DE102008042763A1

DE102008042763A1 - Verfahren zur Diagnose einer Reagenzmittel-Dosiervorrichtung und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE102008042763A1
Application number: DE102008042763A
Authority: DE
Inventors: Buelent Barcin; Antonio Balboa
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2008-10-13
Filing date: 2008-10-13
Publication date: 2010-04-15
Anticipated expiration: 2028-10-14
Also published as: ITMI20091704A1; DE102008042763B4; FR2937089A1; FR2937089B1; IT1395616B1

Abstract

Es werden ein Verfahren zur Diagnose zumindest eines Teils einer Reagenzmittel-Dosiervorrichtung (14), die ein Reagenzmittel oder eine Vorstufe des Reagenzmittels in den Abgaskanal (13) eines Verbrennungsmotors (10) dosiert, bei dem ein Sensorsignal (s_Mes_nK) im Abgaskanal (13) stromabwärts nach einem SCR-Katalysator (16) erfasst wird, das sowohl ein Maß für die NOx-Konzentration (NOx_vK) als auch ein Maß für den Reagenzmittelschlupf (Rea_Spf) beziehungsweise von Abbauprodukten des Reagenzmittels stromabwärts nach dem SCR-Katalysator (16) widerspiegelt, und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens vorgeschlagen. Die erfindungsgemäße Vorgehensweise zeichnet sich dadurch aus, dass bei einem steigenden Sensorsignal (s_Mes_nK) die Dosierrate des Reagenzmittels erhöht wird, dass bei einem weiteren Ansteigen des Sensorsignals (s_Mes_nK) die Dosierrate des Reagenzmittels vermindert wird und dass bei einem weiteren Ansteigen des Sensorsignals (s_Mes_nK) ein Fehlersignal (s_Feh) bereitgestellt wird. Die erfindungsgemäße Vorgehensweise ermöglicht das Erkennen einer fehlerhaft hohen Dosierrate des Ragenzmittels, die insbesondere durch ein offen klemmendes Ventil in der Reagenzmittel-Dosiervorrichtung (14) verursacht sein kann, mit ohnehin vorhandenen Mitteln.

Description

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Diagnose einer Reagenzmittel-Dosiervorrichtung und von einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Gattung der unabhängigen Ansprüche.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind auch ein Computerprogramm sowie ein Computer-Programmprodukt.
Stand der Technik
In der DE 199 03 439 A1 ist ein Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors beschrieben, in dessen Abgaskanal ein SCR-Katalysator (Selective-Catalytic-Reduction) angeordnet ist, der die im Abgas des Verbrennungsmotors enthaltenen Stickoxide mit einem Reagenzmittel zu Stickstoff reduziert. Die Dosierung des Reagenzmittels beziehungsweise einer Reagenzmittel-Vorstufe erfolgt vorzugsweise in Abhängigkeit von Betriebskenngrößen der Brennkraftmaschine, wie beispielsweise der Drehzahl und der eingespritzten Kraftstoffmenge. Weiterhin erfolgt die Dosierung vorzugsweise in Abhängigkeit von wenigstens einer Abgaskenngröße, wie beispielsweise der Abgastemperatur oder der Betriebstemperatur des SCR-Katalysators. Als Reagenzmittel ist das Reduktionsmittel Ammoniak vorgesehen, welches aus einer Reagenzmittel-Vorstufe (Harnstoff-Wasser-Lösung) gewonnen wird.
Die Dosierung des Reagenzmittels oder der Reagenzmittel-Vorstufe in den Abgaskanal muss sorgfältig festgelegt werden. Eine zu geringe Dosierung hat zur Folge, dass die Stickoxide im SCR-Katalysators nicht mehr vollständig reduziert werden können. Eine zu hohe Dosierung führt zu einem Reagenzmittelschlupf stromabwärts nach dem SCR-Katalysator, der einerseits zu einem unnötig hohen Reagenzmittelverbrauch und andererseits zu einer unangenehmen Geruchsbelästigung führen kann.
