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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine,
in deren Abgasbereich eine Abgasbehandlungsvorrichtung angeordnet ist
und bei dem ein Reagenzmittel stromaufwärts vor der Abgasbehandlungsvorrichtung
in den Abgasbereich eingebracht wird, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des
Verfahrens.
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In
der
DE 10 2004
018 221 A1 (nicht vorveröffentlicht) sind ein Verfahren
und eine Vorrichtung beschrieben, bei denen ein unter Druck stehendes Reagenzmittel
in das Abgas einer Brennkraftmaschine vor einen SCR-Katalysator
eingesprüht
wird. Der Reagenzmitteldruck wird in Abhängigkeit von einer Kenngröße auf einen
vorgegebenen Reagenzmittel-Solldruck festgelegt. Als Kenngröße kann
eine Betriebsgröße der Brennkraftmaschine
und/oder eine Kenngröße des Abgases
der Brennkraftmaschine herangezogen werden. Der vorgegebene Reagenzmittel-Solldruck wird im
Rahmen einer Regelung geregelt, bei welcher der Reagenzmittel-Istdruck
von einem Reagenzmittel-Drucksensor erfasst wird. Dem Reagenzmittel
kann Druckluft zugemischt werden. Der Druckluftdruck kann ebenfalls
in Abhängigkeit von
einer Kenngröße im Rahmen
einer Regelung auf einen vorgegebenen Druckluftdruck-Sollwert geregelt
werden, wobei der Druckluft-Istdruck von einem Druckluft-Drucksensor
erfasst wird. Ein Defekt wenigstens eines der Drucksensoren kann
zu einer verminderten Leistungsfähigkeit
des SCR-Katalysators führen mit
der Folge, dass ungereinigtes Abgas in die Umgebung gelangen kann.
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In
der
DE 10 2004
044 506 A1 (nicht vorveröffentlicht) sind ebenfalls
ein Verfahren und eine Vorrichtung beschrieben, bei denen ein unter
Druck stehendes Reagenzmittel in das Abgas einer Brennkraftmaschine
vor einen SCR-Katalysator eingesprüht wird. Die Druckluft wird über ein
Rückschlagventil
geführt,
das einen Öffnungsdruck
aufweist. Vorgesehen ist eine Diagnose des Druckluftdrucks, die
zu einem Startzeitpunkt mit dem Schließen eines Druckluftregelventils
beginnt. Wenigstens zu einem zweiten Zeitpunkt wird überprüft, ob der
Druckluftdruck mindestens einem unteren Schwellenwert entspricht,
der wenigstens näherungsweise
dem zum Umgebungsluftdruck addierten Öffnungsdruck des Rückschlagventils
entspricht. Ein Fehlersignal wird bereitgestellt, wenn die Bedingung
nicht erfüllt
ist.
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In
der
DE 101 59 849
A1 sind ein weiteres Verfahren und eine Vorrichtung beschrieben,
bei denen ein unter Druck stehendes Reagenzmittel in das Abgas einer
Brennkraftmaschine vor einen SCR-Katalysator eingesprüht wird.
Als Reagenzmittel ist Kraftstoff vorgesehen, der als Reduktionsmittel
insbesondere für
den NO2-Anteil im Abgas wirkt.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben
einer Abgasbehandlungsvorrichtung einer Brennkraftmaschine, in deren Abgasbereich
eine Abgasbehandlungsvorrichtung angeordnet ist und bei dem ein
Reagenzmittel stromaufwärts
vor der Abgasbehandlungsvorrichtung in den Abgasbereich eingebracht
wird, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens anzugeben,
die eine hohe Sicherheit gewährleisten.
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Die
Aufgabe wird durch die in den unabhängigen Ansprüchen angegebenen
Merkmale jeweils gelöst.
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Vorteile der
Erfindung
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Das
erfindungsgemäße Betreiben
einer Brennkraftmaschine, in deren Abgasbereich eine Abgasbehandlungsvorrichtung
angeordnet ist, sieht vor, dass ein Reagenzmittel stromaufwärts vor
der Abgasbehandlungsvorrichtung in den Abgasbereich eingebracht
wird. Das Reagenzmittel wird auf einen vorgegebenen Reagenzmittel-Quellendruck
gebracht. In Strömungsrichtung
des Reagenzmittels sind zunächst
ein schaltbares Reagenzmittel-Sicherheitsventil, dann ein kontinuierliches
Reagenzmittel-Dosierventil und danach ein Reagenzmittel-Einbringungs-Rückschlagventil angeordnet.
