DE102018200572A1 - Method for checking an SCR system with at least two metering valves - Google Patents

Method for checking an SCR system with at least two metering valves Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überprüfung eines SCR-Systems, das eine Förderpumpe und zumindest zwei Dosierventile aufweist, wobei ein Dosierventil fehlerbehaftet ist und die übrigen Dosierventile fehlerfrei sind. Es werden folgende Schritte ausgeführt: Ein Dosierverhältnis für eines der Dosierventile aus einer Druckdifferenz (ΔpE,k, ΔpE,k+1, ΔpE,k+2) zwischen einem Druck (pEv,k, pEv,k+1, pEv,k+2) vor einer Eindosierung (101, k, k+1, k+2) über dieses Dosierventil und einem Druck (pEn,k, pEn,k+1, pEn,k+2) nach der Eindosierung (k, k+1, k+2) und einem eindosierten Volumen (ΔVE,k, ΔVE,k+1, ΔVE,k+2) einer Reduktionsmittellösung wird ermittelt. Daraufhin wird zumindest ein weiteres Dosierverhältnis für ein anderes Dosierventil aus einer Druckdifferenz zwischen einem Druck vor einer Eindosierung über dieses Dosierventil und einem Druck nach der Eindosierung und einem eindosierten Volumen der Reduktionsmittellösung ermittelt. Anschließend erfolgen ein Vergleichen des Dosierverhältnisses des einen Dosierventils mit zumindest einem Dosierverhältnis eines der anderen Dosierventile und ein Erkennen eines Fehlers, wenn das Dosierverhältnis des einen Dosierventils vom Dosierverhältnis des anderen Dosierventils abweicht.

Figure DE102018200572A1_0000
The invention relates to a method for checking an SCR system, which has a feed pump and at least two metering valves, wherein a metering valve is faulty and the other metering valves are faultless. The following steps are carried out: A metering ratio for one of the metering valves from a pressure difference (Δp E, k , Δp E, k + 1 , Δp E, k + 2 ) between a pressure (p Ev, k , p Ev, k + 1 , p Ev, k + 2 ) before metering (101, k, k + 1, k + 2) via this metering valve and a pressure (p En, k , p En, k + 1 , p En, k + 2 ) After metering (k, k + 1, k + 2) and a metered volume (.DELTA.V E, k , .DELTA.V E, k + 1 , .DELTA.V E, k + 2 ) of a reducing agent solution is determined. Thereupon, at least one additional metering ratio for another metering valve is determined from a pressure difference between a pressure before metering via this metering valve and a pressure after metering and a metered volume of the reducing agent solution. Subsequently, a comparison of the metering ratio of the one metering valve with at least one metering ratio of one of the other metering valves and detection of an error occur when the metering ratio of one metering valve deviates from the metering ratio of the other metering valve.
Figure DE102018200572A1_0000

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überprüfung eines SCR-Systems mit zumindest zwei Dosierventilen mittels Vergleich von Dosierverhältnissen, die während der Eindosierung über das jeweilige Dosierventil ermitteltet werden. 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, um das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen.The present invention relates to a method for checking an SCR system with at least two metering valves by means of comparison of metering ratios, which are determined during the metering via the respective metering valve. 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 device which is set up to carry out the method according to the invention.

Stand der TechnikState of the art

Heutzutage werden zur Reduktion von Stickoxiden (NOx) im Abgas von Verbrennungsmotoren in Kraftfahrzeugen unter anderem SCR-Katalysatoren verwendet. Die DE 103 46 220 A1 beschreibt das grundlegende Prinzip der SCR (Selective Catalytic Reduction). Hierbei werden Stickoxidmoleküle, die sich auf einer SCR-Katalysatoroberfläche befinden, bei Vorhandensein von Ammoniak (NH3) als Reduktionsmittel, zu elementarem Stickstoff reduziert. Das Reduktionsmittel wird in Form einer Harnstoff-Wasser-Lösung, aus der Ammoniak abgespalten wird, kommerziell auch als AdBlue® bekannt, bereitgestellt. Eine Förderpumpe fördert die Reduktionsmittellösung aus einem Reduktionsmitteltank über eine Druckleitung zu zumindest einem Dosiermodul. Das Dosiermodul weist ein Dosierventil auf, über welches die Reduktionsmittellösung dann stromaufwärts des SCR-Katalysators in einen Abgasstrang eindosiert wird. Die Steuerung der Eindosierung erfolgt in einem elektronischen Steuergerät, in dem Dosierstrategien für den Betrieb des SCR-Systems hinterlegt sind.Today, SCR catalysts are used to reduce nitrogen oxides (NOx) in the exhaust of internal combustion engines in automobiles. The DE 103 46 220 A1 describes the basic principle of SCR (Selective Catalytic Reduction). Here are nitrogen oxide molecules, which are located on an SCR catalyst surface, in the presence of ammonia (NH3) as a reducing agent, reduced to elemental nitrogen. The reducing agent is provided in the form of a urea-water solution from which ammonia is split off, also known commercially as AdBlue®. A feed pump delivers the reducing agent solution from a reducing agent tank via a pressure line to at least one metering module. The metering module has a metering valve, via which the reducing agent solution is then metered into an exhaust gas line upstream of the SCR catalytic converter. The metering is controlled in an electronic control unit in which metering strategies for the operation of the SCR system are stored.

In einem sogenannten „volumetrischen Modus“ des SCR-Systems macht man sich die im Allgemeinen hohe Genauigkeit der Förderpumpe sowie die Eigenschaft, dass im stationären Zustand die sehr genau bekannte, durch die Förderpumpe geförderte Masse der Reduktionsmittellösung das System als dosierte Masse auch wieder verlässt, zu Nutze. In Kombination mit den vergleichsweise kleinen Toleranzen der geförderten Masse der Reduktionsmittellösung durch die Förderpumpe stellt sich im Mittel eine hohe Massengenauigkeit ein. Ist im volumetrischen Modus das Massengleichgewicht gestört, beispielsweise durch einen Defekt in der Förderpumpe oder im Dosiermoduls, kann die eindosierte Masse nicht mehr direkt überprüft werden. Es ist bekannt in diesem Fall den Druck, beispielsweise mittels eines Drucksensors, zu überwachen.In a so-called "volumetric mode" of the SCR system, one makes the generally high accuracy of the feed pump and the property that in steady state the very well known, promoted by the feed pump mass of the reducing agent solution leaves the system as a metered mass again, advantage. In combination with the comparatively small tolerances of the delivered mass of the reducing agent solution by the feed pump, a high mass accuracy is established on average. If the mass balance is disturbed in volumetric mode, for example due to a defect in the feed pump or in the dosing module, the metered mass can no longer be checked directly. It is known in this case to monitor the pressure, for example by means of a pressure sensor.

Heutzutage werden in SCR-Systemen oftmals mehrere Dosierventile verwendet, über welche Reduktionsmittellösung in den Abgasstrang eindosiert wird, wobei die Dosierventile in der Regel unterschiedlichen SCR-Katalysatoren zugeordnet sind. Typischerweise sind die mehreren Dosierventile über zumindest einen gemeinsamen Teil einer Druckleitung mit derselben Förderpumpe verbunden, welche die Reduktionsmittellösung für alle Dosierventile bereitstellt. Es ist somit nicht möglich die geförderte Masse eindeutig nur einem Dosierventil zuzuordnen.Nowadays, multiple metering valves are often used in SCR systems, via which reducing agent solution is metered into the exhaust gas line, wherein the metering valves are usually assigned to different SCR catalysts. Typically, the plurality of metering valves are connected via at least a common portion of a pressure line to the same feed pump which provides the reductant solution for all metering valves. It is therefore not possible to assign the conveyed mass clearly only one metering valve.

