DE102009028459A1

DE102009028459A1 - Verfahren zum Betreiben eines SCR-Katalysators

Info

Publication number: DE102009028459A1
Application number: DE102009028459A
Authority: DE
Inventors: Markus Niemann; Michael Gerlach; Mario Roessler
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2009-08-11
Filing date: 2009-08-11
Publication date: 2011-02-17
Also published as: FR2949136A1; FR2949136B1

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Betreiben eines SCR-Katalysators (10) mit einem Harnstoffwasserlösungstank (12) und einer Dosiereinrichtung (11) zur Dosierung einer Harnstoffwasserlösung in den SCR-Katalysator (10) bereitgestellt, wobei der Harnstoffwasserlösungstank (12) wenigstens einen kapazitiv messenden Sensor (14) aufweist. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass Informationen über den Aggregatzustand der Harnstoffwasserlösung in dem Harnstoffwasserlösungstank (12) bereitgestellt werden, indem eine die Kapazität repräsentierende Größe mit dem wenigstens einen kapazitiv messenden Sensor (14) erfasst wird und aus der Kapazität auf den Aggregatzustand der Harnstoffwasserlösung geschlossen wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines SCR-Katalysators mit einem Harnstoffwasserlösungstank und einer Dosiereinrichtung zur Dosierung der Harnstoffwasserlösung in den SCR-Katalysator. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Computerprogramm und ein Computerprogrammprodukt zur Durchführung des Verfahrens.
Stand der Technik
Es sind Verfahren und Vorrichtungen zum Betreiben einer Brennkraftmaschine insbesondere bei Kraftfahrzeugen bekannt, in deren Abgasbereich ein SCR-Katalyator (Selective Catalytic Reduction) angeordnet ist, der die im Abgas der Brennkraftmaschine enthaltenen Stickoxide (NOx) in Gegenwart eines Reduktionsmittels zu Stickstoff reduziert. Hierdurch kann der Anteil von Stickoxiden im Abgas erheblich vermindert werden. Für den Ablauf der Reaktion wird Ammoniak (NH₃) benötigt, das dem Abgas zugemischt wird. Als Reaktionsmittel werden daher NH₃ bzw. NH₃-abspaltende Reagenzien eingesetzt. In der Regel wird hierfür eine wässrige Harnstofflösung (Harnstoffwasserlösung) verwendet, die vor dem SCR-Katalysator in den Abgasstrang mit Hilfe einer Dosiereinrichtung eingespritzt wird. Aus dieser Lösung bildet sich NH₃, das als Reduktionsmittel wirkt. Zur Bevorratung der Harnstofflösung ist ein Reduktionsmitteltank bzw. ein Harnstoffwasserlösungstank vorgesehen.
Die üblicherweise verwendete, in DIN-Normen definierte Harnstoffwasserlösung hat die Eigenschaft, bei circa –11°C zu gefrieren. Die konkrete Gefriertemperatur ist allerdings vom Mischungsverhältnis der Harnstoffwasserlösung und auch von der Alterung der Lösung abhängig.
Insbesondere bei automobilen Anwendungen ist es erforderlich, im Harnstoffwasserlösungstank eine Heizung zum Auftauen der Harnstoffwasserlösung vorzusehen, sodass flüssige Harnstoffwasserlösung für den Betrieb des SCR-Katalysators auch bei tiefen Außentemperaturen bereitgestellt werden kann. Bei gefrorener Harnstoffwasserlösung bewirkt die Heizung ein zumindest partielles Auftauen der Harnstoffwasserlösung, das für die Abgasnachbehandlung im SCR-Katalysator eingesetzt werden kann. In der Regel ist weiterhin ein Temperatursensor im Harnstoffwasserlösungstank vorgesehen, der die Temperatur der Harnstoffwasserlösung erfasst, sodass die erfassten Temperaturwerte zur Heizerregelung genutzt werden können. Zudem kann mittels des Temperatursensors und der erfassten Temperatur eine Dosierbereitschaft der Harnstoffwasserlösung angezeigt werden, sofern die erfasste Temperatur oberhalb des Gefrierpunktes liegt.
