SE530435C2 - Method and apparatus for monitoring the function of an exhaust after-treatment system - Google Patents
Method and apparatus for monitoring the function of an exhaust after-treatment systemInfo
- Publication number
- SE530435C2 SE530435C2 SE0602190A SE0602190A SE530435C2 SE 530435 C2 SE530435 C2 SE 530435C2 SE 0602190 A SE0602190 A SE 0602190A SE 0602190 A SE0602190 A SE 0602190A SE 530435 C2 SE530435 C2 SE 530435C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- exhaust
- sensor
- measurement signal
- catalyst
- value
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N11/00—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity
- F01N11/002—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity the diagnostic devices measuring or estimating temperature or pressure in, or downstream of the exhaust apparatus
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N11/00—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N11/00—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity
- F01N11/007—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity the diagnostic devices measuring oxygen or air concentration downstream of the exhaust apparatus
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
- F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
- F01N3/2066—Selective catalytic reduction [SCR]
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
- F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
- F01N3/2066—Selective catalytic reduction [SCR]
- F01N3/208—Control of selective catalytic reduction [SCR], e.g. dosing of reducing agent
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2550/00—Monitoring or diagnosing the deterioration of exhaust systems
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2550/00—Monitoring or diagnosing the deterioration of exhaust systems
- F01N2550/02—Catalytic activity of catalytic converters
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2550/00—Monitoring or diagnosing the deterioration of exhaust systems
- F01N2550/04—Filtering activity of particulate filters
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2560/00—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
- F01N2560/02—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being an exhaust gas sensor
- F01N2560/021—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being an exhaust gas sensor for measuring or detecting ammonia NH3
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2560/00—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
- F01N2560/02—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being an exhaust gas sensor
- F01N2560/026—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being an exhaust gas sensor for measuring or detecting NOx
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2560/00—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
- F01N2560/06—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being a temperature sensor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
- F01N2610/02—Adding substances to exhaust gases the substance being ammonia or urea
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
- F01N2610/03—Adding substances to exhaust gases the substance being hydrocarbons, e.g. engine fuel
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
- F01N2900/04—Methods of control or diagnosing
- F01N2900/0404—Methods of control or diagnosing using a data filter
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N9/00—Electrical control of exhaust gas treating apparatus
- F01N9/005—Electrical control of exhaust gas treating apparatus using models instead of sensors to determine operating characteristics of exhaust systems, e.g. calculating catalyst temperature instead of measuring it directly
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/40—Engine management systems
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
Description
530 435 temperaturvärden, såsom exempelvis skillnaden mellan dem, fastställs det huruvida SCR-katalysatorn och dess insprutnings- anordning fungerar på ett tillfredsställande och förväntat sätt el- ler ej. Liknande förfaranden är även tidigare kända från DE 4122 787 A1, US 5 860 277 A och EP O 756 071 A2. Ett pro- blem som är förknippat med denna typ av övervakningsförfaran- den som förlitar sig på en beräkningsmodell är att beräknings- modellen under normala förhållanden kan ge ganska korrekta be- räkningsvärden men vid vissa driftförhållanden kan ge beräk- ningsvärden som avviker väsentligt från de motsvarande verkliga värdena. Således kan felaktiga felindikeringar genereras baserat på testsampel som registreras under de sistnämnda driftförhål- landena. 530 435 temperature values, such as the difference between them, it is determined whether or not the SCR catalyst and its injector function satisfactorily and as expected. Similar methods are also previously known from DE 4122 787 A1, US 5,860 277 A and EP 0 756 071 A2. A problem associated with this type of monitoring procedure that relies on a calculation model is that the calculation model under normal conditions can give fairly correct calculation values but under certain operating conditions can give calculation values that deviate significantly from the corresponding ones. fair values. Thus, erroneous error indications can be generated based on test samples recorded under the latter operating conditions.
Funktionen hos en SCR-katalysator kan även övervakas med hjälp av en NOX-sensor som är anordnad att mäta NOX-halten i avgaserna nedströms katalysatorn. Denna NOK-sensor kan kom- pletteras av en annan NOX-sensor som är anordnad att mäta NOX-halten i avgaserna uppströms katalysatorn för att tillhanda- hälla ett jämförelsevärde. En NOX-sensor är dock en dyr kompo- nent och ett alternativ för att klara sig utan en NOX-sensor upp- ströms katalysatorn är att använda en beräkningsmodell för be- räkning av den mängd NOX som produceras av fordonsmotorn.The function of an SCR catalyst can also be monitored by means of a NOX sensor which is arranged to measure the NOX content in the exhaust gases downstream of the catalyst. This NOK sensor can be supplemented by another NOX sensor which is arranged to measure the NOX content in the exhaust gases upstream of the catalyst in order to provide a comparative value. However, a NOX sensor is an expensive component and an alternative to cope without a NOX sensor upstream of the catalyst is to use a calculation model to calculate the amount of NOX produced by the vehicle engine.
Vidare kan en annan beräkningsmodell användas för beräkning av den förväntade omvandlingen av NOX i katalysatorn för att er- hälla beräknade värden på NOX-halten i avgaserna nedströms katalysatorn. Dessa beräkningsvärden kan sedan jämföras med mätvärden från NOX-sensorn nedströms katalysatorn för att de- tektera eventuella störningar hos katalysatorn och den tillhö- rande utrustningen. Användning av beräkningsmodeller för be- räkning av storleken hos NOx-halten i avgaserna kan dock ge be- räkningsvärden som avviker väsentligt från de motsvarande verk- liga värdena, vilket i sin tur kan resultera i genereringen av fel- aktiga felindikeringar.Furthermore, another calculation model can be used to calculate the expected conversion of NOX in the catalyst in order to obtain calculated values of the NOX content in the exhaust gases downstream of the catalyst. These calculation values can then be compared with measured values from the NOX sensor downstream of the catalyst to detect any disturbances in the catalyst and the associated equipment. The use of calculation models for calculating the magnitude of the NOx content in the exhaust gases can, however, give calculation values that deviate significantly from the corresponding fair values, which in turn can result in the generation of incorrect error indications.
På grund av alltmer stränga föreskrifter avseende den ovan- nämnda typen av fordonsburen övervakning finns det ett stort 530 435 behov av ett pålitligt förfarande och en pålitlig inrättning för över- vakning av funktionen hos ett avgasefterbehandlingssystem.Due to increasingly strict regulations regarding the above-mentioned type of vehicle-borne monitoring, there is a great need for a reliable method and a reliable device for monitoring the function of an exhaust after-treatment system.
BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Syftet med föreliggande uppfinning är att anvisa ett nytt och på- litligt sätt att övervaka ett avgasefterbehandlingssystem hos ett motorfordon.DESCRIPTION OF THE INVENTION The object of the present invention is to provide a new and reliable way of monitoring an exhaust aftertreatment system of a motor vehicle.
Detta syfte uppnås med hjälp av ett förfarande uppvisande de i patentkravet 1 definierade särdragen och en övervakningsinrätt- ning uppvisande de i patentkravet 12 definierade särdragen.This object is achieved by means of a method having the features defined in claim 1 and a monitoring device having the features defined in claim 12.
Enligt den uppfinningsenliga lösningen övervakas funktionen hos avgasefterbehandlingssystemet baserat på en mätsignal från en sensor avseende storleken hos en parameter relaterad till avga- ser som strömmar ut ur en avgasefterbehandlingsinrättning, ex- empelvis i form av en katalysator eller ett filter, som ingår i av- gasefterbehandlingssystemet. En frekvensanalys av mätsignalen som tillhandahålls av sensorn under en viss tidsperiod utförs och information avseende funktionen hos avgasefterbehandlingssys- temet genereras baserat på denna frekvensanalys.According to the solution according to the invention, the function of the exhaust after-treatment system is monitored based on a measurement signal from a sensor regarding the size of a parameter related to exhaust gases flowing out of an exhaust after-treatment device, for example in the form of a catalyst or filter included in the exhaust after-treatment system. . A frequency analysis of the measurement signal provided by the sensor over a certain period of time is performed and information regarding the operation of the exhaust aftertreatment system is generated based on this frequency analysis.
Den ovannämnda tidsperioden benämns i det följande ”evalue- ringsperiod”.The above-mentioned time period is hereinafter referred to as the “evaluation period”.
Den uppfinningsenliga lösningen är baserad på insikten att en på rätt sätt fungerande avgasefterbehandlingsinrättning i form av en NOx-reducerande katalysator har en tröghet som orsakar en låg- passfiltrerande verkan på NOX-halten i avgaser som passerar ge- nom katalysatorn, och att en på rätt sätt fungerande avgasefter- behandlingsinrättning i form av en katalysator eller ett partikel- filter har en temperaturtröghet som orsakar en làgpassfiitrerande verkan på temperaturen hos avgaser som passerar genom kata- lysatorn/filtret. Detta beror av att katalysatorn och filtret när de fungerar på rätt sätt dämpar fluktuationer hos NOX-halten re- 530 435 spektive temperaturen som uppträder uppströms katalysa- torn/filtret, och de snabbare fluktuationerna dämpas i vanliga fall i en sådan omfattning att de har en reducerad verkan på värdet på NOX-halten/temperaturen nedströms katalysatorn/filtret. Mät- signalen från en NOX-sensor eller temperatursensor som är an- ordnad nedströms en katalysator eller ett partikelfilter innefattar således mer högfrekventa delar när katalysatorn/filtret är utsatt för en störning som reducerar dess effektivitet jämfört med det fall när katalysatorn/filtret fungerar på rätt sätt. Det finns flera för en fackman inom området välkända metoder som kan användas för utvärdering av lågpassfiltreringsförmàgan hos avgasefterbe- handlingsinrättningen i fråga, och således dess funktion, baserat på frekvensanalys av mätsignalen från en sensor som är anord- nad nedströms nämnda inrättning.The solution according to the invention is based on the insight that a properly functioning exhaust gas aftertreatment device in the form of a NOx-reducing catalyst has an inertia which causes a low-pass filtering effect on the NOX content in exhaust gases passing through the catalyst, and that a properly mode-operated exhaust after-treatment device in the form of a catalyst or a particle filter has a temperature inertia which causes a low-pass filtering effect on the temperature of exhaust gases passing through the catalyst / filter. This is because the catalyst and the filter, when functioning properly, attenuate fluctuations in the NOX content and the temperature occurring upstream of the catalyst / filter, and the faster fluctuations are usually attenuated to such an extent that they have a reduced effect on the value of the NOX content / temperature downstream of the catalyst / filter. The measurement signal from a NOX sensor or temperature sensor arranged downstream of a catalyst or a particulate filter thus comprises more high-frequency parts when the catalyst / filter is exposed to a disturbance which reduces its efficiency compared with the case when the catalyst / filter works properly way. There are several methods well known to a person skilled in the art which can be used for evaluating the low-pass filtration capacity of the exhaust after-treatment device in question, and thus its function, based on frequency analysis of the measurement signal from a sensor arranged downstream of said device.
Genom att basera övervakningen av avgasefterbehandlingssys- temet på en frekvensanalys av mätsignalen från en sensor, så- som en temperatursensor eller NOx-sensor, anordnad nedströms avgasefterbehandlingsinrättningen blir det möjligt att generera information avseende funktionen hos avgasefterbehandlingssys- temet utan att vara beroende av jämförande beräkningsvärden från en komplex och ibland oriktigt beräkningsmodell, och utan att vara beroende av mätvärden från en motsvarande sensor an- ordnad uppströms avgasefterbehandlingsinrättningen. Vidare blir övervakningen okänslig för avvikelser mellan de verkliga para- metervärdena och de motsvarande mätvärdena som tillhanda- hålls av sensorn, vilka avvikelser exempelvis kan orsakas av off- set-fel hos sensorn på grund av sensoravdrift.By basing the monitoring of the exhaust aftertreatment system on a frequency analysis of the measurement signal from a sensor, such as a temperature sensor or NOx sensor, arranged downstream of the exhaust aftertreatment device, it becomes possible to generate information regarding the function of the exhaust aftertreatment system. a complex and sometimes incorrect calculation model, and without being dependent on measured values from a corresponding sensor arranged upstream of the exhaust after-treatment facility. Furthermore, the monitoring becomes insensitive to deviations between the actual parameter values and the corresponding measured values provided by the sensor, which deviations can be caused, for example, by offset errors in the sensor due to sensor drift.
