DE102018222616A1 - Verfahren zum Betreiben eines Sensors zur Detektion von Teilchen in einem Messgas - Google Patents

Verfahren zum Betreiben eines Sensors zur Detektion von Teilchen in einem Messgas Download PDF

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Abstract

Es wird ein Verfahren zum Betreiben eines Sensors (10) zur Detektion von Teilchen, insbesondere von Rußpartikeln, in einem Messgas, insbesondere im Abgas einer Brennkraftmaschine vorgeschlagen. Der Sensor (10) umfasst ein Sensorelement (12), wobei das Sensorelement (12) mindestens ein elektrisch isolierendes Element Substrat (14), eine erste Elektrode (16) und eine zweite Elektrode (18) aufweist, wobei die erste Elektrode (16) und die zweite Elektrode (18) an dem elektrisch isolierenden Element (14) angeordnet sind. Bei dem Verfahren führen die erste Elektrode (16) und die zweite Elektrode (18) eine Strom- und/oder Spannungsmessung durch, wobei der Sensor (10) während eines Messintervalls (40) wechselnd in mindestens einer Sammelphase (42) und in mindestens einer Messphase (44) betrieben wird, wobei während der Sammelphase (42) an die erste Elektrode (16) und die zweite Elektrode (18) eine erste Spannung (46) angelegt wird, wobei während der Messphase (44) an die erste Elektrode (16) und die zweite Elektrode (18) eine zweite Spannung (48) angelegt wird, wobei sich die erste Spannung (46) von der zweiten Spannung (48) unterscheidet, wobei von der Sammelphase (42) in die Messphase (44) basierend auf einem Signal der Strom- und/oder Spannungsmessung und/oder eines Modellwertes gewechselt wird.

Description

  • Stand der Technik
  • Aus dem Stand der Technik sind zahlreiche Verfahren und Vorrichtungen zur Detektion von Teilchen, wie beispielsweise Ruß- oder Staubpartikeln, bekannt.
  • Die Erfindung wird im Folgenden, ohne Beschränkung weiterer Ausführungsformen und -anwendungen, insbesondere unter Bezugnahme auf Sensoren zur Detektion von Teilchen, insbesondere von Rußpartikeln in einem Abgasstrom einer Brennkraftmaschine, beschrieben.
  • Es ist aus der Praxis bekannt, mittels zwei Elektroden, die auf einer Keramik angeordnet sind, eine Konzentration von Teilchen, wie beispielsweise Ruß- oder Staubpartikeln, in einem Abgas zu messen. Dies kann beispielsweise durch eine Messung des elektrischen Widerstands des die beiden Elektroden trennenden keramischen Werkstoffs erfolgen. Genauer wird der elektrische Strom gemessen, der beim Anlegen einer elektrischen Spannung an die Elektroden zwischen diesen fließt. Die Rußpartikel lagern sich aufgrund elektrostatischer Kräfte zwischen den Elektroden ab und bilden mit der Zeit elektrisch leitfähige Brücken zwischen den Elektroden. Je mehr dieser Brücken vorhanden sind, umso mehr steigt der gemessene Strom. Es bildet sich somit ein zunehmender Kurzschluss der Elektroden. Das Sensorelement wird vor jeder Messung regeneriert, in dem er durch ein integriertes Heizelement auf mindestens 700°C gebracht wird, wodurch die Rußablagerungen wegbrennen.
  • Derartige Sensoren werden beispielsweise in einem Abgasstrang einer Brennkraftmaschine, wie beispielsweise einem Verbrennungsmotor der Dieselbauart eingesetzt. Üblicherweise befinden sich diese Sensoren stromabwärts des Auslassventils bzw. des Rußpartikelfilters und dienen zur Überwachung des Rußpartikelfilters.
