DE102012206430A1 - Verfahren zur Diagnose eines Dosierventils und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

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Abstract

Es werden ein Verfahren zur Diagnose eines Dosierventils (28), welches auf eine bestimmte Dosierrate zur Dosierung eines in den Abgasbereich (12) einer Brennkraftmaschine (10) zu dosierenden Reagenzmittels eingestellt wird, welches von einem impulsbreitenmodulierten Dosierventil-Ansteuersignal (DVPWM) mit einem bestimmten Dosierventil-Ansteuersignal-Tastverhältnis (DCDV) zur Einstellung der Dosierrate angesteuert wird, bei dem eine Reagenzmittelpumpe (32) das Reagenzmittel auf einen Reagenzmitteldruck (p) bringt und bei dem die Reagenzmittelpumpe (32) mit einem impulsbreitenmodulierten Pumpen-Ansteuersignal (PPWM) mit einer bestimmten Pumpen-Ansteuersignal-Tastverhältnis (DCP) betrieben wird, wobei die Diagnose des Dosierventils (28) auf der Grundlage einer Bewertung der Erhöhung des Dosierventil-Ansteuersignal-Tastverhältnisses (DCDV) nach einer vorgegebenen Dosierratenerhöhung (+Dos) durchgeführt wird, und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens vorgeschlagen. Die erfindungsgemäße Vorgehensweise zeichnet sich dadurch aus, dass der Reagenzmittelfüllstand (FS) eines im Abgasbereich (12) angeordneten SCR-Katalysators (16) berücksichtigt wird, dass vor einer Dosierratenerhöhung (+Dos) zu Beginn der Diagnose eine Überprüfung vorgesehen ist, ob der SCR-Katalysator (16) eine für die Diagnose ausreichend Reagenzmittel-Speicherkapazität aufweist, um die während der Diagnose auftretende zusätzliche Dosiermenge speichern zu können, und dass die Diagnose nur dann weitergeführt wird, wenn dies der Fall ist.

Description

  • Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Diagnose eines Dosierventils, welches eine Dosierrate eines in einen Abgasbereich einer Brennkraftmaschine zu dosierenden Reagenzmittels festlegt, und von einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Gattung der unabhängigen Ansprüche.
  • Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind auch ein Computerprogramm sowie ein Computer-Programmprodukt.
  • Stand der Technik
  • In der DE 101 39 142 A1 ist eine Abgasbehandlungsvorrichtung einer Brennkraftmaschine beschrieben, bei der zur Verringerung der NOx-Emissionen ein SCR-Katalysator (Selective-Catalytic-Reduction) eingesetzt ist, der die im Abgas enthaltenen Stickoxide mit dem Reduktionsmittel Ammoniak zu Stickstoff reduziert. Das Ammoniak wird im Abgasbereich der Brennkraftmaschine aus einer in den Abgasbereich stromaufwärts vor den SCR-Katalysator eingesprühten Harnstoff-Wasser-Lösung gewonnen. Die in einem Vorratstank gelagerte Harnstoff-Wasser-Lösung wird mit einer Pumpe auf einen vorgegebenen Reagenzmitteldruck gebracht. Zur Dosierung der Harnstoff-Wasser-Lösung in Abhängigkeit vom Bedarf ist ein Dosierventil vorgesehen, das auf einen vorgegebenen Durchfluss eingestellt wird.
  • In der Offenlegungsschrift DE 10 2005 001 119 A1 ist eine Diagnose von Ventilen vorgesehen, die in einer Anordnung eingesetzt sind, welche Kraftstoff als Reagenzmittel in den Abgasbereich einer Brennkraftmaschine dosiert. Die oxidierbaren Kohlenwasserstoffe sind zur Beheizung einer Abgasbehandlungseinrichtung vorgesehen. Die Diagnose sieht eine Überwachung des Reagenzmitteldrucks vor, der zwischen einem Reagenzmittel-Sicherheitsventil und einem Reagenzmittel-Dosierventil auftritt. Der Reagenzmitteldruck wird während unterschiedlicher Schaltzustände des Reagenzmittel-Sicherheitsventils und des Reagenzmittel-Dosierventils erfasst. Ein Diagnoseschritt sieht vor, dass das Reagenzmittel auf einen vorgegebenen Reagenzmittel-Solldruck gebracht wird. Danach wird bei geschlossenen Ventilen überprüft, ob der Reagenzmittel-Druckabfall einen vorgegebenen Druckgradienten nicht überschreitet.
