AT501503B1 - Verfahren zur diagnose eines abgasnachbehandlungssystems - Google Patents

Description

2 AT 501 503 B1

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Diagnose eines Abgasnachbehandlungssystems zur Reduktion von Stickoxiden im Abgasstrang eines Verbrennungsmotors mittels selektiver katalytischer Reduktion, wobei ein Reduktionsmittel über eine Dosiereinrichtung in das Abgas eingebracht wird, mit zumindest einem stromabwärts einer Abgasnachbehandlungseinrichtung ange-5 ordneten NOx-empfindlichen Sensor, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. SCR-Systeme (SCR - Selective Catalytic Reduction) bestehen aus einem im Abgasstrang einer Brennkraftmaschine angeordneten SCR-Katalysator, welcher bei ausreichend hohen Temperaturen die Reaktion von Stickoxiden <NOx) mit einem Reduktionsmittel zu unschädlichen End-io Produkten wie Wasser und Stickstoff katalysiert. Weiterhin besteht solch ein System aus einem Reduktionsmittel-Tank, einer Reduktionsmittel-Dosiereinheit und einer Reduktionsmittel-Einspritzdüse, welche Reduktionsmittel in das Abgas vor dem SCR-Katalysator einbringt. In praktischen Anwendungen wird als Reduktionsmittel meist eine wässrige Harnstoff-Lösung verwendet, welche bei hohen Temperaturen im SCR-Katalysator Ammoniak (NH3) als eigentliche 15 aktive Substanz freisetzt.

Das SCR-System wird von einem elektronischen Steuergerät, der ECU, gesteuert, welches entweder gleich dem Steuergerät der Brennkraftmaschine ist oder aber ein separates Steuergerät, welches in Datenverbindung mit dem Steuergerät der Brennkraftmaschine steht. Das Steu-20 ergerät steuert dabei die Reduktionsmittel-Dosiereinheit so an, dass dem Abgas diejenige Menge an Reduktionsmittel zugeführt wird, welche zur Reduktion der im aktuellen Motorbetriebspunkt erzeugten Stickoxide erforderlich ist. In vielen Fällen ist im Abgasstrang auch noch ein Temperatursensor vorgesehen, um sicherzustellen, dass das Reduktionsmittel erst bei ausreichend hoher Temperatur des SCR-Katalysators zugeführt wird. 25

Da solche SCR-Systeme somit die Stickoxide im Abgasstrang erheblich reduzieren, ist es im Rahmen der On-Board Diagnose erforderlich, das SCR-System auf korrekte Funktion zu überwachen. Hier muss insbesondere überprüft werden, dass die erforderliche Menge an Reduktionsmittel auch tatsächlich eingebracht wird. Fehler, die diagnostiziert werden müssen, sind 30 etwa eine Verstopfung der Düse oder auch das Befüllen des Reduktionsmittel-Tanks mit Flüssigkeiten, welche nicht die erforderlichen Eigenschaften des Reduktionsmittels aufweisen, wie etwa Wasser ohne gelösten Harnstoff.

Die Aufgabe der Diagnose eines SCR-Systems ließe sich sehr einfach durch einen NOx-Sensor 35 mit hinreichender Empfindlichkeit lösen, welcher im Abgasstrang stromabwärts des SCR-Katalysators eingebaut ist und Informationen über die NOx-Konzentration hinter dem SCR-Katalysator an das Steuergerät ECU sendet. Eine derartige Anordnung ist etwa aus der US 6,363,771 B1 bekannt. Allerdings reicht die Empfindlichkeit von handelsüblichen NOx-Sensoren zumindest nicht in allen erforderlichen Motor-Betriebspunkten für die Diagnose-40 Aufgabe aus. So ist es bei Verwendung üblicher NOx-Sensoren möglich, dass trotz-einer'Fehlfunktion des SCR-Systems, welche zu -erhöhten NOx-Konzentrationen im Abgas nach dem SCR-Katalysator führt, diese erhöhte Konzentration für den Sensor noch immer zu gering ist und so die Fehlfunktion nicht diagnostiziert werden kann. 45 Die DE 199 63 938 A1 beschreibt ein Verfahren zum Betreiben eines Katalysators einer Brenn-kraftmaschine, wobei der Katalysator mit Stickoxyden be- und entladen werden kann. Über einen NOx-Sensor können NOx-Emissionen nach dem Katalysator gemessen werden. Durch ein Steuergerät kann der Katalysator nur teilweise beladen werden. Durch das Steuergerät kann eine erhöhte NOxEmission vor oder in dem Katalysator erzeugt werden. Von dem Steuergerät so kann aus den danach gemessenen NOx-Emissionen auf die Funktionsfähigkeit des Katalysators geschlossen werden.

