DE102021211323A1 - Datenerfassungsvorrichtung, Analysevorrichtung, Analyseverfahren und Computerprogrammprodukt - Google Patents

Datenerfassungsvorrichtung, Analysevorrichtung, Analyseverfahren und Computerprogrammprodukt Download PDF

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Abstract

Die vorliegende Erfindung schlägt eine Datenerfassungsvorrichtung (20) vor, die an einem Fahrzeug montiert ist, wobei ein Dieselmotor und ein SCR-Katalysator am Fahrzeug montiert sind, wobei die Datenerfassungsvorrichtung (20) umfasst: eine Datengewinnungseinheit, die dazu konfiguriert ist, eine Dateninformation über einen Betriebszustand des Fahrzeugs erhalten zu können; und eine Datenübertragungseinheit, die dazu konfiguriert ist, die Dateninformation drahtgebunden oder drahtlos an eine weitere elektronische Vorrichtung übertragen zu können, wobei die Datengewinnungseinheit dazu konfiguriert ist, einen ersten Betriebsparameter über den Betriebszustand des SCR-Katalysators erhalten zu können, wobei die Datenübertragungseinheit dazu konfiguriert ist, den ersten Betriebsparameter an eine Analysevorrichtung (10) übertragen zu können, so dass die Analysevorrichtung (10) abhängig von dem ersten Betriebsparameter und einem zweiten Betriebsparameter, der durch die Analysevorrichtung (10) vor dem Erhalten des ersten Betriebsparameters erhalten wurde, ein Ausfallrisiko des SCR-Katalysators analysieren kann. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Analysevorrichtung (10), ein Analyseverfahren und ein Computerprogrammprodukt. Mit Hilfe der vorliegenden Erfindung kann das Ausfallrisiko des SCR-Katalysators vorhergesagt werden.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Analysevorrichtung zum Analysieren eines Betriebszustands eines SCR-Katalysators (Selektive katalytische Reduktion) eines Fahrzeugs, eine am Fahrzeug montierte Datenerfassungsvorrichtung, ein Analyseverfahren zum Analysieren eines Betriebszustands eines SCR-Katalysators eines Fahrzeugs unter Verwendung der Analysevorrichtung und ein Computerprogrammprodukt.
  • Stand der Technik
  • Dieselmotoren werden aufgrund ihrer guten Zuverlässigkeit, ihres hohen thermischen Wirkungsgrads und ihres großen Ausgangsdrehmoments häufig in kleinen, schweren oder großen Fahrzeugen verwendet. Aufgrund des hohen Gehalts an Stickoxiden im Abgas von Dieselmotoren ist es jedoch erforderlich, das Abgas durch ein spezielles Abgasnachbehandlungssystem zu behandeln, bevor es in die Atmosphäre abgegeben werden kann, um den immer strengeren Anforderungen des Umweltschutzes gerecht zu werden.
  • Um die Luftverschmutzung zu reduzieren, ist die Nachbehandlung von Dieselmotorabgasen bei Dieselmotoren zur Standardausrüstung geworden. Die Abgasbehandlung erfolgt in der Regel mittels eines Verfahrens der selektiven katalytischen Reduktion. Ein flüssiges Reduktionsmittel (normalerweise eine wässrige Harnstofflösung) wird in Form eines Sprühnebels durch einen Einspritzer in das Abgasrohr eingespritzt. Die schädlichen Gase im Abgas werden durch die selektive katalytische Reduktionsreaktion in unschädliches Gas umgewandelt und dann in die Atmosphäre abgegeben, wodurch die Schäden an der Umwelt reduziert werden.
  • Aus diesem Grund umfasst das Abgasnachbehandlungssystem in der Regel einen SCR-Katalysator. Während des Betriebs des Fahrzeugs beeinträchtigt eine zu hohe oder eine zu niedrige Betriebstemperatur des SCR-Katalysators oder die Verwendung von unqualifiziertem Kraftstoff usw. den SCR-Katalysator und kann zum Ausfall des SCR-Katalysators führen. Der Ausfall des SCR-Katalysators wird die Stickoxidemissionen ernsthaft beeinträchtigen. Die Wartung und der Austausch des SCR-Katalysators nach dessen Ausfall verursachen auch hohe Kosten für einen Fahrzeugnutzer. Daher bestehen die zu lösenden Aufgaben darin, das Ausfallrisiko des SCR-Katalysators im Voraus zu bestimmen und vorherzusagen sowie dem Fahrzeugbenutzer das Ausfallrisiko zu berichten, um eine Beschädigung des SCR-Katalysators zu vermeiden.
