KR20200015406A - 고장 발생 시 scr 시스템의 작동 방법 - Google Patents

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에트나 보스
스테파노스 치바나키스
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로베르트 보쉬 게엠베하
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Abstract

본 발명은 하나의 토출 펌프(51) 및 2개 이상의 계량 공급 밸브들(11, 12)을 포함하는 SCR 시스템의 작동 방법에 관한 것이며, 이때 하나 이상의 계량 공급 밸브(12)에 에러가 없고 나머지 계량 공급 밸브들(11)에는 에러가 있는 경우, 에러가 없는 하나 이상의 계량 공급 밸브(12)를 통한 환원제 용액의 계량 공급이 실행된다.

Description

고장 발생 시 SCR 시스템의 작동 방법{METHOD FOR OPERATING AN SCR-SYSTEM IN CASE OF A FAULT}
본 발명은 하나 이상의 계량 공급 밸브에 에러가 없고 나머지 계량 공급 밸브들에는 에러가 있는 경우를 위한 SCR 시스템의 작동 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 연산 장치에서 실행될 때 본원의 방법의 각각의 단계를 실행하는 컴퓨터 프로그램과, 이러한 컴퓨터 프로그램을 저장하는 기계 판독 가능한 저장 매체에 관한 것이다. 마지막으로, 본 발명은 본 발명에 따른 방법을 실행하도록 구성된 전자 제어 장치에 관한 것이다.
오늘날, 자동차 내연 기관의 배기 가스 내 질소 산화물(NOx)을 환원하기 위해 특히 SCR 촉매 컨버터가 사용된다. DE 103 46 220 A1호에는 SCR[Selective Catalytic Reduction(선택적 촉매 환원)]의 기본 원리가 설명되어 있다. 이 경우, SCR 촉매 컨버터 표면에 위치한 질소 산화물 분자는 환원제로서의 암모니아(NH3)의 존재 하에 원소 질소로 환원된다. 환원제는 암모니아가 분리되는, 상업적으로 "AdBlue®"로도 알려진 요소 수용액의 형태로 제공된다. 토출 펌프는 환원제 용액을 환원제 탱크로부터 압력 라인을 통해 하나 이상의 계량 공급 모듈로 토출한다. 계량 공급 모듈은 환원제 용액을 SCR 촉매 컨버터 상류에서 배기 가스 라인 내로 계량 공급하는 계량 공급 밸브를 포함한다. 계량 공급의 제어는 SCR 시스템의 작동을 위한 계량 공급 전략이 저장되는 전자 제어 장치에서 실행된다.
오늘날, SCR 시스템들에서는 환원제 용액을 배기 가스 라인 내로 계량 공급하는 복수의 계량 공급 밸브들이 종종 사용되며, 이러한 계량 공급 밸브들은 대개 상이한 SCR 촉매 컨버터들에 할당된다. 전형적으로, 복수의 계량 공급 밸브들은 압력 라인의 하나 이상의 공통 부분을 통해, 모든 계량 공급 밸브들에 대해 환원제 용액을 제공하는 동일한 토출 펌프와 연결된다. 따라서, 토출되는 질량을 하나의 계량 공급 밸브에만 명확하게 할당하는 것이 불가능하다.
DE 10 2012 218 092 A1호에는 하나 이상의 계량 공급 밸브의 기능 모니터링 방법이 설명되어 있다. 환원제 용액은 토출 펌프 및 하나 이상의 계량 공급 밸브에 의해 클럭 제어식으로 계량 공급된다. 이 경우, 계량 공급 밸브의 트리거링 시 압력이 검출되어, 적응 필터에 의해 평가된다. 이어서, 이러한 적응 필터에 의해 평가된 압력값들과 예상 비교 데이터의 비교가 실행된다. 마지막으로, 이러한 비교에 기초하여 계량 공급 밸브 내 에러 및/또는 계량 공급된 환원제 용액 질량의 에러가 확인된다.
