DE112014002182T5 - Vorrichtung und Verfahren zum Ermitteln der Funktion eines Sensors - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln der Funktion eines Sensors (235; 245; 255; 265), der angeordnet ist, um das Niveau einer Komponente in den Abgasen eines Motors (206) zu ermitteln, umfassend die folgenden Schritte: – Aussetzen (s420; s450) des Sensors (235; 245; 255; 265) gegenüber einem von den Abgasen abweichenden Referenzgas mit einem bekannten Niveau (Ref 1 NOx; Ref 1 Ox) der Komponente; – Ermitteln (s430; s460) eines Niveaus (HmeasNox; HmeasOx) der Komponente in dem Referenzgas mittels des Sensors (235; 245; 255; 265); – Vergleichen (s440; s470) des auf diese Weise ermittelten Niveaus (HmeasNox; HmeasOx) mit dem bekannten Niveau (Ref 1 NOx; Ref 1 Ox) in Bezug auf die Komponente; und – Beurteilen der Funktion auf der Basis des Ergebnisses des Vergleichs. Die Erfindung betrifft auch ein Computerprogrammprodukt, welches einen Programmcode (P) für einen Computer (200; 210) zum Implementieren eines erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst. Die Erfindung betrifft auch eine Anordnung zum Ermitteln der Funktion eines Sensors (235; 245; 255; 265), der angeordnet ist, um das Niveau einer Komponente in den Abgasen eines Motors (206) zu ermitteln, und ein Kraftfahrzeug (100), welches mit der Anordnung ausgerüstet ist.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln der Funktion eines Sensors, der angeordnet ist, um das Niveau einer Komponente in den Abgasen eines Motors zu ermitteln. Die Erfindung betrifft auch ein Computerprogrammprodukt, welches einen Programmcode für einen Computer zum Implementieren eines erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst. Die vorliegende Erfindung betrifft auch eine Anordnung zum Ermitteln der Funktion eines Sensors, der angeordnet ist, um das Niveau einer Komponente in den Abgasen eines Motors zu ermitteln, und ein Kraftfahrzeug, welches mit der Anordnung ausgerüstet ist.
  • Hintergrund
  • Heute gibt es in vielen Ländern strenge Vorschriften in Bezug auf die Emission von unerwünschten Gasen und Partikeln von Fahrzeugen. Fahrzeughersteller arbeiten ununterbrochen an Verbesserungen von Nachbehandlungssystemen, um es zu ermöglichen, die Menge unerwünschter Emissionen in Abgasen weiter zu reduzieren. In Fahrzeugmotoren gebildete unerwünschte Gase, für die Begrenzungen auferlegt wurden, sind Stickoxide (NOx).
  • Ein Verfahren zum Reduzieren der Menge von NOx in Abgasen besteht darin, ein sogenanntes „Nachbehandlungssystem” zu verwenden, z. B. ein SCR-System (wobei „SCR” eine Abkürzung für „selective catalytic reduction” ist). Dieses System umfasst einen SCR-Katalysator und eine Dosierungseinheit für ein geeignetes Reduktionsmittel, z. B. eine wässrige Lösung auf Harnstoffbasis. Das Reduktionsmittel und NOx-Gas können in dem Katalysator reagieren und in Stickstoff und Wasser umgewandelt werden.
  • Die Menge von NOx in Abgasen wird mit mindestens einem NOx-Sensor erkannt, der in einem Abgasdurchgang an dem Abgassystem positioniert ist, z. B. stromabwärts des SCR-Katalysators. Der Sensor wird verwendet, um die Menge von NOx in Abgasen zu erkennen, die von dem Fahrzeug abgegeben werden. Die Signale des NOx-Sensors können z. B. zum Steuern der Dosierung des Reduktionsmittels verwendet werden, welches in dem SCR-System verwendet wird, oder als eine Basis, auf der Fehlercodes zu erzeugen sind, wenn die Menge von NOx höher als ein bestimmter zuvor festgelegter Wert ist.
  • Wenn die Menge von in den Abgasen erkanntem NOx höher als ein bestimmter, zuvor festgelegter Wert ist, wird der Fahrer angewiesen, das Fahrzeug in eine Werkstatt zu fahren, um das Problem zu lösen. Ein hoher erkannter Wert von NOx kann eine Anzahl von Gründen wie z. B. die Qualität des Reduktionsmittels, ein defektes SCR-System, defekte Sensoren usw. haben. Messungen werden in der Werkstatt ausgeführt, um den Grund der hohen erkannten Werte von NOx in den Abgasen zu untersuchen und zu korrigieren. Eine gebräuchliche Messung, die ausgeführt wird, wenn ein zu hoher Wert des NOx-Niveaus erkannt wurde, besteht im Prüfen der Funktion des NOx-Sensors. Dies wird durch Betreiben des Motors entsprechend einem bestimmten, zuvor festgelegten Programm ausgeführt, und Erkennen der Menge von NOx in den Abgasen während des Programms mittels des NOx-Sensors. Die Niveaus von in den Abgasen erkanntem NOx werden mit berechneten NOx-Niveaus verglichen. Die berechneten NOx-Niveaus ergeben sich aus einem Berechnungsmodell, bei dem unterschiedliche Faktoren berücksichtigt werden, die das NOx-Niveau in Abgasen beeinflussen, wie z. B. die Menge von eingespritztem Kraftstoff, die Betriebsbedingungen des Motors usw. Wenn sich die gemessenen NOx-Werte von den berechneten NOx-Werten um mehr als einen bestimmten, zuvor festgelegten Wert unterscheiden, wird daraus geschlossen, dass der NOx-Sensor defekt ist, und der NOx-Sensor wird ausgetauscht.
  • Da es kompliziert ist, zuverlässige NOx-Niveaus durch Berechnung zu erhalten, kann ein NOx-Sensor nach einem Vergleich zwischen dem berechneten NOx-Wert und dem erkannten NOx-Wert manchmal irrtümlicherweise als defekt identifiziert, und somit unnötigerweise ausgetauscht werden.
  • Der Betrieb eines Motors in einem Fahrzeug mit seiner optimalen Verbrennung ist wünschenswert, da die Menge von unerwünschten Emissionen und der Kraftstoffverbrauch auf diese Weise minimiert werden können. Eine sorgfältig ausgeglichene Menge von Kraftstoff im Verhältnis zu der Luft im Motor entspricht im Wesentlichen optimaler Verbrennung im Motor. Um eine Einschätzung darüber zu erhalten, wie optimal die Verbrennung des Motors ist, kann das Sauerstoffniveau in einem Abgasdurchgang von dem Motor erkannt werden. Dies kann mittels einer sogenannten „Lambda-Sonde” durchgeführt werden. Die Menge von Kraftstoff im Verhältnis zu Luft in dem Abgasdurchgang kann mithilfe der erkannten Menge von Sauerstoff in dem Abgasdurchgang berechnet werden. Die Menge von Kraftstoff im Verhältnis zu Luft in dem Abgasdurchgang kann ein Maß dafür sein, wie optimal die Verbrennung des Motors ist. In Abhängigkeit von dem Niveau an Sauerstoff, welches in dem Abgasdurchgang erkannt wird, kann die Kraftstoffeinspritzung in dem Motor so reguliert werden, dass eine optimale Verbrennung erreicht wird, und somit wird eine geringere Menge von Emissionen erzeugt. Wenn ein in den Abgasen erkanntes Niveau von Sauerstoff von einem zuvor festgelegten Intervall abweicht, innerhalb dem das Niveau von Sauerstoff als normal angesehen wird, kann ein passender Fehlercode erzeugt werden. Alternativ kann der Fahrer angewiesen werden, das Fahrzeug zu einer Werkstatt oder Servicestation zu fahren, um das Problem zu lösen. Ein erkanntes Niveau an Sauerstoff, welches das normale Niveau an Sauerstoff überschreitet oder welches darunterliegt, kann mehrere unterschiedliche Gründe haben, wie z. B. eine fehlerhafte Menge von dosiertem Kraftstoff, eine defekte Lambda-Sonde usw. Messungen werden in der Werkstatt ausgeführt, um den Grund des erkannten Niveaus von Sauerstoff, welches unter dem normalen Niveau an Sauerstoff liegt oder dieses überschreitet, zu untersuchen und zu korrigieren. Eine häufige Messung besteht im Prüfen der Funktion der Lambda-Sonde. Dies wird normalerweise durch Betreiben des Motors entsprechend einem bestimmten, zuvor festgelegten Programm ausgeführt, und durch Erkennen des Niveaus an Sauerstoff in dem Abgasdurchgang mithilfe der Lambda-Sonde. Das Niveau an erkanntem Sauerstoff kann zum Berechnen der Menge des Kraftstoffs im Verhältnis zu Luft in den Abgasen während des Programms berechnet werden. Die berechneten Niveaus an Kraftstoff im Verhältnis zu Luft in den Abgasen, die mithilfe der gemessenen Niveaus an Sauerstoff berechnet werden, werden in dieser Beschreibung durch „die erkannten Niveaus an Kraftstoff im Verhältnis zu Luft in den Abgasen” berechnet. Diese erkannten Niveaus an Kraftstoff im Verhältnis zu Luft in den Abgasen werden mit einem berechneten Wert der Menge von Kraftstoff im Verhältnis zu Luft verglichen, wobei Faktoren wie z. B. die Menge an dosiertem Kraftstoff, der Betriebszustand des Motors usw. berücksichtigt werden. Wenn sich die Menge an Kraftstoff im Verhältnis zu Luft, die mithilfe der Lambda-Sonde erkannt wurde, von der berechneten Menge an Kraftstoff im Verhältnis zu Luft um mehr als einen bestimmten spezifizierten Wert unterscheidet, wird daraus geschlossen, dass die Lambda-Sonde defekt ist, und die Lambda-Sonde wird ausgetauscht.
