用于检查车辆中的排气系统的方法和用于执行该方法的控制设备与流程

1.本发明基于根据本发明的方法和控制设备。


背景技术：

2.用于检查车辆中的排气系统的方法和相应的控制设备是已知的，其中控制设备从车辆的传感器获取数据并且控制设备向车辆的执行机构(stellglieder)发送控制命令。此外，这种类型的控制设备可以借助通信连接与外部的、位于车辆外部的计算装置进行通信。如此，车辆或控制设备的功能可以借助外部的计算装置来监测。


技术实现要素：

3.本发明的优点
4.与此相比，根据本发明的用于检查车辆中的排气系统的方法和根据本发明的控制设备具有以下优点：对排气系统的正常的运行进行外部检查。如此，防止通过控制设备的或车辆的或排气系统的篡改(manipulationen)损害排气系统的运行方式。尤其是，如此可以确保对通过将尿素注入到scr催化器中来确保去除nox的系统进行篡改，以便将尿素的消耗最小化。由于单单通过影响车辆或排气系统的控制设备软件无法预测外部干预何时发生，因此可以确保外部计算装置对排气系统以类别“运行正常(in ordnung)”或“被篡改”进行可靠的评估。如此，提高了排气系统的运行安全性和可靠性。
5.通过可选实施例的特征得出另外的优点和改进。通过存储用于主动干预的方法步骤，在外部计算装置和控制设备之间交换的必要数据量可以保持为低。替代地，相应的方法步骤可以由外部计算装置发送，由此进一步改进了方法的篡改安全性。尤其是，外部计算装置可以针对主动干预选择不同的方法步骤。特别简单地，可以主动干预用于scr催化器的还原剂的所计量的数量的改变或scr催化器中的还原剂的料位(f
ü
llstandes)的改变。在此，不仅可以使用还原剂的增加，还可以使用还原剂的减少。替代地，可以在改变scr催化器的运行温度方面或通过干预发动机的nox原始排放进行主动干预。通过外部计算装置对排气系统的主动干预进行触发可以根据车辆的运行持续时间或其他时间常数来触发。替代地，仅当基于先前的运行数据推测出排气系统被篡改时，外部计算装置才可以触发主动干预。如此，可以将对排气系统进行主动干预的数量保持为低。此外，在主动干预之前，可以检查车辆是否处于合适的运行条件中。合适的运行条件也可以在于车辆的位置，该位置由相应的gps数据或车辆的导航数据确定。如此，可以确保主动干预仅在如下运行条件下或位置处发生：在所述运行条件下或所述位置中，通过主动干预引起的、排气净化的可能变差是相对没有问题的。
附图说明
6.本发明的实施例在附图中示出并在下面的描述中更详细地阐述。
7.附图示出：
8.图1示出本发明的第一实施例；和
9.图2示出本发明的第二实施例。
具体实施方式
10.在图1中示出了带有内燃机的车辆中的控制设备1，其用于控制该车辆中的排气系统。为此，控制设备1从车辆的传感器获取信号，例如关于内燃机的负荷和转速、流入的空气的测量值或排气的nox含量。此外，控制设备1操控执行机构或执行器(aktoren)，所述执行机构或执行器例如影响所输送的空气量、注入的燃料量或者还有scr催化器系统中的还原剂(nh3)的注入量，以减少排气中的nox。车辆中的排气系统的这种类型的控制装置1的目的是将排放至环境的nox的数量保持为尽可能地低。为了节省用于还原剂的成本，如下地篡改这种类型的控制设备1用于控制scr排气设备，使得虽然抑制了还原剂的注入，但是仍然假装正常的运行。由于所排放的nox数量在排气设备的出口处通常接近于零，因此仅存在少量可能性对可靠的运行或篡改进行可信度检验(plausibilisieren)。