Ett evalueringsvärde som återspeglar karaktären hos den högfre- kventa delen hos mätsignalen som tillhandahålls av sensorn un- der evalueringsperioden fastställs lämpligen genom nämnda fre- kvensanalys, varefter evalueringsvärdet jämförs med ett jämfö- relsevärde eller ett givet gränsvärde för att generera information avseende funktionen hos avgasefterbehandlingssystemet. 5303 435 Enligt ett första alternativ väljs evalueringsvärdet att represen- tera signalenergin hos en högpassfiltrerad mätsignal erhållen genom filtrering av mätsignalen som tillhandahålls av sensorn under evalueringsperioden med hjälp av ett högpassfilter. Här- igenom kan evalueringsvärdet fastställas pä ett enkelt och effek- tivt sätt. Alternativt kan evalueringsvärdet fastställas genom ut- värdering av ett frekvensspektrum som fastställts genom nämnda frekvensanalys. Enligt ett annat alternativ väljs evalueringsvärdet som ett värde representerande den beräknade brytfrekvensen hos en lågpassfiltermodell, vilken representerar signalfiltrerings- karaktäristikan hos avgasefterbehandlingssystemet med avse- ende på nämnda parameter och vilken fastställs genom utvärde- ring av mätsignalen frän sensorn.An evaluation value that reflects the nature of the high frequency part of the measurement signal provided by the sensor during the evaluation period is suitably determined by said frequency analysis, after which the evaluation value is compared with a comparison value or a given limit value to generate information regarding the operation of the processing system. According to a first alternative, the evaluation value is selected to represent the signal energy of a high-pass filtered measurement signal obtained by filtering the measurement signal provided by the sensor during the evaluation period by means of a high-pass filter. In this way, the evaluation value can be determined in a simple and effective way. Alternatively, the evaluation value can be determined by evaluating a frequency spectrum determined by the said frequency analysis. According to another alternative, the evaluation value is selected as a value representing the calculated cut-off frequency of a low-pass filter model, which represents the signal filtering characteristics of the exhaust after-treatment system with respect to said parameter and which is determined by evaluating the measurement signal from the sensor.
Jämförelsevärdet är med fördel ett lagrat värde, vilket är fast- ställt i förväg och förknippat med specifika driftförhällanden hos motorfordonet. l detta fall utförs en övervakningsoperation en- dast när de rådande driftförhållandena hos motorfordonet mot- svarar driftförhållanden för vilka ett jämförelsevärde har fast- ställts och lagrats. Jämförelsevärdet kan alternativt fastställas i samband med utförandet av en övervakningsoperation baserat på uppmätta eller beräknade värden på storleken hos nämnda pa- rameter hos avgaser som strömmar in i avgasefterbehandlingsin- rättningen eller baserat på beräknade värden på storleken hos nämnda parameter hos avgaser som strömmar ut ur avgasefter- behandlingsinrättningen.The comparison value is advantageously a stored value, which is determined in advance and associated with specific operating conditions of the motor vehicle. In this case, a monitoring operation is performed only when the prevailing operating conditions of the motor vehicle correspond to operating conditions for which a comparative value has been determined and stored. The comparison value can alternatively be determined in connection with the performance of a monitoring operation based on measured or calculated values of the size of said parameters of exhaust gases flowing into the exhaust aftertreatment device or based on calculated values of the size of said parameter of exhaust gases flowing out of exhaust gases. the treatment facility.
Ytterligare fördelaktiga särdrag hos övervakningsförfarandet och övervakningsinrättningen enligt uppfinningen anges i de osjälv- ständiga patentkraven och beskrivningen nedan.Further advantageous features of the monitoring method and the monitoring device according to the invention are stated in the dependent claims and the description below.
Uppfinningen avser även ett datorprogram uppvisande de i pa- tentkravet 16 definierade särdragen, en datorprogramprodukt uppvisande de i patentkravet 18 definierade särdragen och en elektronisk styrenhet uppvisande de i patentkravet 19 definierade särdragen. 530' 435 KORT BESKRIVNING AV RlTNlNGARNA Uppfinningen kommer i det följande att beskrivas närmare med hjälp av utföringsexempel med hänvisning till de bifogade rit- ningarna, där: Fig 1 är en schematisk skiss av en förbränningsmotor med ett tillhörande avgasefterbehandlingssystem, illustrerande en utfo- ringsform av en övervakningsinrättning enligt föreliggande upp- finning, Fig 2 är ett diagram som visar en exemplifierande mätsignal från en sensor som funktion av tid, Fig 3 är ett diagram som visar frekvensspektrumet hos mätsig- nalen enligt fig 2, Fig 4 är ett exemplifierande Bode-diagram som representerar frekvensresponsen hos en katalysator ingående i en avgasefter- behandlingsinrättning, Fig 5 är en schematisk principskiss av en elektronisk styrenhet för implementering av ett förfarande enligt uppfinningen, och Fig 6 är ett flödesdiagram som illustrerar ett förfarande enligt en utföringsform av uppfinningen.The invention also relates to a computer program having the features defined in claim 16, a computer program product having the features defined in claim 18 and an electronic control unit having the features defined in claim 19. BRIEF DESCRIPTION OF THE EMBODIMENTS The invention will be described in more detail below by means of exemplary embodiments with reference to the accompanying drawings, in which: Fig. 1 is a schematic sketch of an internal combustion engine with an associated exhaust after-treatment system, illustrating an embodiment a monitoring device according to the present invention, Fig. 2 is a diagram showing an exemplary measurement signal from a sensor as a function of time, Fig. 3 is a diagram showing the frequency spectrum of the measurement signal according to Fig. 2, Fig. 4 is an exemplary Bode diagram. representing the frequency response of a catalyst included in an exhaust aftertreatment device, Fig. 5 is a schematic schematic diagram of an electronic control unit for implementing a process according to the invention, and Fig. 6 is a flow chart illustrating a process according to an embodiment of the invention.
UTFÖRINGSFORMER AV UPPFINNINGEN Ett uppfinningsenligt övervakningsförfarande och en uppfinninge- enlig övervakningsinrättning kommer i det följande att beskrivas såsom implementerat/implementerad för övervakning av funktio- nen hos ett avgasefterbehandlingssystem som innefattar en av- gasefterbehandlingsinrättning i form av katalysator. Uppfinningen är dock ej pà något sätt begränsad till denna tillämpning, utan uppfinningen kan användas för övervakning av ett avgasefterbe- 530 435 handlingssystem som har vilken som helst typ av avgasefterbe- handlingsinrättning som har en lågpassfiltrerande verkan pà en mätbar avgasparameter. Uppfinningen kan tex användas för övervakning av funktionen hos ett avgasefterbehandlingssystem som innefattar en avgasefterbehandlingsinrättning i form av ett filter, såsom ett partikelfilter eller ett filter med öppen struktur.EMBODIMENTS OF THE INVENTION A monitoring method according to the invention and a monitoring device according to the invention will hereinafter be described as implemented / implemented for monitoring the function of an exhaust after-treatment system which comprises an exhaust after-treatment device in the form of a catalyst. However, the invention is in no way limited to this application, but the invention can be used for monitoring an exhaust after-treatment system having any type of exhaust after-treatment device which has a low-pass filtering effect on a measurable exhaust parameter. The invention can be used, for example, for monitoring the operation of an exhaust after-treatment system which comprises an exhaust after-treatment device in the form of a filter, such as a particle filter or an open-structure filter.
