DE102019216042A1 - Verfahren zum Betreiben eines Abgassensors - Google Patents

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Bernhard Kamp
Dorothea Welke
Joerg Pueschl
Michael Bessen
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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Abstract

Vorgeschlagen wird ein Verfahren zum Betreiben eines elektrisch beheizbaren keramischen Sensorelements eines Abgassensors. Es sieht folgende Verfahrensschritte vor:- Elektrisches Beheizen (101) des Sensorelements (12)- Bestimmen (102) einer die Temperatur (T) des Sensorelements (12) repräsentierenden elektrischen Größe- Bewerten (103) ob das keramische Sensorelement (12) mit flüssigem Wasser (200) benetzt ist oder nicht- Ergreifen einer ersten Maßnahme (104.1), falls das keramische Sensorelement (2) nicht mit flüssigem Wasser (200) benetzt ist und Ergreifen einer von der ersten Maßnahme verschiedenen zweiten Maßnahme (104.2), falls das keramische Sensorelement (2) mit flüssigem Wasser (200) benetzt ist.

Description

  • Stand der Technik
  • Aus der DE 10 2013 223 630 A1 ist bereits ein Verfahren zum Betreiben eines Abgassensors bekannt. Es wird dort ein Verfahren zum Betreiben eines Partikelsensors zur Bestimmung eines Partikelgehalts in einem Gasstrom vorgeschlagen, wobei der Partikelsensor auf seiner Oberfläche eine Sensorstruktur zur Ermittlung einer Rußbeladung und mindestens ein durch eine Isolationsschicht von der Sensorstruktur getrenntes Heizelement aufweist, mit dem der Partikelsensor in einer Regenerationsphase aufgeheizt und dabei eine Rußbeladung am Partikelsensor entfernt werden kann, und mit dem Heizelement zumindest zeitweise vor der Regenerationsphase eine Heizphase durchgeführt werden kann, wobei in dieser Heizphase eine im Vergleich zur Regenerationstemperatur deutlich niedrigere Temperatur eingeregelt wird, wobei kurzzeitige Temperaturabfälle infolge einer Wasserbenetzung mit einem im Partikelsensor integrierten Temperatursensor detektierbar sind. Es wird dort ferner vorgeschlagen, dass während dieser Heizphase vor der Regenerationsphase die Dauer dieser Heizphase verlängert wird, wenn für eine bestimmte Zeit eine Temperaturabweichung von einer bestimmten Temperaturbandbreite um einen Temperatursollwert detektiert wird.
  • Es besteht weiterhin der Wunsch, derartige Verfahren weiter zu verbessern.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben eines elektrisch beheizbaren keramischen Sensorelements eines Abgassensors sieht daher folgende Schritte vor:
    • - Elektrisches Beheizen des Sensorelements
    • - Bestimmen einer die Temperatur des Sensorelements repräsentierenden elektrischen Größe
    • - Bewerten ob das keramische Sensorelement mit flüssigem Wasser benetzt ist oder nicht
    • - Ergreifen einer ersten Maßnahme, falls das keramische Sensorelement nicht mit flüssigem Wasser benetzt ist und Ergreifen einer von der ersten Maßnahme verschiedenen zweiten Maßnahme, falls das keramische Sensorelement mit flüssigem Wasser benetzt ist.
  • Das elektrische Beheizen des keramischen Sensorelements kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass ein elektrischer Widerstandsheizer des keramischen Sensorelements elektrisch beschaltet wird. Es kann beispielsweise eine Beheizung derart erfolgen, dass das keramische Sensorelement eine Temperatur annimmt, die im Bereich zwischen 150°C und 250°C liegt. Das Betreiben bzw. das elektrische Beheizen des keramischen Sensorelements kann beispielsweise in der Absicht erfolgen, es zu trocknen.
  • Das Bestimmen einer die Temperatur des Sensorelements repräsentierenden elektrischen Größe kann zum Beispiel vorsehen, dass der elektrische Widerstand eines von dem Sensorelement umfassten Messelements, beispielsweise einer elektrischen Widerstandsbahn mit temperaturabhängigem elektrischen Widerstand, bestimmt wird. Es kann sich beispielsweise um ein Pt100 handeln. Selbstverständlich kann es sich dabei um eine Strommessung bei vorgegebener Spannung und/oder um eine Spannungsmessung bei vorgegebenem Strom oder um dergleichen handeln.
