DE102005014662A1 - Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

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Abstract

Es werden ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (10) und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens vorgeschlagen, die eine Diagnose des Abgasbereichs (13) vorsehen, in welchem eine Abgasbehandlungsvorrichtung (15) zum Konvertieren wenigstens einer unerwünschten Abgaskomponente (NOx) angeordnet ist. Aus der stromaufwärts vor der Abgasbehandlungsvorrichtung (15) ermittelten und der stromabwärts nach der Abgasbehandlungsvorrichtung (15) gemessenen Abgaskomponente (NOx) wird ein Maß für die Konvertierung (etaIst) ermittelt und mit einem vorgebbaren Schwellenwert (etaS) verglichen. Bei einer Schwellenunterschreitung wird ein Fehlersignal (F1) bereitgestellt. Die erfindungsgemäße Vorgehensweise ermöglicht insbesondere das Detektieren einer Manipulation im Abgasbereich (13) wie beispielsweise die Verwendung eines Dummys in der Abgasbehandlungsvorrichtung (15) oder beispielsweise eine bewusst mangelhaft ausgeführte Beschichtung eines in der Abgasbehandlungsvorrichtung (15) angeordneten Bauteils.

Description

  • Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, das eine Diagnose eines Abgasbereichs vorsieht, in welchem eine Abgasbehandlungsvorrichtung zum Konvertieren wenigstens einer unerwünschten Abgaskomponente angeordnet ist, und von einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Gattung der unabhängigen Ansprüche.
  • In der DE 44 26 020 A1 ist ein Verfahren beschrieben, bei dem die Funktionsfähigkeit eines in einem Abgasbereich einer Brennkraftmaschine angeordneten Katalysators überwacht wird. Die Überwachung wird anhand der Temperaturerhöhung durchgeführt, die durch die exotherme Umsetzung oxidierbarer Abgasbestandteile im Katalysator auftritt. Ermittelt werden zwei Temperatursignale, wobei das erste Temperatursignal auf einer Messung der Temperatur stromabwärts nach dem Katalysator beruht und das zweite Temperatursignal mit Hilfe eines Modells berechnet wird.
  • In der DE 103 58 195 A1 ist ein Verfahren zur Überwachung eines in einem Abgasbereich einer Brennkraftmaschine angeordneten Bauteils beschrieben, bei dem das Tiefpassverhalten, welches durch die Wärmekapazität des Bauteils bestimmt ist, überprüft wird durch eine Bewertung eines Maßes einer ersten Abgastemperatur, die vor dem zu überwachenden Bauteil auftritt und einer zweiten Abgastemperatur, die von einem Temperatursensor nach dem zu überwachenden Bauteil erfasst wird. Das beschriebene Verfahren ermöglicht eine Überwachung des Bauteils auf eine Veränderung, die beispiels weise bei einer unzulässigen Manipulation aufgetreten sein kann. Im Extremfall kann das zu überwachende Bauteil, beispielsweise ein Katalysator und/oder ein Partikelfilter, vollständig entfernt worden sein. Die Überwachung erfolgt entweder im Rahmen von Kontrollen, die im Hinblick auf die Einhaltung von Abgasnormen durchgeführt werden müssen, oder während des normalen Betriebs der Brennkraftmaschine.
  • Aus der DE 10 2004 031 624 A1 (nicht vorveröffentlicht) ist ein Verfahren zum Betreiben eines zur Reinigung des Abgases einer Brennkraftmaschine verwendeten Katalysators und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens bekannt geworden, die eine Steuerung oder Regelung eines Reagenzmittel-Füllstands im Katalysator auf einen vorgegebenen Speichersollwert vorsehen. Die gezielte Vorgabe des Speichersollwerts stellt einerseits sicher, dass in instationären Betriebszuständen der Brennkraftmaschine eine ausreichende Menge an Reagenzmittel zur möglichst vollständigen Beseitigung wenigstens einer unerwünschten Abgaskomponente zur Verfügung steht und dass andererseits ein Reagenzmittelschlupf vermieden wird. Beschrieben ist ein Modell des Katalysators, das den Reagenzmittel-Füllstand im Katalysator anhand des in den Katalysator einströmenden Reagenzmittelstroms, gegebenenfalls des in den Katalysator einströmenden NOx-Massenstroms, gegebenenfalls des den Katalysator verlassenden NOx-Massenstroms und gegebenenfalls eines Reagenzmittelschlupfs ermittelt.
