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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben
einer Brennkraftmaschine. Die Brennkraftmaschine umfasst einen Ansaugtrakt
und einen Abgastrakt, die abhängig
von der Schaltstellung mindestens eines Gaseinlassventils bzw. Gasauslassventils
mit einem Brennraum eines Zylinders der Brennkraftmaschine kommunizieren.
In dem Abgastrakt ist ein SCR-Katalysator angeordnet. Zum Zumessen
von Harnstoff ist in dem Abgastrakt ein Harnstoff-Einspritzventil
angeordnet. Ferner umfasst die Brennkraftmaschine einen Stickoxid-Sensor und einen
Ammoniak-Sensor, die stromabwärts
des Harnstoff-Einspritzventils in dem Abgastrakt angeordnet sind.
Zum Betreiben der Brennkraftmaschine werden in einem vorgegebenen
Zeitfenster ein Stickoxid-Messsignal und ein Ammoniak-Messsignal erfasst,
die repräsentativ
für einen
Stickoxidgehalt bzw. einen Ammoniakgehalt in einem Abgas der Brennkraftmaschine
stromabwärts
des Harnstoff-Einspritzventils sind.
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Falls
eine Brennkraftmaschine im Magerbetrieb betrieben wird, enthält ein Abgas
der Brennkraftmaschine vermehrt Stickoxide gegenüber einem Fettbetrieb oder
einem stöchiometrischen
Betrieb der Brennkraftmaschine. In Verbindung mit Harnstoff, insbesondere
mit Ammoniak, der in einer chemischen Reaktion aus dem Harnstoff
hervorgeht, können
die Stickoxide in einem SCR-Katalysator zu elementarem Stickstoff
und Wasser reagieren, die natürlich
in unserer Atmosphäre
enthalten und nicht umweltschädlich
und nicht gesundheitsschädlich sind.
Somit können
die umweltschädlichen
und gesundheitsschädlichen
Stickoxide des Abgases durch das Zumessen des Harnstoffs stromaufwärts eines SCR-Katalysators
in den Abgastrakt stark reduziert werden. Eine Überdosierung des Harnstoffs
führt jedoch
zu einer starken Geruchsbelästigung.
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Ein
Zumess- oder Feed-Verhältnis
(siehe Forschungsbericht FZKA-BWPLUS, Verfahrenstechnische Optimierung
eines Ammoniak-Generators
zur Bereitstellung von NH3 für
die katalysierte Stickoxid-Minderung in Diesel-Motorabgasen) von
Ammoniak zu Stickoxid beschreibt eine Eingangskonzentration von
Ammoniak und Stickoxiden. Bei stöchiometrischer
Dosierung von Ammoniak und den Stickoxiden ist das Zumess-Verhältnis eins.
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Aus
DE 43 33 006 C2 ist
ein Detektor zum Nachweis von Stickstoffmonoxid und Ammoniak bekannt.
Der Detektor hat eine auf einem isolierenden Grundkörper angeordnete
Sensorschicht und ein die Sensorschicht kontaktierendes Elektrodenpaar.
Die Sensorschicht besteht aus einem Vanadat oder einer Beimischung
eines Metalloxid enthaltenden Vanadats.
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Es
ist Aufgabe der Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zum
Betreiben einer Brennkraftmaschine zu schaffen, das bzw. die einfach
ein präzises
Betreiben der Brennkraftmaschine ermöglicht.
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Die
Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 oder 8 gelöst. Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Die
Erfindung zeichnet sich durch ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Betreiben einer Brennkraftmaschine aus. Die Brennkraftmaschine
umfasst einen Ansaugtrakt und einen Abgastrakt. Der Ansaugtrakt
und der Abgastrakt kommunizieren abhängig von der Schaltstellung
mindestens eines Gaseinlassven tils bzw. Gasauslassventils mit einem
Brennraum eines Zylinders der Brennkraftmaschine. In dem Abgastrakt
ist ein SCR-Katalysator
angeordnet. Zum Zumessen von Harnstoff in den Abgastrakt stromaufwärts des
SCR-Katalysators ist ein Harnstoff-Einspritzventil vorgesehen. Ferner
umfasst die Brennkraftmaschine einen Stickoxid-Sensor und einen
Ammoniak-Sensor,
die stromabwärts
des Harnstoff-Einspritzventils in dem Abgastrakt angeordnet sind.