하나의 토출 펌프 및 2개 이상의 계량 공급 밸브들을 포함하는 SCR 시스템의 작동 방법이 제시된다. 토출 펌프는 환원제 용액을 압력 라인을 통해 2개 이상의 계량 공급 밸브들로 토출한다. 이 경우, 각각의 계량 공급 밸브에는 하나의 SCR 촉매 컨버터가 할당될 수 있다. 이후, 계량 공급 밸브들은 환원제 용액을 배기 가스 라인 내로, 자세히 말해 바람직하게는 관련 SCR 촉매 컨버터 상류에서 배기 가스 라인 내로 계량 공급한다. 이후, SCR 촉매 컨버터들 내에서는 배기 가스 라인 내 질소 산화물이, 계량 공급된 환원제 용액으로부터 분리되는 암모니아에 의해 변환된다.
본원의 방법은 2개 이상의 계량 공급 밸브들 중에서 하나 이상의 계량 공급 밸브에 에러가 없고 나머지 계량 공급 밸브들에는 에러가 있는 경우에 적합하다. "에러가 있는 계량 공급 밸브"는 계량 공급 밸브가 결함을 갖거나, 에러가 있는 환원제 용액 용량 또는 에러가 있는 환원제 용액 질량을 계량 공급함을 의미한다. 이는 예를 들어, 밸브 니들의 끼임 또는 단락에 의해 발생할 수 있다. 이러한 결함은 공지된 방식으로 인식된다. 이러한 고장 발생 시에, 환원제 용액의 계량 공급은 에러가 없는 하나 이상의 계량 공급 밸브를 통해 실행된다. 따라서, 에러가 없는 하나 이상의 계량 공급 밸브는 계량 공급 준비 상태로 전환되거나, 이미 계량 공급 준비 상태에 있을 경우에는 중지되지 않는다. 이로 인해, 결함의 발생 시에도 계량 공급 작동은 가능한 한 오랫동안 유지된다. 이 경우, 최적은 아닐지라도, 상당한 질소 산화물 변환이 달성된다.
전형적으로, 결함에 기초한 환원제 용액의 계량 공급되는 계량 공급 질량의 변경이 직접적으로 도출될 수 없으므로, 에러가 있는 계량 공급 밸브들을 통한 계량 공급 시 부정확성이 발생하고, 정확한 계량 공급 질량의 인식 없이 너무 많거나 너무 적은 환원제가 계량 공급될 수 있다. 따라서, 고장 발생 시에, 바람직하게 에러가 있는 계량 공급 밸브들을 통한 계량 공급은, 이러한 계량 공급 밸브들에 대해 계량 공급 요구가 있을 때에도 실행되지 않는다.
일 양태에 따라, 에러가 없는 하나 이상의 계량 공급 밸브는 모든 계량 공급 밸브들이 완전히 기능하는 계량 공급 전략에 상응하는 계량 공급 전략으로 작동한다. 즉, 에러가 없는 하나 이상의 계량 공급 밸브에 대한 계량 공급 전략은 그밖의 계량 공급 밸브들 중 하나 이상의 계량 공급 밸브에 결함이 있을 때에도 변경되지 않는다. 이는, 질소 산화물과 반응하지 않고 SCR 촉매 컨버터를 통과하는 암모니아의 질량(암모니아 슬립으로도 불림)이, 모든 계량 공급 밸브들이 완전히 기능하는 경우에 비하여 동일하게 유지된다는 장점을 제공한다.
