WO2010108790A1 - Verfahren und vorrichtung zum überprüfen einer eindüsvorrichtung in einem abgasnachbehandlungssystem einer brennkraftmaschine. - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum überprüfen einer eindüsvorrichtung in einem abgasnachbehandlungssystem einer brennkraftmaschine. Download PDF

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Joris Fokkelman
Manfred FÜCHSLE
Michael Nienhoff
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Continental Automotive Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to a method and a device for diagnosing an injection device in an exhaust aftertreatment system of an internal combustion engine.
  • exhaust purification devices e.g., NOx trap catalysts or SCR catalyst systems
  • oxidizing exhaust purification devices e.g., particulate filters
  • Diesel particulate filters hereinafter simply referred to as diesel particulate filters or as particulate filters, represent a very efficient means of reducing the particulate emissions of diesel vehicles. Closed systems, such as, for example, the wall-flow filter, are increasingly being used. Characteristic of this type of filter is that the exhaust gas flows through a porous wall and thereby the soot particles are held by adhesion effects on the filter surface. This leads to an increase in the operating time of the vehicle and thus of the filter to build up a particle layer.
  • the particle filter loaded with soot particles must be regenerated at certain intervals in order to avoid clogging of the particulate filter.
  • the exhaust back pressure increases, as a result, the fuel consumption of the internal combustion engine increases and the power decreases. Therefore, the accumulated soot particles at certain intervals, especially if the Charging factor of the particulate filter has reached a certain limit, eliminated in a regeneration mode by thermal combustion under supply of residual oxygen in the exhaust gas.
  • This process is called regeneration of the particulate filter.
  • EFI External Fuel Injection, vaporizer, etc.
  • the regeneration mode is controlled as a function of a loading factor for the particle filter.
  • the level of loading of the particulate filter can be determined in several known ways, for example by means of a pressure measurement before and after the particulate filter and subsequent differentiation of these pressure values (eg DE 10 2007 003 153 A1), or by evaluating the signals of two lambda probes, wherein a lambda probe is connected in front of and a lambda probe downstream of the particle filter (eg DE 39 35 149 A1, DE 10 2004 050 347 B4, EP 1 323 904 A1) or by means of a model from operating variables of the internal combustion engine.
  • the system for filter regeneration by means of exhaust-side fuel injection upstream of the oxidation catalytic converter usually includes a diesel metering pump, which draws fuel from the fuel tank of the motor vehicle and delivers to a metering device, which is usually designed as a spray nozzle.
  • the dosage of the fuel in the exhaust system should be as precise as possible, as a u. a. achieved by the structural conditions and type of oxidation catalyst used predetermined temperature and should be maintained as constant as possible during the duration of the regeneration phase.
  • the diesel fuel is injected at a relatively high pressure, typically up to 10 bar in the exhaust system. By applying such higher pressures also increases the risk that by a leak at the injection device, be it a nozzle or an injector, occurs and it comes to an undesirable dosage of the diesel fuel.
  • the invention is based on the object of specifying a method and a device, with which or in a simple and cost-effective manner a Eindüsvortechnisch for a reducing agent in an exhaust aftertreatment system of an internal combustion engine can be checked for their tightness.
  • the present invention is based on the finding that in the overrun phase of the internal combustion engine with deactivated injections, the exhaust gas temperature decreases. This relationship is used to leak test the arranged in the exhaust line injection device for a reducing agent for NOx reduction.
  • the method according to claim 1 relates to a diagnosis of an injection device for introducing a catalytically oxidizable reducing agent into an exhaust gas line of an internal combustion engine at a location upstream of an oxidation catalytic converter and of a particle filter.
  • the exhaust gas temperature downstream of the oxidation catalyst is detected and stored.
  • the closed Eindüsvorraum is applied for a predetermined period of time with a pressure which is higher with respect to the pressure during the injection of the reducing agent with open Eindüsvorraum.
  • the exhaust gas temperature is detected downstream of the oxidation catalyst and the two exhaust gas temperatures compared with each other.
  • the injection device is then evaluated for its tightness.
  • Such a method has the advantage that with existing means of the exhaust aftertreatment system, a specific diagnosis of a single component can be performed.
  • the tightness of the injection device can be tested in a very simple manner, without the need to replace all other parts of the system, where pressure is applied, to suspect a leak as a precaution.
  • the injection device is classified as defective if the exhaust gas temperature after the pressure increase is higher than the exhaust gas temperature before the pressure increase. This can be easily realized by a simple arithmetic operation in the control device of the internal combustion engine.
  • the diagnosis can be carried out particularly simply by increasing the pressure at the injection device if an electrically controllable injector with an atomizing nozzle is used as the injection device.
  • the specified method and the device have the advantage that they can be used to check the accuracy of injection devices for different reducing agents, such as diesel, alcohol or alcohol mixtures.