  • Das elektrische Beheizen des Sensorelements und das Bestimmen der die Temperatur des Sensorelements repräsentierenden elektrischen Größe kann beispielsweise in Form eines geschlossenen Regelkreises erfolgen. Hierbei werden die die Temperatur des Sensorelements repräsentierenden elektrischen Größen mit einem vorgegebenen Sollwert verglichen, sodass eine Regelabweichung festgestellt wird, aus der sich dann gemäß der Regelverstärkung die Art und Weise ergibt, in der das elektrische Beheizen des Sensorelements erfolgt. Der Sollwert repräsentiert eine Solltemperatur des Regelkreises.
  • Die Solltemperatur kann beispielsweise eine Temperatur sein, die im Bereich zwischen 150°C und 250°C liegt.
  • Die Bewertung, ob das keramische Sensorelement mit flüssigem Wasser benetzt ist oder nicht, kann dadurch erfolgen, dass dann und nur dann von einer derartigen Benetzung ausgegangen wird, wenn die die Temperatur des Sensorelements repräsentierende elektrische Größe eine Temperatur repräsentiert, die kleiner ist als die Solltemperatur der Temperaturregelung. Ist die Temperatur des Sensorelements kleiner als die Solltemperatur, kann nämlich geschlossen werden, dass der Temperaturregler sein Regelziel mit der ihm zur Verfügung stehenden Leistung nicht erreicht, und das gerade aus dem Grund, dass das keramische Sensorelement mit flüssigem Wasser benetzt ist.
  • In einer Weiterbildung kann allerdings auch erst dann von einer derartigen Benetzung ausgegangen wird, wenn die die Temperatur des Sensorelements repräsentierende elektrische Größe für eine Zeitdauer, die nicht kürzer ist als eine vorgegebene Entprellzeit, eine Temperatur repräsentiert, die kleiner ist als die Solltemperatur der Temperaturregelung. Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass Ereignisse, die kurzzeitig auftreten und die kurzzeitig zu einem Absinken der Temperatur des Sensorelements führen, nicht irrtümlich als Benetzung des Sensorelements mit flüssigem Wasser interpretiert werden. Die Entprellzeit kann einige Sekunden betragen beispielsweise 2 oder 5 Sekunden.
  • Es kann jeweils auch eine zusätzliche Bedingung für den Schluss auf eine derartige Benetzung sein, dass die die Temperatur des Sensorelements repräsentierende elektrische Größe nicht nur eine Temperatur repräsentiert, die kleiner ist als die Solltemperatur der Temperaturregelung, sondern sogar eine Temperatur repräsentiert, die kleiner ist als die Solltemperatur der Temperaturregelung abzüglich einer vorgegebenen Mindestdifferenz. Letztere kann einige Kelvin betragen, beispielsweise 5 oder 10 K.
  • Die Bewertung, ob das keramische Sensorelement mit flüssigem Wasser benetzt ist oder nicht, kann alternativ oder zusätzlich auch dadurch erfolgen, dass eine die elektrische Heizleistung repräsentierende elektrische Größe bestimmt wird und dass die Bewertung, ob das keramische Sensorelement mit flüssigem Wasser benetzt ist oder nicht, dadurch erfolgt, dass dann und nur dann von einer derartigen Benetzung ausgegangen wird, wenn das elektrische Beheizen mit einer die elektrische Heizleistung repräsentierenden elektrische Größe erfolgt, die eine unplausibel hohe elektrische Heizleistung repräsentiert. In diesem Fall kann nämlich unterstellt werden, dass die unplausibel hohe elektrische Heizleistung gerade daraus resultiert, dass aus der Benetzung des keramischen Sensorelements mit flüssigem Wasser Abkühlungseffekte resultieren, die im Rahmen der Temperaturregelung durch die hohe Heizleistung kompensiert werden.
  • In einer Abwandlung kann vorgesehen sein, dass erst dann von einer derartigen Benetzung ausgegangen wird, wenn das elektrische Beheizen für einen Zeitraum, der nicht kürzer ist als eine Entprellzeit, mit einer die elektrische Heizleistung repräsentierenden elektrischen Größe erfolgt, die eine unplausibel hohe elektrische Heizleistung repräsentiert. Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass Ereignisse, die kurzzeitig auftreten und die kurzzeitig zu einem Anstieg der Heizleistung führen, nicht irrtümlich als Benetzung des Sensorelements mit flüssigem Wasser interpretiert werden. Die Entprellzeit kann wiederum einige Sekunden betragen, beispielsweise 2 oder 5 Sekunden.
