DE102009047067A1 - Method for operating dosing device, involves dosing reagent medium into exhaust area of internal combustion engine for operating exhaust gas control unit - Google Patents

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Abstract

The method involves dosing a reagent medium into an exhaust area (12) of an internal combustion engine (10) for operating an exhaust gas control unit (22), with which a nominal dosing operation is provided corresponding to dosing requirement (NOx-vk,NOx-vk-sim). The dosing compared to the nominal dosing operation is increased, if the reagent central temperature (te-rea) exceeds the reagent central temperature-threshold value (te-rea-lim). Independent claims are also included for the following: (1) a device for operating a dosing device; (2) a controller program for operating a dosing device; and (3) a controller program product for operating a dosing device.

Description

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Betreiben einer Dosiervorrichtung und von einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Gattung der unabhängigen Ansprüche.The invention relates to a method for operating a metering device and a device for carrying out the method according to the preamble of the independent claims.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind auch ein Steuergerätprogramm sowie ein Steuergerät-Programmprodukt.The present invention also relates to a controller program and a controller program product.

Stand der TechnikState of the art

In der Offenlegungsschrift DE 199 03 439 A1 ist ein Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors beschrieben, in dessen Abgasbereich 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 oder einer Vorstufe des Reagenzmittels erfolgt vorzugsweise in Abhängigkeit von Betriebskenngrößen des Verbrennungsmotors wie beispielsweise der Drehzahl und der eingespritzten Kraftstoffmenge. Weiterhin erfolgt die Dosierung vorzugsweise in Abhängigkeit von Abgaskenngrößen wie beispielsweise der Abgastemperatur oder der Betriebstemperatur des SCR-Katalysators. Als Reagenzmittel ist beispielsweise das Reduktionsmittel Ammoniak vorgesehen, das aus einer Harnstoff-Wasser-Lösung gewonnen werden kann. Die Dosierung des Reagenzmittels oder von Ausgangsstoffen des Reagenzmittels muss sorgfältig festgelegt werden. Eine zu geringe Dosierung hat zur Folge, dass Stickoxide im SCR-Katalysator nicht mehr vollständig reduziert werden können. Eine zu hohe Dosierung führt zu einem Reagenzmittelschlupf, der einerseits zu einem unnötig hohen Reagenzmittelverbrauch und andererseits, in Abhängigkeit von der Beschaffenheit des Reagenzmittels, zu einer unangenehmen Geruchsbelästigung führen kann.In the published patent application DE 199 03 439 A1 a method for operating an internal combustion engine is described, in whose exhaust gas region an SCR (selective catalytic reduction) catalyst is arranged, which reduces the nitrogen oxides contained in the exhaust gas of the internal combustion engine with a reagent to nitrogen. The dosage of the reagent or a precursor of the reagent is preferably carried out as a function of operating characteristics of the internal combustion engine such as the speed and the injected fuel quantity. Furthermore, the metering is preferably carried out as a function of exhaust gas parameters such as, for example, the exhaust gas temperature or the operating temperature of the SCR catalytic converter. As a reagent, for example, the reducing agent ammonia is provided, which can be obtained from a urea-water solution. The dosage of the reagent or starting materials of the reagent must be carefully determined. Too low a dosage has the consequence that nitrogen oxides in the SCR catalyst can no longer be completely reduced. Too high a dosage leads to a reagent slip, which on the one hand can lead to unnecessarily high reagent consumption and, on the other hand, depending on the nature of the reagent, to an unpleasant odor nuisance.

Bei dem beschriebenen Verfahren wird ein Reagenzmittel mit einer Reagenzmittel-Dosiervorrichtung in den Abgaskanal des Verbrennungsmotors dosiert, wobei zumindest einige Teile der Reagenzmittel-Dosiervorrichtung einer erhöhten Temperaturbelastung durch die Abgastemperatur ausgesetzt sein können. Aus Gründen insbesondere einer unerwünschten Temperaturbelastung des Reagenzmittels kann eine Kühlung erforderlich sein.In the described method, a reagent is metered with a reagent metering device in the exhaust passage of the internal combustion engine, wherein at least some parts of the reagent metering device may be exposed to an increased temperature load by the exhaust gas temperature. For reasons in particular an undesirable temperature load of the reagent cooling may be required.

Eine derartige Kühlung ist in der Offenlegungsschrift DE 44 36 397 A1 beschrieben, die einen in den Kühlwasserkreislauf eines Verbrennungsmotors eingebundenen Kühlmantel vorsieht, welcher ein Dosierventil der Reagenzmittel-Dosiervorrichtung umgibt.Such cooling is disclosed in the publication DE 44 36 397 A1 described, which provides an integrated into the cooling water circuit of an internal combustion engine cooling jacket, which surrounds a metering valve of the reagent metering device.

