用于诊断车辆的内燃机的排气通道中的排气部件的方法与流程

用于诊断车辆的内燃机的排气通道中的排气部件的方法
背景技术：
：：1.当使用排气部件如催化器或传感器进行内燃机废气后处理时，相关目标市场的立法规定了关于监控组件的要求。这些要求的目标是确保组件的功能性。2.在宣布加强欧洲废气立法eu7的过程中，还讨论了一种名称为obm（车载监控）的新的废气监控。3.obm的基本思想是监控车辆中的实际废气排放。技术实现要素：4.在第一方面，本发明涉及一种用于诊断车辆的内燃机的排气通道中的排气部件的方法，其中，在内燃机的运行期间，特别是在车辆的行驶循环期间借助于控制器监控和记录内燃机的运行参数，其中，如果优选地确定排气部件的当前测量值超过排气部件的遵守排放的预先给定的排放阈值，则在控制器中存储超过预先给定的排放阈值的内燃机的当前运行参数，其中，该运行参数表征内燃机在超过排放时的运行状态，其特征在于，借助于所存储的运行参数在车辆试验台上模拟内燃机在超过预先给定的排放阈值时的运行状态，并且根据在排气部件的当前测量值与排放测量装置的当前测量值和/或预先给定的排放阈值之间的比较执行排气部件的诊断。5.该方法具有特别的优点，即当在行驶循环期间探测到内燃机的排气通道中的排气部件的排放超标时，记录车辆的运行状态，使得排放超标发生的该运行状态可以在以后的时间在车辆测试台、例如在车间上相同或几乎相同模拟，以便执行用于确定的排气部件的诊断或精确定位。6.为此，当车辆在车辆试验台上运行时，在排气出口处安装排放测量装置、优选移动的排放测量器（pems-portableemissionmeasurementsystem），该排放测量装置可以借助于传感器或从传感器的模型来确定与识别的排气部件的测量值相同的测量值。通过比较排气部件的当前测量值和排放测量装置在模拟的运行状态期间的当前测量值，可以执行用于排气部件的诊断。7.因此，该方法允许在能预先给定的条件下对排气部件进行后续测试，从而可以执行排气部件的缺陷或排气部件的有序测试。8.在一种特殊设计中，当排气部件的当前测量值超过排放测量装置的当前测量值时，排气部件可以被识别为有缺陷。由于必须假定排放测量装置的当前测量值是有效的，如果排气部件的当前测量值与排放测量装置的当前测量值相差太大，则可以诊断排气部件的缺陷。因此，可以稳健地诊断排气部件的缺陷。9.此外，当排气部件的当前测量值与排放测量装置的当前测量值一致，且当前测量值超过预先给定的排放阈值时，排气部件可以被识别为有缺陷。10.当排气部件和排放测量装置的当前测量值一致或几乎一致，并且但是当前测量值超过分配的排放阈值，则识别到排气部件的缺陷。此外，影响排气部件的排气部件也可能有缺陷的。11.在另一种设计中，当排气部件的当前测量值与排放测量装置的当前测量值一致且当前测量值不超过预先给定的排放阈值时，可以识别到排气部件为有序。12.这是一个特别的优点，因为由此可以稳健地验证排气部件的功能性，并且由此不需要对排气部件执行不必要的更换。13.在一种特殊设计中，运行参数可以对应于质量流量和/或负载信息和/或马达转速和/或催化器温度和/或空燃比和/或氮氧化物测量值和/或催化器负荷。14.所述运行参数能够以稳健和更简单的方式用于表征超过排放的运行状态，以便能够随后再重现这种运行状态、例如在车辆测试台上。15.此外，所述排放测量装置布置在所述内燃机的排气通道的出口处。16.此外，所述至少一个排放测量装置可以对应于移动的排放测量器（pems-portableemissionmeasurementsystem）。17.当排气部件和排放测量装置的当前测量值对应于氮氧化物测量值和/或二氧化氮测量值和/或空燃比测量值和/或烟尘颗粒测量值和/或氨测量值（nh3）和/或一氧化碳（co）和/或一氧化二氮（n2o）和/或碳氢化合物测量值（hc）和/或ch4甲烷测量值（ch4）时，则特别有利。18.在另一方面，本发明涉及一种装置、特别是控制器和计算机程序，其设立、特别是编程用于实施所述方法之一。在另一方面，本发明涉及计算机程序存储在其上的机器可读的存储介质。附图说明19.本发明将在下文中借助附图中所示的实施例更详细地阐述。20.图1在示意图中示出了内燃机的排气通道，该内燃机的排气通道具有至少一个待诊断的排气部件，以及图2示出了根据本发明的用于车辆的内燃机的排气通道中的排气部件诊断的第一示例性的设计的示意性流程图。具体实施方式21.