DE102016200721A1 - Method for monitoring NOx sensors - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung von NOx-Sensoren (5, 6) in einem Abgasnachbehandlungssystem (1) eines Kraftfahrzeugs, welches mindestens einen SCR-Katalysator (4) aufweist, wobei ein Signal eines NOx-Sensors (6), welcher stromaufwärts des SCR-Katalysators (4) positioniert ist mit einem NOx-Wert stromabwärts des SCR-Katalysators (4) verglichen wird, bevor der SCR-Katalysator (4) eine Schwellentemperatur (Tth) überschritten hat.The invention relates to a method for monitoring NOx sensors (5, 6) in an exhaust aftertreatment system (1) of a motor vehicle, which has at least one SCR catalytic converter (4), wherein a signal of a NOx sensor (6), which upstream of the SCR catalyst (4) positioned is compared with a NOx value downstream of the SCR catalyst (4) before the SCR catalyst (4) has exceeded a threshold temperature (Tth).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung von NOx-Sensoren in einem Abgasnachbehandlungssystem eines Kraftfahrzeugs. Ferner betrifft die Erfindung ein Computerprogramm, das jeden Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens ausführt, wenn es auf einem Rechengerät abläuft, sowie ein maschinenlesbares Speichermedium, welches das Computerprogramm speichert. Schließlich betrifft die Erfindung ein elektronisches Steuergerät, welches eingerichtet ist, um das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen.The present invention relates to a method for monitoring NOx sensors in an exhaust aftertreatment system of a motor vehicle. Furthermore, the invention relates to a computer program, which executes each step of the method according to the invention, when it runs on a computing device, as well as a machine-readable storage medium, which stores the computer program. Finally, the invention relates to an electronic control device which is set up to carry out the method according to the invention.

Stand der TechnikState of the art

Da immer strengere Grenzwerte für NOx-Emissionen (Stickoxid-Emissionen) eingeführt werden, werden verschiedenste Abgasnachbehandlungstechnologien entwickelt, um eine Kontrolle der NOx-Emissionen im Abgas eines Dieselmotors zu erreichen. Eine dieser Technologien zur Abgasnachbehandlung ist die selektive katalytische Reduktion in einem SCR-Katalysator. Dabei werden die im Abgas enthaltenen Stickoxide am SCR-Katalysator mithilfe von Ammoniak zu Stickstoff (N2) reduziert.As more and more stringent NOx emission (NOx) limits are introduced, a variety of exhaust aftertreatment technologies are being developed to control NOx emissions in the exhaust of a diesel engine. One of these exhaust aftertreatment technologies is selective catalytic reduction in an SCR catalyst. The nitrogen oxides contained in the exhaust gas are reduced on the SCR catalytic converter by means of ammonia to nitrogen (N 2 ).

Zur Überwachung von Abgaskomponenten, wie beispielsweise SCR-Katalysatoren, werden derzeit unter anderem NOx-Sensoren verwendet. Die Gesetzgebung schreibt sowohl diese Überwachung von Katalysatoren als auch eine sehr genaue Diagnose der Sensoren selbst vor. Insbesondere die stromabwärts eines SCR- oder eines NSC-Katalysators (NOx storage catalyst, Stickoxidspeicherkatalysator) positionierten NOx-Sensoren sind sehr schwer zu überwachen, da sie gereinigtem Abgas ausgesetzt sind und die Emissionen und somit das Messsignal sehr gering sind.NOx sensors are currently used to monitor exhaust gas components, such as SCR catalysts. The legislation prescribes both this monitoring of catalysts and a very accurate diagnosis of the sensors themselves. In particular, the NOx sensors positioned downstream of an SCR or NSC (NOx storage catalyst) catalyst are very difficult to monitor because they are exposed to purified exhaust gas and the emissions and thus the measurement signal are very low.

