DE102010028891A1 - Verfahren zur Überwachung eines Dosierventils eines SCR-Katalysatorsystems - Google Patents

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Abstract

Ein Verfahren zur Überwachung eines Dosierventils (13) eines SCR-Katalysatorsystems einer Brennkraftmaschine ist dadurch gekennzeichnet, dass Ansteuerungssignale des Dosierventils (13) erfasst und mit einem vorgebbaren Schwellenwert threshold1 verglichen werden, die Stickoxidwerte stromabwärts des SCR-Katalysators (12) erfasst und mit einem Schwellenwert threshold2 verglichen werden, und bei einem Überschreiten der beiden Schwellenwerte threshold1 und threshold2 auf ein nicht ordnungsgemäß funktionierendes, insbesondere ein geschlossen klemmendes Dosierventil geschlossen wird.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung eines Dosierventils eines SCR-Katalysatorsystems.
  • 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 verringert 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 verwendet, die vor dem SCR-Katalysator in den Abgasstrang mithilfe einer Dosiereinrichtung eingespritzt wird. Aus dieser Lösung bildet sich NH3, das als Reduktionsmittel wirkt.
  • Zur Bevorratung der Harnstofflösung ist ein Reduktionsmitteltank vorgesehen. Der Tank ist üblicherweise mit einer Saugleitung ausgestattet, um die Harnstofflösung aus dem Tank absaugen zu können. Zur Förderung der Harnstoff-Wasserlösung ist eine Pumpe vorgesehen, die die Lösung durch ein Leitungssystem der Dosiereinrichtung fördert, sodass die Harnstofflösung über ein Dosierventil, insbesondere ein elektromagnetisches Dosierventil, unter Druck in den Abgasstrang bedarfsgerecht eingespritzt werden kann.
  • Die Dosiereinrichtung zur Dosierung des Reduktionsmittels in den Abgasstrang funktioniert als hydraulisches System. Maßgeblich für die Dosierung des Reduktionsmittels ist der Reduktionsmitteldruck, der auf einen vorgebbaren Solldruck geregelt wird. So bewirkt beispielsweise das Öffnen des Dosierventils Druckschwankungen in dem Leitungssystem, die durch eine Änderung der Drehzahl des Förderpumpenmotors ausgeglichen werden.
  • Um eine optimale Abgasnachbehandlung zu ermöglichen, ist es erforderlich, dass das Reduktionsmittel bedarfsabhängig sehr genau und präzise eingespritzt wird. Daher wird das Dosierventil über Signale einer Steuereinrichtung, beispielsweise des Steuergerätes der Brennkraftmaschine, angesteuert, um eine bestimmte aktuell benötigte Menge an Reduktionsmittel in den Abgasstrang einzudosieren. Da es sich bei dem gesamten SCR-Katalysatorsystem um ein abgasrelevantes Teil handelt, müssen Störungen, insbesondere auch Störungen der Dosierventile, erkannt und gemeldet werden. Es sind bereits verschiedene Verfahren zur Überwachung der Funktion der Dosierventile bekannt. Beispielweise beschreibt die deutsche Offenlegungsschrift DE 10 2006 013 293 A1 ein Verfahren zur Diagnose eines Dosierventils, bei dem der Druck im Reduktionsmitteldosiersystems beobachtet wird und anhand eines Vergleichs mit Schwellenwerten überprüft wird, ob das Dosierventil beispielsweise offen oder geschlossen klemmt. Nachteilig hierbei ist, dass das Verfahren zu Diagnosezwecken einen Eingriff in den Dosiervorgang erfordert.
  • Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2008 005 989 A1 geht ein Verfahren zur Diagnose des Dosierventils hervor, bei dem ebenfalls eine Bewertung des Druckabfalls des Reduktionsmittels vorgenommen wird. Bei diesem Verfahren wird die Pumpe abgeschaltet und anschließend die Dosierung während eines Diagnose-Dosierbetriebs unter Beobachtung des Drucks weitergeführt. Im Diagnose-Dosierbetrieb wird die dosierte Reagenzmittelmenge ermittelt und erst bei Erreichen eines Dosiermengen-Schwellenwertes die Bewertung des Druckabfalls beendet. Auch bei diesem Verfahren ist es nachteilig, dass zur Diagnose des Dosierventils in den normalen Dosierbetrieb eingegriffen werden muss.
