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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Drucksensors einer Abgasnachbehandlungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Außerdem ist Gegenstand der Erfindung eine Drucksensoreinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 9 und eine Abgasnachbehandlungseinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 13.
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Stand der Technik
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Zum Betreiben von Kraftfahrzeugen, die eine Abgasnachbehandlungseinrichtung mit einer selektiven katalytischen Reduktion (SCR) aufweisen, wird aus einem Vorratstank ein flüssiges Reduktionsmittel – in der Regel eine Harnstoff-Wasser-Lösung (sog. AdBlue) – unter Druck in ein Abgasrohr der Brennkraftmaschine in Strömungsrichtung stromaufwärts eines SCR-Katalysators eingedüst. Da die Harnstoff-Wasser-Lösung bei ca. –11°C gefriert, muss sie bei niedrigen Außentemperaturen aufgetaut werden.
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In aktuellen SCR-Systemen geschieht dies ohne eigenständige Heizelemente durch eine Dauerbestromung von Elektromagneten einer Förderpumpe bzw. einer Rücksaugpumpe. Durch in der Pumpe angeordnete Wärmeleitelemente wird versucht, den gesamten Reduktionsmittel-Pfad innerhalb möglichst kurzer Zeit aufzutauen.
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Um eine genauere Überwachung des Drucks auf der Förderseite zu ermöglichen, kann es erforderlich sein, der Förderpumpe eines SCR-Systems einen Drucksensor zuzuordnen. Selbstverständlich muss auch dort das Reduktionsmittel bei Bedarf rasch aufgetaut werden.
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Aus der
DE 10 2005 029 841 A1 sind beheizbare mikromechanische Bauelemente bekannt, die auch als Drucksensoren ausgebildet sein können. Diese Bauelemente weisen ein integriertes elektrisches Heizelement auf. Das Heizelement kann insbesondere dazu dienen, das Bauelement auf eine vorgebbare Temperatur zu bringen, um eine ordnungsgemäße Funktion des Bauelements sicherzustellen.
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Offenbarung der Erfindung
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Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben einer Drucksensoreinrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Drucksensoreinrichtung alternativ in einem Heizbetrieb oder in einem Messbetrieb betrieben wird, wobei sowohl im Heizbetrieb als auch im Messbetrieb zu Beginn das elektrische Heizelement für ein bestimmte Zeitdauer (Heizphase) aktiviert wird. Nach Ablauf der Heizphase wird das Heizelement abgeschaltet und eine Messphase beginnt.
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Das bedeutet, dass eine heizbare Drucksensoreinrichtung verwendet wird, um nicht nur den in der Drucksensoreinrichtung integrierten Drucksensor auf eine geeignete Temperatur zu bringen, sondern während des Heizbetriebs das Umfeld der Drucksensoreinrichtung zu erwärmen, um gefrorenes Reduktionsmittel aufzutauen. Dabei kann die Drucksensoreinrichtung bevorzugt in der Nähe oder sogar im Gehäuse der Förderpumpe angeordnet sein, um Wärme in die Förderpumpe und in die angeschlossenen Leitungen einzubringen. Durch geeignete Wärmeleitelemente kann die in der Drucksensoreinrichtung erzeugte Wärme auch an weitere Orte des Reduktionsmittel-Pfads geleitet werden. Der Heizbetrieb braucht natürlich nur bei Bedarf, also vorwiegend bei Temperaturen unter –11°C, aktiviert werden.
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Die erfindungsgemäße Drucksensoreinrichtung umfasst dabei eine Membran aus Keramik oder Metall, die durch eine von der Drucksensoreinrichtung zu überwachenden Flüssigkeit druckabhängig verformt wird, wobei in oder auf der Membran wiederum verformungsabhängige ohmsche Widerstände (Dehnmessstreifen) angeordnet sind. Die Membran mit den verformungsabhängigen ohmschen Widerständen stellen den eigentlichen Drucksensor dar, der bevorzugt als piezoresistiver Drucksensor ausgeführt ist. Die verformungsabhängigen ohmschen Widerstände sind vorzugsweise zu einer Wheatstone-Brücke geschaltet. Die Wheatstone-Brücke eignet sich besonders gut zur Ermittlung kleiner ohmscher Widerstandsänderungen. Ein Ausgangssignal der Wheatstone-Brücke wird in der Drucksensoreinrichtung über eine elektronische Schaltung ausgewertet. Zur Weiterverarbeitung des Ausgangssignals in einem Steuergerät wird das Ausgangssignal vorzugsweise durch einen Operationsverstärker verstärkt, der Teil der Drucksensoreinrichtung sein kann. Das verstärkte Ausgangssignal dient anschließend als Drucksensorsignal.
