DE102017214621A1

DE102017214621A1 - Method for operating a sensor for detecting soot particles

Info

Publication number: DE102017214621A1
Application number: DE102017214621.4A
Authority: DE
Inventors: Dimitri Sazin
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2017-08-22
Filing date: 2017-08-22
Publication date: 2019-02-28

Abstract

Das Verfahren betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Sensors zum Nachweis von Rußpartikeln im Abgas. Es sind Regenerationsphasen 1, in denen der Sensor zum Abbrand der Partikel beheizt wird, und Messphasen 2, in denen der Sensor nicht zum Abbrand der Partikel beheizt wird und in denen eine Ablagerung von Partikeln auf dem Sensor zum Nachweis von Rußpartikeln im Abgas erfolgen kann, vorgesehen.Eine Regenerationsphase umfasst beispielsweise die Schritte 100 - 109. Insgesamt wird in diesen Schritten fortlaufend die Temperatur des Sensors TS ermittelt und mit einer Regenerationsmindesttemperatur TSmin verglichen wird und auf Basis des fortlaufenden Vergleichs der Temperatur des Sensors TS mit der Regenerationsmindesttemperatur TSmin fortlaufend entschieden, ob die Regenerationsphase 1 fortgesetzt wird oder die Regenerationsphase 1 beendet und eine Messphase 2 begonnen wird oder ob die Regenerationsphase 1 beendet und eine neue Regenerationsphase 1 begonnen wird.The method relates to a method for operating a sensor for detecting soot particles in the exhaust gas. There are regeneration phases 1, in which the sensor is heated to burn the particles, and measuring phases 2, in which the sensor is not heated to burn the particles and in which a deposit of particles on the sensor for detecting soot particles in the exhaust can take place, A regeneration phase comprises, for example, steps 100-109. Altogether, the temperature of the sensor TS is continuously determined in these steps and compared with a minimum regeneration temperature TSmin, and based on the continuous comparison of the temperature of the sensor TS with the minimum regeneration temperature TSmin it is continuously decided whether the regeneration phase 1 is continued or the regeneration phase 1 is ended and a measurement phase 2 is started or whether the regeneration phase 1 is terminated and a new regeneration phase 1 is started.

Description

Stand der TechnikState of the art

Aus dem Stand der Technik, beispielsweise aus der DE 10 2009 028 319 A1 , sind bereits Partikelsensoren und Verfahren zu deren Betrieb bekannt.From the prior art, for example from the DE 10 2009 028 319 A1 , Particle sensors and methods for their operation are already known.

Zur Bestimmung eins Partikelgehalts in einem Abgasstrom wird der Partikelsensor in einer Messphase dem Abgas ausgesetzt, sodass sich an dem Partikelsensor nach und nach elektrisch leitfähige Partikel anhaften. Diese werden durch eine Leitfähigkeitsänderung nachgewiesen. Vor einer erneuten Messphase muss der Partikelsensor regeneriert werden, indem die potentiell an dem Partikelsensor anhaftenden Partikel mit einem integrierten Heizelement verbrannt werden.In order to determine a particle content in an exhaust gas stream, the particle sensor is exposed to the exhaust gas in a measuring phase, so that electrically conductive particles gradually adhere to the particle sensor. These are detected by a change in conductivity. Before a new measurement phase, the particle sensor must be regenerated by burning the particles potentially adhering to the particle sensor with an integrated heating element.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die vorliegende Erfindung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 basiert auf dem Wunsch, die Regeneration des Partikelsensors zu optimieren.The present invention having the features of claim 1 is based on the desire to optimize the regeneration of the particle sensor.

So soll einerseits sichergestellt werden, dass während der Regeneration an dem Partikelsensor anhaftende Partikel unter allen Umständen sicher und vollständig abgebrannt werden. Andererseits soll die dafür benötigte Zeit und die dabei benötigte Heizenergie nicht größer als tatsächlich erforderlich sein. Dies wird durch das erfindungsgemäße Verfahren geleistet.Thus, on the one hand, it should be ensured that particles adhering to the particle sensor during regeneration are safely and completely burned under all circumstances. On the other hand, the time required for this and the heating energy required should not be greater than actually required. This is done by the method according to the invention.

Dadurch, dass während einer Regenerationsphase fortlaufend die Temperatur des Sensors ermittelt und mit einer Regenerationsmindesttemperatur verglichen wird, verbessert sich die Kenntnis darüber, inwiefern und mit welcher Geschwindigkeit ein Abbrand der anhaftenden Partikeln zu jedem Zeitpunkt der Regenerationsphase erfolgt. Das Regenerationsverfahren kann entsprechend optimiert werden.The fact that during a regeneration phase, the temperature of the sensor is continuously determined and compared with a minimum regeneration temperature, improves the knowledge of how and at what speed a burning of the adhering particles takes place at any time of the regeneration phase. The regeneration process can be optimized accordingly.

Unter dem Begriff „fortlaufend“, beispielsweise im Zusammenhang mit einer fortlaufenden Temperaturermittlung oder eines fortlaufenden Vergleichs, wird im Rahmen der Anmeldung insbesondere verstanden, dass die jeweilige Aktion mit kurzen zeitlichen Abständen und/oder regelmäßig, beispielsweise mindestens alle 1000ms, oder sogar mindestens alle 500ms oder sogar mindestens alle 100ms erfolgt.The term "continuous", for example in connection with a continuous temperature determination or a continuous comparison, is understood in the context of the application in particular that the respective action with short time intervals and / or regularly, for example at least every 1000ms, or even at least every 500ms or even at least every 100ms.

Die Temperatur des Sensors kann beispielsweise ermittelt werden, indem der Wert des elektrischen Widerstands eines in den Sensor integrierten Temperaturmesselements bestimmt wird.The temperature of the sensor can be determined, for example, by determining the value of the electrical resistance of a temperature measuring element integrated in the sensor.

