DE102009045883A1

DE102009045883A1 - Verfahren zum Betreiben einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102009045883A1
Application number: DE102009045883A
Authority: DE
Inventors: Michael Kolitsch; Andreas Fritsch; Tobias Pfister
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2009-10-21
Filing date: 2009-10-21
Publication date: 2011-04-28
Also published as: FR2951501B1; FR2951501A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prüfung der Funktionsfähigkeit einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung (13) eines Verbrennungsmotors (11), die einen Oxidationskatalysator (29) aufweist. Eine zur exothermen Reaktion im Oxidationskatalysator (29) fähige Abgasatmosphäre (30) wird durch eine Dosierung von Kohlenwasserstoffen zum Abgas vor dem Oxidationskatalysator (29) erzeugt. Eine Maßzahl für einen Istwert einer bei der Reaktion freiwerdenden Wärmemenge wird gebildet und mit einem Erwartungswert verglichen. Die Funktionsfähigkeit wird dabei auf der Basis des Vergleichs beurteilt. Die Abgasatmosphäre (30) wird zunächst durch eine Dosierung von Kraftstoff zum Abgas über eine zwischen dem Verbrennungsmotor (11) und dem Oxidationskatalysator (29) angeordnete Dosiervorrichtung (26) erzeugt. Wenn der daraus resultierende Istwert den Erwartungswert nicht erreicht, wird die Abgasatmosphäre (30) durch in wenigstens einen Brennraum des Verbrennungsmotors (11) erfolgende Nacheinspritzungen erzeugt. Wenn der daraus resultierende Istwert den Erwartungswert erreicht, wird die Dosiervorrichtung (26) als fehlerhaft beurteilt, und wenn der Istwert den Erwartungswert nicht erreicht, wird der Oxidationskatalysator (29) als fehlerhaft beurteilt. Ein unabhängiger Anspruch richtet sich auf eine zur Durchführung des Verfahrens eingerichtete Steuer- und/oder Regeleinrichtung (17).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prüfung der Funktionsfähigkeit einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung eines Verbrennungsmotors nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 8.
Stand der Technik
Die Gesetzgebung zur On Board Diagnose in Kraftfahrzeugen erfordert die Überwachung aller abgasrelevanten Komponenten des Kraftfahrzeuges. Im Falle von Dieselfahrzeugen gehört dazu aktuell auch eine Überwachung des Oxidationskatalysators und eines in Strömungsrichtung nach dem Oxidationskatalysator angeordneten Partikelfilters. Abgas, das mit unverbranntem Kraftstoff (Kohlenwasserstoff) angereichert ist und ausreichend Sauerstoff enthält, erzeugt beim Durchströmen des Oxidationskatalysators Wärme durch eine exotherme Reaktion des Kraftstoffs mit dem Sauerstoff. Dadurch wird eine Verbrennung des im Partikelfilter gespeicherten Rußes ausgelöst. Der Partikelfilter wird dadurch regeneriert. Insbesondere bei Nutzfahrzeugen kommt vorzugsweise eine externe Kraftstoffeinspritzung in das Abgasrohr stromaufwärts des Oxidationskatalysators zum Einsatz. Dabei wird hier unter einer externen Kraftstoffeinspritzung eine Einspritzung verstanden, die nicht in die Brennräume des Verbrennungsmotors erfolgt.
Aus dem Stand der Technik sind zur Überwachung des Oxidationskatalysators Verfahren bekannt, die aus einer bekannten Menge Kraftstoff, die im Oxidationskatalysator reagiert wird, einen Erwartungswert für die Reaktionswärme errechnet und diesen mit einer tatsächlichen Wärmefreisetzung vergleicht, die anhand von vor und/oder nach dem Oxidationskatalysator gemessenen Temperaturen ermittelt wird.
