DE102011004119A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung eines sammelnden Abgas-Sensors - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung eines sammelnden Abgas-Sensors Download PDF

Info

Publication number
DE102011004119A1
DE102011004119A1 DE102011004119A DE102011004119A DE102011004119A1 DE 102011004119 A1 DE102011004119 A1 DE 102011004119A1 DE 102011004119 A DE102011004119 A DE 102011004119A DE 102011004119 A DE102011004119 A DE 102011004119A DE 102011004119 A1 DE102011004119 A1 DE 102011004119A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
output signal
exhaust gas
signal
internal combustion
combustion engine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102011004119A
Other languages
English (en)
Inventor
Ariel Di Miro
Andreas Genssle
Enno Baars
Johannes Grabis
Bernhard Kamp
Markus Eitel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE102011004119A priority Critical patent/DE102011004119A1/de
Publication of DE102011004119A1 publication Critical patent/DE102011004119A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/0004Gaseous mixtures, e.g. polluted air
    • G01N33/0009General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment
    • G01N33/007Arrangements to check the analyser
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N11/00Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2560/00Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
    • F01N2560/02Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being an exhaust gas sensor
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Plausibilisierung eines Ausgangs-Signals eines in einem Abgaskanal einer Brennkraftmaschine angeordneten sammelnden Abgas-Sensors, wobei Betriebsparameter der Brennkraftmaschine von einer Steuereinheit vorgegeben und/oder in der Steuereinheit bestimmt werden. Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass aus den Betriebsparametern der Brennkraftmaschine, Abgasparametern und/oder Ausgangssignalen von Sensoren ein Prognosewert für die Menge der von dem Abgas-Sensor erfaßten Abgas-Komponente bestimmt wird, dass das Ausgangs-Signal des Abgas-Sensors mit einer aus dem Prognosewert bestimmten Signal-Prognose verglichen wird und dass auf einen intakten Abgas-Sensor geschlossen wird, wenn die Signal-Prognose und das Ausgangs-Signal innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereichs übereinstimmen. Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens kann eine Plausibilisierung des Auslösestroms eines sammelnden Abgas-Sensors, wie beispielhaft eines Partikelsensors, zur Erfüllung der gesetzlichen Vorgaben durchgeführt werden. Das Verfahren ist vorteilhaft anwendbar in der n für Diesel- oder Otto-Motore. Die Plausibilisierung des Ausgangsignals kann dabei vorteilhaft mit zumindest einer weiteren nach dem Stand der Technik bekannten Methode zur Plausibilisierung kombiniert werden um die Genauigkeit der Entscheidung zu verbessern. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Description

  • Stand der Technik
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Plausibilisierung eines Ausgangs-Signals eines in einem Abgaskanal einer Brennkraftmaschine angeordneten sammelnden Abgas-Sensors, wobei Betriebsparameter der Brennkraftmaschine von einer Steuereinheit vorgegeben und/oder in der Steuereinheit bestimmt werden.
  • Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Plausibilisierung eines Ausgangs-Signals eines sammelnden Abgas-Sensors im Abgaskanal einer Brennkraftmaschine, wobei der Brennkraftmaschine eine Steuereinheit zur Erfassung des Ausgangs-Signals des sammelnden Abgas-Sensors zugeordnet ist:
    Zur Einhaltung von gesetzlich festgelegten Grenzwerten für Emissionen von Brennkraftmaschinen sind Komponenten zur Abgasnachbehandlung, beispielhaft in Form von Oxidationskatalysatoren, Diesel-Partikel-Filtern, Katalysatoren zur selektiven katalytischen Reduktion oder NOx-Katalysatoren, erforderlich, welche im Abgaskanal der Brennkraftmaschine angeordnet werden. Zur Überwachung der Emissionen und der Funktionsfähigkeit der Komponenten zur Abgasnachbehandlung und zur Steuerung der Brennkraftmaschine sind Sensoren in dem Abgaskanal vorgesehen. Dabei kann es sich beispielhaft um Lambdasonden, NOx-Sensoren oder Partikelsensoren handeln.
  • Einige dieser Abgas-Sensoren beruhen auf integrierenden Messprinzipien, bei denen das Signal erst nach dem Sammeln der zu überwachenden Substanz über einen gewissen Zeitraum gemessen werden kann.