Zum Betreiben der Brennkraftmaschine werden in einem vorgegebenen
Zeitfenster ein Stickoxid-Messsignal und ein Ammoniak-Messsignal
erfasst, die repräsentativ
sind für
einen Stickoxidgehalt bzw. einen Ammoniakgehalt in einem Abgas der Brennkraftmaschine
stromabwärts
des Harnstoff-Einspritzventils. Ein betriebspunktabhängig vorgegebenes
Zumess-Verhältnis
von Ammoniak zu Stickoxid wird vorgegeben variiert und es wird überprüft, ob das
Stickoxid-Messsignal
und das Ammoniak-Messsignal die vorgegebene Variation repräsentieren.
Abhängig
von dem Überprüfen des
Stickoxid-Messsignals und des Ammoniak-Messsignals wird auf einen
intakten oder defekten Stickoxid-Sensor oder Ammoniak-Sensor oder
auf ein intaktes oder defektes Stellglied zum Variieren des Zumess-Verhältnisses
von Ammoniak zu Stickoxid erkannt.
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Bei
der Variation des Zumess-Verhältnisses von
Ammoniak zu Stickoxid und bei intakten Sensoren und Stellgliedern
repräsentieren
die Messsignale die Variation. Sollte lediglich einer der Sensoren
die Variation repräsentieren,
so ist der andere Sensor defekt. Falls keiner der Sensoren die Variation
repräsentiert,
so ist das Stellglied defekt. Falls beide Sensoren die Variation
repräsentieren,
so sind die Sensoren und die Stellglieder intakt. Auf diese Weise können die
Sensoren zum gegenseitigen Überprüfen ihrer
Funktionalität
verwendet werden. Dies trägt
einfach zu einem präzisen
Betreiben der Brennkraftmaschine bei.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird das betriebspunktabhängig vorgegebene
Zumess-Verhältnis
von Ammoniak zu Stickoxid vorgegeben variiert, indem dem betriebspunktabhängig vorgegebenen
Zumess-Verhältnis
von Ammoniak zu Stickoxid ein vorgegebenes Muster aufgeprägt wird.
Das vorgegebene Muster umfasst mehrere zeitlich versetzte vorgegebene
Variationen. Dies trägt dazu
bei, die Repräsentation
der vorgegebenen Variation in den Messsignalen besonders gut zu
erkennen.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird das
Muster periodisch vorgegeben. Dies trägt dazu bei, die Repräsentation
der vorgegebenen Variation in den Messsignalen besonders gut zu
erkennen und gleichzeitig bevorzugt möglichst wenig Schadstoffe aus
dem Abgastrakt der Brennkraftmaschine zu emittieren.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird das
betriebspunktabhängig
vorgegebene Zumess-Verhältnis
von Ammoniak zu Stickoxid vorgegeben variiert, indem eine Stickoxid-Entwicklung
bei einem Verbrennungsprozess der Brennkraftmaschine und/oder eine
zuzumessende Harnstoff-Masse vorgegeben variiert werden. Dies ermöglicht einfach
das Variieren des vorgegebenen Zumess-Verhältnisses.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wind die
Stickoxid-Entwicklung bei dem Verbrennungsprozess der Brennkraftmaschine vorgegeben
variiert, indem eine be- triebspunktabhängig vorgegebene Abgasrückführrate vorgegeben variiert
wird. Dies ermöglicht
einfach das Variieren des Zumess-Verhältnisses und insbesondere der Stickoxid-Entwicklung
der Brennkraftmaschine.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird die
zuzumessende Harnstoff-Masse vorgegeben variiert, indem ein betriebspunktabhängig vorgegebenes
Stellsignal des Harnstoff-Einspritzventils vorgegeben variiert wird.
