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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren, eine Vorrichtung und ein System
zur Diagnose eines NOx-Sensors für
eine Brennkraftmaschine.
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Immer
strengere gesetzliche Vorschriften bezüglich zulässiger Schadstoffemissionen
in Kraftfahrzeugen, in denen Brennkraftmaschinen angeordnet sind,
machen es erforderlich, die Schadstoffemissionen bei einem Betrieb
der Brennkraftmaschine so gering wie möglich zu halten. Dies kann
zum einen dadurch erfolgen, dass die Schadstoffemissionen verringert
werden, die während
der Verbrennung des Luft-/Kraftstoff-Gemisches in dem jeweiligen
Zylinder der Brennkraftmaschine entstehen. Zum anderen sind in Brennkraftmaschinen
Abgasnachbehandlungssysteme im Einsatz, die die Schadstoffemissionen,
die während
des Verbrennungsprozesses des Luft-/Kraftstoff-Gemisches in dem
jeweiligen Zylinder erzeugt werden, in unschädliche Stoffe umwandeln. Zu
diesem Zweck werden Katalysatoren eingesetzt, die Kohlenmonoxid,
Kohlenwasserstoffe und Stickoxide in unschädliche Stoffe umwandeln. Sowohl
das gezielte Beeinflussen des Erzeugens der Schadstoffemissionen
während
der Verbrennung als auch das Umwandeln der Schadstoffkomponenten
mit einem hohen Wirkungsgrad durch einen Abgaskatalysator setzen
ein sehr präzise
eingestelltes Luft/Kraftstoff-Verhältnis in dem jeweiligen Zylinder
voraus.
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In
diesem Zusammenhang muss sichergestellt werden, dass die Komponenten
des Abgasnachbehandlungssystems auch in der ge wünschten Art und Weise über eine
lange Betriebsdauer funktionieren und Fehler zuverlässig erkannt
werden.
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Zur
Bestimmung des Stickoxidgehalts im Abgas stromabwärts des
Katalysators werden NOx-Sensoren eingesetzt.
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Aus
dem Fachbuch „Handbuch
Verbrennungsmotoren",
Herausgeber Richard von Basshuysen/Fred Schäfer, 2. Auflage, Juni 2002,
Friedrich Vieweg & Sohn
Verlagsgesellschaft mbH Braunschweig/Wiesbaden, Seite 589 ff., ist
ein NOx-Sensor auf der Basis einer ZrO2-Keramik
bekannt, der zwei Kammern aufweist. In der ersten Kammer wird durch
Anlegen eines Pumpstroms ein konstanter Partialdruck des im Abgas
enthaltenen Sauerstoffs hergestellt. Der Pumpstrom ist umgekehrt
proportional zum Luft/Kraftstoff-Verhältnis. In der zweiten Kammer
wird das im Abgas enthaltene Stickoxid durch Anlegen eines weiteren
Stroms zersetzt. Dieser Strom ist proportional zum Stickoxidgehalt
im Abgas und bildet das Messsignal des NOx-Sensors.
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Durch
Komponenten in dem Abgas kann es zu einer Kontamination des NOx-Sensors
kommen. Dies kann es erforderlich machen, im laufenden Betrieb der
Brennkraftmaschine eine Diagnose des NOx-Sensors durchzuführen, bei
der unter festgelegten Bedingungen geprüft wird, wie das ermittelte Messsignal
des NOx-Sensors
mit dem Messsignal des NOx-Sensors im Neuzustand des NOx-Sensors korreliert
ist.
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In
der
DE 103 00 939
A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überwachung
des NOx-Signals eines NOx-Sensors beschrieben. Dabei wird das NOx-Signal
des in der Abgasanlage einer Brennkraftmaschine angeordneten NOx-Sensors
in Abhängigkeit
von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine auf Plausibilität untersucht.
Mit dem NOx-Sensor wird sowohl die Sauerstoffkonzentration als auch
die NOx-Konzentration bestimmt. Beide Werte werden mit entsprechenden
plausibilisierten Bezugswerten verglichen und daraus eine Diagnose des
NOx-Sensors abgeleitet.
