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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln des Ammoniakanteils im Abgas einer Brennkraftmaschine und einen Abgassensor zum Ermitteln des Ammoniakanteils im Abgas der Brennkraftmaschine.
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Abgassensoren, wie z. B. Stickoxidsensoren, erlauben eine Messung der Konzentration von Komponenten im Abgas von Brennkraftmaschinen, beispielsweise Otto- oder Dieselmotoren. Das Abgas der Brennkraftmaschine weist als Komponenten u.a. Ammoniak (NH3) und Stickoxide (NOx) auf, wobei die Kenntnis der jeweiligen Konzentration für die Steuerung der Brennkraftmaschine vorteilhaft sein kann.
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Die
WO 2017/222001 A1 ,
WO 2017/222002 A1 und
WO 2017/222003 A1 offenbaren jeweils Stickoxidsensoren, die mit einer Vorkavität bereitgestellt werden, in der eine Vorelektrode vorgesehen ist. Durch Ansteuerung der Pumpelektrode und der Vorelektrode kann qualitativ der Ammoniakanteil im Abgas der Brennkraftmaschine ermittelt werden.
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In Anbetracht des Standes der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und einen Abgassensor bereitzustellen, mit denen der Ammoniakanteil auf einfache Weise möglichst genau bestimmt werden kann.
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Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren gemäß Anspruch 1 und einem Abgassensor gemäß Anspruch 8 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Der vorliegenden Erfindung liegt im Wesentlichen der Gedanke zugrunde, einen Abgassensor gemäß eines bekannten Stickoxidsensors, der zumindest eine Pumpkavität und eine Messkavität aufweist, auszugestalten und um eine mit der zumindest einen Pumpkavität verbundenen Vorkavität zu erweitern, der eine Vorelektrode zugeordnet ist. Durch selektives Ansteuern von entweder der Pumpelektrode oder der Vorelektrode können unterschiedliche Stickoxidwerte erfasst werden, auf deren Basis der Ammoniakanteil im Abgas ermittelt werden kann. Insbesondere kann durch die unterschiedlichen Diffusionspfade zur Vorelektrode bzw. zur Pumpelektrode und durch die aufgrund der unterschiedlichen Molekülmassen hervorgerufenen unterschiedlichen Diffusionsfähigkeiten von Ammoniak und Stickoxid der Ammoniakanteil und der Stickoxidanteil im Abgas einer Brennkraftmaschine ermittelt werden
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Gemäß eines ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Ermitteln des Ammoniakanteils im Abgas einer Brennkraftmaschine mittels eines einen Hauptkörper aufweisenden Abgassensors offenbart, der eine Vorelektrode, die einer mit dem Abgas über einen Verbindungspfad verbundenen und im Hauptkörper vorgesehenen Vorkavität zugeordnet ist, eine Pumpelektrode, die einer mit der Vorkavität über einen Vor-Diffusionspfad mit einer Vor-Diffusionsrate verbundenen und im Hauptkörper vorgesehenen Pumpkavität zugeordnet ist, und eine Messelektrode aufweist, die einer mit der Pumpkavität über einen Diffusionspfad mit einer Diffusionsrate verbundenen und im Hauptkörper vorgesehenen Messkavität zugeordnet ist und einen den Stickoxidgehalt des Abgases anzeigenden Messwert ausgibt. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst ein Erfassen eines ersten Stickoxidwerts mittels der Messelektrode durch elektrisches Ansteuern der Pumpelektrode, während die Vorelektrode deaktiviert ist, ein Erfassen eines zweiten Stickoxidwerts mittels der Messelektrode durch elektrisches Ansteuern der Vorelektrode, während die Pumpelektrode deaktiviert ist, und ein Ermitteln des Ammoniakanteils im Abgas der Brennkraftmaschine zumindest teilweise basierend auf dem erfassten ersten Stickoxidwert und zumindest teilweise basierend auf dem erfassten zweiten Stickoxidwert.
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Eine deaktivierte Vorelektrode bzw. deaktivierte Pumpelektrode bedeutet, dass die Vorelektrode bzw. Pumpelektrode nicht elektrisch angesteuert werden bzw. diese Elektroden unbestromt sind. Genauer gesagt heißt das, dass in einem solchen deaktiviertem Zustand der Elektroden an denselben keine chemischen Reaktionen, also weder Oxidationen noch Reduktionen, stattfinden und das Abgas durch die zugeordneten Kavitäten unbehandelt durchströmt.
