SE1150185A1 - Förfarande för feldetektering hos avgassystem - Google Patents

Abstract

23 SAM MANDRAG Förfarande för feldetektering hos ett avgassystem (3). Genomanalys av den temperaturökning hos avgaserna som genererasav bränsle som insprutas av en bränsleinsprutningsanordning(20) uppströms en bränsleoxidationsanordning (5) och analys avden NOX-omvandling som genereras av reduktionsmedel som in-sprutas av en reduktionsmedelinsprutningsanordning (30) upp-ströms en SCR-katalysator (7) fastställs det huruvida det hos av-gassystemet föreligger ett avgasmassflödesfel som beror av fel-aktigt fastställt värde pä massflödet hos de avgaser som motta-ges av avgasledningen frän en förbränningsmotor (1). (Fi9 1)

Description

15 20 25 30 35 Denna typ av katalysator benämns fortsättningsvis SCR-kataly- sator. En SCR-katalysator reducerar NOX i avgaserna. Hos en SCR-katalysator insprutas vanligtvis ett reduktionsmedel i form av urea i avgaserna uppströms katalysatorn. Vid insprutningen av urea i avgaserna bildas ammoniak och det är denna ammo- niak som utgör reduktionsämnet som bidrar till den katalytiska omvandlingen i SCR-katalysatorn. Ammoniaken ackumuleras i katalysatorn genom att adsorberas på aktiva säten i katalysatorn och i avgaserna förekommande NOX omvandlas till kväve och vatten då det i katalysatorn bringas i kontakt med ackumulerad ammoniak på de aktiva sätena i katalysatorn.

Vid användning av en SCR-katalysator i kombination med dose- ring av reduktionsmedel är det viktigt att styra insprutningen av reduktionsmedlet så att en önskad omvandling av det aktuella avgasämnet erhålls utan att allt för stora mängder oförbrukat re- duktionsämne medföljer avgaserna ut ur katalysatorn och därige- nom avges till omgivningen eller måste tas om hand i en slipka- talysator. Härigenom kan förbrukningen av reduktionsmedlet och därigenom kostnaderna för detta minimeras samtidigt som en oönskad avgivning till omgivningen av reduktionsämnet undviks eller åtminstone minimeras. Exempelvis ammoniak utgör ett re- duktionsämne som är giftigt och illaluktande, varför det är önsk- värt att i största möjliga mån minimera avgivning till omgivningen av denna ammoniak under upprätthållande av en insprutning av reduktionsmedel, exempelvis i form av urea, som är tillräcklig för att uppnå erfordrad NOK-omvandling. insprutningen av reduktionsmedel i avgasledningen uppströms en SCR-katalysator regleras vanligtvis med hjälp av en reglerventil i beroende av styrsignaler från en elektronisk styranordning. Den mängd reduktionsmedel som insprutas i avgasledningen, dvs do- seringen av reduktionsmedlet, regleras så att en önskad NOX- omvandling hos avgaserna erhålls vid avgasernas passage ge- nom SCR-katalysatorn. 10 15 20 25 30 35 Ofta är även ett partikelfilter anordnat i avgasledningen upp- ströms eller nedströms SCR-katalysatorn. En oxidationskataly- sator kan vara anordnad i avgasledningen uppströms partikel- filtret. När partikelfiltret behöver regenereras, dvs befrias från däri avsatta partiklar, bringas bränsle att medfölja avgaserna in i oxidationskatalysatorn, där bränslet oxideras under generering av en sådan temperaturökning hos avgaserna att en förbränning av de i partikelfiltret avsatta partiklarna kommer till stånd, var- igenom partikelfiltret regenereras. Nämnda bränsle kan exempel- vis insprutas i förbränningsmotorn som sena postinsprutningar i en eller flera av förbränningsmotorns cylindrar via respektive cy- linders injektor. Dessa postinsprutningar utförs så sent under re- spektive arbetsslag att det ej kommer till stånd någon förbrän- ning i cylindern/cylindrarna av det genom dessa postinsprut- ningar insprutade bränslet, varigenom detta bränsle således kommer att passera vidare ut ur förbränningsmotorn och medfölja avgaserna till oxidationskatalysatorn. Den mängd bränsle som insprutas, dvs doseringen av bränslet, regleras så att en önskad temperaturökning hos avgaserna erhålls vid avgasernas passage genom oxidationskatalysatorn.

För att säkerställa att en reduktionsmedelinsprutningsanordning och en bränsleinsprutningsanordning fungerar på avsett sätt i anslutning till ett avgassystem och insprutar korrekta mängder reduktionsmedel respektive bränsle övervakas funktionen hos dessa på olika sätt. Vid ett detekterat funktionsfel kan det dock i vissa fall vara svårt att fastställa om funktionsfelet är orsakat av ett fel i någon av insprutningsanordningarna eller beror av något annat, vilket i sin tur medför att det kan krävas omständliga och tidskrävande ingrepp för att lokalisera och åtgärda felet.