Die DE 10 2012 218 092 A1 beschreibt ein Verfahren zur Funktionsüberwachung wenigstens eines Dosierventils. Die Reduktionsmittellösung wird mittels der Förderpumpe und des wenigstens einen Dosierventil getaktet dosiert. Dabei wird der Druck bei der Ansteuerung des Dosierventils erfasst und mittels eines adaptiven Filters ausgewertet. Daraufhin wird ein Vergleich dieser mittels des adaptiven Filters ausgewerteten Druckwerte und erwarteter Vergleichsdaten durchgeführt. Schließlich wird auf Grundlage dieses Vergleichs ein Fehler im Dosierventil und/oder bei der dosierten Masse der Reduktionsmittellösung festgestellt.The DE 10 2012 218 092 A1 describes a method for monitoring the function of at least one metering valve. The reducing agent solution is metered in a timed manner by means of the delivery pump and the at least one metering valve. The pressure during the activation of the metering valve is detected and evaluated by means of an adaptive filter. Thereupon, a comparison of these evaluated by means of the adaptive filter pressure values and expected comparison data is performed. Finally, based on this comparison, an error is detected in the metering valve and / or in the metered mass of the reducing agent solution.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Es wird ein Verfahren zur Überprüfung eines SCR-Systems, das eine Förderpumpe und zumindest zwei Dosierventile, insbesondere mehrere Dosierventile, aufweist, aufgezeigt. Die Förderpumpe fördert Reduktionsmittellösung über eine Druckleitung zu den zumindest zwei Dosierventilen, welche die Reduktionsmittellösung dann in einen Abgasstrang eindosieren. Von den zumindest zwei Dosierventilen soll ein Dosierventil fehlerbehaftet und die übrigen Dosierventile fehlerfrei sein. Ein „fehlerbehaftetes Dosierventil“ bedeutet, dass das Dosierventil einen Defekt aufweist oder ein fehlerhaftes Volumen bzw. eine fehlerhafte Masse der Reduktionsmittellösung eindosiert.The invention relates to a method for checking an SCR system, which has a delivery pump and at least two metering valves, in particular a plurality of metering valves. The feed pump delivers reducing agent solution via a pressure line to the at least two metering valves, which then meter the reducing agent solution into an exhaust gas line. Of the at least two metering valves, one metering valve is to be faulty and the other metering valves must be free from errors. A "faulty metering valve" means that the metering valve has a defect or metered in a defective volume or a defective mass of the reducing agent solution.

Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:The method comprises the following steps:

Es wird ein Dosierverhältnis für eine Eindosierung über eines der Dosierventile ermittelt. Hierfür wird eine Druckdifferenz zwischen einem Druck vor der Eindosierung über dieses Dosierventil und einem Druck nach der Eindosierung ermittelt und diese Druckdifferenz dann mit einem eindosierten Volumen der Reduktionsmittellösung ins Verhältnis gesetzt, wie in Formel 1 dargestellt: α = Δ p E Δ V E = p E v p E n Δ V E

Figure DE102018200572A1_0001
A metering ratio for metering in via one of the metering valves is determined. For this purpose, a pressure difference between a pressure before metering via this metering valve and a pressure after metering is determined and this pressure difference is then set in relation to a metered volume of the reducing agent solution, as shown in formula 1: α = Δ p e Δ V e = p e v - p e n Δ V e
Figure DE102018200572A1_0001

Hierbei stellt α das Dosierverhältnis, ΔpE die Druckdifferenz bei der Eindosierung und ΔVE die Volumenänderung bei der Eindosierung dar. Die Druckdifferenz ΔpE bei der Eindosierung kann als Differenz zwischen pEv , dem Druck vor der Eindosierung, und pEn , dem Druck nach der Eindosierung, berechnet werden.Here, α represents the metering ratio, Δp E the pressure difference during dosing and ΔV E the volume change during dosing. The pressure difference Δp E when dosing can be used as a difference between p Ev , the pressure before dosing, and p En , the pressure after dosing, are calculated.

Des Weiteren wird ein weiteres Dosierverhältnis für ein anderes Dosierventil in gleicher Weise ermittelt. Auch hier wird eine Druckdifferenz zwischen einem Druck vor einer Eindosierung über dieses Dosierventil und einem Druck nach der Eindosierung ermittelt und diese Druckdifferenz dann mit dem hier eindosierten Volumen der Reduktionsmittellösung ins Verhältnis gesetzt. Die Formel 1 gilt hierbei entsprechend.Furthermore, a further metering ratio for another metering valve is determined in the same way. Again, a pressure difference between a pressure before metering via this metering valve and a pressure after metering is determined and then set this pressure difference with the here metered volume of the reducing agent ratio. Formula 1 applies accordingly.

Es gilt hierbei zu beachten, dass zur gleichen Zeit immer nur eine Eindosierung der Reduktionsmittellösung über lediglich ein Dosierventil ausgeführt wird, da sonst die jeweilige Volumenänderung und die Druckdifferenz nicht mehr einem Dosierventil zugeordnet werden kann, was dazu führt, dass das Dosierverhältnis verfälscht werden würde. Es werden an späterer Stelle Dosierstrategien spezifiziert, bei denen die Eindosierungen hintereinander erfolgen.It should be noted here that at the same time only one metering of the reducing agent solution is carried out via only one metering valve, otherwise the respective volume change and the pressure difference can no longer be assigned to a metering valve, which would lead to the metering ratio being falsified. Dosing strategies are specified at a later point, in which the metering takes place one behind the other.

Anschließend erfolgt ein Vergleich des Dosierverhältnisses des einen Dosierventils mit zumindest einem Dosierverhältnis eines der anderen Dosierventile. Mit anderen Worten ist der Vergleich ein Direktvergleich zweier Dosierverhältnisse für zwei unterschiedliche Dosierventile.Subsequently, a comparison of the metering ratio of a metering valve with at least one metering ratio of one of the other metering valves. In other words, the comparison is a direct comparison of two metering ratios for two different metering valves.

Wenn das Dosierverhältnis des einen Dosierventils vom Dosierverhältnis des anderen Dosierventils abweicht, d.h. wenn sich die beiden Dosierverhältnisse unterscheiden, wird ein Fehler erkannt. Der erkannte Fehler ist ein „Mengenfehler“ und zeigt zunächst einmal an, dass eines der beiden Dosierventile fehlerbehaftet ist.If the metering ratio of one metering valve deviates from the metering ratio of the other metering valve, i. if the two dosing ratios differ, an error is detected. The detected error is a "quantity error" and first of all indicates that one of the two metering valves is faulty.

Weist das SCR-System mehr als zwei, daher drei oder mehr, Dosierventile auf, so kann ein solcher Direktvergleich der Dosierverhältnisse für alle Dosierventile des SCR-Systems ausgeführt werden, indem die vorstehend genannten Schritte des Verfahrens für die weiteren Dosierventile wiederholt werden. Vorzugsweise erfolgen die Direktvergleiche nach einem Schema. Insbesondere werden dabei Dosierventile, die im aktuellen Dosierzyklus bereits durch dieses Verfahren verglichen wurden und bei denen kein Fehler erkannt wurde, bei der Wiederholung ausgespart. Dadurch werden sowohl Zeit als auch Ressourcen - insbesondere Reduktionsmittellösung - eingespart. Optional kann auf die Ermittlung weiterer Dosierverhältnisse für weitere Dosierventile und auf deren Vergleich verzichtet werden, wenn zuvor bereits ein Fehler erkannt wurde.If the SCR system has more than two, hence three or more, metering valves, then such a direct comparison of the metering ratios for all metering valves of the SCR system can be carried out by repeating the above-mentioned steps of the method for the further metering valves. The direct comparisons preferably take place according to a scheme. In particular, metering valves which have already been compared in the current metering cycle by this method and in which no error was detected are omitted in the repetition. As a result, both time and resources - in particular reducing agent solution - saved. Optionally, it is possible to dispense with the determination of further metering ratios for further metering valves and their comparison if an error has already been detected previously.

Gemäß einem Aspekt kann ein Dosierventil als fehlerhaft erkannt werden, wenn das zugehörige Dosierverhältnis oberhalb einer oberen Schwelle oder unterhalb einer unteren Schwelle liegt, d.h. außerhalb eines zulässigen Bereichs liegt.In one aspect, a metering valve may be identified as defective if the associated metering ratio is above an upper threshold or below a lower threshold, i. outside a permitted range.

Gemäß einem weiteren Aspekt kann vorgesehen sein, dass, wenn das SCR-System drei oder mehr Dosierventile aufweist, ein Dosierventil als fehlerhaft erkannt wird, wenn dessen Dosierverhältnis von zumindest zwei Dosierverhältnissen anderer Dosierventile abweicht. Damit kann das fehlerhafte Dosierventil mit ausreichend großer Wahrscheinlichkeit für weiterführende Maßnahmen erkannt werden.According to a further aspect, it can be provided that if the SCR system has three or more metering valves, a metering valve is recognized as defective if its metering ratio deviates from at least two metering ratios of other metering valves. Thus, the faulty metering valve can be detected with sufficient probability for further action.

Darüber hinaus können zusätzliche Dosierverhältnisse anderer Dosierventile untereinander verglichen werden, mit deren Hilfe das fehlerhafte Dosierventil sicherer erkannt werden kann. Insbesondere können hierbei die Dosierverhältnisse aller Dosierventile des SCR-Systems ermittelt, verglichen und auf diese Weise miteinbezogen werden.In addition, additional metering ratios of other metering valves can be compared with each other, with the help of which the defective metering valve can be detected more reliably. In particular, the metering ratios of all metering valves of the SCR system can be determined, compared and included in this way.