  • Fig.l a highly simplified block diagram of an internal combustion engine with an exhaust aftertreatment system
  • Fig. 2 is a flowchart of a program which is executed in the control device of the internal combustion engine.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an internal combustion engine 10 with an associated Abgasnachbehand- Lung system 11. Only those components are shown, which are necessary for the understanding of the invention.
  • the fuel supply system of the internal combustion engine 10 is omitted.
  • an intake manifold 12 receives the internal combustion engine 10, for example, a diesel engine, the necessary for combustion fresh air.
  • the resulting in the combustion of the fuel-air mixture in the cylinders 13 exhaust gases are passed into an exhaust line 14.
  • DOC diesel oxidation catalyst
  • DPF diesel particulate filter
  • a NOx storage catalytic converter or an SCR catalytic converter selective catalytic reduction
  • an injection device 22 for introducing a reducing agent 30 is provided in the section of the exhaust line 14 between the outlet of the internal combustion engine 10 and the input of the diesel oxidation catalyst 16, an injection device 22 for introducing a reducing agent 30 is provided.
  • the injection device 22 is connected via a fluid line 15 to a reducing agent tank 20 having a filling opening, in which the reducing agent 30 serving for the exhaust gas aftertreatment is stored.
  • an electrically controllable Reduktionsstoffdosierpumpe 21 is provided with the help of which the reducing agent 30 can be promoted if necessary from the reducing agent tank 20 to the injection device 22 so that the injection device 22 pressurized reducing agent 30 is applied.
  • a reducing agent 30 is preferably used to supply the internal combustion engine 10 diesel fuel.
  • no separate reducing agent tank 20 is necessary, such as when using alcohol or alcohol mixtures as reducing agent 30.
  • the injection device 22 is connected via the fluid line 15 with the diesel fuel tank of the vehicle equipped with the internal combustion engine 10.
  • the injection device 22 may also be connected to a fuel return line, which diesel fuel from a central pressure accumulator (common rail), to the fuel injection valves of the internal combustion engine 10 are connected, leads back to the diesel fuel tank. It only has to be ensured that diesel fuel is present at the injection device 22 at a pressure level which is high enough to inject the diesel fuel into the exhaust gas line 14 by opening the injection device 22.
  • a pressure increasing means may also be provided an electrically controllable Reduktionsffendosierpumpe.
  • injection device 22 may preferably be used a conventional, electrically controllable fuel injection valve, the structural design of the reducing agent used and the prevailing pressures (typical values are about 10 bar) is adjusted.
  • a pressure sensor 28 is provided in the fluid line 15, which detects the pressure P generated by the reducing agent metering pump 21 and thus also the pressure P prevailing at the injection device 22.
  • a temperature sensor 29 is provided which detects the temperature downstream of the diesel oxidation catalyst 16.
  • the signal of the temperature sensor 29 is indicated by the reference TEG.
  • a control device (ECU, electronic control unit) 23 is provided, in addition to the aforementioned sensors 28, 29 further, necessary for the operation of the internal combustion engine 10 sensors are assigned, in the figure are not explicitly shown and their signals are indicated in the figure generally by the reference numeral ES, are supplied.
  • the sensors record different measured quantities and determine the measured value of the measured variable in each case.
  • the control device 23 determines dependent on at least one of the measured variables manipulated variables, which then in one or more control signals be implemented for controlling the actuators by means of appropriate actuators.
  • the actuators are u.a. the injection valves of the internal combustion engine, the Reduktionsffendosierpumpe 21 and the injection device 22 for the reducing agent 30. Further signals for other actuators necessary for operating the internal combustion engine 10, but not explicitly shown, are generally indicated in the figure by the reference symbol AS.
  • the control device 23 has a control computer 24 and a program memory 25 in which u.a. a control program 26 is stored, which executes a method for diagnosing the injection device 22. Further control programs, such as programs for determining the degree of loading of the diesel particulate filter, for initiating and carrying out the regeneration of the diesel particulate filter 18 and a shift switching function SA are also stored in the program memory 25. Furthermore, the control computer 24 includes a data memory 27, in which u.a. Maps, an exhaust gas temperature TEG_1, a value for a diagnostic pressure P DIAG and a value for a diagnostic time T_DIAG are stored, whose meaning is explained in more detail with reference to the description of Figure 2.
  • control computer 24 also contains an error memory 31 for storing and reading out various diagnostic results. Negative diagnostic results can be transmitted acoustically and / or optically to the driver in addition to their storage.
  • an output unit 32 is provided, which communicates with the control device 23.
  • step S 1 The method for checking the injection device 22 is started in a step S 1 (FIG. 2) in which variables are initialized, if necessary.
  • the start preferably takes place close to the start of the internal combustion engine 10.
  • step S2 it is queried whether the operating state fuel cutoff exists.
  • Under fuel cut is the complete interruption of the fuel flow to the internal combustion engine in overrun conditions to understand.
  • the shift operation is a load condition in which the internal combustion engine is dragged through the vehicle, ie kept in rotary motion, when the force is not separated (for example when the clutch is not engaged). In this case, a negative work is done, ie the internal combustion engine does not work, but takes up work.