Aus der DE 10 2013 203 578 A1 ist bereits ein Verfahren zur Überwachung eines Abgasnachbehandlungssystem bekannt, welches wenigstens eine erste SCR-Katalysatoreinrichtung und eine, in Abgasströmrichtung angeordnete zweite SCR-Katalysatoreinrichtung aufweist. Bei dem in diesem Dokument beschriebenen Verfahren wird eine Betriebsphase, in der die Betriebstemperatur der zweiten SCR-Katalysatoreinheit so niedrig ist, dass in diesem SCR-Katalysator praktisch keine NOx-Reduktion stattfindet, genutzt, um auf der Basis von Signalen eines NOx-Sensors stromabwärts der zweiten Katalysatoreinheit auf die Funktion der ersten SCR-Katalysatoreinheit zu schließen. From the DE 10 2013 203 578 A1 A method for monitoring an exhaust aftertreatment system is already known which has at least one first SCR catalytic converter device and one second SCR catalytic converter device arranged in the exhaust gas flow direction. In the method described in this document, an operating phase in which the operating temperature of the second SCR catalyst unit is so low that there is virtually no NOx reduction in this SCR catalyst is utilized to operate downstream based on signals from a NOx sensor the second catalyst unit to close the function of the first SCR catalyst unit.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Überwachung von NOx-Sensoren in einem Abgasnachbehandlungssystem eines Kraftfahrzeugs, welches mindestens einen SCR-Katalysator aufweist, wird ein Signal eines NOx-Sensors, welcher stromabwärts des SCR-Katalysators positioniert ist mit einem NOx-Wert stromaufwärts des SCR-Katalysators verglichen, bevor der SCR-Katalysator eine Schwellentemperatur überschritten hat. Dabei bezeichnet die vorgebbare Schwellentemperatur insbesondere die sogenannte light-off-Temperatur, also die Temperatur ab der der oder die Katalysatoren aktiv sind und somit eine Umwandlung von NOx zu Stickstoff stattfindet. Der Vergleich von NOx-Werten stromabwärts und stromaufwärts des SCR-Katalysators vor Erreichen der light-off-Temperatur ist sehr vorteilhaft, da in dieser Phase die NOx-Reduktionswirkung des SCR-Katalysators noch nicht eingesetzt hat. In dieser Phase zeigen intakte NOx-Sensoren stromabwärts und stromaufwärts des SCR-Katalysators den gleichen NOx-Wert und verhalten sich dynamisch identisch. Weichen die NOx-Werte voneinander ab, so kann auf einen Fehler geschlossen werden.In the inventive method for monitoring NOx sensors in an exhaust aftertreatment system of a motor vehicle having at least one SCR catalyst, a signal of a NOx sensor, which is positioned downstream of the SCR catalyst with a NOx value upstream of the SCR catalyst compared before the SCR catalyst has exceeded a threshold temperature. In this case, the predefinable threshold temperature denotes, in particular, the so-called light-off temperature, that is to say the temperature at which the catalyst (s) are active and thus a conversion of NOx to nitrogen takes place. The comparison of NOx values downstream and upstream of the SCR catalyst before reaching the light-off temperature is very advantageous since the NOx reduction effect of the SCR catalyst has not yet started in this phase. In this phase, intact NOx sensors downstream and upstream of the SCR catalyst show the same NOx value and behave dynamically identically. If the NOx values deviate from one another, an error can be deduced.

Bevorzugter Weise wird das Signal des stromabwärts des SCR-Katalysators positionierten NOx-Sensors mit einem Modellwert eines Modells der NOx-Emissionen verglichen wird, welcher die NOx-Emissionen stromaufwärts des SCR-Katalysators repräsentiert. Durch die Verwendung eines modellierten Wertes für die NOx-Emissionen stromaufwärts des SCR-Katalysators kann vorteilhafter Weise auf den Einbau eines NOx-Sensors stromaufwärts des SCR-Katalysators verzichtet werden.Preferably, the signal of the NOx sensor positioned downstream of the SCR catalyst is compared to a model value of a model of NOx emissions that represents the NOx emissions upstream of the SCR catalyst. The use of a modeled value for the NOx emissions upstream of the SCR catalytic converter advantageously makes it possible to dispense with the installation of a NOx sensor upstream of the SCR catalytic converter.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird das Signal des stromabwärts des SCR-Katalysators positionierten NOx-Sensors mit mindestens einem Signal eines NOx-Sensors stromaufwärts des SCR-Katalysators verglichen. Auf diese Weise wird vorteilhafter Weise ein bereits vorhandener NOx-Sensor stromaufwärts des SCR-Katalysators verwendet und es kann auf eine aufwendige Modellierung des NOx-Wertes stromaufwärts des SCR-Katalysators verzichtet werden. According to a preferred embodiment, the signal of the NOx sensor positioned downstream of the SCR catalyst is compared with at least one signal of a NOx sensor upstream of the SCR catalyst. In this way, an already existing NOx sensor is advantageously used upstream of the SCR catalyst and can be dispensed with a complex modeling of the NOx value upstream of the SCR catalyst.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Überwachung von NOx-Sensoren umfasst insbesondere mehrere Schritte. Zunächst werden die NOx- und die Temperatursensoren des Abgasnachbehandlungssystems eingeschaltet. Nachfolgend wird geprüft, ob eine Eingangstemperatur des SCR-Katalysators unterhalb einer Schwellentemperatur liegt. Anschließend wird die Überwachung des NOx-Sensors durchgeführt, wobei gleichzeitig die Eingangstemperatur des SCR-Katalysators überwacht wird.The inventive method for monitoring NOx sensors comprises in particular several steps. First, the NOx and the temperature sensors of the exhaust aftertreatment system are turned on. Subsequently, it is checked whether an input temperature of the SCR catalyst is below a threshold temperature. Subsequently, the monitoring of the NOx sensor is performed while monitoring the input temperature of the SCR catalyst.