  • Weiterhin ist es bereits bekannt, die Funktion des Dosierventils anhand der relativen Änderung des Volumenstroms bei einer Betätigung des Dosierventils zu überprüfen. Hierfür wird beispielsweise die Drehzahl der Förderpumpe während der Ansteuerung des Dosierventils beobachtet und auf einen Fehler geschlossen, wenn die Ansteuerung des Dosierventils nicht zu der zu erwartenden Änderung der Pumpendrehzahl, die die Förderrate der Pumpe charakterisiert, führt. Nachteilig hierbei ist, dass dieses Verfahren eine aufwendige Kalibrierung erfordert und daher verhältnismäßig aufwendig ist.
  • Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Überwachung eines Dosierventils eines SCR-Katalysatorsystems anzugeben, dass in einfacher und robuster Weise eine Diagnose der Funktionsfähigkeit des Dosierventils erlaubt. Hierbei soll auf aufwendige Kalibrierungen verzichtet werden und das Verfahren soll auch in bestehenden Kraftfahrzeugen einsetzbar sein.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gelöst, wie es Gegenstand des Anspruchs 1 ist. Bevorzugte Ausgestaltungen dieses Verfahrens ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Vorteile der Erfindung
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur Überwachung eines Dosierventils eines SCR-Katalysatorsystems geht von der Grundidee aus, dass bei erhöhten Stickoxid-Emissionen stromabwärts des SCR-Katalysators bei gleichzeitiger Ansteuerung des Dosierventils davon auszugehen ist, dass ein nicht ordnungsgemäß funktionierendes Dosierventil vorliegt, insbesondere ein geschlossen klemmendes Dosierventil. Der Abbau der Stickoxide im SCR-Katalysator ist davon abhängig, dass flüssiges Reduktionsmittel, insbesondere wässrige Harnstofflösung, bedarfsgerecht in den Abgasstrang stromaufwärts des SCR-Katalysators eingesprüht wird. Wenn das oder die Dosierventile entsprechend angesteuert werden und die Stickoxide dennoch nicht in ausreichendem Maße im SCR-Katalysator abgebaut werden, ist davon auszugehen, dass die Harnstofflösung nicht oder nicht in ausreichendem Maße in den Abgasstrang eingesprüht wurde, sodass auf ein nicht ordnungsgemäß funktionierendes Dosierventil zu schließen ist. Erfindungsgemäß werden die Ansteuerungssignale des Dosierventils erfasst und mit einem vorgebbaren Schwellenwert threshold1 verglichen. Die Stickoxidwerte stromabwärts des SCR-Katalysators werden gleichfalls erfasst und mit einem weiteren vorgebbaren Schwellenwert threshold2 verglichen. Bei einem Überschreiten der beiden Schwellenwerte threshold1 und threshold2 wird auf ein nicht ordnungsgemäß funktionierendes, insbesondere ein geschlossen klemmendes Dosierventil geschlossen. Der Schwellenwert threshold1 wird vorzugsweise so gewählt, dass bei einem Überschreiten dieses Schwellenwertes eine deutlich messbare Dosierung der Harnstofflösung in den Abgasstrang auftritt bzw. das Dosierventil entsprechend angesteuert wird. Der Schwellenwert threshold2 wird vorzugsweise so gewählt, dass bei einem Überschreiten dieses Schwellenwertes von einer nicht ordnungsgemäßen Abgasnachbehandlung auszugehen ist. Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt in sehr einfacher und robuster Weise die Überwachung eines oder mehrerer Dosierventile eines SCR-Katalysatorsystems ohne aufwendige Kalibrierung. Die zu erfassenden Ansteuerungssignale des Dosierventils können ohne weiteres dem entsprechenden Steuergerät entnommen werden, beispielsweise einer Kontrolleinheit des SCR-Katalysatorsystems oder dem Steuergerät des Kraftfahrzeugs. Die Stickoxidmesswerte werden mit Hilfe eines Stickoxid-Sensors erfasst, der stromabwärts des SCR-Katalysators angeordnet ist. Ein solcher Sensor ist in üblichen SCR-Katalysatorsystemen ohnehin vorgesehen, um die Funktionsweise und Effektivität des SCR-Katalysators überwachen zu können. Ein Einbau weiterer Komponenten ist für das erfindungsgemäße Verfahren also nicht erforderlich, sodass das erfindungsgemäße Verfahren ohne weiteres auch bei bestehenden Kraftfahrzeugen eingesetzt werden kann.
  • Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen des in dem unabhängigen Anspruch angegebenen Verfahrens möglich.
  • So sieht beispielsweise eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens vor, dass bei einem Überschreiten beider Schwellenwerte threshold1 und threshold2 nur dann auf ein nicht ordnungsgemäß funktionierendes Dosierventil, insbesondere ein geschlossen klemmendes Dosierventil geschlossen wird, wenn die SCR-Katalysatortemperatur plausibel und der Reduktionsmitteltank nicht leer ist. Diese Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt die Überlegung zugrunde, das eine tatsächliche ordnungsgemäße Dosierung des Reduktionsmittels nicht zu einer ordnungsgemäßen Reduktion der Stickoxide im SCR-Katalysator führt, wenn die erforderliche Katalysatortemperatur nicht gegeben ist. Bevorzugterweise ist es daher vorgesehen, vor oder während der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Plausibilisierung der Katalysatortemperatur durchzuführen um sicherzustellen, dass die erforderliche Betriebstemperatur des SCR-Katalysators erreicht ist. Weiterhin sollte sichergestellt werden, dass der Reduktionsmitteltank nicht leer ist.
  • Vorzugsweise werden die Ansteuerungssignale des Dosierventils und die Stickoxidwerte stromabwärts des SCR-Katalysators während eines vorgebbaren Zeitintervalls t1 erfasst und als Durchschnittswerte für die Auswertung herangezogen. Hierbei können die Ansteuerungssignale des Dosierventils insbesondere als durchschnittlicher Dutycycle während des Zeitintervalls t1 und die Stickoxidmesswerte ebenfalls als durchschnittlicher Wert während des Zeitintervalls t1 erfasst werden. Je nach Auslegung des Zeitintervalls t1 kann die Empfindlichkeit und die Zeitauflösung des Verfahrens angepasst werden. Umso kleiner das Zeitintervall gewählt wird, umso größer ist die Zeitauflösung. Allerdings steigt mit kleinerem Zeitintervall auch die Gefahr von falschen Fehlermeldungen, sodass die Länge des Zeitintervalls an die gewünschte Trennschärfe und die gewünschte Empfindlichkeit der Überwachung angepasst werden kann.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird beim Überschreiten der beiden Schwellenwerte threshold1 und threshold2 ein Zähler gesetzt bzw. das Ereignis gezählt. Nur bei Erreichen und/oder Überschreiten eines vorgebbaren Zählerschwellenwertes wird auf ein nicht ordnungsgemäß funktionierendes Dosierventil geschlossen. Auch hierdurch kann die Empfindlichkeit des Systems angepasst werden.
  • Die verschiedenen Schwellenwerte, also insbesondere der Schwellenwert threshold1 für die Ansteuerungssignale des Dosierventils und der Schwellenwert threshold2 für die Stickoxid-Emissionen sowie auch der Schwellenwert für den Zählerstand können empirisch bestimmt werden, indem in Testläufen ein ordnungsgemäß funktionierendes Dosierventil sowie beispielsweise ein geschlossen klemmendes Dosierventil simuliert werden.
  • Der Zählerstand kann wieder auf 0 zurückgesetzt werden, wenn der Schwellenwert threshold2 für die Stickoxid-Emissionen unterschritten wird und/oder wenn die SCR-Katalysatortemperatur nicht plausibel ist, d. h. also, wenn die erforderliche Betriebstemperatur des SCR-Katalysators nicht gegeben ist.
  • Vorzugsweise wird als Voraussetzung für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens überprüft, ob ein normaler Dosierbetrieb des SCR-Katalysatorsystems vorliegt und ob keine weiteren Fehlermeldungen vorliegen. Hierdurch wird ausgeschlossen, dass die Gründe für die erhöhten Stickoxid-Emissionen nicht bei einem fehlerhaften Dosierventil liegen. Beispielsweise wird vorteilhafterweise ausgeschlossen, dass eine mangelhafte Verringerung der Stickoxide im Abgas durch einen zu geringen Füllstand im Reduktionsmitteltank begründet ist oder dass beispielsweise der Stickoxidsensor fehlerhaft oder nicht funktionsfähig ist. Weiterhin kann mit Vorteil ausgeschlossen werden, dass die Umgebungstemperatur unterhalb eines Grenzwertes liegt, bei dem die Reduktionsmittellösung gefriert, beispielsweise unterhalb von –11°C, oder dass sonstige Fehlermeldungen vorliegen.