  • Es kann vorgesehen sein, dass die die elektrische Heizleistung repräsentierende elektrische Größe unplausibel ist, wenn sie eine elektrische Heizleistung repräsentiert, die größer ist als eine feste Schwelle. Alternativ kann aber auch vorgesehen sein, dass die die elektrische Heizleistung repräsentierende elektrische Größe unplausibel ist, wenn sie eine elektrische Heizleistung repräsentiert, die größer ist als eine variable Schwelle, die auf Basis von weiteren Größen, beispielsweise einer Abgastemperatur und/oder einer Abgasgeschwindigkeit, insbesondere in einem zurückliegenden Zeitintervall, beispielsweise auf Basis eines Modells, berechnet wird.
  • Die die elektrische Heizleistung repräsentierende elektrische Größe kann die elektrische Heizleistung sein, es kann sich aber auch um die Heizspannung bzw. den Heizstrom oder bei einer gepulsten Heizspannung mit fester Pulshöhe um das aktuelle Tastverhältnis der Heizspannung handeln. Natürlich kann es sich auch um andere elektrische Größen handeln, sofern diese im jeweiligen Kontext mit der Heizleistung eindeutig verknüpft sind.
  • Es kann vorgesehen sein, dass die erste Maßnahme ein Beheizen des keramischen Sensorelements für eine erste Zeitdauer vorsieht und die zweite Maßnahme das Beheizen des keramischen Sensorelements für eine zweite Zeitdauer vorsieht, wobei die zweite Zeitdauer größer ist als die erste Zeitdauer. Hierdurch ist insbesondere gewährleistet, dass eine Trocknung des Sensorelements in dem Fall, in dem es nicht mit flüssigem Wasser benetzt ist, rasch beendet wird und zugleich eine Trocknung des Sensorelements in dem Fall, in dem es doch mit flüssigem Wasser benetzt ist, zuverlässig und vollständig ausgeführt wird.
  • Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird unter Trocknung ein Vorgang verstanden, der sicherstellt, dass das Sensorelement unabhängig von seinem Ausgangszustand nach der Trocknung trocken ist, also nicht mit flüssigem Wasser benetzt ist.
  • Ist die Trocknung durchgeführt, bzw. im Anschluss an die erste Zeitdauer bzw. zweite Zeitdauer kann eine andere Aktion vorgesehen sein. Es kann sich um ein Ende der Beheizung handeln. Es kann sich aber auch darum handeln, dass das keramische Sensorelement nachfolgend stärker beheizt wird als während der ersten Zeitdauer bzw. während der zweiten Zeitdauer, beispielsweise um auf dem Sensorelement befindliche Partikel abzubrennen und das Sensorelement so zu regenerieren.
  • Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass die erste Maßnahme ein Beheizen des keramischen Sensorelements mit einer ersten Heizleistung oder einer ersten maximal zulässigen Heizleistung vorsieht und die zweite Maßnahme das Beheizen des keramischen Sensorelements mit einer zweiten Heizleistung oder einer zweiten maximal zulässigen Heizleistung vorsieht, wobei die zweite Heizleistung oder die zweite maximal zulässige Heizleistung kleiner ist als die erste Heizleistung oder die erste maximal zulässige Heizleistung. Die zweite Heizleistung kann insbesondere 0W betragen, das heißt, die elektrische Widerstandsheizung ist deaktiviert, insbesondere für eine vorgegebene Zeitdauer.
  • Durch diese Maßnahme verzögert sich zwar die Trocknung des Sensorelements zusätzlich, die Maßnahme beugt aber einer Auskristallisation von in dem flüssigen Wasser gelösten Salzen, beispielsweise Abgaskondensaten, vor und vermeidet so eine Kontamination des keramischen Sensorelements und verlängert so die Lebensdauer des keramischen Sensorelements. Ein Abtransport des das Sensorelement benetzenden flüssigen Wassers kann dann beispielsweise durch die Abgasströmung erfolgen, beispielsweise bei ausreichend erhöhter Strömungsgeschwindigkeit.