Dies ermöglicht
einfach das Variieren des Zumess-Verhältnisses von Ammoniak zu Stickoxid
und insbesondere das Variieren des Ammoniak-Gehalts des Abgases
der Brennkraftmaschine.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens werden
das betriebspunktabhängig vorgegebene
Stellsignal des Harnstoff-Einspritzventils bzw. ein betriebspunktabhängig vorgegebenes Stellsignal
eines Abgasrückführventils
vorgegeben variiert, indem ein Startzeitpunkt eine Amplitude und/oder
eine Frequenz und/oder eine Dauer und/oder eine Form und/oder ein
Rauschen des betriebspunktabhängig
vorgegebenen Stellsignals des Harnstoff-Einspritzventils bzw. des
betriebspunktabhängig
vorgegebenen Stellsignals des Abgasrückführventils vorgegeben variiert
werden. Dies trägt dazu
bei, die Repräsentation
der vorgegebenen Variation der Messsignale besonders gut zu erkennen.
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Die
vorteilhaften Ausgestaltungen des Verfahrens können ohne weiteres auf vorteilhafte
Ausgestaltungen der Vorrichtung übertragen
werden.
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Die
Erfindung ist im Folgenden anhand von der schematischen Zeichnung
näher erläutert.
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Es
zeigen:
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1 eine
Brennkraftmaschine,
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2 eine
Variation von Stellsignalen,
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3 eine
Repräsentation
der Variation der Stellsignale bei Messsignalen,
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4 ein
Ablaufdiagramm eines Programms zum Betreiben der Brennkraftmaschine.
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Elemente
gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen
Bezugszeichen gekennzeichnet.
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Eine
Brennkraftmaschine (1) umfasst einen Ansaugtrakt 1,
einen Motorblock 2, einen Zylinderkopf 3 und einen
Abgastrakt 4. Der Ansaugtrakt 1 umfasst bevorzugt
eine Drosselklappe 5, einen Sammler 6 und ein
Saugrohr 7, das hin zu einem Zylinder Z1-24 über einen
Einlasskanal in einen Brennraum 9 des Motorblocks 2 geführt ist.
Der Motorblock 2 umfasst eine Kurbelwelle 8, die über eine
Pleuelstange 10 mit dem Kolben 11 des Zylinders
Z1 gekoppelt ist. Die Brennkraftmaschine umfasst mehrere Zylinder
Z1-24. Die Brennkraftmaschine kann aber auch jede beliebige größere Anzahl
von Zylindern Z1-24 umfassen. Die Brennkraftmaschine ist vorzugsweise
eine Diesel-Brennkraftmaschine oder eine mager betriebene Otto-Brennkraftmaschine
und bevorzugt in einem Kraftfahrzeug angeordnet.
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In
dem Zylinderkopf 3 ist bevorzugt ein Kraftstoff-Einspritzventil 18 angeordnet.
Alternativ kann das Kraftstoff-Einspritzventil 18 auch
in dem Saugrohr 7 angeordnet sein.
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In
dem Abgastrakt 4 ist vorzugsweise ein Vorkatalysator 21 angeordnet.
Stromabwärts
des Vorkatalysators 21 ist ein SCR- Katalysator 23 angeordnet.
Stromaufwärts
des SCR-Katalysators 23 und stromabwärts des Vorkatalysators 21 ist
ein Harnstoff-Einspritzventil 20 so
angeordnet, dass damit Harnstoff in den Abgastrakt 4 zugemessen
werden kann. Alternativ zu dem Harnstoff-Einspritzventil 20 kann
eine Harnstoff-Verdampfungsvorrichtung
vorgesehen sein, durch die gasförmiger
Harnstoff dem Abgastrakt 4 zugemessen werden kann.