  • Ein Beispiel hierfür sind sammelnde resistive Partikelsensoren, welche zur Überwachung des Rußausstoßes von Brennkraftmaschinen und zur On Bord Diagnose, beispielhaft zur Funktionsüberwachung von Partikelfiltern, eingesetzt werden. Ein solcher sammelnder resistiver Partikelsensor ist in der DE 101 33 384 A1 beschrieben. Resistive Partikelsensoren werten eine Änderung der elektrischen Eigenschaften einer interdigitalen Elektrodenstruktur auf Grund von Partikelanlagerungen aus. Es können zwei oder mehrere Elektroden vorgesehen sein, die bevorzugt kammartig ineinander greifen. Durch eine steigende Anzahl von an dem Partikelsensor angelagerten Partikeln werden die Elektroden mit Rußpartikeln überbrückt, was sich in einem mit steigender Partikelanlagerung abnehmendem elektrischen Widerstand, einer abnehmenden Impedanz oder in einer Veränderung einer mit dem Widerstand beziehungsweise der Impedanz zusammenhängenden Kenngröße wie einer Spannung und/oder einem Strom auswirkt. Zur Auswertung wird im Allgemeinen ein Schwellwert, beispielhaft eines Messstroms zwischen den Elektroden, festgelegt und die Zeit bis zur Erreichung des Schwellwertes als Maß für die angelagerte Partikelmenge verwendet. Alternativ kann auch eine Signal-Änderungsgeschwindigkeit während der Partikelanlagerung ausgewertet werden. Ist der Partikelsensor voll beladen, werden die angelagerten Partikel in einer Regenerationsphase mit Hilfe eines in dem Partikelsensor integrierten Heizelements verbrannt.
  • Partikelsensoren weisen eine starke Querempfindlichkeit gegenüber äußeren Einflussgrößen wie der Sensortemperatur, der Abgastemperatur oder auch der Abgasgeschwindigkeit auf. Dabei beeinflussen diese Größen sowohl die Anlagerung der Partikel an dem Sensor als auch die gemessene Impedanz des Sensors.
  • Die Schrift DE 10 2006 041 478 beschreibt daher ein Verfahren zur Ermittlung einer Rußkonzentration in einem Abgasstrang einer Brennkraftmaschine oder einer Rußbeladung einer Abgasreinigungsanlage der Brennkraftmaschine, wobei die Rußkonzentration in dem Abgasstrang mittels eines sammelnden Partikelsensors bestimmt wird, der ein Sensorsignal abgibt und wobei die Rußbeladung der Abgasreinigungsanlage aus der Rußkonzentration bestimmt wird. Dabei ist es vorgesehen, dass das Sensorsignal mittels vorbestimmter Korrekturen betreffend einer Sensortemperatur und/oder einer Abgastemperatur und/oder einer Strömungsgeschwindigkeit des Abgases und/oder einer an dem Partikelsensor angelegten Spannung korrigiert wird. Die Sensortemperatur geht dabei dahingehend in die Korrektur ein, dass eine Temperaturabhängigkeit des elektrischen Widerstands der Rußbeladung in einer Vorbereitungsphase bestimmt und bei der Auswertung des Sensorsignals berücksichtigt wird.
  • Die Schrift DE 10 2006 018 956 beschreibt ein Verfahren zur Bestimmung einer Masse von Partikeln oder eines Partikelmassenstroms in einem Abgasstrang einer Brennkraftmaschine, wobei in dem Abgasstrang der Brennkraftmaschine zumindest ein resistiver Partikelsensor angeordnet ist, dessen gemessene Signaländerung mit einer aus einem Motormodell ermittelten, prognostizierten Signaländerung des Partikelsensors verglichen wird. Dabei ist es vorgesehen, dass die gemessene Signaländerung des Partikelsensors und/oder die prognostizierte Signaländerung des Partikelsensors unter Berücksichtigung von Einflussgrößen auf Querempfindlichkeiten des Partikelsensors korrigiert werden.
  • Dem Stromfluss über die interdigitale Elektrodenstruktur und die angelagerten Partikel kann ein Fehlstrom durch einen Nebenschluss überlagert sein, der das Messergebnis verfälscht. Der Fehlstrom durch den Nebenschluss kann dabei über einen Messzyklus des resistiven Partikelsensors konstant sein, wie es beispielsweise durch eine Verschmutzung in einem Anschlussstecker des Partikelsensors verursacht wird. Weiterhin können Nebenschlüsse vorliegen, die zu sich dynamisch und kurzfristig ändernden Fehlströmen führen. Solche Fehlströme können beispielhaft durch Kondensation von Wasser auf der Sensoroberfläche bei Unterschreiten des Taupunktes im Abgas verursacht sein.
  • Um eine kurze Ansprechzeit des Partikelsensors, also eine kurze Zeit bis zum Erreichen eines definierten Stroms, zu erreichen, wird die Stromschwelle üblicherweise möglichst gering gewählt. Dies macht die Messung besonders empfindlich gegenüber Störsignalen, wie beispielhaft die genannten Nebenschüsse. Um Fehlmessungen zu vermeiden sind daher Verfahren bekannt, um das Sensorsignal zu plausibilisieren.