So zeigt die DE 10 2005 015 998 A1 ein Katalysatordiagnoseverfahren, bei dem eine Ist-Temperatur hinter einem Katalysatorvolumen gemessen und mit einer ersten Modell-Temperatur verglichen wird. Die erste Modell-Temperatur wird dabei durch ein erstes Temperaturmodell berechnet. Ein zweites Temperaturmodell berechnet eine zweite Modell-Temperatur. Die beiden Temperaturmodelle unterscheiden sich in Bezug auf Annahmen zur Konvertierungsfähigkeit des Katalysators, die sich in seiner Fähigkeit abbilden, exotherm verlaufende Reaktionen auszulösen und aufrecht zu erhalten. Eine abschließende Beurteilung der Konvertierungsfähigkeit des Katalysators erfolgt in Abhängigkeit von der gemessenen Temperatur und den beiden Modelltemperaturen.
Eine Überwachung der externen Kraftstoffeinspritzung in das Abgasrohr ist aktuell jedoch nicht in der Lage, ungewollte Abweichungen der dosierten Kraftstoffmenge von der geforderten Sollmenge zu erkennen. Damit ist anhand des zur Überwachung des Oxidationskatalysators verwendeten Verfahrens nicht eindeutig feststellbar, ob der Oxidationskatalysator nicht in der Lage ist, die korrekt dosierte Kraftstoffmenge zu oxidieren oder ob die extern eingespritzte Kraftstoffmenge selbst fehlerhaft ist. Eine fehlerhaft zu kleine Kraftstoffmenge hat zum Beispiel auch eine vergleichsweise geringe Reaktionswärme zur Folge. Diese Unterscheidung ist jedoch gefordert, um die Anzahl von Fehldiagnosen und fälschlicherweise ausgetauschten Bauteilen zu minimieren. Darüber hinaus schreibt die Gesetzgebung eine Zuordnung eines eingetragenen Fehlercodes zu einem eindeutig fehlerhaft erkannten Bauteil vor.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung zeichnet sich durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche aus. Danach wird die Abgasatmosphäre zunächst durch eine Dosierung von Kraftstoff zum Abgas über eine zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Oxidationskatalysator angeordnete Dosiervorrichtung erzeugt. Wenn der daraus resultierende Istwert den Erwartungswert nicht erreicht, wird die Abgasatmosphäre durch in wenigstens einen Brennraum des Verbrennungsmotors erfolgende Nacheinspritzungen erzeugt. Erreicht der daraus resultierende Istwert den Erwartungswert, wird die Dosiervorrichtung als fehlerhaft beurteilt. Erreicht der Istwert den Erwartungswert nicht, wird der Oxidationskatalysator als fehlerhaft beurteilt.
Eine Einspritzmenge sowie ein Einspritzzeitpunkt bei der externen Einspritzung von Kraftstoff zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Oxidationskatalysator in das Abgasrohr wird durch eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung zum Steuern und Regeln des Verbrennungsmotor ermittelt. Für Fahrzeuge mit einer solchen Einspritzvorrichtung liegt der Erfindung die Idee zu Grunde, die Überwachung des Oxidationskatalysators zunächst durch den Vergleich des Wärmemengen-Istwertes mit dem Wärmemengen-Erwartungswert unter Berücksichtigung einer vorgegebenen Toleranz durchzuführen, um bei einer Abweichung ein grundsätzliches Fehlverhalten zu diagnostizieren.
Zur Plausibilisierung wird bei erkanntem Fehlverhalten nochmals mit einer bekannten Kraftstoffmenge aus einer anderen Quelle als der zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Oxidationskatalysator angeordnete Dosiervorrichtung der Vergleich des Wärmemengen-Istwertes mit dem Wärmemengen-Erwartungswert durchgeführt.