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Aus
der
DE 198 19 462
A1 ist ein Verfahren zur Bestimmung der NOx-Konzentration
in einem Gas, insbesondere im Abgas einer Brennkraftmaschine mittels
eines Messaufnehmers bekannt. Das Verfahren beruht auf der Erkenntnis,
dass die gemessene NOx-Konzentration
durch Schwankungen der Sauerstoffkonzentration im Abgas verfälscht wird. Dementsprechend
ist vorgesehen, das gemessene NOx-Signal anhand der ebenfalls mit
dem NOx-Sensor gemessenen Sauerstoffkonzentration zu korrigieren.
Die Korrektur erfolgt dabei mittels eines multiplikativen Korrekturwertes
und eines additiven Korrekturwertes, wobei beide Korrekturwerte
aus einem Kennfeld entnommen werden, das mindestens von einem Sauerstoffionenpumpstrom
abhängt.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, ein Verfahren, eine Vorrichtung und ein System
zur Diagnose eines NOx-Sensors für
eine Brennkraftmaschine zu schaffen, durch das bzw. die ein Betrieb
der Brennkraftmaschine mit sehr geringen Schadstoffemissionen ermöglicht wird.
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Die
Aufgabe wird gelöst
durch die Merkmale der unabhängigen
Patentansprüche.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
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Die
Erfindung zeichnet sich gemäß eines ersten
und zweiten Aspekts aus durch ein Verfahren und eine entsprechende
Vorrichtung zur Diagnose eines NOx-Sensors für eine Brennkraftmaschine mit mindestens
einem Zylinder mit einem Brennraum und einen Abgastrakt, wobei in
einem gemeinsamen Abschnitt des Abgastrakts, in dem sich die chemischen
und physikalischen Eigenschaften des Abgases im wesentlichen gleichen,
der NOx-Sensor und eine Abgassonde angeordnet sind, wobei der NOx-Sensor
zum Erfassen einer NOx-Konzentration des Abgases und die Abgassonde
zum Erfassen eines Sauerstoffgehalts des Abgases in dem Abgastrakt
ausgebildet ist.
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Während eines
homogenen Betriebs der Brennkraftmaschine in einem vorgegebenen
Diagnosezeitraum wird eine Diagnose des NOx-Sensors durchgeführt, bei
der in dem Diagnosezeitraum ein Basisdiagnosewert des NOx-Sensors
ermittelt wird abhängig
von einem in einem Neuzustand des NOx-Sensors ermittelten Referenzwert
eines Messsignals des NOx-Sensors und einem aktuellen Wert des Messsignals
des NOx-Sensors, in dem Diagnosezeitraum mittels der Abgassonde
eine zeitabhängige
Messwertfolge des Sauerstoffgehalts des Abgases in dem Abgastrakt
ermittelt wird, abhängig
von der Messwertfolge des Sauerstoffgehalts des Abgases und dem
Basisdiagnosewert des NOx-Sensors ein korrigierter Diagnosewert
des NOx-Sensors bestimmt wird.
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Insbesondere
erfolgt die Diagnose des NOx-Sensors in dem homogenen Betrieb der
Brennkraftmaschine, in dem ein quasi-stöchiometrisches, also
insbesondere ein im Mittel im wesentlichen stöchiometrisches, Luft-/Kraftstoffverhältnis vorliegt,
das heißt,
das Luft-/Kraftstoffverhältnis
schwankt in einem geringen Umfang um seinen stöchiometrischen Wert. Die Randbedingungen
eines derartigen Betriebszustands sind im Allgemeinen sehr gut bekannt und
gut reproduzierbar. Des Weiteren sind die Abgassonde und der NOx-Sensor
zusammen in ei nem gemeinsamen Abschnitt des Abgastrakts angeordnet,
in dem keine Komponenten wie Katalysatoren oder dergleichen angeordnet
sind, die die chemische Zusammensetzung oder die physikalischen
Eigenschaften des Abgases ändern
könnten.
