DE102018212368A1 - Verfahren zur Plausibilisierung eines Sensorsignals eines in einem SCR-Katalysatorsystem angeordneten Konzentrationssensors - Google Patents

Verfahren zur Plausibilisierung eines Sensorsignals eines in einem SCR-Katalysatorsystem angeordneten Konzentrationssensors Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren (100) zur Plausibilisierung eines Sensorsignals eines in einem SCR-Katalysatorsystem angeordneten Konzentrationssensors. Der Konzentrationssensor ist ausgeführt und eingerichtet, eine Konzentration einer in einem Tank angeordneten HWL zu messen. Zur Bestimmung der Konzentration wird ein von einer Ultraschallquelle erzeugtes Ultraschallsignal über eine vorgegebene Strecke gesendet wird und aus einer mittels eines Ultraschallsensors ermittelten Schalllaufzeit die Konzentration der HWL ermittelt wird. Es ist eine Regelung des Ultraschallsignals vorhanden, welche bei einem ordnungsgemäßen Funktionieren des Ultraschallsensors das Ultraschallsignal so regelt, dass eine von dem Ultraschallsensor gemessene Signalamplitude in einem vorgegebenen Amplitudenbereich liegt. Mindestens eine Regelgröße der Regelung des Ultraschallsignals wird zur Plausibilisierung des Sensorsignals des Konzentrationssensors verwendet (110).

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Plausibilisierung eines Sensorsignals eines in einem SCR-Katalysatorsystem angeordneten Konzentrationssensors, ein Computerprogramm, ein maschinenlesbares Speichermedium sowie ein elektronisches Steuergerät.
  • Stand der Technik
  • Im Bereich der Kraftfahrzeugtechnik sind SCR-Katalysatorsysteme (SCR = Selective Catalytic Reduction) zur Stickoxidreduzierung mittels Eindosierung einer Harnstoffwasserlösung (HWL) bekannt. Die künftige Gesetzgebung zum Emissionsschutz erfordert eine Überwachung der Qualität der verwendeten HWL mittels eines Urea-Qualitätssensors, um insbesondere eine mögliche Fehlbetankung durch den Fahrzeugführer zu erkennen. Die gesetzlichen Anforderungen an die Genauigkeit dieser Qualitätsüberwachung entsprechen einer Messgenauigkeit des Sensors von ± 1 % Massenanteil an Harnstoff in der HWL. Hierbei beträgt der Sollwert des Harnstoffgehalts einer HWL typischerweise 32,5%.
  • Ein bekannter Ansatz zur genannten Qualitätsüberwachung sind UltraschallSensoren, mittels derer die Schalllaufzeit über eine vorgegebene Strecke erfasst wird und aus der erfassten Laufzeit der Harnstoffgehalt der HWL abgeleitet wird. Diese Sensoren werden meist bei der Fertigung mit einer geeigneten HWL kalibriert. Bedingt durch die hohen Anforderungen an die Messgenauigkeit ist bei den verfügbaren Sensoren ein Kalibrieren erforderlich, das die Umrechnungsvorschrift bzw. ein Kennfeld so beeinflusst, dass aus dem Messwert korrekt der HWL-Konzentrationswert abgeleitet wird.
  • Es ist anzumerken, dass die genannte erforderliche Messgenauigkeit, unter den gegebenen Randbedingungen im Bereich der Kraftfahrzeugtechnik, mit anderen preisgünstigeren Sensoren nicht erreicht werden kann.
  • Es ist ferner hervorzuheben, dass eine Fehlbetankung mit HWL über einen entsprechenden Sensoralarm nicht nur zu einer Warnung oder Abschaltung des SCR-Katalysatorsystems, sondern zur automatischen Stilllegung des Kraftfahrzeugs führen kann. Daher sollte ein Fehlalarm, der die gleichen Folgen hat, unter allen Umständen vermieden werden. Auch ist hervorzuheben, dass über die Lebenszeit eines hier betroffenen Sensors ein Driftverhalten nicht ausgeschlossen werden kann, wodurch das Auftreten von Fehlalarmen begünstigt wird. Auch ist die Erfassung einer solchen langzeitigen Drift z.B. mittels einer Plausibilitätsprüfung nur schwer erfassbar.
