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Stand der Technik
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überprüfung eines NOx-Sensors nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein solcher NOx-Sensor ist in einer Abgasanlage des Verbrennungsmotors stromabwärts eines SCR-Katalysators (SCR: selective catalytic reduction) in das Abgas hineinragend angeordnet. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein Steuergerät nach dem Oberbegriff des Anspruchs 9.
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Offenbarung der Erfindung
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Es bestehen gesetzliche Vorschriften zur Überprüfung emissionsrelevanter Bauteile eines Verbrennungsmotors von Kraftfahrzeugen. Bei mit SCR-Katalysatoren ausgerüsteten Kraftfahrzeugen gehören dazu insbesondere der SCR-Katalysator und der in der Regel stromabwärts des SCR-Katalysators im Abgasmassenstrom des aus dem SCR-Katalysator austretenden Abgasmassenstroms angeordnete NOx-Sensor.
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Dieser NOx-Sensor dient insbesondere zur On Board Überwachung der Funktionsfähigkeit des SCR-Katalysators. Zur Überprüfung des Katalysators wird heute üblicherweise dessen NOx-Konvertierungsrate bestimmt. Dazu werden in geeigneten Betriebspunkten des Verbrennungsmotors der in den Katalysator einströmende NOx-Massenstrom und der aus dem Katalysator herausströmende NOx-Massenstrom bestimmt. Der NOx-Massenstrom ergibt sich dabei jeweils zum Beispiel als Produkt des Abgasmassenstroms mit der NOx-Konzentration des Abgases. Der Abgasmassenstrom ergibt sich aus Messwerten für die vom Verbrennungsmotor angesaugte Luftmasse und der dazu passend zugemessenen Kraftstoffmenge. Die NOx-Konzentration im Abgasmassenstrom stromaufwärts des SCR-Katalysators kann dort gemessen und/oder aus Betriebsparametern des Verbrennungsmotors mit Hilfe von im Steuergerät des Verbrennungsmotors abgespeicherten Zusammenhängen berechnet werden. Stromaufwärts des SCR-Katalysators zum Abgas dosiertes Reduktionsmittel reagiert im SCR-Katalysator mit den Stickoxiden zu elementarem Stickstoff, so dass die NOx-Konzentrationen stromabwärts des SCR-Katalysators bei funktionsfähiger Abgasreinigung signifikant kleiner sind als die stromaufwärts herrschenden NOX-Konzentrationen. Durch Integrieren der NOx-Massenströme und durch Normieren des stromabwärtigen NOx-Massenstroms auf den stromaufwärtigen NOx-Massenstrom wird eine Konvertierungsrate bestimmt. Das SCR-System gilt als defekt, wenn die Konvertierungsrate einen vorbestimmten Grenzwert unterschreitet. Diese Überwachungsmethode wird auch als passive SCR-Diagnose bezeichnet.
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Ein Problem der passiven SCR-Diagnose besteht darin, dass sie unter anderem eine ordnungsgemäße Funktionsfähigkeit des stromabwärts angeordneten NOx-Sensors voraussetzt. Bisher bekannt ist eine Plausibilitätsüberprüfung des Signals dieses Sensors im Schiebebetrieb, bei dem wegen der abgeschalteten Kraftstoffzufuhr keine NOx-Rohemissionen auftreten. Dadurch können Offsetfehler des NOx-Sensors, also Fehler, bei denen die angezeigte NOx-Konzentration additiv gegenüber der realen NOx-Konzentration versetzt ist, erkannt werden.
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Ein unerwarteter Offset im Signal des NOx-Sensors kann im Betrieb mit Kraftstoffzufuhr auch dann auftreten, wenn die realen Rohemissionen des Verbrennungsmotors zu hoch sind, was zum Beispiel durch Fehler bei der Bestimmung der Ansaugluftmasse oder der Steuerung der Abgasrückführung der Fall sein kann. In diesem Fall liegt kein Fehler des NOx-Sensors vor, obwohl mit der genannten Plausibilitätsüberprüfung ein Offset feststellbar ist. Ein Fehler liegt unter Umständen auch dann vor, wenn die NOx-Rohemissionen unerwartet gering sind.