Erfasst wird der Reagenzmitteldruck im Reagenzmittelpfad, der zwischen
dem Reagenzmittel-Dosierventil und dem Reagenzmittel-Einbringungs-Rückschlagventil liegt. Der erfasste
Reagenzmitteldruck wird in wenigstens einem vorgegebenen Zustand
des Reagenzmittel-Sicherheitsventils und/oder des Reagenzmittel-Dosierventils
mit wenigstens einem Schwellenwert verglichen und bei einer Schwellenüberschreitung
ein Fehlersignal bereitgestellt.
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Die
erfindungsgemäße Vorgehensweise
erhöht
durch die Diagnose des Reagenzmitteldrucks in erheblichem Maße die Sicherheit
beim Betreiben der Brennkraftmaschine, insbesondere dann, wenn das Reagenzmittel
leicht entzündlich
ist, wie beispielsweise Kraftstoff. Mit der erfindungsgemäßen Vorgehensweise
kann ein Leck im Reagenzmittelpfad entdeckt werden. Weiterhin ist
eine Überprüfung der
im Reagenzmittelpfad angeordneten Ventile möglich, die im Fehlerfall klemmen
können.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen und Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorgehensweise
ergeben sich aus abhängigen
Ansprüchen.
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Eine
Ausgestaltung sieht vor, dass überprüft wird,
ob bei geschlossenem Reagenzmittel-Sicherheitsventil und geschlossenem
Reagenzmittel-Dosierventil der Reagenzmitteldruck oberhalb des Abgasdrucks
und unterhalb des Öffnungsdrucks
des Reagenzmittel-Einbringungs-Rückschlagventils
liegt. Damit kann ein Leck zwischen dem Reagenzmittel-Dosierventil
und dem Reagenzmittel-Einbringungs-Rückschlagventil ermittelt werden.
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Eine
Weiterbildung dieser Ausgestaltung sieht vor, dass überprüft wird,
ob nach einem anschließenden Öffnen des
Reagenzmittel-Dosierventils der Reagenzmitteldruck weiterhin oberhalb
des Abgasdrucks und unterhalb des Öffnungsdrucks des Reagenzmittel-Einbringungs-Rückschlagventils liegt. Damit
kann überprüft werden,
ob das Reagenzmittel-Sicherheitsventil in einem zumindest teilweise
geöffneten
Zustand klemmt.
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Eine
nochmals weiter gehende Ausgestaltung sieht vor, dass überprüft wird,
ob nach einem anschließenden Öffnen des
Reagenzmittel-Sicherheitsventils und einem Schließen des
Reagenzmittel-Dosierventils der Reagenzmitteldruck weiterhin oberhalb
des Abgasdrucks und unterhalb des Öffnungsdrucks des Reagenzmittel-Einbringungs-Rückschlagventils
liegt. Damit kann überprüft werden,
ob das Reagenzmittel-Dosierventil in einem zumindest teilweise geöffneten
Zustand klemmt.
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Eine
Ausgestaltung sieht vor, dass überprüft wird,
ob, ausgehend von einem Zustand, bei dem das Reagenzmittel-Sicherheitsventil
geöffnet
und das Reagenzmittel-Dosierventil geschlossen ist, anschließend das
Reagenzmittel-Sicherheitsventil geschlossen und danach das Reagenzmit tel-Dosierventil
geöffnet
wird, der Reagenzmitteldruck ansteigt. Damit kann überprüft werden,
ob das Reagenzmittel-Sicherheitsventil und/oder das Reagenzmittel-Dosierventil
im geschlossen Zustand klemmen.
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Eine
Ausgestaltung sieht vor, dass überprüft wird,
ob bei gleichzeitig geöffnetem
Reagenzmittel-Sicherheitsventil und Reagenzmittel-Dosierventil der
Reagenzmitteldruck oberhalb des Öffnungsdrucks
des Reagenzmittel-Einbringungs-Rückschlagventils
und unterhalb des Reagenzmittel-Quellendrucks liegt. Damit kann überprüft werden,
ob das Reagenzmittel-Einbringungs-Rückschlagventil
im geschlossenen Zustand oder im zumindest teilweise geöffneten
Zustand klemmt.