Aus der US 6,363.771 B1 ist ein Abgasdiagnostiksystem für einen SCR-Katalysator zur Reduzierung der NOx-Emissionen bekannt, wobei über einen NOx-Sensor die vom Katalysator emit-55 tierten NOx-Emissionen gemessen werden. 3 AT 501 503 B1

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zu beschreiben, welches bei Verwendung von NOx-empfindlichen Sensoren mit geringer Empfindlichkeit dennoch einen Fehlerzustand der Abgasnachbehandlungseinrichtung diagnostizieren kann. 5 Erfindungsgemäß wird dies durch folgende Schritte erreicht: - Definieren zumindest eines Schwellwertes für NOx-Konzentrationen für mindestens einen Motor-Betriebspunkt; - Wechseln der Betriebsweise der sich vorzugsweise in einem Normalbetriebszustand befin-io denden Brennkraftmaschine in einen Diagnosebetriebszustand, wobei im Diagnosebetriebszustand mindestens zweimal, vorzugsweise mindestens fünfmal, besonders vorzugsweise mindestens zehnmal soviel NOx-Emissionen erzeugt werden, wie im Normalbetriebszustand; - Ermitteln einer den erhöhten NOx-Emissionen im Diagnosebetriebszustand-entsprechenden Menge an Reduktionsmittel; 15 - Ansteuern der Dosiereinrichtung, um die den erhöhten NOx-Emissionen während des Diag nosebetriebszustand entsprechende Menge Reduktionsmittel in das Abgas einzubringen; - Messen der NOx-Konzentration stromabwärts der Nachbehandlungseinrichtung; - Vergleichen der gemessenen NOx-Konzentration mit dem Schwellwert; - Entscheiden über den fehlerbehafteten oder fehlerfreien Betrieb des Abgasnachbehand-20 lungssystems aufgrund des Vergleiches der gemessenen NOx-Konzentration mit dem

Schwellwert; - Beenden des Diagnosebetriebszustandes, wobei vorzugsweise die Brennkraftmaschine in den Normalbetriebszustand oder - zur Überprüfung der Funktionstüchtigkeit des NOx-empfindlichen Sensors - in einen Sensordiagnosebetriebszustand umgeschaltet wird, wobei 25 im Sensordiagnosezustand folgende Schritte durchgeführt werden: - Erzeugen von mindestens zweimal, besonders vorzugsweise mindestens fünfmal, insbesondere vorzugsweise mindestens zehnmal soviel NOx-‘Emissionen, als im Normalbetriebszustand; - Ermitteln eine den erhöhten NOx-Emissionen im Sensordiagnosebetriebszustand entspre-30 chenden Menge an Reduktionsmittel; - Ansteuern der Dosiereinrichtung derart, dass eine Menge an Reduktionsmittel in das Abgas eingebracht wird, welche um eine definierte Fehlmenge geringer ist als zur vollständigen Reduktion der NOx-Emissionen erforderlich wäre, so dass stromabwärts der Abgasnachbehandlungseinrichtung eine NOx-Konzentration erzeugt wird, welche oberhalb der Empfind- 35 lichkeitsschwelle des NOx-empfindlichen Sensors liegt; - Ermitteln einer Rest-NOx-Konzentration auf Grund der definierten Fehlmenge an Reduktionsmittel; - Messen der NOx-Konzentration stromabwärts der Abgasnachbehandlungseinrichtung mit dem NOx-empfindlichen Sensor; 40 - Vergleichen der gemessenen NOx-Konzentrationen mit der ermittelten •Rest-NOx-

Konzentration; - Entscheiden über die fehlerbehaftete oder fehlerfreie Funktion des NOx-empfindlichen Sensors stromabwärts des Abgasnachbehandlungssystems; - Beenden des Sensordiagnosebetriebszustandes, wobei vorzugsweise in den Normalbe- 45 triebszustand umgeschalten wird.