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Möglich ist auch, dass das Ausgangssignal des NOx-Sensors einen Steigungsfehler aufweist, also insbesondere einen Fehler, bei dem eine Änderung der NOx-Konzentration eine zu große oder eine zu kleine Signaländerung auslöst. Besonders problematisch ist hierbei, dass erhöhte Rohemissionen und Steigungsfehler (zu große Steigung) des NOx-Sensors gleich große Sensorsignale erzeugen können, so dass diese beiden Fehler nicht ohne weiteres unterscheidbar sind. Dies gilt analog für den Fall unerwartet geringer NOx-Rohemissionen und einen Steigungsfehler, bei dem die Steigung des NOx-Sensorsignals zu gering ist.
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Es besteht daher ein Bedarf für ein Verfahren, mit dem sich die beiden genannten Fehler unterscheiden lassen.
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Die vorliegende Erfindung sieht in ihren Verfahrensaspekten zur Unterscheidung eines NOx-Rohemissionsfehlers von einem NOx-Sensorfehler und damit insbesondere zur Überprüfung eines NOx-Sensors, der in einer Abgasanlage des Verbrennungsmotors stromabwärts eines SCR-Katalysators in das Abgas hineinragend angeordnet ist, vor, dass der Verbrennungsmotor zunächst ohne Reduktionsmittelzufuhr und mit leerem SCR-Katalysator betrieben wird, ein erster Erwartungswert für die sich unter diesen Bedingungen am Ort des stromabwärts angeordneten NOx-Sensors einstellende NOx-Konzentration aus stromaufwärts des SCR-Katalysators messbaren Größen gebildet wird, ein erster Messwert der sich stromaufwärts des SCR-Katalysators einstellenden NOx-Konzentration mit dem NOx-Sensor erfasst wird, eine erste Abweichung als Abweichung des ersten Messwertes von dem ersten Erwartungswert ermittelt wird, und, wenn die Abweichung größer ist als ein erster Schwellenwert, der Verbrennungsmotor mit einer Zufuhr von Reduktionsmittel zum Abgas stromaufwärts des SCR-Katalysator betrieben wird, ein zweiter Erwartungswert für die sich unter diesen Bedingungen am Ort des stromabwärts angeordneten NOx-Sensors einstellende NOx-Konzentration aus stromaufwärts des NOx-Sensors messbaren Größen gebildet wird, ein zweiter Messwert der sich stromabwärts des SCR-Katalysators einstellenden NOx-Konzentration mit dem NOx-Sensor erfasst wird, eine zweite Abweichung als Abweichung des zweiten Messwertes von dem zweiten Erwartungswert ermittelt wird, die zweite Abweichung mit einem Schwellenwert verglichen wird, und, wenn die zweite Abweichung größer ist als der Schwellenwert, ein Fehler des NOx-Sensors angezeigt und/oder abgespeichert wird.
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Unter einem leeren SCR-Katalysator wird in dieser Anmeldung ein SCR-Katalysator verstanden, in dem sich kein Reduktionsmittel befindet und der als Folge davon die NOx-Konzentration des Abgases nicht wesentlich verändert.
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Das Verfahren erlaubt eine Unterscheidung zwischen Steigungsfehlern des NOx-Sensors und Fehlern des Verbrennungsmotors, die zu erhöhten Rohemissionen des Verbrennungsmotors führen.
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Eine bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass der Verbrennungsmotor bei dem Betrieb ohne Reduktionsmittelzufuhr mit hohen NOx-Rohemissionen betrieben wird. Durch diese Maßnahme kann ein für die Diagnose günstiges großes und damit deutliches Signal des NOx-Sensors und eine deutliche Signaländerung bei einer Änderung der Zufuhr von Reduktionsmittel erwartet werden.