  • Da es kompliziert ist, eine zuverlässige Menge an Kraftstoff im Verhältnis zu Luft durch Berechnung zu erhalten, kann eine Lambda-Sonde nach einem Vergleich zwischen der berechneten Menge an Kraftstoff im Verhältnis zu Luft, und der erkannten Menge an Kraftstoff im Verhältnis zu Luft manchmal irrtümlicherweise als defekt identifiziert, und somit unnötigerweise ausgetauscht werden.
  • Kurzdarstellung der Erfindung
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines neuartigen und vorteilhaften Verfahrens zum Ermitteln der Funktion eines Sensors, der angeordnet ist, um das Niveau einer Komponente in den Abgasen eines Motors zu ermitteln.
  • Eine zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines neuartigen und vorteilhaften Computerprogramms zum Ermitteln der Funktion eines Sensors, der angeordnet ist, um das Niveau einer Komponente in den Abgasen eines Motors zu ermitteln.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines neuartigen und vorteilhaften Computerprogramms zum Erreichen einer zuverlässigen und benutzerfreundlichen Ermittlung der Funktion eines Sensors, der angeordnet ist, um das Niveau einer Komponente in den Abgasen eines Motors zu ermitteln.
  • Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Verfahrens, einer Anordnung und eines Computerprogramms, um eine zeiteffiziente Ermittlung der Funktion eines Sensors zu erreichen, der angeordnet ist, um das Niveau einer Komponente in den Abgasen eines Motors zu ermitteln.
  • Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Verfahrens, einer Anordnung und eines Computerprogramms, um das Risiko zu reduzieren, dass ein Sensor, der angeordnet ist, um das Niveau einer Komponente in den Abgasen eines Motors zu ermitteln, irrtümlicherweise als defekt identifiziert oder unnötigerweise ausgetauscht wird.
  • Bestimmte dieser Aufgaben werden mit einem Verfahren zum Ermitteln der Funktion eines Sensors erreicht, der angeordnet ist, um das Niveau einer Komponente in den Abgasen eines Motors nach Anspruch 1 zu ermitteln. Bestimmte dieser Aufgaben werden mit einer Anordnung nach Anspruch 8 erreicht. Vorteilhafte Ausführungsformen werden unter Bezugnahme auf die abhängigen Ansprüche spezifiziert.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Ermitteln der Funktion eines Sensors bereitgestellt, der angeordnet ist, um das Niveau einer Komponente in den Abgasen eines Motors zu ermitteln, umfassend die folgenden Schritte:
    • – Aussetzen des Sensors gegenüber einem von den Abgasen abweichenden Referenzgas, mit einem bekannten Niveau der Komponente;
    • – Ermitteln eines Niveaus der Komponente in dem Referenzgas mittels des Sensors;
    • – Vergleichen des auf diese Weise ermittelten Niveaus mit dem bekannten Niveau in Bezug auf die Komponente; und
    • – Beurteilen der Funktion auf der Basis des Ergebnisses des Vergleichs.
  • Durch Vergleichen des Niveaus einer Komponente in dem Referenzgas, welches mittels des Sensors mit dem bekannten Niveau der Komponente in dem Referenzgas ermittelt wurde, kann auf robuste, genaue und zeiteffiziente Art ermittelt werden, ob der Sensor defekt ist oder nicht.
  • Es ist vorteilhaft, dass das Referenzgas ein genau gemessenes Niveau der Komponente aufweist. Dieses Niveau kann durch einen frei gewählten geeigneten Sensor z. B. an einem Herstellungsstandort gemessen werden, an dem das Referenzgas hergestellt wird. Da das bekannte Niveau der Komponente des Referenzgases mit sehr hoher Genauigkeit gemessen wird, kann die Funktion des Sensors mit sehr hoher Zuverlässigkeit in den Fällen ermittelt werden, in denen ein zu hohes oder zu niedriges Niveau der Komponente in einem Abgasdurchgang erkannt wurde. Dies führt zu großen Vorteilen, da hierdurch die Wahrscheinlichkeit erhöht wird, dass der wahre Grund des erkannten zu hohen oder zu niedrigen Niveaus der Komponente identifiziert werden kann, und wenn der Grund der erkannten Niveaus untersucht wird, so wird ein Sensor, der korrekt ist, gemäß dem Verfahren der Erfindung nicht ausgetauscht, was zu Kosteneinsparungen führt. Da das Verfahren schnell ausgeführt werden kann, wird Zeit eingespart, die verwendet werden kann, um weiter nach dem Grund des Fehlers zu suchen, der die erkannten zu hohen oder zu niedrigen Niveaus der Komponente in dem Abgasdurchgang erzeugte.
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird der Sensor als korrekt angesehen, wenn das mittels des Sensors ermittelte Niveau innerhalb eines bestimmten, zuvor festgelegten Intervalls liegt, wobei das Intervall dem bekannten Niveau der Komponente in dem Referenzgas zugeordnet wird. Gemäß einem Beispiel, bei dem die Komponente NOx ist, kann das bekannte Niveau 900 ppm betragen. Das Intervall kann gemäß einem Beispiel zwischen 895 und 905 ppm betragen. Das Intervall kann als Alternative zwischen 870 und 930 ppm betragen. Das Intervall kann gemäß einem Beispiel als +/–5% des bekannten Niveaus definiert werden. Das Intervall kann gemäß einem Beispiel als +/–10% des bekannten Niveaus definiert werden.
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird der Sensor einem Referenzgas für eine Zeitdauer zwischen 1 und 5 Minuten ausgesetzt. Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird der Sensor einem Referenzgas für eine geeignete Zeitdauer, z. B. 1, 3, 5, 7 oder 10 Minuten ausgesetzt.
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist der Sensor ein NOx-Sensor.
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist der Sensor eine Lambda-Sonde.
  • Auf diese Weise wird ein flexibles Verfahren bereitgestellt, bei dem Niveaus unterschiedlicher Komponenten ermittelt werden können, um auf zuverlässige Art die Funktion eines relevanten Sensors zu ermitteln.
  • Das Verfahren kann den folgenden Schritt umfassen:
    • – Nach dem Schritt des Aussetzens des Sensors gegenüber einem ersten Referenzgas mit einem bekannten Niveau der Komponente,
    • – Aussetzen des Sensors gegenüber mindestens einem weiteren Referenzgas, wobei das weitere Referenzgas ein bekanntes Niveau der Komponente aufweist, welches sich von dem Niveau in dem ersten Referenzgas unterscheidet.
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann die Funktion der mindestens zwei Sensoren gleichzeitig durch Aussetzen der mindestens zwei Sensoren gegenüber dem für jeden Sensor angepassten Referenzgas während im Wesentlichen demselben Zeitraum ermittelt werden. Durch gleichzeitiges Ermitteln der Funktion des relevanten Sensors wird ein zeiteffizientes Verfahren erreicht.
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist die Komponente NOx. Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist die Komponente Sauerstoff.
  • Da die Funktion unterschiedlicher Arten von Sensoren gemäß dem Verfahren gemäß der Erfindung ermittelt werden kann, wird ein flexibles Verfahren erreicht.
  • Das Verfahren kann die folgenden Schritte umfassen:
    • – Den Sensor gegenüber einem ersten Referenzgas mit einem bekannten Niveau der Komponente aussetzen;
    • – den Sensor mindestens gegenüber einem weiteren Referenzgas aussetzen, wobei das weitere Referenzgas ein Niveau der Komponente aufweist, welches sich von dem Niveau in dem ersten Referenzgas unterscheidet.
