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Verweis auf verwandte Anmeldungen
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Diese Anmeldung basiert auf der
japanischen Patentanmeldung Nr. 2016-17984 , die am 2. Februar 2016 eingereicht wurde, und deren Offenbarung hiermit durch Verweis mitaufgenommen wird.
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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Anmeldung betrifft eine Dosiervorrichtung für eine wässrige Harnstofflösung.
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Stand der Technik
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Zur Reinigung des Abgases eines Verbrennungsmotors verwendet ein bekanntes Harnstoffsystem zur selektiven katalytischen Reduktion (SCR) üblicherweise Harnstoff für die Nachbearbeitung. Ein derartiges SCR-Harnstoffsystem dosiert dem Abgas Harnstoff zu, um dadurch in dem Abgas enthaltene Stickstoffoxide (NOx) zu desoxidieren beziehungsweise reduzieren. Der für ein SCR-Harnstoffsystem verwendete Harnstoff wird in der Form einer wässrigen Harnstofflösung zugeführt. Es besteht jedoch die Befürchtung, dass aufgrund einer Fehlfunktion einer der Komponenten, die durch beispielsweise Verschleiß, Abnutzung und dergleichen verursacht wird, dem Abgas ein Überschuss an wässriger Harnstofflösung zudosiert wird. Somit kann ein Überschuss an zudosierter wässriger Harnstofflösung einen Reduktionskatalysator durchlaufen, der eine Komponente eines SCR-Harnstoffsystems ist. Wenn die Temperatur des Reduktionskatalysators gering ist, würde die überschüssige wässrige Harnstofflösung eine unnötige Substanz erzeugen. Das Patentdokument 1 betrifft das Ausmaß der Regelung einer Pumpe für eine wässrige Harnstofflösung, welche wässrige Harnstofflösung zuführt, und offenbart eine Konfiguration zur Bestimmung des Vorliegens eines Entweichens von wässriger Harnstofflösung.
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Es sei angemerkt, dass der im Patentdokument 1 offenbarte Aufbau ein Entweichen von wässriger Harnstofflösung kaum mit hoher Genauigkeit bestimmen kann aufgrund von individuellen Unterschieden und Variationen der Leistungsfähigkeit, die verursacht werden durch die Alterung der Pumpe für wässrige Harnstofflösung, welche wässrige Harnstofflösung zuführt, und eines Drucksensors, der den Druck der wässrigen Harnstofflösung erfasst, welche mit der Pumpe für wässrige Harnstofflösung zugeführt wird.
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Patentdokument 1:
JP 2013 -
249 801 A .
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Ein Verfahren zur Dichtheitsprüfung eines Reduktionsmittelinjektors eines SCR-Abgasnachbehandlungssystems ist in der
DE 10 2008 047 860 B3 offenbart, bei dem nach einem Erhöhen des Reduktionsmitteldrucks bei geschlossenem Reduktionsmittelinjektor ein mittels eines dem SCR-Katalysator nachgeschalteten NOx-Sensor erfasster NOx-Wert im Abgas mit einem vorher bestimmten NOx-Sollwert abgeglichen wird. Der NOx-Sollwert kann durch ein NOx Modell und/oder durch einen zweiten, dem SCR-Katalysator und dem Reduktionsmittelinjektor vorgeschalteten, NOx-Sensor ermittelt werden.
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Die Verwendung zweier Stickoxidsensoren stromauf und stromab eines SCR-Katalysators und deren Abgleich zum Anpassen der Empfindlichkeiten beider Sensoren ist aus der
DE 10 2012 019 633 A1 bekannt.
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In der
JP 2015 -
34 465 A wird das Vorliegen eines Verstopfens eines Injektors zum Einspritzen einer Harnstofflösung bestimmt, indem die Differenz der gemessenen NOx-Konzentrationen im Abgas eines Sensors vor und eines Sensors nach einem Reduktionskatalysator überwacht wird.
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In der
JP 2015 -
98 820 A wird die Undichtigkeit eines Injektors zum Einspritzen einer Harnstofflösung zu einem Zeitpunkt, bei dem der Injektor nicht in Betrieb ist, bestimmt durch Vergleichen der Temperaturen des Abgases vor und nach dem SCR-Katalysator.
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Zusammenfassung
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Dosiervorrichtung für wässrige Harnstofflösung bereitzustellen, die konfiguriert ist zum Bestimmen des Vorliegens eines Entweichens von wässriger Harnstofflösung mit hoher Genauigkeit und mit einer geringeren Beeinflussung durch einen individuellen Unterschied einer Komponente und/oder durch eine Variation der Leistungsfähigkeit, die durch Alterung einer Komponente bewirkt wird.
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Gelöst wird die Aufgabe durch eine Dosiervorrichtung für wässrige Harnstofflösung gemäß Anspruch 1. Bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Dosiervorrichtung für wässrige Harnstofflösung konfiguriert zum Zudosieren von wässriger Harnstofflösung in ein Abgas, das von einem Verbrennungsmotor emittiert wird, um zu bewirken, dass ein Reduktionskatalysator im Abgas enthaltene Stickstoffoxide desoxidiert beziehungsweise reduziert. Die Dosiervorrichtung für wässrige Harnstofflösung umfasst eine Bestimmungseinheit, die konfiguriert ist zum Bestimmen des Vorliegens eines Entweichens von wässriger Harnstofflösung in einen Abgaskanal auf Basis einer Differenz zwischen einem Ausgangswert eines Sensors auf der Einlassseite und einem Ausgangswert eines Sensors auf der Auslassseite. Der Sensor auf der Einlassseite ist in Bezug auf die Strömungsrichtung des Abgases im Abgaskanal auf der Einlassseite des Reduktionskatalysators angeordnet und ist konfiguriert zum Erfassen von Stickstoffoxiden, die im Abgas enthalten sind. Der Sensor auf der Auslassseite ist in Bezug auf die Strömungsrichtung des Abgases am Auslass des Reduktionskatalysators angeordnet und konfiguriert zum Erfassen von Stickstoffoxiden, die im Abgas enthalten sind.
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Figurenliste
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Die obige und weiteren Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden ausführlichen Beschreibung, welche unter Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen gemacht werden, deutlicher werden. In den Zeichnungen ist:
- 1 ein Blockdiagramm, das einen Überblick über eine Dosiervorrichtung für wässrige Harnstofflösung gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt, die nicht von der vorliegenden Erfindung umfasst ist;
- 2 eine schematische Darstellung, die ein Abgasreinigungssystem zeigt, das die Dosiervorrichtung für wässrige Harnstofflösung gemäß der ersten Ausführungsform verwendet;
- 3 eine Darstellung, die einen Ausgangswert eines Sensors auf der Einlassseite und einen Ausgangswert eines Sensors auf der Auslassseite zeigt in einem Fall, bei dem ein Entweichen von wässriger Harnstofflösung in der Dosiervorrichtung für wässrige Harnstofflösung gemäß der ersten Ausführungsform nicht auftritt;
- 4 eine Ansicht, die einen Ausgangswert des Sensors auf der Einlassseite und einen Ausgangswert des Sensors auf der Auslassseite in einem Fall zeigt, bei dem ein Entweichen von wässriger Harnstofflösung in der Dosiervorrichtung für wässrige Harnstofflösung gemäß der ersten Ausführungsform auftritt;
- 5 ein Ablaufdiagramm, dass eine Verarbeitung zeigt, die von der Dosiervorrichtung für wässrige Harnstofflösung gemäß der ersten Ausführungsform ausgeführt wird;
- 6 eine Darstellung ist, die einen Ausgangswert eines Sensors auf der Einlassseite und einen Ausgangswert des Sensors auf der Auslassseite in einem Fall zeigt, bei dem ein Entweichen von wässriger Harnstofflösung in einer Dosiervorrichtung für wässrige Harnstofflösung gemäß einer zweiten und erfindungsgemäßen Ausführungsform nicht auftritt; und
- 7 ein Ablaufdiagramm, dass eine Verarbeitung zeigt, die von der Dosiervorrichtung für wässrige Harnstofflösung gemäß der zweiten Ausführungsform ausgeführt wird.