Der Ausstoß an NOx-Emissionen wird somit während des Diagnosebetriebszustandes oder Sensordiagnosebetriebszustandes kurzzeitig um einen Faktor in der Größenordnung 2 bis 10 gegenüber dem Normalbetrieb angehoben, so dass auch mit wenig sensitiven NOx-50 empfindlichen Sensoren eine mangelnde Reduktion der Stickoxide leicht festgestellt werden kann. Die Anhebung der NOx-€missionen kann durch Reduktion des Abgas-Massenstromes des rückgeführten Abgases, durch Reduzierung oder zumindest teilweiser Umgehung der Kühlung mittels eines Abgasrückführkühlers gekühlten Abgas-Massenstroms, durch Erhöhung des Ladedruckes oder durch Veränderung des Einspritzzeitpunktes und/oder des Einsprfedruckes 55 erfolgen. 4 AT 501 503 B1

Um insbesondere während des Diagnosebetriebszustandes oder des Sensordiagnosebetriebszustandes eine optimale Reduktion der Stickoxide zu gewährleisten, ist es vorteilhaft, wenn stromaufwärts der Abgasnachbehandlungseinrichtung die NOx-Konzentration zumindest während des Diagnosebetriebszustandes oder Sensordiagnosebetriebszustandes gemessen, und 5 die Menge des in das Abgas einzubringenden Reduktionsmittels unter Verwendung der Messung der NOx-Konzentration stromaufwärts der Abgasnachbehandlungseinrichtung bestimmt wird. Zusätzlich oder alternativ dazu kann auch vorgesehen sein, dass die Menge -des in das Abgas einzubringenden Reduktionsmittels zumindest während des Diagnosebetriebszustandes oder Sensordiagnosebetriebszustandes unter Verwendung eines Kennfeldes und/oder eines io Modells zur Bestimmung der NOx-Emission der Brennkraftmaschine ermittelt wird.

Die Diagnose kann während des normalen Betriebes der Brennkraftmaschine erfolgen. Um Komforteinbußen während der Durchführung des Diagnosevorganges zu vermeiden, kann vorgesehen sein, dass im Diagnosebetriebszustand oder im Sensordiagnosebetriebszustand 15 das Drehmoment der Brennkraftmaschine vorzugsweise durch Erhöhen der eingespritzten Kraftstoffmenge an das Drehmoment im Normalbetriebszustand angepasst wird.

Es ist besonders vorteilhaft, wenn vom Normalbetriebszustand in den Diagnosebetriebszustand oder in den Sensordiagnosebetriebszustandes nur umgeschalten wird, wenn definierte An-20 fangsbedingungen, vorzugsweise für Drehzahl und/oder Drehmoment der Brennkraftmaschine und/oder Temperatur der Nachbehandlungseinrichtung erfüllt sind. Für katalytische Reaktionen ist beispielsweise eine hinreichend hohe Temperatur der Abgasnachbehandlungseinrichtung erforderlich. Andererseits ist ein Umschalten in einen Diagnosebetriebszustand nur dann erforderlich, wenn die NOx-Emissionen im Normalbetriebszustand der Brennkraftmaschine so gering 25 sind, dass sie bei gegebener Sensitivität des NOx-empfindlichen Sensors nicht sicher gemessen werden können. Solche Motorbetriebszustände mit geringer NOx-Emission sind meist durch geringere Motordrehzahl und/oder ein geringes vom Motor abgegebenes Drehmoment charakterisiert. 30 Handelsübliche NOx-Sensoren können zusätzlich zu der erwünschten NOx-Empfindlichkeit eine nicht unerhebliche Querempfindlichkeit für Ammoniak und/oder andere chemische Substanzen aufweisen. Für das hier vorgestellte Verfahren können grundsätzlich alle auf NOx hinreichend empfindliche Sensoren verwendet werden, unabhängig von ihrer Ouerempfindlichkeit. Diese Sensoren werden daher im Rahmen der Anmeldung als NOx-empfindliche Sensoren bezeich-35 net.

Zur Durchführung des Verfahrens eignet sich eine Brennkraftmaschine mit einer Abgasnachbehandlungseinrichtung mit selektiver katalytischer Reduktion im Abgasstrang, mit einer Dosiereinrichtung für Reduktionsmittel stromaufwärts der Abgasnachbehandlungseinrichtung und 40 zumindest einem Sensor zur Messung der NOx-Konzentration stromabwärts der Abgasnachbehandlungseinrichtung.

Um zu prüfen, ob die Temperatur des Abgases und/oder der Abgasnachbehandlungseinrichtung in einem definierten Arbeitsbereich liegt, kann vorgesehen sein, dass stromabwärts der 45 Abgasnachbehandlungseinrichtung ein Temperatursensor angeordnet ist.

