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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Rußsensors.
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Ein solcher Rußsensor ist beispielsweise der
EP 2 33 517 A2 als bekannt zu entnehmen. Der Rußsensor dient zur Detektion von Rußpartikeln in einem Abgas einer Verbrennungskraftmaschine und wird insbesondere dazu verwendet, eine etwaige Fehlfunktion eines Rußfilters zum Filtern der Rußpartikel aus dem Abgas zu ermitteln.
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Die
DE 10 2008 002 464 A1 offenbart ein Verfahren zum Kompensation der Anströmabhängigkeit des Messsignals eines einer Abgasströmung in einem Abgasrohr einer Brennkraftmaschine ausgesetzten Gassensors, der eine Messkennlinie für eine festgelegte Referenz-Anströmrichtung durch das Abgas aufweist. Dabei ist vorgesehen, dass mit dem im Betrieb der Brennkraftmaschine einem realen Abgasstrom ausgesetzten Gassensor mittels Eigendiagnose ein Korrekturfaktor bestimmt und mit dem Korrekturfaktor die Messkennlinie verändert wird.
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Es hat sich gezeigt, dass es zu Fehlaussagen über die Funktionsfähigkeit des Rußfilters sowie zu einem relativ hohen Verschleiß des Rußsensors kommen kann.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben eines Rußsensors bereitzustellen, mittels welchem die Gefahr von Fehlaussagen über die Funktionsfähigkeit des Rußfilters sowie der Verschleiß des Rußsensors besonders gering gehalten werden können.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Bei einem solchen Verfahren zum Betreiben eines in einem von Rußpartikel enthaltenden Abgas einer Verbrennungskraftmaschine durchströmbaren Abgastrakt angeordneten Rußsensors zum Ermitteln einer Fehlfunktion eines stromauf des Rußsensors in dem Abgastrakt angeordneten Rußfilters wird wenigstens ein eine Beladung des Rußsensors mit den Rußpartikeln charakterisierender Wert, welcher zum Ermitteln der Fehlfunktion verwendet wird, mittels einer Recheneinheit berechnet und mit einem vorgebbaren Schwellenwert verglichen.
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Im Rahmen des Verfahrens wird der Rußsensor in einem passiven Überwachungsmodus und in einem aktiven Überwachungsmodus betrieben. Im passiven Überwachungsmodus unterbleiben eine Regeneration des Rußsensors bei Erreichen des Schwellenwerts durch den berechneten Wert sowie die Ermittlung der Fehlfunktion. Mit anderen Worten wird während des passiven Überwachungsmodus die Regeneration des Rußsensors nicht durchgeführt, selbst wenn der berechnete Wert den Schwellenwert erreicht bzw. überschreitet. Auch wird die Ermittlung der Fehlfunktion im passiven Überwachungsmodus nicht durchgeführt.
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Der Rußsensor wird in den aktiven Überwachungsmodus umgeschaltet, wenn während des passiven Überwachungsmodus ein von dem Rußsensor bereitgestelltes und die mittels des Rußsensors erfasste Beladung des Rußsensors mit den Rußpartikeln charakterisierendes Signal einen vorgebbaren Schwellenwert über eine vorgebbare Zeit hinweg überschreitet. Im aktiven Überwachungsmodus wird dabei die Ermittlung der Fehlfunktion durchgeführt.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der passive Überwachungsmodus, welcher auch als passives Monitoring bezeichnet wird, verwendet, um den aktiven Überwachungsmodus, welcher auch als aktives Monitoring bezeichnet wird, zu starten. Ferner bewirkt das passive Monitoring keine Fehlererkennung. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es somit, den Rußsensor besonders lange Zeit ohne eine Regeneration zu betreiben. Mit anderen Worten kann die Regeneration des Rußsensors über eine besonders lange Zeit vermieden werden. Häufiges Regenerieren führt zu einem hohen und schnellen Verschleiß des Rußsensors, so dass mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens der Verschleiß des Rußsensors besonders gering gehalten werden kann.
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Da ein Übergang in das aktive Monitoring erst dann stattfindet, wenn das Signal des Sensors den vorgebbaren Schwellenwert erreicht bzw. überschreitet, was auf einen möglichen Defekt des Rußfilters hindeutet, ist eine besonders hohe Robustheit der Überwachung realisiert, da eine Fehldiagnose im passiven Monitoring ausgeschlossen ist.