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Ausführliche Beschreibung
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Nachfolgend werden unter Bezug auf die Zeichnungen mehrere Ausführungsformen von Dosiervorrichtungen für wässrige Harnstofflösung beschrieben. In den mehreren Ausführungsformen werden gleichartige Komponenten mittels gleicher Bezugszeichen bezeichnet und wird auf eine wiederholte Beschreibung der Komponenten verzichtet.
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Erste Ausführungsform (nicht gemäß der Erfindung)
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Als Erstes wird ein Abgasreinigungssystem eines Verbrennungsmotors beschrieben. In dem Abgasreinigungssystem wird die Dosiervorrichtung für wässrige Harnstofflösung verwendet. Wie in 2 gezeigt, bildet ein Abgasreinigungssystem 10 ein SCR-System für einen Verbrennungsmotor 11, der in einem Fahrzeug untergebracht ist. Das SCR-System dosiert beispielsweise eine wässrige Harnstofflösung zu dem Abgas, das von dem Verbrennungsmotor 11 emittiert wird, um dadurch im Abgas enthaltenes NOx zu desoxidieren beziehungsweise reduzieren. Der Abgaskanal 13 wird von einer Abgasleitung 12 gebildet. Das von dem Verbrennungsmotor 11 emittierte Abgas wird durch den Abgaskanal 13 in die Atmosphäre ausgeleitet. Der Verbrennungsmotor 11 ist beispielsweise ein Dieselmotor. Es sei angemerkt, dass die Anwendung des Abgasreinigungssystems 10 nicht auf einen Dieselmotor beschränkt ist. Das Abgasreinigungssystem 10 kann auch auf eine andere Art von Verbrennungsmotor wie einen Benzinmotor, einen Gasturbinenmotor oder dergleichen angewendet werden. Die Anwendung des Abgasreinigungssystems 10 ist auch nicht auf einen Verbrennungsmotor 11 für ein Fahrzeug beschränkt. Das Abgasreinigungssystem 10 kann auch angewendet werden auf beispielsweise einen Verbrennungsmotor für eine stationäre Einrichtung wie eine Energieerzeugungsanlage.
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Das Dosiersystem für wässrige Harnstofflösung 20 dosiert die wässrige Harnstofflösung zu dem Abgas in dem Abgasreinigungssystem 10. Das Dosiersystem für wässrige Harnstofflösung 20 umfasst einen Tank für wässrige Harnstofflösung 21, eine Pumpe für wässrige Harnstofflösung 22, einen Leitungsabschnitt für wässrige Harnstofflösung 23, einen Reduktionskatalysator 24 und einen Injektor 25. Der Tank für wässrige Harnstofflösung 21 speichert die wässrige Harnstofflösung, welche eine wässrige Lösung von Harnstoff ist. Die Pumpe für wässrige Harnstofflösung 22 pumpt die wässrige Harnstofflösung, die in dem Tank für wässrige Harnstofflösung 21 gespeichert ist, zu dem Leitungsabschnitt für wässrige Harnstofflösung 23, wenn ihr elektrische Energie zugeführt wird. Der Leitungsabschnitt für wässrige Harnstofflösung 23 bildet eine Leitung für wässrige Harnstofflösung 26. Der Reduktionskatalysator 24 ist in dem Abgaskanal 13 untergebracht, welcher in der Abgasleitung 12 ausgebildet ist. Der Injektor 25 ist über die Leitung für wässrige Harnstofflösung 26 mit dem Tank für wässrige Harnstofflösung 21 verbunden. Die von der Pumpe für wässrige Harnstofflösung 22 gepumpte wässrige Harnstofflösung wird über die Leitung für wässrige Harnstofflösung 26 dem Injektor 25 zugeführt. Der Injektor 25 ist an der Abgasleitung 12 angebracht. Im Speziellen erstreckt sich der Injektor 25 durch die Abgasleitung 12 derart, dass die Endspitze des Injektors 25 im Abgaskanal 13 freiliegt. Die dem Injektor 25 zugeführte wässrige Harnstofflösung wird mittels des Injektors 25 in das Abgas eingespritzt, welches durch den Abgaskanal 13 strömt. Im Abgaskanal 13 werden das von dem Verbrennungsmotor 11 emittierte Abgas und die von dem Injektor 25 eingespritzte wässrige Harnstofflösung miteinander vermischt und strömen in den Reduktionskatalysator 24. Im Reduktionskatalysator 25 bewirken das im Abgas enthaltene NOx und der in der wässrigen Harnstofflösung enthaltene Harnstoff eine chemische Reaktion. Dadurch wird das Abgas desoxidiert.
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Das Dosiersystem für wässrige Harnstofflösung 20 umfasst einen Sensor auf der Einlassseite 31, einen Sensor auf der Auslassseite 32 und eine Steuereinheit 33. Der Sensor auf der Einlassseite 31 ist in Bezug auf die Strömungsrichtung des Abgases, welches durch den Abgaskanal 13 strömt, auf der Seite des Einlasses des Reduktionskatalysators 24 angeordnet. Der Sensor auf der Auslassseite 32 ist in Bezug auf die Strömungsrichtung des Abgases auf der Seite des Auslasses des Reduktionskatalysators 24 angeordnet. In der vorliegenden Konfiguration ist der Sensor auf der Einlassseite 31 im Abgaskanal 13 an einer Stelle zwischen dem Verbrennungsmotor 11 und dem Reduktionskatalysator 24 angeordnet. Darüber hinaus ist der Sensor auf der Auslassseite 32 im Abgaskanal 13 an einer Stelle zwischen dem Reduktionskatalysator 24 und einem Ende des Abgaskanals 13, das an der Seite der Atmosphäre liegt, angeordnet. Sowohl der Sensor auf der Einlassseite 31 wie auch der Sensor auf der Auslassseite 32 erfassen das im Abgas enthaltene NOx. Im Speziellen erfasst der Sensor auf der Einlassseite 31 das im Abgas enthaltene NOx, das von dem Verbrennungsmotor 11 emittiert wird und in den Reduktionskatalysator 24 strömt. Der Sensor auf der Auslassseite 32 erfasst das NOx, das in dem Abgas enthalten ist, das aus dem Reduktionskatalysator 24 strömt nachdem es den Reduktionskatalysator 24 durchlaufen hat. In der vorliegenden Konfiguration sind sowohl der Sensor auf der Einlassseite 31 wie auch der Sensor auf der Auslassseite 32 ein NOx-Sensor zum Erfassen der Konzentration an im Abgas enthaltenem NOx. Jeder von dem Sensor auf der Einlassseite 31 und dem Sensor auf der Auslassseite 32 sendet die erfasste NOx-Konzentration als ein elektrisches Signal zu der Steuereinheit 33.
