DE112013003836T5 - Verfahren und System zum Feststellen einer Sensorfunktion für einen PM-Sensor - Google Patents

Verfahren und System zum Feststellen einer Sensorfunktion für einen PM-Sensor Download PDF

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Feststellen einer Sensorfunktion für einen PM-Sensor, der einen Partikelgehalt in einem aus der Verbrennung in einem Verbrennungsmotor (101) resultierenden Abgasstrom bestimmen soll, wobei ein Nachbehandlungssystem (200) zur Nachbehandlung des Abgasstroms installiert ist. Das Verfahren umfasst: – Feststellen einer Darstellung einer Anfangskonzentration in dem PM-Sensor und/oder eines Anteils eines Anfangsstoffs (S1) in dem Abgasstrom, unter Verwendung der Elemente, die in dem PM-Sensor zum Bestimmen einer Darstellung einer Konzentration und/oder eines Anteils des Anfangsstoffs (S1) angeordnet sind, und – basierend auf der festgestellten Darstellung einer Konzentration und/oder eines Anteils des ersten Stoffs (S1), das Bestätigen, ob der PM-Sensor ein Signal aussendet, das für den Abgasstrom repräsentativ ist. Die Erfindung betrifft auch ein System und ein Fahrzeug.

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zur Behandlung von Abgasströmen, die aus einem Verbrennungsprozess resultieren, und insbesondere ein Verfahren, mit dem eine Sensorfunktion für einen PM-Sensor nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bestätigt wird. Die Erfindung betrifft auch ein System und ein Fahrzeug sowie ein Computerprogramm und ein Computerprogrammprodukt, die das erfindungsgemäße Verfahren implementieren.
  • Hintergrund der Erfindung
  • In Verbindung mit dem zunehmendem Interesse vonseiten der Behörden in Bezug auf Luftverschmutzung und -qualität, insbesondere in Ballungsgebieten, wurden in vielen Rechtsgebieten Emissionsnormen und -vorschriften verfasst.
  • Solche Emissionsvorschriften bestehen oft aus Anforderungen, die zulässige Grenzwerte für Abgasemissionen von Fahrzeugen festlegen, die mit Verbrennungsmotoren ausgestattet sind. Beispielsweise sind die Werte für Stickoxide (NOx), Kohlenwasserstoffe (HC) und Kohlenmonoxid (CO) häufig reguliert. Diese Emissionsvorschriften betreffen in der Regel, zumindest in Bezug auf bestimmte Fahrzeugtypen, auch das Vorhandensein von Partikeln in Abgasemissionen.
  • Im Bemühen, diese Emissionsvorschriften zu erfüllen, werden die durch die Verbrennung im Verbrennungsmotor verursachten Abgase behandelt (gereinigt). Zum Beispiel kann ein sogenanntes katalytisches Reinigungsverfahren verwendet werden, so dass Nachbehandlungssysteme, beispielsweise in Fahrzeugen und anderen Transportmitteln, in der Regel einen oder mehrere Katalysatoren umfassen.
  • Alternativ zu oder kombiniert mit einem einzelnen oder mehreren Katalysatoren umfassen solche Nachbehandlungssysteme ferner häufig weitere Komponenten. Beispielsweise umfassen Nachbehandlungssysteme in Fahrzeugen mit Dieselmotoren oft Partikelfilter.
  • Bei der Verbrennung von Kraftstoff im Brennraum des Motors (z. B. Zylindern) werden Rußpartikel gebildet. Gemäß dem Vorstehenden gibt es Emissionsvorschriften und -normen, die auch diese Rußpartikel betreffen, und es können Partikelfilter zum Auffangen von Rußpartikeln verwendet werden, um diese Vorschriften einzuhalten. In solchen Fällen wird der Abgasstrom beispielsweise durch eine Filterstruktur geleitet, in der Rußpartikel aus dem durchgeleiteten Abgasstrom zur Speicherung im Partikelfilter aufgefangen werden.
  • Es gibt also zahlreiche Verfahren zur Reduzierung von Emissionen aus einem Verbrennungsmotor. Zusätzlich zu Vorschriften in Bezug auf Emissionswerte werden gesetzliche Vorgaben zu sogenannten OBD-Systemen (On-Board-Diagnose) immer häufiger, die gewährleisten, dass Fahrzeuge die Vorschriften zu Emissionen tatsächlich im Alltagsbetrieb und nicht nur beispielsweise bei einem Werkstatttermin einhalten.
  • In Bezug auf Partikelemissionen kann dies beispielsweise mithilfe eines im Abgas- oder Nachbehandlungssystem installierten Partikelsensors erreicht werden, nachstehend in der Beschreibung und im Patentanspruch als PM-Sensor (PM = Particulate Matter (Feinstaub), Partikelmasse) bezeichnet, der die Partikelkonzentration im Abgasstrom misst. Die Partikelkonzentration kann beispielsweise als eine Partikelmasse pro Volumen- oder Gewichtseinheit oder als eine bestimmte Anzahl von Partikeln einer bestimmten Größe pro Volumeneinheit bestimmt werden, und es können mehrere Bestimmungen der Menge von Partikeln unterschiedlicher Größen vorgenommen werden, um die Partikelemission zu bestimmen.
  • Nachbehandlungssysteme mit Partikelfiltern können sehr effizient sein, und oft ist die resultierende Partikelkonzentration nach dem Durchleiten des Abgasstroms durch das Nachbehandlungssystem des Fahrzeugs bei einem voll funktionsfähigen Nachbehandlungssystem gering. Das bedeutet auch, dass die vom Sensor ausgesendeten Signale eine geringe oder keine Partikelemission anzeigen.
  • Kurzdarstellung der Erfindung
  • Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist das Bereitstellen eines Verfahrens zum Feststellen einer Sensorfunktion für einen PM-Sensor, der eine Partikelkonzentration in einem aus der Verbrennung in einem Verbrennungsmotor resultierenden Abgasstrom bestimmen soll. Dieses Ziel wird anhand eines Verfahrens nach Patentanspruch 1 erreicht.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Feststellen einer Sensorfunktion für einen PM-Sensor, der einen Partikelgehalt in einem aus der Verbrennung in einem Verbrennungsmotor resultierenden Abgasstrom bestimmen soll, wobei ein Nachbehandlungssystem zur Nachbehandlung des Abgasstroms installiert ist. Das Verfahren umfasst:
    • – Feststellen einer ersten Darstellung einer Konzentration und/oder eines Anteils eines ersten Stoffs, der in dem Abgasstrom in dem PM-Sensor vorhanden ist, unter Verwendung von Elementen, die in dem PM-Sensor zum Bestimmen einer Darstellung einer Konzentration und/oder eines Anteils des ersten Stoffs installiert sind, und
    • – basierend auf der festgestellten Darstellung einer Konzentration und/oder eines Anteils des ersten Stoffs, das Bestimmen, ob der PM-Sensor ein Signal aussendet, das für den Abgasstrom repräsentativ ist.
  • Wie oben erwähnt, kann anhand von PM-Sensoren gewährleistet werden, dass die Partikelwerte in dem aus dem Verbrennungsmotor resultierenden Abgasstrom keine festgelegten Werte überschreitet.
  • Um zu gewährleisten, dass das Vorhandensein von Partikeln im Abgasstrom unter den festgelegten Werten liegt, muss der PM-Sensor jedoch ein korrektes Signal aussenden. Ein PM-Sensor kann an verschiedenen Stellen im Abgasstrom angeordnet sein, und abhängig von seiner Position kann ein PM-Sensor so angeordnet sein, dass das Vorhandensein von Partikeln am Ort des PM-Sensors sehr gering ist. Das trifft beispielsweise auf einen PM-Sensor zu, der einem Partikelfilter nachgelagert angeordnet ist, wobei ein korrekt funktionierender Partikelfilter oft dazu in der Lage ist, einen sehr signifikanten Teil der vom Brennraum des Verbrennungsmotors emittierten Partikel auszufiltern.
  • Dies wiederum bedeutet, dass es schwierig sein kann, eine Situation, in der der Partikelfilter ordnungsgemäß funktioniert, die Partikelkonzentration hinter dem Partikelfilter jedoch gering ist, von einer Situation zu unterscheiden, in der der PM-Sensor eine geringe Konzentration anzeigt, da tatsächlich eine Fehlfunktion des PM-Sensors vorliegt oder ein repräsentatives Signal aus anderen Gründen fehlt.
  • Es kann mehrere Gründe geben, aus denen ein PM-Sensor kein repräsentatives Signal aussendet, d. h. nicht nur eine Fehlfunktion des PM-Sensors, die eine geringere Konzentration hervorruft, als es tatsächlich der Fall ist. Der PM-Sensor als solcher kann jedoch ein Signal aussenden, das repräsentativ für die Umgebung ist, in der sich der PM-Sensor befindet, wobei der PM-Sensor und/oder das Nachbehandlungssystem manipuliert wurden, so dass der Sensor die Partikelkonzentration nicht mehr in einem repräsentativen Abgasstrom misst.
  • Beispielsweise kann der Sensor aus der beabsichtigten Position im Abgasstrom in beispielsweise eine Position gebracht worden sein, in der er die Partikelkonzentration in der Fahrzeugumgebung misst. In solchen Fällen sendet der PM-Sensor immer ein Signal aus, das unabhängig von der tatsächlichen Partikelkonzentration des Abgasstroms eine sehr geringe oder keine Partikelkonzentration darstellt.
  • Um die nachgewiesene Partikelkonzentration zu reduzieren kann das vom PM-Sensor ausgesendete Signal außerdem so manipuliert werden, dass der gesamte Abgasstrom oder ein Teil davon am PM-Sensor vorbeigeleitet wird, so dass dieser nicht mehr dem repräsentativen Abgasstrom ausgesetzt ist. Auf diese Weise kann der PM-Sensor auch dazu veranlasst werden, Signale auszusenden, die eine geringere Partikelkonzentration darstellen, als es tatsächlich der Fall ist. Eine weitere Möglichkeit des Manipulierens des Sensorsignals ist das Blockieren des Sensors, so dass der Abgasstrom nicht durch den Sensor geleitet wird.