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Mit anderen Worten kann mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens die Gefahr von Fehlaussagen über eine Fehlfunktion des Rußfilters besonders gering gehalten werden.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die Zeichnungen zeigen in:
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1 ein Diagramm zur Veranschaulichung eines Verfahrens zum Betreiben eines Rußsensors zum Ermitteln einer Fehlfunktion eines Rußfilters; und
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2a–b jeweils ein Diagramm zur Veranschaulichung eines weiteren Verfahrens zum Betreiben eines Rußsensors zum Ermitteln einer Fehlfunktion eines Rußfilters.
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1 zeigt ein Diagramm 10 zur vereinfachten Darstellung eines Verfahrens zum Betreiben eines Rußsensors. Ein solcher Rußsensor wird beispielsweise verwendet, um einen Rußfilter einer Verbrennungskraftmaschine auf dessen Funktion zu überprüfen und um somit eine etwaige Fehlfunktion des Rußfilters zu ermitteln.
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Der Rußfilter ist dabei in einem von Abgas der Verbrennungskraftmaschine durchströmbaren Abgastrakt derselben angeordnet und dient dazu, im Abgas enthaltene Rußpartikel zumindest teilweise aus dem Abgas zu filtern. Dadurch kann der Ausstoß von Rußpartikeln an die Umwelt gering gehalten werden. Der Rußsensor ist nun in dem Abgastrakt stromab des Rußfilters angeordnet und kann zumindest von einem Teil eines Massenstroms des Abgases durch den Abgastrakt angeströmt bzw. durchströmt werden.
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Der Rußsensor ist dabei geometrisch so gestaltet, dass er von einem zu erfassenden Abgasstrom des Abgases durchströmt wird. Der Rußsensor umfasst beispielsweise eine Keramikplatte, auf deren Oberfläche zwei Elektroden angeordnet sind, welche in einem Abstand zueinander kammartig ineinandergreifen. Diese Anordnung wird auch als interdigital bezeichnet.
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An die Elektroden wird eine Messspannung angelegt, welche zu einem Messstrom zwischen den Elektroden führt. Dieser Messstrom wird mittels des Rußsensors erfasst. Während des Betriebs schlagen sich zunehmend Rußpartikel auf der Keramikplatte nieder. Mit anderen Worten wird der Rußsensor zunehmend mit Rußpartikeln beladen. Die elektrisch leitenden Rußpartikel stellen leitende Verbindungen zwischen den Elektroden dar, wodurch ein elektrischer Widerstand des Rußsensors verändert wird. Durch diese zunehmende Beaufschlagung bzw. Beladung des Rußsensors mit Rußpartikeln nimmt der Messstrom zu. Der Messstrom ist somit ein von dem Rußsensor bereitstellbares bzw. bereitgestelltes Signal, welches die Beladung des Rußsensors mit den Rußpartikeln charakterisiert.
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Ferner wird eine erste Zeitdauer, welche auch als Auslösezeit bezeichnet wird, erfasst. Die Auslösezeit charakterisiert dabei eine Zeitspanne vom Beginn der Beaufschlagung des Rußsensors mit den Rußpartikeln bis zu einem Zeitpunkt, an dem der Messstrom, d. h. das Signal, einen vorgebbaren Schwellenwert überschreitet. Diese Auslösezeit dient somit als Maß einer Konzentration der Rußpartikel im Abgas. Die Auslösezeit charakterisiert somit einen Massenstrom der Rußpartikel stromab des Rußfilters. Somit kann über die Auslösezeit auf die Funktionsfähigkeit des Rußfilters rückgeschlossen werden.
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Bei dem anhand von 1 veranschaulichten Verfahren zum Betreiben des Rußsensors ist dabei vorgesehen, dass der Rußsensor jedes Mal regeneriert wird, wenn der Messstrom bzw. das Signal den vorgebbaren Schwellenwert erreicht bzw. überschreitet.