Um die Menge des zugemessenen Reduktionsmittels genau auf die Menge der NOx-Emissio-nen anzupassen, kann vorgesehen sein, dass stromaufwärts der Abgasnachbehandlungseinrichtung ein Sensor zur Messung der NOx-Konzentration angeordnet ist. Dabei ist vorgesehen, so dass die Dcsiereinrichtung mit einer Steuereinheit verbunden ist, welche die Reduktionsmittel-zumessung in Abhängigkeit der aktuellen NOx-Emissionen der Brennkraftmaschine steuert.

Im Rahmen der Erfindung ist weiters vorgesehen, dass die Brennkraftmaschine zumindest ein durch die Steuereinheit ansteuerbares Stellmittel zum Umschalten der Brennkraftmaschine von 35 einem Normabetriebszustand in einen Diagnosebetriebszustand oder in einen Sensordiagnose- 5 AT 501 503 B1 betriebszustand aufweist.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert.

Es zeigen schematisch Fig. 1 eine erste Ausführungsform der Erfindung, Fig. 2 eine zweite Ausführungsform der Erfindung und Fig. 3 einen Ablaufplan des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Funktionsgleiche Teile sind in den Ausführungsvarianten mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Eine erste Ausführungsform ist in Fig. 1 beschrieben. Die Brennkraftmaschine 1 ist mit einer Abgasnachbehandlungseinrichtung 2 ausgerüstet, bestehend aus einem SCR-Katalysator 3, einem Reduktionsmittel-Tank 4, einer Reduktionsmittel-Dosiereinheit 5 und -einer Reduktionsmittel-Einspritzdüse 6. Die Reduktionsmittel-Dosiereinheit 5 wird von einem Elektronischen Steuergerät ECU angesteuert, das das gleiche Steuergerät wie das Steuergerät der Brennkraftmaschine 1 sein kann oder aber auch ein anderes Steuergerät, welches mit dem Steuergerät der Brennkraftmaschine 1 in Datenverbindung steht. Weiterhin ist im Abgasstrang zumindest ein Temperatursensor 7 vor oder hinter dem SCR-Katalysator 3 angeordnet, durch den im Steuergerät ECU die Temperatur des SCR-Katalysators 3 bestimmt werden kann. Zudem ist im Abgasstrang 8 nach dem SCR-Katalysator 3 ein Sensor 9 zur Messung der Konzentration an Stickoxiden (NOx) angeordnet und mit dem Steuergerät ECU verbunden.

Weiterhin kann das Steuergerät ECU Aktoren an der Brennkraftmaschine 1 ansteuern, durch welche die Brennkraftmaschine 1 in einen Betriebszustand mit erhöhter NOx-Emission gebracht werden kann. Beispielhaft ist in Fig. 1 und 2 ein Abgasrückführventil 10 (AGR-Ventil) zur Steuerung des rückgeführten Abgas-Massenstroms eingezeichnet. Durch Reduktion des Abgas-Massenstroms gegenüber einem normalen Motorbetriebszustand wird die Stickoxid-Emission der Brennkraftmaschine 1 erhöht.

In vielen Brennkraftmaschinen 1 wird der rückgeführte Abgasmassenstrom über «inen AGR-Kühler gekühlt, um die Bildung der Stickoxide weiter zu reduzieren. Besteht nun die Möglichkeit, über das Steuergerät ECU die Kühlung des rückgeführten Abgasmassenstroms zu reduzieren oder teilweise zu umgehen, kann auch auf diese Weise ein Betriebszustand mit erhöhten NOx-Emissionen hergestellt werden.

Weiterhin verfügen viele Brennkraftmaschinen 1 auch über Kompressoren oder Turbolader 12 zur Erhöhung des Ladedrucks, die in vielen Fällen auch über das Steuergerät ECU beeinflusst werden können. In solchen Fällen kann auch eine Erhöhung des Ladedrucks zum gewünschten Zustand mit erhöhter NOx-Emission führen.

Da die Stickoxid-Emissionen der Brennkraftmaschine 1 erheblich von der richtigen Wahl des Zeitpunkts, zu dem der Kraftstoff eingespritzt wird und auch vom Druck, mit dem der Kraftstoff eingespritzt wird, abhängen, kann auch eine Beeinflussung dieser beiden Größen durch das Steuergerät ECU zum gewünschten Betriebszustand mit erhöhten NOx-Emissionen führen. Besonders groß sind die Einflussmöglichkeiten hier bei Kraftstoff-Einspritzsystemen, welche in einem Arbeitszyklus mehr als eine Einspritzung von Kraftstoff in den Brennraum ermöglichen.