Zur Erfassung des Füllstands der Harnstoffwasserlösung im Reduktionsmitteltank ist in der Regel ein Füllstandssensor vorgesehen, beispielsweise ein Füllstandssensor, der auf einem kapazitiven Messprinzip beruht. Die Harnstoffwasserlösung wirkt dabei als Dielektrikum eines Kondensators. Bedingt durch den Füllstand bzw. die Höhe der Harnstoffwasserlösung im Tank ist der Kondensator gegebenenfalls nur teilweise mit der als Dielektrikum wirkenden Harnstoffwasserlösung „befüllt”. Die Änderung der Kondensatorkapazität ist also abhängig vom Füllstand im Tank, sodass bei einer bekannten Dielektrizitätskonstante der Harnstoffwasserlösung der Füllstand gemessen werden kann. Die Dielektrizitätskonstante ε_r einer normierten Harnstoffwasserlösung schwankt zwischen ε_r = 90...95 bei einer neuen Lösung und ε_r = 105 bei einer alten Lösung. Diese unterschiedlichen Dielektrizitätskonstanten der jeweiligen Harnstoffwasserlösung haben einen Einfluss auf das jeweilige Messergebnis und damit auf die gemessene Füllstandshöhe. Um diesen Einfluss zu eliminieren kann die gemessene Kapazität des Füllstandssensors durch eine mit Hilfe einer Referenzelektrode gemessene Referenzkapazität dividiert werden. Hierbei ist die Referenzelektrode des Füllstandssensors so angeordnet, dass sie auch bei sehr niedrigem Füllstand der Harnstoffwasserlösung in Kontakt mit der Lösung steht.
Für den Betrieb eines SCR-Katalysators ist es erforderlich, festzustellen, ob die Harnstoffwasserlösung als Reduktionsmittel im flüssigen Zustand oder im gefrorenem Zustand vorliegt. Nur bei flüssigem Zustand der Harnstoffwasserlösung kann die Dosierbereitschaft gegeben sein. Wenn die Harnstoffwasserlösung gefroren ist, ist es erforderlich, den Harnstoffwasserlösungstank zu beheizen, um wieder flüssige Harnstoffwasserlösung bereitstellen zu können. Herkömmlicherweise wird mittels eines üblichen Temperatursensors die Temperatur der Harnstoffwasserlösung gemessen. Aus diesem Temperaturwert wird geschlossen, ob die Lösung flüssig oder gefroren ist. Man geht hierbei davon aus, dass der Gefrierpunkt der Lösung bei –11°C liegt, sodass bei einer Temperatur oberhalb von –11°C die Lösung flüssig und bei einer Temperatur von –11°C oder niedriger die Lösung gefroren bzw. fest ist. Allerdings ist der tatsächliche Gefrierpunkt einer konkreten Harnstoffwasserlösung abhängig von deren Alterung und von dem konkreten Mischungsverhältnis der Harnstoffwasserlösung. Daher kann der tatsächliche Gefrierpunkt nicht unerheblich von –11°C abweichen, sodass der erwähnte Rückschluss aus den gemessenen Temperaturwerten zu einer falschen Aussage über den flüssigen oder festen Aggregatzustand der Harnstoffwasserlösung führen kann.
Der Rückschluss auf feste oder gefrorene Lösung auf der Basis der gemessenen Temperaturwerte der Reduktionsmittellösung kann beispielsweise dazu führen, dass bei einem veränderten Gefrierpunkt der Lösung, z. B. aufgrund von Alterung, angenommen wird, dass die Lösung flüssig ist, sodass die Heizung nicht angesteuert wird. Tatsächlich ist die Lösung jedoch noch gefroren, da der Gefrierpunkt durch die Alterung der Lösung heraufgesetzt wurde, sodass kein flüssiges Reduktionsmittel für den SCR-Katalysator bereitgestellt werden kann und die Abgasnachbehandlung nicht ordnungsgemäß durchgeführt werden kann.
