DE102012203378B4

DE102012203378B4 - Verfahren zur Diagnose des Betriebs eines Partikelsensors

Info

Publication number: DE102012203378B4
Application number: DE102012203378.5A
Authority: DE
Inventors: Michael Hopka; Michiel J. Van Nieuwstadt
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2011-03-08
Filing date: 2012-03-05
Publication date: 2024-05-08
Anticipated expiration: 2032-03-06
Also published as: US20130263578A1; US9115629B2; US20120227377A1; DE102012203378A1; CN102678241B; US8490476B2; CN102678241A

Abstract

Verfahren (400) zur Diagnose eines Partikelsensors (128), das Folgendes umfasst:Einspritzen (416) einer Flüssigkeit in ein Abgassystem, bevor eine Taupunkttemperatur im Abgassystem überschritten wird; undAblagern mindestens eines Teils der Flüssigkeit auf dem Partikelsensor (128), wobeidas Verfahren (400) weiterhin Einspritzen (416) der Flüssigkeit mit einer Durchflussrate in Abhängigkeit von einer Temperatur eines Abgassystems umfasst,dadurch gekennzeichnet, dassdie Durchflussrate zunimmt, wenn sich die Temperatur des Abgassystems einer Taupunkttemperatur nähert.

Description

HINTERGRUND/KURZDARSTELLUNG
In Fahrzeugabgasen können sich Partikel bilden, wenn es in einem Verbrennungsmotor zu einer unvollständigen Verbrennung eines Luft-KraftstoffGemisches kommt. In einigen Beispielen können die Partikel zur Oxidation zu einem späteren Zeitpunkt in einem Filter gespeichert werden, so dass die Partikel in CO₂ umgewandelt werden können. Die Speicherleistung des Partikelfilters kann im Laufe der Zeit abnehmen. Eine Art und Weise der Bestimmung, ob die Leistung eines Partikelfilters abgenommen hat oder nicht, besteht darin, die in den Partikelfilter eintretende Partikelmenge mit der den Partikelfilter verlassenden Partikelmenge zu vergleichen. Partikelsensoren können eine Anzeige der in den Partikelfilter eintretenden und ihn verlassenden Partikelmenge bereitstellen, wenn Partikelsensoren stromaufwärts und stromabwärts des Partikelfilters in Abgasströmungsrichtung positioniert sind. Es kann jedoch wünschenswert sein, den Betrieb der Partikelsensoren zu verifizieren, um zu gewährleisten, dass die Partikelfilterleistung, wie sie von den Partikelsensoren bestimmt wird, zuverlässig ist. Die Verifikation des Betriebs des stromabwärtigen Partikelsensors kann besonders schwierig sein, da der Partikelfilter dazu neigt, Abgasbestandteile festzuhalten. Ein Verfahren zur Diagnose eines Partikelsensors ist beispielsweise in JP 2010 - 275 917 A offenbart.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben die oben genannten Nachteile erkannt und ein Verfahren zur Verifikation des Betriebs von Partikelsensoren entwickelt. Insbesondere ist erfindungsgemäß ein Verfahren gemäß Anspruch 1 bereitgestellt. Ferner ist erfindungsgemäß ein Verfahren gemäß Anspruch 6 bereitgestellt. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Durch Einspritzen einer Flüssigkeit (zum Beispiel Harnstoff) in das Abgassystem ist es möglich, einen Partikelfilter, SCR (selektiven katalytischen Reaktor) und/oder Katalysator mit der Flüssigkeit zu sättigen, so dass sich mindestens ein Teil der eingespritzten Flüssigkeit auf dem Partikelsensor ablagert und so Betrieb des Partikelsensors verifiziert werden kann. Der Betrieb des Partikelsensors kann verifiziert werden, wenn sich in Gegenwart der Flüssigkeit die Leitfähigkeit des Partikelsensors ändert (zum Beispiel zunimmt). Wenn sich die Leitfähigkeit des Partikelsensors um weniger als einen vorbestimmten Wert ändert, kann ansonsten bestimmt werden, dass der Partikelsensor beeinträchtigt ist. Somit kann eine Flüssigkeit in dem Maße in das Abgassystem eingespritzt werden, dass die Speicherkapazität der Abgassystemkomponenten übertroffen wird, so dass eine höhere Wahrscheinlichkeit einer Ablagerung von Flüssigkeit auf dem Partikelsensor bestehen kann, wodurch die Zuverlässigkeit des Diagnoseverfahrens verbessert wird.
Die vorliegende Beschreibung kann mehrere Vorteile bieten. Insbesondere stellt der Lösungsansatz eine Art und Weise der Diagnose des Betriebs eines Partikelsensors bereit, selbst wenn der Partikelsensor stromabwärts einer Vorrichtung angeordnet ist, die Abgasbestandteile festhält. Des Weiteren stellt der Lösungsansatz eine aktive Art und Weise der Diagnose des Betriebs eines Partikelsensors bereit. Das Verfahren gewährleistet zum Beispiel die Ausgabe eines Signals in Form einer Flüssigkeit, das die Ausgabe des Partikelsensors direkt stimulieren kann. Des Weiteren kann der Lösungsansatz in einem Beispiel in das Abgassystem eingespritzte Flüssigkeit konservieren, indem zunächst versucht wird, den Partikelsensor mit einer Flüssigkeit zu diagnostizieren, die sich bereits in dem Abgassystem befinden kann. Das Einspritzen der Flüssigkeit außerhalb des Abgassystems kann nur beginnen, nachdem sich die Leitfähigkeit des Partikelsensors als Reaktion auf irgendeine Flüssigkeit, die sich in dem Abgassystem befinden kann, nicht um einen vorbestimmten Wert geändert hat.
Die obigen Vorteile und andere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Beschreibung gehen aus der folgenden ausführlichen Beschreibung alleine oder in Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen leicht hervor.
Es versteht sich, dass die obige Kurzdarstellung dazu vorgesehen ist, in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten vorzustellen, die in der ausführlichen Beschreibung näher beschrieben werden. Sie soll keine Schlüssel- oder wesentlichen Merkmale des beanspruchten Erfindungsgegenstands aufzeigen, dessen Schutzbereich einzig durch die der ausführlichen Beschreibung folgenden Ansprüche definiert wird. Des Weiteren ist der beanspruchte Erfindungsgegenstand nicht auf Implementierungen beschränkt, die irgendwelche oben oder in irgendeinem anderen Teil dieser Offenbarung angeführten Nachteile lösen.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Motors;
2 zeigt prädiktive Beispielsdaten zur Diagnose eines Partikelsensors;
3 zeigt zusätzliche Beispielsdaten zur Diagnose eines Partikelsensors; und
4 zeigt ein Flussdiagramm zur Diagnose des Betriebs eines Partikelsensors.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die vorliegende Beschreibung betrifft die Diagnose des Betriebs eines Partikelsensors. Gemäß einem Aspekt der Beschreibung kann eine Flüssigkeit in ein Abgassystem eingespritzt werden, um zu bestimmen, ob sich eine Ausgabe des Partikelsensors als Reaktion auf die eingespritzte Flüssigkeit ändert. 1 zeigt ein beispielhaftes Motorsystem zur Diagnose des Betriebs eines Partikelfilters. 2 zeigt einen beispielhaften Partikeldiagnoseablauf. 3 zeigt ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zur Diagnose des Betriebs eines Partikelsensors.