Durch die oben beschriebenen Maßnahmen lassen sich die NOx-Emissionen der Brennkraftmaschine 1 um einen Faktor in der Größenordnung 5 bis 10 gegenüber dem Normalbetriebszustand erhöhen.

Da die oben beschriebenen Maßnahmen zur Herstellung eines Diagnosebetriebszustandes mit erhöhter ΝΟχ-Emission in der Regel zu einem veränderten Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine 1 führen, ist es besonders vorteilhaft, wenn bei der Herstellung des Betriebszustandes mit erhöhten NOx-Emissionen die eingespritzte Kraftstoff-Menge so angepasst wird, dass das 6 AT 501 503 B1 von der Brennkraftmaschine 1 abgegebene Drehmoment beim Wechsel des Betriebszustandes gleich bleibt. Während die Brennkraftmaschine 1 sich in einem Diagnosebetriebszustand mit erhöhter NOx-5 Emission befindet, steuert das Steuergerät ECU gleichzeitig die Reduktionsmittel-Dosiereinheit 5 so an, dass dem Abgas diejenige Menge an Reduktionsmittel zugeführt wird, die erforderlich ist, um die erhöhte NOx-Emission im SCR-Katalysator 3 vollständig zu reduzieren. Hierzu wird zunächst die Menge oder die Konzentration an NOx im Abgas bei diesem Diagnosebetriebszustand ermittelt und daraus die erforderliche Menge an Reduktionsmittel bestimmt. Hierzu ist io vorteilhafterweise im Steuergerät: ECU eine Formel, Tabelle oder Kennlinie abgelegt, welche einer NOx-Emission der Brennkraftmaschine 1 eine entsprechende Menge an Reduktionsmittel zuordnet.

In einer in Fig. 1 dargestellten einfachen Ausführung ist vorgesehen, dass im Steuergerät ECU 15 ein Kennfeld oder Modell abgelegt ist, welches auf Basis der Betriebsparameter (Motordrehzahl, Drehmoment, AGR-Rate, AGR-Kühlung, Ladedruck, Einspritz-Zeitpunkt und/oder Ein-spritzdruck) die NOx-Emission bestimmt.

In einer anderen Ausführungsform, welche in Fig. 2 gezeigt ist, wird statt dessen ein weiterer 20 NOx-empfindlichen Sensor 13, diesmal stromaufwärts des SCR-Katalysätors 3, eingesetzt um die NOx-Emissionen zu messen. Wegen der erhöhten NOx-Emissionen braucht dieser Sensor 13 eine nur geringe Empfindlichkeit aufzuweisen, um die NOx-Konzentration mit ausreichender Genauigkeit zu messen. 25 Bei fehlerfreier Funktion der Abgasnachbehandlungseinrichtung 2 ergibt sich durch die Zugabe der den ermittelten NOx-Emissionen entsprechenden Menge des Reduktionsmittels im Abgas nach dem SCR-Katalysator 3 nur mehr eine sehr geringe NOx-Konzentration, die in vielen Fällen unterhalb der Empfindlichkeitsgrenze des NOx-empfindlichen Sensors 9 liegt. Bei fehlerhafter Funktion jedoch, zum Beispiel durch zumindest teilweise Verstopfung der Reduktionsmit-30 tel-Einspritzdüse 6 oder bei Einspritzung eines anderen Mediums als des bestimmungsgemäß vorgesehenen Reduktionsmittels, ist im Betriebszustand mit erhöhten NOx-Emissionen auch nach dem SCR-Katalysator 3 die NOx-Konzentration so hoch, dass sie auch von einem NOx-empfindlichen Sensor 9 mit nur geringer Empfindlichkeit gemessen werden kann. In diesem Fall diagnostiziert das erfindungsgemäße Verfahren einen Fehlerzustand, der von weiteren Kompo-35 nenten eines Diagnosesystems, die nicht Gegenstand dieser Erfindung sind, weiterverarbeitet werden kann.