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Das
Verfahren zur Diagnose des NOx-Sensors hat den Vorteil, dass eine
Diagnose des NOx-Sensors auch bei Änderungen des Restsauerstoffgehalts
im Abgas durchgeführt
werden kann, ohne die Diagnose abbrechen zu müssen.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform wird
abhängig
von der Messwertfolge des Sauerstoffgehalts des Abgases ein Bezugswert
für einen
Sauerstoffgehalt des Abgases in dem Abgastrakt ermittelt, abhängig von
dem zeitlichen Verlauf der Messwertfolge des Sauerstoffgehalts des
Abgases in dem Diagnosezeitraum ein charakteristischer Wert für die Abweichung
des Sauerstoffgehalts des Abgases in dem Diagnosezeitraum von dem
Bezugswert für
den Sauerstoffgehalt des Abgases ermittelt wird, und abhängig von
dem charakteristischen Wert für
die Abweichung des Sauerstoffgehalts des Abgases in dem Diagnosezeitraum
von dem Bezugswert für
den Sauerstoffgehalt des Abgases der korrigierte Diagnosewert des
NOx-Sensors bestimmt wird. Der Bezugswert für den Sauerstoffgehalt des
Abgases in dem Abgastrakt ist besonders einfach zu ermitteln. Ebenso
kann in vielfältiger
Weise der charakteristische Wert für die Abweichung des Sauerstoffgehalts
des Abgases in dem Diagnosezeitraum von dem Bezugswert für den Sauerstoffgehalt
des Abgases ermittelt werden.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausführungsform
ist der Bezugswert für
den Sauerstoffgehalt des Abgases ein Minimalwert, ein Maximalwert oder
ein Mittelwert des erfassten Sauerstoffgehalts des Abgases in dem
Diagnosezeitraum. Dies hat den Vorteil, dass diese Werte einfach
bestimmbare Bezugsgrö ßen für den Sauerstoffgehalt
des Abgases im Diagnosezeitraum sind.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausführungsform
ist der Bezugswert für
den Sauerstoffgehalt des Abgases ein Wert des erfassten Sauerstoffgehalts
des Abgases am Anfang oder ein Wert des erfassten Sauerstoffgehalts
des Abgases am Ende des Diagnosezeitraums. Dies hat den Vorteil,
dass diese einfach bestimmbare Bezugsgrößen für den Sauerstoffgehalt des
Abgases im Diagnosezeitraum sind.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausführungsform
ist der charakteristische Wert für
die Abweichung des Sauerstoffgehalts des Abgases in dem Diagnosezeitraum
von dem Bezugswert für
den Sauerstoffgehalt des Abgases abhängig von dem Betrag der maximalen
Abweichung des erfassten Sauerstoffgehalts des Abgases in dem Diagnosezeitraum von
dem Bezugswert für
den Sauerstoffgehalt des Abgases. Dies hat den Vorteil, dass diese
einfach bestimmbare Bezugsgrößen für den Sauerstoffgehalt des
Abgases im Diagnosezeitraum sind. Des Weiteren kann einfach die
Richtung der Abweichung des Sauerstoffgehalts des Abgases während des
Diagnosezeitraums berücksichtigt
werden.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausführungsform
ist der charakteristische Wert für
die Abweichung des Sauerstoffgehalts des Abgases in dem Diagnosezeitraum
von dem Bezugswert für
den Sauerstoffgehalt des Abgases abhängig von einem Integral der
Abweichungen des erfassten Sauerstoffgehalts des Abgases in dem
Diagnosezeitraum von dem Bezugswert für den Sauerstoffgehalt des
Abgases. Dies hat den Vorteil, dass so Zeitdauer und Richtung der
Abweichung des Sauerstoffgehalts des Abgases während des Diagnosezeitraums
berücksichtigt
werden können.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausführungsform
ist der charakteristische Wert für
die Abweichung des Sauerstoffgehalts des Abgases in dem Diagnosezeitraum
von dem Bezugswert für
den Sauerstoffgehalt des Abgases abhängig von einem zeitlich gewichteten
Integral der Abweichungen des erfassten Sauerstoffgehalts des Abgases
in dem Diagnosezeitraum von dem Bezugswert für den Sauerstoffgehalt des
Abgases. Dies hat den Vorteil, dass sowohl die Zeitdauer als auch
die Richtung der Abweichung des Sauerstoffgehalts des Abgases während des
Diagnosezeitraums berücksichtigt
werden können.