Darüber hinaus kann vorgesehen sein, ein Druckverhältnis aus dem Dosierverhältnis und einem Förderverhältnis für eine Eindosierung zu ermitteln. Das Förderverhältnis wird ermittelt, indem eine Druckdifferenz zwischen einem Druck vor einem Fördern einer Reduktionsmittellösung durch die Förderpumpe und einem Druck nach dem Fördern ermittelt wird und diese Druckdifferenz dann mit einem geförderten Volumen der Reduktionsmittellösung ins Verhältnis gesetzt wird, wie in Formel 2 dargestellt: γ = Δ p F Δ V F = p F v p F n Δ V F

Figure DE102018200572A1_0002
In addition, it can be provided to determine a pressure ratio from the metering ratio and a delivery ratio for metering. The delivery ratio is determined by determining a pressure difference between a pressure before delivery of a reducing agent solution by the delivery pump and a pressure after delivery, and then comparing this pressure difference with a delivered volume of the reducing agent solution, as shown in formula 2: γ = Δ p F Δ V F = p F v - p F n Δ V F
Figure DE102018200572A1_0002

Hierbei stellt γ das Förderverhältnis, ΔpF die Druckdifferenz bei der Förderung und ΔVF die Volumenänderung bei der Förderung dar. Die Druckdifferenz ΔpF bei der Förderung kann als Differenz zwischen pFv , dem Druck vor dem Fördern, und pFn , dem Druck nach dem Fördern, berechnet werden.Hereby poses γ the subsidy ratio, Δp F the pressure difference in the promotion and ΔV F the volume change in the promotion is. The pressure difference Δp F in the promotion can be considered difference between p Fv , the pressure before promoting, and p Fn , the pressure after conveying, are calculated.

In Formel 3 ist ferner das vorstehend genannte Druckverhältnis φ, berechnet aus dem Dosierverhältnis α und dem Förderverhältnis y, gezeigt. Hierbei wird ausgenutzt, dass die Förderpumpe und die Dosierventile über zumindest einen Teil einer gemeinsamen Druckleitung miteinander verbunden sind, durch welche die Reduktionsmittellösung gefördert wird. Folglich entspricht der Druck nach der Förderung dem Druck vor der Eindosierung (pFn = pEv) und gemäß dem volumetrischen Prinzip entspricht das geförderte Volumen der Reduktionsmittellösung dem eindosierten Volumen (ΔVF = ΔVE). φ = α γ = Δ p E Δ V E Δ p F Δ V F = Δ p E Δ p F

Figure DE102018200572A1_0003
In Formula 3, the above-mentioned pressure ratio φ calculated from the metering ratio α and the delivery ratio y is further shown. In this case, use is made of the fact that the feed pump and the metering valves are connected to one another via at least part of a common pressure line, through which the reducing agent solution is conveyed. Consequently, the pressure after delivery corresponds to the pressure before metering (p Fn = p Ev ), and according to the volumetric principle, the delivered volume of the reducing agent solution corresponds to the metered volume (ΔV F = ΔV E ). φ = α γ = Δ p e Δ V e Δ p F Δ V F = Δ p e Δ p F
Figure DE102018200572A1_0003

Das Druckverhältnis φ ist in der hier gezeigten Weise für eine Eindosierung über ein Dosierventil definiert. Da sich die Dosierventile zumindest einen Teil der gemeinsamen Druckleitung teilen, durch welche die Reduktionsmittellösung gefördert wird und in der sich der Druck aufbaut, kann das Druckverhältnis φ auch gemeinsam für die Eindosierungen über alle Dosierventile des SCR-Systems betrachtet werden. The pressure ratio φ is defined in the manner shown here for metering via a metering valve. Since the metering valves share at least part of the common pressure line, through which the reducing agent solution is delivered and in which the pressure builds up, the pressure ratio φ can also be considered together for the metering via all metering valves of the SCR system.

Das Druckverhältnis kann als Vorbedingung für den Vergleich der Dosierverhältnisse genutzt werden. Das Druckverhältnis in einem SCR-System ohne Fehler sollte für jede Eindosierung über eines der Dosierventile 1 sein. Es kann vorgesehen sein, dass der Vergleich der Dosierverhältnisse für das jeweilige Dosierventil nur dann erfolgt, wenn das Druckverhältnis von 1 abweicht. Um die Abweichung von 1 festzustellen, können Schwellen vorgesehen sein, wobei eine Abweichung festgestellt wird, wenn das Druckverhältnis diese Schwellen unter- bzw. überschreitet. Das Druckverhältnis bzw. dessen Abweichen von 1 kann in einfacher Weise durch Messen der Druckdifferenzen, beispielsweise mittels eines Drucksensors, ermittelt werden. Allerdings können auch Fehler der Förderpumpe zu Veränderungen dieses Druckverhältnisses führen.The pressure ratio can be used as a precondition for the comparison of the metering ratios. The pressure ratio in a SCR system without error should be for each metering via one of the metering valves 1 his. It can be provided that the comparison of the metering ratios for the respective metering valve only takes place when the pressure ratio deviates from 1. In order to determine the deviation from 1, thresholds may be provided, wherein a deviation is detected when the pressure ratio exceeds or exceeds these thresholds. The pressure ratio or its deviation from 1 can be determined in a simple manner by measuring the pressure differences, for example by means of a pressure sensor. However, also errors of the feed pump can lead to changes in this pressure ratio.

Wurden die Druckverhältnisse für die Dosierventile bereits ermittelt, kann in vorteilhafter Weise der Vergleich der Dosierverhältnisse durch einen Vergleich der Druckverhältnisse für die jeweiligen Dosierventile realisiert wird. Es kann dann für eines der Dosierventile ein Fehler erkannt werden, wenn das Druckverhältnis des einen Dosierventils vom Druckverhältnis des anderen Dosierventils abweicht. Zudem kann das Dosierventil, dessen Druckverhältnis in diesem Fall von 1 abweicht, als fehlerhaft erkannt werden.If the pressure conditions for the metering valves have already been determined, the comparison of the metering ratios can be realized in an advantageous manner by comparing the pressure ratios for the respective metering valves. An error can then be detected for one of the metering valves if the pressure ratio of one metering valve deviates from the pressure ratio of the other metering valve. In addition, the metering valve, whose pressure ratio in this case deviates from 1, can be recognized as defective.

Für das Verfahren können spezielle Dosierstrategien vorgesehen sein, die nachfolgend vorgestellt werden. Durch diese Dosierstrategien können Störeinflüsse bei der Eindosierung, die zu fehlerhaften Dosierverhältnissen führen können, beseitigt oder zumindest vermindert werden. Die nachfolgenden Dosierstrategien können teilweise oder vollständig miteinander kombiniert werden.Special dosing strategies can be provided for the method, which are presented below. These dosing strategies can eliminate or at least reduce interference during metering, which can lead to incorrect metering ratios. The following dosing strategies can be partially or completely combined with each other.

Bei einer Dosierstrategie kann es vorgesehen sein, eine gleichzeitige Dosieranforderung für mehrere Dosierventile in abwechselnd hintereinander ausgeführte Dosieranforderungen für die Dosierventile aufzuteilen. Somit wird erreicht, dass Eindosierungen über verschiedene Dosierventile nicht gleichzeitig stattfinden.In a dosing strategy, it may be provided to divide a simultaneous dosing request for a plurality of dosing valves into dosing requests for the dosing valves that are carried out alternately one after the other. This ensures that metering via different metering valves does not take place simultaneously.

Bei einer weiteren Dosierstrategie kann ein einzudosierendes Volumen der Reduktionsmittellösung auf mehrere Eindosierungen verteilt werden. Dadurch wird die Anzahl der durchgeführten Eindosierungen erhöht und damit einhergehend auch die auswertbaren Dosierverhältnisse.In a further dosing strategy, a volume of the reducing agent solution to be metered in can be distributed over several doses. As a result, the number of dosing performed is increased and, consequently, also the evaluable Dosierverhältnisse.

Um die Druckdifferenz bei der Eindosierung exakt ermitteln zu können, ist es erforderlich, dass der Druck vor der Eindosierung und der Druck nach der Eindosierung hinreichend stationär sind. Daher kann vorzugsweise eine Wartezeit zwischen zwei hintereinander ausgeführten Eindosierungen sowohl über das gleiche Dosierventil als auch über verschiedene Dosierventile abgewartet werden, in denen der Druck einschwingt. Eine bevorzugte Wartezeit ist bevorzugt größer als 200 ms und besonders bevorzugt größer oder gleich 250ms. Analog gilt auch bei der Ermittlung der Druckdifferenz bei der Förderung, dass der Druck vor der Förderung und der Druck nach der Förderung hinreichend stationär sind. Es kann daher eine entsprechende Wartezeit zwischen Förderung und Eindosierung abgewartet werden.In order to accurately determine the pressure difference during metering, it is necessary that the pressure before metering and the pressure after metering are sufficiently stationary. Therefore, it is preferable to wait for a waiting time between two consecutively executed metering units both via the same metering valve and via different metering valves in which the pressure settles. A preferred waiting time is preferably greater than 200 ms and particularly preferably greater than or equal to 250 ms. Similarly, when determining the pressure difference in the promotion that the pressure before delivery and the pressure after delivery are sufficiently stationary. It can therefore wait for a corresponding waiting time between promotion and metering.