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Durch die Regeneration wird der Rußsensor zumindest teilweise von den Rußpartikeln, die sich an dem Rußsensor niedergeschlagen haben, befreit. Dazu wird der Rußsensor erhitzt, wodurch die Rußpartikel am Rußsensor abgebrannt werden. Die Regeneration führt somit auch zu einer thermischen Belastung des Rußsensors, so dass sehr häufige Regenerationen zu einem hohen und schnellen Verschleiß des Rußsensors führen, in dessen Folge der Rußsensor Beschädigungen davontragen kann und gegebenenfalls ausgetauscht werden muss.
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Da die Auslösezeit ein Maß für die Konzentration der Rußpartikel im Abgas ist, könnte grundsätzlich darauf rückgeschlossen werden, dass eine hohe Konzentration an Rußpartikeln zu einer geringen Auslösezeit führt, da sich die Rußpartikel in kürzerer Zeit am Sensorelement ansammeln als bei einer demgegenüber geringeren Konzentration der Rußpartikel. Die Auslösezeit wird jedoch neben der Konzentration der Rußpartikel maßgeblich von einem Massenstrom des Abgases am Rußsensor beeinflusst.
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Um die Funktion des Rußfilters zu überwachen und somit eine etwaige Fehlfunktion dieses zu ermitteln, wird im Rahmen des anhand von 1 veranschaulichten Verfahrens wenigstens ein eine Masse der Rußpartikel charakterisierender Wert mittels einer Recheneinheit berechnet.
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In 1 veranschaulicht ein Verlauf 12 den Verlauf dieses Werts während des Betriebs der Verbrennungskraftmaschine und somit über der auf der Abszisse 14 des Diagramms 10 aufgetragenen Zeit. Der die Masse der Rußpartikel charakterisierende Wert bezieht sich dabei auf einen Massenstrom der Rußpartikel stromab des Rußfilters.
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1 zeigt auch einen weiteren Verlauf 16, welcher sich auf die Masse der Rußpartikel und damit deren Massenstrom in Strömungsrichtung stromauf des Rußfilters bezieht. Die entsprechenden Werte bzw. Verläufe 12, 16 werden anhand eines Simulationsmodells berechnet, welches den Rußfilter als ein in 1 sehr schematisch dargestelltes Model 18 umfasst. Durch den Rußfilter kann somit der Massenstrom der Rußpartikel von stromauf des Rußfilters zu stromab des Rußfilters reduziert werden, da der Rußfilter die Partikel zumindest teilweise aus dem Abgas filtert.
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Für die Berechnung des genannten Werts wird ein von der Verbrennungskraftmaschine emittierter Rohmassenstrom mit einem Faktor multipliziert. Dieser Wert bezieht sich dabei auf einen sogenannten defekten Grenzmuster-Rußfilter. Ein solcher, angenommener bzw. simulierter Grenzmuster-Rußfilter ist gegenüber dem funktionstüchtigen Rußfilter in seiner Funktion herabgesetzt, weist jedoch eine noch hinreichende Filterfunktionalität auf, damit der Massenstrom der Rußpartikel stromab des Rußfilters bzw. des Grenzmuster-Rußfilters einen vorgebbaren Grenzwert von beispielsweise 25 g/kWh an Rußpartikeln gerade erreicht, aber nicht überschreitet.
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Erreicht bzw. überschreitet der berechnete, die Masse der Rußpartikel stromab des Rußfilters charakterisierende Wert bzw. sein Verlauf 12 einen vorgebbaren und durch eine Linie 20 veranschaulichten Schwellenwert, so wird das Erreichen des vorgebbaren Schwellenwerts durch den berechneten Wert mit dem Erreichen des vorgebbaren Schwellenwerts durch das Signal des Rußsensors verglichen.
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Da sich der berechnete Wert auf die Masse der Rußpartikel stromab des Rußfilters bezieht, charakterisiert der berechnete Wert insbesondere auch eine Beladung des Rußsensors mit den Rußpartikeln. Eine hohe Masse an Rußpartikeln stromab des Rußfilters führt somit zu einer Beladung des Rußsensors in kürzerer Zeit als bei einer demgegenüber geringeren Masse an Rußpartikeln.