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Die Steuereinheit 33 umfasst einen Mikrocomputer mit einer CPU, einen ROM und/oder einem RAM. Die Steuereinheit 33 führt ein Computerprogramm aus, das in dem ROM gespeichert ist, um das Dosiersystem für wässrige Harnstofflösung 20 zu steuern. Die Steuereinheit 33 kann gleichbedeutend sein mit einer Dosiervorrichtung für wässrige Harnstofflösung. Die Steuereinheit 33 führt ein Computerprogramm aus, wodurch sie als eine Bestimmungseinheit 34 fungiert, in der Form einer Software, wie in 1 gezeigt. Die Bestimmungseinheit 34 kann hergestellt werden in Form von Hardware oder in Form einer Kombination aus Software und Hardware. Die Bestimmungseinheit 34 bestimmt ein Entweichen von wässriger Harnstofflösung in den Abgaskanal 13 auf Basis einer Differenz zwischen dem Ausgangssignal des Sensors auf der Einlassseite 31 und dem Ausgangssignal des Sensors auf der Auslassseite 32.
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Zusätzlich zu den oben beschriebenen Komponenten umfasst das Dosiersystem für wässrige Harnstofflösung 20 ferner einen Temperatursensor 35, einen Temperatursensor 36 und einen Drucksensor 37. Jeder von den Temperatursensor 35 und dem Temperatursensor 36 erfasst direkt oder indirekt eine Temperatur des Reduktionskatalysators 24. In der ersten Ausführungsform sind der Temperatursensor 35 und der Temperatursensor 36 an dem Abgaskanal 13 angebracht. Im Speziellen ist der Temperatursensor 35 in Bezug auf die Strömungsrichtung des Abgases an der Einlassseite des Reduktionskatalysators 24 angeordnet. Der Temperatursensor 36 ist in Bezug auf die Strömungsrichtung des Abgases an der Auslassseite des Reduktionskatalysators 24 angebracht. In der vorliegenden Konfiguration erfassen sowohl der Temperatursensor 35 wie auch der Temperatursensor 36 die Temperatur des Abgases, das von dem Verbrennungsmotor 11 emittiert wird, um durch den Abgaskanal 13 zu strömen. Jeder von dem Temperatursensor 35 und dem Temperatursensor 36 sendet die erfasste Temperatur von NOx als ein elektrisches Signal zu der Steuereinheit 33. Die Temperatur des von dem Verbrennungsmotor 11 emittierten Abgases und die Temperatur des Reduktionskatalysators 24 korrelieren miteinander. Indem dies berücksichtigt wird, erfasst die Steuereinheit 33 indirekt die Temperatur des Reduktionskatalysators 24 entsprechend der Werte der Temperatur des Abgases, die mit dem Temperatursensor 35 und dem Temperatursensor 36 erfasst werden. Es sei angemerkt, dass eine Konfiguration verwendet werden kann, bei der der Reduktionskatalysator 24 mit einem Temperatursensor ausgestattet ist, um dadurch direkt die Temperatur des Reduktionskatalysators 24 zu erfassen. Die erste Ausführungsform beschreibt ein Beispiel zur Verwendung der Temperatursensoren, die am Einlass des Reduktionskatalysators 24 beziehungsweise am Auslass des Reduktionskatalysators 24 angeordnet sind, um indirekt die Temperatur des Reduktionskatalysators 24 zu erfassen. Es sei ferner angemerkt, dass eine Konfiguration verwendet werden kann, bei der ein Temperatursensor an entweder dem Einlass oder dem Auslass des Reduktionskatalysators 24 angeordnet ist, um indirekt die Temperatur des Reduktionskatalysators zu erfassen. Der Drucksensor 37 ist an der Leitung für wässrige Harnstofflösung 26 angeordnet, um den Druck der wässrigen Harnstofflösung zu erfassen, die von der Pumpe für wässrige Harnstofflösung 22 gepumpt wird. Der Drucksensor 37 sendet den erfassten Druck der wässrigen Harnstofflösung als ein elektrisches Signal zu der Steuereinheit 33.
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In der ersten Ausführungsform bestimmt die Bestimmungseinheit 34, ob die Temperatur Tc des Reduktionskatalysators 24, welche mittels des Temperatursensors 35 und des Temperatursensors 36 erfasst wird, eine Aktivierungstemperatur Ta des Reduktionskatalysators 24 erreicht hat. Die Bestimmungseinheit 34 bestimmt, ob der Druck Pu der wässrigen Harnstofflösung, welcher mittels des Drucksensors 37 erfasst wird, höher ist als ein Solldruck Pa, welcher vorab festgesetzt wird. Die Bestimmungseinheit 34 bestimmt das Vorliegen eines Entweichens von wässriger Harnstofflösung aus dem Injektor 25 in den Abgaskanal 13, wenn die Temperatur Tc des Reduktionskatalysators 24 die Aktivierungstemperatur Ta erreicht und wenn der Druck Pu der wässrigen Harnstofflösung höher als der Solldruck Pa ist. Im Speziellen berechnet die Bestimmungseinheit 34 eine Differenz zwischen einem Ausgangswert des Sensors auf der Einlassseite 31 und einen Ausgangswert des Sensors auf der Auslassseite 32. Im Speziellen berechnet die Bestimmungseinheit 34 eine Konzentrationsdifferenz N1 zwischen einer NOx-Konzentration Ni, die mittels des Sensors auf der Einlassseite 31 erfasst wird, und einer NOx-Konzentration No, die mittels des Sensors auf der Auslassseite 32 erfasst wird. Das heißt, die Bestimmungseinheit 34 berechnet die Konzentrationsdifferenz N1 als N1 = Ni - No. Die Bestimmungseinheit 34 bestimmt, dass wässrige Harnstofflösung in den Abgaskanal 13 entweicht, wenn die berechnete Konzentrationsdifferenz N1 größer als ein Sollwert N ist, welcher vorab festgesetzt wird.
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Wie in 3 gezeigt, variieren die Werte der NOx-Konzentration, die mittels des Sensors auf der Einlassseite 31 und des Sensors auf der Auslassseite 32 erfasst werden, im Lauf der Zeit nachdem der Verbrennungsmotor 11 gestartet wurde. Im Speziellen wird dabei angenommen, dass der Verbrennungsmotor 11 bei t1 gestartet wird und der Verbrennungsmotor 11 bei t2 im Leerlauf gehalten wird. In dem vorliegenden Zustand, bei dem der Verbrennungsmotor 11 vom Startzeitpunkt bei t1 bis t2 im Leerlauf gehalten wird, ist die Temperatur des Abgases niedrig und erreicht die Temperatur Tc des Reduktionskatalysators 24 nicht die Aktivierungstemperatur Ta. Daher kann im Abgas enthaltenes NOx durch den Reduktionskatalysator 24 kaum desoxidiert werden. Folglich sind die Werte der NOx-Konzentration, die mittels des Sensors auf der Einlassseite 31 und des Sensors auf der Auslassseite 32 erfasst werden, bei niedrigen Werten, die im Wesentlichen identisch sind.