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Über eine
Abgasrückführleitung 22 kommuniziert
der Abgastrakt 4 abhängig
von einer Schaltstellung eines Abgasrückführventils 24 mit dem
Ansaugtrakt 1. Durch die Abgasrückführleitung 22 kann Abgas
aus dem Abgastrakt 4 in den Ansaugtrakt 1 rückgeführt werden.
Dabei kann mit dem Abgasrückführventil 24 eine
Abgasrückführrate EGR
(4) vorgegeben werden.
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Eine
Steuervorrichtung 25 ist vorgesehen, der Sensoren zugeordnet
sind, die verschiedene Messgrößen erfassen
und jeweils den Wert der Messgröße ermitteln.
Betriebsgrößen umfassen
die Messgrößen und
von diesen abgeleitete Größen der Brennkraftmaschine.
Betriebsgrößen können repräsentativ
für einen
aktuellen Betriebszustand der Brennkraftmaschine sein. Der aktuelle
Betriebszustand der Brennkraftmaschine kann viele Betriebspunkte
der Brennkraftmaschine umfassen. Die Steuervorrichtung 25 ermittelt
abhängig
von mindestens einer der Betriebsgrößen mindestens eine Stellgröße, die
dann in ein oder mehrere Stellsignale zum Steuern der Stellglieder
mittels entsprechender Stellantriebe umgesetzt werden. Die Steuervorrichtung 25 kann
auch als Vorrichtung zum Betreiben der Brennkraftmaschine bezeichnet
werden.
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Die
Sensoren sind beispielsweise ein Pedalstellungsgeber 26,
der eine Fahrpedalstellung eines Fahrpedals 27 erfasst,
ein Luftmassensensor 28, der einen Luftmassenstrom stromaufwärts der
Drosselklappe 5 erfasst, ein Temperatursensor 32,
der eine Ansauglufttemperatur erfasst, ein Saugrohrdrucksensor 34,
der einen Saugrohrdruck in dem Sammler 6 erfasst, ein Kurbelwellenwinkelsensor 36,
der einen Kurbelwellenwinkel erfasst, dem dann eine Drehzahl der
Brennkraftmaschine zugeordnet wird, ein Stickoxid-Sensor 38,
der stromabwärts
des SCR-Katalysators 23 angeordnet
ist und der geeignet ist zum Erfassen eines Stickoxidgehalts eines
Abgases der Brennkraftmaschine, und ein Ammoniak-Sensor 40,
der zumindest teilweise in dem SCR-Katalysator 23 angeordnet
ist und der zum Erfassen eines Ammoniakgehalts des Abgases der Brennkraftmaschine
geeignet ist.
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Je
nach Ausführungsform
der Erfindung kann eine beliebige Untermenge der genannten Sensoren
vorhanden sein oder es können
auch zusätzliche
Sensoren vorhanden sein.
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Die
Stellglieder sind beispielsweise die Drosselklappe 5, die
Gaseinlass- und Gasauslassventile 12, 13, das
Kraftstoff-Einspritzventil 18,
das Abgasrückführventil 24 und/oder
das Harnstoff-Einspritzventil 20.
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Bei
einem Magerbetrieb der Brennkraftmaschine wird für einen Verbrennungsprozess
in dem Brennraum 9 weniger Kraftstoff zugemessen, als mit dem
Sauerstoff in dem Brennraum 9 verbrannt werden kann. Dadurch
bilden sich vermehrt Stickoxide gegenüber einem Fettbetrieb und/oder
einem stöchiometrischen
Betrieb der Brennkraftmaschine, die dann in dem Abgas enthalten
sind. Die Stickoxide sind umweltschädlich und gesundheitsschädlich. Falls
während
dem Magerbetrieb der Brennkraftmaschine dem Abgastrakt 4 Harnstoff
zugemessen wird, vermischt sich der zugemessene Harnstoff mit dem Abgas.