  • Ein PM-Sensor kann also auf zahlreiche Weisen manipuliert werden, und da der PM-Sensor gemäß dem Vorstehenden so positioniert werden kann, dass nur eine sehr geringe Partikelkonzentration nachgewiesen wird, kann es sehr schwierig sein zu bestimmen, ob der Sensor manipuliert wurde oder nicht.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren bereitgestellt, um zu bestimmen, ob der PM-Sensor mutmaßlich ein repräsentatives Signal aussendet, und um zu bestimmen, ob der Sensor fehlerhaft ist oder manipuliert wurde.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird dies unter Verwendung von Elementen erreicht, die vom PM-Sensor installiert werden, um eine Darstellung einer Konzentration und/oder eines Anteils eines in Abgasstrom auftretenden Stoffs zu bestimmen. Diese Elemente können beispielsweise aus einem Konzentrations-/Anteilsensor bestehen, der die Konzentration/den Anteil eines anderen Stoffs als die Partikel im Abgasstrom misst, und der mit dem PM-Sensor integriert ist, d. h. gemeinsame Komponenten wie Substrat oder dergleichen verwendet, oder einen getrennten Konzentrations-/Anteilsensor bilden, der mit dem PM-Sensor in ein gemeinsames Gehäuse eingearbeitet ist.
  • Der Konzentrations-/Anteilsensor kann beispielsweise aus einem Gaskonzentrationssensor bestehen, wobei der erste Stoff ein Gas ist, jedoch gemäß einer Ausführungsform auch aus einem PM-Sensor, wobei die Konzentration von Partikeln festgestellt wird, und wobei der PM-Sensor aus einem elektrostatischen oder resistiven PM-Sensor bestehen kann.
  • Der Konzentrations-/Anteilsensor kann aus einem Sensor des elektrochemischen Typs oder einem Sensor des Halbleitertyps bestehen, wie einem auf Siliciumcarbid basierenden Sensor.
  • Indem so eine Darstellung der Konzentration/des Anteils für einen beliebigen im Abgasstrom auftretenden Stoff festgestellt wird, kann diese Konzentration/dieser Anteil mit einer Darstellung einer erwarteten Konzentration/eines erwarteten Anteils verglichen werden, und aufgrund dieses Vergleichs kann festgestellt werden, ob der PM-Sensor wahrscheinlich einem repräsentativen Abgasstrom ausgesetzt wurde, d. h. einem Abgasstrom, der die Zusammensetzung in dem den Brennraum des Verbrennungsmotors verlassenden Abgasstrom korrekt wiedergibt.
  • Weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung und deren Vorteile werden in der detaillierten Beschreibung der nachstehend dargelegten Ausführungsbeispiele und den beigefügten Zeichnungen beschrieben.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Es zeigen:
  • 1a ein Diagramm eines Fahrzeugs, in dem die vorliegende Erfindung verwendet werden kann.
  • 1b eine Steuervorrichtung im Steuersystem für das in 1 gezeigte Fahrzeug.
  • 2 das Nachbehandlungssystem für das in 1 gezeigte Fahrzeug in größerem Detail.
  • 3 ein Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • 4 ein alternatives Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Ausführliche Beschreibung der Ausführungsformen
  • Der Ausdruck Partikelkonzentration umfasst in der Beschreibung unten und dem darauffolgenden Patentanspruch Konzentration in Form der Masse pro Einheit und Konzentration als Anzahl von Partikeln pro Einheit. Ferner kann die Einheit eine beliebige geeignete Einheiten umfassen und die Konzentration kann beispielsweise als Masse oder Anzahl von Partikeln pro Volumeneinheit, pro Masseneinheit, pro Zeiteinheit, pro erbrachter Leistung oder pro vom Fahrzeug zurückgelegte Entfernung ausgedrückt werden.
  • 1A zeigt ein Diagramm eines Antriebsstrangs in einem Fahrzeug 100 nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das in 1A gezeigte Fahrzeug 100 umfasst nur eine Welle mit Rädern 113, 114; die Erfindung betrifft jedoch auch auf Fahrzeuge, in denen mehr als eine Welle mit Rädern ausgestattet ist, und Fahrzeuge mit einer oder mehreren Wellen, wie einer oder mehreren Tragwellen. Der Antriebsstrang umfasst einen Verbrennungsmotor 101, der auf herkömmliche Weise über eine Abgangswelle am Verbrennungsmotor 101, gewöhnlich über ein Schwungrad 102, mittels einer Kupplung 106 mit einem Getriebe 103 verbunden ist.
  • Der Verbrennungsmotor 101 wird vom Steuersystem des Motors über eine Steuervorrichtung 115 gesteuert. Gleichermaßen werden die Kupplung 106, die beispielsweise aus einer automatisch gesteuerten Kupplung bestehen kann, sowie das Getriebe 103 vom Steuersystem des Fahrzeugs mithilfe einer oder mehrerer geeigneter Steuervorrichtungen (nicht gezeigt) gesteuert. Selbstverständlich kann der Antriebsstrang des Fahrzeugs auch von einem anderen Typ sein, wie einem Typ mit einem herkömmlichen automatischen Getriebe usw.
  • Eine Abgangswelle 107, die vom Getriebe 103 ausgeht, treibt die Räder 113, 114 über einen Endantrieb 108, beispielsweise ein herkömmliches Differential, und Antriebswellen 104, 105 an, die mit dem Endantrieb 108 verbunden sind.
  • Das Fahrzeug 100 umfasst auch ein Abgassystem mit einem Nachbehandlungssystem 200 zur Behandlung (Reinigung) von Abgasemissionen, die aus der Verbrennung im Brennraum (z. B. Zylindern) des Verbrennungsmotors 101 resultieren.
  • Ein Beispiel für ein Nachbehandlungssystem 200 ist in 2 in größerem Detail gezeigt. Die Figur zeigt den Verbrennungsmotor 101 des Fahrzeugs 100, wobei die durch die Verbrennung erzeugten Abgase (der Abgasstrom) über einen Turbolader 220 geführt werden. In Turbomotoren treibt der bei der Verbrennung entstehende Abgasstrom, oft einen Turbolader an, der wiederum die zur Verbrennung in den Zylindern fließende Luft verdichtet.
  • Alternativ kann der Turbolader beispielsweise vom Compound-Typ sein. Die Funktion verschiedener Turboladertypen ist gut bekannt und wird daher hierin nicht ausführlich beschrieben. Der Abgasstrom wird danach über ein Rohr 204 (durch Pfeile gekennzeichnet) über einen Dieseloxidationskatalysator (DOC) 205 an einen Dieselpartikelfilter (DPF) 202 geleitet.
  • Der DOC 205 weist mehrere Funktionen auf und wird gewöhnlich hauptsächlich in der Nachbehandlung zum Oxidieren von verbleibenden Kohlenwasserstoffen und Kohlenmonoxiden im Abgasstrom zu Kohlendioxid und Wasser verwendet. Während der Oxidation von Kohlenwasserstoffen bildet sich auch Wärme, die dazu verwendet werden kann, die Temperatur des Partikelfilters zu erhöhen, z. B. wenn der Partikelfilter geleert (regeneriert) wird.
  • Der Oxidationskatalysator 205 kann auch Stickstoffmonoxid (NO) in Stickstoffdioxid (NO2) oxidieren, das beispielsweise für die auf NO2 basierende Regeneration verwendet wird. In einem Oxidationskatalysator können weitere Reaktionen stattfinden.
  • Außerdem kann das Nachbehandlungssystem mehr Komponenten als in den Beispielen oben oder weniger Komponenten aufweisen. Beispielsweise kann das Nachbehandlungssystem wie im vorliegenden Beispiel einen SCR-(Selective Catalytic Reduction-)Katalysator 201 umfassen, der dem Partikelfilter 202 nachgelagert ist.
  • SCR-Katalysatoren verwenden als Zusatz Ammoniak (NH3) oder eine Zusammensetzung, aus der Ammoniak erzeugt/gebildet werden kann, um die Menge der Stickoxide NOx im Abgasstrom zu reduzieren. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Konzentrations-/Anteilsensor verwendet, um das Vorhandensein von Ammoniak im Abgasstrom zu bestätigen.
  • In der gezeigten Ausführungsform sind die Komponenten DOC 205, DPF 202 und der SCR-Katalysator 201 in die gleiche Abgasreinigungseinheit 203 integriert. Es versteht sich jedoch, dass diese Komponenten nicht in die gleiche Abgasreinigungseinheit integriert sein müssen, und die Komponenten, soweit angemessen, stattdessen auf eine andere Weise angeordnet sein können, und eine oder mehrere der Komponenten beispielsweise aus getrennten Einheiten bestehen können. 2 zeigt auch Temperatursensoren 210–212 und einen Differenzialdrucksensor 209. In der Figur wird auch ein PM-Sensor 213 gezeigt, dessen Funktion gemäß der vorliegenden Erfindung bestimmt wird, und der im vorliegenden Beispiel der Abgasreinigungseinheit 203 nachgelagert gezeigt ist. Der PM-Sensor kann jedoch auch der Abgasreinigungseinheit 203 vorgelagert sowie dem Turbolader 220 vorgelagert angeordnet sein. Zudem kann das Abgassystem des Fahrzeugs mehr als einen PM-Sensor umfassen, die an verschiedenen Positionen angeordnet sein können, und mit deren Hilfe die Funktionsweise aller PM-Sensoren im Fahrzeug beurteilt werden kann. Der PM-Sensor 213 ist in der vorliegenden Erfindung mit einem Konzentrations-/Anteilsensor 214 integriert oder zusammen angeordnet, wobei der Konzentrations-/Anteilsensor 214 so ausgebildet ist, dass er die Konzentration eines geeigneten Stoffs bestimmt, der normalerweise im Abgasstrom auftritt.