  • Im Stand der Technik wird eine Plausibilisierung des Messwertes im Sensor versucht, ist jedoch wegen den eingeschränkten Möglichkeiten der Signalverarbeitung nur bedingt möglich. So können zum Beispiel Fehlmessungen durch das Anhaften kleiner Gasblasen an dem Ultraschall-Transducer oder - Reflektor verursacht werden, welche im schlimmsten Fall zu einem nicht gerechtfertigten automatischen Abstellen des Fahrzeuges führen können. Ein Ultraschall-Transducer wird alternativ auch Ultraschallsonde, Ultraschallkopf oder kurz Transducer genannt. Ultraschallsonde, Ultraschallkopf und Transducer sind jeweils Ultraschallquellen.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Das Verfahren dient der Plausibilisierung eines Sensorsignals eines in einem SCR-Katalysatorsystem angeordneten Konzentrationssensors.
  • Hierbei ist der Konzentrationssensor ausgeführt und eingerichtet, eine Konzentration einer in einem Tank angeordneten HWL zu messen.
  • Zur Bestimmung der Konzentration der HWL wird ein von einer Ultraschallquelle erzeugtes Ultraschallsignal über eine vorgegebene Strecke gesendet und aus einer mittels eines Ultraschallsensors ermittelten Schalllaufzeit die Konzentration der HWL ermittelt. Die vorgegebene Strecke ist in diesem Fall eine Ultraschallmessstrecke.
  • Alternativ oder zusätzlich kann das Verfahren einer Freigabe einer Ultraschallmessstrecke dienen. Hierbei bezieht sich der Begriff Freigabe auf eine Produktfreigabe in einem Produktionsprozess. Bei einer Freigabe der Ultraschallmessstrecke des Konzentrationssensors wird diese als fehlerfrei angenommen.
  • Ferner weist der Konzentrationssensor eine Regelung des Ultraschallsignals auf, welche bei einem ordnungsgemäßen Funktionieren des Ultraschallsensors das Ultraschallsignal so regelt, dass eine von dem Ultraschallsensors gemessene Signalamplitude in einem vorgegebenen Amplitudenbereich liegt. Falls die Ultraschallmessstrecke oder der Konzentrationssensor nicht ordnungsgemäß funktionieren, so kann es sein, dass das Ultraschallsignal nicht so geregelt werden kann, dass die von dem Ultraschallsensors gemessene Signalamplitude in dem vorgegebenen Amplitudenbereich liegt.
  • Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass zur Plausibilisierung des Sensorsignals des Konzentrationssensors mindestens eine Regelgröße der Regelung des Ultraschallsignals verwendet wird. Eine Regelgröße kann eine interne Sensor-Regelgröße sein. Anhand des zeitlichen Verhaltens der Regelgröße kann erkannt werden, ob die Regelung ordnungsgemäß funktioniert. Falls die Regelgröße nur kleine Abweichungen um eine Null-Positionen aufweist, so arbeitet die Regelung ordnungsgemäß. Falls jedoch insbesondere die Regelung auf die maximale Ultraschallamplitude regelt, so liegt in der Regel eine Fehlfunktion vor. Eine Fehlfunktion liegt ebenfalls vor, falls die Regelung nicht in der Lage ist, die Ultraschallamplitude auf den vorgegebenen Wertebereich zu regeln.