11.根据本发明，为此提出了车辆中的控制设备1和布置在车辆外的外部计算装置之间的交互，通过所述交互可以对是否发生了篡改进行改进的检查。为了检查潜在的篡改，由外部计算装置主动干预控制设备1或排气系统。通过这种干预，通过控制设备1对排气系统的运行进行改变，然后通过由控制设备1再次发送给外部计算装置的信号来检查所述主动干预。当然，如果主动干预引起在催化器的出口处出现的排气发生改变，其可以通过布置在催化器下游的传感器(例如nox传感器)处的测量来证明，则这种类型的行动可以特别简单地被识别出来。替代地，主动影响可以引起操控的调整，该调整然后由控制设备引起相应的再调整(nachregelung)。然后，在一定的动态运行情况下，这种再调整可以通过排气系统的作用方式(wirkungsweise)的暂时变差来识别。例如，在关于还原剂的所计量的数量影响scr排气系统的情况下或在具有还原剂的scr排气系统的料位发生改变时，就是这种情况。
12.在主动干预的情况下，在还原剂超计量或scr催化器系统的温度升高的情况下，在一定的观察期内基于交叉敏感的nox传感器识别出还原剂(nh3)的逃逸(schlupf)(例如在干预后基于超计量量和/或nh3逃逸模型确定)。示例性地，可以说明：在观察期内，利用nox传感器计算的效率必须变差一个预给定的值(参见de102021212868，未预先公布)。在这种情况下，在观察期内将测量一定的nh3浓度(绝对值或积分)。替代地，在scr催化器系统计量不足或温度低的情况下，可以识别出对nox逃逸的识别。观察期由计量不足的nh3量和/或模拟的nox效率低于阈值来确定，如上所述。该分析处理是基于scr之前识别出的nox峰值(通过梯度识别)和scr之后与此相关的信号的分析处理(例如基于效率)来进行的。这也可以在多个峰值上合理地进行。此外，可以在观察期内持续观察效率。在此，效率必须相应于干预而变差。
13.对排气系统的各种主动干预特别适合于识别排气系统的篡改。
14.a)减少计量量：
15.减少计量量导致nox转化率降低并且因为导致在scr催化器下游的nox传感器上的能够与零区分的nox信号。特别简单的是，预给定一个所谓的α，即所输送的nh3(由计量量计
算)与scr催化器上游的nox排放(或者说转换排气中的nox分量所需的nh3)的比率。如果预给定一个恒定的α，例如(α＝0.8)，则在满足一定的条件(催化器温度在合适的范围内，排气质量流量不太高，......)下在未被篡改的系统中出现～80％的效率。除了检查最终状态(效率＝80％)之外，还可以在nox信号中观察到从“正常”计量到基于α的计量的转变。在正常情况下，催化器仍可从其nh3存储中运行一段时间，并实现转化率》80％。这种行为的检查导致这种行为的复制(nachbildung)是特别难的，因为nh3料位不是直接可见的，而一个良好的运行策略必须明确考虑nh3料位并对其进行控制。转变回到正常计量在此也可以进行可信度检验。
16.b)降低nh3的目标料位：
17.将目标料位降低到低于正常料位的预给定的值具有与a)相似的效果。由这种降低的料位所产生的效率无法简单地预测，由此产生了在变通方案(umgehung)方面的附加的安全性。针对未被篡改的系统所预期的相应nox值可以通过在控制设备中计算的模型值进行本地分析处理或者还发送到云并在那里进行比较。将催化器温度、scr之前的nox排放以及必要时另外的参量传输至云(在所述云中存储了用于所设定的料位的模型)提供了更高的安全性。在云中检查用于所设定的催化器运行点(给定温度下的目标料位)的三个数值(scr前的nox、scr后的nox和催化器温度)的时间记录(zeitmitschriebe)是否相互匹配。主动干预和外部计算装置中的建模的这种类型的组合分析处理虽然是复杂的、但是非常可靠。
18.c)增加计量：
19.增加计量量导致scr催化器的稳定填充。根据催化器温度和nh3的开始料位，这在一定的超计量量(nox转化不需要的数量)后导致nh3逃逸，所述nh3逃逸是在下游的nox传感器上测量的。在这种情况下，在不考虑物理关系(zusammenhang)的情况下，特性也难以预测，并且因此对于变通方案而言难以复制。(在低排放影响方面)特别简单的是，当其应用于由2个催化器组成的催化器系统的第一scr催化器时，应用该方法。为了检查而产生的nh3逃逸被存储在第二scr中，并且可以在那里随后用于nox转化。