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Bevorzugt ist auch, dass der Betrieb mit hohen NOx-Rohemissionen durch einen Betrieb des Verbrennungsmotors erfolgt, bei dem die Abgasrückführung gegenüber einem außerhalb des Verfahrens erfolgenden Betrieb des Verbrennungsmotors verringert ist. Dies ist eine einfache Maßnahme, mit der hohe NOx-Rohemissionen des Verbrennungsmotors erzeugt werden können.
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Ferner ist bevorzugt, dass die stromaufwärts des SCR-Katalysators erfassbaren Größen ein Maß für Luftanteile an Füllungen der Brennräume des Verbrennungsmotors, ein Maß für Kraftstoffanteile an den Brennraumfüllungen, und ein Maß für Anteile von zurückgeführtem Abgas an den Brennraumfüllungen enthalten. Diese Betriebsparameter stehen bei modernen Steuergeräten von Verbrennungsmotoren im Steuergerät zur Verfügung und stellen wesentliche Einflussgrößen für die Menge des vom Verbrennungsmotor ausgestoßenen Abgases dar.
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Bevorzugt ist auch, dass der erste Schwellenwert ein vorbestimmter Bruchteil des ersten Erwartungswertes der realen NOx-Konzentration ist. Die reale NOx-Konzentration kann Schwankungen unterworfen sein. Diese Schwankungen bilden sich im Erwartungswert und im ersten Messwert (Signal des NOx-Sensors) und damit auch in der Abweichung des ersten Messwertes von dem ersten Erwartungswert ab. Durch die Definition des ersten Schwellenwertes als Bruchteil des Erwartungswertes wird das Ergebnis des Vergleichs der ersten Abweichung mit dem ersten Schwellenwert von den genannten Schwankungen unabhängig, was die Zuverlässigkeit der Diagnose erhöht.
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Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass der vorbestimmte Bruchteil kleiner als 10 % ist.
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Bevorzugt ist auch, dass der zweite Schwellenwert ein vorbestimmter Bruchteil des zweiten Erwartungswertes der zweiten NOx-Konzentration ist. Hier gilt analog dasselbe, was oben zur Definition des ersten Schwellenwertes ausgeführt wurde.
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Ferner ist bevorzugt, dass der vorbestimmte Bruchteil kleiner als 10 % ist.
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In ihren Steuergeräteaspekten zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass das Steuergerät dazu eingerichtet, insbesondere dazu programmiert ist, ein Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 durchzuführen. Bei dem Steuergerät handelt es sich bevorzugt um das Steuergerät des Verbrennungsmotors, das auch im Normalbetrieb, also im Betrieb ohne die hier vorgestellte Diagnose, zur Steuerung des Verbrennungsmotors verwendet wird. Moderne Versionen solcher Steuergeräte sind bei entsprechender Programmierung dazu in der Lage, Erwartungswerte von NOx-Konzentrationen im Abgassystem durch Rechenmodelle des Verbrennungsmotors und der Abgasanlage unter Zugriff auf von Sensoren eingelesenen Daten und von im Steuergerät abgelegten Daten und Zusammenhängen zu berechnen.
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Bevorzugt ist auch, dass das Steuergerät dazu eingerichtet, insbesondere dazu programmiert ist, ein Verfahren mit den Merkmalen von wenigstens einer bevorzugten Ausgestaltungen des Verfahrens durchzuführen.
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Weitere Vorteile ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den beigefügten Figuren.