In der Offenlegungsschrift DE 10 2007 000 666 A1 ist eine Zirkulationsleitung für ein Reagenzmittel beschrieben, das zur Kühlung durch ein Dosierventil fließt. Das Reagenzmittel zirkuliert nicht nur während des Betriebs des Verbrennungsmotors, sondern auch noch nach dem Motorstopp. Vorgesehen sind eine Zeitsteuerung, eine Temperatursensor-Steuerung, eine Berechnung einer Temperaturänderung des Dosierventils oder eine sensorbeeinflusste Wärmemengen-Steuerung, um den Nachlauf der Zirkulation nach dem Motorstopp zu betreiben. Der Temperatursensor kann im Reagenzmitteltank oder am Zulauf oder am Rücklauf des Reagenzmitteltanks angeordnet werden. Der nicht näher beschriebene Wärmemengensensor erfasst die vom Dosierventil abgeführte Wärmemenge, aus welcher die Temperaturänderung am Dosierventil berechnet wird.In the published patent application DE 10 2007 000 666 A1 a circulation line for a reagent is described which flows through a metering valve for cooling. The reagent circulates not only during the operation of the internal combustion engine, but also after the engine stop. Provided are timing, temperature sensor control, calculation of a temperature change of the metering valve or sensor-influenced heat quantity control to operate the wake of the circulation after the engine stop. The temperature sensor can be arranged in the reagent tank or at the inlet or at the return of the reagent tank. The heat quantity sensor not described in more detail detects the amount of heat dissipated by the metering valve, from which the temperature change at the metering valve is calculated.

In der Offenlegungsschrift DE 103 22 155 A1 ist ebenfalls eine Dosierung eines Reduktionsmittels beschrieben, wobei als Reduktionsmittel Kohlenwasserstoffe vorgesehen sind, die einerseits exotherm zur Erwärmung eines Mager-NOx-Katalysators reagieren und andererseits die NOx-Emissionen des Verbrennungsmotors im Mager-NOx-Katalysator reduzieren sollen. Zur Kühlung des Dosierventils und zur Vermeidung einer unerwünschten Temperaturbelastung des Reagenzmittels ist ein Kühldosiermuster vorgesehen, welches von dem normalen Dosiermuster abweicht. Während der Kühlungsdosierung werden beispielsweise mehrere geringe Mengen dosiert, obwohl keine Dosierung erforderlich ist. Es kann auch eine Mischung des normalen Dosiermusters mit dem Kühldosiermuster vorgesehen sein. Die Kühldosierung erfolgt entweder in Abhängigkeit von einem Kennfeld, das durch die Drehzahl des Verbrennungsmotors und dessen Last aufgespannt wird, oder in Abhängigkeit von einem Temperatursensorsignal, welches ein am Dosierventil angeordneter Temperatursensor bereitstellt.In the published patent application DE 103 22 155 A1 is also a dosage of a reducing agent described, wherein as reducing agents hydrocarbons are provided which react on the one hand exothermic for heating a lean NOx catalyst and on the other hand to reduce the NOx emissions of the engine in the lean NOx catalyst. For cooling the metering valve and to avoid an undesirable temperature load of the reagent, a Kühldosiermuster is provided, which differs from the normal Dosiermuster. For example, during the dosing of the dosing system, several small quantities are dosed although no dosing is required. It may also be provided a mixture of the normal Dosiermusters with the Kühldosiermuster. The cooling metering takes place either as a function of a characteristic map which is spanned by the rotational speed of the internal combustion engine and its load, or in dependence on a temperature sensor signal which provides a temperature sensor arranged on the metering valve.

In der DE 10 2006 053 485 A1 ist ein Verfahren zum Betreiben eines in einem Abgasbereich eines Verbrennungsmotors zur Dosierung eines Reagenzmittels angeordneten Dosierventils beschrieben, bei welchem zur Vermeidung einer Übertemperatur des Reagenzmittels vorgesehen ist, dass in Dosierpausen der normalen Dosierung bedarfsweise Reagenzmittel dosiert wird. Im Unterschied zu dem zuvor beschriebenen Verfahren wird hier die zusätzlich dosierte Reagenzmittelmenge gezielt auf einen minimalen Wert festgelegt.In the DE 10 2006 053 485 A1 a method for operating a arranged in an exhaust region of an internal combustion engine for metering a reagent metering valve is described in which is provided to avoid over-temperature of the reagent that in metering pauses the normal dosage, if necessary, reagent is metered. In contrast to the method described above, the additionally metered amount of reagent is specifically set to a minimum value here.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben einer Dosiervorrichtung und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens anzugeben, welche eine unerwünschte Erwärmung des Reagenzmittels weitgehend vermeiden.The invention has for its object to provide a method for operating a metering device and an apparatus for performing the method, which largely avoid unwanted heating of the reagent.