En förbränningsmotor 1 med ett tillhörande avgasefterbehand- lingssystem 2 visas schematiskt i fig 1. Avgaserna som lämnar förbränningsmotorn 1 leds genom en avgasledning 3 och släpps ut till omgivningen via ett avgasutlopp 4. En katalysator 5 är an- ordnad i avgasledningen 3. Avgaserna från förbränningsmotorn 1 passerar genom katalysatorn 5 innan de släpps ut till omgiv- ningen via avgasutloppet 4.An internal combustion engine 1 with an associated exhaust after-treatment system 2 is shown schematically in Fig. 1. The exhaust gases leaving the internal combustion engine 1 are led through an exhaust line 3 and discharged to the environment via an exhaust outlet 4. A catalyst 5 is arranged in the exhaust line 3. The exhaust gases from the internal combustion engine 1 pass through the catalyst 5 before being released to the environment via the exhaust outlet 4.
I det i fig 1 illustrerade exemplet är katalysatorn 5 en SCR-kata- lysator. l detta fall insprutas reduktionsmedel med hjälp av en insprutningsanordning 6 i avgaserna i avgasledningen 3 upp- ströms katalysatorn 5. lnsprutningsanordningen 6 innefattar ett eller flera i avgasledningen 3 anordnade insprutningsorgan 7 i form av insprutningsmunstycken eller liknande, och en därtill an- sluten förvaringsbehàllare 8 för reduktionsmedel. lnsprutnings- anordningen 6 innefattar även ett reglerorgan 9, t ex i form av en reglerventil, som är anordnad att reglera tillförseln av reduk- tionsmedel till nämnda ett eller flera insprutningsorgan 7, och ett till reglerorganet 9 anslutet styrorgan 10. Reglerorganet 9 styrs av' nämnda styrorgan 10, vilket fastställer hur stor mängd reduk- tionsmedel som skall insprutas i avgaserna baserat på de rå- dande driftförhållandena hos förbränningsmotorn 1 och kataly- satorn 5. lnsprutningsanordningen 6 kan även innefatta ytterli- gare komponenter, såsom en doseringsinrättning etc. Reduk- tionsmedlet kan vara urea (CO(NH2)2), ammoniak (NH3) eller kol- väte (bränsle).In the example illustrated in Fig. 1, the catalyst 5 is an SCR catalyst. In this case, reducing agent is injected by means of an injector 6 into the exhaust gases in the exhaust line 3 upstream of the catalyst 5. The injector 6 comprises one or more injectors 7 arranged in the exhaust line 3 in the form of injectors or the like, and a storage container 8 connected thereto reducing agents. The injection device 6 also comprises a control means 9, for example in the form of a control valve, which is arranged to regulate the supply of reducing agent to said one or more injection means 7, and a control means 10 connected to the control means 9. The control means 9 is controlled by said control means 10, which determines the amount of reducing agent to be injected into the exhaust gases based on the prevailing operating conditions of the internal combustion engine 1 and the catalyst 5. The injection device 6 may also comprise further components, such as a dosing device, etc. The solvent may be urea (CO (NH2) 2), ammonia (NH3) or hydrocarbon (fuel).
En sensor 11 är anordnad i avgasledningen 3 nedströms kataly- satorn 5. l detta exempel är sensorn 11 en NOx-sensor som är anordnad att generera en mätsignal representerande NOx-halten 530 435 i avgaserna som strömmar ut ur katalysatorn 5, d v s NOX-halten i avgaserna vid utloppet hos katalysatorn. Mätsignalen kan vara en kontinuerlig signal som representerar de kontinuerliga föränd- ringarna hos den uppmätta parametern, d v s bildar en kontinu- erlig ström av mätvärden avseende storleken hos parametern, men registreras vanligtvis som en diskret tidssignal som bildar en serie av pà varandra följande och diskreta mätvärden avseende storleken hos parametern. Övervakningsinrättningen 20 innefattar bearbetningsmedel 21 som är anordnat att mottaga mätsignalen från sensorn 11 avse- ende den uppmätta storleken hos NOX-halten i avgaserna ned- ströms katalysatorn 5. Bearbetningsmedlet 21 är anordnat att utföra en frekvensanalys av mätsignalen som tillhandahålls av sensorn 11 under en viss tidsperiod Tev, här benämnd evalue- ringsperiod, och att generera information avseende funktionen hos avgasefterbehandlingssystemet 2 baserat på nämnda fre- kvensanalys.A sensor 11 is arranged in the exhaust line 3 downstream of the catalyst 5. In this example, the sensor 11 is a NOx sensor which is arranged to generate a measuring signal representing the NOx content 530 435 in the exhaust gases flowing out of the catalyst 5, i.e. the NOX content. in the exhaust gases at the outlet of the catalyst. The measurement signal may be a continuous signal representing the continuous changes of the measured parameter, i.e. forming a continuous stream of measured values regarding the magnitude of the parameter, but usually recorded as a discrete time signal forming a series of consecutive and discrete measured values regarding the size of the parameter. The monitoring device 20 comprises processing means 21 arranged to receive the measurement signal from the sensor 11 regarding the measured magnitude of the NOX content in the exhaust gases downstream of the catalyst 5. The processing means 21 is arranged to perform a frequency analysis of the measurement signal provided by the sensor 11 during a time period Tev, herein referred to as evaluation period, and to generate information regarding the function of the exhaust aftertreatment system 2 based on said frequency analysis.
