DE102005009464A1

DE102005009464A1 - Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

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Publication number: DE102005009464A1
Application number: DE102005009464A
Authority: DE
Inventors: Ruben-Sebastian Henning; Ulrich Pechtold; Horst Fuhrmann; Guenter Schelkle; Siegfried Zerbin
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2005-03-02
Filing date: 2005-03-02
Publication date: 2006-09-07
Anticipated expiration: 2025-03-03
Also published as: US7905085B2; JP5395318B2; JP2006242183A; SE0600465L; US20060196170A1; SE529382C2; DE102005009464B4

Abstract

Es werden ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (10), in deren Abgasbereich (13) eine Abgasbehandlungsvorrichtung (15) angeordnet ist, wobei stromaufwärts vor der Abgasbehandlungsvorrichtung (15) in den Abgasbereich (13) ein gegebenenfalls mit Druckluft vermischtes Reagenzmittel eingebracht wird, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens vorgeschlagen. Das Reagenzmittel wird mit einer Reagenzmittelpumpe (33) auf einen vorgegebenen Reagenzmittel-Solldruck (pReaSW) gebracht und anschließend mit einem Reagenzmittel-Dosierventil (36) zugemessen. Der stromaufwärts vor dem Reagenzmittel-Dosierventil (36) auftretende Reagenzmitteldruck (pRea) wird erfasst. Im Rahmen einer Diagnose ist die Vorgabe eines zeitlichen Verlaufs (60) des Reagenzmittel-Solldrucks (pReaSW) vorgesehen. Der während der Diagnose erfasste Reagenzmitteldruck (pRea) wird mit wenigstens einem vorgegebenen Schwellenwert verglichen. Eine Schwellenüberschreitung führt zur Bereitstellung eines Fehlersignals (F). Alternativ oder zusätzlich zur Diagnose des Reagenzmittelpfads (31) kann die entsprechende Diagnose eines Druckluftpfads (40) vorgesehen werden.

Description

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, in deren Abgasbereich eine Abgasbehandlungsvorrichtung angeordnet ist, und bei dem ein Reagenzmittel stromaufwärts vor der Abgasbehandlungsvorrichtung in den Abgasbereich, gegebenenfalls vermischt mit Druckluft, eingebracht wird, sowie von einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Gattung der unabhängigen Ansprüche.

In der DE 101 39 142 A1 ist einer Abgasbehandlungsvorrichtung einer Brennkraftmaschine beschrieben, bei der zur Verringerung der NOx-Emissionen ein SCR-Katalysator (Selective-Catalytic-Reduction) eingesetzt ist, der die im Abgas enthaltenen Stickoxide mit dem Reduktionsmittel Ammoniak zu Stickstoff reduziert. Das Ammoniak wird in einem stromaufwärts vor dem SCR-Katalysator angeordneten Hydrolyse-Katalysator aus einer Harnstoff-Wasser-Lösung gewonnen. Der Hydrolyse-Katalysator setzt den in der Harnstoff-Wasser-Lösung enthaltenen Harnstoff mit Wasser zu Ammoniak und Kohlendioxid um. Zur Sicherstellung einer exakten Dosierung ist vorgesehen, die Konzentration der Harnstoff-Wasser-Lösung zu ermitteln. Die Harnstoff-Wasser-Lösung wird mit einer Pumpe auf einen vorgegebenen Druck gebracht. Ein Dosierventil legt einen vorgegebenen Durchfluss fest. In einer Mischkammer wird der Harnstoff-Wasser-Lösung Druckluft zugemischt. Die Harnstoff-Wasser-Lösung wird zusammen mit der zugemischten Luft in das Abgas der Brennkraftmaschine derart eingesprüht, dass eine weitgehend gleichmäßige Anströmung des SCR-Katalysators erreicht wird.