Fördert die Förderpumpe Reduktionsmittel während der Eindosierung, wird der Druck innerhalb der Druckleitung derart verändert, dass das ermittelte Dosierverhältnis verfälscht wird. Demzufolge erweist es sich als vorteilhaft, das bei dieser Eindosierung ermittelte Dosierverhältnis zu verwerfen.If the feed pump feeds reducing agent during metering, the pressure within the pressure line is changed in such a way that the determined metering ratio is falsified. Consequently, it proves to be advantageous to reject the metering ratio determined during this metering.

Gemäß einem Aspekt kann für das Ermitteln des Dosierverhältnisses eine Vielzahl von Eindosierungen über das gleiche Dosierventil ausgeführt werden und die Dosierverhältnisse zu einem mittleren Dosierverhältnis gemittelt werden. Dabei kann die Summe der Druckdifferenzen bei mehreren Eindosierungen mit einem aufsummierten eindosierten Volumen bei diesen Eindosierungen ins Verhältnis gesetzt werden. Schließlich kann dieses mittlere Dosierverhältnis anstelle des Dosierverhältnisses für das weitere Verfahren, insbesondere für den Vergleich der Dosierverhältnisse verwendet werden. Auf diese Weise lassen sich Messfehler minimieren.In one aspect, for determining the metering ratio, a plurality of metered additions can be made via the same metering valve and the metering ratios can be averaged to a mean metering ratio. In this case, the sum of the pressure differences in the case of several metered additions can be set in relation to a summed metered volume in these metering units. Finally, this average metering ratio can be used instead of the metering ratio for the further process, in particular for the comparison of metering ratios. In this way measurement errors can be minimized.

Das Dosierverhältnis ist abhängig von einer Steifigkeit des SCR-Systems. Da die Dosierventile hydraulisch miteinander verbunden sind, gilt die Steifigkeit für alle Dosierventile gleichermaßen. Um die Dosierverhältnisse für unterschiedliche Dosierventile vergleichen zu können, kann die Dosierstrategie so gewählt werden, dass die Steifigkeit konstant bleibt. Die Steifigkeit kann sich allerdings mit dem Anteil an gelöster Luft in der Reduktionsmittellösung ändern. Vorzugsweise kann daher das Ermitteln der Dosierverhältnisse, insbesondere der mittleren Dosierverhältnisse, für die verschiedenen Dosierventile in einem engen zeitlichen Abstand zueinander erfolgen. Demzufolge wird die Wartezeit zwischen den hintereinander ausgeführten Eindosierungen nicht zu groß gewählt, beispielsweise ca. 250 ms. Zudem hängt die Steifigkeit vom vorherrschenden Druckniveau ab. Infolgedessen erfolgen die Eindosierungen vorzugsweise innerhalb des im Wesentlichen selben Druckniveau aus. Gleichermaßen kann auch die Ermittlung des Förderverhältnisses in einem engen zeitlichen Abstand zur Ermittlung des Dosierverhältnisses erfolgen und innerhalb desselben Druckniveaus stattfinden.The dosing ratio depends on the rigidity of the SCR system. Since the metering valves are hydraulically connected, the rigidity applies equally to all metering valves. In order to be able to compare the metering ratios for different metering valves, the metering strategy can be selected so that the rigidity remains constant. However, the stiffness may change with the amount of dissolved air in the reducing agent solution. Preferably, therefore, determining the metering ratios, in particular the average metering ratios, for the various metering valves in a close time interval from each other. Consequently, the waiting time between the consecutively executed dosing is not too large, for example about 250 ms. In addition, the stiffness depends on the prevailing pressure level. As a result, the dosages preferably occur within substantially the same Pressure level off. Equally, the determination of the delivery ratio can take place within a narrow time interval for determining the metering ratio and take place within the same pressure level.

Das SCR-System ist insbesondere zu Beginn eines Dosierzyklus nicht frei von Luft, sondern enthält meist Luftblasen in der Druckleitung. Werden diese Luftblasen beim Eindosieren ebenfalls aus der Druckleitung geschwemmt, verändert sich die Druckdifferenz und folglich auch das Dosierverhältnis. Daher kann vorzugsweise vorgesehen sein, die Dosierverhältnisse zu Beginn des Dosierzyklus nicht zu ermitteln.The SCR system is not free of air, especially at the beginning of a dosing cycle, but usually contains air bubbles in the pressure line. If these air bubbles are also flushed out of the pressure line during dosing, the pressure difference and consequently also the dosing ratio change. Therefore, it can preferably be provided that the metering ratios are not determined at the beginning of the metering cycle.

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, in particular 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, das SCR-System mit zumindest zwei Dosierventilen zu überprüfen.By loading the computer program on a conventional electronic control unit, the electronic control unit is obtained, which is set up to check the SCR system with at least two metering valves.

Figurenlistelist of figures

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

  • 1 zeigt eine schematische Darstellung eines SCR-Systems mit mehreren Dosierventilen, das mittels eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens überprüft werden kann.
  • 2 zeigt ein Diagramm einer Ansteuerung eines Dosierventils, einer Ansteuerung einer Förderpumpe und eines Drucks des SCR-Systems aus 1 über der Zeit.
  • 3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • 4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • 5 zeigt ein Ablaufdiagramm eines dritten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and explained in more detail in the following description.
  • 1 shows a schematic representation of an SCR system with a plurality of metering valves, which can be checked by means of an embodiment of the method according to the invention.
  • 2 shows a diagram of a control of a metering valve, a control of a feed pump and a pressure of the SCR system 1 over time.
  • 3 shows a flowchart of a first embodiment of the method according to the invention.
  • 4 shows a flowchart of a second embodiment of the method according to the invention.
  • 5 shows a flowchart of a third embodiment of the method according to the invention.

Ausführungsbeispiele der ErfindungEmbodiments of the invention

1 zeigt in einer schematischen Darstellung ein SCR-System 1 für zumindest einen (nicht dargestellten) SCR-Katalysator. Das SCR-System 1 umfasst drei Dosiermodule 21, 22, 23 wobei ein erstes Dosiermodul 21 ein erstes Dosierventil A aufweist, ein zweites Dosiermodul 22 ein zweites Dosierventil B aufweist und ein drittes Dosiermodul 23 ein drittes Dosierventil C aufweist. Die Dosiermodule 21, 22, 23 sind über eine Druckleitung 3 mit einem Fördermodul 4 verbunden, das eine Förderpumpe 41 aufweist, welche die Reduktionsmittellösung aus einem Reduktionsmitteltank 5 in die Druckleitung 3 fördert. Die Druckleitung 3 teilt sich stromabwärts eines gemeinsamen Abschnitts 30 in einen ersten Abschnitt 31, der zum ersten Dosiermodul 21 führt, in einen zweiten Abschnitt 32, der zum zweiten Dosiermodul 22 führt, und in einen dritten Abschnitt 33, der zum dritten Dosiermodul 23 führt, auf. Das SCR- System 1 arbeitet in einem volumetrischen Modus, bei dem die durch die Förderpumpe 4 geförderte Masse der Reduktionsmittellösung vollständig durch die Dosierventile A, B, C eindosiert wird. Des Weiteren ist ein Drucksensor 6 im gemeinsamen Abschnitt 30 der Druckleitung 3 angeordnet, der dort den Druck p messen kann. Der Drucksensor 6, das Fördermodul 4, inklusive der Förderpumpe 41 und die Dosiermodule 21, 22, 23, inklusive der Dosierventile A, B, C sind mit einem gemeinsamen elektronischen Steuergerät 7 verbunden und werden durch dieses gesteuert. 1 shows a schematic representation of an SCR system 1 for at least one SCR catalyst (not shown). The SCR system 1 includes three dosing modules 21 . 22 . 23 wherein a first dosing module 21 a first metering valve A comprising a second dosing module 22 a second metering valve B and a third dosing module 23 a third metering valve C having. The dosing modules 21 . 22 . 23 are via a pressure line 3 with a conveyor module 4 connected, which is a feed pump 41 comprising the reducing agent solution from a reducing agent tank 5 in the pressure line 3 promotes. The pressure line 3 splits downstream of a common section 30 in a first section 31 , the first dosing module 21 leads to a second section 32 , the second metering module 22 leads, and in a third section 33 , the third dosing module 23 leads, on. The SCR system 1 works in a volumetric mode in which the pump through which 4 delivered mass of the reducing agent solution completely through the metering valves A, B . C is metered. Furthermore, there is a pressure sensor 6 in the common section 30 the pressure line 3 arranged, there can measure the pressure p. The pressure sensor 6 , the conveyor module 4 , including the pump 41 and the dosing modules 21 . 22 . 23 , including the dosing valves A . B . C are with a common electronic control unit 7 connected and controlled by this.