Die Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, ein Verfahren zum Betreiben eines SCR-Katalysators bereitzustellen, das die genannten Nachteile aus dem Stand der Technik beseitigt und insbesondere eine zuverlässige Aussage über den Aggregatzustand der Harnstoffwasserlösung in einem Harnstoffwasserlösungstank erlaubt. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Betreiben eines SCR-Katalysators gelöst, wie es in Anspruch 1 beschrieben ist. Bevorzugte Ausgestaltungen dieses Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Offenbarung der Erfindung
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Verfahren ist zum Betreiben eines SCR-Katalysators mit einem Harnstoffwasserlösungstank und einer Dosiereinrichtung zur Dosierung einer Harnstoffwasserlösung bzw. Reduktionsmittellösung in den SCR-Katalysator vorgesehen. Hierbei weist der Harnstoffwasserlösungstank wenigstens einen kapazitiv messenden Sensor auf bzw. dem Harnstoffwasserlösungstank ist wenigstens ein kapazitiv messender Sensor zugeordnet. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass Informationen über den Aggregatzustand der Harnstoffwasserlösung in dem Harnstoffwasserlösungstank bereitgestellt werden, indem eine die Kapazität repräsentierende Größe mit dem wenigstens einen kapazitiv messenden Sensor erfasst wird und aus der Kapazität auf den Aggregatzustand der Harnstoffwasserlösung geschlossen wird. Die Messung der Kapazität erlaubt einen zuverlässigen Rückschluss darauf, ob eine flüssige oder eine gefrorene bzw. feste Harnstoffwasserlösung vorliegt, da sich die Dielektrizitätskonstanten ε_r von flüssiger und gefrorener Harnstoffwasserlösung deutlich voneinander unterscheiden. Die aus der erfassten Kapazität gewonnene Information über den Aggregatzustand der Harnstoffwasserlösung erlaubt damit eine Aussage über den tatsächlichen Aggregatzustand der Lösung. Dies hat gegenüber den Verfahren aus dem Stand der Technik, die auf einer direkten Temperaturmessung beruhen, den erheblichen Vorteil, dass falsche Aussagen zum Aggregatzustand, die beispielsweise durch einen veränderten Gefrierpunkt aufgrund einer Änderung der Zusammensetzung oder einer Alterung der Harnstoffwasserlösung bedingt sein können, zuverlässig vermieden werden.
Vorzugsweise wird die Kapazität, die erfindungsgemäß erfasst wird, mit einer Vergleichskapazität, die die Kapazität einer flüssigen Harnstoffwasserlösung repräsentiert, verglichen. Sofern die gemessene Kapazität im Vergleich mit dieser Vergleichskapazität niedriger ist, wird darauf geschlossen, dass die Harnstoffwasserlösung im festen Aggregatzustand vorliegt, also gefroren ist. Dieses Verfahren beruht darauf, dass bei einem Gefrieren der Harnstoffwasserlösung die Dielektrizitätskonstante der Mischung im Tank stark absinkt, wodurch die messbare Kapazität ebenfalls absinkt. Bei entsprechender Auswertung der Kapazität kann daher auf eine Eisbildung geschlossen werden. Die Vergleichskapazität, die eine flüssige Harnstoffwasserlösung repräsentiert, kann beispielsweise in einem Steuergerät hinterlegt sein. Vorzugsweise wird die Vergleichskapazität in regelmäßigen Abständen oder bei Bedarf aktualisiert, um die sich möglicherweise ändernde Zusammensetzung der Harnstoffwasserlösung oder deren Alterung zu berücksichtigen.