  • step S2 If the query returns a negative result in step S2, this query is repeated until the operating range of the fuel cutoff is present.
  • a step S4 by actuating the reducing agent metering pump 21, the pressure P at the injection device 22 is increased.
  • the self-adjusting pressure P is detected by the pressure sensor 28 and transmitted to the control device 23.
  • a step S5 it is queried whether the pressure P has reached a predetermined diagnostic pressure P_DIAG.
  • P_DIAG a predetermined diagnostic pressure
  • step S5 If the measured pressure P is still below the diagnostic pressure D DIAG, then the reducing agent metering pump 21 continues to be actuated (step S5), which further increases the pressure. Is the Diagnostic pressure P_DIAG is reached, in a step S6 checks whether a predetermined diagnostic time T DIAG has expired. This threshold value is determined, for example, as a function of the level of the diagnostic pressure P DIAG and the type of injection device 22 used.
  • step S6 If the diagnosis time T_DIAG has not yet elapsed, the query in step S6 is repeated until it delivers a positive result.
  • step S7 If the diagnostic time T_DIAG has expired, it is checked in a step S7 whether the exhaust-gas temperature TEG_1 measured before the pressure increase in step S3 has increased. For this purpose, the now existing value of the exhaust gas temperature TEG 2 downstream of the diesel oxidation catalytic converter 16 is detected and compared with the stored value TEG 1.
  • step S9 If the temperature value TEG 2 is higher than the temperature value TEG 1, a leakage of the injection device 22 is concluded in step S9 and a corresponding error entry into the error memory 31 is made in step S10.
  • an error message can be communicated acoustically and / or visually to the driver of the vehicle driven by the internal combustion engine 10 by activating the display device 32.
  • the exhaust gas temperature TEG decreases as time progresses. However, if a temperature increase takes place downstream of the diesel oxidation catalytic converter 16, this can only be due to a leakage at the injection device 22.
  • step S7 If the query in step S7 shows that no temperature increase took place during the diagnosis time T DIAG, then the Injection device 22 classified in step S8 as leak-free and the process is over.
  • the method is restarted when either the engine 10 is restarted or during continued operation of the engine 10 at the next onset of the fuel cutoff operation.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Diagnose einer Eindüsvorrichtung (22) zum Einbringen eines katalytisch oxidierbaren Reduktionsmittels (30) in einen Abgasstrang (14) einer Brennkraftmaschine (10) an einer Stelle stromaufwärts eines Oxidationskatalysators (16) und eines Partikelfilters (18). Im Betriebszustand der Schubabschaltung der Brennkraftmaschine (10), bei dem die Kraftstoffeinspritzung der Brennkraftmaschine (10) abgeschaltet ist und keine Regeneration des Partikelfilters (18) angefordert ist, wird die Abgastemperatur (TEG_1) stromabwärts des Oxidationskatalysators (16) erfasst und gespeichert und anschließend die geschlossen gehaltene Eindüsvorrichtung (22) für eine vorgegebene Zeitspanne (TDIAG) mit einem Druck beaufschlagt, der bezogen auf den Druck während des Eindüsens des Reduktionsmittels (30) bei geöffneter Eindüsvorrichtung (22) höher liegt. Nach Ablauf der Zeitspanne (T_DIAG) wird die Abgastemperatur (TEG_2) stromabwärts des Oxidationskatalysators (16) erneut erfasst und die beiden Abgastemperaturen (TEG_1, TEG_2) miteinander verglichen. In Abhängigkeit von dem Ergebnis des Vergleiches wird die Eindüsvorrichtung (22) hinsichtlich ihrer Dichtigkeit bewertet.

Description

Beschreibung
Verfahren und Vorrichtung zum Überprüfen einer Eindüsvorrichtung in einem Abgasnachbehandlungssystem einer Brennkraftmaschine.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Diagnose einer Eindüsvorrichtung in einem Abgasnachbehandlungssystem einer Brennkraftmaschine.
Mager betriebene, also mit Luftüberschuss arbeitende Brennkraftmaschinen, insbesondere Diesel-Brennkraftmaschinen benötigen zur Erfüllung strenger Emissionsanforderungen Systeme zur Abgasreinigung wie. z.B. reduzierend arbeitende Abgasreinigungseinrichtungen (z.B. NOx-Speicherkatalysatoren oder SCR-Katalysatorsysteme) und/oder oxidierend arbeitende Abgasreinigungseinrichtungen (z.B. Partikelfilter).
Dieselrußpartikelfilter, im nachfolgenden vereinfacht als Dieselpartikelfilter oder als Partikelfilter bezeichnet, stellen ein sehr effizientes Mittel zur Senkung der Partikelemissionen von Dieselfahrzeugen dar. Dabei finden vor allem geschlossene Systeme, wie beispielsweise der Wandstromfilter (Wall-Flow-Filter) zunehmend Verwendung. Kennzeichnend für diesen Filtertyp ist, dass das Abgas eine poröse Wand durchströmt und dabei die Rußpartikel durch Adhäsionseffekte an der Filteroberfläche festgehalten werden. Dies führt mit zunehmender Betriebsdauer des Fahrzeugs und damit des Filters zu einem Aufbau einer Partikelschicht.
