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Die Erfindung betrifft ein Verfahren, eine Vorrichtung, ein System, ein Computerprogramm und ein Computerprogrammprodukt zur Diagnose eines Mischpotentialsensors für ein Kraftfahrzeug.
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Immer strengere gesetzliche Vorschriften bezüglich zulässiger Schadstoffemissionen in Kraftfahrzeugen, in denen Brennkraftmaschinen angeordnet sind, machen es erforderlich, die Schadstoffemissionen bei einem Betrieb der Brennkraftmaschine so gering wie möglich zu halten. Hierdurch ist es insbesondere für den Einsatz von Abgasnachbehandlungssystemen, wie Katalysatoren, erforderlich, die Schadstoffkomponenten im Abgastrakt sehr genau zu bestimmen.
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Zur Messung und Bestimmung von Schadstoffkomponenten, wie beispielsweise Stickoxiden (NOX) und Kohlenwasserstoffen (HC), in Abgasen von Kraftfahrzeugen werden langzeitstabile Sensoren benötigt, die hohen Temperaturen und Strömungsgeschwindigkeiten standhalten und Schadstoffkomponenten im ppm-Bereich nachweisen können. Zu diesem Zweck werden unter anderem Lambdasonden oder Mischpotentialsensoren eingesetzt.
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Mischpotentialsensoren sind durch einen einfachen Aufbau und eine relativ hohe Empfindlichkeit zur Messung von Schadstoffkomponenten gekennzeichnet. Sie weisen in der Regel eine gassensitive erste Messelektrode und eine zweite Referenzelektrode auf, zwischen denen ein Mischpotential als Spannungssignal in Abhängigkeit des zu messenden Gases bestimmt wird.
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Es ist eine Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, ein Verfahren, eine Vorrichtung und ein System zur Diagnose eines Mischpotentialsensors zu schaffen, die dazu geeignet sind, einen Funktionszustand des Mischpotentialsensors zu ermitteln.
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Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung umfasst ein Verfahren zur Diagnose eines Mischpotentialsensors für ein Kraftfahrzeug ein Bereitstellen des Mischpotentialsensors mit einer gassensitiven ersten Elektrode und einer referenzierenden zweiten Elektrode, die dazu ausgebildet sind, in Abhängigkeit eines zu messenden Gases ein Messsignal zu generieren, das als Mischpotential zwischen der ersten und zweiten Elektrode repräsentativ ist für eine Gaskonzentration des zu messenden Gases. Das Verfahren umfasst weiter ein Ansteuern des Mischpotentialsensors mittels elektrischen Stroms und dadurch Ändern des Mischpotentials zwischen der ersten und zweiten Elektrode. Das Verfahren umfasst weiter ein Ermitteln eines Verlaufs des geänderten Mischpotentials und ein Ermitteln eines Funktionszustands des Mischpotentialsensors in Abhängigkeit des ermittelten Verlaufs des Mischpotentials.
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Mittels des beschriebenen Verfahrens ist eine Diagnosemöglichkeit des Funktionszustands des Mischpotentialsensors realisierbar, die Auskunft über die Funktionstüchtigkeit des Mischpotentialsensors und die Zuverlässigkeit der Messsignale geben kann. Ist der Mischpotentialsensor zum Beispiel in einem Abgastrakt eines Kraftfahrzeugs angeordnet, ermöglicht das beschriebene Verfahren, einen Ausstoß von Schadstoffemission während eines Betriebs des Kraftfahrzeugs zuverlässig zu kontrollieren und gegebenenfalls nutzbringend anzupassen.