  • Anderseits kann es sein, dass eine verzögerte Sensortrocknung nur zeitlich begrenzt hinnehmbar ist. In diesem Fall kann vorgesehen sein, dass in dem Fall, in dem in einem zusammenhängenden Zeitraum, der eine feste Höchstzeitdauer (z.B. eine Minute oder 10 Minuten) überschreitet, und/oder wenn in einem zurückliegenden Zeitraum öfter als eine feste Höchstanzahl (z.B. 3 oder 10) festgestellt wird, dass das keramische Sensorelement mit flüssigem Wasser benetzt ist, ausnahmsweise nicht nochmals die zweite Maßnahme ergriffen wird, sondern stattdessen die erste Maßnahme ergriffen wird. So wird sichergestellt, dass eine Trocknung des Sensorelements in jedem Fall innerhalb einer tolerierbaren Zeit erfolgt.
  • Es kann ferner vorgesehen sein, dass die zweite Maßnahme, nicht aber die erste Maßnahme vorsieht, dass ein Zähler inkrementiert wird und/oder dass ein Eintrag in einen Fehlerspeicher erfolgt.
  • In Weiterbildung kann in Abhängigkeit von dem Wert des Zählers oder von der Anzahl der Einträge in dem Fehlerspeicher darauf geschlossen werden, ob das Sensorelement in einem zurückliegenden Zeitraum häufig mit flüssigem Wasser benetzt war oder nicht. Geeignete technische Maßnahmen können sich jeweils, insbesondere im ersten Fall, anschließen, beispielsweise die Veränderung der Position des Abgassensors innerhalb der Abgasleitung.
  • Bei dem Abgassensor kann es sich um einen Abgassensor mit einem metallischen Gehäuse handeln, in dem das keramische Sensorelement angeordnet ist, sodass zwischen Gehäuse und Sensorelement ein Spalt verbleibt. Bei der Bewertung, ob das keramische Sensorelement mit flüssigem Wasser benetzt ist oder nicht, kann insbesondere bewertet werden, ob der Spalt durch zumindest einen Wassertropfen überbrückt ist oder nicht.
  • Figurenliste
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert.
    • 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Abgassensors in einem Abgaskanal.
    • 2 zeigt die bei dem Erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehenen Schritte in einem Flussdiagramm.
    • 3 zeigt ein erstes spezielles Beispiel des Verfahrens bei einem mit Wasser benetzen und bei einem trockenen Sensorelement und bei unterschiedlichen Abgasbedingungen.
    • 4 zeigt ein zweites spezielles Beispiel des Verfahrens.
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Abgassensors 1 in einem Abgaskanal 10 einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs. Bei dem Abgassensor 1 kann es sich beispielsweise um einen Partikelsensor oder um eine Lambdasonde handeln. Der Abgassensor umfasst ein Gehäuse 11 und ein keramisches Sensorelement 12. Das Gehäuse 11 umfasst ein Schutzrohr 13, das stirnseitig eine Gaszutrittsöffnung 5 aufweist. Lediglich schematisch ist in der 1 flüssiges Wasser 200 in Form eines Tropfens dargestellt, der das Sensorelement 12 benetzt und überdies einen Spalt zwischen dem Gehäuse 11 und dem Sensorelement 12 überbrückt.
  • In das keramische Sensorelement 12 integriert ist eine Heizeinrichtung 2 und eine Einrichtung zur Temperaturmessung 4, die auf der Auswertung eines elektrischen Widerstands des Sensorelements 12 basiert.
  • Der Abgassensor 1 ist über eine dichte Durchführung 14 elektrisch kontaktiert. Auf diese Weise steht er einerseits mit einer Heizspannungsversorgung 21 in Kontakt, anderseits mit einer Steuer- und Auswerteeinheit 22 in Kontakt. Die Steuer- und Auswerteeinheit 22 weist weitere elektronische Eingänge 22a auf, die mit weiteren Abgassensoren oder weiteren Recheneinheiten verbunden sein können. Beispielsweise können in der Steuer- und Auswerteeinheit 22 auf diese Weise Informationen vorliegen über die Abgassensortemperatur, die Umgebungstemperatur, die Strömungsgeschwindigkeit in der Umgebung, die chemische Zusammensetzung der Umgebung, eine Stärke und ein zeitlicher Verlauf eines den Abgassensor 1 durchfließenden elektrischen Stroms und so weiter.