Auf 1 Bezug nehmend, wird ein mehrere Zylinder, von denen ein Zylinder in 1 gezeigt wird, umfassender Verbrennungsmotor 10 durch die elektronische Motorsteuerung 12 gesteuert. Der Motor 10 enthält eine Brennkammer 30 und Zylinderwände 32 mit einem darin positionierten Kolben 36, der mit einer Kurbelwelle 40 verbunden ist. Die Brennkammer 30 steht in der Darstellung über ein Einlassventil 52 bzw. ein Auslassventil 54 mit einem Einlasskrümmer 44 und einem Abgaskrümmer 48 in Verbindung. Jedes Einlass- und Auslassventil kann durch einen Einlassnocken 51 und einen Auslassnocken 53 betätigt werden. Die Stellung des Einlassnockens 51 kann durch den Einlassnockensensor 55 bestimmt werden. Die Stellung des Auslassnockens 53 kann durch den Auslassnockensensor 57 bestimmt werden.
In der Darstellung ist das Kraftstoffeinspritzventil 66 so positioniert, dass es den Kraftstoff direkt in den Zylinder 30 einspritzt, was dem Fachmann als Direkteinspritzung bekannt ist. Das Kraftstoffeinspritzventil 66 liefert flüssigen Kraftstoff proportional zu der Impulsbreite des Signals FPW von der Steuerung 12. Kraftstoff wird von einem (nicht gezeigten) Kraftstoffsystem, das einen Kraftstofftank, eine Kraftstoffpumpe und eine (nicht gezeigte) Kraftstoffverteilerleitung enthält, an das Kraftstoffeinspritzventil 66 geliefert. Von dem Kraftstoffsystem gelieferter Kraftstoffdruck kann durch Ändern eines Stellungsventilregelstroms zu einer (nicht gezeigten) Kraftstoffpumpe eingestellt werden. Darüber hinaus kann ein Dosierventil in der Kraftstoffverteilerleitung für Kraftstoffregelung mit geschlossenem Kreis in oder in der Nähe der Kraftstoffverteilerleitung positioniert sein. Das Kraftstoffeinspritzventil 66 erhält Betriebsstrom von einem Treiber 68, der auf die Steuerung 12 anspricht.
Der Einlasskrümmer 44 steht in der Darstellung mit einer optionalen elektronischen Drosselklappe 62 in Verbindung, die eine Position der Drosselklappenplatte 64 verstellt, um Luftstrom von einer Einlassverstärkerkammer 46 zu steuern. Der Verdichter 162 zieht Luft aus dem Lufteinlass 42 zur Versorgung der Verstärkerkammer 46. Abgase drehen die Turbine 164, die über die Welle 161 mit dem Verdichter 162 verbunden ist.
Verbrennung wird in der Brennkammer 30 eingeleitet, wenn sich Kraftstoff automatisch entzündet bei Erreichen des oberen Totpunkts im Verdichtungshub durch den Kolben. In einigen Beispielen kann eine (nicht gezeigte) UEGO-Sonde UEGO - Universal Exhaust Gas Oxygen, Universal-Abgas-Sauerstoffgehalt) stromaufwärts einer Abgasvorrichtung 70 in der Nähe des Partikelsensors 126 mit dem Abgaskrümmer 48 verbunden sein. In anderen Beispielen kann der Partikelsensor 126 weggelassen werden und eine Lambdasonde an seine Stelle treten. In noch anderen Beispielen kann eine zweite UEGO-Sonde stromabwärts einer oder mehrerer Abgasnachbehandlungsvorrichtungen positioniert sein. In dem vorliegenden Beispiel ist ein zweiter Partikelsensor 128 stromabwärts einer Abgasreinigungsvorrichtung 72 vorgesehen, und eine Flüssigkeitseinspritzvorrichtung 75 ist zwischen den Abgasvorrichtungen 70 und 72 vorgesehen. In einigen Beispielen kann die Flüssigkeitseinspritzvorrichtung 75 stromaufwärts der Abgasvorrichtungen 70 und 72 positioniert sein. In einem Beispiel spritzt die Flüssigkeitseinspritzvorrichtung 75 flüssigen Harnstoff oder NH₃ ein.
In der Darstellung ist die Abgasvorrichtung 70 stromabwärts der Turboladerturbine 164 im Motorabgassystem positioniert. Die Abgasvorrichtung 70 kann in einem Beispiel einen Oxidationskatalysator umfassen. Als Alternative kann die Abgasvorrichtung 70 als ein SCR oder ein Partikelfilter konfiguriert sein. Der Partikelsensor 128 kann in einigen Beispielen zu einer Stelle zwischen der Abgasvorrichtung 70 und der Abgasvorrichtung 72 verlegt werden. In der Darstellung ist die Abgasvorrichtung 72 stromabwärts der Abgasvorrichtung 70 in Richtung des Abgasstroms positioniert und kann so konfiguriert sein, dass sie einen SCR und einen Partikelfilter enthält. In anderen Beispielen können die Abgasvorrichtungen 70 und 72 zusammen mit dem Partikelsensor 128 stromaufwärts der Turbine 164 positioniert sein. In einem Beispiel liefert die Flüssigkeitseinspritzvorrichtung 75 flüssiges NH₃, das über eine Pumpe und einen (nicht gezeigten) NH₃-Speicherbehälter der Abgasvorrichtung 72 zugeführt wird. Das flüssige NH₃ wird der Abgasvorrichtung 72 zugeführt, so dass eine Verdampfung des NH₃ gefördert wird.
In der Darstellung von 1 ist die Steuerung 12 ein herkömmlicher Mikrocomputer, der eine Mikroprozessoreinheit (Central Processor Unit, CPU) 102, Eingangs-/Ausgangs-Ports (Input/Output ports, I/O) 104, einen Nurlesespeicher (Read-only Memory, ROM) 106, einen Direktzugriffsspeicher (Random Access Memory, RAM) 108, einen Erhaltungsspeicher (Keep Alive Memory, KAM) 110 und einen herkömmlichen Datenbus enthält. Die Steuerung 12 erhält in der Darstellung neben den zuvor besprochenen Signalen verschiedene Signale von mit dem Motor 10 gekoppelten Sensoren, darunter: die Motorkühlmitteltemperatur (Engine Coolant Temperature, ECT) von dem mit der Kühlhülse 114 gekoppelten Temperatursensor 112; einen mit einem Fahrpedal 130 gekoppelten Positionssensor 134 zur Erfassung der durch den Fuß 132 eingestellten Fahrpedalposition; eine Messung eines Aufladedrucks vom Drucksensor 122; eine Messung eines Motoreinlasskrümmerdrucks (Measurement of Engine Manifold Pressure, MAP) von dem mit dem Einlasskrümmer 44 gekoppelten Drucksensor 121; einen Motorpositionssensor von einem Hall-Sensor 118, der die Stellung der Kurbelwelle 40 erfasst; eine Messung der in den Motor eintretenden Luftmasse vom Sensor 120 (zum Beispiel einen Heißdrahtluftmengenmesser); und eine Messung der Drosselklappenstellung vom Sensor 58. Es kann auch Barometerdruck zur Verarbeitung durch die Steuerung 12 erfasst werden (Sensor nicht gezeigt). Gemäß einem bevorzugten Aspekt der vorliegenden Beschreibung erzeugt der Motorpositionssensor 118 bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle eine vorbestimmte Anzahl von gleichmäßig beabstandeten Impulsen, aus denen die Motordrehzahl (Engine Speed = Revolutions Per Minute, RPM) bestimmt werden kann.