Unter einer Regenerationsmindesttemperatur wird im Rahmen der Anmeldung insbesondere eine Temperatur verstanden, bei der Rußpartikel abbrennen, also 600°C. Es kann sich andererseits um eine Temperatur handeln, die höher liegt und die unter Berücksichtigung aller möglichen Toleranzen in der Temperaturerfassung und der Temperaturverteilung über die Elektroden noch die Mindesttemperatur für den Rußabbrand gewährleistet. Das können beispielsweise 770°C oder mehr sein. Beispielsweise kommen auch Temperaturen zwischen 650°C und 850°C in Frage.Under a minimum regeneration temperature is understood in the context of the application, in particular a temperature at which burn soot particles, ie 600 ° C. On the other hand, it may be a temperature which is higher and which, taking into account all possible tolerances in the temperature detection and the temperature distribution across the electrodes, still ensures the minimum temperature for Rußabbrand. This can be, for example, 770 ° C or more. For example, temperatures between 650 ° C and 850 ° C in question.

Bei Fehlen ungünstiger Betriebsbedingungen kann beispielsweise bestätigt werden, dass in der betreffenden Regenerationsphase die Temperatur des Sensors stets oberhalb der Regenerationsmindesttemperatur gelegen hat. In diesem Fall kann die Regenerationsphase bereits nach einer vorgegeben Sollregenerationszeit beendet werden und die Regenerationszeit so verkürzt bzw. Heizenergie gespart werden.In the absence of unfavorable operating conditions, it can be confirmed, for example, that in the relevant regeneration phase the temperature of the sensor has always been above the minimum regeneration temperature. In this case, the regeneration phase can be terminated already after a predetermined target regeneration time and the regeneration time can be shortened or heating energy can be saved.

Aber auch wenn dies nicht bestätigt werden kann, es also während der Regenerationsphase dazu kommt, dass in der betreffenden Regenerationsphase die Temperatur des Sensors die Regenerationsmindesttemperatur unterschreitet, stellt das erfindungsgemäße Verfahren sicher, dass die für die erfolgreiche Regeneration erforderliche Zeit bzw. Heizenergie zwar ausreichend aber doch nicht unnötig hoch bemessen wird.But even if this can not be confirmed, so it comes during the regeneration phase that the temperature of the sensor falls below the minimum regeneration temperature in the relevant regeneration phase, the inventive method ensures that the time required for the successful regeneration or heating energy but sufficient but not unnecessarily high.

Das Verfahren kann auf Basis des fortlaufenden Vergleichs der Temperatur des Sensors mit der Regenerationsmindesttemperatur unter gewissen Bedingungen auch vorsehen, dass die Regenerationsphase beendet und eine neue Regenerationsphase begonnen wird. Es kann dabei insbesondere vorgesehen sein, dass die Regenerationsphase beendet und eine neue Regenerationsphase begonnen wird, bevor eine vorgegebene Maximaldauer der Regenerationsphase abgewartet wurde.The method may also provide, based on the continuous comparison of the temperature of the sensor with the minimum regeneration temperature, under certain conditions, to terminate the regeneration phase and start a new regeneration phase. It can be provided in particular that the regeneration phase ends and a new regeneration phase is started before a predetermined maximum duration of the regeneration phase has been awaited.

Eine derartige Situation kann insbesondere unter ungünstigen Umständen eintreten. Die neue Regenerationsphase ist dabei von der vorangehenden Regenerationsphase insbesondere durch die erneute Initialisierung von die Regenerationsphase betreffenden Variablen, beispielsweise Zählern, logisch getrennt.Such a situation can occur, in particular, under unfavorable circumstances. The new regeneration phase is logically separated from the preceding regeneration phase, in particular by the renewed initialization of variables relating to the regeneration phase, for example counters.

Insbesondere in dem geschilderten Zusammenhang vorangegangener ungünstiger Umstände kann auch der Start einer neuen Regenerationsphase dazu beitragen, die Regeneration effizient und gleichzeitig sicher durchzuführen.In particular, in the described context of previous unfavorable circumstances, the start of a new regeneration phase can help to perform the regeneration efficiently and simultaneously safely.

Weiterbildungen der Erfindung sehen vor, dass Betriebszustände, in denen die Temperatur des Sensors kleiner ist als die Regenerationsmindesttemperatur, ausdrücklich erkannt und nachfolgend berücksichtigt werden. Es ist hierbei insbesondere möglich, die Dauer, in der die Temperatur des Sensors kleiner ist als die Regenerationsmindesttemperatur, zu erfassen und zu berücksichtigen. In der Regel ist der Abbrandprozess umso mehr verzögert, je länger die Temperatur des Sensors kleiner ist als die Regenerationsmindesttemperatur. Zusätzlich oder alternativ ist es auch möglich, die maximale und/oder mittlere Differenztemperatur um die die Temperatur des Sensors kleiner ist als die Regenerationsmindesttemperatur zu erfassen und zu berücksichtigen. Dabei können im Einzelfall vorhandene Vorinformationen darüber, inwiefern eine besonders starke Abkühlung des Sensors die Regeneration besonders dauerhaft verzögert, berücksichtigt werden. Beispielsweise kann eine besonders starke Abkühlung des Sensors die Regeneration besonders dauerhaft verzögern.Further developments of the invention provide that operating states in which the temperature of the Sensor is smaller than the minimum regeneration temperature, explicitly recognized and subsequently taken into account. In this case, it is possible in particular to detect and take into account the duration in which the temperature of the sensor is lower than the minimum regeneration temperature. As a rule, the burn-up process is the more delayed the longer the temperature of the sensor is lower than the minimum regeneration temperature. Additionally or alternatively, it is also possible to detect and take into account the maximum and / or average differential temperature by which the temperature of the sensor is smaller than the minimum regeneration temperature. In this case, in each case existing pre-information on how far a particularly strong cooling of the sensor particularly retard the regeneration, be considered. For example, a particularly strong cooling of the sensor can delay the regeneration particularly durable.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann in einer speziellen Ausführungsform unter Verwendung von zwei Variablen implementiert werden, die nachfolgend Istwert der Regenerationszeit und Sollwert der Regenerationszeit genannt werden und die beispielsweise im Speicher eines Steuergeräts ablegbar und änderbar sind. Es kann sich beispielsweise um inkrementierbare und/oder dekrementierbare Timer handeln. Alternativ kann der Sollwert der Regenerationszeit auch eine fest vorgegebene Konstante sein.The method according to the invention can be implemented in a specific embodiment using two variables, which are referred to below as the actual value of the regeneration time and the setpoint of the regeneration time and which can be stored and changed, for example, in the memory of a control unit. For example, they can be incrementable and / or decrementable timers. Alternatively, the setpoint of the regeneration time may also be a fixed constant.