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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.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Dabei bezeichnen gleiche Bezugszeichen in verschiedenen Figuren jeweils gleiche oder zumindest ihrer Funktion nach vergleichbare Elemente. Es zeigen, jeweils in schematischer Form:
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1 einen Verbrennungsmotor mit Sensoren und Stellgliedern, einer Abgasanlage, sowie mit einem Steuergerät und einem Fehleranzeigemittel;
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2 ein Flussdiagramm als Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens; und
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3 Zusammenhänge zwischen mit einem NOx-Sensor gemessenen Werten und mit einem Rechenmodell für den Einbauort des NOx-Sensors berechneten Vergleichswerten der NOx-Konzentration;
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1 zeigt das technische Umfeld der Erfindung. Ein Verbrennungsmotor 10 weist ein Luftsystem 12, ein Kraftsystem 13, eine Abgasanlage 14, ein Steuergerät 16 und ein Mittel 18 zur Anzeige eines Fehlers an. Das Abgassystem 14 ist mit dem Luftsystem 12 über eine Abgasrückführung und ein vom Steuergerät 16 steuerbares Abgasrückführventil 20 verbunden, Das Luftsystem 12 weist insbesondere einen Luftmassenmesser 22 auf, der die in den Verbrennungsmotor strömende Frischluft misst. Ein Block 24 repräsentiert weitere Sensoren, die Betriebsparameter des Verbrennungsmotors 10, wie z.B. dessen Drehzahl und Temperatur, umfassen.
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Das Abgassystem 14 weist in der dargestellten Ausgestaltung einen Partikelfilter 26, einen SCR-Katalysator 28 und ein vom Steuergerät 16 steuerbares Reduktionsmitteldosierventil 30 auf. Das Reduktionsmittel ist z.B. eine Harnstoff-Wasser-Lösung, die einem Vorratsbehälter 32 entnommen werden. Stromabwärts des SCR-Katalysators 28 ist ein NOx-Sensor 34 so im Abgassystem montiert, dass er die NOx-Konzentration stromabwärts des SCR-Katalysators umfasst.
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Eine Sensorik 36.1 bis 36.4 repräsentiert alle übrigen Sensoren, die im Abgassystem 14 angeordnet sind, um Betriebsparameter des Abgassystems, wie etwa den Druckabfall über den Partikelfilter 26, die Sauerstoffkonzentration des Abgases und die Temperatur des Abgases oder die Temperatur von Komponenten des Abgassystems zu erfassen. Die Anordnung dieser Sensorik kann mehrere Sensoren umfassen, die an verschiedenen Stellen im Abgassystem 14 angeordnet sind und dort jeweils auftretende Werte von Betriebsparametern erfassen. Die dargestellte Anordnung der Sensoren 36.1, 36.2, 36.3, 36.4, die jeweils an das Steuergerät 16 angeschlossen sind, stellt insofern nur ein Beispiel dar.
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Ein Fahrerwunschgeber 38, beispielsweise ein Fahrpedal, erfasst Drehmomentanforderungen eines Fahrers des Kraftfahrzeuges, das von dem Verbrennungsmotor angetrieben wird. Aus den Signalen der erfassten Betriebsparameter bildet das Steuergerät 16 Ansteuersignale für Aktuatoren, mit denen der Verbrennungsmotor 10 gesteuert wird. Zu diesen Aktuatoren gehört z.B. eine zum Kraftstoffsystem 13 zugehörige Anordnung von Einspritzventilen, mit denen Kraftstoff zu der in den Verbrennungsmotor strömenden Luft oder auch direkt in Brennräume des Verbrennungsmotors zugemessen wird, das Abgasrückführventil 20, mit dem die zum Luftsystem zurückgeführte Abgasmenge steuerbar ist, und das Reduktionsmitteldosierventil 30. Die zurückgeführte Abgasmenge senkt bei der Verbrennung von Brennraumfüllungen des Verbrennungsmotors 10 auftretende Spitzentemperaturen und trägt damit ganz wesentlich zur Senkung der NOx-Rohemissionen des Verbrennungsmotors 10 bei.
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Neben der Steuerung des Verbrennungsmotors 10 überwacht das Steuergerät 16 insbesondere die Funktion abgasrelevanter Komponenten des Gesamtsystems aus Verbrennungsmotor 10 und Abgassystem 14. Wenn es dabei einen abgasrelevanten Fehler feststellt, wird dieser im Steuergerät 16 zum Auslesen durch Werkstattpersonal gespeichert und/oder dem Werkstattpersonal oder dem Fahrer über eine Fehlerlampe 40 als Mittel 18 zum Anzeigen eines Fehlers angezeigt.