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Eine
Weiterbildung dieser Ausgestaltung sieht vor, dass überprüft wird,
ob nach einem anschließenden
Schließen
des Reagenzmittel-Sicherheitsventils und einem gleichzeitigen oder
anschließenden
Schließen
des Reagenzmittel-Dosierventils der Reagenzmitteldruck oberhalb
des Abgasdrucks und unterhalb des Öffnungsdrucks des Reagenzmittel-Einbringungs-Rückschlagventils liegt. Insbesondere
kann überprüft werden,
ob der Reagenzmittel-Druckabfall einen vorgegebenen Druckgradienten oder
Differenzenquotienten nicht überschreitet.
Damit kann überprüft werden,
ob das Reagenzmittel-Einbringungs-Rückschlagventil im zumindest
teilweise geöffneten
Zustand klemmt.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
zum Betreiben einer Brennkraftmaschine betrifft zunächst ein
Steuergerät,
das zur Durchführung
des Verfahrens hergerichtet ist.
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Das
Steuergerät
enthält
insbesondere eine Diagnosesteuerung, eine Schwellenwert-Vorgabe sowie
einen Vergleicher, um den Reagenzmitteldruck mit wenigstens einem
Schwellenwert vergleichen zu können.
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Das
Steuergerät
enthält
vorzugsweise wenigstens einen elektrischen Speicher, in dem die
Verfahrensschritte als Computerprogramm abgelegt sind.
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Weitere
vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorgehensweise
ergeben sich aus weiteren abhängigen Ansprüchen und
aus der folgenden Beschreibung.
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Zeichnung
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1 zeigt
ein technisches Umfeld, in welchem ein erfindungsgemäßes Verfahren
abläuft,
und 2a–2c zeigen
Signalverläufe
in Abhängigkeit
von der Zeit.
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1 zeigt
eine Brennkraftmaschine 10, in deren Ansaugbereich 11 eine
Ansaugluft-Erfassung 12 und
in deren Abgasbereich 13 ein Abgas-Drucksensor 14,
ein Reagenzmittel-Einbringungs-Rückschlagventil
ReaIV sowie eine Abgasbehandlungsvorrichtung 15 angeordnet
sind. Die Abgasbehandlungsvorrichtung 15 enthält eine
erste und zweite Abgasbehandlungseinrichtung 16, 17.
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Die
Ansaugluft-Erfassung 12 gibt an ein Steuergerät 20 ein
Luftsignal msL, die Brennkraftmaschine 10 eine Drehzahl
n und der Abgas-Drucksensor 14 ein Abgas-Drucksignal pabg
ab.
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Das
Steuergerät 20 stellt
einer Kraftstoff-Zumessvorrichtung 21 ein Kraftstoffsignal
mK zur Verfügung.
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In
einem Reagenzmittelpfad 22 wird ein Reagenzmittel von einer
Reagenzmittelpumpe 23 auf einen vorgegebenen Reagenzmittel-Quellendruck pQRea
gebracht. Die Reagenzmittelpumpe 23 wird von einem Reagenzmittelpumpen-Ansteuersignal 24 angesteuert,
das eine im Steuergerät 20 angeordnete
Reagenzmittel-Dosiersteuerung 25 bereitstellt.
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Das
Reagenzmittel gelangt an ein Reagenzmittel-Sicherheitsventil ReaCV,
das von der Reagenzmittel-Dosiersteuerung 25 mit einem
Reagenzmittel-Sicherheitsventil-Ansteuersignal 26 geschaltet wird.
Anschließend
gelangt das Reagenzmittel zu einem Reagenzmittel-Dosierventil ReaDV,
das von der Reagenzmittel-Dosiersteuerung 25 mit einem
Reagenzmittel-Dosierventil-Ansteuersignal 27 kontinuierlich
betätigt
wird.
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Stromabwärts nach
dem Reagenzmittel-Dosierventil ReaDV ist ein Reagenzmittel-Einbringungs-Rückschlagventil
ReaIV vorgesehen.
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Zwischen
dem Reagenzmittel-Dosierventil ReaDV und dem Reagenzmittel-Einbringungs-Rückschlagventil ReaIV ist ein
Reagenzmittel-Drucksensor 30 angeordnet, der den Reagenzmitteldruck pRea
einem Vergleicher 31 zur Verfügung stellt.