Insbesondere vermischen sich Stickoxide des Abgases mit Ammoniak,
der in einer chemischen Reaktion aus dem Harnstoff hervorgeht. In
Gegenwart des Ammoniaks reagieren die Stickoxide in dem SCR-Katalysator 23 zu
elementarem Stickstoff und Wasser.
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Ein
Zumess-Verhältnis
ALPHA (4) von Ammoniak und Stickoxid ist vorzugsweise
so normiert, dass das Zumess-Verhältnis ALPHA von Ammoniak und
Stickoxid gleich 1 ist, wenn genau soviel Ammoniak vorhanden
ist, dass die Stickoxide gerade vollständig reduziert werden können und
somit für
die Reduktion der Stickoxide Ammoniak und die Stickoxide in einem
stöchiometrischen
Verhältnis
vorliegen.
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Damit
das Zumess-Verhältnis
ALPHA so eingestellt werden kann, dass die Schadstoffemissionen der
Brennkraftmaschine vorzugsweise möglichst gering sind, ist eine
einwandfreie Funktion des Stickoxid-Sensors 38 und des
Ammoniak-Sensors 40 und der Stellglieder erforderlich,
die sich auf das Zumess-Verhältnis
ALPHA auswirken. Die Stellglieder, die sich auf das Zumess-Verhältnis ALPHA
auswirken sind beispielsweise das Harnstoff-Einspritzventil 20, das Abgasrückführventil 24 und
bei einer variablen Ventilsteuerung das Gaseinlassventil 12 und/oder das
Gasauslassventil 13.
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Die
einwandfreie Funktion des Stickoxid-Sensors 38, des Ammoniak-Sensors 40 und/oder der
Stellglieder, die sich auf das Zumessverhältnis ALPHA auswirken, wird
bevorzugt durch gegenseitige Plausibilisierung der entsprechenden
Messsignale des Stickoxid-Sensors 38 bzw. des Ammoniak-Sensors 40 bzw.
durch Auswerten der entsprechenden Stellsignale der entsprechenden
Stellglieder überprüft.
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Falls
der Stickoxid-Sensor 38, der Ammoniak-Sensor 40 und/oder
die Stellglieder, die sich auf das Zumess-Verhältnis ALPHA auswirken, einwandfrei
funktionieren, so sollte eine Variation des Zumess-Verhältnisses
ALPHA zu einer vorzugsweise proportionalen Variation der entsprechenden
Messsignale führen.
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Das
Zumess-Verhältnis
ALPHA von Ammoniak und Stickoxid kann beispielsweise variiert VAR werden,
indem eine Stickoxidentwicklung bei dem Verbrennungsprozess der
Brennkraftmaschine und/oder eine zuzumessende Harnstoffmasse vorgegeben
variiert VAR werden. Die Stickoxidentwicklung der Brennkraftmaschine
kann durch eine vorgegebene Variation der Abgasrückführrate EGR vorgegeben werden.
Die Abgasrückführrate EGR
kann vorgegeben variiert VAR werden, indem ein Stellsignal EGR_SIG
des Abgasrückführventils 24 vorgegeben variiert
VAR wird. Alternativ kann die Abgasrückführrate EGR bei einer Brennkraftmaschine
mit variabler Ventilsteuerung durch Variation der Öffnungszeiten des
Gaseinlassventils 12 und/oder des Gasauslassventils 13 vorgegeben
variiert VAR werden. Die zuzumessende Harnstoffmasse kann beispielsweise
vorgegeben variiert VAR werden, indem ein Stellsignal AMM_IV_SIG
des Harnstoffeinspritzventils vorgegeben variiert VAR wird (3).