In der DE 10 2004 018 221 A1 (nicht vorveröffentlicht) sind ein Verfahren und eine Vorrichtung beschrieben, bei denen ebenfalls 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 Reagenzmitteldruck-Sollwert wird im Rahmen einer Regelung geregelt, bei welcher der Reagenzmittel-Istdruck von einem Reagenzmittel-Drucksensor erfasst wird. Dem Reagenzmittel kann Druckluft zugemischt werden. Der Druckluftdruck kann ebenfalls in Abhängigkeit von einer Kenngröße im Rahmen einer Regelung auf einen vorgegebenen Druckluftdruck-Sollwert geregelt werden, wobei der Druckluft-Istdruck von einem Druckluft-Drucksensor erfasst wird. Ein Defekt wenigstens eines der Drucksensoren kann zu einer verminderten Leistungsfähigkeit des SCR-Katalysators führen mit der Folge, dass ungereinigtes Abgas in die Umgebung gelangen kann.

In der DE 10 2004 044 506 A1 (nicht vorveröffentlicht) sind ebenfalls ein Verfahren und eine Vorrichtung beschrieben, bei denen 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 Umgebungsluftdruck addierten Öffnungsdruck des Rückschlagventils entspricht. Ein Fehlersignal wird bereitgestellt, wenn die Bedingung nicht erfüllt ist.

In der DE 101 59 849 A1 sind ein weiteres Verfahren und eine Vorrichtung beschrieben, bei denen ein unter Druck stehendes Reagenzmittel in das Abgas einer Brennkraftmaschine vor einen SCR-Katalysator eingesprüht wird. Als Reagenzmittel ist Kraftstoff vorgesehen, der als Reduktionsmittel insbesondere für den NO2-Anteil im Abgas wirkt.

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, das gegebenenfalls mit Druckluft vermischt ist, stromaufwärts vor der Abgasbehandlungsvorrichtung in den Abgasbereich eingebracht wird, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens anzugeben, die eine hohe Sicherheit gewährleisten.

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

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine sieht zunächst vor, dass in den Abgasbereich stromaufwärts vor einer Abgasbehandlungsvorrichtung ein Reagenzmittel eingebracht wird. Eine Reagenzmittelpumpe bringt das Reagenzmittel auf einen vorgegebenen Reagenzmittel-Solldruck. Die Dosierung des Reagenzmittels erfolgt mit einem Reagenzmittel-Dosierventil. Vorgesehen ist eine Erfassung des Reagenzmitteldrucks stromaufwärts vor dem Reagenzmittel-Dosierventil. Während einer Diagnose, bei welcher der Reagenzmittel-Solldruck einen vorgegebenen zeitlichen Verlauf aufweist, wird in wenigstens einem vorgegebenen Zustand des Reagenzmittel-Dosierventils der erfasste Reagenzmitteldruck mit wenigstens einem Schwellenwert verglichen. Bei einer Schwellenüberschreitung wird ein Fehlersignal bereitgestellt.

Alternativ oder zusätzlich eignet sich die erfindungsgemäße Vorgehensweise zur Diagnose eines Druckluftpfads. Der Druckluftpfad enthält eine Druckluftpumpe sowie ein Druckluftventil und sieht die Erfassung des Druckluftdrucks vor.

Die erfindungsgemäße Vorgehensweise erhöht durch die Bewertung des Reagenzmittel- und/oder Druckluftdrucks in erheblichem Maße die Sicherheit beim Betreiben der Brennkraftmaschine, insbesondere dann, wenn das Reagenzmittel, beispielsweise Kraftstoff, leicht entzündlich ist. Mit der erfindungsgemäßen Vorgehensweise kann ein Leck im Reagenzmittel- und/oder Druckluftpfad entdeckt werden. Weiterhin ist eine Überprüfung des im Reagenzmittel- und/oder Druckluftpfad wenigstens einen angeordneten Ventils möglich, das im Fehlerfall im geschlossenen oder zumindest teilweise geöffneten Zustand klemmen kann. Die erfindungsgemäße Vorgehensweise stellt aufgrund der Diagnose die Einsatzbereitschaft der Abgasbehandlungsvorrichtung sicher und sorgt für die Einhaltung einer vorgeschriebenen Abgasreinigung.