Dadurch soll verhindert werden, dass umweltbelastende und gesundheitsgefährdende Rußpartikel in die Umgebungsluft gelangen können. Das so mit Rußpartikel beladene Partikelfilter muss jedoch in gewissen Zeitabständen regeneriert werden, um ein Verstopfen des Partikelfilters zu vermeiden. Mit zunehmender Beladung des Partikelfilters erhöht sich der Abgasgegendruck, infolgedessen der Kraftstoffverbrauch der Brennkraftmaschine steigt und die Leistung sinkt. Daher werden die angesammelten Rußpartikel in gewissen Zeitabständen, insbesondere wenn der Beladungsfaktor des Partikelfilters einen gewissen Grenzwert erreicht hat, in einem Regenerationsmodus durch thermische Verbrennung unter Zuführung von in dem Abgas befindlichen restlichen Sauerstoff beseitigt.
Dieses Verfahren wird als Regeneration des Partikelfilters bezeichnet. Um die benötigten Temperaturen von ca. 500-6000C zur Durchführung dieser thermischen Regeneration zu erzeugen, bedient man sich u.a. der Einspritzung eines Regenerations- mittel, insbesondere von Dieselkraftstoff, entweder mittels einer späten Nacheinspritzung in den oder die Zylinder der Brennkraftmaschine, die aber nicht mehr in dem Zylinder verbrennt (z.B. DE 19952830 Al) oder das Regenerationsmittel wird mittels einer externen Dosiervorrichtung (EFI = External Fuel Injection, Vaporizer etc.) in den Abgasstrang der Brennkraftmaschine eingebracht .
In der DE 103 61 220 Al ist ein Verfahren zum Regenerieren eines katalytisch beschichteten Partikelfilters, insbesondere eines Dieselpartikelfilters im Abgasstrang einer Dieselbrennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs beschrieben, wobei die Abgastemperatur durch Verstellen von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine erhöht wird und dann Kraftstoff in den Abgastrakt stromauf des Partikelfilters eingespritzt wird, sobald die Abgastemperatur und/oder die Partikelfiltertemperatur einen vorbestimmten Wert erreicht hat
In beiden Fällen reagieren diese unverbrannten Kohlenwasserstoffe in einem dem Partikelfilter vorgeschalteten Oxidati- onskatalysator mit dem vorhandenen Restsauerstoff, was zu einer Temperaturerhöhung beiträgt.
Die Steuerung des Regenerationsmodus erfolgt in Abhängigkeit eines Beladungsfaktors für den Partikelfilter. Die Höhe der Beladung des Partikelfilters kann auf mehrere, bekannte Arten ermittelt werden, beispielsweise mit Hilfe einer Druckmessung vor und nach dem Partikelfilter und anschließender Differenzbildung dieser Druckwerte (z.B. DE 10 2007 003 153 Al), oder durch Auswertung der Signale zweier Lambdasonden, wobei eine Lambdasonde vor und eine Lambdasonde nach dem Partikelfilter geschaltet ist (z.B. DE 39 35 149 Al, DE 10 2004 050 347 B4, EP 1 323 904 Al) oder mittels eines Modells aus Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine.
Das System zur Filterregeneration mittels abgasseitiger Kraftstoffeinspritzung stromaufwärts des Oxidationskatalysa- tors beinhaltet in der Regel eine Dieseldosierpumpe, die Kraftstoff aus dem Kraftstoffvorratsbehälter des Kraftfahrzeuge ansaugt und zu einer Dosiereinrichtung, die meist als Zerstäuberdüse ausgestaltet ist, fördert.
Die Dosierung des Kraftstoffes in den Abgasstrang soll möglichst präzise erfolgen, da eine u. a. von den konstruktiven Gegebenheiten und Art des verwendeten Oxidationskatalysators vorgegebene Temperatur erreicht und während der Dauer der Regenerationsphase möglichst konstant eingehalten werden soll. Um eine gute Zerstäubung und damit eine schnelle Verdampfung des Dieselkraftstoffes zu gewährleisten, wird der Dieselkraftstoff mit einem relativ hohen Druck, typischerweise mit bis zu 10 bar in den Abgasstrang eingedüst. Durch Anlegen solch höher Drücke steigt auch die Gefahr, dass durch eine Undichtigkeit an der Eindüsvorrichtung, sei es eine Düse oder ein Injektor, auftritt und es damit zu einer unerwünschten Dosierung des Dieselkraftstoffes kommt.