  • So ist beispielhaft in der noch nicht veröffentlichten Schrift R. 329301 der Anmelderin ein Verfahren zum betreiben eines Partikelsensors beschrieben, wobei der Partikelsensor auf seiner Oberfläche mindestens zwei ineinander greifende interdigitale Elektroden aufweist, an die zur Bestimmung einer Beladung mit Rußpartikeln des Partikelsensors eine Sensorspannung U_IDE zumindest zeitweise angelegt und ein Sensorstrom I_IDE über die Elektroden gemessen und ausgewertet wird, wobei zur Entfernung der Rußbeladung zusätzlich ein Heizelement vorgesehen sein kann, mit dem der Partikelsensor in einer Regenerationphase aufgeheizt wird. Dabei ist es vorgesehen, dass bei nicht aktiviertem Heizelement beim Anlegen der Sensorspannung U_IDE die Rußpartikel bzw. bereits ausgebildete Rußpfade zwischen den Elektroden direkt erwärmt und eine damit verbundene Änderung der Leitfähigkeit der Rußpartikel bzw. der Rußpfade bestimmt wird.
  • Die ebenfalls noch nicht veröffentlichte Schrift R.331795 beschreibt ein Verfahren zur Überwachung eines resistiven Partikelsensors auf einen Nebenschluss, wobei eine Temperaturabhängigkeit eines von dem Beladungszustand des resistiven Partikelsensors abhängigen Messsignals des resistiven Partikelsensors auf Grund einer Temperaturabhängigkeit des elektrischen Widerstandes angelagerter Rußpartikel durch eine Temperaturkompensation korrigiert und ein temperaturkompensiertes Messsignal gebildet wird. Bei dem Verfahren ist es vorgesehen, dass während eines Messzyklus des Partikelsensors wiederholt eine zeitliche Änderung des temperaturkompensierten Messsignals des Partikelsensors bestimmt wird und dass auf einen Nebenschluss geschlossen wird, wenn die zeitliche Änderung des temperaturkompensierten Messsignals einen vorgegebenen Toleranzbereich über- oder unterschreitet.
  • Die bekannten Verfahren zur Signalplausibilisierung haben den Nachteil, dass sie zur Unterscheidung von Ruß- und Nebenschlussströmen bestimmte Russeigenschaften voraussetzen. Teilweise greifen sie in die Messung ein, so dass bei Erkennung eines Nebenschlusses der Messzyklus von neuem begonnen werden muss. Ein weiterer Nachteil ist, dass einige der Verfahren nur die Detektion von Nebenschlüssen erlauben, die bereits in einem kleinen Temperaturintervall eine von Ruß signifikant unterschiedliche Temperatur-Leitfähigkeits-Charakteristik aufweisen.
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Plausibilisierung eines zeitlichen Signalveraufs eines sammelnden Abgas-Sensors bereitzustellen.
  • Es ist weiterhin Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens bereitzustellen.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Die das Verfahren betreffende Aufgabe wird dadurch gelöst, dass aus den Betriebsparametern der Brennkraftmaschine, Abgasparametern und/oder Ausgangssignalen von Sensoren ein Prognosewert für die Menge der von dem Abgas-Sensor erfaßten Abgas-Komponente bestimmt wird, dass das Ausgangs-Signal des Abgas-Sensors mit einer aus dem Prognosewert bestimmten Signal-Prognose verglichen wird und dass auf einen intakten Abgas-Sensor geschlossen wird, wenn die Signal-Prognose und das Ausgangs-Signal innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereichs übereinstimmen. Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens kann eine Plausibilisierung des Auslösestroms eines sammelnden Abgas-Sensors, wie beispielhaft eines Partikelsensors, zur Erfüllung der gesetzlichen Vorgaben durchgeführt werden. Das Verfahren ist vorteilhaft anwendbar in der „On Board Diagnose” in Steuereinheiten für Diesel- oder Otto-Motore. Die Plausibilisierung des Ausgangsignals kann dabei vorteilhaft mit zumindest einer weiteren nach dem Stand der Technik bekannten Methode zur Plausibilisierung kombiniert werden um die Genauigkeit der Entscheidung zu verbessern.