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

Gemäß einer Ausgestaltung ist die Vorgabe eines periodischen zeitlichen Verlaufs des Reagenzmittel-Solldrucks und/oder des Druckluft-Solldrucks vorgesehen. Mit dieser Maßnahme ist eine einfache Festlegung des wenigstens einen Schwellenwerts und/oder Schwellenwert-Verlaufs möglich. Im normalen Dosierbetrieb, bei dem das Reagenzmittel-Dosierventil und/oder das Druckluft-Ventil zumindest teilweise geöffnet ist, kann überprüft werden, ob der vorgegebene zeitliche Verlauf im Reagenzmitteldruck und/oder Druckluftdruck widergespiegelt wird. Geeignet ist beispielsweise die Vorgabe eines sinusförmigen zeitlichen Verlaufs des Reagenzmittel-Solldrucks und/oder des Druckluft-Solldrucks. Weiterhin geeignet ist die Vorgabe eines impulsförmigen zeitlichen Verlaufs des Reagenzmittel-Solldrucks und/oder Druckluft-Solldrucks.

Gemäß einer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass ein Betriebszustand des Reagenzmittel-Dosierventils vorgegeben wird, bei dem das Ventil geschlossen ist, und dass der Schwellenwert auf den maximal vorgegebenen Reagenzmittel-Solldruck abgestimmt ist. Mit dieser Maßnahme kann überprüft werden, ob ein Leck im Reagenzmittelpfad vorliegt oder ob das Reagenzmittel-Dosierventil im zumindest teilweise geöffneten Zustand klemmt. Ein gegebenenfalls auftretender Druckabfall kann durch die Ermittlung des Druckgradienten oder wenigstens eines Druck-Differenzenquotienten und einem anschließenden Vergleich mit wenigstens einem Schwellenwert festgestellt werden.

Gemäß einer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass ein Betriebszustand des Reagenzmittel-Dosierventils vorgegeben wird, bei dem das Ventil zumindest teilweise geöffnet ist, und dass der Schwellenwert auf den erwarteten zeitlichen Verlauf abgestimmt ist. Mit dieser Maßnahme kann überprüft werden, ob das Reagenzmittel-Dosierventil im geschlossenen Zustand klemmt.

Entsprechende Ausgestaltungen im Druckluftpfad sind möglich, wenn das Druckluft-Ventil elektrisch steuerbar ist. Ansonsten ist vorgesehen, dass der Schwellenwert auf das Maximum des Druckluft-Solldrucks abgestimmt ist. Damit kann zumindest festgestellt werden, ob das Druckluft-Ventil im geschlossenen Zustand klemmt. Weiterhin kann gemäß einer Ausgestaltung vorgesehen sein, dass der Schwellenwert auf den erwarteten zeitlichen Verlauf des vorgegebenen Druckluft-Solldrucks abgestimmt ist. Damit kann ebenfalls festgestellt werden, ob das Druckluft-Ventil im geschlossenen Zustand klemmt.

Eine Ausgestaltung sieht die Überprüfung einer Reagenzmittelpumpe und/oder einer Druckluftpumpe vor.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine betrifft zunächst ein Steuergerät, das zur Durchführung des Verfahrens hergerichtet ist.

Das Steuergerät enthält insbesondere eine Diagnosesteuerung, eine Schwellenwert-Vorgabe zur Vorgabe des zeitlichen Verlaufs des Solldrucks sowie einen Vergleicher, der den wenigstens einen Schwellenwert mit dem erfassten Druck vergleicht.