Bei einigen Ausführungsformen kann der Motor mit einem Elektromotor-/Batteriesystem in einem Hybridfahrzeug gekoppelt sein. Das Hybridfahrzeug kann eine Parallelkonfiguration, eine Reihenkonfiguration oder Variationen oder Kombinationen davon haben.
Im Betrieb erfährt jeder Zylinder im Motor 10 in der Regel einen Viertaktprozess: der Prozess umfasst den Ansaughub, den Verdichtungshub, den Arbeitshub und den Auslasshub. Während des Ansaughubs schließt sich allgemein das Auslassventil 54 und das Einlassventil 52 öffnet sich. Über den Einlasskrümmer 44 wird Luft in die Brennkammer 30 eingeleitet, und der Kolben 36 bewegt sich zum Boden des Zylinders, um das Volumen in der Brennkammer 30 zu vergrößern. Die Position, in der sich der Kolben 36 nahe dem Boden des Zylinders und am Ende seines Hubs befindet (zum Beispiel, wenn die Brennkammer 30 ihr größtes Volumen aufweist), wird in der Regel von dem Fachmann als unterer Totpunkt (uT) bezeichnet. Während des Verdichtungshubs sind das Einlassventil 52 und das Auslassventil 54 geschlossen. Der Kolben 36 bewegt sich zum Zylinderkopf, um die Luft in der Brennkammer 30 zu komprimieren. Der Punkt, an dem sich der Kolben 36 an seinem Hubende befindet und der am nächsten zum Zylinderkopf liegt (zum Beispiel, wenn die Brennkammer 30 ihr kleinstes Volumen aufweist), wird vom Fachmann in der Regel als oberer Totpunkt (oT) bezeichnet.
Bei einem im Folgenden als Einspritzung bezeichneten Vorgang wird Kraftstoff in die Brennkammer eingeleitet. In einigen Beispielen kann Kraftstoff mehrmals während eines einzigen Zylinderzyklus zu einem Zylinder eingespritzt werden. Bei einem im Folgenden als Zündung bezeichneten Vorgang wird der eingespritzte Kraftstoff durch Kompressionszündung oder durch ein bekanntes Zündmittel, wie zum Beispiel eine (nicht gezeigte) Zündkerze, gezündet, was zur Verbrennung führt. Während des Arbeitshubs drücken die expandierenden Gase den Kolben 36 zum uT zurück. Die Kurbelwelle 40 wandelt Kolbenbewegung in ein Drehmoment der Drehwelle um. Schließlich öffnet sich das Auslassventil 54 während des Auslasshubs, um das verbrannte Luft-Kraftstoff-Gemisch zum Abgaskrümmer 48 abzugeben, und der Kolben kehrt zum oT zurück. Es sei darauf hingewiesen, dass obiges nur als Beispiel gezeigt wird und dass die Zeitpunkte des Öffnens und/oder Schließens des Einlass- und Auslassventils variieren können, um eine positive oder negative Ventilüberlappung, spätes Schließen des Einlassventils oder verschiedene andere Beispiele zu liefern. Des Weiteren kann in einigen Beispielen ein Zweitaktprozess anstelle eines Viertaktprozesses verwendet werden. Nunmehr auf die 2 und 3 Bezug nehmend werden prädiktive Beispielsdaten zur Diagnose eines Partikelsensors gezeigt. Die beispielhaften Daten der 2 und 3 werden zum gleichen Zeitpunkt und während des gleichen Ablaufs gezeigt. Die Daten sind für das in 4 beschriebene Verfahren repräsentativ.
Das erste Diagramm von oben in 2 zeigt Motordrehzahl als Funktion von Zeit. Die Y-Achse stellt Motordrehzahl dar, und die Motordrehzahl nimmt in Richtung des Pfeils der Y-Achse zu. Die X-Achse stellt Zeit dar, und die Zeit nimmt von links nach rechts im Diagramm zu.
Das zweite Diagramm von oben in 2 stellt Motorabgassystemtemperatur als Funktion von Zeit dar. Die Y-Achse stellt Motorabgassystemtemperatur dar und die Motortemperatur nimmt in Richtung des Pfeils der Y-Achse zu. Die Motorabgassystemtemperatur kann an einer ausgewählten Stelle im Abgassystem vorliegen (zum Beispiel an der Stelle des Partikelsensors). Die X-Achse stellt Zeit dar, und die Zeit nimmt von links nach rechts im Diagramm zu. Die horizontalen Linien 202 und 204 stellen zwei ausgewählte Abgastemperaturen dar. Insbesondere stellt Linie 202 eine Gefriertemperatur für Harnstoff dar und die Linie 204 stellt eine Taupunkttemperatur am Partikelsensor dar.
Das dritte Diagramm von oben in 2 stellt ein Partikelsensor-Test-Flag (PM-Sensor-Test-Flag, PM - particulate matter) dar. Die Y-Achse stellt den Zustand des Test-Flags dar. Ein Wert von null repräsentiert kein laufender Test, ein Wert von eins repräsentiert laufender Test und ein Wert von zwei repräsentiert Partikelsensortest beendet.
Das vierte Diagramm von oben in 2 stellt Ausgabeleitfähigkeit eines Partikelsensors als Funktion von Zeit dar. Die Y-Achse repräsentiert Partikelsensorausgabeleitfähigkeit (nimmt zum Beispiel mit Zunahme der Menge erfasster Partikel zu), und die Ausgabeleitfähigkeit nimmt in Richtung des Pfeils der Y-Achse zu. Die X-Achse stellt Zeit dar, und die Zeit nimmt von links nach rechts im Diagramm zu.
Das fünfte Diagramm von oben in 2 stellt das Partikelsensor-Status-Flag dar. Die Y-Achse stellt das Partikelsensor-Status-Flag dar. Ein Wert von eins zeigt, dass der Partikelsensor einen Diagnosetest bestanden hat. Ein Wert von null zeigt, dass der Partikelsensor einen Diagnosetest nicht bestanden hat. Der Partikelsensor ist zum Beispiel möglicherweise nicht getestet worden oder der Sensor hat möglicherweise einen Diagnosetest nicht bestanden. Die X-Achse stellt Zeit dar, und die Zeit nimmt von links nach rechts im Diagramm zu.
Das erste Diagramm von oben in 3 stellt Motoreinsatzgas-NOx-Emissionen dar. Die Y-Achse stellt die Konzentration von NOx in dem in das Abgassystem eintretenden Motoreinsatzgas dar. Die Konzentration von NOx nimmt in Richtung des Pfeils der Y-Achse zu. Die X-Achse stellt Zeit dar, und die Zeit nimmt von links nach rechts im Diagramm zu.
Das zweite Diagramm von oben in 3 stellt die Durchflussrate von NH₃ zum Abgassystem dar. Die Y-Achse stellt die Durchflussrate von NH₃ dar, und die Durchflussrate des NH₃ nimmt in Richtung des Pfeils der Y-Achse zu. Die X-Achse stellt Zeit dar, und die Zeit nimmt von links nach rechts im Diagramm zu.