Selbst schon kleine Leckagen können über die Laufzeit gesehen, zu einem Schaden an dem Partikelfilter führen, bis hin zu einem totalen Ausfall der Komponente. Die ungewollt in das Abgassystem eingebrachten Kohlenwasserstoffe können nicht immer vollständig im Diesel-Oxidationskatalysator umgesetzt erden, da dieser oft die vorgesehene Betriebstemperatur nicht erreicht hat. Dies führt dazu, dass die verdampften Kohlenwasserstoffe sich im Partikelfilter einlagern. Bei der nächsten Aktivierung einer regulären Regeneration des Partikelfilters und damit einhergehenden Anstieg der Abgastemperatur kann die einsetzende Verbrennung dieser Kohlenwasserstoffe zu lokalen Temperatur- spitzen führen, welche den Partikelfilter schädigen oder gar zerstören können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, mit dem bzw. mit der auf einfache und kostengünstige Weise eine Eindüsvorrichtung für ein Reduktionsmittel in einer Abgasnachbehandlungsanlage einer Brennkraftmaschine hinsichtlich ihrer Dichtigkeit überprüft werden kann .
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der nebengeordneten Ansprüche 1 und 7 gelöst.
Die vorliegende Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass in der Schubphase der Brennkraftmaschine bei abgeschalteten Einspritzungen die Abgastemperatur abnimmt. Dieser Zusammenhang wird zur Dichtheitsprüfung der im Abgasstrang angeordneten Eindüsvorrichtung für ein Reduktionsmittel zur NOx-Reduzierung benutzt .
Das Verfahren gemäß dem Anspruch 1 bezieht sich auf eine Diagnose einer Eindüsvorrichtung zum Einbringen eines katalytisch o- xidierbaren Reduktionsmittels in einen Abgasstrang einer Brennkraftmaschine an einer Stelle stromaufwärts eines Oxi- dationskatalysators und eines Partikelfilters. Im Betriebszustand der Schubabschaltung der Brennkraftmaschine, bei dem die Kraftstoffeinspritzung der Brennkraftmaschine abgeschaltet ist und keine Regeneration des Partikelfilters angefordert ist, wird die Abgastemperatur stromabwärts des Oxidationskatalysators erfasst und gespeichert. Die geschlossen gehaltene Eindüsvorrichtung wird für eine vorgegebene Zeitspanne mit einem Druck beaufschlagt, der bezogen auf den Druck während des Eindüsens des Reduktionsmittels bei geöffneter Eindüsvorrichtung höher liegt. Nach Ablauf der Zeitspanne wird die Abgastemperatur stromabwärts des Oxidationskatalysators erfasst und die beiden Abgastemperaturen miteinander verglichen. In Abhängigkeit von dem Ergebnis des Vergleiches wird dann die Eindüsvorrichtung hinsichtlich ihrer Dichtigkeit bewertet. Ein solches Verfahren hat den Vorteil, dass mit vorhandenen Mitteln des Abgasnachbehandlungssystems eine spezifische Diagnose einer einzelnen Komponente durchgeführt werden kann. Die Dichtheit der Eindüsvorrichtung kann so auf sehr einfache Weise geprüft werden, ohne der Notwendigkeit alle anderen Systemteile, an denen Druck anliegt, auf Verdacht einer Undichtigkeit vorsorglich auszutauschen.
Die Eindüsvorrichtung wird als defekt eingestuft, wenn die Abgastemperatur nach der Druckerhöhung höher liegt als die Abgastemperatur vor der Druckerhöhung. Dies lässt sich leicht durch eine einfache Rechenoperation in der Steuerungseinrichtung der Brennkraftmaschine realisieren.
Besonders einfach lässt sich die Diagnose mittels Druckerhöhung an der Eindüsvorrichtung durchführen, wenn als Eindüsvorrichtung ein elektrisch ansteuerbarer Injektor mit einer Zerstäuberdüse verwendet wird.
Das angegebene Verfahren und die Vorrichtung haben den Vorteil, dass damit Eindüsvorrichtungen für unterschiedliche Reduktionsmittel, wie Diesel, Alkohol oder Alkoholmischungen hinsichtlich ihrer Dichtheit überprüft werden können.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Dabei zeigen
Fig.l ein stark vereinfachtes Blockschaltbild einer Brennkraftmaschine mit einem Abgasnachbehandlungssystem und
Fig. 2 ein Ablaufdiagramm eines Programms, das in der Steuerungseinrichtung der Brennkraftmaschine abgearbeitet wird.
Die Figur 1 zeigt in schematischer Darstellung eine Brennkraftmaschine 10 mit einem ihr zugeordneten Abgasnachbehand- lungssystem 11. Dabei sind nur diejenigen Komponenten dargestellt, die für das Verständnis der Erfindung notwendig sind. Insbesondere ist das Kraftstoffzuführsystem der Brennkraftmaschine 10 weggelassen. Über einen Ansaugstrang 12 erhält die Brennkraftmaschine 10, beispielsweise eine Dieselbrennkraftmaschine die zur Verbrennung nötige Frischluft. Die bei der Verbrennung des Kraftstoff-Luftgemisches in den Zylindern 13 entstehenden Abgase werden in einen Abgasstrang 14 geleitet. In dem Abgasstrang 14 ist brennkraftmaschinennahe ein Die- sel-Oxidationskatalysator (DOC) 16 und stromabwärts davon ein Dieselpartikelfilter (DPF) 18 angeordnet . Zusätzlich können noch ein NOx-Speicherkatalysator oder ein SCR-Katalysator (selective catalytic reduktion) vorgesehen sein.