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Bei dem Verfahren wird anhand des Verlaufs 12 bzw. des Werts eine virtuelle Auslösezeit berechnet, welche die Zeitdauer vom Beginn der Beaufschlagung des Rußsensors mit den Rußpartikeln bis zum Erreichen des vorgebbaren Schwellenwerts (Linie 20) durch den Verlauf 12 charakterisiert. Mit anderen Worten charakterisiert die virtuelle Zeitdauer die Beladung des Rußsensors mit den Rußpartikeln. Die berechnete, virtuelle Auslösezeit wird mit der oben genannten, mittels des Rußsensors tatsächlich erfassten Auslösezeit verglichen.
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Erreicht das Signal des Rußsensors den vorgebbaren Schwellenwert (Linie 20) zu einem Zeitpunkt t1, während der berechnete Wert den vorgebbaren Schwellenwert zu einem Zeitpunkt t2 nach dem ersten Zeitpunkt t1 erreicht, ist also die Auslösezeit geringer als die berechnete, virtuelle Auslösezeit, so wird auf eine Fehlfunktion des Rußfilters im Abgastrakt rückgeschlossen, da der tatsächlich im Abgastrakt verbaute Rußfilter eine schlechtere Filterfunktion aufweist als der simulierte Grenzmuster-Rußfilter.
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Erreichen sowohl der berechnete Wert als auch das Signal des Rußsensors den Schwellenwert zumindest im Wesentlichen gleichzeitig zum zweiten Zeitpunkt t2, ist also die Auslösezeit gleich der virtuellen Auslösezeit, so weist der tatsächlich im Abgastrakt vorhandene Rußfilter die Funktionsfähigkeit des simulierten Grenzmuster-Rußfilters auf. Erreicht der berechnete Wert bzw. sein Verlauf 12 den vorgebbaren Schwellenwert (Linie 20) zum zweiten Zeitpunkt t2, während das Signal des Rußsensors den vorgebbaren Schwellenwert zu einem späteren, dritten Zeitpunkt t3 erreicht, ist also die virtuelle Auslösezeit geringer als die tatsächliche, erfasste Auslösezeit, so wird eine Fehlfunktion des tatsächlich vorhandenen Rußfilters ausgeschlossen, da er eine bessere Filterfunktionalität aufweist als der simulierte Grenzwert-Rußfilter.
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Mit anderen Worten wird zum Ermitteln der Fehlfunktion des Rußfilters eine zweite Zeitdauer berechnet, welche auch als virtuelle Auslösezeit bezeichnet wird. Diese virtuelle Auslösezeit charakterisiert dabei die Zeitspanne, die der berechnete Wert während des Betriebs der Verbrennungskraftmaschine benötigt, um den vorgebbaren Schwellenwert zu erreichen, ausgehend vom Beginn der Beaufschlagung des Rußsensors mit den Rußpartikeln bzw. deren Massenstrom. Die virtuelle Auslösezeit charakterisiert also die Beladung des Rußsensors mit Rußpartikeln im Rahmen der Annahme, dass der Grenzmuster-Rußfilter vorliegt.
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Um nun eine etwaige Fehlfunktion des Rußfilters zu ermitteln, wird die erfasste Auslösezeit mit der berechneten, virtuellen Auslösezeit verglichen. Ist die Auslösezeit kleiner als die virtuelle Auslösezeit, so wird auf eine Fehlfunktion des tatsächlichen Rußfilters rückgeschlossen. Ist die Auslösezeit gleich der virtuellen Auslösezeit, so weist der tatsächliche Rußfilter die gleiche Filterfunktionalität auf wie der simulierte Grenzwert-Rußfilter. Ist die erfasste Auslösezeit größer als die berechnete, virtuelle Auslösezeit, so kann eine Fehlfunktion des Rußfilters ausgeschlossen werden.
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Erreichen der berechnete Wert und das Signal des Rußsensors den vorgebbaren Schwellenwert gleichzeitig oder erreicht das Signal des Rußsensors den vorgebbaren Schwellenwert früher als der berechnete Wert, so führt dies zu einem Fehleintrag in einen Fehlerspeicher.
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Im Anschluss an den Vergleich der Auslösezeit mit der virtuellen Auslösezeit wird der Rußsensor regeneriert und somit in seinen Ausgangszustand zumindest im Wesentlichen ohne an ihm angeordnete Rußpartikel versetzt und die Berechnung des die Masse charakterisierenden Werts bzw. der virtuellen Auslösezeit beginnt von vorne. Dies bedeutet, dass die Berechnung des Werts bzw. der virtuellen Auslösezeit initialisiert wird.