Vorteilhafter Weise werden die NOx-Sensoren bereits vor Taupunktende beheizt. Dabei wird der Zeitpunkt des Taupunktendes insbesondere mit einem zeitlichen Sicherheitsabstand im Steuergerät vorgegeben. Ein Vorteil dieses Vorgehens ist, dass die NOx-Sensoren zeitnah nach einer Inbetriebnahme des Kraftfahrzeugs messbereit sind und somit das Verfahren zur Überwachung der NOx-Sensoren zeitnah nach dem Motorstart durchgeführt werden kann.Advantageously, the NOx sensors are already heated before the dew point. In this case, the time of the dew point end is specified in particular with a time margin in the control unit. An advantage of this approach is that the NOx sensors are promptly after a Commissioning of the motor vehicle are ready to measure and thus the method for monitoring the NOx sensors can be carried out promptly after the engine start.

Vorzugsweise wird bei dem Vergleich der NOx-Werte die Kreuzkorrelation dieser Werte gebildet. Dies ist eine einfache statistische Methode, um zwei Werte miteinander zu vergleichen. Preferably, in the comparison of the NOx values, the cross-correlation of these values is formed. This is a simple statistical method for comparing two values.

Gemäß einer Ausführungsform wird sowohl das stromabwärts des SCR-Katalysators als auch das stromaufwärts des SCR-Katalysators ermittelte NOx-Signal mit einem Modellwert verglichen. Auf diese Weise ist ein Pin-Pointing möglich, so dass vorteilhafter Weise auf einfache Weise festgestellt werden kann, welcher der beiden NOx-Sensoren einen Fehler aufweist. According to one embodiment, both the downstream of the SCR catalyst and the upstream of the SCR catalyst detected NOx signal is compared with a model value. In this way, a pin-pointing is possible, so that advantageously can be easily determined which of the two NOx sensors has an error.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird der Vergleich der Signale der NOx-Sensoren für eine Steuerung und/oder Regelung des Abgasnachbehandlungssystems verwendet. Der sehr genaue Vergleich der NOx-Sensoren liefert vorteilhafter Weise wichtige Informationen für die Steuerung und Regelung des Abgasnachbehandlungssystems. Die Signale der NOx-Sensoren sind wichtige Eingänge für die Vorsteuerung und Regelung bzw. die Adaption der Reduktionsmitteldosierung für den SCR-Katalysator. Des Weiteren ist die erfindungsgemäße Bestimmung des Verhaltens der NOx-Sensoren bei kalter und inaktiver Abgasanlage genauer, einfacher und zuverlässiger als die Auswertung der NOx-Sensorsignale bei aktivem SCR-Katalysator. Die Ergebnisse der erfindungsgemäßen Überwachung der NOx-Sensoren können verwendet werden, um Informationen über Driften der NOx-Sensoren zu lernen. According to a further embodiment, the comparison of the signals of the NOx sensors is used for a control and / or regulation of the exhaust aftertreatment system. The very accurate comparison of the NOx sensors advantageously provides important information for the control and regulation of the exhaust aftertreatment system. The signals from the NOx sensors are important inputs for the precontrol and regulation or the adaptation of the reducing agent metering for the SCR catalytic converter. Furthermore, the inventive determination of the behavior of the NOx sensors with cold and inactive exhaust system is more accurate, simpler and more reliable than the evaluation of the NOx sensor signals with active SCR catalyst. The results of monitoring the NOx sensors according to the invention may be used to learn information about drifting of the NOx sensors.

Die Erfindung umfasst weiterhin ein Computerprogramm, welches eingerichtet ist jeden Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen, insbesondere wenn es auf einem Rechengerät oder einem elektronischen Steuergerät ausgeführt wird. Es ermöglicht die Implementierung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf einem elektronischen Steuergerät, ohne hieran bauliche Veränderungen vornehmen zu müssen. The invention further comprises a computer program which is set up to carry out each step of the method according to the invention, in particular if it is executed on a computing device or an electronic control device. It allows the implementation of the method according to the invention on an electronic control unit, without having to make any structural changes thereto.