In der DE 10 2005 042 489 A1 ist ein Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors beschrieben, in dessen Abgaskanal wenigstens ein SCR-Katalysator angeordnet ist, der mit einem Reagenzmittel beaufschlagt wird, welches zur NOx-Konvertierung im SCR-Katalysator beiträgt. Ein Maß für die stromabwärts nach dem SCR-Katalysator auftretende NOx-Konzentration wird sowohl berechnet als auch mit einem NOx-Sensor gemessen, der eine Querempfindlichkeit gegenüber dem Reagenzmittel aufweist. Ermittelt wird eine Differenz zwischen dem berechneten Maß und dem gemessenen Maß der NOx-Konzentration stromabwärts nach dem SCR-Katalysator, die bei der Festlegung eines Dosiersignals, welches die Dosierung des Reagenzmittels beziehungsweise einer Reagenzmittel-Vorstufe festlegt, berücksichtigt wird. Vorgesehen ist eine Plausibilisierung beziehungsweise Diagnose, bei welcher die in einer vorgegebenen Zeitdauer dosierte Reagenzmittelmenge beziehungsweise Reagenzmittel-Vorstufen-Menge und die im SCR-Katalysator umgesetzte Reagenzmittelmenge und/oder die konvertierte NOx-Menge miteinander verglichen werden. Bei einer Abweichung wird ein Korrektursignal bereitgestellt, welches das Dosiersignal beeinflusst.
In der DE 10 2006 041 676 A1 ist ein Verfahren zum Dosieren eines Reagenzmittels beziehungsweise einer Reagenzmittel-Vorstufe in den Abgaskanal eines Verbrennungsmotors beschrieben, welche zur katalytischen Umsetzung von NOx in einem Katalysator herangezogen wird. Ermittelt wird die Differenz zwischen einer berechneten und einer gemessenen NOx-Konzentration stromabwärts nach dem Katalysator. Die Differenz wird mit einem Differenz-Schwellenwert verglichen. Bei einer Überschreitung des Differenz-Schwellenwerts wird eine Maßnahme zur Absenkung oder vollständigen Unterbrechung der Dosierung ergriffen. Anschließend wird die Differenz auf ein Maß für einen Anstieg überprüft. Falls die Differenz das Maß für den Anstieg überschritten hat, wird eine Maßnahme zur Erhöhung der Dosierung ergriffen. Das bekannte Verfahren ermöglicht insbesondere eine schnelle Reaktion auf eine Unterdosierung des Reagenzmittels beziehungsweise der Reagenzmittel-Vorstufe.
In der DE 10 2007 022 594 A1 (nicht vorveröffentlicht) ist ein Diagnoseverfahren für ein in einen Abgaskanal eines Verbrennungsmotors einzubringendes Reagenzmittel oder einer Vorstufe des Reagenzmittels beschrieben, welches zur Konvertierung wenigstens einer Abgaskomponente in einem Katalysator erforderlich ist. Ermittelt wird zunächst eine Änderung der Last der Brennkraftmaschine bezogen auf die Zeit. Beim Überschreiten eines Laständerungs-Schwellenwerts wird ein erstes Freigabesignal bereitgestellt. Weiterhin wird der relative Reagenzmittel-Füllstand im Katalysator ermittelt. Bei einem Überschreiten eines relativen Füllstand-Schwellenwerts wird ein zweites Freigabesignal bereitgestellt. Anschließend wird der stromabwärts nach dem Katalysator auftretende Reagenzmittelschlupf mit einem Reagenzmittelschlupf-Schwellenwert verglichen. Bei Vorliegen des ersten und zweiten Freigabesignals und bei einem Überschreiten des Reagenzmittelschlupf-Schwellenwerts wird dem Reagenzmittel eine ausreichende Qualität bescheinigt.