Es ist besonders vorteilhaft, wenn der Diagnosebetriebszustand mit erhöhten NOx-Em1ssionen nur bei Vorliegen bestimmter Voraussetzungen eingestellt wird. Zu diesen Voraussetzungen 40 gehört insbesondere, dass die Temperatur des SCR-Katalysators 3 hinreichend hoch für die katalytische Reaktion ist. Zudem ist es vorteilhaft, zum Zweck der Diagnose nur dann Diagnosebetriebszustände mit erhöhter NOx-Emission einzustellen, wenn die NOx-Fmissionen im Normalbetriebszustand so gering sind, dass sie bei gegebener Empfindlichkeit des NOx-empfindlichen Sensors 9 nicht sicher gemessen werden können. Solche Motorbetriebszustände 45 mit geringer NOx-Emission sind meist durch eine geringe Motordrehzahl und/oder ein geringes von der Brennkraftmaschine 1 abgegebenes Drehmoment charakterisiert.

Fig. 3 zeigt in vereinfachter Form einen Ablaufplan des erfindungsgemäßen Verfahrens. Ausgehend vom normalen Motorbetriebszustand NBZ wird in regelmäßigen Abständen im Schritt 50 20 überprüft, ob die Diagnosebedingungen zum Wechsel in einen Diagnosebetriebszustand DBZ mit erhöhten NOx-Emissionen erfüllt sind. Bei dieser Überprüfung im Schritt 20 kann z.B. die Temperatur des SCR-Katalysators 3 und die Drehzahl und/oder das Drehmoment der Brennkraftmaschine berücksichtigt werden. 55 Sind diese Diagnosebedingungen des Schrittes 20 nicht erfüllt (N), verbleibt die Brennkraft-

Claims (15)