  • In der Offenlegungsschrift DE 10 2004 061 247 A1 ist eine umfassende Diagnose von Ventilen vorgesehen, die in einer Anordnung eingesetzt sind, welche ebenfalls Kraftstoff als Reagenzmittel in den Abgasbereich einer Brennkraftmaschine dosiert. Erfasst wird der im Reagenzmittelpfad zwischen einem Reagenzmittel-Sicherheitsventil und einem Reagenzmittel-Dosierventil auftretende Reagenzmitteldruck bei unterschiedlichen Schaltzuständen der Ventile. Ein Diagnoseschritt sieht auch hier vor, dass nach einem Schließen der Ventile überprüft wird, ob ein Reagenzmittel-Druckabfall auftritt, der im Hinblick darauf bewertet wird, ob der Druckabfall einen vorgegebenen Druckgradienten nicht überschreitet.
  • In der Offenlegungsschrift DE 103 60 891 A1 ist ein Diagnoseverfahren eines Dosierventils beschrieben, das eine Durchflussrate eines in einen Abgasbereich einer Brennkraftmaschine einzubringenden Reagenzmittels festlegt. Dem Dosierventil wird das von einer Pumpe auf einen vorgegebenen Druck gebrachte Reagenzmittel zugeführt, wobei der Druck von einem Drucksensor erfasst wird. Die Diagnose sieht eine Bewertung eines Maßes für die Durchflussmenge während einer Diagnosezeit vor. Nach dem Auftreten eines Diagnose-Startsignals wird das Dosierventil geschlossen und das Reagenzmittel mittels einer Pumpe auf einen vorgegebenen Diagnose-Startdruck gebracht. Anschließend wird das Dosierventil auf eine vorgegebene Durchflussrate eingestellt und die während der Diagnosezeit auftretende Druckdifferenz bewertet. Eine erste Ausgestaltung sieht vor, dass die Diagnosezeit fest vorgegeben ist und dass auf Fehler erkannt wird, wenn die Druckdifferenz während der festen Diagnosezeit einen vorgegebenen Druckdifferenz-Grenzwert überschreitet. Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Druckdifferenz fest vorgegeben ist und dass auf Fehler erkannt wird, wenn die Diagnosezeit einen vorgegebenen Diagnosezeit-Grenzwert überschreitet. Bewertet wird der Reagenzmitteldruck, den ein Drucksensor erfasst.
  • In der Offenlegungsschrift DE 10 2008 005 989 A1 ist ein SCR-System beschrieben, bei welchem das Reagenzmittel von einer Pumpe auf einen Reagenzmittel-Solldruck gebracht wird. Die Pumpe enthält ein Überströmventil, das beim Erreichen des eingestellten Reagenzmittel-Solldrucks im Dosierbetrieb öffnet, sodass eine Überströmung zum Saugeingang der Pumpe stattfinden kann. Das Überströmventil ist als eine Membran realisiert, die gegen eine Feder verspannt ist. Eine Diagnose eines Dosierventils, welches die Dosierrate des Reagenzmittels festlegt, erfolgt anhand einer Bewertung eines Druckabfalls des Reagenzmittels. Bei der Diagnose wird zunächst die Pumpe abgeschaltet. Anschließend wird die Dosierung während eines Diagnose-Dosierbetriebs weitergeführt, wobei im Diagnose-Dosierbetrieb die dosierte Reagenzmittelmenge ermittelt und erst bei Erreichen eines Dosiermengen-Schwellenwerts die Bewertung des Druckabfalls beendet wird.
  • In der Offenlegungsschrift DE 10 2009 000 097 A1 ist ein SCR-System beschrieben, welches unempfindlicher gegenüber Verschmutzungen ist. Zur Reinigung eines Reagenzmittels sind stromaufwärts vor einem Reagenzmittel-Dosiermodul ein erstes Filter und stromaufwärts nach einem Ventil ein zweites Filter vorgesehen. In einer Rückleitung, welche von der Reagenzmittelpumpe zurück in den Vorratstank führt, sind ein weiteres Filter und eine nicht einstellbare Drossel zur Begrenzung der Rückflussrate vorhanden.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens anzugeben, die eine Diagnose eines Dosierventils ermöglichen, welches eine Dosierrate eines in einen Abgasbereich einer Brennkraftmaschine zu dosierenden Reagenzmittels festlegt.