추가의 일 양태에 따라, 에러가 없는 하나 이상의 계량 공급 밸브는 관련 SCR 촉매 컨버터의 더 높은 설정 암모니아 충전 레벨을 통하여, 모든 계량 공급 밸브들이 완전히 기능하는 계량 공급 전략에 비해 더 많은 환원제 용액이 에러가 없는 계량 공급 밸브를 통해 계량 공급되는 초과 계량 공급으로 작동된다. 즉, 에러가 없는 하나 이상의 계량 공급 밸브에 대한 계량 공급 전략은 변경되고, 특히 각각의 관련 SCR 촉매 컨버터의 최대 암모니아 저장 용량을 초과하는 더 큰 질량의 환원제 용액이 계량 공급되므로, 관련 SCR 촉매 컨버터는 계량 공급된 환원제 용액을 완전히 변환하지 않는다. 한 가지 목표는 SCR 촉매 컨버터를 더 높은 효율로 작동하는 것이다. 에러가 없는 하나 이상의 계량 공급 밸브가, 마지막 SCR 촉매 컨버터로서 배기 가스에 작용하는 SCR 촉매 컨버터에 할당되지 않고, 에러가 있는 하나 이상의 계량 공급 밸브가, 이러한 SCR 촉매 컨버터 하류에 배치된 SCR 촉매 컨버터에 할당되는 경우를 위해, 에러가 없는 하나 이상의 계량 공급 밸브에 할당된 하나 이상의 SCR 촉매 컨버터의 설정 암모니아 충전 레벨은 물리적으로 달성될 수 없도록 선택될 수 있다. 이로 인해, 이러한 할당된 SCR 촉매 컨버터 하류에 암모니아 슬립이 발생하고, 이러한 암모니아 슬립은 하류에 배치된 SCR 촉매 컨버터들, 특히 에러가 있는 계량 공급 밸브에 할당된 SCR 촉매 컨버터를 통해 흡수되고, 그곳에서 SCR에 기여하는 추가의 목적이 달성된다. 이는, SCR 촉매 컨버터가 더 높은 암모니아 충전 레벨로 작동됨으로써, 에러가 없는 하나 이상의 계량 공급 밸브에 대한 질소 산화물의 변환이, 모든 계량 공급 밸브들이 완전히 기능하는 계량 공급 전략에 비해 현저히 높게 나타나며, 즉 더 많은 질소 산화물이 환원된다는 장점을 제공한다.
바람직하게, 에러가 없는 하나 이상의 계량 공급 밸브를 통한 환원제 용액의 계량 공급은, 관련 SCR 촉매 컨버터들이 계량 공급된 환원제 용액을 변환할 수 있는 상태에 있는 경우에만 실행된다. SCR 촉매 컨버터가 계량 공급된 환원제 용액을 변환할 수 없는 가능한 원인은, 예를 들어 SCR 촉매 컨버터의 최대 암모니아 저장 용량에 도달한 경우, SCR 촉매 컨버터가 결함을 갖는 경우, 그리고/또는 간단히 SCR 촉매 컨버터가 상응하는 크기의 환원제 용액 질량을 변환하도록 구성되지 않는 경우이다. SCR 촉매 컨버터들이 계량 공급된 환원제 용액을 변환할 수 없는 경우, 암모니아 슬립이 발생하며, 이러한 암모니아 슬립은 본원의 조치를 통해 방지될 수 있다. 이는, 본원에서 고려되는 관련 SCR 촉매 컨버터가 가장 후방의 SCR 촉매 컨버터로서 배기 가스 라인 내에 배치되고, 이에 따라 암모니아 슬립을 수용할 수도 있는 추가의 SCR 촉매 컨버터가 더 이상 하류에 후속하지 않는 경우에 특히 중요하다.
본원의 컴퓨터 프로그램은 특히 제어 장치 또는 연산 장치에서 실행될 때 본원의 방법의 각각의 단계를 실행하도록 구성된다. 이는 종래의 전자 제어 장치에서 구조적 변경을 수행할 필요 없이 본원의 방법이 구현 가능하도록 한다. 이를 위해, 컴퓨터 프로그램은 기계 판독 가능한 저장 매체에 저장된다.
컴퓨터 프로그램이 종래의 전자 제어 장치에 인스톨됨으로써, 상술한 고장 발생 시 SCR 시스템을 작동하도록 구성된 전자 제어 장치가 얻어진다.
본 발명의 실시예들은 도면들에 도시되어 있으며, 하기의 상세한 설명부에 더 상세히 설명된다.
도 1은 2개의 계량 공급 밸브들을 구비한 SCR 시스템을 개략적으로 도시한 도면이며, 이때 상류에 배치된 계량 공급 밸브에 결함이 있고, SCR 시스템은 본 발명에 따른 방법의 일 실시예에 의해 제어된다.
도 2는 2개의 계량 공급 밸브들을 구비한 SCR 시스템을 개략적으로 도시한 도면이며, 이때 하류에 배치된 계량 공급 밸브에 결함이 있고, SCR 시스템은 본 발명에 따른 방법의 일 실시예에 의해 제어된다.