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

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorgehensweise ergeben sich aus weiteren abhängigen Ansprüchen und aus der folgenden Beschreibung.
Zeichnung
1 zeigt ein technisches Umfeld, in welchem ein erfindungsgemäßes Verfahren abläuft, und 2a–2c zeigen Signalverläufe in Abhängigkeit von der Zeit.
1 zeigt eine Brennkraftmaschine 10, in deren Ansaugbereich 11 eine Ansaugluft-Erfassung 12 und in deren Abgasbereich 13 eine Reagenzmittel-Einbringungsvorrichtung 14 sowie eine Abgasbehandlungsvorrichtung 15 angeordnet sind.
Die Ansaugluft-Erfassung 12 gibt an ein Steuergerät 20 ein Luftsignal msL und die Brennkraftmaschine 10 eine Drehzahl n ab.
Das Steuergerät 20 stellt einer Kraftstoff-Zumessvorrichtung 30 ein Kraftstoffsignal mK zur Verfügung.
In einem Reagenzmittelpfad 31 wird ein in einem Reagenzmitteltank 32 gelagertes Reagenzmittel von einer Reagenzmittelpumpe 33 auf einen vorgegebenen Reagenzmittel-Solldruck pReaSW gebracht. Die Reagenzmittelpumpe 33 wird von einem Reagenzmittelpumpen-Ansteuersignal 34 angesteuert, das eine im Steuergerät 20 angeordnete Reagenzmittelpumpen-Ansteuerung 35 bereitstellt.
Das Reagenzmittel gelangt an ein Reagenzmittel-Dosierventil 36, das mit einer Mischkammer 37 verbunden ist. Die Mischkammer 37 ist weiterhin mit einem Druckluftpfad 40 verbunden. Nach der Mischkammer 37 gelangt das Reagenzmittel zur Reagenzmittel-Einbringungsvorrichtung 14.
Zwischen der Reagenzmittelpumpe 33 und dem Reagenzmittel-Dosierventil 36 ist ein Reagenzmittel-Drucksensor 41 angeordnet, der den Reagenzmitteldruck pRea sowohl der Reagenzmittelpumpen-Ansteuerung 35 als auch einem Vergleicher 42 zur Verfügung stellt. Der Vergleicher 42 stellt ein Fehlersignal F bereit.
Eine Sollwertvorgabe 43 stellt sowohl der Reagenzmittelpumpen-Ansteuerung 35 als auch dem Vergleicher 42 einen Reagenzmittel-Solldruck pReaSW zur Verfügung.
Das Reagenzmittel-Dosierventil 36 wird von einem Dosierventil-Ansteuersignal msRea beaufschlagt, das eine Reagenzmittel-Dosiersteuerung 44 bereitstellt, der ein Dosiersignal 45 zugeführt wird.
Eine Diagnosesteuerung 46 gibt an die Sollwertvorgabe 43 ein Sollwert-Vorgabesignal 47, an den Vergleicher 42 ein Vergleichssignal 48 und an die Reagenzmittel-Dosiersteuerung 44 ein Diagnosesignal 49 ab.
Der Druckluftpfad 40 enthält eine Druckluftpumpe 50, die von einem Druckluftpumpen-Ansteuersignal 51 beaufschlagt wird, einen Druckluft-Drucksensor 52, der einen Druckluftdruck pDI bereitstellt, sowie ein Druckluft-Ventil 53, das an der Mischkammer 37 angeordnet ist.
2a zeigt einen vorgegebenen Reagenzmittel-Solldruck pReaSW in Abhängigkeit von der Zeit t. Zwischen einem ersten und zweiten Zeitpunkt t1, t2 wird als Reagenzmittel-Solldruck pReaSW ein Reagenzmittel-Nenndruck pReaN vorgegeben. Zum zweiten Zeitpunkt t2 wird ein zeitlicher Verlauf 60 des Reagenzmittel-Solldrucks pReaSW vorgegeben. Der zeitliche Verlauf 60 weist zu einem dritten Zeitpunkt t3 ein Maximum pReaMax, zu einem vierten Zeitpunkt t4 einen relativen Nulldurchgang 61 und zu einem fünften Zeitpunkt t5 ein Minimum pReaMin auf. Das Minimum pReaMin liegt oberhalb eines Abgasdrucks pabg.