Die Aufgabe wird durch die in den unabhängigen Ansprüchen angegebenen Merkmale jeweils gelöst. The object is achieved by the features specified in the independent claims each.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die erfindungsgemäße Vorgehensweise zum Betreiben einer Dosiervorrichtung, geht davon aus, dass ein Reagenzmittel in den Abgasbereich eines Verbrennungsmotors zum Betreiben einer Abgasreinigungsvorrichtung dosiert wird, bei welchem ein Nenn-Dosierbetrieb in Abhängigkeit von einer Dosieranforderung vorgesehen ist, innerhalb dem eine vollständige Umsetzung des Reagenzmittels im Abgasbereich ohne einen unvermeidlichen Reagenzmittelschlupf auftritt. Die erfindungsgemäße Vorgehensweise zeichnet sich dadurch aus, dass dann, wenn die Reagenzmitteltemperatur einen Reagenzmitteltemperatur-Schwellenwert überschreitet, die Dosierung gegenüber dem Nenn-Dosierbetrieb erhöht wird, bis ein Reagenzmittelschlupf-Sollwert auftritt.The procedure according to the invention for operating a metering device assumes that a reagent is metered into the exhaust region of an internal combustion engine for operating an exhaust gas purification device, in which a nominal metering operation is provided in dependence on a metering request, within which a complete conversion of the reagent in the exhaust gas region without an inevitable reagent slippage occurs. The procedure according to the invention is characterized in that when the reagent temperature exceeds a reagent temperature threshold value, the dosage is increased compared to the nominal metering operation until a reagent slip set point occurs.

Normalerweise tritt die höchste Reagenzmitteltemperatur innerhalb von Bauteilen auf, die in den Abgasbereich ragen, sodass die dort auftretende Reagenzmitteltemperatur maßgeblich ist. Die erfindungsgemäße Vorgehensweise ermöglicht die Vermeidung einer Erwärmung des Reagenzmittels auf ungünstig hohe Temperaturen, bei denen mit einer Zersetzung des Reagenzmittels gerechnet werden muss, dadurch, dass mehr Reagenzmittel dosiert wird als eigentlich erforderlich ist. Toleriert wird hierbei in bestimmten Betriebssituationen ein gewisser Reagenzmittelschlupf, der auf den vorgegebenen Reagenzmittelschlupf-Sollwert zumindest im zeitlichen Mittel begrenzt sein soll. Vermieden werden eine Korrosion und/oder Verstopfung von Bauteilen der Dosiervorrichtung, beispielsweise eines Dosierventils. Weiterhin wird eine Reagenzmittel-Unterdosierung aufgrund eines zersetzten Reagenzmittels vermieden.Normally, the highest reagent temperature occurs within components which protrude into the exhaust gas area, so that the reagent temperature occurring there is decisive. The procedure according to the invention makes it possible to prevent heating of the reagent to unfavorably high temperatures, at which decomposition of the reagent must be expected, in that more reagent is metered than is actually required. In certain operating situations, a certain amount of reagent slip is tolerated, which should be limited to the specified reagent slip set point, at least in the time average. Prevented corrosion and / or blockage of components of the metering device, such as a metering valve. Furthermore, a reagent underdose due to a decomposed reagent is avoided.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorgehensweise ergeben sich aus abhängigen Ansprüchen.Advantageous embodiments and further developments of the procedure according to the invention will become apparent from the dependent claims.

Ausgestaltungen betreffen die Ermittlung der Reagenzmitteltemperatur, bei der die Umgebungstemperatur und/oder die Abgastemperatur berücksichtigt werden können. Vorzugsweise wird die relevante Reagenzmitteltemperatur indirekt oder direkt mittels eines Temperatursensors gemessen.Embodiments relate to the determination of the reagent temperature at which the ambient temperature and / or the exhaust gas temperature can be taken into account. Preferably, the relevant reagent temperature is measured indirectly or directly by means of a temperature sensor.

Eine Weiterbildung sieht vor, dass der Reagenzmittelschlupf-Sollwert im Rahmen einer Reagenzmittelschlupf-Regelung eingeregelt wird.A further development provides that the reagent-slip setpoint is adjusted as part of a reagent-slip control.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung, die vorgesehen sein kann, wenn die Abgasreinigungsvorrichtung einen reagenzmittel-speichernden Katalysator enthält, sieht vor, dass der Reagenzmittelschlupf-Sollwert von einem Reagenzmittel-Füllstand im Katalysator abhängt.An advantageous embodiment, which may be provided when the exhaust gas purification device contains a reagent-storing catalyst, provides that the reagent slip setpoint depends on a reagent fill level in the catalyst.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens betrifft zunächst ein speziell hergerichtetes Steuergerät. Das Steuergerät enthält als Mittel zur Durchführung des Verfahrens insbesondere eine Dosiersignal-Festlegung und einen Reagenzmittelschlupf-Regler.The device according to the invention for carrying out the method initially relates to a specially prepared control device. As a means for carrying out the method, the control unit contains in particular a metering signal setting and a reagent-slip controller.