Die Erfindung umfasst außerdem ein maschinenlesbares Speichermedium, auf welchem das Computerprogramm gespeichert ist, sowie ein elektronisches Steuergerät, welches eingerichtet ist, das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen.The invention also comprises a machine-readable storage medium on which the computer program is stored, and an electronic control unit which is set up to carry out the method according to the invention.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen. Hierbei können die einzelnen Merkmale jeweils für sich oder in Kombination miteinander verwirklicht sein.Further advantages and features of the invention will become apparent from the following description of embodiments in conjunction with the drawings. In this case, the individual features can be implemented individually or in combination with each other.

Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing

In der Zeichnung zeigt:In the drawing shows:

1 schematisch ein erstes Abgasnachbehandlungssystem, in welchem mittels eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, NOx-Sensoren überwacht werden, 1 1 schematically shows a first exhaust aftertreatment system in which NOx sensors are monitored by a method according to an embodiment of the invention;

2 schematisch ein zweites Abgasnachbehandlungssystem, in welchem mittels eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, NOx-Sensoren überwacht werden 2 schematically a second exhaust aftertreatment system, in which by means of a method according to an embodiment of the invention, NOx sensors are monitored

3 schematisch den Ablauf des Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der Erfindung und 3 schematically the flow of the method according to an embodiment of the invention and

4 schematisch den Verlauf einer Temperatur eines SCR-Katalysators. 4 schematically the course of a temperature of an SCR catalyst.

Ausführungsbeispiele der ErfindungEmbodiments of the invention

1 zeigt schematisch ein erstes Abgasnachbehandlungssystem 1 eines Kraftfahrzeugs (nicht dargestellt), in welchem mittels eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, NOx-Sensoren überwacht werden. Das Abgasnachbehandlungssystem 1 weist einen NSC/cDPF Katalysator (NOx storage catalyst (NOx-Speicherkatalysator) und beschichteter Dieselpartikelfilter) 2, eine Reduktionsmittel-Dosierstelle 3, einen SCR-Katalysator 4, einen ersten NOx-Sensor 5 stromaufwärts des SCR-Katalysators 4, einen zweiten NOx-Sensor 6, stromabwärts des SCR-Katalysators 4, einen ersten Temperatursensor 8 stromaufwärts des NSC/cDPF Katalysators 2, einen zweiten Temperatursensor 9 stromabwärts des NSC/cDPF Katalysators 2 sowie ein elektronisches Steuergerät 7 auf. Das Steuergerät 7 weist eine Datenverbindung zu den NOx-Sensoren 5, 6 und zu den Temperatursensoren 8, 9 auf. 1 schematically shows a first exhaust aftertreatment system 1 a motor vehicle (not shown), in which by means of a method according to an embodiment of the invention, NOx sensors are monitored. The exhaust aftertreatment system 1 has an NSC / cDPF catalyst (NOx storage catalyst and coated diesel particulate filter) 2 , a reductant dosing point 3 , an SCR catalyst 4 , a first NOx sensor 5 upstream of the SCR catalyst 4 , a second NOx sensor 6 , downstream of the SCR catalyst 4 , a first temperature sensor 8th upstream of the NSC / cDPF catalyst 2 , a second temperature sensor 9 downstream of the NSC / cDPF catalyst 2 as well as an electronic control unit 7 on. The control unit 7 has a data connection to the NOx sensors 5 . 6 and to the temperature sensors 8th . 9 on.

2 zeigt schematisch ein zweites Abgasnachbehandlungssystem 10 eines Kraftfahrzeugs (nicht dargestellt), in welchem mittels eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, NOx-Sensoren überwacht werden. 2 schematically shows a second exhaust aftertreatment system 10 a motor vehicle (not shown), in which by means of a method according to an embodiment of the invention, NOx sensors are monitored.