UPPFINNINGENS SYFTE Syftet med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla ett nytt och fördelaktigt sätt att detektera ett funktionsfel hos ett avgas- system av den inledningsvis angivna typen. 10 15 20 25 30 35 SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Enligt föreliggande uppfinning uppnås nämnda syfte med hjälp av ett förfarande uppvisande de i patentkravet 1 definierade särdra- gen. Detta förfarande kännetecknas av: - att ett avgasmassflödesvärde som representerar massflödet hos de avgaser som avges från förbränningsmotorn fastställs, - att massflödet hos det bränsle som insprutas av bränsleinsprut- ningsanordningen och medföljer avgaserna, vilket här benämns verkligt bränslemassflöde, jämförs med ett förväntat bränsle- massflöde som motsvarar det bränslemassflöde som, under be- aktande av avgasmassflödesvärdet, är förväntat att insprutas av bränsleinsprutningsanordningen för att generera den önskade temperaturökningen; eller den genererade önskade temperatur- ökningen jämförs med en förväntad temperaturökning som mot- svarar den temperaturökning som, under beaktande av avgas- massflödesvärdet, är förväntad att genereras med det rådande massflödet hos det bränsle som insprutas av bränsleinsprut- ningsanordningen, - att massflödet hos det reduktionsmedel som insprutas av re- duktionsmedelinsprutningsanordningen, vilket här benämns verk- ligt reduktionsmedelmassflöde, jämförs med ett förväntat reduk- tionsmedelmassflöde som motsvarar det reduktionsmedelmass- flöde som, under beaktande av avgasmassflödesvärdet, är för- väntat att insprutas av reduktionsmedelinsprutningsanordningen för att generera den önskade NOX-omvandlingen; eller den gene- rerade önskade NOX-omvandlingen jämförs med en förväntad NOX-omvandling som motsvarar den NOX-omvandling som, under beaktande av avgasmassflödesvärdet, är förväntad att genereras med det rådande massflödet hos det reduktionsmedel som in- sprutas av reduktionsmedelinsprutningsanordningen, och - att det fastställs att det hos avgassystemet föreligger ett av- gasmassflödesfel som beror av felaktigt fastställt avgasmassflö- desvärde om nämnda jämförelser visar o att följande villkor a1 och b1 är uppfyllda: a1) det verkliga bränslemassflödet är lägre än det för- väntade bränslemassflödet, eller den genererade tempe- 10 15 20 25 30 35 raturökningen är högre än den förväntade temperaturök- ningen, och b1) det verkliga reduktionsmedelmassflödet är lägre än det förväntade reduktionsmedelmassflödet, eller den ge- nererade NOX-omvandlingen är högre än den förväntade NOX-omvandlingen; o eller att följande villkor a2 och b2 är uppfyllda: a2) det verkliga bränslemassflödet är högre än det för- väntade bränslemassflödet, eller den genererade tempe- raturökningen är lägre än den förväntade temperaturök- ningen, och b2) det verkliga reduktionsmedelmassflödet är högre än det förväntade reduktionsmedelmassflödet, eller den ge- nererade NOX-omvandlingen är lägre än den förväntade NOX-omvandlingen.

Det uppfinningsenliga förfarandet är baserat på insikten att ett avgasmassflödesfel som beror av ett konsekvent mät- eller be- räkningsfel för massflödet hos de frän förbränningsmotorn av- givna avgaserna ger likartat felbeteende hos SCR-katalysatorn och bränsleoxidationsanordningen.

Avgasmassflödet genom SCR-katalysatorn och bränsleoxida- tionsanordningen kommer att vara lägre än det med hjälp av en massflödesgivare eller genom beräkning fastställda avgasmass- flödet från förbränningsmotorn om nämnda massflödesgivare eller beräkning ger ett felaktigt avgasmassflödesvärde som är genomgående högre än det verkliga avgasmassflödet från för- bränningsmotorn. När det verkliga avgasmassflödet genom SCR- katalysatorn pä sä sätt är lägre än det avgasmassflöde som mot- svarar det fastställda avgasmassflödesvärdet kommer en mindre mängd NOX än förväntat att nä SCR-katalysatorn per tidsenhet, vilket i sin tur medför att det kommer att ätgä en mindre mängd reduktionsmedel än förväntat per tidsenhet för att åstadkomma en given NOX-omvandling i SCR-katalysatorn. Samtidigt kommer i detta fall den NOX-omvandling som genereras med hjälp av en viss per tidsenhet insprutad reduktionsmedelsmängd vid ett visst 10 15 20 25 30 35 fastställt avgasmassflöde från förbränningsmotorn att vara högre än förväntat. När det verkliga avgasmassflödet genom bränsle- oxidationsanordningen är lägre än det avgasmassflöde som mot- svarar det fastställda avgasmassflödesvärdet kommer även en mindre mängd avgaser än förväntat att nå bränsleoxidationsan- ordningen per tidsenhet, vilket i sin tur medför att det kommer att åtgå en mindre mängd bränsle än förväntat per tidsenhet för att åstadkomma en given temperaturökning hos avgaserna vid deras passage genom bränsleoxidationsanordningen. Samtidigt kom- mer i detta fall den temperaturökning som genereras med hjälp av en viss per tidsenhet insprutad bränslemängd vid ett visst fastställt avgasmassflöde från förbränningsmotorn att vara högre än förväntat.

