleiteten Größe des Verlaufs des Druckes als Funktion der Zeit wird unter anderem ein Minimum, ein Maximum, ein beliebiges anderes statistisches Maß oder eine andere Größe, welche aus der genannten Funktion berechnet werden kann, verstanden.By a derived quantity of the course of the pressure as a function of time, inter alia, a minimum, a maximum, any other statistical measure or another variable which can be calculated from said function is understood.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Betriebszustandsdaten des Dosiermoduls des SCR-Katalysatorsystems unter anderen mindestens eine der folgende Größen auf: eine Dosiermenge auf Grundlage eines Tastgrades der angewandten Pumpenmotoransteuerung gegenüber der Zeit, eine Dosierfrequenz, eine Anzahl von Betriebsstunden und eine Betriebstemperatur des Dosiermoduls. Ein Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass die genannten Betriebszustandsdaten das Dosiermodul des SCR-Katalysatorsystem zuverlässig charakterisieren.According to a preferred embodiment, the operating state data of the metering module of the SCR catalyst system includes at least one of the following quantities: a metering amount based on a duty cycle of the applied pump motor drive versus time, a metering frequency, a number of operating hours and an operating temperature of the metering module. An advantage of this embodiment is that said operating state data reliably characterizes the dosing module of the SCR catalyst system.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist es bevorzugt, dass für die Pumpe des Fördermoduls und/oder für das Dosiermodul basierend auf einem Vergleich von jeweils mindestens einer physikalischen Größe der aktuellen Betriebszustandsdaten und der bereits existierenden Betriebszustandsdaten ein Grad der Abnutzung ermittelt wird. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass durch die Berechnung eines Grades der Abnutzung das vorliegende SCR-Katalysatorsystem, welcher durch die aktuellen Betriebszustandsdaten charakterisiert ist, in einer einfachen Art und Weise mit einem zu erwartenden Zustand eines standardmäßigen SCR-Katalysatorsystems, welcher durch die bereits existierenden Betriebszustandsdaten charakterisiert ist, verglichen werden kann. Hierbei besteht der Vergleich in einem einfachen Vergleich zweier Zahlen, nämlich der Grade der Abnutzung der entsprechenden SCR-Katalysatorsysteme.According to a further embodiment, it is preferred for the pump of the delivery module and / or for the dosing module to determine a degree of wear based on a comparison of at least one physical quantity of the current operating state data and the already existing operating state data. This embodiment has the advantage that, by calculating a degree of wear, the present SCR catalyst system characterized by the current operating condition data, in a simple manner with a expected state of a standard SCR catalyst system, which by the already existing Operating state data is characterized, can be compared. Here, the comparison is a simple comparison of two numbers, namely the levels of wear of the corresponding SCR catalyst systems.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Vergleichen der bereits existierenden Betriebszustandsdaten mit den aktuellen Betriebszustandsdaten der Pumpe des Fördermoduls und/oder des Dosiermoduls, indem für die Pumpe des Fördermoduls und/oder für das Dosiermodul basierend auf mindestens einer physikalischen Größe der aktuellen Betriebszustandsdaten ein Grad der Abnutzung ermittelt wird. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass zur Berechnung des Grades der Abnutzung nicht auf einen Cloud-Speicher zugegriffen werden muss, sondern lediglich Daten des vorliegenden SCR-Katalysatorsystems benutzt werden.According to a further preferred embodiment, the comparison of the already existing operating state data with the current operating state data of the pump of the conveyor module and / or the dosing takes place by the pump for the conveyor module and / or for the dosing module based on at least one physical size of the current operating state data, a degree of Wear is detected. This embodiment has the advantage that, to calculate the degree of wear, it is not necessary to access a cloud storage, but only data from the present SCR catalyst system is used.