Das Abgasnachbehandlungssystem 10 weist ebenso wie das in 1 gezeigte Abgasnachbehandlungssystem 1 einen SCR-Katalysator 4, einen ersten NOx-Sensor 5 stromaufwärts des SCR-Katalysators 4 und einen zweiten NOx-Sensor 6, stromabwärts des SCR-Katalysators 4 auf. Des Weiteren befindet sich in dem Abgasnachbehandlungssystem 10 ein weiterer NOx-Sensor 12, welcher stromaufwärts eines SCRF-Katalysators (SCR-Katalysator mit Partikelfilter) 11 angeordnet ist, eine Reduktionsmitteldosierstelle 3, ein erster Temperatursensor 13, stromaufwärts des SCR-Katalysators 4 und ein zweiter Temperatursensor 14, stromaufwärts des SCRF-Katalysators 11. Schließlich weist auch das Abgasnachbehandlungssystem 10 ein elektronisches Steuergerät 7 auf, welches eine Datenverbindung zu den drei NOx-Sensoren 5, 6, 12 und den beiden Temperatursensoren 13, 14 aufweist.The exhaust aftertreatment system 10 as well as in 1 shown exhaust aftertreatment system 1 an SCR catalyst 4 , a first NOx sensor 5 upstream of the SCR catalyst 4 and a second NOx sensor 6 , downstream of the SCR catalyst 4 on. Furthermore, it is located in the exhaust aftertreatment system 10 another NOx sensor 12 , which upstream of a SCRF catalyst (SCR catalyst with particle filter) 11 is arranged, a Reduktionsmitteldosierstelle 3 , a first temperature sensor 13 , upstream of the SCR catalyst 4 and a second temperature sensor 14 , upstream of the SCRF catalyst 11 , Finally, the exhaust aftertreatment system also points 10 an electronic control unit 7 which is a data link to the three NOx sensors 5 . 6 . 12 and the two temperature sensors 13 . 14 having.