도 1 및 도 2에는 내연 기관(3)의 공통의 배기 가스 라인(30) 내의, 2개의 계량 공급 밸브들(11, 12) 및 이러한 계량 공급 밸브들(11, 12)에 할당된 2개의 SCR 촉매 컨버터들(21, 22)을 구비한 SCR 시스템이 각각 개략적으로 도시되어 있다. 제1 계량 공급 밸브(11)는 내연 기관(3) 바로 하류에 배치되며, "전방 계량 공급 밸브"로도 불린다. 제1 계량 공급 밸브(11)의 하류에는 "엔진에 가까운 쪽 SCR 촉매 컨버터"로도 불리는 제1 SCR 촉매 컨버터(21)가 후속적으로 배치된다. 제1 계량 공급 밸브(11)를 통해서는 환원제 용액이 제1 SCR 촉매 컨버터(21) 상류에서 배기 가스 라인(30) 내로 계량 공급된다. 제2 계량 공급 밸브(12)는 제1 SCR 촉매 컨버터(21) 하류에, 그리고 이에 따라 마찬가지로 제1 계량 공급 밸브(11) 하류에 배치되며, "후방 계량 공급 밸브"로도 불린다. 제2 계량 공급 밸브(12)의 하류에는 "바닥 쪽 SCR 촉매 컨버터"로도 불리는 제2 SCR 촉매 컨버터(22)가 후속적으로 배치된다. 그와 동시에, 제2 계량 공급 밸브(12)를 통해 환원제 용액은 제2 SCR 촉매 컨버터(22) 상류에서 계량 공급된다. 또한, 계량 공급 모듈들(11, 12)은 압력 라인(40)을 통해 토출 모듈(50)과 연결되며, 이러한 토출 모듈은 환원제 용액을 환원제 탱크(45)로부터 압력 라인(40)을 통해 계량 공급 밸브들(11, 12)로 토출하는 토출 펌프(51)를 포함한다. 또한, 적어도 토출 모듈(50) 또는 토출 펌프(51)와 연결되며 2개의 계량 공급 밸브들(11, 12)과 연결되어 이들을 트리거링할 수 있는 전자 제어 장치(60)가 제공된다. 전자 제어 장치(60)는 에러가 있는 계량 공급 밸브(11, 12)를 인식하도록 구성된다. 본 발명의 요지로부터 벗어나지 않도록, 에러 또는 결함의 인식을 위해 사용되는 구성 요소들이 본원의 도면들에는 도시되어 있지 않다.
도 1에는 제1 계량 공급 밸브(11)는 에러가 있지만 제2 계량 공급 밸브(12)는 에러가 없고 완전히 기능하는 고장 발생의 경우가 도시되어 있다. 이러한 제1 계량 공급 밸브(11)에 대해 계량 공급 전략에 따라 계량 공급 요구가 있을 때에도, 제1 계량 공급 밸브가 트리거링되지 않으므로, 고장 발생 시에는 제1 계량 공급 밸브(11)를 통해 계량 공급이 실행되지 않는다. 제2 계량 공급 밸브(12)는 본 발명에 따른 방법의 하기 2가지 실시예들에 따라 트리거링될 수 있다. 제1 실시예에 따라, 모든 계량 공급 밸브들(11, 12)이 완전히 기능하는 계량 공급 전략에 상응하는 계량 공급 전략으로, 에러가 없는 제2 계량 공급 밸브(12)가 작동된다. 따라서, 제2 SCR 촉매 컨버터(22)에는 완전히 기능하는 계량 공급 밸브들(11, 12)의 경우에서와 동일한 질량의 환원제 용액이 제공된다. 세부적으로, 이러한 제2 SCR 촉매 컨버터(22)를 위한 파일럿 제어량의 계산 및 충전 레벨 제어는 완전히 기능하는 계량 공급 밸브들(11, 12)의 경우에서와 동일한 방식으로 실행된다. 이러한 실시예에서, 질소 산화물의 변환량은 최적은 아니나, 그럼에도 불구하고 현저히 높다. 이와 동시에, 방해받지 않고 배기 가스 라인(30)을 벗어날 수도 있는, 제2 SCR 촉매 컨버터(22)를 통한 암모니아 슬립이 발생하지 않도록 보장될 수 있다.