  • Gemäß einer Konstruktion ist das Referenzgas Luft. Eine geeignete Anzahl von Referenzgasen kann gemäß dem Verfahren gemäß der Erfindung verwendet werden, um die Funktion des Sensors zu ermitteln. Jedes Referenzgas kann eine genau ermittelte bekannte Konzentration der Komponente enthalten. Solch ein Referenzgas kann deshalb eine Konzentration der Komponente umfassen, die im Wesentlichen Null beträgt.
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird der Sensor mindestens zwei Referenzgasen mit unterschiedlichen bekannten Niveaus der Komponente ausgesetzt. Das Aussetzen der mindestens zwei Referenzgase erfolgt vorzugsweise zu unterschiedlichen Zeiten, um sicherzustellen, dass der Sensor nur einem Referenzgas auf einmal gegenüber ausgesetzt wird.
  • Gemäß einem Beispiel wird der Sensor gegenüber einem ersten Referenzgas ausgesetzt, welches ein bekanntes Niveau an NOx von 0 ppm aufweist, und einem zweiten Referenzgas mit einem bekannten Niveau an NOx von 900 ppm. Gemäß einer Ausführungsform ist der Messbereich im Wesentlichen durch die bekannten Niveaus an NOx abgedeckt. Gemäß einer Ausführungsform können zwei Referenzgase gemäß dem Verfahren gemäß der Erfindung verwendet werden, wobei die zwei Referenzgase ein bekanntes Niveau der Komponente jeweils in einem unteren Teil und einem oberen Teil des Messbereichs des Sensors umfassen.
  • Gemäß einem Beispiel wird der Sensor gegenüber drei Referenzgasen mit unterschiedlichen bekannten Niveaus der Komponente ausgesetzt. Gemäß einer Ausführungsform weisen die drei Referenzgase jeweils 0, 500 und 1000 ppm von NOx auf. Gemäß einer Ausführungsform ist der Messbereich des Sensors durch die bekannten Niveaus an NOx abgedeckt.
  • Gemäß einem Beispiel wird der Sensor gegenüber zehn Referenzgasen mit unterschiedlichen bekannten Niveaus an NOx ausgesetzt. Gemäß einer Ausführungsform weisen die zehn Referenzgase z. B. jeweils 0, 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900 und 1000 ppm an NOx auf. Gemäß dieser Ausführungsform wird der vollständige Messbereich des Sensors getestet. Gemäß einer Ausführungsform ist der Messbereich des Sensors durch die bekannten Niveaus an NOx abgedeckt.
  • Gemäß einem Beispiel werden Messungen für mindestens ein Referenzgas mit einem bekannten Niveau an NOx bis zu 3000 ppm ausgeführt.
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung werden die bekannten Niveaus der Komponente so ausgewählt, dass sie auf diese Weise im Wesentlichen den vollständigen Messbereich des Sensors abdecken.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann ein Messbereich eines Sensors in dem Fall, in dem der Sensor ein NOx-Sensor ist, zwischen 0 und 3000 ppm betragen.
  • Gemäß einer Konstruktion entspricht ein Referenzgas einem bekannten Niveau an NOx von 0 ppm von Luft. Die Luft kann aus Werkstattluft, Außenluft oder chemischer Luft bestehen. Durch die Verwendung von Referenzgas kann ein kosteneffektives Verfahren erreicht werden, da es nicht notwendig ist, dieses Referenzgas herzustellen. Die Komponente in der Luft muss nicht durch einen Steuerungssensor gemessen werden, da das Niveau bereits bekannt ist.
  • Gemäß einem Verfahren gemäß der Erfindung wird ein zuverlässiges Ergebnis von der Ermittlung der Funktion eines Sensors erhalten. Gemäß einem Verfahren gemäß der Erfindung kann die Ermittlung der Funktion eines Sensors auf eine zeiteffiziente Art ausgeführt werden.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann ein Messbereich eines Sensors in dem Fall, in dem der Sensor eine Lambda-Sonde ist, zwischen 0,8 und 1,7 betragen.
  • Das Verfahren kann den folgenden Schritt umfassen:
    • – Den Sensor verbunden aufrechtzuerhalten, sodass er Signale zu einem Steuerungssystem in dem Motor auf dieselbe Art wie während der herkömmlichen Verwendung des Sensors überträgt.
  • Der Sensor ist derart verbunden, das er Signale zu einem Steuerungssystem in dem Motor während des Normalbetriebs überträgt. Signale, die Informationen über das erkannte Niveau der Komponente umfassen, werden zu dem Steuerungssystem übertragen, welches angepasst ist, um zu ermitteln, ob das Niveau die Basis zum Erzeugen eines Vorschlags für eine Inspektions- oder Servicemaßnahme auszubilden hat oder nicht. Signale, die Informationen über das erkannte Niveau der Komponente umfassen, werden zu dem Steuerungssystem übertragen, welches angepasst ist, um zu ermitteln, ob das Niveau die Basis zum Erzeugen eines Fehlercodes auszubilden hat oder nicht.
  • Durch Aufrechterhalten des Sensors in verbundenem Zustand, sodass er Signale zu einem Steuerungssystem des Motors auf dieselbe Art wie während herkömmlicher Verwendung des Sensors überträgt, wird ein schnelles und einfaches Verfahren gemäß der Erfindung erreicht. Dadurch, dass der Sensor während des Verfahrens mit dem Steuerungssystem verbunden ist, wird Zeit eingespart, da der Sensor nicht getrennt und mit einem anderen Steuerungssystem oder einer anderen Messausrüstung verbunden werden muss.
  • Mithilfe der Verbindung, die Signale überträgt, kann das Steuerungssystem den Sensor zum Erkennen der Komponente eines Referenzgases z. B. durch Erwärmen des Sensors auf eine zuvor festgelegte geeignete Temperatur vorbereiten.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird das Aussetzen eines Referenzgases gegenüber dem Sensor ausgeführt, wobei der Sensor an seinem herkömmlichen Standort an dem Abgasdurchgang angeordnet ist, oder außerhalb des Abgasdurchgangs angeordnet ist. Gemäß einer Konstruktion ist der Sensor so verbunden, dass er Signale zu einem Steuerungssystem im Fahrzeug, z. B. das Steuerungssystem des Motors, während des Aussetzens eines Referenzgases überträgt.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird das Aussetzen ausgeführt, wobei der Sensor an seinem herkömmlichen Standort an dem Abgasdurchgang angeordnet ist. Gemäß diesem Aspekt wird ein Referenzgas in das Abgassystem eingeleitet, sodass der Sensor gegenüber dem Referenzgas ausgesetzt ist, um eine angemessene Erkennung des Niveaus der Komponente zu ermöglichen.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird das Aussetzen ausgeführt, wobei der Sensor außerhalb des Abgasdurchgangs angeordnet ist. Gemäß einer Konstruktion ist der Sensor so verbunden, dass er Signale zu dem Steuerungssystem des Motors überträgt, und die Messung auf diese Weise in der Nähe des Abgasdurchgangs, jedoch außerhalb des Abgasdurchgangs ausgeführt wird.
  • Das Verfahren kann in vorhandenen Kraftfahrzeugen implementiert werden. Ein Programmcode zum Ermitteln der Funktion eines Sensors, der angeordnet ist, um das Niveau einer Komponente in den Abgasen eines Motors zu ermitteln, kann in einer Steuerungseinheit in dem Fahrzeug während der Herstellung desselben installiert werden. Einem Käufer des Fahrzeugs kann somit die Gelegenheit gegeben werden, die Funktion des Verfahrens als optionales Sonderzubehör auszuwählen.
  • Alternativ wird der Programmcode zum Ausführen des Verfahrens gemäß der Erfindung zum Ermitteln der Funktion eines Sensors, der angeordnet ist, um das Niveau einer Komponente in den Abgasen eines Motors zu ermitteln, in einer Steuerungseinheit des Fahrzeugs während einer Aktualisierung in einer Servicestation installiert. Der Programmcode kann in diesem Fall in einen Speicher in der Steuerungseinheit geladen werden.