  • Durch diese Merkmal wird vorteilhafterweise erreicht, dass die Wahrscheinlichkeit für eine ungerechtfertigt angezeigte nicht zulässige HWL-Konzentration reduziert wird. Anders ausgedrückt wird vorteilhafterweise erreicht, dass die Wahrscheinlichkeit dafür, dass eine mit dem oben genannten Konzentrationssensor gemessene HWL-Konzentration nicht in einen vorgegebenen Freigabebereich fällt, obwohl die wirkliche HWL-Konzentration in den vorgegebenen Freigabebereich fällt, reduziert wird. Der Freigabebereich der HWL-Konzentration ist der Bereich, welcher von dem Sensor als ordnungsgemäß funktionierend erkannt werden soll. Dieser Bereich kann zum Beispiel der Konzentrationsbereich 32,5% ± 1% sein.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird zur Plausibilisierung des Sensorsignals des Konzentrationssensors zusätzlich mindestens eine Messgröße des SCR-Katalysatorsystems verwendet. Hierbei erfolgt die Plausibilisierung insbesondere durch eine kombinierte Auswertung von internen Sensor-Regelgrößen und der mindestens einen Messgröße des SCR-Katalysatorsystems. Durch diese kombinierte Auswertung von zwei Kriterien wird vorteilhafterweise erreicht, dass deutlich mehr Fälle erfasst werden können, in denen der Konzentrationssensor oder insbesondere die Ultraschallmessstrecke nicht ordnungsgemäß funktioniert, obwohl ein herkömmliches Verfahren ein ordnungsgemäßes Funktionieren erkennt. Dadurch kann ebenfalls erreicht werden, dass die Wahrscheinlichkeit für eine ungerechtfertigt angezeigte nicht zulässige HWL-Konzentration reduziert wird.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird eine Freigabe des Konzentrationssensors verwehrt, falls eine Plausibilisierung des Sensorsignals des Konzentrationssensors ergeben hat, dass der Konzentrationssensor nicht ordnungsgemäß funktioniert. Durch dieses Merkmal wird vorteilhafterweise erreicht, dass weniger fehlerhafte Konzentrationssensoren freigegeben werden, was eine Erhöhung des Qualitätsstandards darstellt.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die mindestens eine Messgröße des SCR-Katalysatorsystems mindestens ein Element der nachfolgend aufgeführten Liste auf: eine gemittelte Regelgröße oder ein Gradient einer Regelgröße der Regelung des Ultraschallsignals, eine Temperatur, ein Luftdruck, mindestens ein Nachtankereignis, eine Fahrzeugbewegung, ein Füllstand der HWL im Tank. Jede dieser Größen kann alternativ auch durch ihre zeitliche Veränderung ausgedrückt werden. Hierbei kann die Temperatur eine Temperatur der HWL, eine Umgebungstemperatur und/oder eine im Abgasstrang gemessene Temperatur sein. Der Luftdruck kann ein Luftdruck der Umgebung sein. Das mindestens eine Nachtankereignis kann einen Zeitpunkt und eine Nachfüllmenge des mindestens einen Nachtankereignisses aufweisen.
  • Die gemittelte Regelgröße ist insbesondere aus der Liste ausgewählt, die aus einer Piezoanregungsspannung, einer Anzahl der Anregungen pro Messung (pinging/multipinging), einer Verstärkung des Empfangssignals, einer Triggerschwelle für das Empfangssignal und einer Ultraschalllaufzeit bis zum Erreichen der Triggerschwelle besteht.
  • Im Fall der gemittelten Regelgröße oder des Gradienten der Regelgröße der Regelung des Ultraschallsignals wird die aktuell gemessene Regelgröße mit der vorher genannten Regelgröße verglichen und eine Abweichungen, welche größer als ein vorgegebener Wert sind, zur Plausibilisierung des Sensorsignals des Konzentrationssensors verwendet. Insbesondere wird in diesem Fall festgestellt, dass der Konzentrationssensor nicht ordnungsgemäß funktioniert und eine Freigabe des Konzentrationssensors wird verwehrt.
  • Das Computerprogramm ist eingerichtet, jeden Schritt des Verfahrens durchzuführen, insbesondere wenn es auf einem elektronischen Steuergerät oder Rechengerät abläuft. Dies ermöglicht die Implementierung des Verfahrens in einem herkömmlichen Steuergerät, ohne hieran bauliche Veränderungen vornehmen zu müssen. Hierzu ist das Computerprogramm auf einem maschinenlesbaren Speichermedium gespeichert. Durch Aufspielen des Computerprogramms auf ein herkömmliches elektronisches Steuergerät wird das elektronische Steuergerät erhalten, welches eingerichtet ist, ein Verfahren zur Plausibilisierung eines Sensorsignals eines in einem SCR-Katalysatorsystem angeordneten Konzentrationssensors durchzuführen.