Dass dritte Diagramm von oben in 3 stellt die Menge von in einem SCR in einem Abgassystem gespeichertem NH₃ dar, wobei der SCR stromaufwärts von dem Partikelsensor, der diagnostiziert wird, positioniert ist. Die Y-Achse stellt die Masse von im SCR gespeichertem NH₃ dar, und die Masse des NH₃ nimmt in Richtung des Pfeils der Y-Achse zu. Die X-Achse stellt Zeit dar, und die Zeit nimmt von links nach rechts im Diagramm zu.
Zum Zeitpunkt T₀ wird der Motor als Teil eines Kaltstarts (wenn der Motor zum Beispiel für eine Zeitdauer unmittelbar vor T₀ ausgeschaltet war) angelassen. Die Temperatur des Motorabgassystems liegt unter der Gefriertemperatur von Harnstoff bei 202. Das Partikelsensor-Test-Flag liegt auf einem Pegel von null, was anzeigt, dass zum Zeitpunkt T₀ kein Partikeltest stattfindet. Die Partikelsensorausgabeleitfähigkeit ist gering, was anzeigt, dass ein geringes Partikelniveau durch den Partikelsensor erfasst wird, und das Partikelsensor-Status-Flag liegt auf null, was anzeigt, dass der Partikelsensor einen Diagnosetest nicht bestanden hat. Der Partikelsensordiagnosetest wird zum Zeitpunkt T₀ nicht eingeleitet, da die Abgastemperatur unter einer Gefriertemperatur des in das Abgassystem einzuspritzenden Harnstoffs liegt. In anderen Beispielen kann die Gefriertemperatur gemäß der Gefriertemperatur der in das Abgassystem eingespritzten Flüssigkeit eingestellt werden. Wenn zum Beispiel Wasser in das Abgassystem eingespritzt wird, kann die Temperatur auf nahe 0°C eingestellt werden. Das Motoreinsatzgas NOx ist gering, da Temperaturen und Drücke im Motor während des Kaltstarts relativ niedrig sind. NH₃ wird anfangs nicht in das Abgassystem eingespritzt, da der Partikeldiagnosetest noch nicht begonnen hat und da das Einsatzgas NOx gering ist. Des Weiteren bleibt zum Zeitpunkt des Motorstarts eine geringe Menge NH₃ im SCR.
Zum Zeitpunkt T₁ erhöht sich die Motordrehzahl, was anzeigt, dass der Motor gestartet worden ist und läuft. Die Abgassystemtemperatur beginnt auch zuzunehmen, wenn Gase aus dem Motor zu dem Abgassystem ausgetrieben werden. Das Partikelsensor-Test-Flag, das Status-Flag und die Sensorausgabe bleiben niedrig, da die Abgastemperatur unter der Gefrierschwelltemperatur 202 bleibt. Das NOx-Einsatzgas bleibt gering und NH₃ wird während der anfänglichen Motorhochfahrphase nicht eingespritzt.
Zum Zeitpunkt T₂ hat die Motordrehzahl eine größere Höhe erreicht, was anzeigt, dass der Motor weiter läuft. Die Motorabgassystemtemperatur hat auch die Gefriertemperatur bei 202 überschritten. Flüssigkeit kann in das Abgassystem eingespritzt werden, nachdem die Abgassystemtemperatur die Gefriertemperatur überschritten hat. In diesem Beispiel wird Harnstoff, kurz nachdem die Abgassystemtemperatur die Gefriertemperatur 202 überschritten hat, in das Abgassystem eingespritzt, wie durch die hohe NH₃-Durchflussrate gezeigt. Die geschätzte Menge von im SCR gespeichertem NH₃ erhöht sich aufgrund der größeren NH₃-Durchflussrate schnell.
Nach einer Zeitdauer wird ein Teil des eingespritzten Harnstoffes auf dem Partikelsensor abgelagert, und die Leitfähigkeit des Partikelsensors erhöht sich. Das Partikelsensor-Test-Flag geht auf einen Pegel von eins über, was anzeigt, dass die Ausgabe des Partikelsensors gelesen wird. Das Partikelsensor-Test-Flag kann die Ausgabe des Partikelsensors für eine vorbestimmte Zeitdauer überwachen, die mit einer Zeitdauer in Verbindung steht, die die Flüssigkeit erwartungsgemäß benötigt, durch einen SCR, Partikelfilter oder eine andere Abgasreinigungsvorrichtung zu passieren. Das Partikel-Status-Flag bleibt auf einem Pegel null, was anzeigt, dass der Partikelsensor den Diagnosetest zum Zeitpunkt T₂ nicht bestanden hat.
Zum Zeitpunkt T₃ geht das Partikelsensor-Test-Flag von einem Wert von eins auf einen Wert von zwei über, was anzeigt, dass der Partikelfilterdiagnosetest beendet ist. Der NH₃-Strom wird angehalten, wenn der Diagnosetest abschließt. Das Partikel-Status-Flag geht auch von einem Wert von null auf einen Wert von eins über, der anzeigt, dass der Partikelsensor die Diagnose durchlaufen hat und nicht beeinträchtigt ist. Die Ausgabe des Partikelsensors hat zwischen den Zeitpunkten T₂ und T₃ einen höheren Pegel erreicht, was anzeigt, dass die Leitfähigkeit des Partikelsensors als Reaktion auf den eingespritzten Harnstoff zugenommen hat. Folglich kann bestimmt werden, dass der Partikelsensor nicht beeinträchtigt ist. Die Ausgabe des Partikelsensors geht kurz nach dem Zeitpunkt T₃ auf einen niedrigen Pegel, was anzeigt, dass die Flüssigkeit nach Vorliegen am Partikelsensor verdampft ist und nicht mehr am Partikelsensor vorliegt. Deshalb spiegelt die Ausgabe des Partikelsensors die Partikelmenge wieder, die am Partikelsensor vorhanden ist.
Es sei weiterhin darauf hingewiesen, dass der Partikeldiagnosetest beendet ist, bevor die Motorabgastemperatur die Taupunkttemperatur bei 204 erreicht. Demgemäß wird das Einspritzen von Harnstoff angehalten, bevor die Abgassystemtemperatur den Taupunkt erreicht. Folglich ist der Harnstoff möglicherweise nicht verdampft und passiert den Partikelsensor ohne Ablagerung auf dem Partikelsensor.
Zwischen den Zeitpunkten T₃ und T₄ verringert sich die geschätzte Menge von im SCR gespeichertem NH₃ mit Zunahme des Motoreinsatzgases NOx. Der NH₃-Strom wird fortgesetzt, wenn auch mit einer geringeren Durchflussrate, wenn die geschätzte Menge von im SCR gespeichertem NH₃ eine vorbestimmte Höhe erreicht (zum Beispiel 30% der zur Verfügung stehenden NH₃-Speicherkapazität des SCR). Die geschätzte Menge von im SCR gespeichertem NH₃ erhöht sich und stabilisiert sich auf einer gewünschten Höhe (zum Beispiel 50% der zur Verfügung stehenden NH₃-Speicherkapazität des SCR).
Zum Zeitpunkt T₄ ist die Motordrehzahl reduziert und der Motor wird in einen angehaltenen Zustand gebracht. Das Partikelsensor-Test-Flag und das Partikel-Status-Flag werden auf null zurückgestellt, so dass der Partikelsensor während eines anschließenden Motorstarts erneut getestet werden kann. Der Motorstart ist ein zweckmäßiger Zeitpunkt zum Testen des Partikelsensors, da die Abgassystemtemperatur unter der Taupunkttemperatur liegen kann. Einspritzen von NH₃ in das Abgassystem wird auch beendet, wenn der Motor angehalten wird.