内燃机10在其排气通道11中具有scr系统20，其如图1中所示那样。它具有还原剂配给单元21，用该还原剂配给单元可以将尿素水溶液（adblue）喷射到排气通道11中。在废气的高温下，氨从其中释放出来。在还原剂配给单元21的下游布置有scr催化器22。可以在scr催化器22的下游布置其它的scr催化器。第一nox传感器31布置在还原剂配给单元21的上游和排气通道11中的内燃机10的下游。在此，第一nox传感器31测量第一nox信号，优选地作为nox浓度或作为nox质量流量。第二nox传感器32布置在第一scr催化器22的下游，并且在此测量第二nox信号。所有nox传感器31、32将其信号传递给电子的控制器100。此外，第一和第二nox传感器31、32可以设计成除了确定nox浓度之外，还可以确定lambda信号。由于nox传感器31、32除了氮氧化物外，仍然对氨具有横向敏感性，因此它们的信号是氮氧化物和氨的总和信号。然而，第一nox传感器31布置在还原剂配给单元21的上游，因此它仅可靠地测量废气中的氮氧化物量。还原剂配给单元21同样向控制器100报告配给到排气通道11中的氨量。22.在控制器100上，继续计算效率模型，该效率模型确定nox转换率或确定scr催化器在氮氧化物转化中的效率，并提供存储在控制器100上的用于尿素水溶液的配给策略。23.效率模型在此可以设计为反应动力学模型或特性场，其中效率模型以已知的方式根据scr催化器22的温度、尿素配给量、废气质量流量和scr催化器22上游的第一nox信号确定。24.排放测量装置35布置在排气通道11的出口处，它可以安装在车辆上的拖车挂接装置上。优选地，移动的排放测量装置35仅在车辆试验台上安装在车辆上。25.借助于排放测量装置35，可以测量由内燃机10产生的当前排放。在此排放测量装置35优选地可以构造成移动的排放测量器（pems-portableemissionmeasurementsystem）。26.借助于排放测量装置35，可以确定内燃机10在实际行驶运行（rde-真实行驶排放）中的排放。为此，排放测量装置35配备有多个排气传感器，并且优选地能够测量氮氧化物排放（nox）、一氧化碳排放（co）和颗粒排放、lambda信号。27.此外，内燃机10具有未进一步示出的新鲜空气通道或空气抽吸通道，其中优选布置有空气质量传感器、例如热膜质量传感器（hfm）、用于控制输送给内燃机10的空气的节气门。28.内燃机10的转速优选地通过曲轴传感器确定。29.电子的控制器100已知可获得关于燃料喷射量、凸轮轴调节、抽吸通道中的温度、内燃机的温度和排气通道中的温度的信息。这些可以借助于温度传感器确定，但是也可以通过控制器100中计算的模型确定。30.控制器100借助于多个传感器参量以及在控制器100上确定的模型来监控车辆中产生的排放。因此，例如借助于布置在scr催化器22下游的第二nox传感器32，可以确定存在于nox传感器32的位置上的nox浓度akact。因此，可以监控存储在控制器100中的排放限值。例如，如果在能预先给定的时间内，在第二nox传感器32的位置上超过了能预先给定的nox浓度，则可以诊断第二nox传感器32或其它的排气部件的故障。31.内燃机10优选地可以是汽油内燃机、柴油内燃机、气体内燃机或者是氢内燃机。该方法可转移到任何排气通道布置，其中对于待诊断的部件存在优选在控制器100上计算的测量值和/或模型。通过将排气部件的当前测量值与排放测量装置35的相同测量值进行比较，可以结合预先给定的排放阈值对排气部件执行诊断或对排气部件执行精确定位。32.在图2中示出了用于诊断用于车辆的内燃机10的排气通道11中的排气部件的方法的示例性过程。33.在所描述的示例中，限于诊断布置在scr催化器22下游的nox传感器32作为排气部件。然而，该方法可以不受限制地应用于排气通道11中的排气部件，对于该排气通道中的排气部件，可获得用于评估的测量值或建模的测量值。34.在第一步骤200中，借助于控制器100，对车辆的行驶循环执行监控。为此，排气部件32的当前测量值akact，在本例中是第二nox传感器32的nox浓度由控制器100、优选连续地或在1-100ms的预先给定的采样网格中监控。35.如果排气部件32的当前测量值akact超过能预先给定的阈值sak，则在步骤210中继续该方法。36.能预先给定的阈值sak优选在此对应于用于待诊断的排气部件32的阈值，该阈值表示超过了法定的排放立法、例如eu7。