DE102006013293A1

DE102006013293A1 - Verfahren zur Diagnose einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE102006013293A1
Application number: DE102006013293A
Authority: DE
Inventors: Carsten Bork
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2006-03-23
Filing date: 2006-03-23
Publication date: 2007-09-27
Anticipated expiration: 2026-03-24
Also published as: DE102006013293B4; US20070234709A1

Abstract

Es werden ein Verfahren zur Druckdiagnose in einem Reagenzmittel-Dosiersystem (30), welches ein Reagenzmittel in einen Abgasbereich (13) einer Brennkraftmaschine (10) stromaufwärts vor wenigstens einer Abgasbehandlungsvorrichtung (17, 18) einbringt, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens vorgeschlagen. Der zwischen einem Dosierventil (DDV) und einem stromabwärts nach dem Dosierventil (DDV) angeordneten Sicherheitsventil (FCV) auftretende Reagenzmitteldruck (p) wird während unterschiedlichen Betriebszuständen des Dosierventils (DDV) und/oder des Sicherheitsventils (FCV) gemessen und mit wenigstens einem Schwellenwert (p_Lu, p_Abg, P_HCIV, P_Q) verglichen. Bei einer Schwellenüberschreitung wird ein Fehlersignal (F) bereitgestellt. Die erfindungsgemäße Vorgehensweise ermöglicht eine Leck-Diagnose des Reagenzmittel-Dosiersystems (30). Weiterhin ermöglicht die erfindungsgemäße Vorgehensweise eine Diagnose des Dosierventils (DDV) und/oder des Sicherheitsventils (FCV) und/oder des Rückschlagventils (HCIV). Die erfindungsgemäße Vorgehensweise trägt insgesamt zur Erhöhung der Sicherheit bei, insbesondere wenn das Reagenzmittel brennbar ist.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Diagnose einer Abgasbehandlungsvorrichtung und von einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Gattung der unabhängigen Ansprüche.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind auch ein Computerprogramm sowie ein Computerprogrammprodukt.

In der DE 10 2004 018 221 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung beschrieben, bei denen ein unter Druck stehendes Reagenzmittel in das Abgas einer Brennkraftmaschine vor einen SCR-Katalysator eingesprüht wird. Der Reagenzmitteldruck wird in Abhängigkeit von einer Kenngröße auf einen vorgegebenen Reagenzmittel-Solldruck festgelegt. Als Kenngröße kann eine Betriebsgröße der Brennkraftmaschine und/oder eine Kenngröße des Abgases der Brennkraftmaschine herangezogen werden. Der vorgegebene Reagenzmittel-Solldruck wird im Rahmen einer Regelung geregelt, bei welcher der Reagenzmittel-Istdruck von einem Reagenzmittel-Drucksensor erfasst wird. Dem Reagenzmittel kann Druckluft zugemischt werden. Der Druckluftdruck kann ebenfalls in Abhängigkeit von einer Kenngröße im Rahmen einer Regelung auf einen vorgegebenen Druckluftdruck-Sollwert geregelt werden, wobei der Druckluft-Istdruck von einem Druckluft-Drucksensor erfasst wird. Ein Defekt wenigstens eines der Drucksensoren kann zu einer verminderten Leistungsfähigkeit des SCR- Katalysators führen mit der Folge, dass ungereinigtes Abgas in die Umgebung gelangen kann.

In der DE 10 2004 044 506 A1 (nicht vorveröffentlicht) sind ein gattungsgemäßes Verfahren und eine gattungsgemäße Vorrichtung beschrieben, bei denen ebenfalls ein unter Druck stehendes Reagenzmittel in das Abgas einer Brennkraftmaschine vor einen SCR-Katalysator eingesprüht wird. Die Druckluft wird über ein Rückschlagventil geführt, das einen Öffnungsdruck aufweist. Vorgesehen ist eine Diagnose des Druckluftdrucks, die zu einem Startzeitpunkt mit dem Schließen eines Druckluftregelventils beginnt. Wenigstens zu einem zweiten Zeitpunkt wird überprüft, ob der Druckluftdruck mindestens einem unteren Schwellenwert entspricht, der wenigstens näherungsweise dem zum Umgebungs-Luftdruck addierten Öffnungsdruck des Rückschlagventils entspricht. Ein Fehlersignal wird bereitgestellt, wenn die Bedingung nicht erfüllt ist.

