Beschreibung
Verfahren zum Überprüfen eines Temperatursensors in einem SCR-Abgasnachbehandlungssystem
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überprüfen eines Temperatursensors in einem SCR-Abgasnachbehandlungssystem einer Verbrennungskraftmaschine . Zur Reduktion von Schadstoffen, insbesondere zur Reduktion von Stickoxiden, haben sich verschiedene Verfahren etabliert, bei denen reduzierende Fluide (Gase oder Flüssigkeiten) in das Abgassystem einer Verbrennungskraftmaschine eingeleitet werden. Zur Verminderung der Stickoxide hat sich besonders die
SCR-Technologie (selektive katalytische Reduktion) bewährt, bei der im Sauerstoffreichen Abgas enthaltene Stickoxide (NOx) mit Hilfe von Ammoniak oder einer entsprechenden zu Ammoniak umsetzbaren Vorläufersubstanz selektiv zu Stickstoff und Wasser reduziert werden. Bevorzugt wird hierbei auf wässrige Harn¬ stofflösungen zurückgegriffen. Die Harnstofflösung wird mittels Hydrolysekatalysatoren oder direkt auf dem SCR-Katalysator zu Ammoniak und Kohlendioxid hydrolysiert . Dazu wird die Harn¬ stofflösung in einem oder mehreren Tanks mitgeführt und mit einer Fördereinrichtung zu einem Dosiersystem geführt, das die Harnstofflösung vor dem Hydrolysekatalysator oder dem
SCR-Katalysator in den Abgasstrom einbringt.
Besonders bewährt hat sich als Reduktionsmittel eine wässrige Harnstofflösung mit einem Harnstoffgehalt von 31,8-33,2 Gewichtsprozenten, welche unter der Marke „AdBlue" vertrieben wird. Wie bei anderen Reduktionsmittellösungen besteht auch bei dieser Harnstofflösung das Problem, dass sie einen relativ niedrigen Gefrierpunkt (-11,5°C) aufweist und gefrorenes Reduktionsmittel nicht mehr zum Katalysator gefördert werden kann. Dies hat insbesondere im Winter einen Ausfall des Ab¬ gasnachbehandlungssystems zur Folge, wodurch es zu einem un¬ zulässig hohen Ausstoß an schädlichen Abgaskomponenten kommen
kann. Außerdem vergrößert sich das Volumen der wässrigen Harnstofflösung beim Einfrieren um ca. 10%. Dadurch können Schäden an den einzelnen Komponenten des SCR - Abgasnachbehandlungssystems auftreten.
Die EG Verordnung Nr. 692/2008 schreibt vor, dass für Fahrzeuge, die ein Reagens für ihr Abgasnachbehandlungssystem benötigen, dieses System auch bei niedrigen Umgebungstemperaturen seine Emissionsminderungsfunktion erfüllen muss. Dies umfasst auch Maßnahmen gegen das vollständige Einfrieren des Reagens bei einer Parkdauer von bis zu 7 Tagen bei -15°C und 50%iger Tankfüllung. Ist das Reagens gefroren, muss sichergestellt sein, dass es innerhalb von 20 Minuten, nachdem das Fahrzeug bei einer im Reagensbehälter gemessenen Temperatur von -15°C angelassen wurde, zur Verwendung bereitsteht, damit das Emissionsminde- rungssystem ordnungsgemäß arbeiten kann.
Für die Betriebsaufnahme und die einwandfreie Funktion eines solchen Abgasnachbehandlungssystems ist es daher notwendig, insbesondere den Tank mit Heizsystemen auszustatten, welche die gefrorene Flüssigkeit im Tank abschmelzen und in einen flüssigen, das heißt fließfähigen Aggregatzustand überführen.