  • Die Aufgabe wird durch die in den unabhängigen Ansprüchen angegebenen Merkmale jeweils gelöst.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Die erfindungsgemäße Vorgehensweise zur Diagnose eines Dosierventils, welches die Dosierrate eines in den Abgasbereich einer Brennkraftmaschine zu dosierenden Reagenzmittels festlegt, welches von einem impulsbreitenmodulierten Dosierventil-Ansteuersignal mit einem bestimmten Dosierventil-Ansteuersignal-Tastverhältnis zur Vorgabe der Dosierrate angesteuert wird, bei dem eine Reagenzmittelpumpe das Reagenzmittel auf einen Reagenzmitteldruck bringt und bei dem die Reagenzmittelpumpe mit einem impulsbreitenmodulierten Pumpen-Ansteuersignal mit einem bestimmten Pumpen-Ansteuersignal-Tastverhältnis betrieben wird, wobei die Diagnose des Dosierventils auf der Grundlage der Bewertung einer Erhöhung des Pumpen-Ansteuersignal-Tastverhältnisses nach einer vorgegebenen Dosierratenerhöhung durchgeführt wird, zeichnet sich dadurch aus, dass der Reagenzmittelfüllstand eines im Abgasbereich angeordneten SCR-Katalysators berücksichtigt wird, dass vor einer Dosierratenerhöhung zu Beginn der Diagnose eine Überprüfung vorgesehen ist, ob der SCR-Katalysator eine für die Diagnose noch ausreichend Reagenzmittel-Speicherkapazität aufweist, um die während der Diagnose auftretende zusätzliche Dosiermenge speichern zu können, und dass die Diagnose nur dann weitergeführt wird, wenn dies der Fall ist.
  • Die erfindungsgemäße Vorgehensweise ermöglicht eine Diagnose des Dosierventils eines SCR-Dosiersystems dadurch, dass eine Reaktion der Reagenzmittelpumpe nach einer stimulierten Dosierratenerhöhung bewertet wird. Das Dosierventil wird als funktionsfähig betrachtet, falls bei der stimulierten Dosierratenerhöhung die Reagenzmittelpumpe eine erhöhte Förderleistung aufbringen muss.
  • Der stimulierte Eingriff in das impulsbreitenmodulierte Dosierventil-Ansteuersignal sieht eine Erhöhung des Tastverhältnisses vor, welches als Verhältnis von Dauer des Einschaltpegels zu Periodendauer definiert ist. Durch die relative Verlängerung des Einschaltpegels wird eine erhöhte Dosierrate während der Diagnose vorgegeben.
  • Dementsprechend muss die Reagenzmittelpumpe eine erhöhte Förderleistung bei gleichem Reagenzmitteldruck aufbringen, wodurch sich das Tastverhältnis des impulsbreitenmodulierten Pumpen-Ansteuersignals erhöht. Bewertet wird die Erhöhung des Pumpen-Ansteuersignal-Tastverhältnisses anhand eines Vergleichs mit einem Differenz-Schwellenwert. Der Differenz-Schwellenwert kann in Abhängigkeit von der Dosierratenerhöhung variabel festgelegt sein. Der zugrunde liegende Zusammenhang zwischen der stimulierten Erhöhung des Tastverhältnisses des Dosierventil-Ansteuersignals und der erwarteten Erhöhung des Tastverhältnisses des Pumpen-Ansteuersignals wird vorzugsweise experimentell ermittelt und der Differenz-Schwellenwert entsprechend festgelegt.
  • Erfindungsgemäß wird sichergestellt, dass die während der Diagnose auftretende Dosierratenerhöhung nicht zu einem unerwünschten Durchbruch des Reagenzmittels, beispielsweise Ammoniak stromabwärts nach dem SCR-Katalysator führt. Die Diagnose wird nur weitergeführt, wenn die Reagenzmittel-Speicherfähigkeit des SCR-Katalysators auf einem Wert liegt, bei welchem die zusätzliche Speicherung der durch die Dosierung verursachten Zusatzmenge noch möglich ist. Falls dies nicht sichergestellt ist, wird die Diagnose nicht fortgeführt.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorgehensweise ergeben sich aus abhängigen Ansprüchen.