In dem Teilstück des Abgasstranges 14 zwischen Auslass der Brennkraftmaschine 10 und dem Eingang des Die- sel-Oxidationskatalysators 16 ist eine Eindüsvorrichtung 22 zum Einbringen eines Reduktionsmittels 30 vorgesehen. Die Eindüsvorrichtung 22 ist über eine Fluidleitung 15 mit einem, eine Einfüllöffnung aufweisenden Reduktionsmitteltank 20 verbunden, in dem das zur Abgasnachbehandlung dienende Reduktionsmittel 30 gespeichert ist. In der Fluidleitung 15 ist eine elektrisch ansteuerbare Reduktionsmitteldosierpumpe 21 vorgesehen, mit deren Hilfe das Reduktionsmittel 30 bei Bedarf von dem Re- duktionsmitteltank 20 zu der Eindüsvorrichtung 22 gefördert werden kann, so dass an der Eindüsvorrichtung 22 druckbeaufschlagtes Reduktionsmittel 30 anliegt.
Als Reduktionsmittel 30 dient vorzugsweise der zur Versorgung der Brennkraftmaschine 10 dienende Dieselkraftstoff . In diesem Falle ist kein separater Reduktionsmitteltank 20 notwendig, wie etwa bei Verwendung von Alkohol oder Alkoholgemischen als Reduktionsmittel 30. Die Eindüsvorrichtung 22 ist dabei über die Fluidleitung 15 mit dem Dieselkraftstofftank des mit der Brennkraftmaschine 10 ausgestatteten Fahrzeuges verbunden.
Alternativ hierzu kann die Eindüsvorrichtung 22 auch an eine Kraftstoffrückführleitung angeschlossen sein, welche Dieselkraftstoff von einem zentralen Druckspeicher (common rail) , an dem die Kraftstoffeinspritzventile der Brennkraftmaschine 10 angeschlossen sind, zurück zu dem Dieselkraftstofftank führt. Es muss nur sichergestellt sein, dass an der Eindüsvorrichtung 22 Dieselkraftstoff mit einem Druckniveau anliegt, das hoch genug ist, den Dieselkraftstoff durch Öffnen der Eindüsvorrichtung 22 in den Abgasstrang 14 einzudüsen. Als Druckerhöhungsmittel kann ebenfalls eine elektrisch ansteuerbare Reduktionsmitteldosierpumpe vorgesehen sein.
Als Eindüsvorrichtung 22 kann vorzugsweise ein herkömmliches, elektrisch steuerbares Kraftstoffeinspritzventil verwendet werden, dessen konstruktive Ausgestaltung dem verwendeten Reduktionsmittel und den herrschenden Drücken (typische Werte liegen bei ca. 10 bar) angepasst ist.
Stromabwärts der Reduktionsmitteldosierpumpe 21 ist in der Fluidleitung 15 ein Drucksensor 28 vorgesehen, der den von der Reduktionsmitteldosierpumpe 21 erzeugten und damit auch den an der Eindüsvorrichtung 22 herrschenden Druck P erfasst.
In dem Leitungszweig des Abgasstranges 14 zwischen Ausgang des Diesel-Oxidationskatalysators 16 und dem Eingang des Dieselpartikelfilters 18 ist ein Temperatursensor 29 vorgesehen, der die Temperatur stromabwärts des Diesel-Oxidationskatalysators 16 erfasst. Das Signal des Temperatursensors 29 ist mit dem Bezugszeichen TEG gekennzeichnet.
Zum Steuern und Regeln der Brennkraftmaschine 10, sowie des Abgasnachbehandlungssystems 11 ist eine Steuerungseinrichtung (ECU, electronic control unit) 23 vorgesehen, der neben den erwähnten Sensoren 28, 29 weitere, für den Betrieb der Brennkraftmaschine 10 nötige Sensoren zugeordnet sind, die in der Figur nicht explizit dargestellt sind und deren Signale in der Figur allgemein mit dem Bezugszeichen ES angedeutet sind, zugeführt werden. Die Sensoren erfassen verschiedene Messgrößen und ermitteln jeweils den Messwert der Messgröße. Die Steuereinrichtung 23 ermittelt abhängig von mindestens einer der Messgrößen Stellgrößen, die dann in ein oder mehrere Stellsignale zum Steuern der Stellglieder mittels entsprechender Stellantriebe umgesetzt werden.