Aus dem Stand der Technik sind Systeme bekannt, die Flüssig- keitstanks in Kraftfahrzeugen mit Heizfolien oder Heizmatten zu ummanteln, um die im Tank gefrorene Flüssigkeit aufzutauen. Außen an der Tankwand angeordnete Heizfolien oder Heizmatten weisen aber nur schlechte Wirkungsgrade auf, weil ein Großteil der erzeugten Wärme nicht zum Abschmelzen der gefrorenen Flüssigkeit in den Tank geleitet, sondern als Verlustleistung in die
Tankumgebung abgegeben wird. Daher ist entweder eine Erhöhung der Heiztemperatur und/oder der Einschaltzeit der Heizung erforderlich, um den Tank oder zumindest den Teil des Tanks, aus dem das Reduktionsmittel entnommen wird, so zu heizen, dass das Reduktionsmittel ausreichend schnell aufgetaut wird und/oder aufgetaut und damit in fließfähigem Aggregatzustand bleibt (EP 1 767 417 AI, DE 10 2007 005 004 AI) .
Außerdem ist es aus dem Stand der Technik bekannt, neben dem Tank auch zumindest einen Teil der Reduktionsmittelleitungen, die Reduktionsmittelpumpe, das Reduktionsmittelfilter und/oder den Reduktionsmittelinjektor zu beheizen (DE 10 2008 061 471 AI, WO 2006/90182 AI, EP 2 133 527 AI) .
Um eingefrorenes Reduktionsmittel wieder auftauen zu können oder um ein Einfrieren des Reduktionsmittels zu verzögern oder zu verhindern, wird die Heizung der genannten Komponenten des SCR-Abgasnachbehandlungssystems in der Regel nur eingeschaltet, wenn ein in diesem System verbauter Temperatursensor einen Temperaturwert nahe oder unterhalb des Gefrierpunktes des Reduktionsmittels anzeigt. Da das Signal eines solchen Temperatursensors als Kriterium für das Aktivieren der Heizeinrichtung herangezogen wird und somit einen Einfluss auf das Emissionsverhalten der Brennkraftmaschine hat, muss der Temperatursensor hinsichtlich seiner Funktionsfähigkeit diagnostiziert werden.
Bisher wurde der Temperatursensor auf unplausible Werte, d.h. zu niedrige oder zu hohe Temperaturwerte, bzw. physikalisch nicht mögliche Temperaturwerte überprüft. Alternativ oder zusätzlich kann eine Plausibilisierung mit den Werten anderer Tempera- tursensoren, beispielsweise den Werten eines Kühlmitteltemperatur- oder den Werten eines Umgebungstemperatursensors stattfinden. Mit der ersten Methode können nur Werte außerhalb des zulässigen Temperaturbereiches als fehlerhaft erkannt werden. Bei der zweiten Methode müssen ebenfalls große Ab- weichungen toleriert werden, da aufgrund der geringen Temperaturdynamik im SCR- Abgasnachbehandlungssystem auch im fehlerfreien Zustand große Differenzen zu den Werten der als Vergleich herangezogenen, anderen Temperatursensoren möglich sind .
Insbesondere wenn der Reduktionsmitteltank mittels einer thermischen Isolierung geschützt ist, um den Wärmeverlust gering zu halten, bedeutet dies, dass die Temperaturschwankungen
relativ gering und sehr träge sind. Damit ist es aber schwierig, den Temperatursensor zu diagnostizieren, da die Signaländerung sehr gering ist. Insbesondere kann ein sogenannter "hängender Temperatursensor" nur schwierig ermittelt werden. Unter einem "hängenden Temperatursensor" wird in diesem Zusammenhang ein Temperatursensor verstanden, dessen Signal (Messwert) sich über eine längere Zeitspanne hinweg nicht oder nur sehr geringfügig ändert bzw. eine nur geringe Dynamik hinsichtlich seines ausgegebenen Messwertes zeigt.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein einfaches und verbessertes Verfahren zum Diagnostizieren eines Temperatursensors in einem SCR-Abgasnachbehandlungssystem einer Brennkraftmaschine anzugeben.
