DE60105917T2 - Vorrichtung und Verfahren zur Diagnose der Versorgungsvorrichtung eines Reduktionsmittels einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zur Diagnose der Versorgungsvorrichtung eines Reduktionsmittels einer Brennkraftmaschine Download PDF

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Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Diagnosevorrichtung zum Durchführung zahlreicher Diagnostiziervorgänge zum Diagnostizieren einer Reduktionsmittelversorgungsvorrichtung, welche an einer Stelle vor dem im Abgassystem einer mit einem mageren Luft/Brennstoff-Verhältnis betriebenen Brennkraftmaschine mit Innenverbrennung angeordneten Reduktionskatalysator ein Reduktionsmittel in das Abgassystem injiziert, um die im emittierten Abgas enthaltenen schädlichen Komponenten zu reinigen. Diese Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Diagnostizieren einer solchen Reduktionsmittelversorgungsvorrichtung.
  • 2. Stand der Technik
  • Dieselmaschinen und Benzinmaschinen des oben genannten Typs sind Brennkraftmaschinen mit Innenverbrennung, welche mit einem mageren Luft/Brennstoff-Gemisch, d.h. bei einem relativ hohen Luft/Brennstoff-Verhältnis unter verschiedenen Bedingungen betrieben werden. Brennkraftmaschinen mit Innenverbrennung dieses Typs sind im allgemeinen mit einem NOx absorbierenden Element (NOx-Katalysator) ausgerüstet, welcher im Abgassystem der Maschine angeordnet ist und dazu dient, in Gegenwart von Sauerstoff die im emittierten Abgas enthaltenen Stickoxide zu absorbieren.
  • Der NOx-Katalysator dient dazu, das NOx in dem von der Maschine emittierten Abgas bei relativ hoher Sauerstoffkonzen tration zu absorbieren und bei relativ niedriger Sauerstoffkonzentration freizusetzen. Das ins Abgas freigegebene NOx wird durch eine sofort stattfindende Reaktion mit Reduktionskomponenten wie HC (Kohlenwasserstoff) und CO (Kohlenmonoxid), wenn solche im Abgas enthalten sind, zu N2 reduziert. Der NOx-Katalysator hat auch die Eigenschaft, bei relativ hoher Sauerstoffkonzentration im Abgas kein NOx mehr zu absorbieren, wenn die in diesem absorbierte NOx-Menge eine gegebene Obergrenze überschritten hat.
  • Deshalb wird bei einer mit einem NOx-Katalysator ausgerüstete Brennkraftmaschine mit Innenverbrennung im allgemeinen in einem vorbestimmten Intervall ein Reduktionsmittel in das Abgassystem injiziert, bevor die im NOx-Katalysator absorbierte NOx-Menge die vorbestimmte Obergrenze überschreitet, um absorbiertes NOx freizusetzen und zu N2 zu reduzieren und dadurch die NOx-Absorptionsfähigkeit des Katalysators wieder herzustellen.
  • Zu diesem Zweck ist die Maschine mit einer Reduktionsmittelversorgungsvorrichtung ausgerüstet, welche in einem bestimmten Steuerzyklus über ein Injektorventil oder ein anderes geeignetes Injektionselement das Reduktionsmittel unter einem bestimmten Druck in das Abgassystem der Maschine injiziert.
  • Im Dokument JP-A-11-132020 ist ein Beispiel einer solchen Reduktionsmittelversorgungsvorrichtung offenbart, welche über die an einen Verteiler angeschlossenen Brennstoffeinspritzventile Primärbrennstoff in die Brennkammern der Brennkraftmaschine mit Innenverbrennung spritzt, um die Maschine zu betreiben, und in einem bestimmten Takt eine geeignete Menge Sekundärbrennstoff als Reduktionsmittel ins Abgassystem der Maschine injiziert, welches nicht verbrannt wird. Diese Reduktionsmittelversorgungsvorrichtung steuert auch die zu injizierende Sekundärbrennstoffmenge und den Injektionstakt, damit der im Abgassystem der Maschine angeordnete NOx-Katalysator die gewünschte Funktion erfüllen kann.
  • Im Dokument JP-A-06128239 ist eine Reduktionsmittelversorgungsvorrichtung offenbart, deren Brennstoffinjektionsdüse vor dem im Abgassystem der Maschine installierten NOx-Katalysator angeordnet ist. Die Brennstoffinjektionsdüse wird von einer an einen Brennstoffbehälter angeschlossenen Pumpe über einen entsprechenden Kanal direkt mit Brennstoff (Reduktionsmittel) versorgt. Das Reduktionsmittel wird in einem bestimmten Takt durch die Injektionsdüse in den NOx-Katalysator injiziert. Bei dieser Reduktionsmittelversorgungsvorrichtung ist im Reduktionsmittelkanal ein Meßventil angeordnet, welches die ins Abgassystem zu injizierende Reduktionsmittelmenge steuert.
  • Die in den genannten Dokumenten offenbarten Reduktionsmittelversorgungsvorrichtungen können aber verschiedenen Anomalien unterliegen, wie zum Beispiel Verstopfen der Injektionsdüse durch Fremdstoffe, Ausfall des Meßventils und fehlerhaftes Öffnen und Schließen der Brennstoffeinspritzventile sowie Ausfall des Brennstoffdrucksensors zum Anzeigen des Brennstoffdrucks im Brennstoffverteiler und im Reduktionsmittelkanal. Im Falle einer Verstopfung der Injektionsdüse oder eines Defekts am Meßventil oder am Injektionsventil kann nicht die gewünschte Reduktionsmittelmenge ins Abgassystem injiziert werden. Die Gesamtmenge des ins Abgassystem zu injizierenden Reduktionsmittels wird hauptsächlich vom Brennstoffdruck im Reduktionsmittelversorgungssystem und der Öffnungszeit des Meßventils und Injektionsventils bestimmt. Wenn der Brennstoffdrucksensor defekt ist, wird die Öffnungsdauer des Meßventils und/oder des Injektionsventils falsch vorgegeben und dadurch nicht die gewünschte Reduktionsmittelmenge injiziert.
  • Um diese Mängel auszuschließen, wird bei der im Dokument JP-A-11-132020 offenbarten Reduktionsmittelversorgungsvorrichtung der Brennstoffdrucksensor auf der Grundlage des Brennstoffdrucks diagnostiziert und als defekt angesehen, wenn der von diesem tatsächlich erfaßte Brennstoffdruck länger als eine vorbestimmte Zeit vom Zielwert abweicht. Der Brennstoffdruck in dem in den genannten Dokumenten offenbarten Brennstoffversorgungssystem (Verteiler) wird normalerweise von einem geeigneten Druckregler auf den Zielwert geregelt. Wenn der Brennstoffdrucksensor defekt ist, wird der erfaßte falsche Brennstoffdruck von der Reduktionsmittelversorgungsvorrichtung kompensiert.
  • Bei der in den genannten Dokumenten offenbarten Reduktionsmittelversorgungsvorrichtung wird bei längerer Abweichung des Brennstoffdrucks vom Zielwert nur angenommen, daß der Brennstoffdrucksensor eventuell defekt ist, um das Injizieren einer zu großen Reduktionsmittelmenge in das Abgassystem zu verhindern. Demzufolge wird bei dieser Reduktionsmittelversorgungsvorrichtung der Verursacher einer Abweichung zwischen dem vom Brennstoffdrucksensor erfaßten tatsächlichen Brennstoffdruck und dem Zieldruck nicht ermittelt, so daß eine zielgerichtete Behandlung nicht möglich ist.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung geht vom Stand der Technik aus. Demzufolge ist eine erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Bereitstellung einer Diagnosevorrichtung zum exakten Erfassen verschiedene Mängel einer Reduktionsmittelversorgungsvorrichtung, welche zum Injizieren eines Reduktionsmittels in den im Abgassystem einer Brennkraftmaschine mit In nenverbrennung angeordneten NOx-Katalysator verwendet wird. Eine zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens zum exakten Diagnostizieren einer Reduktionsmittelversorgungsvorrichtung auf verschieden Defekte.
  • Die erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung erfüllt die im Anspruch 1 definierte Diagnosevorrichtung, die zweite Aufgabe das im Anspruch 12 definierte Verfahren.
  • Wenn die Reduktionsmittelversorgungsvorrichtung normal arbeitet, besteht nach Beginn der Reduktionsmittelinjektion in das Abgassystem eine bestimmte Beziehung zwischen dem tatsächlich erfaßten Zustand und dem Sollzustand des Abgases. Die gemäß der vorliegenden Erfindung konstruierte Diagnosevorrichtung ist in der Lage, die Reduktionsmittelversorgungsvorrichtung auf der Grundlage der Abweichung zwischen dem nach Beginn der Reduktionsmittelinjektion erfaßten tatsächlichen Abgaszustand und dem Abgassollzustand zu diagnostizieren. Diese Diagnosevorrichtung ist sehr zuverlässig und erkennt einen Defekt der Reduktionsmittelversorgungsvorrichtung relativ zeitig, so daß dieser schnell behoben werden kann und somit die Reduzierfähigkeit des Reduktionskatalysators nicht beeinträchtigt wird.
  • Der Abgaszustand kann aus den Werten bestimmter Parametern ermittelt werden, wie zum Beispiel aus dem Minimalwert der durch die Reduktionsmittelinjektion erreichten Absenkung der Sauerstoffkonzentration im Abgas, aus der Änderungsrate der Sauerstoffkonzentration während der Reduktionsmittelinjektion ins Abgassystem, aus dem Minimalwert der durch die Reduktionsmittelinjektion erreichten Konzentrationserhöhung der Reduktionskomponenten im Abgas oder aus der Änderungsrate der Reduktionskomponentenkonzentration während der Reduziermittelinjektion.
  • Zwischen diesen Parametern besteht eine Wechselbeziehung und zwischen deren nach Beginn der Reduktionsmittelinjektion tatsächlich erfaßten Werten und den Sollwerten ebenfalls eine bestimmte Beziehung, so lange die Reduktionsmittelversorgungsvorrichtung normal arbeitet. Eine Veränderung dieser Parameter oder eine Abweichung der tatsächlich erfaßten Werte von den Sollwerten ist ein deutliches Anzeichen für einen Defekt der Reduktionsmittelversorgungsvorrichtung, so daß aus diesen Parametern eine exakte und zuverlässige Diagnose der Reduktionsmittelversorgungsvorrichtung gestellt werden kann.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die genannten und weitere Aufgaben, Merkmale, Vorteile sowie die technischen und industriellen Vorteile dieser Erfindung sind aus der nachfolgenden Beschreibung der momentan bevorzugten Ausführungsformen in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen deutlicher zu erkennen.
  • 1 zeigt schematisch eine Dieselmaschine einschließlich einer Reduktionsmittelversorgungsvorrichtung und einer zum Diagnostizieren dieser Vorrichtung verwendeten Diagnosevorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 2 zeigt im Flußplan das von der Diagnosevorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform durchgeführte Programm zur Steuerung der Brennstoffinjektion.
  • 3a zeigt die zeitliche Veränderung des Kommandowertes für den an das Meßventil der Reduktionsmittelversorgungsvor richtung zu legenden Strom zur Steuerung der Brennstoffinjektion bei der ersten Ausführungsform,
  • 3b die zeitliche Veränderung des Luft/Brennstoff-Verhältnisses des von der Dieselmaschine emittierten Abgases zur Steuerung der Brennstoffinjektion bei der ersten Ausführungsform,
  • 3c die zeitliche Veränderung des Brennstoffdrucks vor dem Meßventil zur Steuerung der Brennstoffinjektion bei der ersten Ausführungsform und
  • 3d die zeitliche Veränderung des Brennstoffdrucks hinter dem Meßventil zur Steuerung der Brennstoffinjektion bei der ersten Ausführungsform.
  • 4 zeigt im Flußplan das von der Diagnosevorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform durchgeführte Programm zum Diagnostizieren des Brennstoffdrucksensors der Reduktionsmittelversorgungsvorrichtung.
  • 5 zeigt im Flußplan das von der Diagnosevorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform durchgeführten Programms zur Steuerung der Brennstoffinjektion.
  • 6 zeigt die zeitliche Veränderung des Luft/Brennstoff-Verhältnisses des Abgases bei defekter Pumpe oder defektem Meßventil gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung.
  • 7 zeigt die zeitliche Veränderung des Luft/Brennstoff-Verhältnisses des Abgases bei defektem Brennstoffdrucksensor bei der dritten Ausführungsform.
  • 8 zeigt die zeitliche Veränderung des Luft/Brennstoff-Verhältnisses des Abgases bei fehlerhaftem Öffnen der Brennstoffinjektionsdüse bei der dritten Ausführungsform
  • 9 zeigt die zeitliche Veränderung des Luft/Brennstoff-Verhältnisses des Abgases bei fehlerhaftem Öffnen der Brennstoffinjektionsdüse.