2b zeigt den Reagenzmitteldruck pRea in Abhängigkeit von der Zeit t. Zwischen dem ersten und zweiten Zeitpunkt t1, t2 weist der Reagenzmitteldruck pRea den vorgegebenen Reagenzmittel-Nenndruck pReaN auf. Zwischen dem zweiten und dritten Zeitpunkt t2, t3 steigt der Reagenzmitteldruck pRea auf das Maximum pReaMax des vorgegebenen Reagenzmittel-Solldrucks pReaSW an.
2c zeigt ebenfalls den Reagenzmitteldruck pRea in Abhängigkeit von der Zeit t. Der Reagenzmitteldruck pRea weist zwischen dem ersten und zweiten Zeitpunkt t1, t2 den vorgegebenen Reagenzmittel-Nenndruck pReaN auf. Zwischen dem zweiten und dritten Zeitpunkt t2, t3 steigt der Reagenzmitteldruck pRea bis knapp unterhalb des vorgegebenen Maximums pReaMax des Reagenzmittel-Solldrucks pReaSW an.
Zwischen dem dritten und einem sechsten Zeitpunkt t3, t6 weist der Reagenzmitteldruck pRea einen Druckabfall 62 auf.
Das erfindungsgemäße Verfahren arbeitet folgendermaßen:
Das Abgas der Brennkraftmaschine 10 enthält unerwünschte Bestandteile wie beispielsweise Stickoxide. Die Abgasbehandlungsvorrichtung 15 hat die Aufgabe, die unerwünschten Bestandteile so weit wie möglich zu vermindern. Die Abgasbehandlungsvorrichtung 15 ist beispielsweise als Katalysator, vorzugsweise als SCR-Katalysator gemäß dem eingangs genannten Stand der Technik ausgebildet. Ein SCR-Katalysator benötigt ein Reagenzmittel wie beispielsweise Ammoniak. In Abhängigkeit von der Ausgestaltung des SCR-Katalysators können als Reagenzmittel Kohlenwasserstoffe vorgesehen sein. Das Ammoniak kann aus einer Harnstoff-Wasser-Lösung durch Hydrolyse gewonnen werden. Gegebenenfalls erforderliche Kohlenwasserstoffe können aus Kraftstoff bereitgestellt werden.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel kann das Reagenzmittel in der Mischkammer 37 mit Druckluft vermischt werden, die vom Druckluftpfad 40 bereitgestellt wird. In Abhängigkeit von der konkreten Ausgestaltung können der Druckluftpfad 40 und die Mischkammer 37 entfallen. Gemäß einer anderen Ausgestaltung kann die Reagenzmittel-Einbringvorrichtung 14, die beispielsweise lediglich ein Sprührohr ist, identisch sein mit dem Reagenzmittel-Dosierventil 36. Das Reagenzmittel-Dosierventil 36 entfällt dann. Bei dieser Ausgestaltung ist das Reagenzmittel-Dosierventil 36 unmittelbar im Abgasbereich 13 angeordnet.
Der Reagenzmittel-Drucksensor 41 erfasst den Reagenzmitteldruck pRea im Reagenzmittelpfad 31 zwischen der Reagenzmittelpumpe 33 und dem Reagenzmittel-Dosierventil 36.
Im Druckluftpfad 40 ist die Druckluftpumpe 50 vorgesehen, deren Druck mit dem Druckluftpumpen-Ansteuersignal 51 auf einen vorgegebenen Druckluft-Solldruck pDISW festgelegt wird. Die Druckluft gelangt über das Druckluft-Ventil 53 in die Mischkammer 37. Das Druckluft-Ventil 53 ist beispielsweise ein Rückschlagventil, das einen durchflussabhängigen Öffnungsdruck aufweist. Gemäß einer nicht näher gezeigten Ausgestaltung kann das Druckluft-Ventil 53 elektrisch betätigt werden. Zwischen der Druckluftpumpe 50 und dem Druckluft-Ventil 53 ist der Druckluft-Drucksensor 52 angeordnet, der den im Druckluftpfad 40 vorliegenden Druckluftdruck pDI erfasst.