  • Trotz der zahlreichen Vorteile der aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen zur Detektion von Teilchen beinhalten diese noch Verbesserungspotenzial. So sind zu Beginn der Messphase noch keine Rußpfade geschlossen. Es fließt während dieser Totzeit noch kein messbarer Strom. Die ersten Rußpfade schließen sich, hauptsächlich abhängig von Verlauf des Motorbetriebes, erst nach einiger Zeit. Dabei ergibt sich meist eine deutlich längere Totzeit als Messzeit, in der ein Rußstrom gemessen werden kann, beispielsweise ein Verhältnis von 2/3 Totzeit zu 1/3, Messzeit.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Es wird daher ein Verfahren zum Betreiben eines Sensors zur Detektion von Teilchen, insbesondere von Rußpartikeln vorgeschlagen, welches die Nachteile bekannter Betriebsverfahren zumindest weitgehend vermeidet und das eine Verkürzung der Totzeit erlaubt, in der kein elektrischer Strom bedingt durch die Ausbildung von elektrisch leitfähigen Brücken zwischen den Elektroden gemessen werden kann.
  • Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben eines Sensors zur Detektion von Teilchen, insbesondere von Rußpartikeln, in einem Messgas, insbesondere im Abgas einer Brennkraftmaschine, wobei der Sensor ein Sensorelement aufweist, wobei das Sensorelement mindestens ein elektrisch isolierendes Element Substrat, eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode aufweist, wobei die erste Elektrode und die zweite Elektrode an dem elektrisch isolierenden Element angeordnet sind, führen die erste Elektrode und die zweite Elektrode eine Strom- und/oder Spannungsmessung durch. Der Sensor wird während eines Messintervalls wechselnd in mindestens einer Sammelphase und in mindestens einer Messphase betrieben. Während der Sammelphase wird an die erste Elektrode und die zweite Elektrode eine erste Spannung angelegt. Während der Messphase wird an die erste Elektrode und die zweite Elektrode eine zweite Spannung angelegt. Die erste Spannung unterscheidet sich von der zweiten Spannung. Bei dem Verfahren wird von der Sammelphase in die Messphase basierend auf einem Signal der Strom- und/oder Spannungsmessung und/oder eines Modellwertes gewechselt.
  • Somit werden in der Sammelphase und der Messphase unterschiedliche Spannungen an die Elektroden angelegt, was unterschiedlich starke elektrische Felder zur Folge hat. Damit lässt sich die Anlagerung von elektrisch leitfähigen Teilchen verändern und die Totzeit beeinflussen. Der Übergang von der Sammelphase in die Messphase wird dabei bei Eintreten eines vorbestimmten Ereignisses eingeleitet.
  • Bei einer Weiterbildung ist die erste Spannung größer als die zweite Spannung. Somit wird nur in der Totzeit eine höhere Spannung an die Elektroden angelegt, so dass über das im Vergleich zur Messphase vorliegende stärkere elektrische Feld eine stärkere Rußanlagerung an den Elektroden realisiert wird. Dabei kann vor Ende der Totzeit die Spannung wieder reduziert werden, um so ein Abbrennen der Rußpfade zu vermeiden. Somit verkürzt sich die Totzeit entsp rechen d.
  • Bei einer Weiterbildung wird bei Überschreiten eines ersten Schwellwerts des Signals der Strom- und/oder Spannungsmessung von der Sammelphase in die Messphase gewechselt. Somit kann der Wechsel zwischen Sammelphase und Messphase nicht bei jeder Veränderung des Signals vorgenommen werden, sondern nur bei Überschreiten des ersten Schwellwerts, was eine genaue Differenzierung zwischen Sammelphase und Messphase erlaubt.
  • Bei einer Weiterbildung ist der erste Schwellwert ein vorbestimmter Wert für einen elektrischen Strom. Alternativ kann der erste Schwellwert vorbestimmter Anstieg eines elektrischen Stroms sein. Somit kann der Wechsel zwischen Sammelphase und Messphase gezielt vorgenommen werden.
  • Bei einer Weiterbildung wird bei Unterschreiten eines zweiten Schwellwerts des Signals der Strom- und/oder Spannungsmessung von der Sammelphase in die Messphase gewechselt. Beispielsweise ist der zweite Schwellwert ein vorbestimmter Wert für einen elektrischen Strom ist, der einen Kurzschluss zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode anzeigt. Damit kann ein Abbrennen der Rußpfade gezielt verhindert werden.
  • Bei einer Weiterbildung wird bei Überschreiten eines dritten Schwellwerts für den Modellwert von der Sammelphase in die Messphase gewechselt. Damit wird auch ein Übergang von der Sammelphase in die Messphase anhand theoretischer Überlegungen, wie beispielsweise einer Kennlinie, erlaubt.