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Das Funktionsprinzip von Mischpotentialsensoren beruht im Wesentlichen auf Ionendiffusion von Sauerstoff. Die Schadstoffkomponenten binden den zur Verfügung stehenden Sauerstoff und die daraus resultierende Spannungsdifferenz zwischen der ersten und zweiten Elektrode wird als Mischpotential detektiert. Das Ansteuern des Mischpotentialsensors mittels elektrischen Stroms ermöglicht es, in dem Mischpotentialsensor einen geringfügigen Sauerstoffüberschuss zu erreichen und diesen gezielt zur Elektrode hin zu pumpen beziehungsweise für die Detektion durch die Elektrode bereitzustellen. Der bereitgestellte Sauerstoffüberschuss repräsentiert somit eine kontrollierte Störung des Mischpotentials, die zum Ermitteln des Funktionszustands des Mischpotentialsensors ausgewertet werden kann. Somit ist es mittels vorgegebenen Änderns des Mischpotentials zwischen den beiden Elektroden auf einfache Weise möglich, den Funktionszustand des Mischpotentialsensors zu untersuchen und eine Zuverlässigkeit der Messsignale des Mischpotentialsensors zu überprüfen.
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Aufgrund des Ansteuerns des Mischpotentialsensors mittels elektrischen Stroms wird ein Pumpstrom eingeleitet, welcher zu einer kontrollierten Störung des Mischpotentials zwischen den beiden Elektroden führt. Es wird ein Sauerstoffüberschuss zwischen den Elektroden erzielt, welcher einen Sauerstoffionentransport und eine definierte Änderung des Mischpotentials begründet. Wird nun der Verlauf des Mischpotentials ermittelt bis die gezielt eingeführte Störung wieder abgeklungen ist, kann der Funktionszustand des Mischpotentialsensors, beispielsweise im Vergleich zu einem vorgegebenen und kalibrierten Verlauf des Mischpotentials, der auf einem Datenspeicher hinterlegt ist, kontrolliert werden.
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Beispielsweise wird im Rahmen des beschriebenen Verfahrens ermittelt, dass die Funktionalität des Mischpotentialsensors beeinträchtigt ist und Gaskonzentrationen und Schadstoffemissionen nicht mehr zuverlässig bestimmt werden können. Aufgrund der Kenntnis des eingeschränkten Funktionszustands kann eine entsprechende Wartung des Mischpotentialsensors erfolgen, um zeitnah wieder ein zuverlässiges Ermitteln von Schadstoffemissionen oder anderer Gaskonzentrationen zu ermöglichen und somit einen Betrieb des Kraftfahrzeugs möglicherweise vorteilhaft zu beeinflussen.
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Der ermittelte Funktionszustand des Mischpotentialsensors ermöglicht zum Beispiel Rückschlüsse auf ein Alter und eine Aktivität einer oder beider Elektroden, die unter Umständen aufgrund von äußeren Einflüssen beeinträchtigt ist. Eine solche Beeinträchtigung der Aktivität des Mischpotentialsensors kann sich zum Beispiel in driftenden Messsignalen wiederspiegeln, die zu einem abweichenden Verlauf des Mischpotentials führen, welcher beispielsweise nicht einem kalibrierten oder funktionstüchtigen Zustand entspricht. Dabei repräsentiert das Mischpotential das Potential, das zwischen einer gassensitiven und einer referenzierenden Elektrode des Mischpotentialsensors anliegt.
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Gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens umfasst das Ermitteln des Funktionszustandes des Mischpotentialsensors in Abhängigkeit des ermittelten Verlaufs des gezielt veränderten Mischpotentials ein Abgleichen des ermittelten Verlaufs des Mischpotentials mit vorgegebenen Referenzwerten, die repräsentativ für einen vorgegebenen Funktionszustand des Mischpotentialsensors sind.
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Der Funktionszustand des Mischpotentialsensors kann dadurch überprüft werden, dass der ermittelte Verlauf des kontrolliert geänderten Mischpotentials mit einem vorgegebenen Verlauf verglichen wird, welcher beispielsweise in einem Datenspeicher hinterlegt ist. Der ermittelte Verlauf des Mischpotentials kann beispielsweise hinsichtlich seiner Form, Steigung und/oder seiner maximalen und minimalen Ausschläge mit einem vorgegebenen Verlauf und/oder vorgegebenen Referenzwerten verglichen werden und Auskunft über einen aktuellen Funktionszustand des Mischpotentialsensors geben.