  • Die Plausibilisierung des Ausgangs-Signals kann besonders treffsicher zwischen plausiblen Signalen und nicht-plausiblen Signalen unterscheiden, wenn die Signal-Prognose und das Ausgangs-Signal in Zeitabschnitten verglichen werden, in denen die Änderung der Signal-Prognose oder des Ausgangs-Signals unterhalb einer vorgebbaren ersten Schwelle oder oberhalb einer vorgebbaren zweiten Schwelle liegen. Ist die Änderung der Signal-Prognose sehr klein, muss auch die Änderung des Ausgangs-Signals sehr klein sein um plausibel zu sein. Eine große Änderung des Ausgangs-Signals kann nur bedeuten, das in dem betrachteten Zeitfenster zusätzlich ein Nebenschluß oder einen sonstige Störung aufgetreten ist. Ebenso muss bei einer kleinen Änderung des Ausgangs-Signals die Signal-Prognose ebenfalls eine kleine Änderung aufweisen, damit das System plausibel ist. Zeigt die Signal-Prognose eine große Änderung würde dies bedeuten, dass der Abgas-Sensor einen Beitrag im Abgas nicht festgestellt hat und damit nicht korrekt funktioniert. Ein plausible Zustand ist auch, wenn beide Teile des Vergleichs eine große Änderung anzeigen.
  • Eine Verbesserung des Verfahrens zur Plausibilisierung sieht vor, dass die Zunahmen der Signal-Prognose und des Ausgangs-Signals in einem vorgebbaren Zeitabschnitt verglichen werden und dass auf einen intakten Abgas-Sensor geschlossen wird, wenn die Zunahmen der Signal-Prognose und des Ausgangs-Signals innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereichs übereinstimmen. Der quantitative Vergleich von Prognose und Signal verbessert die Genauigkeit der Aussage. Durch die Wahl eines vorgebbaren Zeitfensters ist die Aussage genau für dieses gültig und vorher aufgetretene Störungen können ausgeblendet werden.
  • Eine weitere Verbesserung des Verfahrens wird erreicht, indem die Signal-Prognose zu einem ersten Zeitpunkt, an dem das Ausgangs-Signal eine erste Schwelle überschreitet, als Startwert sowie die Zunahme der Signal-Prognose zwischen dem ersten Zeitpunkt und einem zweiten Zeitpunkt, an dem das Ausgangs-Signal eine zweite Schwelle überschreitet, bestimmt werden, indem das Verhältnis zwischen der Zunahme der Signal-Prognose und dem Startwert der Signal-Prognose gebildet wird und indem auf einen intakten Abgas-Sensor geschlossen wird, wenn das Verhältnis einen vorgebbaren Wert unterschreitet. Bei einem sammelnden Rußpartikel-Sensor tritt ein erstes verwertbares Ausgangssignal auf, wenn gerade die ersten Brücken von Partikeln zwischen den Interdigital-Elektroden gebildet werden. Hier kann die erste Schwelle gewählt werden. Als zweite Schwelle kann die so genannte Auslöseschwelle des Sensors verwendet werden, bei deren Erreichen der Sensor seine maximal gewünschte Beladung erreicht und nach deren Erreichen er freigebrannt wird. Nach dem Freibrennen wird ein neuer Mess-Zyklus begonnen. Nach dem Start eines Meßzyklus sammelt der Abgas-Sensor zunächst Rußpartikel ohne ein elektrisches Ausgangs-Signal zu erzeugen. Der aus den Betriebsparametern der Brennkraftmaschine, Abgasparametern und Ausgangssignalen von weiteren Sensoren gebildete Prognosewert steigt in dieser Phase bereits an. Im weiteren Verlauf bilden sich die ersten Rußbrücken und das Ausgangs-Signal des Abgas-Sensors nimmt messbare Werte an. Parallel ist der Prognosewert weiter angestiegen und erreicht zu diesem Zeitpunkt einen Wert P1. Im weiteren Verlauf erreicht der Abgas-Sensor seine Auslöse-Schwelle und der Prognosewert einen Wert P2. Das Verhältnis von dP = (P2 – P1)/P1 wird erfindungsgemäß als Indikator für eine korrekte Funktion des Abgas-Sensors verwendet. Bei einem korrekt funktionierenden Abgas-Sensor stelle sich ein gewisses Verhältnis dP ein. Betrachtet man nun den Fall, dass der Abgas-Sensor einen Nebenschluß aufweist, ist P1 kleiner, da der Abgas-Sensor früher im Meßzyklus ein meßbares Ausgangs-Signal liefert. Durch dieses gegenüber dem korrekten Fall kleinere P1 steigt das Verhältnis dP und weist auf diesen Zustand hin.
  • In einer erweiterten Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Signal-Prognose und das Ausgangs-Signal hinsichtlich des Verlauf ihrer zeitlichen Ableitung, mittels Faltung oder mittels Autokorrelation verglichen werden und dass auf einen intakten Abgas-Sensor geschlossen wird, wenn die so bestimmten Abweichungen unterhalb von vorgegebenen Schwellwerten liegen. In diesen Vergleich der Verläufe mittels üblicher mathematischer Signalanalyseverfahren kann auch der Verlauf der Abgasparameter mit einbezogen werden.
