DE102009029408A1 - Verfahren zur Überwachung der Funktion eines SCR-Katalysatorsystems - Google Patents

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Abstract

rsystems (1) als Abgasnachbehandlungssystem einer Brennkraftmaschine, wobei das SCR-Katalysatorsystem (1) wenigstens eine Förderpumpe (5), wenigstens ein Mehrwegeventil (9), wenigstens ein Dosierventil (3) und wenigstens einen Drucksensor (10) umfasst, ist dadurch gekennzeichnet, dass in einem Rücksaugmodus des SCR-Katalysatorsystems (1) der Aufbau eines Unterdrucks in dem SCR-Katalysatorsystem anhand wenigstens eines Messwertes des Drucksensors (10) beobachtet wird, und bei einem Abweichen des wenigstens einen Messwertes von einem zu erwartenden Referenzwert auf eine Störung der Funktion des SCR-Katalysatorsystems (1) geschlossen wird.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung der Funktion eines SCR-Katalysatorsystems als Abgasnachbehandlungssystem einer Brennkraftmaschine. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Computerprogramm und ein Computerprogrammprodukt zur Durchführung dieses Verfahrens.
  • Stand der Technik
  • Es sind Verfahren und Vorrichtungen zum Betreiben einer Brennkraftmaschine insbesondere bei Kraftfahrzeugen bekannt, in deren Abgasbereich ein SCR-Katalysator (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 reduziert 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, die unter anderem ein Dosierventil aufweist, eingespritzt wird. Aus dieser Losung bildet sich NH3, das als Reduktionsmittel wirkt. Zur Bevorratung der Harnstofflösung ist ein Reduktionsmitteltank bzw. ein Harnstoffwasserlösungstank vorgesehen.
  • Der Reduktionsmitteltank ist üblicherweise mit einer sogenannten Saugleitung ausgestattet, um die Harnstoffwasserlösung aus dem Tank absaugen zu können. Zur Förderung der Harnstoffwasserlösung bzw. des Mediums ist eine Pumpe vorgesehen, die das Medium, also die Harnstoffwasserlösung, über ein Leitungssystem zu einer Dosiereinrichtung befördert, sodass die Harnstoffwasserlösung über ein Dosierventil, beispielsweise ein elektromagnetisches Einspritzventil, unter Druck in den Abgasstrang eingespritzt werden kann. Die Leitungen des SCR-Katalysatorsystems sind so angeordnet, dass durch Umschalten eines Mehrwegeventils, beispielsweise eines 4/2-Wegeventils ein sogenannter Rücksaugmodus eingestellt werden kann, der ein Absaugen des Mediums aus den Leitungen erlaubt. Dieses Rücksaugen ist erforderlich, da die Harnstoffwasserlösung bei niedrigen Umgebungstemperaturen, insbesondere bei Temperaturen von –11°C oder weniger, gefriert. Ein Gefrieren des Mediums in den Leitungen würde zu einer Beschädigung des Leitungssystems führen. Daher ist es vorgesehen, dass das Medium wieder in den Reduktionsmitteltank zurückgeleitet werden kann. Zur Einstellung des Rücksaugmodus ist es erforderlich, das 4/2-Wegeventil entsprechend anzusteuern, insbesondere elektrisch anzusteuern, und die Förderpumpe, die vorzugsweise mit einer integrierten Rückschlagdrossel ausgestattet ist, zu betätigen.
  • An verschiedenen Stellen des SCR-Katalysatorsystems kann es zu Funktionsstörungen kommen. Beispielsweise können Störungen bei den Ventilen, insbesondere dem Mehrvegeventil oder dem Dosierventil auftreten. Weiterhin kann die Funktion der Förderpumpe beeinträchtigt oder gestört sein. Zudem können Undichtheiten bzw. Leckagen im Leitungssystem auftreten. Dies gilt in besonderem Maße, da das Dosierventil durch eine Leitungsstrecke von mehreren Metern von der Förderpumpe entfernt sein kann. Die Leitungen werden mit Druck beaufschlagt, wobei in der Regel ein Druck von circa 5 bar herrscht. Alle Leitungen, beispielsweise Kunststoffschläuche, und Verbindungsstücke, die in der Regel auch aus Kunststoff gefertigt sind, unterliegen daher einer ständigen Belastung. Weiterhin können durch Alterung, Montagefehler oder sonstige Beschädigungen Schäden und Undichtheiten auftreten. Hierdurch kann es zum einen zu einem umweltschädlichen Entweichen der Harnstoffwasserlösung kommen. Zum anderen ist hierdurch nicht mehr die ordnungsgemäße Abgasnachbehandlung sichergestellt.