  • Gegenwärtig können Fehler im SCR-Katalysator über ein Bord-Diagnosesystem diagnostiziert werden. Das Bord-Diagnosesystem analysiert jedoch aufgrund des begrenzten Speicherplatzes und der begrenzten Rechenleistung nur die aktuellen Betriebsparameter des SCR-Katalysators und kann nur erscheinende Fehler diagnostizieren, ohne das Ausfallrisiko des SCR-Katalysators im Voraus vorhersagen zu können.
  • Daher ist es erforderlich, den herkömmlichen Analyseprozess des Betriebszustands des SCR-Katalysators zu verbessern, um mindestens einen der oben erwähnten Mängel zu überwinden.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen verbesserten Analyseprozess zum Analysieren eines Betriebszustands eines SCR-Katalysators eines Fahrzeugs bereitzustellen, um das Ausfallrisiko des SCR-Katalysators im Voraus vorherzusagen.
  • Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Datenerfassungsvorrichtung bereitgestellt, die an einem Fahrzeug montiert ist, wobei ein Dieselmotor und ein SCR-Katalysator am Fahrzeug montiert sind, wobei die Datenerfassungsvorrichtung umfasst: eine Datengewinnungseinheit, die dazu konfiguriert ist, eine Dateninformation über einen Betriebszustand des Fahrzeugs erhalten zu können; und eine Datenübertragungseinheit, die dazu konfiguriert ist, die Dateninformation drahtgebunden oder drahtlos an eine weitere elektronische Vorrichtung übertragen zu können, wobei die Datengewinnungseinheit dazu konfiguriert ist, einen ersten Betriebsparameter über den Betriebszustand des am Fahrzeug montierten SCR-Katalysators erhalten zu können, wobei die Datenübertragungseinheit dazu konfiguriert ist, den ersten Betriebsparameter an eine Analysevorrichtung übertragen zu können, so dass die Analysevorrichtung abhängig von dem ersten Betriebsparameter und einem zweiten Betriebsparameter, der durch die Analysevorrichtung vor dem Erhalten des ersten Betriebsparameters erhalten wurde, ein Ausfallrisiko des SCR-Katalysators analysieren kann. Es versteht sich, das in diesem Zusammenhang die Begriffe „erst“ und „zweit“ usw. nur zur Beschreibung dienen und nicht so verstanden werden können, dass sie eine relative Wichtigkeit oder die Anzahl der angegebenen technischen Merkmale angeben bzw. implizieren. Beispielsweise können der erste Betriebsparameter und der zweite Betriebsparameter dieselbe Art von Betriebsparameter mit derselben Eigenschaft sein.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Analysevorrichtung zum Analysieren eines Betriebszustands eines SCR-Katalysators eines Fahrzeugs bereitgestellt, wobei die Analysevorrichtung umfasst: eine Ermittlungseinheit, wobei die Ermittlungseinheit dazu konfiguriert ist, einen ersten Betriebsparameter über den Betriebszustand des SCR-Katalysators erhalten zu können; eine Speichereinheit, wobei die Speichereinheit dazu konfiguriert ist, einen zweiten Betriebsparameter speichern zu können, der vor dem Erhalten des ersten Betriebsparameters erhalten wurde; und eine Auswerteeinheit, wobei die Auswerteeinheit dazu konfiguriert ist, ein Ausfallrisiko des analysierten SCR-Katalysators abhängig von dem ersten Betriebsparameter und dem zweiten Betriebsparameter vorhersagen zu können.
  • Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Analyseverfahren zum Analysieren eines Betriebszustands eines SCR-Katalysators eines Fahrzeugs unter Verwendung der erfindungsgemäßen Analysevorrichtung bereitgestellt, wobei das Analyseverfahren folgende Schritte umfasst: Erhalten eines ersten Betriebsparameters über den Betriebszustand des SCR-Katalysators mittels einer Ermittlungseinheit; Speichern eines zweiten Betriebsparameters, der vor dem Erhalten des ersten Betriebsparameters erhalten ist, in einer Speichereinheit; und Vorhersagen eines Ausfallrisikos des analysierten SCR-Katalysators mittels einer Auswerteeinheit abhängig von dem ersten Betriebsparameter und dem zweiten Betriebsparameter.
  • Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Computerprogrammprodukt bereitgestellt, das Computerprogrammanweisungen umfasst, wobei, wenn die Computerprogrammanweisungen von einem oder mehreren Prozessoren ausgeführt werden, die Prozessoren das erfindungsgemäße Analyseverfahren ausführen können.
  • Die positiven Wirkungen der vorliegenden Erfindung liegen darin: dass durch die vorliegende Erfindung das Ausfallrisiko des analysierten SCR-Katalysators abhängig von den aktuellen Betriebsparametern des analysierten SCR-Katalysators und den zuvor erhaltenen und gespeicherten Betriebsparametern der Analysevorrichtung vorhergesagt werden kann; dass im Vergleich zur Fehlerdiagnose, die lediglich abhängig von den aktuellen Betriebsparametern des SCR-Katalysators erfolgt, die erfindungsgemäße Analysevorrichtung den Betriebszustand des SCR-Katalysators genauer analysieren kann.