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Bevorzugt erfolgt das Ermitteln des Ammoniakanteils im Abgas der Brennkraftmaschine durch Differenzbildung zwischen dem erfassten ersten Stickoxidwert und dem erfassten zweiten Stickoxidwert.
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Ferner ist es vorteilhaft, dass das Erfassen des ersten Stickoxidwerts für eine erste Zeitdauer erfolgt und das Erfassen des zweiten Stickoxidwerts für eine zweite Zeitdauer erfolgt, die im Wesentlichen gleich der ersten Zeitdauer ist. In alternativen Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die erste Zeitdauer größer oder kleiner als die zweite Zeitdauer gewählt werden.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zwischen dem Erfassen des ersten Stickoxidwerts und dem Erfassen des zweiten Stickoxidwerts zyklisch umgeschaltet. Dabei ist es bevorzugt, dass das zyklische Umschalten schnellstmöglich erfolgt, d. H. dass es im Wesentlichen keine Zeitdauer gibt, während der sowohl die Vorelektrode als auch die Pumpelektrode deaktiviert sind.
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Gemäß eines weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Ermitteln des Stickoxidanteils und Ammoniakanteils im Abgas einer Brennkraftmaschine mittels eines einen Hauptkörper aufweisenden Abgassensors offenbart, der eine Vorelektrode, die einer mit dem Abgas über einen Verbindungspfad verbundenen und im Hauptkörper vorgesehenen Vorkavität zugeordnet ist, eine Pumpelektrode, die einer mit der Vorkavität über einen Vor-Diffusionspfad mit einer Vor-Diffusionsrate verbundenen und im Hauptkörper vorgesehenen Pumpkavität zugeordnet ist, und eine Messelektrode aufweist, die einer mit der Pumpkavität über einen Diffusionspfad mit einer Diffusionsrate verbundenen und im Hauptkörper vorgesehenen Messkavität zugeordnet ist und einen den Stickoxidgehalt des Abgases anzeigenden Messwert ausgibt. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst ein Erfassen des ersten Stickoxidwerts mittels der Messelektrode durch elektrisches Ansteuern der Pumpelektrode, während die Vorelektrode deaktiviert ist, und ein Ermitteln des Ammoniakanteils im Abgas der Brennkraftmaschine gemäß des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Ein solches erfindungsgemäßes Verfahren kann die Funktionalität eines Stickoxidsensors um die Fähigkeit des Ermittelns des Ammoniakanteils im Abgas der Brennkraftmaschine erweiteren.
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Vorzugsweise erfolgt das Ermitteln des Ammoniakanteils im Abgas der Brennkraftmaschine bei einer abrupten Laständerung der Brennkraftmaschine und/oder kurz vor dem Einspritzen von Harnstoff in das Abgas der Brennkraftmaschine.
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Gemäß eines noch weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung ist ein Abgassensor zum Ermitteln des Ammoniakanteils im Abgas einer Brennkraftmaschine offenbart. Der erfindungsgemäße Abgassensor weist einen Hauptkörper, eine Vorelektrode, die einer mit dem Abgas über einen Verbindungspfad verbundenen und im Hauptkörper vorgesehenen Vorkavität zugeordnet ist, eine Pumpelektrode, die einer mit der Vorkavität über einen Vor-Diffusionspfad mit einer Vor-Diffusionsrate verbundenen und im Hauptkörper vorgesehenen Pumpkavität zugeordnet ist, eine Messelektrode, die einer mit der Pumpkavität über einen Diffusionspfad mit einer Diffusionsrate verbundenen und im Hauptkörper vorgesehenen Messkavität zugeordnet ist und einen den Stickoxidgehalt des Abgases anzeigenden Messwert ausgibt, und eine Steuereinheit auf, die mit der Vorelektrode, der Pumpelektrode und der Messelektrode verbunden und dazu ausgebildet ist, den Ammoniakanteil im Abgas gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren zu ermitteln.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung weist der erfindungsgemäße Abgassensor ferner eine weitere Pumpelektrode auf, die einer im Hauptkörper vorgesehenen weiteren Pumpkavität zugeordnet ist, die mit der Pumpkavität und der Messkavität zwischenverbunden ist.
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Ferner ist es bevorzugt, dass die Steuereinheit ferner dazu ausgebildet ist, das Verfahren gemäß des weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung durchzuführen.