Die andere Quelle ist z. B. eine innermotorische Kraftstoffeinspritzung im Verbrennungsmotor, bei der Kraftstoff so spät in den Brennraum eingespritzt wird, dass aufgrund der Winkellage der Kurbelwelle der Kraftstoff nicht mehr im Brennraum verbrennen kann, sondern unverbrannt in das Abgasrohr ausgestoßen wird. Das so erzeugte Abgas-Kraftstoff-Gemisch hat stromaufwärts des Oxidationskatalysators die gleiche Zusammensetzung wie das über die externe Dosiervorrichtung bereitgestellte Gemisch. Auch diese eingespritzte Kraftstoffmenge ist in der Steuer- und/oder Regeleinrichtung genau bekannt, so dass bei dem wiederholten Vergleich des Wärmemengen-Istwertes mit dem Wärmemengen-Erwartungswert bei einer erneut ermittelten Abweichung unter Berücksichtigung einer vorgegebenen Toleranz der Oxidationskatalysator als fehlerhaft diagnostiziert werden kann.
Wird bei dem wiederholten Vergleich keine Abweichung zwischen dem Wärmemengen-Istwertes und dem Wärmemengen-Erwartungswert ermittelt, kann die zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Oxidationskatalysator angeordnete Dosiervorrichtung im Sinne einer zu gering dosierten Kraftstoffmenge als fehlerhaft diagnostiziert werden.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann die Anzahl von Fehldiagnosen und fälschlicherweise ausgetauschten Bauteilen minimiert werden. Auch die vom Gesetzgeber geforderte Zuordnung eines einzutragenden Fehlercodes zu einem als fehlerhaft erkannten Bauteil kann in eindeutiger Weise erfolgen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die eindeutige Fehlerdiagnose ohne zusätzliche Bauteile oder andere Komponenten durchgeführt werden kann. Es muss lediglich die Steuerung bzw. Regelung in der Steuer- und/oder Regeleinrichtung angepasst werden.
Weiterhin ist vorteilhaft, dass die Maßzahl für den Istwert der Wärmemenge in Abhängigkeit von einem Signal eines in Strömungsrichtung hinter dem Oxidationskatalysator angeordneten ersten Temperatursensors gebildet wird. Das bedeutet, dass zunächst aus der gemessenen Temperatur hinter dem Oxidationskatalysator, einer ermittelten Masse der eingeströmten Luft und des in die Brennräume eingespritzten Kraftstoffs, und eines in der Steuer- und/oder Regeleinrichtung hinterlegten Wertes einer Wärmekapazität eine Ist-Wärmemenge im Oxidationskatalysator berechnet wird.
Ziel ist es, aus dem Istwert und dem Erwartungswert eine Wärmebilanz zu bilden, die zur Prüfung der Funktionsfähigkeit der Abgasnachbehandlungsvorrichtung herangezogen werden kann. Dabei wird hier unter einer Wärmebilanz ein Vergleich des Istwerts mit dem Erwartungswert verstanden. Eine weitgehende Übereinstimmung beider Werte charakterisiert ein fehlerfreies System. Eine größere Abweichung zeigt einen Fehler an. Die Relation des Istwerts zum Erwartungswert ergibt ein Maß für die Umsatzrate des Oxidationskatalysators von Kohlenwasserstoff in Wärme. Die ermittelte Umsatzrate wird für die Bewertung verwendet. Dabei wird unter Umsatzrate der Anteil an Kohlenwasserstoffe in Abgas verstanden, der im Oxidationskatalysator exotherm reagiert.
Dazu ist es vorteilhaft, dass der Erwartungswert aus einem Sollwert einer exotherm erzeugbaren Wärmemenge gebildet wird, die mit einem Rechenmodell als Funktion eines berechneten Werts des in den Oxidationskatalysator einströmenden Kohlenwasserstoffmassenstroms bestimmt wird. Die Menge des durch die Dosiervorrichtung eingespritzten Kraftstoffs ist in der Steuer- und/oder Regeleinrichtung bekannt. Weiterhin ist eine erzeugbare Wärmemenge eines normierten Einspritzvolumens in der Steuer- und/oder Regeleinrichtung hinterlegt. Damit ist es leicht möglich, die exotherm erzeugbare Wärmemenge im Oxidationskatalysator als Erwartungswert zu berechnen.
