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Stand der
Technik
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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.
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Gegenstand
der vorliegenden Erfindung sind auch ein Computerprogramm sowie
ein Computerprogrammprodukt.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Die
Aufgabe wird durch die in den unabhängigen Ansprüchen angegebenen
Merkmale jeweils gelöst.
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Offenbarung
der Erfindung
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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.
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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.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen und Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorgehensweise
ergeben sich aus abhängigen
Verfahrensansprüchen.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
zur Durchführung
des Verfahrens betrifft zunächst
ein Steuergerät,
das zur Durchführung
des Verfahrens speziell hergerichtet ist.
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Das
Steuergerät
enthält
insbesondere eine Diagnosesteuerung, eine Schwellenwert-Vorgabe sowie
einen Vergleicher zum Vergleich des Reagenzmitteldrucks mit wenigstens
einem Schwellenwert.
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Das
Steuergerät
enthält
vorzugsweise wenigstens einen elektrischen Speicher, in welchem
die Verfahrensschritte als Computerprogramm abgelegt sind.
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Das
erfindungsgemäße Computerprogramm sieht
vor, dass alle Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgeführt werden,
wenn es auf einem Computer abläuft.
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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.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung
näher erläutert.
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Es
zeigen
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1 ein
technisches Umfeld, in welchem ein erfindungsgemäßes Verfahren abläuft,
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2a ein
Dosierventil-Ansteuersignal in Abhängigkeit von der Zeit,
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2b ein
Sicherheitsventil-Ansteuersignal in Abhängigkeit von der Zeit und
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3a ein gemessenes Drucksignal in Abhängigkeit
von der Zeit.
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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.
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Im
Abgasbereich 13 treten eine Abgastemperatur te_Abg sowie
ein Abgasdruck p_Abg auf.
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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.
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Das
Steuergerät 20 stellt
einer Kraftstoff-Zumessvorrichtung 21 ein Kraftstoffsignal
m_K zur Verfügung.
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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.
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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.
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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.
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Dem
Vergleicher 41 ist eine Schwellenwert-Vorgabe 42 zugeordnet,
die von einer Diagnosesteuerung 43 mit einem Schwellenwert-Auswahlsignal 44 angesteuert
wird.
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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.
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Die
Diagnosesteuerung 43 stellt der Dosiersteuerung 33 ein
Diagnosesignal 45 zur Verfügung. Der Dosiersteuerung 33 wird
weiterhin ein Dosiersignal 46 zugeführt.
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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.
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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.
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Die
Schwellenwert-Vorgabe 42 stellt dem Vergleicher 41 ein
Schwellenwertsignal 60 zur Verfügung. Der Vergleicher 41 stellt
ein Fehlersignal F bereit.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Die
erste Abgasbehandlungsvorrichtung 17 ist beispielsweise
als Katalysator und/oder NOx-Speicherkatalysator und/oder SCR-Katalysator und/oder
Oxidations-Katalysator
ausgestaltet.
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Die
zweite Abgasbehandlungsvorrichtung 18 ist beispielsweise
als Partikelfilter ausgestaltet.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Aus
Sicherheitsgründen
ist das Sicherheitsventil FCV im Reagenzmittel-Dosiersystem 30 vorgesehen,
das vom Sicherheitsventil-Ansteuersignal s_FCV entweder vollständig geöffnet oder
geschlossen wird.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Die
Messung des Quellendrucks P_Q ermöglicht einen Eingriff in eine
Dosiermengen-Steuerung bzw. -Regelung des Reagenzmittels.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.