  • 10 zeigt im Flußplan das von der Diagnosevorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform durchgeführten Programms zur Steuerung der Brennstoffinjektion.
  • 11 zeigt schematisch eine Dieselmaschine einschließlich einer Reduktionsmittelversorgungsvorrichtung und einer Diagnosevorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform.
  • 12 zeigt im Flußplan das von der Diagnosevorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform durchgeführte Diagnostizierprogramm zum Diagnostizieren der Brennstoffinjektionsdüse, der Brennstoffpumpe und des Meßventils der Reduktionsmittelversorgungsvorrichtung der in 11 dargestellten Maschine.
  • 13 zeigt im Flußplan das von der Diagnosevorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform dieser Erfindung durchgeführte Diagnostizierprogramm zum Diagnostizieren der Brennstoffinjektionsdüse, der Brennstoffpumpe und des Meßventils.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Nachfolgend wird in Verbindung mit den 1 – 4 eine Diagnosevorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben, welche zum Diagnostizieren der an einer Brennkraftmaschine mit Innenverbrennung in Form einer Dieselmaschine angeordneten Reduktionsmittelversorgungsvorrichtung dient.
  • In 1 kennzeichnet das Bezugszeichen 1 eine Vierzylinder-Dieselmaschine (nachfolgend nur „Maschine" genannt), das Bezugszeichen 10 das Brennstoffversorgungssystem, das Bezugszeichen 20 eine Brennkammer, das Bezugszeichen 30 das Ansaugsystem und das Bezugszeichen 40 das Abgassystem dieser Maschine.
  • Zum Brennstoffversorgungssystem (welches auch als die erwähnte Reduktionsmittelversorgungsvorrichtung dient) 10 gehören eine Brennstoffzuführpumpe 11, ein Verteiler 12, Brennstoffeinspritzventile 13, ein Abschaltventil 14, ein Meßventil 16, eine Brennstoffinjektionsdüse 17, ein Primärbrennstoffzuführkanal P1 und ein Sekundärbrennstoffzuführkanal P2.
  • Die von einer Brennstoffpumpe (nicht dargestellt) mit Brennstoff gespeiste Brennstoffzuführpumpe 11 drückt den Brennstoff durch den Primärbrennstoffzuführkanal P1 in den Verteiler 12, in welchem der von der Pumpe 11 zugeführte Brennstoff unter einem bestimmten Druck gehalten wird. Vom Verteiler 12 wird der flüssige Brennstoff auf die einzelnen Einspritzventile 13 verteilt. Jedes dieser Einspritzventile 13 ist ein mit einer Magnetspule (nicht dargestellt) ausgestattetes elektromagnetisch betätigtes Ventil, welches zum Einspritzen von Brennstoff in die entsprechende Brennkammer 20 nach Bedarf geöffnet wird.
  • An die Brennstoffzuführpumpe 11 ist über den Sekundärbrennstoffzuführkanal P2 auch die Brennstoffinjektionsdüse 17 angeschlossen, welcher somit ebenfalls mit komprimiertem Brennstoff gespeist wird. In dem von der Brennstoffzuführ pumpe 11 zur Brennstoffinjektionsdüse 17 führenden zweiten Brennstoffzuführkanal P2 sind das Abschaltventil 14 und das Meßventil 16 hintereinander angeordnet. Das Abschaltventil 14 wird bei Auftreten eines Notfalls geschlossen, um Zuführen von Sekundärbrennstoff durch den Kanal P2 zur Maschine 1 zu verhindern. Das Meßventil 16 dient dazu, den Druck des zur Brennstoffinjektionsdüse 17 zu fördernden Brennstoffs zu regulieren. Die Brennstoffinjektionsdüse 17 ist ein mechanisch betätigtes Abschaltventil, welches zum Injizieren von Brennstoff in das Abgassystem 40 geschlossen wird, wenn der Druck des diesem zugeführten Brennstoffs einen vorbestimmten Grenzwert (z.B. 0,2 Mpa) nicht unterschreitet. Die Brennstoffinjektionsdüse 17 dient dazu, zu einem geeigneten Zeitpunkt eine gewünschte Brennstoffmenge ins Abgassystem 40 zu injizieren, wobei das Meßventil 16 entsprechend gesteuert wird, um den Brennstoffdruck vor der Düse 17 zu regulieren.
  • Zum Ansaugsystem 20 gehört eine Ansaugleitung (Ansaugkanal), durch welche in die Brennkammer 20 Luft geblasen wird, während zum Abgassystem 40 eine Abgasleitung (Abgaskanal) gehört, in welchen das in der Brennkammer 20 erzeugte Abgas gelangt.
  • Die Maschine 1 ist mit einem auf dem Gebiet des Fahrzeugbaus bekannten Turbolader 50 ausgerüstet, zu welchem die auf einer Welle 51 befestigten Turbinenräder 52 und 53 gehören. Das Turbinenrad 52 ist zur Ansaugseite, das Turbinenrad 53 zur Abgasseite gerichtet angeordnet. Das Turbinenrad 53 wird vom Abgasstrom in Drehung gesetzt und treibt das Turbinenrad 52 an, um eine sogenannte „Turboladewirkung" zu erzeugen und somit den Druck der Ansaugluft zu erhöhen.
  • Zum Ansaugsystem 30 gehört auch ein an den Turbolader 50 angeschlossener Zwischenkühler 31, welcher dazu dient, die vom Turbolader 50 auf eine erhöhte Temperatur gebrachte Ansaugluft herunterzukühlen. Hinter dem Zwischenkühler 31 ist ein elektrisch betätigtes Drosselventil 32 mit kontinuierlich änderbarem Öffnungswinkel angeordnet. Das Drosselventil 32 dient dazu, durch Veränderung des Öffnungswinkels unter einer bestimmten Bedingung die Ansaugluftmenge zu drosseln (die Strömungsgeschwindigkeit der Ansaugluft zu verringern).
  • Die Maschine 1 ist auch mit einem Abgasrückführkanal (AR-Kanal) 60 ausgerüstet, welcher die Ansaugseite und die Abgasseite jeder Brennkammer 20, d.h. das Ansaugsystem 30 und das Abgassystem 40 miteinander verbindet. Der AR-Kanal 60 dient dazu, nach Bedarf einen Teil des Abgases aus dem Abgassystem 40 ins Ansaugsystem 30 zu leiten. Im AR-Kanal 60 sind ein elektrisch gesteuertes Ventil 61 und ein Kühler 62 angeordnet. Der Öffnungsgrad des AR-Ventils 61 ist variabel veränderbar, um die Geschwindigkeit des durch den AR-Kanal strömenden Abgases zu steuern. Der Kühler 62 dient dazu, das durch den AR-Kanal strömende Abgas abzukühlen.
  • Im Abgassystem 40 ist ein Gehäuse 42 als Aufnahme für einen NOx-Katalysator 41, d.h. einen Speicher-Reduktions-Katalysator (nachfolgend „NOx-Katalysator" genannt) angeordnet. Zu dem im Gehäuse 42 untergebrachten NOx-Katalysator 41 gehören (a) ein Substrat aus Tonerde (Al2O3) zum Beispiel, (b) ein auf dem Substrat abgelagertes Alkalimetall wie Kalium (K), Natrium (Na), Lithium (Li) oder Zäsium (Cs), ein Erdalkalimetall wie Barium (Ba) oder Kalzium (Ca), ein Seltenerdmetall wie Lanthan (La) oder Yttrium (Y) und (c) ein ebenfalls auf dem Substrat abgelagertes Edelmetall wie Platin (Pt).
  • Wenn der NOx-Katalysator 41 dem Abgas ausgesetzt ist und dieses eine relativ hohe Sauerstoffkonzentration aufweist, wird von diesem NOx absorbiert. Wenn das Luft/Brennstoff- Verhältnis des Luft-Brennstoff-Gemischs unter dem stöchiometrischen Wert liegt, das Abgas eine relativ geringe Sauerstoffkonzentration aufweist und diesem ein Reduktionsmittel (z.B. unverbrannte Brennstoffkomponenten wie HC) beigemischt. ist, wird das im NOx-Katalysator 41 absorbierte NOx zu NO2 oder NO reduziert. Das in Form von NO2 oder NO aus dem Katalysator freigesetzte NOx geht mit dem im Abgas enthaltenen HC und CO sofort eine Reaktion ein und wird schließlich zu N2 reduziert. Die NO2 und NO reduzierenden Komponenten HC und CO werden zu H2O und CO2 oxidiert. Mit anderen Worten, die im Abgas enthaltenen Komponenten HC, CO und NOx können durch Einstellen geeigneter Sauerstoff- und HC-Konzentrationen des durch das Katalysatorgehäuse 42 (den NOx-Katalysator 41) strömenden Abgases entfernt oder gereinigt werden.
  • Die Maschine 1 ist mit einigen Sensoren ausgerüstet, welche an verschiedenen Stellen angeordnet sind. Diese Sensoren erzeugen den an diesen Stellen herrschenden Betriebsbedingen und dem Betriebszustand der Maschine entsprechende Ausgangssignale.
  • Bei diesen Sensoren handelt es sich um einen Verteilerdruck-Sensor 70, einen Brennstoffdruck-Sensor 71, einen Luftstrom-Sensor 72, einen Luft/Brennstoff-Verhältnis-Sensor 73, einen Abgastemperatur-Sensor 74, einen Beschleunigungspedalweg-Sensor 75 und einen Kurbelwellenstellungs-Sensor 76. Der Verteilerdruck-Sensor 70 erzeugt ein den Druck im Verteiler 12 repräsentierendes Ausgangssignal. Der Brennstoffdruck-Sensor 71 erzeugt ein Signal, welches den Druck Pg des durch den Sekundärbrennstoffkanal P2 dem Meßventil 16 zugeführten Brennstoffs repräsentiert. Der Luftstrom-Sensor 72 erzeugt ein die Luftströmungsgeschwindigkeit (Luftansaugmenge) Ga im Ansaugsystem 30 repräsentierendes Signal. Der Luft/Brennstoff-Verhältnis-Sensor 73 erzeugt ein das Luft/Brennstoff- Verhältnis des Abgases hinter dem im Abgassystem 40 angeordneten Katalysatorgehäuse 42 repräsentierendes Signal. Das Luft/Brennstoff-Verhältnis ändert sich mit der Sauerstoffkonzentration des Abgases. Der Abgastemperatur-Sensor 74 erzeugte ein die Temperatur Tex des Abgases hinter dem im Abgassystem 40 angeordneten Katalysatorgehäuse 42 repräsentierendes Signal. Der Beschleunigungspedalweg-Sensor 75 ist direkt neben dem Beschleunigungspedal (nicht dargestellt) der Maschine 1 angeordnet und erzeugt ein den Betätigungsweg Acc des Beschleunigungspedals repräsentierendes Signal. Der Kurbelwellenstellungs-Sensor 76 erzeugt bei jeder Weiterdrehung der Kurbelwelle um einen bestimmten Winkel ein Signal. Diese Sensoren 70–76 sind an eine elektrische Steuereinheit (ECU) 80 elektrisch gekoppelt.
  • Die ECU 80 ist prinzipiell ein Mikrocomputer, zu welchem eine Zentralverarbeitungseinheit (CPU) 81, eine Lesespeicher (ROM) 82, ein Schreib-Lese-Speicher (RAM) 83, ein Hilfsspeicher RAM 84, ein Zeitzähler 85, eine Eingabeschaltung 86 mit integriertem A/D-Wandler und eine über einen Zweiweg-Bus 88 mit dieser gekoppelte Ausgabeschaltung 86.
  • Die ECU 80 mit dem beschriebenen Aufbau empfängt über die Eingabeschaltung 86 die von den Sensoren 70–76 gesendeten Signale und steuert auf der Grundlage dieser Signale das Einspritzen von Brennstoff in die Maschine 1 und das Injizieren von Brennstoff als Reduktionsmittel durch die Injektionsdüse 17 ins Abgassystem der Maschine 1. Das Steuern des Brennstoffinjizierens beinhaltet die Bestimmung des Injektionszeitpunktes und die Bestimmung der zu injizierenden Brennstoffmenge.