In der DE 10 2004 061 247 A1 (nicht vorveröffentlicht) sind ein gattungsgemäßes Verfahren und eine gattungsgemäße Vorrichtung beschrieben, bei denen ein Reagenzmittel stromaufwärts vor eine Abgasbehandlungsvorrichtung in den Abgasbereich eingebracht wird. Der Reagenzmitteldruck, der in einem Reagenzmittelpfad zwischen einem Reagenzmittel-Sicherheitsventil und einem Reagenzmittel-Dosierventil liegt, wird während unterschiedlichen Zuständen des Reagenzmittel-Sicherheitsventils und/oder des Reagenzmittel-Dosierventils erfasst und jeweils mit wenigstens einem Schwellenwert verglichen. Bei einer Schwellenüberschreitung wird ein Fehlersignal bereitgestellt. Die bekannte Vorgehensweise bietet eine hohe Sicherheit, die insbesondere gewährleistet sein muss, wenn als Reagenzmittel Kraftstoff vorgesehen ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben einer Abgasbehandlungsvorrichtung einer Brennkraftmaschine, in deren Abgasbereich eine Abgasbehandlungsvorrichtung angeordnet ist und bei dem ein Reagenzmittel stromaufwärts vor der Abgasbehandlungsvorrichtung in den Abgasbereich eingebracht wird, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens anzugeben, die eine hohe Sicherheit gewährleisten.

Die Aufgabe wird durch die in den unabhängigen Ansprüchen angegebenen Merkmale jeweils gelöst.

Offenbarung der Erfindung

Die erfindungsgemäße Vorgehensweise mit den Merkmalen des unabhängigen Verfahrensanspruchs weist den Vorteil auf, das mit der dadurch realisierbaren Diagnose die Sicherheit bei der Einbringung des Reagenzmittels in den Abgasbereich einer Brennkraftmaschine erhöht ist. Insbesondere vermindert sich die Betriebsgefahr erheblich, wenn als Reagenzmittel brennbares Material, beispielsweise Kraftstoff vorgesehen ist.

Aufgrund einer gezielten Ansteuerung eines Dosierventils und/oder eines Sicherheitsventils ist nicht nur eine Leck-Diagnose möglich, wobei darüber hinaus der Ort des gegebenenfalls aufgetretenen Lecks eingrenzbar ist, sondern auch eine Diagnose des Dosierventils und/oder des Sicherheitsventils und/oder eines zur Einbringung des Reagenzmittels in den Abgasbereich der Brennkraftmaschine vorgesehenen Rückschlagventils. Es ist daher eine Diagnose möglich, ob wenigstens eines der Ventile im geöffneten oder im geschlossenen Zustand klemmt. Insbesondere ist eine Messung und/oder Diagnose eines Reagenzmittel-Quellendrucks zusätzlich zu den anderen Messungen und Diagnosen mit nur einem Drucksensor möglich.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorgehensweise ergeben sich aus abhängigen Verfahrensansprüchen.

Eine Ausgestaltung sieht eine Überprüfung vor, ob bei geschlossenem Dosierventil und geschlossenem Sicherheitsventil der Reagenzmitteldruck oberhalb des Öffnungsdrucks des Rückschlagventils und unterhalb des Regenzmittel- Quellendrucks liegt. Damit ist eine Diagnose möglich, ob das Sicherheitsventil oder das Dosierventil im offenen Zustand klemmen.

Eine andere Ausgestaltung sieht eine Überprüfung vor, ob nach einem anschließenden Öffnen des Dosierventils der Reagenzmitteldruck wenigstens näherungsweise dem Reagenzmittel-Quellendruck entspricht. Damit ist eine Diagnose möglich, ob das Sicherheitsventil im offenen Zustand oder das Dosierventil im geschlossenen Zustand klemmen.

Eine weitere Ausgestaltung sieht eine Überprüfung vor, ob nach einem anschließenden Schließen des Dosierventils der Reagenzmitteldruck weiterhin wenigstens näherungsweise dem Reagenzmittel-Quellendruck entspricht. Damit ist eine Diagnose möglich, ob das Sicherheitsventil im offenen Zustand klemmt.

Eine Ausgestaltung sieht eine Überprüfung vor, ob nach einem anschließenden Öffnen des Dosierventils der Reagenzmitteldruck wenigstens näherungsweise dem Öffnungsdruck des Rückschlagventils entspricht. Damit ist eine Diagnose möglich, ob das Sicherheitsventil im geschlossenen Zustand oder das Dosierventil im offenen Zustand oder das Rückschlagventil im geschlossenen Zustand klemmen.

Eine Ausgestaltung sieht eine Überprüfung vor, ob bei gleichzeitig geöffnetem Dosierventil und Sicherheitsventil der Reagenzmitteldruck wenigstens näherungsweise dem Öffnungsdruck des Rückschlagventils entspricht. Damit ist eine Diagnose möglich, ob das Sicherheitsventil oder das Dosierventil oder das Rückschlagventil im geschlossenen Zustand klemmen. Weiterhin ist eine Leck-Diagnose der Verbindung zwischen dem Sicherheitsventil und dem Rückschlagventil möglich. Insbesondere kann festgestellt werden, ob die Verbindung abgerissen ist.