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Wenn der Verbrennungsmotor 11 im Leerlauf bei t2 in einen normalen Betriebszustand übergeht, beginnt die Temperatur des Abgases anzusteigen und steigt folglich auch die Temperatur Tc des Reduktionskatalysators 24 an. Die Pumpe für wässrige Harnstofflösung 22 beginnt, wässrige Harnstofflösung zuzuführen, wenn der Verbrennungsmotor 11 im Leerlauf in den normalen Betriebszustand übergeht. Der Reduktionskatalysator 24 wird aktiviert, wenn die Temperatur Tc des Reduktionskatalysators 24 die Aktivierungstemperatur Ta erreicht. Der Zeitpunkt t3 stellt den Zeitpunkt dar, bei dem die Temperatur Tc des Reduktionskatalysators 24 die Aktivierungstemperatur Ta erreicht hat. Bei t3 injiziert der Injektor 25 keine wässrige Harnstofflösung obwohl die Pumpe für wässrige Harnstofflösung 22 wässrige Harnstofflösung von dem Tank für wässrige Harnstofflösung 21 dem Injektor 25 zuführt. Daher wird unter der Bedingung, dass ein Entweichen von wässriger Harnstofflösung aus dem Injektor 25 in den Abgaskanal 13 nicht stattfindet, im Abgas enthaltenes NOx nicht durch den Reduktionskatalysator 24 desoxidiert. Das heißt, in einem Zustand, bei dem ein Entweichen von wässriger Harnstofflösung nicht stattfindet, tritt kein Unterschied auf zwischen der NOx-Konzentration an der Einlassseite des Reduktionskatalysators 24 und der NOx-Konzentration an der Auslassseite des Reduktionskatalysators, auch wenn die Temperatur des Reduktionskatalysators die Aktivierungstemperatur Ta erreicht hat. In einem Zustand, bei dem ein Entweichen von wässriger Harnstofflösung nicht stattfindet, ist daher die NOx-Konzentrationsdifferenz N1 unterhalb des Sollwerts N, auch wenn die Temperatur des Reduktionskatalysators 24 bei t3 die Aktivierungstemperatur Ta übersteigt. Wenn anschließend bei t4 der Injektor 25 wässrige Harnstofflösung einspritzt, wird im Abgas enthaltenes NOx durch den Reduktionskatalysator 24 desoxidiert. Daher nimmt die Konzentrationsdifferenz N1 zwischen der NOx-Konzentration Ni, welche mittels des Sensors an der Einlassseite 31 erfasst wird, und der NOx-Konzentration No, welche mittels des Sensors auf der Auslassseite 32 erfasst wird, zu, um größer zu werden als der Sollwert N.
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Im Gegensatz dazu wird in einem wie in 4 gezeigten Zustand, bei welchem ein Entweichen von wässriger Harnstofflösung stattfindet, auch bevor der Injektor 25 bei t4 wässrige Harnstofflösung einspritzt, dem durch den Abgaskanal 13 strömenden Abgas wässrige Harnstofflösung zudosiert. Als Folge davon wird in einem Zustand, bei dem ein Entweichen von wässriger Harnstofflösung stattfindet, NOx desoxidiert, da die Temperatur Tc des Reduktionskatalysators 24 ansteigt. Wenn die Temperatur des Reduktionskatalysators 24 bei t3 die Aktivierungstemperatur Ta erreicht, wird, obwohl der Injektor 25 keine wässrige Harnstofflösung zudosiert, im Abgas enthaltenes NOx durch den Reduktionskatalysator 24 desoxidiert. Das heißt, in einem Zustand, bei dem ein Entweichen von wässriger Harnstofflösung stattfindet, wird die Konzentrationsdifferenz N1 zwischen der NOx-Konzentration Ni, die mittels des Sensors auf der Einlassseite 31 erfasst wird, und der NOx-Konzentration No, welche mittels des Sensor auf der Auslassseite 32 erfasst wird, größer als der Sollwert N, wenn die Temperatur des Reduktionskatalysators 24 die Aktivierungstemperatur Ta erreicht.
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In einem Zustand, bei welchem ein Entweichen von wässriger Harnstofflösung stattfindet, wird somit die NOx-Konzentrationsdifferenz N1 größer als der Sollwert N, auch bevor der Injektor 25 bei t4 wässrige Harnstofflösung einspritzt, wenn die Temperatur des Reduktionskatalysators 24 in t3 die Aktivierungstemperatur Ta erreicht. Indem dies berücksichtigt wird, ist die Bestimmungseinheit 34 in der Lage, das Vorliegen eines Entweichens von wässriger Harnstofflösung in den Abgaskanal 13 zu bestimmen durch Vergleichen der Konzentrationsdifferenz N1 mit dem Sollwert N bei t3, bei der die Temperatur des Reduktionskatalysators 24 die Aktivierungstemperatur Ta erreicht.
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Nachfolgend wird unter Bezug auf 5 der Ablauf des Betriebs des Dosiersystems für wässrige Harnstofflösung 20 mit der oben beschriebenen Konfiguration gemäß der ersten Ausführungsform beschrieben. Die Bestimmungseinheit 34 bestimmt, ob der Verbrennungsmotor 11 in Betrieb ist, wenn ein Entweichen von wässriger Harnstofflösung bestimmt wird (S101 ). Im Speziellen bestimmt die Bestimmungseinheit 34, ob der Verbrennungsmotor 11 in Betrieb ist, gemäß beispielsweise einer Information, die von einer elektronischen Motorsteuereinheit (ECU, nicht aufgeführt) des Verbrennungsmotors 11 und/oder dergleichen erhalten wird. Insbesondere bestimmt die Bestimmungseinheit 34, ob der Verbrennungsmotor 11 in Betrieb ist gemäß beispielsweise der Information, ob die Zündung sich in einem ON-Zustand oder einem OFF-Zustand befindet. Wenn festgestellt wird, dass der Verbrennungsmotor 11 nicht in Betrieb ist (S101: Nein), wartet die Bestimmungseinheit 34, bis der Verbrennungsmotor 11 den Betrieb startet.
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Wenn bestimmt wird, dass der Verbrennungsmotor 11 in Betrieb ist (S101: Ja), erhält die Bestimmungseinheit 34 die Werte der Abgastemperatur von dem Temperatursensor 35 beziehungsweise dem Temperatursensor 36 (S102). Anschließend berechnet die Bestimmungseinheit 34 die Temperatur Tc des Reduktionskatalysators 24 aus den Temperaturwerten des Abgases, die mittels des Temperatursensors 35 und des Temperatursensors 36 erfasst wurden (S103). Wie oben beschrieben, korreliert die Temperatur Tc des Reduktionskatalysators 24 mit der Temperatur des durch den Abgaskanal 13 strömenden Abgases. In dem dies berücksichtigt wird, erfasst die Bestimmungseinheit 34 indirekt die Temperatur Tc des Reduktionskatalysators 24 entsprechend der Temperaturwerte des Abgases, die mittels des Temperatursensors 35 und des Temperatursensors 36 erfasst werden. Die Bestimmungseinheit 34 bestimmt, ob die bei S103 berechnete Temperatur Tc des Reduktionskatalysators 24 die Aktivierungstemperatur Ta erreicht hat (S104). Die Aktivierungstemperatur Ta des Reduktionskatalysators 24 kann beliebig bestimmt werden in Abhängigkeit von einer Form des Reduktionskatalysators 24. Die Aktivierungstemperatur Ta kann beispielsweise mit 250°C bestimmt werden.