Om katalysatorn fungerar på rätt sätt har den under normala driftförhållanden hos förbränningsmotorn 1 och katalysatorn 5 en allmänt reducerande verkan på NOX-halten hos avgaserna som passerar genom katalysatorn och dämpar även toppvärden och snabbt varierande fluktuationer hos NOK-halten som uppträder i avgaserna uppströms katalysatorn 5 på sådant sätt att dessa toppvärden och fluktuationer har eliminerats eller åtminstone vä- sentligt reducerats när avgaserna lämnar katalysatorn. I detta avseende liknar katalysatorn ett lågpassfilter och har en låg- passfiltrerande verkan på storleken hos NOX-halten hos avga- serna som passerar genom katalysatorn 5. Således liknar mät- signalen från sensorn 11 en lågpassfiltrerad signal. Den låg- passfiltrerade verkan varierar med variationer i den NOX-reduce- rande effekten hos katalysatorn. Genom att utvärdera lågpassfil- treringsförmågan hos katalysatorn 5, exempelvis genom att ut- värdera karaktären hos den högfrekventa delen hos mätsignalen som tillhandahålls av sensorn 11, är det således möjligt att de- tektera huruvida katalysatorn 5 och det tillhörande avgasefterbe- 5313 435 handlingssystemet 2 fungerar på ett tillfredsställande och för- väntat sätt eiler ej. ' Baserat på den ovannämnda frekvensanalysen av mätsignalen som tillhandahålls av sensorn 11 är bearbetningsmedlet 21 lämpligen anordnat att fastställa ett evalueringsvärde Vev som återspeglar karaktären hos den högfrekventa delen hos mätsig- nalen som tillhandahålls av sensorn under evalueringsperioden Tev. Bearbetningsmedlet 21 är sedan anordnat att jämföra detta evalueringsvärde Vev med ett jämförelsevärde Vco eller ett givet gränsvärde Vjh för att generera information avseende funktionen hos katalysatorn 5 och det tillhörande avgasefterbehandlings- systemet 2. Det finns flera olika för en fackman inom området välkända metoder som kan användas för utvärdering av mätsig- nalen från sensorn 11 för att fastställa ett evalueringsvärde av lämplig form. Några av dessa tänkbara metoder beskrivs nedan.If the catalyst functions properly, under normal operating conditions of the internal combustion engine 1 and the catalyst 5, it has a generally reducing effect on the NOX content of the exhaust gases passing through the catalyst and also dampens peak values and rapidly varying fluctuations of the NOK content occurring in the exhaust gases upstream of the catalyst 5. in such a way that these peak values and fluctuations have been eliminated or at least significantly reduced when the exhaust gases leave the catalyst. In this respect, the catalyst resembles a low-pass filter and has a low-pass filtering effect on the magnitude of the NOX content of the exhaust gases passing through the catalyst 5. Thus, the measurement signal from the sensor 11 resembles a low-pass filtered signal. The low-pass filtered effect varies with variations in the NOX-reducing effect of the catalyst. By evaluating the low-pass filtering ability of the catalyst 5, for example by evaluating the character of the high-frequency part of the measurement signal provided by the sensor 11, it is thus possible to detect whether the catalyst 5 and the associated exhaust after-treatment system 2 are working. in a satisfactory and expected manner eiler not. Based on the above-mentioned frequency analysis of the measurement signal provided by the sensor 11, the processing means 21 is suitably arranged to determine an evaluation value Vev which reflects the character of the high-frequency part of the measurement signal provided by the sensor during the evaluation period Tev. The processing means 21 is then arranged to compare this evaluation value Vev with a comparison value Vco or a given limit value Vjh to generate information regarding the function of the catalyst 5 and the associated exhaust after-treatment system 2. There are several different methods well known to a person skilled in the art. for evaluating the measurement signal from the sensor 11 to determine an evaluation value of suitable shape. Some of these possible methods are described below.
Enligt en första metod filtreras mätsignalen som tillhandahålls av sensorn 11 under evalueringsperioden Tev med hjälp av ett hög- passfilter 22 och evalueringsvärdet Vev väljs att representera sig- nalenergin hos den högpassfiltrerade mätsignalen. Denna sig- nalenergi kan beräknas på vilket som helst lämpligt och konven- tionellt sätt med hjälp av en för en fackman inom området känd algoritm. Det fastställda evalueringsvärdet Vev kan sedan jämfö- ras med ett signalenergirepresenterande jämförelsevärde Vw el- ler ett givet gränsvärde Vth. l detta fall kan jämförelsevärdet Vw exempelvis väljas att representera signalenergin hos en tidigare högpassfiltrerad mätsignal från sensorn 11 som registrerats un- der en tidsperiod när katalysatorn och det tillhörande avgasefter- behandlingssystemet var kända att fungera på rätt sätt eller sig- nalenergin hos en på motsvarande sätt högpassfiltrerad signal fastställd med hjälp av lämpliga beräkningsmodeller. Bearbet- ningsmedlet 21 är lämpligen anordnat att generera en fellndike- ring om skillnaden eller förhållandet mellan evalueringsvärdet Vev och jämförelsevärdet Vw överskrider en gränsnivå för att därige- nom indikera en funktionsstörning hos systemet. 530 435 Enligt en andra metod fastställs ett frekvensspektrum hos mät- signalen som tillhandahålls av sensorn 11 under evalueringsperi- oden genom frekvensanalys av nämnda mätsignal. Detta fre- kvensspektrum kan fastställas på vilket som helst lämpligt och konventionellt sätt med hjälp av en för en fackman inom området känd algoritm, såsom exempelvis algoritmen som kallas Snabb Fouriertransform (FFT). Såsom ett illustrativt exempel visar fig 3 ett frekvensspektrum 23 fastställt medelst FFT baserat på den i fig 2 visade mätsignalen 24. Frekvensspektrumet visar storleken hos varje frekvenskomponent hos mätsignalen. Frekvensspekt- rumet hos mätsignalen från sensorn 11 är produkten av fre- kvensspektrumet hos en signal som representerar storleken hos parametern i fråga uppströms katalysatorn 5 och frekvensre- sponsen hos katalysatorn. Det fastställda frekvensspektrumet 23 kan utvärderas på vilket som helst lämpligt sätt för att fastställa evalueringsvärdet Vev.According to a first method, the measurement signal provided by the sensor 11 is filtered during the evaluation period Tev by means of a high-pass filter 22, and the evaluation value Vev is selected to represent the signal energy of the high-pass filtered measurement signal. This signal energy can be calculated in any suitable and conventional way by means of an algorithm known to a person skilled in the art. The determined evaluation value Vev can then be compared with a signal energy-representing comparison value Vw or a given limit value Vth. In this case, the comparative value Vw may, for example, be chosen to represent the signal energy of a previously high-pass filtered measurement signal from the sensor 11 recorded during a period of time when the catalyst and the associated exhaust after-treatment system were known to function properly or the signal energy of a corresponding high-pass filtered signal determined using appropriate calculation models. The processing means 21 is suitably arranged to generate an error indication if the difference or ratio between the evaluation value Vev and the comparison value Vw exceeds a limit level in order thereby to indicate a malfunction of the system. According to a second method, a frequency spectrum of the measurement signal provided by the sensor 11 is determined during the evaluation period by frequency analysis of said measurement signal. This frequency spectrum can be determined in any suitable and conventional manner by means of an algorithm known to a person skilled in the art, such as the algorithm called Fast Fourier Transform (FFT). As an illustrative example, Fig. 3 shows a frequency spectrum 23 determined by FFT based on the measurement signal 24 shown in Fig. 2. The frequency spectrum shows the magnitude of each frequency component of the measurement signal. The frequency spectrum of the measurement signal from the sensor 11 is the product of the frequency spectrum of a signal representing the magnitude of the parameter in question upstream of the catalyst 5 and the frequency response of the catalyst. The determined frequency spectrum 23 can be evaluated in any suitable way to determine the evaluation value Vev.