Eine Ausgestaltung sieht eine Überprüfung vor, ob nach einem anschließenden Schließen des Dosierventils der Reagenzmitteldruck weiterhin wenigstens näherungsweise dem Öffnungsdruck des Rückschlagventils entspricht. Damit ist eine Diagnose möglich, ob das Sicherheitsventil im geschlossenen Zustand, das Dosierventil im offenen Zustand oder das Rückschlagventil im geschlossenen Zustand klemmen. Weiterhin ist eine Leck-Diagnose der Verbindung zwischen dem Sicherheitsventil und dem Rückschlagventil möglich. Insbesondere kann auch hier festgestellt werden, ob die Verbindung abgerissen ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens betrifft zunächst ein Steuergerät, das zur Durchführung des Verfahrens speziell hergerichtet ist.

Das Steuergerät enthält insbesondere eine Diagnosesteuerung, eine Schwellenwert-Vorgabe sowie einen Vergleicher zum Vergleich des Reagenzmitteldrucks mit wenigstens einem Schwellenwert.

Das Steuergerät enthält vorzugsweise wenigstens einen elektrischen Speicher, in welchem die Verfahrensschritte als Computerprogramm abgelegt sind.

Das erfindungsgemäße Computerprogramm sieht vor, dass alle Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgeführt werden, wenn es auf einem Computer abläuft.