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Ein solcher Funktionszustand des Mischpotentialsensors kann zum Beispiel für verschiedene Betriebspunkte, die unterschiedliche Drehmomente, Temperaturen oder Einspritzverhalten von Injektoren umfassen können, überprüft und mit historischen Daten abgeglichen werden. Beispielsweise wird mittels des beschriebenen Verfahrens eine Übereinstimmung des ermittelten Verlaufs des Mischpotentials mit einen vorgegebenen Verlauf oder mit vorgegebenen Eckdaten ermittelt und innerhalb von vorgegebenen Toleranzbereichen der Mischpotentialsensor als zuverlässig und funktionstüchtig beurteilt.
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Auf diese Weise kann auch ermittelt werden, ob die gassensitive Elektrode des Mischpotentialsensors vergiftet ist, indem beispielsweise maximale Ausschläge des ermittelten Verlaufs des Mischpotentials mit zuvor kalibrierten und nicht vergifteten Messsignalen des Mischpotentialsensors und/oder Verläufen des Mischpotentials verglichen werden. Mit dem Begriff „vergiftet“ ist in diesem Zusammenhang eine reversible oder irreversible Vergiftung verschiedener Stoffe bezeichnet, die sich an oder in einer oder beiden Elektroden ablagern und deren Aktivität nachteilig beeinflussen.
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Gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens umfasst das Ansteuern des Mischpotentialsensors mittels elektrischen Stroms ein Ansteuern mittels einer isolierten Stromquelle, die dazu ausgebildet ist, einen zeitlich vorgegebenen Stromverlauf zum Ansteuern des Mischpotentialsensors bereitzustellen.
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Eine solche zusätzliche Stromquelle zum vorgegebenen Ansteuern des Mischpotentialsensors mit elektrischem Strom ist vorteilhaft von einem Auswerte- und/oder Heizkreislauf des Mischpotentialsensors isoliert, sodass Quereinflüsse und ein sogenanntes Querpumpen verhindert oder zumindest reduziert werden. Auf diese Weise kann ein kontrollierter Sauerstoffüberschuss erzielt und eine absichtliche Änderung des Mischpotentials eingeleitet werden.
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Gegebenenfalls weist der Mischpotentialsensor mehr als zwei Elektroden auf, sodass beispielsweise eine referenzierende Elektrode und mehrere gassensitive Elektroden Teil des Mischpotentialsensors sind, wobei die gassensitiven Elektroden zum Beispiel für unterschiedliche Gase oder Gasgemische sensitiv sind. In einem solchen Fall ist die Stromquelle nutzbringend mit den Elektroden schaltbar verbunden, sodass ein gewünschter Pumpstrom zwischen einer der Messelektroden und der Referenzelektrode eingeleitet werden kann. Auf diese Weise können die Elektroden einzeln angesteuert und hinsichtlich der Zuverlässigkeit der Messsignale überprüft werden.
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Das vorgegebene Ansteuern mittels der Stromquelle umfasst zum Beispiel unterschiedliche Stromhöhen, Amplituden und Zeiten und ermöglicht unter anderem ein Ermitteln einer Ansprechzeit und einer Aktivität der einzelnen Elektroden beziehungsweise des jeweiligen Elektrodenpaares. Die Stromquelle kann Wechselstrom oder Gleichstrom als Pumpstrom für den Mischpotentialsensor bereitstellen. Außerdem kann die Frequenz des ansteuernden elektrischen Stroms variabel sein und auch die Pulsform des bereitgestellten Stromverlaufs kann variieren. Beispielsweise weist der ansteuernde Stromverlauf eine konstanten Verlauf oder aber eine Sinus-, Rechteck-, Dreieck- oder anderweitig gepulste Form auf. Außerdem kann die Polarität der Stromquelle bidirektional einstellbar sein, sodass unter Verwendung verschiedener Stromverläufe und durch Ändern der Polarität des Stromverlaufs Rückschlüsse sowohl über die Aktivität des kompletten Mischpotentialsensors als auch über dessen Teilbereiche, wie Elektroden, Gasübergang, Oxidations- und Elektrodenmaterialzustand, Aktivität der Dreiphasengrenzschicht sowie Alterung des Ionenleiters möglich sind und Auskunft über den Funktionszustand des Mischpotentialsensors liefern.