    •
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, das eine Diagnose eines Abgasbereichs vorsieht, in welchem eine Abgasbehandlungsvorrichtung zum Konvertieren wenigstens einer unerwünschten Abgaskomponente angeordnet ist, und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens anzugeben.
  • Die Aufgabe wird durch die in den unabhängigen Ansprüchen angegebenen Merkmale jeweils gelöst.
  • Vorteile der Erfindung
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine sieht eine Diagnose des Abgasbereichs vor, in welchem eine Abgasbehandlungsvorrichtung zum Konvertieren wenigstens einer unerwünschten Abgaskomponente angeordnet ist. Aus der stromaufwärts vor der Abgasbehandlungsvorrichtung ermittelten und stromabwärts nach der Abgasbehandlungsvorrichtung gemessenen Abgaskomponente wird ein Maß für die Konvertierung ermittelt und mit einem vorgebbaren Schwellenwert verglichen. Wenn der Schwellenwert unterschritten wird, erfolgt die Bereitstellung eines Fehlersignals.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine Diagnose des gesamten Abgasbereichs. Erkannt werden beispielsweise mechanische Defekte, die zur Folge haben, dass beispielsweise nicht der gesamte Abgasstrom durch die Abgasbehandlungsvorrichtung strömt. Sofern die Abgasbehandlungsvorrichtung einen Katalysator enthält, kann eine Aussage zur Funktionsfähigkeit der Katalysator-Beschichtung getroffen werden. Die erfindungsgemäße Vorgehensweise ermöglicht insbesondere das Detektieren einer Manipulation im Abgasbereich wie beispielsweise die Verwendung eines Dummys in der Abgasbehandlungsvorrichtung oder beispielsweise eine bewusst mangelhaft ausgeführte Beschichtung eines in der Abgasbehandlungsvorrichtung angeordneten Bauteils. Weiterhin kann das vollständige Fehlen der Abgasbehandlungsvorrichtung erkannt werden.
  • Der Schwellenwert kann im einfachsten Fall fest vorgegeben werden. Der Schwellenwert kann auf einen Wert von beispielsweise 50% des Maßes für die Konvertierung festgelegt werden, die unter normalen Betriebsbedingungen der Abgasbehandlungsvorrichtung erwartet werden. Der Schwellenwert ist vorzugsweise variabel.
  • Anhand des nach einer Schwellenunterschreitung bereitgestellten Fehlersignals können beispielsweise weitere Diagnosen durchgeführt werden, um den Fehler einzugrenzen. Weiterhin kann das Fehlersignal zur Anzeige gebracht werden, um einen Fahrer eines Kraftfahrzeugs zum Aufsuchen einer Werkstatt aufzufordern.
  • Die wenigstens eine Abgaskomponente, die stromaufwärts vor der Abgasbehandlungsvorrichtung, beispielsweise am Eingang des Abgasbereichs, ermittelt wird, kann berechnet oder gemessen werden.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorgehensweise ergeben sich aus abhängigen Ansprüchen.
  • Eine Ausgestaltung sieht vor, dass als Maß für die Konvertierung der Wirkungsgrad der Abgasbehandlungsvorrichtung ermittelt wird. Der Wirkungsgrad ergibt sich aus der Differenz zwischen der einströmenden und der ausströmenden Abgaskomponente geteilt durch die einströmende Abgaskomponente. Zugrunde gelegt werden kann die Konzentration der Abgaskomponente im Abgas. Weiterhin können der Massenstrom oder der Volumenstrom der Abgaskomponente herangezogen werden. Der Wirkungsgrad der Abgasbehandlungsvorrichtung ist unabhängig von Absolutwerten der zugrunde gelegten Größen.