  • Eine Vereinfachung der Bewertung bei hoher Sicherheit der Aussage über einen korrekt arbeitenden Abgas-Sensor wird ermöglicht, indem eine Bewertung der Plausibilität des Ausgangs-Signals bei vorgegebenen Betriebszuständen der Brennkraftmaschine, insbesondere im Schubbetrieb oder in stationären Fahrzuständen vorgenommen wird.
  • Ein erweiterter Betriebsbereich des Abgas-Sensors wird erreicht, indem ein aufgrund eines Nebenschlusses auftretender Anteil des Ausgangs-Signals bestimmt und im weiteren zeitlichen Verlauf das Ausgangs-Signal hinsichtlich des Anteils aus dem Nebenschluss korrigiert wird.
  • Die die Vorrichtung betreffende Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass in der Steuereinheit ein Programmablauf zur Bestimmung einer Signal-Prognose aus Betriebsparametern der Brennkraftmaschine und zum Vergleich der Signal-Prognose mit dem Ausgangs-Signal des sammelnden Abgas-Sensors unter Berücksichtigung eines in der Steuereinheit hinterlegten Toleranzbereichs vorgesehen ist. Die Vorrichtung ermöglicht die Plausibilisierung eines Ausgangs-Signals eines sammelnden Sensors, wie beispielhaft eines Partikelsensors, ohne spezifische Eigenschaften der Abgaskomponenten, wie bestimmte Rußeigenschaften, vorauszusetzen.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 einen Signalverlauf eines Abgasparameters, eines Ausgangs-Signals eines Abgas-Sensors und eines Prognosewerts,
  • 2 einen Signalverlauf bei einem nicht intakten Abgas-Sensor,
  • 3 einen Signalverlauf bei einem Abgas-Sensor mit einem Nebenschluss.
  • 1 zeigt ein erstes Diagramm 10 mit Signalverläufen, die entlang einer Zeitachse 18 auf einer Signalachse 11 abgetragen sind. Entlang der Zeitachse sind ein Abgasparameter 12, ein Ausgangs-Signal 14 eines sammelnden Abgas-Sensors und ein aus dem Abgasparameter 12 bestimmter Prognosewert 13 aufgetragen. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Abgasparameter 12 um einen die Rußkonzentration im Abgas repräsentierenden Wert. Das Ausgangs-Signal 14 des sammelnden Abgas-Sensors startet beim Wert Null, was bedeutet, dass nach einem Freibrennen des Abgas-Sensors zunächst für einen gewissen Zeitraum während der Anlagerung von Partikeln kein Signal meßbar ist, da sich noch keine Rußbrücken zwischen den Elektroden gebildet haben. Nach der Bildung erster Brücken steigt das Signal an bis zu einem ersten Auslösezeitpunkt 19.1 die so genannte Auslöseschwelle 15 erreicht ist. Zum selben Zeitpunkt erreicht der Prognosewert 13 einen Prognose-Endwert 21.1. Mit Erreichen der Auslöseschwelle 15 wird ein Messzyklus des Abgas-Sensors beendet und der Abgas-Sensor wird durch Freibrennen von den angelagerten Rußpartikeln gereinigt.
  • Der Prognosewert 13 beschreibt die Rußanlagerung auf dem Abgas-Sensor und wird aus dem Abgasparameter 12 durch Integration bestimmt, wobei der Abgasparameter 12 aus einem Ruß-Rohemissionsmodell und gegebenenfalls weiteren Abgas-Modellen bestimmt wird. Ein Vergleich der Verläufe von Prognosewert 13 und Ausgangs-Signal 14 gestattet erfindungsgemäß, auf eine korrekte Funktion des sammelnden Abgas-Sensors zu schließen. In einem Zeitfenster wird aus einem ersten Abgasverlauf 16.1 ein erster Prognoseverlauf 16.2 bestimmt. Da der erste Abgasverlauf 16.1 bei niedrigen Werten liegt, steigt während des ersten erster Prognoseverlaufs 16.2 der Prognosewert 13 nur unmerklich. In dem selben Zeitfenster wird ein erster Signalverlauf 16.3 des Ausgangs-Signals 14 des Abgas-Sensors bestimmt, der, wie der erste Prognoseverlauf 16.2, einen unmerklichen Anstieg aufweist und so auf eine korrekte Funktion des Abgas-Sensors hinweist.