In der EP 1 426 575 B1 ist ein Verfahren zur Überwachung eines Abgasnachbehandlungssystems beschrieben, wobei zur Abgasnachbehandlung dem Abgas ein Reagenzmittel zugeführt wird, bei dem die Menge an zugeführtem Reagenzmittel verändert und auf Fehler erkannt wird, wenn ein Signal eines im Abgaskanal stromabwärts nach dem Abgasnachbehandlungssystem angeordneten NOx-Sensors sich nicht wie erwartet ändert. Das Signal ist ein Maß für den Reagenzmittelschlupf oder für den Schlupf von Abbauprodukten des Reagenzmittels und die NOx-Konzentration. Ein Fehler wird erkannt, wenn bei einer Erhöhung der Reagenzmittelmenge das Signal, das den Reagenzmittelschlupf anzeigt, nicht ansteigt sowie das Signal, das die NOx-Konzentration im Abgas anzeigt, nicht abnimmt oder wenn bei einer Verringerung der Reagenzmittelmenge das Signal, das den Reagenzmittelschlupf anzeigt, nicht abnimmt und das Signal, das die NOx-Konzentration anzeigt, nicht zunimmt. Als Sensor kann ein gegenüber dem Reagenzmittel querempfindlicher NOx-Sensor vorgesehen sein. Die Diagnose beruht auf einer Änderung der Dosierung und der Überwachung auf eine Änderung des gemessenen Signals, welches einerseits die NOx-Konzentration und andererseits den Reagenzmittelschlupf widerspiegelt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Diagnose einer Reagenzmittel-Dosiervorrichtung und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens anzugeben, die mit einfachen Mitteln eine zuverlässige Diagnose, insbesondere eine Leck-Diagnose eines Dosierventils der Reagenzmittel-Dosiervorrichtung ermöglichen.
Die Aufgabe wird durch die in den unabhängigen Ansprüchen angegebenen Merkmale jeweils gelöst.
Offenbarung der Erfindung
Die erfindungsgemäße Vorgehensweise zur Diagnose einer Reagenzmittel-Dosiervorrichtung, die ein Reagenzmittel oder eine Vorstufe des Reagenzmittels in den Abgaskanal eines Verbrennungsmotors dosiert, geht davon aus, dass ein Sensorsignal im Abgaskanal stromabwärts nach einem SCR-Katalysator erfasst wird, das sowohl ein Maß für die NOx-Konzentration als auch ein Maß für den Reagenzmittelschlupf stromabwärts nach dem SCR-Katalysator widerspiegelt. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass bei einem steigenden Sensorsignal die Dosierrate des Reagenzmittels erhöht wird, dass bei einem weiteren Ansteigen des Sensorsignals die Dosierrate des Reagenzmittels verringert wird und dass bei einem weiteren Ansteigen des Sensorsignals ein Fehlersignal bereitgestellt wird.
Die erfindungsgemäße Vorgehensweise geht demnach von einem normalen Dosierbetrieb des Reagenzmittels oder einer Vorstufe des Reagenzmittels in den Abgaskanal des Verbrennungsmotors aus, wobei auf eine Erhöhung der NOx-Konzentration stromaufwärts des SCR-Katalysators mit einer Erhöhung der Dosierrate des Reagenzmittels geantwortet wird. Wenn jedoch die erwartete Abnahme des Sensorsignals ausbleibt, besteht die Vermutung, dass das Ansteigen des Sensorsignals durch einen erhöhten Reagenzmittelschlupf auftritt, der durch ein Überangebot des Reagenzmittels verursacht ist.
Hierbei kann jedoch aufgrund einer Querempfindlichkeit des Abgassensors, der vorzugsweise als NOx-Sensor mit nur einem Sensorelement realisiert ist, nicht zwischen einer erhöhten NOx-Konzentration und einem erhöhten Reagenzmittelschlupf beziehungsweise einem erhöhten Schlupf von Abbauprodukten des Reagenzmittels unterschieden werden.
In einem nächsten Schritt wird deshalb die Dosierrate des Reagenzmittels verringert. Sofern anschließend ein weiteres Ansteigen des Sensorsignals festgestellt wird, kann es sich beim zuvor festgestellten Ansteigen des Sensorsignals nur um einen Reagenzmittelschlupf gehandelt haben, der weiterhin besteht und zum weiteren Ansteigen des Sensorsignals Anlass gibt. In diesem Fall wird das Fehlersignal bereitgestellt, das eine fehlerhafte hohe Dosierung des Reagenzmittels in den Abgaskanal des Verbrennungsmotors signalisiert, die beispielsweise durch ein offen klemmendes Ventil in der Reagenzmittel-Dosiervorrichtung verursacht sein kann.