  • Eine Ausgestaltung sieht vor, dass bei der Bestimmung der Reagenzmittel-Speicherfähigkeit die Temperatur des SCR-Katalysators berücksichtigt wird, da das Reagenzmittel-Speichervermögen eines SCR-Katalysators von der Temperatur abhängt.
  • Eine Ausgestaltung sieht vor, dass zumindest dann, wenn eine ausreichende Reagenzmittel-Speicherfähigkeit nicht vorliegt, eine Absenkung des Reagenzmittelfüllstands im SCR-Katalysator vorgesehen ist. Gegebenenfalls kann die Absenkung unabhängig vom Reagenzmittelfüllstand immer vor der Diagnose vorgesehen werden. Die Absenkung wird durch eine Reduzierung der Dosierrate oder eine kurzzeitige vollständige Abschaltung des Dosierventils erreicht.
  • Zusätzlich oder alternativ kann zumindest bei einer zu geringen Reagenzmittel-Speicherfähigkeit eine Erhöhung der NOx-Rohemissionen der Brennkraftmaschine vorgesehen werden. Im vorliegenden Fall ist die Erhöhung der NOx-Rohemissionen der Brennkraftmaschine erwünscht, weil in der Folge eine schnellere Absenkung des Reagenzmittelfüllstands im SCR-Katalysator durch Verbrauch des gespeicherten Reagenzmittels auftritt.
  • Eine erste Möglichkeit sieht hierzu eine Absenkung einer Abgasrückführrate zu Beginn der Diagnose vor. Die Abgasrückführung hat einen Einfluss auf die NOx-Rohemissionen der Brennkraftmaschine. Eine niedrigere Abgasrückführrate entsprechend einer niedrigeren Zumischung von Inertgas zum Verbrennungsgemisch, erhöht die bei der Verbrennung des Kraftstoffs auftretenden Spitzentemperaturen und erhöht dadurch die NOx-Rohemissionen. Gegebenenfalls kann die Absenkung der Abgasrückführrate unabhängig vom Reagenzmittelfüllstand immer vor der Diagnose vorgesehen werden. Die Absenkung der Abgasrückführrate wird durch ein Schließen eines Abgasrückführventils erreicht.
  • Eine andere Möglichkeit sieht hierzu einen Eingriff in die Kraftstoff-Zumessvorrichtung der Brennkraftmaschine mit einem Kraftstoff-Änderungssignal vor. Durch eine Änderung des Einspritzzeitpunkts und/oder der Kraftstoffmenge der wenigstens einen Kraftstoffeinspritzung kann eine höhere Spitzentemperatur bei der Verbrennung des Kraftstoffs, verbunden mit der Erhöhung der NOx-Rohemissionen erzielt werden.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens betrifft zunächst ein speziell hergerichtetes Steuergerät, das Mittel zur Durchführung des Verfahrens enthält.
  • Das Steuergerät enthält insbesondere einen Speicher für das impulsbreitenmodulierte Pumpen-Ansteuersignal sowie eine Diagnosesteuerung.
  • Das Steuergerät enthält vorzugsweise wenigstens einen anderen elektrischen Speicher, in welchem die Verfahrensschritte als Steuergerätprogramm abgelegt sind.
  • Das erfindungsgemäße Computerprogramm sieht vor, dass alle Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgeführt werden, wenn es auf einem Computer abläuft.
  • Das erfindungsgemäße Computer-Programmprodukt mit einem auf einem maschinenlesbaren Träger gespeicherten Programmcode führt das erfindungsgemäße Verfahren aus, wenn das Programm auf einem Computer abläuft.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
  • Kurzbeschreibung der Figuren
  • 1 zeigt ein technisches Umfeld, in welchem ein erfindungsgemäßes Verfahren abläuft,
  • 2 zeigt ein Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens,
  • 3a zeigt ein Dosierventil-Ansteuersignal-Tastverhältnis und
  • 3b zeigt ein Pumpen-Ansteuersignal-Tastverhältnis.
  • Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele
  • 1 zeigt eine Brennkraftmaschine 10, in deren Abgasbereich 12 eine Dosiervorrichtung 14 und ein SCR-Katalysator 16 angeordnet sind. Dem SCR-Katalysator 16 ist ein Temperatursensor 18 zugeordnet, der an ein Steuergerät 20 ein Temperatursignal temp abgibt.