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Wenn bei S104 bestimmt wird, dass die Temperatur Tc des Reduktionskatalysators 24 nicht die Aktivierungstemperatur Ta erreicht hat (S104: Nein), wartet die Bestimmungseinheit 34 bei S102 bis S104, bis die Temperatur Tc des Reduktionskatalysators 24 die Aktivierungstemperatur Ta erreicht hat. Wenn demgegenüber bei S104 bestimmt wird, dass die Temperatur Tc des Reduktionskatalysators 24 die Aktivierungstemperatur Ta erreicht hat (S104: Ja), erhält die Bestimmungseinheit 34 den Druck Pu der wässrigen Harnstofflösung in der Leitung für wässrige Harnstofflösung 26 von dem Drucksensor 37 (S105). Ein Entweichen von wässriger Harnstofflösung aus dem Injektor 25 in den Abgaskanal 13 findet statt aufgrund einer Erhöhung des Drucks der wässrigen Harnstofflösung im Injektor 25. Der Druck der wässrigen Harnstofflösung im Injektor 25 ist ungefähr gleich dem Druck Pu der wässrigen Harnstofflösung in der Leitung für wässrige Harnstofflösung 26. Der Druck Pu der wässrigen Harnstofflösung in der Leitung für wässrige Harnstofflösung 26 steigt an, wenn die Pumpe für wässrige Harnstofflösung 22 startet nachdem der Verbrennungsmotor 11 in den normalen Betriebszustand übergegangen ist. Im Hinblick darauf erhält die Bestimmungseinheit 34 den Druck Pu der wässrigen Harnstofflösung in der Leitung für wässrige Harnstofflösung 26 von dem Drucksensor 37. Darüber hinaus bestimmt die Bestimmungseinheit 34, ob der der bei S105 erhaltene Druck Pu der wässrigen Harnstofflösung den Solldruck Pa erreicht (S106). Das heißt, die Bestimmungseinheit 34 bestimmt, ob der Druck Pu der wässrigen Harnstofflösung in der Leitung für wässrige Harnstofflösung 26 um einen solchen Betrag angestiegen ist, dass ein Entweichen aus dem Injektor 25 stattfindet. Der Solldruck Pa wird beliebig festgesetzt entsprechend dem Injektionsdruck der wässrigen Harnstofflösung, der Leistungsfähigkeit des Injektors 25 und/oder dergleichen. Der Solldruck Pa wird beispielsweise auf 200 bis 300 kPa festgesetzt.
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Wenn bei S106 bestimmt wird, dass der Druck Pu der wässrigen Harnstofflösung nicht den Solldruck Pa erreicht hat (S106: Nein), wartet die Bestimmungseinheit 34 bei S105 und S106, bis der Druck Pu den Solldruck Pa erreicht hat. Wenn demgegenüber bei S106 bestimmt wird, dass der Druck Pu der wässrigen Harnstofflösung den Solldruck Pa erreicht hat (S106: Ja), bestimmt die Bestimmungseinheit 34, ob der gegenwärtige Zustand vor einem Injektionszeitpunkt liegt, bei welchem der Injektor 25 wässrige Harnstofflösung einspritzt (S107). Das heißt, die Bestimmungseinheit 34 bestimmt, ob der gegenwärtige Zustand zeitlich vor dem Injektionszeitpunkt liegt, bei welchem der Injektor 25 wässrige Harnstofflösung in das Abgas einspritzt. Der Reduktionskatalysator 24 desoxidiert im Abgas enthaltenes NOx unter Verwendung der durch den Injektor 25 eingespritzten wässrigen Harnstofflösung. NOx wird daher durch den Reduktionskatalysator 24 im Anschluss an den Injektionszeitpunkt, bei welchem durch den Injektor 25 wässrige Harnstofflösung eingespritzt wird, desoxidiert. Folglich ist es in dem Zeitraum, der dem Injektionszeitpunkt der wässrigen Harnstofflösung folgt, schwierig zu unterscheiden, ob die NOx-Konzentrationsdifferenz N1 zwischen dem Einlass und dem Auslass des Reduktionskatalysators 24 durch ein Entweichen aus dem Injektor 25 verursacht wird oder aufgrund der Einspritzung aus dem Injektor 25 verursacht wird. In Anbetracht dessen bestimmt die Bestimmungseinheit 34, ob der gegenwärtige Zustand vor dem Injektionszeitpunkt der wässrigen Harnstofflösung liegt oder nach dem Injektionszeitpunkt liegt. In diesem Fall erhält die Bestimmungseinheit 34 von der ECU und/oder dergleichen eine Information dahingehend, ob nach dem Start des Verbrennungsmotors 11 ein Einspritzen von wässriger Harnstofflösung durchgeführt wurde.
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Wenn bei S107 bestimmt wird, dass der gegenwärtige Zustand vor dem Einspritzzeitpunkt von wässriger Harnstofflösung liegt (S107: Ja), erhält die Bestimmungseinheit 34 die NOx-Konzentration Ni von dem Sensor auf der Einlassseite 31 (S108). Darüber hinaus erhält die Bestimmungseinheit 34 die NOx-Konzentration No von dem Sensor auf der Auslassseite 32 (S109). Die Bestimmungseinheit 34 berechnet ferner die Konzentrationsdifferenz N1 zwischen der erhaltenen NOx-Konzentration Ni an der Einlassseite und der erhaltenen NOx-Konzentration No an der Auslassseite (S110). Das heißt, die Bestimmungseinheit 34 berechnet die Konzentrationsdifferenz N1 als N1 = Ni - No. Anschließend bestimmt die Bestimmungseinheit, ob die bei S110 berechnete Konzentrationsdifferenz N1 größer als der Sollwert N ist (S111). Der Sollwert N kann beliebig festgesetzt werden entsprechend der Leistungsfähigkeit des Abgasreinigungssystems 10, welches den Reduktionskatalysator 24 einschließt. Der Sollwert N kann beispielsweise auf 10 ppm festgesetzt werden. Wenn, wie oben beschrieben, ein Entweichen von wässriger Harnstofflösung aus dem Injektor 25 nicht stattfindet, wird im Abgas enthaltenes NOx nicht durch den Reduktionskatalysator 24 desoxidiert. Wenn ein Entweichen nicht stattfindet, wird daher die Konzentrationsdifferenz N1 kleiner werden als der Sollwert N. Wenn demgegenüber ein Entweichen von wässriger Harnstofflösung aus dem Injektor 25 stattfindet, wird im Abgas enthaltenes NOx durch den Reduktionskatalysator 24 desoxidiert. Wenn ein Entweichen stattfindet, wird daher die Konzentrationsdifferenz N1 größer werden als der Sollwert N. Angesichts dessen bestimmt die Bestimmungseinheit 34, dass ein Entweichen von wässriger Harnstofflösung in den Abgaskanal 13 stattfindet (S112), wenn die Konzentrationsdifferenz N1 größer als der Sollwert N ist (S111: Ja). Wenn demgegenüber die Konzentrationsdifferenz N1 unterhalb des Sollwerts N liegt (S111: Nein), bestimmt die Bestimmungseinheit 34, dass ein Entweichen von wässriger Harnstofflösung in dem Abgaskanal 13 nicht stattfindet (S113). Es sei angemerkt, dass, wenn bei S107 bestimmt wird, dass der gegenwärtige Zustand nicht vor dem Injektionszeitpunkt von wässriger Harnstofflösung liegt (S107: Nein), die Bestimmungseinheit 34 nicht bestimmen kann, ob ein Entweichen von wässriger Harnstofflösung auftritt. Die Bestimmungseinheit 34 bestimmt daher nicht, ob ein Entweichen von wässriger Harnstofflösung auftritt (S114), wenn bestimmt wird, dass der gegenwärtige Zustand vor dem Injektionszeitpunkt von wässriger Harnstofflösung liegt.