  • Die Heizspannungsversorgung 21 und die Steuer- und Auswerteeinheit 22 können auch gemeinsam in einem Abgassensorsteuergerät oder in einem Motorsteuergerät angeordnet sein.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren sieht grundsätzlich die folgenden Schritte vor, siehe 2:
    • - Elektrisches Beheizen 101 des Sensorelements 12
    • - Bestimmen 102 einer die Temperatur T des Sensorelements 12 repräsentierenden elektrischen Größe
    • - Bewerten 103 ob das keramische Sensorelement 12 mit flüssigem Wasser 200 benetzt ist oder nicht
    • - Ergreifen einer ersten Maßnahme 104.1, falls das keramische Sensorelement 12 nicht mit flüssigem Wasser 200 benetzt ist, und Ergreifen einer von der ersten Maßnahme verschiedenen zweiten Maßnahme 104.2, falls das keramische Sensorelement 12 mit flüssigem Wasser 200 benetzt ist.
  • Anhand der 3a ist dies in einem speziellen Beispiel für den Fall eines nicht mit Wasser 200 benetzten Sensorelements 12 dargestellt. Dargestellt ist in der oberen Kurve die Temperatur T des Sensorelements 12 und in der unteren Kurve die an der Heizeinrichtung 2 abfallende elektrische Leistung P.
  • Vor dem Zeitpunkt t0 ist das Sensorelement 12 kalt und unbeheizt. Die elektrische Heizleistung P beträgt also 0W.
  • Zwischen den Zeitpunkten t0 und t1 wird mittels eines geschlossenen Regelkreises die Temperatur T des Sensorelements 12 kontinuierlich auf eine Solltemperatur (Schutzheiztemperatur) erhöht, die beispielsweise 200°C beträgt. Infolgedessen nimmt die Stellgröße des Regelkreises, also die Heizleistung P, in dieser Zeit einen vergleichsweise hohen Wert an.
  • Nach dem Zeitpunkt t1, zu dem die Temperatur T des Sensorelements 12 den Sollwert erreicht, fällt die Heizleistung P rasch auf einen geringen Wert ab, z.B. auf 0,8W.
  • Im Beispiel wird zum Zeitpunkt t2 festgestellt, dass dieser Wert kleiner ist als eine feste Schwelle Ps, die beispielsweise 1W beträgt, und hieraus wird geschlossen, dass das keramische Sensorelement 12 nicht mit flüssigem Wasser 200 benetzt ist bzw. dass ein Spalt zwischen dem Gehäuse 11 und dem keramischen Sensorelement 12 des Abgassensors 1 nicht durch einen Wassertropfen überbrückt ist.
  • Infolge dieses Schlusses wird die Maßnahme ergriffen, die Beheizung auf die Schutzheiztemperatur nur noch für einen sehr kurzen Zeitraum, nämlich bis zum Zeitpunkt t3 fortzusetzen.
  • Im Anschluss wird das Sensorelement 12 in diesem Beispiel sehr viel stärker beheizt und nimmt dann Temperaturen T an, bei denen beispielsweise anhaftende Rußpartikel verbrennen. Auf diese Weise wird das Sensorelement 12 regeneriert.
  • Zum Vergleich ist in der 3b der Fall eines mit Wasser 200 benetzten Sensorelements 12 dargestellt.
  • Ähnlich wie in dem in der 3a dargestellten Fall des trockenen Sensorelements 12 ist vor dem Zeitpunkt t0 das Sensorelement 12 kalt und unbeheizt und wird zwischen den Zeitpunkten t0 und t1 die Solltemperatur (Schutzheiztemperatur) von beispielsweise 200°C eingeregelt.
  • Nach dem Zeitpunkt t1, zu dem die Temperatur T des Sensorelements den Sollwert erreicht, fällt die Heizleistung P jedoch nur geringfügig ab, beispielsweise auf den Wert 2,5W.
  • Im Beispiel wird daher zum Zeitpunkt t2 festgestellt, dass dieser Wert größer ist als die feste Schwelle Ps, die in diesem Beispiel 1W beträgt. Ferner wird nach Verstreichen einer Entprellzeit δte, die im Beispiel 3s beträgt, also zum Zeitpunkt t2+δte, festgestellt, dass der Wert der Heizleistung immer noch größer ist, als die feste Schwelle Ps. Hieraus wird insgesamt geschlossen, dass das keramische Sensorelement 12 mit flüssigem Wasser 200 benetzt ist bzw. dass ein Spalt zwischen dem Gehäuse 11 und dem keramischen Sensorelement 12 des Abgassensors 1 durch einen Wassertropfen überbrückt ist.