Zur Verfeinerung der Ermittlung des Erwartungswerts, ist es vorteilhaft, dass der Erwartungswert der exotherm erzeugten Wärmemenge zusätzlich in Abhängigkeit von einer Temperatur des Oxidationskatalysators bestimmt wird, und dass die Temperatur des Oxidationskatalysators in Abhängigkeit von einem Signal eines vor dem Oxidationskatalysator angeordneten zweiten Temperatursensors ermittelt wird. Die Temperatur des Abgases vor dem Oxidationskatalysator stellt einen Basiswert für die Bildung des Erwartungswerts dar, der sich aus der exothermen Reaktion im Oxidationskatalysator ergeben sollte.
Ferner ist vorteilhaft, dass die Nacheinspritzungen so spät erfolgen, dass der größte Teil des damit eingespritzten Kraftstoffs im Brennraum nicht mehr verbrannt wird. Dabei wird unter einer Nacheinspritzung eine Einspritzung von Kraftstoff verstanden, die nach einer drehmomentbestimmenden Haupteinspritzung so spät erfolgt, dass der spät eingespritzte Kraftstoff nicht mehr in den Brennräumen verbrannt wird und damit unverbrannt in das Abgasrohr ausgestoßen wird. Der so spät eingespritzte Kraftstoff trägt damit nicht zur Drehmoment-Erzeugung bei, sondern erhöht die Kohlenwasserstoff-Konzentration im Abgas.
Im Unterschied dazu gibt es auch Nacheinspritzungen, deren Kraftstoff noch in den Brennräumen verbrannt wird, wobei die Verbrennung auch weitgehend drehmomentneutral erfolgt. Solche Nacheinspritzungen wirken sich weniger auf die Kohlenwasserstoff-Konzentration im Abgas aus und sind hier nicht gemeint.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und den beigefügten Figuren.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen, jeweils in schematischer Form:
1 eine schematische Darstellung eines Verbrennungsmotors mit einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung; und
2 ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens.
1 zeigt einen Verbrennungsmotor 11 mit einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung 13 in einem Kraftfahrzeug, vorzugsweise ein Nutzfahrzeug. Der Verbrennungsmotor 11 weist einen Motorblock 15 mit Einspritzventilen 16 für Kraftstoff auf (in 1 ist nur ein Einspritzventil 16 dargestellt), die mit einer als ein Steuergerät 17 ausgebildeten Steuer- und/oder Regeleinrichtung der Brennkraftmaschine 11 verbunden sind. Über ein Saugrohr 19 wird Luft (Pfeil 21) in Brennräume (nicht gezeigt) des Verbrennungsmotors 11 gesaugt. Im Saugrohr 19 ist ein Luftmassenstromsensor 20 angeordnet, der Signale zum Steuergerät 17 sendet. Das Saugrohr 19 kann alternativ oder ergänzend weitere Sensoren zum Erfassen verschiedener Zustandsgrößen der Luft 21, wie beispielsweise eine Lufttemperatur und/oder einen Luftdruck aufweisen. Zudem kann im Saugrohr 19 eine Drosselvorrichtung als Luftmengenstellglied zum Beeinflussen des Luftmassenstroms vorgesehen sein. Alternativ oder ergänzend kann ein Abgasrückführventil, ein Ladedruckventil oder ein Stellglied zur Verstellung der Geometrie eines Abgasturboladers als Luftmengenstellglied verwendet werden. Ferner kann im Saugrohr 19 ein Verdichter des Luftsystems zum Verdichten der dem Motorblock 15 zugeführten Luft 21 angeordnet sein, wobei der Verdichter wiederum einen Teil eines Abgasturboladers bilden kann.