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Dieses Verfahren führt somit zu periodischen Regenerationen des Rußsensors, woraus der zuvor genannte, hohe Verschleiß des Rußsensors resultiert, was als Alterung bezeichnet wird. Ferner zeigt ein Temperatursignal des Rußsensors während seiner Regeneration keine repräsentative Temperatur des Abgases. Darüber hinaus sind zu dem Zeitpunkt, in welchem der berechnete Wert den vorgebbaren Schwellenwert erreicht und infolge dessen die Auslösezeit mit der virtuellen Auslösezeit verglichen wird, Fehldiagnosen durch Stromspitzen des Messstroms möglich, welche durch einzelne, große Rußflocken, jedoch nicht durch eine erhöhte Konzentration der Rußpartikel hervorgerufen werden.
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Um nun diese Probleme zu vermeiden, ist anhand von 2a–b ein weiteres Verfahren zum Betreiben eines solchen Rußsensors veranschaulicht. 2a–b zeigen ein jeweiliges Diagramm 22, auf dessen Abszisse 24 die Zeit aufgetragen ist. Ferner ist in das Diagramm 22 eine Linie 26 eingetragen, welche den vorgebbaren Schwellenwert für das Signal des Rußsensors sowie für den berechneten Wert bzw. dessen Verlauf veranschaulicht.
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Zu Beginn eines Fahrzyklusses ohne Taupunktfreigabe, z. B. bei einem Kaltstart 28 der Verbrennungskraftmaschine, wird nach Erreichen der Taupunktfreigabe der Rußsensor in einer Regenerationsphase 30 regeneriert, um Messbereitschaft des Rußsensors herzustellen. Die Taupunktfreigabe verhindert dabei eine Beschädigung des Rußsensors durch thermischen Schock. Zu einem solchen thermischen Schock kann es kommen, wenn der Sensor – um seine Messbereitschaft herzustellen – stark erhitzt und durch noch im Abgas enthaltenes Kondenswasser beaufschlagt und somit plötzlich abgekühlt wird. Ein solcher thermischer Schock kann vermieden werden, indem gewartet wird, bis die Taupunkt-Temperatur im Abgas überschritten ist und somit sichergestellt wird, dass sich im Abgas kein Kondenswasser mehr befindet bzw. bilden kann. In diesem Fall erfolgt eine Taupunktfreigabe.
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Im Anschluss an die Regenerationsphase 30 wird der Rußsensor zunächst in einem aktiven Überwachungsmodus 32 betrieben, welcher auch als aktives Monitoring bezeichnet wird. In 2a–b veranschaulichen ein Verlauf 34 den Verlauf des berechneten Wertes und ein Verlauf 36 das vom Rußsensor bereitgestellte Signal bzw. dessen Verlauf. Erreicht der berechnete Wert, welcher im Folgenden als Modellwert bezeichnet wird, den vorgebbaren Schwellenwert (Linie 26), ohne dass das Signal (Verlauf 36) und somit der Messstrom des Sensors den vorgebbaren Schwellenwert überschreitet, so wird der Rußfilter als funktionstüchtig bewertet. Mit anderen Worten wird eine Fehlfunktion des Rußfilters ausgeschlossen. Im Anschluss daran wird der Rußsensor in einen passiven Überwachungsmodus 38 umgeschaltet, welcher auch als passives Monitoring bezeichnet wird. Mit anderen Worten wird der Rußsensor in den passiven Überwachungsmodus 38 umgeschaltet, wenn während des aktiven Überwachungsmodus 32 der berechnete Wert den Schwellenwert erreicht und ein Erreichen des Schwellenwerts durch das Signal des Rußsensors unterbleibt.
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Es ist klar, dass als Schwellenwert für das Signal des Rußsensors und den berechneten Wert auch jeweilige, unterschiedliche Schwellenwerte verwendet werden können. Ferner ist klar, dass der berechnete Wert bzw. das Signal mit dem vorgebbaren Schwellenwert bzw. mit dem jeweiligen vorgebbaren Schwellenwert verglichen wird, um zu ermitteln, ob der vorgebbare Schwellenwert erreicht bzw. überschritten wird.