Erfindungsgemäß wird dies durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 erreicht. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Die Erfindung zeichnet sich aus durch ein Verfahren zum
Überprüfen des Signals eines Temperatursensors in einem Ab¬ gasnachbehandlungssystem für eine Verbrennungskraftmaschine, wobei das Abgasnachbehandlungssystem zumindest einen Reduktionskatalysator, einen Reduktionsmittelvorratsbehälter zum Speichern von flüssigem Reduktionsmittel, eine Reduktions¬ mittelpumpe, eine Dosiervorrichtung zum Einbringen des Reduktionsmittels in eine Abgasleitung der Verbrennungskraft¬ maschine, eine Zuführleitung zum Zuführen der Reduktionsmit¬ telflüssigkeit von der Reduktionsmittelpumpe zu der Dosier- Vorrichtung und eine elektrische Heizeinrichtung zum Beheizen zumindest eines Teils des Reduktionsmittels aufweist. Der Temperatursensor ist an einer Stelle im Abgasnachbehand¬ lungssystem angeordnet, welche in Strömungsrichtung des Reduktionsmittels stromabwärts der Heizeinrichtung liegt. Das Verfahren weist folgende Schritte auf: a) in einem Betriebs¬ zustand der Verbrennungskraftmaschine, bei dem aufgrund der vorherrschenden Temperaturen kein Beheizen des Reduktionsmittels erforderlich ist, wird die Heizeinrichtung zum Zwecke der
Überprüfung des Temperatursensors eingeschaltet, b) es wird überprüft, ob sich das Signal des Temperatursensors ausgehend von einer Starttemperatur beim Einschalten der Heizeinrichtung innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne um einen vorgegebenen Erwartungswert verändert , c) der Temperatursensor wird vorläufig als fehlerfrei erkannt, wenn der Erwartungswert innerhalb der vorgegebenen Zeitspanne erreicht wird, d) die Heizeinrichtung wird abgeschaltet, e) es wird überprüft, ob das Signal des Temperatursensors ausgehend von dem Erwartungswert innerhalb einer Zeitspanne wieder die Starttemperatur erreicht, f) der Temperatursensor wird als fehlerfrei bestätigt, falls der Startwert innerhalb der vorgegebenen Zeitspanne erreicht wird.
Durch das aktive Einschalten der Heizeinrichtung außerhalb des bei niedrigen Temperaturen notwendigen Heizfensters zum Verhindern des Einfrierens oder zum Auftauen bereits gefrorenem Reduktionsmittel kann der Temperatursensor unabhängig von den äußeren Randbedingungen diagnostiziert werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, auf einfache Weise ohne Zuhilfenahme zusätzlicher Komponenten, wie z.B. anderweitig verbaute Temperatursensoren den im Abgasnachbehandlungssystem angeordneten Temperatursensor sicher zu überprüfen. Desweiteren hat das erfindungsgemäße Verfahren den Vorteil, dass es annähernd unabhängig vom Füllstand des Reduktionsmittel¬ vorratsbehälters und von der Starttemperatur bei der Diagnose ist, solange diese nur oberhalb der Gefriertemperatur des Reduktionsmittels liegt.
Falls das Abgasnachbehandlungssystem eine Rückführleitung für das Reduktionsmittel hin zum Reduktionsmittelvorratsbehälter aufweist, kann mit Hilfe der Reduktionsmittelpumpe die För¬ dermenge dermaßen reguliert werden, dass der Temperaturanstieg durch das aktive Diagnoseheizen und die die dazugehörige Zeitdauer optimal aufeinander abgestimmt sind.
Um eine mögliche Fehlbeurteilung des Temperatursensors aus¬ zuschließen, wird nicht nur die Veränderung des Temperatursignals aufgrund des Diagnoseheizens überprüft, sondern auch die Veränderung des Temperatursignals nach dem Abschalten der Heizeinrichtung. Durch Auswerten des Gradienten, mit dem der Temperaturabfall nach dem Abschalten der Heizeinrichtung erfolgt, kann zwischen einem fehlerbehafteten Temperatursensor und einer defekten Heizeinrichtung unterschieden werden. Um die Diagnosesicherheit weiter zu erhöhen, wird gemäß einer Weiterbildung der Erfindung die Überprüfung nur gestartet, wenn das Signal des Temperatursensors über eine vorbestimmte
Zeitdauer konstant oder annähernd konstant ist. Dadurch ist sichergestellt, dass die vom Temperatursensor erfasste Tem- peraturänderung ausschließlich von der eingeschalteten Heizeinrichtung herrührt und somit Fremdeinflüsse nahezu ausge¬ schlossen sind.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens ergeben sich im Zusammenhang mit der Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine Blockdarstellung einer Brennkraftmaschine mit zugehörigem SCR-Abgasnachbehandlungssystem, bei dem das erfindungsgemäße Diagnoseverfahren eingesetzt wird und Figur 2 ein Diagramm mit verschiedenen Temperaturverläufen zur
Verdeutlichung des Diagnoseverfahrens.