Das Fehlersignal kann beispielsweise zu einer Information des Betreibers des Verbrennungsmotors herangezogen werden oder in einen Speicher eines Steuergerät abgelegt werden, der beispielsweise im Rahmen von Wartungsintervallen des Verbrennungsmotors ausgelesen wird.
Die erfindungsgemäße Vorgehensweise ermöglicht eine Diagnose zumindest eines Teils der Reagenzmittel-Dosiervorrichtung ohne einen zusätzlichen Aufwand von Bauteilen nur aufgrund eines speziellen Betriebsverfahrens als Reaktion auf ein Sensorsignal.
Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorgehensweise ergeben sich aus abhängigen Ansprüchen.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass bei dem weiteren Ansteigen des Sensorsignals die Dosierrate des Reagenzmittels vollständig auf null vermindert wird. Dadurch vereinfacht sich die Realisierung und das Ergebnis der Diagnose wird zuverlässiger.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass zur Bewertung des Sensorsignals, vorzugsweise zu mehreren Zeitpunkten, Steigungen des Sensorsignals ermittelt und bewertet werden.
Aufgrund der vergleichsweise langsamen Reaktion des gesamten Systems auf eine Änderung der Dosierrate, die insbesondere durch die Reagenzmittel-Speicherfähigkeit des SCR-Katalysators bedingt ist, die im Bereich von einigen Sekunden und darüber liegt, reicht die Annäherung der Steigungen durch die Ermittlung von Differenzenquotienten über Zeitintervalle von Sekunden aus.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die NOx-Konzentration stromaufwärts des SCR-Katalysators, die aufgrund der NOx-Rohemission des Verbrennungsmotors auftritt, ermittelt wird und dass die Diagnose nur durchgeführt wird, wenn die Änderung der NOx-Konzentration stromaufwärts vor dem SCR-Katalysator unterhalb eines Schwellenwerts liegt. Mit dieser Maßnahme wird festgelegt, dass die Diagnose nur im Rahmen zumindest eines quasistationären Zustands des Verbrennungsmotors durchgeführt wird, in welchem keine oder nur eine geringe, unterhalb des Schwellenwerts liegende Änderung der NOx-Konzentration stromaufwärts vor dem SCR-Katalysator auftritt.
Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Diagnose nur durchgeführt wird, wenn die NOx-Konzentration stromaufwärts vor dem SCR-Katalysator unterhalb eines Schwellenwerts liegt. Mit dieser Maßnahme wird festgelegt, dass die Diagnose nur in einem geringen Lastzustand des Verbrennungsmotors, beispielsweise im Leerlauf, durchgeführt wird.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass Verzögerungszeiten zwischen den einzelnen Verfahrenschritten vorgesehen werden. Mit dieser Maßnahme wird den zu erwartenden Reaktionszeiten des Systems Rechnung getragen, mit denen bei einer Änderung der Dosierrate des Reagenzmittels insbesondere aufgrund der Reagenzmittel-Speicherfähigkeit des SCR-Katalysators gerechnet werden muss.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens betrifft zunächst ein speziell hergerichtetes Steuergerät, das Mittel zur Durchführung des Verfahrens enthält.
Das Steuergerät enthält insbesondere eine Dosiersignal-Festlegung und eine Sensorsignal-Bewertungsanordnung.
Das Steuergerät enthält vorzugsweise wenigstens einen elektrischen Speicher, in welchem die Verfahrensschritte als Steuergerätprogramm abgelegt sind.
Das erfindungsgemäße Computerprogramm sieht vor, dass alle Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgeführt werden, wenn es auf einem Computer abläuft.