Evalueringsvärdet kan exempelvis fastställas från ett frekvens- spektrum med hjälp av formeln: Vev=2högY(f)/ZtotY(f) där: - Vev är evalueringsvärdet, - Y(f) är y-axelvärdet för frekvensen fi nämnda frekvensspekt- rum - ZhÖQYG) är summan av Y(f) över en vald högfrekvent del hos nämnda frekvensspektrum, och - ZMYU) är summan av Y(f) över den lågfrekventa delen och den valda högfrekventa delen hos nämnda frekvensspekt- rum. i Om detta evalueringsvärde Vev överskrider ett givet gränsvärde Vm så indikerar detta en funktionsstörning hos avgasefterbehand- lingssystemet. Bearbetningsmedlet 21 är lämpligen anordnat att generera en felindikering om evalueringsvärdet Vev överskrider gränsvärdet Vth för att därigenom indikera en funktionsstörning hos avgasefterbehandlingssystem. 5311] 435 11 Enligt en tredje metod fastställs en lågpassfiltermodell som re- presenterar signalfiltreringskaraktäristikan hos avgasefterbe- handlingssystemet med avseende pä nämnda parameter genom utvärdering av mätsignalen från sensorn 11 under evalueringspe- rioden Tev. Denna làgpassfiltermodell kan fastställas pä vilket som helst lämpligt och konventionellt sätt med hjälp av en för en fackman inom området känd algoritm, såsom exempelvis genom autoregressiv modellering eller autoregressiv glidande medelvär- desmodellering. l detta fall väljs evalueringsvärdet Vev som ett värde representerande den beräknade brytfrekvensen hos låg- passfiltermodellen. Som ett illustrativt exempel visas i fig 4 ett Bode-diagram 25 som är förknippat med en fastställd làgpassfil- termodell i form av en autoregressiv modell av första ordningen.The evaluation value can for example be determined from a frequency spectrum by means of the formula: Crank = 2highY (f) / ZtotY (f) where: - Crank is the evaluation value, - Y (f) is the y-axis value for the frequency fi said frequency spectrum - ZhÖQYG ) is the sum of Y (f) over a selected high frequency part of said frequency spectrum, and - ZMYU) is the sum of Y (f) over the low frequency part and the selected high frequency part of said frequency spectrum. i If this evaluation value Crank exceeds a given limit value Vm, this indicates a malfunction of the exhaust after-treatment system. The processing means 21 is suitably arranged to generate an error indication if the evaluation value Vev exceeds the limit value Vth in order thereby to indicate a malfunction of the exhaust after-treatment system. 5311] 435 11 According to a third method, a low-pass filter model is established which represents the signal filtering characteristics of the exhaust after-treatment system with respect to said parameter by evaluating the measurement signal from the sensor 11 during the evaluation period Tev. This low-pass filter model can be determined in any suitable and conventional manner by means of an algorithm known to a person skilled in the art, such as, for example, by autoregressive modeling or autoregressive moving average modeling. In this case, the evaluation value Crank is selected as a value representing the calculated cut-off frequency of the low-pass filter model. As an illustrative example, Fig. 4 shows a Bode diagram 25 associated with an established low-pass filter model in the form of a first-order autoregressive model.
Brytfrekvensen fbryt indikeras i Bode-diagrammet enligt fig 4. Det fastställda evalueringsvärdet Vev kan sedan jämföras med ett jämförelsevärde V60 som representerar brytfrekvensen hos en komparativ Iàgpassfiltermodell eller ett givet gränsvärde Vth. l detta fall kan jämförelsevärdet Vw exempelvis väljas att repre- sentera brytfrekvensen hos en komparativ lågpassfiltermodell som tidigare fastställts baserat på en mätsignal från sensorn 11 som registrerats under en tidsperiod när katalysatorn och det till- hörande avgasefterbehandlingssystemet var kända att fungera på rätt sätt eller baserat på en motsvarande signal fastställd med hjälp av lämpliga beräkningsmodeller.The breaking frequency fbryt is indicated in the Bode diagram according to Fig. 4. The determined evaluation value Vev can then be compared with a comparison value V60 which represents the breaking frequency of a comparative low-pass filter model or a given limit value Vth. In this case, for example, the comparative value Vw may be chosen to represent the cut-off frequency of a comparative low-pass filter model previously determined based on a measurement signal from the sensor 11 recorded during a period when the catalyst and associated exhaust aftertreatment system were known to function properly or based on a corresponding signal determined by means of appropriate calculation models.
Längden hos evalueringsperioden Tev och intervallet mellan varje övervakningsoperation kan naturligtvis variera brett från fall till fall i beroende av karaktären hos systemet som skall övervakas.The length of the Tev evaluation period and the interval between each monitoring operation can, of course, vary widely from case to case depending on the nature of the system to be monitored.
Evalueringsperioden kan exempelvis vara i storleksordningen av -30 sekunder eller längre.The evaluation period can, for example, be in the order of -30 seconds or longer.
Ett lämpligt jämförelsevärde Vw eller gränsvärde VU, kan fast- ställas empiriskt med hjälp av praktiska tester och/eller teoretiskt baserat på lämpliga beräkningar. Jämförelsevärdet Vw eller gränsvärdet Vth är lämpligen ett lagrat värde, vilket är fastställt i förväg och förknippat med specifika driftförhållanden hos motor- fordonet. Jämförelsevärdet Vw kan alternativt fastställas i sam- 530 435 12 band med utförandet av en övervakningsoperation baserat på uppmätta eller beräknade värden på storleken hos nämnda pa- rameter hos avgaser som strömmar in i avgasefterbehandlingsin- rättningen 5 eller baserat på beräknade värden på storleken hos nämnda parameter hos avgaser som strömmar ut ur avgasefter- behandlingsinrättningen 5. Övervakningsinrättningen 20 innefattar lämpligen någon typ av indikeringsanordning för visning av ett felmeddelande och/eller avgivning av en akustisk eller lysande varningssignal när ett fel hos det övervakade systemet har detekterats. Ett onormalt eva- lueringsvärde Vev indikerar att katalysatorn 5 och/eller någon an- nan komponent hos avgasefterbehandlingssystemet 2, såsom ex- empelvis insprutningsanordningen 6 eller sensorn 11, ej fungerar tillfredsställande och kan exempelvis ha en eller flera av följande orsaker: - katalysatorn 5 eller en del därav har avlägsnats, - katalysatorn 5 är degenererad eller skadad, - sensorn 11 är degenererad eller skadad, - insprutningsanordningen 6 insprutar ej den förväntade mäng- den av det förväntade reduktionsmedlet, - ett fel l en använd beräkningsmodell, - en eller flera insignaler till en använd beräkningsmodell är felaktig.An appropriate comparative value Vw, or limit value VU, can be determined empirically with the help of practical tests and / or theoretically based on appropriate calculations. The comparison value Vw or the limit value Vth is suitably a stored value, which is determined in advance and associated with specific operating conditions of the motor vehicle. The comparison value Vw can alternatively be determined in connection with the execution of a monitoring operation based on measured or calculated values of the magnitude of said parameters of exhaust gases flowing into the exhaust aftertreatment device 5 or based on calculated values of the magnitude of said parameter of exhaust gases flowing out of the exhaust aftertreatment device 5. The monitoring device 20 suitably comprises some type of indicating device for displaying an error message and / or emitting an acoustic or luminous warning signal when a fault of the monitored system has been detected. An abnormal evaluation value Crank indicates that the catalyst 5 and / or any other component of the exhaust after-treatment system 2, such as for example the injector 6 or the sensor 11, is not working satisfactorily and may, for example, have one or more of the following causes: - the catalyst 5 or a part of it has been removed, - the catalyst 5 is degenerate or damaged, - the sensor 11 is degenerate or damaged, - the injector 6 does not inject the expected amount of the expected reducing agent, - an error in a used calculation model, - one or more input signals to a used calculation model is incorrect.