  • Üblicherweise wird die Dichtheit in einem SCR-Katalysatorsystem, insbesondere in dem Leitungssystem in der Weise überprüft, dass das System durch den Betrieb mit der Förderpumpe mit einem Druck beaufschlagt wird. Anschließend wird der Pumpenmotor gestoppt und es wird beobachtet, wie schnell sich der Druck abbaut. Kann der Druck nicht ausreichend gehalten werden und/oder dauert es zu lange, bis der Druck aufgebaut wird, ist davon auszugehen, dass das System undicht ist. So beschreibt beispielsweise die deutsche Offenlegungsschrift DE 10 2006 013 293 A1 ein Verfahren zur Druckdiagnose in einem Reagenzmittel-Dosiersystem, bei dem das Reagenzmittel auf einen Quellendruck gebracht wird und der gemessene Reagenzmitteldruck mit einem Schwellenwert verglichen und bei einer Schwellenwertüberschreitung ein Fehlersignal ausgegeben wird.
  • Diese Vorgehensweise hat verschiedene Nachteile. Sollten in dem System tatsächlich Undichtheiten bzw. Leckagen vorhanden sein, kommt es durch den Druckaufbau zu einem vermehrten Austritt der umweltschädlichen Harnstoffwasserlösung. Weiterhin lassen sich mit dieser Vorgehensweise nur sehr deutliche Leckagen feststellen. Dies liegt daran, dass das System in der Regel eine Drosselbohrung aufweist, die dazu benötigt wird, eine Druckregelfunktion zu gewährleisten. Durch diese Drosselbohrung entweicht Druck, auch wenn das übrige System dicht ist, sodass eine qualitative Aussage kaum zu machen ist. Somit können nur sehr erhebliche Leckagen festgestellt werden.
  • Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, die geschilderten Nachteile der bekannten Dichtheitsprüfung eines SCR-Katalysatorsystems zu beheben und ein verbessertes Verfahren zur Überwachung eines SCR-Katalysatorsystems bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gelöst, wie es Gegenstand des Anspruchs 1 ist. Bevorzugte Ausgestaltungen dieses Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Vorteile der Erfindung
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ist zur Überwachung der Funktion eines SCR-Katalysatorsystems als Abgasnachbehandlungssystem einer Brennkraftmaschine vorgesehen. Das SCR-Katalysatorsystem umfasst unter anderem wenigstens eine Förderpumpe, wenigstens ein Mehrwegeventil, insbesondere ein 4/2-Wegeventil, und wenigstens ein Dosierventil. Die Förderpumpe ist dazu vorgesehen, die Harnstoffwasserlösung bzw. das Medium aus dem Reduktionsmitteltank herauszufordern. Über ein Dosierventil kann das Medium dann unter Druck in den Abgasstrang eingespritzt werden. Das Mehrwegeventil, insbesondere das 4/2-Wegeventil ist dazu vorgesehen, von einem Saugmodus auf einen Rücksaugmodus umzuschalten, sodass das Medium aus dem Leitungssystem zurückgefördert und in den Reduktionsmitteltank rückgeführt werden kann. Das SCR-Katalysatorsystem umfasst weiterhin wenigstens einen Drucksensor, der vorzugsweise in dem Leitungssystem stromabwärts der Förderpumpe angeordnet ist. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass in einem Rücksaugmodus des SCR-Katalysatorsystems der Aufbau eines Unterdrucks in dem SCR-Katalysatorsystem anhand wenigstens eines Messwertes des Drucksensors beobachtet wird. Bei einem Abweichen des wenigstens einen Messwertes von einem zu erwartenden Referenzwert, der ein ordnungsgemäß funktionierendes System repräsentiert, wird auf eine Störung in der Funktion des SCR-Katalysatorsystems geschlossen. Das erfindungsgemäße Verfahren beruht also darauf, dass bei einem funktionierenden SCR-Katalysatorsystem während des Rücksaugmodus ein Unterdruck aufgebaut wird. Wenn dieser Unterdruck nicht oder nicht in dem erwarteten Maß aufgebaut und/oder gehalten wird, ist davon auszugehen, dass ein Defekt vorliegt. Der Vorteil des Verfahrens liegt unter anderem darin, dass das SCR-System in der Regel bereits für die Durchführung eines Rücksaugmodus zur Rückführung des Mediums aus den Leitungen zurück in den Reduktionsmitteltank eingerichtet ist. Das erfindungsgemäße Verfahren nutzt diesen bereits vorgesehenen Rücksaugmodus, um eine Überwachung bzw. eine Diagnose des SCR-Katalysatorsystems durchzuführen. Hierfür sind also keine weiteren Komponenten in dem SCR-Katalysatorsystem zu installieren, da auf die bereits vorhandenen Komponenten zurückgegriffen werden kann.
  • Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und zur Einstellung des Rücksaugmodus wird vorzugsweise das Mehrwegeventil derartig betätigt, dass bei angesteuerter Förderpumpe Medium aus den Leitungen des SCR-Katalysatorsystems abgesaugt wird. Der sich in diesem Modus einstellende Unterdruck im Leitungssystem wird ausgewertet. Hierfür werden gemessene Werte des oder der Drucksensoren erfasst und im Vergleich mit Referenzwerten ausgewertet. Die Referenzwerte repräsentieren Werte des Drucksensors, die bei einem ordnungsgemäß funktionierenden SCR-Katalysatorsystem zu erfassen wären. Weichen die tatsächlich gemessenen Werte oder der tatsächlich gemessene Wert von dem oder den Referenzwerten ab, ist darauf zu schließen, dass die Funktionsfähigkeit des SCR-Katalysatorsystems nicht oder zumindest nicht vollständig gegeben ist.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird vor oder während des Rücksaugmodus das wenigstens eine Dosierventil zumindest zeitweise geschlossen. Bei geschlossenem Dosierventil kann der Aufbau des Unterdrucks in dem Leitungssystem des SCR-Katalysatorsystems in besonders deutlicher Weise erfolgen. In dieser Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden besonders gute bzw. deutliche Signale erhalten.
  • Vorzugsweise wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren die Dichtheit des SCR-Katalysatorsystems überprüft. Sofern sich der Unterdruck in dem Rücksaugmodus nicht, nicht vollständig oder im Vergleich mit Referenzwerten zu langsam aufbaut, ist davon auszugehen, dass das System undicht ist bzw. dass Leckagen vorhanden sind.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird anhand der Beobachtung des Unterdrucks im Rücksaugmodus die Funktionsfähigkeit des wenigstens einen Dosierventils überprüft. Dies kann derart vorgenommen werden, dass das Dosierventil vor oder während des Rücksaugmodus geschlossen wird, sodass ein Aufbau des Unterdrucks zu erwarten ist. Bei einem Öffnen des Dosierventils zu Testzwecken sollte sich der Unterdruck schlagartig abbauen. Sofern der erwartete Druckverlauf nicht feststellbar ist, ist davon auszugehen, dass das Dosierventil nicht ordnungsgemäß funktioniert bzw. geschlossen klemmt. Auch ein offen klemmendes Dosierventil lässt sich erfindungsgemäß feststellen. Hierfür wird der Unterdruck bei geöffnetem Dosierventil aufgebaut. Ein anschließendes Ansteuern des Dosierventils zur Schließung des Ventils sollte den Unterdruck verstärken, sofern das Dosierventil ordnungsgemäß funktioniert. Das Schaltvermögen des Dosierventils kann durch wiederholtes Ansteuern des Dosierventils und Beobachtung des Druckverlaufs getestet werden.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Funktionsfähigkeit der wenigstens einen Förderpumpe überprüft. Wenn sich bei der Durchführung des Rücksaugmodus ein Unterdruck einstellt, ist davon auszugehen, dass die Förderpumpe ordnungsgemäß funktioniert. Sofern sich kein Unterdruck aufbaut, könnte beispielsweise das Rückschlagventil bzw. die integrierte Rückschlagdrossel der Pumpe undicht oder die Pumpe im Übrigen defekt sein.