In Figur 1 ist in Form eines Blockschaltbildes sehr vereinfacht eine zumindest zeitweise mit Luftüberschuss betriebene Ver- brennungskraftmaschine mit einem ihr zugeordneten Abgasnachbehandlungssystem gezeigt. Dabei sind nur diejenigen Teile dargestellt, die für das Verständnis der Erfindung notwendig sind. Insbesondere ist auf die Darstellung des Kraftstoff-
kreislaufes verzichtet worden. In diesem Ausführungsbeispiel ist als Verbrennungskraftmaschine eine Dieselbrennkraftmaschine gezeigt und als Reduktionsmittel zum Nachbehandeln des Abgases wird wässrige Harnstofflösung verwendet. Das erfindungsgemäße Verfahren ist aber auch bei anderen Typen von Brennkraftmaschinen anwendbar, die zumindest teilweise mit Luftüberschuss betrieben werden .
Der Verbrennungskraftmaschine 1 wird über eine Ansaugleitung 2 die zur Verbrennung notwendige Luft zugeführt. Eine Ein- spritzanlage, die beispielsweise als Hochdruckspeicherein- spritzanlage (Common Rail) mit Einspritzventilen ausgebildet sein kann, die Kraftstoff KST direkt in die Zylinder der Verbrennungskraftmaschine 1 einspritzen, ist mit dem Bezugs- zeichen 3 bezeichnet. Das Abgas der Verbrennungskraftmaschine 1 strömt über eine Abgasleitung 4 zu einem Abgasnachbehand¬ lungssystem 5 und von diesem über einen nicht dargestellten Schalldämpfer ins Freie. Zur Steuerung und Regelung der Verbrennungskraftmaschine 1 ist eine an sich bekannte elektronische Steuerungseinrichtung 6, auch als Motorsteuerung oder electronic control unit, ECU) bezeichnet, über eine hier nur schematisch dargestelltes Bussystem 7, welches Daten - und Steuerleitungen beinhaltet, mit der Verbrennungskraftmaschine 1 verbunden. Über dieses Bussystem 7 werden u.a. Signale von Sensoren wie beispielsweise Lastsensor, Geschwindigkeitssensor und Temperatursensoren für Ansaugluft, Ladeluft und Kühlmittel, sowie Signale für Aktoren (z.B.
Einspritzventile, Stellglieder) zwischen der Verbrennungs- kraftmaschine 1 und der Steuerungseinrichtung 6 übertragen.
Das Abgasnachbehandlungssystem 5 weist einen Reduktionska- ta-lysator ( SCR-Katalysator) 8 auf, der mehrere in Reihe geschaltete, nicht näher bezeichnete Katalysatoreinheiten be- inhaltet. Stromabwärts und/oder stromaufwärts des Redukti¬ onskatalysators 8 kann zusätzlich je ein Oxidationskatalysator angeordnet sein (nicht dargestellt) .
Ferner ist ein Dosiersteuergerät 9 (DCU, dosing control unit) , ein Reduktionsmittelvorratsbehälter 10, eine elektrisch ansteuerbare Reduktionsmittelpumpe 11 und eine Dosiervorrichtung 15, zum Einbringen von flüssigem Reduktionsmittel 19 strom- aufwärts des Reduktionskatalysators 8 in die Abgasleitung 4 vorgesehen .