  • Eine andere Ausgestaltung sieht vor, dass als Maß für die Konvertierung die Verminderung der Konzentration oder des Massenstroms/Volumenstroms der Abgaskomponente ermittelt wird.
  • Eine Ausgestaltung sieht vor, dass ein Maß für die Abgaskomponente stromaufwärts vor der Abgasbehandlungsvorrichtung aus wenigstens einer Betriebskenngröße der Brennkraftmaschine ermittelt wird. Mit dieser Maßnahme kann ein Sensor oder eine mechanische Abgasklappe zum Umlenken von Abgasströmen eingespart werden. Als Betriebskenngröße können beispielsweise die Drehzahl der Brennkraftmaschine und/oder ein Kraftstoffsignal, das einem Drehmoment entspricht, und/oder die Kühlwassertemperatur der Brennkraftmaschine und/oder eine Abgasrückführrate und/oder weitere Betriebskenngrößen berücksichtigt werden.
  • Eine entsprechende Ausgestaltung sieht vor, dass der Schwellenwert, mit dem das Maß für die Konvertierung verglichen wird, anhand der im Abgasbereich auftretenden Betriebsbedingungen festgelegt wird. Beispielsweise kann die Temperatur der Abgasbehandlungsvorrichtung und/oder eine Dosierung eines in den Abgasbereich eingebrachten Reagenzmittels und/oder der Abgasmassenstrom berücksichtigt werden. Sofern die Abgasbehandlungsvorrichtung wenigstens einen Katalysator enthält, hängt die Konvertierung der unerwünschten Abgaskomponente beispielsweise von der Temperatur der katalytischen Flächen ab. Sofern für die Konvertierung der unerwünschten Abgaskomponente das in den Abgasbereich eingebrachte Reagenzmittel vorgesehen ist, kann aus der Dosierung des Reagenzmittels die im Katalysator eingelagerte Reagenzmittelmenge und somit der Wirkungsgrad abgeschätzt werden. Als Reagenzmittel ist beispielsweise Ammoniak oder beispielsweise, als Vorstufe, eine Harnstoff-Wasser-Lösung vorgesehen. Das Ammoniak konvertiert in einem SCR-Katalysator (Selective-Catalytic-Reduction) die NOx-Emissionen der Brennkraftmaschine.
  • Eine Ausgestaltung sieht eine Zeitverzögerung zum Verzögern der stromabwärts nach der Abgasbehandlungsvorrichtung gemessenen Abgaskomponente vor, um die Laufzeit der Abgaskomponente im Abgasbereich vor dem Vergleich mit der stromaufwärts vor der Abgasbehandlungsvorrichtung ermittelten Abgaskomponente berücksichtigen zu können.
  • Eine Ausgestaltung sieht vor, dass das Fehlersignal nur bereitgestellt wird, wenn die Schwellenunterschreitung mindestens eine vorgegebene Zeit andauert. Mit dieser Maßnahme werden sporadisch aufgetretene Fehler oder Fehler aufgrund von Störsignalen unterdrückt.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine betrifft zunächst ein Steuergerät, das zur Durchführung des Verfahrens hergerichtet ist. Das Steuergerät enthält vorzugsweise wenigstens einen elektrischen Speicher, in dem die Verfahrensschritte als Computerprogramm abgelegt sind.
  • Eine Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht eine vorzugsweise elektrisch betätigbare Abgasklappe vor, die einen Sensor zum Erfassen der wenigstens einen unerwünschten Abgaskomponente entweder mit der stromaufwärts vor oder stromabwärts nach der Abgasbehandlungsvorrichtung auftretenden Abgaskomponente beaufschlagt.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorgehensweise ergeben sich aus weiteren abhängigen Ansprüchen und aus der folgenden Beschreibung.