Avgasmassflödet genom SCR-katalysatorn och bränsleoxida- tionsanordningen kommer å andra sidan att vara högre än det med hjälp av en massflödesgivare eller genom beräkning fast- ställda avgasmassflödet från förbränningsmotorn om nämnda massflödesgivare eller beräkning ger ett felaktigt avgasmassflö- desvärde som är genomgående lägre än det verkliga avgas- massflödet från förbränningsmotorn. När det verkliga avgas- massflödet genom SCR-katalysatorn på så sätt är högre än det avgasmassflöde som motsvarar det fastställda avgasmassflödes- värdet kommer en större mängd NOX än förväntat att nå SCR- katalysatorn per tidsenhet, vilket i sin tur medför att det kommer att åtgå en större mängd reduktionsmedel än förväntat per tids- enhet för att åstadkomma en given NOX-omvandling i SCR-kata- lysatorn. Samtidigt kommer i detta fall den NOX-omvandling som genereras med hjälp av en viss per tidsenhet insprutad reduk- tionsmedelsmängd vid ett visst fastställt avgasmassflöde från förbränningsmotorn att vara lägre än förväntat. När det verkliga avgasmassflödet genom bränsleoxidationsanordningen är högre än det avgasmassflöde som motsvarar det fastställda avgas- massflödesvärdet kommer även en större mängd avgaser än för- väntat att nå bränsleoxidationsanordningen per tidsenhet, vilket i sin tur medför att det kommer att åtgå en större mängd bränsle än förväntat per tidsenhet för att åstadkomma en given tempe- 10 15 20 25 30 raturökning hos avgaserna vid deras passage genom bränsleoxi- dationsanordningen. Samtidigt kommer i detta fall den tempera- turökning som genereras med hjälp av en viss per tidsenhet in- sprutad bränslemängd vid ett visst fastställt avgasmassflöde från förbränningsmotorn att vara lägre än förväntat.

Ett avgasmassflödesfel av ovan angiven typ som resulterar i att det verkliga avgasmassflödet genom både bränsleoxidationsan- ordningen och SCR-katalysatorn är lägre än det avgasmassflöde som motsvarar det fastställda avgasmassflödesvärdet kommer att resultera i att ovan nämnda villkor a1 och b1 samtidigt uppfylls.

Ett avgasmassflödesfel av ovan angiven typ som resulterar i att det verkliga avgasmassflödet genom både bränsleoxidationsan- ordningen och SCR-katalysatorn är högre än det avgasmassflöde som motsvarar det fastställda avgasmassflödesvärdet kommer att resultera i att ovan nämnda villkor a2 och b2 samtidigt uppfylls.

Rent teoretiskt skulle även samtidigt uppträdande funktionsfel hos bränsleinsprutningsanordningen och reduktionsmedelin- sprutningsanordningen kunna resultera i att villkoren a1 och b1 samtidigt uppfylls eller att villkoren a2 och b2 samtidigt uppfylls.

Sannolikheten för detta är dock så låg att man i praktiken kan bortse från detta som trolig felorsak.

Andra fördelaktiga särdrag hos förfarandet enligt uppfinningen framgår av de osjälvständiga patentkraven och den nedan föl- jande beskrivningen.

Uppfinningen avser även ett datorprogram uppvisande de i pa- tentkravet 6 definierade särdragen, en datorprogramprodukt upp- visande de i patentkravet 7 definierade särdragen och en elek- tronisk styrenhet uppvisande de i patentkravet 8 definierade sär- dragen. 10 15 20 25 30 35 KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Uppfinningen kommer i det följande att närmare beskrivas med hjälp av utföringsexempel, med hänvisning till bifogade ritningar.

Det visas i: Fig 1 en principskiss över en förbränningsmotor med tillhö- rande avgassystem, Fig 2 en principskiss över en elektronisk styrenhet för imple- mentering av ett förfarande enligt uppfinningen, Fig 3 ett flödesdiagram illustrerande ett förfarande enligt en första utföringsform av uppfinningen, och Fig 4 ett flödesdiagram illustrerande ett förfarande enligt en andra utföringsform av uppfinningen.

DETALJERAD BESKRIVNING AV UTFÖRINGSFORMER AV UPPFINNINGEN Uppfinningen kommer i det följande att beskrivas vid tillämpning hos ett motorfordon. Uppfinningen är dock inte begränsad till denna tillämpning utan kan komma till användning i alla sam- manhang där en SCR-katalysator med tillhörande reduktionsme- delinsprutningsanordning och en bränsleoxidationsanordning in- går i ett avgassystem för en förbränningsmotor.

I Fig 1 visas schematiskt en förbränningsmotor 1 hos ett motor- fordon 2. Avgaserna som lämnar förbränningsmotorn tas emot av ett avgassystem 3, vilket innefattar en avgasledning 4 som är anordnad att mottaga de av förbränningsmotorn genererade av- gaserna. Avgaserna frän förbränningsmotorn 1 strömmar genom avgasledningen 4 och träder ut i omgivningen via ett avgasutlopp vid avgasledningens nedströmsände. l avgasledningen 4 är en bränsleoxidationsanordning 5 och ett partikelfilter 6 anordnade i serie med varandra med partikelfiltret beläget nedströms bräns- 10 15 20 25 30 35 leoxidationsanordningen. I avgasledningen 4 är vidare en SCR- katalysator 7 anordnad i serie med bränsleoxidationsanordningen 5. I det illustrerade exemplet är SCR-katalysatorn 7 anordnad nedströms bränsleoxidationsanordningen 5 och partikelfiltret 6, men SCR-katalysatorn 7 skulle alternativt kunna vara anordnad uppströms bränsleoxidationsanordningen 5 och partikelfiltret 6.

Hos den i Fig 1 illustrerade och nedan beskrivna utföringsformen utgörs bränsleoxidationsanordningen 5 av en oxidationskataly- sator. Bränsleoxidationsanordningen 5 skulle alternativt kunna utgöras av en uppsättning av två eller flera seriekopplade och/eller parallellkopplade oxidationskatalysatorer, eller vara bil- dad av en eller flera bränsleoxiderande enheter av annan typ.