  • Nachfolgend wird die Steuerung des Injizierens von Brennstoff als Reduktionsmittel gemäß der ersten Ausführungsform detailliert beschrieben. Im allgemeinen hat das für eine Dieselmaschine verwendete Luft-Brennstoff-Gemisch aus der Ansaugluft und Verbrennungsbrennstoff bei nahezu allen Betriebszuständen der Maschine eine relativ hohe Sauerstoffkonzentration. Die Sauerstoffkonzentration des für die Verbrennung verwendeten Luft/Brennstoff-Gemischs widerspiegelt sich gewöhnlich in der Sauerstoffkonzentration (im Luft/Brennstoff-Verhältnis) des Abgases, obwohl der im Luft/Brennstoff-Gemisch enthaltene Sauerstoff durch die stattfindende Verbrennung verbraucht wird. Wenn das Luft/Brennstoff-Gemisch eine relativ hohe Sauerstoffkonzentration (ein relativ hohes Luft/Brennstoff-Verhältnis) aufweist, ist im Prinzip die Sauerstoffkonzentration (das Luft/Brennstoff-Verhältnis) des Abgases relativ hoch. Ein NOx-Katalysator vom Speicher-Reduktions-Typ absorbiert bei einer relativ hohen Sauerstoffkonzentration des Abgases das in diesem enthaltene NOx, reduziert aber bei einer relativ geringen Sauerstoffkonzentration das absorbierte NOx zu NO2 oder NO. Ein NOx-Katalysator vom Speicher-Reduktions-Typ kann aber nur eine bestimmte NOx-Menge speichern. Wenn die Menge des im Katalysator gespeicherten NOx die Obergrenze überschreitet, kann kein weiteres NOx absorbiert werden, so daß freies NOx durch das Katalysatorgehäuse strömt.
  • Wegen der Begrenzung der im NOx-Katalysator 41 absorbierbaren NOx-Menge ist die Maschine 1 mit einer Brennstoffinjektionsdüse 17 ausgerüstet, durch welche zu einem geeigneten Zeitpunkt an einer Stelle vor dem NOx-Katalysator Brennstoff in das Abgassystem 40 injiziert und gleichzeitig durch Verkleinerung des Öffnungswinkels des Drosselventils 32 die Luftansaugmenge Ga verringert wird, so daß die Menge an Reduktionskomponenten (HC usw.) im Abgas steigt. Dadurch wird das im NOx-Katalysator absorbierte NOx zu NO2 und NO reduziert und die Absorptionsfähigkeit des NOx-Katalysators wie der hergestellt wird. Die ins Abgas entwichenen Verbindungen NO2 und NO gehen mit HC und CO sofort eine Reaktion ein und werden zu N2 reduziert.
  • Die NOx-Reduktionseffizienz oder die NOx-Freisetzungseffizienz des NOx-Katalysators 41 wird (1) durch die Menge der im Abgas enthaltenen Reduktionskomponenten (Brennstoffgehalt des Abgases) und (2) durch die Sauerstoffkonzentration (das Luft/Brennstoff-Verhältnis) des Abgases bestimmt.
  • Das Injizieren von Brennstoff ins Abgassystem der Maschine 1 wird gesteuert, um das Luft/Brennstoff-Verhältnis des Abgases und die Reduktionskomponentenkonzentration in diesem zu steuern. Nachfolgend wird in Verbindung mit 2 das von der ECU 80 der Maschine 1 gesteuerte Brennstoffinjizieren gemäß dieser Ausführungsform detailliert beschrieben.
  • Durch das in 2 im Flußplan dargestellte Programm werden die ins Abgassystem 40 zu injizierende Brennstoffmenge und der Injektionszeitpunkt bestimmt. Dieses Programm läuft nach dem Starten der Maschine 1 in einem bestimmten Zeitzyklus ab.
  • In Schritt S101 wird der Betriebszustand der Maschine 1 ermittelt, welcher als Grundlage für das Steuern des Meßventils 16 durch die ECU 80 zwecks Injizierens von Brennstoff ins Abgassystem 40 dient. So werden der ECU 80 durch das vom Kurbelwellenstellungs-Sensor 76 gesendete Signal die Drehzahl Ne der Maschine 1, durch das vom Luft/Brennstoff-Verhältnis-Sensor 73 gesendete Signal die Sauerstoffkonzentration des Abgases (nachfolgend „A/F-Verhältnis" genannt), durch das vom Beschleunigungspedalweg-Sensor 75 gesendete Signal der Betätigungsweg Acc des Beschleunigungspedals und durch das vom Abgastemperatur-Sensor 74 gesendete Signal die Abgastemperatur Tex mitgeteilt.
  • Danach geht der Ablauf zu Schritt S102 über, um zu bestimmen, ob ein Injizieren von Brennstoff ins Abgassystem erforderlich ist. Von der ECU 80 wird das Injizieren von Brennstoff ausgelöst, wenn die folgenden Bedingungen (1)–(3) erfüllt sind, d.h., wenn
    • (1) die momentane Beziehung zwischen der Maschinendrehzahl Ne der Maschine 1 und dem Betätigungsweg Acc des Beschleunigungspedals das Injizieren zuläßt, ohne daß eine Drehmomentänderung eintritt, zum Beispiel das mit einer solchen Maschine ausgerüstete Fahrzeug abgebremst wird,
    • (2) die Temperatur Tex des Abgases eine bestimmte Untergrenze (z.B. 250 °C) überschreitet, über welcher der NOx-Katalysator 41 als ausreichend aktiv angesehen wird,
    • (3) die im NOx-Katalysator 41 absorbierte NOx-Menge einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet, über welchem kein NOx mehr absorbiert werden kann. Die im NOx-Katalysator 41 absorbierte NOx-Menge kann aus der nach dem letzten Injizieren von Brennstoff ins Abgassystem 40 verstrichenen Zeit, dem A/F-Verhältnis des Abgases, der Temperatur Tex des Abgases und aus weiteren die Hysterese der Maschine 1 repräsentierenden Parametern bestimmt werden.
  • Wenn die ECU 80 ermittelt, daß die Bedingungen (1)–(3) alle erfüllt sind, wird von dieser das Injizieren von Brennstoff ins Abgassystem 40 ausgelöst. In diesem Fall geht der Ablauf zu Schritt S103 über. Wenn die ECU 80 aber ermittelt, daß eine dieser Bedingungen (1)–(3) nicht erfüllt ist, wird dieser Steuerzyklus beendet.
  • In Schritt S103 wird von der ECU 80 die Menge Q des durch die Injektionsdüse 17 zu Injizierenden Brennstoffs (die Ge samtmenge pro Injektionsvorgang) bestimmt, um das A/F-Verhältnis des Abgases auf den gewünschten Sollwert zu bringen und alles im NOx-Katalysator 41 absorbierte NOx freizusetzen und zu reduzieren. Die ECU 80 bestimmt auf der Grundlage einer Zeit-Menge-Kurve das Muster für die Injektionsmengenänderung als Funktion der Zeit.
  • Die Gesamtmenge Q des durch die Injektionsdüse 17 zu injizierende Brennstoffs wird grundsätzlich aus der Gleichung Q – f(T, Pg) .....(1),d.h. als Funktion der Zeit T (ms), in welcher das Meßventil 16 geöffnet bleibt, und des Drucks Pg des in der Zeit T der Injektionsdüse 17 durch den Sekundärbrennstoffkanal P2 zugeführten Brennstoffs berechnet.
  • Mit anderen Worten, die ECU 80 berechnet auf der Grundlage des momentan erfaßten Drucks Pg des dem Meßventil 16 durch den Sekundärbrennstoffkanal P2 zugeführten Brennstoffs die Zeit T und daraus die Gesamtmenge Q des durch die Injektionsdüse 17 in das Abgassystem 40 zu injizierenden Brennstoffs, speist dann kontinuierlich oder intermittierend in einem geeigneten Takt die Magnetspule des Meßventils 16 mit elektrischem Strom, um dieses zu öffnen und über die vorbestimmte Gesamtzeit T (ms) geöffnet zu halten und die berechnete Brennstoffmenge ins Abgassystem 40 zu injiziere.
  • Mit anderen Worten, die ECU 80 steuert das Injizieren von Brennstoff ins Abgassystem 40, um das im NOx-Katalysator 41 absorbierte NOx freizusetzen und zu reduzieren und dadurch den NOx-Katalysator zu regenerieren. Nachfolgend wird die Diagnosevorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zum Diagnostizieren der beschriebenen Reduktionsmittelversorgungsvorrichtung detailliert erläutert. Zur Diagnosevorrichtung gehören der Brennstoffdruck- Sensor 71, der Luftstrom-Sensor 72, der A/F-Verhältnis-Sensor 73 und die ECU 80.
  • 3a zeigt die Änderung des Speisestroms für das Meßventil 16 als Funktion der Zeit, 3b die Änderung des vom A/F-Sensors 73 erfaßten Luft/Brennstoff-Verhältnisses des Abgases als Funktion der Zeit, 3c die Änderung des Brennstoffdrucks vor dem Meßventil 16 und 3d die Änderung des Brennstoffdrucks hinter dem Meßventil 16 bei normal ablaufender Steuerung durch die ECU 80.
  • Wenn das Meßventil 16 über eine vorbestimmte Zeit kontinuierlich mit elektrischem Strom gespeist wird (3a), bleibt dieses im wesentlichen über diese Zeit geöffnet, so daß durch das Ventil 16 der Injektionsdüse 17 Brennstoff zugeführt und durch den Brennstoffdruck diese geöffnet wird.
  • Mit dem vom elektrischen Strom bewirkten Öffnen des Meßventils 16 und dem daraus resultierenden Öffnen der Injektionsdüse 17 wird Brennstoff ins Abgassystem 40 injiziert und dadurch das A/F-Verhältnis des Abgases vorübergehend verringert, wie aus 3b hervor geht. Mit anderen Worten, das A/F-Verhältnis des Abgases wird von einem Soll- oder Basiswert A/Fbase auf einen Minimalwert A/Fpksens„ verringert. Dieses Phänomen wird „Fettspitze" genannt. Das A/F-Basisverhältnis A/Fbase ist der Durchschnittswert des A/F-Verhältnisses, welcher sich aus dem A/F-Verhältnis vor der Reduktion und dem A/F-Verhältnis nach der Reduktion ergibt. Der Minimalwert A/Fpksens ist der erfaßte aktuelle Wert.
  • Wie aus dem in 3c dargestellten Diagramm hervor geht, wird durch das Öffnen des Meßventils 16 und durch das daraus resultierende Öffnung der Brennstoffinjektionsdüse 17 auch der Brennstoffdruck vor dem Meßventil 16 vorübergehend ge mindert, doch durch die weiter arbeitende Brennstoffpumpe 11 ist diese Druckminderung relativ gering.
  • Wie aus dem in 3d dargestellten Diagramm hervor geht, wird durch das Öffnen des Meßventils 16 der Brennstoffdruck hinter diesem vorübergehend erhöht, durch den erhöhten Druck die Brennstoffinjektionsdüse 17 mechanisch geöffnet und Brennstoff in das Abgassystem 40 injiziert.
  • Wenn der Brennstoffdruck-Sensor 71 defekt ist, weicht die aus der Gleichung (1) auf der Grundlage des erfaßten Brennstoffdrucks Pg bestimmte Brennstoffinjektionsmenge Q stark vom gewünschten Wert ab, so daß auch das mit dieser Menge zu erreichende A/F-Verhältnis des Abgases vom Ziel- oder Wunschwert abweicht. Deshalb wird von der Diagnosevorrichtung gemäß dieser Ausführungsform das durch Injizieren von Brennstoff ins Abgassystem 40 tatsächlich erreichte A/F-Verhältnis des Abgases mit dem Zielwert verglichen. Wenn die Differenz zwischen den beiden Werten einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet, diagnostiziert die Diagnosevorrichtung, daß der Brennstoffdruck-Sensor 71 defekt ist.
  • Nachfolgend wird anhand des in 4 dargestellten Flußplans das von der ECU 80 durchgeführte Programm zum Diagnostizieren des Brennstoffdruck-Sensors 71 auf einen Defekt detailliert beschrieben. Beim Starten der Maschine 1 wird von der ECU 80 dieses Programm initiiert und in einem bestimmten Zyklus wiederholt. Die ECU 80 nutzt verschiedene Daten, welche im letzten Zyklus des gemäß 2 unabhängig von diesem Programm durchgeführten Brennstoffeinspritz-Steuerprogramms erhalten wurden. Auf der Grundlage dieser Daten ermittelt die ECU 80, ob der Brennstoffdruck-Sensor 71 normal arbeitet oder defekt ist.
  • Das in 4 dargestellte Diagnoseprogramm beginnt mit Schritt S201, in welchem die ECU 80 aus den im letzten Zyklus des Programms gemäß 2 erfaßten Daten (nachfolgend „letzte Einspritzsteuerdaten" genannt) den aktuellen Minimalwert A/Fpksens des Abgases übernimmt.
  • In Schritt S202 wird die im letzten Zyklus des Programms gemäß 2 erfaßte Brennstoffeinspritzmenge Q gelesen. Danach wird in Schritt S203 die im letzten Zyklus des Einspritzsteuerprogramms auf der Grundlage des Signals vom Luftstrom-Sensor 72 erfaßte Luftansaugmenge Ga gelesen.