  • Figurenliste
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
    • 1 zeigt schematisch eine Dosiereinrichtung eines SCR-Katalysatorsystems mit einem HWL-Konzentrationssensor gemäß dem Stand der Technik,
    • 2 zeigt einen Konzentrationssensor, welcher bei einem Verfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet wird, und
    • 3 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • Ausführungsbeispiel der Erfindung
  • In 1 ist eine Dosiereinrichtung eines SCR-Katalysatorsystems 1 zur Eindosierung von Harnstoffwasserlösung (HWL) in den Abgasstrang 10 einer nur angedeuteten Brennkraftmaschine 11 eines Kraftfahrzeugs dargestellt. Das SCR-Katalysatorsystem 1 dient in an sich bekannter Weise zur Reduktion von Stickoxiden im Abgas der Brennkraftmaschine 11 mittels selektiver katalytischer Reduktion (SCR). Für die Reduktion wird als Reduktionsmittel HWL 22 über ein Dosierventil 13 in den Abgasstrang 10 stromaufwärts des SCR-Katalysators 12 eingespritzt. Das Dosierventil kann auch ein oder mehrere Dosiermodule umfassen, welche z.B. jeweils mehrere Einspritzventile umfassen.
  • Die HWL 22 wird in einem Vorratstank 14 bevorratet. Zur Entnahme der HWL 22 ist eine Saugleitung 15 vorgesehen, wobei die HWL 22 über eine Förderpumpe 16 aus dem Vorratstank 14 gefördert wird und unter Druck in der Druckleitung 17 zum Dosierventil 13 geleitet wird. Die HWL 22 wird präzise und bedarfsabhängig in den Abgasstrang 10 eingespritzt. Hierfür ist der Druck der HWL 22 in der Druckleitung 17 maßgeblich, welcher daher auf einen vorgebbaren Solldruck geregelt wird. Zur Erfassung des Drucks in der Leitung 17 ist ein Drucksensor 18 vorgesehen, der die erfassten Drucksignale an ein Steuergerät 19 weiterleitet, so dass die Förderpumpe 16 über eine Signalgebung des Steuergeräts 19 den vorgebbaren Solldruck einregeln kann.
  • Die Ansteuerung des Dosierventils 13 erfolgt ebenfalls über eine Signalgebung des Steuergeräts 19. Das Dosierventil 13 wird mit einer sogenannten Öffnungsfrequenz angesteuert, die für verschiedene Dosiermengen identisch ist, sich aber bei den verschiedenen Dosiermengen in einer unterschiedlich langen Öffnung des Ventils auswirkt. Die Öffnungsfrequenz liegt beispielsweise bei 1 Hz. In dem Vorratstank 14 ist ein in die HWL 22 eintauchender HWL-Konzentrationssensor 20 angeordnet, mittels dessen der Harnstoffgehalt der HWL 22 gemessen wird. Die Messung kann in an sich bekannter Weise, z.B. durch Laufzeitmessung eines Schallsignals, erfolgen. Allerdings kommt es auf die dabei eingesetzte Messtechnik im Rahmen der vorliegenden Erfindung nicht an. Das vom Sensor 20 erfasste bzw. generierte Signal wird über einen Signalpfad 21 dem Steuergerät 19 zur Weiterverarbeitung zugeführt.
  • Das nachfolgend beschriebene Verfahren wird bevorzugt in dem in 1 gezeigten Steuergerät 19 ausgeführt. Da es jedoch auf den Ort der Ausführung des Verfahrens vorliegend nicht ankommt, kann das Verfahren auch in einem separaten Steuergerät oder einem Motorsteuergerät zur Steuerung der Brennkraftmaschine 11 ausgeführt werden.