Die folgende Beschreibung ist auf eine Diagnose des Reagenzmittelpfads 31 abgestellt. Die Diagnose des Druckluftpfads 40 erfolgt in analoger Weise. Der im Reagenzmittelpfad 31 enthaltenen Reagenzmittelpumpe 33 entspricht der im Druckluftpfad 40 angeordneten Druckluftpumpe 50. Das im Reagenzmittelpfad 31 angeordnete Reagenzmittel-Dosierventil 36 entspricht dem im Druckluftpfad 40 angeordneten Druckluft-Ventil 53 und der im Reagenzmittelpfad 31 angeordnete Reagenzmittel-Drucksensor 41 entspricht dem im Druckluftpfad 40 angeordneten Druckluft-Drucksensor 52. Dem im Reagenzmittelpfad 31 vorgegebenen Reagenzmittel-Solldruck pReaSW entspricht dem im Druckluftpfad 40 vorgegebenen Druckluft-Sollwert pDISW.
Eine Diagnose durch eine Bewertung des vom Reagenzmittel-Drucksensor 41 bereitgestellten Reagenzmitteldrucks pRea hinsichtlich des Absolutwerts und/oder der Änderungen ermöglicht zunächst eine Überprüfung, ob im Reagenzmittelpfad 31 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.
Die Bewertung des Reagenzmitteldrucks pRea erfolgt im Vergleicher 42 durch Vergleich mit wenigstens einem vorgegebenen Schwellenwert, der ein Absolutdruck und/oder eine Druckänderung und/oder ein Druckgradient sein kann. Durch eine geeignete Festlegung des Diagnosesignals 49 durch die Diagnosesteuerung 46 kann eine gezielte Diagnose durchgeführt werden, die sich auf die ordnungsgemäße Funktion des Reagenzmittel-Dosierventils 36 oder eines anderen vorhandenen Ventils erstreckt. Weiterhin kann die ordnungsgemäße Funktion der Reagenzmittelpumpe 33 überprüft werden.
Während des normalen Betriebs der Abgasbehandlungsvorrichtung 15 wird die Dosierung mit dem Dosiersignal 45 vorgenommen, das der Reagenzmittel- Dosiersteuerung 44 zugeführt wird. Der normale Dosierbetrieb kann mit dem Diagnosesignal 49 unterbrochen werden, das die Diagnosesteuerung 46 bereitstellt.
Zunächst wird davon ausgegangen, dass zwischen dem ersten und zweiten Zeitpunkt t1, t2 der normale Dosierbetrieb des Reagenzmittels vorgesehen ist. Die Sollwertvorgabe 43 gibt den Reagenzmitteldruck-Nennwert pReaN aus, den die Reagenzmittelpumpen-Ansteuerung 35 durch entsprechende Festlegung des Reagenzmittelpumpen-Ansteuersignals 34 einzustellen versucht.
Eine erste Diagnosemöglichkeit besteht durch die Überprüfung, ob der Reagenzmitteldruck pRea wenigstens näherungsweise dem vorgegebenen Reagenzmittel-Nenndruck pReaN entspricht. Der Vergleicher 42 vergleicht den Reagenzmitteldruck pRea mit einem Schwellenwert oder mehreren Schwellenwerten, die auf den vorgegebenen Reagenzmittel-Nenndruck pReaN bezogen sind. Bei einer festgestellten Abweichung wird das Fehlersignal F bereitgestellt.
Ab dem zweiten Zeitpunkt t2 wird der zeitliche Verlauf 60 des Reagenzmittel-Solldrucks pReaSW vorgegeben, der bevorzugt dem vorgegebenen Reagenzmittel-Nenndruck pReaN überlagert wird. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist ein periodischer, sinusförmiger Verlauf 60 vorgesehen, der im allgemeinen ohne erhöhte Anforderungen an die Reagenzmittelpumpe 33 bereitgestellt werden kann. Die Reagenzmittelpumpe 33 muss lediglich in der Lage sein, einen Reagenzmitteldruck pRea bereitstellen zu können, der den Reagenzmittel-Nenndruck pReaN übersteigt. Geeignet ist weiterhin ein impulsförmiger Verlauf 60, der höhere Anforderungen an die Reagenzmittelpumpe 33 stellt. Rein prinzipiell kann jeder Verlauf 60 vorgesehen sein, der eine zeitliche Änderung aufweist.