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Beim Umschalten von dem aktiven Überwachungsmodus 32 in den passiven Überwachungsmodus 38 wird die anhand eines Modells durchgeführte Berechnung des Werts und somit die anhand des Modells durchgeführte Berechnung der virtuellen Auslösezeit initialisiert. Eine Regeneration des Rußsensors findet hingegen nicht statt, und der Sensor erfasst den Massenstrom weiter und stellt weiterhin das Signal bereit. Jedes mal, wenn diese Bedingungen erfüllt werden, wiederholt sich dieser Vorgang erneut. Der Rußsensor wird folglich – bis entsprechende, im Folgende erläuterte Kriterien erfüllt sind – im passiven Überwachungsmodus 38 betrieben, wobei wiederholt Fehlfunktionen des Rußfilters ausgeschlossen und dieser als funktionstüchtig bewertet wird, ohne dass Regenerationen des Rußsensors durchgeführt werden.
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Wie aus 2a erkennbar ist, weist der Verlauf 36 während des passiven Überwachungsmodus 38 eine Spitze 40, einen sogenannten Peak, auf, welcher eine Stromspitze charakterisiert. Diese Stromspitze wird beispielsweise durch eine große Rußflocke hervorgerufen, welche die Elektroden kurzschließt. Obwohl das Signal den Schwellenwert überschreitet, kommt es nicht zu einer Regeneration des Rußfilters.
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Überschreitet das vom Rußsensor bereitgestellte und den vom Rußsensor zumindest teilweise erfassten Massenstrom charakterisierende Signal den vorgebbaren Schwellenwert über eine vorgebbare Zeit während des passiven Überwachungsmodus 38, wie es in 2a in einem Bereich 42 dargestellt ist, so erfolgt ein Übergang in den aktiven Überwachungsmodus 32. Dazu wird der Rußsensor in einer Regenerationsphase 44 regeneriert und so in seinen definierten Ausgangszustand versetzt. Zudem wird die Modellberechnung des Werts und somit der virtuellen Auslösezeit initialisiert. Erreicht der berechnete Schwellenwert im aktiven Überwachungsmodus 32 den vorgebbaren Schwellenwert und unterbleibt ein Erreichen des vorgebbaren Schwellenwerts durch das Signal des Rußsensors, so wird der Rußsensor wieder vom aktiven Überwachungsmodus 32 in den passiven Überwachungsmodus 38 umgeschaltet. 2a veranschaulicht dabei einen funktionstüchtigen Zustand des Rußfilters.
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2b veranschaulicht im Gegensatz dazu einen funktionsuntüchtigen Zustand des Rußfilters, welcher eine Fehlfunktion aufweist. Wie bei 2a wird der Rußsensor nach dem Kaltstart 28 zunächst im aktiven Überwachungsmodus 32 betrieben. Da das vom Rußsensor bereitgestellte Signal (Verlauf 36) den vorgebbaren Schwellenwert (Linie 26) früher erreicht bzw. überschreitet als der berechnete Wert (Verlauf 34) und somit die Auslösezeit geringer ist als die virtuelle, berechnete Auslösezeit, und das Signal des Rußsensors den vorgebbaren Schwellenwert über eine vorgebbare Zeitdauer überschreitet, so wird die Modellberechnung des Werts und somit der virtuellen Auslösezeit initialisiert, und der Rußsensor wird in einer Regenerationsphase 46 regeneriert. Ferner wird der Rußsensor weiterhin im aktiven Überwachungsmodus 32 betrieben. Da der Rußfilter nun eine Fehlfunktion aufweist, überschreitet das vom Rußsensor bereitgestellte Signal den vorgebbaren Schwellenwert nach jeder Regenerationsphase 30, 46, 48, 50, 52 zeitlich vor dem berechneten Wert, so dass die gemessene Auslösezeit nach jeder Regenerationsphase 30, 46, 48, 50, 52 kürzer ist als die berechnete, virtuelle Auslösezeit. Nach einer vorgebbaren Anzahl an ermittelten Fehlfunktionen kommt es zu einem Eintrag in einen Fehlerspeicher, und es kann auf eine dauerhafte Beschädigung des Rußfilters rückgeschlossen werden. Dadurch, dass es erst nach einer Mehrzahl von ermittelten Fehlfunktionen zu einem Fehlereintrag kommt, ist eine Entprellung realisiert.