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Die Bestimmungseinheit 34 führt das oben beschriebene Verfahren zur Bestimmung des Vorliegens eines Entweichens von wässriger Harnstofflösung aus dem Injektor 25 in das durch den Abgaskanal 13 strömende Abgas aus. In der ersten Ausführungsform werden der Sensor auf der Einlassseite 31 und der Sensor auf der Auslassseite 32 verwendet. Der Sensor auf der Auslassseite 31 erfasst die Konzentration Ni an im Abgas enthaltenem NOx auf der Einlassseite des Reduktionskatalysators 24 in Bezug auf die Strömungsrichtung des Abgases. Der Sensor auf der Auslassseite 32 erfasst die Konzentration No an im Abgas enthaltenem NOx auf der Auslassseite des Reduktionskatalysators 24 in Bezug auf die Strömungsrichtung des Abgases. Die Bestimmungseinheit 34 bestimmt das Vorliegen eines Entweichens von wässriger Harnstofflösung unter Verwenden der NOx-Konzentration Ni, welche mittels des Sensors auf der Einlassseite 31 erfasst wird, und der NOx-Konzentration No, welche mittels des Sensors auf der Auslassseite erfasst wird. Die vorliegende Konfiguration ermöglicht daher eine Bestimmung des Vorliegens eines Entweichens von wässriger Harnstofflösung mit hoher Genauigkeit und mit einem geringen Einfluss infolge eines individuellen Unterschieds und einer Variation der Leistungsfähigkeit aufgrund der Alterung der Pumpe für wässrige Harnstofflösung 22 und/oder des Drucksensors 37.
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Gemäß der ersten Ausführungsform bestimm die Bestimmungseinheit 34, ob ein Entweichen von wässriger Harnstofflösung auftritt, wenn die Temperatur Tc des Reduktionskatalysators 24 die Aktivierungstemperatur Ta erreicht und wenn der Druck Pu der wässrigen Harnstofflösung in der Leitung für wässrige Harnstofflösung 26 den Solldruck Pa erreicht. Wenn die Temperatur Tc des Reduktionskatalysators 24 nicht die Aktivierungstemperatur Ta erreicht hat und/oder wenn der Druck Pu der wässrigen Harnstofflösung nicht den Solldruck Pa erreicht hat, ist zu erwarten, dass eine präzise Bestimmung, ob die NOx-Konzentrationsdifferenz N1 zwischen dem Einlass und dem Auslass des Reduktionskatalysators 24 durch ein Entweichen von wässriger Harnstofflösung verursacht wird, kaum durchzuführen ist. Daher wird die Bestimmung durchgeführt unter Berücksichtigung der Temperatur Tc des Reduktionskatalysators 24 und dem Druck Pu der wässrigen Harnstofflösung. Die vorliegende Konfiguration ermöglicht daher eine Bestimmung des Vorliegens eines Entweichens von wässriger Harnstofflösung mit hoher Genauigkeit.
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Zweite Ausführungsform (gemäß der Erfindung)
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Nachfolgend wird ein Dosiersystem für wässrige Harnstofflösung 20 gemäß einer zweiten und erfindungsgemäßen Ausführungsform beschrieben. Die Konfiguration des Dosiersystems für wässrige Harnstofflösung 20 gemäß der zweiten Ausführungsform ist verwandt mit der Konfiguration der in 1 gezeigten Ausführungsform und ist verschieden von der Konfiguration der ersten Ausführungsform hinsichtlich des Ablaufs des Bestimmungsverfahrens. Die erste Ausführungsform beinhaltet die Annahme, dass in dem Ausgangswert der NOx-Konzentration zwischen dem Sensor auf der Einlassseite 31 und dem Sensor auf der Auslassseite 32 kein Fehler auftritt. Es sei angemerkt, dass, wie in 6 gezeigt, angenommen werden kann, dass ein individueller Unterschied zwischen dem Sensor auf der Einlassseite 31 und dem Sensor auf der Auslassseite 32 auftreten würde. Im Speziellen kann auch in einem Zustand, bei dem die Konzentration an im Abgas enthaltenem NOx gleich ist, ein geringer Unterschied (geringe Differenz) zwischen der NOx-Konzentration, die von dem Sensor auf der Einlassseite 31 gesendet wird, und der NOx-Konzentration, die von dem Sensor auf der Auslassseite 32 gesendet wird vorliegt. Auch wenn ein Entweichen von wässriger Harnstofflösung nicht stattfindet, kann in einem solchen Fall die Konzentrationsdifferenz N1 zwischen der NOx-Konzentration Ni, welche mittels des Sensors auf der Einlassseite 31 erfasst wird, und der NOx-Konzentration No, welche mittels des Sensors auf der Auslassseite 32 erfasst wird, größer werden als der Sollwert N bei t3, wo die Temperatur Tc des Reduktionskatalysators 24 die Aktivierungstemperatur Ta erreicht hat. Obwohl in diesem Fall ein Entweichen von wässriger Harnstofflösung nicht aufgetreten ist, kann die Bestimmungseinheit 34 eine fehlerhafte Bestimmung machen, dahingehend, dass ein Entweichen von wässriger Harnstofflösung stattfindet, anhand des Verhältnisses zwischen der Konzentrationsdifferenz N1 und dem Sollwert N. Gemäß der zweiten Ausführungsform bestimmt daher die Bestimmungseinheit 34 ein Entweichen von wässriger Harnstofflösung unter Berücksichtigung eines individuellen Unterschieds zwischen dem Sensor auf der Einlassseite 31 und dem Sensor auf der Auslassseite 32.
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Unter Bezug auf 7 wird der Ablauf des Betriebs des Dosiersystems für wässrige Harnstofflösung 20 gemäß der zweiten Ausführungsform beschrieben. Es wird darauf verzichtet, den Ablauf zu beschreiben, der mit dem der ersten Ausführungsform übereinstimmt. Die Bestimmungseinheit 34 bestimmt, ob der Verbrennungsmotor 11 in Betrieb ist, wenn ein Entweichen von wässriger Harnstofflösung bestimmt wird (S201). Wenn bestimmt wird, dass der Verbrennungsmotor 11 nicht in Betrieb ist (S201: Nein), wartet die Bestimmungseinheit 34, bis der Betrieb des Verbrennungsmotors 11 begonnen hat.