Ferner weist der Verbrennungsmotor 11 ein Abgasrohr 23 auf, das die Abgase 30 des Verbrennungsmotors 11 aufnimmt. Ein erster Abschnitt 25 des Abgasrohrs 23 weist eine externe Dosiervorrichtung 26 zum Einspritzen von Kraftstoff in den ersten Abschnitt 25 des Abgasrohr 23 ein. Die Dosiervorrichtung 26 wird vom Steuergerät 17 gesteuert. Zwischen dem ersten Abschnitt 25 und einem zweiten Abschnitt 27 des Abgasrohrs 23 ist ein Oxidationskatalysator 29 angeordnet. Ein Ausgang des Oxidationskatalysators 29 ist über den zweiten Abschnitt 27 des Abgasrohrs 23 mit einem Eingang eines Partikelfilters 33 verbunden. Das vom Oxidationsfilter 29 ausströmende Abgas ist mit dem Bezugszeichen 34 gekennzeichnet. In Strömungsrichtung ist hinter dem Oxidationskatalysator 29 ein erster Temperatursensor 32 und vor dem Oxidationskatalysator 29 ein zweiter Temperatursensor 31 angeordnet. Die beiden Temperatursensoren 31 und 32 senden Signale zum Steuergerät 17.
In der dargestellten Ausgestaltung weist die Abgasnachbehandlungsvorrichtung 13 einen SCR-Katalysator 35 auf (SCR = selective catalytic reduction). Ein SCR-Katalysator begünstigt eine selektive katalytische Reduktion, die Stickoxide im Abgas reduziert. Der SCR-Katalysator 35 ist eingangsseitig über einen dritten Abschnitt 37 des Abgasrohrs 23 mit einem Ausgang des Partikelfilters 33 verbunden. Der Ausgang des SCR-Katalysators 35 mündet in einen vierten Abschnitt 39 des Abgasrohrs 23. In den dritten Abschnitt 37 des Abgasrohrs 23 ragt ein vom Steuergerät 17 steuerbares Dosierventil 41 zum Einspritzen einer wässrigen Harnstofflösung aus einem separaten Tank (nicht dargestellt) hinein. Ein Aktor des Dosierventils 41 ist mit einem Ausgang des Steuergeräts 17 verbunden.
Die Erfindung ist jedoch nicht auf Abgasnachbehandlungsvorrichtungen mit SCR-Katalysatoren beschränkt, da es in erster Linie um eine Unterscheidung von Fehlern des Oxidationskatalysators 29 von Fehlern der Dosiervorrichtung 26 geht.
2 zeigt den Ablauf eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens, wie es vom Steuergerät 17 gesteuert wird. Das Steuergerät 17 ist im Übrigen dazu eingerichtet, insbesondere dazu programmiert, den Ablauf des in dieser Anmeldung vorgestellten Verfahrens oder einer seiner Ausgestaltungen zu steuern bzw. zu regeln. Aus einem Normalbetrieb 90 des Verbrennungsmotors 11 wird ein Schritt 100 erreicht. Der Normalbetrieb 90 repräsentiert ein Hauptprogramm zur Steuerung des Verbrennungsmotors 11. Im Schritt 100 wird die Umsatzrate ermittelt, mit der der Oxidationskatalysator 29 Kohlenwasserstoff aus dem Abgas durch exotherme Reaktionen konvertiert. Der Kohlenwasserstoffanteil am Abgas wird dabei durch die Einspritzung von Kraftstoff über die Dosiervorrichtung 26 erzeugt, beziehungsweise dominiert. Dabei wird ein Erwartungswert einer aus der extern eingespritzten Menge an Kraftstoff (Kohlenwasserstoff) resultierenden Wärmemenge in zusätzlicher Abhängigkeit vom Signal des Temperatursensors 31 berechnet.
Anschließend wird in Schritt 100 noch eine Ist-Wärmemenge berechnet. Dazu wird die Temperatur des Abgases 34 über Signale des nach dem Oxidationskatalysator 29 angeordneten Temperatursensors 32 ermittelt. Zur Berechnung der Ist-Wärmemenge ist außer der Temperatur eine Masse der zuvor eingeströmten Luft und des eingespritzten Kraftstoffs in die Brennräume, sowie einer im Steuergerät 17 hinterlegten Wärmekapazität nötig. Die eingeströmte Luft wird dabei von dem im Saugrohr 19 angeordneten Luftmassenstromsensor 20 erfasst. Die eingespritzte Kraftstoffmenge ist im Steuergerät 17 bereits bekannt. Die Ist-Wärmemenge wird in Abhängigkeit von den ermittelten Werten berechnet.