  • Die Erfindung umfasst weiterhin ein Computerprogramm, das alle Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens ausführt, wenn das Programm auf einem Rechengerät oder einem Steuergerät abläuft. Schließlich umfasst die Erfindung ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist, zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wenn das Programm auf einem Rechengerät oder einem Steuergerät ausgeführt wird. Das Computerprogramm bzw. das Computerprogrammprodukt kann mit besonderem Vorteil zur Überwachung der Funktion eines Dosierventils in einem SCR-Katalysatorsystem eingesetzt werden. Durch die Implementierung des erfindungsgemäßen Computerprogramms beispielsweise in einem Steuergerät eines Kraftfahrzeugs oder in einer Kontrolleinheit eines SCR-Katalysatorsystems kann ein Dosierventil oder können die Dosierventile des SCR-Katalysatorsystems in sehr einfacher und robuster Weise überwacht werden. Da keine weiteren Komponenten für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erforderlich sind, liegt der besondere Vorteil des Computerprogramms darin, dass das erfindungsgemäße Verfahren ohne Weiteres auch bei bestehenden Systemen und insbesondere bei bestehenden Kraftfahrzeugen aufgespielt und eingesetzt werden kann.
  • Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit den Zeichnungen. Hierbei können die verschiedenen Merkmale jeweils für sich oder in Kombination miteinander verwirklicht sein.
  • In den Zeichnungen zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung der Komponenten eines SCR-Katalysatorsystems gemäß dem Stand der Technik;
  • 2 eine schematische Darstellung der Errechnung von Durchschnittswerten der Ansteuerungssignale des Dosierventils und der NOx-Emissionen innerhalb von Zeitintervallen t1 gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren;
  • 3 eine schematische Darstellung der Schwellenwertüberschreitungen der Ansteuerungssignale des Dosierventils und der NOx-Emissionen gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren und
  • 4 ein Ablaufdiagramm einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • Beschreibung von Ausführungsbeispielen
  • 1 zeigt in schematischer Weise die an sich bekannten Komponenten einer Dosiereinrichtung eines SCR-Katalysatorsystems. Im Abgasstrang 10 einer Brennkraftmaschine 11 ist ein SCR-Katalysator 12 angeordnet, in dem durch eine selektive katalytische Reduktion (SCR) selektiv die Stickoxide im Abgas reduziert werden. Für diese Reaktion wird Ammoniak (NH3) als Reduktionsmittel eingesetzt. Da Ammoniak eine toxische Substanz ist, wird diese Substanz aus der ungiftigen Trägersubstanz Harnstoff gewonnen, der als flüssige Harnstoffwasserlösung mittels eines Dosiermoduls, insbesondere eines Dosierventils 13, in den Abgasstrang 10 stromaufwärts des SCR-Katalysators 12 eingespritzt wird. Die wässrige Harnstofflösung wird in einem Reduktionsmitteltank 14 bevorratet. Zur Entnahme der Harnstoffwasserlösung ist eine Saugleitung 15 vorgesehen. Das Reduktionsmittel wird über eine Förderpumpe 16 aus dem Reduktionsmitteltank 14 gefördert und unter Druck in der Druckleitung 17 zum Dosierventil 13 geleitet. Die Harnstofflösung wird präzise und bedarfsgerecht in den Abgasstrang 10 eingespritzt. Hierfür ist der Druck des Reduktionsmittels in der Druckleitung 17 maßgeblich. Der Reduktionsmitteldruck wird auf einen vorgebbaren Solldruck eingeregelt. Hierfür ist ein Drucksensor 18 in der Druckleitung 17 vorgesehen, der die erfassten Drucksignale an ein Steuergerät 19 weiterleitet, sodass die Förderpumpe 16 über eine Signalgebung des Steuergeräts 19 den vorgebbaren Solldruck einregeln kann. Die Ansteuerung des Dosierventils 13 erfolgt ebenfalls über eine Signalgebung des Steuergeräts 19. Stromabwärts des SCR-Katalysators 12 ist ein NOx-Sensor 20 angeordnet, der die Stickoxidwerte des Abgases, das den SCR-Katalysator 12 verlässt, erfasst. Diese Werte werden an das Steuergerät 19 weitergeleitet und können für die Steuerung der Dosierung und für die Überwachung des SCR-Katalysators 12 ausgewertet werden.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren nutzt die Ansteuerungssignale für das Dosierventil 13 und die parallel mit dem NOx-Sensor 20 erfassbaren Stickoxidwerte des Abgases stromabwärts des SCR-Katalysators 12, um hieraus einen Rückschluss auf die Funktionsfähigkeit des Dosierventils 13 ziehen zu können. Hierfür werden die Ansteuerungssignale des Dosierventils und die Stickoxidwerte jeweils mit vorgebbaren Schwellenwerten verglichen und bei einem Überschreiten beider Schwellenwerte wird auf ein nicht ordnungsgemäß funktionierendes Dosierventil, insbesondere auf ein zumindest teilweise oder vollständig geschlossen klemmendes Dosierventil geschlossen.