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Gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens umfasst das Ermitteln des Funktionszustandes des Mischpotentialsensors ein Ermitteln einer Elektroden- und/oder Materialfunktionalität des Mischpotentialsensors.
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Gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens umfasst das Ermitteln des Funktionszustandes des Mischpotentialsensors ein Ermitteln eines Elektroden-Gasübergangs des Mischpotentialsensors.
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Gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens umfasst das Ermitteln des Funktionszustands des Mischpotentialsensors ein Ermitteln einer Aktivität einer Dreiphasengrenzschicht des Mischpotentialsensors.
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Der Elektroden-Gasübergang und die Aktivität der Dreiphasengrenzschicht sind zwei Parameter, die die Funktionalität des Mischpotentialsensors entscheidend beeinflussen können. Dabei bezeichnet der Elektroden-Gasübergang im Wesentlichen die Grenzfläche zwischen der jeweiligen Elektrodenoberfläche und dem umgebenden Gas. Um ein zuverlässiges Ermitteln von Gaskonzentrationen mittels des Mischpotentialsensors zu ermöglichen, darf das zu detektierende Gas nicht am Erreichen der Elektrodenoberfläche gehindert werden. Dies wäre beispielsweise der Fall, falls der Mischpotentialsensor eine Silizium-Vergiftung aufweist und die Elektrodenoberfläche mit Siliziumdioxid benetzt ist, was eine Detektion des zu messenden Gases blockieren würde. Mittels des beschriebenen Verfahrens ist ein Ermitteln einer solchen Beeinträchtigung des Mischpotentialsensors möglich.
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Die Dreiphasengrenzschicht bezeichnet einen Bereich des Mischpotentialsensors, in dem das zu messende Gas, die Elektrode und ein Zirkonoxid-Gitter zusammenwirken und den Funktionszustand des Mischpotentialsensors mitbestimmen. Die Aktivität der Dreiphasengrenzschicht entscheidet dabei über die Kinetik von Sauerstoffeinlagerungen, die sich als Sauerstoffmoleküle in das Zirkonoxid-Gitter des Mischpotentialsensors einlagern und aus diesem herausgelöst werden. Sie wirkt sich wesentlich auf Eigenschaften, wie Signalhöhe der Messsignale und Ansprechzeit, des Mischpotentialsensors aus.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Diagnose eines Mischpotentialsensors für ein Kraftfahrzeug dazu ausgebildet, eines der zuvor beschriebenen Verfahren durchzuführen, wobei der Mischpotentialsensor eine gassensitive erste Elektrode und eine referenzierende zweite Elektrode aufweist, die dazu ausgebildet sind, in Abhängigkeit eines zu messenden Gases ein Messsignal zu generieren, das als Mischpotential repräsentativ ist für eine Gaskonzentration des zu messenden Gases.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst ein System zur Diagnose eines Mischpotentialsensors für ein Kraftfahrzeug eine Vorrichtung, wie zuvor beschrieben, zur Diagnose des Mischpotentialsensors und den Mischpotentialsensor, der dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit eines zu messenden Gases ein Messsignal zu generieren, das als Mischpotential repräsentativ ist für eine Gaskonzentration des zu messenden Gases. Außerdem umfasst das System eine isolierte Stromquelle, die zum elektrischen Ansteuern des Mischpotentialsensors ausgebildet ist.