Besonders vorteilhaft ist, dass der Zeitpunkt des Auftretens der
Abweichungen des Sauerstoffgehalts des Abgases berücksichtigt
werden kann, so dass ältere
Abweichungen des Sauerstoffgehalts des Abgases stärker gewichtet
werden können
als jüngere
Abweichungen des Sauerstoffgehalts des Abgases. Dies ist von Bedeutung,
da Abweichungen des Sauerstoffgehalts des Abgases am Anfang des
Diagnosezeitraums mehr Bedeutung für die Korrektur haben als Abweichungen
des Sauerstoffgehalts des Abgases, die erst zum Ende des Diagnosezeitraums auftreten.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausführungsform
ist der charakteristische Wert für
die Abweichung des Sauerstoffgehalts des Abgases in dem Diagnosezeitraum
von dem Bezugswert für
den Sauerstoffgehalt des Abgases abhängig von einem mit einem Abgasmassenstrom
gewichteten Integral der Abweichungen des erfassten Sauerstoffgehalts
des Abgases in dem Diagnosezeitraum von dem Bezugswert für den Sauerstoffgehalt
des Abgases. Dies hat den Vorteil, dass so das Einbeziehen verschiedener Betriebszustände der
Brennkraftmaschine, wie Leerlauf, Teillast oder Volllast in die
Diagnose des NOx-Sensors möglich
ist.
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Gemäß eines
dritten Aspekts zeichnet sich die Erfindung aus durch ein System
mit einer Vorrichtung gemäß des zweiten
As pekts und einer Brennkraftmaschine mit mindestens einem Zylinder
mit einem Brennraum und einen Abgastrakt. In einem gemeinsamen Abschnitt
des Abgastrakts, in dem sich die chemischen und physikalischen Eigenschaften des
Abgases im wesentlichen gleichen, sind der NOx-Sensor und eine Abgassonde
angeordnet. Der NOx-Sensor ist zum Erfassen einer NOx-Konzentration des
Abgases und die Abgassonde ist zum Erfassen eines Sauerstoffgehalts
des Abgases ausgebildet.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform des
dritten Aspekts ist die Vorrichtung in dem NOx-Sensor angeordnet.
Damit ist eine kompakte und von der Steuervorrichtung der Brennkraftmaschine
unabhängige
Lösung
für die
Anordnung der Vorrichtung in dem System möglich.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausführungsform
des dritten Aspekts ist die Vorrichtung in einer Steuervorrichtung
der Brennkraftmaschine angeordnet. Damit ist eine leistungsstarke
Lösung
möglich,
da in der Steuervorrichtung der Brennkraftmaschine leistungsfähige Prozessoren
zur Verfügung stehen
können.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert.
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Es
zeigen:
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1 eine
Brennkraftmaschine mit einer Steuervorrichtung, und
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2 eine
Darstellung eines Verfahrens zur Bestimmung des Maßes für eine NOx-Emission.
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Elemente
gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen
Bezugszeichen gekennzeichnet.
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In 1 ist
eine Brennkraftmaschine gezeigt, mit einem Ansaugtrakt 10,
einem Motorblock 12, einem Zylinderkopf 13 und
einem Abgastrakt 14. Der Ansaugtrakt 10 umfasst
vorzugsweise eine Drosselklappe 15, einen Sammler 16,
und ein Saugrohr 17. Das Saugrohr 17 ist hin zu
einem Zylinder Z1 beim Einlasskanal in einen Brennraum 26 des
Motorblocks 12 geführt.
Der Motorblock 12 umfasst eine Kurbelwelle 18,
welche über
eine Pleuelstange 20 mit einem Kolben 21 des Zylinders
Z1 gekoppelt ist.
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Der
Zylinderkopf 13 umfasst einen Ventiltrieb mit einem Gaseinlassventil 22 und
einem Gasauslassventil 24. Der Zylinderkopf 13 umfasst
ferner ein Einspritzventil 28 und eine Zündkerze 30.