  • In einem weiteren Zeitfenster liegt ein zweiter Abgasverlauf 17.1 vor, in dem das Integral der Rußmenge merklich ist. Daher zeigt der Prognosewert 13 während des zweiten Prognoseverlaufs 17.2 einen Anstieg. Da auch das Ausgangs-Signal 14 im zweiten Signalverlauf 17.3 einen Anstieg zeigt liegen plausible Verhältnisse vor, die mit einer korrekten Funktion des sammelnden Abgas-Sensors in Einklang sind.
  • In 2 sind Beispiele für Signalverläufe gezeigt, die für eine Fehlfunktion des Abgas-Sensors sprechen. Gleiche Bezeichner wie in 1 bezeichnen dort bereits beschriebene Begriffe. Während des ersten Zeitfensters zeigt der erste Abgasverlauf geringe Rußmengen an, so dass der erste Prognoseverlauf 16.1 nur unmerklich ansteigt. Steigt demgegenüber ein dritter Signalverlauf 16.4 des Ausgangs-Signals 14 stark an, deutet dies auf eine Fehlfunktion hin. In dem zweiten Zeitfenster zeigt der zweite Abgasverlauf 17.1 ein Vorliegen einer gewissen Rußmenge an, was sich im Anstieg während des zweiten Prognoseverlaufs 17.2 widerspiegelt. Demgegenüber zeigt das Ausgangs-Signal 14 während des vierten Signalverlaufs 17.4 nur einen sehr geringen Anstieg. Auch dieser Fall spricht für eine Fehlfunktion. Durch den geänderte Verlauf des Ausgangs-Signals 14, insbesondere durch den steilen Anstieg während des dritten Signalverlaufs 16.4, wird die Auslöseschwelle 15 bereits zu einem zweiten Auslösezeitpunkt 19.2 erreicht, zu dem der Prognosewert 13 einen im Vergleich zum ersten Prognose-Endwert 21.1 aus 1, niedrigeren zweiten Prognose-Endwert 21.2 erreicht hat.
  • In 3 sind in einem dritten Diagramm 30 die Signalverläufe bei Vorliegen eines Nebenschlusses an dem Abgas-Sensor oder seinen Zuleitungen dargestellt. Bereits in den 1 und 2 dargestellte Begriffe sind mit gleichen Bezeichnern versehen. Im Verlauf des Messzyklus lagern sich Rußpartikel an, so dass das Ausgangs-Signal 14 von Null ansteigt und zu einem zweiten Startzeitpunkt 32.2 erste auswertbare Werte liefert. Liegt ein Nebenschluss vor, erhöht sich das Ausgangs-Signal 14 und es liegt ein Signalverlauf Ausgangs-Signal mit Nebenschluss 23 vor. Erste auswertbare Werte des Ausgangs-Signals mit Nebenschluss 23 liegen bereits zum ersten Startzeitpunkt 32.1 vor. Die Auslöseschwelle 15 wird bereits zum dritten Auslösezeitpunkt 19.3 erreicht.
  • Die Bewertung der korrekten Funktion des Abgas-Sensors beruht auf der Betrachtung von Verhältnissen von Differenzen der Prognosewerte 13 zu charakteristischen Zeitpunkten. Bei einem korrekt funktionierenden Abgas-Sensor stellt sich der Verlauf des Ausgangs-Signals 14 ein. In diesem Fall tritt eine erste Differenz 34 zwischen dem Prognosewert 13 zum Zeitpunkt des ersten Auslösezeitpunkts 19.1 und zum Zeitpunkt des zweiten Startzeitpunkts 32.2 auf. Eine dritte Differenz 36 besteht zwischen dem Prognosewert 13 zum zweiten Startzeitpunkt 32.2 und Null.