De tänkbara felorsakerna bör således kontrolleras när en felindi- kering har genererats för att finna och korrigera felet ifråga.The possible causes of errors should thus be checked when an error indication has been generated to find and correct the error in question.
Bearbetnlngsmedlet 21 är med fördel en datorenhet, exempelvis i form av en elektronisk styrenhet hos ett motorfordon.The processing means 21 is advantageously a computer unit, for example in the form of an electronic control unit of a motor vehicle.
Det torde vara uppenbart för en fackman inom området att de utföringsexempel som beskrivits ovan i anslutning till övervak- ningen av ett avgasefterbehandlingssystem försett med en av- gasefterbehandlingsinrättning i form av en SCR-katalysator en- kelt skulle kunna modifieras för att övervaka funktionen hos ett avgasefterbehandlingssystem försett med vilken som helst annan typ av avgasefterbehandlingsinrättning som har en tröghet med 530 435 13 avseende på den uppmätta parametern i fråga, såsom annan typ av katalysator eller ett filter. Parametern skulle exempelvis kunna vara temperaturen hos avgaserna som strömmar ut ur en kataly- sator eller ett filter, i vilket fall den ovannämnda sensorn är en temperatursensor som är anordnad nedströms katalysatorn/filtret.It will be apparent to one skilled in the art that the embodiments described above in connection with the monitoring of an exhaust aftertreatment system provided with an exhaust aftertreatment device in the form of an SCR catalyst could be easily modified to monitor the operation of an exhaust aftertreatment system. provided with any other type of exhaust aftertreatment device having an inertia with respect to the measured parameter in question, such as another type of catalyst or a filter. The parameter could be, for example, the temperature of the exhaust gases flowing out of a catalyst or a filter, in which case the above-mentioned sensor is a temperature sensor arranged downstream of the catalyst / filter.
Ett flödesdiagram som illustrerar ett förfarande enligt en utfö- ringsform av uppfinningen visas i fig 6. l ett första steg S1 regi- streras under en viss tidsperiod en mätsignal från en sensor 11 avseende storleken hos en parameter relaterad till avgaser som strömmar ut ur en avgasefterbehandlingsinrättning_ l ett andra steg S2 utförs en frekvensanalys av den registrerade mätsigna- len. l ett efterföljande steg S3 genereras information avseende funktionen hos avgasefterbehandlingssystemet baserat på nämnda frekvensanalys, varefter övervakningscykeln avslutas i steg S4.A flow chart illustrating a method according to an embodiment of the invention is shown in Fig. 6. In a first step S1 a measurement signal from a sensor 11 is recorded for a certain period of time regarding the magnitude of a parameter related to exhaust gases flowing out of an exhaust aftertreatment device. In a second step S2, a frequency analysis of the registered measurement signal is performed. In a subsequent step S3, information is generated regarding the operation of the exhaust after-treatment system based on said frequency analysis, after which the monitoring cycle ends in step S4.
Datorprogramkod för implementering av ett förfarande enligt uppfinningen är lämpligen inkluderad i ett datorprogram, vilket är inläsningsbart till internminnet hos en dator, såsom internminnet hos en elektronisk styrenhet hos ett motorfordon som innefattar ett avgasefterbehandlingssystem som skall övervakas. Ett sådant datorprogram är lämpligen tillhandahållet via en datorprogram- produkt som innefattar ett av en elektronisk styrenhet läsbart datalagringsmedium, vilket datalagringsmedium har datorpro- grammet lagrat därpå. Nämnda datalagringsmedium är exempel- vis ett optiskt datalagringsmedium i form av en CD-ROM-skiva, en DVD-skiva etc., ett magnetiskt datalagringsmedium i form av en hårddisk, en diskett, ett kassettband etc., eller ett minne av typen ROM, PROM, EPROM eller EEPROM eller ett flashminne.Computer program code for implementing a method according to the invention is suitably included in a computer program, which can be read into the internal memory of a computer, such as the internal memory of an electronic control unit of a motor vehicle which comprises an exhaust after-treatment system to be monitored. Such a computer program is suitably provided via a computer program product which comprises a data storage medium which can be read by an electronic control unit, which data storage medium has the computer program stored thereon. Said data storage medium is, for example, an optical data storage medium in the form of a CD-ROM, a DVD, etc., a magnetic data storage medium in the form of a hard disk, a floppy disk, a cassette tape, etc., or a memory of the ROM type. PROM, EPROM or EEPROM or a flash memory.
Ett datorprogram enligt en utföringsform av uppfinningen inne- fattar datorprogramkod för att bringa en dator: - att mottaga en mätsignal från en sensor avseende storleken hos en parameter relaterad till avgaser som strömmar ut ur en avgasefterbehandlingsinrättning som ingår i ett avgasef- terbehandlingssystem hos ett motorfordon; 530 435 14 - att utföra en frekvensanalys av mätsignalen som tillhanda- hålls av nämnda sensor under en viss tidsperiod; och - att generera information avseende funktionen hos avgasefterbehandlingssystemet baserat på nämnda fre- kvensanaiys.A computer program according to an embodiment of the invention comprises computer program code for bringing a computer: - receiving a measurement signal from a sensor regarding the size of a parameter related to exhaust gases flowing out of an exhaust after-treatment device included in an exhaust after-treatment system of a motor vehicle; - performing a frequency analysis of the measurement signal provided by said sensor for a certain period of time; and - generating information regarding the operation of the exhaust aftertreatment system based on said frequency analysis.