Das erfindungsgemäße Computer-Programmprodukt mit einem auf einem maschinenlesbaren Träger gespeicherten Programmcode führt das erfindungsgemäße Verfahren aus, wenn das Programm auf einem Computer abläuft.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Kurzbeschreibung der Figuren
1 zeigt ein technisches Umfeld, in welchem ein erfindungsgemäßes Verfahren abläuft und
2 zeigt ein Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele
1 zeigt einen Verbrennungsmotor 10, in dessen Luftansaugbereich 11 ein Luftsensor 12 und in dessen Abgaskanal 13 zumindest ein Teil einer Reagenzmittel-Dosiervorrichtung 14, stromabwärts nach der Reagenzmittel-Dosiervorrichtung 14 ein SCR-Katalysator 16 und stromabwärts nach dem SCR-Katalysator 16 ein Abgassensor 17 angeordnet sind. Im Abgaskanal 13 treten stromaufwärts vor dem SCR-Katalysator 16 eine NOx-Konzentration NOx_vK und stromabwärts nach dem SCR-Katalysator 16 eine NOx-Konzentration NOx_nK und ein Reagenzmittelschlupf Rea_Spf auf.
Der Luftsensor 12 stellt einem Steuergerät 20 ein Luftsignal s_MsL, der Verbrennungsmotor 10 ein Drehzahlsignal s_n und der Abgassensor 17 ein Sensorsignal s_Mes_nK zur Verfügung. Das Steuergerät 20 stellt der Reagenzmittel-Dosiervorrichtung 14 ein Dosiersignal s_DV zur Verfügung.
Das Steuergerät 20 enthält eine NOx-Konzentrations-Ermittlung 21, welcher das Luftsignal s_MsL, das Drehzahlsignal s_n sowie ein Maß Md für die Last des Verbrennungsmotors 10 zur Verfügung gestellt werden und welche eine berechnete NOx-Konzentration NOx_vK_Sim stromaufwärts vor dem SCR-Katalysator 16 bereitstellt.
Das Steuergerät 20 enthält weiterhin eine Dosiersignal-Festlegung 22, welcher das Sensorsignal s_Mes_nK, die berechnete NOx-Konzentration NOx_vK_Sim stromaufwärts vor dem SCR-Katalysator 16 sowie ein berechneter Reagenzmittel-Füllstand Rea_FüS des SCR-Katalysators 16 zur Verfügung gestellt werden und welche das Dosiersignal s_DV bereitstellt.
Das Steuergerät 20 enthält darüber hinaus eine Sensorsignal-Bewertungsanordnung 23, welcher das Sensorsignal s_Mes_nK, die berechnete NOx-Konzentration NOx_vK_Sim stromaufwärts vor dem SCR-Katalysator 16, ein erster bis fünfter Schwellenwert ScW1, ScW2, ScW3, ScW4, ScW5 sowie eine erste und zweite Verzögerungszeit ti_VZ1, ti_VZ2 zur Verfügung gestellt werden und welche ein Schaltsignal s_Sig sowie ein Fehlersignal s_Feh bereitstellt.
Die erfindungsgemäße Vorgehensweise wird anhand des in 2 wiedergegebenen Flussdiagramms näher erläutert:
Gemäß einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorgehensweise kann vorgesehen sein, dass die Diagnose zumindest eines Teils der Reagenzmittel-Dosiervorrichtung 14 nur durchgeführt wird, wenn vorgegebene Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors 10 vorliegen.
In einer ersten Abfrage 30 kann deshalb eine Überprüfung vorgesehen sein, ob eine Änderung dNOx_vK/dt der NOx-Konzentration NOx_vK stromaufwärts vor dem SCR-Katalysator 16 unterhalb des ersten Schwellenwerts ScW1 liegt. Die NOx-Konzentration NOx_vK stromaufwärts vor dem SCR-Katalysator 16 wird vorzugsweise durch die berechnete NOx-Konzentration NOx_vK_Sim angegeben. Sofern dies nicht der Fall ist, wenn demnach größere Änderungen der berechneten NOx-Konzentration Nox_vK, NOx_vK_Sim vorliegen, wird keine Diagnose durchgeführt und zum Ausgangspunkt zurückgesprungen.