  • Danach geht der Ablauf zu Schritt S204 über, um aus den letzten Einspritzsteuerdaten den Basiswert A/Fbase des Abgases zu erhalten. In Schritt S205 wird dann der Minimalzielwert A/Fpkcal des Luft/Brennstoff-Verhältnisses berechnet, welcher durch Einspritzen der Brennstoffmenge Q in Schritt 5103 des letzten Einspritzsteuerzyklus erwartet wird. Der Minimalzielwert A/Fpkcal wird aus der Einspritzmenge Q, der Luftansaugmenge Ga und dem Basiswert A/Fbase des Abgases berechnet. Anzumerken ist, daß Schritt S103 des in 2 dargestellten Steuerprogramms durchgeführt wird, um die Brennstoffeinspritzmenge Q zu bestimmen, welche das A/F-Verhältnis theoretisch auf den Minimalzielwert A/Fpkcal verringert.
  • In Schritt S206 wird ermittelt, ob der Absolutwert der Differenz zwischen dem aktuellen Minimalzielwert A/Fpksens und dem Minimalzielwert A/Fpkcal, welche in Schritt S201 bzw. S205 erhalten wurden, kleiner ist als ein vorgegebener Grenzwert A.
  • Wenn das der Fall ist (Ja in Schritt S206), bedeutet das, daß der aktuelle Wert A/Fpksens des minimalen Luft/Brennstoff-Verhältnisses dem Zielwert A/Fpkcal annähernd entspricht. In diesem Fall geht der Ablauf zu Schritt S207 über, in welchem der Brennstoffdruck-Sensor 71 als normal arbeitend diagnostiziert wird.
  • Wenn in Schritt S206 eine negative Antwort (NEIN) gegeben wird, bedeutet das, daß das aktuelle minimale Luft/Brennstoff-Verhältnis A/Fpksens vom Zielwert A/Fpkcal abweicht. In diesem Fall geht der Ablauf zu Schritt S208 über, in welchem der Brennstoffdruck-Sensor 71 als defekt diagnostiziert wird. Mit Schritt S207 oder S208 ist ein Zyklus dieses Diagnoseprogramms beendet .
  • Wie eben erwähnt, diagnostiziert die Diagnosevorrichtung nach dem in 4 dargestellten Programm den Zustand des Brennstoffdruck-Sensors 71 aus der Größe der Abweichung des aktuellen Wertes A/Fpksens vom Zielwert A/Fpkcal (erfaßt vom Luft/Brennstoff-Verhältnis-Sensor 73), welcher durch Injizieren der Brennstoffmenge Q erwartet wird.
  • Diese Diagnosevorrichtung ermöglicht exaktes und effizientes Diagnostizieren des Brennstoffdruck-Sensors 71 und gewährleistet somit relativ zeitiges Erfassen eines Defekts der Reduktionsmittelversorgungsvorrichtung, d.h. eines Defekts des Brennstoffdruck-Sensors 71, welcher eine entsprechende Behandlung des NOx-Katalysators 41 hinsichtlich Wiederherstellung der NOx-Absorptionsfähigkeit verhindert. Mit anderen Werten, diese Diagnosevorrichtung ermöglicht relativ frühes Beheben des Defekts.
  • Nachfolgend wird eine Diagnosevorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben, welche zum Diagnostizieren der Reduktionsmittelversorgungsvorrichtung einer Dieselmaschine verwendet wird.
  • Die Diagnosevorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform dient zum Diagnostizieren des Brennstoffdruck-Sensors 71 durch Vergleichen des erfaßten aktuellen Minimalwertes A/Fpksens des Luft/Brennstoff-Verhältnisses mit dem theoretisch berechneten Zielwert A/Fpkcal, wenn das in 2 dargestellte Programm abläuft und bei geöffnetem Abschaltventils 14 Brennstoff durch die Injektionsdüse 17 in das Abgassystem 40 injiziert wird, um die ursprüngliche NOx-Absorptionsfähigkeit des NOx-Katalysators 41 wieder herzustellen.
  • Von der Diagnosevorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform wird der Brennstoffdruck-Sensor 71 (als Teil der Reduktionsmittelversorgungsvorrichtung) durch Vergleichen des beim Injizieren von Brennstoff ins Abgassystem 40 bei geschlossenem Abschaltventil 14 erfaßten tatsächlichen Brennstoffdrucks mit dem theoretisch berechneten Zieldruck diagnostiziert.
  • Bei der Diagnosevorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform ist das Diagnostizieren des Brennstoffdruck-Sensors 71 Bestandteil des Brennstoffeinspritzsteuerprogramms. Bei der in der Maschine 1 angeordneten Diagnosevorrichtung dieser Ausführungsform sind die Reduktionsmittelversorgungsvorrichtung (inklusive Brennstoffversorgungssystem 10) und die Hardware der ECU 80 jenen der ersten Ausführungsform nahezu identisch, so daß auf eine Beschreibung verzichtet wird.
  • Nachfolgend wird in Verbindung mit 5 das von der Diagnosevorrichtung dieser Ausführungsform durchgeführte Programm zur Steuerung des Brennstoffinjizierens ins Abgassystem 40 und das Diagnostizieren des Brennstoffdruck-Sensors 71 detailliert beschrieben.
  • Das in 5 dargestellte Steuerprogramm wird von der ECU 80 beim Starten der Maschine initiiert und in einem vorbestimmten Zyklus wiederholt.
  • Dieses Programm beginnt mit Schritt S301, in welchem die ECU 80 über den Betriebszustand der Maschine 1 informiert wird, um zu ermitteln, ob zum Injizieren von Brennstoff ins Abgassystem 40 das Meßventil 16 gesteuert werden muß. Danach geht der Ablauf zu Schritt S302 über, um zu bestimmen, ob ins Abgassystem 40 Brennstoff injiziert werden muß.
  • Die in den Schritten S301 und S302 ablaufenden Vorgänge sind identisch den Schritten S101 und S102 des in 2 dargestellten Steuerprogramms.
  • Wenn in Schritt S302 eine positive Antwort (JA) gegeben wird, geht der Ablauf zu Schritt S303 über. Wenn in Schritt S302 eine negative Antwort NEIN gegeben wird, ist dieser Programmzyklus beendet. In Schritt S303 wird bestimmt, ob ein Diagnostizieren des Brennstoffdruck-Sensors 71 auf einen Defekt erforderlich ist. Wenn das der Fall ist (JA in Schritt S303), geht der Ablauf zu Schritt S304 über. Wenn in Schritt S303 eine negative Antwort (NEIN) gegeben wird, geht der Ablauf zu Schritt S306a über, um bei geöffnetem Abschaltventil 14 auf normale Weise Brennstoff ins Abgassystem 40 zu injizieren und anschließend diesen Programmzyklus zu beenden. Schritt S304 wird vor dem Injizieren von Brennstoff ins Abgassystem 40 durchgeführt, um das Abschaltventil 14 zu schließen. Das als Notventil dienende Abschaltventil 14 wird beim Starten der Maschine 1 geöffnet und bleibt bis zum Auftreten einer Notsituation geöffnet. Eine Notsituation, bei welcher das Abschaltventil 14 geschlossen wird, ist zum Beispiel das Auftreten eines Defekts im Brennstoffversorgungssystem 10.
  • Mit dem Öffnen des Abschaltventils 14 wird der hinter diesem liegende Abschnitt des Sekundärbrennstoffkanals P2 von der Brennstoffpumpe 11 getrennt, wobei aber der Brennstoffdruck im hinteren Abschnitt des Sekundärbrennstoffkanals P2 auf einem konstanten Pegel Pg gehalten wird. In Schritt S305 wird durch Subtrahieren eines vorbestimmten Wertes vom Brennstoffdruck Pg beim Schließen des Abschaltventils 14 ein Brennstoffdruckreferenzwert B erhalten. Dieser Brennstoffdruckreferenzwert B wird im RAM 83 gespeichert.
  • In Schritt S306b als Folgeschritt von S305 wird das Meßventil 16 über eine vorbestimmte Zeitspanne geöffnet, um durch die Injektionsdüse 17 Brennstoff ins Abgassystem 40 zu injizieren. In Schritt S307 wird die in Schritt S306b durch den Sekundärbrennstoffkanal P2 gedrückte Brennstoffmenge, d.h. die auf der Grundlage des Brennstoffdrucks Pg beim Schließen des Abschaltventils 14 und der Öffnungszeitspanne des Meßventils 16 ins Abgassystem 40 injizierte Brennstoffmenge geschätzt. Die geschätzte Brennstoffinjektionsmenge wird der gespeicherten Summe aus den in den vorhergehenden Zyklusschritten S307 geschätzten Mengen zuaddiert. Auf die Bedeutung dieser gespeicherten Summe aus geschätzten Brennstoffinjektionsmengen wird bei der Erläuterung von Schritt S309 näher eingegangen.
  • In Schritt S308 wird ermittelt, ob der Brennstoffdruck beim Schließen des Abschaltventils 14 den in Schritt S305 bestimmten Brennstoffdruckreferenzwert B unterschreitet.
  • Wenn das der Fall ist, d.h. in Schritt S308 eine positive Antwort (JA) gegeben wird, erkennt die ECU 80, daß das Brennstoffversorgungssystem 10 normal arbeitet, worauf der Ablauf zu Schritt S311 übergeht, um das Abschaltventil 14 zu öffnen und dann diesen Programmzyklus zu beenden.
  • Wenn in Schritt S308 eine negative Antwort (NEIN) gegeben wird, geht der Ablauf zu Schritt S309 über, um zu ermitteln, ob die gespeicherte Summe aus den in den Schritten S307 geschätzten Brennstoffinjektionsmengen größer ist als ein vorbestimmter Grenzwert C. Durch das in Schritt S306a erfolgte Injizieren von Brennstoff bei geöffnetem Abschaltventil 14 durch die Injektionsdüse 17 fällt der Brennstoffdruck im Sekundärbrennstoffkanal P2. Doch auch in dem Fall, daß in einem Zyklus des in 5 dargestellten Programms der Brennstoffdruck Pg nicht unter den Referenzwert B gefallen ist, kann nicht von einem Defekt des Brennstoffversorgungssystems 10 ausgegangen werden. Das heißt, die in jedem Schritt S306b durch die Düse 17 injizierte Brennstoffmenge ist ziemlich gering und variiert in Abhängigkeit vom Betriebszustand der Maschine 1.
  • In Anbetracht dessen läuft dieses Steuerprogramm wiederholt ab, genauer ausgedrückt, Schritt S306b, d.h. das Brennstoffinjizieren bei geöffnetem Abschaltventils 14 wird so oft wiederholt, bis die als Summe gespeicherten geschätzten Brennstoffinjektionsmengen, d.h. die gesamte Brennstoffinjektionsmenge Q den vorbestimmten Wert C erreicht hat, selbst wenn in Schritt S306 eine negative Antwort (NEIN) gegeben wird.
  • Wenn in Schritt S309 eine positive Antwort (JA), in Schritt 5308 aber eine negative Antwort (NEIN) gegeben wird, ist das ein Anzeichen dafür, daß der Brennstoffdruck Pg den Referenzwert B normalerweise nicht unterschritten hat, selbst wenn die gesamte Brennstoffinjektionsmenge Q auf den Zielwert C angestiegen ist. In diesem Fall geht der Ablauf zu Schritt S310 über, in welchem das Brennstoffversorgungssystem 10 als defekt erkannt wird. Danach geht der Ablauf zu Schritt S311 über, um das Abschaltventil 14 zu öffnen und dann diesen Programmzyklus zu beenden.
  • Wenn in Schritt S309 eine negative Antwort (NEIN) gegeben wird, ist das ein Anzeichen dafür, daß die gesamte Brennstoffinjektionsmenge Q den vorbestimmten Zielwert C nicht erreicht hat. In diesem Fall wird nicht entschieden, ob das Brennstoffversorgungssystem 10 als defekt oder nicht defekt anzusehen ist, so daß der nächste Programmzyklus eingeleitet wird.
  • Auch nach dem Schließen des Abschaltventils 14 in Schritt S304 wird weiter Brennstoff ins Abgassystem 40 injiziert, bis in Schritt S311 dieses Ventil wieder geöffnet ist. Das heißt, daß in Schritt S306a wie üblich bei geöffnetem Abschaltventil 14 im dem zum Diagnostizieren des Brennstoffversorgungssystems 10 erforderlichen Zeitraum (so lange in Schritt S303 eine positive Antwort vorliegt) kein Brennstoff injiziert wird.
  • Mit der Diagnosevorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform ist bei Durchführung des in 5 dargestellten Injektionssteuerprogramms eine exakte Diagnose des Brennstoffversorgungssystems 10 möglich.