3 zeigt schematisch den Ablauf des Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Zunächst wird das Verfahren in Verbindung mit dem ersten Abgasnachbehandlungssystem 1 beschrieben. Das Verfahren läuft in mehreren Schritten ab. Zu Beginn des Verfahrens wird das Kraftfahrzeug im Schritt 20 in Betrieb genommen. In diesem Schritt erfolgen auch das Einschalten der NOx-Sensoren 5, 6 und der Temperatursensoren 8, 9 sowie das Einschalten der Sensorheizung der NOx-Sensoren 5, 6. Somit werden die beiden NOx-Sensoren 5, 6 bereits vor Taupunktende beheizt. Dabei wird der Zeitpunkt des Taupunktendes mit einem zeitlichen Sicherheitsabstand im Steuergerät 7 vorgegeben. Im folgenden Schritt 21 wird geprüft, ob die Sensoren 5, 6, 8, 9 messbereit sind. Sollten die Sensoren 5, 6, 8, 9 noch nicht messbereit sein, so wird der Schritt 21 des Verfahrens erneut ausgeführt. Wird in Schritt 21 festgestellt, dass die Sensoren 5, 6, 8, 9 messbereit sind, so wird anschließend in Schritt 22 geprüft, ob eine Eingangstemperatur Te des SCR-Katalysators 4 unterhalb einer vorgebbaren Schwellentemperatur Tth liegt, indem das Signal des Temperatursensors 9 geprüft wird. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Schwellentemperatur Tth im Wesentlichen die sogenannte light-off-Temperatur, also die Temperatur ab der der SCR-Katalysator 4 aktiv wird und somit eine Reduktionswirkung des SCR-Katalysators 4 einsetzt. Zur Sicherheit wird von der light-off-Temperatur noch ein vorgebbarer Wert abgezogen, so dass der Schwellenwert Tth etwas niedriger ist als die light-off-Temperatur. Das Taupunktende liegt oberhalb der Schwellentemperatur Tth. Überschreitet die Eingangstemperatur Te des SCR-Katalysators 4 bereits die Schwellentemperatur Tth, so wird in Schritt 23 die Überwachung der NOx-Sensoren 5, 6 nicht gestartet. Wird in Schritt 22 festgestellt, dass die Eingangstemperatur Te des SCR-Katalysators 4 unterhalb der Schwellentemperatur Tth liegt, so wird im folgenden Schritt 24 die Überwachung der NOx-Sensoren 5, 6 durchgeführt, wobei gleichzeitig der Schritt 25 durchgeführt wird, in dem die Eingangstemperatur Te des SCR-Katalysators 4 weiterhin überwacht wird. In Schritt 24 des Verfahrens werden auch jeweils Modellwerte für die NOx-Emissionen an den jeweiligen Positionen der Sensoren 5, 6 mittels eines Modells berechnet. Sobald die Eingangstemperatur Te die Schwellentemperatur Tth überschreitet wird die Überwachung in Schritt 23 abgebrochen und das Ergebnis wird verworfen. Solange die Eingangstemperatur Te des SCR-Katalysators 4 geringer ist als die Schwellentemperatur Tth wird die Überwachung der NOx-Sensoren 5, 6 weiterhin durchgeführt. Zur Überwachung des NOx-Sensors 6 wird das Signal dieses Sensors mit dem Signal des stromaufwärts des SCR-Katalysators 4 positionierten NOx-Sensors 5 verglichen. Sind die beiden NOx-Sensoren 5, 6 intakt, so liefert der stromabwärts des SCR-Katalysators 4 angeordneten NOx-Sensor 6 den gleichen NOx-Wert wie der NOx-Sensor 5 und beide NOx-Sensoren verhalten sich dynamisch identisch. Weicht das Verhalten eines der beiden Sensoren ab, so kann auf einen Fehler geschlossen werden. Dazu wird in Schritt 26 geprüft, ob die Signale der beiden NOx-Sensoren 5, 6 identisch sind. Ist dies der Fall, so wird in Schritt 27 des Verfahrens ausgegeben, dass beide NOx-Sensoren 5, 6 intakt sind. Wird in Schritt 26 festgestellt, dass die Signale der beiden NOx-Sensoren 5, 6 unterschiedlich sind, so wird in Schritt 28 ein Pin-Pointing durchgeführt, bei dem die Signale beider NOx-Sensoren jeweils mit einem in Schritt 24 bereits berechneten Modellwert eines Modells der NOx-Emissionen an den jeweiligen Positionen der Sensoren 5, 6 verglichen werden. Als Ergebnis dieses Pin-Pointings wird in Schritt 29 ausgegeben, welcher der beiden NOx-Sensoren 5, 6 nicht intakt ist. 3 schematically shows the procedure of the method according to an embodiment of the invention. First, the method will be used in conjunction with the first exhaust aftertreatment system 1 described. The procedure takes place in several steps. At the beginning of the process, the motor vehicle in step 20 put into operation. In this step, the switching on of the NOx sensors take place 5 . 6 and the temperature sensors 8th . 9 and switching on the sensor heater of the NOx sensors 5 . 6 , Thus, the two NOx sensors become 5 . 6 already heated before the dew point. In this case, the time of the dew-point end with a time margin in the control unit 7 specified. In the following step 21 it checks if the sensors 5 . 6 . 8th . 9 are ready to measure. Should the sensors 5 . 6 . 8th . 9 not yet ready to measure, so will the step 21 of the procedure again. Will in step 21 found that the sensors 5 . 6 . 8th . 9 are ready to measure, then will be in step 22 checked whether an inlet temperature T e of the SCR catalyst 4 is below a predetermined threshold temperature T th by the signal of the temperature sensor 9 is checked. In this embodiment, the threshold temperature T th is substantially the so-called light-off temperature, ie the temperature from the SCR catalyst 4 becomes active and thus a reduction effect of the SCR catalyst 4 starts. For safety, a predefinable value is subtracted from the light-off temperature, so that the threshold value T th is slightly lower than the light-off temperature. The dew point end is above the threshold temperature T th . Exceeds the inlet temperature T e of the SCR catalyst 4 already the threshold temperature T th , so in step 23 the monitoring of the NOx sensors 5 . 6 not started. Will in step 22 found that the inlet temperature T e of the SCR catalyst 4 is below the threshold temperature T th , then in the following step 24 the monitoring of the NOx sensors 5 . 6 performed simultaneously with the step 25 is carried out in which the inlet temperature T e of the SCR catalyst 4 continues to be monitored. In step 24 of the method also each model values for the NOx emissions at the respective positions of the sensors 5 . 6 calculated by a model. As soon as the inlet temperature T e exceeds the threshold temperature T th , the monitoring in step 23 aborted and the result is discarded. As long as the inlet temperature T e of the SCR catalyst 4 is lower than the threshold temperature T th is the monitoring of the NOx sensors 5 . 6 continued to be performed. For monitoring the NOx sensor 6 The signal from this sensor is the signal from the upstream of the SCR catalyst 4 positioned NOx sensor 5 compared. Are the two NOx sensors 5 . 6 intact, so supplies the downstream of the SCR catalyst 4 arranged NOx sensor 6 the same NOx value as the NOx sensor 5 and both NOx sensors behave dynamically identically. If the behavior of one of the two sensors deviates, then an error can be deduced. This will be done in step 26 checked whether the signals of the two NOx sensors 5 . 6 are identical. If this is the case, then in step 27 of the method issued that both NOx sensors 5 . 6 are intact. Will in step 26 found that the signals of the two NOx sensors 5 . 6 are different, so will be in step 28 performed a pin-pointing, in which the signals of both NOx sensors with one in step 24 already calculated model value of a model of NOx emissions at the respective positions of the sensors 5 . 6 be compared. As a result of this pin pointing will step in 29 output, which of the two NOx sensors 5 . 6 is not intact.