  • Beispielsweise ist der dritte Schwellwert ein vorbestimmter Wert, der einen vorbestimmten Beladungszustand des Sensors mit den Teilchen anzeigt. Somit wird die Spannung reduziert, nachdem das Modell, wie beispielsweise das akkumulierte Rohemissionsmodell, einen bestimmten Stand erreicht hat. Aus dem Ergebnis des Modells lässt sich der Beladungsgrad des Sensorelementes abschätzen, der bei einem grenzlagigem Partikelfilter zu erwarten wäre.
  • Bei einer Weiterbildung wird nach einem Wechsel von der Sammelphase in die Messphase eine Funktionsprüfung des Sensors durchgeführt. Damit kann nach dem Wechsel festgestellt werden, ob der Sensor regeneriert werden muss.
  • Bei einer Weiterbildung wird der Sensor als defekt identifiziert, falls das Signal der Strom- und/oder Spannungsmessung in der Messphase einen vierten (höchsten) Schwellwert überschreitet. Somit kann eine Regenerierung des Sensors eingeleitet werden, falls ein Grenzwert für den gemessenen Strom überschritten wird.
  • Bei einer Weiterbildung wird der zu überwachende Partikelfilter defekt identifiziert, falls das Signal der Strom- und/oder Spannungsmessung in der Messphase einen fünften Schwellwert überschreitet. Somit kann eine Regenerierung des Sensors eingeleitet werden, falls ein Grenzwert für den gemessenen Strom überschritten wird.
  • Es wird weiterhin ein Computerprogramm vorgeschlagen, welches eingerichtet ist, jeden Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen.
  • Es wird weiterhin ein elektronisches Speichermedium vorgeschlagen, auf welchem ein solches Computerprogramm gespeichert ist.
  • Es wird weiterhin ein elektronisches Steuergerät vorgeschlagen, welches ein solches elektronisches Speichermedium umfasst.
  • Unter einem Teilchen im Sinne der vorliegenden Erfindung ist ein Partikel, insbesondere ein elektrisch leitfähiges Teilchen, zu verstehen, wie beispielsweise Ruß- oder Staubpartikel.
  • Unter einer Elektrode ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Bauteil zu verstehen, das für eine Strom- und/oder Spannungsmessung geeignet ist. Die Angaben erste und zweite Elektrode werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung lediglich verwendet, um die Elektroden begrifflich zu unterscheiden, sollen aber keine bestimmte Reihenfolge oder Gewichtung dieser Bauteile angeben.
  • Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können die Elektroden als Interdigitalelektroden ausgebildet sein. Unter Interdigitalelektroden sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung Elektroden zu verstehen, die so angeordnet sind, dass sie ineinander eingreifen, insbesondere kammförmig ineinander eingreifen.
  • Unter einer Strom- und/oder Spannungsmessung ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Messung eines elektrischen Stroms und/oder einer elektrischen Spannung zu verstehen. Die Messung erfolgt dabei zwischen zwei Elektroden bzw. einer Elektrode und einem Bezugspotential. Dabei kann an die Elektroden eine bestimmte elektrische Spannung angelegt werden und ein Stromfluss zwischen den Elektroden gemessen werden oder an die Elektroden ein elektrischer Strom angelegt werden und eine Spannung zwischen den Elektroden gemessen werden. Eine Strom- und/oder Spannungsmessung kann insbesondere eine Widerstandsmessung sein, wobei ein Widerstand des durch die Elektroden und das Substrat gebildeten Aufbaus gemessen werden kann. Es kann beispielsweise eine spannungsgesteuerte oder spannungsgeregelte Messung und/oder eine stromgesteuerte und/oder stromgeregelte Messung erfolgen. Das Anlegen des Stroms und/oder der elektrischen Spannung kann in Form eines kontinuierlichen Signals und/oder auch in Form eines gepulsten Signals erfolgen. So kann beispielsweise eine Gleichspannung und/oder ein Gleichstrom angelegt werden und eine Stromantwort bzw. eine Spannungsantwort erfasst werden. Alternativ kann eine gepulste Spannung und/oder ein gepulster Strom angelegt werden und eine Stromantwort bzw. eine Spannungsantwort erfasst werden. Statt des momentanen Stromflusses durch die Elektroden kann auch ein Widerstand der Elektroden bzw. dessen Kehrwert (=Leitwert) als Messgröße verwendet werden. Auch kann es sinnvoll sein, aus einem momentanen Stromfluss eine Ladungsmenge zu integrieren. Weiterhin ist es möglich eine Hochspannung an eine Elektrode anzulegen und an einer Gegenelektrode oder einer elektrischen Masse einen elektrischen Strom, wie beispielsweise einem Entladestrom, zu messen.