    •
  • Zeichnung
  • 1 zeigt ein technisches Umfeld, in welchem ein erfindungsgemäßes Verfahren abläuft und 2 zeigt ein Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • 1 zeigt eine Brennkraftmaschine 10, in deren Ansaugbereich 11 eine Lufterfassung 12 und in deren Abgasbereich 13 eine Reagenzmittel-Dosierung 14 sowie eine Abgasbehandlungsvorrichtung 15 angeordnet sind. Der Abgasbehandlungsvorrichtung 15 ist ein Temperatursensor 16 zugeordnet. Im Abgasbereich 13 ist weiterhin eine Abgasklappe 17 mit einer ersten und zweiten Abgaszuführung 18, 19 angeordnet. Die erste Abgaszuführung 18 entzieht Abgas stromaufwärts vor der Abgasbehandlungsvorrichtung 15 und die zweite Abgaszuführung 19 entzieht Abgas stromabwärts nach der Behandlungsvorrichtung 15 und stellt das Abgas einem NOx-Sensor 20 zur Verfügung. Im Abgasbereich 13 tritt ein Abgasmassenstrom msabg auf.
  • Die Lufterfassung 12 stellt einem Steuergerät 30 ein Luftsignal msL, die Brennkraftmaschine 10 eine Drehzahl N, der Temperatursensor 16 ein Temperatursignal TKat, und der NOx-Sensor 20 ein NOx-Signal NOX zur Verfügung.
  • Das Steuergerät 30 stellt einer Kraftstoff-Zumessvorrichtung 31, die der Brennkraftmaschine 10 zugeordnet ist, ein Kraftstoffsignal mK zur Verfügung. Eine Dosiersignal-Ermittlung 32 stellt der Reagenzmittel-Dosierung 14 ein Reagenzmittel-Dosiersignal msRea zur Verfügung. Eine Konvertierungs-Ermittlung 33 stellt der Abgasklappe 17 ein Stellsignal 34 zur Verfügung.
  • Das Luftsignal msL wird der Konvertierungs-Ermittlung 33 zur Verfügung gestellt. Das Drehzahlsignal N wird einer NOx-Ermittlung 35 zur Verfügung gestellt, die ein NOx-Rohemissions-Signal NOxvK sowohl der Dosiersignal-Ermittlung 32 als auch der Konvertierungs-Ermittlung 33 zur Verfügung stellt. Der NOx-Ermittlung 35 werden weiterhin ein Drehmomentsignal mi, eine Abgasrückführrate agr sowie eine Kühlwassertemperatur TW zur Verfügung gestellt.
  • Das Reagenzmittel-Dosiersignal msRea wird weiterhin einem Integrator 40 zur Verfügung gestellt, der eine Reagenzmittelmenge mRea sowohl der Dosiersignal-Ermittlung 32 als auch einer Schwellenwert-Festlegung 41 zur Verfügung stellt.
  • Das vom Temperatursensor 16 bereitgestellte Temperatursignal TKat wird sowohl der Dosiersignal-Ermittlung 32 als auch der Schwellenwert-Festlegung 41 zur Verfügung gestellt. Das vom NOx-Sensor 20 bereitgestellte NOx-Signal NOx wird der Dosiersignal-Ermittlung 32, der Konvertierungs-Ermittlung 33 und einer Sensorfehler-Ermittlung 42 zur Verfügung gestellt.
  • Die Konvertierungs-Ermittlung 33 stellt einem Komparator 43 eine Ist-Konvertierung etaIst und die Schwellenwert-Festlegung 41 einen Schwellenwert etaS zur Verfügung. Der Komparator 43 gibt ein Schaltsignal 44 an einen Zeitgeber t ab, der ein erstes Fehlersig nal F1 bereitstellt. Ein zweites Fehlersignal F2 stellt die Sensorfehler-Ermittlung 42 bereit.
  • 2 zeigt ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens. Das Verfahren beginnt mit einem ersten Funktionsblock 50, in welchem das NOx-Signal NOx ermittelt wird. In einem zweiten Funktionsblock 51 ermittelt die NOx-Ermittlung 35 das NOx-Rohemissions-Signal NOxvK. In einem dritten Funktionsblock 52 ermittelt die Konvertierungs-Ermittlung 33 die Ist-Konvertierung etaIst. In einem vierten Funktionsblock 53 ermittelt die Schwellenwert-Festlegung 41 den Schwellenwert etaS.