Zur Verdeutlichung des zeitlichen Ablauf des Verfahrens ist in 4 der Verlauf der Eingangstemperatur Te des SCR-Katalysators in Abhängigkeit der Zeit t aufgetragen. Kurz nach der Inbetriebnahme des Kraftfahrzeugs bei t = 0 sind die NOx-Sensoren messbereit. Der Messstatus der NOx-Sensoren ist durch die Linie II gekennzeichnet. An dem Überschneidungspunkt der Linie II und der Eingangstemperatur Te beginnt das Zeitfenster in dem die Überwachung des NOx-Sensors 6 durchführbar ist. Im Verlauf der Zeit steigt die Eingangstemperatur Te an. Sobald die Eingangstemperatur Te die Schwellentemperatur Tth überschritten hat, kann die Überwachung des NOx-Sensors 6 nicht mehr durchgeführt werden. Dieser Zeitpunkt markiert somit das Ende des Überwachungszeitfensters, welches in 4 mit I bezeichnet ist.To clarify the timing of the method is in 4 the course of the inlet temperature T e of the SCR catalyst as a function of time t plotted. Shortly after commissioning of the motor vehicle at t = 0, the NOx sensors are ready for measurement. The measurement status of the NOx sensors is indicated by the line II. At the point of intersection of the line II and the inlet temperature T e , the time window begins in the monitoring of the NOx sensor 6 is feasible. Over time, the input temperature T e increases . As soon as the inlet temperature T e has exceeded the threshold temperature T th , monitoring of the NOx sensor can take place 6 no longer be carried out. This time thus marks the end of the monitoring time window, which in 4 is denoted by I.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird das Signal des NOx-Sensors 6 mit einem Modellwert eines Modells der NOx-Emissionen verglichen, welcher die NOx-Emissionen stromaufwärts des SCR-Katalysators repräsentiert. According to another embodiment, the signal of the NOx sensor 6 is compared with a model value of a model of NOx emissions, which represents the NOx emissions upstream of the SCR catalyst.

Gemäß einer noch anderen Ausführungsform wird zum Vergleich des Signals des NOx-Sensors 6 mit einem NOx-Wert stromaufwärts des SCR-Katalysators eine Kreuzkorrelation angewendet. Dabei kann die Kreuzkorrelation beispielsweise wie folgt berechnet werden:

Figure DE102016200721A1_0002
wobei fNOx5 der Verlauf des NOx-Wertes stromaufwärts des SCR-Katalysator 4 ist, fNOx6 der Verlauf des NOx-Wertes stromabwärts des SCR-Katalysator 4 und τ der zeitliche Versatz der beiden NOx-Wert-Verläufe. According to yet another embodiment, to compare the signal of the NOx sensor 6 with a NOx value upstream of the SCR catalyst, cross-correlation is applied. The cross-correlation can be calculated, for example, as follows:
Figure DE102016200721A1_0002
where f NOx5 is the course of the NOx value upstream of the SCR catalyst 4 f, NOx6 is the course of the NOx value downstream of the SCR catalyst 4 and τ the temporal offset of the two NOx value curves.

In einer noch anderen Ausführungsform wird der Vergleich der NOx-Werte stromabwärts und stromaufwärts des SCR-Katalysators 4 für die Steuerung und Regelung des Abgasnachbehandlungssystem 1 verwendet. Dabei dienen die ermittelten NOx-Sensorsignale als Eingänge für die Vorsteuerung und Regelung bzw. für die Adaption der Dosierung der Reduktionsmittellösung.In yet another embodiment, the comparison of the NOx levels becomes downstream and upstream of the SCR catalyst 4 for the control and regulation of the exhaust aftertreatment system 1 used. The determined NOx sensor signals serve as inputs for the precontrol and regulation or for the adaptation of the dosage of the reducing agent solution.

Alle oben genannten Ausführungsformen sind auch in dem in 2 dargestellten Abgasnachbehandlungssystem 10 durchführbar. In diesem Fall wird allerdings zur Überwachung der Eingangstemperatur Te des SCR-Katalysators 4 der Temperatursensor 14 verwendet. Mit dem in dem Abgasnachbehandlungssystem 10 zusätzlich verbauten NOx-Sensor 12 ist es möglich, dass alle drei NOx-Sensoren 5, 6, 12 mit einander verglichen werden. Auf diese Weise kann sehr sicher diagnostiziert werden, welcher der NOx-Sensoren eine Drift aufweist. All the above embodiments are also in the in 2 illustrated exhaust aftertreatment system 10 feasible. In this case, however, to monitor the inlet temperature T e of the SCR catalyst 4 the temperature sensor 14 used. With the in the exhaust aftertreatment system 10 additionally installed NOx sensor 12 It is possible that all three NOx sensors 5 . 6 . 12 be compared with each other. In this way it can be diagnosed very reliably which of the NOx sensors has a drift.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102013203578 A1 [0004] DE 102013203578 A1 [0004]