  • Vorzugsweise werden für die Auswertung der Signale und Werte Durchschnittswerte innerhalb eines vorgebbaren Zeitintervalls (Intervall t1) herangezogen. 2 illustriert diese Mittelwertbildung. Die Länge des Zeitintervalls t1 ist im Prinzip frei wählbar. Je kürzer das Zeitintervall t1 gewählt wird, umso höher ist die Zeitauflösung der Diagnose. Allerdings steigt mit der Kürze des Zeitintervalls die Empfindlichkeit des Verfahrens gegenüber falschen Fehlermeldungen. Der durchschnittliche NOx-Wert (NOxAVG) und der durchschnittliche Wert der Ansteuerungssignale des Dosierventils (DCAVG) wird parallel während des gleichen Zeitintervalls t1 ermittelt. Hierbei werden die Ansteuerungssignale des Dosierventils UDV (Ures Dosing Valve) als Dutycycle erfasst. Diese Mittelwertsermittlung kann ständig während des normalen Dosierbetriebs beispielsweise im Steuergerät der Brennkraftmaschine oder in der Dosierkontrolleinheit des SCR-Katalysatorsystems vorgenommen werden. Die entsprechenden Werte werden kontinuierlich erfasst und die Mittelwertsbildung erfolgt beispielsweise nach jedem Ablauf des Zeitintervalls t1.
  • Für die Auswertung werden erfindungsgemäß Schwellenwerte (threshold1 und threshold2) vorgegeben, die beispielsweise empirisch bestimmt werden. Der Vergleich der durchschnittlichen Werte NOxAVG und DCAVG mit den Schwellenwerten ist in 3 illustriert. Jeder Mittelwert NOxAVG und DCAVG wird mit dem jeweiligen Schwellenwert threshold2 bzw. threshold1 verglichen. Liegen beide Werte NOxAVG und DCAVG desselben Zeitintervalls t1 oberhalb des jeweiligen Schwellenwertes wird darauf geschlossen, dass das Dosierventil geschlossen klemmt. In diesem Fall wird die Fehlermeldung „UDV blocked closed error” ausgegeben, wie es im unteren Abschnitt der Darstellung in 3 gezeigt ist. Der Vergleich mit den Schwellenwerten erfolgt für die Mittelwerte jedes Zeitintervalls t1, nachdem das jeweilige Zeitintervall t1 abgelaufen ist. Es kann vorgesehen sein, dass die Überprüfung der Überschreitung des Schwellenwerts threshold1 erst dann erfolgt, wenn der NOx-Mittelwert die Schwelle threshold2 überschritten hat. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Überschreiten beider Schwellenwerte innerhalb eines Zeitintervalls t1 gezählt wird und erst bei Erreichen eines vorgebbaren Zählerschwellenwertes ein Fehler ausgegeben wird.
  • Vor der Ausgabe eines Fehlers wird vorzugsweise überprüft, ob der SCR-Katalysator in Betrieb ist und/oder der Reduktionsmitteltank nicht leer ist. Hierfür wird vorzugsweise die SCR-Katalysatortemperatur überprüft bzw. plausibilisiert. Nur wenn die Plausibilitätsüberprüfung des SCR-Katalysators positiv ist und ausreichend flüssiges Reduktionsmittel vorhanden ist, wird eine Fehlermeldung „UDV blocked closed error” ausgegeben.
  • Der Zählerstand kann auf 0 zurückgesetzt werden, wenn der durchschnittliche NOx-Wert eines Zeitintervalls t1 unter den Schwellenwert threshold2 sinkt oder wenn die SCR-Katalysatortemperatur nicht plausibel ist bzw. die erforderliche Betriebstemperatur für den SCR-Katalysator nicht gegeben ist.