  • Der Brennkraftmaschine 10 ist eine Kraftstoff-Zumessvorrichtung 22 zugeordnet, der vom Steuergerät 20 ein Kraftstoffsignal mK zur Verfügung gestellt wird. Zwischen dem Abgasbereich 12 und einem Ansaugbereich 24 der Brennkraftmaschine 10 ist eine Abgasrückführ-Vorrichtung 26 angeordnet, der von dem Steuergerät 20 ein Abgasrückführsignal agr zur Verfügung gestellt wird.
  • Die Dosiervorrichtung 14 dosiert ein Reagenzmittel stromaufwärts vor den SCR-Katalysator 16, wobei die Dosierrate insbesondere von einem Dosierventil 28 festgelegt wird. Das Dosierventil 28 kann in der Dosiervorrichtung 14 enthalten sein oder separat davon abgesetzt, beispielsweise in einem Dosiermodul positioniert werden. Das Dosierventil 28 wird von einer Dosierventil-Ansteuerung 30 mit einem impulsbreitenmodulierten Dosierventil-Ansteuersignal DVPWM beaufschlagt.
  • Eine Pumpe 32, welche von einer Pumpen-Ansteuerung 34 mit einem impulsbreitenmodulierten Pumpen-Ansteuersignal PPWM beaufschlagt wird, fördert ein in einem Reagenzmitteltank 36 gelagertes Reagenzmittel und bringt das Reagenzmittel auf einen Reagenzmitteldruck p, der mit einem Drucksensor 38 gemessen und dem Steuergerät 20 zur Verfügung gestellt wird. Als Reagenzmittel kann eine Harnstoff-Wasser-Lösung vorgesehen sein, die eine Vorstufe des eigentlichen, im SCR-Katalysator 16 benötigten Reagenzmittels Ammoniak ist.
  • Das Steuergerät 20 enthält eine NOx-Rohemissionsermittlung 40, welche die ermittelten NOx-Rohemissionen NOxr sowohl der Dosierventil-Ansteuerung 30 als auch einer Füllstandsermittlung 42 zur Verfügung stellt.
  • Der Füllstandsermittlung 42 kann alternativ oder zusätzlich zu den NOx-Rohemissionen NOxr das impulsbreitenmodulierte Dosierventil-Ansteuersignal DVPWM zur Verfügung gestellt werden. Weiterhin wird der Füllstandsermittlung 42 das Temperatursignal temp zugeführt. Die Füllstandsermittlung 42 berechnet den im SCR-Katalysator 16 vorhandenen Reagenzmittelfüllstand FS, welcher einem ersten Vergleicher 44 zur Verfügung gestellt wird. Der erste Vergleicher 44 vergleicht den Reagenzmittelfüllstand FS mit einem Füllstandschwellenwert FSSW. Wenn der Füllstandschwellenwert FSSW überschritten wird, gibt der erste Vergleicher 44 ein Abgasrückführ-Absenksignal -agr und/oder ein Kraftstoff-Änderungssignal dmk ab. Wenn der Reagenzmittelfüllstand FS den Füllstandschwellenwert FSSW nicht überschreitet, stellt der erste Vergleicher 44 ein Diagnosestartsignal DS bereit, welches einer Diagnosesteuerung 46 sowie einem Speicher 48 zur Verfügung gestellt wird.
  • Dem Speicher 48 wird das impulsbreitenmodulierte Pumpen-Ansteuersignal PPWM zur Verfügung gestellt, das weiterhin der Diagnosesteuerung 46 zugeführt. Darüber hinaus werden der Diagnosesteuerung 46 ein Differenz-Schwellenwert DSW sowie eine Wartezeit T zur Verfügung gestellt. Die Diagnosesteuerung 46 gibt eine Dosierratenerhöhung +Dos aus, welche der Dosierventil-Ansteuerung 30 zur Verfügung gestellt wird.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur Diagnose des Dosierventils 28 wird anhand des in 2 wiedergegebenen Ablaufdiagramms sowie der in den 3a und 3b gezeigten Signalverläufe näher erläutert.