  • Wie die Diagnosevorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform ermöglicht auch die Diagnosevorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform ein relativ frühzeitiges Erkennen eines Defekts an der Reduktionsmittelversorgungsvorrichtung, d.h. eines Defekts am Brennstoffversorgungssystem 10 (Brennstoffdruck-Sensor 71), welcher eine entsprechende Behandlung des NOx-Katalysators 41 zur Wiederherstellung der Absorptions- oder Speicherfähigkeit verhindert. Somit ermöglich die Dia gnosevorrichtung eine relativ frühe Behandlung zur Beseitigung des Defekts.
  • Nachfolgend wird eine Diagnosevorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben, welche zum Diagnostizieren der Reduktionsmittelversorgungsvorrichtung eines Dieselmaschinensystems verwendet werden kann.
  • Die Diagnosevorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform diagnostiziert den Brennstoffdruck-Sensor 71 durch Vergleichen des tatsächlich erfaßten Luft/Brennstoff-Verhältnisses mit dem theoretisch berechneten Zielwert beim Injizieren von Brennstoff durch die Injektionsdüse 17 ins Abgassystem 40.
  • Dagegen diagnostiziert die Diagnosevorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform die Komponenten der Brennstoffversorgungsvorrichtung 10 durch Vergleichen des tatsächlichen Änderungsmusters des Luft/Brennstoff-Verhältnisses des Abgases mit einem normalen Muster oder Sollmuster beim Injizieren von Brennstoff ins Abgassystem 40.
  • Wie die Diagnosevorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform führt auch die Diagnosevorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform das Programm zur Steuerung der Brennstoffinjektion einschließlich Diagnostizieren des Brennstoffversorgungssystems 10 durch.
  • Die Reduktionsmittelversorgungsvorrichtung (einschließlich Brennstoffversorgungssystem 10) und die Hardware der ECU 80 (als Teil der Diagnosevorrichtung dieser Ausführungsform) sind im wesentlichen jenen der in Verbindung mit 1 beschriebenen identisch, so daß auf eine Beschreibung verzichtet wird.
  • Die in den 6–9 dargestellten Zeitdiagramme zeigen die Änderung des Luft/Brennstoff-Verhältnisses (A/F) des Abgases beim Injizieren von Brennstoff ins Abgassystem 40 (bei Durchführung des in 2 dargestellten Steuerprogramms) bei defektem Brennstoffversorgungssystem 10 im Vergleich zu jener bei normal arbeitendem Brennstoffversorgungssystem 10.
  • Die durchgehende Linie in den Zeitdiagrammen 6–9 repräsentiert die vorübergehende Änderung des Luft/Brennstoff-Verhältnisses des Abgases vom Normalwert oder Basiswert A/Fbase auf den Minimalwert gemäß 3b, wenn bei vollständig normal arbeitendem Brennstoffversorgungssystem das Meßventil 16 mit elektrischem Strom gespeist und dadurch die Brennstoffinjektionsdüse 17 zum Injizieren von Brennstoff geöffnet wird.
  • Wenn zum Beispiel die Brennstoffpumpe 11 oder das Meßventil 16 defekt ist, wird selbst im Falle des Injizierens von Brennstoff durch die Injektionsdüse 17 das Luft/Brennstoff-Verhältnis des Abgases im wesentlichen auf dem Basiswert A/Fbase konstant gehalten, wie aus der gestrichelten Linie in 6 hervor geht.
  • Wenn beim Injizieren von Brennstoff durch die Injektionsdüse 17 der Brennstoffdruck-Sensor 71 ein abnormales Ausgangssignal erzeugt, wird in dem Fall, daß alle Komponenten des Brennstoffversorgungssystems 10 normal arbeiten, das Luft/-Brennstoff-Verhältnis des Abgases vorübergehend kleiner, steigt dann im wesentlichen zu den gleichen Zeiten und mit dem gleichen Gradienten wieder auf den Basiswert A/Fbase, während der Minimalwert des Luft/Brennstoff-Verhältnisses wesentlich größer ist, wie aus der gestrichelten Linie in 7 zu erkennen ist. In diesem Fall reicht zum Regenerieren des NOx-Katalysators 41 die erzeugte Abgasfettspitze nicht aus. Genauer ausgedrückt, bei einem vom Brennstoffdruck-Sensor 71 gesendeten abnormalen Ausgangssignal wird nicht die gewünschte Menge Brennstoff als Reduktionsmittel durch die Injektionsdüse 17 ins Abgassystem injiziert. Die gewünschte Brennstoffinjektionsmenge wird grundsätzlich aus dem Druck des zu injizierenden Brennstoffs und der Zeitspanne, in welcher das Meßventils 16 geöffnet ist, bestimmt. Demzufolge resultiert ein vom Brennstoffdruck-Sensor 71 falsch erfaßter Druckwert in einer falschen Bestimmung der gewünschten Öffnungsdauer des Meßventils 16 zum Injizieren der gewünschten Brennstoffmenge.
  • Wenn die Brennstoffinjektionsdüse 17 defekt ist, ändert in Abhängigkeit von der Ursache des Defekts das Luft/Brennstoff-Verhältnis des Abgases sich nach einem von zwei unterschiedlichen Mustern. Wenn die Brennstoffinjektionsdüse 17 sich abnormal schließt, sinkt das Luft/Brennstoff-Verhältnis des Abgases auf den Minimalwert im wesentlichen nach dem gleichen Muster wie in dem Fall, wenn alle Komponenten des Brennstoffversorgungssystems 10 normal arbeiten, wie aus der gestrichelten Linie in 8 hervor geht. Dagegen verläuft bei abnormalem Schließen der Brennstoffinjektionsdüse 17 das Ansteigen des Luft/Brennstoff-Verhältnisses vom Minimalwert zurück auf den Basiswert A/Fbase langsamer als in dem Fall, wenn alle Komponenten des Brennstoffversorgungssystems 10 normal arbeiten.
  • Wenn die Brennstoffinjektionsdüse 17 sich abnormal schließt, ist nach dem Auslösen des Injizierens von Brennstoff durch diese Düse die Verringerungsrate des Luft/Brennstoff-Verhältnisses kleiner als in dem Fall, wenn alle Komponenten des Brennstoffversorgungssystems 10 normal arbeiten, wie aus der gestrichelten Linie in 9 hervor geht. Mit anderen Worten, die Fettspitze ist nicht genügend groß.
  • Wie bereits erwähnt, variiert beim Injizieren von Brennstoff ins Abgassystem 40 das Änderungsmuster des Luft/Brennstoff-Verhältnisses in Abhängigkeit von der jeweiligen defekten Komponente des Brennstoffversorgungssystems oder von der Ursache des Defekts. Durch Vergleichen der tatsächlichen Verringerungs- und Anstiegsrate sowie des tatsächlichen Minimalwertes des Luft/Brennstoff-Verhältnisses beim Injizieren von Brennstoff ins Abgassystem 40 mit den bei normaler Arbeitsweise aller Komponenten des Brennstoffversorgungssystems 10 erreichten jeweiligen Sollwert kann das Brennstoffversorgungssystem 10 auf irgendeinen Defekt diagnostiziert werden. Dieser Vergleich macht auch ein genaues Lokalisieren einer defekten oder abnormal arbeitenden Komponente des Systems 10 möglich.
  • In 10 ist im Flußplan das Programm zur Steuerung der Brennstoffinjektion bei der dritten Ausführungsform dargestellt, welches beim Starten der Maschine von der ECU 80 initiiert wird und in einer vorbestimmten Zeit zyklisch wiederholt wird.
  • Dieses Programm beginnt mit Schritt S401, um den Betriebszustand der Maschine 1 zu erfassen und daraus zu ermitteln, ob das Steuerventil 16 zum Injizieren von Brennstoff ins Abgassystem 40 gesteuert werden muß. In Schritt S402 wird dann ermittelt, ob ein Injizieren von Brennstoff ins Abgassystem 10 erforderlich ist.
  • Die in den Schritten S401 und S402 ablaufenden Vorgänge sind im wesentlichen identisch den in den Schritten S101 und S102 gemäß dem in 2 dargestellten Steuerprogramm für die erste Ausführungsform ablaufenden Vorgängen.
  • Wenn in Schritt S402 eine positive Antwort (JA) gegeben wird, geht der Ablauf zu Schritt S403 über. Bei einer negativen Antwort (NEIN) in Schritt S403, ist dieser Programmzyklus beendet. In Schritt S403 wird das Meßventils 16 mit elektrischem Strom einer bestimmten Kommandogröße gespeist (3a), um Brennstoff ins Abgassystem 40 zu injizieren. Während des Injizierens von Brennstoff wird das Luft/Brennstoff-Verhältnis des Abgases kontinuierlich erfaßt oder überwacht und im RAM 83 gespeichert.
  • Schritt S404 wird durchgeführt, um auf der Grundlage des in Schritt S403 erfaßten und im RAM gespeicherten Luft/Brennstoff-Verhältnisses dessen Änderungsmuster zu ermitteln. In Schritt S405 werden durch Bewerten des Änderungsmusters des Luft/Brennstoff-Verhältnisses auf der Grundlage der in den 6–9 dargestellten Referenzdiagramme die Brennstoffpumpe 11, der Brennstoffdruck-Sensor 71 und die Brennstoffinjektionsdüse 17 des Brennstoffversorgungssystems 10 diagnostiziert.
  • Das Änderungsnenn- oder -normalmuster der Verringerung des Luft/Brennstoff-Verhältnisses wird auf der Grundlage der Änderung des an das Meßventil 16 gelegten elektrischen Strom zum Injizieren von Brennstoff ins Abgassystem 40 und des Brennstoffdrucks Pg während des Brennstoffinjizierens geschätzt. Zum Änderungsmuster des elektrischen Stroms gehören die Zeitdauer, in welcher das Meßventil 16 mit elektrischem Strom gespeist wird, und die Stromstärke. Das in Schritt S404 erhaltene Änderungsmuster des Luft/Brennstoff-Verhältnisses wird mit dem geschätzten Nennmuster verglichen, um gemäß den nachfolgend genannten Diagnostikstandards das Brennstoffversorgungssystem 10 zu diagnostizieren.
    • (i) Das Brennstoffmeßventil 16 wird als defekt angesehen, wenn über den Zeitraum des Brennstoffinjizierens das Luft/Brennstoff-Verhältnis des Abgases den Basiswert A/Fbase im wesentlichen konstant beibehält.
    • (ii) Der Brennstoffdruck-Sensor 71 wird als defekt angesehen, wenn über den Zeitraum des Brennstoffinjizierens der tatsächliche Minimalwert des Luft/Brennstoff-Verhältnisses des Abgases höher ist als der Normalwert, obwohl während dieses Zeitraums normale Zeitpunkte und normale Verringerungs- und Steigungsraten des Luft/Brennstoff-Verhältnisses zu verzeichnen sind.
    • (iii) Die Brennstoffinjektionsdüse 17 wird als defekt angesehen, wenn während des Brennstoffinjizierens nach der Verringerung des Luft/Brennstoff-Verhältnisses auf den Minimalwert die Rate des Ansteigens des Luft/Brennstoff-Verhältnisses zurück auf den Basiswert A/Fbase kleiner ist als der Sollwert.
    • (iv) Die Brennstoffinjektionsdüse 17 wird als abnormal öffnend angesehen, wenn nach Auslösen des Brennstoffinjizierens die Rate der Verringerung des Luft/Brennstoff-Verhältnisses auf den Minimalwert kleiner ist als der Sollwert.
  • Wenn keiner dieser Diagnostikstandards zutrifft, werden alle Komponenten des Brennstoffversorgungssystems 10, d.h. die Komponenten 16, 71, 17 als normal arbeitend diagnostiziert.
  • Mit Schritt S405 wird ein Zyklus des von der ECU 80 durchgeführten Steuerprogramms gemäß 10 beendet.
  • Die das Steuerprogramm gemäß 10 durchführende Diagnosevorrichtung ermöglicht auf der Grundlage des während des Brennstoffinjizierens ins Abgassystem 40 auftretenden Änderungsmusters des Luft/Brennstoff-Verhältnisses das Diagnostizieren des Meßventils 16, des Brennstoffdruck-Sensors 71 und der Brennstoffinjektionsdüse 17. Die ECU 80 sieht die Brennstoffinjektionssteuerung selbst als abnormal an, wenn das Änderungsmuster des Luft/Brennstoff-Verhältnisses vom Sollmuster abweicht, auch wenn dieses Änderungsmuster keinen Hinweis auf einen Defekt einer der Komponenten 16, 71, 17 gibt.