Zunächst wird davon ausgegangen, dass das Reagenzmittel-Dosierventil 36 während des normalen Dosierbetriebs zumindest teilweise geöffnet ist. Die Bewertung des Reagenzmitteldrucks pRea erfolgt dadurch, dass der Vergleicher 42 den gemessenen Reagenzmitteldruck pRea mit wenigstens einem Schwellenwert, vorzugsweise mit einem dem Verlauf 60 entsprechenden zeitlichen Schwellenwert-Verlauf vergleicht, wobei der Schwellenwert bzw. der Schwellenwert-Verlauf an den vorgegebenen Verlauf 60 und gegebenenfalls an den Reagenzmittel-Nenndruck pReaN anzupassen ist. Sofern der in 2b gezeigte Signalverlauf des Reagenzmitteldrucks pRea auftritt, bei dem zumindest ab dem dritten Zeitpunkt t3 der vorgegebene zeitliche Verlauf 60 nicht mehr wiedergefunden werden kann, muss von einem Reagenzmittel-Dosierventil 36 ausgegangen werden, das im geschlossenen Zustand klemmt.
Eine andere Diagnose sieht vor, dass zum zweiten Zeitpunkt t2 oder spätestens zum dritten Zeitpunkt t3 das Reagenzmittel-Dosierventil 36 geschlossen wird. Sofern der Reagenzmittelpfad 31 in Ordnung ist, steigt der Reagenzmitteldruck pRea gemäß 2b bis auf das vorgegebene Maximum pReaMax des Reagenzmittel-Solldrucks pReaSW an und verbleibt anschließend dort. Für die Diagnose reicht es aus, wenn der Vergleicher 42 zu wenigstens einem vorgegebenen Zeitpunkt, beispielsweise zum vierten Zeitpunkt t4, bei dem der relative Nulldurchgang 61 liegt, und/oder beispielsweise zum fünften Zeitpunkt t5, bei dem das Minimum pReaMin liegt, überprüft, ob ein Druckabfall des Reagenzmitteldrucks pRea aufgetreten ist. Der Vergleicher 42 kann den Schwellenwert beispielsweise auf das Maximum pReaMax beziehen. Sofern kein oder nur ein geringer zulässiger Druckabfall festgestellt wird, ist der Reagenzmittelpfad 31 in Ordnung. Sofern der vorgegebene zeitliche Verlauf 60, gegebenenfalls mit erheblich verringerten Amplituden, wiedergefunden werden kann, klemmt das Reagenzmittel-Dosierventil 36 im zumindest teilweise geöffneten Zustand. Sofern im Reagenzmittelpfad 31 ein Leck vorliegt, wird sich ein Reagenzmitteldruck pRea einstellen, der beispielhaft in 2c gezeigt ist.
Zunächst kann die Situation auftreten, dass der Reagenzmitteldruck pRea zum dritten Zeitpunkt t3 nicht bis auf das erwartete Maximum pReaMax ansteigt. Sofern dies der Fall ist, muss von einem größeren Leck ausgegangen werden, bei dem die Reagenzmittelpumpe 33 nicht mehr in der Lage ist, den vorgegebenen Reagenzmittel-Solldrucks pReaSW aufrecht zu erhalten.
Nach dem dritten Zeitpunkt t3, also nach Erreichen des Maximums pReaMax, liegt der Druckabfall 62 vor, der im gezeigten Ausführungsbeispiel ab dem sechsten Zeitpunkt t6 vom vorgegebenen zeitlichen Verlauf 60 durch die Druckerhöhung beendet wird. Neben einem Vergleich mit einem Schwellenwert, beispielsweise zum vierten und/oder fünften Zeitpunkt t4, t5 kann als Schwellenwert ein Druckgradient vorgesehen sein, der vorzugsweise als wenigstens ein Differenzenquotient realisierbar ist.
Wenn der Vergleicher 42 wenigstens eine Schwellenüberschreitungen feststellt, wird das Fehlersignal F bereitgestellt, das beispielsweise in einen nicht näher gezeigten Fehlerspeicher hinterlegt oder zur Anzeige gebracht werden kann.