  • Wie oben erwähnt, bilden sich während der Verbrennung im Verbrennungsmotor 101 Rußpartikel, und diese Rußpartikel dürfen in vielen Fällen nicht an die das Fahrzeug umgebende Umwelt abgegeben werden. Die Rußpartikel werden vom Partikelfilter 202 aufgefangen, dessen Funktionsweise bewirkt, dass der Abgasstrom durch eine Filterstruktur geleitet wird, wo Rußpartikel aus dem durchgeleiteten Abgasstrom aufgefangen und daraufhin im Partikelfilter 202 gespeichert werden. Mithilfe des Partikelfilters 202 kann ein sehr großer Teil der Partikel aus dem Abgasstrom gefiltert werden.
  • Unter Verwendung des PM-Sensors 213 kann geprüft werden, ob der Partikelfilter 202 auf gewünschte Weise funktioniert, es kann aber auch beispielsweise die Funktion des Verbrennungsmotors 101 überwacht werden, z. B. in den Fall, in dem ein PM-Sensor eine dem Partikelfilter vorgelagerte Position aufweist. Der PM-Sensor 213 kann auch für andere Zwecke verwendet werden.
  • Damit jedoch das mithilfe des PM-Sensorsignals bestimmte Vorhandensein von Partikeln repräsentativ ist, muss der PM-Sensor 213 Signale aussenden, die für die Umgebung repräsentativ sind, in der der PM-Sensor installiert werden soll.
  • Die vorliegende Erfindung verbessert die Zuverlässigkeit des PM-Sensorsignals, indem die Umgebung um den PM-Sensor beurteilt wird. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel 300 gemäß der vorliegenden Erfindung, mit dessen Hilfe die Umgebung des PM-Sensors, wie der den PM-Sensor umgebende Abgasstrom, beurteilt und falsche Sensorsignale abhängig von nicht repräsentativen Abgasströmen festgestellt werden können. Das Verfahren wird gemäß dem vorliegenden Beispiel für die in 1A–B und 2 gezeigte Steuervorrichtung 208 ausgeführt.
  • Im Allgemeinen bestehen Steuersysteme in modernen Fahrzeugen aus einem Kommunikationsbus-System, das aus einem oder mehreren Kommunikationsbussen zum Verbinden einer Anzahl elektronischer Steuervorrichtungen (ECUs), wie den Steuervorrichtungen oder Steuerungen 115, 208, und verschiedener Komponenten besteht, die auf dem Fahrzeug angeordnet sind. Ein solches Steuersystem kann eine große Anzahl Steuervorrichtungen umfassen, und die Verantwortung für eine bestimmte Funktion kann zwischen mehr als einer Steuervorrichtung aufgeteilt sein.
  • Der Einfachheit halber zeigen 1A–B nur die Steuervorrichtungen 115, 208.
  • Die vorliegende Erfindung ist somit in der gezeigten Ausführungsform in der Steuervorrichtung 208 implementiert, die in der gezeigten Ausführungsform auch für andere Funktionen im Nachbehandlungssystem 200 verantwortlich sein kann, beispielsweise für die Regeneration (Entleerung) des Partikelfilters 202; jedoch kann die Erfindung somit auch in einer Steuervorrichtung, die für die vorliegende Erfindung zweckbestimmt ist, oder vollständig oder teilweise in einer oder mehreren anderen Steuervorrichtungen implementiert sein, die im Fahrzeug bereits vorhanden sind, beispielsweise der Motorsteuervorrichtung 115.
  • Die Funktion der Steuervorrichtung 208 (oder der Steuervorrichtung(en), in der die vorliegende Erfindung implementiert ist) gemäß der vorliegenden Erfindung hängt voraussichtlich zusätzlich von der Abhängigkeit von Sensorsignalen von einem Sensor 210 zum Bestimmen einer Konzentration und/oder eines Anteils eines Stoffs auch beispielsweise von Informationen ab, die z. B. von einem PM-Sensor empfangen werden, und beispielsweise von der (den) Steuervorrichtung(en), die die Funktion des Motors steuern, d. h. im vorliegenden Beispiel der Steuervorrichtung 115.
  • Steuervorrichtungen des gezeigten Typs sind gewöhnlich so angeordnet, dass sie Sensorsignale von verschiedenen Teilen des Fahrzeugs empfangen. Die Steuervorrichtung 208 kann beispielsweise Sensorsignale gemäß dem Vorstehenden und von anderen Steuervorrichtungen als der Steuervorrichtung 115 empfangen. Solche Steuervorrichtungen sind gewöhnlich auch zum Aussenden von Steuersignalen an verschiedene Teile und Komponenten des Fahrzeugs vorgesehen. Beispielsweise kann die Steuervorrichtung 208 Signale an z. B. die Steuervorrichtung 115 des Motors aussenden.
  • Die Steuerung wird oft anhand programmierter Anweisungen gesteuert. Diese programmierten Anweisungen bestehen gewöhnlich aus einem Computerprogramm, das beim Ausführen in einem Computer oder einer Steuervorrichtung veranlasst, dass der Computer/die Steuervorrichtung die gewünschte Steuerung durchführt, wie einen Verfahrensschritt im Vorgang gemäß der vorliegende Erfindung.
  • Das Computerprogramm besteht gewöhnlich aus einem Computerprogrammprodukt, wobei das Computerprogrammprodukt ein geeignetes Speichermedium 121 (siehe 1B) mit dem auf dem Speichermedium 121 gespeicherten Computerprogramm 109 umfasst. Das digitale Speichermedium 121 kann beispielsweise aus einem aus der folgenden Gruppe bestehen: ROM (schreibgeschützter Speicher), PROM (programmierbarer schreibgeschützter Speicher), EPROM (löschbarer PROM), Flash-Speicher, EEPROM (elektrisch löschbarerer PROM), eine Festplatteneinheit usw., und kann in oder kombiniert mit der Steuervorrichtung angeordnet sein, wobei das Computerprogramm von der Steuervorrichtung ausgeführt wird. Durch Ändern der Anweisungen des Computerprogramms kann so das Verhalten des Fahrzeugs in einer bestimmten Situation angepasst werden.
  • Ein Beispiel für eine Steuervorrichtung (Steuervorrichtung 208) ist schematisch im Diagramm in 1B gezeigt, und die Steuervorrichtung kann wiederum eine Recheneinheit 120 umfassen, die beispielsweise aus einem Prozessor oder Microcomputer eines geeigneten Typs bestehen kann, beispielsweise einem Schaltkreis für digitale Signalverarbeitung (Digital Signal Processor, DSP) oder einem Schaltkreis mit einer spezifischen Funktion (Application Specific Integrated Circuit, ASIC). Die Recheneinheit 120 ist mit einer Speichereinheit 121 verbunden, die der Recheneinheit 120 beispielsweise den gespeicherten Programmcode 109 und/oder die gespeicherten Daten liefert, die die Recheneinheit 120 zum Durchführen der Berechnungen benötigt. Die Recheneinheit 120 ist auch so vorgesehen, dass sie Zwischen- oder Endergebnisse von Berechnungen in der Speichereinheit 121 speichert.
  • Ferner ist die Steuervorrichtung mit den Vorrichtungen 122, 123, 124, 125 zum Empfangen und Senden von Eingabe- und Ausgabesignalen ausgestattet. Diese Eingabe- und Ausgabesignale können Wellenformen, Impulse oder andere Attribute enthalten, die von den Vorrichtungen 122, 125 zum Empfangen von Eingabesignalen erkannt werden können, die als Informationen für die Verarbeitung durch die Recheneinheit 120 erkannt werden können. Die Vorrichtungen 123, 124 zum Senden von Ausgabesignalen sind so angeordnet, dass sie das Berechnungsergebnis von der Recheneinheit 120 in Ausgabesignale zum Übertragen an andere Teile des Steuersystems des Fahrzeugs und/oder die Komponente(n) umwandelt, für die die Signale bestimmt sind. Jede der Verbindungen mit den Vorrichtungen zum Empfangen und Senden von Eingabe- und Ausgabesignalen kann aus einem oder mehreren Kabeln oder Datenbussen, wie einem CAN-Bus (Controller Area Network Bus), einem MOST-Bus (Media Oriented Systems Transport Bus) oder einer anderen Bus-Konfiguration bestehen; oder aus einer drahtlosen Verbindung.
  • Gemäß dem Vorstehenden kann die Zuverlässigkeit von PM-Sensoren gemäß der vorliegenden Erfindung verbessert werden, indem das vom PM-Sensor ausgesendete Signal beurteilt wird. 3 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel 300 gemäß der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren beginnt mit Schritt 301, wo festgestellt wird, ob die Umgebung des PM-Sensors 213 geprüft werden sollte. Wenn die Umgebung des PM-Sensors 213 geprüft werden soll, geht das Verfahren zu Schritt 302 über. Der Übergang von Schritt 301 zu Schritt 302 kann beispielsweise so eingerichtet sein, dass er von der Zeit gesteuert wird, die seit einer vorhergehenden Prüfung der Umgebung des PM-Sensors 213 verstrichen ist. Die Umgebung des PM-Sensors 213 kann auch so eingerichtet sein, dass sie kontinuierlich mit geeigneten Intervallen, jedes Mal, wenn das Fahrzeug angelassen wird, oder zu anderen geeigneten Zeitpunkten geprüft wird.
  • Bei Schritt 302 wird eine erste Konzentration/ein erster Anteil C1 für einen ersten Stoff S1 festgestellt, der im Abgasstrom auftritt. Diese Konzentration/der Anteil wird unter Verwendung des Konzentrations-/Anteilsensors 214 festgestellt, wobei der Konzentrations-/Anteilsensors 214 so ausgebildet ist, dass er die Konzentration/den Anteil eines beliebigen geeigneten Stoffs feststellt, der normalerweise im Abgasstrom auftritt.
  • Unten wird angenommen, dass der Konzentrations-/Anteilsensor 214 aus einem Gaskonzentrationssensor 214 zum Bestimmen der Konzentration C eines geeigneten Gases besteht, und daher wird nachstehend der Einfachheit halber diese Bezeichnung anstelle von Konzentrations-/Anteilsensor verwendet. Anstatt eine Konzentration zu bestätigen kann der Sensor jedoch so eingerichtet sein, dass er einen Anteil eines beliebigen geeigneten Stoffs bestätigt, d. h. den Mengenanteils in Mol (oder Gewichtsanteil) der Stoffs im Verhältnis zur Gesamtmenge in Mol (oder dem Gesamtgewicht) für jede geeignete Zusammensetzung wie den gesamten Abgasstrom, oder im Verhältnis zu einem anderen im Abgasstrom auftretenden Stoff.