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Parallel zu den verformungsabhängigen ohmschen Widerständen ist in der Drucksensoreinrichtung ein elektrisches Heizelement (ohmscher Widerstand), bevorzugt mäanderförmig, angeordnet. Der Widerstand des auf die Membran aufgedruckten Heizelements kann durch dessen Dicke, Breite und Länge sehr genau festgelegt werden. Damit ist sichergestellt, dass bei einer vorgegebenen Spannung der Gesamtstrom, der durch die Drucksensoreinrichtung fließt, einen vorbestimmten Grenzwert nicht übersteigt. Dies ist insbesondere dann notwendig, wenn die Drucksensoreinrichtung von einem Signalausgang des Steuergeräts mit elektrischer Energie versorgt wird.
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Alternativ kann die Stromversorgung auch über das Bordnetz erfolgen, wobei die Bordnetzspannung (9 V bis 14 V) durch einen auf der Drucksensoreinrichtung angeordneten Spannungsregler auf einen konstanten Wert von z. B. 5 V eingeregelt wird. Dazu ist die sogenannte Pulsweitenmodulation (PWM) bestens geeignet.
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Eine bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass der Heizbetrieb durch eine Vielzahl von aufeinanderfolgenden Rechteckimpulsen einer elektrischen Spannung oder eines elektrischen Stroms gesteuert wird. Diese Rechteckimpulse werden von einem Motorsteuergerät erzeugt.
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Dabei ist im Heizbetrieb die Zeitdauer der Rechteckimpulse etwa gleich oder nur wenig größer als die vorbestimmte Dauer der Heizphase. Das bedeutet, dass in die Drucksensoreinrichtung eine elektronische Schaltung (ASIC I) integriert ist, welche des Heizelement nach Ablauf der Heizphase deaktiviert.
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Vorzugsweise stellt der Rechteckimpuls eine elektrische Spannung dar. Dabei kann die elektrische Spannung von einem Netzteil, einem Steuergerät oder einer Batterie erzeugt werden. Wenn die Spannung des Rechteckimpulses größer als die Betriebsspannung (in der Regel 5 V) des Drucksensors ist, dann kann mittels einer zweiten elektronischen Schaltung (ASIC II) durch eine herkömmliche Pulsweitenmodulation die Spannung reduziert werden.
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Dies bedeutet, dass zu Beginn jedes Rechteckimpulses zunächst von der elektronischen Schaltung (ASIC I) eine zeitlich begrenzte (z. B. 100 ms) Heizphase eingeleitet wird und nach dem Ende der Heizphase das Heizelement wieder abgeschaltet wird. Daran schließt sich die Messphase an. Wenn der Drucksensor während der Heizphase aktiv ist, dann ist die Messgenauigkeit aufgrund der erhöhten Temperatur gegenüber dem Messbetrieb etwas verschlechtert.
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Die Zeitdauer der Heizphase (z. B. 100 ms) wird von der in die Drucksensoreinrichtung integrierten elektronischen Schaltung (ASIC I) begrenzt, die somit gewissermaßen als ”Zeitschaltuhr” wirkt. Die Zeitdauer der Heizphase ist somit unabhängig von der Länge des vom Steuergerät ausgegebenen Rechteckimpulses, wenn letzterer gleichlang oder länger als die Heizphase ist. Optional kann in der integrierten elektronischen Schaltung (ASIC I) ein (Temperatur-)Regler integriert sein, der die Länge der Heizphase so steuert, dass die Temperatur des Drucksensors 21 eine Solltemperatur (z. B. 20°C) erreicht. Dadurch kann ein rasches Auftauen erreicht werden, ohne dass die Gefahr einer Überhitzung des Drucksensors 21 besteht.
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Wenn kein Heizbetrieb erforderlich ist, dann gibt das Steuergerät so lange wie die Brennkraftmaschine in Betrieb ist eine konstante elektrische Spannung oder Strom aus. Dies bedeutet, dass bei Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens und Drucksensors, das Heizelement nur zu Beginn einmal für die Dauer einer Heizphase von z. B. 100 ms aktiviert wird und danach abgeschaltet bleibt, so dass ein „ungestörter” Messbetrieb möglich ist.