  • Figurenliste
  • Die Prinzipien, Besonderheiten und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend durch die detaillierte Beschreibung der Erfindung in Bezug auf die Figuren besser verständlich. Es zeigen:
    • 1 schematisch eine Analysevorrichtung gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
    • 2 schematisch Normalverteilungskurven der Betriebseffizienz eines SCR-Katalysators in verschiedenen Zuständen innerhalb einer vorbestimmten Zeitspanne; und
    • 3 schematisch die Änderung der Normalverteilungseigenschaft der Betriebseffizienz des SCR-Katalysators mit der Betriebszeit.
  • Ausführliche Ausführungsformen
  • Um die durch die Erfindung zu lösenden Aufgaben, die technischen Lösungen und die vorteilhaften technischen Effekte klarer zu machen, wird die vorliegende Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen und beispielhaften Ausführungsbeispielen ausführlicher beschrieben. Es versteht sich, dass die hierin beschriebenen spezifischen Ausführungsbeispiele lediglich zur Erläuterung der vorliegenden Erfindung, aber nicht zur Einschränkung des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung dienen.
  • 1 zeigt schematisch eine Analysevorrichtung 10 zum Analysieren eines Betriebszustands eines SCR-Katalysators eines Fahrzeugs gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Am Fahrzeug sind beispielsweise ein Dieselmotor und ein SCR-Katalysator zur Abgasnachbehandlung montiert.
  • Wie in 1 gezeigt, umfasst die Analysevorrichtung 10 eine Ermittlungseinheit 12, eine Speichereinheit 14 und eine Auswerteeinheit 16. Die Ermittlungseinheit 12 ist dazu konfiguriert, einen ersten Betriebsparameter über den Betriebszustand des SCR-Katalysators erhalten zu können. Beispielsweise kann die Ermittlungseinheit 12 den ersten Betriebsparameter von der an dem Fahrzeug montierten Datenerfassungsvorrichtung 20 erhalten. Die Speichereinheit 14 ist dazu konfiguriert, einen zweiten Betriebsparameter speichern zu können, der vor dem Erhalten des ersten Betriebsparameters erhalten wurde. Die Auswerteeinheit 16 ist dazu konfiguriert, ein Ausfallrisiko des analysierten SCR-Katalysators abhängig von dem ersten Betriebsparameter und dem zweiten Betriebsparameter vorhersagen zu können. Dadurch kann die Analysevorrichtung 10 die Speichereinheit 14 verwenden, um die erhaltenen Betriebsparameter zu speichern, so dass das Ausfallrisiko des analysierten SCR-Katalysators abhängig von den aktuellen Betriebsparametern des analysierten SCR-Katalysators und den zuvor erhaltenen und gespeicherten Betriebsparametern der Analysevorrichtung vorhergesagt werden kann. Im Vergleich zur Fehlerdiagnose, die lediglich abhängig von den aktuellen Betriebsparametern des SCR-Katalysators erfolgt, kann die erfindungsgemäße Analysevorrichtung den Betriebszustand des SCR-Katalysators genauer analysieren, und das Ausfallrisiko des SCR-Katalysators kann vorhergesagt werden.
  • Der Betriebsparameter kann beispielsweise mindestens einen der folgenden Parameter umfassen: die Effizienz des SCR-Katalysators, die Temperatur am Einlass des SCR-Katalysators, die Temperatur am Auslass des SCR-Katalysators, die Stickoxidkonzentration stromaufwärts des SCR-Katalysators und die Stickoxidkonzentration stromabwärts des SCR-Katalysators usw.
  • Optional sind eine oder beide von der Speichereinheit 14 und der Auswerteeinheit 16 der Analysevorrichtung 10 an dem Fahrzeug oder in einem Cloud-Server vorgesehen.
  • In dem in der 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Analysevorrichtung 10 als Ganzes auf einem Cloud-Server vorgesehen. Über den Cloud-Server können Daten von einer großen Anzahl von Fahrzeugen bezogen werden und kann eine große Datenmenge gespeichert werden, um den Betriebszustand des SCR-Katalysators zu analysieren. Mittels des Cloud-Servers ist es insbesondere möglich, den Betriebszustand des SCR-Katalysators auf Basis von Big Data zu analysieren. Dies trägt dazu bei, das Ausfallrisiko des SCR-Katalysators genauer vorherzusagen. Die Verwendung von Cloud-Servern zur Vorhersage des Ausfallrisikos des SCR-Katalysators kann auch die Notwendigkeit von Fahrzeugmodifikationen reduzieren oder sogar vermeiden, wobei das Entwickeln, Aktualisieren und Anwenden von Software erleichtert sind.