  • Vorzugsweise kann weiterhin die Funktionsfähigkeit des wenigstens einen Mehrwegeventils, insbesondere des 4/2-Wegeventils, überprüft werden. Wenn das Mehrwegeventil nicht ordnungsgemäß funktioniert, wenn es beispielsweise klemmt, erfolgt bei Ansteuerung des Mehrwegeventils kein Umschalten in den Rücksaugmodus. Das Leitungssystem bleibt in diesem Fall im Druckbetriebmodus, sodass sich kein Unterdruck einstellt.
  • Eine erfindungsgemäße Überprüfung der Komponenten des SCR-Systems kann beispielsweise folgendermaßen erfolgen: Der Rücksaugmodus kann zunächst bei geschlossenem Dosierventil gestartet werden. Der Aufbau des Unterdrucks ist bei funktionierendem Mehrwegeventil, bei funktionierendem Fördermotor und funktionierendem Dosierventil bzw. geschlossenem Dosierventil anhand der deutlich messbaren Zunahme des Unterdrucks zu erkennen. Wenn das Dosierventil geöffnet wird, sollte der Druck schlagartig zusammenbrechen, bzw. der Unterdruck sollte sich abbauen. Sofern diese zu erwartende Abfolge zu beobachten ist, ist davon auszugehen, dass alle benötigten Komponenten für den Rücksaugmodus funktionsfähig sind.
  • In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der ordnungsgemäße Verlauf des Rücksaugvorgangs überprüft. Herkömmlicherweise erfolgt das Rücksaugen des Mediums aus dem Leitungssystem eines SCR-Katalysators, indem das System für eine bestimmte applizierbare Zeit auf den Rücksaugmodus eingestellt wird. Dieses Rücksaugen erfolgt jedoch ohne Überprüfung, ob das Medium tatsächlich aus dem Leitungssystem in den Reduktionsmitteltank zurückgeleitet bzw. abgesaugt wird. Verschiedene mögliche Fehlerquellen, beispielsweise ein Klemmen des Mehrwegeventils, eine defekte Förderpumpe, Undichtheiten im System usw. werden hierbei nicht berücksichtigt. Beispielsweise kann sich die Zeitdauer zum vollständigen Absaugen des Mediums aus dem Leitungssystem erheblich verlängern, wenn das System undicht ist oder wenn das Dosierventil verunreinigt ist, sodass wenig Luft nachgezogen werden kann. Erfindungsgemäß kann der Verlauf des Rücksaugvorgangs anhand der Beobachtung des Verlaufs des sich einstellenden Unterdrucks überwacht werden, da der sich einstellende Unterdruck bei vorhandenem Medium in den Leitungen sich von dem bei Luft in den Leitungen unterscheidet.
  • Die Erfindung umfasst weiterhin ein Computerprogramm, das alle Schritte des beschriebenen Verfahrens ausführt, wenn es auf einem Rechengerät oder einem Steuergerät einer Brennkraftmaschine abläuft. Schließlich umfasst die Erfindung ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist, zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens, wenn das Programm auf einem Rechengerät oder einem Steuergerät ausgeführt wird. Mit einem solchen Computerprogramm lässt sich in sehr vorteilhafter Weise ein SCR-Katalysatorsystem überwachen. Insbesondere kann anhand des Aufbaus eines Unterdrucks im Leitungssystem des SCR-Katalysatorsystems festgestellt werden, ob verschiedene Komponenten des SCR-Katalysatorsystem ordnungsgemäß funktionieren. Weiterhin kann die Dichtheit des Systems durch ein derartiges Computerprogramm überwacht werden. Der besondere Vorteil des Computerprogramms ist, dass es ohne Weiteres bei bestehenden Kraftfahrzeugen eingesetzt werden kann, ohne dass weitere Komponenten in das SCR-Katalysatorsystem eingebaut werden müssten. Es ist lediglich eine Anpassung der Auswertesoftware durch Aufspielen des auf dem Computerprogrammprodukt gespeicherten Computerprogramms beispielsweise im Steuergerät der Brennkraftmaschine erforderlich.
  • Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen. Hierbei können die einzelnen Merkmale jeweils für sich oder in Kombination miteinander verwirklicht sein.