Zu Beginn einer Regenerationsphase kann beispielsweise der Istwert der Regenerationszeit mit dem Wert 0 initialisiert werden. Zu Beginn einer Regenerationsphase kann beispielsweise der Sollwerts der Regenerationszeit mit dem Wert initialisiert werden, der einer Zeit entspricht, den eine Regeneration unter den günstigsten Umständen, bzw. wenn die Temperatur des Sensor eine Regenerationsmindesttempeatur nicht unterschreitet, erfordert.At the beginning of a regeneration phase, for example, the actual value of the regeneration time with the value 0 be initialized. At the beginning of a regeneration phase, for example, the setpoint of the regeneration time can be initialized with the value that corresponds to a time that regeneration requires under the most favorable circumstances, or if the temperature of the sensor does not fall below a minimum regeneration temperature.

Es sind insbesondere zwei Strategien, wie die Variablen Istwert der Regenerationszeit und/oder Sollwert der Regenerationszeit während der Regenerationsphase inkrementiert werden, möglich:In particular, two strategies are possible, such as the variable actual value of the regeneration time and / or the setpoint value of the regeneration time being incremented during the regeneration phase:

In einer ersten Strategie ist vorgesehen, dass ein Istwert der Regenerationszeit fortlaufend inkrementiert wird, wenn die Temperatur des Sensors größer als die Regenerationsmindesttemperatur ist, und nicht inkremtiert wird, wenn die Temperatur des Sensors kleiner ist als die Regenerationsmindesttemperatur, wobei der Sollwert der Regenerationszeit stets konstant gehalten wird.In a first strategy it is provided that an actual value of the regeneration time is continuously incremented when the temperature of the sensor is greater than the minimum regeneration temperature, and is not incremented when the temperature of the sensor is lower than the minimum regeneration temperature, the regeneration time setpoint always being constant is held.

In einer zweiten alternativen Strategie ist vorgesehen, dass ein Istwert der Regenerationszeit stets fortlaufend inkrementiert wird, wobei der Sollwert der Regenerationszeit konstant gehalten wird, wenn die Temperatur des Sensors größer als die Regenerationsmindesttemperatur ist, und der Sollwert der Regenerationszeit inkrementiert wird, wenn die Temperatur des Sensors kleiner ist als die Regenerationsmindesttemperatur.In a second alternative strategy it is envisaged that an actual value of the regeneration time is always incremented continuously, the setpoint of the regeneration time being kept constant, if the temperature of the sensor is greater than the minimum regeneration temperature, and the setpoint of the regeneration time is incremented, if the temperature of the regeneration time Sensor is smaller than the minimum regeneration temperature.

Weitere Strategien der Inkrementierung des Variablen Istwert der Regenerationszeit und/oder Sollwert der Regenerationszeit während der Regenerationsphase sind grundsätzlich möglich.Further strategies for incrementing the variable actual value of the regeneration time and / or setpoint of the regeneration time during the regeneration phase are possible in principle.

Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass sich die Differenz aus dem Sollwert der Regenerationszeit und dem Istwert der Regenerationszeit lediglich dann verkleinert, wenn die Temperatur des Sensors größer als die Regenerationsmindesttemperatur ist und die Differenz aus dem Sollwert der Regenerationszeit und dem Istwert der Regenerationszeit nicht verkleinert wird oder gleich bleibt, wenn die Temperatur des Sensors kleiner als die Regenerationsmindesttemperatur ist.It may be provided, in particular, that the difference between the setpoint value of the regeneration time and the actual value of the regeneration time only decreases when the temperature of the sensor is greater than the minimum regeneration temperature and the difference between the setpoint value of the regeneration time and the actual value of the regeneration time is not reduced or stays the same if the temperature of the sensor is lower than the minimum regen temperature.

In Varianten des Verfahrens ist es gleichwohl möglich, dass auch bei, beispielsweise nur geringfügiger, Unterschreitung der Regenerationsmindesttemperatur eine gewisse Verkleinerung der Differenz aus dem Sollwert der Regenerationszeit und dem Istwert der Regenerationszeit erfolgt und somit berücksichtigt, inwiefern ein Russabbrand bei dieser Temperatur voraussichtlich erfolgt.In variants of the method, it is nevertheless possible for a certain reduction in the difference between the setpoint value of the regeneration time and the actual value of the regeneration time also to occur, for example, only slightly below the regeneration minimum temperature, and thus takes into account the extent to which soot erosion is likely to occur at this temperature.

Die Inkrementierung kann insbesondere um solche Werte erfolgen, die den zeitlichen Abständen zwischen den einzelnen Inkrementierungen entsprechen. Die Variablen Sollwert der Regenerationszeit und Istwert der Regenerationszeit stellen insofern insbesondere Timer dar.Incrementing can be carried out, in particular, by values which correspond to the time intervals between the individual increments. The variables setpoint of the regeneration time and actual value of the regeneration time are in particular timers.

Es ist weiterhin insbesondere vorgesehen, dass während einer Regenerationsphase der Istwert der Regenerationszeit mit dem Sollwert der Regenerationszeit fortlaufend verglichen wird. Der Vergleich kann insbesondere eine Entscheidung darüber darstellen, welcher der Werte größer ist, oder eine Subtraktion dieser Größen voneinander darstellen; die resultierende Differenz kann anschließend mit einer anderen Größe oder mit dem Wert Null verglichen werden.It is further provided in particular that during a regeneration phase, the actual value of the regeneration time is continuously compared with the desired value of the regeneration time. In particular, the comparison may represent a decision as to which of the values is greater, or a subtraction of these quantities from each other; the resulting difference can then be compared with another variable or with the value zero.