Liegen der Erwartungswert und der Ist-Wert der Wärmemenge vor, wird in Schritt 110 eine Wärmebilanz durchgeführt. Erreicht der Ist-Wert den Erwartungswert, so arbeitet der Oxidationskatalysator 29 sowie die Dosiervorrichtung 26 fehlerfrei und das Verfahren kehrt zum Normalbetrieb 90 zurück. Ergibt sich jedoch unter Berücksichtigung einer vorgegebenen Toleranz eine Abweichung zwischen Ist-Wert und Erwartungswert, so ist ein Fehler diagnostiziert worden. Dabei kann der Oxidationskatalysator 29 geschädigt sein, es kann aber auch die von der Dosiervorrichtung 26 eingespritzte Kraftstoffmenge fehlerhaft sein.
Um die Fehlerursache zu identifizieren und den Fehlereintrag dem betroffenen Bauteil zuzuordnen, wird im Schritt 120 die Kraftstoffeinspritzung vorübergehend von der externen Dosiereinrichtung 26 auf eine innermotorische Einspritzung umgestellt. Das heißt, es werden Nacheinspritzungen in die Brennräume des Verbrennungsmotors 11 eingeleitet, wobei die Nacheinspritzungen relativ zur Winkellage der Kurbelwelle so spät erfolgen, dass der größte Teil des damit eingespritzten Kraftstoffs nicht mehr im Brennraum verbrannt wird. Unter einer Nacheinspritzung wird also eine Einspritzung von Kraftstoff verstanden, die nach einer drehmomentbestimmenden Haupteinspritzung so spät erfolgt, dass der spät eingespritzte Kraftstoff nicht mehr in den Brennräumen verbrannt wird und damit unverbrannt in das Abgasrohr 23 ausgestoßen wird. Das so erzeugte Abgas-Kraftstoff-Gemisch hat stromaufwärts des Oxidationskatalysators 29 die gleiche Zusammensetzung wie das über die externe Dosiervorrichtung 26 bereitgestellte Gemisch.
Anschließend wird in Schritt 130 wieder eine Wärmebilanz durchgeführt. Der Verfahrensschritt ist zunächst identisch mit dem zuvor erläuterten Schritt 110. Lediglich die Ergebnissauswertung ist in Schritt 130 eine andere. Erreicht der Ist-Wert den Erwartungswert (Ergebnis 140), so kann jetzt darauf geschlossen werden, dass die Dosiereinrichtung 26 fehlerhaft arbeitet, indem sie die Einspritzmenge nicht ordnungsgemäß dosiert. Ergibt sich jedoch wieder eine Abweichung zwischen Ist-Wert und Erwartungswert (Ergebnis 150), so ist der Oxidationskatalysator 29 geschädigt.
Das jeweilige Ergebnis wird dann einer On Board Diagnoseeinrichtung zur Verfügung gestellt. Dort wird das Ergebnis ausgewertet und der diagnostizierte Fehler dem Fahrer beispielsweise über eine Kontrollleuchte angezeigt.