  • Das Dosierventil 28 legt im Wesentlichen die Dosierrate des in den Abgasbereichs 12 der Brennkraftmaschine 10 zu dosierenden Reagenzmittels beziehungsweise der Vorstufe des Reagenzmittels fest, wobei die Vorstufe beispielsweise eine Harnstoff-Wasser-Lösung ist, aus welcher im Abgasbereich 12 oder unmittelbar im SCR-Katalysator 16 das für die selektive katalytische Reaktion erforderliche Ammoniak gebildet wird. Das Dosierventil 28 wird vom impulsbreitenmodulierten Dosierventil-Ansteuersignal DVPWM angesteuert, welches ein bestimmtes Dosierventil-Ansteuersignal-Tastverhältnis DCDV zur Einstellung der gewünschten Dosierrate aufweist. Die Periodendauer und/oder die Impulsdauer des impulsbreitenmodulierten Dosierventil-Ansteuersignals DVPWM kann derart festgelegt sein, dass das Dosierventil 28 kontinuierlich verstellt oder derart festgelegt sein, dass das Dosierventil 28 innerhalb einer Periode vollständig öffnet und schließt, sodass eine mittlere Dosierrate entsteht.
  • Die Reagenzmittelpumpe 32 bringt das im Reagenzmitteltank 36 gelagerte Reagenzmittel auf einen Reagenzmitteldruck p. Die Reagenzmittelpumpe 32 wird von der Pumpen-Ansteuerung 34 mit dem impulsbreitenmodulierten Pumpen-Ansteuersignal PPWM beaufschlagt, welches ein Pumpen-Ansteuersignal-Tastverhältnis DCP aufweist. Das Pumpen-Ansteuersignal-Tastverhältnis DCP wird in Abhängigkeit vom Reagenzmitteldruck p festgelegt.
  • Die Diagnose des Dosierventils 28 beruht auf der Grundlage eines Vergleichs des impulsbreitenmodulierten Dosierventil-Ansteuersignals DVPWM mit dem impulsbreitenmodulierten Pumpen-Ansteuersignal PPWM bei einer Dosierventil-Ansteuersignal-Tastverhältnis-Erhöhung dDCDV und einer anschließenden Bewertung der resultierenden Pumpen-Ansteuersignal-Tastverhältnis-Erhöhung dDCP.
  • Im Rahmen der Diagnose wird stets von einer Dosierratenerhöhung +Dos ausgegangen, damit zu jedem Zeitpunkt eine ausreichende Konvertierung der NOx-Rohemissionen NOxr der Brennkraftmaschine 10 sichergestellt wird.
  • Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Reagenzmittelfüllstand FS des im Abgasbereich 12 angeordneten SCR-Katalysators 16 berücksichtigt wird und dass vor der Dosierventil-Ansteuersignal-Tastverhältnis-Erhöhung dDCDV zu Beginn der Diagnose überprüft wird, ob der SCR-Katalysator 16 eine für die Diagnose ausreichende Reagenzmittel-Speicherkapazität aufweist, um die während der Diagnose auftretende zusätzliche Dosiermenge speichern zu können. Die Diagnose wird nur dann durchgeführt, wenn die benötigte Speicherkapazität zur Verfügung steht.
  • Zur Beginn der Diagnose wird gemäß dem in 2 gezeigten Ablaufdiagramm daher zunächst der Reagenzmittelfüllstand FS im SCR-Katalysator 16 ermittelt und im ersten Vergleicher 44 mit dem Füllstandschwellenwert FSSW verglichen. Sofern der Füllstandschwellenwert FSSW überschritten ist, kann die Diagnose zunächst nicht durchgeführt werden. Dem ersten Vergleicher 44 stehen in diesem Fall mehrere Möglichkeiten zur Verfügung, geeignete Startbedingungen für die Diagnose herzustellen.
  • Eine erste Möglichkeit sieht eine Absenkung der Dosierrate mit der Dosierratenabsenkung -Dos vor, welche der Dosierventil-Ansteuerung 30 zur Verfügung gestellt wird, worauf diese beispielsweise das Dosierventil-Ansteuersignal-Tastverhältnis DCDV absenkt und das resultierende impulsbreitenmodulierte Dosierventil-Ansteuersignal DVPWM ausgibt, welches das Dosierventil 28 zur Einstellung einer geringeren Dosierrate veranlasst.