Zwischen dem Zeitpunkt T₄ und T₅ wird der Motor angehalten und das Abgassystem kühlt sich auf eine Temperatur zwischen der Gefriertemperatur 202 und der Taupunkttemperatur 204 ab. Ein Teil des schätzungsweise im SCR gespeicherten NH₃ kann während der Zeit des Motorstopps verdampfen. Demgemäß wird die geschätzte Menge von im SCR gespeichertem NH₃ reduziert. Der Motor wird kurz vor Neustart des Motors zum Zeitpunkt T₅ angelassen.
Zum Zeitpunkt T₅ erhöht sich die Motordrehzahl, was anzeigt, dass der Motor neu gestartet ist. Die Motorabgassystemtemperatur beginnt auch anzusteigen und Harnstoff wird mit einer relativ hohen Rate in das Abgassystem eingespritzt, um durch den SCR zu passieren. Harnstoff kann kurz nach dem Start eingespritzt werden, da die Abgassystemtemperatur höher als die Gefriertemperatur 202 ist. Da der Motor etwas warm ist, wird weiterhin NOx durch den Motor erzeugt, wie durch das Einsatzgas NOx gezeigt. Ein Teil des zur Diagnose des Partikelsensors eingespritzten NH₃ wird im SCR unter Reduktion von NOx verbraucht. Die Ausgabe des Partikelsensors nimmt zu, wenn der flüssige Harnstoff nach Passieren durch den SCR auf dem Partikelsensor abgelagert wird. Das Partikelsensor-Test-Flag geht von einem Wert von null auf einen Wert von eins über, was anzeigt, dass ein Partikelsensordiagnosetest läuft.
Zum Zeitpunkt T₆ geht das Partikelsensor-Test-Flag von einem Wert von eins auf einen Wert von zwei über, was anzeigt, dass der Diagnosetest beendet ist. Des Weiteren wird die Durchflussrate des NH₃ in das Abgassystem reduziert. In diesem bestimmten Beispiel wird die NH₃-Durchflussrate auf null reduziert, jedoch können in anderen Beispielen auch niedrigere Durchflussraten von NH₃ bereitgestellt werden. Das Partikel-Status-Flag geht auch von einem Wert von null auf einen Wert von eins über, was anzeigt, dass der Partikelsensor den Diagnosetest bestanden hat und nicht beeinträchtigt ist. Würde der Partikelsensor den Diagnosetest nicht bestehen und als beeinträchtigt bestimmt werden, würde das Partikel-Status-Flag auf einem Wert von null bleiben.
Nach dem Zeitpunkt T₆ ändert sich die Motordrehzahl und das Partikelsensor-Test-Flag und -Status-Flag bleiben gesetzt. Das Test-Flag und das Status-Flag können, zumindest bis der Motor angehalten ist, gesetzt bleiben. In einigen Beispielen können das Test-Flag und das Status-Flag für eine vorbestimmte Motorbetriebszeit, oder bis das Fahrzeug eine vorbestimmte Anzahl von Meilen zurückgelegt hat, gesetzt bleiben. Der Motor liefert weiter Einsatzgas NOx und die NH₃-Durchflussrate wird als Reaktion darauf, dass die geschätzte Menge von im SCR gespeichertem NH₃ unter einem Schwellenwert liegt, erhöht. Die Menge von im SCR gespeichertem NH₃ stabilisiert sich auf einer gewünschten Höhe, wenn der NH₃-Strom fortgesetzt wird.
Nunmehr auf 4 Bezug nehmend, wird ein Flussdiagramm zur Diagnose des Betriebs eines Partikelsensors gezeigt. Das Verfahren von 4 kann durch Anweisungen der Steuerung 12 von 1 durchgeführt werden.
Bei 402 werden Abgassystembetriebsbedingungen bestimmt. Abgassystembetriebsbedingungen können Abgastemperatur, Abgassystemtaupunkttemperatur, Motordrehzahl, Motorlast, Zeit seit Anhalten des Motors, Abgasdurchsatz, geschätzte Menge von in einem SCR oder in einer anderen Abgasreinigungsvorrichtung, die im Motorabgassystem positioniert ist, gespeichertem NH₃ und Abgassystemkonfiguration (zum Beispiel Abgassensor und Abgasvorrichtungspositionen) enthalten, sind aber nicht darauf beschränkt. In einem Beispiel basiert die Menge von in einem SCR gespeichertem NH₃ auf einem empirisch bestimmten Modell. Das Verfahren 400 geht nach Bestimmung der Motorabgassystembetriebsbedingungen auf 404 über.
Bei 404 beurteilt das Verfahren 400, ob Zugangsbedingungen für die Diagnose eines Partikelsensors erfüllt werden. In einem Beispiel können die Zugangsbedingungen darin bestehen, dass das Fahrzeug eine vorbestimmte Strecke zurückgelegt hat. In einem anderen Beispiel können die Zugangsbedingungen darin bestehen, dass keine Änderung der Ausgabe des Partikelsensors erfasst worden ist. Zum Beispiel hat die Leitfähigkeit des Partikelsensors nicht auf die Erfassung der Gegenwart von Wasser im Abgassystem nach einem Motorstart reagiert. Wenn die Ausgabe des Partikelsensors seit Motorstopp auf einem niedrigen Pegel liegt und der Motor läuft, kann das Verfahren somit auf 406 übergehen. Ansonsten, wenn die Ausgabe des Partikelsensors die Gegenwart von Wasser angezeigt hat, macht es möglicherweise keinen Sinn, Flüssigkeit in das Abgassystem einzuspritzen, somit geht das Verfahren 400 auf 408 über. In einem anderen Beispiel kann das Verfahren 400 erfordern, dass eine Temperatur des Abgassystems über einer Gefriertemperatur einer Flüssigkeit liegt, die in das Abgassystem eingespritzt werden kann. Zum Beispiel kann das Verfahren 400 erfordern, dass die Motorabgastemperatur über einer Gefriertemperatur von Wasser oder Harnstoff liegt, bevor das Verfahren 400 auf 406 übergeht. In noch anderen Beispielen kann das Verfahren 400 erfordern, dass der Motor für eine vorbestimmte Zeitdauer angehalten wird, bevor es eine Diagnose des Partikelsensors zulässt. Das Verfahren 400 kann des Weiteren erfordern, dass eine Kombination der obigen Bedingungen erfüllt wird, bevor es auf 406 übergeht. Wenn das Verfahren 400 bestimmt, dass Zugangsbedingungen erfüllt wurden, geht das Verfahren 400 auf 406 über. Ansonsten geht das Verfahren 400 auf 408 über.
Es sei darauf hingewiesen, dass der Partikelsensor jedes Mal dann, wenn der Motor betrieben wird, einem Diagnosetest unterzogen werden kann. Als Alternative dazu kann der Partikelsensor einem Diagnosetest beispielsweise nach einer vorbestimmten Zeitdauer oder nach einer vorbestimmten Anzahl von Motorbetriebsstunden unterzogen werden. Somit können Zugangsbedingungen zu dem Verfahren 400 auch diese Bedingungen mit umfassen.