1. 7 AT 501 503 B1 maschine 1 im Normalbetriebszustand NBZ, andernfalls (Y) wird ein Diagnosebetriebszustand DBZ mit erhöhten NOx-Emissionen eingestellt. Hierzu kann die AGR-Rate und/oder die AGR-Kühlung und/oder der Ladedruck und/oder der Einspritz-Zeitpunkt und/oder der Einspritzdruck modifiziert werden. Hierbei ist es vorteilhaft, die Menge an eingespritztem Kraftstoff so zu modi-5 fizieren, dass sich das von der Brennkraftmaschine 1 abgegebene Drehmoment durch diese Umschaltung nicht ändert. Weiterhin wird anhand eines Modells oder eines Kennfeldes oder eines zweiten NOx-Sensors 13 bestimmt, wie hoch die NOx-Emissionen in diesem Betriebspunkt sind und die Reduktionsmittel-Dosiereinheit 5 so angesteuert, dass die zur vollständigen Reduktion der NOx-Emissionen erforderliche Menge an Reduktionsmittel dem Abgas zugeführt io wird. In einem anschließenden Schritt 30 wird überprüft, ob die vom NOx-empfindlichen Sensor 9 gemessene Konzentration an Stickoxiden im Abgas nach dem SCR-Katalysator 3 einen gewissen Schwellwert übersteigt. Dieser Schwellwert kann konstant sein oder von Betriebsgrößen 15 wie Drehzahl und/oder Drehmoment der Brennkraftmaschine 1 und/oder der gemessenen und/oder geschätzten Konzentration an NOx vor dem SCR-Katalysator 3 abhängen. Ist die vom NOx-empfindlichen Sensor 9 gemessene NOx-Konzentration geringer oder gleich diesem Schwellwert, wird ein "Nicht-Fehlerzustand" NER an weitere Komponenten eines Diagnosesystems gemeldet und in den Normalbetriebszustand NBZ der Brennkraftmaschine 1 zurückge-20 kehrt. Ist die gemessene NOx-Konzentration größer als dieser Schwellwert, so wird ein "Fehlerzustand" ER an weitere Komponenten eines Diagnosesystems gemeldet und ebenfalls in den Normalbetriebszustand NBZ der Brennkraftmaschine 1 zurückgekehrt. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich mit einer leichten Abwandlung auch dazu, einen 25 NOx-empfindlichen Sensor stromabwärts des Abgasnachbehandlungssystems, insbesondere den zur Diagnose des Abgasnachbehandlungssystems verwendeten NOx-empfindlichen Sensors 9 auf Funktionstüchtigkeit zu überprüfen. Dazu wird, wie beschrieben, bei Vorliegen definierter Bedingungen in einen Sensordiagnosebetriebszustand mit erhöhten NOx-Emissionen gewechselt. Die Menge an zugeführtem Reduktionsmittel wird jedoch nicht so weit erhöht, wie 30 es zur vollständigen Reduktion der erhöhten NOx-Emissionen notwendig wäre, sondern nur teilweise, oder gar nicht, oder sogar vermindert, wodurch die NOx-Konzentration nach dem SCR-Katalysator 3 deutlich erhöht ist und über der Empfindlichkeitsschwelle des NOx-empfindlichen Sensors 9 liegt. In diesem Fall muss ein intakter NOx-empfindlicher Sensor die erhöhte NOx-Konzentration anzeigen. Wird die erhöhte NOx-Konzentration nicht angezeigt, so 35 kann auf einen Fehlerzustand -des NOx-empfindlichen Sensors 9 geschlossen werden. Die Ergebnisse der Diagnose des Abgasnachbehandlungssystems und/oder der Diagnose des NOx-empfindlichen Sensors können zum Beispiel in einem Fehlerspeicher abgelegt werden. Weiters ist es möglich, bei Fehlfunktion eine Fehlerfunktions-Lampe anzusteuem. 40 Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich sowohl für Diesel- als auch für Ottomotoren. Patentansprüche: 45 1. Verfahren zur Diagnose eines Abgasnachbehandlungssystems zur Reduktion von Stickoxiden im Abgasstrang eines Verbrennungsmotors mittels selektiver katalytischer Reduktion, wobei ein Reduktionsmittel über eine Dosiereinrichtung in das Abgas eingebracht wird, mit zumindest einem stromabwärts einer Abgasnachbehandlungseinrichtung angeordneten so NOx-empfindlichen Sensor, gekennzeichnet durch folgende Schritte: - Definieren zumindest eines Schwellwertes für die NOx-Konzentrationen für mindestens einen Motor-Betriebspunkt; - Wechseln der Betriebsweise der sich vorzugsweise in einem Normalbetriebszustand befindenden Brennkraftmaschine in einen Diagnosebetriebszustand, wobei im Diagnose sebetriebszustand mindestens zweimal, vorzugsweise mindestens fünfmal, besonders 5 5 8 AT 501 503 B1 10 15 20 30 35 vorzugsweise mindestens zehnmal soviel NOx-Emissionen erzeugt werden, wie im Normalbetriebszustand; Ermitteln einer den erhöhten NOx-Emissionen im Diagnosebetriebszustand entsprechenden Menge an Reduktionsmittel; Ansteuern einer Dosiereinrichtung, um die den erhöhten NOx-Emissionen während des Diagnosebetriebszustand entsprechende Menge Reduktionsmittel in das Abgas einzubringen; Messen der NOx-Konzentration stromabwärts der Nachbehandlungseinrichtung; Vergleichen der gemessenen NOx-Konzentration mit dem Schwellwert; Entscheiden über den fehlerbehafteten oder fehlerfreien Betrieb des Abgasnachbehandlungssystems aufgrund des Vergleiches der gemessenen NOx-Konzentration mit dem Schwellwert; Beenden des Diagnosebetriebszustandes, wobei vorzugsweise die Brennkraftmaschine in den Normalbetriebszustand oder - zur Überprüfung der Funktionstüchtigkeit des NOx-empfindlichen Sensors - in einen Sensordiagnosebetriebszustand umgeschaltet wird, wobei im Sensordiagnosebetriebszustand folgende Schritte durchgeführt werden: • Erzeugen von mindestens zweimal, besonders