  • Der Sollwert des Harnstoffgehalts einer HWL beträgt typischerweise 32,5%. Eine Abweichung der Konzentration von im Vorratstank 14 bevorrateter HWL 22 von diesem Sollwert kann folgende Ursachen haben: 1) Es liegt eine Fehlbetankung seitens des Fahrzeugführers vor. Hierbei ist die Abweichung in der Regel so groß, dass sie außerhalb des Messbereichs des Sensors 20 liegt. 2) Der Sensor 20 liefert Messwerte, die mit einem Messfehler von 1 bis 3% behaftet sind. Dieser Messfehler kann systematischer Natur sein und einen entsprechenden einseitigen Offset bewirken oder statistischer Natur sein und eine statistische Schwankung der gelieferten Messwerte verursachen. 3) Der Sensor 20 unterliegt einem Alterungsprozess, welcher zwar in der Regel nur Abweichungen im Bereich von wenigen Prozent verursacht, jedoch wegen der durch den Langzeiteffekt an sich erschwerten Erkennbarkeit solcher Abweichungen bezüglich der genannten Fehlalarme dennoch als kritisch zu beurteilen ist. 4) Die im Markt angebotene HWL 22, z.B. unter dem Handelsnamen „AdBlue®“, weist eine Toleranz des Harnstoffgehalts auf, welche im Bereich von 32,5 ± 0,7% liegt. Die Ursachen für eine Fehlfunktion des Sensors in den Fällen 2) bis 4) unterliegen im Wesentlichen einer statistischen Verteilung. Daher berechnet sich der maximale statistische Fehler aus der linearen Addition, d.h. der ungünstigsten Kombination, der Einzelfehler. Insbesondere kann die statistische Streuung der HWL-Konzentration selbst, siehe obigen Fall 4, kaum beeinflusst werden.
  • Beim Abgleich des Sensors im Betrieb kann davon ausgegangen werden, dass keine Fehlbetankung gemäß obigem Fall 1) erfolgt ist und somit ein an sich korrektes HWL-Medium vorliegt. Falls nämlich ein falsches HWL-Medium vorläge, so ergäbe sich ein deutlicher Versatz im Messsignal, welcher bei einem abgeglichenen Sensor von einem richtigen Medium eindeutig unterschieden werden kann.
  • 2 zeigt den Konzentrationssensor 20, welcher ein Gehäuse 23, einen Ultraschall-Transducer 24 und einen Reflektor 25 aufweist. 2 zeigt ferner die Anordnung des Ultraschall-Transducers 24 und des Reflektors 25 sowie die dazwischen angeordnete Ultraschallmessstrecke 26. Von dem Ultraschall-Transducer 24, welcher an einem Boden des Vorratstanks 14 befestigt ist, wird ein Ultraschallsignal in Richtung des Reflektors 25 gesendet, von wo es wieder zurück zum Ultraschall-Transducer 24 reflektiert wird, welcher die Amplitude des reflektierten Signals misst. Der Reflektor 25 ist ebenfalls am Boden des Vorratstanks 14 befestigt. Die Länge der Ultraschallmessstrecke 26, welche zur Ermittlung der Schalllaufzeit benutzt wird, entspricht dem doppelten Abstand des Ultraschall-Transducers 24 und des Reflektors 25. Durch Luftblasen, welche durch Ausgasen oder Schwappen der HWL 22 entstehen können, kann die Ultraschalleinkopplung aus dem Ultraschall-Transducer 24 in die Flüssigkeit beeinträchtigt werden.
  • 3 zeigt ein Verfahren 100 zur Plausibilisierung eines Sensorsignals des in dem SCR-Katalysatorsystem 1 angeordneten Konzentrationssensors 20, welcher eine Konzentration der in dem Vorratstank 14 eingefüllten HWL 22 misst.
  • Das Verfahren 100 dient ebenfalls der Freigabe der Ultraschallmessstrecke.