  • Der Programmcode zum Ermitteln der Funktion eines Sensors, der angeordnet ist, um das Niveau einer Komponente in den Abgasen eines Motors zu ermitteln, kann aktualisiert oder ausgetauscht werden. Weiterhin können unterschiedliche Teile des Programmcodes zum Ermitteln der Funktion eines Sensors, der angeordnet ist, um das Niveau einer Komponente in den Abgasen eines Motors zu ermitteln, unabhängig voneinander ausgetauscht werden. Diese modulare Konfiguration ist vom Gesichtspunkt der Wartung vorteilhaft.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Ermitteln der Funktion eines Sensors bereitgestellt, der angeordnet ist, um das Niveau einer Komponente in den Abgasen eines Motors zu ermitteln, umfassend:
    • – einen Sensor, der an einem Abgasdurchgang angeordnet ist, der angeordnet ist, um das Niveau einer Komponente eines von den Abgasen abweichenden Referenzgases mit einem bekannten Niveau der Komponente zu ermitteln;
    • – Einrichtungen, die zum Ermitteln eines Niveaus der Komponente in dem Referenzgas mittels des Sensors angepasst sind;
    • – Einrichtungen, die zum Vergleichen des auf diese Weise ermittelten Niveaus mit dem bekannten Niveau in Bezug auf die Komponente angepasst sind; und
    • – Einrichtungen, die zum Beurteilen der Funktion auf der Basis des Ergebnisses des Vergleichs angepasst sind.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Anordnung zum Ermitteln der Funktion eines Sensors bereitgestellt, der angeordnet ist, um das Niveau einer Komponente von Abgasen eines Motors zu ermitteln, wobei der Sensor zum Aussetzen gegenüber einem von den Abgasen abweichenden Referenzgas angepasst ist, mit einem bekannten Niveau der Komponente, und wobei der Sensor weiterhin angepasst ist, um ein Niveau der Komponente in dem Referenzgas zu ermitteln. Die Anordnung umfasst weiterhin Folgendes:
    • – Einrichtungen, die zum Vergleichen des auf diese Weise ermittelten Niveaus mit dem bekannten Niveau in Bezug auf die Komponente angepasst sind; und
    • – Einrichtungen, die zum Beurteilen der Funktion auf der Basis des Ergebnisses des Vergleichs angepasst sind.
  • Die Anordnung kann einen Sensor umfassen, wobei der Sensor ein NOx-Sensor oder eine Lambda-Sonde ist.
  • Die Anordnung kann Folgendes umfassen:
    • – Einrichtungen, die angepasst sind, um den Sensor gegenüber mindestens zwei Referenzgasen mit unterschiedlichen bekannten Niveaus der Komponente auszusetzen, um die Funktion zu beurteilen.
  • Die Anordnung kann Folgendes umfassen:
    • – Eine Einrichtung, die angepasst ist, um den Sensor auf eine Art zu halten, die ermöglicht, dass er entfernt werden kann, wobei die Einrichtung an dem Abgasdurchgang auf eine Art befestigt ist, die ermöglicht, dass sie entfernt werden kann.
  • Die Anordnung kann Folgendes umfassen:
    • – Eine Einrichtung, die angepasst ist, um den Sensor auf eine Art zu halten, die ermöglicht, dass er entfernt werden kann, wobei die Einrichtung an dem Abgasdurchgang auf eine Art befestigt ist, die ermöglicht, dass sie entfernt werden kann.
  • Die oben beschriebenen Zwecke werden auch mit einem Kraftfahrzeug erreicht, welches eine Anordnung zum Ermitteln der Funktion eines Sensors umfasst, der angeordnet ist, um das Niveau einer Komponente der Abgase eines Motors zu ermitteln. Das Kraftfahrzeug kann ein Lkw, ein Bus oder ein Auto sein.
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Computerprogramm zum Ermitteln der Funktion eines Sensors bereitgestellt, der angeordnet ist, um das Niveau einer Komponente in den Abgasen eines Motors zu ermitteln, wobei das Computerprogramm einen Programmcode umfasst, um eine elektronische Steuerungseinheit oder einen zweiten, mit der elektronischen Steuerungseinheit verbundenen Computer zum Ausführen der Schritte nach einem der Ansprüche 1–7 zu veranlassen.
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Computerprogramm zum Ermitteln der Funktion eines Sensors bereitgestellt, der angeordnet ist, um das Niveau einer Komponente der Abgase eines Motors zu ermitteln, wobei das Computerprogramm einen Programmcode umfasst, der auf einem computerlesbaren Medium gespeichert ist, um eine elektronische Steuerungseinheit oder einen zweiten, mit der elektronischen Steuerungseinheit verbundenen Computer zum Ausführen der Schritte nach einem der Ansprüche 1–7 zu veranlassen.
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Computerprogramm bereitgestellt, welches einen Programmcode umfasst, der auf einem computerlesbaren Speichermedium gespeichert ist, um das Ausführen der Verfahrensschritte nach einem der Ansprüche 1–7 zu veranlassen, wenn das Computerprogramm auf der elektronischen Steuerungseinheit oder einem zweiten, mit der elektronischen Steuerungseinheit verbundenen Computer ausgeführt wird.
  • Weitere Aufgaben, Vorteile und neue Alleinstellungsmerkmale der vorliegenden Erfindung werden für Fachleute auf diesem Gebiet durch die folgenden Details klar, sowie auch während der Ausführung der Erfindung. Obgleich die Erfindung nachfolgend beschrieben wird, sollte offensichtlich sein, dass die Erfindung nicht auf die spezifischen beschriebenen Details beschränkt ist. Fachleute auf diesem Gebiet werden weitere Anwendungen, Modifikationen und Ausführungsformen innerhalb anderer Gebiete erkennen, die innerhalb des Umfangs der Erfindung liegen.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • Für ein vollständigeres Verständnis der vorliegenden Erfindung und weiterer Zwecke und Vorteile wird nun auf die nachfolgende detaillierte Beschreibung Bezug genommen, die zusammen mit den zugehörigen Zeichnungen zu lesen ist, wobei sich dieselben Bezugszeichen auf dieselben Zeichen in unterschiedlichen Zeichnungen beziehen, und wobei:
  • schematisch ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht;
  • schematisch eine Anordnung zum Ermitteln der Funktion eines Sensors veranschaulicht, der angeordnet ist, um das Niveau einer Komponente in den Abgasen eines Motors zu ermitteln, wobei der Sensor in einem Abgasdurchgang angeordnet ist, der Abgase eines Motors leitet, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
  • schematisch eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
  • schematisch eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
  • schematisch eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
  • schematisch eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
  • schematisch eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
  • schematisch eine Zeichnung gemäß einem Aspekt der Erfindung veranschaulicht;
  • schematisch eine Zeichnung gemäß einem Aspekt der Erfindung veranschaulicht;
  • schematisch ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht;
  • schematisch ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Aspekt der Erfindung detaillierter veranschaulicht;
  • schematisch einen Computer gemäß einer Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht.
  • Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
  • Unter Bezugnahme auf ist eine Seitenansicht eines Fahrzeugs 100 dargestellt. Das beispielhafte Fahrzeug 100 besteht aus einem Zugfahrzeug 110 und einem Anhänger 112. Das Fahrzeug kann ein schweres Fahrzeug, z. B. ein Lkw oder ein Bus sein. Alternativ kann das Fahrzeug ein Auto sein.
  • Es sollte hervorgehoben werden, dass die Erfindung zur Anwendung in einem frei wählbaren Motor geeignet ist, und somit nicht auf Kraftfahrzeuge begrenzt ist.
  • Das Verfahren gemäß der Erfindung und die Anordnung gemäß der Erfindung zum Ermitteln der Funktion eines Sensors, der angeordnet ist, um das Niveau einer Komponente in den Abgasen eines Motors gemäß einem Aspekt der Erfindung zu ermitteln, sind gut für andere Plattformen als Kraftfahrzeuge geeignet, die einen Motor umfassen, wie z. b. Wasserfahrzeuge. Die Wasserfahrzeuge können von jeder frei gewählten Art sein, wie z. B. Motorboote, Wasserfahrzeuge, Fähren oder Schiffe.
  • Das Verfahren gemäß der Erfindung und die Anordnung gemäß der Erfindung zum Ermitteln der Funktion eines Sensors, der angeordnet ist, um das Niveau einer Komponente in den Abgasen eines Motors gemäß einem Aspekt der Erfindung zu ermitteln, sind z. B. auch gut für andere Systeme geeignet, die z. B einen Steinbrecher oder Ähnliches umfassen.
  • Das Verfahren gemäß der Erfindung und die Anordnung gemäß der Erfindung zum Ermitteln der Funktion eines Sensors, der angeordnet ist, um das Niveau einer Komponente in den Abgasen eines Motors gemäß einem Aspekt der Erfindung zu ermitteln, sind z. B. auch gut für Systeme geeignet, die mindestens einen von Industriemotoren und motorgetriebenen Industrieroboter umfassen.