In 2 ist ein Diagramm einer Ansteuerung 100 eines der Dosierventile A, B oder C, beispielsweise des ersten Dosierventils A, mit einer Vielzahl von Eindosierungen 101 (der Übersicht wegen nur eine Eindosierung beispielhaft mit Bezugszeichen versehen) über dieses Dosierventil A und eine Ansteuerung 140 der Förderpumpe 41 mit mehreren Pumpenhüben 141 (ebenfalls nur ein Pumpenhub mit Bezugszeichen versehen), durch die Reduktionsmittellösung in die Druckleitung 3 gefördert wird, über der Zeit t dargestellt. Zudem ist der resultierende Druck p, der mittels des Drucksensors 6 in der Druckleitung 3 gemessen wurde, gezeigt. Wenn ein Pumpenhub 141 ausgeführt wurde, steigt der Druck p stark an und nimmt dann, wenn Eindosierungen 101 ausgeführt werden, stufenweise ab.In 2 is a diagram of a drive 100 one of the metering valves A . B or C , For example, the first metering valve A , with a variety of dosing 101 (For the sake of clarity only one metering provided with reference numerals) via this metering valve A and a drive 140 the feed pump 41 with several pump strokes 141 (Also provided only a pump stroke with reference numerals), by the reducing agent solution in the pressure line 3 is promoted over time t shown. In addition, the resulting pressure p that by means of the pressure sensor 6 in the pressure line 3 was measured. When a pump stroke 141 has been executed, the pressure p increases sharply and then decreases when dosages 101 to be executed gradually.

Anhand dieses Diagramms werden Aspekte einer verwendeten Dosierstrategie erläutert. Die hier verwendete Dosierstrategie sieht vor, ein einzudosierendes Volumen der Reduktionsmittellösung auf mehrere Eindosierungen 101 zu verteilen. Es ist zudem vorgesehen, zu Beginn eines Dosierzyklus einige Eindosierungen 101, beispielsweise 100 Eindosierungen mit in Summe 3 Gramm Reduktionsmittellösung, von denen in diesem Diagramm drei dargestellt sind, abzuwarten, in denen gegebenenfalls in der Druckleitung 3 vorhandene Luftblasen hinaus geschwemmt wurden.This diagram explains aspects of a dosing strategy used. The dosing strategy used here provides for a volume of the reducing agent solution to be metered in at several doses 101 to distribute. It is also intended, at the beginning of a dosing cycle some dosing 101 , for example, 100 doses with in total 3 Grams of reductant solution, of which three are shown in this diagram, wait where appropriate in the pressure line 3 existing bubbles were washed out.

Im Diagramm sind drei Eindosierungen, die zur Ermittlung eines Dosierverhältnisses αA , αB , αC (siehe 3 bis 5) verwendet werden, mit k, k+1 und k+2 bezeichnet. Zu jeder dieser Eindosierungen k, k+1 und k+2 sind eindosierte Volumen ΔVE,k ΔVE,k+1 und ΔVE,k+2 angegeben. Zwischen zwei hintereinander ausgeführten Eindosierungen k, k+1 wird eine Wartezeit tw von 250 ms abgewartet, in welcher der Druck p einschwingt, und daraufhin der Druck p gemessen. Bei der Wahl der Wartezeit tw wird darauf geachtet, diese nicht zu groß zu wählen, da sich ansonsten der Anteil von gelöster Luft in der Reduktionsmittellösung verändern kann, wodurch sich die Steifigkeit des SCR-Systems 1 und folglich das Dosierverhältnis αA , αB , αC ändert. Es ist beispielhaft der Druck pEv,k vor der Eindosierung k und der Druck pEn,k nach der Eindosierung k (dieser entspricht dem Druck vor der nächsten Eindosierung k+1) gezeigt, aus denen eine Druckdifferenz ΔpE,k für diese Eindosierung k berechnet wird.In the diagram are three doses, which are used to determine a dosing ratio α A . α B . α C (please refer 3 to 5 ), denoted by k, k + 1 and k + 2. For each of these dosages k, k + 1 and k + 2 are metered volumes ΔV E, k ΔV E, k + 1 and ΔV E, k + 2 specified. Between two successive doses k, k + 1, a waiting time tw of 250 ms is waited for, in which the pressure p settles, and then the pressure p is measured. When choosing the waiting time tw care is taken not to make them too large, as otherwise the proportion of dissolved air in the reducing agent solution may change, which increases the rigidity of the SCR system 1 and consequently the metering ratio α A . α B . α C changes. It is an example of the pressure p Ev, k before dosing k and the pressure p En, k after metering k (this corresponds to the pressure before the next metering k + 1) shown, from which a pressure difference Δp E, k k is calculated for this metering.

Bei der Ermittlung des Dosierverhältnisses αA , αB , αC wird über eine Vielzahl von Eindosierungen 101 gemittelt, um mögliche Messfehler zu verringern. Hierfür wird die Summe über alle Druckdifferenzen ΔpE und die Summe über alle eindosierten Volumen ΔVE gebildet. Ein gemitteltes Dosierverhältnis α wird dann aus diesen beiden Größen gemäß der angepassten Formel 1* ermittelt. α ¯ = Δ p E Δ V E

Figure DE102018200572A1_0004
When determining the dosing ratio α A . α B . α C is about a lot of dosing 101 averaged to reduce possible measurement errors. This is the sum of all pressure differences Δp E and the sum over all metered volumes ΔV E educated. An averaged dosing ratio α is then determined from these two quantities according to the adjusted formula 1 *. α ¯ = Σ Δ p e Σ Δ V e
Figure DE102018200572A1_0004

Dosierverhältnisse αA , αB , αC , die während Eindosierungen 102, welche unmittelbar vor einem Pumpenhub 141 erfolgen, und/oder während Eindosierungen 103, bei welchen der Druck p, nachdem ein Pumpenhub 141 erfolgt ist, nicht eingeschwungen ist, ermittelt wurden, werden verworfen.relative feed α A . α B . α C during dosing 102 which immediately before a pump stroke 141 done, and / or during dosing 103 in which the pressure p, after a pump stroke 141 is done, is not settled, were determined are discarded.

Die in der Beschreibung bezüglich 2 geschilderten Erläuterungen gelten gleichermaßen für alle Dosierventile A, B bzw. C. Insbesondere wird die gleiche Dosierstrategie für alle Dosierventile A, B und C verwendet, diese kann allerdings auch angepasst werden. Des Weiteren sieht die Dosierstrategie vor, gleichzeitige Dosieranforderungen für mehrere Dosierventile A, B, und C in abwechselnd hintereinander ausgeführte Dosieranforderungen für die Dosierventile A, B und C aufzuteilen.The in the description regarding 2 The explanations given apply equally to all metering valves A . B or. C , In particular, the same dosing strategy for all metering valves A . B and C used, but this can also be adjusted. Furthermore, the dosing strategy provides for simultaneous dosing requirements for several dosing valves A . B , and C in alternating succession dosing requirements for the metering valves A . B and C divide.

3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens, das sich zur Überprüfung von zwei Dosierventilen eignet. Hierbei werden zwei Dosierverhältnisse αA , und αB von zwei Dosierventilen A und B des SCR-Systems 1 aus 1 miteinander verglichen. Das dritte Dosierventil C wird hier nicht extra betrachtet, wobei die drei Dosierventile A, B und C beim Verfahren vollkommen austauschbar sind. Ferner kann in weiteren Ausführungsbeispielen das dritte Dosierventil C einbezogen werden, indem, insbesondere bei einer Wiederholung des Verfahrens, in der nachfolgenden Beschreibung, das erste Dosierventil A bzw. das zweite Dosierventil B durch das dritte Dosierventil C ersetzt wird. 3 shows a flowchart of a first embodiment of the method according to the invention, which is suitable for the review of two metering valves. Here are two Dosierverhältnisse α A , and α B of two metering valves A and B of the SCR system 1 out 1 compared to each other. The third metering valve C is not considered here separately, with the three metering valves A . B and C are completely interchangeable in the process. Furthermore, in other embodiments, the third metering valve C be included by, in particular in a repetition of the method, in the following description, the first metering valve A or the second metering valve B through the third metering valve C is replaced.