  • 4 zeigt ein Ablaufdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens. Nach dem Start des Verfahrens wird zunächst im Schritt 400 überprüft, ob verschiedene Bedingungen gegeben sind, die auf einen normalen Dosierbetrieb schließen lassen. Beispielsweise sollte überprüft werden, ob kein Fehler des Drucksensors 18 vorliegt und ob kein Fehlersignal bezüglich der Umgebungstemperatur vorliegt. Die Umgebungstemperatur kann von einem Temperatursensor erfasst werden oder aus Informationen im Steuergerät des Kraftfahrzeugs ermittelt werden. Die Temperatur sollte nicht unter –11°C liegen, da bei dieser Temperatur mit einem Gefrieren der Harnstofflösung zur rechnen ist. Zudem sollte geprüft werden, ob ausreichend Reduktionsmittellösung vorhanden ist, das heißt, der Reduktionsmitteltank sollte nicht leer sein. Weiterhin sollte die Harnstoffanforderung über einer vorgebbaren Schwelle liegen. Der Dutycycle für die Öffnung des Dosierventils sollte ebenfalls über einer bestimmten Schwelle liegen. Der NOx-Sensor 20 sollte in Betrieb und fehlerfrei sein. Der SCR-Katalysator sollte fehlerfrei arbeiten und ein stromabwärts des SCR-Katalysators angeordneter Temperatursensor sollte in Betrieb und fehlerfrei sein. Schließlich sollte der Füllstand des Reduktionsmitteltanks 14 in Ordnung sein. Insbesondere sollte also im Schritt 400 als Eingangsbedingung geprüft werden, ob die Harnstoffmenge eine vorgebbare Schwelle überschreitet, ob der Harnstoffdruck über einer vorgebbaren Schwelle liegt, ob keine Energieversorgungsfehler für den NOx-Sensor, den Harnstoffdrucksensor, das Dosierventil und den Pumpenmotor vorliegen, ob keine Plausibilitätsfehler für den Harnstoffdrucksensor, den SCR-Katalysator und den NOx-Sensor vorliegen und ob kein Fehler über Undichtigkeiten gemeldet wurde. Falls eine dieser im Schritt 400 getesteten Bedingungen nicht vorliegt, wird das erfindungsgemäße Verfahren nicht weiter durchgeführt. Wenn die Bedingungen gegeben sind, wird mit dem Schritt 410 das Überwachungsverfahren weitergeführt. Das Zeitintervall t1 wird gestartet und währenddessen werden die NOx-Werte stromabwärts des SCR-Katalysators 12 mittels des NOx-Sensors 20 erfasst und zugleich wird der Dutycycle des Dosierventils 13 erfasst. Nach Ablauf des Zeitintervalls t1 werden die durchschnittlichen Werte für den NOx-Wert und den Dutycycle des Dosierventils im Schritt 420 errechnet. In Schritt 430 wird überprüft, ob der durchschnittliche NOx-Wert NOxAVG den entsprechenden Schwellenwert threshold2 überschreitet und ob zugleich der durchschnittliche Wert der Ansteuerung des Dosierventils DCAVG den entsprechenden Schwellenwert threshold1 überschreitet. Wenn beide Voraussetzungen erfüllt sind, wird im Schritt 440 ein Zähler um 1 erhöht. Im Schritt 450 wird überprüft, ob der Zählerstand größer als ein vorgebbarer Zählerschwellenwert ist. Wenn dies nicht der Fall ist, wird an den Anfang des Verfahrens zurückgesprungen, insbesondere vor den Schritt 400. Wenn der Zählerstand den Zählerschwellenwert überschreitet, wird im Schritt 460 überprüft, ob die SCR-Katalysatortemperatur plausibel ist bzw. ob die erforderliche Betriebstemperatur des SCR-Katalysators gegeben ist und ob ausreichend Reduktionsmittel im Tank vorhanden ist. Wenn dies der Fall ist, wird im Schritt 470 die Fehlermeldung ausgegeben, dass das Dosierventil geschlossen klemmt. Wenn die SCR-Katalysatortemperatur nicht plausibel ist, wird der Zählerstand in Schritt 480 zurückgesetzt, insbesondere auf 0 gesetzt. Die Zurücksetzung des Zählerstandes in Schritt 480 kann ebenfalls erfolgen, wenn im Schritt 430 der Schwellenwert threshold2 nicht überschritten und zugleich der Schwellenwert threshold1 überschritten wurde.