Fig 1 illustrerar schematiskt en förbränningsmotor 1 med sex cy- lindrar, men förbränningsmotorn kan innefatta vilket som helst lämpligt antal cylindrar. lnsprutningen av bränsle i förbrännings- motorn 1 sker med hjälp av en bränsleinsprutningsanordning 20, vilken innefattar ett antal injektorer 21. Varje cylinder 8 hos för- bränningsmotorn är tillordnad en egen injektor 21, med vars hjälp bränsle insprutas i cylindern. En pump 22 är anordnad att mata bränsle under högt tryck till injektorerna 21 från en bränsletank 9. En så kallad common rail 23, vilken utgör en ackumulator för ackumulering av högtrycksbränsle som skall matas till injekto- rerna 21, kan på känt sätt vara anordnad mellan pumpen 22 och injektorerna. lnjektorerna 21 styrs av en elektronisk styranord- ning 10, vilken fastställer hur stor mängd bränsle som för tillfället skall sprutas in i respektive cylinder 8. Styranordningen 10 regle- rar med hjälp av injektorerna 21 hur stor mängd bränsle som in- sprutas i cylindrarna 8.

När partikelfiltret 6 behöver regenereras insprutas bränsle i för- bränningsmotorn 1 som sena postinsprutningar i en eller flera av förbränningsmotorns cylindrar 8 via respektive cylinders injektor 21. Dessa postinsprutningar utförs så sent under respektive ar- betsslag att det ej kommer till stånd någon förbränning i cylin- dern/cylindrarna 8 av det genom dessa postinsprutningar in- 10 15 20 25 30 35 10 sprutade bränslet, varigenom detta bränsle således kommer att passera vidare ut ur förbränningsmotorn 1 och medfölja avga- serna till oxidationskatalysatorn 5. Detta bränsle medföljer av- gaserna in i oxidationskatalysatorn 5, där bränslet oxideras un- der generering av en sådan temperaturökning hos avgaserna att en förbränning av de i partikelfiltret 6 avsatta partiklarna kommer till stånd, varigenom partikelfiltret regenereras. Styranordningen 10 är anordnad att på i sig känt sätt reglera massflödet hos det bränsle som på detta sätt insprutas via bränsleinsprutningsan- ordningen 20 så att detta insprutade bränsle genererar en öns- kad temperaturökning hos avgaserna vid avgasernas passage genom bränsleoxidationsanordningen 5. Den temperaturökning som genereras av en viss insprutad bränslemängd beror bland annat av massflödet hos de avgaser som avges från förbrän- ningsmotorn 1 till avgasledningen 4.

Hos det i Fig 1 illustrerade exemplet är en första temperaturgi- vare 11 anordnad att mäta temperaturen hos avgaserna upp- ströms oxidationskatalysatorn 5 och en andra temperaturgivare 12 anordnad att mäta temperaturen hos avgaserna nedströms oxidationskatalysatorn 5. Styranordningen 10 är ansluten till dessa temperaturgivare 11, 12 för att från dessa mottaga mät- värden avseende den rådande avgastemperaturen på respektive mätställe. Med hjälp av mätvärden från temperaturgivarna 11, 12 kan styranordningen 10 fastställa den temperaturökning AT som, under verkan av det bränsle som medföljer avgaserna in i och oxideras i oxidationskatalysatorn 5, uppkommer hos avgaserna vid deras passage genom oxidationskatalysatorn 5. Eftersom styranordningen 10 är anordnad att styra bränsleinsprutningen så att det insprutade bränslet genererar en önskad temperaturök- ning hos avgaserna kommer den genererade temperaturökningen AT att motsvara denna önskade temperaturökning.

Ett insprutningsställe 13 för reduktionsmedel återfinns i avgas- ledningen 4 uppströms SCR-katalysatorn 7. lnsprutningen av re- duktionsmedel i avgasledningen 4 sker med hjälp av en reduk- tionsmedelinsprutningsanordning 30, vilken innefattar ett eller 10 15 20 25 30 35 11 flera i avgasledningen anordnade insprutningsorgan 31 i form av insprutningsmunstycken eller liknande. En förvaringsbehållare 14 för reduktionsmedel är ansluten till nämnda insprutningsorgan 31. Tillförseln av reduktionsmedel till nämnda insprutningsorgan 31 regleras med hjälp av en mellan förvaringsbehållaren 14 och nämnda insprutningsorgan 31 anordnad reglerventil 32. Regler- ventilen 32 styrs av den elektroniska styranordningen 10, vilken fastställer hur stor mängd reduktionsmedel som för tillfället skall sprutas in i avgaserna. Styranordningen 10 reglerar med hjälp av reglerventilen 32 hur stor mängd reduktionsmedel som insprutas i avgaserna. I matningsledningen 33 mellan förvaringsbehållaren 14 och reglerventilen 32 är en pump 34 anordnad för matning av reduktionsmedel från förvaringsbehållaren till reglerventilen un- der upprätthållande av ett givet tryck hos det reduktionsmedel som matas fram till reglerventilen.

Styranordningen 10 är anordnad att på i sig känt sätt reglera massflödet hos det reduktionsmedel som insprutas via reduk- tionsmedelinsprutningsanordningen 30 så att det insprutade re- duktionsmedlet genererar en önskad NOX-omvandling hos avga- serna vid avgasernas passage genom SCR-katalysatorn 7. Den NOX-omvandling som genereras av en viss insprutad mängd re- duktionsmedel beror bland annat av massflödet hos de avgaser som passerar insprutningsstället 13 och strömmar vidare in i SCR-katalysatorn 7.