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Ein
zunehmendes Zumessen von Harnstoff und/oder eine zunehmende Abgasrückführrate EGR führt im Magerbetrieb
der Brennkraftmaschine zu einer Zunahme des Ammoniakgehalts bzw.
zu einer Abnahme des Stickoxidgehalts in dem Abgas.
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Die
vorgegebene Variation der Stellsignale wirkt sich daher auf ein
Ammoniak-Messsignal AMM_MES_SIG und/oder auf ein Stickoxid-Messsignal
NOX_MES_SIG aus. Falls der Ammoniak-Sensor 40 und der Stickoxid-Sensor 38 intakt
sind, so repräsentieren
das Ammoniak-Messsignal AMM_MES_SIG und das Stickoxid-Messsignal NOX_MES_SIG
die vorgegebene Variation (3). Repräsentieren
heißt
in diesem Zusammenhang, dass sich das Ammoniak-Messsignal AMM_MES_SIG
bzw. das Stickoxid-Messsignal NOX_MES_SIG
proportional zu der vorgegebenen Variation ändern. Dabei kann es abhängig von
der Polung und/oder von der Wahl des Stickoxid- bzw. Ammoniak-Sensors
zu einer gegenläufigen
Variation in den Messsignalen führen.
Zum Erkennen der vorgegebenen Variation wird dann bevorzugt lediglich die
Amplitude betraglich ausgewertet. Die entsprechenden Proportionalitätsfaktoren
können
beispielsweise an einem Motorprüfstand
aufgezeichnet werden.
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Insbesondere
sollte eine Variation des Stellsignals AMM_IV_SIG des Harnstoff-Einspritzventils 20 (2),
die zu einem Erhöhen
einer zuzumessenden Harnstoffmasse führt, ein erhöhtes Ammoniak-Messsignal
AMM_MES_SIG des Ammoniak-Sensors 40 und
ein verringertes Stickoxid-Messsignal NOX_MES_SIG des Stickoxid-Sensors 38 hervorrufen.
Ferner sollte eine Variation eines Stellsignals AMM_IV_SIG des Harnstoff-Einspritzventils 20,
die zu einem Verringern der zuzumessenden Harnstoffmasse führt, ein
verringertes Ammoniak-Messsignal AMM_MES_SIG
des Ammoniak-Sensors 40 und ein Erhöhtes Stickoxid-Messsignal NOX_MES_SIG
des Stickoxid-Sensors 38 hervorrufen.
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Ferner
sollte eine Variation eines Stellsignals EGR_SIG des Abgasrückführventils 24,
die zu einer Erhöhung
des Stickoxidgehalts in dem Abgas stromaufwärts des SCR-Katalysators 23 führt, zu
dem verringerten Ammoniak-Messsignal AMM_MES_SIG und zu dem erhöhten Stickoxid-Messsignal NOX_MES_SIG
führen.
Ferner sollte eine Variation des Stellsignals EGR_SIG des Abgasrückführventils 24,
die zu einer Verringerung des Stickoxidgehalts in dem Abgas stromaufwärts des
SCR-Katalysators 23 führt,
zu dem erhöhten
Ammoniak-Messsignal AMM_MES_SIG und zu dem verringerten Stickoxid-Messsignal
NOX_MES_SIG führen.
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Die
vorgegebene Variation der Stellsignale kann beispielsweise eine
Variation des Startzeitpunkts, der Amplitude und/oder der Frequenz und/oder
einer Dauer und/oder einer Form und/oder ein Rauschen des Stellsignals
EGR_SIG, AMM_IV_SIG des Abgasrückführventils 24 bzw.
des Harnstoff-Einspritzventils 20 sein.
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Vorzugsweise
sind die Stellsignale EGR_SIG, AMM_IV_SIG des Abgasrückführventils 24 bzw.
des Harnstoff-Einspritzventils 20 abhängig von dem aktuellen Betriebspunkt
der Brennkraftmaschine vorgegeben. Beispielsweise können betriebspunktabhängig ein
Sollwert AMM_SP der zuzumessenden Harnstoffmasse und/oder ein Sollwert EGR_SP
der Abgasrückführrate EGR
vorgegeben werden.