Das Reduktionsmittel 19, vorzugsweise wässrige Harnstofflösung ist in dem Reduktionsmittelvorratsbehälter 10 gespeichert und wird bei Bedarf der Dosiervorrichtung 15 zugeführt. Hierzu ist die Reduktionsmittelpumpe 11 saugseitig mit einer Entnahme¬ leitung 20 verbunden, welche in den Reduktionsmittelvorrats¬ behälter 10 ragt und druckseitig mit einer Zuführleitung 16 mit der Dosiervorrichtung 15 verbunden.
An oder in dem Reduktionsmittelvorratsbehälter 10 ist ein Sensor 13 zum Erfassen des Füllstandes des Reduktionsmittels 19 in dem Reduktionsmittelvorratsbehälter 10 vorgesehen. Das Signal dieses Sensors 13 wird dem Dosiersteuergerät 9 zugeführt.
Der Reduktionsmittelbehälter 10 weist eine elektrische Heizeinrichtung 12 auf. Diese Heizeinrichtung 12 kann beispielsweise in Form einer Heizmatte, Heizfolie, Heizplatte, Heizstab, Heizwendel oder Heizschlange ausgeführt sein und dient zum Abschmelzen von gefrorenem Reduktionsmittel 19 innerhalb des Reduktionsmittelvorratsbehälters 10.
Außerdem weist auch zumindest ein Teil der Zuführleitung 16 eine elektrische Heizeinrichtung 26 auf. Diese kann beispielsweise eine Heizwendel oder einen beheizten Schlauchabschnitt umfassen. Damit kann sichergestellt werden, dass Reduktionsmittel 19, welches sich nach Abstellen der Verbrennungskraftmaschine 1 und deaktivierter Reduktionsmittelpumpe 11 noch in der Zuführleitung 16 befindet, nicht einfriert bzw. nach dem Wiederstart schnell aufgetaut werden kann. Dies ist insbesondere für Systeme wichtig, bei denen beim Abstellen der Verbrennungskraftmaschine 1 kein Leersaugen dieses Leitungszweiges erfolgt, weil beispielsweise
eine Reduktionsmittelpumpe 11 verwendet wird, die keine
Drehrichtungsumkehr erlaubt.
In der Zuführleitung 16 ist ferner ein Drucksensor 27 zur Erfassung des Reduktionsmitteldruckes und ein Temperatursensor 18 zur Erfassung der Temperatur T des Reduktionsmittels 19 vorgesehen. Der Temperatursensor 18 ist dabei stromabwärts zumindest eines Teilstückes der Heizeinrichtung 26 angeordnet, so dass bei Aktivieren der Heizeinrichtung 26 das Tempera- turverhalten des Reduktionsmittels 19 als Antwort auf diese
Aktivierung untersucht werden kann. Die Signale dieser beiden Sensoren 18, 27 werden dem Dosiersteuergerät 9 zugeführt.
Das Dosiersteuergerät 9 umfasst bevorzugt eine Recheneinheit (Prozessor) 28, die mit einem Programmspeicher 29 und einem Wertespeicher (Datenspeicher) 30 gekoppelt ist. In dem Programmspeicher 29 und dem Wertespeicher 30 sind Programme bzw. Werte gespeichert, die für den Betrieb des SCR- Abgasnachbe¬ handlungssystem 5 nötig sind.
Das Dosiersteuergerät 9 ist zum gegenseitigen Datentransfer über ein elektrisches Bussystem 17 mit der Steuerungseinrichtung 6 verbunden. Über das Bussystem 17 werden die zur Berechnung der zu dosierenden Menge an Reduktionsmittel 19 relevanten Be- triebsparameter der Verbrennungskraftmaschine 1, wie z.B.
Drehzahl, angesaugte Luftmasse, eingespritzte Kraftstoffmasse, Regelweg einer Einspritzpumpe, Abgasmassenstrom, Betriebs¬ temperatur, Ladelufttemperatur, Spritzbeginn usw. dem
Dosiersteuergerät 9 übergeben.