제2 실시예에서, 제2 계량 공급 밸브(12)는, 모든 계량 공급 밸브들(11, 12)이 완전히 기능하는 계량 공급 전략에 비해 더 많은 환원제 용액이 계량 공급되는 초과 계량 공급에 의해 작동되므로, 제2 SCR 촉매 컨버터(22)는 더 높은 암모니아 충전 레벨로 작동된다. 이로 인해, 제2 SCR 촉매 컨버터(22)는 더 높은 효율을 갖고, 더 많은 질소 산화물이 변환된다. 이로 인해, 제1 SCR 촉매 컨버터(21)를 통한 변환량의 손실은 적어도 부분적으로 보상될 수 있다. 이 경우, 제2 SCR 촉매 컨버터(22)를 통한 암모니아 슬립이 발생할 수 있다.
이러한 2가지 실시예들에서는 제2 SCR 촉매 컨버터(22)가 계량 공급된 환원제 용액을 변환할 수 있는 상태에 있지 않은 경우, 제2 계량 공급 밸브(12)의 계량 공급이 생략된다. 이러한 환원제 용액을 변환할 수 있는 상태는, 특히 제2 SCR 촉매 컨버터(22)의 온도에 좌우되는 SCR 촉매 컨버터의 최대 암모니아 저장 용량에 도달한 경우, 제2 SCR 촉매 컨버터(22)가 결함을 갖는 경우, 그리고/또는 간단히 제2 SCR 촉매 컨버터(22)가 상응하는 크기의 환원제 용액 질량을 변환하도록 구성되지 않는 경우에는 달성되지 않는다. 이로 인해, 특히 제2 실시예에서의 제2 SCR 촉매 컨버터(22)를 통한 암모니아 슬립이 방지된다.
도 2에는 제2 계량 공급 밸브(12)는 에러가 있지만 제1 계량 공급 밸브(11)는 에러가 없고 완전히 기능하는 고장 발생의 경우가 도시되어 있다. 이러한 제2 계량 공급 밸브(12)에 대해 계량 공급 전략에 따라 계량 공급 요구가 있을 때에도, 제2 계량 공급 밸브가 트리거링되지 않으므로, 고장 발생 시에는 제2 계량 공급 밸브(12)를 통해 계량 공급이 실행되지 않는다. 제1 계량 공급 밸브(11)는, 실질적으로 제1 실시예 또는 제2 실시예에 상응하는, 본 발명에 따른 방법의 하기 2가지 실시예들 중 일 실시예에 따라 트리거링될 수 있다.
제3 실시예 및 제4 실시예의 세부적인 설명을 위해, 제1 실시예 또는 제2 실시예의 상술한 설명이 참조된다. 제3 실시예에 따라, 모든 계량 공급 밸브들(11, 12)이 완전히 기능하는 계량 공급 전략에 상응하는 계량 공급 전략으로, 에러가 없는 제1 계량 공급 밸브(11)가 작동된다. 이러한 실시예에서는, 실질적으로 제1 SCR 촉매 컨버터(21)에만 환원제 용액이 공급되므로, 질소 산화물의 변환은 거의 독점적으로 제1 SCR 촉매 컨버터(21)를 통해 실행된다. 제1 SCR 촉매 컨버터(21)를 통한 암모니아 슬립은 완전히 기능하는 계량 공급 밸브들(11, 12)의 경우에 비하여 동일하게 유지된다. 계량 공급 전략에서 제2 SCR 촉매 컨버터(22)를 통한 암모니아 슬립이 제공되지 않는 제1 실시예와는 대조적으로, 제3 실시예에서는 모든 계량 공급 밸브들(11, 12)이 기능하는 계량 공급 전략에서 이미 제1 SCR 촉매 컨버터(21)를 통한 암모니아 슬립이 제공될 수 있는데, 이는 암모니아 슬립이 예를 들어 제2 SCR 촉매 컨버터(22)에 의해 흡수될 수 있기 때문이다. 그러나, 이러한 제1 SCR 촉매 컨버터(21)를 통한 암모니아 슬립은 비교적 작은 것으로 간주될 수 있는데, 이는 제1 SCR 촉매 컨버터(21)가 효율 한계 근처의 높은 효율로 작동하기 때문에, 즉 높은 암모니아 충전 레벨을 갖고, 이에 따라 많은 질소 산화물을 변환시키기 때문이다.