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Das
vorgegebene Variieren VAR der betriebspunktabhängig vorgegebenen Stellsignale
wirkt sich mit einer Zeitverzögerung
von beispielsweise mehreren Sekunden auf das Abgas stromabwärts des SCR-Katalysators 23 aus.
Im stationären
Betrieb der Brennkraftmaschine kann diese Auswirkung nach der Zeitverzögerung einfach
detektiert werden. Befindet sich die Brennkraftmaschine jedoch in
dynamischem Betrieb, so kann die vorgegebene Variation derart verschmiert
werden, dass die Messsignale des Stickoxid-Sensors 38 bzw.
des Ammoniak-Sensors 40 die vorgegebene Variation gar nicht
mehr oder lediglich so schlecht repräsentiert, dass die vorgegebene
Variation nicht mehr erkannt werden kann.
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Bevorzugt
werden den Stellsignalen jeweils ein Muster aufgeprägt, das
mehrere zeitlich versetzte Variationen umfasst.
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Das
Erkennen des vorgegebenen Musters in den Messsignalen kann mit einer
viel höheren
Präzision
durchgeführt
werden, als das Erkennen lediglich der einen vorgegebenen Variation.
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Die
Abgasrückführrate EGR
und die zuzumessende Harnstoff-Masse
werden betriebspunktabhängig
bevorzugt so vorgegeben, dass vorzugsweise möglichst wenig Schadstoffe aus
dem Abgastrakt 4 der Brennkraftmaschine emittiert werden.
Bevorzugt werden daher den Stellsignalen periodische Muster aufgeprägt. In anderen
Worten wird das Muster bevorzugt periodisch vorgegeben. Werden nun die
Stellsignale, der Stellglieder, die sich auf das Zumess-Verhältnis ALPHA
auswirken, variiert VAR, so kann dies zu einer Verschlechterung
des Emissionsverhaltens der Brennkraftmaschine führen. Das periodische Variieren
VAR der Stellsignale nutzt ein Speicherverhalten des SCR-Katalysators 23 aus,
so dass stromabwärts
des SCR-Katalysators 23 das
vorzugsweise optimale Emissionsverhalten der Brennkraftmaschine
vorliegt.
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Ein
Programm zum Betreiben der Brennkraftmaschine ist vorzugsweise auf
einem Speichermedium der Steuervorrichtung 25 abgespeichert. Das
Programm dient dazu, die Funktionalität des Stickoxid-Sensors 38 und/oder
des Ammoniak-Sensors 40 und/oder des Abgasrückführventils 24 und/oder
des Harnstoff-Einspritzventils 20 zu überprüfen. Das
erste Programm wird in einem Schritt S1 vorzugsweise zeitnah zu
einem Motorstart der Brennkraftmaschine in einem Schritt S1 (4)
gestartet, in dem gegebenenfalls Variablen initialisiert werden.
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In
einem Schritt S2 werden das Stickoxid-Messsignal NOX_MES_SIG und
das Ammoniak-Messsignal AMM_MES_SIG erfasst. Vorzugsweise werden
das Stickoxid-Messsignal NOX_MES_SIG und das Ammoniak-Messsignal AMM_MES_SIG
kontinuierlich in einem vorgegebenen Zeitfenster erfasst. Das vorgegebenen
Zeitfenster kann beispielsweise einige Sekunden umfassen.