Zu Beginn erfolgt eine Messung 200 des Drucks pEv,A vor einer Eindosierung 201 für das erste Dosierventil A. Die Eindosierung 201 des gewünschten Volumens ΔVE,A der Reduktionsmittellösung über das erste Dosierventil A wird ausgeführt und im Anschluss eine Messung 202 des Drucks pEn,A nach der Eindosierung 201 durchgeführt. Aus dem Druck pEv,A vor einer Eindosierung 201 und dem Druck pEn,A nach der Eindosierung 201 wird eine bei der Eindosierung 201 über das erste Dosierventil A auftretende Druckdifferenz ΔpE,A berechnet 203. Aus der berechneten Druckdifferenz ΔpE,A für die Eindosierung 201 über das erste Dosierventil A und dem bei dieser Eindosierung 201 eindosierten Volumen ΔVE,A der Reduktionsmittellösung wird gemäß Formel 1 (siehe oben) das Dosierverhältnis αA für das erste Dosierventil A ermittelt 210. Wie in Zusammenhang mit 2 bereits erläutert, können die Schritte 200 bis 203 wiederholt werden, die Summe über alle Druckdifferenzen ΔpE,A sowie die Summe über alle eindosierten Volumen ΔVE,A gebildet werden und ein gemitteltes Dosierverhältnis anstelle des Dosierverhältnisses αA ermittelt werden.At the beginning a measurement takes place 200 the pressure p Ev, A before dosing 201 for the first metering valve A , The dosing 201 of the desired volume ΔV E, A the reducing agent solution via the first metering valve A is carried out and then a measurement 202 the pressure p En, A after dosing 201 carried out. From the pressure p Ev, A before dosing 201 and the pressure p En, A after dosing 201 becomes one in the dosing 201 via the first metering valve A occurring pressure difference Δp E, A calculated 203 , From the calculated pressure difference Δp E, A for dosing 201 via the first metering valve A and at this metering 201 metered volume ΔV E, A the reducing agent solution according to formula 1 (see above), the metering ratio α A for the first metering valve A determined 210 , As related to 2 already explained, the steps 200 to 203 be repeated, the sum over all pressure differences Δp E, A as well as the sum over all metered volumes ΔV E, A and an average metering ratio instead of the metering ratio α A be determined.

Danach wird die Wartezeit tW abgewartet, bevor eine Messung 220 des Drucks pEv,B vor einer Eindosierung 221 über das zweite Dosierventil B erfolgt. Analog wird die Eindosierung 221 des gewünschten Volumens ΔVE,B der Reduktionsmittellösung über das zweite Dosierventil B ausgeführt, danach eine Messung 222 des Drucks pEn,B nach der Eindosierung 221 durchgeführt und aus diesen eine Druckdifferenz ΔpE,B für das zweite Dosierventil B berechnet 223. In gleicher Weise wird das Dosierverhältnis αB für das zweite Dosierventil B aus der Druckdifferenz ΔpE,B und dem eindosierten Volumen ΔVE,B für dessen Eindosierung 221 ermittelt 230. Auch hier kann eine bereits beschriebene Mittelung für das Dosierverhältnis αB durchgeführt werden, indem die Schritte 220 bis 223 wiederholt werden. In einem Ausführungsbeispiel wird zuerst wie beschrieben das gemittelte Dosierverhältnis für das erste Dosierventil A und im Anschluss das gemittelte Dosierverhältnis für das zweite Dosierventil B ermittelt. In einem weiteren Ausführungsbeispiel werden die Schritte 200 bis 203 und die Schritte 220 bis 223 abwechselnd hintereinander oder in anderer Reihenfolge ausgeführt, bevor die gemittelten Dosierverhältnisse ermittelt werden. Es gilt dabei zu beachten, dass die Schritte 200 bis 203 und die Schritte 220 bis 223 nicht gleichzeitig ablaufen.After that, the waiting time t W Waited before taking a measurement 220 the pressure p Ev, B before dosing 221 via the second metering valve B he follows. Analog is the dosing 221 of the desired volume ΔV E, B the reducing agent solution via the second metering valve B executed, then a measurement 222 the pressure p En, B after dosing 221 performed and from these a pressure difference Δp E, B for the second metering valve B calculated 223 , In the same way, the metering ratio α B for the second metering valve B from the pressure difference Δp E, B and the metered volume ΔV E, B for its metering 221 determined 230 , Again, an already described averaging for the dosing ratio α B be performed by following the steps 220 to 223 be repeated. In one embodiment, first, as described, the averaged dosing ratio for the first metering valve A and then the averaged dosing ratio for the second metering valve B determined. In a further embodiment, the steps become 200 to 203 and the steps 220 to 223 alternately carried out in succession or in a different order, before the averaged metering ratios are determined. It is important to note that the steps 200 to 203 and the steps 220 to 223 not run at the same time.

Schließlich erfolgt ein Vergleich 240 des Dosierverhältnisses αA des ersten Dosierventils A und des Dosierverhältnisses αB des zweiten Dosierventils B. Weichen die beiden Dosierverhältnisse αA und αB voneinander ab, wird auf einen Fehler 250, insbesondere auf einen Mengenfehler, für eines der beiden Dosierventile A oder B geschlossen. Stimmen die beiden Dosierverhältnisse αA und αB überein, wird kein Fehler erkannt und das Verfahren wird wiederholt. Dabei ist in weiteren Ausführungsbeispielen vorgesehen, dass bei der Wiederholung das dritte Dosierventil C (oder gegebenenfalls weitere vorhandene Dosierventile) miteinbezogen wird, indem die vorstehend aufgeführten Schritte für das dritte Dosierventil C (oder das/die weitere(n) Dosierventile) ausgeführt werden.Finally, a comparison is made 240 the metering ratio α A of the first metering valve A and the metering ratio α B of the second metering valve B , The two dosing ratios will be different α A and α B from each other, will be on a mistake 250 , in particular to a quantity error, for one of the two metering valves A or B closed. The two dosing ratios are correct α A and α B match, no error is detected and the procedure is repeated. It is provided in further embodiments, that in the repetition, the third metering valve C (or optionally other existing metering valves) is included by the above steps for the third metering valve C (or the other (s) metering valves) are executed.

Wird ein Fehler 250 erkannt, werden die beiden Dosierverhältnisse αA und αB der beiden Dosierventile A und B mit einem ersten, oberen Schwellenwert S1 und einem zweiten, unteren Schwellenwert S2 verglichen 260. Liegt das Dosierverhältnis αA des ersten Dosierventils A oberhalb des ersten Schwellenwerts S1 oder unterhalb des zweiten Schwellenwerts S2 wird dieses erste Dosierventil A als fehlerhaft erkannt 271. Liegt das Dosierverhältnis αB des zweiten Dosierventils B oberhalb des ersten Schwellenwerts S1 oder unterhalb des zweiten Schwellenwerts S2 , wird dieses zweite Dosierventil B als fehlerhaft erkannt 272. In weiteren Ausführungsbeispielen kann für jedes der Dosierventile A, B beim Vergleich 260 ein eigenes Paar von Schwellenwerten verwendet werden.Is an error 250 recognized, the two metering ratios α A and α B the two metering valves A and B with a first, upper threshold S 1 and a second, lower threshold S 2 compared 260 , Is the dosing ratio α A of the first metering valve A above the first threshold S 1 or below the second threshold S 2 This first metering valve A is detected as faulty 271 , Is the dosing ratio α B of the second metering valve B above the first threshold S 1 or below the second threshold S 2 , this second metering valve B is detected as defective 272 , In further embodiments, for each of the metering valves A, B in the comparison 260 a separate pair of thresholds are used.

4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines zweiten Ausführungsbeispiels zur Überprüfung von drei Dosierventilen A, B und C des SCR-Systems 1 aus 1. Gleiche Schritte sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass für deren Beschreibung auf 3 verwiesen wird. Zusätzlich zu den beiden Dosierverhältnissen αA und αB für das erste Dosierventil A und das zweite Dosierventil B, deren Ermittlungen 210 und 230 bereits eingehend besprochen wurden, wird in gleicher Weise ein Dosierverhältnis αC für das dritte Dosierventil C ermittelt 350. Hierfür erfolgt eine Messung 340 des Drucks pEv,C vor einer Eindosierung 341 über das dritte Dosierventil C. Analog wird die Eindosierung 341 des gewünschten Volumens ΔVE,C der Reduktionsmittellösung über das dritte Dosierventil C ausgeführt, danach eine Messung 342 des Drucks pEn,C nach der Eindosierung 341 durchgeführt und aus diesen eine Druckdifferenz ΔpE,C für das dritte Dosierventil C berechnet 343. Das Dosierverhältnis αC für das dritte Dosierventil C wird dann aus der Druckdifferenz ΔpE,C und dem eindosierten Volumen ΔVE,C für dessen Eindosierung 342 ermittelt 350. Auch für dieses Dosierverhältnis αC kann eine Mittelung in bereits erläuterter Weise durchgeführt werden. 4 shows a flowchart of a second embodiment for checking three metering valves A . B and C of the SCR system 1 out 1 , The same steps are provided with the same reference numerals, so for their description on 3 is referenced. In addition to the two dosing ratios α A and α B for the first metering valve A and the second metering valve B whose investigations 210 and 230 have already been discussed in detail, is a dosing ratio in the same way α C determined for the third metering valve C. 350 , For this a measurement takes place 340 the pressure p Ev, C before dosing 341 via the third metering valve C , Analog is the dosing 341 of the desired volume ΔV E, C the reducing agent solution via the third metering valve C executed, then a measurement 342 the pressure p En, C after dosing 341 performed and from these a pressure difference Δp E, C for the third metering valve C calculated 343 , The dosing ratio α C for the third metering valve C then becomes the pressure difference Δp E, C and the metered volume ΔV E, C for its metering 342 determined 350 , Also for this dosing ratio α C An averaging can be carried out in the manner already explained.