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Weitere Merkmale und Aufgaben der Erfindung werden dem Fachmann durch Ausüben der vorliegenden Lehre und Betrachten der beiliegenden Zeichnungen ersichtlich, in denen:
- 1 eine schematische Schnittansicht durch einen aus dem Stand der Technik bekannten Abgassensor zeigt,
- 2 eine schematische Schnittansicht durch einen erfindungsgemäßen Abgassensor zeigt, und
- 3 ein beispielhaftes Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Ermitteln des Ammoniakanteils im Abgas einer Brennkraftmaschine zeigt.
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Elemente gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Unter Verweis auf die 1 ist eine schematische Schnittansicht eines aus dem Stand der Technik bekannten Stickoxidsensors 10 dargestellt, der dazu ausgebildet ist, in einem Auslasstrakt einer Brennkraftmaschine (nicht gezeigt) angeordnet zu werden und den Stickoxidgehalt bzw. den Sauerstoffgehalt im Abgas der Brennkraftmaschine zu erfassen.
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Der Stickoxidsensor 10 weist einen Hauptkörper 12 aus einem Feststoffelektrolyten auf, der vorzugsweise aus einem Mischkristall aus Zirkonoxid und Yttriumoxid und/oder durch einen Mischkristall aus Zirkonoxid und Calciumoxid gebildet ist. Zusätzlich kann ein Mischkristall aus Hafniumoxid, ein Mischkristall aus Perowskit-basierten Oxiden oder ein Mischkristall aus trivalentem Metalloxid verwendet werden.
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Innerhalb des Hauptkörpers 12 ist eine erste Pumpkavität 20, eine zweite Pumpkavität 30 und eine Messkavität 40 vorgesehen. Die erste Pumpkavität 20 ist über einen Verbindungspfad 15 mit dem Äußeren des Hauptkörpers 12 verbunden. Insbesondere kann Abgas durch den Verbindungspfad 15 in die erste Pumpkavität 20 strömen Die zweite Pumpkavität 30 ist mit der ersten Pumpkavität 20 über einen ersten Diffusionspfad 25 verbunden. Der erste Diffusionspfad 25 ist beispielsweise in der Form eines sehr dünnen Schlitzes vorgesehen, durch den Sauerstoff mit einer vorbestimmten Rate strömen kann. Alternativ kann der erste Diffusionspfad 25 mit einem porösen Füllmittel zum Ausbilden einer Diffusionsratenregulierungsschicht gefüllt oder ausgepolstert.
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Die Messkavität 40 ist mit der zweiten Pumpkavität 30 über einen zweiten Diffusionspfad 35 verbunden. Der zweite Diffusionspfad 35 ist beispielsweise in der Form eines sehr dünnen Schlitzes vorgesehen, durch den Sauerstoff mit einer vorbestimmten Rate strömen kann. Alternativ kann der zweite Diffusionspfad 35 mit einem porösen Füllmittel zum Ausbilden einer Diffusionsratenregulierungsschicht gefüllt oder ausgepolstert sein. Die Diffusionsratenschichten können alternativ als Diffusionsbarrieren bezeichnet werden.
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Der erste Diffusionspfad 25 und der zweite Diffusionspfad 35 sind derart ausgebildet, dass durch diese hindurch das Abgas nur teilweise strömen kann. Durch Kenntnis der Querschnitte des ersten und zweiten Diffusionspfads 25, 35 und/oder durch Kenntnis der jeweiligen porösen Füllmittel kann die Diffusionsrate durch den ersten und zweiten Diffusionspfad 25, 35 bestimmt und festgelegt werden.
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Im Hauptkörper 12 ist außerdem eine Referenzkavität 50 gebildet, die direkt mit dem Äußeren des Hauptkörpers 12 in Verbindung steht. Innerhalb der Referenzkavität 50 ist eine Referenzelektrode 52 angeordnet. Insbesondere steht die Referenzkavität 50 mit der Umgebungsluft, d. h. nicht mit dem Abgas, in Verbindung und ist dazu ausgebildet, eine Sauerstoffreferenz für die im Stickoxidsensor 10 angeordneten verschiedenen Elektroden zu bilden.
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An einer Außenseite des Hauptkörpers 12 ist eine Abgaselektrode (auch „P+“-Elektrode genannte) 22 angeordnet. Insbesondere kann während eines Messbetriebs des Stickoxidsensors 10 durch Anlegen eines Referenzstroms an der Abgaselektrode 22 der im Abgas befindliche Sauerstoff ionisiert werden und durch den Hauptkörper 12 als Sauerstoffionen zur Referenzelektrode 52 diffundieren und dort wieder in Sauerstoffmoleküle zur Ausbildung einer Sauerstoffreferenz umgewandelt werden.