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In
einem Schritt S3 wird das Zumess-Verhältnis ALPHA von Ammoniak zu
Stickoxid variiert. Das Zumess-Verhältnis ALPHA von Ammoniak zu
Stickoxid kann beispielsweise in einem Schritt S3A variiert werden,
indem das Stellsignal AM_IV_SIG des Harnstoff-Einspritzventils 20 variiert
VAR wird. Alternativ oder zusätzlich
kann das Zumess-Verhältnis
ALPHA variiert werden, indem in einem Schritt S3B die Abgasrückführrate EGR
variiert VAR wird. Zum Variieren VAR der Abgasrückführrate EGR wird in dem Schritt
S3B bevorzugt das Stellsignal EGR_SIG des Abgasrückführventils 24 variiert.
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In
einem Schritt S4 wird überprüft, ob das Stickoxid-Messsignal NOX_MES_SIG
die vorgegebene Variation repräsentiert.
Ist die Bedingung des Schritts S4 erfüllt, so wird die Bearbeitung
in einem Schritt S7 fortgesetzt. Ist die Bedingung des Schritts S4
nicht erfüllt,
so wird die Bearbeitung in einem Schritt S5 fortgesetzt.
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In
dem Schritt S5 wird überprüft, ob das
Ammoniak-Messsignal AMM_MES_SIG entsprechend der vorgegebenen Variation
variiert VAR. Ist die Bedingung des Schritts S5 erfüllt, so
wird die Bearbeitung in einem Schritt S9 fortgesetzt. Ist die Bedingung
des Schritts S5 nicht erfüllt,
so wird die Bearbeitung in einem Schritt S6 fortgesetzt.
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In
dem Schritt S6 wird auf eine Fehlfunktion des Harnstoff-Einspritzventils 20 erkannt,
falls das Zumess-Verhältnis
ALPHA von Ammoniak zu Stickoxid durch Variation des Stellsignals
AMM_IV_SIG des Harnstoff-Einspritzventils 20 entsprechend
dem Schritt S3A vorgegeben wurde.
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In
dem Schritt S6 wird auf eine Fehlfunktion des Abgasrückführventils 24 erkannt,
falls die Variation des Zumess-Verhältnisses
ALPHA von Ammoniak zu Stickoxid entsprechend dem Schritt S3B durch
Variation der Abgasrückführrate EGR,
insbesondere durch Variation des Stellsignals EGR_SIG des Abgasrückführventils 24 vorgegeben
wurde.
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In
dem Schritt S9 wird auf eine Fehlfunktion des Stickoxid-Sensors 38 erkannt.
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In
dem Schritt S7 wird überprüft ob das
Ammoniak-Messsignal AMM_MES_SIG entsprechend der vorgegebenen Variation
variiert. Ist die Bedingung des Schritts S7 erfüllt, so wird das Programm in einem
Schritt S10 fortgesetzt. Ist die Bedingung des Schritts S7 nicht
erfüllt,
so wird die Bearbeitung in einem Schritt S8 fortgesetzt.
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In
dem Schritt S8 wird auf eine Fehlfunktion des Ammoniak-Sensors 40 erkannt.
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In
dem Schritt S10 kann das Programm beendet werden. Vorzugsweise wird
das Programm regelmäßig während dem
Betrieb der Brennkraftmaschine abgearbeitet bevorzugt jeweils nach
Ablauf einer vorgegebenen Zeitdauer.
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Die
Erfindung ist nicht auf die angegebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Beispielsweise kann
als Variation lediglich ein Mal die Amplitude der Stellsignale erhöht oder
erniedrigt werden. Ferner kann das Muster unperiodisch sein.
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Ferner
kann der Abgastrakt 4 lediglich einen oder weitere Katalysatoren
umfassen. Ferner kann in dem Abgastrakt 4 stromabwärts des
Harnstoff-Einspritzventils 20 und stromaufwärts des
SCR-Katalysators 23 eine Mischvorrichtung vorgesehen sein. Die
Mischvorrichtung dient dazu, den zugemessenen Harnstoff mit dem
Abgas in dem Abgastrakt 4 zu vermischen. Ferner kann dem
Brennraum 9 eine Zündkerze
zugeordnet sein.