Das Steuergerät enthält vorzugsweise wenigstens einen elektrischen Speicher, in welchem die Verfahrensschritte als Steuergerätprogramm abgelegt sind.The control unit preferably contains at least one electrical memory in which the method steps are stored as a control unit program.

Das erfindungsgemäße Steuergerätprogramm sieht vor, dass alle Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgeführt werden, wenn es in einem Steuergerät abläuft.The control unit program according to the invention provides that all steps of the method according to the invention are carried out when it runs in a control unit.

Das erfindungsgemäße Steuergerät-Programmprodukt mit einem auf einem maschinenlesbaren Träger gespeicherten Programmcode führt das erfindungsgemäße Verfahren aus, wenn das Programm in einem Steuergerät abläuft.The control unit program product according to the invention with a program code stored on a machine-readable carrier carries out the method according to the invention when the program runs in a control unit.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and explained in more detail in the following description.

Kurzbeschreibung der FigurenBrief description of the figures

1 zeigt ein technisches Umfeld, in welchem ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betreiben einer Dosiervorrichtung abläuft und 1 shows a technical environment in which a method according to the invention for operating a metering device takes place and

2 zeigt einen Programmablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens. 2 shows a program flow of the method according to the invention.

Detaillierte Beschreibung der AusführungsbeispieleDetailed description of the embodiments

1 zeigt einen Verbrennungsmotor 10, in dessen Ansaugbereich 12 eine Lufterfassung 14 und in dessen Abgasbereich 16 eine Dosiervorrichtung 18 mit einem Dosierventil 20, eine Abgasreinigungsvorrichtung 22 sowie ein Abgassensor 24 angeordnet sind. 1 shows an internal combustion engine 10 , in its intake area 12 an air capture 14 and in its exhaust area 16 a metering device 18 with a metering valve 20 , an exhaust gas purification device 22 and an exhaust gas sensor 24 are arranged.

Stromabwärts des Verbrennungsmotors 10, aber noch stromaufwärts der Abgasreinigungsvorrichtung 22 treten eine Stromaufwärts-NOx-Konzentration NOx_vK und eine Abgastemperatur te_Abg auf. Stromabwärts der Abgasreinigungsvorrichtung 22 treten eine Stromabwärts-NOx-Konzentration NOx_nK sowie ein Reagenzmittelschlupf Rea_Spf auf.Downstream of the internal combustion engine 10 but still upstream of the emission control device 22 For example, an upstream NOx concentration NOx_vK and an exhaust gas temperature te_Abg occur. Downstream of the exhaust gas purification device 22 a downstream NOx concentration NOx_nK and a reagent slip Rea_Spf occur.

Die Luft-Erfassung 14 stellt einem Steuergerät 30 ein Luftsignal ms_L, der Verbrennungsmotor 10 eine Drehzahl n und der Abgassensor 24 ein Abgassignal Mes_nK zur Verfügung. Das Steuergerät 30 beaufschlagt das Dosierventil 20 der Dosiervorrichtung 18 mit einem Dosierventil-Ansteuersignal s_DV. The air capture 14 represents a control unit 30 an air signal ms_L, the internal combustion engine 10 a speed n and the exhaust gas sensor 24 an exhaust signal Mes_nK available. The control unit 30 acts on the metering valve 20 the dosing device 18 with a metering valve drive signal s_DV.

Das Steuergerät 30 enthält eine Dosierbedarf-Ermittlung 32, der das Luftsignal ms_L, die Drehzahl n und ein Maß Md für die Last des Verbrennungsmotors 10 zugeführt werden und die eine berechnete NOx-Konzentration NOx_vK_Sim für die Stromaufwärts-NOx-Konzentration NOx_vK ermittelt, welche einer Dosiersignal-Festlegung 34 zur Verfügung gestellt wird.The control unit 30 contains a dosing demand determination 32 , the air signal ms_L, the speed n and a measure Md of the load of the internal combustion engine 10 which determines a calculated NOx concentration NOx_vK_Sim for the upstream NOx concentration NOx_vK, which is a dosing signal determination 34 is made available.