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Eine solche Vorrichtung und ein solches System korrespondieren zu dem zuvor beschriebenen Verfahren, sodass sämtliche Merkmale und Eigenschaften des Verfahrens auch für die Vorrichtung und das System offenbart sind und umgekehrt.
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Gemäß einem weiteren Aspekt zeichnet sich die Erfindung aus durch ein Computerprogramm zur Diagnose eines Mischpotentialsensors für ein Kraftfahrzeug, das dazu ausgebildet ist, eines der zuvor beschriebenen Verfahren bei seiner Ausführung auf eine Datenverarbeitungsvorrichtung durchzuführen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt zeichnet sich die Erfindung aus durch ein Computerprogrammprodukt, das einen ausführbaren Programmcode umfasst, wobei der Programmcode bei Ausführung durch eine Datenverarbeitungsvorrichtung eines der zuvor beschriebenen Verfahren zur Diagnose des Mischpotentialsensors ausführt. Das Computerprogrammprodukt umfasst insbesondere ein von der Datenverarbeitungsvorrichtung lesbares Medium, auf dem der Programmcode gespeichert ist.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 ein Ausführungsbeispiel eines Kraftfahrzeugs mit einer Vorrichtung zur Diagnose eines Mischpotentialsensors,
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2 einen zeitlichen Strom- und Spannungsverlauf zur Diagnose eines Mischpotentialsensors,
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3 ein Ablaufdiagramm für ein Verfahren zur Diagnose eines Mischpotentialsensors für ein Kraftfahrzeug.
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Elemente gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
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1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Systems zur Diagnose eines Mischpotentialsensors 5, welcher in einem Abgastrakt 7 eines Kraftfahrzeugs 3 angeordnet ist. Eine Vorrichtung 1 ist dazu ausgebildet, mittels einer isolierten Stromquelle 11 den Mischpotentialsensor 5 gezielt anzusteuern und dadurch ein Ermitteln eines Funktionszustands des Mischpotentialsensors 5 zu ermöglichen. Auf diese Weise kann der Mischpotentialsensor 5 hinsichtlich einer Aktivität und eines Alters überprüft werden und es kann eine den Messsignale des Mischpotentialsensors 5 eine gewisse Zuverlässigkeit zugeordnet werden.
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Der Mischpotentialsensor 5 umfasst zum Beispiel eine oder mehrere gassensitive Elektroden und eine referenzierende Elektrode, die dazu ausgebildet sind, in Abhängigkeit eines zu messenden Gases ein Messsignal zu generieren, das als Mischpotential zwischen einer gassensitiven Elektrode und der referenzierenden Elektrode repräsentativ ist für eine Gaskonzentration des zu messenden Gases. Das Mischpotential zwischen den beiden Elektroden kann mittels Ansteuerns mit elektrischem Strom geändert werden und dadurch ein Ermitteln eines Funktionszustands des Mischpotentialsensors 5 in Abhängigkeit des geänderten Mischpotentials ermöglichen.
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Das Funktionsprinzip des Mischpotentialsensors 5 beruht im Wesentlichen auf Ionendiffusion von Sauerstoff. Die Schadstoffkomponenten binden den zur Verfügung stehenden Sauerstoff und die daraus resultierende Spannungsdifferenz zwischen der ersten und zweiten beziehungsweise der gassensitiven und referenzierenden Elektrode wird als Mischpotential detektiert. Das Ansteuern des Mischpotentialsensors mittels elektrischen Stroms ermöglicht es, in dem Mischpotentialsensor einen geringfügigen Sauerstoffüberschuss zu erreichen und diesen gezielt zur Elektroden hin zu pumpen beziehungsweise für die Detektion durch die Elektroden bereitzustellen. Der bereitgestellte Sauerstoffüberschuss repräsentiert somit eine kontrollierte Störung des Mischpotentials, die zum Ermitteln des Funktionszustands des Mischpotentialsensors 5 ausgewertet werden kann.