Claims

Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (10), in deren Abgasbereich (13) eine Abgasbehandlungsvorrichtung (15) angeordnet ist, bei dem ein Reagenzmittel stromaufwärts vor der Abgasbehandlungsvorrichtung (15) in den Abgasbereich (13) eingebracht wird, bei dem eine Reagenzmittelpumpe (33) ein Reagenzmittel auf einen vorgegebenen Reagenzmittel-Solldruck (pReaSW) bringt und bei dem eine Dosierung des Reagenzmittels mit einem Reagenzmittel-Dosierventil (36) vorgesehen ist, bei dem der Reagenzmitteldruck (pRea) stromaufwärts vor dem Reagenzmittel-Dosierventil (36) erfasst wird, bei dem während einer Diagnose der Reagenzmittel-Solldruck (pReaSW) einen vorgegebenen zeitlichen Verlauf (60) aufweist, bei dem der in wenigstens einem vorgegebenen Zustand des Reagenzmittel-Dosierventils (36) erfasste Reagenzmitteldruck (pRea) mit wenigstens einem Schwellenwert verglichen und bei dem bei einer Schwellenüberschreitung ein Fehlersignal (F) bereitgestellt wird.
Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (10), in deren Abgasbereich (13) eine Abgasbehandlungsvorrichtung (15) angeordnet ist, bei dem eine Druckluft stromaufwärts vor der Abgasbehandlungsvorrichtung (15) in den Abgasbereich (13) eingebracht wird, bei dem eine Druckluftpumpe (50) die Druckluft auf einen vorgegebenen Druckluft-Solldruck (pDISW) bringt und bei dem eine Dosierung der Druckluft mit einem Druckluft-Ventil (53) vorgesehen ist, bei dem der Druckluftdruck (pDI) stromaufwärts vor dem Druckluft-Ventil (53) erfasst wird, bei dem während einer Diagnose der Druckluft-Solldruck (pDISW) einen vorgegebenen zeitlichen Verlauf (60) aufweist, bei dem der in wenigstens einem vorgegebenen Zustand des Druckluft-Ventils (53) erfasste Druckluftdruck (pDI) mit wenigstens einem Schwellenwert verglichen und bei dem bei einer Schwellenüberschreitung ein Fehlersignal (F) bereitgestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein periodischer zeitlicher Verlauf (60) des Solldrucks (pReaSW, pDISW) vorgegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein sinusförmiger zeitlicher Verlauf (60) des Solldrucks (pReaSW, pDISW) vorgegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein impulsförmiger zeitlicher Verlauf (60) des Solldrucks (pReaSW, pDISW) vorgegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Betriebszustand des Reagenzmittel-Dosierventils (36) vorgegeben wird, bei dem das Reagenzmittel-Dosierventil (36) geschlossen ist und dass der Schwellenwert auf das Maximum (pReaMax) des Reagenzmittel-Solldrucks (pReaSW) abgestimmt ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Betriebszustand des Reagenzmittel-Dosierventils (36) vorgegeben wird, bei dem das Reagenzmittel-Dosierventil (36) zumindest teilweise geöffnet ist und dass der Schwellenwert auf den erwarteten zeitlichen Verlauf (60) abgestimmt ist.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwellenwert auf das Maximum des Druckluft-Solldrucks (pDISW) abgestimmt ist.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwellenwert auf den erwarteten zeitlichen Verlauf (60) des vorgegebenen Druckluft-Solldrucks (pDISW) abgestimmt ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Vergleich zu wenigstens einem vorgegebenen Zeitpunkt ( t3, t4, t5) nach einem Startzeitpunkt (t2) des vorgegebenen zeitlichen Verlaufs (60) des Solldrucks (pReaSW, pDISW) durchgeführt wird.
Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche hergerichtetes Steuergerät (20) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (20) eine Diagnosesteuerung (46), eine Sollwertvorgabe (43) für den vorgegebenen zeitlichen Verlauf (60) des Solldrucks (pReaSW, pDISW) sowie einen Vergleicher (42) zum Vergleich des erfassten Drucks (pRea, pDI) mit dem wenigstens einen vorgegebenen Schwellenwert enthält.