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Wenn bestimmt wird, dass der Verbrennungsmotor 11 in Betrieb ist (S201: Ja), erhält die Bestimmungseinheit 34 die Werte der Abgastemperatur von dem Temperatursensor 35 beziehungsweise dem Temperatursensor 36 (S202). Anschließend berechnet die Bestimmungseinheit 34 die Temperatur Tc des Reduktionskatalysators 24 auf Basis der Werte der Abgastemperatur, die mittels des Temperatursensors 35 beziehungsweise des Temperatursensors 36 erfasst werden (S203). Die Bestimmungseinheit 34 bestimmt, ob die bei S203 berechnete Temperatur Tc des Reduktionskatalysators 24 die Aktivierungstemperatur Ta erreicht hat (S204).
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Wenn in S204 bestimmt wird, dass die Temperatur Tc des Reduktionskatalysators 24 nicht die Aktivierungstemperatur Ta erreicht hat (S204: Nein), wartet die Bestimmungseinheit 34 bei S202 bis S204, bis die Temperatur Tc die Aktivierungstemperatur Ta erreicht. Wenn dem gegenüber in S204 bestimmt wird, dass die Temperatur Tc des Reduktionskatalysators 24 die Aktivierungstemperatur Ta erreicht hat (S204: Ja), erhält die Bestimmungseinheit 34 den Druck Pu der wässrigen Harnstofflösung in der Leitung für wässrige Harnstofflösung 26 von dem Drucksensor 37 (S205). Anschließend bestimmt die Bestimmungseinheit 34, ob der bei S205 erhaltene Druck Pu der wässrigen Harnstofflösung den Solldruck Pa erreicht hat (S206).
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Wenn in S206 bestimmt wird, dass der Druck Pu der wässrigen Harnstofflösung nicht den Solldruck Pa erreicht hat (S206: Nein), erhält die Bestimmungseinheit 34 die NOx-Konzentration Ni von dem Sensor auf der Einlassseite 31 (S207) und erhält ferner die NOx-Konzentration No von dem Sensor auf der Auslassseite 32 (S208). Anschließend berechnet die Bestimmungseinheit einen Referenzwert Nb1 aus der erhaltenen NOx-Konzentration Ni auf der Einlassseite und der NOx-Konzentration No auf der Auslassseite (S209). Im Speziellen berechnet die Bestimmungseinheit den Referenzwert Nb1 als Nb1 = Ni - No. Wie oben beschrieben, erhält die Konfiguration der zweiten Ausführungsform die NOx-Konzentration Ni auf der Einlassseite und die NOx-Konzentration No auf der Auslassseite bevor der Druck Pu der wässrigen Harnstofflösung in der Leitung für wässrige Harnstofflösung 26 den Solldruck Pa erreicht. Anschließend berechnet die Bestimmungseinheit 34 den Referenzwert Nb1 aus der erhaltenen Konzentration Ni und der erhaltenen Konzentration No. Bevor der Druck Pu der wässrigen Harnstofflösung in der Leitung für wässrige Harnstofflösung 26 den Solldruck Pa erreicht, tritt kaum ein Entweichen von wässriger Harnstofflösung aus dem Injektor 25 in den Abgaskanal 13 auf. Daher wird im Abgas enthaltenes NOx nicht durch den Reduktionskatalysator 24 desoxidiert. Folglich ist die Differenz zwischen der NOx-Konzentration Ni, welche mittels des Sensors auf der Einlassseite 31 erfasst wird, und der NOx-Konzentration No, welche mittels des Sensors auf der Auslassseite 32 erfasst wird, gleich dem individuellen Unterschied zwischen dem Sensor auf der Einlassseite 31 und dem Sensor auf der Auslassseite 32. Angesichts dessen, der Annahme, dass die Differenz zwischen der Konzentration Ni und der Konzentration No der individuelle Unterschied zwischen dem Sensor auf der Einlassseite 31 und dem Sensor auf der Auslassseite 32 ist, setzt die Bestimmungseinheit 34 die Differenz als den Referenzwert Nb1 fest.
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Die Bestimmungseinheit 34 berechnet den Referenzwert Nb1 bei S209 und erhält anschließend den Druck Pu der wässrigen Harnstofflösung in der Leitung für wässrige Harnstofflösung 26 von dem Drucksensor 37 (S201). Anschließend bestimmt die Bestimmungseinheit 34, ob der bei S210 erhaltene Druck Pu der wässrigen Harnstofflösung den Solldruck Pa erreicht hat (S211). Das heißt, die Bestimmungseinheit 34 bestimmt, ob der Druck Pu der wässrigen Harnstofflösung in der Leitung für wässrige Harnstofflösung 26 sich derart erhöht hat, dass der Druck Pu ein Entweichen aus dem Injektor 25 verursacht.
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Wenn bei S211 bestimmt wird, dass der Druck Pu der wässrigen Harnstofflösung nicht den Solldruck Pa erreicht hat (S211: Nein), wartet die Bestimmungseinheit 34 bei S210 bis S211, bis der Druck Pu den Solldruck Pa erreicht. Wenn demgegenüber bei S211 bestimmt wird, dass der Druck der wässrigen Harnstofflösung den Solldruck Pa erreicht hat (S211: Ja), bestimmt die Bestimmungseinheit 34, ob der gegenwärtige Zustand vor dem Injektionszeitpunkt liegt, bei welchem der Injektor 25 wässrige Harnstofflösung einspritzt (S212).
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Wenn bei S212 bestimmt wird, dass der gegenwärtige Zustand vor dem Injektionszeitpunkt für wässrige Harnstofflösung liegt (S212: Ja), erhält die Bestimmungseinheit 34 die NOx-Konzentration Ni von dem Sensor auf der Einlassseite 31 (S213) und erhält ferner die NOx-Konzentration No von dem Sensor auf der Auslassseite 32 (S214). Anschließend berechnet die Bestimmungseinheit 34 eine Konzentrationsdifferenz N2 aus der erhaltenen NOx-Konzentration Ni auf der Einlassseite, der NOx-Konzentration No auf der Auslassseite und den Referenzwert Nb1 (S215). Im Speziellen berechnet die Bestimmungseinheit 34 die Konzentrationsdifferenz N2 als N2 = Ni - No - Nb1, unter Verwendung des bei S209 berechneten Referenzwerts Nb1. Wie oben beschrieben, ist der Referenzwert Nb1 äquivalent zu dem individuellen Unterschied zwischen dem Sensor auf der Einlassseite 31 und dem Sensor auf der Auslassseite 32. Anschließend bestimmt die Bestimmungseinheit 34, ob die Konzentrationsdifferenz N2 größer ist als der bei S215 berechnete Sollwert N (S216). Wenn die Konzentrationsdifferenz N2 größer ist als der Sollwert N (S216: Ja), bestimmt die Bestimmungseinheit 34, dass ein Entweichen von wässriger Harnstofflösung in den Abgaskanal 13 stattfindet (S217). Wenn demgegenüber die Konzentrationsdifferenz N2 geringer als der Sollwert N ist (S216: Nein), bestimmt die Bestimmungseinheit 34, dass ein Entweichen von wässriger Harnstofflösung in den Abgaskanal 13 nicht stattfindet (S218).