Bei 408 stellt das Verfahren 400 die Durchflussrate von NH₃ zum Abgassystem als Reaktion auf die geschätzte Menge von im SCR gespeichertem NH₃ und eine Menge von durch den Motor erzeugtem Einsatzgas NOx ein. Das Einsatzgas NOx kann über Motorbetriebsbedingungen geschätzt oder über einen NOx-Sensor gemessen werden. Wenn die geschätzte Menge von im SCR gespeichertem NH₃ groß ist, kann die Durchflussrate von NH₃ reduziert werden. Wenn die geschätzte Menge von im SCR gespeichertem NH₃ niedrig ist, kann die Durchflussrate von NH₃ erhöht werden. Des Weiteren kann in einigen Beispielen die Rate des Motoreinsatzgases NOx auf eine NH₃-Durchflussrate abgebildet werden, um NH₃ proportional zum Motoreinsatzgas NOx bereitzustellen. Die Durchflussrate von NH₃ bei 408 wird im Vergleich zur Durchflussrate von NH₃ bei 414 reduziert, wenn geschätzt wird, dass der SCR die gleiche Menge an NH₃ bei 408 und bei 414 speichert. Das Verfahren 400 geht nach Einstellung des NH₃-Stroms zum Ende.
Bei 406 beurteilt das Verfahren 400, ob die Abgassystemtemperatur um einen Schwellenwert unter einer Taupunkttemperatur liegt. In einem Beispiel kann der Schwellenwert auf einer Mindestzeitdauer basieren, die zum Einspritzen einer Flüssigkeit und zum Beobachten einer Änderung der Ausgabe des Partikelsensors benötigt wird. Wenn zum Beispiel die Taupunkttemperatur 18°C beträgt, die Abgassystemtemperatur 17°C beträgt und erwartet wird, dass die Abgastemperatur innerhalb von 10 Sekunden nach Motorstart 18°C erreicht, dann geht das Verfahren 400 nicht auf 410 über, wenn erwartet wird, dass es 20 Sekunden dauert, bis die Flüssigkeit den Partikelsensor nach Einspritzen der Flüssigkeit in das Abgassystem erreicht. Das Verfahren 400 geht unter solchen Bedingungen nicht auf 410 über, da erwartet werden kann, dass die Flüssigkeit vor Erreichen des Partikelsensors verdampfen kann. Der Schwellenwert der Temperatur kann gemäß Abgassystem- und Motorbetriebsbedingungen empirisch bestimmt und indexiert werden. Wenn das Verfahren 400 urteilt, dass die Abgastemperatur um mehr als den Schwellenwert unter der Taupunkttemperatur liegt, dann geht das Verfahren 400 auf 410 über. Ansonsten geht das Verfahren 400 auf 408 über.
Bei 410 beurteilt das Verfahren 400, ob die Leitfähigkeit des Partikelsensors als Reaktion auf das Einspritzen von Flüssigkeit in das Abgassystem oder aufgrund von Wasser im Abgassystem zugenommen hat oder nicht. In einem Beispiel kann ein durch den Partikelsensor passierender Spannungspegel als Reaktion auf die Ablagerung von Flüssigkeit auf dem Partikelsensor zunehmen. Wenn das Verfahren 400 urteilt, dass keine Änderung der Partikelleitfähigkeit vorliegt oder die Änderung der Leitfähigkeit unter einem Schwellenwert liegt, dann geht das Verfahren 400 auf 412 über. Ansonsten geht das Verfahren 400 auf 422 über.
Bei 412 beurteilt das Verfahren 400, ob die Abgastemperatur über einer Taupunkttemperatur liegt oder nicht oder ob eine zugewiesene Zeit zur Durchführung eines Diagnosetests des Partikelsensors abgelaufen ist. Wenn das Verfahren 400 urteilt, dass die zugewiesene Zeitdauer abgelaufen ist oder dass die Abgassystemtemperatur über der Taupunkttemperatur liegt, geht das Verfahren 400 auf 418 über. Ansonsten geht das Verfahren 400 auf 414 über.
Bei 418 setzt das Verfahren 400 den Partikel-Status-Flag auf einen Wert von null, um anzuzeigen, dass der Betrieb des Partikelsensors zumindest teilweise beeinträchtigt ist. Da die Ausgabe des Partikelsensors keinen hohen Grad an Leitfähigkeit gezeigt hat, kann bestimmt werden, dass der Partikelsensor nicht auf Wasser oder das Einspritzen von Flüssigkeit in das Abgassystem reagiert hat. Das Verfahren 400 geht auf 420 über, nachdem das Partikelsensor-Status-Flag auf null gesetzt worden ist.
Bei 420 setzt das Verfahren 400 das Partikelsensor-Test-Flag auf einen Wert von zwei, um anzuzeigen, dass der Partikeldiagnosetest beendet worden ist. Somit kann die Länge des Diagnosetests durch ein Zeitglied oder das Erreichen einer Taupunkttemperatur im Abgassystem bestimmt werden. Das Verfahren 400 geht nach Setzen des Partikelsensor-Test-Flags auf einen Wert von zwei zum Ende.
Bei 414 stellt das Verfahren 400 die Rate von in das Abgassystem fließender Flüssigkeit ein. In diesem Beispiel wird flüssiges NH₃ (Harnstoff) als Teil des Partikeldiagnosetests in das Abgassystem eingespritzt. Die Durchflussrate der Flüssigkeit kann gemäß einer Differenz zwischen einer Temperatur des Abgases und der Taupunkttemperatur bestimmt werden. Wenn zum Beispiel die Abgastemperatur nahe der Taupunkttemperatur liegt, dann kann die Durchflussrate von Flüssigkeit in das Abgassystem erhöht werden, so dass die Flüssigkeit Zeit hat, den Partikelsensor zu erreichen, bevor die Taupunkttemperatur im Abgassystem erreicht ist. Wenn die Abgassystemtemperatur weit unter der Taupunkttemperatur liegt, dann kann die Durchflussrate von Flüssigkeit in das Abgassystem verringert werden, da mehr Zeit für die Flüssigkeit vorhanden sein kann, den Partikelsensor zu erreichen. In anderen Beispielen kann die Durchflussrate von Flüssigkeit in das Abgassystem auf dem Durchsatz von Abgas durch das Abgassystem basieren. In weiteren Beispielen kann die Durchflussrate von NH₃ auch als Reaktion auf eine geschätzte Menge von im SCR oder in einer im Abgassystem angeordneten Abgasvorrichtung gespeichertem NH₃ eingestellt werden. Wenn zum Beispiel die Menge von im SCR gespeichertem NH₃ groß ist, kann die NH₃-Durchflussrate reduziert werden. Wenn die Menge von im SCR gespeichertem NH₃ gering ist, kann die NH₃-Durchflussrate erhöht werden. Das Verfahren 400 geht nach Einstellung der Durchflussrate von Flüssigkeit in das Abgassystem auf 416 über.