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Dem
Vergleicher 31 ist eine Schwellenwert-Vorgabe 32 zugeordnet,
die von einer Diagnosesteuerung 33 mit einem Schwellenwert-Vorgabesignal 34 angesteuert
wird. Als Schwellenwerte stehen der Umgebungs-Luftdruck pU, der
Abgasdruck pabg, der Öffnungsdruck
dpReaIV des Reagenzmittel-Einbringungs-Rückschlagventils ReaIV, der
Reagenzmittel-Quellendruck pQRea sowie ein Druckgradient dpRea/dt
zur Verfügung.
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Die
Diagnosesteuerung 33 gibt an die Reagenzmittel-Dosiersteuerung 25 ein
Diagnosesignal 35 ab. Der Reagenzmittel-Dosiersteuerung 25 wird ein
Dosiersignal 36 zur Verfügung gestellt.
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Die
Steuerung 20 enthält
ein Modell 40 zur Ermittlung eines berechneten Abgasdrucks
pabgm in Abhängigkeit
von der Drehzahl n, dem Kraftstoffsignal mK sowie der Abgastemperatur
Tabg.
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2a zeigt
das Reagenzmittel-Sicherheitsventil-Ansteuersignal 26 in
Abhängigkeit
von der Zeit t. Zwischen einem ersten und dritten Zeitpunkt t1,
t3, zwischen einem vierten und sechsten Zeitpunkt t4, t6 sowie nach
einem siebten Zeitpunkt t7 ist das Reagenzmittel-Sicherheitsventil
ReaCV geschlossen. Zwischen dem dritten und vierten Zeitpunkt t3,
t4 sowie zwischen dem sechsten und siebten Zeitpunkt t6, t7 ist
das Reagenzmittel-Sicherheitsventil ReaCV geöffnet.
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2b zeigt
in vereinfachter Darstellung das Reagenzmittel-Dosierventil-Ansteuersignal 27 in
Abhängigkeit
von der Zeit t. Zwischen dem ersten und einem zweiten Zeitpunkt
t1, t2, zwischen dem dritten und einem fünften Zeitpunkt t3, t5 und
nach einem achten Zeitpunkt t8 ist das Reagenzmittel-Dosierventil
ReaDV geschlossen. Zwischen dem zweiten und dritten Zeitpunkt t2,
t3 und zwischen dem fünften
und achten Zeitpunkt t5, t8 ist das Reagenzmittel-Dosierventil ReaDV
geöffnet.
Die Vereinfachung besteht darin, dass das Reagenzmittel-Dosierventil-Ansteuersignal 27 nur
als Schaltsignal eingetragen ist. Das Reagenzmittel-Dosierventil
ReaDV kann jedoch, gegebenenfalls im zeitlichen Mittel, auf einen
kontinuierlich vorgebbaren Durchfluss eingestellt werden. Vorzugsweise
ist ein getakteter Betrieb vorgesehen, bei dem das Reagenzmittel-Dosierventil
ReaDV in schneller zeitlicher Folge vollständig ein- und ausgeschaltet
wird.
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2c zeigt
den Reagenzmitteldruck pRea in Abhängigkeit von der Zeit t. Eingetragen
sind der Umgebungs-Luftdruck pU, der Abgasdruck pabg, der Öffnungsdruck
dpReaIV des Reagenzmittel-Einbringungs-Rückschlagventils ReaIV sowie
der Reagenzmittel-Quellendruck pQRea. Der Reagenzmitteldruck pRea
liegt bis zum fünften
Zeitpunkt t5 unterhalb des Öffnungsdrucks
dpReaIV. Zum fünften
Zeitpunkt t5 liegt ein Startdruck 50 vor, der bis zum sechs ten
Zeitpunkt t6 auf einen Enddruck 51 angestiegen ist. Zwischen
dem fünften
und sechsten Zeitpunkt t5, t6 liegt ein erster oder zweiter Verlauf 52, 53 des
Reagenzmitteldrucks pRea vor. Zum sechsten Zeitpunkt t6 steigt der
Reagenzmitteldruck pRea auf einen Wert unterhalb des Reagenzmittel-Quellendrucks
pQRea an. Zum siebten Zeitpunkt t7 beginnt ein Druckabfall 54,
der zum achten Zeitpunkt t8 unterhalb des Öffnungsdrucks dpReaIV des Reagenzmittel-Einbringungs-Rückschlagventils
ReaIV endet.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
arbeitet folgendermaßen:
Das
Abgas der Brennkraftmaschine 10 enthält unerwünschte Bestandteile wie beispielsweise
Stickoxide und Ruß.