Die Stellglieder sind u.a. die Einspritzventile der Brenn- kraftmaschine, die Reduktionsmitteldosierpumpe 21 und die Eindüsvorrichtung 22 für das Reduktionsmittel 30. Weitere Signale für weitere Stellglieder, die zum Betreiben der Brennkraftmaschine 10 nötig, aber nicht explizit dargestellt sind, sind in der Figur allgemein mit dem Bezugszeichen AS gekennzeichnet.
Die Steuerungseinrichtung 23 weist einen Steuerrechner 24 und einen Programmspeicher 25 auf, in dem u.a. ein Steuerprogramm 26 abgespeichert ist, welches ein Verfahren zur Diagnose der Eindüsvorrichtung 22 ausführt. Weitere Steuerprogramme, wie beispielsweise Programme zum Bestimmen des Beladungsgrades des Dieselpartikelfilters, zur Einleitung und zur Durchführung der Regeneration des Dieselpartikelfilters 18 und eine Schubalt- schaltfunktion SA sind ebenso in dem Programmspeicher 25 ab- gelegt. Weiters enthält der Steuerrechner 24 einen Datenspeicher 27, in dem u.a. Kennfelder, ein Abgastemperaturwert TEG_1, ein Wert für einen Diagnosedruck P DIAG und ein Wert für eine Diagnosezeit T_DIAG abgelegt sind, deren Bedeutung anhand der Beschreibung der Figur 2 noch näher erläutert wird. Ferner enthält der Steuerrechner 24 noch einen Fehlerspeicher 31 zur Speicherung und zum Auslesen von verschiedenen Diagnoseergebnissen. Negative Diagnoseergebnisse können dem Fahrer zusätzlich zu deren Speicherung auch akustisch und/oder optisch übermittelt werden. Hierzu ist eine Ausgabeeinheit 32 vorge- sehen, welche mit der Steuerungseinrichtung 23 in Verbindung steht .
Das Verfahren zum Überprüfen der Eindüsvorrichtung 22 wird in einem Schritt Sl gestartet (Figur 2), in dem gegebenenfalls Variablen initialisiert werden. Der Start erfolgt bevorzugt zeitnah zu dem Start der Brennkraftmaschine 10. In einem Schritt S2 wird abgefragt, ob der Betriebszustand Schubabschaltung vorliegt. Unter Schubabschaltung ist das vollständige Unterbrechen des KraftstoffZuflusses zur Brennkraftmaschine im Schiebebetrieb zu verstehen. Der Schiebebetrieb ist ein Lastzustand, in dem bei nicht getrenntem Kraftschluss (z.B. bei nichtgetretener Kupplung) die Brennkraftmaschine durch das Fahrzeug geschleppt, also in Drehbewegung gehalten wird. Dabei wird eine negative Arbeit verrichtet, d.h. die Brennkraftmaschine gibt keine Arbeit ab, sondern nimmt Arbeit auf.
Liefert die Abfrage in Schritt S2 ein negatives Ergebnis, so wird diese Abfrage so lange wiederholt, bis der Betriebsbereich der Schubabschaltung vorliegt.
Wird dagegen von der Steuerungseinrichtung 23 durch Auswerten von entsprechenden Signalen erkannt, dass der Betriebsbereich Schubabschaltung vorliegt, so wird in einem Schritt S3 mittels des Temperatursensors 29 der Wert der Abgastemperatur TEG 1 stromabwärts des Diesel-Oxidationskatalysators 16 erfasst und dieser Wert in dem Datenspeicher 27 gespeichert.
Anschließend wird in einem Schritt S4 durch Ansteuern der Reduktionsmitteldosierpumpe 21 der Druck P an der Eindüsvorrichtung 22 erhöht. Der sich einstellende Druck P wird mittels des Drucksensors 28 erfasst und der Steuerungseinrichtung 23 übermittelt .
In einem Schritt S5 wird abgefragt, ob der Druck P einen vorgegebenen Diagnosedruck P_DIAG erreicht hat. Dieser Schwellenwert wird in Abhängigkeit der Höhe des Betriebsdruckes beim Eindüsen des Reduktionsmittels 30 und der Art der verwendeten Eindüsvorrichtung 22 experimentell bestimmt. Er soll auf jeden Fall deutlich höher gewählt werden als der Betriebsdruck.
Liegt der gemessene Druck P noch unter dem Diagnosedruck D DIAG, so bleibt die Reduktionsmitteldosierpumpe 21 weiter angesteuert (Schritt S5) , wodurch sich der Druck weiter erhöht. Ist der Diagnosedruck P_DIAG erreicht, wird in einem Schritt S6 ü- berprüft, ob eine vorgegebene Diagnosezeit T DIAG abgelaufen ist. Dieser Schwellenwert wird beispielsweise in Abhängigkeit der Höhe des Diagnosedruckes P DIAG und der Art der verwendeten Eindüsvorrichtung 22 festgelegt.
Ist die Diagnosezeit T_DIAG noch nicht verstrichen, so wird die Abfrage in Schritt S6 solange wiederholt, bis sie ein positives Ergebnis liefert.