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Damit kann das Steuergerät durch die Art der Bestromung zwischen dem Heizbetrieb (mehrere aufeinanderfolgende Rechteckimpulse) und dem Messbetrieb (ein langandauerndes elektrisches Signal) der Drucksensoreinrichtung wechseln. Der zeitliche Anteil der Heizphasen an der Gesamtbetriebsdauer des Drucksensors kann also durch die Zahl und Länge der Rechteckimpulse vom Steuergerät gesteuert werden.
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Elektronische Bauelemente bzw. Schaltungen, die in der erfindungsgemäßen Drucksensoreinrichtung vorgesehen und in diese integriert sein können, wie z. B. die Schaltung zum Auswerten des von der Wheatstone-Bücke erzeugten Sensorausgangssignals, die Schaltung zur Pulsweitenmodulation (ASIC II) oder die zeitabhängige Schaltvorrichtung zum Begrenzen der Heizphase (ASIC I) können z. B. durch eine anwenderspezifische integrierte Schaltung (sog. ASIC) kostengünstig realisiert werden. Damit sind der Aufbau und die Herstellung der Drucksensoreinrichtung kostengünstig und einfach.
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In einer alternativen Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Umschaltung vom Heizbetrieb auf den Messbetrieb über eine zusätzliche Steuerleitung der Drucksensoreinrichtung gesteuert wird. Die Steuerleitung kann bspw. mit einem Steuergerät verbunden sein und kann analoge oder digitale Steuersignale übertragen.
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Außerdem kann vorgesehen sein, dass während der Heizphase eine Sensorsignalleitung durch das Steuergerät mit einem Masseanschluss GND kurzgeschlossen wird. Dies kann über die zusätzliche Steuerleitung, aber auch intern durch die elektronische Schaltung (ASIC I), welche die Heizphase überwacht, gesteuert werden. An Hand der kurzgeschlossenen Sensorsignalleitung kann das Steuergerät z. B. die Heizphase detektieren. Außerdem wird eine Fehlinterpretation des Drucksensorsignals beziehungsweise ein ungenaues Drucksensorsignal während des Heizbetriebs vermieden.
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In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass durch Erfassen einer Temperatur der Membran der Drucksensoreinrichtung eine Heizleistung des Heizelements geregelt wird. Dazu weist die Drucksensoreinrichtung, bevorzugt auf der Membran, z. B. einen NTC-Thermistor (Heißleiter) auf. Ein temperaturabhängiger Stromfluss durch den NTC-Thermistor kann zu einer Regelung der Heizleistung in der Drucksensoreinrichtung verwendet werden, um ein Überhitzen der Membran zu vermeiden.
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Dadurch wird das Erreichen einer Soll-Temperatur der Membran überwacht, da der Heizbetrieb (insbesondere bei hoher Heizleistung) eine negative Auswirkung auf die Messgenauigkeit des Drucksensors haben kann. Die Temperatur-Überwachung führt dazu, dass die Drucksensoreinrichtung eine längere Lebensdauer erreicht und genauere Messdaten liefert. Prinzipiell kann auch anstatt des NTC-Thermistors ein PTC-Widerstand (Kaltleiter) verwendet werden.
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Ferner kann vorgesehen sein, dass durch Auswerten eines Signals der Drucksensoreinrichtung eine Diagnose der Drucksensoreinrichtung durchgeführt wird. Dabei ist eine Diagnose der Drucksensorfunktion durch Überwachen der Drucksensorsignale auf einer ausgangsseitigen Drucksensor-Signalleitung im Steuergerät möglich. Kann z. B. im Messbetrieb kein Drucksensorsignal detektiert werden, so ist auf eine fehlerhafte Drucksensoreinrichtung zu schließen.
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Eine Diagnose des Heizelements kann über den vom Steuergerät gemessenen Strom durchgeführt werden, da die Stromstärke zum Heizen des Heizelements wesentlich höher ist als zum Betreiben des Drucksensors.
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Wenn der Rechteckimpuls während des Heizbetriebs länger als die Heizphase ist, kann auch während des Heizbetriebs eine Druckmessung beziehungsweise eine Diagnose der Drucksensorfunktion durchgeführt werden, da die an die Heizphase anschließende kurze Messphase ein Drucksensorsignal erzeugt, das für eine Druckmessung und/oder eine Diagnose der Drucksensorfunktion herangezogen werden kann.
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Weitere Vorteile der Erfindung sind der nachfolgenden Zeichnung, deren Beschreibung und den Patentansprüchen entnehmbar. Es zeigen, jeweils in schematischer Form:
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1 das Umfeld der Erfindung;
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2 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Drucksensoreinrichtung mit einem Steuergerät;
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3 einen Signalverlauf im Messbetrieb der Drucksensoreinrichtung aus 2; und
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4 einen Signalverlauf im Heizbetrieb der Drucksensoreinrichtung aus 2.