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Bei einem Ermitteln des Funktionszustands des Mischpotentialsensors 5 wird der Mischpotentialsensor 5 zum Beispiel mit einem vorgegebenen Stromverlauf V_ST angesteuert und dadurch eine Änderung des Mischpotentials kontrolliert eingeführt. Der vorgegebene Stromverlauf V_ST repräsentiert einen Pumpstrom, welcher aufgrund eines induzierten Sauerstoffüberschusses zu einer definierten Änderung des Mischpotentials zwischen den Elektroden führt. Wird nun der Verlauf V_MP des Mischpotentials ermittelt bis die gezielt eingeführte Störung wieder abgeklungen ist, kann der Funktionszustand des Mischpotentialsensors 5 ermittelt werden, indem beispielsweise so ermittelte Verlauf V_MP mit einem vorgegebenen und kalibrierten Verlauf des Mischpotentials verglichen wird.
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Somit ist mittels des beschriebenen Systems und eines korrespondieren Verfahrens, das beispielsweise gemäß dem in 3 dargestellten Ablaufdiagramm durchgeführt wird, eine aktive Diagnosemöglichkeit des Funktionszustands des Mischpotentialsensors 5 gegeben, die Auskunft über die Funktionstüchtigkeit des Mischpotentialsensors 5 und die Zuverlässigkeit der Messsignale liefern kann. Gemäß dem illustrierten Ausführungsbeispiel ist es auf diese Weise möglich einen Beitrag dafür zu leisten, dass ein Ausstoß von Schadstoffemission während eines Betriebs des Kraftfahrzeugs 3 zuverlässig kontrollierbar ist und gegebenenfalls nutzbringend angepasst werden kann.
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Zu diesem Zweck umfasst die Vorrichtung 1 beispielsweise eine Datenverarbeitungsvorrichtung 9, auf der ein Computerprogramm ausgeführt wird, um den Mischpotentialsensor 5 mittels elektrischen Stroms anzusteuern und das Mischpotential zwischen den Elektroden des Mischpotentialsensors 5 zu beeinflussen.
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2 zeigt einen beispielhaft einen anzusteuernden Stromverlauf V_ST sowie einen daraus resultierenden Verlauf V_MP des Mischpotentials, welcher zur Diagnose des Mischpotentialsensors 5 ausgewertet werden kann und ein Ermitteln des Funktionszustandes des Mischpotentialsensors 5 ermöglicht. Der Mischpotentialsensor 5 wird dabei im Spannungsbetrieb, dem sogenannten EMF-Betrieb, betrieben. Der dargestellte Stromverlauf V_ST, der durch die isolierte Stromquelle 11 bereitgestellt wird, weist in Abhängigkeit der Zeit t eine rechteckige Form auf und führt zu einem exponentiell sättigenden Anstieg des Verlaufs V_MP des Mischpotentials. In anderen Ausgestaltungen des Verfahrens zur Diagnose des Mischpotentialsensors 5 kann der ansteuernde Stromverlauf V_ST eine Sinus-, Dreieck oder anderweitig geformte Pulsform aufweisen. Die Stromquelle ist vorzugsweise von einem Auswerte- und/oder Heizungskreis isoliert, um Quereinflüsse beim Pumpen des Mischpotentialsensors 5 zu vermeiden.
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Aus der Reaktion der Messsignale des Mischpotentialsensors 5 und des daraus resultierenden Verlaufs V_MP kann eine Anstiegs- und Abfallszeit, eine Symmetrie, ein Maximal- und Minimalwert ermittelt werden, welche mit Referenzwerten verglichen werden können und somit Auskunft über den Funktionszustand des Mischpotentialsensors 5 ermöglichen. Auf diese Weise kann eine Alterung der Elektroden und des Mischpotentialsensors 5 überprüft werden und eine Aktivität des kompletten Mischpotentialsensors 5 kontrolliert werden, um in einem Betrieb des Kraftfahrzeugs 3 den Messsignalen des Mischpotentialsensors 5 eine gewisse Vertrauenswürdigkeit zumessen zu können.