  • In einem weiteren beispielhaften Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Analysevorrichtung 10 auch ein anderes Gerät anders als der Cloud-Server sein. Zum Beispiel kann die Analysevorrichtung 10 eine Bord-Analysevorrichtung sein, die an einem Fahrzeug montiert ist, wie beispielsweise eine elektronische Steuereinheit.
  • In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst der zweite Betriebsparameter einen zweiten Betriebsparameter eines eignen SCR-Katalysators, wobei der zweite Betriebsparameter des eignen SCR-Katalysators ein Betriebsparameter über einen Betriebszustand des analysierten SCR-Katalysators ist. Dadurch kann bei demselben SCR-Katalysator ein vertikaler Vergleich durchgeführt werden. Beispielsweise kann der Änderungstrend desselben Betriebsparameters desselben SCR-Katalysators analysiert werden. Dadurch kann das Ausfallrisiko des SCR-Katalysators genauer vorhergesagt werden.
  • Beispielsweise ist die Auswerteeinheit 16 dazu konfiguriert, eine Normalverteilungseigenschaft einer Betriebseffizienz des analysierten SCR-Katalysators innerhalb eines vorgegebenen Zeitraums abhängig von dem ersten Betriebsparameter und dem zweiten Betriebsparameter ermitteln zu können, um das Ausfallrisiko des analysierten SCR-Katalysator vorherzusagen. Die vorgegebene Zeitspanne kann bedarfsgerecht eingestellt werden, kann beispielsweise zwischen 1 Tag und 4 Tagen, insbesondere zwischen 2 Tagen und 3 Tagen, eingestellt werden.
  • 2 zeigt schematisch Normalverteilungskurven der Betriebseffizienz E eines SCR-Katalysators in verschiedenen Zuständen innerhalb einer vorbestimmten Zeitspanne, wobei die durchgezogene Linie die Normalverteilungskurve der Betriebseffizienz eines normalen SCR-Katalysators zeigt, und wobei die gestrichelte Linie die Normalverteilungskurve der Betriebseffizienz eines ausgefallenen SCR-Katalysators zeigt. Der Erwartungswert der Normalverteilung der Betriebseffizienz des normalen SCR ist relativ groß und seine Verteilung ist relativ konzentriert, wie in 2 gezeigt. 3 zeigt schematisch die Änderung der Normalverteilungseigenschaft der Betriebseffizienz E des SCR-Katalysators mit der Betriebszeit T. Wie in 3 gezeigt, verschlechtert sich der SCR-Katalysator allmählich mit zunehmender Betriebszeit, wobei der Erwartungswert der Normalverteilung der Betriebseffizienz abnimmt und die Standardabweichung steigt. Abhängig von der Normalverteilungseigenschaft der Betriebseffizienz kann das Ausfallrisiko des SCR-Katalysators genauer vorhergesagt werden.
  • Die Auswerteeinheit 16 kann insbesondere dazu konfiguriert werden, das Vorliegen eines Ausfallrisikos im analysierten SCR-Katalysator vorherzusagen, wenn ein Erwartungswert der Normalverteilung der Betriebseffizienz kleiner als ein Schwellenwert µT für den Erwartungswert und/oder eine Standardabweichung der Normalverteilung größer als ein Schwellenwert σT für den Standardabweichung ist. Der Schwellenwert µT des Erwartungswerts bzw. der Schwellenwert σT der Standardabweichung kann ein entsprechender vorgegebener Schwellenwert µT des Erwartungswerts bzw. Schwellenwert σT der Standardabweichung sein. Wenn beispielsweise die Normalverteilung der Betriebseffizienz des SCR-Katalysators durch die punktförmig gestrichelte Linie in 2 gezeigt ist, ist sein Erwartungswert kleiner als der Schwellenwert µT für den Erwartungswert. Daher sagt die Auswerteeinheit 16 voraus, dass im SCR-Katalysator ein Ausfallrisiko vorliegt.
  • Alternativ oder zusätzlich kann der zweite Betriebsparameter einen zweiten Betriebsparameter eines anderen SCR-Katalysators umfassen, wobei der zweite Betriebsparameter des anderen SCR-Katalysators ein Betriebsparameter über einen Betriebszustand eines weiteren SCR-Katalysators ist. Dadurch können verschiedene SCR-Katalysatoren horizontal verglichen werden. Beispielsweise können die Betriebsparameter verschiedener SCR-Katalysatoren desselben Typs analysiert werden. Dadurch kann das Ausfallrisiko des SCR-Katalysators genauer vorhergesagt werden.