Claims (11)

Verfahren zur Überwachung von NOx-Sensoren (5, 6, 12) in einem Abgasnachbehandlungssystem (1, 10) eines Kraftfahrzeugs, welches mindestens einen SCR-Katalysator (4) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Signal eines NOx-Sensor (6), welcher stromabwärts des SCR-Katalysators (4) positioniert ist mit einem NOx-Wert stromaufwärts des SCR-Katalysators (4) verglichen wird, bevor der SCR-Katalysator (4) eine Schwellentemperatur (Tth) überschritten hat.Method for monitoring NOx sensors ( 5 . 6 . 12 ) in an exhaust aftertreatment system ( 1 . 10 ) of a motor vehicle, which has at least one SCR catalytic converter ( 4 ), characterized in that a signal of a NOx sensor ( 6 ), which downstream of the SCR catalyst ( 4 ) is positioned with a NOx value upstream of the SCR catalyst ( 4 ) is compared before the SCR catalyst ( 4 ) has exceeded a threshold temperature (T th ). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal des stromabwärts des SCR-Katalysators (4) positionierten NOx-Sensors (6) mit einem Modellwert eines Modells der NOx-Emissionen verglichen wird, welcher die NOx-Emissionen stromaufwärts des SCR-Katalysators (4) repräsentiert.A method according to claim 1, characterized in that the signal of the downstream of the SCR catalyst ( 4 ) positioned NOx sensor ( 6 ) is compared with a model value of a model of NOx emissions, which is the NOx emissions upstream of the SCR catalyst ( 4 ). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal des stromabwärts des SCR-Katalysators (4) positionierten NOx-Sensors (6) mit mindestens einem Signal eines NOx-Sensors (5, 12) stromaufwärts des SCR-Katalysators (4) verglichen wird.A method according to claim 1, characterized in that the signal of the downstream of the SCR catalyst ( 4 ) positioned NOx sensor ( 6 ) with at least one signal of a NOx sensor ( 5 . 12 ) upstream of the SCR catalyst ( 4 ) is compared. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: a. Einschalten (20) der Sensoren, b. Prüfen (22), ob eine Eingangstemperatur (Te) des SCR-Katalysators (4) unterhalb einer Schwellentemperatur (Tth) liegt und c. Durchführung (24) der Überwachung des NOx-Sensors (6) mit gleichzeitiger Überwachung der Eingangstemperatur (Te) des SCR-Katalysators (4). Method according to one of the preceding claims, characterized in that the method comprises the following steps: a. Turn on ( 20 ) of the sensors, b. Check ( 22 ), whether an inlet temperature (T e ) of the SCR catalyst ( 4 ) is below a threshold temperature (T th ) and c. Execution ( 24 ) the monitoring of the NOx sensor ( 6 ) with simultaneous monitoring of the inlet temperature (T e ) of the SCR catalyst ( 4 ). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die NOx-Sensoren (5, 6, 12) bereits vor Taupunktende beheizt werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the NOx sensors ( 5 . 6 . 12 ) are heated already before the dew point. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Vergleich der NOx-Werte die Kreuzkorrelation der Werte gebildet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that in the comparison of the NOx values, the cross-correlation of the values is formed. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl das stromabwärts des SCR-Katalysators (4) als auch das stromaufwärts des SCR-Katalysators (4) ermittelte NOx-Signal mit einem Modellwert verglichen werden.Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that both the downstream of the SCR catalyst ( 4 ) as well as the upstream of the SCR catalyst ( 4 ) NOx signal to be compared with a model value. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Vergleich der Signale der NOx-Sensoren (5, 6, 12) für eine Steuerung und/oder Regelung des Abgasnachbehandlungssystem (1, 10) verwendet wird. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the comparison of the signals of the NOx sensors ( 5 . 6 . 12 ) for a control and / or regulation of the exhaust aftertreatment system ( 1 . 10 ) is used. Computerprogramm, welches eingerichtet ist, jeden Schritt des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 durchzuführen.A computer program adapted to perform each step of the method of any one of claims 1 to 8. Maschinenlesbares Speichermedium, auf welchem ein Computerprogramm nach Anspruch 9 gespeichert ist.A machine-readable storage medium on which a computer program according to claim 9 is stored. Elektronisches Steuergerät (7), welches eingerichtet ist, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 durchzuführen.Electronic control unit ( 7 ) arranged to perform the method according to any one of claims 1 to 8.
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