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2 zeigt ein Flussdiagramm als Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Das Verfahren wird bevorzugt im Rahmen eines Werkstattaufenthalts des Fahrzeugs durchgeführt. Dabei wird aus einem Hauptprogramm 42, das im Steuergerät 16 zur Steuerung des Verbrennungsmotors abläuft, ein Schritt 44 erreicht, in dem das Abgassystem 14 für nachfolgende Diagnoseschritte konditioniert wird. Dazu wird der SCR-Katalysator 28 durch Schließen und Geschlossenhalten des Reduktionsmitteldosierventils 30 von Reduktionsmittel geleert. Optional wird wird der Verbrennungsmotor 10 anschließend mit hohen NOx-Rohemissionen betrieben, was zum Beispiel durch Eingriffe in das Luftsystem des Verbrennungsmotors, in dem der Frischluftanteil und/oder Restgasanteil an Brennraumfüllungen des Verbrennungsmotors eingestellt wird, erfolgen kann.
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Aus den dabei vorliegenden Betriebsparametern des Verbrennungsmotors 10 berechnet das Steuergerät 16 in einem Programmmodul, das im Flussdiagramm der 2 durch den Schritt 46 repräsentiert wird, einen ersten Erwartungswert für die sich stromabwärts des SCR-Katalysators einstellende NOx-Konzentration. Die Berechnung erfolgt mit einem Rechenmodell und der Verwendung von im Steuergerät gespeicherten Daten und Zusammenhängen. Parallel zur Berechnung wird im Schritt 48 stromabwärts des SCR-Katalysators 28 die sich dort einstellende NOx-Konzentration gemessen. Im Schritt 50 wird der Betrag der Differenz aus dem Messwert und dem Erwartungswert ermittelt.
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Im Schritt 52 wird der Betrag der Differenz, also der positive Wert der Differenz, mit einem vorbestimmten Schwellenwert verglichen. Wenn alle Komponenten in Ordnung sind, ist dieser positive Wert ungefähr gleich Null, weil der leere SCR-Katalysator die NOx-Konzentration nicht verändert. Der Schwellenwert wird dann nicht überschritten. Das Programm verzweigt in diesem Fall ohne Ausgabe einer Fehlermeldung zurück in das Hauptprogram des Schrittes 42.
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Eine Überschreitung des Schwellenwertes zeigt dagegen einen Fehler an. Um den Fehler näher einzugrenzen und um insbesondere eine Unterscheidung zwischen erhöhten Rohemissionen und einem defekten NOx-Sensor 34 zu erlauben, wird der Verbrennungsmotor in diesem Fall, also bei einer Überschreitung des Schwellenwertes, im Schritt 53 mit einer Zufuhr von Reduktionsmittel zum Abgas betrieben. Das Reduktionsmittel wird durch vom Steuergerät 16 gesteuertes Öffnen des Reduktionsmitteldosierventils 30 in das Abgas dosiert. Anschließend wird im Schritt 54 ein zweiter Erwartungswert für die sich dann bei im Übrigen unveränderten Betriebsparametern des Verbrennungsmotors 10 stromabwärts des SCR-Katalysators 28 einstellende NOx-Konzentration im Abgas gebildet.
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Parallel oder in zeitlicher Nähe zur Erwartungswertbildung wird die sich stromabwärts des SCR-Katalysators einstellende NOx-Konzentration im Schritt 56 mit dem NOx-Sensor 34 gemessen. Im Schritt 58 wird der Betrag, also der positive Wert der Differenz aus dem berechneten Wert und dem gemessen Wert, gebildet. Im Schritt 60 wird der im Schritt 50 gebildete Wert des Betrages mit dem in Schritt 58 gebildeten Wert des Betrages verglichen. Der Vergleich erfolgt bevorzugt durch Bilden der Differenz beider Werte. Wenn die Werte ungefähr gleich sind, wird dies als Fehler bei der Entstehung der Rohemissionen gewertet, also als Fehler bei der Steuerung der Kraftstoffzufuhr, der Abgasrückführung oder der Frischluftzufuhr, und es wird im Schritt 62 eine diesen Fehler anzeigende Fehlermeldung ausgegeben und/oder gespeichert und/oder angezeigt. Sind die Werte der Beträge dagegen deutlich unterschiedlich, wird dies als Fehler des NOx-Sensors 34 gewertet, und es wird im Schritt 64 eine diesen Fehler anzeigende Fehlermeldung ausgegeben und/oder gespeichert und/oder angezeigt. Die Anzeige erfolgt jeweils zum Beispiel durch die Fehlerlampe 40 als Mittel zur Anzeige eines Fehlers.