Das Abgassignal Mes_nK wird einer Abgassignal-Bewertung 36 zur Verfügung gestellt, die aus dem Abgassignal Mes_nK ein gemessenes Signal für die Stromabwärts-NOx-Konzentration NOx_nK und den Reagenzmittelschlupf Rea_Spf ermittelt, welcher einem Reagenzmittelschlupf-Regler 38 zur Verfügung gestellt wird.The exhaust gas signal Mes_nK becomes an exhaust gas signal evaluation 36 which determines from the exhaust gas signal Mes_nK a measured signal for the downstream NOx concentration NOx_nK and the reagent slip Rea_Spf, which is a reagent-slip controller 38 is made available.

Der Reagenzmittelschlupf-Regler 38 erhält einen von einer Reagenzmittel-Füllstands-Ermittlung 40 bereitgestellten Reagenzmittelschlupf-Sollwert Rea_Spf_SW sowie ein von einem Vergleicher 42 bereitgestelltes Freigabesignal FS zur Verfügung gestellt und beaufschlagt die Dosiersignal-Festlegung 34 mit einem Korrektursignal Korr.The reagent slip regulator 38 receives one from a reagent level detection 40 provided reagent slip set point Rea_Spf_SW and one of a comparator 42 provided enable signal FS and acts on the dosing signal setting 34 with a correction signal corr.

Der Vergleiches 42 vergleicht eine Reagenzmitteltemperatur te_Rea mit einem Reagenzmitteltemperatur-Schwellenwert te_Rea_Lim. Die Reagenzmitteltemperatur te_Rea stellt eine Reagenzmitteltemperatur-Ermittlung 44 bereit, der eine gemessene Reagenzmitteltemperatur te_Rea_Mes, die Abgastemperatur te_Abg sowie eine Lufttemperatur te_L zur Verfügung gestellt werden.The comparison 42 compares a reagent temperature te_Rea with a reagent temperature threshold te_Rea_Lim. The reagent temperature te_Rea represents a reagent temperature determination 44 ready, a measured reagent temperature te_Rea_Mes, the exhaust gas temperature te_Abg and an air temperature te_L are provided.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand des in 2 gezeigten Programmablaufs näher erläutert:
Die Abgasreinigungsvorrichtung 22 enthält im Allgemeinen einen Katalysator, beispielsweise einen NOx-Konvertierungskatalysator (Mager-NOx-Katalysator) oder einen SCR-Katalysator. Der Katalysator benötigt zur Durchführung der Abgasreinigungsfunktion ein Reagenzmittel, das mittels der Dosiervorrichtung 18 entweder unmittelbar oder als Vorstufe des Reagenzmittels in den Abgasbereich 16 stromaufwärts der Abgasreinigungsvorrichtung 22 dosiert wird.The inventive method is based on the in 2 explained program sequence:
The exhaust gas purification device 22 In general, it contains a catalyst such as a NOx conversion catalyst (lean NOx catalyst) or an SCR catalyst. The catalyst requires to carry out the exhaust gas purification function, a reagent which means of the metering device 18 either directly or as a precursor of the reagent in the exhaust gas area 16 upstream of the exhaust gas purification device 22 is dosed.

Das Reagenzmittel sind bei einem Mager-NOx-Katalysator beispielsweise Kohlenwasserstoffe und bei einem SCR-Katalysator Ammoniak, das von der Vorstufe einer Harnstoff-Wasser-Lösung im Abgasbereich 16 mittels Hydrolyse gewonnen wird.The reagent are, for example, hydrocarbons in the case of a lean NOx catalyst and ammonia in the case of an SCR catalyst, that of the precursor of a urea-water solution in the exhaust gas region 16 is obtained by hydrolysis.

Die Dosierung des Reagenzmittels erfolgt im Rahmen eines Nenn-Dosierbetriebs in Abhängigkeit von der berechneten Stromaufwärts-NOx-Konzentration NOx_vK_Sim oder der gemessenen Stromaufwärts-NOx-Konzentration NOx_vK entspricht. Die gemessene oder berechnete Stromaufwärts-NOx-Konzentration NOx_vK, NOx_vK_Sim entsprechen einer Dosieranforderung. Die Dosierbedarf-Ermittlung 32 berechnet die Stromaufwärts-NOx-Konzentration NOx_vK_Sim beispielsweise aus Kenngrößen des Verbrennungsmotors 10 wie beispielsweise dem Luftsignal ms_L, der Drehzahl n und/oder der Last Md des Verbrennungsmotors 10. Die Dosieranforderung NOx_vK_Sim, NOx_vK setzt die Dosiersignal-Festlegung 34 im Rahmen eines Nenn-Dosierbetriebs in das Dosierventil-Ansteuersignal s_DV, beispielsweise ein impulsbreitenmoduliertes Signal um, mit dem die mittlere Dosiermenge pro Zeit festgelegt wird.The metering of the reagent takes place as part of a nominal metering operation as a function of the calculated upstream NOx concentration NOx_vK_Sim or the measured upstream NOx concentration NOx_vK. The measured or calculated upstream NOx concentration NOx_vK, NOx_vK_Sim correspond to a dosing request. The metering demand determination 32 calculates the upstream NOx concentration NOx_vK_Sim, for example, from characteristics of the internal combustion engine 10 such as the air signal ms_L, the rotational speed n and / or the load Md of the internal combustion engine 10 , The dosing request NOx_vK_Sim, NOx_vK sets the dosing signal specification 34 in the context of a nominal metering operation into the metering valve drive signal s_DV, for example a pulse width modulated signal with which the average metered quantity per time is determined.