Die Abgasbehandlungsvorrichtung 15 hat die Aufgabe, die
unerwünschten
Bestandteile soweit wie möglich
zu vermindern. Bei der ersten Abgasbehandlungseinrichtung 16,
die Teil der Abgasbehandlungsvorrichtung 15 ist, handelt
es sich beispielsweise um einen Oxidations-Katalysator, der oxidierbare Abgasbestandteile
soweit wie möglich
oxidiert. Alternativ oder zusätzlich
kann die zweite Abgasbehandlungseinrichtung 17 vorgesehen
sein, die ebenfalls Teil der Abgasbehandlungsvorrichtung 15 ist.
Bei der zweiten Abgasbehandlungseinrichtung 17 handelt
es sich beispielsweise um ein Partikelfilter und/oder einen Katalysator,
vorzugsweise einen NOx-Speicherkatalysator oder einen SCR-Katalysator.
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Die
Abgasbehandlungsvorrichtung 15 kann eine Mindesttemperatur
benötigen,
die zur Erfüllung der
Abgas-Reinigungsfunktion überschritten
sein muss. Beispielsweise verläuft
eine Reaktion an einer katalytisch wirkenden Oberfläche innerhalb
eines bestimmten Temperaturfensters optimal ab. Weiterhin kann eine
Mindesttemperatur erforderlich sein, um eine Regeneration insbesondere
der zweiten Abgasbehandlungseinrichtung 17 durchführen zu
können. Beispielsweise
benötigt
ein Partikelfilter zum Starten des Partikel-Abbrands eine Starttemperatur,
die zwischen 450–650°C liegen
kann. Ein NOx-Speicherkatalysator benötigt eine erhöhte Temperatur
während der
Regeneration. Insbesondere zur Regeneration von einer Schwefelvergiftung
werden stark erhöhte Temperaturen
bis 800°C
benötigt.
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Zur
Temperaturerhöhung
des Abgases kann das Reagenzmittel in den Abgasbereich 13 eingebracht
werden, das auf einer katalytisch wirkenden Oberfläche exotherm
reagiert. Das Reagenzmittel-Einbringungs-Rückschlagventil ReaIV kann beispielsweise
stromaufwärts
vor der ersten Abgasbehandlungseinrichtung 16 angeordnet
sein, die beispielsweise als Oxidations-Katalysator ausgestaltet ist. Alternativ
kann das Reagenzmittel-Einbringungs-Rückschlagventil ReaIV stromabwärts nach der
ersten Abgasbehandlungseinrichtung 16 angeordnet sein,
um das Reagenzmittel nur der zweiten Abgasbehandlungseinrichtung 17 zur
Verfügung
zu stellen.
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Insbesondere
kann die zweite Abgasbehandlungseinrichtung 17 ein Reagenzmittel
zur Unterstützung
und/oder zur Durchführung
der Abgas-Reinigungsfunktion benötigen.
Beispielsweise benötigt
ein NOx-Speicherkatalysator ein sauerstoffarmes Abgas zur Durchführung der
Regeneration.
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Bei
dem Reagenzmittel handelt es sich insbesondere um Kraftstoff, sodass
ein separates Mitführen
eines Reagenzmittels in einem Kraftfahrzeug entfallen kann. Aufgrund
der leichten Entzündbarkeit von
Kraftstoff und insbesondere Kraftstoffdampf sind erhöhte Sicherheitsanforderungen
zu erfüllen.
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Der
Reagenzmittelpfad 22 sieht deshalb das Reagenzmittel-Sicherheitsventil
ReaCV vor, das vom Reagenzmittel-Sicherheitsventil-Ansteuersignal 26 entweder
vollständig
geöffnet
oder geschlossen wird. Die Durchflussrate des Reagenzmittels kann
mit dem stromabwärts
angeordneten Reagenzmittel-Dosierventil ReaDV mittels des Reagenzmittel-Dosierventil-Ansteuersignals 27 eingestellt
werden. Vorzugsweise wird das Reagenzmittel-Dosierventil ReaDV kontinuierlich
verstellt, wobei vorzugsweise ein getakteter Betrieb vorgesehen
wird, bei dem das Reagenzmittel-Dosierventil ReaDV in schneller
zeitlicher Folge geöffnet
und geschlossen wird.