Ist die Diagnosezeit T_DIAG abgelaufen, wird in einem Schritt S7 überprüft, ob sich die vor der Druckerhöhung im Schritt S3 gemessene Abgastemperatur TEG_1 erhöht hat. Hierzu wird der nun vorliegende Wert der Abgastemperatur TEG 2 stromabwärts des Diesel-Oxidationskatalysators 16 erfasst und mit dem gespeicherten Wert TEG 1 verglichen.
Ist der Temperaturwert TEG 2 höher als der Temperaturwert TEG 1, so wird im Schritt S9 auf eine Undichtigkeit der Eindüsvor- richtung 22 geschlossen und im Schritt SlO ein entsprechender Fehlereintrag in den Fehlerspeicher 31 vorgenommen. Zusätzlich kann dem Fahrer des mit der Brennkraftmaschine 10 angetriebenen Fahrzeuges eine Fehlermeldung durch Aktivieren der Anzeigevorrichtung 32 akustisch und/oder optisch übermittelt werden.
Innerhalb eines Schubabschaltbetriebes der Brennkraftmaschine 10 und damit Wegfall aller Einspritzungen und bei Vorliegen einer leckagefreien Eindüsvorrichtung 22 nimmt die Abgastemperatur TEG mit fortschreitender Zeit ab. Tritt aber trotzdem eine Tem- peraturerhöhung stromabwärts des Diesel-Oxidationskatalysators 16 auf, so kann dies nur durch eine Leckage an der Eindüsvorrichtung 22 begründet sein.
In einem nachfolgenden Schritt Sil ist das Verfahren zu Ende.
Ergibt die Abfrage in Schritt S7, dass keine Temperaturerhöhung während der Diagnosezeit T DIAG stattgefunden hat, so wird die Eindüsvorrichtung 22 im Schritt S8 als leckagefrei eingestuft und das Verfahren ist zu Ende.
Das Verfahren wird erneut gestartet, wenn entweder die Brennkraftmaschine 10 wieder neu gestartet wird oder während des fortdauernden Betriebes der Brennkraftmaschine 10 beim nächsten Eintreten des Schubabschaltbetriebes.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Überprüfen einer Eindüsvorrichtung (22) zum
Einbringen eines katalytisch oxidierbaren Reduktionsmittels (30) in einen Abgasstrang (14) einer Brennkraftmaschine (10) an einer Stelle stromaufwärts eines Oxidationskatalysators (16) und eines Partikelfilters (18),
dadurch gekennzeichnet, dass
- im Betriebszustand der Schubabschaltung der Brennkraftmaschine (10), bei dem die Kraftstoffeinspritzung der Brennkraftmaschine (10) abgeschaltet ist und keine Regeneration des Partikelfilters (18) angefordert ist, - die Abgastemperatur (TEG_1) stromabwärts des Oxidationskatalysators (16) erfasst und gespeichert wird,
- die geschlossen gehaltene Eindüsvorrichtung (22) für eine vorgegebene Zeitspanne (T_DIAG) mit einem Druck (P_DIAG) beaufschlagt wird, der bezogen auf den Druck (P) während des Eindüsens des Reduktionsmittels (30) bei geöffneter Eindüsvorrichtung (22) höher liegt,
- nach Ablauf der Zeitspanne (T_DIAG) die Abgastemperatur (TEG_2) stromabwärts des Oxidationskatalysators (16) erneut erfasst wird, - die beiden Abgastemperaturen (TEG 1, TEG 2) miteinander verglichen werden und
- in Abhängigkeit von dem Ergebnis des Vergleiches die Eindüsvorrichtung (22) hinsichtlich ihrer Dichtigkeit bewertet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Eindüsvorrichtung (22) als defekt eingestuft wird, wenn die Abgastemperatur (TEG 2) nach der Druckerhöhung höher liegt als die Abgastemperatur (TEG_1) vor der Druckerhöhung.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Eindüsvorrichtung (22) ein elektrisch ansteuerbarer Injektor mit einer Zerstäuberdüse verwendet wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine (10) eine Ma- ger-Brennkraftmaschine, insbesondere eine Die- sel-Brennkraftmaschine ist.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Reduktionsmittel (30) Diesel-Kraftstoff ist.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass das Reduktionsmittel (30) Alkohol oder ein Alkoholgemisch ist.
7. Elektronische Steuerungseinrichtung (23) für eine
Brennkraftmaschine (10), wobei die Brennkraftmaschine (10) eine Eindüsvorrichtung (22) zum Einbringen eines katalytisch oxidierbaren Reduktionsmittels (30) in einen Abgasstrang (14) der Brennkraftmaschine (10) aufweist, wobei die Steue- rungseinrichtung (23) einen Steuerrechner (24) und einen Programmspeicher (26) aufweist, in dem ein Steuerprogramm (25) abgespeichert ist, das bei einer Ausführung auf dem Steuerrechner (24) das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausführt.
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