Das Reagenzmittel, insbesondere das in denjenigen Teilen der Dosiervorrichtung 18 vorhandene Reagenzmittel, welche einer erhöhten Temperaturbelastung im Abgasbereich 16 insbesondere durch die Abgastemperatur te_Abg ausgesetzt sind, kann aufgrund der erhöhten Temperaturen einem verstärkten Alterungsprozess unterworfen sein. Diejenigen Teile der Dosiervorrichtung 18, die der erhöhten Temperaturbelastung ausgesetzt sein können, sind beispielsweise das Dosierventil 20 oder beispielsweise ein einfach ausgestaltetes Rückschlagventil sowie Leitungen zur Führung des Reagenzmittels.The reagent, in particular that in those parts of the metering device 18 existing reagent, which an increased temperature load in the exhaust gas area 16 are exposed in particular by the exhaust gas temperature te_Abg, may be subjected to an increased aging process due to the elevated temperatures. Those parts of the dosing device 18 , which may be exposed to the increased temperature load, are for example the metering valve 20 or for example, a simply designed check valve and lines for guiding the reagent.

Der Alterungsprozess hängt von der Art des Reagenzmittels ab. Nach Überschreiten entweder von festgelegten Standzeiten oder von spezifizierten Maximaltemperaturen muss mit einer zumindest teilweisen Zersetzung des Reagenzmittels gerechnet werden. Weiterhin kann Blasenbildung auftreten. Dadurch ändert sich der Zusammenhang zwischen der tatsächlichen Reagenzmittelrate und der mit dem Dosierventilsignal s_DV festgelegten Reagenzmittelrate.The aging process depends on the type of reagent. After exceeding either fixed service lives or specified maximum temperatures, at least partial decomposition of the reagent must be expected. Furthermore, blistering may occur. As a result, the relationship between the actual reagent rate and the reagent rate determined with the metering valve signal s_DV changes.

Zur Sicherstellung einer möglichst exakten Dosierung ist erfindungsgemäß vorgesehen, bei Überschreiten des Reagenzmitteltemperatur-Schwellenwerts te_Rea_Lim die Dosierrate gegenüber dem Nenn-Dosierbetrieb zu erhöhen, bis der Reagenzmittelschlupf-Sollwert Rea_Spf_SW stromabwärts nach der Abgasreinigungsvorrichtung 22 auftritt.To ensure the most accurate possible dosage, it is provided according to the invention, when the reagent temperature threshold value te_Rea_Lim is exceeded, to increase the metering rate compared with the nominal metering operation until the reagent-slip set point Rea_Spf_SW downstream of the exhaust-gas purification device 22 occurs.

Die Reagenzmitteltemperatur te_Rea wird von der Reagenzmitteltemperatur-Ermittlung 44 in Abhängigkeit von der gemessenen oder berechneten Abgastemperatur te_Abg und/oder der von einem Steuergerät für die Kraftstoffzumessung zum Verbrennungsmotor 10 normalerweise gemessene Lufttemperatur te_L ermittelt. Gegebenenfalls kann die Reagenzmitteltemperatur te_Rea_Mes direkt oder indirekt, beispielsweise über den Innenwiderstand der Spule eines Magnetventils gemessen werden.The reagent temperature te_Rea is determined by the reagent temperature determination 44 as a function of the measured or calculated exhaust gas temperature te_Abg and / or that of a control device for the fuel metering to the internal combustion engine 10 normally measured air temperature te_L determined. Optionally, the reagent temperature te_Rea_Mes directly or be measured indirectly, for example via the internal resistance of the coil of a solenoid valve.

Wenn der Vergleicher 42 gemäß einem ersten Verfahrensschritt 50 eine Überschreitung des Reagenzmitteltemperatur-Schwellenwerts te_Rea_Lim feststellt, gibt der Vergleicher 42 gemäß dem Funktionsblock 52 das Freigabesignal FS aus, welches zu einer Erhöhung der Dosierung führt, bis der Reagenzmittelschlupf-Sollwert Rea_Spf_SW festgestellt wird. Die Dosierratenerhöhung kann im Rahmen einer Steuerung, vorzugsweise jedoch im Rahmen einer Regelung erfolgen.If the comparator 42 according to a first method step 50 detects an excess of the reagent temperature threshold te_Rea_Lim, the comparator gives 42 according to the function block 52 the release signal FS off, which leads to an increase in the dosage until the Reagenzmittelschlupf setpoint Rea_Spf_SW is detected. The Dosierratenerhöhung can be done within a control, but preferably in the context of a scheme.