Der kapazitiv messende Sensor kann beispielsweise ein Qualitätssensor oder ein Leitfähigkeitssensor sein, die im Reduktionsmitteltank oder an anderer Stelle des SCR-Systems angeordnet sein könnte. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist der kapazitiv messende Sensor ein Füllstandssensor, der in der Regel in einem Harnstoffwasserlösungstank ohnehin vorhanden ist. Der auf dem eingangs beschriebenen kapazitiven Messprinzip beruhende Füllstandssensor umfasst in der Regel wenigstens eine Messelektrode und wenigstens eine Referenzelektrode. Vorzugsweise wird die erfindungsgemäß zu erfassende Kapazität mit der Referenzelektrode gemessen. Da die Referenzelektrode durch ihre Anordnung im Harnstoffwasserlösungstank auch bei sehr niedrigem Füllstand eine Kapazität messen kann, ist die von der Referenzelektrode erfasste Kapazität nahezu unabhängig vom Füllstand im Tank. Somit ist eine Erfassung der Kapazität im erfindungsgemäßen Sinne durch die Referenzelektrode sehr vorteilhaft, da die durch die Referenzelektrode erfasste Kapazität allein von der Dielektrizitätskonstanten der Lösung abhängt. Es kann daher mit Hilfe der Referenzelektrode eine Änderung der Dielektrizitätskonstanten erfasst werden und daraus der Rückschluss auf den Aggregatzustand der Lösung in besonders vorteilhafter Weise gezogen werden.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Informationen über den Aggregatzustand der Harnstoffwasserlösung, die erfindungsgemäß bereitgestellt werden, zur Regelung einer Heizung des Harnstoffwasserlösungstanks eingesetzt. Wie bereits erwähnt, erlaubt das erfindungsgemäße Verfahren eine Aussage über den tatsächlichen Aggregatzustand der Harnstoffwasserlösung, der auch bei einem Abweichen des tatsächlichen Gefrierpunkts von dem theoretischen Gefrierpunkt der Lösung eine zuverlässige Aussage über den flüssigen oder gefrorenen Zustand der Lösung erlaubt. Mit diesen Informationen kann eine Heizung anhand der tatsächlichen Gegebenheiten und damit bedarfsgerecht angesteuert werden. Hierdurch lässt sich die Stromaufnahme im System deutlich reduzieren, was letztendlich zu einer Kraftstoffersparnis führt. Dieses bedarfsgerechte Ansteuern der Heizung beruht also nicht auf der Annahme, dass bei einer gemessenen Temperatur von beispielsweise –11°C oder niedriger geheizt wird, sondern dass nur bei tatsächlich gefrorener Harnstoffwasserlösung geheizt wird.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Informationen über den Aggregatzustand der Harnstoffwasserlösung zur Anzeige einer Dosierbereitschaft der Harnstoffwasserlösung verwendet. Sofern erfindungsgemäß auf flüssige Harnstoffwasserlösung geschlossen wird, kann die Dosierbereitschaft angezeigt werden. Bei erfindungsgemäß festgestellter gefrorener Harnstoffwasserlösung wird die Dosierbereitschaft verneint. Auch diese Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens hat den Vorteil, dass die Aussage über den Aggregatzustand der Lösung nicht auf einer Annahme beruht, die den Tatsachen unter Umständen nicht gerecht wird, sondern dass der tatsächliche Aggregatzustand erfasst wird, sodass die Anzeige der Dosierbereitschaft immer nur dann erfolgt, wenn tatsächlich flüssige Harnstoffwasserlösung vorhanden ist.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Informationen über den Aggregatzustand der Harnstoffwasserlösung zur Plausibilisierung eines Temperatursensors im Harnstoffwasserlösungstank eingesetzt. Insbesondere bei einer definierten Harnstoffwasserlösung mit bekanntem Gefrierpunkt kann der gemessene Temperaturwert mit dem erfindungsgemäß erfassten Aggregatzustand der Lösung verglichen werden. Ist beispielsweise die normierte Lösung bei einer gemessenen Temperatur von weniger als –11°C nicht tatsächlich gefroren, kann darauf geschlossen werden, dass der Temperatursensor fehlerhaft ist. Weiterhin kann bei einer gemessenen Temperatur größer als –11°C, also oberhalb des Gefrierpunktes, und einem erfindungsgemäß erfassten festen, also gefrorenen Aggregatzustand ebenfalls darauf geschlossen werden, dass der Temperatursensor defekt ist.