  • In den Zeichnungen zeigen:
  • 1 in schematischer Darstellung verschiedene Komponenten eines SCR-Katalysatorsystems (Stand der Technik);
  • 2 in schematischer Darstellung den Medienfluss im Rücksaugmodus in einem SCR-Katalysatorsystem;
  • 3 ein Oszillogramm der Drucksensorspannung bei der Durchführung einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens und
  • 4 ein weiteres Oszillogramm der Drucksensorspannung bei der Durchführung einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • 1 zeigt in schematischer Weise verschiedene Komponenten eines SCR-Katalysatorsystems 1, wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist. Das SCR-Katalysatorsystem 1 ist zur Nachbehandlung des Abgases einer Brennkraftmaschine (nicht gezeigt) vorgesehen. Hierfür wird flüssiges Reduktionsmittel, das in einem Reduktionsmitteltank 2 bevorratet ist, über ein Dosierventil 3 unter Druck in den Abgasstrang eingespritzt. Bei dem Dosierventil 3 handelt es sich beispielsweise um ein elektromagnetisches Einspritzventil, das über ein Steuergerät 4 angesteuert wird. Das Reduktionsmittel wird mittels einer Pumpe 5, die eine integrierte Rückschlagdrossel aufweist, über eine Saugleitung 6 aus dem Reduktionsmitteltank 2 gefördert und unter Druck durch ein Leitungssystem zum Dosierventil 3 geleitet. Für eine Druckregelung ist eine Drosselbohrung 7 vorgesehen, die stromabwärts vor einer Rückleitung 8 in dem Reduktionsmitteltank 2 angeordnet ist. Zur Schaltung der Medienströme ist ein 4/2-Wegeventil 9 vorgesehen, das ebenso wie die Pumpe 5 über das Steuergerät 4 angesteuert wird. Zur Überwachung des Drucks ist in der Leitung zwischen dem 4/2-Wegeventil 9 und dem Dosierventil 3 ein Drucksensor 10 vorgesehen. Die Förderpumpe 5, das 4/2-Wegeventil 9 sowie der Drucksensor 10 sind in einem Gehäuse 11 in dieser Ausführungsform als sogenanntes Fördermodul zusammengefasst. Die Länge der Leitung zwischen dem Fördermodul 11 und dem Dosierventil 3 kann beispielsweise bis zu 4 m betragen. In der Druckleitung zwischen der Pumpe 5 und dem Dosierventil 3 herrscht in der Regel ein Druck von circa 5 bar. Die verschiedenen erforderlichen Schlauchverbinder sind in der Regel Schnellverbinder aus Kunststoff. Auch die Schlauchleitungen bestehen in der Regel aus Kunststoff, sodass es durch Alterung, Montagefehler oder Beschädigungen zu Undichtigkeiten bzw. Leckagen kommen kann.
  • Gemäß der Erfindung wird versucht, in einem Rücksaugmodus des SCR-Katalysatorsystems 1 unter Umgehung der Drosselbohrung 7 einen Unterdruck aufzubauen und zu beobachten, ob sich der Unterdruck in der zu erwartenden Weise aufbaut bzw. verhält. Die Medienströme im Rücksaugmodus, der erfindungsgemäß genutzt wird, sind in 2 illustriert. Hierfür wird das 4/2-Wegeventil 9 auf den Rücksaugmodus umgestellt, sodass beim Betrieb der Pumpe 5 das Medium aus dem Leitungssystem zwischen Dosierventil 3 und Fördermodul 11 abgesaugt wird. Stromabwärts der Pumpe 5 wird das Medium über die Rückleitung 8 und die Saugleitung 6 zurück in den Reduktionsmitteltank 2 geleitet. Zwischen dem Dosierventil 3 und der Pumpe 5 wird damit ein Unterdruck aufgebaut, der erfindungsgemäß genutzt wird. In diesem Leitungssystem ist der Drucksensor 10 angeordnet, der einen oder mehrere Messwerte zum Druck erfassen kann. So kann der Druck beispielsweise als Oszillogramm der Drucksensorspannung im zeitlichen Verlauf erfasst werden.