  • Liegt ein Nebenschluß vor, erreicht das Ausgangs-Signal mit Nebenschluss 23 die Auslöseschwelle 15 zum dritten Auslösezeitpunkt 19.3. Eine zweite Differenz 35 beschreibt die Differenz des Prognosewerts 13 zu diesem Zeitpunkt und dem Prognosewert 13 zum ersten Startzeitpunkt 32.1. Eine vierte Differenz 37 besteht zwischen dem Prognosewert 13 zum ersten Startzeitpunkt 32.1 und Null. Bei dem korrekt funktionierenden Abgas-Sensor betrage das Verhältnis der ersten Differenz 34 zur dritten Differenz 36 die Zahl V1. Liegt ein Nebenschluß vor, betrage das Verhältnis der zweiten Differenz 35 zur vierten Differenz 37 die Zahl V2. Da die vierte Differenz 37 wesentlich kleiner ist als die dritte Differenz 36 ist V2 erheblich größer als V1 und somit ein Indiz für eine Fehlfunktion der Abgas-Sonde.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht somit auch ohne Kenntnis der elektrischen Eigenschaften der Rußpartikel oder deren temperaturabhängigem elektrischen Widerstand eine Bewertung der Funktion des Abgas-Sensors. Das Verfahren kann durchgeführt werden ohne den eigentlichen Meßzyklus des sammelnden Abgas-Sensors zu beeinflussen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 10133384 A1 [0004]
    • DE 102006041478 [0006]
    • DE 102006018956 [0007]

Claims (8)

  1. Verfahren zur Plausibilisierung eines Ausgangs-Signals eines in einem Abgaskanal einer Brennkraftmaschine angeordneten sammelnden Abgas-Sensors, wobei Betriebsparameter der Brennkraftmaschine von einer Steuereinheit vorgegeben und/oder in der Steuereinheit bestimmt werden, dadurch gekennzeichnet, dass aus den Betriebsparametern der Brennkraftmaschine, Abgasparametern und/oder Ausgangssignalen von Sensoren ein Prognosewert für die Menge der von dem Abgas-Sensor erfaßten Abgas-Komponente bestimmt wird, dass das Ausgangs-Signal des Abgas-Sensors mit einer aus dem Prognosewert bestimmten Signal-Prognose verglichen wird und dass auf einen intakten Abgas-Sensor geschlossen wird, wenn die Signal-Prognose und das Ausgangs-Signal innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereichs übereinstimmen.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Signal-Prognose und das Ausgangs-Signal in Zeitabschnitten verglichen werden, in denen die Änderung der Signal-Prognose oder des Ausgangs-Signals unterhalb einer vorgebbaren ersten Schwelle oder oberhalb einer vorgebbaren zweiten Schwelle liegen.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zunahmen der Signal-Prognose und des Ausgangs-Signals in einem vorgebbaren Zeitabschnitt verglichen werden und dass auf einen intakten Abgas-Sensor geschlossen wird, wenn die Zunahmen der Signal-Prognose und des Ausgangs-Signals innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereichs übereinstimmen.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Signal-Prognose zu dem ersten Zeitpunkt, an dem das Ausgangs-Signal eine erste Schwelle überschreitet, als Startwert sowie die Zunahme der Signal-Prognose zwischen dem ersten Zeitpunkt und dem zweiten Zeitpunkt, an dem das Ausgangs-Signal die zweite Schwelle überschreitet, bestimmt werden, dass das Verhältnis zwischen der Zunahme der Signal-Prognose und dem Startwert der Signal-Prognose gebildet wird und indem auf einen intakten Abgas-Sensor geschlossen wird, wenn das Verhältnis einen vorgebbaren Wert unterschreitet.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Signal-Prognose und das Ausgangs-Signal hinsichtlich des Verlauf ihrer zeitlichen Ableitung, mittels Faltung oder mittels Autokorrelation verglichen werden und dass auf einen intakten Abgas-Sensor geschlossen wird, wenn die so bestimmten Abweichungen unterhalb von vorgegebenen Schwellwerten liegen.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bewertung der Plausibilität des Ausgangs-Signals bei vorgegebenen Betriebszuständen der Brennkraftmaschine, insbesondere im Schubbetrieb oder in stationären Fahrzuständen vorgenommen wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein aufgrund eines Nebenschlusses auftretender Anteil des Ausgangs-Signals bestimmt und im weiteren zeitlichen Verlauf das Ausgangs-Signal hinsichtlich des Anteils aus dem Nebenschluss korrigiert wird.
  8. Vorrichtung zur Plausibilisierung eines Ausgangs-Signals eines sammelnden Abgas-Sensors im Abgaskanal einer Brennkraftmaschine, wobei der Brennkraftmaschine eine Steuereinheit zur Erfassung des Ausgangs-Signals des sammelnden Abgas-Sensors zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass in der Steuereinheit ein Programmablauf zur Bestimmung einer Signal-Prognose aus Betriebsparametern der Brennkraftmaschine und zum Vergleich der Signal-Prognose mit dem Ausgangs-Signal des sammelnden Abgas-Sensors unter Berücksichtigung eines in der Steuereinheit hinterlegten Toleranzbereichs vorgesehen ist.