  • In einer ersten Abfrage 54, die den Komparator 43 symbolisiert, wird festgestellt, ob die Ist-Konvertierung etaIst größer oder wenigstens gleich dem Schwellenwert etaS ist. Falls dies der Fall ist, wird zum ersten Funktionsblock 50 zurückgesprungen. Falls dies nicht der Fall ist, wird im fünften Funktionsblock 55 der Zeitgeber t gestartet.
  • In einer zweiten Abfrage 56 wird überprüft, ob das Schaltsignal 44 während der von Zeitgeber t vorgegebenen Zeit noch vorhanden ist. Falls dies nicht der Fall ist, wird zum ersten Funktionsblock 50 zurückgesprungen. Falls dies der Fall ist, wird in einem sechsten Funktionsblock 56 das erste Fehlersignal F1 bereitgestellt. Anschließend wird in einem siebten Funktionsblock 57 das gegebenenfalls vorliegende zweite Fehlersignal F2 berücksichtigt.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren läuft folgendermaßen ab:
    Das Steuergerät 30 ermittelt das Kraftstoffsignal mK, welches der Kraftstoff-Zumessvorrichtung 31 zur Verfügung gestellt wird, beispielsweise in Abhängigkeit von der Drehzahl N der Brennkraftmaschine 10 und der Stellung eines nicht näher gezeigten Fahrpedals eines Kraftfahrzeugs und gegebenenfalls in Abhängigkeit von dem von der Lufterfassung 12 bereitgestellten Luftsignal msL. Das Kraftstoffsignal mK entspricht dem Drehmoment mi, das die Brennkraftmaschine 10 bereitstellen soll oder bereits bereitstellt.
  • Das Abgas der Brennkraftmaschine 10 enthält zumindest eine unerwünschte Abgaskomponente, welche die Abgasbehandlungsvorrichtung 15 vermindern soll. Im Folgenden wird beispielhaft davon ausgegangen, dass die unerwünschte Abgaskomponente die NOx-Emissionen der Brennkraftmaschine 10 sind.
  • Zur Verminderung der NOx-Emissionen der Brennkraftmaschine 10 ist beispielsweise ein Katalysator, insbesondere ein NOx-Speicherkatalysator geeignet, der in der Abgasbehandlungsvorrichtung 15 angeordnet ist. Im Ausführungsbeispiel wird davon ausgegangen, dass der in der Abgasbehandlungsvorrichtung 15 angeordnete Katalysator ein SCR-Katalysator (Selective-Catalytic-Reduction) ist, der das im Abgasenthaltene NOx mit einem Reagenzmittel konvertiert. Als Reagenzmittel kann Ammoniak vorgesehen sein, das beispielsweise aus einer mit der Reagenzmittel-Dosierung 14 in den Abgasbereich 13 eingebrachten Harnstoff-Wasser-Lösung erhalten wird.
  • Der Reagenzmittelstrom wird mit dem Reagenzmittel-Dosiersignal msRea festgelegt, welches die Dosiersignal-Ermittlung 32 beispielsweise in Abhängigkeit vom NOx-Rohemissions-Signal NOxvK festgelegt, welches die NOx-Ermittlung 35 bereitstellt. Mit dieser Maßnahme wird der Reagenzmittelstrom an das von der Brennkraftmaschine 10 in den Abgasbereich 13 eingetragene NOx angepasst. Zusätzlich oder alternativ kann das vom NOx-Sensor 20 in Abhängigkeit von der NOx-Konzentration stromabwärts nach der Abgasbehandlungsvorrichtung 15 bereitgestellte NOx-Signal NOx zur Festlegung des Reagenzmittel-Dosiersignals msRea herangezogen werden. Weiterhin kann die Reagenzmittelmenge, welche der Integrator 40 durch beispielsweise gleitende Integration des Reagenzmittel-Dosiersignals msRea ermittelt, berücksichtigt werden. Weiterhin kann insbesondere die Temperatur des SCR-Katalysators berücksichtigt werden, welche vom Temperatursensor 16 erfasst wird, der das Temperatursignal TKat bereitstellt.