  • Infolge dieses Schlusses wird die Maßnahme ergriffen, die Beheizung auf die Schutzheiztemperatur noch für einen längeren Zeitraum, nämlich bis zum Zeitpunkt t4 fortzusetzen.
  • Erst im Anschluss wird das Sensorelement 12 in diesem Beispiel sehr viel stärker beheizt und nimmt dann Temperaturen T an, bei denen beispielsweise anhaftende Rußpartikel verbrennen. Auf dieses Weise wird das Sensorelement 12 regeneriert.
  • Optional kann vorgesehen sein, dass zum Zeitpunkt t4 das Schutzheizen nicht zwingend beendet wird, sondern nur unter der Bedingung, dass die Heizleistung P dann (also zum Zeitpunkt t4) kleiner als der Schwellwert Ps von 1W ist, sodass geschlossen werden kann, dass das Sensorelement 12 dann getrocknet ist. Ist diese Bedingung zum Zeitpunkt t4 anderseits nicht erfüllt, würde in diesem Fall das Schutzheizen nochmals fortgesetzt werden, beispielsweise bis zu einem dem Zeitpunkt t4 nachfolgenden Zeitpunkt.
  • In der 3c ist ein nochmals anderer Fall illustriert. Er unterscheidet sich von dem Fall gemäß 3b dadurch, dass zum Zeitpunkt t2+δte, festgestellt wird, dass der Wert der Heizleistung nicht mehr größer ist als die feste Schwelle Ps. Deshalb wird in diesem Fall geschlossen, dass das keramische Sensorelement 12 nicht mit flüssigem Wasser 200 benetzt ist bzw. dass ein Spalt zwischen dem Gehäuse 11 und dem keramischen Sensorelement 12 des Abgassensors 1 nicht durch einen Wassertropfen überbrückt ist. Wie im Fall gemäß 3a wird daher die Beheizung auf die Schutzheiztemperatur nur noch für einen sehr kurzen Zeitraum, nämlich bis zum Zeitpunkt t3 fortgesetzt und im Anschluss wird das Sensorelement 12 sehr viel stärker beheizt.
  • Die zum Zeitpunkt t2 kurzzeitig über die Schwelle Ps angestiegene Heizleistung P kann verschiedene Ursachen haben, beispielsweise eine kurzzeitig stark angestiegene Abgasgeschwindigkeit bei besonders niedriger Abgastemperatur oder ähnliches.
  • Die 4 zeigt einen weiteren Fall eines mit Wasser 200 benetzten Sensorelements 12. Im Unterschied zu dem Fall gemäß 3b wird jedoch in Reaktion darauf, dass eine Benetzung des Sensorelements 12 mit flüssigem Wasser festgestellt wird, nicht die Maßnahme ergriffen, die Beheizung auf die Schutzheiztemperatur fortzusetzen, sondern zum Zeitpunkt t3 wird die elektrische Widerstandsheizung deaktiviert.
  • Im Beispiel wird die elektrische Widerstandsheizung für eine vorgegebene Zeitdauer, vom Zeitpunkt t3 bis zum Zeitpunkt t0', deaktiviert.
  • Im Beispiel kommt es in diesem Zeitraum zu einer Trocknung des Sensorelements 12 im Abgasstrom, wobei das das Sensorelement 12 benetzende flüssige Wasser 200 zu einem großen Teil mit dem Abgasstrom in Form von einem oder mehreren Tropfen mitgenommen wird, also aus dem Abgassensor 1 ausgeblasen wird.
  • Zwischen den Zeitpunkten t0' und t1' wird Temperatur T des Sensorelements 12 wieder auf die Schutzheiztemperatur erhöht und nachfolgend konstant gehalten. Da das Sensorelement 12 nun trocken ist, fällt die Heizleistung P nach dem Zeitpunkt t1' rasch auf einen Wert ab, der unter der Schwelle Ps liegt. Zum Zeitpunkt t2' wird dies festgestellt. Es kann nun geschlossen werden, dass das keramische Sensorelement 12 nicht mehr mit flüssigem Wasser 200 benetzt ist bzw. dass ein Spalt zwischen dem Gehäuse 11 und dem keramischen Sensorelement 12 des Abgassensors 1 nicht mehr durch einen Wassertropfen überbrückt ist. Es wird dann die Maßnahme ergriffen, die Beheizung auf die Schutzheiztemperatur nur noch für einen sehr kurzen Zeitraum, nämlich bis zum Zeitpunkt t3' fortzusetzen. Im Anschluss wird das Sensorelement 12 in diesem Beispiel sehr viel stärker beheizt und nimmt dann Temperaturen T an, bei denen beispielsweise anhaftende Rußpartikel verbrennen. Auf dieses Weise wird das Sensorelement 12 regeneriert.