20.d)提高目标料位：
21.提高目标料位导致超计量并导致与c)中相似的系统反应。
22.e)提高排气温度：
23.提高排气温度——例如通过电加热器或驱动式加热措施(例如抑制(androsselung)空气输送或其他的燃料注入模式)——导致更高的催化器温度，所述更高的催化器温度导致低的nh3的存储能力。在这种情况下引起在scr下游的nh3逃逸，所述nh3逃逸可以考虑用于对系统特性进行可信度检验(参见c)。
24.f)降低排气温度(例如通过放弃加热)：
25.如果降低排气温度并且因而降低催化器温度，则如在降低料位或计量不足的情况下那样预期出现短期的nox突变(durchbruch)，并且可以用于进行可信度检验。与正常运行相比，排气温度可以要么通过放弃加热措施来降低，所述加热措施是将温度维持在一个高水平上所必需的，要么通过切换到不同的发动机运行来降低，所述发动机运行导致更冷的排气。
26.g)改变nox原始排放：
27.如果通过改变发动机运行(尤其是排气再循环率)在短时间内增加原始排放，则在
合适的条件下可以在催化器下游实现nox突变，所述nox突变可以用于可信度检验。
28.所描述的措施可以单独地或者组合地使用。这可以同时进行(例如增加nox原始排放和减少计量量)或者彼此相继地进行(例如首先降低目标料位并且然后提高目标料位)。也可以基于当前的运行条件(主要是scr温度)选择主动措施。如此，在温度下降时，该料位可以特别简单和快速地保持在一个相对于良好转化所需的料位较低的值上，从而引起nox逃逸(在更低的温度下，scr催化器的nh3存储能力更大，绝对相等的负载相应于较低的相对负载)。在温度升高的情况下，可能触发超计量，所述超计量由于然后更高的温度而特别快地导致nh3逃逸。
29.主动干预可以循环地(例如每2000km或在500km和2000km之间随机地)执行。替代地，主动干预是在推测的情况下触发的，即被动地分析处理数据并且在推测出存在篡改的情况下(所述推测不能安全地确认或不能与系统中的故障区分开)触发主动干预，以便确认这种推测或使这种推测无效。在另一构型方案中，主动干预可以按比例地(skaliert)进行，如此例如可以激活小的计量不足并且仅在这没有导致积极的结果(即安全地未被篡改)的情况下才可以激活更强的计量不足或者还激活其他的干预。
30.用于控制主动干预的逻辑、即主动干预的使能和预给定可以存储在控制设备中，并且每个开始信号或触发信号由外部计算装置激活，或者在外部计算装置中运行。在这种情况下，通过外部计算装置直接预给定控制设备中的要影响的参量(例如目标料位)。使能条件在此确保：仅当所述条件允许进行有效力的测量时才激活干预，另一方面，所预计的排放影响尽可能低。
31.在另外的实施方案中，基于gps信号来预测可能的运行条件，并且将这些可能的运行条件一同包含在使能逻辑内。如果可以一同考虑导航设备的数据或者学习路线并且因而更好地预测，则可以实现预测的附加的准确性。如上所述，scr催化器的温度是用于激活主动干预的一个决定性参量。
32.在图1中，除了控制设备1之外，还示出了至少一个外部计算装置2，通过所述外部计算装置可以对控制设备1的运行进行可信度检验或检查。控制设备1和外部计算装置2为此通过通信连接进行连接。通信连接通常通过无线电信号的交换来实现，例如根据移动无线电标准(例如lte)。外部计算装置2也可以由多个计算装置组成的联合体(verbund)组成，所述多个计算装置共同地实现下面描述的方法步骤。
33.在步骤101中，控制设备1从外部计算装置2的步骤201接收来自外部计算装置2的开始信号，从而开始将控制设备1的数据发送给外部计算装置2。然后，外部计算装置2在步骤201中分析处理如此接收到的数据，并在随后的步骤202中决定是否应该进行主动诊断。如果在步骤201中根据控制设备1的发送数据不能确定对篡改的推测，则在步骤202之后再次进行步骤201。如果在步骤202中确定控制设备1的可能篡改，则在步骤202之后进行步骤203。同样，在步骤202中，主动干预的必要性也可以根据控制设备1的运行持续时间或利用所述控制设备运行的车辆的运行持续时间(每2000km)或简单的时间条件(每月一次)来触发。