Das erfindungsgemäße Computerprogrammprodukt mit einem auf einem maschinenlesbaren Träger gespeicherten Programmcode führt das erfindungsgemäße Verfahren aus, wenn das Programm auf einem Computer oder in einem Steuergerät ausgeführt wird.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Es zeigen
1 ein technisches Umfeld, in welchem ein erfindungsgemäßes Verfahren abläuft,
2a ein Dosierventil-Ansteuersignal in Abhängigkeit von der Zeit,
2b ein Sicherheitsventil-Ansteuersignal in Abhängigkeit von der Zeit und
3a ein gemessenes Drucksignal in Abhängigkeit von der Zeit.
1 zeigt eine Brennkraftmaschine 10, in deren Ansaugbereich 11 eine Lufterfassung 12 und in deren Abgasbereich 13 ein Abgas-Temperatursensor 14, ein Abgas-Drucksensor 15, ein Rückschlagventil HCIV sowie eine erste und zweite Abgasbehandlungsvorrichtung 17, 18 angeordnet sind.
Im Abgasbereich 13 treten eine Abgastemperatur te_Abg sowie ein Abgasdruck p_Abg auf.
Die Lufterfassung 12 stellt einem Steuergerät 20 ein Luftsignal ms_L, die Brennkraftmaschine 10 eine Drehzahl n, der Abgas-Temperatursensor 14 ein Abgastemperatur-Messsignal te_Abg_Mess und der Abgas-Drucksensor 14 ein Abgasdruck-Messsignal p_Abg_Mess zur Verfügung.
Das Steuergerät 20 stellt einer Kraftstoff-Zumessvorrichtung 21 ein Kraftstoffsignal m_K zur Verfügung.
In einem Reagenzmittel-Dosiersystem 30 wird ein Reagenzmittel von einer Pumpe 31 auf einen vorgegebenen Quellendruck P_Q gebracht. Die Pumpe 31 wird von einem Pumpen-Ansteuersignal 32 angesteuert, das eine im Steuergerät 20 angeordnete Dosiersteuerung 33 bereitstellt.
Das Reagenzmittel gelangt an ein Dosierventil DDV, das von einem Dosierventil-Ansteuersignal s_DDV angesteuert wird, welches die Dosiersteuerung 33 bereitstellt. Stromabwärts nach dem Dosierventil DDV ist ein Sicherheitsventil FCV angeordnet, das von einem Sicherheitsventil-Ansteuersignal s_FCV angesteuert wird, welches ebenfalls die Dosiersteuerung 33 bereitstellt. Das Sicherheitsventil FCV ist mit dem Rückschlagventil HCIV verbunden.
Zwischen dem Dosierventil DDV und dem Sicherheitsventil FCV ist ein Reagenzmittel-Drucksensor 40 angeordnet, der den Reagenzmitteldruck p erfasst und als Reagenzmitteldruck-Messsignal p_Mess einem Vergleicher 41 zur Verfügung stellt.
Dem Vergleicher 41 ist eine Schwellenwert-Vorgabe 42 zugeordnet, die von einer Diagnosesteuerung 43 mit einem Schwellenwert-Auswahlsignal 44 angesteuert wird.
Als Schwellenwerte stehen der Umgebungs-Luftdruck p_Lu, der Abgasdruck p_Abg, ein Öffnungsdruck P_HCIV des Rückschlagventils HCIV sowie der Quellendruck P_Q zur Verfügung.
Die Diagnosesteuerung 43 stellt der Dosiersteuerung 33 ein Diagnosesignal 45 zur Verfügung. Der Dosiersteuerung 33 wird weiterhin ein Dosiersignal 46 zugeführt.
Das Steuergerät 20 enthält eine Kraftstoffsignal-Festlegung 50, welcher das Luftsignal ms_L, die Drehzahl n sowie ein Drehmoment-Sollwert Md_Soll zur Verfügung gestellt werden und welche das Kraftstoffsignal m_K bereitstellt.
Das Steuergerät 20 enthält weiterhin ein Abgasdruck-Modell 51, welchem das Kraftstoffsignal m_K, die Drehzahl n sowie die Abgastemperatur te_Abg zur Verfügung gestellt werden und welches einen berechneten Abgasdruck p_Abg_Mod bereitstellt.
Die Schwellenwert-Vorgabe 42 stellt dem Vergleicher 41 ein Schwellenwertsignal 60 zur Verfügung. Der Vergleicher 41 stellt ein Fehlersignal F bereit.
2a zeigt das Dosierventil-Ansteuersignal s_DDV in Abhängigkeit von der Zeit t. Zwischen einem ersten und zweiten Zeitpunkt ti1, ti2, zwischen einem dritten und fünften Zeitpunkt ti3, ti5 und ab einem sechsten Zeitpunkt ti6 ist das Dosierventil DDV geschlossen. Zwischen dem zweiten und dritten Zeitpunkt ti2, ti3 sowie zwischen dem fünften und sechsten Zeitpunkt ti5, ti6 ist das Dosierventil DDV zumindest teilweise geöffnet.
2b zeigt das Sicherheitsventil-Ansteuersignal s_FCV in Abhängigkeit von der Zeit t. Zwischen dem ersten und einem vierten Zeitpunkt ti1, ti4 und ab einem siebten Zeitpunkt ti7 ist das Sicherheitsventil FCV geschlossen. Zwischen dem vierten Zeitpunkt ti4 und dem siebten Zeitpunkt ti7 ist das Sicherheitsventil FCV geöffnet.
2c zeigt den Reagenzmitteldruck p in Abhängigkeit von der Zeit t. Eingetragen sind der Umgebungs-Luftdruck p_Lu, der Abgasdruck p_Abg, der Öffnungsdruck P_HCIV des Rückschlagventils HCIV sowie der Quellendruck P_Q.
Der Reagenzmitteldruck p liegt zwischen dem ersten und zweiten Zeitpunkt ti1, ti2 zwischen dem Öffnungsdruck P_HCIV und dem Quellendruck P_Q. Zwischen dem zweiten und vierten Zeitpunkt ti2, ti4 liegt der Quellendruck P_Q vor. Ab dem vierten Zeitpunkt ti4 tritt der Öffnungsdruck P_HCIV des Rückschlagventils HCIV auf.
Erfindungsgemäß wird folgendermaßen vorgegangen:
Das Abgas der Brennkraftmaschine 10 enthält unerwünschte Bestandteile wie beispielsweise Stickoxide und Partikel. Die Abgasbehandlungsvorrichtungen 17, 18 haben die Aufgaben, die unerwünschten Abgas-Bestandteile soweit wie möglich zu beseitigen.
Die erste Abgasbehandlungsvorrichtung 17 ist beispielsweise als Katalysator und/oder NOx-Speicherkatalysator und/oder SCR-Katalysator und/oder Oxidations-Katalysator ausgestaltet.
Die zweite Abgasbehandlungsvorrichtung 18 ist beispielsweise als Partikelfilter ausgestaltet.
Zumindest eine Abgasbehandlungsvorrichtung 17, 18 kann zumindest in bestimmten Betriebszuständen eine Mindesttemperatur benötigen. Beispielsweise verläuft eine Reaktion an einer katalytisch wirkenden Oberfläche innerhalb eines bestimmten Temperaturfensters optimal ab. Weiterhin kann eine Mindesttemperatur erforderlich sein, um eine Regeneration insbesondere eines Partikelfilters 18 durchführen zu können. Beispielsweise benötigt ein Partikelfilter zum Starten des Partikel-Abbrands eine Starttemperatur, die zwischen 450–650°C liegen kann. Ein NOx-Speicherkatalysator benötigt eine erhöhte Temperatur während der Regeneration. Insbesondere zur Regeneration von einer Schwefelvergiftung werden stark erhöhte Temperaturen bis 800°C benötigt. Zur Temperaturerhöhung des Abgases kann das Reagenzmittel in den Abgasbereich 13 eingebracht werden, das auf einer katalytisch wirkenden Oberfläche exotherm reagiert.
Zumindest eine der Abgasbehandlungsvorrichtungen 17, 18 kann ein Reagenzmittel zur Unterstützung und/oder zur Durchführung der Abgas-Reinigungsfunktion benötigen. Beispielsweise benötigt ein NOx-Speicherkatalysator ein sauerstoffarmes Abgas zur Durchführung der Regeneration.
Das zur Einbringung des Reagenzmittels in den Abgasbereich 13 vorgesehene Rückschlagventil HCIV kann beispielsweise stromaufwärts vor der ersten Abgasbehandlungseinrichtung 17 angeordnet sein. Alternativ kann das Rückschlagventil HCIV stromabwärts nach der ersten Abgasbehandlungseinrichtung 17 angeordnet sein, um das Reagenzmittel nur der zweiten Abgasbehandlungseinrichtung 18 zur Verfügung zu stellen.
Bei dem Reagenzmittel handelt es sich insbesondere um Kraftstoff, sodass ein separates Mitführen eines Reagenzmittels in einem Kraftfahrzeug entfallen kann. Aufgrund der leichten Entzündbarkeit von Kraftstoff und insbesondere Kraftstoffdampf sind erhöhte Sicherheitsanforderungen zu erfüllen.
Das Reagenzmittel wird von der Pumpe 31 auf den vorgegebenen Quellendruck P_Q gebracht. Die Pumpe 31 kann entfallen, wenn Kraftstoff als Reagenzmittel eingesetzt wird, der aus einem unter Druck stehenden Kraftstoffkreis der Brennkraftmaschine 10 entnommen wird, der eine beispielsweise in einem Kraftstofftank angeordnete Kraftstoffpumpe enthält.
Aus Sicherheitsgründen ist das Sicherheitsventil FCV im Reagenzmittel-Dosiersystem 30 vorgesehen, das vom Sicherheitsventil-Ansteuersignal s_FCV entweder vollständig geöffnet oder geschlossen wird.
Die Durchflussrate des Reagenzmittels kann mit dem stromaufwärts vor dem Sicherheitsventil FCV angeordneten Dosierventil DDV eingestellt werden, welches vom Dosierventil-Ansteuersignal s_DDV angesteuert wird. Vorzugsweise wird das Dosierventil DDV kontinuierlich verstellt, wobei vorzugsweise ein getakteter Betrieb vorgesehen wird, bei welchem das Dosierventil DDV in schneller zeitlicher Folge mit Schaltsignalen beaufschlagt wird. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist das in 2a gezeigte Dosierventil-Ansteuersignal s_DDV zwischen dem zweiten und dritten Zeitpunkt ti2, ti3 sowie zwischen dem fünften und sechsten Zeitpunkt ti5, ti6 vereinfacht dargestellt.
Das zur Einbringung in den Abgasbereich 13 vorgesehene Ventil ist aus Sicherheitsgründen vorzugsweise als Rückschlagventil HCIV realisiert, das den Öffnungsdruck P_HCIV aufweist. Ein weiterer Vorteil ergibt sich dadurch, dass das Rückschlagventil HCIV kostengünstig mit einer hohen Temperaturbeständigkeit hergestellt werden kann, die erforderlich ist, weil das Rückschlagventil HCIV zumindest teilweise den zumindest zeitweise auftretenden hohen Abgastemperaturen ausgesetzt sein kann.
Der Reagenzmittel-Drucksensor 40 erfasst den Reagenzmitteldruck p zwischen dem Dosierventil DDV und dem Sicherheitsventil FCV und stellt mit dem Reagenzmitteldruck-Messsignal p_Mess zumindest ein Maß für den Reagenzmitteldruck p zur Verfügung.