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Innerhalb der ersten Pumpkavität 20 ist eine erste Pumpelektrode (auch „P-“-Elektrode genannt) 24 angeordnet. Insbesondere kann während des Messbetriebs des Stickoxidsensors 10 durch Anlegen eines ersten Pumpstroms IP0 an der ersten Pumpelektrode 24 der im Abgas befindliche Sauerstoff innerhalb der ersten Pumpkavität 20 ionisiert werden und durch den Hauptkörper 12 als Sauerstoffionen wandern bzw. gelangen. Aufgrund der aus der ersten Pumpkavität 20 ausgebrachten Sauerstoffionen bildet sich zwischen der ersten Pumpelektrode 24 und der Referenzelektrode 52 indirekt eine erste Elektrodenspannung bzw. erste Nernstspannung V0 aus. Genauer gesagt bildet sich die erste Elektrodenspannung bzw. die erste Nernstspannung V0 direkt aus dem in der ersten Pumpkavität 20 noch vorliegenden Rest-Sauerstoff.
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Außerdem kann während des Messbetriebs des Abgassensors 100 durch Anlegen des ersten Pumpstroms IP0 an der ersten Pumpelektrode 24 die im Gasgemisch befindlichen Stickoxide und der darin befindliche Ammoniak innerhalb der ersten Pumpkavität 20 ionisiert werden und durch den Hauptkörper 12 als Sauerstoffionen wandern bzw. gelangen, was wiederum als die erste Elektrodenspannung bzw. erste Nernstspannung V0 gemessen werden kann. Genauer gesagt bildet sich die erste Elektrodenspannung bzw. die erste Nernstspannung V0 direkt aus dem in der Pumpkavität 20 vorliegenden Rest-Sauerstoff aus.
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Innerhalb der zweiten Pumpkavität 30 ist eine zweite Pumpelektrode (auch „M1“-Elektrode genannt) 34 angeordnet. Hier kann während des Messbetriebs des Stickoxidsensors 10 durch Anlegen eines zweiten Pumpstroms IP1 an der zweiten Pumpelektrode 34 der im Gasgemisch befindliche Sauerstoff innerhalb der zweiten Pumpkavität 30 ionisiert werden und durch den Hauptkörper 12 als Sauerstoffionen wandern bzw. gelangen. Aufgrund der aus der zweiten Pumpkavität 30 ausgebrachten Sauerstoffionen bildet sich zwischen der zweiten Pumpelektrode 34 und der Referenzelektrode 52 indirekt eine zweite Elektrodenspannung bzw. zweite Nernstspannung V1 aus. Genauer gesagt bildet sich die zweite Elektrodenspannung bzw. die zweite Nernstspannung V1 direkt aus dem in der zweiten Pumpkavität 30 noch vorliegenden Rest-Sauerstoff.
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Innerhalb der Messkavität 40 ist eine Messelektrode (auch „M2“-Elektrode genannt) 44 angeordnet, die dazu ausgebildet ist, während des Messbetriebs des Stickoxidsensors 10 bei Anlegen eines Messstroms IP2 den innerhalb der Messkavität 40 vorhandenen Sauerstoff und/oder Stickoxide zu ionisieren, so dass die Sauerstoffionen durch den Hauptkörper 12 wandern bzw. gelangen können. Aufgrund der aus der Messkavität 40 ausgebrachten bzw. herausgepumpten Sauerstoffionen bildet sich zwischen der Messelektrode 44 und der Referenzelektrode 52 eine dritte Elektrodenspannung bzw. dritte Nernstspannung V2 aus, die durch Anlegen des Messstroms IP2 an der Messelektrode 44 auf konstantem Wert gehalten wird. Genauer gesagt bildet sich die dritte Elektrodenspannung bzw. die dritte Nernstspannung V2 direkt aus dem in der Messkavität 40 noch vorliegenden Rest-Sauerstoff. Der angelegte Messstrom IP2 ist dann ein Indiz für den innerhalb des Abgases befindlichen Stickoxidgehalt.