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Bei dem anhand von 2a–b veranschaulichten Verfahren findet somit eine Unterscheidung zwischen einem aktiven und passiven Monitoring statt. Im passiven Monitoring unterbleibt eine Regeneration des Rußsensors, wenn der vorgebbare Schwellenwert durch den berechneten Wert erreicht wird. Ferner unterbleibt die Ermittlung der Fehlfunktion des Rußfilters im passiven Überwachungsmodus. Die Ermittlung der Fehlfunktion wird im aktiven Überwachungsmodus, d. h. im aktiven Monitoring durchgeführt. Im Anschluss an eine Regeneration des Rußsensors erfolgt stets das aktive Monitoring. Der vorgebbare Schwellenwert wird durch den berechneten Wert nur dann erreicht, wenn eine Fehlfunktion des Rußsensors ausgeschlossen wird, d. h. wenn dieser funktionstüchtig ist. Das Erreichen des vorgebbaren Schwellenwerts durch den berechneten Wert während des aktiven Überwachungsmodus 32 startet das passive Monitoring. Ferner führt das Erreichen des vorgebbaren Schwellenwerts durch den berechneten Wert nicht zu einer Regeneration des Rußsensors, sondern dazu, dass der Rußfilter als funktionstüchtig bewertet wird.
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Ein großer Vorteil dieses Verfahrens ist, dass der Rußsensor eine besonders lange Zeit ohne Regeneration betrieben werden kann. Ein Übergang in das aktive Monitoring findet erst dann statt, wenn ein Anstieg des Signals des Rußsensors auf einen Defekt des Rußfilters hindeutet. Dadurch erhöht sich die Robustheit der Überwachung des Rußfilters, da eine Fehldiagnose im passiven Monitoring ausgeschlossen ist. Dadurch, dass während des passiven Überwachungsmodus 38 die Ermittlung von Fehlfunktionen unterbleibt, verringert sich die Wahrscheinlichkeit einer Fehldiagnose durch Stromspitzen, hervorgerufen durch einzelne, große Rußflocken, die auch ohne Regeneration nach ihrem Auftreffen auf den Rußsensor verschwinden, da sie beispielsweise beim Auftreffen verpuffen.
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Durch die im Vergleich zum anhand von 1 veranschaulichten Verfahren entfallende, periodische Regeneration des Rußsensors verringert sich sein Verschleiß, d. h. seine Alterung sowie die Wahrscheinlichkeit eines Bauteilschadens. Ferner zeigt das Temperatursignal des Rußsensors durch die nur geringe Anzahl an Regenerationen häufiger die Gastemperatur des Abgases. Dadurch wird es möglich, das Temperatursignal des Rußsensors für eine Exothermieerkennung zur Durchführung einer selektiven katalytischen Reduktionsreaktion (SCR) zur Entstickung des Abgases zu verwenden, ohne dass ein weiterer Temperatursensor an der Position des Rußsensors benötigt wird.
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Eine weitere Verringerung der Häufigkeit von Regenerationen des Rußsensors kann erzielt werden, wenn mit Starten eines Messzyklusses bei einem jeweiligen Motorstart nur dann eine Regeneration vorgenommen wird, wenn die Taupunktstemperatur nach einem vorangegangenen Abstellen des Motors, bzw. nach Beendigung des vorangegangenen Messzyklusses nicht unterschritten wurde. In einem solchen Fall ist es vorzugsweise vorgesehen, dass der Rußsensor in dem Messmodus des passiven oder auch aktiven Überwachungsmodus verbleibt, welcher vor dem letzten Motorabstellen aktiv war. Auf eine obligatorische Regeneration mit Beginn eines jeden Messzyklusses bei einem jeweiligen Motorstart wird somit verzichtet und eine Regeneration bei Beginn des Messzyklusses nur dann vorgenommen, wenn zuvor der Taupunkt unterschritten wurde.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 233517 A2 [0002]
- DE 102008002464 A1 [0003]