  • Alternativ oder zusätzlich kann der erste Vergleicher 44 die Erhöhung der NOx-Rohemissionen NOxr der Brennkraftmaschine 10 veranlassen. Sinn dieser Maßnahme ist es, durch den erhöhten Konvertierungsbedarf den Reagenzmittelfüllstand FS im SCR-Katalysator 16 durch Reagenzmittelverbrauch abzusenken.
  • Eine erste Möglichkeit zur Erhöhung der NOx-Rohemissionen NOxr ist durch eine Änderung des Kraftstoffsignals mK mittels des Kraftstoff-Änderungssignals dmk möglich, wobei insbesondere in das Timing der wenigstens einen, vorzugsweise mehreren Teileinspritzungen eingegriffen wird, beispielsweise derart, dass eine möglichst hohe Kompression des eingespritzten Kraftstoffs erzielt wird, bei welcher hohe Spitzentemperaturen und damit hohe NOx-Rohemissionen NOxr auftreten.
  • Eine weitere Möglichkeit zur Erhöhung der NOx-Rohemissionen NOxr sieht ein Eingriff in das Abgasrückführsignal agr mittels des Abgasrückführ-Absenksignals -agr vor. Bei einer Absenkung oder völligen Unterbindung der Abgasrückführung wird weniger Inertgas vom Abgasbereich 12 zum Ansaugbereich 24 gefördert, sodass ebenfalls die Spitzentemperatur bei der Verbrennung des Kraftstoffs ansteigt, verbunden mit einem Anstieg der NOx-Rohemissionen NOxr.
  • Wenn der erste Vergleicher 44 in der entsprechenden Abfrage feststellt, dass der Reagenzmittelfüllstand FS den Füllstandschwellenwert FSSW nicht mehr überschreitet, gibt der erste Vergleicher 44 das Diagnosestartsignal DS aus, welches den Speicher 48 zur Speicherung des aktuell vorliegenden impulsbreitenmodulierten Pumpen-Ansteuersignals PPWM veranlasst, aus welchem die Diagnosesteuerung 46 das Pumpen-Ansteuersignal-Tastverhältnis DCP zu einem ersten Zeitpunkt t1 ermittelt, zu welchem die Diagnose mit der Erhöhung der Dosierrate fortfährt.
  • Weiterhin erhöht die Diagnosesteuerung 46 zum ersten Zeitpunkt t1 mit der Dosierratenerhöhung +Dos, welches der Dosierventil-Ansteuerung 30 zur Verfügung gestellt wird, die Dosierrate des Reagenzmittels. Die Dosierratenerhöhung +Dos führt zu der in 3a gezeigten Dosierventil-Ansteuersignal-Tastverhältnis-Erhöhung dDCDV, welche entweder fest vorgegeben oder in Abhängigkeit vom aktuell vorliegenden impulsbreitenmodulierten Dosierventil-Ansteuersignal DVPWM festgelegt werden kann. Zur variablen Festlegung wird der Diagnosesteuerung 46 das impulsbreitenmodulierte Dosierventil-Ansteuersignal DVPWM zur Verfügung gestellt.
  • Nach Ablauf einer Wartezeit T, welche derart festgelegt ist, dass stabile Verhältnisse des Reagenzmittel-Dosiersystems erwartet werden können, erfasst die Diagnosesteuerung 46 das mit dem Ablauf der Wartezeit T zum zweiten Zeitpunkt t2 auftretende aktuelle impulsbreitenmodulierte Pumpen-Ansteuersignal PPWM.
  • In der Diagnosesteuerung 46 wird das Pumpen-Ansteuersignal-Tastverhältnis DCP bewertet und die in 3b dargestellte Pumpen-Ansteuersignal-Tastverhältnis-Erhöhung dDCP ermittelt. In einem in der Dosiersteuerung 46 enthaltenen zweiten Vergleicher wird die Pumpen-Ansteuersignal-Tastverhältnis-Erhöhung dDCP mit einem Differenz-Schwellenwert DSW verglichen.
  • Der Differenz-Schwellenwert DSW kann variabel oder als Festwert ausgebildet sein. Ein Festwert ist vorgesehen, wenn die Dosierratenerhöhung +Dos ebenfalls ein fest vorgegebener Wert ist.