  • Um zwischen einem blockierten Dosierventil und einem mangelhaften SCR-Katalysatorumsatz unterscheiden zu können, wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorab die SCR-Katalysatoreffizienz überprüft. Weiterhin bezieht das erfindungsgemäße Verfahren einen SCR-Katalysator-Plausibilitätstest ein. Die Plausibilität der SCR-Katalysatortemperatur kann gegenüber einem stromabwärts des SCR-Katalysators angeordneten Temperatursensor durchgeführt werden. Das von diesem Temperatursensor erfassbare Temperatursignal kann mit einer vorgebbaren Temperaturschwelle nach dem Start der Brennkraftmaschine überprüft werden. Wenn der SCR-Katalysator in Ordnung ist, sollte sich diese Temperatur aufgrund der Abgase nach dem Start der Brennkraftmaschine konstant erhöhen. Folglich sollte die Temperatur stromabwärts des SCR-Katalysators einen höheren Wert erreichen, der größer als der vorgebbare Temperaturschwellenwert ist, wenn der SCR-Katalysator in Ordnung ist.
  • Um schwankende Batterieschwankungen ausgleichen zu können, wird im Allgemeiner während aller Ansteuerungszyklen eine Korrektur durch eine Batteriespannungskompensation vorgenommen. Hierdurch wird sichergestellt, dass der gewünschte Strom, hier beispielsweise der Strom für das Dosierventil, trotz der Batteriespannungsschwankungen stabil ist. Hierbei gilt, dass die Dosiermenge von dem Effektivwert des Stromes abhängt. Dieser Effektivwert hängt wiederum von dem Dutycycle der Ansteuerung ab, sodass beispielsweise bei niedrigerer Batteriespannung der Effektivwert sinkt. Dem wird mittels der Batteriespannungskompensation im Hintergrund durch eine Erhöhung des Dutycycle entgegengewirkt. Vorzugsweise verwendet das erfindungsgemäße Verfahren jedoch den nicht-kompensierten Dutycycle (nominaler Ansteuerungszyklus), sodass das erfindungsgemäße Überwachungsverfahren unabhängig von der Batteriespannung ist,
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102006013293 A1 [0005]
    • DE 102008005989 A1 [0006]

Claims (9)

  1. Verfahren zur Überwachung eines Dosierventils (13) eines SCR-Katalysatorsystems, dadurch gekennzeichnet, dass – Ansteuerungssignale des Dosierventils (13) erfasst und mit einem vorgebbaren Schwellenwert threshold1 verglichen werden, – die Stickoxidwerte stromabwärts des SCR-Katalysators (12) erfasst und mit einem Schwellenwert threshold2 verglichen werden, und – bei einem Überschreiten der beiden Schwellenwerte threshold1 und threshold2 auf ein nicht ordnungsgemäß funktionierendes, insbesondere ein geschlossen klemmendes Dosierventil (13) geschlossen wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Überschreiten beider Schwellenwerte threshold1 und threshold2 nur dann auf ein nicht ordnungsgemäß funktionierendes Dosierventil (13) geschlossen wird, wenn die SCR-Katalysatortemperatur plausibel ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerungssignale des Dosierventils (13) als durchschnittlicher Dutycycle während eines vorgebbaren Zeitintervalls t1 erfasst werden.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stickoxidwerte als durchschnittlicher Wert während eines vorgebbaren Zeitintervalls t1 erfasst werden.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Überschreiten der beiden Schwellenwerte threshold1 und threshold2 (430) ein Zähler gesetzt wird (440) und nur bei Erreichen und/oder Überschreiten eines vorgebbaren Zählerschwellenwertes (450) auf ein nicht ordnungsgemäß funktionierendes Dosierventil geschlossen wird (470).
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Zähler zurückgesetzt wird (480), wenn der Schwellenwert threshold2 unterschritten wird (430) und/oder wenn die SCR-Katalysatortemperatur nicht plausibel ist (460).
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Voraussetzung für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geprüft wird, ob alle Parameter des SCR-Katalysatorsystems einen normalen Dosierbetrieb erlauben und keine Fehlermeldungen vorliegen (400).
  8. Computerprogramm, das alle Schritte eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 ausführt, wenn das Programm auf einem Rechengerät oder einem Steuergerät abläuft.
  9. 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.
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