  • Allgemein können gemäß der vorliegenden Erfindung daher die Konzentration und/oder der Anteil verwendet werden, und es ist offensichtlich, dass die Beschreibung unten gleichermaßen auf einen Gasanteilsensor sowie einen Partikelkonzentrationssensor oder Anteilsensor zutrifft.
  • Der Gaskonzentrationssensor 214 kann beispielsweise von einem Typ sein, der Signale aussendet, die die Konzentration eines gegebenen Stoffs darstellen, oder Signale, mit deren Hilfe eine solche Konzentration berechnet werden kann. Der Gaskonzentrationssensor kann beispielsweise aus einem Sauerstoff-(O2-)Sensor, einem Stickstoffmonoxid-(NO-)Sensor, einem Stickstoffdioxid-(NO2-)Sensor, einem Kohlenwasserstoff-(HC-)Sensor, einem Ammoniak-(NH3-)Sensor oder einem anderen geeigneten Sensor bestehen, anhand dessen die Konzentration eines geeigneten Stoffs im Abgasstrom festgestellt werden soll. Mit Bezug auf das Beispiel mit Ammoniak trifft dies hauptsächlich in Nachbehandlungssystemen zu, in denen gemäß dem Vorstehenden ein sogenannter SCR-Katalysator verwendet wird, um Stickoxide zu reduzieren.
  • In Schritt 302 wird somit eine erste Konzentration C1 für einen geeigneten Stoff S1 festgestellt. Wenn somit in Schritt 302 die Konzentration C1 für den ersten Stoff S1 festgestellt wurde, geht das Verfahren zu Schritt 303 über, in dem eine erwartete Konzentration Cexp für den ersten Stoff S1 festgestellt wird.
  • Diese erwartete Konzentration Cexp kann beispielsweise durch eine Tabellensuche festgestellt werden, wobei die erwarteten Konzentrationen C für den gegebenen Stoff S1 für mehrere verschiedene Betriebsfälle angegeben sein kann, wie beispielsweise für verschiedene Kombinationen von Zeitpunkten der Kraftstoffeinspritzung, Dauer der Kraftstoffeinspritzung, Mengen der Kraftstoffeinspritzung, Kraftstoffdruck, Anzahl der Kraftstoffeinspritzungen, AGR und Luftzufuhr, Entlüftungszeiten, Verdichtungsverhältnis, Überladen, VGT-Position, Motordrehzahl, Verbrennungslast, Harnstoffdosierung, Kohlenwasserstoffdosierung usw.
  • Um zu gewährleisten, dass möglichst zuverlässige Werte für C1 bzw. Cexp erzielt werden, kann der Übergang von Schritt 301 zu 302 auch so gesteuert werden, das er nur in den Fällen ausgeführt wird, in denen das Fahrzeug 100 für eine bestimmte Dauer, beispielsweise eine Anzahl von Sekunden, unter im Wesentlichen kontinuierlichen Bedingungen betrieben wurde, um zu vermeiden, dass dynamische Vorgänge die Messergebnisse fehlerhaft beeinflussen.
  • Wenn die erwartete Konzentration Cexp in Schritt 303 festgestellt wurde, geht das Verfahren daraufhin zu Schritt 304 über, in dem die Konzentration C1 für den ersten Stoff S1, die unter Verwendung des Konzentrationssensors 214 bestimmt wurde, mit der erwarteten Konzentration Cexp für den Stoff S1 verglichen und jede Diskrepanzen A zwischen der erwarteten Konzentration Cexp und der gemessenen Konzentration C1 festgestellt wird. In Schritt 305 wird dann festgestellt, ob die Diskrepanz A zwischen der erwarteten Konzentration Cexp und der gemessenen Konzentration C1 größer als ein geeigneter Grenzwert Alim1 ist. Der Grenzwert Alim1 kann beispielsweise so festgelegt werden, dass eine geeignet große Diskrepanz erlaubt ist, um zu vermeiden, dass unnötig ein Alarm in Bezug auf die Funktion des PM-Sensors 213 ausgelöst wird, da er schwierig sein kann, die Zusammensetzung des Abgasstroms mit der gewünschten Genauigkeit vorherzusagen.
  • Vorausgesetzt, dass dies nicht der Fall ist, geht das Verfahren zu Schritt 306 über, wo das geeignete Signal erzeugt werden kann, um anzuzeigen, dass der PM-Sensor 213 mutmaßlich repräsentative Werte bezüglich des Partikelgehalts im Abgasstrom aussendet, da der Sensor zumindest mutmaßlich Messungen in einem repräsentativen Abgasstrom durchführt und sich daher an der beabsichtigten Position im Abgasstrom befindet. Das Verfahren geht zu Schritt 301 zurück, um die Funktion des PM-Sensors zur zutreffenden Zeit gemäß dem Vorstehenden erneut zu bestimmen. Alternativ kann das Verfahren direkt von Schritt 305 auf Schritt 301 zurückgehen, da keine Maßnahmen ergriffen werden müssen.
  • Wird andererseits in Schritt 305 bestätigt, dass die Diskrepanz A größer als der Grenzwert Alim1 ist, geht das Verfahren zu Schritt 307 über. In Schritt 307 wird ein Fehlersignal erzeugt, z. B. ein Alarmsignal, damit das Steuersystem des Fahrzeugs 100 anzeigt, dass der PM-Sensor 213 wahrscheinlich kein repräsentatives Signal aussendet, das er wahrscheinlich keinem repräsentativen Abgasstrom ausgesetzt ist. Das in Schritt 307 erzeugte Signal kann beispielsweise vom Steuersystem des Fahrzeugs 100 verwendet werden, um den Zustand des Fahrzeugs 100 in einen Zustand zu versetzen, in dem das Fahrzeug 100 sofort Service durch Handlung des PM-Sensors 213 benötigt. Das Steuersystem kann auch so angeordnet sein, dass die Funktionsweise des Fahrzeugs 100 eingeschränkt wird, beispielsweise indem die maximale Ausgabe des Verbrennungsmotors 101 des Fahrzeugs 100 eingeschränkt wird, bis der Fehler behoben wird. Das Verfahren ist dann mit Schritt 308 abgeschlossen.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird somit ein Verfahren bereitgestellt, anhand dessen bestätigt werden kann, ob der PM-Sensor 213 ein repräsentatives Signal aussendet, indem bestätigt wird, ob es einem repräsentativen Abgasstrom ausgesetzt ist. Mithilfe der vorliegenden Erfindung können Versuche erkannt werden, die Funktion des PM-Sensors 213 während des Betriebs des Fahrzeugs 100 zu manipulieren, was somit das Potential für unerkannte Manipulationen des Nachbehandlungssystems reduziert.
  • Im Beispiel in 3 wird eine bestimmte Konzentration C1 mit einer erwarteten Konzentration Cexp zu einem bestimmten Zeitpunkt verglichen. Es ist offensichtlich, dass die Zusammensetzung von Emissionen aus einem Verbrennungsmotor 101 signifikant variieren kann, und selbst, wenn beispielsweise eine Tabellensuche oder -berechnung gemäß dem Vorstehenden zum Bestimmen einer erwarteten Konzentration Cexp verwendet wird, ein unter ungünstigen Umständen gemessener einzelner Wert vom erwarteten Wert um mehr als die Diskrepanz Alim1 abweichen kann, obwohl der PM-Sensor 213 tatsächlich ordnungsgemäß im Abgasstrom installiert ist. Aus diesem Grund kann das in 3 gezeigte Verfahren so vorgesehen sein, dass es eine geeignete Anzahl von Malen x ausgeführt wird, beispielsweise eine relativ hohe Anzahl von Malen x, wobei x Werte und somit x Diskrepanzen A bestätigt werden, wobei eine integrierte Gesamtdiskrepanz für diese x Diskrepanzen bestimmt und mit dem Diskrepanzgrenzwert Alim1 verglichen werden kann, und wobei der integrierte Gesamtwert dazu verwendet wird, zu bestätigen, ob der PM-Sensor 213 mutmaßlich einem repräsentativen Abgasstrom ausgesetzt ist.
  • Die Diskrepanz Alim1 kann auch so vorgesehen sein, dass sie sich gemäß der Anzahl der gemessenen Werte x ändert. Die zulässige Diskrepanz Alim1 kann umso geringer festgesetzt werden, je höher die Anzahl der gemessenen Werte x ist, da die integrierte Gesamtgenauigkeit mit der Anzahl der gemessenen Werte x zunimmt.
  • 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel 400 gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei die erwartete Konzentration Cexp auf alternative Weise festgestellt wird.
  • Das in 4 gezeigte Verfahren 400 beginnt mit Schritt 401, wo, genauso wie in Schritt 301 von 3, festgestellt wird, ob die Funktion des PM-Sensors bestimmt werden sollte. Wenn dies der Fall ist, geht das Verfahren zu Schritt 402 über, wo gemäß dem Vorstehenden eine erste Konzentration C1 des ersten Stoffs S1 unter Verwendung des Konzentrationssensors 214 bestätigt wird. Das Verfahren geht dann zu Schritt 403 über. Anstatt wie in 3 eine erwartete Konzentration Cexp festzustellen wird der Abgasstrom in Schritt 403 aktiv beeinflusst. Dies kann beispielsweise durch das Ändern des Betriebs des Verbrennungsmotors 101 erreicht werden. Der Betrieb des Verbrennungsmotors kann beispielsweise verändert werden, indem die Last oder der Betriebspunkt für eine gegebene Last geändert wird. Beispielsweise kann der Betriebspunkt des Verbrennungsmotors geändert werden, indem einer oder mehrere der Faktoren Zeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung, Dauer der Kraftstoffeinspritzung, Menge der Kraftstoffeinspritzung, Kraftstoffdruck, Anzahl der Kraftstoffeinspritzungen, AGR und Luftzufuhr, Entlüftungszeiten, Verdichtungsverhältnisse, Überlast, VGT-Position, Motordrehzahl, Verbrennungsmotorlast usw. geändert werden.