Fig 5 illustrerar mycket schematiskt en elektronisk styrenhet 30 innefattande ett exekveringsmedel 31, såsom en central proces- sorenhet (CPU), för exekvering av datorprogramvara. Exekve- ringsmedlet 31 kommunicerar med ett minne 33, exempelvis av typen RAM, via en databuss 32. Styrenheten 30 innefattar även datalagringsmedium 34, exempelvis i form av ett minne av typen ROM, PROM, EPROM eller EEPROM eller ett flashminne. Exe- kveringsmedlet 31 kommunicerar med datalagringsmediet 34 via databussen 32. Ett datorprogram innefattande datorprogramkod för implementering av ett förfarande enligt uppfinningen är lagrat på datalagringsmediet 34.Fig. 5 very schematically illustrates an electronic control unit 30 comprising an execution means 31, such as a central processing unit (CPU), for executing computer software. The execution means 31 communicates with a memory 33, for example of the RAM type, via a data bus 32. The control unit 30 also comprises data storage medium 34, for example in the form of a memory of the type ROM, PROM, EPROM or EEPROM or a flash memory. The execution means 31 communicates with the data storage medium 34 via the data bus 32. A computer program comprising computer program code for implementing a method according to the invention is stored on the data storage medium 34.
Uppfinningen är naturligtvis inte på något sätt begränsad till de ovan beskrivna utföringsformerna, utan en mängd möjligheter till modifikationer därav torde vara uppenbara för en fackman inom området, utan att avvika från uppfinningens grundtanke sådan denna definieras i de bifogade patentkraven.The invention is of course not in any way limited to the embodiments described above, but a number of possibilities for modifications thereof should be obvious to a person skilled in the art, without departing from the basic idea of the invention as defined in the appended claims.
Claims (1)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE0602190A SE530435C2 (en) | 2006-10-19 | 2006-10-19 | Method and apparatus for monitoring the function of an exhaust after-treatment system |
PCT/SE2007/050703 WO2008048175A1 (en) | 2006-10-19 | 2007-10-03 | Method and arrangement for monitoring the functioning of an exhaust gas aftertreatment system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE0602190A SE530435C2 (en) | 2006-10-19 | 2006-10-19 | Method and apparatus for monitoring the function of an exhaust after-treatment system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE0602190L SE0602190L (en) | 2008-04-20 |
SE530435C2 true SE530435C2 (en) | 2008-06-03 |
Family
ID=39314289
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE0602190A SE530435C2 (en) | 2006-10-19 | 2006-10-19 | Method and apparatus for monitoring the function of an exhaust after-treatment system |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
SE (1) | SE530435C2 (en) |
WO (1) | WO2008048175A1 (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2956987B1 (en) * | 2010-03-02 | 2012-03-23 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | METHOD FOR DETECTING THE FAILURE OPERATION OF A PARTICLE FILTER OF AN ANTI-POLLUTION SYSTEM |
DE102011078870A1 (en) * | 2011-01-20 | 2012-07-26 | Robert Bosch Gmbh | Method for monitoring functions of dosing system, particularly metering system for selective catalytic reduction catalyst, involves clocked dosing of liquid medium by feed pump and metering valve |
GB2512171A (en) * | 2013-12-19 | 2014-09-24 | Daimler Ag | Method and control assembly for operating an exhaust gas system |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5771685A (en) * | 1996-10-16 | 1998-06-30 | Ford Global Technologies, Inc. | Method for monitoring the performance of a NOx trap |
EP1434049B1 (en) * | 2002-12-29 | 2017-02-22 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Method of and device for monitoring the NOx signal of an NOx sensor |
DE102004052063A1 (en) * | 2004-10-26 | 2006-04-27 | Volkswagen Ag | Waste gas purification device in internal-combustion engines which are adjust in lambda proportion by a nitrogen oxide accumulator catalyst and a source of fresh air, comprises an exhaust gas stream is fixed on oxidation catalyst |
JP4221600B2 (en) * | 2004-12-27 | 2009-02-12 | 三菱自動車工業株式会社 | Control device for internal combustion engine |
-
2006
- 2006-10-19 SE SE0602190A patent/SE530435C2/en not_active IP Right Cessation
-
2007
- 2007-10-03 WO PCT/SE2007/050703 patent/WO2008048175A1/en active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
SE0602190L (en) | 2008-04-20 |
WO2008048175A1 (en) | 2008-04-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
SE529410C2 (en) | Method and apparatus for monitoring the function of a sensor or system | |
EP2037090B1 (en) | Particulate filter failure detecting system | |
CN106958478B (en) | Systems, methods, and apparatus for aftertreatment system monitoring | |
EP2459855B1 (en) | Abnormality detection apparatus for particulate filter | |
RU2611546C2 (en) | Abnormal frequent regeneration detection method of diesel particulate filter, exhaust gases after treatment system, system and method of warnings | |
JP6313146B2 (en) | Particulate filter failure diagnosis method and apparatus | |
JP2016156357A (en) | Abnormality determination system for exhaust device | |
CN104334844A (en) | Exhaust emission purification device for internal combustion engine | |
CN108374711B (en) | Method for fault detection in an SCR system by means of ammonia slip | |
CN105089759A (en) | Method and apparatus for diagnosis of detachment of assembly of exhaust cleaning component | |
CN108374712B (en) | Method for fault detection in an SCR system by means of ammonia slip | |
CN103403318A (en) | Method for detecting the failure of a charge air cooler | |
CN103857886A (en) | Dpf pm accumulation quantity estimation device | |
SE530435C2 (en) | Method and apparatus for monitoring the function of an exhaust after-treatment system | |
CN107109996B (en) | For managing the regeneration method and system of particulate filter | |
CN104024590A (en) | Engine exhaust purification system | |
CN111927606B (en) | Determination of evaluation time point for diagnosis | |
SE530674C2 (en) | Method and apparatus for monitoring the function of an exhaust after-treatment system | |
CN111927607A (en) | Monitoring the state of a catalytic converter for reducing nitrogen oxides | |
SE536845C2 (en) | Method and system for determining a sensor function for a PM sensor by means of concentration and / or fraction comparisons | |
RU2775951C2 (en) | Method and device for determining particulate filter presence and performance | |
US20240044275A1 (en) | Verfahren zur diagnose eines partikelfilters für einen verbrennungsmotor | |
CN112443380A (en) | Method for monitoring a particle filter by means of a particle sensor | |
CN116104613A (en) | Non-invasive reductant injector occlusion detection | |
JP2020190221A (en) | Abnormality diagnosis device of reduction catalyst |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
NUG | Patent has lapsed |