  • Wenn der in der Diagnosesteuerung 46 enthaltene zweite Vergleicher entsprechend der in 2 gezeigten letzten Abfrage feststellt, dass der Differenz-Schwellenwert DSW überschritten ist, wird von einem funktionsfähigen Dosierventil 28 ausgegangen, weil sich die erhöhte Dosierrate in einer Erhöhung der Förderleistung der Reagenzmittelpumpe 32 und damit in einer Pumpen-Ansteuersignal-Tastverhältnis-Erhöhung dDCP ordnungsgemäß widergespiegelt hat. In 3b ist dieser Fall eingetragen.
  • Wird jedoch im zweiten Vergleicher festgestellt, dass die Pumpen-Ansteuersignal-Tastverhältnis-Erhöhung dDCP den Differenz-Schwellenwert DSW nicht erreicht, gibt die Diagnose-Steuerung 46 ein Fehlersignal F aus, welches zur Anzeige gebracht werden kann oder welches in einen Speicher hinterlegt wird.
  • Nach Abschluss der Diagnose wird der reguläre Dosierbetrieb frühestens zum zweiten Zeitpunkt t2 wieder aufgenommen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Claims (9)

  1. Verfahren zur Diagnose eines Dosierventils (28), welches auf eine bestimmte Dosierrate zur Dosierung eines in den Abgasbereich (12) einer Brennkraftmaschine (10) zu dosierenden Reagenzmittels eingestellt wird, welches von einem impulsbreitenmodulierten Dosierventil-Ansteuersignal (DVPWM) mit einem bestimmten Dosierventil-Ansteuersignal-Tastverhältnis (DCDV) zur Einstellung der Dosierrate angesteuert wird, bei dem eine Reagenzmittelpumpe (32) das Reagenzmittel auf einen Reagenzmitteldruck (p) bringt und bei dem die Reagenzmittelpumpe (32) mit einem impulsbreitenmodulierten Pumpen-Ansteuersignal (PPWM) mit einer bestimmten Pumpen-Ansteuersignal-Tastverhältnis (DCP) betrieben wird, wobei die Diagnose des Dosierventils (28) auf der Grundlage einer Bewertung der Erhöhung des Dosierventil-Ansteuersignal-Tastverhältnisses (DCDV) nach einer vorgegebenen Dosierratenerhöhung (+Dos) durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Reagenzmittelfüllstand (FS) eines im Abgasbereich (12) angeordneten SCR-Katalysators (16) berücksichtigt wird, dass vor einer Dosierratenerhöhung (+Dos) zu Beginn der Diagnose eine Überprüfung vorgesehen ist, ob der SCR-Katalysator (16) eine für die Diagnose ausreichende Reagenzmittel-Speicherkapazität aufweist, um die während der Diagnose auftretende zusätzliche Dosiermenge speichern zu können, und dass die Diagnose nur dann weitergeführt wird, wenn dies der Fall ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Bestimmung der Reagenzmittel-Speicherfähigkeit die Temperatur (temp) des SCR-Katalysators (16) berücksichtigt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest bei einer zu geringen Reagenzmittel-Speicherfähigkeit eine Absenkung des Reagenzmittelfüllstands (FS) im SCR-Katalysator (16) vorgesehen ist.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest bei einer zu geringen Reagenzmittel-Speicherfähigkeit eine Erhöhung der NOx-Rohemissionen (NOxr) der Brennkraftmaschine (10) veranlasst wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Absenkung einer Abgasrückführrate mit einem Abgasrückführ-Absenksignal (-agr) vorgesehen ist.
  6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Eingriff in eine Kraftstoff-Zumessvorrichtung (22) der Brennkraftmaschine (10) mit einem Kraftstoff-Änderungssignal (dmK) vorgesehen ist, mit dem der Einspritzzeitpunkt und/oder die Kraftstoffmenge zum Erzielen einer höheren Spitzentemperatur bei der Verbrennung des Kraftstoffs geändert wird.
  7. Vorrichtung zur Durchführung der Diagnose nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche 1–6, dadurch gekennzeichnet, dass ein speziell hergerichtetes Steuergerät (20) vorgesehen ist, das Mittel (42, 44, 46, 48) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1–6 enthält.
  8. Computerprogramm, das alle Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1–6 ausführt, wenn das Programm auf einem Computer abläuft.
  9. Computer-Programmprodukt mit einem auf einem maschinenlesbaren Träger gespeicherten Programmcode zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1–6, wenn das Programm auf einem Computer ausgeführt wird.
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