Sofern die Bedingung in der ersten Abfrage 30 erfüllt ist, kann in einer zweiten Abfrage 31 überprüft werden, ob die NOx-Konzentration NOx_vK stromaufwärts vor dem SCR-Katalysator 16 kleiner ist als der zweite Schwellenwert ScW2. Auch in diesem Fall wird die NOx-Konzentration NOx_vK stromaufwärts vor dem SCR-Katalysator 16 vorzugsweise durch die berechnete NOx-Konzentration NOx_vK_Sim angegeben. Mit der zweiten Abfrage 31 wird demnach überprüft, ob der absolute Wert der NOx-Konzentration NOx_vK beziehungsweise der berechneten NOx-Konzentration NOx_vK_Sim gering ist. Der zweite Schwellenwert ScW2 kann beispielsweise derart festgelegt werden, dass eine Diagnose nur bei einer geringen Last Md des Verbrennungsmotors 10, beispielsweise im Leerlauf des Verbrennungsmotors 10 durchgeführt werden kann. Sofern die Bedingung in der zweiten Abfrage 31 nicht erfüllt ist, wird zum Ausgangspunkt zurückgesprungen.
Die zweite Abfrage 31 kann alternativ oder zusätzlich zur ersten Abfrage 30 vorgesehen sein.
Wenn in der zweiten Abfrage 31 festgestellt wird, dass die Bedingung erfüllt ist, wird zu einer dritten Abfrage 32 gesprungen, in der überprüft wird, ob ein Ansteigen ds_Mes_nK/dt des Sensorsignals s_Mes_nK größer als der dritte Schwellenwert ScW3 ist. Sofern dies nicht der Fall ist, wird zum Ausgangspunkt zurückgesprungen.
Sofern die Bedingung erfüllt ist, wird zunächst davon ausgegangen, dass der Anstieg des Sensorsignals s_Mes_nK aufgrund eines Ansteigens der NOx-Konzentration NOx_vK stromaufwärts vor dem SCR-Katalysator 16 aufgetreten ist. Sofern insbesondere die erste Abfrage 30 vorgesehen ist, wird die dritte Abfrage 32 nur dann erreicht, wenn die Änderung der NOx-Konzentration NOx_vK stromaufwärts vor dem SCR-Katalysator 16 kleiner als der erste Schwellenwert ScW1 ist. Diese Einschränkung entfällt, wenn die erste Abfrage 30 nicht vorgesehen ist. Sofern die Bedingung nicht erfüllt ist, wird zum Ausgangspunkt zurückgesprungen.
Sofern die Bedingung in der dritten Abfrage 32 erfüllt ist, wird zu einem ersten Funktionsblock 33 gesprungen, der eine Erhöhung der Dosierrate des Reagenzmittels vorsieht, die in der Dosiersignal-Festlegung 22 vorgenommen wird. Die Anforderungen zur Erhöhung der Dosierrate teilt die Sensorsignal-Bewertungsanordnung 23 der Dosiersignal-Festlegung 22 über das Schaltsignal s_Sig mit.
Die Dosiersignal-Festlegung 22 legt das Dosiersignal s_DV gemäß dem Ausführungsbeispiel in Abhängigkeit vom Sensorsignal s_Mes_nK, von der berechneten NOx-Konzentration NOx_vK stromaufwärts vor dem SCR-Katalysator 16 und in Abhängigkeit zumindest von dem Reagenzmittel-Füllstand Rea_FüS im SCR-Katalysator 16 fest, wobei der Reagenzmittel-Füllstand Rea_FüS aufgrund von Berechnungen gemäß dem eingangs genannten Stand der Technik ermittelt werden kann.
Anschließend ist gegebenenfalls ein zweiter Funktionsblock 34 vorgesehen, der die erste Verzögerungszeit ti_VZ1 vorsieht, bevor zu einer vierten Abfrage 35 gesprungen wird.