  • Die Analysevorrichtung 10 ist dazu konfiguriert, eine Information über das Modell des Fahrzeugs, dem der SCR-Katalysator zugeordnet ist, und/oder die Betriebszeit und/oder die Betriebsbedingungen eines zugehörigen Motors erhalten und speichern zu können, wobei der zweite Betriebsparameter des anderen SCR-Katalysators Betriebsparameter von mehreren SCR-Katalysatoren umfasst, die das gleiche Fahrzeugmodell und/oder die gleiche Betriebszeit und/oder die gleichen Betriebsbedingungen des zugehörigen Motors wie bei dem analysierte SCR-Katalysator aufweisen. Es versteht sich, dass in diesem Zusammenhang unter der Angabe „gleich“ nicht nur eine vollständig gleiche Situation, sondern auch eine im Wesentlichen gleiche Situation, bei der die Differenz zwischen zwei Gegenständen nicht mehr als 20%, insbesondere 10%, von einem der beiden Gegenstände beträgt, verstanden werden können. In diesem Zusammenhang ist unter „mehr“ mindestens zwei, wie z. B. zwei, drei usw., verstanden, sofern nicht anders ausdrücklich definiert.
  • Wenn sich der analysierte SCR-Katalysator signifikant von den mehreren SCR-Katalysatoren mit gleichem Fahrzeugmodell und/oder gleicher Betriebszeit und/oder gleichen Betriebsbedingungen des zugehörigen Motors unterscheidet, kann die Auswerteeinheit 16 vorhersagen, dass im analysierten SCR-Katalysator ein Ausfallrisiko vorliegt.
  • Die Auswerteeinheit 16 ist insbesondere dazu konfiguriert, einen Durchschnittswert mindestens eines Betriebsparameters der mehreren SCR-Katalysatoren mit dem gleichen Modell des Fahrzeugs und/oder der gleichen Betriebszeit und/oder den gleichen Betriebsbedingungen des zugehörigen Motors berechnen und abhängig von dem Durchschnittswert das Ausfallrisikos des analysierten SCR-Katalysators vorhersagen zu können.
  • Beispielsweise kann die Auswerteeinheit 16 den Durchschnittswert des Erwartungswerts und der Standardabweichung der Normalverteilung der Betriebseffizienz mehrerer SCR-Katalysatoren mit gleichem Fahrzeugmodell und gleicher Betriebszeit berechnen und abhängig von dem Durchschnittswert des Erwartungswerts und der Standardabweichung den Schwellenwert µT des Erwartungswerts und den Schwellenwert σT der Standardabweichung entsprechend bestimmen. Anschließend können der Erwartungswert und/oder die Standardabweichung der Normalverteilung der Betriebseffizienz des analysierten SCR-Katalysators mit dem Schwellenwert µT des Erwartungswerts und/oder dem Schwellenwert σT der Standardabweichung, die abhängig von Betriebsparametern des Betriebszustands des weiteren SCR-Katalysator bestimmt sind, verglichen werden, um das Ausfallrisiko des analysierten SCR-Katalysators vorherzusagen.
  • Es versteht sich, dass ein horizontaler Vergleich zwischen verschiedenen SCR-Katalysatoren in Hinblick auf verschiedene Betriebsparameter, die beispielhaft vorstehend aufgeführt sind und beispielsweise Einlass des SCR-Katalysators, die Temperatur am Auslass des SCR-Katalysators, die Stickoxidkonzentration stromaufwärts des SCR-Katalysators und die Stickoxidkonzentration stromabwärts des SCR-Katalysators usw. umfassen, durchgeführt werden kann.
  • In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Analysevorrichtung 10 beim Vorhersagen, dass ein Ausfallrisiko im SCR-Katalysator vorliegt, eine Frühwarnmeldung an eine Frühwarneinrichtung, wie z. B. ein mobiles Endgerät 30, das an dem entsprechenden Fahrzeug gebunden ist, senden. Beispielsweise kann die Analysevorrichtung 10 eine Frühwarnnachricht an das mobile Endgerät 30 des Besitzers des Fahrzeugs senden, beispielsweise per Kurznachricht, E-Mail oder Anwendungssoftware. Das mobile Endgerät 30 ist beispielsweise ein Mobiltelefon. Dadurch kann der Nutzer rechtzeitig daran erinnert werden, entsprechende Maßnahmen zu ergreifen. Alternativ oder zusätzlich kann die Analysevorrichtung 10 direkt eine Frühwarnmeldung an eine weitere Frühwarneinrichtung, beispielsweise eine Bord-Frühwarneinrichtung des entsprechenden Fahrzeugs, senden. Die Bord-Frühwarneinrichtung ist dazu konfiguriert, nach dem Empfang der Frühwarnmeldung den Fahrer und die Passagiere durch Lichter, Toninformationen oder die auf dem Bildschirm angezeigten Informationen warnen zu können.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft auch eine Datenerfassungsvorrichtung 20, die an einem Fahrzeug montiert ist, wobei ein Dieselmotor und ein SCR-Katalysator am Fahrzeug montiert sind, wobei die Datenerfassungsvorrichtung 20 umfasst: eine Datengewinnungseinheit, die dazu konfiguriert ist, eine Dateninformation über einen Betriebszustand des Fahrzeugs erhalten zu können; und eine Datenübertragungseinheit, die dazu konfiguriert ist, die Dateninformation drahtgebunden oder drahtlos an eine weitere elektronische Vorrichtung übertragen zu können. Die Datengewinnungseinheit ist dazu konfiguriert, einen ersten Betriebsparameter über den Betriebszustand des am Fahrzeug montierten SCR-Katalysators erhalten zu können. Die Datenübertragungseinheit ist dazu konfiguriert, den ersten Betriebsparameter an eine Analysevorrichtung 10 übertragen zu können, so dass die Analysevorrichtung 10 abhängig von dem ersten Betriebsparameter und einem zweiten Betriebsparameter, der durch die Analysevorrichtung 10 vor dem Erhalten des ersten Betriebsparameters erhalten wurde, ein Ausfallrisiko des SCR-Katalysators analysieren kann. Optional ist die Analysevorrichtung 10 als die erfindungsgemäße Analysevorrichtung 10 ausgebildet.