  • Demzufolge gewährleistet die Diagnosevorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform dieser Erfindung exaktes und effizientes Diagnostizieren des Brennstoffversorgungssystems 10 und ein relativ vorzeitiges Erkennen eines Defekts der Reduktionsmittelversorgungsvorrichtung, welcher eine sofortige Behandlung des NOx-Katalysators 41 zwecks Wiederherstellung seiner NOx-Absorptionsfähigkeit oder -Speicherfähigkeit/Speichereffizienz. Mit anderen Worten, die Diagnosevorrichtung ermöglicht die Durchführung einer relativ frühen Behandlung zur Beseitigung eins erfaßten Defekts.
  • Nachfolgend wird eine Diagnosevorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform dieser Erfindung beschrieben, welche zum Diagnostizieren der Reduktionsmittelversorgungsvorrichtung eines Dieselmaschinensystems dient.
  • Die Diagnosevorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform diagnostiziert die Brennstoffinjektionsdüse 17 als verstopft durch Ruß oder andere Fremdstoffe, wenn während des Injizierens von Brennstoff durch diese eine vorrübergehende Verringerung des Luft/Brennstoff-Verhältnisses auf einen gewünschten Minimalwert zu verzeichnen ist, d.h., wenn durch Injizieren von Brennstoff die gewünschte Fettspitze erreicht wurde. Mit dieser Diagnosevorrichtung wird auch diagnosti ziert, ob die Brennstoffpumpe 11 und das Meßventil 16 normal arbeiten, und zwar durch Erkennen, ob das Injizieren von Brennstoff durch die Injektionsdüse 17 eine ausreichende Erhöhung des Brennstoffdrucks in dem hinter dem Meßventil 16 liegenden Abschnitt des Sekundärbrennstoffkanals P2 bewirkt.
  • 1 zeigt schematisch eine mit der Diagnosevorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform ausgerüstete Dieselmaschine 1'.
  • Die Maschine 1' unterscheidet sich von der Maschine 1, welche mit einer Diagnosevorrichtung gemäß der ersten, der zweiten oder der dritten Ausführungsform ausgerüstet werden kann, darin, daß im Sekundärbrennstoffkanal P2 hinter dem Meßventils 16 ein Brennstoffdruck-Sensor 71' und im Abgassystem 40 vor dem Katalysatorgehäuse 42 ein Luft/Brennstoff-Verhältnis-Sensor 73' angeordnet ist. Bei der Maschine 1', einschließlich der Diagnosevorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform, sind die Reduktionsmittelversorgungsvorrichtung (einschließlich Brennstoffversorgungssystem 10) und die Hardware der ECU 80 (als Teil der Diagnosevorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform) identisch jenen der ersten Ausführungsform, so daß auf eine erneute Beschreibung verzichtet wird.
  • 12 zeigt das gemäß der vierten Ausführungsform von der ECU 80 durchgeführte Diagnostikprogramm. Dieses Programm dient zum Diagnostizieren der Brennstoffinjektionsdüse 17, der Brennstoffpumpe 11 und des Meßventils 16 auf einen Defekt. Dieses Programm wird beim Starten der Maschine 1' initiiert und in einem bestimmten Zeitzyklus wiederholt.
  • In Schritt S501 wird der Betriebszustand der Maschine 1' erhalten, welcher als Grundlage dafür dient, ob das Meßventil 16 zum Injizieren von Brennstoff ins Abgassystem 40 angesteuert werden muß. Schritt S501 entspricht im wesentlichen Schritt S101 des in 2 dargestellten Steuerprogramms.
  • In Schritt S502 wird ermittelt, ob das Diagnostizieren der Brennstoffinjektionsdüse 17, der Brennstoffpumpe 11 und des Meßventils 16 statthaft ist. Bei einer positiven Antwort (JA) geht der Ablauf zu Schritt S503 über, bei einer negativen Antwort (NEIN) wird dieser Programmzyklus beendet.
  • Auch bei der vierten Ausführungsform führt die ECU 80 ein Brennstoffinjektionssteuerprogramm durch, welches jenem der ersten Ausführungsform (2) im wesentlichen identisch ist. Das Injizieren von Brennstoff (Schritt S103 des in 2 dargestellten Programms) und das Diagnostizieren gemäß dem in 12 dargestellten Programm werden selektiv oder sich gegenseitig ausschließend durchgeführt. Das heißt, daß während des Injizierens von Brennstoff ins Abgassystem 40 in Schritt S502 eine negative Antwort (NEIN) gegeben und somit ein Diagnostizieren in S503 und den Folgeschritten nicht gestattet wird. Dagegen wird bei einer positiven Antwort (JA) in Schritt S502 und somit Durchführung von Schritt S503 und den Folgeschritten gemäß dem in 12 dargestellten Programm in Schritt S102 gemäß dem in 2 dargestellten Programm eine negative Antwort (NEIN) erhalten, um während des Diagnostizierens gemäß dem in 12 dargestellten Diagnostikprogramm das Injizieren von Brennstoff zu verhindern.
  • In Schritt S503 wird das Meßventil 16 mit elektrischem Strom eines bestimmten Kommandowertes gespeist, um dieses zu öffnen und Brennstoff ins Abgassystem 40 zu injizieren. In Schritt S504 wird ermittelt, ob der Brennstoffdruck Pg, repräsentiert durch das vom Brennstoffdruck-Sensor 71' hinter dem Meßventil 16 gesendete Ausgangssignal, auf den für das Öffnen der Brennstoffinjektionsdüse 17 erforderlichen Wert Pgo angestiegen ist. Wenn in Schritt S504 eine positive Antwort (JA) gegeben wird, geht der Ablauf zu Schritt S505 über, während bei einer negativen Antwort (NEIN) der Übergang zu Schritt S508a erfolgt, in welchem von der ECU 80 das Meßventil 16 oder die Brennstoffpumpe 11 als „defekt" angesehen und dieser Programmzyklus beendet wird.
  • In Schritt S505 wird auf der Grundlage des vom Luft/Brennstoff-Verhältnis-Sensor 73 gesendeten Ausgangssignals das Luft/Brennstoff-Verhältnis des Abgases vor dem im Abgassystem 40 angeordneten NOx-Katalysator 41 erhalten. Danach geht der Ablauf zu Schritt S506 über, in welchem ermittelt wird, ob das Luft/Brennstoff-Verhältnis einen vorbestimmten Grenzwert D unterschritten hat.
  • Wenn in Schritt S506 eine positive Antwort (JA) gegeben wird, geht der Ablauf zu Schritt S508b über, in welchem die Ecu 80 die Brennstoffinjektionsdüse 17, das Meßventil 16 und die Brennstoffpumpe 11 als „normal arbeitend" ansieht und diesen Diagnosezyklus beendet.
  • Wenn in Schritt S506 eine negative Antwort (NEIN) gegeben wird, geht der Ablauf zu Schritt S507 über, um zu ermitteln, ob die Dauer des Brennstoffinjizierens durch die Düse 17 (Stromspeisedauer τ des Meßventils 16) länger ist als ein vorbestimmter Grenzwert E. Wenn in Schritt S506 eine positive Antwort (JA) gegeben wird, geht der Ablauf zu Schritt S508c über, in welchem die ECU 80 erkennt, daß die Brennstoffinjektionsdüse durch Fremdstoffe verstopft ist, und diesen Diagnosezyklus beendet.
  • Wenn in Schritt S506 eine negative Antwort (NEIN) gegeben wird, geht der Ablauf zu Schritt S508d über, um die Dauer τ des in Schritt S503 ausgelösten Brennstoffinjizierens um eine vorbestimmte Größe c zu verlängern. Die Summe (τ + c) ist die Zeit, in welcher während des nächsten Zyklus das Meßventil 16 zum Brennstoffinjizieren geöffnet bleiben muß. In diesem Zusammenhang muß erwähnt werden, daß Schritt S508d modifiziert werden kann, und zwar dahingehend, daß anstatt einer Verlängerung der Zeitdauer τ eine Vergrößerung des Meßventilöffnungsgrades vorgenommen wird, um im nächsten Zyklus der Brennstoffinjektionsdüse 17 den Brennstoff unter einem höheren Druck zuzuführen.
  • Eine negative Antwort (NEIN) in Schritt S506 zeigt mit hoher Wahrscheinlichkeit, daß die Brennstoffinjektionsdüse 17 durch Fremdstoffe verstopft ist. Wenn aber die Zeitdauer τ die Obergrenze E nicht überschreitet, wird die Düse 17 nicht sofort als verstopft diagnostiziert. Das heißt, daß bei einer negativen Antwort (NEIN) in Schritt S507 die Zeitdauer τ in Schritt S508d des nächsten Zyklus verlängert wird, um zu versuchen, die als verstopft angenommene oder zu verstopfen drohende Brennstoffinjektionsdüse von Fremdstoffen zu befreien. Wenn nach Verlängerung der Zeitdauer τ über den oberen Grenzwert E die Verstopfung nicht behoben ist, wird bei positiver Antwort (JA) in Schritt S507 im folgenden Schritt S508c die Brennstoffinjektionsdüse entgültig als verstopft angesehen.
  • Die Diagnosevorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform ermöglicht exaktes und effizientes Diagnostizieren der Brennstoffinjektionsdüse 17, des Meßventils 16 und der Brennstoffpumpe 11.
  • Diese Diagnosevorrichtung gewährleistet auch die Durchführung einer frühen Behandlung zum Entfernen eines funktionellen Defekts (Verstopfung) der Brennstoffinjektionsdüse 17, wenn das Beseitigen eines solchen Defekts als möglich erscheint und erfolgt, bevor die Düse nicht mehr regenerierbar ist. Mit anderen Worten, mit dieser Diagnosevorrichtung wird der Maschine 1' die Möglichkeit einer Selbsthilfe gegeben.
  • Bei dieser Ausführungsform ist der Luft/Brennstoff-Verhältnis-Sensor 73' vor dem NOx-Katalysator 41 im Abgassystem 40 angeordnet, wobei das von diesem gesendete Ausgangssignal als Grundlage für die Durchführung der Schritte S505 und S506 verwendet wird, um zu prüfen, ob im Ergebnis des Injizierens von Brennstoff ins Abgassystem 40 eine befriedigende „Fettspitze" erreicht wurde. Die Anordnung des Luft/Brennstoff-Verhältnis-Sensors 73' vor dem NOx-Katalysator 41 gewährleistet das Erreichen eines hohen Genauigkeitsgrades beim Ermitteln der Änderung des Luft/Brennstoff-Verhältnisses des Abgases während des Injizierens von Brennstoff, d.h. beim Ermitteln, ob das Luft/Brennstoff-Verhältnis vorübergehend auf einen ausreichend niedrigen Minimalwert verringert wurde. Bei der vierten Ausführungsform kann wie bei der ersten, der zweiten und der dritten Ausführungsform hinter dem NOx-Katalysator 41 ein Luft/Brennstoff-Verhältnis-Sensor 74 angeordnet werden, um auf der Grundlage des vom Luft/Brennstoff-Verhältnis-Sensor 73 gesendeten Ausgangssignals ein Diagnostikprogramm ähnlich dem in 12 dargestellten durchzuführen. Diese Modifikation bringt im wesentlichen das gleiche Diagnoseergebnis wie die vierte Ausführungsform.
  • Bei dem in 12 dargestellten Diagnostikprogramm, welches bei der vierten Ausführungsform abläuft, wird in Schritt S506 ermittelt, ob das Luft/Brennstoff-Verhältnis des Abgases den vorbestimmten Grenzwert D unterschritten hat, um zu kontrollieren, ob durch Injizieren von Brennstoff ins Abgassystem das Luft/Brennstoff-Verhältnis vorübergehend verringert und dadurch eine befriedigende Fettspitze des Abgases erreicht wurde. Das in 12 dargestellte Diagnostikprogramm kann jedoch entsprechend modifiziert werden, um auf der Grundlage einer Abweichung zwischen dem im momentan laufenden Zyklus erfaßten und dem im letzten Programmzyklus erfaßten Minimalwert des Luft/Brennstoff-Verhältnisses den Minimalwert des Luft/Brennstoff-Verhältnisses oder den Grad der Fettspitze zu kontrollieren. Der Unterschied zwischen den bei Ablauf des Diagnostikprogramms in zwei aufeinander folgenden Zyklen ermittelten Minimalwerten des Luft/Brennstoff-Verhältnisses kann durch das Verhältnis aus den beiden Minimalwerten oder durch die Verringerungsrate und/oder die Steigerungsrate des Luft/Brennstoff-Verhältnisses zwischen den beiden aufeinander folgenden Schritten ersetzt werden.