  • Unter einem Messintervall ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung der Zeitraum zwischen zwei aufeinanderfolgende Regenerationsphasen des Sensors zu verstehen.
  • Unter einer Sammelphase ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Zeitraum zu verstehen, in dem eine an die Elektroden angelegte Spannung oder Spannungsform derart gewählt ist, dass sie eine besonders schnelle und/oder eine besonders gleichmäßige Anlagerung von Partikeln aus dem Abgas an den Sensor bewirkt.
  • Unter einer Messphase ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Zeitraum zu verstehen, in dem eine an die Elektroden angelegte Spannung oder Spannungsform derart gewählt ist, dass sie eine möglichst genaue Bestimmung des Widerstandes beziehungsweise der Impedanz und somit der Partikelbeladung des Sensors ermöglicht. Die Spannung während der Messphase muss dabei nicht für das Sammeln von Partikeln aus dem Messgas geeignet oder optimiert sein.
  • Unter einem Substrat ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Gegenstand mit einer plattenförmigen, würfelförmigen, quaderförmigen oder jeglichen anderen geometrischen Ausbildung zu verstehen, der mindestens eine ebene Oberfläche aufweist und aus einem keramischen Material, metallischen Material, Halbleitermaterial oder Kombinationen derselben hergestellt ist.
  • Unter Interdigitalelektroden sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung Elektroden zu verstehen, die so angeordnet sind, dass sie ineinander eingreifen, insbesondere kammförmig ineinander eingreifen.
  • Ein Grundgedanke der vorliegenden Erfindung ist der Wechsel von der Sammelphase in die Messphase und somit eine Veränderung der an die Elektroden angelegten elektrischen Spannung nicht basierend auf festen bzw. starren Vorgaben, sondern bei Eintritt eines bestimmten Ereignisses auf Basis des Signals oder eines Modellwertes.
  • Figurenliste
  • Weitere optionale Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele, welche in den Figuren schematisch dargestellt sind.
  • Es zeigen:
    • 1 eine Draufsicht auf einen Sensor zur Detektion von Teilchen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
    • 2 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben eines Sensors zur Detektion von Teilchen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und
    • 3 einen zeitlichen Verlauf von Spannung und Strom an den Elektroden.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • 1 zeigt eine Draufsicht auf einen Sensor 10 zur Detektion von Teilchen in einem Messgas gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Sensor 10 ist insbesondere zur Detektion von Rußpartikeln in einem Gasstrom, wie beispielsweise einem Abgasstrom, einer Brennkraftmaschine und zum Einbau in einem Abgasstrang eines Kraftfahrzeugs ausgebildet. Beispielsweise ist der Sensor 10 als Rußsensor ausgebildet und lässt sich stromabwärts oder stromaufwärts eines Rußpartikelfilters eines Kraftfahrzeugs mit einem Dieselverbrennungsmotor anordnen. Bei dem gezeigten Beispiel handelt es sich bei dem Messgas um Abgas einer Brennkraftmaschine. Der Sensor 10 ist bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel als resistiver Partikelsensor ausgebildet.