  • 3 zeigt ein beispielhaftes experimentelles Oszillogramm zum Druckverlauf bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Der Bereich A im oberen Teil des Oszillogramms zeigt das Drucksensorsignal als zeitlichen Verlauf der Drucksensorspannung. Das Signal variiert zwischen 0 bar und –0,5 bar. Im unteren Teil B des Oszillogramms ist die Ansteuerung des Pumpenmotors gezeigt. Der Abschnitt a) spiegelt das stehende System vor dem Start des erfindungsgemäßen Verfahrens wider. Das System steht nicht unter Druck, das Drucksensorsignal zeigt circa 0 bar. Nach Umstellung des 4/2-Wegeventils auf den Rücksaugmodus und Ansteuerung des Pumpenmotors bei geschlossenem Dosierventil stellt sich im ordnungsgemäß funktionierenden SCR-Katalysatorsystem kontinuierlich ein Unterdruck bis circa –0,5 bar ein. Nach Abschalten des Pumpenmotors im Abschnitt c) und unveränderter Rücksaugeinstellung des 4/2-Wegeventils bleibt dieser Unterdruck erhalten. Hieraus lässt sich schließen, dass das System dicht und funktionsfähig ist. Ein Öffnen des Dosierventils sollte im funktionierenden System zu einem schlagartigen Zusammenbruch des Unterdrucks auf circa 0 bar führen (Abschnitt d)). Ein entsprechendes Signal ist bei plötzlichen Beschädigung des Systems zu erwarten. Der Abschnitt e) zeigt einen Signalverlauf, bei dem das 4/2-Wegeventil im Rücksaugmodus eingestellt ist und die Förderpumpe bei geschlossenem Dosierventil läuft. Der Unterdruck baut sich nur sehr unzureichend auf. In diesem Fall ist davon auszugehen, dass das SCR-Katalysatorsystem eine Leckage aufweist bzw. undicht ist.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, dass Störungen in dem SCR-Katalysatorsystem ohne zusätzlich zu installierende Komponenten nachweisbar sind. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass es nicht zu einem übermäßigen Austreten der Harnstoffwasserlösung kommt, wie es bei aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren der Fall ist, bei denen das System zu Diagnosezwecken mit einem Überdruck beaufschlagt wird.
  • Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann anhand von Drucksensorsignalen, die den Aufbau und den Verlauf eines Unterdrucks im Leitungssystem zeigen, überprüft werden, ob das SCR-Katalyatorsystem in Bezug auf die Dichtheit und in Bezug auf die Komponenten des Fördermoduls ordnungsgemäß arbeitet. Sofern sich der zu erwartende Unterdruck nicht einstellt, kann beispielsweise die Förderpumpe defekt sein, die Rückschlagdrossel der Förderpumpe kann undicht sein, das 4/2-Wegeventil kann defekt sein oder klemmen oder das Dosierventil kann defekt sein oder klemmen. Weiterhin lassen sich Leckagen mit dem erfindungsgemäßen Verfahren feststellen. Die Funktionsfähigkeit der einzelnen Ventile lässt sich beispielsweise damit überprüfen, dass die Ventile während der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ein oder mehrfach angesteuert werden.
  • Für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann zum Beispiel das Mehrwegeventil auf den Rücksaugmodus umgestellt werden und der Förderpumpenmotor bei geöffnetem Dosierventil angesteuert werden. Es stellt sich ein Unterdruck ein, sodass darauf geschlossen werden kann, dass das Mehrwegeventil und der Pumpenmotor ordnungsgemäß funktionieren. Anschließend kann das Dosierventil angesteuert bzw. geschlossen werden. Dies sollte bei ordnungsgemäß funktionierenden Dosierventil zu einer Verstärkung des Unterdrucks führen. Ein Öffnen des Dosierventils sollte zu einem schlagartigem Zusammenbruch des Unterdrucks führen. Bei einem solchen Verlauf des Unterdrucks ist davon auszugehen, dass alle erwähnten Komponenten funktionsfähig sind und das Leitungssystem dicht ist.