  • Wäre hingegen noch einmal festgestellt worden, dass das Sensorelement 12 mit flüssigem Wasser benetzt ist, dann wäre in diesem Beispiel noch einmal oder bei Bedarf sogar noch mehrmals die elektrische Widerstandsheizung für eine vorgegebene Zeit deaktiviert worden.
  • Wäre hingegen noch mehrmals festgestellt worden, dass das Sensorelement 12 mit flüssigem Wasser benetzt ist, dann wäre in diesem Beispiel entsprechend noch mehrmals die elektrische Widerstandsheizung für eine vorgegebene Zeit deaktiviert worden.
  • In diesem Beispiel ist vorgesehen, dass bei jedem Deaktivieren der Widerstandsheizung ein Zähler inkrementiert wird und/oder dass ein Eintrag in einen Fehlerspeicher erfolgt.
  • Es ist in diesem Beispiel ferner vorgesehen, dass in dem Fall, in dem in dem in einem zusammenhängenden Zeitraum, der eine Höchstzeitdauer von 3 Minuten überschreitet, und/oder wenn in dem Zeitraum öfter als 6 Mal nacheinander, stets lediglich festgestellt wird, dass das keramische Sensorelement 12 mit flüssigem Wasser 200 benetzt ist, ausnahmsweise nicht nochmals die elektrische Widerstandsheizung für eine vorgegebene Zeit deaktiviert wird, sondern dass in diesem Fall die Regeneration des Sensorelements eingeleitet wird.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102013223630 A1 [0001]

Claims (15)

  1. Verfahren zum Betreiben eines elektrisch beheizbaren keramischen Sensorelements (12) eines Abgassensors (1), gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: - Elektrisches Beheizen (101) des Sensorelements (12) - Bestimmen (102) einer die Temperatur (T) des Sensorelements (12) repräsentierenden elektrischen Größe - Bewerten (103) ob das keramische Sensorelement (12) mit flüssigem Wasser (200) benetzt ist oder nicht - Ergreifen einer ersten Maßnahme (104.1), falls das keramische Sensorelement (2) nicht mit flüssigem Wasser (200) benetzt ist und Ergreifen einer von der ersten Maßnahme verschiedenen zweiten Maßnahme (104.2), falls das keramische Sensorelement (2) mit flüssigem Wasser (200) benetzt ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Betreiben des keramischen Sensorelements (12) ein Trocknen des keramischen Sensorelements (12) vorsieht, dass das Ergreifen der ersten Maßnahme (104.1) die Durchführung des Trocknens in einer ersten Art und Weise vorsieht und dass das Ergreifen der zweiten Maßnahme (104.2) die Durchführung des Trocknens in einer zweiten Art und Weise vorsieht.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Regelung der Temperatur (T) des keramischen Sensorelements erfolgt, die das elektrisches Beheizen (101) des Sensorelements (12) und das Bestimmen (102) der die Temperatur (T) des Sensorelements (12) repräsentierenden elektrischen Größe in Form eines geschlossenen Regelkreises umfasst.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewertung (103), ob das keramische Sensorelement (12) mit flüssigem Wasser (200) benetzt ist oder nicht, dadurch erfolgt, dass dann von einer derartigen Benetzung ausgegangen wird, wenn die die Temperatur (T) des Sensorelements (T) repräsentierende elektrische Größe eine Temperatur (T) repräsentiert, die kleiner ist als die Solltemperatur der Temperaturregelung.
  5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewertung (103), ob das keramische Sensorelement (12) mit flüssigem Wasser (200) benetzt ist oder nicht, dadurch erfolgt, dass dann von einer derartigen Benetzung ausgegangen wird, wenn für einen Zeitraum, der nicht kürzer ist als eine Entprellzeit (δte), die die Temperatur (T) des Sensorelements (T) repräsentierende elektrische Größe eine Temperatur (T) repräsentiert, die kleiner ist als die Solltemperatur der Temperaturregelung.