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Die an der ersten und zweiten Pumpelektrode 24, 34 anliegenden Pumpströme IP0 und IP1 sind derart eingestellt, das bevorzugt lediglich der Sauerstoff ionisiert wird, jedoch nicht die Stickoxide. Insbesondere ist die erste Pumpelektrode 24 dazu ausgebildet, während des Normalbetriebs des Stickoxidsensors 10 nahezu den gesamten Sauerstoff aus dem Abgas zu pumpen bzw. einen vorbestimmten Sauerstoffschlupf aus der ersten Pumpkavität 20 in die zweite Pumpkavität 30 zuzulassen. Die zweite Pumpelektrode 34 ist dazu ausgebildet, den aus der ersten Pumpkavität 20 noch nicht herausgepumpten Sauerstoff zu ionisieren und abzuleiten, so dass in der Messkavität 40 nahezu nur Stickoxide vorliegen. Die Messelektrode 44 ist dazu ausgebildet, die Stickoxide zu ionisieren, wobei der an der Messelektrode 44 angelegte Messstrom IP2 ein Maß für den Stickoxidgehalt im Abgas ist.
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Innerhalb des Hauptkörpers 12 ist ferner eine Heizvorrichtung 60 angeordnet, die dazu ausgebildet ist, den Hauptkörper 12 auf eine vorbestimmte Betriebstemperatur zu heizen und auf dieser zu halten, beispielsweise bei ca. 850°C.
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Unter Verweis auf die 2 ist ein erfindungsgemäßer Abgassensor 100 zum Ermitteln des Ammoniakanteils im Abgas der Brennkraftmaschine gezeigt. Der erfindungsgemäße Abgassensor 100 basiert im Wesentlichen auf der Struktur des in der 1 gezeigten Stickoxidsensors 10, wobei der Abgassensor 100 der 2 zusätzlich eine Vorkavität 10 aufweist. Insbesondere ist die Vorkavität 10 stromaufwärts der ersten Pumpkavität 20 angeordnet und mit dem Abgas über den Diffusionspfad 15 und mit der Pumpkavität 20 über einen Vor-Diffusionspfad 5 mit einer Vor-Diffusionsrate verbunden.
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Innerhalb der Vorkavität 10 ist eine Vorelektrode (auch „M0“-Elektrode genannt) 14 angeordnet. Hier kann während des Messbetriebs des Abgassensors 100 durch Anlegen eines Vor-Pumpstroms IP3 an der Vorelektrode 14 der im Gasgemisch bzw. Abgas befindliche Ammoniak innerhalb der Vorkavität 10 oxidiert werden. Aufgrund der dadurch durch den Hauptkörper 12 strömenden Sauerstoffionen bildet sich zwischen der Vorelektrode 14 und der Referenzelektrode 52 indirekt eine vierte Elektrodenspannung bzw. vierte Nernstspannung V3 aus. Genauer gesagt bildet sich die vierte Elektrodenspannung bzw. die vierte Nernstspannung V3 direkt aus den in der Vorkavität 10 vorliegenden Ammoniak aus.
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Die unterschiedlichen Diffusionsfähigkeiten von Ammoniak (NH3) und Stickoxid (NO) resultieren aus den auf den molaren Massen basierenden Diffusionskoeffizienten von Ammoniak und Stickstoff. Da Ammoniak-Moleküle leichter sind als NO-Moleküle, kann Ammoniak besser durch den Hauptköpper 12, d.h. durch die Diffusionspfade 5, 15, diffundieren als Stickoxid. Die Diffusion von Ammoniak und Stickoxid findet insbesondere aufgrund des Konzentrationsgefälles zwischen den Kavitäten statt.
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Folglich kann der im Abgas befindliche Ammoniak besser aus der Vorkavität 10 in die erste Pumpkavität 20 gelangen als das im Abgas befindliche Stickoxid.
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Der erfindungsgemäße Abgassensor 100 weist ferner eine Steuereinheit (nicht explizit dargestellt) auf, die mit der Vorelektrode 14, der Abgaselektrode 22, der ersten Pumpelektrode 24, der zweiten Pumpelektrode 34, der Messelektrode 44 und der Referenzelektrode verbunden und dazu ausgebildet ist, diese Elektroden jeweils mit den Strömen IP0, IP1, IP2 und IP3 zu beaufschlagen und die jeweiligen Nernstspannungen V0, V1, V2 und V3 zu erfassen. Die Steuereinheit ist somit zum Steuern des Betriebs des Abgassensors 100 ausgebildet.
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Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 3 ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Ermitteln des Ammoniakanteils im Abgas der Brennkraftmaschine beschrieben. Dabei wird insbesondere auch auf den erfindungsgemäßen Abgassensor 100 der 2 Bezug genommen.
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Das Verfahren startet beim Schritt 300 und gelangt dann zum Schritt 310, an dem die erste Nernstspannung V0 durch Steuern des an der ersten Pumpelektrode 24 anliegenden ersten Pumpstroms IP0 auf einem vorbestimmten Wert gesteuert bzw. geregelt wird.