该阈值sak优选地在针对相应的排气部件的应用阶段中在控制器100中应用并存储。37.在优选设计中，可延迟地、优选通过滤波来执行超过能预先给定的阈值sak。38.在另一种设计中，借助于在控制器100上计算的用于排气部件32或用于表征排气部件32的测量值akact的监控功能，执行可能超过能预先给定的阈值sak的预测。39.为此，在控制器100中记录排气部件32的当前测量值akact，优选地在能预先给定的时间范围内，并且根据记录的测量值确定由控制器100的排气部件32的测量值的预测。40.如果通过排气部件32的预测测量值确定超过能预先给定的阈值sak，则在步骤210中继续该方法。41.在步骤210中，由控制器100接收和存储内燃机10的能预先给定的运行参数，其通过排气部件32的当前测量值akact来表征超过能预先给定的阈值sak时的当前存在的运行状态。为此，优选地通过控制器100存储诸如内燃机10的质量流量和/或内燃机10的负载信息和/或马达转速neng和/或催化器温度和/或输送给马达的空气的温度和/或废气的温度和/或空燃比和/或nox浓度和/或催化器负荷的运行参数。这些测量值优选地由传感器或者由控制器100中计算的模型通过控制器100确定和存储。在此当前涉及的是内燃机10的运行参量，通过这些运行参量，用于内燃机10的在行驶循环中存在的运行状态可以在用于车辆的内燃机10的车辆试验台上、优选在车间中以尽可能相同或类似的方式再现。42.运行参数可以记录在能预先给定的时间内，或者直到内燃机10的关闭过程，或者直到当前测量值akact不再超过能预先给定的阈值sak，即直到排放不再超过为止。43.随后，在步骤220中继续该方法。44.在步骤220中，通过设定记录的运行参数，在车辆试验台上再现超过能预先给定的阈值sak时存储的车辆的运行状态。此外，在车辆或在车辆的排气通道11的出口处安装有排放测量装置35。如上文所述，排放测量装置35至少设计有与安装在车辆中的相同的传感器，或设计有更多的传感器，或设计有用于分析内燃机10的废气的其他传感器。45.替代地用于排放测量装置35的至少一个传感器也可以是这样的传感器，其通过不同的测量原理确定与安装在排气通道11中的用于诊断排气部件32的传感器相同的测量参量。46.根据记录的运行参数运行内燃机10，并且附加地将待诊断的排气部件，即在本例中第二nox传感器32的当前测量值akact和排放测量装置35的当前测量值evact由控制器100接收和存储。在具体示例中，排放测量装置35设计有nox传感器，并且由此与第二nox传感器32一样可以确定废气中的nox浓度。47.随着具有记录的运行参数的用于车辆的重现的运行状态的完成，可以在步骤230中继续该方法。48.在步骤230中，将在步骤220中存储的和/或确定的第二nox传感器32的当前测量值akact,i与排放测量装置35的确定的当前测量值evact,i之间执行比较。49.在优选设计中，可以执行排放测量装置35的确定的当前测量值evact,i与第二nox传感器32的当前测量值akact,i之间的差d。如果所确定的差d超过能预先给定的上阈值smax，或者差d低于能预先给定的下阈值smin，则第二nox传感器32被识别为有缺陷。否则，由第二nox传感器32确定的当前测量值akact,i被认为是有效的。50.在替代设计中，可以确定第二nox传感器32的确定的当前测量值akact,i与排放测量装置35的确定的当前测量值evact,i之间的商q：。51.如果商qi低于能预先给定的阈值sq、优选是值0.9，则第二nox传感器32被识别为有缺陷。52.如果商qi不低于能预先给定的阈值sq，则由第二nox传感器32确定的当前测量值akact,i被认为是有效的。53.在优选设计中，可以执行第二nox传感器32的确定的当前测量值akact,i和排放测量装置35的确定的当前测量值evact,i的平均值。54.随后，可以在步骤240中继续该方法。55.附加地当识别到用于排气部件32的缺陷时，可以激活车辆的仪表板中的马达控制灯。56.在步骤240中，如果由第二nox传感器32确定的当前测量值akact,i被认为是有效的，则执行所确定的当前测量值akact,i与排放阈值snox的比较。在此所使用的排放阈值snox优选地存储在控制器100中允许的nox浓度的应用阶段中。这在此对应于一个阈值，该阈值优选根据排放立法、例如eu7或carb确定并存储在控制器100中以符合排放立法。57.如果当前测量值akact,i超过能预先给定的排放阈值snox，则第二nox传感器32被识别为有缺陷。58.在替代设计中，还可以识别到与第二nox传感器32物理相关的排气部件的缺陷。59.随后可以结束该方法。60.在另一种设计中，所述方法也可以应用于在控制器100中计算的模型参量，其例如根据传感器值或从传感器值导出的参量中确定。当前第1页12当前第1页12