34.在步骤203中，然后检查用于主动干预的条件是否得到满足。为此，将开始信号发送到控制设备1，从而触发步骤102。在步骤102中，求取如下数据：所述数据是确定用于主动干预的合适的运行状态所需的。这种类型的合适的运行状态可以是，例如内燃机的确定的
负荷或转速，或scr催化器所达到的温度。替代地，也可以借助导航系统或gps数据来考虑车辆的位置，以便仅在确定的地理区域中允许可能在短时间内导致排气排放变差的主动干预。如果在步骤203中没有确定用于主动干预的条件，则在步骤203之后再次进行步骤203。如果在步骤203中确定用于主动干预的条件，则在步骤203之后进行步骤204。
35.在步骤204中，外部计算装置控制控制设备1的主动干预，其方式是，将相应的控制信号和开始信号发送给控制设备1。通过如此发送的控制信号，在步骤103中，控制设备1实现措施a)至g)来控制车辆或排气系统。此外，在步骤103中，对由主动干预所产生的车辆或排气系统的测量值进行测量，并传输给外部计算装置2。此外，在步骤204中，对数据进行分析处理，并且在随后的步骤205中对结果进行分析处理。如果已确定车辆被篡改，则在随后的步骤206中存储相应的确定。如果没有确定车辆被篡改，则在随后的步骤207中存储相应的确定。在步骤226或207之后进行步骤208，在该步骤208中停用主动干预。为此，向控制设备1发送相应的信号，在该控制设备中然后在步骤104中然后结束对车辆的控制的主动干预。此外，在这个步骤中，也可以在控制设备1中进行诊断结果“被篡改”或“未被篡改”的存储。必要时对成功的步骤104进行相应的反馈。
36.在步骤208之后还进行步骤209，在所述步骤209中检查是否已再次实现正常运行、即没有主动干预的运行。一直执行这个步骤，直到在实现正常运行时再次进行第一步骤201。
37.在根据图1的方法中，控制设备1是相对被动的，并且诊断的方法步骤的顺序的控制完全由外部计算装置2来进行。在图2中示出了替代的方法，在该替代的方法中，控制设备1在车辆的诊断中发挥了更主动的作用。
38.在根据图2的方法中，控制设备1在方法步骤301中持续地收集对于评估排气系统重要相关的数据，并将这些数据传输给外部计算装置2。在外部计算装置2中，持续进行方法步骤401，在该方法步骤中，在排气系统的篡改的推测方面检查所述数据。在步骤401之后进行步骤402。如果没有对篡改突发(manipulationsblitze)的推测，则在步骤402之后再次(持续地)进行步骤401。如果存在对篡改的推测，则在步骤402之后进行步骤403。
39.步骤403检查控制设备1的数据，所述数据是由控制设备1中的步骤302持续提供的。一直进行步骤403，直到识别出对车辆进行主动干预的合适运行条件。如果识别出用于主动干预的合适运行条件，则在步骤403之后进行步骤404。
40.在步骤404中，外部计算装置2将开始信号发送给控制设备1中的步骤304。在步骤304中，作为对开始信号的响应，对排气系统进行主动干预。然而，这种主动干预已经完全存储在控制设备1中，使得不需要通过外部计算装置2进行控制。在此，也可以根据控制设备1中的确定的算法来选择主动干预a)至g)的各种变型方案。替代地，通过步骤404的开始信号，主动干预a)至g)的确定的变型方案也可以有针对性地由外部计算装置2操控。但是，主动干预的各种变型方案的各个步骤(例如调整控制值、读取传感器数据和将用于执行器的控制值复位)存储在控制设备1中。此外，步骤304将相应的重要相关的测量结果传输给外部计算装置2，例如在步骤404中分析处理所述测量结果。
41.在外部计算装置2中的步骤404之后进行步骤405，在该步骤中对通过主动干预造成的诊断结果进行分析处理。如果已确认对篡改的推测，则在步骤406中存储相应的条目“车辆被篡改”。如果对篡改的推测没有得到确认，则在步骤407中存储相应的条目“车辆未