  • Der Temperatursensor 16 erfasst vorzugsweise die Temperatur des Abgases unmittelbar vor der Abgasbehandlungsvorrichtung 15. Gegebenenfalls kann der Temperatursensor 16 innerhalb der Abgasbehandlungsvorrichtung 15 angeordnet sein.
  • Der NOx-Sensor 20, welcher das NOx-Signal NOx bereitstellt, erfasst zumindest die NOx-Konzentration im Abgas stromabwärts nach der Abgasbehandlungsvorrichtung 15. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Abgasklappe 17 vorgesehen, die den NOx-Sensor 20 entweder mit dem Abgas stromabwärts nach der Abgasbehandlungsvorrichtung 15 oder mit dem Abgas stromaufwärts vor der Abgasbehandlungsvorrichtung 15 beaufschlagt. Die Abgasklappe 17. die in Abhängigkeit vom Stellsignal 34 betätigt wird, welches die Konvertierungs-Ermittlung 33 bereitstellt, stellt eine Verbindung zwischen dem Abgas und dem NOx-Sensor 20 entweder über die erste Abgaszuführung 18 oder über die zweite Abgaszuführung 19 her. Der NOx-Sensor 20 kann deshalb mit Hilfe der Abgasklappe 17 entweder die NOx-Konzentration im Abgas stromaufwärts vor oder stromabwärts nach der Abgasbehandlungsvorrichtung 15 erfassen.
  • Die NOx-Emissionen der Brennkraftmaschine 10 können von der NOx-Ermittlung 35 aus Betriebskenngrößen der Brennkraftmaschine 10 ermittelt und als NOx-Rohemissions-Signal NOxvK bereitgestellt werden. Alternativ oder zusätzlich kann die NOx-Konzentration stromaufwärts vor der Abgasbehandlungsvorrichtung 15 gemessen werden. Wie bereits beschrieben, kann ein weiterer NOx-Sensor durch den Einsatz der Abgasklappe 17 vermieden werden. Durch die Ermittlung der NOx-Emissionen der Brennkraftmaschine 10 auf mehrere Arten kann eine Plausibilisierung der erfassten Werte durchgeführt werden.
  • Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, die wenigstens eine unerwünschte Abgaskomponente stromaufwärts und stromabwärts der Abgasbehandlungsvorrichtung 15 gemäß den ersten beiden Funktionsblöcken 50, 51 zu ermitteln. Anschließend wird in der Konvertierungs-Ermittlung 33 wenigstens ein Maß für die Ist-Konvertierung etaIst der Abgaskomponente ermittelt.
  • Vorzugsweise ermittelt die Konvertierungs-Ermittlung 33 den Wirkungsgrad der Umsetzung der Abgaskomponente. Der Wirkungsgrad ergibt sich aus der Differenz der in die Abgasbehandlungsvorrichtung 15 einströmenden und der aus der Abgasbehandlungsvorrichtung 15 ausströmenden Abgaskomponente geteilt durch die einströmende Abgaskomponente. Zugrunde gelegt werden können die Konzentration der Abgaskomponente oder die Absolutwerte, wie der Massenstrom oder der Volumenstrom der Abgaskomponente.
  • Anstelle der Ermittlung des Wirkungsgrads kann die Konvertierungs-Ermittlung 33 Absolutgrößen, wie beispielsweise die Differenz des Massenstroms oder des Volumenstroms der Ermittlung wenigstens eines Maßes für die Konvertierung der wenigstens einen unerwünschten Abgaskomponente zugrunde legen.
  • Vorzugsweise enthält die Konvertierungs-Ermittlung 33 eine Zeitverzögerung zum Verzögern der stromabwärts nach der Abgasbehandlungsvorrichtung 15 gemessenen Abgas komponente, um die Laufzeit der Abgaskomponente im Abgasbereich 13 vor dem Vergleich im Komparator 43 mit der stromaufwärts vor der Abgasbehandlungsvorrichtung 15 ermittelten Abgaskomponente berücksichtigen zu können.