Eine Bewertung des vom Reagenzmittel-Drucksensor 40 bereitgestellten Reagenzmitteldruck-Messsignals p_Mess hinsichtlich des Absolutwerts und/oder der Änderungen ermöglicht zunächst eine Überprüfung, ob im Reagenzmittel-Dosiersystem 30 ein Leck vorliegt. Ein Leck, insbesondere ein Leck, das im Abgasbereich 13 auftritt, kann mit erhöhter Betriebsgefahr verbunden sein, insbesondere, wenn es sich bei dem Reagenzmittel um leicht entflammbares Material wie beispielsweise Kraftstoff handelt. Weiterhin ermöglicht die Druckdiagnose durch die Bewertung des Reagenzmitteldruck-Messsignals p_Mess eine Aussage über die Funktionsfähigkeit des Dosierventils DDV und/oder des Sicherheitsventils FCV und/oder des Rückschlagventils HCIV. In besonders vorteilhafter Weise kann der Quellendruck P_Q gemessen und/oder überprüft werden.
Die Messung des Quellendrucks P_Q ermöglicht einen Eingriff in eine Dosiermengen-Steuerung bzw. -Regelung des Reagenzmittels.
Die Bewertung des Reagenzmitteldruck-Messsignals p_Mess erfolgt im Vergleicher 41 durch Vergleich des Reagenzmitteldruck-Messsignals p_Mess mit wenigstens einem vorgegebenen Schwellenwert p_Lu, p_Abg, P_HCIV, P_Q.
Durch eine spezielle Diagnose-Ansteuerung des Dosierventils DDV und/oder des Sicherheitsventils FCV kann eine gezielte Diagnose durchgeführt werden. Während des normalen Betriebs der wenigstens einen Abgasbehandlungsvorrichtung 17, 18 und einer erforderlichen Dosierung des Reagenzmittels wird die Dosierung in Abhängigkeit vom Dosiersignal 46 durchgeführt, welches der Dosiersteuerung 33 zur Verfügung gestellt wird. Der normale Dosierbetrieb kann mit dem Diagnosesignal 45 unterbrochen werden, welches die Diagnosesteuerung 43 bereitstellt. Mit dem Diagnosesignal 45 kann beispielsweise das Pumpen-Ansteuersignal 32 und/oder das Dosierventil-Ansteuersignal s_DDV und/oder das Sicherheitsventil-Ansteuersignal s_FCV beeinflusst werden.
Gemäß den 2a–2c wird zum ersten Zeitpunkt ti1 zunächst davon ausgegangen, dass keine Dosierung des Reagenzmittels erfolgt, wobei sowohl das Dosierventil DDV als auch das Sicherheitsventil FCV geschlossen sind. Der Abgasdruck p_Abg liegt während des Betriebs der Brennkraftmaschine 10 im Allgemeinen oberhalb des Umgebungs-Luftdrucks p_Lu, der beispielsweise von einem nicht näher gezeigten Drucksensor gemessen wird.
Der Abgasdruck p_Abg kann beispielsweise vom Abgas-Drucksensor 15 gemessen werden, der das Abgasdruck-Messsignal p_Abg_Mess als Maß für den Abgasdruck p_Abg bereitstellt. Alternativ oder zusätzlich, beispielsweise für Diagnosezwecke, kann der Abgasdruck p_Abg mit dem Abgasdruck-Modell 51 berechnet werden, welches den berechneten Abgasdruck p_Abg_Mod zur Verfügung stellt. Der berechnete Abgasdruck p_Abg_Mod kann in einfacher Näherung aus der Drehzahl n und dem Kraftstoffsignal m_K ermittelt werden.
Gegebenenfalls wird die Abgastemperatur te_Abg berücksichtigt, die beispielsweise vom Abgas-Temperatursensor 14 als Abgastemperatur-Messsignal te_Abg_Mess zur Verfügung gestellt wird oder die anhand eines Abgastemperatur-Modells berechnet werden kann. Der Abgasdruck p_Abg liegt bei beispielsweise maximal 500 mbar. Er wird hauptsächlich durch den Gegendruck der Abgasbehandlungsvorrichtungen 17, 18 bestimmt. Sofern eine Abgasbehandlungsvorrichtung 17, 18 insbesondere als Partikelfilter realisiert ist, steigt der Gegendruck mit zunehmendem Beladungszustand.
Zunächst wird davon ausgegangen, dass sowohl das Dosierventil DDV als auch das Sicherheitsventil FCV zwischen dem ersten und zweiten Zeitpunkt ti1, ti2 geschlossen sind. Der zwischen dem ersten und zweiten Zeitpunkt ti1, ti2 auftretende Reagenzmitteldruck p hängt von der Vorgeschichte ab. Im gezeigten Ausführungsbeispiel wird davon ausgegangen, dass der Reagenzmitteldruck p zwischen dem Öffnungsdruck P_HCIV des Rückschlagventils HCIV und dem Quellendruck P_Q liegt. In diesem Fall ist das Reagenzmittel-Dosiersystem 30 in Ordnung. Sofern der Reagenzmitteldruck p unterhalb des Öffnungsdrucks P_HCIV liegt, kann davon ausgegangen werden, dass das Sicherheitsventil FCV im geöffneten Zustand klemmt. Der Öffnungsdruck P_HCIV des Rückschlagventils HCIV liegt bei beispielsweise 4 bar. Der Reagenzmitteldruck p kann unterhalb des Öffnungsdrucks P_HCIV aufgrund von dynamischen Effekten im Reagenzmittel-Dosiersystem 30 absinken. Wenn beispielsweise eine Reagenzmittelwelle das Reagenzmittel-Dosiersystem 30 durchläuft, kann nach dem Schließen des Rückschlagventils HCIV unter gewissen Umständen sogar ein Unterdruck im Reagenzmittel-Dosiersystem 30 bezogen auf den Umgebungs-Luftdruck p_Lu festgestellt werden. Sofern der Reagenzmitteldruck p wenigstens näherungsweise dem Quellendruck P_Q entspricht, der bei beispielsweise 6 bar liegt, klemmt das Dosierventil DDV im geöffneten Zustand.