  • Die Datenerfassungsvorrichtung 20 ist insbesondere dazu konfiguriert, eine Information über das Modell des Fahrzeugs und/oder eine Betriebszeit des SCR-Katalysators und/oder Betriebsbedingungen eines mit dem SCR-Katalysator zusammenhängenden Motors erhalten und an die Analysevorrichtung 10 senden zu können.
  • Beispielsweise ist die Datenerfassungsvorrichtung 20 dazu konfiguriert, über eine Bord-Diagnoseschnittstelle mit einer elektronischen Steuereinheit des Fahrzeugs kommunizieren zu können, um beispielsweise die Betriebsparameter zu erhalten. Insbesondere können die Betriebsparameter zwischen der Datenerfassungsvorrichtung 20 und der Analysevorrichtung 10 mittels drahtloser Kommunikation übertragen werden.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Analysesystem zum Analysieren eines Betriebszustands des SCR-Katalysators eines Fahrzeugs, wobei das Analysesystem eine Datenerfassungsvorrichtung 20 und eine Frühwarneinrichtung umfasst.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Analyseverfahren zum Analysieren eines Betriebszustands eines SCR-Katalysators eines Fahrzeugs unter Verwendung der Analysevorrichtung 10, wobei das Analyseverfahren folgende Schritte umfasst: Erhalten eines ersten Betriebsparameters über den Betriebszustand des SCR-Katalysators mittels einer Ermittlungseinheit 12; Speichern eines zweiten Betriebsparameters, der vor dem Erhalten des ersten Betriebsparameters erhalten ist, in einer Speichereinheit 14; und Vorhersagen eines Ausfallrisikos des analysierten SCR-Katalysators mittels einer Auswerteeinheit 16 abhängig von dem ersten Betriebsparameter und dem zweiten Betriebsparameter. Es versteht sich, dass die hierin für die Analysevorrichtung 10 beschriebenen Merkmale und Vorteile auch auf das Analyseverfahren anwendbar sind.
  • Zudem betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Computerprogrammprodukt, das Computerprogrammanweisungen umfasst, wobei, wenn die Computerprogrammanweisungen von einem oder mehreren Prozessoren ausgeführt werden, die Prozessoren das erfindungsgemäße Analyseverfahren ausführen können. Die Computerprogrammanweisungen können in einem computerlesbaren Speichermedium gespeichert werden. Das computerlesbare Speichermedium kann beispielsweise einen Hochgeschwindigkeits-Direktzugriffsspeicher umfassen und kann auch einen nichtflüchtigen Speicher, wie beispielsweise eine Festplatte, einen Arbeitsspeicher, eine Plug-in-Festplatte, eine Smart-Media-Card (SMC), eine sichere digitale Karte (Secure Digital, SD), eine Flash-Karte (Flash Card), mindestens ein Magnetplatten-Speichergerät, Flash-Speichergerät oder ein anderes flüchtiges Solid-State-Speichergerät, umfassen. Der Prozessor kann eine zentrale Verarbeitungseinheit (Central Processing Unit, CPU) sein. Alternativ kann er ein anderer universaler Prozessor, ein digitaler Signalprozessor (Digital Signal Processor, DSP), eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (Application Specific Integrated Circuit, ASIC), ein feldprogrammierbares Gate-Array (Field-Programmable Gate Array, FPGA) oder ein anderes programmierbares Logikgerät, wie ein diskretes Gatter- oder Transistorlogikgerät, eine diskrete Hardwarekomponente usw., sein. Der universale Prozessor kann ein Mikroprozessor sein. Alternativ kann der universale Prozessor auch ein beliebiger herkömmlicher Prozessor oder dergleichen sein.