Es ist weiterhin insbesondere vorgesehen, dass die Regenerationsphase beendet und eine Messphase begonnen, insbesondere sofort begonnen, wird, wenn der Istwert der Regenerationszeit gleich dem Sollwert der Regenerationszeit ist oder den Sollwert der Regenerationszeit überschreitet oder überschritten hat. In diesem Fall wird insbesondere davon ausgegangen, dass die Temperatur des Sensors während der Regenerationsphase bereits ausreichend lange ausreichend hoch war, um alle Partikel abzubrennen.It is further provided in particular that the regeneration phase ends and a measurement phase started, in particular immediately started, when the actual value of the regeneration time is equal to the setpoint of the regeneration time or has exceeded or exceeded the setpoint of the regeneration time. In this case, it is especially assumed that the temperature of the sensor during the regeneration phase has been sufficiently high enough for a long time to burn off all the particles.

Optional können vor Beginn der Messphase weitere Phasen vorgesehen sein, beispielsweise zur Diagnose der Funktionsfähigkeit des Sensors. Optionally, further phases may be provided before the start of the measurement phase, for example for diagnosing the functionality of the sensor.

Es ist weiterhin insbesondere vorgesehen, dass die Regenerationsphasen eine vorgegebene Maximaldauer haben und dass während der Regenerationsphasen eine bis zum Erreichen der vorgegebenen Maximaldauer verbleibende Zeit fortlaufend festgestellt wird.It is further provided in particular that the regeneration phases have a predetermined maximum duration and that during the regeneration phases a time remaining until reaching the predetermined maximum duration is continuously determined.

Die Maximaldauer der Regenerationsphase kann beispielsweise zwischen 100s und 130s betragen. Kürzere Maximaldauern der Regenerationsphase sind insbesondere bei eher kleineren Sensoren und starker Beheizung gleichwohl möglich und können im Bereich zwischen 20s und 100s liegen.The maximum duration of the regeneration phase can be, for example, between 100 s and 130 s. Shorter maximum durations of the regeneration phase are nevertheless possible, in particular with rather small sensors and strong heating, and can be in the range between 20s and 100s.

Eine bis zum Erreichen der vorgegebenen Maximaldauer verbleibende Zeit ist dann insbesondere durch die Differenz dieser Maximaldauer und der Zeit seit Beginn der Regenerationsphase erhältlich.A time remaining until the predetermined maximum duration is reached is then obtainable in particular by the difference between this maximum duration and the time since the beginning of the regeneration phase.

Es ist weiterhin insbesondere vorgesehen, dass die Regenerationsphase beendet, insbesondere sofort beendet, und eine neue Regenerationsphase begonnen, insbesondere sofort begonnen, wird, wenn der Wert der verbleibenden Zeit kleiner ist als die Differenz aus dem Sollwert der Regenerationszeit und dem Istwerts der Regenerationszeit. In diesem Fall wird insbesondere davon ausgegangen, dass die Regeneration innerhalb der Maximaldauer der aktuellen Regenerationsphase nicht mehr erfolgreich beendet werden kann. Alternativ ist es möglich, dass vor Beginn der neuen Regenerationsphase eine Zeit gewartet wird.It is further provided in particular that the regeneration phase ends, in particular immediately terminated, and a new regeneration phase is started, in particular immediately started, if the value of the remaining time is smaller than the difference between the setpoint of the regeneration time and the actual value of the regeneration time. In this case it is especially assumed that the regeneration can not be completed successfully within the maximum duration of the current regeneration phase. Alternatively, it is possible that a time is waited before the start of the new regeneration phase.

Unter diesen Umständen hat es sich in der Praxis als effizienter und sicherer herausgestellt, eine neue Regenerationsphase zu starten, und in diesem Zusammenhang insbesondere neue Initialisierungen vorzunehmen, als die aktuelle Regenerationsphase zeitlich unbegrenzt fortzusetzen.Under these circumstances, it has been found in practice to be more efficient and safer to start a new regeneration phase and, in particular, to make new initializations than to continue the current regeneration phase indefinitely.

Es kann also insbesondere vorgesehen sein, dass während der Regenerationsphase die Zeit aufsummiert wird, in der die Temperatur des Sensors größer ist als die Regenerationsmindesttemperatur. Die Regenerationsphase wird, insbesondere solange die Maximaldauer noch nicht verstrichen ist, insbesondere solange fortgesetzt, bis diese aufsummierte Zeit eine vorgegebene Zeitdauer erreicht und die Regeneration somit als erfolgreich angesehen werden kann; dann kann insbesondere eine Messphase erfolgen.It can therefore be provided in particular that during the regeneration phase, the time is summed in which the temperature of the sensor is greater than the minimum regeneration temperature. The regeneration phase is, in particular, as long as the maximum duration has not yet elapsed, continued in particular until this accumulated time reaches a predetermined period of time and the regeneration can thus be considered successful; then in particular a measurement phase can take place.

Weiterbildungen der Erfindung gehen über dies insbesondere dadurch hinaus, dass Phasen, in denen die Temperatur des Sensors kleiner ist als die Regenerationsmindesttemperatur, eine zusätzliche Berücksichtigung finden.Further developments of the invention go beyond this in particular in that phases in which the temperature of the sensor is smaller than the minimum regeneration temperature find an additional consideration.

Es ist insbesondere vorgesehen, dass der Sollwert der Regenerationszeit zusätzlich inkrementiert wird, wenn die Temperatur des Sensors kleiner ist als die Regenerationsmindesttemperatur, insbesondere um vorgegebene und/oder applizierbare Beträge kleiner ist als die Regenerationsmindesttemperatur.In particular, it is provided that the setpoint value of the regeneration time is additionally incremented when the temperature of the sensor is lower than the minimum regeneration temperature, in particular by predefined and / or administrable amounts smaller than the minimum regeneration temperature.