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Beispielsweise wird im Rahmen eines solchen Verfahrens ermittelt, dass die Funktionalität des Mischpotentialsensors 5 beeinträchtigt ist und Gaskonzentrationen und Schadstoffemissionen nicht mehr zuverlässig bestimmt werden können. Aufgrund der Kenntnis des eingeschränkten Funktionszustands kann eine entsprechende Wartung des Mischpotentialsensors 5 erfolgen, um zeitnah wieder ein zuverlässiges Ermitteln von Schadstoffemissionen oder anderer Gaskonzentrationen zu ermöglichen und somit einen Betrieb des Kraftfahrzeugs 3 möglicherweise vorteilhaft zu beeinflussen.
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Auf diese Weise kann auch ermittelt werden, ob die gassensitive Elektrode oder Elektroden des Mischpotentialsensors 5 vergiftet sind, indem beispielsweise maximale Ausschläge des ermittelten Verlaufs V_MP des Mischpotentials mit zuvor kalibrierten und Messsignalen des nicht vergifteten Mischpotentialsensors 5 verglichen werden. Mit dem Begriff „vergiftet“ ist in diesem Zusammenhang eine reversible oder irreversible Ablagerung verschiedener Stoffe bezeichnet, die sich an den Elektroden ablagern und deren Aktivität nachteilig beeinflussen. Zum Beispiel weist der Mischpotentialsensor 5 in einem funktionstüchtigen Betriebszustand bei einem Ansteuern mittels elektrischen Stroms mit einem Wert von 100 nA einen Verlauf des Mischpotentials mit einer Amplitude von 60 mV auf.
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Wird im Rahmen einer Diagnose des Mischpotentialsensors 5 dann lediglich eine Amplitude von 10 mV des Verlauf V_MP ermittelt, kann dies ein Anzeichen für eine verringerte Aktivität einer oder mehrerer Elektroden sein und gegebenenfalls auf ein Vergiftung des Mischpotentialsensors 5 hinweisen.
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3 zeigt ein Ablaufdiagramm für ein Verfahren zur Diagnose des Mischpotentialsensors 5, bei dem in einem Schritt S1 beispielsweise der Mischpotentialsensor 5 mittels elektrischen Stroms vorgegeben angesteuert wird, beispielsweise gemäß dem in 2 dargestellten Verlauf V_ST, und dadurch das Mischpotential zwischen der ersten und zweiten Elektrode gezielt verändert wird.
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In einem weiteren Schritt S3 wird der Verlauf V_MP, beispielsweise gemäß dem in 2 dargestellten Verlauf, ermittelt, indem die mittels des Stromverlauf V_ST gezielt eingebrachte Störung überwacht wird.
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In einem weiteren Schritt S5 wird dann der Funktionszustand des Mischpotentialsensors 5 in Abhängigkeit des ermittelten Verlaufs V_MP bestimmt und somit der Funktionszustand des Mischpotentials 5, beispielsweise hinsichtlich Alterung, Aktivität und Elektroden- und Gasübergang, ermittelt. Ein solches Ermitteln umfasst zum Beispiel ein Abgleichen des ermittelten Verlaufs V_MP mit vorgegebenen hinterlegten Werten. In diesem Schritt oder in einem weiteren Schritt S7 des Verfahrens kann der ermittelte Verlauf V_MP auch hinsichtlich einer Elektroden- und/oder Materialfunktionalität, eines Oxidations- und Elektrodenmaterial-Zustands und/oder einer Aktivität der Dreiphasengrenzschicht des Mischpotentialsensors 5 überprüft werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung
- 3
- Kraftfahrzeug
- 5
- Mischpotentialsensor
- 7
- Abgastrakt
- 9
- Datenverarbeitungsvorrichtung
- 11
- Stromquelle
- I
- Strom
- t
- Zeit
- U
- Spannung
- V_MP
- Verlauf des Mischpotentials
- V_ST
- Verlauf des ansteuernden Stroms