  • Bei dem Verfahrens 100 wird zur Bestimmung der Konzentration ein von einer Ultraschallquelle erzeugtes Ultraschallsignal über die Ultraschallmessstrecke 26 gesendet und aus der mit Hilfe des Ultraschall-Transducers 24 ermittelten Schalllaufzeit die Konzentration der HWL 22 ermittelt. Ferner ist eine Regelung des Ultraschallsignals vorhanden, welche bei einem ordnungsgemäßen Funktionieren des Ultraschallsensors das Ultraschallsignal so regelt, dass eine von dem Ultraschallsensor gemessene Signalamplitude in einem vorgegebenen Amplitudenbereich liegt.
  • In einem ersten Schritt 110 des Verfahrens 100 werden zur Plausibilisierung des Sensorsignals des Konzentrationssensors 20 sowohl eine Regelgröße der Regelung des Ultraschallsignals als auch Messgrößen des SCR-Katalysatorsystems verwendet. Die hierbei verwendeten Messgrößen des SCR-Katalysatorsystems sind eine gemittelte Regelgröße oder ein Gradient einer Regelgröße der Regelung des Ultraschallsignals, eine Temperatur der HWL, eine Umgebungstemperatur, eine im Abgasstrang gemessene Temperatur, ein Luftdruck der Umgebung, sowie Zeitpunkte und Nachfüllmengen der Nachtankereignisse und Daten zur Fahrzeugbewegung, wie z.B. Aufzeichnungen über die GPS-Koordinaten des Fahrzeugs als Funktion der Zeit und ein Füllstand der HWL im Vorratstank 14, welcher mittels eines nicht dargestellten Füllstandssensors gemessen werden kann. Die gemittelte Regelgröße bzw. der Gradient der Regelgröße entspricht dem Bandpass des Frequenzgangs der Regelung.
  • Da bei dem Konzentrationssensor die Ultraschallübertragungsstrecke weitestgehend konstant ist, deuten Regeleingriffe der Regelung, welche die empfangene Signalamplitude auf einen vorgegebenen Amplitudenbereich regelt, auf eine Veränderung der Messstrecke des Sensors hin. Somit leitet das Verfahren 100 aus der Veränderung des Regeleingriffes in die Schallübertragung die Zuverlässigkeit des Sensormesswertes ab.
  • Der Vorteil des Verfahrens 100 liegt insbesondere darin, dass nicht nur die Regelgröße der Regelung zur Plausibilisierung des Sensorsignals verwendet wird, sondern ebenfalls weitere Messgrößen des SCR-Katalysatorsystems. Durch eine korrelierte Auswertung der Regelgröße mit den weiteren Messgrößen des SCR-Katalysatorsystems kann die Zuverlässigkeit des Sensors 20 wesentlich besser beurteilt werden als mit bekannten Verfahren des Stands der Technik, welche nur einen Faktor dieser beiden Faktoren berücksichtigt.
  • In einem zweiten Schritt 120 des Verfahrens 100 wird eine Sensorfreigabe verwehrt, falls eine Plausibilisierung des Sensorsignals des Konzentrationssensors 20 ergeben hat, dass der Konzentrationssensor 20 nicht ordnungsgemäß funktioniert.

Claims (7)

  1. Verfahren (100) zur Plausibilisierung eines Sensorsignals eines in einem SCR-Katalysatorsystem (1) angeordneten Konzentrationssensors (20), wobei der Konzentrationssensor (20) eingerichtet ist, eine Konzentration einer in einem Tank (14) angeordneten HWL (22) zu messen; wobei zur Bestimmung der Konzentration ein von einer Ultraschallquelle (24) erzeugtes Ultraschallsignal über eine vorgegebene Strecke (26) gesendet wird und aus einer mittels eines Ultraschallsensors ermittelten Schalllaufzeit die Konzentration der HWL (22) ermittelt wird; und wobei eine Regelung des Ultraschallsignals vorhanden ist, welche bei einem ordnungsgemäßen Funktionieren des Ultraschallsensors das Ultraschallsignal so regelt, dass eine von dem Ultraschallsensor gemessene Signalamplitude in einem vorgegebenen Amplitudenbereich liegt; dadurch gekennzeichnet, dass zur Plausibilisierung des Sensorsignals des Konzentrationssensors mindestens eine Regelgröße der Regelung des Ultraschallsignals verwendet wird (110).