  • Der Sensor 10 umfasst ein Sensorelement 12. Das Sensorelement 12 umfasst ein elektrisch isolierendes Element 14. Das elektrisch isolierende Element 14 ist ein Substrat. Das Substrat ist beispielsweise ein Siliziumwafer. Alternativ ist das Substrat aus einem keramischen Material hergestellt. Das elektrisch isolierende Element 14 ist im Wesentlichen quaderförmig ausgebildet. Das Sensorelement 10 umfasst weiterhin eine erste Elektrode 16, eine zweite Elektrode 18, eine erste Zuleitung 20 und eine zweite Zuleitung 22. Die erste Elektrode 16, die zweite Elektrode 18, die erste Zuleitung 20 und die zweite Zuleitung 22 sind auf einer Oberseite 24 des Substrats 14 angeordnet. Die erste Elektrode 16 und die zweite Elektrode 18 sind als Interdigitalelektroden ausgebildet. Die erste Elektrode 16 ist mit der ersten Zuleitung 20 verbunden. Die zweite Elektrode 18 ist mit der zweiten Zuleitung 22 verbunden. Die erste Zuleitung 20 und die zweite Zuleitung 22 stellen Anschlusskontakte dar, die zum elektrischen Kontaktieren der ersten Elektrode 16 und der zweiten Elektrode 18 ausgebildet sind. Die erste Elektrode 16 und die zweite Elektrode 18 sind zum Durchführen einer Strom- und/oder Spannungsmessung ausgebildet. Der Sensor 10 kann optional weitere Bauteile aufweisen, wie beispielsweise ein Schutzrohr und/oder ein Heizelement, die nicht näher dargestellt sind.
  • Der Sensor 10 ist mit einem elektronischen Steuergerät 26 verbunden. Das elektronische Steuergerät 26 ist beispielsweise ein Motorsteuergerät der Brennkraftmaschine oder Sensorsteuergerät. Das elektronische Steuergerät weist ein elektronisches Speichermedium 28, wie beispielsweise einen Chip, auf, auf dem ein Computerprogramm gespeichert ist. Das Computerprogramm enthält Anweisungen zum Durchführen eines Verfahrens zum Betreiben des Sensors 10. Ein solches Verfahren wird nachstehend ausführlicher beschrieben.
  • 2 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben eines Sensors 10 zur Detektion von Teilchen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie beispielsweise des in 1 dargestellten Sensors 10. In Schritt S10 wird der Sensor 10 in einem Messintervall in Betrieb genommen. In einem nachfolgenden Schritt S12 befindet sich der Sensor 10 in einer Sammelphase. In der Sammelphase wird an die erste Elektrode 16 und die zweite Elektrode 18 eine erste elektrische Spannung angelegt. Die erste Elektrode 16 und die zweite Elektrode 18 führen dabei Strom- und/oder Spannungsmessung durch. In einem nachfolgenden Schritt S14 wird ein Signal der Strom- und/oder Spannungsmessung und/oder eines Modellwertes für das Signal überprüft. Der Sensor 10 verbleibt auf der ersten Spannung, solange kein außergewöhnliches Ereignis eintritt, wie nachstehend unter Bezugnahme auf 3 noch ausführlicher beschrieben wird.
  • Ergibt die Überprüfung in Schritt S14, dass ein außergewöhnliches Ereignis vorliegt, schreitet das Verfahren zu Schritt S16 fort. In Schritt S16 wird von der Sammelphase in die Messphase gewechselt. Beispielsweise wird bei Überschreiten eines ersten Schwellwerts des Signals der Strom- und/oder Spannungsmessung von der Sammelphase in die Messphase gewechselt. Der erste Schwellwert ist beispielsweise ein vorbestimmter Wert für einen elektrischen Strom. Alternativ oder zusätzlich ist der erste Schwellwert ein vorbestimmter Anstieg eines elektrischen Stroms. Ebenso kann bei Unterschreiten eines zweiten Schwellwerts des Signals der Strom- und/oder Spannungsmessung von der Sammelphase in die Messphase gewechselt werden. Der zweite Schwellwert ein vorbestimmter Wert für einen elektrischen Strom ist, der einen Kurzschluss zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode anzeigt. Ein solches außergewöhnliches Ereignis kann somit ein hoher Lastfall durch Anlagerung einer Rußflocke oder ein Fehlerfall durch einen Kurzschluss sein.
  • In der Messphase wird an die erste Elektrode 16 und die zweite Elektrode 18 eine zweite elektrische Spannung angelegt. Die erste elektrische Spannung unterscheidet sich von der zweiten elektrischen Spannung und ist insbesondere größer. Die zweite Spannung ist somit niedriger im Vergleich zu der ersten Spannung. In einem nachfolgenden Schritt S18 wird nach dem Wechsel von der Sammelphase in die Messphase eine Funktionsprüfung des Sensors 10 durchgeführt. In Schritt S20 erfolgt eine mögliche Fehlerausgabe und in Schritt S22 wird die Messphase beendet.