  • Alternativ oder zusätzlich kann der Verbrennungsmodus an dem Verbrennungsmotor umgeschaltet werden, beispielsweise von Otto in HCCI oder von Diesel in PPC. Alternativ kann die Last erhöht werden, indem z. B. inaktive vom Verbrennungsmotor angetriebene Aggregate angeschlossen werden.
  • Durch das Verändern der Art und Weise, auf die der Verbrennungsmotor 101 betrieben wird, oder Beeinflussen des Abgasstroms auf andere Weise gemäß dem Vorstehenden verändert sich auch die Zusammensetzung des Abgasstroms. Wenn der Verbrennungsmotor 101 beispielsweise dazu veranlasst wird, stärker zu arbeiten, werden gewöhnlich die Sauerstoffwerte Abgasstrom reduziert, d. h. dass die Konzentration des Sauerstoffs im Abgasstrom reduziert wird. Umgekehrt steigt das Vorhandensein von Stickoxiden gewöhnlich mit einer erhöhten Last. In Schritt 403 wird somit der Betrieb des Verbrennungsmotors 101 auf eine geeignete Weise verändert, und somit ändert sich die Zusammensetzung des Abgasstroms. Vorzugsweise wird eine Veränderung durchgeführt, die zu einer relativ großen Veränderung der Zusammensetzung des Abgasstroms führt.
  • Anstatt den Betrieb des Verbrennungsmotors 101 zu ändern, kann der Abgasstrom stattdessen oder in Kombination in Schritt 403 aktiv beeinflusst werden, indem eine oder mehrere Komponenten im Nachbehandlungssystem umgangen werden, oder indem eine andere Komponente angeschlossen wird, durch die mindestens ein Teil des Abgasstroms fließt, und auf diese Weise wird die Zusammensetzung des Abgasstroms verändert.
  • Der Abgasstrom kann auch beeinflusst werden, indem der Abgasfluss mit einer Drossel wie einer Auspuffbremse gedrosselt wird, wobei die Drossel beispielsweise einer beabsichtigten Position für den PM-Sensor 213 nachgelagert installiert sein kann.
  • Außerdem kann der Abgasstrom beeinflußt werden, indem beispielsweise Kohlenwasserstoff (Brennstoff) oder Harnstoff zum Abgasstrom hinzugefügt wird, die sich als solche auf den Abgasstrom auswirken, und zusätzliche Beeinflussung kann im Fall von Reaktionen in einer oder mehreren Komponenten des Nachbehandlungssystems erreicht werden. Der Abgasstrom kann auch so vorgesehen sein, dass er vor oder nach einer Turbine beeinflusst wird, beispielsweise in Übereinstimmung mit einem der Beispiele oben.
  • Das Verfahren geht dann zu Schritt 404 über, wo eine zweite Konzentration C2 des ersten Stoffs S1 bestätigt wird, d. h. eine Konzentration C2 im Abgasstrom, nachdem die eine oder mehreren Maßnahme(n) zum Verändern der Zusammensetzung des Abgasstroms durchgeführt wurden. In Schritt 405 wird dann eine erwartete Änderung ΔCexp für die Konzentration des ersten Stoffs S1 nach der in Schritt 403 ergriffenen Maßnahme festgestellt, wobei die Änderung ΔC12 in Schritt 406 zwischen dem ersten Wert C1 und dem zweiten Wert C2 mit der erwarteten Änderung ΔCexp für die Konzentration des ersten Stoffs S1 verglichen wird. Mit anderen Worten muss gemäß dieser Ausführungsform des in 4 gezeigten Verfahrens keine absolute Konzentration festgestellt werden, stattdessen reicht es aus, eine erwartete Änderung ΔCexp festzustellen, wobei eine solche erwartete Änderung ΔCexp mittels Berechnung oder Tabellensuche auf Grundlage der Änderungen festgestellt werden, die basierend auf dem Vorstehenden vorgenommen wurden.
  • In Schritt 406 wird dann die tatsächliche Änderung ΔP12 mit der erwarteten Druckänderung ΔPexp wie in Schritt 304 in 3 beschrieben verglichen, und in Schritt 407 wird festgestellt, ob die Diskrepanz A größer oder kleiner als eine geeignete Diskrepanz Alim2 ist. Wenn die Diskrepanz unter dem Grenzwert Alim2 liegt, geht das Verfahren über Schritt 408 zu Schritt 401 zurück, der dem Schritt 306 oben entspricht; wenn die Diskrepanz A jedoch den Grenzwert Alim2 überschreitet, wird in Schritt 409 ein Fehlersignal wie ein Alarmsignal auf eine Weise erzeugt, die der in Schritt 307 von 3 entspricht. Das Verfahren wird dann mit Schritt 410 abgeschlossen.
  • Unter Verwendung des in 4 gezeigten Verfahrens kann somit nicht nur bestätigt werden, dass sich der PM-Sensor 213 in der Zusammensetzung eines Abgasstroms befindet, sondern auch, dass der PM-Sensor 213 in einem Abgasstrom angeordnet ist, dessen Zusammensetzung sich mit variierenden Betriebsbedingungen auf repräsentative Weise ändert. Dieses Verfahren kann bestätigen, dass beispielsweise der PM-Sensor 213 nicht auf eine Weise manipuliert wurde, dass er in eine isolierte Umgebung wie ein Abgasuntersuchungsrohr platziert und somit vom tatsächlichen Abgasstrom getrennt wurde. Wie im in 3 gezeigten Verfahren kann das in 4 gezeigte Verfahren so angeordnet sein, dass es mehrere Male durchgeführt wird, um eine Anzahl von Werten zu bestimmen, indem eine Anzahl von Änderungen der Zusammensetzung des Abgasstroms durchgeführt wird. Das Verfahren kann, wie auch das in 3 gezeigte Verfahren, auch so angeordnet sein, dass es über einen bestimmten Zeitraum durchgeführt wird, um zu bestätigen, dass die erwarteten Änderungen im Zeitverlauf tatsächlich stattfinden.
  • Auch wird eine Kombination der in 3 und 4 gezeigten Verfahren verwendet, d. h. eine Konzentrationsänderung kann gemäß 4 eingesetzt werden, wobei jedoch gleichzeitig die Werte vor und nach der Änderung des Abgasstroms mit erwarteten Werten vor und nach dem Bestätigen der Änderung verglichen werden, was die Genauigkeit weiter verbessern kann.
  • Außerdem kann das Verfahren für mehr als einen Stoff im Abgasstrom durchgeführt werden, und es kann ein Sensor verwendet werden, der zum Durchführen von Konzentrations-/Anteilmessungen für mehr als einen Stoff, getrennt von Partikeln, in der Lage ist.
  • Alternativ können zwei oder mehr Sensoren für die jeweiligen Konzentrations-/Anteilmessungen für die jeweiligen Stoffe, getrennt von Partikeln, verwendet werden, wobei mehr als ein Konzentrationssensor mit dem PM-Sensor integriert/zusammen angeordnet ist. Gemäß einer anderen Ausführungsform werden die Konzentrations-/Anteilmessungen für Partikel und mindestens einen weiteren Stoff durchgeführt.
  • Die vorliegende Erfindung hat auch den Vorteil, dass das Bestimmen gemäß der vorliegenden Erfindung unabhängig von der Position des PM-Sensors im Abgasstrom ausgeführt werden kann, da die Konzentration eines im Abgasstrom auftretenden Stoffs bestätigt wird. Abhängig von der Anwendung können PM-Sensoren an verschiedenen Positionen im Abgassystem angeordnet sein. Beispielsweise kann der PM-Sensor einer vor oder nach einer Auspuffbremse sowie vor oder nach einem Partikelfilter oder vor oder nach einem Turbolader installiert werden. Unabhängig von der Position treten Konzentrationsänderungen im Abgasstrom mit veränderten Betriebsparametern auf.
  • Zusätzlich wird zumindest in gewissen Fällen eine Frequenzanalyse verwendet, um zu bestätigen, ob der PM-Sensor 213 ein repräsentatives Signal aussendet. Im Allgemeinen werden die Abgasöffnungen des Verbrennungsmotors mit einer bestimmten Regelmäßigkeit geöffnet. Beispielsweise werden Abgasöffnungen gewöhnlich einmal bei jeder Umdrehung von Zweitaktmotoren und bei jeder zweiten Umdrehung von Viertaktmotoren geöffnet.
  • Das bedeutet, dass der Abgasstrom durch die Abgasöffnungen „gepulst” wird und im Zeitverlauf pulsartige Unterschiede im Fluss des Abgasstroms entstehen. Das bedeutet auch, dass das Pulsieren für die im Abgasstrom auftretenden Stoffe Konzentrationsänderungen mit der gleichen Frequenz verursacht.
  • Normalerweise ist, beispielsweise wegen Toleranzen usw., das Gleichgewicht zwischen beispielsweise der Luftzufuhr, dem AGR-Feedback und dem gelieferten Kraftstoff jedoch nicht für jeden Zylinder oder für jede aufeinanderfolgende Verbrennung genau gleich. Im Zeitbereich scheinen diese Puls-/Konzentrationsänderungen im Abgasstrom daher ziemlich unregelmäßig zu sein.
  • Wenn das Sensorsignal dagegen im Frequenzbereich vom Konzentrationssensor geprüft wird, kann dieses Pulsieren geklärt und gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
  • Die Abgaspulse von den verschiedenen Zylinder werden als Konzentrations-/Anteiländerungen mit einer Frequenz sichtbar, die gleich der Drehzahl des Verbrennungsmotors multipliziert mit der Anzahl der Zylinder und geteilt durch den Häufigkeitsfaktor ist (d. h. geteilt durch eins für einen Zweitaktmotor und geteilt durch zwei für einen Viertaktmotor. Es gibt auch Motoren, in denen der Häufigkeitsfaktor steuerbar geändert werden kann). Im Frequenzbereich entsteht somit bei dieser Frequenz ein klarer Spitzenwert/Scheitel (es können auch schwächere Schattenpulse an Vielfachen der Frequenz auftreten).