En NOX-sensor 15 är anordnad i avgasledningen 4 nedströms SCR-katalysatorn 7 för att mäta koncentrationen av NOX i avga- serna nedströms SCR-katalysatorn. Styranordningen 10 är an- sluten till denna NOX-sensor 15 för att från denna mottaga mät- värden avseende den rådande NOX-koncentrationen i avgaserna nedströms SCR-katalysatorn. Med hjälp av mätvärden från NOX- sensorn 15 kan styranordningen 10 fastställa den NOX-omvand- ling ANOX som, under verkan av det i avgaserna insprutade re- duktionsmedlet, uppkommer hos avgaserna vid deras passage genom SCR-katalysatorn 7. Eftersom styranordningen 10 är an- ordnad att styra reduktionsmedelinsprutningen så att det inspru- 10 15 20 25 30 35 12 tade reduktionsmedlet genererar en önskad NOX-omvandling kommer den genererade NOX-omvandlingen ANOX att motsvara denna önskade NOX-omvandling.

NOX-koncentrationen i avgaserna uppströms SCR-katalysatorn 7 kan fastställas med hjälp av en NOX-sensor i avgasledningen uppströms SCR-katalysatorn men fastställs lämpligen på något av de i sig kända sätten för beräkning därav, exempelvis utgå- ende från förbränningsmotorns last, varvtal, insprutningsvinkel och i förekommande fall EGR-halt (EGR = Exhaust Gas Recircu- lation).

Styranordningen 10 är anordnad att fastställa eller mottaga ett avgasmassflödesvärde Vexh som representerar massflödet hos de avgaser som avges från förbränningsmotorn 1 till avgasledningen 4. Detta avgasmassflödesvärde Vexh kan fastställas med hjälp av en i avgasledningen 4 anordnad massflödesgivare men fastställs lämpligen på något av de i sig kända sätten för beräkning därav, exempelvis utgående från förbränningsmotorns last och varvtal.

Eftersom insprutningen av bränsle via bränsleinsprutningsanord- ningen 20 och insprutningen av reduktionsmedel via reduktions- medelinsprutningsanordningen 30 sker med massflöden som be- stäms av styranordningen 10 finns det i denna styranordning till- gång till information om massflödet hos det bränsle som inspru- tas av bränsleinsprutningsanordningen 20 och oförbränt medföl- jer avgaserna från förbränningsmotorn, vilket här benämns verk- ligt bränslemassflöde, och massflödet hos det reduktionsmedel som insprutas av reduktionsmedelinsprutningsanordningen 30, vilket här benämns verkligt reduktionsmedelmassflöde.

För att utvärdera den genererade effekten av det av bränslein- sprutningsanordningen 20 insprutade bränsle som oförbränt bringas att medfölja de från förbränningsmotorn avgivna avga- serna är styranordningen 10 anordnad: - att jämföra det verkliga bränslemassflödet med ett förväntat bränslemassflöde som motsvarar det bränslemassflöde som, un- 10 15 20 25 30 35 13 der beaktande av avgasmassflödesvärdet Vexh, är förväntat att insprutas av bränsleinsprutningsanordningen 20 för att generera den önskade temperaturökningen AT, eller - att jämföra den genererade temperaturökningen AT med en för- väntad temperaturökning som motsvarar den temperaturökning som, under beaktande av avgasmassflödesvärdet Vexh, är för- väntad att genereras med det rådande massflödet hos det bränsle som insprutas av bränsleinsprutningsanordningen 20.

Ovan nämnda förväntade bränslemassflöde fastställs i styranord- ningen 10 med hjälp av en beräkningsmodell av i sig känd typ utgående från bland annat avgasmassflödesvärdet Vexh och tem- peraturökningen AT, och ovan nämnda förväntade temperaturök- ning fastställs i styranordningen 10 med hjälp av en beräknings- modell av i sig känd typ utgående från bland annat avgasmass- flödesvärdet Vexh och massflödet hos det av bränsleinsprutnings- anordningen 20 insprutade bränslet.

För att utvärdera den genererade effekten av det av reduktions- medelinsprutningsanordningen 30 insprutade reduktionsmedlet är styranordningen 10 anordnad: - att jämföra det verkliga reduktionsmedelmassflödet med ett för- väntat reduktionsmedelmassflöde som motsvarar det reduktions- medelmassflöde som, under beaktande av avgasmassflödesvär- det Vexh, är förväntat att insprutas av reduktionsmedelinsprut- ningsanordningen 30 för att generera den önskade NOx-omvand- lingen ANOX, eller - att jämföra den genererade NOX-omvandlingen ANOX med en förväntad NOX-omvandling som motsvarar den NOX-omvandling som, under beaktande av avgasmassflödesvärdet Vexh, är för- väntad att genereras med det rådande massflödet hos det reduk- tionsmedel som insprutas av reduktionsmedelinsprutningsanord- ningen 30.

Ovan nämnda förväntade reduktionsmedelmassflöde fastställs i styranordningen 10 med hjälp av en beräkningsmodell av i sig känd typ utgående från bland annat avgasmassflödesvärdet Vexh 10 15 20 25 30 35 14 och NOX-omvandlingen ANOX, och ovan nämnda förväntade NOX- omvandling fastställs i styranordningen 10 med hjälp av en beräkningsmodell av i sig känd typ utgående från bland annat avgasmassflödesvärdet Vexh och massflödet hos det av reduk- tionsmedelinsprutningsanordningen 30 insprutade reduktions- medlet.