Außerdem wird der diagnostizierte Fehler im Steuergerät 17 unter einem gesetzlich vorgegebenen Fehlercode dauerhaft gespeichert. Die Fehlermeldung kann später durch eine Fachwerkstatt über genormte Schnittstellen abgefragt werden. Fehlercodes sind zum Beispiel in der ISO Norm 15031-6 festgelegt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102005015998 A1 [0004]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

ISO Norm 15031-6 [0033]

Claims

Verfahren zur Prüfung der Funktionsfähigkeit einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung (13) eines Verbrennungsmotors (11), die einen Oxidationskatalysator (29) aufweist, wobei eine zur exothermen Reaktion im Oxidationskatalysator (29) fähige Abgasatmosphäre (30) durch eine Dosierung von Kohlenwasserstoffen zum Abgas vor dem Oxidationskatalysator (29) erzeugt wird, eine Maßzahl für einen Istwert einer bei der Reaktion freiwerdenden Wärmemenge gebildet und mit einem Erwartungswert verglichen wird, und die Funktionsfähigkeit auf der Basis des Vergleichs beurteilt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasatmosphäre (30) zunächst durch eine Dosierung von Kraftstoff zum Abgas über eine zwischen dem Verbrennungsmotor (11) und dem Oxidationskatalysator (29) angeordnete Dosiervorrichtung (26) erzeugt wird, und dass dann, wenn der daraus resultierende Istwert den Erwartungswert nicht erreicht, die Abgasatmosphäre (30) durch in wenigstens einen Brennraum des Verbrennungsmotors (11) erfolgende Nacheinspritzungen erzeugt wird, und dass dann, wenn der daraus resultierende Istwert den Erwartungswert erreicht, die Dosiervorrichtung (26) als fehlerhaft beurteilt wird und dann, wenn der Istwert den Erwartungswert nicht erreicht, der Oxidationskatalysator (29) als fehlerhaft beurteilt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Maßzahl für den Istwert der Wärmemenge in Abhängigkeit von einem Signal eines in Strömungsrichtung hinter dem Oxidationskatalysators (29) angeordneten ersten Temperatursensors (32) gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Erwartungswert aus einem Sollwert einer exotherm erzeugbaren Wärmemenge gebildet wird, die mit einem Rechenmodell als Funktion eines berechneten Werts des in den Oxidationskatalysator (29) einströmenden Kohlenwasserstoffmassenstroms bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Erwartungswert der exotherm erzeugten Wärmemenge zusätzlich in Abhängigkeit von einer Temperatur des Oxidationskatalysators (29) bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des Oxidationskatalysators (29) in Abhängigkeit von einem Signal eines in Strömungsrichtung vor dem Oxidationskatalysator angeordneten zweiten Temperatursensors (31) ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nacheinspritzungen so spät erfolgen, dass der größte Teil des damit eingespritzten Kraftstoffs im Brennraum nicht mehr verbrannt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsmotor (11) zum Antrieb eines Nutzfahrzeuges dient.
Steuer- und/oder Regeleinrichtung (17), die zur Prüfung der Funktionsfähigkeit einer einen Oxidationskatalysator (29) aufweisenden Abgasnachbehandlungsvorrichtung (13) eines Verbrennungsmotors (11) eingerichtet ist, wobei die Steuer- und/oder Regeleinrichtung (17) dazu eingerichtet ist, eine Dosierung von Kohlenwasserstoffen zum Abgas (30) vor dem Oxidationskatalysator (29) so zu steuern, dass eine zur exothermen Reaktion im Oxidationskatalysator (29) fähige Abgasatmosphäre (30) erzeugt wird, eine Maßzahl für einen Istwert einer bei der Reaktion freiwerdenden Wärmemenge zu bilden und mit einem Erwartungswert zu vergleichen, und die Funktionsfähigkeit auf der Basis des Vergleichs zu beurteilen, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und/oder Regeleinrichtung (17) dazu eingerichtet ist, die zur Erzeugung der Abgasatmosphäre (30) dienende Dosierung von Kraftstoff zum Abgas zunächst über eine Ansteuerung einer zwischen dem Verbrennungsmotor (11) und dem Oxidationskatalysator (29) angeordneten Dosiervorrichtung (26) zu steuern, und dann, wenn der resultierende Istwert den Erwartungswert nicht erreicht, die zur Erzeugung der Abgasatmosphäre (30) dienende Dosierung von Kraftstoff durch Auslösen von in wenigstens einen Brennraum des Verbrennungsmotors (11) erfolgende Nacheinspritzungen zu steuern, und dann, wenn der daraus resultierende Istwert den Erwartungswert erreicht, die Dosiervorrichtung (26) als fehlerhaft zu beurteilen und dann, wenn der Istwert den Erwartungswert nicht erreicht, den Oxidationskatalysator (29) als fehlerhaft zu beurteilen.
Steuer- und/oder Regeleinrichtung (17) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sie dazu eingerichtet ist, den Ablauf eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 2 bis 7 zu steuern.