Alternativ kann das Einspritzventil 28 auch in dem Saugrohr 17 angeordnet
sein.
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In
dem Abgastrakt 14 ist ein Abgaskatalysator 32 angeordnet.
Ferner ist in dem Abgastrakt ein Katalysator 34 zur Reduktion
von NOx angeordnet.
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Der
Brennkraftmaschine ist ferner eine Steuervorrichtung 35 zugeordnet,
der Sensoren zugeordnet sind, die verschiedene Messgrößen erfassen
und jeweils den Wert der Messgrößen ermitteln
können. Die
Steuervorrichtung 35 ist dazu ausgebildet in Abhängigkeit
von mindestens einer der Messgrößen Stellgrößen zu ermitteln,
die dann in ein oder mehrere Stellsignale zum Steuern von Stellgliedern
mittels entsprechender Stellantriebe umgesetzt werden können. Die
Steuervorrichtung 35 wird hier als Vorrichtung zur Diagnose
des NOx-Sensors bezeichnet.
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Die
Stellglieder sind beispielsweise die Drosselklappe 15,
die Gaseinlass- und Gasauslassventile 22, 24,
das Einspritzventil 28 und die Zündkerze 30.
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Die
Sensoren umfassen einen Pedalstellungsgeber 36, der eine
Fahrpedalstellung eines Fahrpedals 38 erfasst. Weiter weist
die Brennkraftmaschine einen Luftmassensensor 40 auf, der
stromaufwärts
der Drosselklappe 15 angeordnet ist und dort einen Luftmassenstrom
erfasst. Ein Temperatursensor 42 stromaufwärts der
Drosselklappe 15 erfasst eine Ansauglufttemperatur. Ein
Saugrohrdrucksensor 44 stromabwärts der Drosselklappe 15 ist
in dem Sammler 16 angeordnet und erfasst einen Saugrohrdruck
in dem Sammler 16. Des Weiteren umfasst die Brennkraftmaschine
einen Kurbelwellenwinkelsensor 46, der einen Kurbelwellenwinkel
erfasst, dem eine Drehzahl der Brennkraftmaschine zugeordnet werden
kann.
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Stromaufwärts des
Abgaskatalysators 32 ist eine Abgassonde 50 angeordnet,
die einen Restsauerstoffgehalt des Abgases erfasst und deren Messsignal
charakteristisch ist für
das Luft/Kraftstoff-Verhältnis
in dem Brennraum des Zylinders Z1 und stromaufwärts der Abgassonde 50 vor
der Oxidation des Kraftstoffs. Ferner ist eine Lambda-Sonde 52 vorgesehen,
die stromabwärts
des Abgaskatalysators 32 angeordnet ist und die einen Restsauerstoffgehalt
des Abgases erfasst und deren Messsignal VLS_DOWN charakteristisch
ist für
das Luft/Kraftstoff-Verhältnis
in dem Brennraum des Zylinders Z1 und stromaufwärts der Lambda-Sonde 52.
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Die
Abgassonde 50 und die Lambda-Sonde 52 sind bevorzugt
binäre
Lambda-Sonden. Die Abgassonde 50 und/oder die Lambda-Sonde 52 können jedoch
grundsätzlich
einzeln oder zusammen auch als lineare Lambda-Sonden ausgebildet
sein.
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Stromabwärts des
Abgaskatalysators 32 sind eine Abgassonde 53 und
ein NOx-Sensor 54 angeordnet. Die Abgassonde 53 erfasst
einen Restsauerstoffgehalt O2_EG des Abgases und deren Messsignal
ist charakteristisch für
das Luft-/Kraftstoff-Verhältnis stromaufwärts der
Abgassonde 53. Der NOx-Sensor 54 erfasst eine
NOx-Konzentration NOx_EG des Abgases stromaufwärts der Abgassonde 53.
Bevorzugt weist der NOx-Sensor 54 die Abgassonde 53 auf.