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Die 3 zeigt die mit dem NOx-Sensor 34 gemessene NOx-Konzentration über der vom Steuergerät 16 für den Einbauort des NOx-Sensors 34 berechneten NOx-Konzentration in ppm (parts per million). Die quantitativen Angaben dienen lediglich der Veranschaulichung. Im Betrieb realer Verbrennungsmotoren können auch ganz andere Zahlenwerte auftreten. Die qualitativen Aussagen der 3 gelten jedoch unabhängig von spezifischen Zahlenwerten. Wesentlich für das Verständnis sind die folgenden drei qualitativen Aussagen: Bei einem ordnungsgemäß funktionierenden Gesamtsystem aus Verbrennungsmotor 10, SCR-Katalysator 28 und stromabwärts des NOx-Katalysators angeordneten NOx-Sensor 34 ist die tatsächliche NOx-Konzentration gleich der gemessenen NOx-Konzentration und gleich der berechneten NOx-Konzentration. In der 3 wird dies durch die Ursprungsgerade 70 repräsentiert. Ein fehlerhafter Anstieg der Rohemissionen des Verbrennungsmotors 10 bewirkt eine Parallelverschiebung der Messwerte des NOx-Sensors 34, also einen additiven Offset. In der 3 wird dies durch die Gerade 72 repräsentiert.
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Ein fehlerhaft zu große Messwerte liefernder NOx-Sensor 34 macht sich durch eine im Vergleich zum fehlerfreien Fall größere Steigung seines Sensorsignals über der NOx-Konzentration bemerkbar. In der 3 wird dies durch die Gerade 74 repräsentiert. Diese Geraden ergeben sich mit Blick auf zwei verschiedene Betriebspunkte des Verbrennungsmotors 10 und des SCR-Katalysators 28 auf die folgende Art und Weise:
Ein erster Betriebspunkt zeichnet sich durch einen leeren, d.h. einen reduktionsmittelfreien, SCR-Katalysator 28 und eine fehlende Dosierung von Reduktionsmittel aus. Unter diesen Umständen berechnet das Steuergerät 16 aus im Steuergerät 16 gespeicherten Daten und Zusammenhängen und aus vorliegenden Sensorsignalen und Ansteuersignalen für den Verbrennungsmotor 10 einen ersten Erwartungswert für die NOx-Konzentration stromabwärts des SCR-Katalysators. Dies erfolgt im Schritt 46 der 2. Dieser Wert beträgt im dargestellten Beispiel 100 ppm.
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Bei fehlerfreiem System liefert der stromabwärts des SCR-Katalysators angeordnete NOx-Sensor dann ein Signal, das im Wesentlichen dem ersten Erwartungswert entspricht. Dies erfolgt im Schritt 48 der 2. Dieses Signal liegt z.B. innerhalb einer Bandbreite von plus/minus 5% um den Erwartungswert. In der 3 ist dies der Punkt 76. Anschließend wird der Betrag d_0 der Differenz von berechneter Konzentration und gemessener Konzentration gebildet. Dies erfolgt im Schritt 50 der 2. Im Schritt 52 der 2 erfolgt ein Vergleich der Differenz mit einem ersten Schwellenwert, der im angegeben Beispiel das 0,05 fache des Erwartungswertes (hier 100) ist.