  • Das Verfahren gemäß der Erfindung und die Anordnung gemäß der Erfindung zum Ermitteln der Funktion eines Sensors, der angeordnet ist, um das Niveau einer Komponente in den Abgasen eines Motors gemäß einem Aspekt der Erfindung zu ermitteln, sind z. B. auch für unterschiedliche Typen von Kraftwerken, wie z. B. ein elektrisches Kraftwerk geeignet, welches einen Dieselgenerator umfasst.
  • Das Verfahren gemäß der Erfindung und die Anordnung gemäß der Erfindung zum Ermitteln der Funktion eines Sensors, der angeordnet ist, um das Niveau einer Komponente in den Abgasen eines Motors gemäß einem Aspekt der Erfindung zu ermitteln, sind gut für ein frei gewähltes Motorsystem geeignet, welches einen Motor wie z. B. eine Lokomotive oder andere Plattform umfasst.
  • In diesem Dokument bezieht sich der Begriff „Verbindung” auf eine Kommunikationsverbindung, die eine physikalische Verbindung wie z. B. eine optoelektronische Kommunikationsleitung oder eine nichtphysikalische Verbindung, wie z. B. eine Drahtlosverbindung, z. B. eine Funkverbindung oder eine Mikrowellenverbindung sein kann.
  • In diesem Dokument bezieht sich der Begriff „Verbindung” auf einen Durchgang zum Enthalten und zum Transportieren eines Fluids, wie z. B. eines Reduzierers in Fluidform. Die Leitung kann ein Rohr mit frei gewählter Abmessung sein. Die Leitung kann aus einem frei gewählten und geeigneten Material bestehen, wie z. B. Kunststoff, Gummi oder Metall.
  • In diesem Dokument beziehen sich die Begriffe „Reduzierer” oder „Reduktionsmittel” auf ein Mittel, welches zum Reagieren mit bestimmten Emissionen in einem SCR-System verwendet wird. Diese Emissionen können z. B. NOx-Gas sein. Die Begriffe „Reduzierer” und „Reduktionsmittel” werden in diesem Dokument synonym verwendet. Der Reduzierer gemäß einer Ausführungsform ist unter dem Namen AdBlue bekannt. Natürlich können andere Arten von Reduzierern verwendet werden.
  • Unter Bezugnahme auf ist eine Anordnung 299 in dem Fahrzeug 100 dargestellt. Die Anordnung 299 kann in dem Zugfahrzeug 110 angeordnet sein. Die Anordnung umfasst einen Motor 206. Der Motor 206 ist ein Verbrennungsmotor, z. B. ein Dieselmotor. Der Motor 206 kann ein geeigneter Motor sein. Der Motor 206 kann z. B. durch Benzin, Ethanol oder Gas angetrieben sein. Der Motor 206 ist angeordnet, um Abgase zu einem Abgasdurchgang 290 zu leiten.
  • Die Anordnung umfasst eine erste Steuerungseinheit 200.
  • Die Anordnung 299 umfasst gemäß diesem Beispiel einen Behälter 205, der angeordnet ist, um einen Reduzierer zu enthalten. Der Behälter 205 ist angeordnet, um eine geeignete Menge an Reduzierer zu enthalten, und ist weiterhin so angeordnet, dass er bei Bedarf gefüllt werden kann.
  • Eine erste Leitung 271 ist angepasst, um den Reduzierer zu einer Pumpe 230 von dem Behälter 205 zu führen. Die Pumpe 230 kann eine frei gewählte geeignete Pumpe sein. Die Pumpe 230 kann angeordnet sein, um mittels eines Elektromotors (in den Zeichnungen nicht dargestellt) angetrieben zu werden. Die Pumpe 230 kann angeordnet sein, um Reduzierer von dem Behälter 205 durch die erste Leitung 271 nach oben zu pumpen, und den Reduzierer durch eine zweite Leitung 272 einer Dosierungseinheit 250 zuzuführen.
  • Die Dosierungseinheit 250 ist angeordnet, um den Reduzierer dem Abgasdurchgang 290 in dem Fahrzeug 100 zuzuführen. Gemäß diesem Verfahren ist ein SCR-Katalysator 270 stromabwärts einer Position in dem Abgassystem angeordnet, in dem die Zufuhr von Reduzierer stattfindet. Die Menge an in das Abgassystem zugeführtem Reduzierer soll in dem SCR-Katalysator verwendet werden, um die Menge von nicht wünschenswerten Emissionen zu reduzieren.
  • Gemäß einer beispielhaften Konstruktion ist ein sogenannter „Dreiwegekatalysator” in dem Abgasdurchgang 290 vorgesehen. Die Verwendung von Lambda-Sonden ist in den Fällen vorteilhaft, in denen die Anordnung 299 einen Dreiwegekatalysator umfasst.
  • Ein erster NOx-Sensor 255 ist zwecks Kommunikation mit der ersten Steuerungseinheit 200 über eine Verbindung L255 angeordnet. Der erste NOx-Sensor 255 ist angeordnet, um ununterbrochen ein vorherrschendes NOx-Niveau HmeasNox in den Abgasen des Motors 206 in dem Abgasdurchgang stromaufwärts des SCR-Katalysators 270 zu ermitteln. Der erste NOx-Sensor 255 ist angeordnet, um ununterbrochen Signale S255 zu senden, die Informationen über ein vorherrschendes NOx-Niveau HmeasNox stromaufwärts des SCR-Katalysators 270 zu der ersten Steuerungseinheit 200 zu senden. Der erste NOx-Sensor ist so angeordnet, dass er an dem Abgasdurchgang 290 entfernt werden kann. Der erste NOx-Sensor 255 kann auf diese Weise ein aktuell vorherrschendes NOx-Niveau HmeasNox in den Abgasen an dem Abgasdurchgang 290 ermitteln. Der erste NOx-Sensor 255 kann auf diese Weise ein aktuell vorherrschendes NOx-Niveau HmeasNox in einem Referenzgas ermitteln, welches dem Abgasdurchgang 290 zugeführt wird. Der erste NOx-Sensor 255 kann auf diese Weise ein aktuell vorherrschendes NOx-Niveau HmeasNox in einem Referenzgas außerhalb des Abgasdurchgangs 290 ermitteln. Der erste NOx-Sensor 255 kann so verbunden sein, dass er in allen beschriebenen Fällen Signale zu der ersten Steuerungseinheit 200 überträgt.
  • Ein zweiter NOx-Sensor 265 ist zwecks Kommunikation mit der ersten Steuerungseinheit 200 über eine Verbindung L265 angeordnet. Der zweite NOx-Sensor 265 ist angeordnet, um während des Betriebs ununterbrochen ein vorherrschendes NOx-Niveau HmeasNox in den Abgasen von dem Motor 206 in dem Abgasdurchgang 290 stromaufwärts des SCR-Katalysators 270 zu ermitteln. Der zweite NOx-Sensor 265 ist angeordnet, um kontinuierlich Signale S265, die Informationen über ein vorherrschendes NOx-Niveau HmeasNox umfassen, an die erste Steuerungseinheit 200 zu senden. Der zweite NOx-Sensor ist so angeordnet, dass er an dem Abgasdurchgang 290 entfernt werden kann. Der zweite NOx-Sensor 265 kann auf diese Weise ein aktuell vorherrschendes NOx-Niveau HmeasNox in den Abgasen an dem Abgasdurchgang 290 ermitteln. Der zweite NOx-Sensor 265 kann auf diese Weise ein aktuell vorherrschendes NOx-Niveau HmeasNox in einem Referenzgas ermitteln, welches dem Abgasdurchgang 290 zugeführt wird. Der zweite NOx-Sensor 265 kann auf diese Weise ein aktuell vorherrschendes NOx-Niveau HmeasNox in einem Referenzgas außerhalb des Abgasdurchgangs 290 ermitteln. Der zweite NOx-Sensor 265 kann so verbunden sein, dass er in allen beschriebenen Fällen Signale zu der ersten Steuerungseinheit 200 überträgt.
  • Die erste Steuerungseinheit 200 ist angeordnet, um mit dem relevanten NOx-Sensor 255, 265 zu kommunizieren. Das von dem NOx-Sensor ermittelte Niveau von NOx HmeasNox in dem Referenzgas wird der ersten Steuerungseinheit 200 übermittelt. Die erste Steuerungseinheit 200 ist angeordnet, um das von dem NOx-Sensor 255, 265 ermittelte Niveau von NOx HmeasNox mit dem bekannten Niveau in Bezug auf NOx in dem Referenzgas zu vergleichen. Die erste Steuerungseinheit 200 ist weiterhin angeordnet, um die Funktion des NOx-Sensors 255, 265 auf der Basis des Ergebnisses des Vergleichs zu ermitteln.