In der vierten Abfrage 35 wird überprüft, ob das Sensorsignal s_Mes_nK weiterhin ansteigt ds_Mes_nK/dt > ScW4?, wobei ein Vergleich mit dem vierten Schwellenwert ScW4 vorgenommen wird, der identisch mit dem dritten Schwellenwert ScW3 sein oder vom dritten Schwellenwert ScW3 abweichen kann. Die erste Verzögerungszeit ti_VZ1 kann vorgesehen sein, um eine verzögerte Reaktion des Abgassensors 17 stromabwärts nach dem SCR-Katalysator 16 insbesondere aufgrund des Reagenzmittel-Speichervermögens des SCR-Katalysators 16 berücksichtigen zu können. Sofern in der vierten Abfrage 34 die Bedingung nicht erfüllt ist, wird zum Ausgangspunkt zurückgesprungen.
Sofern die Bedingung in der vierten Abfrage 35 erfüllt ist, besteht bereits die Vermutung, dass ein Fehler zumindest in einem Teil der Reagenzmittel-Dosiervorrichtung 14 aufgetreten ist.
Aufgrund der Ausgestaltung des Abgassensors 17, der als NOx-Sensor und aus Kostengründen lediglich ein einziges Sensorelement enthalten soll, muss nach derzeitigem Stand der Technik eine Querempfindlichkeit gegenüber dem Reagenzmittel beziehungsweise von Abbauprodukten des Reagenzmittels in Kauf genommen werden, insbesondere sofern es sich bei dem Reagenzmittel um Ammoniak oder bei der Vorstufe des Reagenzmittels um beispielsweise eine Harnstoff-Wasser-Lösung handelt. Aufgrund der Querempfindlichkeit des Abgassensors 17 spiegelt das Sensorsignal s_Mes_nK gleichzeitig sowohl ein Maß für die NOx-Konzentration NOx_nK stromabwärts nach dem SCR-Katalysator 16 als auch ein Maß für den Reagenzmittelschlupf Rea_Spf stromabwärts nach dem SCR-Katalysator 16 wider. Es kann deshalb zu diesem Zeitpunkt noch nicht entschieden werden, ob das weitere Ansteigen des Sensorsignals s_Mes_nK aufgrund einer erhöhten NOx-Konzentration NOx_nK oder aufgrund eines erhöhten Reagenzmittelschlupfs Rea_Spf aufgetreten ist.
Sofern die Bedingung in der vierten Abfrage 35 erfüllt ist, wird deshalb zu einem dritten Funktionsblock 36 gesprungen, der eine Verringerung der Dosierrate des Reagenzmittels vorsieht. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Dosierrate auf null festgelegt wird, wobei das Dosiersignal s_DV vollständig abgeschaltet wird. Die Anforderungen zur Absenkung der Dosierrate teilt die Sensorsignal-Bewertungsanordnung 23 der Dosiersignal-Festlegung 22 über das Schaltsignal s_Sig mit.
Vorzugsweise ist anschließend der vierte Funktionsblock 37 vorgesehen, der die zweite Verzögerungszeit ti_VZ2 vorgibt, mit der wieder eine Verzögerungszeit im Abgaskanal 13, insbesondere verursacht durch die Reagenzmittel-Speicherfähigkeit des SCR-Katalysators 16 berücksichtigt werden kann.
In einer nachfolgenden fünften Abfrage 38 wird anhand eines Vergleichs mit dem fünften Schwellenwert ScW5 überprüft, ob das Sensorsignal s_Mes_nK weiterhin ansteigt ds_Mes_nk/dt > ScW5?. Sofern dies nicht der Fall ist, wird zum Ausgangspunkt zurückgesprungen.
Falls jedoch in der fünften Abfrage 38 ein weiteres Ansteigen des Sensorsignals s_Mes_nK festgestellt wurde, wird zu einem fünften Funktionsblock 39 gesprungen, der die Bereitstellung des Fehlersignals s_Feh vorsieht.
Ein Auftreten des Fehlersignals s_Feh bedeutet, dass eindeutig eine zu hohe Dosierrate vorliegt. Ein derartiger Fehler tritt insbesondere auf, wenn ein in der Reagenzmittel-Dosiervorrichtung 14 enthaltenes Ventil, beispielsweise ein Dosierventil oder insbesondere ein Reagenzmittel-Einsprühventil im offenen Zustand klemmt, sodass die Dosierrate nicht mehr vom Dosiersignal s_DV bestimmt wird. Im Allgemeinen muss im Fehlerfall mit der maximal möglichen Dosierrate gerechnet werden, die zu einer schädlichen Überdosierung fahrt.