Unter der zusätzlichen Inkrementierung des Sollwerts der Regenerationszeit wird eine Inkremtierung des Sollwerts der Regenerationszeit verstanden, die über die oben bereits optional vorgesehene Inkrementierung des Sollwerts der Regenerationszeit hinausgeht.The additional incrementation of the setpoint value of the regeneration time is understood to mean an incrementation of the setpoint value of the regeneration time, which goes beyond the incrementing of the setpoint value of the regeneration time already optionally provided above.

Statt oder zusätzlich zu einer zusätzlichen Inkrementierung des Sollwerts der Regenerationszeit kann stets auch eine zusätzliche Dekrementierung des Istwerts der Regenerationszeit erfolgen. Charakteristisch für diese zusätzlichen Maßnahmen ist, dass es dabei zu einer Vergrößerung und/oder zu keiner Verkleinerung der Differenz aus dem Sollwert der Regenerationszeit und dem Istwert der Regenerationszeit kommt.Instead of or in addition to an additional incrementation of the setpoint value of the regeneration time, an additional decrementation of the actual value of the regeneration time can always take place. Characteristic of these additional measures is that there is an increase and / or no reduction in the difference between the setpoint value of the regeneration time and the actual value of the regeneration time.

Die zusätzliche Inkrementierung/ Dekrementierung kann fortlaufend erfolgen. Die zusätzlichen Inkremente/ die zusätzlichen Dekremente entsprechen dabei nur in Sonderfällen solchen Werten, die den zeitlichen Abständen zwischen den einzelnen Inkrementierungen/Dekrementierungen entsprechen; im Übrigen können Sie größer und/oder kleiner sein.The additional increment / decrement can be carried out continuously. The additional increments / additional decrements correspond here only in special cases to those values which correspond to the time intervals between the individual increments / decrements; By the way, they can be bigger and / or smaller.

Die zusätzliche Inkremente/ Dekremente können insbesondere umso größer sein, je größer die Differenz zwischen Regenerationsmindesttemperatur und der Temperatur des Sensors aktuell ist. Auf diese Weise wird insbesondere ein Maß der Abkühlung gewichtet berücksichtigt.In particular, the greater the difference between the minimum regeneration temperature and the temperature of the sensor, the greater the additional increments / decrements can be. In this way, a measure of the cooling is taken into account, in particular, in a weighted manner.

Es ist aber anderseits auch möglich, dass die zusätzliche Inkrementierung/ Dekrementierung nicht fortlaufend erfolgt, sondern erst erfolgt, wenn die Temperatur des Sensors die Regenerationsmindesttemperatur wieder erreicht oder überschreitet. In diesem Fall ist es möglich, dass das zusätzliche Inkrement/ Dekrement umso größer ist, je größer die mittlere und/oder maximale aufgetretene Differenz zwischen Regenerationsmindesttemperatur und der Temperatur des Sensors ist und/oder umso größer ist, je länger die Temperatur des Sensors die Regenerationsmindesttemperatur unterschritten hat. Auf diese Weise wird insbesondere ein Maß der Abkühlung gewichtet berücksichtigt.On the other hand, however, it is also possible that the additional incrementation / decrementation does not take place continuously, but takes place only when the temperature of the sensor again reaches or exceeds the minimum regeneration temperature. In this case, it is possible for the additional increment / decrement to be greater the greater the average and / or maximum difference between the minimum regeneration temperature and the temperature of the sensor and / or the greater the temperature of the sensor, the longer the minimum regeneration temperature has fallen below. In this way, a measure of the cooling is taken into account, in particular, in a weighted manner.

In einer alternativen Weiterbildung ist es möglich, dass erkannt wird, dass die Temperatur des Sensors die Regenerationsmindesttemperatur unterschreitet und dass dann wenn im Anschluss die Temperatur des Sensors die Regenerationsmindesttemperatur wieder erreicht oder wieder überschreitet, der Istwert der Regenerationszeit erst nach einer Entprellzeit wieder fortlaufend inkrementiert wird, wobei insbesondere die Entprellzeit umso größer ist, je größer die aufgetretene mittlere und/oder maximale Differenz zwischen Regenerationsmindesttemperatur und der Temperatur des Sensors ist und/oder umso größer ist, je länger die Temperatur des Sensors die Regenerationsmindesttemperatur unterschreitet. Auch in dieser Variante wird insbesondere ein Maß der Abkühlung gewichtet berücksichtigt.In an alternative development, it is possible that it is detected that the temperature of Sensor falls below the minimum regeneration temperature and that then when the temperature of the sensor reaches or exceeds the minimum regeneration temperature, the actual value of the regeneration time is only continuously incremented after a debounce time, in particular the debounce time is greater, the greater the occurred mean and / or or the maximum difference between the minimum regeneration temperature and the temperature of the sensor is and / or is greater, the longer the temperature of the sensor falls below the minimum regeneration temperature. In this variant, in particular, a degree of cooling is considered weighted.

Die Erfindung betrifft auch folgende Gegenstände:

- Computerprogramm, welches dazu eingerichtet ist, um die Schritte des beschriebenen Verfahrens durchzuführen.
- Elektronisches Speichermedium, auf welchem solch ein Computerprogramm gespeichert ist.
- Elektronische Steuerungseinheit, welches solch ein elektronisches Speichermedium umfasst.

The invention also relates to the following subjects:

- Computer program, which is adapted to perform the steps of the described method.
- Electronic storage medium on which such a computer program is stored.
- Electronic control unit comprising such an electronic storage medium.

Figurenlistelist of figures

The 1 shows a known per se from the prior art sensor for the detection of soot particles, which can be operated according to the invention.
The 2 shows a flow chart, which represents an example of the method according to the invention.