  6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine die elektrische Heizleistung (P) repräsentierende elektrische Größe bestimmt wird und dass die Bewertung, ob das keramische Sensorelement (12) mit flüssigem Wasser (200) benetzt ist oder nicht, dadurch erfolgt, dass dann von einer derartigen Benetzung ausgegangen wird, wenn das elektrische Beheizen mit einer die elektrische Heizleistung (P) repräsentierenden elektrischen Größe erfolgt, die eine unplausibel hohe elektrische Heizleistung (P) repräsentiert.
  7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine die elektrische Heizleistung (P) repräsentierende elektrische Größe bestimmt wird und dass die Bewertung, ob das keramische Sensorelement (12) mit flüssigem Wasser (200) benetzt ist oder nicht, dadurch erfolgt, dass dann von einer derartigen Benetzung ausgegangen wird, wenn für einen Zeitraum, der nicht kürzer ist als eine Entprellzeit (δte), das elektrische Beheizen mit einer die elektrische Heizleistung (P) repräsentierenden elektrischen Größe erfolgt, die eine unplausibel hohe elektrische Heizleistung (P) repräsentiert.
  8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die die elektrische Heizleistung (P) repräsentierende elektrische Größe unplausibel ist, wenn sie eine elektrische Heizleistung (P) repräsentiert, die größer ist als eine feste Schwelle (Ps).
  9. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die die elektrische Heizleistung (P) repräsentierende elektrische Größe unplausibel ist, wenn sie eine elektrische Heizleistung (P) repräsentiert, die größer ist als eine variable Schwelle (Ps), die auf Basis von weiteren Größen, beispielsweise einer Abgastemperatur und einer Abgasgeschwindigkeit in einem zurückliegenden Zeitintervall, auf Basis eines Modells berechnet wird.
  10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Maßnahme (104.1) ein Beheizen des keramischen Sensorelements (12) für eine erste Zeitdauer vorsieht und die zweite Maßnahme (104.2) das Beheizen des keramischen Sensorelements (12) für eine zweite Zeitdauer vorsieht, wobei die zweite Zeitdauer größer ist als die erste Zeitdauer und wobei ein zeitliches Ende der ersten Zeitdauer und der zweiten Zeitdauer dadurch definiert ist, dass das keramische Sensorelement (12) nachfolgend stärker beheizt wird als während der ersten Zeitdauer bzw. während der zweiten Zeitdauer.
  11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Maßnahme (104.1) ein Beheizen des keramischen Sensorelements (12) mit einer ersten Heizleistung (P) oder einer ersten maximal zulässigen Heizleistung (P) vorsieht und die zweite Maßnahme (104.2) das Beheizen des keramischen Sensorelements (12) mit einer zweiten Heizleistung (P) oder zweiten maximal zulässigen Heizleistung (P) vorsieht, wobei die zweite Heizleistung (P) oder die zweite maximal zulässige Heizleistung (P) kleiner ist als die erste Heizleistung (P) oder die erste maximal zulässige Heizleistung (P), wobei die zweite Heizleistung (P) insbesondere den Wert 0 Watt beträgt.
  12. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Fall, in dem in einem zusammenhängenden Zeitraum, der eine feste Höchstzeitdauer überschreitet, und/oder wenn in einem zurückliegenden Zeitraum öfter als eine feste Höchstanzahl, festgestellt wird, dass das keramische Sensorelement (12) mit flüssigem Wasser (200) benetzt ist, ausnahmsweise nicht nochmals die zweite Maßnahme (104.2) ergriffen wird, sondern stattdessen die erste Maßnahme (104.1) ergriffen wird, wobei die feste Höchstzeitdauer insbesondere mindestens eine Minute beträgt und/oder die Höchstanzahl insbesondere mindestens 3 beträgt.
  13. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Maßnahme (104.2), nicht aber die erste Maßnahme (104.1) vorsieht, dass ein Zähler inkrementiert wird und/oder dass ein Eintrag in einen Fehlerspeicher erfolgt.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von dem Wert des Zählers oder von der Anzahl der Einträge in dem Fehlerspeicher darauf geschlossen wird, ob der Abgassensor (1) in einem zurückliegenden Zeitraum häufig mit flüssigem Wasser (200) benetzt war oder nicht.
  15. Computerprogramm, welches eingerichtet ist, jeden Schritt des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche durchzuführen oder Elektronisches Speichermedium, auf welchem solch ein Computerprogramm gespeichert ist oder elektronisches Steuergerät (21, 22), welches solch ein elektronisches Speichermedium umfasst.
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