Das Fehlersignal s_Feh kann beispielsweise einem Betreiber des Verbrennungsmotors 10 unmittelbar zur Anzeige gebracht werden. Der Betreiber ist beispielsweise ein Fahrer eines Kraftfahrzeugs, in welchem der Verbrennungsmotor 10 als Antriebsmotor vorgesehen ist. Alternativ oder zusätzlich kann das Fehlersignal s_Feh beispielsweise in einen nicht näher gezeigten Speicher des Steuergeräts 20 hinterlegt werden, der beispielsweise im Rahmen von Wartungsarbeiten am Verbrennungsmotor 10 ausgelesen werden kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 19903439 A1 [0003]
- DE 102005042489 A1 [0005]
- DE 102006041676 A1 [0006]
- DE 102007022594 A1 [0007]
- EP 1426575 B1 [0008]

Claims

Verfahren zur Diagnose zumindest eines Teils einer Reagenzmittel-Dosiervorrichtung (14), die ein Reagenzmittel oder eine Vorstufe des Reagenzmittels in den Abgaskanal (13) eines Verbrennungsmotors (10) dosiert, bei dem ein Sensorsignal (s_Mes_nK) im Abgaskanal (13) stromabwärts nach einem SCR-Katalysator (16) erfasst wird, das sowohl ein Maß für die NOx-Konzentration (NOx_nK) als auch ein Maß für den Reagenzmittelschlupf (Rea_Spf) oder den Schlupf von Abbauprodukten des Reagenzmittels stromabwärts nach dem SCR-Katalysator (16) widerspiegelt, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem steigenden Sensorsignal (s_Mes_nK) die Dosierrate des Reagenzmittels erhöht wird, dass bei einem weiteren Ansteigen des Sensorsignals (s_Mes_nK) die Dosierrate des Reagenzmittels vermindert wird und dass bei einem weiteren Ansteigen des Sensorsignals (s_Mes_nK) ein Fehlersignal (s_Feh) bereitgestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem weiteren Ansteigen (ds_Mes_nK/dt) des Sensorsignals (s_Mes_nK) die Dosierrate des Reagenzmittels auf null vermindert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bewertung des Sensorsignals (s_Mes_nk) Steigungen ermittelt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bewertung des Sensorsignals (s_Mes_nK) Differenzenquotienten ermittelt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die NOx-Konzentration (NOx_vK) stromaufwärts vor dem SCR-Katalysator (16) ermittelt wird und dass die Diagnose nur durchgeführt wird, wenn die Änderung (dNOx_vK/dt) der NOx-Konzentration (NOx_vK) unterhalb eines ersten Schwellenwerts (ScW1) liegt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die NOx-Konzentration (NOx_vK) stromaufwärts vor dem SCR-Katalysator (16) ermittelt wird und dass die Diagnose nur durchgeführt wird, wenn die NOx-Konzentration (NOx_vK) unterhalb eines zweiten Schwellenwerts (ScW2) liegt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Verzögerungszeiten (ti_VZ1, ti_VZ2) zwischen den einzelnen Schritten vorgesehen werden.
Vorrichtung zur Diagnose zumindest eines Teils einer Reagenzmittel-Dosiervorrichtung (14), die ein Reagenzmittel oder eine Vorstufe des Reagenzmittels in den Abgaskanal (13) eines Verbrennungsmotors (10) dosiert, dadurch gekennzeichnet, dass ein speziell hergerichtetes Steuergerät (20) vorgesehen ist, das Mittel (22, 23) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 enthält.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (20) eine Dosiersignal-Festlegung (22) und eine Sensorsignal-Bewertungsanordnung (23) enthält.
Computerprogramm, das alle Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ausführt, wenn das Programm auf einem Computer abläuft.
Computer-Programmprodukt mit einem auf einem maschinenlesbaren Träger gespeicherten Programmcode zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wenn das Programm auf einem Computer ausgeführt wird.