  • Obwohl hierbei die bestimmten Ausführungsformen der Erfindung näher beschrieben werden, sind sie ausschließlich zum illustrativen Zweck angegeben, ohne den Umfang der Erfindung zu beschränken. Verschiedene Wechsel, Modifikationen und Änderungen sind denkbar, ohne von dem Sinn und Umfang der Erfindung abzuweichen.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Analysevorrichtung
    12
    Ermittlungseinheit
    14
    Speichereinheit
    16
    Auswerteeinheit
    20
    Datenerfassungsvorrichtung
    30
    mobiles Endgerät

Claims (10)

  1. Datenerfassungsvorrichtung (20), die an einem Fahrzeug montiert ist, wobei ein Dieselmotor und ein SCR-Katalysator am Fahrzeug montiert sind, wobei die Datenerfassungsvorrichtung (20) umfasst: eine Datengewinnungseinheit, die dazu konfiguriert ist, eine Dateninformation über einen Betriebszustand des Fahrzeugs erhalten zu können; und eine Datenübertragungseinheit, die dazu konfiguriert ist, die Dateninformation drahtgebunden oder drahtlos an eine weitere elektronische Vorrichtung übertragen zu können, wobei die Datengewinnungseinheit dazu konfiguriert ist, einen ersten Betriebsparameter über den Betriebszustand des am Fahrzeug montierten SCR-Katalysators erhalten zu können, wobei die Datenübertragungseinheit dazu konfiguriert ist, den ersten Betriebsparameter an eine Analysevorrichtung (10) übertragen zu können, so dass die Analysevorrichtung (10) abhängig von dem ersten Betriebsparameter und einem zweiten Betriebsparameter, der durch die Analysevorrichtung (10) vor dem Erhalten des ersten Betriebsparameters erhalten wurde, ein Ausfallrisiko des SCR-Katalysators analysieren kann.
  2. Datenerfassungsvorrichtung (20) nach Anspruch 1, wobei der Betriebsparameter mindestens einen der folgenden Parameter umfasst: die Effizienz des SCR-Katalysators, die Temperatur am Einlass des SCR-Katalysators, die Temperatur am Auslass des SCR-Katalysators, die Stickoxidkonzentration stromaufwärts des SCR-Katalysators und die Stickoxidkonzentration stromabwärts des SCR-Katalysators; und/oder der zweite Betriebsparameter mindestens einen der folgenden Parameter umfasst: einen zweiten Betriebsparameter eines eignen SCR-Katalysators, wobei der zweite Betriebsparameter des eignen SCR-Katalysators ein Betriebsparameter über einen Betriebszustand des analysierten SCR-Katalysators ist; einen zweiten Betriebsparameter eines anderen SCR-Katalysators, wobei der zweite Betriebsparameter des anderen SCR-Katalysators ein Betriebsparameter über einen Betriebszustand des anderen SCR-Katalysators ist.
  3. Datenerfassungsvorrichtung (20) nach Anspruch 2, wobei die Datengewinnungseinheit dazu konfiguriert ist, eine zusätzliche Information über das Modell des Fahrzeugs, dem der SCR-Katalysator zugeordnet ist, und/oder eine Betriebszeit und/oder Betriebsbedingungen eines zugehörigen Motors erhalten zu können, wobei die Datenübertragungseinheit dazu konfiguriert ist, die zusätzliche Information an die Analysevorrichtung (10) übertragen zu können, wobei der zweite Betriebsparameter des anderen SCR-Katalysators Betriebsparameter mehrerer SCR-Katalysatoren umfasst, die das gleiche Modell des Fahrzeugs und/oder die gleiche Betriebszeit und/oder die gleichen Betriebsbedingungen des zugehörigen Motors wie bei dem analysierten SCR-Katalysator aufweisen; und/oder die Datengewinnungseinheit dazu konfiguriert ist, über eine Bord-Diagnoseschnittstelle mit einer elektronischen Steuereinheit des Fahrzeugs kommunizieren zu können.
  4. Analysevorrichtung (10) zum Analysieren eines Betriebszustands eines SCR-Katalysators eines Fahrzeugs, wobei die Analysevorrichtung (10) umfasst: eine Ermittlungseinheit (12), wobei die Ermittlungseinheit (12) dazu konfiguriert ist, einen ersten Betriebsparameter über den Betriebszustand des SCR-Katalysators erhalten zu können; eine Speichereinheit (14), wobei die Speichereinheit (14) dazu konfiguriert ist, einen zweiten Betriebsparameter speichern zu können, der vor dem Erhalten des ersten Betriebsparameters erhalten wurde; und eine Auswerteeinheit (16), wobei die Auswerteeinheit (16) dazu konfiguriert ist, ein Ausfallrisiko des analysierten SCR-Katalysators abhängig von dem ersten Betriebsparameter und dem zweiten Betriebsparameter vorhersagen zu können.