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Während dieses Steuerns des ersten Pumpstroms IP0 ist die Vorelektrode 14 deaktiviert bzw. unbestromt. In diesem Zustand, d. h. dass die erste Pumpelektrode 24 aktiviert bzw. bestromt und die Vorelektrode 14 deaktiviert bzw. unbestromt ist, kann durch das Vorsehen der Vor-Diffusionsrate durch den Vor-Diffusionspfad 5 ein vorbestimmter Ammoniakschlupf aus der Vorkavität 10 in die erste Pumpkavität 20 ermöglicht werden. In der ersten Pumpkavität 20 findet dann mittels des angelegten ersten Pumpstroms IP0 eine Zerlegung des Ammoniaks in Stickoxid und Wasser statt.
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In einem darauffolgenden Schritt 320, genauer gesagt nach dem weiteren Strömen der Stickoxide durch die zweite Pumpkavität 30 in die Messkavität 40, kann mittels der Messelektrode 44 (genauer gesagt mittels des Messstroms IP2) ein erster Stickoxidwert ermittelt werden, der die Summe aus ursprünglichen Stickoxiden und dem im Abgas befindlichen Ammoniakanteil anzeigt.
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Nach dem Erfassen des ersten Stickoxidwerts wird in einem darauffolgenden Schritt 330 die erste Pumpelektrode 24 deaktiviert bzw. unbestromt und die Vorelektrode 14 aktiviert bzw. mit dem Vor-Pumpstrom IP3 bestromt, um die vierte Nernstspannung V3 zu regeln bzw. zu steuern. In diesem Zustand, d. h. dass die erste Pumpelektrode 24 deaktiviert bzw. unbestromt und die Vorelektrode 14 aktiviert bzw. bestromt ist, findet bereits die Zerlegung des Ammoniaks in Stickoxid und Wasser Stickoxide in der Vorkavität 10 statt.
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In einem darauffolgenden Schritt 340, genauer gesagt nach dem weiteren Strömen der Stickoxide durch die erste Pumpkavität 20 und die zweite Pumpkavität 30 in die Messkavität 40, kann mittels der Messelektrode 44 (genauer gesagt mittels des Messstroms IP2) ein zweiter Stickoxidwert ermittelt werden, der wiederum eine Summe aus ursprünglichen Stickoxiden und dem im Abgas befindlichen Ammoniakanteil anzeigt.
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Basierend auf dem am Schritt 320 erfassten ersten Stickoxidwert und dem am Schritt 340 erfassten zweiten Stickoxidwert wird am Schritt 350 der Ammoniakanteil im Abgas bestimmt. Beispielweise kann die Differenz aus dem ersten Stickoxidwert und dem zweiten Stickoxidwert den Ammoniakanteil im Abgas anzeigen. Das Verfahren endet am Schritt 360.
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Die Erfindung basiert somit auf der Idee, eine zusätzliche Vorkavität 10 mit einer Vorelektrode 14 vorzusehen und die Vorelektrode 14 nicht gleichzeitig mit der ersten Pumpelektrode 24 zu bestromen, sondern immer nur selektiv und abwechselnd. Durch das weitere Vorsehen der Vor-Diffusionsrate des Vor-Diffusionspfads 5 kann das im Abgas befindliche Ammoniak zumindest teilweise gezielt gesteuert, in Stickoxid zerlegt und oxidiert werden. Somit kann durch das Erfassen des ersten und zweiten Stickoxidwerts der im Abgas befindliche Ammoniakanteil ermittelt werden.
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Folglich kann mit der vorliegenden Erfindung ein Stickoxidsensor um die Funktion der Bestimmung des Ammoniakanteils erweitert werden. Dabei ist es bevorzugt, dass der Ammoniakanteil nach Bedarf erfasst wird. Das heißt, dass z. B. der Ammoniakanteil beim Einspritzen von Harnstoff in das Abgas der Brennkraftmaschine oder bei einer abrupten Laständerung der Brennkraftmaschine ermittelt wird. Somit wird der Stickoxidsensor überwiegend gemäß seiner Hauptfunktion betrieben, nämlich zum Ermitteln des im Abgas befindlichen Stickoxidanteils, wobei dieser, wie beschrieben, in seiner Nebenfunktion den Ammoniakanteil im Abgas bei Bedarf ermitteln kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2017/222001 A1 [0003]
- WO 2017/222002 A1 [0003]
- WO 2017/222003 A1 [0003]