Weiterhin umfasst die Erfindung ein Computerprogramm, das alle Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens ausführt, wenn es auf einem Rechengerät oder einem Steuergerät abläuft. Schließlich umfasst die Erfindung ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, das auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist, zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wenn das Programm auf einem Rechengerät oder einem Steuergerät ausgeführt wird. Dieses Computerprogramm bzw. das Computerprogrammprodukt kann mit besonderem Vorteil für ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit einem SCR-Katalysator im Abgasbereich eingesetzt werden, um den Aggregatzustand, also flüssig oder fest, der Harnstoffwasserlösung als Reduktionsmittel bestimmen zu können. Mit dieser erfindungsgemäß erfassten Information über den Aggregatzustand der Lösung lässt sich beispielsweise eine Heizung des Harnstoffwasserlösungstanks bedarfsgerecht regeln oder die Dosierbereitschaft der Harnstoffwasserlösung anzeigen.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnungen in Verbindung mit den Ausführungsbeispielen. Hierbei können die verschiedenen Merkmale jeweils für sich oder in Kombination miteinander verwirklicht sein.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
In den Zeichnungen zeigt:
1 einen SCR-Katalysator im Abgasstrang einer Brennkraftmaschine mit einem zugeordneten Harnstoffwasserlösungstank und einer Dosiereinrichtung;
2 ein Ablaufdiagramm einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Steuerung einer Harnstoffwasserlösungstankheizung und
3 ein Ablaufdiagramm einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Anzeige der Dosierbereitschaft.
Ausführungsformen der Erfindung
1 illustriert den Abgasstrang einer Brennkraftmaschine mit einem SCR-Katalysator 10, der über eine Dosiereinrichtung 11 mit einer Harnstoffwasserlösung aus einem Harnstoffwasserlösungstank bzw. Reduktionsmitteltank 12 versorgt wird. Der Reduktionsmitteltank 12 ist mit einer Pumpe 13 zur Förderung. des Reduktionsmittels (Harnstoffwasserlösung) aus dem Tank 12 ausgestattet. Mittels der Pumpe 13 wird das Reduktionsmittel über die Dosiereinrichtung 11 in den SCR-Katalysator 10 zur Entstickung des Abgases eingespritzt. Der Reduktionsmitteltank 12 ist mit einem Füllstandssensor 14 ausgestattet, der auf einem kapazitiven Messprinzip beruht. Die Harnstoffwasserlösung im Reduktionsmitteltank 12 wirkt hierbei als Dielektrikum eines Kondensators. Bedingt durch den Füllstand der Reduktionsmittellösung im Tank 12 ist der Kondensator gegebenenfalls nur teilweise mit dem Dielektrikum „befüllt”, sodass die Änderung der Kondensatorkapazität vom Füllstand im Tank 12 abhängig ist und damit bei bekannter Dielektrizitätskonstanten der Reduktionsmittellösung der Füllstand ermittelt werden kann. Um den Einfluss von abweichenden Dielektrizitätskonstanten ε_r der konkreten Lösung ausschließen zu können, wird die gemessene Kapazität durch eine Referenzkapazität geteilt, die mittels einer Referenzelektrode 15 unabhängig vom Füllstand im Reduktionsmitteltank 12 ermittelt wird. Die Erfassung, Auswertung und Weiterleitung der Messwerte wird vorzugsweise mit einer Auswerteelektronik im Sensorkopf 16 des Füllstandssensors 14 vorgenommen. Die Daten werden an eine zentrale Steuereinheit 17 zur Weiterverarbeitung weitergeleitet.
Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass eine Harnstoffwasserlösung im gefrorenen Zustand eine andere Kapazität als eine flüssige Harnstoffwasserlösung aufweist. Dieser Unterschied wird erfindungsgemäß eingesetzt, um auf den tatsächlichen Aggregatzustand der Harnstoffwasserlösung im Reduktionsmitteltank 12 schließen zu können. Bevorzugterweise wird hierbei mittels der Referenzelektrode 15 die Kapazität der Lösung im Tank 12 erfasst. Die Messung mittels der Referenzelektrode 15 hat den Vorteil, dass die Messung der Kapazität unabhängig vom Füllstand der Lösung im Tank erfolgen kann. Die gemessene Kapazität wird vorzugsweise mit einer Vergleichskapazität C_v verglichen, die die zu erwartende Kapazität bei flüssiger Harnstoffwasserlösung widerspiegelt. Sofern die gemessene Kapazität niedriger als die Vergleichskapazität ist, wird darauf geschlossen, dass die Harnstoffwasserlösung im festen, also im gefrorenen Aggregatzustand vorliegt. Über die Auswerteelektronik im Sensorkopf 16 des Füllstandssensors 14 kann damit ein Eiserkennungssignal an die Steuereinheit 17 weitergegeben werden, sodass geeignete Maßnahmen ergriffen werden können. Beispielsweise kann infolge eines Eiserkennungssignals eine Heizung im Tank 12 angesteuert werden und/oder es kann die Dosierbereitschaft des Reduktionsmittels verneint werden. Der Vorteil der Erfindung liegt darin, dass die Erkennung der Eisbildung auf dem tatsächlichen Aggregatzustand der Reduktionsmittellösung beruht und nicht, wie bei herkömmlichen Systemen, auf der Annahme, dass bei einer bestimmten Temperatur, die mit Hilfe eines Temperatursensors im Reduktionsmitteltank 12 gemessen wird, ein bestimmter Aggregatzustand der Lösung vorliegt, je nachdem, ob sich die gemessene Temperatur oberhalb oder unterhalb des theoretischen Gefrierpunktes der Lösung befindet. Durch die erfindungsgemäße Erfassung des tatsächlichen Aggregatzustands können verschiedene Maßnahmen, insbesondere die Ansteuerung der Heizung, bedarfsgerecht erfolgen, wodurch die Stromaufnahme im System deutlich reduziert und damit Kraftstoff eingespart werden kann.
Ein besonderer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass bereits vorhandene Füllstandssensoren im Reduktionsmitteltank oder andere kapazitiv messende Sensoren in diesem Sinne eingesetzt werden können. Somit kann eine zusätzliche vorteilhafte Funktion mit bereits vorhandenen Komponenten erreicht werden. Auch eine bereits vorhandene Auswerteelektronik bedarf allenfalls einer kleinen Modifikation oder Ergänzung, um im erfindungsgemäßen Sinne eingesetzt werden zu können. Zusätzliche Bauteile sind nicht erforderlich, sodass das erfindungsgemäße Verfahren als weitere vorteilhafte Funktionalität auch bei bestehenden Fahrzeugen beispielsweise ausschließlich durch Erweiterung der Auswerte-Software integriert werden kann. In der Auswerteelektronik muss lediglich die Erkennung einer niedrigeren Dielektrizität des Mediums entsprechend umgesetzt werden.
2 zeigt in schematischer Weise ein Ablaufdiagramm zur Nutzung der erfindungsgemäß erfassten Informationen über den Aggregatzustand der Harnstoffwasserlösung zur Regelung einer Heizung im Reduktionsmitteltank. Hierbei wird nach dem Start des Verfahrens im Schritt 20 die Kapazität vorzugsweise mittels einer Referenzelektrode eines kapazitiv messenden Füllstandssensors in einem Reduktionsmitteltank erfasst. Im Schritt 21 erfolgt eine Abfrage, ob die gemessene Kapazität kleiner als die Vergleichskapazität C_v ist, die die Kapazität einer flüssigen Reduktionsmittellösung repräsentiert. Sofern die gemessene Kapazität kleiner als die Vergleichskapazität C_v ist, wird im Schritt 22 ein Signal ausgegeben, das den gefrorenen Zustand der Lösung, also den festen Aggregatzustand repräsentiert. Daraufhin wird im Schritt 23 die Heizung des Reduktionsmitteltanks angesteuert. Danach kann wieder zum Schritt 20 gesprungen werden, um erneut die Kapazität zu messen und zu überprüfen, ob nach wie vor der feste Aggregatzustand oder möglicherweise inzwischen ein flüssiger Aggregatzustand vorliegt. Wenn im Schritt 21 festgestellt wird, dass die gemessene Kapazität nicht kleiner als die Vergleichskapazität C_v ist, wird im Schritt 24 ein Signal ausgegeben, das eine flüssige Lösung repräsentiert. Daraufhin wird im Schritt 25 die Heizung ausgestellt und das Verfahren kann beendet werden. Gegebenenfalls kann von Schritt 25 auf den Schritt 20 zurückgesprungen werden, um rechtzeitig wieder gefrorenes Reduktionsmittel feststellen zu können, sodass dann die Heizung bedarfsgerecht angesteuert werden kann.