  • Diese Frequenzanalyse kann dazu verwendet werden, die Sicherheit der Diagnose des PM-Sensors zu verbessern, da auch davon ausgegangen werden kann, dass der Konzentrationssensor und somit der PM-Sensor einem repräsentativen Abgasstrom ausgesetzt sind, wenn dieses Pulsieren festgestellt werden kann. Die Frequenzanalyse kann allein oder kombiniert mit einem Vergleich mit einem Grenzwert gemäß dem Vorstehenden eingesetzt werden, wobei dieser Grenzwert im Zeitbereich oder im Frequenzbereich festgesetzt werden kann. Dadurch, dass das Bestimmen im Frequenzbereich durchgeführt wird, ist die Erkennung mit geringeren Variationen möglich, es kann also ein geringerer Alim Grenzwert verwendet werden.
  • Änderungen im Frequenzbereich können auch aktiv verwendet werden, da die Drehzahl gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren geändert werden kann, um eine zuverlässigere Diagnose zu erzielen. Wenn beispielsweise Alim für eine Frequenz (Motordrehzahl) überschritten wird, kann ein vorläufiger Fehler eingestellt werden, so dass eine oder mehrere weitere Diagnose(n) für mehr Frequenzen ausgeführt werden können, bevor die Fehlfunktion schließlich bestätigt wird.
  • Abhängig davon, welcher oder welche im Abgasstrom auftretenden Stoff(e) analysiert wird/werden, kann die Frequenzanalyse auch so vorgesehen sein, dass die in Bezug auf die Dosierung von Zusätzen zum Abgasstrom, wie Harnstoff oder Kraftstoff, durchgeführt wird.
  • Wie oben erklärt, kann das Nachbehandlungssystem von einem Typ sein, bei dem Zusätze in den Abgasstrom geliefert werden, um das Reduzieren von einem oder mehreren im Abgasstrom auftretenden Stoffen zu erleichtern.
  • Beispielsweise verwenden SCR-Katalysatoren gewöhnlich Ammoniak (NH3) oder eine Zusammensetzung, aus der Ammoniak erzeugt/gebildet werden kann, wie Harnstoff, als Zusatz um Stickoxide NOx im Abgasstrom zu reduzieren. Dieser Zusatz wird in den Abgasstrom eingespritzt, der aus dem Verbrennungsmotor vor dem SCR-Katalysator resultiert, und der dem Katalysator zugesetzte Zusatz wird im Katalysator adsorbiert (gespeichert), so dass Stickoxide in den Abgasen mit dem im Katalysator gespeicherten Zusatz reagieren.
  • Diese Dosierung von Zusätzen und Kraftstoff, wie Diesel, in den Abgasstrom wird oft in Form von Einspritzimpulsen durchgeführt, gewöhnlich mit Frequenzen zwischen beispielsweise 0,1 und 10 Hz. Daher ändern sich Variationen dieser Konzentrationen oder der Konzentrationen von davon abhängenden Stoffen (wie beispielsweise die NOx-Konzentration hinter einem SCR-Katalysator) oft mit dieser Frequenz, so dass diesbezüglich ebenfalls eine ähnliche Frequenzanalyse durchgeführt werden kann.
  • Es kommt auch vor, dass beispielsweise Kraftstoff in Form von Einspritzimpulsen an den Abgasstrom geliefert wird, und eine ähnliche Frequenzanalyse kann bezüglich des zutreffenden Stoffs in der Pulsation durchgeführt werden, die durch die Kraftstoffeinspritzung verursacht wird.
  • Allgemein ist in Bezug auf die Frequenzanalyse das aus der Analyse erzielte Ergebnis umso zuverlässiger, je näher an der Pulsationsquelle die Analyse durchgeführt wird.
  • Gemäß dieser Ausführungsform besteht die Frequenzanalyse somit aus einer Darstellung einer Konzentration und/oder eines Anteils des gegebenen Stoffs am PM-Sensor 213.
  • Es gibt auch verschiedene PM-Sensortypen und die vorliegende Erfindung trifft auf alle PM-Sensortypen zu. Beispielsweise gibt es sogenannte IDE-Sensoren, bei denen mit leitenden Materialien beschichtete keramische Platten verwendet werden, um einen Partikelgehalt für einen vorbeifließenden Abgasstrom zu bestätigen. Wenn ein partikelhaltiger Abgasstrom an den beschichteten Keramikplatten vorbeifließt, haften die Partikel an, was wiederum zur Folge hat, dass sich die Leitfähigkeit zwischen zwei nebeneinanderliegenden, sich nicht berührenden Platten ändert. Wenn Partikel (Ruß) an diesen Platten anhaftet, wird die Leitfähigkeit größer, was zur Folge hat, dass beispielsweise ein Widerstand, ein Strom, eine Spannung, eine Leitfähigkeit oder Induktivität oder dergleichen festgestellt werden können, und wobei Änderungen von relevanter Höhe einen Partikelgehalt anzeigen. Durch das Bestimmen eines Gradienten der Veränderungen im Zeitverlauf kann der Partikelgehalt geschätzt werden, indem entschieden wird, wie schnell sich beispielsweise ein Widerstand, ein Strom oder eine Spannung usw. ändert. Dieser Partikelsensortyp bestimmt den Partikelgehalt somit relativ langsam, und es kann lange dauern bevor die Fehlfunktion festgestellt wird. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Manipulation dieses Sensortyps jedoch in einem frühen Stadium festgestellt werden.
  • Es gibt auch andere Partikelsensortypen wie elektrostatischen Partikelsensoren, wobei die Partikel zuerst an einer ersten Elektrode vorbeifließen, um eine Ladung aufzunehmen und dann an einer zweiten Elektrode vorbeifließen, die im Partikelsensor angeordnet ist, wo die Ladung abgegeben wird. Abhängig vom Partikelgehalt ändert sich somit die Anzahl von Elektronen pro Zeiteinheit, die zwischen den Elektroden übertragen wird, und daher können sowohl der Partikelgehalt als auch die Partikelanzahl mit sofortiger und sehr großer Genauigkeit bestimmt werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform wird dieser Partikelsensortyp dazu verwendet, die Konzentration und/oder den Anteil der Partikel im Abgasstrom zu bestimmen. Dank der Geschwindigkeit des Sensors können vorliegende Wertmessungen vorgenommen werden, d. h. es können Werte gewonnen werden, die den augenblicklichen Partikelgehalt darstellen. Somit kann gemäß einer Ausführungsform der erste Stoff aus Partikeln bestehen, und in diesem Fall bestehen gemäß dem Vorstehenden das Bestimmen der Konzentrationen bzw. das Bestimmen von Konzentrationsänderungen aus dem Bestimmen der Partikelgehalte und dem Bestimmen von Partikelgehaltänderungen.
  • Es ist jedoch anzumerken, dass PM-Sensoren Querempfindlichkeit mit Stoffen aufweisen können, mit denen der Abgasstrom beliefert wird, wenn, wie oben erwähnt, Zusätze geliefert werden. Diese Querempfindlichkeit kann sich beispielsweise auf Wasser, Harnstoff, Ammoniak oder andere zugesetzte Stoffe beziehen. Das bedeutet, dass bei zumindest einigen PM-Sensoren das ausgesendete Signal, d. h. das Signal, das gewöhnlich eine Darstellung des Auftretens von Partikeln im Abgasstrom bildet, durch diese Querempfindlichkeit beeinträchtigt wird. Diese Querempfindlichkeit hat zur Folge, dass der PM-Sensor auf das Vorhandensein eines Zusatzes im Abgasstrom reagiert und daher ein Signal erzeugt, das eine andere Partikelkonzentration anzeigt, als sie tatsächlich vorhanden ist.
  • Diese Querempfindlichkeit kann somit zu einer geringeren Genauigkeit bei der Diagnose von PM-Sensoren in Systemen führen, in denen der PM-Sensor der Position, an der der Zusatz geliefert wird, nachgelagert angeordnet ist, und in denen die Signale des PM-Sensors bei der Diagnose verwendet werden, wie es gemäß dem Vorstehenden der Fall sein kann.
  • Diese Erkenntnis bezüglich der Querempfindlichkeit kann daher bei der Diagnose der PM-Sensoren verwendet werden, wobei die Dosierung (das Hinzufügen) von Zusätzen gemäß einer Ausführungsform während der Diagnose eines PM-Sensors abgeschaltet werden kann, und es können zuverlässiger gemessene Werte erzielt werden, als dies ohne die Maßnahme des Abschaltens der Fall ist.
  • Zusätzlich kann das erfindungsgemäße Verfahren mit den in der schwedischen Anmeldung Nr. 1250961-8 mit dem Titel „METHOD AND SYSTEM PERTAINING TO EXHAUST AFTERTREATMENT” desselben Erfinders und mit demselben Einreichungsdatum wie die vorliegende Erfindung kombiniert werden, um eine Sensorfunktion für einen PM-Sensor festzustellen. Gemäß dem Antrag „METHOD AND SYSTEM PERTAINING TO EXHAUST AFTERTREATMENT” wird ein der vorliegenden Erfindung ähnliches Verfahren vorgelegt, wobei jedoch die Sensorfunktion für den PM-Sensor aufgrund einer Darstellung eines im PM-Sensor bestehenden Drucks festgestellt, wobei der Druck von einem im PM-Sensor angeordneten Drucksensor bestimmt wird. Dies wird unter Verwendung von Elementen erreicht, die im PM-Sensor installiert werden, um eine Darstellung eines am PM-Sensor vorherrschenden Drucks zu bestimmen.
  • Diese Elemente können beispielsweise aus einem mit dem PM-Sensor integrierten Drucksensor bestehen, d. h. dass der Drucksensor gemeinsame Komponenten wie Substrat oder desgleichen verwendet. Alternativ kann der Drucksensor einen separaten Drucksensor bilden, der jedoch mit dem PM-Sensor in einem gemeinsamen Gehäuse installiert ist.
  • Indem so ein vorherrschender Druck am PM-Sensor bestimmt wird, kann dieser Druck mit einem erwarteten Druck verglichen werden, und aufgrund des Vergleichs bestimmt werden, ob der PM-Sensor wahrscheinlich einem repräsentativen Abgasstrom ausgesetzt ist, d. h. einem Abgasstrom, der die Zusammensetzung im den Brennraum des Verbrennungsmotors verlassenden Abgasstrom korrekt wiedergibt.