技术特征：
1.一种用于诊断车辆的内燃机（10）的排气通道中的排气部件（32）的方法，其中，在内燃机（10）的运行期间，特别是在车辆的行驶循环期间借助于控制器（100）监控和记录内燃机（10）的运行参数，其中，如果优选地确定排气部件（32）的当前测量值（ak
act
）超过排气部件（32）的遵守排放的预先给定的排放阈值（s
nox
），则在控制器（100）中存储超过预先给定的排放阈值（s
nox
）的内燃机（10）的当前运行参数，其中，所述运行参数表征内燃机（10）在超过排放时的运行状态，其特征在于，借助于所存储的运行参数在车辆试验台上模拟内燃机（10）在超过预先给定的排放阈值（s
nox
）时的运行状态，并且根据在排气部件（32）的当前测量值（ak
act
）与排放测量装置（35）的当前测量值（ev
act
）和/或预先给定的排放阈值（s
nox
）之间的比较执行排气部件（32）的诊断。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当排气部件（32）的当前测量值（ak
act
）超过排放测量装置（35）的当前测量值（ev
act
）时，排气部件（32）被识别为有缺陷。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当排气部件（32）的当前测量值（ak
act
）与排放测量装置（35）的当前测量值（ev
act
）一致且当前测量值（ak
act
）超过预先给定的排放阈值（s
nox
）时，排气部件（32）被识别为有缺陷。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当排气部件（32）的当前测量值（ak
act
）与排放测量装置（35）的当前测量值（ev
act
）一致且当前测量值（ak
act
）不超过预先给定的排放阈值（s
nox
）时，识别到排气部件为有序。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中，运行参数对应于质量流量和/或负载信息和/或马达转速和/或催化器温度和/或空燃比和/或氮氧化物测量值和/或催化器负荷。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，排放测量装置（35）布置在内燃机（10）的排气通道（11）的出口处。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，至少一个排放测量装置（35）对应于移动的排放测量器（pems-portable emission measurement system）。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，排气部件（32）和排放测量装置（35）的当前测量值（ak
act 、ev
act
）对应于氮氧化物测量值和/或二氧化氮测量值和/或空燃比测量值和/或烟尘颗粒测量值和/或氨测量值（nh3）和/或一氧化碳（co）和/或一氧化二氮（n2o）和/或碳氢化合物测量值（hc）和/或ch4甲烷测量值（ch4）。9.计算机程序，其设立为执行根据权利要求1至8中任一项所述方法的步骤。10.机器可读的存储介质，在其上存储有根据权利要求9所述的计算机程序。11.电子的控制器，其设立为执行根据权利要求1至8中任一项所述方法的步骤。

技术总结
一种用于诊断车辆的内燃机（10）的排气通道中的排气部件（32）的方法，其中，在内燃机（10）的运行期间，特别是在车辆的行驶循环期间借助于控制器（100）监控和记录内燃机（10）的运行参数，其中，如果优选地确定排气部件（32）的当前测量值（AK


技术研发人员：B
受保护的技术使用者：罗伯特
技术研发日：2022.12.08
技术公布日：2023/6/14