Dies hat den Vorteil, dass nur ein einziger Sensor zur Erfassung
der NOx-Konzentration und des Restsauerstoffgehalt O2_EG des Abgases
bereitgestellt werden muss. Bevorzugt ist der NOx-Sensor 54 ausgebildet
zum Abgeben eines binären
Lambdasignals. Dies ist vorteilhaft, da das binäre Lambdasignal sehr empfindlich
bezüglich
des Restsauerstoffgehalts O2_EG des Abgases ist. Der NOx-Sensor 54 kann
jedoch grundsätzlich
eine lineare Lambda-Sonde umfassen.
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Je
nach Ausführungsform
der Erfindung kann eine beliebige Untermenge der genannten Sensoren
vorhanden sein oder es können
auch zusätzliche
Sensoren vorhanden sein.
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Neben
dem Zylinder Z1 sind bevorzugt noch weitere Zylinder Z2 bis Z4 vorgesehen,
denen ebenfalls entsprechende Stellglieder und gegebenenfalls Sensoren
zugeordnet sind.
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Ein
System weist die Vorrichtung zur Diagnose des NOx-Sensors 54 und
die Brennkraftmaschine auf. Das System ist vorzugsweise so ausgebildet, dass
die Vorrichtung zur Diagnose des NOx-Sensors 54 in dem NOx-Sensor 54 selbst
angeordnet ist. Es ist so eine kompakt aufgebaute Lösung für den NOx-Sensor 54 und
die Vorrichtung zur Diagnose des NOx-Sensors 54 in einem
Bauteil möglich,
die unabhängig
von der Steuervorrichtung 35 der Brennkraftmaschine ist.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
des Systems ist dieses so ausgebildet, dass die Vorrichtung zur
Diagnose des NOx-Sensors 54 in der Steuervorrichtung 35 der
Brennkraftmaschine angeordnet ist. Diese ermöglicht eine leistungsstarke
Lösung,
da in der Steuervorrichtung 35 in der Regel sehr leistungsfähige Prozessoren
zur Verfügung
stehen.
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Zum
Ausführen
der Diagnose des NOx-Sensors 54 für eine Brennkraftmaschine kann
in einem Programmspeicher der Steuervorrichtung 35 ein
Programm gespeichert sein und während
des Betriebs der Brennkraftmaschine abgearbeitet werden. Mittels des
Programms kann auch bei einer Änderung
des Sauerstoffgehalts des Abgases in dem Abgastrakt 14 eine
Diagnose des NOx-Sensors 54 durchgeführt werden,
ohne dass die Diagnose wegen der Schwankung des Restsauerstoffgehaltes
im Abgas abgebrochen werden muss.
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Das
Programm ist in 2 dargestellt.
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In
einem Schritt S10 wird das Programm gestartet, gegebenenfalls werden
Variablen initialisiert. Der Start erfolgt bevorzugt dann, wenn
eine aktuelle Information über
den Zustand des NOx-Sensors 54 ermittelt werden soll. Dies
kann beispielsweise während
eines Laufs der Brennkraftmaschine in fest definierten Zeitabständen oder
nach einer vorgebbaren Fahrstrecke erfolgen.
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In
einem Schritt S12 wird geprüft,
ob ein homogener Betrieb der Brennkraftmaschine vorliegt, das heißt, ob ein
stöchiometrisches
Luft-/Kraftstoffverhältnis
vorliegt, das heißt
der Lambdawert λ um
einen Wert nahe Eins schwankt.
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In
einem weiteren Schritt S14 wird in einem Diagnosezeitraum T_DIAG
ein Basisdiagnosewert NOx_DIAG_BAS des NOx-Sensors 54 ermittelt
abhängig
von einem in einem Neuzustand des NOx-Sensors 54 ermittelten Referenzwert
I_REF eines Messsignals des NOx-Sensors 54 und einem aktuellen
Wert I_AV des Messsignals des NOx-Sensors 54. Der Referenzwert
I_REF des Messsignals und der aktuelle Wert I_AV des Messsignals
des NOx-Sensors 54 sind
typischerweise Pumpströme der
Messkammern in dem NOx-Sensor 54, in die das Abgas eingebracht
wird, dessen NOx-Konzentration bestimmt werden soll.