DE102011004119A 2011-02-15 2011-02-15 Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung eines sammelnden Abgas-Sensors Pending DE102011004119A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011004119A DE102011004119A1 (de) 2011-02-15 2011-02-15 Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung eines sammelnden Abgas-Sensors

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011004119A DE102011004119A1 (de) 2011-02-15 2011-02-15 Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung eines sammelnden Abgas-Sensors

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102011004119A1 true DE102011004119A1 (de) 2012-08-16

Family

ID=46579509

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102011004119A Pending DE102011004119A1 (de) 2011-02-15 2011-02-15 Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung eines sammelnden Abgas-Sensors

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102011004119A1 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015019067A1 (en) * 2013-08-05 2015-02-12 Crowcon Detection Instruments Limited Gas sensor measurements
DE102016211237A1 (de) * 2016-06-23 2017-12-28 Continental Automotive Gmbh Verfahren zum Betreiben eines elektrostatischen Partikelsensors und elektrostatischer Partikelsensor
DE102018219567A1 (de) * 2018-11-15 2020-05-20 Continental Automotive Gmbh Verfahren zum Erkennen einer Anpassungsnotwendigkeit eines Kompensationsfaktors eines amperometrischen Sensors und amperometrischer Sensor

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10133384A1 (de) 2001-07-10 2003-01-30 Bosch Gmbh Robert Sensor zur Detektion von Teilchen und Verfahren zu dessen Funktionskontrolle
DE102006018956A1 (de) 2006-04-24 2007-10-25 Robert Bosch Gmbh Abgassensor
DE102006041478A1 (de) 2006-09-05 2008-03-06 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Ermittlung einer Rußkonzentration im Abgas einer Brennkraftmaschine

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10133384A1 (de) 2001-07-10 2003-01-30 Bosch Gmbh Robert Sensor zur Detektion von Teilchen und Verfahren zu dessen Funktionskontrolle
DE102006018956A1 (de) 2006-04-24 2007-10-25 Robert Bosch Gmbh Abgassensor
DE102006041478A1 (de) 2006-09-05 2008-03-06 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Ermittlung einer Rußkonzentration im Abgas einer Brennkraftmaschine

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015019067A1 (en) * 2013-08-05 2015-02-12 Crowcon Detection Instruments Limited Gas sensor measurements
DE102016211237A1 (de) * 2016-06-23 2017-12-28 Continental Automotive Gmbh Verfahren zum Betreiben eines elektrostatischen Partikelsensors und elektrostatischer Partikelsensor
DE102016211237B4 (de) 2016-06-23 2023-09-21 Emisense Technologies Llc Verfahren zum Betreiben eines elektrostatischen Partikelsensors und elektrostatischer Partikelsensor
DE102018219567A1 (de) * 2018-11-15 2020-05-20 Continental Automotive Gmbh Verfahren zum Erkennen einer Anpassungsnotwendigkeit eines Kompensationsfaktors eines amperometrischen Sensors und amperometrischer Sensor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2864757B1 (de) Verfahren zur funktionskontrolle eines sensors zur detektion von teilchen und sensor zur detektion von teilchen
EP1992935B1 (de) Verfahren zum Betreiben eines stromabwärts nach einem Partikelfilter angeordneten Partikelsensors und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
EP2430295B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur überwachung eines in einem abgasbereich einer brennkraftmaschine angeordneten bauteils
DE102006018956A1 (de) Abgassensor
DE102010030634A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Partikelsensors
DE102012204353A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung von Gas-Sensoren
DE102009028239A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Eigendiagnose eines Partikelsensors
DE102010027975A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Eigendiagnose einer Abgassonde
DE10218218A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Feststellung einer Fehlfunktion eines Filters
DE102009028319A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb eines Partikelsensors
DE102012201594B4 (de) Verfahren zur Signalaufbereitung für einen sammelnden Partikelsensor
DE102014220398A1 (de) Verfahren zur Funktionskontrolle eines Sensors zur Detektion von Teilchen
DE102010001380A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung einer Abgastemperatur im Abgaskanal einer Brennkraftmaschine
DE102007009873B4 (de) Verfahren zur Erkennung des Auftretens von Querempfindlichkeiten eines Abgassensors
DE102010028852B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Diagnose eines Abgasreinigungssystems für eine Brennkraftmaschine
DE102013005572A1 (de) Verfahren zur Ermittlung einer Abscheidefähigkeit eines Partikelfilters im Abgasstrang eines direkteinspritzenden Ottomotors und Motorsteuergerät
DE102011004119A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung eines sammelnden Abgas-Sensors
DE102009046315A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Partikelsensors
DE102007012701B4 (de) Verfahren zur Funktionsüberwachung eines Oxidationskatalysators
DE102012001044A1 (de) Verfahren zum Überwachen eines Rußsensors
EP2031370B1 (de) Abgassensor
DE102013207999A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE102010003198A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung eines Abgassensors
DE102010029066A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung eines resistiven Partikelsensors
EP2982841A1 (de) Verfahren zur zustandsüberwachung eines partikelfilters, abgasanlage und messvorrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R084 Declaration of willingness to licence