  • Gemäß dem vierten Funktionsblock 53 wird in der Schwellenwert-Festlegung 41 der Schwellenwert etaS festgelegt. In einer einfachen Ausgestaltung kann der Schwellenwert etaS als fester Wert, beispielsweise 50% von einer minimal erwarteten Ist-Konvertierung etaIst festgelegt werden. Vorzugsweise wird der Schwellenwert etaS in Abhängigkeit von Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine 10 und insbesondere in Abhängigkeit von Betriebsbedingungen im Abgasbereich 13 festgelegt.
  • Zunächst kann der Schwellenwert etaS von der Temperatur der Abgasbehandlungsvorrichtung 15 abhängen, die geschätzt werden kann oder die vorzugsweise vom Temperatursensor 16 wenigstens näherungsweise gemessen wird. Insbesondere dann, wenn die Abgasbehandlungsvorrichtung 15 einen SCR-Katalysator enthält, wird der Schwellenwert etaS vorzugsweise vom im SCR-Katalysator eingelagerten Reagenzmittel festgelegt, wobei vorzugsweise zusätzlich die Temperatur des SCR-Katalysators berücksichtigt wird, da die Speicherfähigkeit eines SCR-Katalysators gegenüber dem Reagenzmittel von der Temperatur abhängt. Insbesondere zusätzlich oder alternativ kann der Abgasmassenstrom msabg berücksichtigt werden, der vorzugsweise aus Betriebskenngrößen der Brennkraftmaschine 10 wie beispielsweise der Drehzahl N und/oder dem Kraftstoffsignal mK und/oder dem Luftsignal msL berechnet wird.
  • Die Ist-Konvertierung etaIst und der Schwellenwert etaS werden dem Komparator 43 zur Verfügung gestellt. Gemäß der ersten Abfrage 54 stellt der Komparator 43 fest, ob das Maß für die Ist-Konvertierung wenigstens gleich dem Schwellenwert etaS entspricht. Falls dies der Fall ist, wird zum ersten Funktionsblock 50 zurückgesprungen, da die Diagnose kein auffälliges Ergebnis ergeben hat. Falls dies jedoch der Fall ist, stellt der Komparator 43 das Schaltsignal 44 bereit, das dem Zeitgeber t zur Verfügung gestellt wird.
  • Gemäß dem fünften Funktionsblock 55 startet das Schaltsignal 44 den Zeitgeber t. In der zweiten Abfrage 56 wird im Zeitgeber t überprüft, ob das Schaltsignal 44 innerhalb der vom Zeitgeber t vorgegebenen Zeit noch vorhanden ist. Falls dies nicht der Fall ist, wird zum ersten Funktionsblock 50 zurückgesprungen, da die Diagnose beispielsweise nur ei nen sporadisch aufgetretenen Fehler ergeben hat oder aufgrund von zufällig vorhandenen Störsignalen angesprochen hat. Falls nach Ablauf der von Zeitgeber t vorgegebenen Zeit das Schaltsignal 44 noch vorhanden ist, wird gemäß dem sechsten Funktionsblock 56 das erste Fehlersignal F1 bereitgestellt.
  • Das erste Fehlersignal F1 kann beispielsweise zur Anzeige gebracht werden, um einem Fahrer eines Kraftfahrzeugs einen erforderlichen Werkstattaufenthalt zu signalisieren. Das erste Fehlersignal F1 wird vorzugsweise in einen nicht näher gezeigten Fehlerspeicher hinterlegt und/oder vorzugsweise zum Starten von weiteren Diagnosen herangezogen.