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In 1 ist eine Brennkraftmaschine 1 mit einer Abgasnachbehandlungseinrichtung 3 stark vereinfacht und schematisch dargestellt. Die Abgasnachbehandlungseinrichtung 3 umfasst ein Abgasrohr 5, einen Oxidationskatalysator 7 und einen SCR-Katalysator 11. Nicht dargestellt ist ein Partikelfilter, der üblicherweise stromabwärts des Oxidationskatalysators 7 angeordnet wird. Die Strömungsrichtung des Abgases durch das Abgasrohr 5 ist durch Pfeile (ohne Bezugszeichen) angedeutet.
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Um den SCR-Katalysator 11 mit einem flüssigen Reduktionsmittel, z. B. einer Harnstoff-Wasser-Lösung (sog. AdBlue), oder einem anderen flüssigen Reduktionsmittel zu versorgen, ist stromaufwärts des SCR-Katalysators 11 am Abgasrohr 5 eine Dosiereinrichtung 13 für das flüssige Reduktionsmittel angeordnet. Die Dosiereinrichtung 13 spritzt bei Bedarf unter Druck das flüssige Reduktionsmittel über ein Einspritzventil 15 stromaufwärts des SCR-Katalysators 11 in das Abgasrohr 5 ein.
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Das gesamte Dosiersystem umfasst neben der Dosiereinrichtung 13 eine Förderpumpe 17, sowie einen Vorratstank 19 für die Harnstoff-Wasser-Lösung. Zwischen der Förderpumpe 17 und der Dosiereinrichtung 13 ist eine erste Leitung (Reduktionsmittelzuführleitung) 20 vorgesehen, in der ein Drucksensor 21 angeordnet ist. Der Drucksensor 21 kann auch in ein Gehäuse der Förderpumpe 17 integriert sein.
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Zwischen dem Vorratstank 19 und der Förderpumpe 17 ist eine zweite Leitung als Saugleitung 22 für die Harnstoff-Wasser-Lösung vorgesehen. Die Leitungen 20 und 22 können zumindest teilweise auch als Schlauch ausgebildet sein.
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Der Vollständigkeit halber sei noch auf die in der Abgasanlage angeordneten Sensoren, nämlich einen Stickoxid-Sensor 25, sowie Temperatur-Sensoren 24 und 27 hingewiesen. Diese Sensoren 24, 25 und 27 sind über Signalleitungen (ohne Bezugszeichen) mit einem ersten Steuergerät 29 der Brennkraftmaschine 1 verbunden. Das erste Steuergerät 29 steuert die Brennkraftmaschine 1 und sendet und empfängt Daten von einem weiteren Steuergerät 26 des Dosiersystems. Am Steuergerät 26 sind Signalleitungen zum Dosiermodul 13, zur Förderpumpe 17 und zum Drucksensoreinrichtung 21 angeschlossen (in 1 gestrichelt dargestellt). Die Funktionen der Steuergeräte 26 und 29 können auch in einem gemeinsamen Steuergerät implementiert sein (nicht dargestellt).
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren soll mit Hilfe eines erfindungsgemäß ausgebildeten Drucksensors 21 bei Bedarf eingefrorenes Reduktionsmittel aufgetaut werden, damit es dann über das Einspritzventil 15 in das Abgasrohr 5 eingespritzt werden kann.
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2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen heizbaren Drucksensors 21. Der Drucksensor 21 weist eine Membran 31 auf, die durch eine von dem Drucksensor 21 zu überwachenden Flüssigkeit druckabhängig verformt wird. In oder auf der Membran 31 sind verformungsabhängige ohmsche Widerstände 33 angeordnet, die zu einer Wheatstone-Brücke 35 zusammengeschaltet sind. Der Drucksensor 21 arbeitet bevorzugt als sog. piezoresistiver Drucksensor.
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Durch die Wheatstone-Brücke 35 können selbst kleine ohmsche Widerstandsänderungen auf einfache Weise erkannt werden. Aus dem von der Wheatstone-Brücke 35 erzeugten Signal kann der im flüssigen Reduktionsmittel herrschende Druck ermittelt werden. Dazu wird das Signal der Wheatstone-Brücke in einer elektronischen Schaltung (nicht dargestellt) ausgewertet und über eine Drucksensor-Signalleitung 37 in einem Verstärker 39 (z. B. einem Operationsverstärker) verstärkt und anschließend zur Auswertung an das Steuergerät 26 weitergeleitet.