  5. Analysevorrichtung (10) nach Anspruch 4, wobei eine oder beide von der Speichereinheit (14) und der Auswerteeinheit (16) an dem Fahrzeug oder in einem Cloud-Server vorgesehen sind; und/oder der zweite Betriebsparameter mindestens einen der folgenden Parameter umfasst: einen zweiten Betriebsparameter eines eignen SCR-Katalysators, wobei der zweite Betriebsparameter des eignen SCR-Katalysators ein Betriebsparameter über einen Betriebszustand des analysierten SCR-Katalysators ist; einen zweiten Betriebsparameter eines anderen SCR-Katalysators, wobei der zweite Betriebsparameter des anderen SCR-Katalysators ein Betriebsparameter über einen Betriebszustand des anderen SCR-Katalysators ist.
  6. Analysevorrichtung (10) nach Anspruch 5, wobei die Auswerteeinheit (16) dazu konfiguriert ist, eine Normalverteilungseigenschaft einer Betriebseffizienz des analysierten SCR-Katalysators innerhalb eines vorgegebenen Zeitraums abhängig von dem ersten Betriebsparameter und dem zweiten Betriebsparameter ermitteln zu können, um das Ausfallrisiko des analysierten SCR-Katalysator vorherzusagen, wobei die Auswerteeinheit (16) insbesondere dazu konfiguriert ist, das Vorliegen eines Ausfallrisikos im analysierten SCR-Katalysator vorherzusagen, wenn ein Erwartungswert der Normalverteilung der Betriebseffizienz kleiner als ein Schwellenwert für den Erwartungswert und/oder eine Standardabweichung der Normalverteilung größer als ein Schwellenwert für den Standardabweichung ist, wobei der Schwellenwert des Erwartungswerts und/oder der Schwellenwert der Standardabweichung insbesondere jeweils ein vorgegebener Schwellenwert des Erwartungswerts und/oder ein vorgegebener Schwellenwert der Standardabweichung; oder ein Schwellenwert des Erwartungswerts und/oder ein Schwellenwert der Standardabweichung, die abhängig vom zweiten Betriebsparameter bestimmt sind, sind/ist.
  7. Analysevorrichtung (10) nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Analysevorrichtung (10) dazu konfiguriert ist, eine Information über das Modell des Fahrzeugs, dem der SCR-Katalysator zugeordnet ist, und/oder eine Betriebszeit und/oder Betriebsbedingungen eines zugehörigen Motors erhalten und speichern zu können, wobei der zweite Betriebsparameter des anderen SCR-Katalysators Betriebsparameter mehrerer SCR-Katalysatoren umfasst, die das gleiche Modell des Fahrzeugs und/oder die gleiche Betriebszeit und/oder die gleichen Betriebsbedingungen des zugehörigen Motors wie bei dem analysierten SCR-Katalysator aufweisen, wobei die Auswerteeinheit (16) insbesondere dazu konfiguriert ist, einen Durchschnittswert mindestens eines Betriebsparameters der mehreren SCR-Katalysatoren mit dem gleichen Modell des Fahrzeugs und/oder der gleichen Betriebszeit und/oder den gleichen Betriebsbedingungen des zugehörigen Motors berechnen zu können und den entsprechenden Betriebsparameter des analysierten SCR-Katalysators mit dem Durchschnittswert vergleichen zu können, um das Ausfallrisiko des analysierten SCR-Katalysators vorherzusagen.
  8. Analysevorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei die Analysevorrichtung (10) dazu konfiguriert ist, beim Vorhersagen, dass ein Ausfallrisiko im SCR-Katalysator vorliegt, eine Frühwarnmeldung an eine Bord-Frühwarneinrichtung des entsprechenden Fahrzeugs und/oder an ein mobiles Endgerät (30), das an dem entsprechenden Fahrzeug gebunden ist, senden zu können.
  9. Analyseverfahren zum Analysieren eines Betriebszustands eines SCR-Katalysators eines Fahrzeugs unter Verwendung einer Analysevorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 8, umfassend die folgenden Schritte: Erhalten eines ersten Betriebsparameters über den Betriebszustand des SCR-Katalysators mittels einer Ermittlungseinheit (12); Speichern eines zweiten Betriebsparameters, der vor dem Erhalten des ersten Betriebsparameters erhalten ist, in einer Speichereinheit (14); und Vorhersagen eines Ausfallrisikos des analysierten SCR-Katalysators mittels einer Auswerteeinheit (16) abhängig von dem ersten Betriebsparameter und dem zweiten Betriebsparameter.
  10. Computerprogrammprodukt, das Computerprogrammanweisungen umfasst, wobei, wenn die Computerprogrammanweisungen von einem oder mehreren Prozessoren ausgeführt werden, die Prozessoren das Analyseverfahren nach Anspruch 9 durchführen können.
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