  • Der hinter dem Meßventils 16 angeordnete Brennstoffdruck-Sensor 71' kann aber auch durch einen vor diesem angeordneten Brennstoffdruck-Sensor ersetzt werden, um auf der Grundlage des von diesem erfaßten Brennstoffdruck vor dem Injizieren von Brennstoff ins Abgassystem 40 die Brennstoffpumpe 11 zu diagnostizieren. Mit dieser modifizierten Anordnung wird während der Durchführung des Diagnostikprogramms die Brennstoffpumpe 11 als defekt angesehen, wenn vor dem Injizieren von Brennstoff der Brennstoffdruck vor dem Meßventil 16 einen vorbestimmten Grenzwert nicht überschreitet. Mit dieser modifizierten Anordnung kann auch ermittelt werden, ob das Meßventils 16 defekt ist, und zwar daraus, wenn während des Injizierens von Brennstoff der Brennstoffdruck vor dem Meßventils 16 nicht vorübergehend wie in 3c zum Beispiel dargestellt verringert wurde, auch wenn vor dem Injizieren von Brennstoff der Brennstoffdruck vor dem Meßventils 16 einen vorbestimmten Grenzwert überschritten hat.
  • Nachfolgend wird eine Diagnosevorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform dieser Erfindung beschrieben, welche zum Diagnostizieren der in einem Dieselmaschinensystem angeordneten Reduktionsmittelversorgungsvorrichtung dient.
  • Diese Diagnosevorrichtung ermittelt, ob die Brennstoffpumpe 11 und das Meßventil 16 normal arbeiten, und zwar daraus, ob der Brennstoffdruck vor dem im Sekundärbrennstoffkanal P2 angeordneten Meßventil 15 sich zwischen dem Beginn und dem Beendigen des Injizierens von Brennstoff ins Abgassystem 40 nach einem normalen Muster ändert.
  • Die mit einer Diagnosevorrichtung gemäß der fünften Ausführungsform ausgerüstete Maschine 1', die Reduktionsmittelversorgungsvorrichtung (einschließlich Brennstoffversorgungssystem 10) und die Hardwareanordnung der ECU 80 (als Teil der Diagnosevorrichtung) sind im wesentlichen jenen der vierten Ausführungsform gemäß 11 identisch, so daß auf eine erneute Beschreibung verzichtet wird.
  • Das in 13 dargestellte Diagnostikprogramm dient dazu, die Brennstoffinjektionsdüse 17, die Brennstoffpumpe 11 und das Meßventil 16 auf einen Defekt zu untersuchen. Dieses Programm wird mit dem Starten der Maschine initiiert und einem vorbestimmten Zeitzyklus wiederholt.
  • In Schritt S601 wird der Betriebszustand er Maschine 1' ermittelt, um festzustellen, ob das Meßventils 16 zum Injizieren von Brennstoff ins Abgassystem 40 angesteuert werden muß. Schritt S601 ist im wesentlichen identisch Schritt S101 gemäß 2.
  • In Schritt S602 wird ermittelt, ob das Diagnostizieren der Brennstoffinjektionsdüse 17, der Brennstoffpumpe 11 und des Meßventils 16 statthaft ist. Bei einer positiven Antwort (JA) geht der Ablauf zu Schritt S603, bei einer negativen Antwort (NEIN) wird dieser Programmzyklus beendet.
  • Auch bei der fünften Ausführungsform wird von der ECU 80 ein dem Steuerprogramm gemäß 2 für die erste Ausführungsform fast identisches Brennstoffinjektionssteuerprogramm durchgeführt. Das Injizieren von Brennstoff (Schritt 5103 gemäß 2) und das Diagnostizieren nach dem in 13 dargestellten Diagnostikprogramm werden selektiv oder sich gegenseitig ausschließend durchgeführt. Das heißt, daß beim Injizieren von Brennstoff gemäß dem Injektionssteuerprogramm in Schritt S602 eine negative Antwort (NEIN) gegeben und somit ein Diagnostizieren in Schritt S603 und den Folgeschritten gemäß 13 nicht gestattet wird. Dagegen wird bei einer positiven Antwort (JA) in Schritt S602 und somit Durchführung des Schritts S603 und der Folgeschritte in Schritt S102 gemäß 2 eine negative Antwort (NEIN) erhalten und demzufolge während des Diagnostizierens gemäß dem in 13 dargestellten Diagnostikprogramm das Injizieren von Brennstoff nicht gestattet.
  • In Schritt S603 wird das Meßventil mit elektrischem Strom einer bestimmten Kommandogröße gespeist, um dieses zu öffnen und Brennstoff ins Abgassystem 40 zu injizieren. Auf der Grundlage des vom Brennstoffdruck-Sensor 71' zwischen Beginn und Beendigung des Brennstoffinjizierens gesendeten Ausgangssignals wird von der ECU 80 der Brennstoffdruck Pg hinter dem Meßventil 16 im Sekundärbrennstoffkanal P2 kontinuierlich aufgezeichnet und überwacht. In Schritt S604 wird ermittelt, ob (1) über die Gesamtdauer des Injizierens von Brennstoff ins Abgassystem 40 der Brennstoffdruck Pg hinter dem Meßventils 16 im Sekundärbrennstoffkanal P2 nicht niedriger als der Grenzwert Pgo (über welchem die Brennstoffin jektionsdüse 17 sich öffnet) ist und (2) nach Beendigung des Injizierens von Brennstoff der Brennstoffdruck Pg hinter dem Meßventil 16 den Grenzwert Pgo unterschritten hat. Wenn beide Bedingungen (1) und (2) erfüllt sind, geht der Ablauf zu Schritt S605 über, in welchem die Brennstoffinjektionsdüse 17, die Brennstoffpumpe 11 und das Meßventil 16 als normal arbeitend angesehen werden, so daß dieser Programmzyklus beendet wird.
  • Wenn eine der beiden Bedingungen (1) und (2) nicht erfüllt ist, wird in Schritt S604 eine negative Antwort (NEIN) erhalten, so daß der Ablauf zu Schritt S606 übergeht, in welchem die ECU 80 ermittelt, ob in diesem Zyklus die Zeitdauer τ des Injizierens von Brennstoff (die durch den elektrischen Strom bewirkte Öffnungsdauer des Meßventils 16) länger ist als die vorbestimmte Obergrenze E. Wenn in Schritt S606 eine positive Antwort (JA) gegeben wird, geht der Ablauf zu Schritt S607 über, in welchem die ECU 80 die Brennstoffinjektionsdüse 17 als verstopft ansieht, so daß dieser Zyklus beendet wird.
  • Wenn in Schritt S606 eine negative Antwort (NEIN) gegeben wird, geht der Ablauf zu Schritt S608 über, um der Zeitdauer τ des Brennstoffinjizierens gemäß Schritt S603 bei diesem Zyklus eine vorbestimmte Größe c zuzuschlagen. Die Summe (τ + c) ist die Zeitdauer, über welche im nächsten Zyklus dieses Diagnostikprogramms das Meßventil 16 geöffnet bleibt, um Brennstoff ins Abgassystem zu injizieren.
  • Anzumerken ist, daß Schritt S608 entsprechend modifiziert werden kann, und zwar dahingehend, daß der Öffnungsgrad des Meßventils 16 vergrößert wird, anstatt die Zeitdauer τ zu verlängern, um im nächsten Zyklus den Druck des der Brennstoffinjektionsdüse 17 zuzuführenden Brennstoffs zu erhöhen.
  • Eine negative Antwort (NEIN) in Schritt S604 weist stark eine Verstopfung der Brennstoffinjektionsdüse 17-durch Fremdstoffe hin. Wenn die Zeitdauer τ die Obergrenze E nicht überschreitet, wird die Brennstoffinjektionsdüse 17 nicht sofort als verstopft angesehen. Mit anderen Worten, bei einer negativen Antwort (NEIN) in Schritt S606 wird in Schritt S608 des nächsten Zyklus die Zeitdauer τ verlängert, um zu versuchen, die als verstopft angesehene oder zu verstopfen drohende Brennstoffinjektionsdüse 17 von Fremdstoffen zu befreien. Wenn nach Verlängerung von τ über die Obergrenze E hinaus die Verstopfung nicht beseitigt werden kann, wird in Schritt S607 bei einer positiven Antwort (JA) in Schritt S606 die Brennstoffinjektionsdüse entgültig als verstopft diagnostiziert.
  • Diese Diagnosevorrichtung gewährleistet bei Durchführung des beschriebenen Diagnostikprogramms exaktes und effizientes Diagnostizieren der Brennstoffinjektionsdüsen 17, des Meßventils 16 und der Brennstoffpumpe 11.
  • Diese Diagnosevorrichtung gewährleistet auch eine frühzeitige Behandlung zur Beseitigung eines funktionellen Defekts (Verstopfung) der Brennstoffinjektionsdüse 17, wenn die Beseitigung als möglich angesehen wird und erfolgt, so lange die Düse als regenerierbar ist. Mit anderen Worten, mit dieser Diagnosevorrichtung wird der Maschine 1' die Möglichkeit einer Selbsthilfe gegeben.
  • Die Diagnosevorrichtungen der beschriebenen Ausführungsformen können auch mit entsprechenden Warnanzeigen für die zu diagnostizierende Komponenten des Brennstoffversorgungssystems 10 ausgestattet werden, welche bei Erfassung eines Defekts den Betreiber der Maschine 1 oder 1' auf diesen hin weisen. So wird bei einer als defekt angesehenen Komponente zum Beispiel eine Warnlampe zum Blinken gebracht.
  • Bei den dargestellten Ausführungsformen wird die vor dem Injizieren von Brennstoff ins Abgassystem 40 vom Abgastemperatur-Sensor 74 hinter dem Katalysatorgehäuse 42 erfaßte Abgastemperatur Tex als einer der den Betriebszustand der Maschine 1 (1') definierenden Parameter von der ECU 80 empfangen und verarbeitet. Ein solcher Abgastemperatur-Sensor kann auch vor dem Katalysatorgehäuse 42 oder im Abgaskanal jedes Zylinders 20 angeordnet werden, um die Abgastemperatur im Abgassystem 40 zu erfassen. Anstatt der Abgastemperatur Tex kann auch die unter Verwendung anderer Parameter wie der Drehzahl Ne der Maschine 1 (1'), des Beschleunigungspedalwegs Acc usw. geschätzte Temperatur im Abgassystem 40 (im Abgaskanal jede Brennkammer 20 oder im Abschnitt vor oder hinter dem Katalysatorgehäuse 42) herangezogen werden.
  • Der bei den beschriebenen Ausführungsformen zum Betreiben der Dieselmaschine verwendete Brennstoff (Diesel- oder Leichtöl) dient auch als Reduktionsmittel, welches zum Reduzieren des im erzeugten Abgas vorhandenen NOx ins Abgassystem der Maschine injiziert wird. Es können aber auch Benzin, Kerosin oder andere Reduktionsmittel zum Reduzieren von NOx verwendet werden.
  • Ob wohl bei den beschriebenen Ausführungsformen als NOx-Katalysator 41 ein Speicher-Reduzier-Katalysator verwendet wird, kann anstatt diesem auch ein sogenannter Selektivreduzierkatalysator verwendet werden. Die Diagnosevorrichtung gemäß dem Prinzip dieser Erfindung ist für eine Reduktionsmittelversorgungsvorrichtung einer Abgasreinigungseinheit verwendbar, deren Katalysator das im Abgas einer Brennkraftmaschine mit Innenverbrennung vorhandene NOx beseitigen kann, wobei die Effizienz der NOx-Reduktion durch den Katalysator mit dem Gehalt an Reduktionsmittelkomponenten oder dem Gehalt an einer anderen auf den Reduktionsmittelgehalt bezogenen Komponente (z.B. Sauerstoffkonzentration) im Abgas variiert, wobei die gleichen oder fast die gleichen Vorteile wie mit den beschriebenen Ausführungsformen erzielt werden.
  • Bei der mit einer Diagnosevorrichtung gemäß einer der beschriebenen Ausführungsformen ausgerüsteten Maschine 1 (1') wird die an einen Brennstoffbehälter und einen Verteiler 12 angeschlossene Brennstoffpumpe 11 auch von der Reduktionsmittelversorgungsvorrichtung genutzt, um einen Teil des von dieser geförderten Brennstoffs als reduktionsmittel ins Abgassystem 40 zu injizieren. Die Reduktionsmittelversorgungsvorrichtung kann aber mit einer an einen geeigneten Behälter angeschlossenen separaten Einheit ausgerüstet werden, welche unabhängig von der Pumpe zum Versorgen der Maschine mit Brennstoff betrieben wird, um Brennstoff als Reduktionsmittel zuzuführen.
  • Bei der von einer Diagnosevorrichtung gemäß einer der beschriebenen Ausführungsformen zu diagnostizierenden Reduktionsmittelversorgungsvorrichtung wird das Öffnen und Schließen der Brennstoffinjektionsdüse durch Ansteuern des Meßventils 16 bewirkt, um den Druck des durch den Sekundärbrennstoffkanal P2 der Brennstoffinjektionsdüse 17 zuzuführenden Brennstoffs zu regeln. Die Reduktionsmittelversorgungsvorrichtung kann mit einem elektromagnetisch betätigtem Brennstoffinjektionsventil in Form des Brennstoffeinspritzventils 13 ausgerüstet werden, welches von der ECU 80 durch Steuerung des Speisestroms direkt geöffnet und geschlossen wird.