  • Das erste Fehlersignal F1 sagt aus, dass ein Fehler im Abgasbereich 13 aufgetreten ist. Ein Fehler kann beispielsweise dadurch entstehen, dass die Strömung des Abgases im Abgasbereich 13 durch die Abgasbehandlungsvorrichtung 15 zumindest teilweise unterbrochen ist. Dies kann beispielsweise durch ein defektes Auspuffrohr zwischen der Brennkraftmaschine 10 und der Abgasbehandlungsvorrichtung 15 auftreten. Eine weitere Fehlermöglichkeit kann in der Abgasbehandlungsvorrichtung 15 vorliegen. Beispielsweise kann sich eine Reinigungswirkung der Abgasbehandlungsvorrichtung 15 hinsichtlich der wenigstens einen unerwünschten Abgaskomponente im Laufe der Zeit verschlechtert haben. Eine andere Möglichkeit, welche das erfindungsgemäße Verfahren mit hoher Zuverlässigkeit detektiert, beruht auf einem illegalen Eingriff in den Abgasbereich 13, der beispielsweise darin bestehen kann, dass anstelle einer ordnungsgemäßen Abgasbehandlungsvorrichtung 15 lediglich ein Dummy eingebaut wurde oder dass eine Beschichtung beispielsweise eines in der Abgasbehandlungsvorrichtung 15 angeordneten Katalysators bewusst minderwertig ausgeführt wurde.
  • Eine andere Fehlermöglichkeit besteht darin, dass das vom NOx-Sensor 20 bereitgestellte NOx-Signal NOx fehlerhaft ist. Im gezeigten Ausführungsbeispiel kann in der Sensorfehler-Ermittlung 42 gezielt nach einem aufgetretenen Fehler im NOx-Sensor 20 gesucht werden.
  • Aufgrund der Möglichkeit mehrerer Fehlerursachen ist gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorgehensweise vorgesehen, dass nach dem Auftreten des ersten Fehlersignals F1 zunächst weitere Maßnahmen ergriffen werden, um den Fehler einzugrenzen.

Claims (12)

  1. Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (10), das eine Diagnose des Abgasbereichs (13) der Brennkraftmaschine (10) vorsieht, in welchem eine Abgasbehandlungsvorrichtung (15) zum Konvertieren wenigstens einer unerwünschten Ab gaskomponente (NOx) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass aus der stromaufwärts vor der Abgasbehandlungsvorrichtung (15) ermittelten und stromabwärts nach der Abgasbehandlungsvorrichtung (15) gemessenen Abgaskomponente (NOx) ein Maß für die Konvertierung (etaIst) ermittelt und mit einem vorgebbaren Schwellenwert (etaS) verglichen wird und dass bei einer Schwellenunterschreitung ein Fehlersignal (F1) bereitgestellt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Maß für die Konvertierung (etaIst) der Wirkungsgrad der Abgasbehandlungsvorrichtung (15) ermittelt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Maß für die Konvertierung (etaIst) die Verminderung der Konzentration der Abgaskomponente (NOx) ermittelt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Maß für die Abgaskomponente (NOx) stromaufwärts vor der Abgasbehandlungsvorrichtung (15) aus Betriebskenngrößen (mi, N, agr, TW) der Brennkraftmaschine (10) berechnet wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwellenwert (etaS) anhand der Betriebsbedingungen (mRea, TKat, msabg) im Abgasbereich (13) und/oder der Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine (10) festgelegt wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur (TKat) der Abgasbehandlungsvorrichtung (15) und/oder eine Dosierung eines in den Abgasbereich eingebrachten Reagenzmittels berücksichtigt wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verzögerungszeit zum Verzögern der stromabwärts nach der Abgasbehandlungsvorrichtung (15) gemessenen Abgaskomponente (NOx) vorgesehen wird, um die Laufzeit der Abgaskomponente (NOx) im Abgasbereich (13) zu berücksichtigen.
  8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fehlersignal (F1) bereitgestellt wird, wenn die Schwellenunterschreitung mindestens eine vorgegebene Zeit vorliegt.
  9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Abgaskomponente die NOx-Emissionen der Brennkraftmaschine (10) herangezogen werden.
  10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Auftreten des Fehlersignals (F1) weitere Diagnosen durchgeführt werden.
  11. Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (10), dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche hergerichtetes Steuergerät (30) vorgesehen ist.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abgasklappe (17) vorgesehen ist, die einen Sensor (20) zum Erfassen der wenigstens einen unerwünschten Abgaskomponente (NOx) entweder mit der stromaufwärts vor oder stromabwärts nach der Abgasbehandlungsvorrichtung (15) auftretenden Abgaskomponente (NOx) beaufschlagt.
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