Bei 416 startet das Verfahren 400 das Einspritzen von Flüssigkeit in das Abgassystem. Im vorliegenden Beispiel wird NH₃ in das Abgassystem eingespritzt. In anderen Beispielen kann jedoch auch Wasser oder eine andere Flüssigkeit in das Abgassystem eingespritzt oder dem Abgassystem über Motorzylinder zugeführt werden. Das Einspritzen von NH₃ in das Abgassystem ist eine Weise der Erhöhung der Leitfähigkeit eines Partikelsensors. Wenn flüssiges NH₃ auf dem Partikelsensor abgelagert wird, stellt das NH₃ einen Kurzschlussweg zwischen Elektroden des Partikelsensors bereit, wodurch die Leitfähigkeit des Partikelsensors erhöht wird. Folglich kann die Änderung der Leitfähigkeit des Partikelsensors als eine Anzeige für Partikelsensorbetrieb verwendet werden. Das Verfahren 400 kehrt nach Beginn der Einspritzung von Flüssigkeit zu 410 zurück.
Bei 422 setzt das Verfahren 400 das Partikelsensor-Status-Flag auf einen Wert von eins, um anzuzeigen, dass der Partikelsensor auf das Einspritzen von Flüssigkeit in das Abgassystem reagiert hat. Das Partikelsensor-Status-Flag kann auch auf einen Wert von eins gesetzt werden, wenn keine Flüssigkeit in das Abgassystem eingespritzt worden ist, aber wenn die Leitfähigkeit des Partikelsensors nach einem Motorstart als Reaktion auf die Kondensation von Wasser im Abgassystem zugenommen hat. Das Verfahren 400 geht nach Setzen des Partikelsensor-Status-Flag auf 424 über.
Bei 424 setzt das Verfahren 400 den Partikelsensor-Test-Flag auf einen Wert von zwei, um anzuzeigen, dass der Partikeldiagnosetest beendet ist. Somit kann nach Erhöhen der Leitfähigkeit des Partikelsensors das Partikel-Test-Flag gesetzt werden, um anzuzeigen, dass der Partikeldiagnosetest beendet ist. Das Verfahren 400 geht nach Setzen des Partikel-Test-Flags zum Ende.
Auf diese Weise spritzt das Verfahren von 4 eine Flüssigkeit in ein Abgassystem, um den Betrieb eines Partikelsensors zu verifizieren. Mit Erwärmung des Motors verdampft die Flüssigkeit und verlässt das Endrohr, so dass der Partikelsensor ein Signal abgibt, das Partikel auf dem Partikelsensor anzeigt. Wenn NH₃ in das Abgassystem eingespritzt wird, kann mindestens ein Teil des NH₃ in einem stromabwärts des Einspritzventils positionierten SCR gespeichert werden, um durch den Motor erzeugtes NOx zu reduzieren. Somit gewährleistet das NH₃ zwei Funktionen, erstens als ein Partikelsensordiagnosefluid, zweitens als ein Reduktionsmittel für NOx.
Somit stellt das Verfahren von 4 ein Verfahren zur Diagnose eines Partikelsensors bereit, das Folgendes umfasst: Einspritzen einer Flüssigkeit in ein Abgassystem, bevor eine Taupunkttemperatur im Abgassystem überschritten wird; und Ablagern mindestens eines Teils der Flüssigkeit auf dem Partikelsensor. Auf diese Weise ist die eingespritzte Flüssigkeit Teil einer Diagnose zur Verifikation des Betriebs des Partikelsensors. In einem Beispiel handelt es sich bei der Flüssigkeit um Harnstoff. Des Weiteren umfasst das Verfahren das Positionieren des Partikelsensors stromabwärts eines Harnstoffeinspritzventils gemäß einer Abgasstromrichtung. Weiterhin umfasst das Verfahren die Positionierung des Partikelsensors stromabwärts eines SCR und die Positionierung des SCR stromabwärts des Harnstoffeinspritzventils. Des Weiteren umfasst das Verfahren das Einspritzen der Flüssigkeit mit einer Durchflussrate in Abhängigkeit von einer Temperatur des Abgases. Das Verfahren umfasst, dass eine Durchflussrate der eingespritzten Flüssigkeit zunimmt, wenn sich die Temperatur des Abgases einer Taupunkttemperatur nähert. Weiterhin umfasst das Verfahren die Bereitstellung einer Anzeige für eine Partikelsensorbeeinträchtigung als Reaktion darauf, dass die Leitfähigkeit des Partikelfilters während einer Zeitdauer, während der die Flüssigkeit in das Abgassystem eingespritzt wird, unter einem Schwellenwert liegt.
Des Weiteren stellt das Verfahren von 4 ein Verfahren zur Diagnose eines Partikelsensors bereit, das Folgendes umfasst: Verhindern des Einspritzens einer Flüssigkeit in ein Abgassystem, wenn eine Temperatur des Abgassystems unter einer ersten Temperatur und einer zweiten Temperatur liegt; Einspritzen einer Flüssigkeit in ein Abgassystem, wenn die Temperatur des Abgassystems höher ist als die erste Temperatur und geringer ist als die zweite Temperatur; und Ablagern mindestens eines Teils der Flüssigkeit auf dem Partikelsensor. Auf diese Weise verringert das Verfahren die Möglichkeit eines Gefrierens der eingespritzten Flüssigkeit im Abgassystem. In einem Beispiel handelt es sich bei der Flüssigkeit um Harnstoff. Das Verfahren umfasst Beenden des Einspritzens der Flüssigkeit, wenn die Temperatur des Abgases die zweite Temperatur übersteigt, und dass es sich bei der zweiten Temperatur um die Taupunkttemperatur handelt. Des Weiteren umfasst das Verfahren, dass das Abgassystem mit einem Dieselmotor verbunden ist. In einem Beispiel umfasst das Verfahren, dass sich die Leitfähigkeit des Partikelsensors als Reaktion darauf, dass sich mindestens ein Teil der Flüssigkeit auf dem Partikelsensor ablagert, ändert. Das Verfahren umfasst, dass ein Zustand der Beeinträchtigung des Partikelsensors angezeigt wird, wenn sich die Leitfähigkeit des Partikelsensors um weniger als einen Schwellenwert ändert. Des Weiteren umfasst das Verfahren, dass der Partikelsensor stromabwärts eines Harnstoffeinspritzventils gemäß einer Abgasstromrichtung positioniert ist.
Das Verfahren von 4 stellt weiterhin ein Verfahren zur Diagnose eines Partikelsensors bereit, das Folgendes umfasst: Bewerten der Beeinträchtigung eines Partikelsensors über eine erste Flüssigkeit in einem Abgassystem eines Fahrzeugs nach einem Motorstart; und Einspritzen einer zweiten Flüssigkeit in ein Abgassystem, wenn der Partikelsensor die erste Flüssigkeit nicht erfasst; und Ablagern mindestens eines Teils der zweiten Flüssigkeit auf dem Partikelsensor. Somit kann das Verfahren von 4 zuerst nach natürlich im Abgassystem vorkommendem Wasserdampf suchen (zum Beispiel ohne speziell das Einspritzen oder Hinzufügen einer Flüssigkeit in das Abgassystem) zum Kondensieren vor dem Versuch der Diagnose des Betriebs eines Partikelsensor über Einspritzen einer Flüssigkeit in das Abgassystem. Auf diese Weise kann die in das Abgassystem eingespritzte Flüssigkeitsmenge reduziert werden. Das Verfahren umfasst, dass es sich bei der ersten Flüssigkeit um Wasser handelt und bei der zweiten Flüssigkeit um Harnstoff. Des Weiteren umfasst das Verfahren, dass die zweite Flüssigkeit nach einer vorbestimmten Anzahl von Motorstarts, wobei die erste Flüssigkeit nicht erfasst worden ist, in das Abgassystem eingespritzt wird. Das Verfahren umfasst, dass die zweite Flüssigkeit in das Abgassystem eingespritzt wird, wenn eine Temperatur des Abgassystems unter einer Taupunkttemperatur liegt. Des Weiteren umfasst das Verfahren, dass sich die Leitfähigkeit des Partikelsensors als Reaktion auf die erste oder die zweite Flüssigkeit ändert. Des Weiteren umfasst das Verfahren, dass der Partikelsensor stromabwärts eines Harnstoffeinspritzventils in Abgasstromrichtung positioniert ist.