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Das Steuergerät 26 kann ein (bevorzugt monopolares) Netzteil 41, das z. B. eine elektrische Spannung von 5 V liefert, und eine Anzeigevorrichtung 43 umfassen. In diesem Fall kann der vom Steuergerät 26 bereitgestellte Strom begrenzt werden.
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In dem dargestellten Ausführungsbeispiel stellt das Steuergerät 26 an einem Ausgang 42 die Bordspannung des Kraftfahrzeugs (9 V bis 16 V) zur Verfügung. Das Netzteil 41 wird dann für die Drucksensoreinrichtung 21 nicht benötigt.
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Alternativ kann die Drucksensoreinrichtung 21 auch mit der Versorgungsspannung der Förderpumpe 17 versorgt werden (nicht dargestellt). Diese beiden Varianten ermöglichen einen höheren Stromfluss und damit eine größere Leistung eines Heizelements 45.
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Um die Spannung auf den von der Drucksensoreinrichtung 21 benötigten Wert (z. B. 5 V) abzusenken, ist ein Spannungswandler 49 hinter dem elektrischen Eingang der Drucksensoreinrichtung 21 angeordnet. Der Spannungswandler 49 sorgt dafür, dass die an der Drucksensoreinrichtung 21 anliegende Spannung konstant auf einem bestimmten Wert gehalten wird, zum Beispiel durch eine Pulsweitenmodulation.
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Parallel zu den verformungsabhängigen ohmschen Widerständen 33 ist in der Drucksensoreinrichtung 21 ein elektrisches Heizelement 45 geschaltet. Das Heizelement 45 kann drahtförmig ausgebildet sein und hat bevorzugt die Form eines Mäanders.
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Über Versorgungsleitungen 47 werden die Wheatstone-Brücke 35 und das Heizelement 45 von dem Steuergerät 26 mit elektrischer Energie versorgt. Die Heizleistung des Heizelements 45 wird durch die anliegende Spannung und den elektrischen Widerstand bestimmt.
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Der erfindungsgemäße Drucksensor 21 kann in zwei Betriebsarten, nämlich in einem Heizbetrieb und in einem Messbetrieb, betrieben werden. Der Heizbetrieb ist nur dann notwendig, wenn die Außentemperatur z. B. –11°C unterschreitet und ein Auftauen des flüssigen Reduktionsmittels nötig ist.
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Ansonsten befindet sich der Drucksensor 21 im Messbetrieb, wenn die Förderpumpe 17 fördert.
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In die Drucksensoreinrichtung 21 ist eine elektronische Schaltung 50 für das Heizelement 45 integriert, die dafür sorgt, dass das Heizelement 45 nach einer bestimmten Dauer oder nach Ablauf einer Heizphase tH deaktiviert wird. Die Heizphase tH beginnt, sobald eine elektrische Spannung an dem Heizelement 45 angelegt wird. Die Heizphase tH kann beispielsweise 100 ms andauern.
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Die elektronische Schaltung 50 kann während der Heizphase tH das Drucksensorsignal bzw. die Drucksensor-Signalleitung 37 mit einem Masseanschluss GND (nicht dargestellt) kurzschließen.
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Um zu verhindern, dass der Drucksensor 21 überhitzt, kann z. B. in oder auf der Membran 31 ein Temperatursensor angeordnet sein (nicht dargestellt). Der Temperatursensor kann z. B. als ein NTC-Thermistor (Heißleiter) ausgebildet und in Reihe mit dem Heizelement 45 geschaltet sein. Dadurch wird der temperaturabhängige Stromfluss durch den NTC-Thermistor zu einer Regelung der Heizleistung des Heizelements 45 verwendet. Dabei arbeitet der NTC-Thermistor als Messfühler und ein integrierter Schaltkreis (IC) steuert abhängig vom Messwert und einem Temperatur-Sollwert (z. B. 20°C) die Heizleistung. Dadurch wird eine Soll-Temperatur der Membran mit Hilfe des Heizelements 45 rasch erreicht und ein Überhitzen des Drucksensors 21 wird zuverlässig verhindert.
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Alle elektronischen Schaltungen der Drucksensoreinrichtung 21 können z. B. durch eine anwenderspezifische integrierte Schaltung (sog. ASIC) realisiert werden.