被篡改”。在步骤406和407之后进行步骤408。在步骤408中，等待控制设备1的相应的状态信号。该状态信号由控制设备1中的步骤305产生，该步骤305跟随步骤304。通过步骤305显示终止对排气系统的主动干预。一直执行步骤408，直到确定了主动干预的终止。然后再次进行步骤401，在该步骤中对排气系统的可能篡改推测进行持续监测。

技术特征：
1.一种用于检查车辆中的排气系统的方法，其中，在所述车辆中，控制设备(1)从所述车辆的传感器获取数据并向所述车辆的执行机构发送控制指令，其中，所述控制设备与布置在所述车辆外的外部计算装置(2)处于通信连接中，其特征在于，所述外部计算装置(2)促使所述控制设备(1)通过操作所述车辆的执行机构主动干预所述排气系统，所述控制设备(1)获取所述排气系统的传感器数据并将其转发给所述外部计算装置(2)，所述外部计算装置(2)根据所述传感器的传感器数据将所述排气系统评估为“运行正常”或“被篡改”。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述控制设备(1)中存储用于所述主动干预的方法步骤，并且用于所述主动干预的方法步骤由所述外部计算装置(2)触发。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，用于所述主动干预的方法步骤由所述外部计算装置(2)发送给所述控制设备(1)，并且然后由所述控制设备(1)在所述车辆中执行。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述主动干预导致用于scr催化器的还原剂的计量量的改变，或导致scr催化器中的还原剂的料位的改变。5.根据前述权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述主动干预导致scr催化器的运行温度的改变。6.根据前述权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述主动干预导致内燃机的nox原始排放的改变，所述内燃机的排气被输送给所述排气系统。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述控制设备(1)将所述排气系统的传感器数据提供给所述外部计算装置(2)，所述外部计算装置(2)根据所述传感器数据推测所述排气系统的篡改并且然后触发所述主动干预用于对所述排气系统进行诊断。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，仅当所述车辆具有合适的运行条件时才触发所述主动诊断。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，将gps数据或导航数据用于确定合适的运行条件。10.一种用于执行根据前述权利要求所述的方法的控制设备(1)，其特征在于，设置有根据外部计算装置(2)的接收到的信号对车辆的排气系统进行主动干预的装置。

技术总结
提出一种用于检查车辆中的排气系统的方法和控制设备，其中，在所述车辆中，控制设备(1)从所述车辆的传感器获取数据并向所述车辆的执行机构发送控制指令。所述控制设备与布置在所述车辆外的外部计算装置(2)处于通信连接中。所述外部计算装置(2)促使所述控制设备(1)通过操作所述车辆的执行机构主动干预所述排气系统。所述控制设备(1)获取所述排气系统的传感器数据，所述控制设备将所述传感器数据转发给所述外部计算装置(2)。所述外部计算装置(2)根据所述传感器的传感器数据将所述排气系统评估为“运行正常”或“被篡改”。。。


技术研发人员：H
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：2023/6/12