  • Eine erste Lambda-Sonde 235 ist zwecks Kommunikation mit der ersten Steuerungseinheit 200 über eine Verbindung L235 angeordnet. Die erste Lambda-Sonde 235 ist angeordnet, um während des Betriebs ununterbrochen ein vorherrschendes Sauerstoffniveau HmeasOx in dem Abgasstrom von dem Motor stromaufwärts des SCR-Katalysators 270 zu ermitteln. Die erste Lambda-Sonde 235 ist angeordnet, um ununterbrochen Signale S235, die Informationen über ein vorherrschendes Sauerstoffniveau HmeasOx stromaufwärts des SCR-Katalysators 270 umfassen, zu der ersten Steuerungseinheit 200 zu senden. Die erste Lambda-Sonde ist so angeordnet, dass sie an dem Abgasdurchgang 290 entfernt werden kann. Die erste Lambda-Sonde 235 kann auf diese Weise ein aktuell vorherrschendes Sauerstoffniveau HmeasOx in den Abgasen an dem Abgasdurchgang 290 ermitteln. Die erste Lambda-Sonde 235 kann auf diese Weise ein aktuell vorherrschendes Sauerstoffniveau HmeasOx in einem Referenzgas ermitteln, welches dem Abgasdurchgang 290 zugeführt wird. Die erste Lambda-Sonde 235 kann auf diese Weise ein aktuell vorherrschendes Sauerstoffniveau HmeasOx in einem Referenzgas außerhalb des Abgasdurchgangs 290 ermitteln. Die erste Lambda-Sonde 235 kann so verbunden sein, dass sie in allen beschriebenen Fällen Signale zu der ersten Steuerungseinheit 200 überträgt.
  • Eine zweite Lambda-Sonde 245 ist zwecks Kommunikation mit der ersten Steuerungseinheit 200 über eine Verbindung L245 angeordnet. Die zweite Lambda-Sonde 245 ist angeordnet, um während des Betriebs ununterbrochen ein vorherrschendes Sauerstoffniveau HmeasOx in dem Abgasstrom von dem Motor stromabwärts des SCR-Katalysators 270 zu ermitteln. Die zweite Lambda-Sonde 245 ist angeordnet, um kontinuierlich Signale S245, die Informationen über ein vorherrschendes Sauerstoffniveau HmeasOx umfassen, an die erste Steuerungseinheit 200 zu senden. Die zweite Lambda-Sonde ist so angeordnet, dass sie an dem Abgasdurchgang 290 entfernt werden kann. Die zweite Lambda-Sonde 245 kann auf diese Weise ein aktuell vorherrschendes Sauerstoffniveau HmeasOx in den Abgasen an dem Abgasdurchgang 290 ermitteln. Die zweite Lambda-Sonde 245 kann auf diese Weise ein aktuell vorherrschendes Sauerstoffniveau HmeasOx in einem Referenzgas ermitteln, welches dem Abgasdurchgang 290 zugeführt wird. Die zweite Lambda-Sonde 245 kann auf diese Weise ein aktuell vorherrschendes Sauerstoffniveau HmeasOx in einem Referenzgas außerhalb des Abgasdurchgangs 290 ermitteln. Die zweite Lambda-Sonde 245 kann so verbunden sein, dass sie in allen beschriebenen Fällen Signale zu der ersten Steuerungseinheit 200 überträgt.
  • Gemäß einer beispielhaften Konstruktion ist die erste Lambda-Sonde 235 angeordnet, um während des Betriebs ununterbrochen ein vorherrschendes Sauerstoffniveau HmeasOx in dem Abgasstrom von dem Motor stromaufwärts von dem zu ermitteln, was als „Dreiwegekatalysator” bekannt ist (in den Zeichnungen nicht dargestellt), der in dem Abgasdurchgang 290 angeordnet ist.
  • Gemäß einer beispielhaften Konstruktion ist die zweite Lambda-Sonde 245 angeordnet, um während des Betriebs ununterbrochen ein vorherrschendes Sauerstoffniveau HmeasOx in dem Abgasstrom von dem Motor stromaufwärts von dem zu ermitteln, was als „Dreiwegekatalysator” bekannt ist (in den Zeichnungen nicht dargestellt), der in dem Abgasdurchgang 290 angeordnet ist.
  • Die erste Steuerungseinheit 200 ist angeordnet, um mit der relevanten Lambda-Sonde 235, 245 zu kommunizieren. Das von der Lambda-Sonde ermittelte Niveau von HmeasOx in dem Referenzgas wird der ersten Steuerungseinheit 200 übermittelt. Die erste Steuerungseinheit 200 ist angeordnet, um das von der Lambda-Sonde ermittelte Niveau von Sauerstoff HmeasOx mit dem bekannten Niveau von Sauerstoff Ref 1 Ox in dem Referenzgas zu vergleichen. Die erste Steuerungseinheit 200 ist weiterhin angeordnet, um die Funktion der Lambda-Sonde 235, 245 auf der Basis des Ergebnisses des Vergleichs zu ermitteln.
  • Die erste Steuerungseinheit 200 ist angeordnet, um die Funktion des Sensors 235, 245, 255, 265 zu ermitteln. Die erste Steuerungseinheit ist angeordnet, um die Funktion des Sensors 235, 245, 255, 265 auf der Basis des Ergebnisses des Vergleichs zu ermitteln, wobei der Sensor 235, 245, 255, 265 gegenüber einem ersten Referenzgas mit einem bekannten Niveau Ref 1 Nox, Ref 1 Ox der Komponente, und nachfolgend mindestens einem weiteren Referenzgas ausgesetzt wird, wobei das weitere Referenzgas ein Niveau Ref 2 Nox, Ref 2 Ox der Komponente aufweist, welches sich von dem Niveau in dem ersten Referenzgas unterscheidet.
  • Die erste Steuerungseinheit 200 ist angeordnet, um die Funktion des Sensors 235, 245, 255, 265 auf der Basis des Ergebnisses des Vergleichs zu ermitteln, wobei der Sensor gegenüber einem ersten Referenzgas mit einem bekannten Niveau Ref 1 Nox, Ref 1 Ox der Komponente, und nachfolgend mindestens einem weiteren Referenzgas ausgesetzt wird, wobei die anderen bekannten Niveaus des Referenzgases ausgewählt werden, um den Messbereich des Sensors abzudecken.
  • Gemäß einem Verfahren gemäß der Erfindung wird die erste Steuerungseinheit 200 während der Messung des Referenzgases in verbundenem Zustand aufrechterhalten, sodass sie Signale zu dem Sensor 235, 245, 255, 265 auf dieselbe Art wie während herkömmlicher Verwendung des Sensors 235, 245, 255, 265 überträgt.
  • Gemäß einer Ausführungsform eines Verfahrens gemäß der Erfindung wird das Aussetzen eines Referenzgases ausgeführt, wobei der Sensor 235, 245, 255, 265 an seinem herkömmlichen Standort an dem Abgasdurchgang 290 angeordnet ist. Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung der vorliegenden Erfindung wird das Aussetzen ausgeführt, wobei der Sensor 235, 245, 255, 265 außerhalb des Abgasdurchgangs 290 angeordnet ist.
  • Die erste Steuerungseinheit 200 ist zwecks Kommunikation mit der Präsentationseinrichtung 280 über eine Verbindung L280 angeordnet. Die Präsentationseinrichtung 280 kann in einem Fahrerhaus des Fahrzeugs 100 angeordnet sein. Die Präsentationseinrichtung 280 kann fest in dem Fahrzeug 100 angebracht sein. Die Präsentationseinrichtung 280 kann eine mobile elektronische Einheit sein. Die Präsentationseinrichtung 280 kann z. B. eine Anzeige umfassen. Die erste Steuerungseinheit 200 ist angeordnet, um einen Fehlercode oder andere relevante Informationen in Bezug auf das innovative Verfahren zum Ermitteln der Funktion eines Sensors zu präsentieren, der angeordnet ist, um das Niveau einer Komponente in den Abgasen eines Motors zu ermitteln. Die erste Steuerungseinheit 200 kann angeordnet sein, um mittels der Präsentationseinrichtung 280 ein Ergebnis der Beurteilung oder Ermittlung zu präsentieren, ob der Sensor 235, 245, 255, 265 defekt ist oder nicht.
  • Die erste Steuerungseinheit 200 ist zwecks Kommunikation mit einer Kommunikationseinheit 285 über eine Verbindung L285 angeordnet. Die Kommunikationseinheit 285 kann z. B. in einer Servicestation, Werkstatt, den Räumlichkeiten eines Transportunternehmens oder in einem sogenannten „Flottenmanagementsystem” vorhanden sein.