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Wenn bei S206 bestimmt wird, dass der Druck Pu der wässrigen Harnstofflösung den Solldruck Pa erreicht hat (S206: Ja), kann die Bestimmungseinheit 34 die Bestimmung eines Entweichens von wässriger Harnstofflösung nicht durchführen. In diesem Fall führt daher die Bestimmungseinheit 34 nicht die Bestimmung eines Entweichens von wässriger Harnstofflösung durch (S219). Insbesondere wenn der Druck Pu der wässrigen Harnstofflösung bei S206 den Solldruck Pa erreicht hat, besteht die Möglichkeit, dass wässrige Harnstofflösung bei zunehmendem Druck aus dem Injektor 25 in das Abgas entweicht. In diesem Fall ist es schwierig, zu bestimmen, ob der bei S209 berechnete Referenzwert Nb1 verursacht wird durch den individuellen Unterschied zwischen dem Sensor auf der Einlassseite 31 und dem Sensor auf der Auslassseite 32 oder verursacht wird, durch ein Entweichen von wässriger Harnstofflösung. Wenn der Druck Pu der wässrigen Harnstofflösung in der Leitung für wässrige Harnstofflösung 26 bereits den Solldruck Pa erreicht hat, berechnet die Bestimmungseinheit 34 angesichts dessen weder den Referenzwert Nb1 noch führt sie die Bestimmung eines Entweichens von wässriger Harnstofflösung durch. Wenn zudem bei S212 bestimmt wird, dass der gegenwärtige Zustand vor dem Injektionszeitpunkt von wässriger Harnstofflösung liegt (S212: Nein), kann die Bestimmungseinheit 34 die Bestimmung eines Entweichens von wässriger Harnstofflösung nicht durchführen. In diesem Fall führt daher die Bestimmungseinheit 34 nicht die Bestimmung eines Entweichens von wässriger Harnstofflösung aus (S219).
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Gemäß der zweiten Ausführungsform erhält die Bestimmungseinheit 34 die NOx-Konzentration Ni, die mittels des Sensors auf der Einlassseite 31 erfasst wird, und die NOx-Konzentration No, die mittels des Sensors auf der Auslassseite 32 erfasst wird, bevor der Druck Pu der wässrigen Harnstofflösung in der Leitung für wässrige Harnstofflösung 26 den Solldruck Pa erreicht. Die Bestimmungseinheit 34 berechnet ferner den Referenzwert Nb1 aus der Konzentration Ni und der Konzentration No. Der berechnete Referenzwert Nb1 ist äquivalent zu dem individuellen Unterschied zwischen dem Sensor auf der Einlassseite 31 und dem Sensor auf der Auslassseite 32. Angesichts dessen berechnet die Bestimmungseinheit 34 die Konzentrationsdifferenz N2 unter Verwendung des Referenzwerts Nb1 zusätzlich zu der Konzentration Ni auf der Einlassseite und der Konzentration No auf der Auslassseite. Die vorliegende Konfiguration ermöglicht es, den individuellen Unterschied zwischen dem Sensor auf der Einlassseite 31 und dem Sensor auf der Auslassseite 32 aus der berechneten Konzentrationsdifferenz N2 zu eliminieren. Anschließend bestimmt die Bestimmungseinheit 34 das Vorliegen eines Entweichens von wässriger Harnstofflösung aus dem Injektor 25 in den Abgaskanal 13 unter Verwenden der Konzentrationsdifferenz N2, aus welcher der individuelle Unterschied eliminiert wurde. Die vorliegende Konfiguration ermöglicht es daher, eine fehlerhafte Bestimmung, die zurückzuführen ist auf den individuellen Unterschied zwischen dem Sensor auf der Einlassseite 31 und dem Sensor auf der Auslassseite 32, zu verringern. Somit ermöglicht es die vorliegende Konfiguration, die Bestimmung des Vorliegens eines Entweichens von wässriger Harnstofflösung mit höherer Genauigkeit durchzuführen.
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In der oben beschriebenen Konfiguration sind der Sensor auf der Einlassseite und der Sensor auf der Auslassseite am Einlass beziehungsweise am Auslass des Reduktionskatalysators angeordnet. Der Reduktionskatalysator dient dem Desoxidieren von im Abgas enthaltenem NOx unter Verwendung von wässriger Harnstofflösung. Der Sensor auf der Einlassseite erfasst im Abgas enthaltenes NOx an dem Einlass des Reduktionskatalysators in Bezug auf die Strömungsrichtung des Abgases. Der Sensor auf der Auslassseite erfasst im Abgas enthaltenes NOx an dem Auslass des Reduktionskatalysators in Bezug auf die Strömungsrichtung des Abgases. Die Bestimmungseinheit bestimmt das Vorliegen eines Entweichens von wässriger Harnstofflösung basierend auf dem Ausgangswert des Sensors auf der Einlassseite und dem Ausgangswert des Sensors auf der Auslassseite. Wenn beispielsweise ein Entweichen von wässriger Harnstofflösung stattfindet, obwohl der gegenwärtige Zustand kein Einspritzzeitpunkt ist, bei welchem wässrige Harnstofflösung eingespritzt wird, tritt eine Differenz zwischen den Erfassungsergebnissen von NOx am Einlass und am Auslass des Reduktionskatalysators auf. Die Bestimmungseinheit bestimmt, ob ein Vorliegen eines Entweichens von wässriger Harnstofflösung auftritt basierend auf der Differenz zwischen den Erfassungsergebnisses an NOx am Einlass und am Auslass. Die vorliegende Konfiguration ermöglicht es daher, das Vorliegen eines Entweichens von wässriger Harnstofflösung mit hoher Genauigkeit zu bestimmen und mit einem geringeren Einfluss aufgrund eines individuellen Unterschieds einer Komponente und/oder aufgrund einer Variation hinsichtlich der Leistungsfähigkeit infolge der Alterung einer Komponente.
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Es sollte berücksichtigt werden, dass obwohl das Verfahren der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Einbeziehung einer spezifischen Abfolge an Schritten beschrieben wurden, weitere alternative Ausführungsformen, die verschiedene andere Abläufe dieser Schritte und/oder zusätzliche hier nicht offenbarte Schritte einschließen, als innerhalb der Schritte der vorliegenden Erfindung umfasst, anzusehen sind.
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Während die vorliegende Erfindung unter Bezug auf eine bevorzugte Ausführungsform davon offenbart wurde, ist es selbstverständlich, dass die Offenbarung nicht auf die bevorzugte Ausführungsform und Konstruktion beschränkt ist. Die vorliegende Offenbarung beabsichtigt, verschiedene Modifikationen und äquivalente Anordnungen abzudecken. Zusätzlich zu den verschiedenen Kombinationen und Konfigurationen, welche bevorzugt sind, umfasst der Umfang der vorliegenden Offenbarung auch andere Kombinationen und Konfigurationen, die mehr, weniger oder lediglich ein einzelnes Element einschließen.