In einem Vergleich 360 werden nun die drei Dosierverhältnisse αA , αB und αC untereinander verglichen. Stimmen die drei Dosierverhältnisse αA , αB und αC überein wird kein Fehler erkannt und das Verfahren wird wiederholt. Weicht allerdings eines der Dosierverhältnisse αA , αB oder αC von den anderen beiden ab, wird das zugehörige Dosierventil A, B bzw. C als fehlerhaft erkannt. Genauer gesagt, wird, wenn das Dosierverhältnis αA für das erste Dosierventil A von den beiden anderen Dosierverhältnissen αB und αC abweicht, das erste Dosierventil A als fehlerhaft erkannt 370. Analog wird, wenn das Dosierverhältnis αB für das zweite Dosierventil B von den beiden anderen Dosierverhältnissen αB und αC abweicht, das erste Dosierventil B als fehlerhaft erkannt 371 und, wenn das Dosierverhältnis αC für das dritte Dosierventil C von den beiden anderen Dosierverhältnissen αA und αB abweicht, das dritte Dosierventil C als fehlerhaft erkannt 372.In a comparison 360 Now the three metering ratios α A . α B and α C compared with each other. The three metering ratios are correct α A . α B and α C no error is detected and the procedure is repeated. However, one of the dosing ratios deviates α A . α B or α C From the other two, is the associated metering valve A . B or. C recognized as faulty. Specifically, when the dosing ratio α A for the first metering valve A from the other two dosing ratios α B and α C deviates, the first metering valve A recognized as faulty 370 , Analog is when the dosing ratio α B for the second metering valve B of the other two metering ratios α B and α C deviates, the first metering valve B detected as faulty 371 and, if the dosing ratio α C for the third metering valve C from the other two dosing ratios α A and α B deviates, the third metering valve C recognized as faulty 372 ,

5 zeigt ein Ablaufdiagramm eines dritten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens, welches eine Abwandlung des ersten Ausführungsbeispiels darstellt. Gleiche Bezugszeichen weisen auf gleiche Schritte hin, für deren Beschreibung auf 3 verwiesen wird. Zu Beginn des Verfahrens erfolgt eine Messung 400 des Drucks pFv vor einem Fördern 401 der Förderpumpe 41. Es wird ein Pumpenhub der 141 der Förderpumpe 41 zum Fördern 401 eines geförderten Volumens ΔVF der Reduktionsmittellösung in die Druckleitung 3 ausgeführt. Im Anschluss wird eine Messung 401 des Drucks pFn nach dem Fördern 401 durchgeführt. Aus dem Druck pFv vor dem Fördern 401 und dem Druck pFn nach dem Fördern 401 wird eine bei der Förderung auftretende Druckdifferenz ΔpF berechnet 403. Aus der berechneten Druckdifferenz ΔpF für die Förderung und dem geförderten Volumen ΔVF der Reduktionsmittellösung wird gemäß Formel 2 ein Förderverhältnis γ ermittelt 404. 5 shows a flowchart of a third embodiment of the method according to the invention, which is a modification of the first embodiment. Like reference numerals indicate like steps for their description 3 is referenced. At the beginning of the process, a measurement takes place 400 the pressure p Fv before a sponsoring 401 the feed pump 41 , It will be a pump stroke of 141 the feed pump 41 to promote 401 of a funded volume ΔV F the reducing agent solution in the pressure line 3 executed. Following is a measurement 401 the pressure p Fn after promoting 401 carried out. From the pressure p Fv before the conveying 401 and the pressure p Fn after promoting 401 is a pressure difference occurring during the promotion Δp F calculated 403 , From the calculated pressure difference Δp F for the promotion and the funded volume ΔV F the reducing agent solution is a delivery ratio according to formula 2 γ determined 404 ,

Im Anschluss wird in bereits beschriebener Weise das Dosierverhältnis αA des ersten Dosierventils A ermittelt 210. Das Dosierverhältnis αA des ersten Dosierventils A wird mit dem zuvor berechneten Förderverhältnis γ gemäß Formel 3 ins Verhältnis gesetzt, um ein Druckverhältnis φA für das erste Dosierventil A zu berechnen 410. In gleicher Weise wird das Dosierverhältnis αB des zweiten Dosierventils B ermittelt 230 und ebenfalls ein Druckverhältnis φB für das zweite Dosierventil B aus diesem Dosierverhältnis αB und dem Förderverhältnis γ berechnet 430. In einem Vergleich 440 wird festgestellt, ob eines der beiden Druckverhältnisse φA und φB von 1 abweicht. Sind beide Druckverhältnisse φA und φB näherungsweise 1, wird kein Fehler im SCR-System 1 erkannt und das Verfahren wird (gegebenenfalls unter Einbeziehung weiterer Dosierventile) wiederholt. Weicht zumindest eines der beiden Druckverhältnisse φA oder/und φB von 1 ab, wird ein Mengenfehler im SCR-System 1 erkannt. Allerdings kann dieser Mengenfehler auch von einer fehlerhaften Förderpumpe 41 herrühren. Für den Fall, dass zumindest eines der beiden Druckverhältnisse φA und/oder φB von 1 abweicht, erfolgt daher ein Vergleich 460 der beiden bereits berechneten Druckverhältnisse φA und φB miteinander. Stimmen die beiden Druckverhältnisse φA und φB überein und weichen dementsprechend beide gleichermaßen von 1 ab, wird ein Fehler 470 der Förderpumpe 41 erkannt. Weichen die beiden Druckverhältnisse φA und φB voneinander ab, muss eines der beiden Dosierventile A oder B fehlerhaft sein, wobei das erste Dosierventil A als fehlerhaft erkannt 471 wird, wenn das erste Druckverhältnis φA von 1 abweicht und das zweite Dosierventil B als fehlerhaft erkannt 472 wird, wenn das zweite Druckverhältnis φB von 1 abweicht.Following in the manner already described, the metering ratio α A of the first metering valve A determined 210 , The dosing ratio α A of the first metering valve A is calculated with the previously calculated delivery ratio γ according to formula 3 in relation to a pressure ratio φ A for the first metering valve A to calculate 410 , In the same way, the metering ratio α B of the second metering valve B determined 230 and also a pressure ratio φ B for the second metering valve B from this dosing ratio α B and the funding ratio γ calculated 430 , In a comparison 440 it is determined whether one of the two pressure conditions φ A and φ B deviates from 1. Are both pressure conditions φ A and φ B Approximately 1, no error in the SCR system 1 detected and the procedure is (if necessary including additional dosing valves) repeated. Dodges at least one of the two pressure conditions φ A or and φ B from 1, will be a mass error in the SCR system 1 recognized. However, this quantity error can also be caused by a faulty delivery pump 41 originate. In the event that at least one of the two pressure conditions φ A and or φ B deviates from 1, therefore, a comparison is made 460 the two already calculated pressure conditions φ A and φ B together. Voices the two pressure conditions φ A and φ B Accordingly, both deviate equally from 1, becoming an error 470 the feed pump 41 recognized. The two pressure conditions soften φ A and φ B from each other, one of the two metering valves A or B be faulty, with the first metering valve A recognized as faulty 471 will if the first pressure ratio φ A deviates from 1 and the second metering valve B recognized as faulty 472 will if the second pressure ratio φ B deviates from 1.