Das Auftreten des Reagenzmittelschlupf-Sollwerts Rea_Spf_SW kann mittels eines Sensors festgestellt werden, der auf das Reagenzmittel empfindlich reagiert. Im gezeigten Ausführungsbeispiel wird von einem Abgassensor 24 ausgegangen, der gegenüber NOx empfindlich ist, der aber auch eine Querempfindlichkeit gegenüber dem Reagenzmittelmittel aufweist. Bei einer Erhöhung der Dosierrate kann das vom Abgassensor 24 bereitgestellte Abgassignal Mes_nK in der Abgassignal-Bewertung 36 stets dahin gehend bewertet werden, dass nach einem Signalminimum, welches eine geringstmögliche NOx-Konzentration, aber auch eine geringstmögliche Reagenzmittelkonzentration signalisiert, bei einem Signalanstieg stets von einem Reagenzmittelschlupf Rea_Spf ausgegangen werden kann.The occurrence of the reagent slip target value Rea_Spf_SW can be detected by means of a sensor which reacts sensitively to the reagent. In the embodiment shown is of an exhaust gas sensor 24 assumed that is sensitive to NOx, but also has a cross-sensitivity to the reagent means. If the dosing rate is increased, this may be due to the exhaust gas sensor 24 provided exhaust gas signal Mes_nK in the exhaust gas signal evaluation 36 Always be evaluated to the effect that after a signal minimum, which signals a lowest possible NOx concentration, but also the lowest possible reagent concentration, with a signal rise always from a reagent slip Rea_Spf can be assumed.

Vorzugsweise wird auf den Reagenzmittelschlupf-Sollwert Rea_Spf_SW geregelt. Nach dem Auftreten des Freigabesignals FS wird der Reagenzmittelschlupf-Regler 38 aktiviert, der den ermittelten Reagenzmittelschlupf Rea_Spf mit dem Reagenzmittelschlupf-Sollwert Rea_Spf_SW gemäß dem Verfahrensschritt 54 vergleicht und in Abhängigkeit vom Vergleichsergebnis das Korrektursignal Korr gemäß dem Funktionsblock 56 als Stellgröße ausgibt, welches in die Festlegung des Dosierventil-Ansteuersignals s_DV eingreift.Preferably, the reagent slip set point Rea_Spf_SW is regulated. After the occurrence of the enable signal FS, the reagent slip controller becomes 38 activates the determined reagent slip Rea_Spf with the reagent slip set point Rea_Spf_SW according to the method step 54 compares and, depending on the comparison result, the correction signal Korr according to the function block 56 outputs as control variable, which engages in the determination of the metering valve drive signal s_DV.

Wenn die Abgasreinigungsvorrichtung 22 einen Katalysator enthält, beispielsweise einen SCR-Katalysator, kann im Katalysator ein Reagenzmittel-Füllstand auftreten, der in Abhängigkeit vom zugeführten und vom verbrauchten Reagenzmittel variiert. Gemäß einer Weiterbildung ist daher vorzugsweise eine Berücksichtigung des Reagenzmittel-Füllstands vorgesehen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel wird der Reagenzmittelschlupf-Sollwert Rea_Spf_SW von der Reagenzmittel-Füllstands-Ermittlung 40 bereitgestellt, wobei der Reagenzmittelschlupf-Sollwert Rea_Spf_SW vom Reagenzmittel-Füllstand im Katalysator abhängig festgelegt wird. Bei einem fast entleerten Katalysator kann mehr dosiert werden, da nur ein unvermeidlicher, eigentlich kein Reagenzmittelschlupf Rea_Spf auftritt, während bei einem fast gefüllten Katalysator mit einem höheren unvermeidlichen Reagenzmittelschlupf Rea_Spf und bei vollem Katalysator mit einem entsprechend vollständigen Reagenzmitteldurchbruch gerechnet werden muss.When the exhaust gas purification device 22 contains a catalyst, such as an SCR catalyst, a reagent level can occur in the catalyst, which varies depending on the supplied and consumed reagent. According to a development, therefore, consideration of the reagent filling level is preferably provided. In the exemplary embodiment shown, the reagent slip setpoint value Rea_Spf_SW is determined by the reagent fill level determination 40 provided, wherein the Reagenzmittelschlupf setpoint Rea_Spf_SW is determined by the reagent level in the catalyst dependent. With an almost empty catalyst more can be dosed, since only an unavoidable, actually no reagent slip Rea_Spf occurs, while in a nearly filled catalyst with a higher unavoidable reagent slip Rea_Spf and full catalyst with a correspondingly complete reagent breakthrough must be expected.