Ausgehend von diesen Parametern, dem Druck in der Zuführleitung 16 und Messwerten für die Abgastemperatur und dem NOx-Gehalt berechnet das Dosiersteuergerät 9 in bekannter Weise die einzuspritzende Menge an Reduktionsmittel 19 und gibt ein entsprechendes elektrisches Signal an die Dosiervorrichtung 15 ab. Durch die Einspritzung in die Abgasleitung 4 wird die wässrige Harnstofflösung hydrolysiert und durchmischt. In den Kataly-
satoreinheiten des Reduktionskatalysators 8 erfolgt die ka- talytische Reduktion des NOx im Abgas zu 2 und H2O.
Das Dosiersteuergerät 9 steuert und/oder regelt auch die elektrische Heizeinrichtung 12 im Reduktionsmittelvorratsbe¬ hälter 10 und die elektrische Heizeinrichtung 26 in oder an der Zuführleitung 16. Desweiteren ist in dem Programmspeicher 29 des Dosiersteuergeräts 9 softwaremäßig eine kennfeidbasierte Funktion zur Überprüfung des Temperatursensors 18 implementiert, wie sie anhand der Figur 2 noch näher erläutert wird.
Die Dosiervorrichtung 15 zum Einbringen des Reduktionsmittels 19 in die Abgasleitung 4 kann in vorteilhafter Weise als ein übliches, bezüglich der Materialauswahl leicht modifiziertes, mittels eines Solenoiden angetriebenes Nieder¬ druck-Benzineinspritzventil realisiert sein, das z.B. in einer mit einer Wandung der Abgasleitung 4 fest verbundenen Ventilaufnahmevorrichtung lösbar befestigt ist. In einer einfacheren Ausgestaltung der Dosiervorrichtung 15 kann eine Düse vorgesehen sein und die Zumessung des Reduktionsmittels 19 erfolgt dabei allein durch Ansteuern der Reduktionsmit¬ telpumpe 11 durch entsprechende Signale des Dosiersteuergerätes 9.
In diesem Ausführungsbeispiel sind die Steuerungseinrichtung 6 und das Dosiersteuergerät 9 als eigenständige Komponenten dargestellt und beschrieben. Dies hat den Vorteil, dass das SCR -Abgasnachbehandlungssystem 5 auch in bestehende Fahrzeug- konzepte nachgerüstet werden kann. Es ist aber auch möglich, die Funktionalität des Dosiersteuergeräts 9 in die Steuerungs¬ einrichtung 6 der Verbrennungskraftmaschine 1 zu integrieren, wodurch sich eine kompakte und kostengünstige Lösung für das Abgasnachbehandlungssystem 5 ergibt.
Desweiteren kann in dem Abgasnachbehandlungssystem 5 ein weiterer, die Qualität des Reduktionsmittels erfassender Sensor vorgesehen sein (nicht gezeigt) . Auch dieses Signal wird dem
Dosiersteuergerät 9 zugeführt und bei der Berechnung der einzuspritzenden Menge an Reduktionsmittel 19 berücksichtigt.
Anhand der Diagramme in Figur 2 wird das Verfahren zum Überprüfen des Temperatursensors 18 näher erläutert.
Das Verfahren wird nur dann gestartet, wenn gewisse Freiga¬ bebedingungen erfüllt sind. Es muss ein Betrieb der Verbrennungskraftmaschine 1 vorliegen, der kein aktives Beheizen von Komponenten des Abgasnachbehandlungssystems 5 erforderlich macht. Das ist insbesondere dann der Fall, wenn die Außen¬ temperatur, genauer gesagt die Umgebungstemperatur des mit diesem Abgasnachbehandlungssystem 5 ausgestatteten Kraftfahrzeuges oberhalb der Gefriertemperatur TG des Reduktions- mittels 19 liegt. Als weiteres Kriterium für die Freigabe der Diagnose kann die Stabilität des Signals des Temperatursensors 18 herangezogen werden. Erst wenn das Temperatursignal über eine längere Zeitdauer zumindest annähernd konstant ist und keine Änderung dieses Signals absehbar ist, wird die Heizeinrichtung 26 zum Zwecke der Überprüfung des Temperatursensors 18 aktiviert.