  2. Verfahren (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Plausibilisierung des Sensorsignals des Konzentrationssensors (20) zusätzlich mindestens eine Messgröße des SCR-Katalysatorsystems (1) verwendet wird (110).
  3. Verfahren (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Freigabe des Konzentrationssensors verwehrt wird, falls eine Plausibilisierung des Sensorsignals des Konzentrationssensors (20) ergeben hat, dass der Konzentrationssensor (20) nicht ordnungsgemäß funktioniert (120).
  4. Verfahren (100) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Messgröße des SCR-Katalysatorsystems (1) mindestens ein Element einer Liste aufweist, wobei die Liste eine gemittelte Regelgröße oder einen Gradienten einer Regelgröße der Regelung des Ultraschallsignals, eine Temperatur, einen Luftdruck, mindestens ein Nachtankereignis, eine Fahrzeugbewegung und einen Füllstand der HWL (22) im Tank (14), sowie die zeitliche Veränderung dieser Größen aufweist.
  5. Computerprogramm, welches eingerichtet ist, jeden Schritt des Verfahrens (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 durchzuführen.
  6. Maschinenlesbares Speichermedium, auf welchem ein Computerprogramm nach dem vorangegangenen Anspruch gespeichert ist.
  7. Elektronisches Steuergerät (19), welches eingerichtet ist, jeden Schritt des Verfahrens (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 durchzuführen.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019132063B3 (de) * 2019-11-27 2021-04-01 Audi Ag Verfahren zum Betreiben einer Messvorrichtung sowie Messvorrichtung

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120118059A1 (en) * 2010-11-11 2012-05-17 Ssi Technologies, Inc. Systems and methods of determining a quality and/or depth of diesel exhaust fluid

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005052633B4 (de) * 2005-11-04 2017-03-02 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Kalibrierung eines Ultraschallsensors und Ultraschallabstandsmessvorrichtung
CN100573133C (zh) * 2007-04-29 2009-12-23 天津大学 提高牛奶质量超声检测精度的方法及检测仪器
DE102010014038B4 (de) * 2010-04-06 2011-12-15 Krohne Ag Kalibriervorrichtung für Durchflussmessgeräte
DE102011103272B4 (de) * 2011-05-26 2014-05-22 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines SCR-Systems
KR101416408B1 (ko) * 2012-12-31 2014-07-09 기아자동차 주식회사 요소 품질 센서의 고장 진단 방법 및 장치
EP2826972B1 (de) * 2013-07-15 2016-04-20 Inergy Automotive Systems Research (Société Anonyme) Verfahren zur Überwachung der Harnstoffqualität eines SCR-Systems
JP6167781B2 (ja) * 2013-09-12 2017-07-26 いすゞ自動車株式会社 尿素水濃度誤診断防止システム
DE102014211010A1 (de) * 2014-06-10 2015-12-17 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Kalibrierung eines HWL-Qualitätssensors
US9841405B2 (en) * 2015-05-01 2017-12-12 Ssi Technologies, Inc. Method of calibrating a concentration sensor
DE102015212622A1 (de) * 2015-07-07 2017-01-12 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Korrigieren eines Qualitätssignals eines in einem Reagenzmittel-Dosiersystem eingesetzten Ultraschall-Qualitätssensors, Steuergerät-Programm und Steuergerät-Programmprodukt
DE102017200533A1 (de) * 2017-01-13 2018-07-19 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Überwachung eines Qualitätssensors

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120118059A1 (en) * 2010-11-11 2012-05-17 Ssi Technologies, Inc. Systems and methods of determining a quality and/or depth of diesel exhaust fluid

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019132063B3 (de) * 2019-11-27 2021-04-01 Audi Ag Verfahren zum Betreiben einer Messvorrichtung sowie Messvorrichtung

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