  • Ergibt die Überprüfung in Schritt S14, dass kein außergewöhnliches Ereignis vorliegt, schreitet das Verfahren zu Schritt S24 fort. In Schritt S24 wird gewartet bis ein vorbestimmtes Kriterium zum Reduzieren der angelegten Spannung erfüllt ist. So wird bei Überschreiten eines dritten Schwellwerts für den Modellwert von der Sammelphase in die Messphase gewechselt wird. Beispielsweise ist der dritte Schwellwert ein vorbestimmter Wert, der einen vorbestimmten Beladungszustand des Sensors mit den Teilchen anzeigt. Auch kann hierbei bei Überschreiten des ersten Schwellwerts des Signals der Strom- und/oder Spannungsmessung von der Sammelphase in die Messphase gewechselt werden. Beispielsweise wird in die Messphase gewechselt, sobald das erste signifikante Rußstromsignal gemessen wird. Grundsätzlich wäre auch ein Wechsel in die Messphase nach einer applizierbaren Zeit möglich.
  • Ist das vorbestimmte Kriterium erfüllt, wird in Schritt S26 wird von der Sammelphase in die Messphase gewechselt. In der Messphase wird an die erste Elektrode 16 und die zweite Elektrode 18 eine zweite elektrische Spannung angelegt. Die erste elektrische Spannung unterscheidet sich von der zweiten elektrischen Spannung und ist insbesondere größer. Die zweite Spannung ist somit niedriger im Vergleich zu der ersten Spannung. In Schritt S28 erfolgt eine Überprüfung des Partikelfilters mit dem Signalverhaltensmodell. Beim Erreichen des Kriteriums Ratio = 1, d.h. dem Erreichen einer vorbestimmten Rußmodellmenge findet eine Auswertung des Messwertes statt. Der Partikelfilter wird als defekt identifiziert, wenn die Überprüfung in Schritt S30 ergibt, dass das Signal der Strom- und/oder Spannungsmessung in der Messphase einen fünften Schwellwert überschreitet. Der fünfte Schwellwert ist beispielsweise ein Grenzwert für einen zwischen den Elektroden 16, 18 gemessener Strom, der bedingt durch die Anlagerung elektrisch geladener Teilchen fließen kann. Der Partikelfilter wird in Schritt S34 als intakt identifiziert, falls die Überprüfung in Schritt S30 ergibt, dass das Signal der Strom- und/oder Spannungsmessung in der Messphase einen vierten Schwellwert unterschreitet.
  • Ebenso findet eine Funktionsüberprüfung des Sensors 10 statt. Der Sensor 10 wird als bei Schritt S32 defekt identifiziert, falls die Überprüfung in Schritt S30 ergibt, dass das Signal der Strom- und/oder Spannungsmessung in der Messphase einen vierten Schwellwert überschreitet. Der vierte Schwellwert ist beispielsweise ein Grenzwert für einen zwischen den Elektroden 16, 18 gemessener Strom, der bedingt durch die Anlagerung elektrisch geladener Teilchen fließen kann. Nachfolgend zu Schritt S32 oder Schritt S34 wird in Schritt 36 die Messphase beendet.
  • 3 zeigt einen zeitlichen Verlauf von Spannung und Strom an den Elektroden 16, 18. Auf der X-Achse 30 ist die Zeit aufgetragen. Auf der Y-Achse 32 sind die Werte für die an die Elektroden 16, 18 angelegte elektrische Spannung sowie für den zwischen den Elektroden 16, 18 fließenden Strom aufgetragen. Die Kurve 34 stellt den zeitlichen Verlauf der elektrischen Spannung dar. Die Kurve 36 stellt den zeitlichen Verlauf des elektrischen Stroms ohne erfindungsgemäßes Verfahren dar. Die Kurve 38 stellt den zeitlichen Verlauf des elektrischen Stroms mit erfindungsgemäßem Verfahren dar. Dargestellt ist der Zeitraum eines Messintervalls 40 und somit die Phase zwischen zwei aufeinander folgenden Regenerationsphasen des Sensors 10. Dargestellt ist zu Beginn des Messintervalls 40 eine Sammelphase 42 und darauf zeitlich folgend eine Messphase 44. In der Sammelphase 42 ist an die Elektroden 16, 18 die erste elektrische Spannung 46 von beispielsweise 60 V angelegt. In der Messphase 44 ist die zweite elektrische Spannung 48 von beispielsweise 45 V angelegt. Die Betriebsweise für den Wechsel von der Sammelphase 42 in die Messphase 44 wurde oben bereits ausführlich dargestellt. Ohne diesen Wechsel, d.h. mit angelegter konstanter niedriger elektrischer Spannung zeigen die Kurven 36 eine zeitlich späteren Anstieg als die Kurve 38 mit diesem Wechsel, da kein stärkeres elektrisches Feld erzeugt wird, das elektrisch geladene Teilchen anzieht. Somit wird verdeutlicht, dass mit dem Vorsehen der erfindungsgemäßen Sammelphase 42 bei höherer elektrischer Spannung im Vergleich zur elektrischen Spannung in der Messphase 44 die eigentliche Messphase früher beginnt.