vorzugsweise mindestens fünfmal, insbesondere vorzugsweise mindestens zehnmal soviel NOx-‘Emissionen, als im Normalbetriebszustand; • Ermitteln eine den erhöhten NOx-Emissionen im Sensordiagnosebetriebszustand entsprechenden Menge an Reduktionsmittel; • Ansteuern der Dosiereinrichtung derart, dass eine Menge an 'Reduktionsmittel in das Abgas eingebracht wird, welche um eine definierte Fehlmenge geringer ist als zur vollständigen Reduktion der NOx-Emissionen erforderlich wäre, so dass stromabwärts der Abgasnachbehandlungseinrichtung eine NOx-Konzentration erzeugt wird, welche oberhalb der Empfindlichkeitsschwelle des NOx-empfindlichen Sensors liegt; • Ermitteln einer Rest-NOx-Konzentration auf Grund der definierten Fehlmenge an Reduktionsmittel; • Messen der NOx-Konzentration stromabwärts der Abgasnachbehandlungseinrichtung mit dem NOx-empfindlichen Sensor; • Vergleichen der gemessenen NOx-Konzentration mit der ermittelten Rest-NOx-Konzentration; • Entscheiden über die fehlerbehaftete oder fehlerfreie Funktion des NOx-empfind-lichen Sensors stromabwärts des Abgasnachbehandlungssystems; • Beenden des Sensordiagnosebetriebszustandes, wobei vorzugsweise in den Normalbetriebszustand umgeschalten wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die •Brennkraftmaschine im Diagnosebetriebszustand oder im Sensordiagnosebetriebszustand mit gegenüber dem 40 Normalbetriebszustand veränderter, vorzugsweise reduzierter Abgasrückführrate betrieben wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine im Diagnosebetriebszustand oder im Sensordiagnosebetriebszustand gegenüber dem 45 Normalbetriebszustand mit gegenüber dem Normalbetriebszustand veränderter, vorzugs weise verminderter Kühlung des rückgeführten Abgasmassenstroms betrieben wird.
4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Brenn-kraftmaschine im Diagnosebetriebszustand oder im Sensordiagnosebetriebszustand mit so gegenüber dem Normalbetriebszustand veränderter, vorzugsweise erhöhtem Ladedruck betrieben wird.
5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine im Diagnosebetriebszustand oder im Sensordiagnosebetriebszustand mit 55 gegenüber dem Normalbetriebszustand verändertem Einspritzzeitpunkt des Kraftstoffes 9 AT 501 503 B1 betrieben wird.
6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine im Diagnosebetriebszustand oder im Sensordiagnosebetriebszustand mit 5 gegenüber dem Normalbetriebszustand verändertem Einspritzdruck des Kraftstoffes be trieben wird.
7. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass stromaufwärts der Abgasnachbehandlungseinrichtung die NOx-Konzentration zumindest während io des Diagnosebetriebszustandes oder im Sensordiagnosebetriebszustand gemessen wird und dass die Menge des in das Abgas einzubringenden Reduktionsmittels unter Verwendung der Messung der NOx-Konzentration stromaufwärts der Abgasnachbehandlungseinrichtung bestimmt wird.
8. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge des in das Abgas einzubringenden Reduktionsmittels zumindest während des Diagnosebetriebszustandes oder des Sensorbetriebszustandes unter Verwendung eines Kennfeldes und/oder eines Modells zur Bestimmung der NOx-Emission der Brennkraftmaschine ermittelt wird. 20
9. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Diagnosebetriebszustand oder im Sensordiagnosebetriebszustand das Drehmoment der Brennkraftmaschine durch Verändern, vorzugsweise durch “Erhöhen der eingespritzten Kraftstoffmenge an das Drehmoment im Normalbetriebszustand angepasst wird. 25
10. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in den Diagnosebetriebszustand oder in den Sensordiagnosebetriebszustand nur umgeschalten wird, wenn definierte Anfangsbedingungen, vorzugsweise für Drehzahl und/oder Drehmoment der Brennkraftmaschine und/oder der Temperatur der Abgasnachbehandlungseinrichtung 30 erfüllt werden.
11. 11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Brennkraftmaschine (1) im Abgasstrang (8) eine Abgasnachbehandlungseinrichtung (2) mit selektiver katalytischer Reduktion aufweist, mit einer Dosiereinrichtung (5) für Redukti- 35 onsmittel stromaufwärts der Abgasnachbehandlungseinrichtung (2) und zumindest einem Sensor (9) zur Messung der NOx-Konzentration stromabwärts der Abgasnachbehandlungseinrichtung (2).
12. 12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass stromabwärts der Abgas- 40 nachbehandlungseinrichtung (2) ein Temperatursensor (7) angeordnet ist.
13. 13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass stromaufwärts der Abgasnachbehandlungseinrichtung (2) ein “Sensor (6) zur Messung der ΝΟχ-Konzentration angeordnet ist. 45
14. 14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosiereinrichtung (5) mit einer Steuereinheit (ECU) verbunden ist, welche die Reduktionsmit-telzumessung in Abhängigkeit der aktuellen NOx-Emissionen der Brennkraftmaschine (1) steuert. so
15. 15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine (1) zumindest ein durch die Steuereinheit (ECU) ansteuerbares Stellmittel zum Umschalten der Brennkraftmaschine (1) von einem Normabetriebszustand in einen Diagnosebetriebszustand aufweist. 55