Der Reagenzmittelschlupf-Sollwert Rea_Spf kann auf einen vorgegebenen maximalen Wert von beispielsweise 50 ml/m3 bzw. 35 mg/m3 bei einer Harnstoff-Wasser-Lösung als Vorstufe des Reagenzmittels Ammoniak festgelegt werden.The reagent slip set point Rea_Spf can be set to a predetermined maximum value of, for example, 50 ml / m 3 or 35 mg / m 3 in the case of a urea-water solution as precursor of the reagent ammonia.

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Claims (10)

Verfahren zum Betreiben einer Dosiervorrichtung (14), bei welchem ein Reagenzmittel in den Abgasbereich (12) eines Verbrennungsmotors (10) zum Betreiben einer Abgasreinigungsvorrichtung (22) dosiert wird, bei welchem ein Nenn-Dosierbetrieb in Abhängigkeit von einer Dosieranforderung (NOx_vK, NOx_vK_Sim) vorgesehen ist, innerhalb dem eine vollständige Umsetzung des Reagenzmittels im Abgasbereich (12) auftritt, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn die Reagenzmitteltemperatur (te_Rea) einen Reagenzmitteltemperatur-Schwellenwert (te_Rea_Lim) überschreitet, die Dosierung gegenüber dem Nenn-Dosierbetrieb erhöht wird, bis ein Reagenzmittelschlupf-Sollwert (Rea_Spf_SW) auftritt.Method for operating a metering device ( 14 ), in which a reagent in the exhaust gas area ( 12 ) of an internal combustion engine ( 10 ) for operating an exhaust gas purification device ( 22 ), in which a nominal metering operation is provided as a function of a metering request (NOx_vK, NOx_vK_Sim), within which a complete conversion of the reagent in the exhaust gas region ( 12 ), characterized in that, when the reagent temperature (te_Rea) exceeds a reagent temperature threshold (te_Rea_Lim), the dosage is increased from the nominal metering operation until a reagent slip set point (Rea_Spf_SW) occurs. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Ermittlung der Reagenzmitteltemperatur (te_Rea) die Abgastemperatur (te_Abg) berücksichtigt wird.A method according to claim 1, characterized in that in the determination of the reagent temperature (te_Rea) the exhaust gas temperature (te_Abg) is taken into account. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Ermittlung der Reagenzmitteltemperatur (te_Rea) die Umgebungstemperatur (te_L) berücksichtigt wird.A method according to claim 1, characterized in that in the determination of the reagent temperature (te_Rea), the ambient temperature (te_L) is taken into account. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reagenzmitteltemperatur (te_Rea) gemessen wird.A method according to claim 1, characterized in that the reagent temperature (te_Rea) is measured. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Reagenzmittelschlupf-Sollwert (Rea_Spf_SW) im Rahmen einer Reagenzmittelschlupf-Regelung eingeregelt wird.A method according to claim 1, characterized in that the Reagenzmittelschlupf setpoint (Rea_Spf_SW) is adjusted in the context of a reagent slip control. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Reagenzmittelschlupf-Sollwert (Rea_Spf_SW) von einem Reagenzmittel-Füllstand in einem Katalysator der Abgasreinigungsvorrichtung (22) abhängt.A method according to claim 1, characterized in that the Reagenzmittelschlupf setpoint (Rea_Spf_SW) of a reagent level in a catalyst of the exhaust gas purification device ( 22 ) depends. Vorrichtung zum Betreiben einer Dosiervorrichtung (14), dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 speziell hergerichtetes Steuergerät (30) vorgesehen ist.Device for operating a metering device ( 14 ), characterized in that at least one for implementing the method according to one of claims 1 to 6 specially prepared control unit ( 30 ) is provided. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (30) eine Dosiersignal-Festlegung (34) und einen Reagenzmittelschlupf-Regler (38) enthält.Apparatus according to claim 7, characterized in that the control unit ( 30 ) a dosing signal determination ( 34 ) and a reagent slip control ( 38 ) contains. Steuergerätprogramm, das alle Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 ausführt, wenn das Programm in einem Steuergerät (30) abläuft.Control unit program which performs all the steps of a method according to one of claims 1 to 6, when the program is stored in a control unit ( 30 ) expires. Steuergerät-Programmprodukt mit einem auf einem maschinenlesbaren Träger gespeicherten Programmcode zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wenn das Programm in einem Steuergerät (30) ausgeführt wird.Control program product having a program code stored on a machine-readable carrier for carrying out the method according to one of claims 1 to 6, when the program is stored in a control device ( 30 ) is performed.
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