Falls der Grad der Abnutzung der Pumpe des Fördermoduls und/oder des Dosiermoduls des SCR-Katalysatorsystems, welcher der mindestens einen physikalischen Größe der aktuellen Betriebszustandsdaten entspricht, größer als ein für das SCR-Katalysatorsystem erwarteter Grad der Abnutzung der Pumpe des Fördermoduls und/oder des Dosiermoduls ist, wird gemäß einer bevorzugten Ausführungsform bestimmt, dass eine Wartung erforderlich ist, andernfalls wird eine Wartung auf einen späteren Zeitpunkt verschoben. Dies hat den Vorteil, dass der Zeitpunkt, zu dem eine Wartung des SCR-Katalysatorsystems durchzuführen ist, an die aktuellen Betriebszustandsdaten des SCR-Katalysatorsystems angepasst wird.If the degree of wear of the pump of the delivery module and / or the metering module of the SCR catalyst system, which corresponds to the at least one physical quantity of the current operating state data, greater than expected for the SCR catalyst system degree of wear of the pump of the delivery module and / or Dosing is, it is determined according to a preferred embodiment, that maintenance is required, otherwise a maintenance is postponed to a later date. This has the advantage that the time at which maintenance of the SCR catalyst system is to be carried out is adapted to the current operating state data of the SCR catalyst system.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform wird, falls der Grad der Abnutzung der Pumpe des Fördermoduls und/oder des Dosiermoduls des SCR-Katalysatorsystems, welcher der mindestens einen physikalischen Größe der aktuellen Betriebszustandsdaten entspricht, größer als ein Schwellwert für den Grad der Abnutzung der Pumpe des Fördermoduls und/oder des Dosiermoduls ist, bestimmt, dass eine Wartung erforderlich ist, andernfalls wird eine Wartung auf einen späteren Zeitpunkt verschoben. Der Schwellwert wird bevorzugt aufgrund der bereits existierenden Betriebszustandsdaten berechnet. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass lediglich ein Wert, nämlich der Schwellwert für den Grad der Abnutzung, mit dem physikalischen Messwert der aktuellen Betriebszustandsdaten verglichen werden muss, um herauszufinden, wann eine Wartung notwendig ist.According to an alternative embodiment, if the degree of wear of the pump of the delivery module and / or the metering module of the SCR catalyst system corresponding to the at least one physical quantity of the current operating condition data is greater than a threshold for the degree of wear of the pump of the delivery module and / or the dosing module determines that maintenance is required, otherwise maintenance will be postponed to a later date. The threshold value is preferably calculated on the basis of the already existing operating state data. This embodiment has the advantage that only one value, namely the threshold for the degree of wear, has to be compared with the physical measured value of the current operating state data in order to find out when maintenance is necessary.
Hierbei wird der erwartete Grad der Abnutzung für eine Komponente des SCR-Katalysatorsystems, welcher der mindestens einen physikalischen Größe der aktuellen Betriebszustandsdaten entspricht, wie folgt bestimmt. Auf Basis der bereits existierenden Betriebszustandsdaten im Cloud-Speicher wird ein Erwartungswert für die mindestens eine physikalische Größe der aktuellen Betriebszustandsdaten berechnet. Für diese Berechnung werden spezifische Kenndaten des SCR-Katalysatorsystems, wie zum Beispiel das Fahrzeugmodell oder die Betriebsstunden der Komponenten des SCR-Katalysatorsystems berücksichtigt.Here, the expected degree of wear for a component of the SCR catalyst system corresponding to the at least one physical quantity of the current operating condition data is determined as follows. On the basis of the already existing operating state data in the cloud memory, an expected value for the at least one physical variable of the current operating state data is calculated. For this calculation, specific characteristics of the SCR catalyst system, such as the vehicle model or the operating hours of the components of the SCR catalyst system, are taken into account.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird für den Fall, dass eine Wartung auf einen späteren Zeitpunkt verschoben wird, eine Zeitdauer bis zu einer nächsten Wartung anhand eines Vergleichs der aktuellen Betriebszustandsdaten mit den bereits existierenden Betriebszustandsdaten berechnet. Hierbei wird anhand des Vergleiches der aktuellen Betriebszustandsdaten mit den bereits existierenden Betriebszustandsdaten berechnet, wann eine bestimmte Komponente des SCR-Katalysatorsystems voraussichtlich eine Wartung benötigt. Diese Berechnung kann auch für mehrere oder alle Komponenten des SCR-Katalysatorsystems durchgeführt werden. Dies verhindert ungewollte Ausfälle des Kraftfahrzeugs und ermöglicht es, die fehlerhafte Komponente bei der nächsten Wartung auszuwechseln, bevor diese ausfällt. Ferner können die Wartungsintervalle dynamisch geplant werden, falls die Komponenten keine oder geringe Abnutzungserscheinungen aufweisen.According to a preferred embodiment, in the event that maintenance is postponed to a later date, a period of time through a comparison of the current operating state data with the already existing operating state data. Here, based on the comparison of the current operating state data with the already existing operating state data, it is calculated when a certain component of the SCR catalytic converter system is likely to require maintenance. This calculation can also be performed for several or all components of the SCR catalyst system. This prevents unwanted failures of the motor vehicle and makes it possible to replace the faulty component at the next maintenance before it fails. Furthermore, the maintenance intervals can be planned dynamically if the components have little or no signs of wear.