In dem oberen Teil der Figur 2 ist das elektrische Ansteuersignal der Heizeinrichtung 26 dargestellt, wobei der hohe Pegel 1 repräsentativ ist für eine eingeschaltete Heizeinrichtung 26 und der niedrige Pegel 0 repräsentativ ist für eine ausgeschaltete Heizeinrichtung 26.
In dem unteren Teil der Figur 2 sind verschiedene Signalverläufe dargestellt, wobei auf der Abszisse die Zeit t und auf der Ordinate die Temperatur T aufgetragen sind. Mit dem Bezugszeichen TG ist dabei die Gefriertemperatur des Reduktionsmittels 19 gekennzeichnet. Im Falle einer handelsüblichen wässerigen Harnstofflösung (eutektische 32 , 5% Lösung) liegt dieser Wert bei -11, 5°C.
Die Überprüfung des Temperatursensors 18 beginnt zu einem Zeitpunkt tO, bei dem beide Bedingungen zur Freigabe der Überprüfung erfüllt sind. Zum Einen liegt die Temperatur T
deutlich höher als die Gefriertemperatur TG des Reduktionsmittels 18, wodurch zum ordnungsgemäßen Funktionieren des Abgasnachbehandlungssystems 5 keine Beheizung des Redukti¬ onsmittels 18 nötig ist und zum Andern ist das Signal des Temperatursensors 18 für eine hinreichend lange Zeitspanne Atl vor diesem Zeitpunkt tO annähernd konstant. Die Heizeinrichtung 26 wird demzufolge zu dem Zeitpunkt tO eingeschaltet.
Da der Temperatursensor 18 an einem Teilstück der Zuleitung 16 stromabwärts der Heizeinrichtung 26 angeordnet ist, wird nach dem Einschalten der Heizeinrichtung 26 zum Zeitpunkt tO bei ordnungsgemäß funktionierendem Temperatursensor 18 ein Temperaturanstieg erwartet. Durch die Aktivierung der Heizeinrichtung 26 erwärmt sich das Medium Reduktionsmittel 19 und der Wär- meeintrag resultiert in einer positiven Temperaturänderung, welche vom Temperatursensor 18 gemessen werden kann.
Es wird deshalb überprüft, wie lange es dauert, bis sich das Signal des Temperatursensors ausgehend von einer Starttemperatur TO zum Zeitpunkt tO um einen vorgegebenen Erwartungswert AT in Richtung höherer Temperatur verändert. Ein typischer Verlauf des Temperatursignals eines fehlerfreien Temperatursensors 18 ist in der unteren Hälfte des Diagrammes in Figur 2 mit einer durchgezogenen Linie LI eingezeichnet. Der Signalverlauf LI ist durch einen schnellen Anstieg gekennzeichnet, so dass der
Erwartungswert AT innerhalb einer Zeitspanne At2 erreicht wird. Bei einem fehlerfreien Temperatursensor 18 fällt nach dem Ausschalten der Heizeinrichtung 26 zum Zeitpunkt tl das Temperatursignal LI innerhalb der Zeitspanne At3 wieder schnell ab.
Wird der Erwartungswert AT innerhalb der Zeitspanne At2 nicht erreicht, sondern erst nach einer längeren Zeitspanne At4 zu einem späteren Zeitpunkt t2, was sich in einem geringen Anstieg des Sensorsignals (Linien L2, L3) widerspiegelt, so kann dies an einem nicht ordnungsgemäß arbeitenden Temperatursensor 18 liegen oder auch die Folge einer zu geringen Heizleistung der Heizeinrichtung 26 sein. Um den zuletzt genannten Fall ausschließen
zu können, wird auch der Verlauf des Temperatursignals nach Abschalten der Heizeinrichtung 26 überprüft.