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In
einem weiteren Schritt S16 wird in dem vorgegebenen Diagnosezeitraum
T_DIAG mittels der Abgassonde 53 eine zeitabhängige Messwertfolge O2_EG_T
des Sauerstoffgehalts des Abgases in dem Abgastrakt 14 ermittelt.
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In
einem weiteren Schritt S18 wird abhängig von der Messwertfolge
O2_EG_T des Sauerstoffgehalts des Abgases ein Bezugswert O2_EG_REL
für einen
Sauerstoffgehalt des Abgases in dem Abgastrakt 14 ermittelt.
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Der
Bezugswert O2_EG_REL für
den Sauerstoffgehalt des Abgases kann je nach Anwendungsfall ein
Minimalwert O2_EG_MIN, ein Maximalwert O2_EG_MAX oder ein Mittelwert
O2_EG_MV des erfassten Sauerstoffgehalts des Abgases in dem Diagnosezeitraum
T_DIAG sein. Des Weiteren kann der Bezugswert O2_EG_REL für den Sauerstoffgehalt des
Abgases ein Wert O2_EG_BEG des erfassten Sauerstoffgehalts des Abgases
am Anfang oder ein Wert O2_EG_END des erfassten Sauerstoffgehalts des
Abgases am Ende des Diagnosezeitraums T_DIAG sein. Diese Bezugsgrößen für den Sauerstoffgehalt
des Abgases im Diagnosezeitraum T_DIAG lassen sich jeweils sehr
einfach bestimmen.
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In
einem weiteren Schritt S20 wird abhängig von dem zeitlichen Verlauf
der Messwertfolge O2_EG_T des Sauerstoffgehalts des Abgases in dem
Diagnosezeitraum T_DIAG und dem Bezugswert O2_EG_REL für einen
Sauerstoffgehalt des Abgases in dem Abgastrakt 14 ein charakteristischer Wert
DE_O2_EG für
die Abweichung des Sauerstoffgehalts des Abgases in dem Diagnosezeitraum T_DIAG
von dem Bezugswert O2_EG_REL für
den Sauerstoffgehalt des Abgases ermittelt. Der charakteristische
Wert DE_O2_EG für
die Abweichung des Sauerstoffgehalts des Abgases in dem Diagnosezeitraum
T_DIAG von dem Bezugswert O2_EG_REL für den Sauerstoffgehalt des
Abgases wird abhängig
von dem Betrag einer maximalen Abweichung DE_O2_EG_MAX des Sauerstoffgehalts
des Abgases in dem Diagnosezeitraum T_DIAG von dem Bezugswert O2_EG_REL
für den
Sauerstoffgehalt des Abgases ermittelt. Die maximale Abweichung DE_O2_EG_MAX
des Sauerstoffgehalts des Abgases der Diagnoseraum T_DIAG ist eine
einfach bestimmbare Bezugsgröße für den Sauerstoffgehalt des
Abgases im Diagnosezeitraum.
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Weiter
ist bevorzugt, wenn der charakteristische Wert DE_O2_EG für die Abweichung
des Sauerstoffgehalts des Abgases in dem Diagnosezeitraum T_DIAG
von dem Bezugswert O2_EG_REL für den
Sauerstoffgehalt des Abgases abhängig
von einem Integral der Abweichungen des Sauerstoffgehalts des Abgases
in dem Diagnosezeitraum T_DIAG von dem Bezugswert O2_EG_REL für den Sauerstoffgehalt
des Abgases bestimmt wird. Damit lassen sich die Zeitdauer und die
Richtung der Abweichung des Sauerstoffgehalts des Abgases während des
Diagnosezeitraums T_DIAG berücksichtigen.