  • Die Kommunikationseinheit 285 kann in einem Fahrerhaus des Fahrzeugs 100 angeordnet sein. Die Kommunikationseinheit 285 kann fest in dem Fahrzeug 100 angebracht sein. Die Kommunikationseinheit 285 kann eine mobile elektronische Einheit sein. Die Kommunikationseinheit 285 kann z. B. eine Anzeige umfassen. Die erste Steuerungseinheit 200 ist angeordnet, um automatisch oder auf Anfrage einen Fehlercode oder andere relevante Informationen in Bezug auf das Verfahren gemäß der Erfindung zum Ermitteln der Funktion eines Sensors 235, 245, 255, 265 zu präsentieren, der angeordnet ist, um das Niveau einer Komponente in den Abgasen eines Motors 206 zu ermitteln. Eine erste Steuerungseinheit 200 kann angeordnet sein, um mittels der Kommunikationseinheit 285 ein Ergebnis zu präsentieren, ob der Sensor 235, 245, 255, 265 defekt ist oder nicht.
  • Eine zweite Steuerungseinheit 210 ist zwecks Kommunikation mit der ersten Steuerungseinheit 200 über eine Verbindung L210 angeordnet. Die zweite Steuerungseinheit 210 kann mit der ersten Steuerungseinheit 200 auf eine Art verbunden sein, die ermöglicht, dass sie entfernt werden kann. Die zweite Steuerungseinheit 210 kann eine Steuerungseinheit sein, die sich außerhalb des Fahrzeugs 100 befindet. Die zweite Steuerungseinheit 210 kann angeordnet sein, um die Verfahrensschritte gemäß der Erfindung auszuführen. Die zweite Steuerungseinheit 210 kann verwendet werden, um einen Programmcode zu der ersten Steuerungseinheit 200 zu übertragen, insbesondere einen Programmcode zum Ausführen des Verfahrens gemäß der Erfindung. Alternativ kann die zweite Steuerungseinheit 210 zwecks Kommunikation mit der ersten Steuerungseinheit 200 über ein internes Netzwerk in dem Fahrzeug angeordnet sein. Die zweite Steuerungseinheit 210 kann angeordnet sein, um im Wesentlichen dieselben Funktionen wie die erste Steuerungseinheit 200 auszuführen, wie z. B. zum Ermitteln der Funktion eines Sensors 235, 245, 255, 265, der angeordnet ist, um das Niveau einer Komponente in den Abgasen eines Motors zu ermitteln. Die zweite Steuerungseinheit 210 kann z. B. angeordnet sein, um ein Niveau der Komponente in dem Referenzgas mittels des Sensors 235, 245, 255, 265 zu ermitteln. Die zweite Steuerungseinheit 210 kann zum Vergleichen des auf diese Weise ermittelten Niveaus mit dem bekannten Niveau in Bezug auf die Komponente, und zum Beurteilen der Funktion auf der Basis des Ergebnisses des Vergleichs angepasst sein.
  • Unter Bezugnahme auf ist eine Anordnung gemäß einer Konstruktion der vorliegenden Erfindung dargestellt. Der Sensor 235, 245, 255, 265 ist mit der ersten Steuerungseinheit 200 so verbunden, dass sie Signale auf dieselbe Art wie während herkömmlicher Verwendung des Sensors überträgt. Gemäß dieser beispielhaften Konstruktion ist der Sensor außerhalb des Abgasdurchgangs 290 angeordnet. Ein Messgehäuse 275 ist so mit dem Sensor 235, 245, 255, 265 verbunden, dass es entfernt werden kann. Das Messgehäuse 275 ist angepasst, um mit dem Sensor 235, 245, 255, 265 auf eine geeignete Art verbunden zu werden. Gemäß einer beispielhaften Konstruktion kann das Messgehäuse 275 mit dem Sensor 235, 245, 255, 265 mittels einer Schraubverbindung verbunden sein. Gemäß einer beispielhaften Konstruktion kann das Messgehäuse 275 mit dem Sensor 235, 245, 255, 265 durch Einrasthaken, durch eine Einrastfunktion oder durch einen anderen angemessenen Verriegelungsmechanismus verbunden sein. Das Messgehäuse 275 ist durch eine Leitung 277 mit einer externen Gasquelle 276 verbunden. Die externe Gasquelle 276 enthält das Referenzgas mit einem bekannten Niveau der Komponente, wobei das Referenzgas unter Druck steht. Der Strom von Referenzgas von der externen Gasquelle 276 zu dem Messgehäuse 275 kann durch ein Ventil 279 geregelt werden. Die Ventilanordnung 279 kann durch ein angemessenes Steuerungssystem, z. B. durch die erste Steuerungseinheit 200 oder alternativ manuell unter Verwendung eines Knopfes oder einer anderen angemessenen Steuerungseinrichtung reguliert werden. Die Ventilanordnung 279 wird für eine bestimmte, zuvor festgelegte Zeitdauer während der Messung, z. B. eine Zeitdauer zwischen 1 und 5 Minuten, geöffnet. Da das Referenzgas in der externen Gasquelle 276 unter Druck steht, wird das Referenzgas durch Druck von der Gasquelle 276 durch die Leitung 277 zu dem Messgehäuse 275 ausgestoßen. Um sicherzustellen, dass das Referenzgas den Sensor 235, 245, 255, 265 umgibt, wurde eine Öffnung in dem Messgehäuse 275 angeordnet. Das Referenzgas strömt somit während der Messung von der externen Gasquelle 276 zu dem Messgehäuse 275 und nachfolgend durch die Öffnung aus dem Messgehäuse 275 heraus. Da das Messgehäuse 275 den Sensor 235, 245, 255, 265 umgibt, wird das Referenzgas den Sensor 235, 245, 255, 265 während der Messung umgeben und sicherstellen, dass das Niveau der Komponente in dem Referenzgas erkannt wird. Der Sensor 235, 245, 255, 265 erkennt ein Niveau der Komponente und überträgt Signale, die Informationen über das Niveau HmeasNox, HmeasOx der erkannten Komponente enthalten, zu der ersten Steuerungseinheit 200. Die Steuerungseinheit 200 ist auf diese Weise angeordnet, um die erkannten Niveaus mit den bekannten Niveaus Ref 1 Nox, Ref 1 Ox, Ref 2 Nox, Ref 2 Ox in dem relevanten Referenzgas zu vergleichen, und kann auf der Basis dieses Vergleichs ermitteln, ob der Sensor 235, 245, 255, 265 defekt ist oder nicht.
  • Gemäß einer Ausführungsform strömt das Referenzgas aus dem Messgehäuse 275 in die umgebende Luft. Gemäß einer Ausführungsform strömt das Referenzgas aus dem Messgehäuse 275 zu einem Behälter (in den Zeichnungen nicht dargestellt), der angeordnet ist, um das Referenzgas durch Ansaugen abzuziehen und zu empfangen.
  • Unter Bezugnahme auf ist eine Anordnung gemäß einer Konstruktion der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die Anordnung in unterscheidet sich von der in beschriebenen Anordnung darin, dass eine weitere externe Bezugsquelle 276b von Gas mit dem Messgehäuse 275 verbunden wird. Eine Referenzquelle 276a von Gas wird auf diese Weise mit dem Messgehäuse 275 auf eine Art verbunden, die das Strömen durch eine Leitung 277a ermöglicht, die eine Ventilanordnung 279 umfasst. Die weitere Referenzquelle 276b von Gas ist auf diese Weise mit dem Messgehäuse 275 auf eine Art verbunden, die das Strömen durch eine Leitung 277b ermöglicht, die eine Ventilanordnung 279 umfasst. Gemäß dieser Ausführungsform kann der Sensor 235, 245, 255, 265 gegenüber zwei Referenzgasen durch Steuerung der Ventile 279 für die relevante externe Quelle 276a, 276b von Gas ausgesetzt sein, ohne die Verbindungen der Anordnung zu ändern. Die externen Gasquellen 276a, 276b enthalten die Referenzgase mit unterschiedlichen bekannten Niveaus der Komponente. Während des Messens wird ein erstes Referenzgas an einem ersten Zeitpunkt von der ersten externen Gasquelle 276a in das Messgehäuse 275 während eines bestimmten, zuvor festgelegten Zeitraums, z. B. 2 Minuten, zugeführt. Der Sensor 235, 245, 255, 265 erkennt ein Niveau der Komponente und überträgt Signale, die Informationen über das Niveau der erkannten Komponente enthalten, zu der ersten Steuerungseinheit 200. Ein zweites Referenzgas wird an einem zweiten Zeitpunkt von einer zweiten externen Gasquelle 276b in das Messgehäuse 275 während eines bestimmten, zuvor festgelegten Zeitraums, z. B. 2 Minuten, zugeführt. Der Sensor 235, 245, 255, 265 erkennt ein Niveau der Komponente und überträgt Signale, die Informationen über das Niveau der erkannten Komponente enthalten, zu der ersten Steuerungseinheit 200. Die Steuerungseinheit 200 ist auf diese Weise angeordnet, um die erkannten Niveaus der Komponente mit den bekannten Niveaus der Komponente in dem relevanten ersten und zweiten Referenzgas zu vergleichen, und kann auf der Basis dieses Vergleichs ermitteln, ob der Sensor 235, 245, 255, 265 defekt ist oder nicht.