  • 4 zeigt ein weiteres Oszillogramm, das den Verlauf des Drucksensorsignals gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zeigt, bei dem der erfindungsgemäße Verlauf des Rücksaugvorgangs von Medium aus den Leitungen beobachtet und überwacht wird. Im oberen Teil A ist wiederum der Verlauf der Drucksensorspannung gezeigt. Im unteren Teil B ist die Ansteuerung des Pumpenmotors gezeigt. Der Abschnitt a) zeigt das Sensorsignal zum Zeitpunkt des Startes des erfindungsgemäßen Verfahrens. Im Abschnitt b) ist der Rücksaugmodus durch Umschalten des 4/2-Wegeventils bei angeschaltetem Motor dargestellt. Das Dosierventil ist geöffnet. Zu erkennen ist der Aufbau eines Unterdrucks, der sich jedoch nicht bis –0,5 bar (wie in 3) ausbildet, da hier im Unterschied zu 3, Abschnitt b) das Dosierventil geöffnet ist. Während dieser Phase findet ein Rücksaugen des Mediums aus dem Leitungssystem zurück in den Reduktionsmitteltank statt. Es sind kleine Druckspitzen festzustellen, die durch die Bewegungen der Membranpumpe bzw. der Förderpumpe zustande kommen. Der Rücksaugmodus wird im Abschnitt c) beibehalten. Das 4/2-Wegeventil bleibt also bei offenem Dosierventil und laufendem Motor auf Rücksaugmodus geschaltet. Zu diesem Zeitpunkt ist jedoch das komplette Medim bereits abgesaugt und durch das geöffnete Dosierventil gelangen Luftblasen in das Pumpengehäuse, sodass es zu einem Anstieg des Drucks kommt. Dies ist das Zeichen dafür, dass der Rücksaugvorgang nahezu beendet ist. Im Abschnitt d) hat sich der Druck bei weiterlaufendem Rücksaugmodus wieder auf ein etwas höheres gleichbleibendes Niveau eingestellt. Zu diesem Zeitpunkt ist das Medium komplett abgesaugt. Die Druckspitzen durch die Membranpumpe sind nicht mehr feststellbar, da sich kein Medium mehr in der Leitung befindet. Durch die Beobachtung des Verlaufs des Unterdrucks während des Rücksaugvorgangs bzw. im Rücksaugmodus kann also exakt beobachtet werden, wie der Rücksaugvorgang verläuft bzw. wann der Rücksaugvorgang in dem Sinne abgeschlossen ist, dass sämtliches Medium aus dem Leitungssystem abgezogen ist. Die Beobachtung des Unterdrucks gemäß der Erfindung erlaubt also eine Überwachung der Rücksaugung des Mediums aus dem Leitungssystem, um sicherstellen zu können, dass kein Medium in den Leitungen verbleibt, dass bei einem Gefrieren des Mediums zu Schädigungen führen könnte.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102006013293 A1 [0005]

Claims (10)

  1. Verfahren zur Überwachung der Funktion eines SCR-Katalysatorsystems (1) als Abgasnachbehandlungssystem einer Brennkraftmaschine, wobei das SCR-Katalysatorsystem wenigstens eine Förderpumpe (5), wenigstens ein Mehrwegeventil (9), wenigstens ein Dosierventil (3) und wenigstens einen Drucksensor (10) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Rücksaugmodus des SCR-Katalysatorsystems (1) der Aufbau eines Unterdrucks in dem SCR-Katalysatorsystem anhand wenigstens eines Messwertes des Drucksensors (10) beobachtet wird, und bei einem Abweichen des wenigstens einen Messwertes von einem zu erwartenden Referenzwert auf eine Störung der Funktion des SCR-Katalysatorsystems (1) geschlossen wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für den Rücksaugmodus das Mehrwegeventil (9) betätigt wird, sodass bei angesteuerter Förderpumpe (5) Medium aus den Leitungen des SCR-Katalysatorsystems (1) abgesaugt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass vor oder während des Rücksaugmodus das wenigstens eine Dosierventil (3) zumindest zeitweise geschlossen wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtheit des SCR-Katalysatorsystems (1) überprüft wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionsfähigkeit des wenigstens einen Dosierventils (3) überprüft wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionsfähigkeit der wenigstens einen Förderpumpe (5) überprüft wird.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionsfähigkeit des wenigstens einen Mehrwegeventils (9) überprüft wird.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der ordnungsgemäße Verlauf des Rücksaugvorgangs überprüft wird.
  9. Computerprogramm, das alle Schritte eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, ausführt, wenn es auf einem Rechengerät oder einem Steuergerät abläuft.
  10. Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist, zur Durchführung eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wenn das Programm auf einem Rechengerät oder einem Steuergerät ausgeführt wird.
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