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  • DE 102012218092 A1 [0005]DE 102012218092 A1 [0005]

Claims (14)

Verfahren zur Überprüfung eines SCR-Systems (1), das eine Förderpumpe (41) und zumindest zwei Dosierventile (A, B, C) aufweist, wobei ein Dosierventil fehlerbehaftet ist und die übrigen Dosierventile fehlerfrei sind, umfassend folgende Schritte: - Ermitteln (210) eines Dosierverhältnisses (αA) für eines der Dosierventile (A) aus einer Druckdifferenz (ΔpE,A, ΔpE,k, ΔpE,K+1, ΔpE,k+2) zwischen einem Druck (pEv,A, pEv,k, pEv,k+1, PEv,k+2) vor einer Eindosierung (201, 101, k, k+1, k+2) über dieses Dosierventil (A) und einem Druck (pEn,A, pEn,k, pEn,k+1, pEn,k+2) nach der Eindosierung (201, 101, k, k+1, k+2) und einem eindosierten Volumen (ΔVE,A, ΔVE,k, ΔVE,k+1, ΔVE,K+2) einer Reduktionsmittellösung; - Ermitteln (220) zumindest eines weiteren Dosierverhältnisses (αB) für ein anderes Dosierventil (B) aus einer Druckdifferenz (ΔpE,B) zwischen einem Druck (pEv,B) vor einer Eindosierung (221) über dieses Dosierventil (B) und einem Druck (pEn,B) nach der Eindosierung (221) und einem eindosierten Volumen (ΔVE,B) der Reduktionsmittellösung; - Vergleichen (240, 360) des Dosierverhältnisses (αA) des einen Dosierventils (A) mit zumindest einem Dosierverhältnis (αB) eines der anderen Dosierventile (B); und - Erkennen eines Fehlers (250), wenn das Dosierverhältnis (αA) des einen Dosierventils (A) vom Dosierverhältnis (αB) des anderen Dosierventils (B) abweicht. Method for checking an SCR system (1), which has a delivery pump (41) and at least two metering valves (A, B, C), one metering valve being faulty and the other metering valves being faultless, comprising the following steps: - determining (210 ) of a metering ratio (α A ) for one of the metering valves (A) from a pressure difference (Δp E, A , Δp E, k , Δp E, K + 1 , Δp E, k + 2 ) between a pressure (p Ev, A , p Ev, k , p Ev, k + 1 , P Ev, k + 2 ) before metering (201, 101, k, k + 1, k + 2) via this metering valve (A) and a pressure (p En , A , p En, k , p En, k + 1 , p En, k + 2 ) after metering (201, 101, k, k + 1, k + 2) and a metered volume (ΔV E, A , ΔV E, k , ΔV E, k + 1 , ΔV E, K + 2 ) of a reducing agent solution; Determining (220) at least one further metering ratio (α B ) for another metering valve (B) from a pressure difference (Δp E, B ) between a pressure (p Ev, B ) before metering (221) via this metering valve (B) and a pressure (p En, B ) after metering (221) and a metered volume (ΔV E, B ) of the reducing agent solution; - comparing (240, 360) the metering ratio (α A ) of the one metering valve (A) with at least one metering ratio (α B ) of one of the other metering valves (B); and - detecting a fault (250) if the dosing ratio (α A ) of one dosing valve (A) deviates from the dosing ratio (α B ) of the other dosing valve (B). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Dosierventil (A, B, C) als fehlerhaft erkannt (370, 371, 372) wird, wenn dessen Dosierverhältnis (αA, αB, aC) oberhalb eines ersten Schwellenwerts (S1) oder unterhalb eines zweiten Schwellenwerts (S2) liegt.Method according to Claim 1 , characterized in that a metering valve (A, B, C) recognized as defective (370, 371, 372), when its metering ratio (α A , α B , a C ) above a first threshold (S 1 ) or below a second threshold (S 2 ). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn das SCR-System drei oder mehr Dosierventile (A, B, C) aufweist, zumindest ein weiteres Dosierverhältnis (αC) für zumindest ein weiteres Dosierventil (C) ermittelt (350) wird und ein Dosierventil (A, B, C) als fehlerhaft erkannt (370, 371, 372) wird, wenn dessen Dosierverhältnis (αA, αB, αC) von zumindest zwei Dosierverhältnissen (αA, αB, αC) anderer Dosierventile (A, B, C) abweicht.Method according to Claim 1 , characterized in that when the SCR system comprises three or more metering valves (A, B, C), at least one further metering ratio (α C ) for at least one further metering valve (C) is determined (350) and a metering valve (A , B, C) is recognized as defective (370, 371, 372) if its metering ratio (α A , α B , α C ) of at least two metering ratios (α A , α B , α C ) of other metering valves (A, B , C) deviates. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Druckverhältnis (φA, φB) aus dem Dosierverhältnis (αA, αB) und einem Förderverhältnis (γA, γB), das aus einer Druckdifferenz (ΔpF) zwischen einem Druck (pFv) vor einem Fördern (401) einer Reduktionsmittellösung durch die Förderpumpe (41) und einem Druck (pFn) nach dem Fördern (401) und einem geförderten Volumen (ΔVF) ermittelt (403) wird, für eine Eindosierung (201, 101, k, k+1, k+2) berechnet (410, 430) wird und das Vergleichen (240) der Dosierverhältnisse (αA, αB) nur durchgeführt wird, wenn das Druckverhältnis (φA, φB) von 1 abweicht.Method according to one of Claims 1 to 3 , characterized in that a pressure ratio (φ A , φ B ) of the metering ratio (α A , α B ) and a delivery ratio (γ A , γ B ), which consists of a pressure difference (Δp F ) between a pressure (p Fv ) before a delivery (401) of a reducing agent solution by the feed pump (41) and a pressure (p Fn ) after the conveying (401) and a delivered volume (.DELTA.V F ) is determined (403), for a metering (201, 101, k , k + 1, k + 2) (410, 430) and comparing (240) the metering ratios (α A , α B ) is performed only when the pressure ratio (φ A , φ B ) deviates from 1. Verfahren nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass der Vergleich (240) der Dosierverhältnisse (αA, αB) durch einen Vergleich (450) der Druckverhältnisse (φA, φB) für die jeweiligen Dosierventile (A, B) realisiert wird und ein Fehler (461, 462) des Dosierventils (A, B) erkannt wird, wenn das Druckverhältnis (φA) des einen Dosierventils (A) vom Druckverhältnis (φB) des anderen Dosierventils (B) abweicht.Method according to Claim 4 characterized in that the comparison (240) of the metering ratios (α A , α B ) is realized by a comparison (450) of the pressure ratios (φ A , φ B ) for the respective metering valves (A, B) and an error (461, 462) of the metering valve (A, B) is detected when the pressure ratio (φ A ) of the one metering valve (A) deviates from the pressure ratio (φ B ) of the other metering valve (B). Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Dosierstrategie eine gleichzeitige Dosieranforderung für mehrere Dosierventile in abwechselnd hintereinander ausgeführte Dosieranforderungen für die Dosierventile (A, B) aufgeteilt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that in a metering a simultaneous metering request for a plurality of metering valves in alternately successively running metering requests for the metering valves (A, B) is divided. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Dosierstrategie ein einzudosierendes Volumen der Reduktionsmittellösung auf mehrere Eindosierungen (k, k+1, k+2) verteilt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that in a dosing a volume of the reducing agent solution to be dosed is distributed over several doses (k, k + 1, k + 2). Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Dosierstrategie eine Wartezeit (tw) zwischen zwei hintereinander ausgeführten Eindosierungen (k, k+1; 201, 221) abgewartet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that, in the case of a dosing strategy, a waiting time (tw) is waited between two doses (k, k + 1, 201, 221) carried out in succession. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn die Förderpumpe (41) während einer Eindosierung (101, k, k+1, k+2) Reduktionsmittel fördert (141), das bei dieser Eindosierung (101, k, k+1, k+2) ermittelte Dosierverhältnis (αA) verworfen wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that, when the feed pump (41) during a metering (101, k, k + 1, k + 2) promotes reducing agent (141), in this metering (101, k, k +1, k + 2) determined dosing ratio (α A ) is discarded. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Ermitteln (210, 230, 350) des Dosierverhältnisses (αA, αB, αC) eine Vielzahl von Eindosierungen (k, k+1, k+2) über das gleiche Dosierventil (A, B, C) ausgeführt werden und das Dosierverhältnis (αA, αB, αC) zu einem mittleren Dosierverhältnis (α) gemittelt werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that for determining (210, 230, 350) of the metering ratio (α A , α B , α C ) a plurality of doses (k, k + 1, k + 2) on the same Metering valve (A, B, C) are executed and the metering ratio (α A , α B , α C ) to a medium metering ratio ( α ) are averaged. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steifigkeit des SCR-Systems bei einer Dosierstrategie berücksichtigt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a rigidity of the SCR system is taken into account in a dosing strategy. Computerprogramm, welches eingerichtet ist, jeden Schritt des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11 durchzuführen.Computer program, which is set up, each step of the procedure according to one of Claims 1 to 11 perform. Maschinenlesbares Speichermedium, auf welchem ein Computerprogramm nach Anspruch 12 gespeichert ist. Machine-readable storage medium on which a computer program is based Claim 12 is stored. Elektronisches Steuergerät (7), welches eingerichtet ist, um mittels eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11 ein SCR-System (1) mit zumindest zwei Dosierventilen (A, B, C) zu überprüfen.Electronic control unit (7), which is set up to operate by means of a method according to one of Claims 1 to 11 to check an SCR system (1) with at least two metering valves (A, B, C).
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