  • Die beschriebenen Ausführungsformen werden für die Reduktionsmittelversorgungsvorrichtung einer Brennkraftmaschine mit Innenverbrennung in Form der Dieselmaschine 1 (1') mit vier hintereinander angeordneten Zylindern verwendet. Das Prinzip der vorliegenden Erfindung ist aber auch auf die Reduktionsmittelversorgungsvorrichtung einer mit einem mageren Luft/ Brennstoff-Gemisch betriebenen Benzinmaschine übertragbar. Die mit einer Reduktionsmittelversorgungsvorrichtung ausgerüstete Maschine muß nicht unbedingt eine Vierzylinder-Maschine sein.
  • Die auf dem Prinzip dieser Erfindung beruhende Diagnosevorrichtung dient zum Diagnostizieren einer Reduktionsmittelversorgungsvorrichtung in Abhängigkeit davon, ob nach dem Injizieren von Brennstoff ins Abgassystem der Maschine der tatsächliche Abgaszustand von einem Normal- oder Sollwert abweicht. Diese Diagnosevorrichtung gewährleistet äußerst zuverlässiges Diagnostizieren der Reduktionsmittelversorgungsvorrichtung und ermöglicht relativ frühzeitiges Erkennen eines Defekts an dieser, welcher eine entsprechende Behandlung des Reduktionskatalysators zur Wiederherstellung seines Reduktionsvermögens und seiner Reduktionseffizienz verhindert, und eine sofortige Behebung dieses Defekts.
  • Die von der Diagnosevorrichtung gemäß dieser Erfindung zu diagnostizierende Reduktionsmittelversorgungsvorrichtung versorgt den im Abgassystem einer Brennkraftmaschine mit Innenverbrennung angeordneten Reduktionskatalysator mit einem Reduktionsmittel. Die Diagnosevorrichtung gemäß dieser Erfindung gewährleistet exaktes Lokalisieren eines Defekts der Reduktionsmittelversorgungsvorrichtung und ermöglicht umgehend die Beseitigung eines Defekts zwecks Regenerierung des Reduktionskatalysators.
  • Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wurden in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen beschrieben, je doch ist die Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt, so daß von Experten auf diesem Gebiet erkennbare mögliche Modifikationen und Veränderungen als zum Geltungsbereich der beiliegenden Ansprüche gehörend anzusehen sind. So können auch andere geeignete Elementkombinationen und – konfigurationen als die in Ausführungsformen dargestellten verwendet werden, ohne durch solche vom Inhalt der Erfindung abzuweichen.

Claims (14)

  1. Diagnosevorrichtung zum Diagnostizieren einer Reduktionsmittelversorgungsvorrichtung (10), welche zum Injizieren eines Reduktionsmittels in das Abgassystem (40) einer Brennkraftmaschine mit Innenverbrennung (1, 1') verwendet wird und zu welcher mehrere Einheiten gehören, (a) eine Reduktionsmittelinjektionseinheit (17) zum Injizieren des Reduktionsmittels in das Abgassystem vor dem in diesem angeordneten Reduktionskatalysator (41), (b) eine Injektionsmengebestimmungseinheit (80) zum Bestimmen der Menge (Q) des in das Abgassystem (40) zu injizierenden Reduktionsmittels, um den tatsächlichen Zustand des aus der Brennkraftmaschine mit Innenverbrennung emittierten Abgases auf den Sollzustand zu bringen, (c) eine Steuereinheit (16, 80) zum Steuern der Reduktionsmittelinjektionseinheit (17) zwecks Injizierens der von der Injektionsmengebestimmungseinheit bestimmten Reduktionsmittelmenge (Q) in das Abgassystem, (d) ein Reduktionsmittelkanal (P2) zum Zuführen des Reduktionsmittels zur Reduktionsmittelinjektionseinheit (17) und (e) eine Reduktionsmittelzuführeinheit (11) zum Zuführen des Reduktionsmittels unter Druck durch den Reduktionsmittelkanal (P2) zur Reduktionsmittelinjektionseinheit (17), wobei die Diagnosevorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß diese drei Einheiten aufweist, eine Emissionszustanderfassungseinheit (73, 73', 80) zum Erfassen des tatsächlichen Zustandes des emittierten Abgases, eine Druckerfassungseinheit (71, 71') zum Erfassen des Drucks (Pg) des der Reduktionsmittelinjektionseinheit (17) durch den Reduktionsmittelkanal (P2) zugeführten Reduktionsmittels und eine Diagnoseeinheit zum Diagnostizieren der Reduktionsmittelversorgungsvorrichtung durch Vergleichen des von der Druckerfassungseinheit (71, 71') erfaßten Drucks (Pg) und des von der Abgasemissionszustanderfassungseinheit (73, 73`) erfaßten tatsächlichen Zustandes des emittierten Abgases nach dem Injizieren des Reduktionsmittels von der Reduktionsmittelinjektionseinheit (17) in das Abgassystem mit den Sollwerten.
  2. Diagnosevorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgasemissionszustanderfassungseinheit (71, 71', 80) mehrere Parameter erfaßt, den durch Injizieren des Reduktionsmittels in das Abgassystem erreichten Minimalwert der Sauerstoffkonzentrationsverringerung des emittierten Abgases, die Änderungsrate der Sauerstoffkonzentration während des Injizierens des Reduktionsmittels in das Abgassystem, den durch Injizieren des Reduktionsmittels in das Abgassystem erreichten Maximalwert der Sauerstoffkonzentrationserhöhung des emittierten Abgases oder/und die Konzentrationsänderungsrate der Reduktionsmittelkomponenten während des Injizierens des Reduktionsmittels in das Abgassystem.
  3. Diagnosevorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Diagnoseeinheit (80) die Reduktionsmittelversorgungsvorrichtung auf der Grundlage der Druckverringerung des Reduktionsmittels im Reduktionsmittelkanal (P2) als Ergebnis des von der Reduktionsmittelinjektionseinheit (17) durchgeführten Injizierens des Reduktionsmittels in das Abgassystem diagnostiziert.
  4. Diagnosevorrichtung gemäß Anspruch 3, wobei zur Reduktionsmittelversorgungsvorrichtung (10) außerdem ein Abschaltventil (14) gehört, welches im geöffneten Zustand der Zuführeinheit (11) das Zuführen des Reduktionsmittels unter Druck zur Reduktionsmittelinjektionseinheit (17) ermöglicht und im geschlossenen Zustand die Zuführung des Reduktionsmittels zur Reduktionsmittelinjektionseinheit unterbindet, wobei die Injektionsmengebestimmungseinheit (80) die Menge (Q) des in das Abgassystem (40) zu injizierenden Reduktionsmittels auf der Grundlage des von der Druckerfassungseinheit (71, 71') erfaßten Drucks (Pg) bestimmt und die Diagnosevorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß die Diagnoseeinheit die Druckerfassungseinheit (71, 71') auf der Grundlage der Differenz zwischen dem beim Injizieren des Reduktionsmittels von der Reduktionsmittelinjektionseinheit (17) in das Abgassystem bei geöffnetem Abschaltventil (14) im Reduktionsmittelkanal (P2) herrschenden Druck und dem beim Injizieren des Reduktionsmittels von der Reduktionsmittelinjektionseinheit (17) in das Abgassystem bei geschlossenem Abschaltventil (14) im Reduktionsmittelkanal (P2) herrschenden Druck diagnostiziert und in der Lage ist, einen Defekt der Druckerfassungseinheit von Defekten anderer Einheiten (11, 16, 17) der Reduktionsmittelversorgungsvorrichtung (10) zu unterscheiden.
  5. Diagnosevorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1–3, wobei die Injektionsmengebestimmungseinheit (80) die Menge (Q) des in das Abgassystem zu injizierenden Reduktionsmittels auf der Grundlage des von der Druckerfassungseinheit (71, 71') erfaßten Drucks (Pg) bestimmt und die Diagnosevorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß die Diagnoseeinheit in der Lage ist, zwischen einem Defekt der Druckerfassungseinheit (71, 71') und Defekten anderer Einheiten (11, 16, 17) der Reduktionsmittelversorgungsvorrichtung (10) zu unterscheiden und aus diesen Unterschieden eine defekte Druckerfassungseinheit (71, 71') zu diagnostizieren.
  6. Diagnosevorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, daß die Diagnoseeinheit in der Lage ist, zwischen einem Defekt der Steuereinheit (16) und Defekten anderer Einheiten (11, 17, 71, 71') der Reduktionsmittelversorgungsvorrichtung (10) zu unterscheiden und aus diesen Unterschieden eine defekte Steuereinheit zu diagnostizieren.
  7. Diagnosevorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, daß die Diagnoseeinheit in der Lage ist, zwischen einem Defekt der Reduktionsmittelzuführeinheit (11) und Defekten anderer Einheiten (16, 17, 71, 71') der Reduktionsmittelversorgungsvorrichtung (10) zu unterscheiden und aus diesen Unterschieden eine defekte Reduktionsmittelzuführeinheit zu diagnostizieren.
  8. Diagnosevorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, daß die Diagnoseeinheit in der Lage ist, zwischen einem Defekt der Reduktionsmittelinjektionseinheit (17) und Defekten anderer Einheiten (11, 16, 71, 71') der Reduktionsmittelversorgungsvorrichtung (10) zu unterscheiden und aus den Unterschieden eine defekte Reduktionsmittelinjektionseinheit zu diagnostizieren.
  9. Diagnosevorrichtung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß diese außerdem eine Behandlungseinheit (80) aufweist, welche zum Beseitigen eines von der Diagnoseeinheit an der Reduktionsmittelinjektionseinheit (17) ermittelten Defekts (S507, S508d, S606, S608) zugeschaltet wird.
  10. Diagnosevorrichtung gemäß Anspruch 9, wobei zur Reduktionsmittelinjektionseinheit eine Düse (17) zum Injizieren des Reduktionsmittels in das Abgassystem (40) gehört und die Diagnosevorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß die Behandlungseinheit (80) zugeschaltet wird, wenn die Diagnoseeinheit (80) eine Verstopfung der Düse durch Fremdstoffe ermittelt, um diese aus der Düse zu entfernen.
  11. Diagnosevorrichtung gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlungseinheit (80) die Menge des durch die Düse in das Abgassystem zu injizierenden Reduktionsmittels allmählich erhöht, nachdem von der Diagnoseeinheit eine Verstopfung der Düse durch Fremdstoffe ermittelt wurde.
  12. Verfahren zum Diagnostizieren einer Reduktionsmittelversorgungsvorrichtung (10), welche zum Injizieren eines Reduktionsmittels in das Abgassystem (40) einer Brennkraftmaschine mit Innenverbrennung (1, 1') verwendet wird, gekennzeichnet durch die Schritte Erfassen des tatsächlichen Zustandes des aus der Brennkraftmaschine mit Innenverbrennung ausgestoßenen Abgases nach dem Auslösen des Injizierens des Reduktionsmittels in das Abgassystem (40) und Diagnostizieren der Reduktionsmittelversorgungsvorrichtung durch Vergleichen der erfaßten Druckverringerung des Reduk tionsmittels im Reduktionsmittelzuführkanal (P2) und des erfaßten tatsächlichen Abgaszustandes mit den Sollwerten bei normaler Arbeitsweise dieser Vorrichtung.
  13. Verfahren gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Erfassens des tatsächlichen Abgaszustandes das Erfassen der durch Injizieren des Reduktionsmittels in das Abgassystem auf den Minimalwert verringerten Sauerstoffkonzentration im Abgas, der Änderungsrate der Sauerstoffkonzentration während des Injizierens des Reduktionsmittels in das Abgassystem, der durch Injizieren des Reduktionsmittels in das Abgassystem auf den Maximalwert erhöhten Konzentration der Reduktionskomponenten im Abgas oder/und der Änderungsrate der Reduktionskomponentenkonzentration während des Injizierens des Reduktionsmittels in das Abgassystem aufweist.
  14. Verfahren gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Diagnostizierens der Reduktionsmittelversorgungsvorrichtung (10) das Erfassen einer Verstopfung der zum Injizieren des Reduktionsmittels in das Abgassystem (40) dienenden Düse (17) mit Fremdstoffen aufweist und das Verfahren außerdem den Schritt einer allmählichen Erhöhung der Menge des durch die Düse (17) in das Abgassystem zu injizierenden Reduktionsmittels zum Beheben einer ermittelten Verstopfung der Düse durch Beseitigen der in dieser abgelagerten Fremdstoffe aufweist.
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