Zum zweiten Zeitpunkt ti2 wird das Dosierventil DDV geöffnet. Das Sicherheitsventil FCV bleibt geschlossen. Der Reagenzmitteldruck p muss daraufhin dem Quellendruck P_Q entsprechen. Sofern der Reagenzmitteldruck p wenigstens näherungsweise dem Öffnungsdruck P_HCIV des Rückschlagventils HCIV entspricht, klemmt das Sicherheitsventil FCV im geöffneten Zustand. Der sich einstellende Reagenzmitteldruck p hängt vom Volumenstrom des ungewollt dosierten Reagenzmittels ab. Sofern sich der Reagenzmitteldruck p nicht ändert, also zwischen dem Öffnungsdruck P_HCIV und dem Quellendruck P_Q liegt, klemmt das Dosierventil DDV im geschlossenen Zustand.
Ab dem dritten Zeitpunkt ti3 wird das Dosierventil DDV wieder geschlossen. Das Sicherheitsventil FCV bleibt weiterhin geschlossen. Sofern der Reagenzmitteldruck p dem Quellendruck P_Q entspricht, ist das Reagenzmittel-Dosiersystem 30 in Ordnung. Sofern der Reagenzmitteldruck dem Öffnungsdruck P_HCIV des Rückschlagventils HCIV entspricht, klemmt das Sicherheitsventil FCV im geöffneten Zustand.
Zum vierten Zeitpunkt t4 wird das Sicherheitsventil FCV geöffnet. Das Dosierventil DDV bleibt weiterhin geschlossen. Sofern der Reagenzmitteldruck p dem Öffnungsdruck P_HCIV des Rückschlagventils HCIV entspricht, ist das Reagenzmittel-Dosiersystem 30 in Ordnung. Sofern der Reagenzmitteldruck p dem Quellendruck P_Q entspricht, klemmt das Sicherheitsventil FCV im geschlossenen Zustand. Sofern der Reagenzmitteldruck p dem Öffnungsdruck P_HCIV des Rückschlagventils HCIV entspricht, klemmt das Dosierventil DDV im offenen Zustand. Sofern der Reagenzmitteldruck dem Quellendruck P_Q entspricht und sofern das Reagenzmittel-Dosiersystem 30 zuvor gefüllt war, klemmt das Rückschlagventil HCIV im geschlossenen Zustand. Sofern der Reagenzmitteldruck p kleiner ist als der Quellendruck P_Q und sofern das Reagenzmittel-Dosiersystem 30 zuvor geleert war, klemmt ebenfalls das Rückschlagventil HCIV im geschlossenen Zustand.
Zum fünften Zeitpunkt ti5 werden sowohl das Dosierventil DDV im zeitlichen Mittel zumindest teilweise als auch das Sicherheitsventil FCV geöffnet. Dieser Zustand entspricht dem normalen Dosierbetrieb. Sofern der Reagenzmitteldruck p dem Öffnungsdruck P_HCIV wenigstens näherungsweise entspricht, ist das Reagenzmittel-Dosiersystem 30 in Ordnung. Sofern der Reagenzmitteldruck p dem Quellendruck P_Q entspricht, klemmt das Sicherheitsventil FCV im geschlossenen Zustand. Sofern der Reagenzmitteldruck p unterhalb des Öffnungsdrucks P_HCIV des Rückschlagventils HCIV liegt, klemmt das Dosierventil DDV im geschlossenen Zustand. Ein geringerer Druck als der Öffnungsdruck P_HCIV kann – wie bereits beschrieben – durch dynamische Vorgänge im Reagenzmittel-Dosiersystem 30 auftreten. Sofern der Reagenzmitteldruck p zumindest im zeitlichen Mittel zwischen dem Abgasdruck p_Abg und dem Umgebungs-Luftdruck p_Lu liegt, kann davon ausgegangen werden, dass die Verbindung zwischen dem Sicherheitsventil FCV und dem Rückschlagventil HCIV ein Leck hat oder sogar vollständig abgerissen ist. Sofern der Reagenzmitteldruck p dem Quellendruck P_Q entspricht, klemmt das Rückschlagventil HCIV im geschlossenen Zustand.
Zum sechsten Zeitpunkt ti6 wird das Dosierventil DDV geschlossen, während das Sicherheitsventil FCV weiterhin geöffnet bleibt. Sofern der Reagenzmitteldruck p dem Öffnungsdruck P_HCIV des Rückschlagventils HCIV entspricht, ist das Reagenzmittel-Dosiersystem 30 in Ordnung. Sofern der Reagenzmitteldruck p dem Quellendruck P_Q entspricht, klemmt entweder das Sicherheitsventil FCV im geschlossenen Zustand oder das Rückschlagventil HCIV im geschlossenen Zustand. Sofern der Reagenzmitteldruck p wenigstens näherungsweise dem Öffnungsdruck P_HCIV des Rückschlagventils HCIV entspricht, klemmt das Dosierventil DDV im offenen Zustand. Sofern der Reagenzmitteldruck p wenigstens näherungsweise dem Umgebungs-Luftdruck p_Lu entspricht, muss davon ausgegangen werden, dass in der Verbindung zwischen dem Sicherheitsventil FCV und dem Abgasbereich 13 ein Leck aufgetreten ist oder dass die Verbindung abgerissen ist.
Zum siebten Zeitpunkt ti7 wird mit dem Schließen sowohl des Dosierventils DDV als auch des Sicherheitsventils FCV die Diagnose beendet, wobei der Reagenzmitteldruck p von der Vorgeschichte abhängt, wobei der Reagenzmitteldruck p im gezeigten Ausführungsbeispiel deshalb wenigstens näherungsweise den Öffnungsdruck P_HCIV des Rückschlagventils HCIV aufweisen muss.
Sofern der Vergleicher 41 wenigstens eine Schwellenüberschreitung feststellt, wird das Fehlersignal F bereitgestellt, das in einen Fehlerspeicher hinterlegt werden und/oder zur Anzeige gebracht werden kann.
Eine Plausibilisierung des vom Reagenzmittel-Drucksensor 40 bereitgestellten Reagenzmitteldruck-Messsignals p_Mess kann beispielsweise mit dem Quellendruck P_Q, dem Abgasdruck p_Abg und/oder dem Umgebungs-Luftdruck p_Lu erfolgen.