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Das
Reagenzmittel-Einbringungs-Rückschlagventil
ReaIV ist aus Sicherheitsgründen
vorzugsweise als Rückschlagventil
realisiert, das den Öffnungsdruck
dpReaIV aufweist, der vom Reagenzmitteldruck zu überwinden ist. Prinzipiell
könnte
das Reagenzmittel-Dosierventil ReaDV unmittelbar im Abgasbereich 13 angeordnet
sein. Aufgrund der im Abgasbereich 13 möglichen hohen Temperaturen kann
es erforderlich sein, das Reagenzmittel-Dosierventil ReaDV vom Abgasbereich 13 getrennt
anzuordnen und die Einbringung des Reagenzmittels mit dem Reagenzmittel-Einbringungs-Rückschlagventil ReaIV
durchzuführen,
welches kostengünstig
mit einer hohen Temperaturbeständigkeit
hergestellt werden kann.
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Der
Reagenzmittel-Drucksensor 30 erfasst den Reagenzmitteldruck
pRea im Reagenzmittelpfad 22 zwischen dem Reagenzmittel-Dosierventil
ReaDV und dem Reagenzmittel-Einbringungs-Rückschlagventil
ReaIV. Eine Bewertung des vom Reagenzmittel-Drucksensor 30 bereitgestellten
Reagenzmitteldrucks pRea hinsichtlich des Absolutwerts und/oder der Änderungen
ermög licht
zunächst
eine Überprüfung, ob
die Verbindung zwischen dem Reagenzmittel-Dosierventil ReaDV und
dem Reagenzmittel-Einbringungs-Rückschlagventil
ReaIV defekt ist. Ein Leck in dieser Verbindung ist mit einer erhöhten Betriebsgefahr
verbunden, da sich entflammbares Reagenzmittel, beispielsweise Kraftstoff,
im Abgasbereich 13 leicht entzünden kann.
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Die
Diagnose des Reagenzmitteldrucks pRea erfolgt im Vergleicher 31 durch
Vergleich mit wenigstens einem vorgegebenen Schwellenwert, der ein
Absolutdruck oder eine Druckänderung
oder ein Druckgradient sein kann. Durch eine Ansteuerung des Reagenzmittel-Dosierventils
ReaDV mit dem Reagenzmittel-Dosierventil-Ansteuersignal 27 und/oder des
Reagenzmittel-Sicherheitsventils
ReaCV mit dem Reagenzmittel-Sicherheitsventil-Ansteuersignal 26 kann
eine gezielte Diagnose durchgeführt
werden. Die Diagnose erstreckt sich auch auf die ordnungsgemäße Funktion
sowohl des Reagenzmittel-Dosierventils ReaDV als auch des Reagenzmittel-Sicherheitsventils
ReaCV als auch des Reagenzmittel-Einbringungs-Rückschlagventils ReaIV. Weiterhin
kann der Reagenzmittel-Quellendruck pQRea überprüft werden.
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Während des
normalen Betriebs der Abgasbehandlungsvorrichtung 15 wird
die Dosierung mit dem Dosiersignal 36 vorgenommen, das
der Reagenzmittel-Dosiersteuerung 25 zugeführt wird.
Der normale Dosierbetrieb kann mit dem Diagnosesignal 35 unterbrochen
werden, das die Diagnosesteuerung 33 bereitstellt. Mit
dem Diagnosesignal 35 kann beispielsweise das Reagenzmittelpumpen-Ansteuersignal 24,
das Reagenzmittel-Sicherheitsventil-Ansteuersignal 26 und/oder
das Reagenzmittel-Dosierventil-Ansteuersignal 27 beeinflusst
werden.
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Gemäß den 2a–2c wird
zum ersten Zeitpunkt t1 zunächst
davon ausgegangen, dass keine Dosierung des Reagenzmittels erfolgt,
wobei sowohl das Reagenzmittel-Sicherheitsventil ReaCV als auch
das Reagenzmittel-Dosierventil ReaDV geschlossen ist. Bis zum zweiten
Zeitpunkt t2 muss der Reagenzmitteldruck pRea zwischen dem Abgasdruck
pabg und dem Öffnungsdruck
dpReaIV des Reagenzmittel-Einbringungs-Rückschlagventils ReaIV liegen.