Es ist ferner bevorzugt, dass die Zeitdauer bis zur nächsten Wartung bei jedem Start des SCR-Katalysatorsystems neu berechnet wird. Es ist weiter bevorzugt, dass die Zeitdauer bis zur nächsten Wartung im Betrieb des SCR-Katalysatorsystems dynamisch an die aktuellen Betriebszustandsdaten des SCR-Katalysatorsystems angepasst wird. Dies hat den Vorteil, dass im Betrieb des SCR-Katalysatorsystems die Zeitdauer bis zur nächsten Wartung immer aktuell ist.It is further preferred that the time period until the next maintenance be recalculated each time the SCR catalyst system is started. It is further preferred that the time period until the next maintenance during operation of the SCR catalyst system is adapted dynamically to the current operating state data of the SCR catalyst system. This has the advantage that during operation of the SCR catalyst system, the time until the next maintenance is always up to date.
Es ist weiter bevorzugt, dass die aktuellen Betriebszustandsdaten für die Pumpe des Fördermoduls und/oder für das Dosiermodul zumindest teilweise, bevorzugt vollständig, in den Cloud-Speicher geladen werden. Dies hat den Vorteil, dass die bereits existierenden Betriebszustandsdaten aktualisiert werden. Dies ist insbesondere für SCR-Katalysatorsysteme wichtig, welche zum Beispiel in neuen Fahrzeugen oder unter Bedingungen betrieben werden, für die wenige Betriebszustandsdaten existieren. Die somit aktualisierten bereits existierenden Betriebszustandsdaten können bei einer nachfolgenden Auswertung benutzt werden, sei es vom vorliegenden SCR-Katalysatorsystem oder von einem anderen Benutzer des Cloud-Speichers.It is further preferred that the current operating state data for the pump of the conveyor module and / or for the metering module are at least partially, preferably completely, loaded into the cloud memory. This has the advantage that the already existing operating state data is updated. This is particularly important for SCR catalyst systems operating, for example, in new vehicles or under conditions for which there are few operating condition data. The thus updated already existing operating state data can be used in a subsequent evaluation, be it from the present SCR catalyst system or from another user of the cloud memory.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Pumpe des Fördermoduls eine Förderpumpe, welche bevorzugt als Membranpumpe ausgeführt ist. Es ist weiter bevorzugt, dass das Fördermodul eine Rückförderpumpe aufweist. Dies hat unter anderem den Vorteil, dass das Reduktionsmittel nicht nur zu dem SCR-Katalysator gefördert werden kann, sondern auch überschüssiges Reduktionsmittel rückgefördert werden kann.According to one embodiment, the pump of the delivery module is a delivery pump, which is preferably designed as a diaphragm pump. It is further preferred that the delivery module has a return pump. This has, inter alia, the advantage that the reducing agent can be promoted not only to the SCR catalyst, but also excess reducing agent can be fed back.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein SCR-Katalysatorsystem für das Abgas einer Brennkraftmaschine, welches eingerichtet ist, das oben beschriebene Verfahren durchzuführen. Dieses SCR-Katalysatorsystem weist einen Vorratstank zur Bevorratung eines in eine Abgasleitung der Brennkraftmaschine einzudosierenden Reduktionsmittels auf, wobei der Vorratstank über ein eine Pumpe aufweisendes Fördermodul mit einem an der Abgasleitung angeordneten Dosiermodul verbunden ist. Ferner weist das SCR-Katalysatorsystem ein Steuergerät des SCR-Katalysatorsystems auf, welches so eingerichtet ist, dass es mit einem Cloud-Speicher verbindbar ist. Das SCR-Katalysatorsystem hat ebenfalls wie das Verfahren den Vorteil, dass die Diagnose, wann eine Komponente des SCR-Katalysatorsystems einer Wartung bedarf, aufgrund der enormen Fülle der in dem Cloud-Speicher gespeicherten statistischen Daten viel genauer erfolgen kann als bei einem SCR-Katalysatorsystem, welches lediglich auf die von dem SCR-Katalysatorsystem selbst gelieferten Daten zugreifen kann.Another aspect of the invention relates to an SCR catalyst system for the exhaust gas of an internal combustion engine, which is configured to carry out the method described above. This SCR catalytic converter system has a storage tank for storing a reducing agent to be metered into an exhaust pipe of the internal combustion engine, wherein the storage tank is connected to a metering module arranged on the exhaust pipe via a delivery module having a pump. Furthermore, the SCR catalyst system has a control unit of the SCR catalyst system, which is set up so that it can be connected to a cloud storage. The SCR catalyst system, like the method, also has the advantage that the diagnosis of when a component of the SCR catalyst system requires maintenance can be much more accurate than with an SCR catalyst system because of the enormous wealth of statistical data stored in the cloud memory which can only access the data supplied by the SCR catalyst system itself.