Claims

Verfahren zur Druckdiagnose in einem Reagenzmittel-Dosiersystem (30), welches ein Reagenzmittel in einen Abgasbereich (13) einer Brennkraftmaschine (10) stromaufwärts vor wenigstens eine Abgasbehandlungsvorrichtung (17, 18) einbringt, bei dem in Strömungsrichtung des Reagenzmittels, das auf einen vorgegebenen Quellendruck (P_Q) gebracht wird, zunächst ein kontinuierliches Dosierventil (DDV), dann ein schaltbares Sicherheitsventil (FCV) und danach ein Rückschlagventil (HCIV) angeordnet sind, bei dem der Reagenzmitteldruck (p) zwischen dem Dosierventil (DDV) und dem Sicherheitsventil (FCV) gemessen wird, bei dem der in wenigstens einem vorgegebenen Zustand des Dosierventils (DDV) und/oder des Sicherheitsventils (FCV) gemessene Reagenzmitteldruck (p) mit wenigstens einem Schwellenwert (p_Lu, p_Abg, P_HCIV, P_Q) verglichen und bei einer Schwellenüberschreitung ein Fehlersignal (F) bereitgestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass überprüft wird, ob bei geschlossenem Dosierventil (DDV) und geschlossenem Sicherheitsventil (FCV) der Reagenzmitteldruck (p) oberhalb des Öffnungsdrucks (P_HCIV) des Rückschlagventils (HCIV) und unterhalb des Quellendrucks (P_Q) liegt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass überprüft wird, ob bei geöffnetem Dosierventil (DDV) und geschlossenem Sicherheitsventil (FCV) der Reagenzmitteldruck (p) wenigstens näherungsweise dem Quellendruck (P_Q) entspricht.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass überprüft wird, ob nach einem anschließenden Schließen des Dosierventils (DDV) der Reagenzmitteldruck (p) weiterhin wenigstens näherungsweise dem Quellendruck (P_Q) entspricht.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass überprüft wird, ob bei geöffnetem Dosierventil (DDV) und geöffnetem Sicherheitsventil (FCV) der Reagenzmitteldruck (p) wenigstens näherungsweise dem Öffnungsdruck (P_HCIV) des Rückschlagventils (HCIV) entspricht.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass nach einem anschließenden Schließen des Dosierventils (DDV) überprüft wird, ob der Reagenzmitteldruck (p) weiterhin wenigstens näherungsweise dem Öffnungsdruck (P_HCIV) des Rückschlagventils (HCIV) entspricht.
Vorrichtung zur Druckdiagnose in einem Reagenzmittel-Dosiersystem (30), dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche hergerichtetes Steuergerät (20) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (20) eine Diagnosesteuerung (43), eine Schwellenwert-Vorgabe (42) sowie einen Vergleicher (41) zum Vergleich des Reagenzmitteldrucks (p) mit wenigstens einem Schwellenwert (p_Lu, p_Abg, P_HCIV, P_Q) enthält.
Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass im gesamten Reagenzmittel-Dosiersystem (30) nur ein Drucksensor (40) zwischen einem Dosierventil (DDV) und einem stromabwärts nach dem Dosierventil (DDV) vorgesehenen Sicherheitsventil (FCV) angeordnet ist.
Computerprogramm, das alle Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 ausführt, wenn es auf einem Computer abläuft.
Computerprogrammprodukt mit einem auf einem maschinenlesbaren Träger gespeicherten Programmcode zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wenn das Programm auf einem Computer oder in einem Steuergerät (20) ausgeführt wird.