Der Öffnungsdruck
dpReaIV des Reagenzmittel-Einbringungs-Rückschlagventils ReaIV ist auf
den Abgasdruck pabg zu beziehen, der selbst auf den Umgebungs-Luftdruck
pU zu beziehen ist. Die Bezüge
werden im Vergleicher 32 vor dem Vergleich mit dem Reagenzmitteldruck
pRea hergestellt.
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Der
Abgasdruck pabg liegt während
des Betriebs der Brennkraftmaschine 10 oberhalb des Umgebungs-Luftdrucks
pU, der beispielsweise von einem nicht näher gezeigten Drucksensor ge messen wird.
Der Abgasdruck pabg kann beispielsweise vom Drucksensor 14 gemessen
werden. Alternativ oder zusätzlich,
beispielsweise für
Diagnosezwecke, kann der Abgasdruck pabg mit dem Modell 40 berechnet werden.
Der berechnete Abgasdruck pabgm kann in einfacher Näherung aus
der Drehzahl n und dem Kraftstoffsignal mK ermittelt werden. Gegebenenfalls wird
die Abgastemperatur Tabg berücksichtigt.
Der Abgasdruck pabg liegt bei beispielsweise maximal 500 mbar. Er
wird hauptsächlich
durch den Gegendruck der Abgasbehandlungsvorrichtung 15 bestimmt.
Sofern die zweite Abgasbehandlungseinrichtung 17 als Partikelfilter
realisiert ist, steigt der Gegendruck mit zunehmendem Beladungszustand.
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Zunächst wird
davon ausgegangen, dass sowohl das Reagenzmittel-Sicherheitsventil
ReaCV als auch das Reagenzmittel-Dosierventil ReaDV geschlossen
sind. Der Öffnungsdruck
dpReaIV liegt beispielsweise zwischen 2 und 4 bar. Der Vergleicher 31 vergleicht
den Reagenzmitteldruck pRea mit dem Öffnungsdruck dpReaIV, dem Abgasdruck
pabg und dem Umgebungs-Luftdruck
pU. Wenn der Reagenzmitteldruck pRea wenigstens näherungsweise
dem Umgebungs-Luftdruck pU entspricht, hat die Verbindung zwischen
dem Reagenzmittel-Dosierventil ReaDV und dem Reagenzmittel-Einbringungs-Rückschlagventil
ReaIV ein Leck. Wenn der Reagenzmitteldruck pRea oberhalb des Öffnungsdrucks
dpReaIV liegt, klemmt das Reagenzmittel-Einbringungs-Rückschlagventil ReaIV.
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Zum
zweiten Zeitpunkt t2 wird das Reagenzmittel-Dosierventil ReaDV geöffnet. Das
Reagenzmittel-Sicherheitsventil ReaCV bleibt geschlossen. Der Reagenzmitteldruck
pRea muss weiterhin unterhalb des Öffnungsdrucks dpReaIV und oberhalb
des Abgasdrucks pabg liegen. Wenn der Reagenzmitteldruck pRea über den Öffnungsdruck
dpReaIV ansteigt, klemmt das Reagenzmittel-Sicherheitsventil ReaCV
im geöffneten
Zustand.
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Ab
dem dritten Zeitpunkt t3 wird das Reagenzmittel-Dosierventil ReaDV
geschlossen und das Reagenzmittel-Sicherheitsventil ReaCV geöffnet. Der
Reagenzmitteldruck pRea darf sich daraufhin nicht ändern. Wenn
der Reagenzmitteldruck pRea über
den Öffnungsdruck
dpReaIV ansteigt, klemmt das Reagenzmittel-Dosierventil ReaDV im
geöffneten
Zustand.
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Nach
dem vierten Zeitpunkt t4 werden sowohl das Reagenzmittel-Sicherheitsventil
ReaCV als auch das Reagenzmittel-Dosierventil ReaDV geschlossen.
Der Reagenzmitteldruck pRea darf sich dann weiterhin nicht ändern. Inzwischen
liegt der Reagenzmittel-Quellendruck pQRea durch das Öffnen des
Reagenzmittel-Sicherheitsventils ReaCV am Reagenzmittel-Dosierventil ReaDV
an. Ein Druckanstieg des Reagenzmitteldrucks pRea ab dem vierten Zeitpunkt
t4 würde
bedeuten, dass das Reagenzmittel-Dosierventil ReaDV ab dem vierten
Zeitpunkt t4 im geöffneten
Zustand klemmt.