Wie für einen Fachmann auf der Hand liegt, können die in 4 beschriebenen Verfahren eine oder mehrere einer Anzahl von Verarbeitungsstrategien, wie zum Beispiel ereignisgesteuert, interrupt-gesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen, darstellen. Somit können verschiedene dargestellte Schritte oder Funktionen in der dargestellten Reihenfolge oder parallel durchgeführt werden oder in einigen Fällen weggelassen werden. Ebenso muss die Verarbeitungsreihenfolge nicht zwangsweise die hier beschriebenen Aufgaben, Merkmale und Vorteile erreichen, sondern ist zur besseren Veranschaulichung und Beschreibung vorgesehen. Obgleich dies nicht explizit dargestellt wird, liegt für einen Durchschnittsfachmann auf der Hand, dass eine(r) oder mehrere der dargestellten Schritte, Methoden oder Funktionen in Abhängigkeit von der verwendeten bestimmten Strategie wiederholt durchgeführt werden können.
Dies schließt die Beschreibung ab. Ihre Lektüre durch den Durchschnittsfachmann würde viele Änderungen und Modifikationen ohne Verlassen des Gedankens und Schutzbereichs der Beschreibung erkennen lassen. Zum Beispiel könnten Einzylinder-, I2-, I3-, I4-, I5-, V6-, V8-, V10-, V12- und V16-Motoren, die mit Erdgas, Benzin, Diesel oder mit alternativen Kraftstoffkonfigurationen betrieben werden, die vorliegende Beschreibung vorteilhaft nutzen.
Bezugszeichenliste

10: Verbrennungsmotor
12: Motorsteuerung
30: Brennkammer
32: Zylinderwände
36: Kolben
40: Kurbelwelle
42: Lufteinlass
44: Einlasskrümmer
46: Einlassverstärkerkammer
48: Abgaskrümmer
51: Einlassnocken
52: Einlassventil
53: Auslassnocken
54: Auslassventil
55: Einlassnockensensor
57: Auslassnockensensor
58: Sensor Drosselklappenstellung
62: Drosselklappe
64: Drosselklappenplatte
66: Kraftstoffeinspritzventil
68: Treiber
70: Abgasvorrichtung
72: Abgasvorrichtung
75: Flüssigkeitseinspritzvorrichtung
102: Mikroprozessoreinheit (Central Processor Unit, CPU)
104: Eingangs-/Ausgangs-Ports (Input/Output Ports, I/O)
106: Nurlesespeicher (Read-only Memory, ROM)
108: Direktzugriffsspeicher (Random Access Memory, RAM)
110: Erhaltungsspeicher (Keep Alive Memory, KAM)
112: Temperatursensor
114: Kühlhülse
118: Hall-Sensor
120: Luftmassensensor
121: Drucksensor
122: Drucksensor
126: Partikelsensor
128: Zweiter Partikelsensor
130: Fahrpedal
132: Fuß
134: Positionssensor
161: Welle
162: Verdichter
164: Turboladerturbine
FPW: Signal
202: Abgastemperatur
204: Abgastemperatur
400: Verfahren
402: Abgassystembetriebsbedingungen bestimmen
404: Zugangsbedingungen erfüllt?
406: Abgastemperatur um Schwellenwert unter Taupunkt?
408: NH₃-Durchfluss auf Grundlage von SCR-NH₃-Speichermodell einstellen
410: Leitfähigkeit von Partikelsensor auf hohem Wert?
412: Abgastemperatur über Taupunkt oder Zeit abgelaufen?
414: NH₃-Durchfluss auf Grundlage von Taupunkt einstellen
416: NH₃-Einspritzung starten
418: Partikelsensorbeeinträchtigung erfasst
420: Partikelsensor-Test-Beendet-Flag setzen
422: Setzen Partikelsensor nicht beeinträchtigt
424: Partikelsensor-Test-Beendet-Flag setzen

Claims

Verfahren (400) zur Diagnose eines Partikelsensors (128), das Folgendes umfasst: Einspritzen (416) einer Flüssigkeit in ein Abgassystem, bevor eine Taupunkttemperatur im Abgassystem überschritten wird; und Ablagern mindestens eines Teils der Flüssigkeit auf dem Partikelsensor (128), wobei das Verfahren (400) weiterhin Einspritzen (416) der Flüssigkeit mit einer Durchflussrate in Abhängigkeit von einer Temperatur eines Abgassystems umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchflussrate zunimmt, wenn sich die Temperatur des Abgassystems einer Taupunkttemperatur nähert.
Verfahren (400) nach Anspruch 1, wobei es sich bei der Flüssigkeit um Harnstoff handelt.
Verfahren (400) nach Anspruch 1, wobei der Partikelsensor (128) stromabwärts eines Harnstoffeinspritzventils (75) gemäß einer Abgasstromrichtung positioniert wird.
Verfahren (400) nach Anspruch 3, wobei der Partikelsensor (128) stromabwärts eines SCR (72) positioniert wird und wobei der SCR (72) stromabwärts des Harnstoffeinspritzventils (75) positioniert wird.
Verfahren (400) nach Anspruch 1, das weiterhin das Bereitstellen einer Anzeige für eine Partikelsensorbeeinträchtigung als Reaktion darauf, dass die Leitfähigkeit des Partikelsensors (128) während einer Zeitdauer, während der die Flüssigkeit in das Abgassystem eingespritzt wird, unter einem Schwellenwert liegt, umfasst.
Verfahren (400) zur Diagnose eines Partikelsensors (128), das Folgendes umfasst: Verhindern des Einspritzens einer Flüssigkeit in ein Abgassystem, wenn eine Temperatur des Abgassystems unter einer ersten Temperatur und einer zweiten Temperatur liegt; Einspritzen einer Flüssigkeit in ein Abgassystem, wenn die Temperatur des Abgassystems höher ist als die erste Temperatur und geringer ist als die zweite Temperatur; und Ablagern mindestens eines Teils der Flüssigkeit auf dem Partikelsensor (128), wobei das Verfahren (400) weiterhin Einspritzen der Flüssigkeit mit einer Durchflussrate in Abhängigkeit von einer Temperatur eines Abgassystems umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchflussrate zunimmt, wenn sich die Temperatur des Abgassystems einer Taupunkttemperatur nähert.
Verfahren (400) nach Anspruch 6, wobei es sich bei der Flüssigkeit um Harnstoff handelt.
Verfahren (400) nach Anspruch 6, das weiterhin das Beenden des Einspritzens der Flüssigkeit, wenn die Temperatur des Abgassystems die zweite Temperatur übersteigt und wobei es sich bei der zweiten Temperatur um die Taupunkttemperatur handelt, umfasst.