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Weiter
ist bevorzugt, wenn der charakteristische Wert DE_O2_EG für die Abweichung
des Sauerstoffgehalts des Abgases in dem Diagnosezeitraum T_DIAG
von dem Bezugswert O2_EG_REL für den
Sauerstoffgehalt des Abgases abhängig
von einem zeitlich gewichteten Integral der Abweichungen des Sauerstoffgehalts
des Abgases in dem Diagnosezeitraum T_DIAG von dem Bezugswert O2_EG_REL
für den
Sauerstoffgehalt des Abgases er mittelt wird. Damit lassen sich wiederum
Zeitdauer und Richtung der Abweichung des Sauerstoffgehalts des
Abgaswertes des Diagnosezeitraums T_DIAG berücksichtigen. Weiter kann der
Zeitpunkt des Auftretens der Abweichung berücksichtigt werden. Ältere Abweichungen
können
so stärker
gewichtet werden als jüngere
Abweichungen des Sauerstoffgehalts des Abgases. Ältere Abweichungen am Anfang des
Diagnosezeitraums T_DIAG haben mehr Bedeutung für die Korrektur der Abweichung,
die erst am Ende des Diagnosezeitraums T_DIAG auftreten.
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Weiter
ist bevorzugt, wenn der charakteristische Wert DE_O2_EG für die Abweichung
des Sauerstoffgehalts des Abgases in dem Diagnosezeitraum T_DIAG
von dem Bezugswert O2_EG_REL für den
Sauerstoffgehalt des Abgases abhängig
von einem mit einem Abgasmassenstrom gewichteten Integral der Abweichungen
des Sauerstoffgehaltes des Abgases in dem Diagnosezeitraum T_DIAG
von dem Bezugswert O2_EG_REL für
den Sauerstoffgehalt des Abgases bestimmt wird. In diesem Fall können auch
verschiedene Betriebspunkte der Brennkraftmaschine, wie Leerlauf,
Teillast oder Volllast in die Diagnose des NOx-Sensors 54 einbezogen
werden.
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In
einem weiteren Schritt S22 wird abhängig von dem Basisdiagnosewert
NOX_DIAG_BAS des NOx-Sensors 54 und dem charakteristischen
Wert DE_O2_EG für
die Abweichung des Sauerstoffgehalts des Abgases in dem Diagnosezeitraum T_DIAG
von dem Bezugswert O2_EG_REL für
den Sauerstoffgehalt des Abgases ein korrigierter Diagnosewert NOX_DIAG_COR
des NOx-Sensors 54 für den
Diagnosezeitraum T_DIAG ermittelt. Dieser stellt einen korrigierten
Diagnosewert für
den NOx-Sensor 54 dar. Der korrigierte Diagnosewert NOX_DIAG_COR
des NOx-Sensors 54 kann beispielsweise mittels eines mehrdimensionalen
Kennfelds oder mit einer mathematischen Gleichung bestimmt werden.
Zwischen dem Basisdiagnosewert NOX_DIAG_BAS des NOx-Sensors 54 und
dem korrigierten Diagnosewert NOX_DIAG_COR des NOx-Sensors 54 kann
insbesondere eine additive oder eine multiplikative Relation bestehen.
Der korrigierte Diagnosewert NOX_DIAG_COR des NOx-Sensors 54 kann
ausgewertet werden und es können
Gegenmaßnahmen
zur Verbesserung der Messergebnisse des NOx-Sensors 54 aufgrund einer möglichen
Kontamination des NOx-Sensors 54,
beispielsweise durch Magnesium, eingeleitet werden. Insbesondere
kann auch abhängig
von dem Wert des korrigierten Diagnosewertes NOX_DIAG_COR ein Fehlereintrag
in einem Fehlerspeicher erfolgen und/oder eine Fehlermeldung an
einen Fahrzeugführer
signalisiert werden.
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In
einem weiteren Schritt S24 endet das Verfahren.
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Das
vorgestellte Verfahren zur Diagnose des NOx-Sensors 54 hat
den Vorteil, dass bei Änderungen
des Sauerstoffgehalts des Abgases starke Abweichungen und/oder Streuungen
des Diagnosewerts des NOx-Sensors 54 vermieden werden können und
damit eine Diagnose des NOx-Sensors 54 unter derartigen
Umständen
nicht mehr abgebrochen werden muss. Des Weiteren können Steuer-
und Regelkreise des NOx-Sensors 54 bei Änderungen des Sauerstoffgehalts
des Abgases einfach nachgeführt werden.