Ausführungsformenembodiments

Die 1 zeigt ein Sensorelement 10 zum Nachweis von Rußpartikeln, das erfindungsgemäß betrieben werden kann und das beispielsweise aus der DE 10 2005 053 120 A1 grundsätzlich bekannt ist. Hinsichtlich Details wird auch auf diese Schrift verwiesen. Das Sensorelement 10 umfasst beispielsweise eine Mehrzahl von sauerstoffionenleitenden Festelektrolytschichten 11a, 11b und 11c und weiterhin beispielsweise eine Vielzahl von elektrisch isolierenden keramischen Schichten 12a, 12b, 12c, 12d, 12e und 12f.The 1 shows a sensor element 10 for the detection of soot particles, which can be operated according to the invention and the example of DE 10 2005 053 120 A1 is basically known. For details, reference is also made to this document. The sensor element 10 For example, it includes a plurality of oxygen ion conductive solid electrolyte layers 11a . 11b and 11c and further, for example, a plurality of electrically insulating ceramic layers 12a . 12b . 12c . 12d . 12e and 12f ,

Das Sensorelement 10 weist weiterhin ein keramisches Heizelement 40 auf, das in Form einer elektrischen Widerstandsleiterbahn ausgeführt ist und der Aufheizung des Sensorelementes 10 dient. Die Widerstandsleiterbahn weist an beiden Enden Durchkontaktierungen 42, 44 sowie elektrische Kontakte 46, 48 auf.The sensor element 10 also has a ceramic heating element 40 on, which is designed in the form of an electrical resistance track and the heating of the sensor element 10 serves. The resistor track has vias at both ends 42 . 44 as well as electrical contacts 46 . 48 on.

Auf einer Großfläche des Sensorelementes 10 sind beispielsweise zwei Messelektroden 14, 16 aufgebracht, die vorzugsweise als ineinander verzahnte Interdigitalelektroden ausgebildet sind und ein elektrochemisches Messelement bilden. Zur Kontaktierung der Messelektroden 14, 16 sind im Bereich eines dem Gasgemisch abgewandten Endes des Sensorelementes Kontakte 18, 20 vorgesehen.On a large surface of the sensor element 10 are for example two measuring electrodes 14 . 16 applied, which are preferably designed as interdigitated interdigital electrodes and form an electrochemical measuring element. For contacting the measuring electrodes 14 . 16 are in the region of a gas mixture facing away from the end of the sensor element contacts 18 . 20 intended.

Während des Betriebs des Sensorelementes 10 wird an die Messelektroden 14, 16 eine Spannung angelegt. Da die Messelektroden 14, 16 auf der Oberfläche der elektrisch isolierenden Schicht 12b angeordnet sind, kommt es zunächst im Wesentlichen zu keinem Stromfluss zwischen den Messelektroden 14, 16.During operation of the sensor element 10 gets to the measuring electrodes 14 . 16 a voltage applied. Because the measuring electrodes 14 . 16 on the surface of the electrically insulating layer 12b are arranged, there is initially substantially no current flow between the measuring electrodes 14 . 16 ,

Enthält ein das Sensorelement 10 umströmendes Gasgemisch Partikel, insbesondere Ruß, so lagert sich dieser auf der Oberfläche des Sensorelementes 10 ab. Da Ruß eine bestimmte elektrische Leitfähigkeit aufweist, kommt es bei ausreichender Beladung der Oberfläche des Sensorelementes 10 mit Ruß zu einem ansteigenden Stromfluss zwischen den Messelektroden 14, 16, der mit dem Ausmaß der Beladung korreliert.Contains one the sensor element 10 flowing gas mixture particles, in particular soot, so this superimposed on the surface of the sensor element 10 from. Since soot has a certain electrical conductivity, it comes with sufficient loading of the surface of the sensor element 10 with soot to an increasing current flow between the measuring electrodes 14 . 16 which correlates with the extent of loading.

Wird nun an die Messelektroden 14, 16 eine Spannung angelegt und der zwischen den Messelektroden 14, 16 auftretende Stromfluss ermittelt, so kann aus dem Stromfluss auf die abgelagerte Partikelmasse bzw. auf den aktuellen Partikelmassenstrom geschlossen werden.Will now contact the measuring electrodes 14 . 16 a voltage is applied and that between the measuring electrodes 14 . 16 determined current flow, it can be concluded from the flow of current to the deposited particle mass or to the current particle mass flow.

Darüber hinaus umfasst das Sensorelement 10 ein Temperaturmesselement 30, das vorzugsweise in Form einer elektrischen Widerstandsleiterbahn ausgeführt ist.In addition, the sensor element comprises 10 a temperature measuring element 30 , which is preferably designed in the form of an electrical resistance track.

Ein Beispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in der 2 durch ein Flussdiagramm dargestellt.An example of the method according to the invention is in 2 represented by a flow chart.

Eine Regenerationsphase des Verfahrens ist insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 versehen, eine Messphase mit dem Bezugszeichen 2. Der Regenerationsphase 1 geht das Aufheizen auf Regenerationstemperatur zeitlich voraus. Diese Zeit kann, muss jedoch nicht, zur Maximaldauer der Regenerationszeit dazu zählen. Nicht im Diagramm dargestellt ist die Heizerreaktion des Sensors bei Auskühlung.A regeneration phase of the process is indicated overall by the reference numeral 1 provided, a measurement phase by the reference numeral 2 , The regeneration phase 1 is the heating up to regeneration time in advance. This time may, but does not have to, count towards the maximum duration of the regeneration time. Not shown in the diagram is the heater reaction of the sensor during cooling.