  • Auch kann das erfindungsgemäße Verfahren alternativ oder zusätzlich mit dem in der parallelen schwedischen Anmeldung Nr. 1250964-2 mit dem Titel „METHOD AND SYSTEM PERTAINING TO EXHAUST AFTERTREATMENT III” desselben Erfinders und mit demselben Einreichungsdatum wie die vorliegende Erfindung kombiniert werden, das beschrieben wird, um eine Sensorfunktion für einen PM-Sensor festzustellen. Gemäß dem Antrag „METHOD AND SYSTEM PERTAINING TO EXHAUST AFTERTREATMENT III” wird ein der vorliegenden Erfindung ähnliches Verfahren dargelegt, mit dem Unterschied, dass die Sensorfunktion für den PM-Sensoren unter Verwendung von Elementen bestätigt wird, die eine Darstellung einer Temperatur am PM-Sensor bestätigen. Dies wird unter Verwendung von Elementen erreicht, die im PM-Sensor zum Bestimmen einer Darstellung einer Temperatur installiert sind, die im PM-Sensor vorherrscht. Diese Elemente zum Bestimmen einer Temperatur können mit dem PM-Sensor integriert sein, d. h. gemeinsame Komponenten wie Substrate oder dergleichen verwenden, oder aus einem getrennten Temperatursensor bestehen, der mit dem PM-Sensor in ein gemeinsames Gehäuse eingearbeitet sind.
  • PM-Sensoren können auch Elemente zum Erhitzen des PM-Sensors umfassen, beispielsweise um den PM-Sensor nach Bedarf von angesammelten Rußpartikeln zu regenerieren (reinigen). Nach einer Ausführungsform werden diese Elemente dazu verwendet, den PM-Sensor zu erhitzen, wenn die Temperatur bestimmt wird.
  • Indem ein Temperaturunterschied am PM-Sensor bestimmt wird, kann dieser Temperaturunterschied mit einem erwarteten Temperaturunterschied verglichen werden, und aufgrund des Vergleichs kann bestimmt werden, ob der PM-Sensor wahrscheinlich einem repräsentativen Abgasstrom ausgesetzt ist, d. h. einem Abgasstrom, der die Zusammensetzung im den Brennraum des Verbrennungsmotors verlassenden Abgasstrom korrekt wiedergibt.
  • Wird beispielsweise ein Temperaturanstieg erwartet, z. B. aufgrund einer höheren Verbrennungsmotorlast, während der PM-Sensor keinen ähnlichen Temperaturanstieg oder sogar einen Temperaturabfall anzeigt, kann davon ausgegangen werden, dass der PM-Sensor keinem repräsentativen Abgasstrom ausgesetzt wurde.
  • Durch das Kombinieren des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung mit einem oder mehreren der oben beschriebenen Verfahren kann eine zuverlässigere Prüfung der Funktion des PM-Sensors durchgeführt werden.
  • Darüberhinaus wurde die vorliegende Erfindung oben in Bezug auf Fahrzeugen beispielhaft dargestellt. Die Erfindung betrifft jedoch auch beliebige Fortbewegungsmittel/Vorgänge, in denen Partikelfiltersysteme gemäß dem Vorstehenden verwendet werden, wie beispielsweise Wasserfahrzeuge und Luftfahrzeuge mit Verbrennungsvorgängen gemäß dem Vorstehenden.
  • Zudem kann der Verbrennungsmotor beispielsweise aus mindestens einem aus der folgenden Gruppe bestehen: Kraftfahrzeugmotor, Schiffsmotor, Industriemotor, Dieselmotor, Fremdzündungsmotor, GDI-Motor, Benzinmotor.
  • Andere Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens und Systems stehen in den hieran angefügten Ansprüchen zur Verfügung.
  • Es ist auch anzumerken, dass das System gemäß verschiedenen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens (und umgekehrt) modifiziert werden kann, und dass die vorliegende Erfindung in keiner Weise durch die oben beschriebenen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens eingeschränkt ist, sondern vielmehr alle Ausführungsformen im Umfang der beigefügten unabhängigen Ansprüche betrifft und diese umfasst.

Claims (40)

  1. Verfahren zum Feststellen einer Sensorfunktion für einen PM-Sensor (213), der einen Partikelgehalt in einem Abgasstrom bestimmen soll, der aus einer Verbrennung in einem Verbrennungsmotor (101) resultiert, wobei ein Nachbehandlungssystem (200) zur Nachbehandlung des Abgasstroms installiert ist, und das Verfahren durch Folgendes gekennzeichnet ist: – Feststellen einer ersten Darstellung einer vorherrschenden Konzentration und/oder eines vorherrschenden Anteils (C1) an dem PM-Sensor (213) eines ersten Stoffs (S1) in dem Abgasstrom unter Verwendung der Elemente, die in dem PM-Sensor (213) zum Bestimmen einer Darstellung einer Konzentration und/oder eines Anteils des ersten Stoffs (S1) angeordnet sind, und – basierend auf der festgestellten Darstellung einer Konzentration und/oder eines Anteils (C1) des ersten Stoffs (S1), das Bestätigen, ob der PM-Sensor (213) ein Signal aussendet, das für den Abgasstrom repräsentativ ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Elemente zum Bestimmen der Darstellung einer Konzentration und/oder eines Anteils des ersten Stoffs (S1) aus einem Konzentrationssensor zum Bestimmen einer Darstellung einer Konzentration und/oder eines Anteils des ersten Stoffs (S1) besteht.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Konzentrationssensor aus einem Gaskonzentrationssensor (214) besteht, und wobei der erste Stoffs (S1) aus einem Gas besteht.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Konzentrationssensor (214) aus einem Sensor des elektrochemischen Typs oder einem Sensor des Halbleitertyps besteht.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der erste Stoff (S1) aus Partikeln in dem Abgasstrom besteht, und wobei die Darstellung einer Konzentration und/oder eines Anteils der Partikel unter Verwendung des PM-Sensor (213) festgestellt wird, wobei der PM-Sensor (231) aus einem elektrostatischen Sensor oder einem resistiven PM-Sensor besteht.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, das das Feststellen umfasst, ob der PM-Sensor (213) ein Signal aussendet, das für den Abgasstrom repräsentativ ist, indem basierend auf der Darstellung der Konzentration und/oder des Anteils des ersten Stoffs (S1) bestätigt wird, ob der PM-Sensor (213) wahrscheinlich ein Signal aussendet, das für den Abgasstrom repräsentativ ist.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, das ferner umfasst, dass basierend auf der bestätigten Darstellung einer Konzentration und/oder eines Anteils des ersten Stoffs (S1) festgestellt wird, ob das Nachbehandlungssystem (200) und/oder der PM-Sensor (213) mutmaßlich manipuliert wurden.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Element (214) zum Feststellen einer Darstellung einer Konzentration und/oder eines Anteils des ersten Stoffs (S1) aus Elementen besteht, die mit dem PM-Sensor (213) integriert sind.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1–8, wobei das Element (214) zum Feststellen einer Darstellung einer Konzentration und/oder eines Anteils des ersten Stoffs (S1) aus Elementen besteht, die fest mit einem PM-Sensor (213) verbunden und/oder mit diesem in ein gemeinsames Gehäuse eingearbeitet sind.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das ferner Folgendes umfasst: – Vergleichen der ersten Konzentration und/oder des ersten Anteils (C1) des ersten Stoffs (S1) mit einer erwarteten Konzentration und/oder einem erwarteten Anteil (Cexp) des ersten Stoffs (S1), und – basierend auf dem Vergleich, das Feststellen, ob der PM-Sensor ein Signal aussendet, das für den Abgasstrom repräsentativ ist.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, das ferner Folgendes umfasst: – Feststellen einer Diskrepanz (A) zwischen der ersten Konzentration und/oder dem ersten Anteil (C1) des ersten Stoffs (S1) und der erwarteten Konzentration und/oder dem erwarteten Anteil (Cexp) des ersten Stoffs (S1), und – wobei der PM-Sensor (213) wahrscheinlich ein für den Abgasstrom nicht repräsentatives Signal aussendet, wenn die Diskrepanz (A) einen ersten Grenzwert (Alim1) überschreitet.
  12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das auch Folgendes umfasst: – unter Verwendung des ersten Elements (214) zum Bestimmen einer Konzentration und/oder eines Anteils des ersten Stoffs (S1), Feststellen einer ersten Änderung (ΔC12) einer Konzentration und/oder eines Anteils des ersten Stoffs (S1), – Vergleichen der ersten Änderung (ΔC12) der Konzentration und/oder des Anteils des ersten Stoffs (S1) mit einer erwarteten Änderung (ΔCexp) der Konzentration und/oder des Anteils des ersten Stoffs (S1), und – basierend auf dem Vergleich, das Feststellen, ob der PM-Sensor ein Signal aussendet, das für den Abgasstrom repräsentativ ist.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, das ferner Folgendes umfasst: – Feststellen einer Diskrepanz (A) zwischen der ersten Änderung (ΔC12) der Konzentration und/oder des Anteils des ersten Stoffs (S1) und der erwarteten Änderung (ΔCexp) der Konzentration und/oder des Anteils des ersten Stoffs (S1), und – wobei der PM-Sensor (213) wahrscheinlich ein für den Abgasstrom nicht repräsentatives Signal aussendet, wenn die Diskrepanz (A) einen zweiten Grenzwert (Alim2) überschreitet.