Styranordningen 10 är anordnad att fastställa att det hos avgas- systemet 3 föreligger ett avgasmassflödesfel som beror av felak- tigt fastställt avgasmassflödesvärde Vexh om ovan nämnda jämfö- relser visar - att nedan angivna villkor a1 och b1 är uppfyllda: a1) det verkliga bränslemassflödet är lägre än det förvän- tade bränslemassflödet, eller den genererade temperatur- ökningen AT är högre än den förväntade temperaturök- ningen, och b1) det verkliga reduktionsmedelmassflödet är lägre än det förväntade reduktionsmedelmassflödet, eller den genere- rade NOX-omvandlingen ANOX är högre än den förväntade NOX-omvandlingen; - eller att nedan angivna villkor a2 och b2 är uppfyllda: a2) det verkliga bränslemassflödet är högre än det förvän- tade bränslemassflödet, eller den genererade temperatur- ökningen AT är lägre än den förväntade temperaturök- ningen, och b2) det verkliga reduktionsmedelmassflödet är högre än det förväntade reduktionsmedelmassflödet, eller den genere- rade NOX-omvandlingen ANOX är lägre än den förväntade NOX-omvandlingen.

När det konstateras att det föreligger ett avgasmassflödesfel kan åtgärder vidtagas för att korrigera avgasmassflödesvärdet så att det av styranordningen fastställda eller mottagna avgasmassflö- desvärdet Vexh bringas att bättre överensstämma med det verk- liga avgasmassflödet genom oxidationskatalysatorn 5 och SCR- katalysatorn 7. Det verkliga avgasmassflödet genom oxidations- katalysatorn 5 och SCR-katalysatorn 7 kan exempelvis uppskat- 10 15 20 25 30 35 15 tas med hjälp av en beräkningsmodell utgående från för fack- mannen välkända samband mellan ovan nämnda verkliga bräns- lemassflöde och den genererade temperaturökningen AT eller utgående från för fackmannen välkända samband mellan ovan nämnda verkliga reduktionsmedelmassflöde och den genererade NOX-omvandlingen ANOX.

Styranordningen 10 kan bestå av en enda elektronisk styrenhet, såsom illustreras i Fig 1, eller av två eller fler inbördes samver- kande elektroniska styrenheter.

I Fig 3 visas ett flödesdiagram som illustrerar en utföringsform av ett förfarande enligt en första utföringsform av föreliggande upp- finning för feldetektering hos ett avgassystem 3 av ovan angiven typ.

I ett första steg S1 fastställs ett avgasmassflödesvärde Vexh som representerar massflödet hos de avgaser som avges från för- bränningsmotorn 1 till avgasledningen 4.

I ett andra steg S2 insprutas bränsle med hjälp av bränslein- sprutningsanordningen 20 och reduktionsmedel med hjälp av re- duktionsmedelinsprutningsanordningen 30, varvid bränslein- sprutningsmassflödet regleras så att det insprutade bränslet ge- nererar en önskad temperaturökning AT hos avgaserna vid avga- sernas passage genom bränsleoxidationsanordningen 5 och re- duktionsmedelinsprutningsmassflödet regleras så att det inspru- tade reduktionsmedlet genererar en önskad NOX-omvandling ANOX hos avgaserna vid avgasernas passage genom SCR-kata- lysatorn 7.

I ett tredje steg S3 fastställs med hjälp av beräkningsmodeller: - ett förväntat bränslemassflöde som motsvarar det bränslemass- flöde som, under beaktande av avgasmassflödesvärdet Vexh, är förväntat att insprutas av bränsleinsprutningsanordningen 20 för att generera den önskade temperaturökningen AT, och - ett förväntat reduktionsmedelmassflöde som motsvarar det re- duktionsmedelmassflöde som, under beaktande av avgasmass- flödesvärdet Vexh, är förväntat att insprutas av reduktionsmedel- 10 15 20 25 30 35 16 insprutningsanordningen 30 för att generera den önskade NOX- omvandlingen ANOX.

I ett fjärde steg S4 jämförs det verkliga av bränsleinsprutnings- anordningen 20 insprutade bränslemassflödet med nämnda för- väntade bränslemassflöde, och det verkliga av reduktionsmedel- insprutningsanordningen 30 insprutade reduktionsmedelmassflö- det jämförs med nämnda förväntade reduktionsmedelmassflöde.

Om jämförelserna i steg S4 visar: - att det verkliga bränslemassflödet är lägre än det förväntade bränslemassflödet och att det verkliga reduktionsmedelmassflö- det är lägre än det förväntade reduktionsmedelmassflödet, - eller att det verkliga bränslemassflödet är högre än det förvän- tade bränslemassflödet och att det verkliga reduktionsmedel- massflödet är högre än det förväntade reduktionsmedelmassflö- det, fastställs det i ett femte steg S5 att det hos avgassystemet 3 fö- religger ett avgasmassflödesfel som beror av felaktigt fastställt avgasmassflödesvärde Vexh. Om jämförelserna i steg S4 visar att så ej är fallet upprepas stegen S1-S4 vid ett senare tillfälle.

I Fig 4 visas ett flödesdiagram som illustrerar en utföringsform av ett förfarande enligt en andra utföringsform av föreliggande upp- finning för feldetektering hos ett avgassystem 3 av ovan angiven typ.

De första och andra stegen S1' och S2' hos det i Fig 4 illustre- rade förfarandet motsvarar de ovan angivna stegen S1 och S2 hos det i Fig 3 illustrerade förfarandet.