제4 실시예에서, 제1 계량 공급 밸브(11)는 초과 계량 공급에 의해 작동된다. 제2 실시예와 관련하여 이미 설명한 바와 같이, 이로 인해 더 높은 암모니아 슬립이 발생할 수 있다. 이 경우, 제1 SCR 촉매 컨버터(21)를 통한 암모니아 슬립은 제2 SCR 촉매 컨버터(22)를 통해 흡수되어, 그곳에서 이후에 질소 산화물의 변환을 위해 사용될 수 있다.
본 실시예에서도, 제1 SCR 촉매 컨버터(21) 및 제2 SCR 촉매 컨버터(22)가 계량 공급된 환원제 용액을 변환할 수 있는 상태에 있지 않은 경우에는, 제1 계량 공급 밸브(11)의 계량 공급이 생략될 수 있지만, 단지 제1 SCR 촉매 컨버터(21)가 계량 공급된 환원제 용액을 변환할 수 있는 상태에 있지 않은 반면, 제2 SCR 촉매 컨버터(22)가 상술한 바와 같이 암모니아 슬립을 흡수할 수 있는 경우에는, 제1 계량 공급 밸브의 계량 공급이 생략될 수 없다.
도시되지 않은 추가의 실시예에서는, 복수의 계량 공급 밸브들(2개 초과) 및/또는 복수의 촉매 컨버터들이 제공될 수 있다.

Claims (8)

  1. 하나의 토출 펌프(51) 및 2개 이상의 계량 공급 밸브들(11, 12)을 포함하는 SCR 시스템의 작동 방법에 있어서,
    하나 이상의 계량 공급 밸브(12; 11)에 에러가 없고 나머지 계량 공급 밸브들(11; 12)에는 에러가 있는 경우, 에러가 없는 하나 이상의 계량 공급 밸브(12; 11)를 통한 환원제 용액의 계량 공급이 실행되는 것을 특징으로 하는, SCR 시스템의 작동 방법.
  2. 제1항에 있어서, 에러가 있는 계량 공급 밸브들(11; 12)을 통한 계량 공급은 실행되지 않는 것을 특징으로 하는, SCR 시스템의 작동 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 에러가 없는 하나 이상의 계량 공급 밸브(12; 11)는, 모든 계량 공급 밸브들(11, 12)이 완전히 기능하는 계량 공급 전략에 상응하는 계량 공급 전략으로 작동되는 것을 특징으로 하는, SCR 시스템의 작동 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 에러가 없는 하나 이상의 계량 공급 밸브(12; 11)는 초과 계량 공급에 의해 작동되는 것을 특징으로 하는, SCR 시스템의 작동 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 에러가 없는 하나 이상의 계량 공급 밸브(12; 11)를 통한 환원제 용액의 계량 공급은, 관련 SCR 촉매 컨버터들(21, 22)이 계량 공급된 환원제 용액을 변환할 수 있는 상태에 있는 경우에만 실행되는 것을 특징으로 하는, SCR 시스템의 작동 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 방법의 각각의 단계를 실행하도록 구성된 컴퓨터 프로그램.
  7. 제6항에 따른 컴퓨터 프로그램이 저장된 기계 판독 가능한 저장 매체.
  8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 SCR 시스템을 작동하도록 구성된 전자 제어 장치(60).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10346220A1 (de) * 2003-09-23 2005-04-14 Robert Bosch Gmbh Brennkraftmaschine mit Abgasnachbehandlungssystem
DE102012218092A1 (de) * 2012-10-04 2014-04-10 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Funktionsüberwachung von Dosierventilen eines Dosiersystems
DE102015221982A1 (de) * 2015-11-09 2017-05-24 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben eines SCR-Katalysatorsystems einer Brennkraftmaschine
DE102018101651A1 (de) * 2018-01-25 2018-03-22 FEV Europe GmbH Verfahren zur Steuerung einer Abgasnachbehandlungseinrichtung
DE102018110452A1 (de) * 2018-05-02 2018-07-12 FEV Europe GmbH Verfahren zum Ermitteln einer Fehlursache in einem Abgasreinigungssystem

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