Die Regenerationsphase 1 beginnt, sofern nicht bereits erfolgt, mit Initialisierungen, die im Schritt 100 vorgenommen werden. Beispielsweise wird der Variablen Istwert der Regenerationszeit (TRegen ist) der Wert 0 zugewiesen; der Variable Sollwert der Regenerationszeit (TRegen soll) wird beispielsweise der Wert 30 zugewiesen. Der Variable verbleibenden Zeit (Tverbleib) wird zu ihrer Initialisierung der Wert der Konstante vorgegebene Maximaldauer der Regenerationsphase (Tmax) zugewiesen, im Beispiel der Wert 120.The regeneration phase 1 begins, if not already done, with initializations in step 100 be made. For example, the variable actual value of the regeneration time (TRegen ist) is the value 0 assigned; the variable setpoint of the regeneration time (TRegen soll) becomes, for example, the value 30 assigned. The variable remaining time (Tibenleib) becomes its Initialization the value of the constant given maximum duration of the regeneration phase (Tmax) assigned, in the example the value 120 ,

Im Schritt 101 wird die Temperatur des Sensors (TS) ermittelt. Ebenfalls im Schritt 101 wird der Wert der Variable verbleibenden Zeit (Tverbleib) um den Wert von im Beispiel 0,1 dekrementiert.In step 101 the temperature of the sensor (TS) is determined. Also in step 101 the value of the variable remaining time (T) is decremented by the value of 0.1 in the example.

Es ist einerseits möglich, die Dekrementierung der Variable verbleibenden Zeit (Tverbleib) bereits während dem Aufheizen vorzunehmen. Alternativ kann dies auch bis zum Erreichen der Regenerationsmindesttemperatur (TSmin) unterbleiben.On the one hand, it is possible to carry out the decrementing of the variable remaining time (t) during the heating up. Alternatively, this can also be done until the minimum regeneration temperature (TSmin) is reached.

Im Schritt 102 wird geprüft, ob die Temperatur des Sensors (TS) größer ist als die Regenerationsmindesttemperatur (TSmin). Ist dies der Fall, wird das Verfahren im Schritt 103 fortgesetzt, wo die Variable Istwert der Regenerationszeit (TRegen ist) um den Wert von im Beispiel 0,1 inkrementiert wird.In step 102 it is checked whether the temperature of the sensor (TS) is greater than the minimum regen temperature (TSmin). If so, the procedure in step 103 continued, where the variable actual value of the regeneration time (TRegen is) is incremented by the value of 0.1 in the example.

Im nachfolgenden Schritt 104 wird geprüft, ob der Wert der Variable Istwert der Regenerationszeit (TRegen ist) gleich oder größer dem Wert der Variable Sollwert der Regenerationszeit (TRegen soll) ist. Ist dies der Fall wird im Schritt 105 festgestellt, dass die Regeneration erfolgreich war und es erfolgt nachfolgend, gegebenenfalls nach Zwischenschritten, die beispielsweise einer Diagnose diesen, eine Messphase 2.In the following step 104 It is checked whether the value of the variable actual value of the regeneration time (TRegen ist) is equal to or greater than the value of the variable setpoint of the regeneration time (TRegen soll). If this is the case in the step 105 determined that the regeneration was successful and it follows, optionally after intermediate steps, the example of a diagnosis this, a measurement phase 2 ,

Hat anderseits die Überprüfung im Schritt 104, ob der Wert der Variable Istwert der Regenerationszeit (TRegen ist) gleich oder größer dem Wert der Variable Sollwert der Regenerationszeit (TRegen soll) ist, zum Ergebnis, dass dies nicht der Fall ist, wird das Verfahren mit dem Schritt 101 fortgesetzt.On the other hand, has the check in step 104 whether the value of the variable actual value of the regeneration time (TRegen ist) is equal to or greater than the value of the variable setpoint of the regeneration time (TRegen soll), the result being that this is not the case, the method is in step 101 continued.

Hat die Überprüfung im Schritt 102, ob die Temperatur des Sensors (TS) größer ist als die Regenerationsmindesttemperatur (TSmin), zum Ergebnis, dass dies nicht der Fall ist, wird das Verfahren im Schritt 106 fortgesetzt werden, wo in Abhängigkeit des Bewertungsverfahren zunächst geprüft wird, ob die Bedingungen zum Erhöhen des Sollwertes der Regenerationszeit (TRegen soll) vorliegen. Ist dies der Fall, so folgt das Verfahren weiter dem Schritt 107. Andernfalls erfolgt zunächst keine Inkrementierung des Sollwertes der Regenerationszeit (TRegen soll) und das Verfahren geht gemäß Schritt 101 weiter.Has the review in step 102 whether the temperature of the sensor (TS) is greater than the minimum regeneration temperature (TSmin), the result being that this is not the case, the method in step 106 be continued, where, depending on the evaluation method, it is first checked whether the conditions for increasing the setpoint of the regeneration time (TRegen soll) are present. If this is the case, then the method continues to follow the step 107 , Otherwise, there is initially no increment of the setpoint of the regeneration time (TRegen soll) and the process goes according to step 101 further.

Im Schritt 107 kann optional eine zusätzliche Inkrementierung der Variable Sollwert der Regenerationszeit (TRegen soll) um den Wert erfolgen, der umso größer sein kann, je größer die Differenz zwischen Regenerationsmindesttemperatur (TRegen soll) und der Temperatur des Sensors (TS) ist.In step 107 Optionally, an additional increment of the variable setpoint of the regeneration time (TRegen soll) by the value can take place, which can be the greater the greater the difference between the minimum regeneration temperature (TRegen soll) and the temperature of the sensor (TS) is.