I ett tredje steg S3' fastställs med hjälp av beräkningsmodeller: - en förväntad temperaturökning som motsvarar den temperatur- ökning som, under beaktande av avgasmassflödesvärdet Vem, är förväntad att genereras med det rådande massflödet hos det bränsle som insprutas av bränsleinsprutningsanordningen 20, och - en förväntad NOX-omvandling som motsvarar den NOX-omvand- ling som, under beaktande av avgasmassflödesvärdet Vexh, är förväntad att genereras med det rådande massflödet hos det re- 10 15 20 25 30 35 17 duktionsmedel som insprutas av reduktionsmedelinsprutningsan- ordningen 30.

I ett fjärde steg S4' jämförs den genererade temperaturökningen AT med nämnda förväntade temperaturökning, och den genere- rade NOX-omvandlingen ANOX jämförs med nämnda förväntade NOX-omvandling.

Om jämförelserna i steg S4' visar: - att den genererade temperaturökningen AT är högre än den förväntade temperaturökningen och att den genererade NOX-om- vandlingen ANOX är högre än den förväntade NOX-omvandlingen, - eller att den genererade temperaturökningen AT är lägre än den förväntade temperaturökningen och att den genererade NOX-om- vandlingen ANOX är lägre än den förväntade NOX-omvandlingen, fastställs det i ett femte steg S5' att det hos avgassystemet 3 fö- religger ett avgasmassflödesfel som beror av felaktigt fastställt avgasmassflödesvärde Vexh. Om jämförelserna i steg S4' visar att så ej är fallet upprepas stegen S1'-S4' vid ett senare tillfälle.

Datorprogramkod för implementering av ett förfarande enligt uppfinningen är lämpligen inkluderad i ett datorprogram som är inläsningsbart till internminnet hos en dator, såsom internminnet hos en elektronisk styrenhet hos ett motorfordon. Ett sådant da- torprogram är lämpligen tillhandahållet via en datorprogrampro- dukt innefattande ett av en elektronisk styrenhet läsbart datalag- ringsmedium, vilket datalagringsmedium har datorprogrammet lagrat därpå. Nämnda datalagringsmedium är exempelvis ett op- tiskt datalagringsmedium i form av en CD-ROM-skiva, en DVD- skiva etc, ett magnetiskt datalagringsmedium i form av en hård- disk, en diskett, ett kassettband etc, eller ett Flashminne eller ett minne av typen ROM, PROM, EPROl\/l eller EEPROM.

Fig 2 illustrerar mycket schematiskt en elektronisk styrenhet 40 innefattande ett exekveringsmedel 41, såsom en central proces- sorenhet (CPU), för exekvering av datorprogramvara. Exekve- ringsmedlet 41 kommunicerar med ett minne 42, exempelvis av typen RAM, via en databuss 43. Styrenheten 40 innefattar även datalagringsmedium 44, exempelvis i form av ett Flashminne el- 10 18 ler ett minne av typen ROM, PROM, EPROM eller EEPROM.

Exekveringsmedlet 41 kommunicerar med datalagringsmediet 44 via databussen 43. Ett datorprogram innefattande datorprogram- kod för implementering av ett förfarande enligt uppfinningen, ex- empelvis i enlighet med någon av de i Fig 3 och 4 illustrerade utföringsformerna, är lagrat på datalagringsmediet 44.

Uppfinningen är givetvis inte på något sätt begränsad till de ovan beskrivna utföringsformerna, utan en mängd möjligheter till mo- difikationer därav torde vara uppenbara för en fackman på områ- det, utan att denne för den skull avviker från uppfinningens grundtanke sådan denna definieras i bifogade patentkrav.

Claims (2)