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In dem dargestellten Beispiel beträgt der Messwert 130 ppm. Bei dieser Abweichung d_0 = 130 ppm – 100 ppm = 30 ppm wird der erste Schwellenwert, der hier 0,05 ist, überschritten. Zwei mögliche Fehler kommen als Ursache der Abweichung in Frage. Eine mögliche erste Ursache besteht darin, dass der NOx-Sensor 34 fehlerhaft zu viel NOx misst. Ein möglicher zweiter Fehler besteht darin, dass die NOx-Rohemissionen des Verbrennungsmotors 10 fehlerhaft zu hoch sind, was z.B. bei einer fehlerhaften Abgasrückführung der Fall sein kann. Da beide Fehler im vorliegenden Betriebspunkt zum gleichen Sensorsignal führen, sind sie zunächst nicht voneinander unterscheidbar. Beide Fehler ergeben den Punkt 78.
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Die Erfinder haben erkannt, dass sich die beiden Fehler in ihrer Abhängigkeit vom Betriebspunkt voneinander unterscheiden lassen. Ein Fehler des NOx-Sensors 34 äußert sich in einer Veränderung der Steigung seiner Kennlinie. Wenn die Abweichung des Messwertes vom Erwartungswert auf einen Fehler des NOx-Sensors 34 zurückgeht, so besteht dieser Fehler im dargestellten Beispiel darin, dass das Sensorsignal um 30% zu groß ist.
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Fehlerhaft zu hohe Rohemissionen bedeuten im dargestellten Beispiel dagegen, dass der Verbrennungsmotor 10 eine bestimmte Menge an NOx – hier eine Menge von 30 ppm, im Überschuss über dem erwarteten Wert von 100 ppm emittiert.
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Um diese beiden Fehler voneinander zu unterscheiden, wird bei im Übrigen unveränderten Betriebsbedingungen, eine vorbestimmte Menge an Reduktionsmittel über das Reduktionsmitteldosierventil 30 zum Abgas vor dem SCR-Katalysator 28 dosiert. Dies erfolgt im Schritt 53 der 2. Darüber hinaus wird vom Steuergerät 16 ein zweiter Erwartungswert für die sich unter diesen Bedingungen am Einbauort des NOx-Sensors 34 einstellende NOx-Konzentration berechnet. Dies erfolgt im Schritt 54 der 2. Parallel dazu wird mit dem NOx-Sensor die NOx-Konzentration gemessen. Dies erfolgt im Schritt 56 der 2. Anschließend wird der Betrag d_1 (auch hier der positive Wert) der Differenz aus dem berechneten zweiten Erwartungswert und dem gemessenen Wert gebildet. Dies erfolgt im Schritt 58 der 2. Daran schließt sich im Schritt 60 der 2 ein Vergleich von d_0 und d_1 an. Wenn d_0 im Wesentlichen gleich d_1 ist, liegt ein additiver Fehler (Offset) vor, der zu große Rohemissionen des Verbrennungsmotors signalisiert. Im Schritt 62 der 2 wird eine diesen Fehler repräsentierende Fehlermeldung erzeugt. In der 3 entspricht der Punkt 84 dieser Situation. Ist d_0 dagegen ungleich d_1, wird dies als Fehler des NOx-Sensors 34 gewertet. Fehler des NOx-Sensors 34 bilden sich in veränderten Werten der Steigung des Sensorsignals ab. Diese veränderte Steigung wirkt sich als multiplikativer Fehler aus. In der 3 entspricht der Punkt 82 dieser Situation. Im Schritt 62 der 2 wird eine diesen Fehler repräsentierende Fehlermeldung erzeugt. In der 3 entspricht der Punkt 84 dieser Situation.
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Die 3 repräsentiert den Fall einer zu großen Steigung des NOx-Sensorsignals und zu hoher NOx-Rohemissionen. Eine Darstellung des Falls einer zu geringen Steigung des NOx-Sensorsignals und unerwartet geringer Rohemissionen ergibt sich daraus analog. Die Erfindung erlaubt also insbesondere auch eine Unterscheidung unerwartet geringer NOx-Rohemissionen von dem Fehler einer zu kleinen Steigung des NOx-Sensorsignals.