Die Erfindung kann insbesondere bei SCR-Abgasnachbehandlungssystemen, die unter anderem in Ottomotoren oder Dieselmotoren von Kraftfahrzeugen Verwendung finden, zur Anwendung kommen. Es versteht sich allerdings, dass das Verfahren auch bei anderen SCR-Abgasnachbehandlungssystemen von entsprechenden Brennkraftmaschinen außerhalb der Kraftfahrzeugtechnik, z.B. im Bereich der Schiffstechnik oder im Bereich der chemischen Verfahrenstechnik, mit den hierin beschriebenen Vorteilen angewendet werden kann.The invention can be used in particular in SCR exhaust aftertreatment systems, which are used inter alia in gasoline engines or diesel engines of motor vehicles. However, it will be understood that the method also applies to other SCR exhaust aftertreatment systems of corresponding non-automotive internal combustion engine engines, e.g. in the field of marine engineering or in the field of chemical engineering, with the advantages described herein can be applied.
Das Computerprogramm ist eingerichtet, jeden Schritt des Verfahrens durchzuführen, insbesondere wenn es auf einem Rechengerät oder Steuergerät durchgeführt wird. Es ermöglicht die Implementierung des Verfahrens in einem herkömmlichen elektronischen Steuergerät, ohne hieran bauliche Veränderungen vornehmen zu müssen. Hierzu ist es auf dem maschinenlesbaren Speichermedium gespeichert.The computer program is set up to perform each step of the method, especially when it is performed on a computing device or controller. It allows the implementation of the method in a conventional electronic control unit without having to make any structural changes. For this purpose it is stored on the machine-readable storage medium.
Durch Aufspielen des Computerprogramms auf ein herkömmliches elektronisches Steuergerät, wird das elektronische Steuergerät erhalten, welches eingerichtet ist, um einen SCR-Katalysator mittels des Verfahrens zu betreiben.By loading the computer program onto a conventional electronic control unit, the electronic control unit is set up, which is set up to operate an SCR catalytic converter by means of the method.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen.Further advantages and embodiments of the invention will become apparent from the description and the accompanying drawings.
Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweiligen angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination indicated, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.
Figurenlistelist of figures
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen, jeweils in schematischer Form:
-
1 zeigt schematisch ein SCR-Katalysatorsystem, das mittels eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung betrieben werden kann. -
2 und3 zeigen jeweils eine schematische Darstellung eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
-
1 schematically shows an SCR catalyst system that can be operated by a method according to an embodiment of the invention. -
2 and3 each show a schematic representation of a method according to an embodiment of the invention.
Ausführungsbeispiele der ErfindungEmbodiments of the invention
In
Die HWL
Das Fördermodul
Die Förderpumpe
Das Steuergerät
In Schritt
In einem darauffolgenden Schritt
Das Erfassen des Schritts
Nachfolgend werden im Schritt
Im nächsten Schritt
Falls im Schritt
Falls im Schritt
In Schritt
In einem darauffolgenden Schritt
Danach werden in Schritt
Im nächsten Schritt
In einem darauffolgenden Schritt
In einem nächsten Schritt
Alternativ zu einem erwarteten Grad der Abnutzung kann auch ein Schwellwert benutzt werden, welcher z.B. 90% eines Verschleißwertes ist.As an alternative to an expected degree of wear, a threshold may also be used, which may be e.g. 90% of a wear value is.
Falls für die Pumpe
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