19 PATENTKRAV

1. Förfarande för feldetektering hos ett avgassystem (3) som in- 10 15 20 25 30 35 nefattar: - en avgasledning (4) som är anordnad att mottaga avgaser från en förbränningsmotor (1 ), - en i avgasledningen anordnad bränsleoxidationsanordning (5), - en i avgasledningen anordnad SCR-katalysator (7), och - en reduktionsmedelinsprutningsanordning (30) för insprut- ning av reduktionsmedel i avgasledningen (4) vid ett insprut- ningsställe (13) beläget uppströms SCR-katalysatorn (7), var- vid denna reduktionsmedelinsprutningsanordning (30) bringas att inspruta reduktionsmedel i avgaserna med ett massflöde som regleras så att det insprutade reduktionsmedlet genererar en önskad NOX-omvandling (ANOX) hos avgaserna vid avga- sernas passage genom SCR-katalysatorn (7), varvid bränsle, exempelvis i samband med regenerering av ett nedströms bränsleoxidationsanordningen (5) anordnat parti- kelfilter (6), insprutas med hjälp av en bränsleinsprutningsan- ordning (20) i en eller flera av förbränningsmotorns cylindrar (8) som sena insprutningar som utförs så sent under respek- tive arbetsslag att det ej kommer till stånd någon förbränning i respektive cylinder (8) av detta bränsle och bränslet bringas att medfölja avgaserna till bränsleoxidationsanordningen (5), varvid detta bränsle insprutas med ett massflöde som regleras så att det insprutade bränslet genererar en önskad tempera- turökning (AT) hos avgaserna vid avgasernas passage genom bränsleoxidationsanordningen (5), kännetecknat därav: - att ett avgasmassflödesvärde (Vem) som representerar massflödet hos de avgaser som avges från förbränningsmo- torn (1) till avgasledningen (4) fastställs, - att massflödet hos det bränsle som insprutas av bränslein- sprutningsanordningen (20) och medföljer avgaserna, vilket här benämns verkligt bränslemassflöde, jämförs med ett för- väntat bränslemassflöde som motsvarar det bränslemassflöde 10 15 20 25 30 35 20 som, under beaktande av avgasmassflödesvärdet (Vexh), är förväntat att insprutas av bränsleinsprutningsanordningen (20) för att generera den önskade temperaturökningen (AT); eller den genererade önskade temperaturökningen (AT) jämförs med en förväntad temperaturökning som motsvarar den tem- peraturökning som, under beaktande av avgasmassflödesvär- det (Vexh), är förväntad att genereras med det rådande mass- flödet hos det bränsle som insprutas av bränsleinsprutnings- anordningen (20), - att massflödet hos det reduktionsmedel som insprutas av re- duktionsmedelinsprutningsanordningen (30), vilket här be- nämns verkligt reduktionsmedelmassflöde, jämförs med ett förväntat reduktionsmedelmassflöde som motsvarar det re- duktionsmedelmassflöde som, under beaktande av avgas- massflödesvärdet (Vem), är förväntat att insprutas av reduk- tionsmedelinsprutningsanordningen (30) för att generera den önskade NOX-omvandlingen (ANOX); eller den genererade önskade NOX-omvandlingen (ANOX) jämförs med en förväntad NOx-omvandling som motsvarar den NOX-omvandling som, un- der beaktande av avgasmassflödesvärdet (Vem), är förväntad att genereras med det rådande massflödet hos det reduk- tionsmedel som insprutas av reduktionsmedelinsprutningsan- ordningen (30), och - att det fastställs att det hos avgassystemet (3) föreligger ett avgasmassflödesfel som beror av felaktigt fastställt avgas- massflödesvärde (Vexh) om nämnda jämförelser visar o att följande villkor a1 och b1 är uppfyllda: a1) det verkliga bränslemassflödet är lägre än det för- väntade bränslemassflödet, eller den genererade tempe- raturökningen (AT) är högre än den förväntade tempe- raturökningen, och b1) det verkliga reduktionsmedelmassflödet är lägre än det förväntade reduktionsmedelmassflödet, eller den ge- nererade NOX-omvandlingen (ANOX) är högre än den för- väntade NOX-omvandlingen; o eller att följande villkor a2 och b2 är uppfyllda: 10 15 20 25 30 35 21 a2) det verkliga bränslemassflödet är högre än det för- väntade bränslemassflödet, eller den genererade tempe- raturökningen (AT) är lägre än den förväntade tempera- turökningen, och b2) det verkliga reduktionsmedelmassflödet är högre än det förväntade reduktionsmedelmassflödet, eller den ge- nererade NOX-omvandlingen (ANOX) är lägre än den för- väntade NOX-omvandlingen.

2. Förfarande enligt krav 1, kännetecknat därav, att det fast- ställs att det hos avgassystemet (3) föreligger ett avgasmass- flödesfel som beror av felaktigt fastställt avgasmassflödes- värde (Vexh) om nämnda jämförelser visar att det verkliga bränslemassflödet är lägre än det förväntade bränslemassflö- det och att det verkliga reduktionsmedelmassflödet är lägre än det förväntade reduktionsmedelmassflödet. _ Förfarande enligt krav 1 eller 2, kännetecknat därav, att det fastställs att det hos avgassystemet (3) föreligger ett avgas- massflödesfel som beror av felaktigt fastställt avgasmassflö- desvärde (Vexh) om nämnda jämförelser visar att det verkliga bränslemassflödet är högre än det förväntade bränslemassflö- det och att det verkliga reduktionsmedelmassflödet är högre än det förväntade reduktionsmedelmassflödet. . Förfarande enligt krav 1, kännetecknat därav, att det fast- ställs att det hos avgassystemet (3) föreligger ett avgasmass- flödesfel som beror av felaktigt fastställt avgasmassflödes- värde (Vexh) om nämnda jämförelser visar att den genererade temperaturökningen (AT) är högre än den förväntade tempe- raturökningen och att den genererade NOX-omvandlingen (ANOX) är högre än den förväntade NOX-omvandlingen. _ Förfarande enligt krav 1 eller 4, kännetecknat därav, att det fastställs att det hos avgassystemet (3) föreligger ett avgas- massflödesfel som beror av felaktigt fastställt avgasmassflö- desvärde (Vexh) om nämnda jämförelser visar att den genere- 10 15 22 rade temperaturökningen (AT) är lägre än den förväntade temperaturökningen och att den genererade NOX-omvand- lingen (ANOX) är lägre än den förväntade NOX-omvandlingen. _ Datorprogram innefattande datorprogramkod för att bringa en dator att implementera ett förfarande enligt något av kraven 1- 5 när datorprogramkoden exekveras i datorn. .Datorprogramprodukt innefattande ett datalagringsmedium som är läsbart av en dator, varvid datorprogramkoden hos ett datorprogram enligt krav 6 är lagrad på datalagringsmediet. . Elektronisk styrenhet hos ett motorfordon innefattande ett exe- kveringsmedel (41), ett till exekveringsmedlet anslutet minne (42) och ett till exekveringsmedlet anslutet datalagringsme- dium (44), varvid datorprogramkoden hos ett datorprogram enligt krav 6 är lagrad pä nämnda datalagringsmedium (44).