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Ein Verfahren zum Betreiben der erfindungsgemäßen Drucksensoreinrichtung 21 in der bevorzugten Ausführungsform funktioniert folgendermaßen:
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3 zeigt dazu einen zeitlichen Verlauf eines elektrischen Signals im Messbetrieb, 4 zeigt einen zeitlichen Verlauf eines elektrischen Signals im Heizbetrieb der Drucksensoreinrichtung 21.
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Zum Messbetrieb wird ein konstantes elektrisches Signal 51, bevorzugt ein Spannungssignal, an die Drucksensoreinrichtung 21 angelegt, so wie es in 3 zum Zeitpunkt t1 dargestellt ist. In der Drucksensoreinrichtung 21 wird der ansteigende Impuls des elektrischen Signals detektiert. Die elektronische Schaltung 50 (ASIC I) stößt anschließend die Heizphase durch Erzeugen eines Heizsignals 53 für das Heizelement 45 für eine vorbestimmte Zeitdauer tH an. Nach Ablauf der Zeit tH wird das elektrische Heizelement 45 von der elektronischen Schaltung 50 deaktiviert und eine Messphase tM beginnt. In der Messphase tM erzeugt der Drucksensor 31 das Drucksensorsignal 55, das über die Drucksensor-Signalleitung 37 an das Steuergerät 26 zur Auswertung gesendet wird.
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Während der Heizphase tH kann die Drucksensor-Signalleitung 37 auch mit einem nicht dargestellten Masseanschluss elektrisch verbunden und damit kurzgeschlossen werden, um im Steuergerät 26 die Heizphase detektieren zu können und/oder um Fehlinterpretationen des Drucksensorsignals 55 zu vermeiden. Nach einer Beendigung des konstanten elektrischen Signals 51 ist auch die Messphase tM beendet.
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Der Heizbetrieb unterscheidet sich vom Messbetrieb, dadurch, dass das Steuergerät 26 nacheinander mehrere relativ kurze Rechteckimpulse 51 ausgibt, so dass sich Rechteckimpulse mit einer Zeitdauer tZ bilden (siehe 4). Zu Beginn eines Rechteckimpulses wird jeweils das Heizsignal 53 zum Beheizen des Heizelements 45 mit der Zeitdauer tH angestoßen. Es schließt sich dann innerhalb der Zeitdauer tZ die Messphase tM an, in der das Drucksensorsignal 55 erzeugt wird.
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Die Messphase tM im Heizbetrieb kann kürzer oder länger als die Zeitdauer tH zum Heizen sein. Das in der Zeitdauer tM erzeugte Drucksensorsignal 55 weist eine reduzierte Messgenauigkeit auf, ist aber z. B. zu einer Diagnose des Drucksensors 21 oder zur Druckmessung verwendbar.
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Wenn z. B. während des Heizbetriebs nach Ablauf der Heizphase tH kein Drucksensorsignal detektiert werden kann, so ist auf eine fehlerhafte Drucksensoreinrichtung 21 zu schließen.
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Eine Diagnose der Heizleistung am Heizelement 45 kann über den während der Heizphase tH fließenden Strom vom Steuergerät 26 durchgeführt werden. Des Weiteren kann, falls der Sensor über ein digitales Protokoll mit dem Steuergerät kommuniziert, während der Heizphase ein als solcher gekennzeichneter Messwert der Temperatur an das Steuergerät übergeben werden.
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Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahren kann das Steuergerät 26 also zwischen den beiden Betriebzuständen (Heizbetrieb und Messbetrieb) durch die Art beziehungsweise Dauer der Rechteckimpulse 51 wechseln.
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Durch Überwachung der Temperatur der Membran 31 durch den Temperatursensor kann zusätzlich eine Heizleistung des Heizelements 45 geregelt werden, um ein Überhitzen der Membran zu vermeiden. Dabei wird das Erreichen einer Soll-Temperatur der Membran 31 überwacht, da der Heizbetrieb (insbesondere bei hoher Heizleistung) eine negative Auswirkung auf die Messgenauigkeit des Drucksensors 21 haben kann.
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In einer alternativen, nicht dargestellten, Ausführungsform zum Betreiben des Drucksensors 21 ist eine zusätzliche Steuerleitung zwischen dem Steuergerät 26 und der Drucksensoreinrichtung 21 angeordnet, über die eine Umschaltung vom Heizbetrieb auf den Messbetrieb gesteuert wird. Die zusätzliche Steuerleitung kann analoge oder digitale Steuersignale übertragen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102005029841 A1 [0005]