Erfolgt nach dem Abschalten der Heizeinrichtung 26 zum Zeitpunkt t2 der Temperaturabfall schneller als der Temperaturanstieg, so wird auf einen Defekt der Heizeinrichtung 26, insbesondere auf eine zu schwache Heizleistung der Heizeinrichtung 26 geschlossen. Ein solcher Verlauf des Temperatursignals ist in dem unteren Teil des Diagrammes in Figur mit unterbrochener Linie L2 eingezeichnet. Das Temperatursignal erreicht zu einem Zeitpunkt t3 bereits wieder annähernd den Ausgangswert, das heißt die Starttemperatur TO. Ist hingegen der Temperaturabfall nach Abschalten der Heizeinrichtung ebenfalls langsam, (Linie L3) so wird auf einen fehlerhaften Temperatursensor 18 geschlossen. Das Temperatursignal erreicht erst zu einem späteren Zeitpunkt t4 wieder annähernd den Ausgangswert, also die Starttemperatur TO.
Wird der Erwartungswert ΔΤ auch nicht innerhalb der längeren Zeitspanne At4 erreicht, so wird auf einen "hängenden" Tem- peratursensor 18 geschlossen. Unter einem "hängenden Temperatursensor wird in diesem Zusammenhang ein Festklemmen der Messwerte verstanden, so dass das Signal des Temperatursensors keine oder nur eine unwesentliche Dynamik aufweist. Der Erwartungswert ΔΤ ist abhängig von der maximalen Heizleistung der Heizeinrichtung 26 in einem Kennfeld in dem Datenspeicher 30 abgelegt .
Bei erkannten Fehlern des Temperatursensors 18 oder der
Heizeinrichtung 26 erfolgt ein Eintrag in einen Fehlerspeicher innerhalb des Dosiersteuergerätes 9 oder innerhalb der
Steuerungseinrichtung 6 der Verbrennungskraftmaschine 1. Zu¬ sätzlich kann bei Auftreten eines Fehlers eine entsprechende Signalisierung mittels einer Fehleranzeigevorrichtung an den Fahrzeugführer des mit der Verbrennungskraftmaschine ange¬ triebenen Fahrzeuges erfolgen.
Das erfindungsgemäße Verfahren wurde an einem Beispiel er¬ läutert, bei dem die Heizdauer überwacht wird, bis sich ein gewünschter Temperaturanstieg einstellt und der Temperatur¬ sensor als defekt eingestuft, wenn die Heizdauer zu lang ist. Alternativ ist es auch möglich, den Temperaturanstieg bei einer fest vorgegebenen Heizdauer zu überwachen und auszuwerten. In diesem Fall wird der Temperatursensor als defekt eingestuft, wenn der Temperaturanstieg innerhalb dieser Zeitdauer zu gering ist, also unterhalb eines vorgegebenen Erwartungswerts bleibt.
Begriffs- /Bezugs zeichenliste
1 Verbrennungskraftmaschine
2 Ansaugleitung
3 Einspritzanlage
4 Abgasleitung
5 Abgasnachbehandlungssystem
6 Steuerungseinrichtung, Motorsteuergerät, (ECU,
electronic control unit)
7 Bussystem, Daten - und Steuerleitung
8 Reduktionskatalysator, SCR-Katalysator
9 Dosiersteuergerät, DCU (dosing control unit)
10 Reduktionsmittel orratsbehälter
11 elektrische Reduktionsmittelpumpe
12 elektrische Heizeinrichtung des Reduktionsmit¬ tel-vorratsbehälters
13 Füllstandssensor
15 Dosiervorrichtung, Einspritzventil
16 Zuführleitung
18 Temperatursensor
19 Reduktionsmittel
20 Entnahmeleitung
26 elektrische Heizeinrichtung
27 Drucksensor
28 Recheneinheit, Prozessor
29 Programmspeicher
30 Datenspeicher (Wertespeicher)
KST Kraftstoff
T Temperatur
TG Gefriertemperatur des Reduktionsmittels
TO Starttemperatur Diagnose t Zeit
tO Zeitpunkt Start der Diagnose, Heizeinrichtung „EIN" tl,t2 Zeitpunkt Heizeinrichtung „AUS"
t3,t4 Zeitpunkt
Atl Zeitspanne vor Beginn der Diagnose
At2, At3, At3 Zeitspanne
AT Erwartungswert
LI Signalverlauf fehlerfreier Temperatursensor L2 Signalverlauf defekte Heizeinrichtung
L3,L4 Signalverlauf defekter Temperatursensor