Im Anschluss an den Schritt 107, oder alternativ auch fortlaufend, wird abgeprüft, ob der Wert der Variable verbleibenden Zeit (Tverbleib) größer ist als die Differenz der Werte der Variablen Sollwert der Regenerationszeit (TRegen soll) und Istwerts der Regenerationszeit (TRegen ist). Wenn dies der Fall ist, wird das Verfahren im Schritt 101 fortgesetzt. Wenn dies hingegen nicht der Fall ist, wird diese Regenerationsphase 1 beendet und, gegebenenfalls nach einer Freigabe, eine neue Regenerationsphase 1 im Schritt 100 begonnen.Following the step 107 , or alternatively, continuously, it is checked whether the value of the variable remaining time (Tverwleib) is greater than the difference of the values of the variables setpoint of the regeneration time (TRegen soll) and actual value of the regeneration time (TRegen ist). If this is the case, the procedure in step 101 continued. If this is not the case, then this regeneration phase 1 terminated and, if appropriate, after a release, a new regeneration phase 1 in step 100 began.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102009028319 A1 [0001]
DE 102005053120 A1 [0042]

Claims

Method for operating a sensor for detecting soot particles in the exhaust gas, for example an internal combustion engine, for example a resistive particle sensor (10) with two electrodes (14, 16) spaced apart from one another and an electrical resistance heater (40) for heating the sensor to a temperature in which the soot particles adhering to the sensor burn off, and a temperature measuring element (30) for determining the temperature of the sensor (TS), the operation of the sensor providing regeneration phases (1) in which the sensor is heated to burn off the particles, and measuring phases ( 2), in which the sensor is not heated to burn off the particles and in which a deposition of particles on the sensor for detecting soot particles in the exhaust can take place, during a regeneration phase (1) continuously determines the temperature of the sensor (TS) and with a minimum regeneration temperature (TSmin) and based on the continuous comparing (102) the temperature of the sensor (TS) with the minimum regeneration temperature (TSmin) either the regeneration phase (1) is continued or the regeneration phase (1) is ended and a measurement phase (2) is started or the regeneration phase (1) is ended and a new regeneration phase (1) is started.

Method according to Claim 1 , characterized in that operating conditions in which the temperature of the sensor (TS) is smaller than the minimum regeneration temperature (TSmin), are recognized and taken into account in the decision whether the regeneration phase is continued or the regeneration phase ends and a measurement phase is started or Completed regeneration phase (1) and a new regeneration phase (1) is started.

Method according to Claim 2 characterized in that when deciding whether the regeneration phase (1) is continued or the regeneration phase (1) is ended and a measurement phase (2) is started or the regeneration phase (1) is ended and a new regeneration phase (1) is started, Duration in which the temperature of the sensor (TS) is less than the minimum regeneration temperature (TSmin) and the maximum and / or average differential temperature by which the temperature of the sensor (TS) is less than the minimum regeneration temperature (TSmin) is taken into account.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that during a regeneration phase (1) on the basis of the continuous comparison (101) of the temperature of the sensor (TS) with a minimum regeneration temperature (TSmin) either: - an actual value of the regeneration time (TRegen is) continuously is incremented when the temperature of the sensor (TS) is greater than the minimum regeneration temperature (TSmin), and is not incremented when the temperature of the sensor (TS) is less than the minimum regeneration temperature (TSmin), the setpoint of the regeneration time (TRegen ) is always kept constant; or - an actual value of the regeneration time (TRegen is) is always incremented continuously, wherein the setpoint of the regeneration time (TRegen should) is kept constant when the temperature of the sensor (TS) is greater than the minimum regeneration temperature (TSmin) and the setpoint of the regeneration time (TSmin) TRegen) is incremented when the temperature of the sensor (TS) is lower than the minimum regen temperature (TSmin); and that during a regeneration phase (1) the actual value of the regeneration time (TRegen) is compared with the setpoint of the regeneration time (TRegen soll) and that on the basis of the comparison (104, 108) of the actual value of the regeneration time (TRegen ist) with the setpoint of Regeneration time (TRegen should) either the regeneration phase (1) is continued or the regeneration phase (1) ends and a new regeneration phase (1) is started or the regeneration phase (1) ends and a measurement phase (2) is started.

Method according to Claim 4 , characterized in that the regeneration phases (1) have a predetermined maximum duration (Tmax) and during the regeneration phases (1) until reaching the predetermined maximum duration (Tmax) remaining time (Tbehleib) is continuously determined and that the regeneration phase (1) immediately and a new regeneration phase (1) is started immediately if the value of the remaining time (T) is less than the difference between the setpoint of the regeneration time (TRegen soll) and the actual value of the regeneration time (TRegen ist) and that the regeneration phase (1 ) and a measuring phase (2) is started immediately if the actual value of the regeneration time (TRegen) is equal to the setpoint of the regeneration time (TRegen soll) or exceeds the setpoint of the regeneration time (TRegen soll).

Method according to one of Claims 4 or 5 , characterized in that when the temperature of the sensor (TS) is smaller than the minimum regeneration temperature (TSmin), the setpoint of the regeneration time (TRegen soll) is additionally incremented.

Method according to Claim 6 , characterized in that the additional incrementation (107) takes place continuously and the additional increments are greater, the greater the difference between the minimum regeneration temperature (TRegen should) and the temperature of the sensor (TS).

Method according to Claim 6 , characterized in that the additional incrementation (107) occurs only when the temperature of the sensor (TS) reaches or exceeds the minimum regeneration temperature (TRegen) and that the greater the average and / or maximum difference occurred, the greater the increment between regeneration minimum temperature (TRegen soll) and the temperature of the sensor (TS) is and / or the greater the longer the temperature of the sensor (TS) has fallen below the minimum regen temperature (TRegen should).

Method according to one of Claims 6 to 8th , wherein instead of the additional incrementation of the setpoint value of the regeneration time (TRegen) or in addition to this an additional decrementation of the actual value of the regeneration time (TRegen ist) occurs.

Method according to one of Claims 4 or 5 , characterized in that it is detected that the temperature of the sensor (TS) below the minimum regeneration temperature (TSmin) and that then, when the temperature of the sensor (TS) reaches or returns to the minimum regeneration temperature (TSmin), the actual value of Regeneration time (TRegen is) is continuously incremented only after a debounce time, wherein the debounce time is greater, the greater the occurred average and / or maximum difference between minimum regeneration temperature (TRegen should) and the temperature of the sensor (TS) is and / or so the higher the temperature of the sensor (TS) is, the lower the minimum regen temperature (TRegen soll).

Computer program adapted to perform the steps of the method of any one of the preceding claims.

An electronic storage medium on which a computer program according to the preceding claim is stored.

An electronic control unit comprising an electronic storage medium according to the preceding claim.