Claims (15)

  1. Verfahren zum Betreiben eines Sensors (10) zur Detektion von Teilchen, insbesondere von Rußpartikeln, in einem Messgas, insbesondere im Abgas einer Brennkraftmaschine, umfassend ein Sensorelement (12), wobei das Sensorelement (12) mindestens ein elektrisch isolierendes Element Substrat (14), eine erste Elektrode (16) und eine zweite Elektrode (18) aufweist, wobei die erste Elektrode (16) und die zweite Elektrode (18) an dem elektrisch isolierenden Element (14) angeordnet sind, wobei die erste Elektrode (16) und die zweite Elektrode (18) eine Strom- und/oder Spannungsmessung durchführen, wobei der Sensor (10) während eines Messintervalls (40) wechselnd in mindestens einer Sammelphase (42) und in mindestens einer Messphase (44) betrieben wird, wobei während der Sammelphase (42) an die erste Elektrode (16) und die zweite Elektrode (18) eine erste Spannung (46) angelegt wird, wobei während der Messphase (44) an die erste Elektrode (16) und die zweite Elektrode (18) eine zweite Spannung (48) angelegt wird, wobei sich die erste Spannung (46) von der zweiten Spannung (48) unterscheidet, wobei von der Sammelphase (42) in die Messphase (44) basierend auf einem Signal der Strom- und/oder Spannungsmessung und/oder eines Modellwertes gewechselt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die erste Spannung (46) größer als die zweite Spannung (48) ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei bei Überschreiten eines ersten Schwellwerts des Signals der Strom- und/oder Spannungsmessung von der Sammelphase (42) in die Messphase (44) gewechselt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der erste Schwellwert ein vorbestimmter Wert für einen elektrischen Strom ist.
  5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der erste Schwellwert vorbestimmter Anstieg eines elektrischen Stroms ist.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei bei Unterschreiten eines zweiten Schwellwerts des Signals der Strom- und/oder Spannungsmessung von der Sammelphase (42) in die Messphase (44) gewechselt wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei der zweite Schwellwert ein vorbestimmter Wert für einen elektrischen Strom ist, der einen Kurzschluss zwischen der ersten Elektrode (16) und der zweiten Elektrode (18) anzeigt.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei bei Überschreiten eines dritten Schwellwerts für den Modellwert von der Sammelphase (42) in die Messphase (44) gewechselt wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei der dritte Schwellwert ein vorbestimmter Wert ist, der einen vorbestimmten Beladungszustand des Sensors (18) mit den Teilchen anzeigt.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei nach einem Wechsel von der Sammelphase (42) in die Messphase (44) eine Funktionsprüfung des Sensors (10) durchgeführt wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Sensor (10) als defekt identifiziert wird, falls das Signal der Strom- und/oder Spannungsmessung in der Messphase (44) einen vierten Schwellwert überschreitet.
  12. Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Partikelfilter als defekt identifiziert wird, falls das Signal der Strom- und/oder Spannungsmessung in der Messphase (44) einen fünften Schwellwert überschreitet.
  13. Computerprogramm, welches eingerichtet ist, jeden Schritt des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11 durchzuführen.
  14. Elektronisches Speichermedium (28), auf welchem ein Computerprogramm nach Anspruch 12 gespeichert ist.
  15. Elektronisches Steuergerät (26), welches ein elektronisches Speichermedium (28) nach Anspruch 13 umfasst.
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