3 zeigt ein Ablaufdiagramm für eine weitere bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Anzeige der Dosierbereitschaft. Nach dem Start des Verfahrens wird im Schritt 30 die Kapazität der Reduktionsmittellösung im Tank mittels einer Referenzelektrode gemessen. Im Schritt 31 wird abgefragt, ob die gemessene Kapazität kleiner als die Vergleichskapazität C_v ist, die die zu erwartende Kapazität bei einer flüssigen Harnstoffwasserlösung repräsentiert. Ist dies der Fall, wird im Schritt 32 ein Signal ausgegeben, das den festen Aggregatzustand, also den gefrorenen Zustand der Lösung repräsentiert, sodass die Dosierbereitschaft im Schritt 33 verneint werden muss. Wird im Schritt 31 festgestellt, dass die gemessene Kapazität nicht kleiner als die Vergleichskapazität C_v ist, wird im Schritt 34 ein Signal ausgegeben, das den flüssigen Zustand der Lösung repräsentiert, sodass im Schritt 35 die Dosierbereitschaft bejaht werden kann.

Claims

Verfahren zum Betreiben eines SCR-Katalysators (10) mit einem Harnstoffwasserlösungstank (12) und einer Dosiereinrichtung (11) zur Dosierung einer Harnstoffwasserlösung in den SCR-Katalysator (10), wobei der Harnstoffwasserlösungstank wenigstens einen kapazitiv messenden Sensor (14) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass Informationen über den Aggregatzustand der Harnstoffwasserlösung in dem Harnstoffwasserlösungstank (12) bereitgestellt werden, indem eine die Kapazität repräsentierende Größe mit dem wenigstens einen kapazitiv messenden Sensor (14) erfasst wird und aus der Kapazität auf den Aggregatzustand der Harnstoffwasserlösung geschlossen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapazität mit einer Vergleichskapazität, die eine flüssige Harnstoffwasserlösung repräsentiert, verglichen wird und bei einer im Vergleich mit der Vergleichskapazität niedrigeren Kapazität darauf geschlossen wird, dass die Harnstoffwasserlösung im festen Aggregatzustand vorliegt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der kapazitiv messende Sensor (14) ein Füllstandssensor ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der kapazitiv messende Sensor (14) wenigstens eine Messelektrode und wenigstens eine Referenzelektrode (15) aufweist, wobei die Kapazität mit der Referenzelektrode (15) erfasst wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Informationen über den Aggregatzustand der Harnstoffwasserlösung zur Regelung einer Heizung des Harnstoffwasserlösungstanks (12) verwendet werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Informationen über den Aggregatzustand der Harnstoffwasserlösung zur Anzeige einer Dosierbereitschaft der Harnstoffwasserlösung verwendet werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Informationen über den Aggregatzustand der Harnstoffwasserlösung zur Plausibilisierung eines Temperatursensors im Harnstoffwasserlösungstank (12) verwendet werden.
Computerprogramm, das alle Schritte eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 ausführt, wenn es auf einem Rechengerät oder einem Steuergerät abläuft.
Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist, zur Durchführung eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wenn das Programm auf einem Rechengerät oder einem Steuergerät ausgeführt wird.