  14. Verfahren nach Anspruch 11 oder 13, wobei bestätigt wird, dass die Diskrepanz (A) eine absolute Menge einer Differenz zwischen der ersten Konzentration und/oder dem ersten Anteil (C1) und der erwarteten Konzentration und/oder dem erwarteten Anteil (Cexp) ist, oder eine absolute Menge einer Differenz zwischen der ersten Änderung (ΔC12) und der erwarteten Änderung (ΔCexp) der Konzentration und/oder des Anteils des ersten Stoffs (S1) ist.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 10–14, das ferner Folgendes umfasst: – Feststellen einer Diskrepanz (A) zwischen der ersten Konzentration und/oder dem ersten Anteil (C1) oder Änderung (ΔC12) der Konzentration und/oder des Anteils des ersten Stoffs (S1) und der erwarteten Konzentration und/oder dem erwarteten Anteil (Cexp) oder der erwarteten Änderung (ΔCexp) der Konzentration und/oder des Anteils des ersten Stoffs (S1) zu mehreren Zeitpunkten, und – wobei der PM-Sensor (213) wahrscheinlich ein für den Abgasstrom nicht repräsentatives Signal aussendet, wenn die Diskrepanz (A) den Grenzwert (Alim1; Alim2) zu mindestens einigen der Zeitpunkte überschreitet.
  16. Verfahren nach einem der Ansprüche 10–15, das ferner Folgendes umfasst: – Feststellen einer Diskrepanz (A) zwischen der ersten Konzentration und/oder dem ersten Anteil (C1) oder Änderung (ΔC12) der Konzentration und/oder des Anteils des ersten Stoffs (S1) und der erwarteten Konzentration und/oder dem erwarteten Anteil (Cexp) oder der erwarteten Änderung (ΔCexp) der Konzentration und/oder des Anteils des ersten Stoffs (S1) zu mehreren Zeitpunkten, und – wobei der PM-Sensor (213) wahrscheinlich ein für den Abgasstrom nicht repräsentatives Signal aussendet, wenn der Gesamtwert der Diskrepanzen (A) für die Anzahl der Zeitpunkte den Grenzwert (Alim1; Alim2) überschreitet.
  17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das auch Folgendes umfasst: – Feststellen der ersten Darstellung einer Konzentration, die am PM-Sensor (213) vorherrscht und/oder eines Anteils (C1) eines ersten Stoffs (S1), der in dem Abgasstrom auftritt, mithilfe einer Frequenzanalyse eines Signals, das von einem der Elemente zum Bestimmen einer Konzentration und/oder eines Anteils des ersten Stoffs (S1) ausgesendet wird.
  18. Verfahren nach einem der Ansprüche 10–17, das das Erzeugen eines Signals umfasst, das eine Fehlfunktion des PM-Sensors (213) anzeigt, wenn die erste Konzentration und/oder der erste Anteil (C1) oder die Änderung (ΔC12) der Konzentration und/oder des Anteils des ersten Stoffs (S1) nicht mit der erwarteten Konzentration und/oder dem erwarteten Anteil (Cexp) oder der erwarteten Änderung (ΔCexp) der Konzentration und/oder des Anteils des ersten Stoffs (S1) übereinstimmt.
  19. Verfahren nach einem der Ansprüche 10–18, das auch das aktive Beeinflussen der Änderung der Konzentration und/oder des Anteils des ersten Stoffs (S1) umfasst, indem der Abgasstrom aktiv beeinflusst wird.
  20. Verfahren nach Anspruch 19, das ferner das aktive Beeinflussen des Abgasstroms umfasst, indem der Verbrennungsmotor gesteuert wird, beispielsweise durch das Steuern von mindestens einem der Faktoren Zeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung, Dauer der Kraftstoffeinspritzung, Menge der Kraftstoffeinspritzung, Kraftstoffdruck, Anzahl der Kraftstoffeinspritzungen, AGR und Luftzufuhr, Entlüftungszeiten, Verdichtungsbedingungen, Überlast, VGT-Position, Motordrehzahl, Änderung des Verbrennungsmodus des Verbrennungsmotors, z. B. von Otto in HCCI oder von Diesel in PPC.
  21. Verfahren nach Anspruch 19 oder 20, wobei das Verfahren ferner das aktive Beeinflussen des Abgasstroms durch das Steuern von Drosseln umfasst, die zum steuerbaren Drosseln des Abgasstroms installiert wurden.
  22. Verfahren nach Anspruch 21, wobei das Verfahren ferner das aktive Beeinflussen des Abgasstroms durch das Steuern von drosselnden Elementen umfasst, die einer Position nachgelagert installiert wurden, die für den PM-Sensor beabsichtigt ist.
  23. Verfahren nach Anspruch 21 oder 22, das ferner das aktive Beeinflussen des Abgasstroms durch steuerbares Drosseln des Abgasstroms mit drosselnden Elementen in Form einer Auspuffbremse umfasst.
  24. Verfahren nach einem der Ansprüche 19–23, das auch das aktive Beeinflussen des Abgasstroms umfasst, indem Kohlenwasserstoff an den Abgasstrom geliefert wird.
  25. Verfahren nach einem der Ansprüche 19–24, das ferner das aktive Beeinflussen des Abgasstroms vor oder nach einer Turbine umfasst.
  26. Verfahren nach einem der Ansprüche 19–25, das ferner das aktive Beeinflussen des Abgasstroms durch Umgehen einer oder mehrerer Komponenten im Nachbehandlungssystem (200), oder durch Verbinden einer anderen Komponente zum Durchströmen von mindestens einem Teil des Abgasstroms und somit Umgehen des Partikelsensors (213) umfasst.
  27. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Nachbehandlungssystem (200) mindestens einen Partikelfilter (202) umfasst, und wobei die beabsichtigte Position des PM-Sensors im Abgasstrom dem Partikelfilter (202) vor- oder nachgelagert ist.
  28. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Nachbehandlungssystem (200) mindestens einen Partikelfilter (202) umfasst, und wobei die beabsichtigte Position des PM-Sensors einer Komponente vor- oder nachgelagert ist, mit der sich eine Konzentration und/oder ein Anteil des ersten Stoffs ändern kann, wie einer Turbine, einem DOC- oder SC-Katalysator.
  29. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Verbrennungsmotor aus einem Motor in einem Fahrzeug besteht, und wobei die Ausgangsleistung aus dem Verbrennungsmotor durch die Verwendung eines Steuersystems eingeschränkt ist, das im dem Fahrzeug angeordnet ist, wenn der PM-Sensor kein Signal ausgibt, das für den Abgasstrom repräsentativ ist.
  30. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das ferner durch Verwendung des Elements zum Bestimmen einer Konzentration und/oder eines Anteils eines ersten im Abgasstrom auftretenden Stoffs (S1) das Feststellen der Konzentration und oder des Anteils von mindestens einem anderen Stoff umfasst, der in dem Abgasstrom auftritt, und – Feststellen, ob der PM-Sensor ein Signal aussendet, das für den Abgasstrom repräsentativ ist, basierend auf Konzentrationen und/oder Anteilen des ersten (S1) sowie mindestens eines zusätzlichen Stoffs.
  31. Verfahren nach Anspruch 30, das auch das Feststellen einer Partikelkonzentration und/oder eines Partikelanteils mithilfe des PM-Sensors (213) umfasst, wobei die Partikelkonzentration und/oder der Partikelanteil die Konzentration und/oder der Anteil des zusätzlichen Stoffs darstellt, der im Abgasstrom auftritt.
  32. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren auch Folgendes umfasst: – Feststellen einer Darstellung eines ersten Drucks an dem PM-Sensor unter Verwendung eines Drucksensors, der im PM-Sensor angeordnet ist, und – Feststellen, ob der PM-Sensor ein Signal aussendet, das für den Abgasstrom repräsentativ ist, ebenfalls basierend auf dem festgestellten ersten Druck.
  33. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren auch Folgendes umfasst: – Feststellen einer Darstellung einer ersten Temperatur an dem PM-Sensor unter Verwendung von Elementen, die im PM-Sensor angeordnet sind, um eine Darstellung einer im PM-Sensor (213) vorherrschenden Temperatur auszusenden, und – Feststellen, ob der PM-Sensor ein Signal aussendet, das für den Abgasstrom repräsentativ ist, ebenfalls basierend auf der festgestellten ersten Temperatur.
  34. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Fahrzeug Elemente zum Liefern von Zusätzen an den Abgasstrom umfasst, und wobei die Lieferung von Zusätzen unterbrochen wird, wenn die Sensorfunktion für den PM-Sensor (213) festgestellt wird.
  35. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Stoff aus einem aus der folgenden Gruppe besteht: Kohlenwasserstoffe, Ammoniak, Sauerstoff, Partikel, Stickstoffmonoxid, Stickstoffdioxid, Kohlenmonoxid, Kohlendioxid.
  36. Computerprogramm, das einen Programmcode umfasst, der beim Ausführen des Programmcodes auf einem Computer erreicht, dass der Computer das Verfahren nach einem der Ansprüche 1–35 ausführt.
  37. Computerprogrammprodukt, das ein computerlesbares Medium und ein Computerprogramm nach Anspruch 36 beinhaltet, wobei das Computerprogramm in dem computerlesbaren Medium enthalten ist.
  38. Verfahren zum Feststellen einer Sensorfunktion für einen PM-Sensor, der einen Partikelgehalt in einem Abgasstrom bestimmen soll, der aus der Verbrennung in einem Verbrennungsmotor (101) resultiert, wobei ein Nachbehandlungssystem (200) zur Nachbehandlung des Abgasstroms installiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass das System Folgendes umfasst: – Elemente, die zum Feststellen einer Darstellung einer ersten Konzentration an dem PM-Sensor und/oder eines Anteils eines ersten Stoffs (S1) in dem Abgasstrom unter Verwendung der Elemente angeordnet sind, die in dem PM-Sensor zum Bestimmen einer Darstellung einer Konzentration und/oder eines Anteils des Anfangsstoffs (S1) angeordnet sind, und – Elemente, die ebenfalls basierend auf der festgestellten Darstellung einer Konzentration des ersten Stoffs (S1) bestätigen, ob der PM-Sensor ein Signal aussendet, das für den Abgasstrom repräsentativ ist.
  39. System nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsmotor aus mindestens einem aus der folgenden Gruppe besteht: Kraftfahrzeugmotor, Schiffsmotor, Industriemotor, Dieselmotor, Fremdzündungsmotor, GDI-Motor, Benzinmotor.
  40. Fahrzeug (100), dadurch gekennzeichnet, dass es ein System nach einem der Ansprüche 38 oder 39 umfasst.
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