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Ab
dem fünften
Zeitpunkt t5 wird das Reagenzmittel-Dosierventil ReaDV geöffnet, während gleichzeitig
das Reagenzmittel-Sicherheitsventil ReaCV weiterhin geschlossen
bleibt. Aufgrund des am Reagenzmittel-Dosierventil ReaDV liegenden
Reagenzmittel-Quellendrucks pQRea muss ab dem fünften Zeitpunkt t5 ein Druckanstieg
auftreten, der mit dem Startdruck 50 beginnt und mit dem
Enddruck 51 endet. Der Vergleicher 31 muss überprüfen, ob
der Enddruck 51 oberhalb des Startdrucks 50 liegt.
Der Vergleich kann dadurch erfolgen, dass in der Schwellenwert-Vorgabe 32 der
zu Beginn des fünften
Zeitpunkts t5 vorliegende Startdruck 50 gespeichert und mit
dem zum sechsten Zeitpunkt t6 vorliegenden Enddruck 51 verglichen
wird. Der Verlauf des Reagenzmitteldrucks pRea kann gemäß dem ersten
oder zweiten Druckverlauf 52, 53 erfolgen. Sofern
der Reagenzmitteldruck pRea dem ersten Druckverlauf 52 entspricht,
erreicht der stromabwärts
nach dem Reagenzmittel-Sicherheitsventil ReaCV herrschende Druck
aus, den Öffnungsdruck
dpReaIV zumindest kurzzeitig zu überwinden,
während
dies beim zweiten Signalverlauf 53 nicht der Fall ist.
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Zum
sechsten Zeitpunkt t6 werden sowohl das Reagenzmittel-Sicherheitsventil
ReaCV als auch das Reagenzmittel-Dosierventil ReaDV gleichzeitig geöffnet. Der
Reagenzmitteldruck pRea muss oberhalb des Öffnungsdrucks dpReaIV und unterhalb
des Reagenzmittel-Quellendrucks pQRea liegen. Dieser Zustand entspricht
dem normalen Dosierbetrieb. Wenn sich der Reagenzmitteldruck pRea
nicht ändert,
klemmt entweder das Reagenzmittel-Sicherheitsventil ReaCV oder das
Reagenzmittel-Dosierventil ReaDV im geschlossenen Zustand. Es können auch
beide Ventile ReaCV, ReaDV im geschlossenen Zustand klemmen.
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Zum
siebten Zeitpunkt t7 wird das Reagenzmittel-Sicherheitsventil ReaCV
geschlossen. Daraufhin muss der Druckabfall 54 auftreten.
Der im Vergleicher 31 mit dem vorgegebenen Druckgradienten dpRea/dt
verglichen wird. Der Druckgradient dpRea/dt kann beispielsweise
als Differenzenquotient angenähert
werden. Der Vergleich erfolgt zu einem vorgegebenen Zeitpunkt oder
in einem vorgegebenen Zeitintervall innerhalb des zwischen dem siebten
und achten Zeitpunkt t7, t8 liegenden Zeitintervalls.
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Das
zeitlich versetzte Schließen
des Reagenzmittel-Dosierventils ReaDV gegenüber dem Schließen des
Reagenzmittel-Sicherheitsventils ReaCV zum achten Zeitpunkt t8 ist
vorgesehen, damit das Volumen zwischen dem Reagenzmittel-Sicherheitsventil
ReaCV und dem Reagenzmittel-Dosierventil ReaDV nicht vorzeitig zum
siebten Zeitpunkt t7 abgesperrt wird. Nach dem achten Zeitpunkt
t8 kann weiterhin überprüft werden,
ob der Reagenzmitteldruck pRea knapp unterhalb des Öffnungsdrucks dpReaIV
liegt. Bei einem zu schnellen Druckabfall 54 klemmt das
Reagenzmittel-Einbringungs-Rückschlagventil
ReaIV im geöffneten
Zustand.
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Sofern
der Vergleicher 31 wenigstens eine Schwellenüberschreitung
feststellt, wird das Fehlersignal F bereitgestellt, das in einen
Fehlerspeicher hinterlegt werden und/oder zur Anzeige gebracht werden
kann.
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Eine
Plausibilisierung des vom Reagenzmittel-Drucksensor 30 bereitgestellten
Reagenzmitteldrucks pRea kann beispielsweise mit dem Reagenzmittel-Quellendruck
pQRea, dem Abgasdruck pabg und/oder dem Umgebungs-Luftdruck pU erfolgen.