  • Gemäß einer Konstruktion kann die relevante Quelle von Referenzgas mit einem zugeordneten Messgehäuse 275 auf eine Art verbunden werden, die das Strömen durch eine dafür vorgesehene Leitung ermöglicht. Auf diese Weise wird ein Messgehäuse 275 für jede Quelle von Referenzgas erhalten.
  • Unter Bezugnahme auf ist eine Anordnung gemäß einer Konstruktion der vorliegenden Erfindung dargestellt. Der Sensor 235, 245, 255, 265 ist mit der ersten Steuerungseinheit 200 an dem Motor 206 so verbunden, dass sie Signale auf dieselbe Art wie während herkömmlicher Verwendung des Sensors überträgt. Gemäß dieser Ausführungsform ist der Sensor an seinem herkömmlichen Standort an dem Abgasdurchgang 290 angeordnet. Eine erste externe Gasquelle 276, die ein erstes Referenzgas mit einem bekannten Niveau der Komponente enthält, ist mit dem Abgasdurchgang 290 durch eine Leitung 277 verbunden. Die Leitung 277 kann eine Ventilanordnung 279 umfassen. Gemäß einer Ausführungsform können mehrere externe Gasquellen, die Referenzgase mit unterschiedlichen bekannten Niveaus der Komponenten enthalten, mit dem Abgasdurchgang 290 verbunden sein. Ein Ventil wird während der Messung geöffnet, sodass das Referenzgas von der externen Gasquelle 276 in den Abgasdurchgang 290 während eines bestimmten, zuvor festgelegten Zeitraums, z. B. 3 Minuten, strömt. Der Sensor 235, 245, 255, 265 erkennt ein Niveau der Komponente und überträgt Signale, die Informationen über das Niveau der erkannten Komponente enthalten, zu der Steuerungseinheit 200. Gemäß einer Ausführungsform kann ein zweites Referenzgas an einem zweiten Zeitpunkt in den Abgasdurchgang 290 von einer zweiten Gasquelle (in den Zeichnungen nicht dargestellt) während eines bestimmten, zuvor festgelegten Zeitraums eingeleitet werden. Der Sensor 235, 245, 255, 265 erkennt ein Niveau der Komponente und überträgt Signale, die Informationen über das Niveau der erkannten Komponente enthalten, zu der Steuerungseinheit. Die Steuerungseinheit vergleicht die erkannten Niveaus jeweils mit den bekannten Niveaus des ersten und zweiten Referenzgases, und kann mithilfe dieses Vergleichs die Funktion des Sensors 235, 245, 255, 265 ermitteln.
  • Unter Bezugnahme auf ist ein Halter 295 angeordnet, um den Sensor 235, 245, 255, 265 während der Messung des Referenzgases zu halten, wenn der Sensor 235, 245, 255, 265 außerhalb des Abgasdurchgangs 290 angeordnet ist. Der Halter 295 kann auf eine Art angeordnet sein, die ermöglicht, dass er in einer Öffnung in dem Abgasdurchgang 290 entfernt werden kann, wo der Sensor 235, 245, 255, 265 an seinem herkömmlichen Standort an dem Abgasdurchgang 290 angeordnet ist. Die Öffnung kann gemäß einer Ausführungsform zum Halten des Sensors 235, 245, 255, 265 angeordnet sein, wenn der Sensor an seinem herkömmlichen Standort in dem Abgasdurchgang 290 angeordnet ist. Der Halter 295 kann auf eine Art angeordnet sein, die ermöglicht, dass er in der Öffnung auf angemessene Art, z. B. mittels Gewinden, entfernt werden kann. Der Halter 295 kann zwei flexible Halter umfassen, um einfaches Aufbringen des Sensors 235, 245, 255, 265 und einfaches Entfernen des Sensors bereitzustellen. Der Halter kann aus einem geeigneten Material bestehen, z. B. Stahl oder eine andere geeignete Metalllegierung oder Kunststoff.
  • Unter Bezugnahme auf ist der Sensor 235, 245, 255, 265 dort so dargestellt, dass er in dem Halter 295 derart angeordnet ist, dass er entfernt werden kann.
  • Unter Bezugnahme auf ist ein Diagramm gemäß einer Konstruktion der vorliegenden Erfindung dargestellt, wobei der Sensor ein NOx-Sensor ist. Das gemessene Niveau von NOx, HmeasNox ist in als eine Funktion des Niveaus von NOx in dem Referenzgas dargestellt. Die Niveaus von NOx sind in Einheiten von ppm (parts per million) angegeben. Gemäß einer Konstruktion der vorliegenden Erfindung werden mindestens zwei Messungen in Bezug auf mindestens zwei Referenzgase Ref 1 NOx, Ref 2 NOx ausgeführt. Das Niveau von Referenzgas NOx kann auf geeignete Art so gewählt werden, dass der vollständige Messbereich des Sensors abgedeckt ist. Gemäß einem Beispiel kann ein Gas als Referenzgas verwendet werden, welches ein NOx-Niveau von 900 ppm umfasst. Gemäß einem Beispiel kann ein zweites Referenzgas aus Luft bestehen, wobei das Niveau von NOx 0 ppm beträgt.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann ein Intervall ermittelt werden, innerhalb dem der NOx-Sensor als korrekt angesehen werden kann. Das Intervall kann sich in Abhängigkeit von dem Niveau von NOx in dem Referenzgas unterscheiden. Gemäß einem Beispiel kann das Intervall +/–10 ppm betragen, wenn das Referenzgas 900 ppm NOx enthält. Gemäß einem Beispiel kann das Intervall +/–5 ppm betragen, wenn das Referenzgas 0 ppm NOx enthält. Das Intervall kann auch in Abhängigkeit davon ermittelt werden, wie genau das Niveau von Referenzgas gemessen wird. Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird der Sensor 255, 265 als defekt angesehen, wenn der Sensor ein Niveau von NOx HmeasNox erkennt, welches außerhalb des Intervalls liegt. Gemessene Werte von einem ersten Sensor 255, Sensor 1, und von einem zweiten Sensor 265, Sensor 2, sind in dargestellt. Gemäß dieser Ausführungsform wurden zwei Referenzgase mit einem ersten bekannten Niveau von NOx, Ref 1 NOx und einem zweiten bekannten Niveau NOx, Ref 2 NOx verwendet. Sensor 1 stellt die gemessenen Werte für das relevante Referenzgas dar, dessen Werte innerhalb eines zuvor festgelegten Intervalls für das relevante Referenzgas positioniert sind. Sensor 2 zeigt die gemessenen Werte für das relevante Referenzgas, wobei die Werte außerhalb von einem zuvor festgelegten Intervall liegen. Daraus kann geschlossen werden, dass die Funktion von Sensor 1 korrekt ist, und dass die Funktion von Sensor 2 fehlerhaft und defekt ist. Gemäß einer Konstruktion der vorliegenden Erfindung wird nur ein Referenzgas zum Ermitteln der Funktion eines NOx-Sensors verwendet. Gemäß einer zweiten Konstruktion werden mindestens zwei Referenzgase zum Ermitteln der Funktion eines NOx-Sensors verwendet.
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung werden die Messungen ausgeführt, wenn der NOx-Sensor 255, 265 an seinem herkömmlichen Standort an dem Abgasdurchgang 290 angeordnet ist.
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung werden die Messungen ausgeführt, wenn der NOx-Sensor 255, 265 außerhalb des Abgasdurchgangs 290 angeordnet ist.
  • Unter Bezugnahme auf ist ein Diagramm gemäß einer Konstruktion der vorliegenden Erfindung dargestellt, wobei der Sensor 235, 245 eine Lambda-Sonde ist. Das gemessene Niveau von Sauerstoff HmeasOx ist in entlang der y-Achse dargestellt, und das Niveau von Sauerstoff in dem Referenzgas ist entlang der x-Achse dargestellt. Das Niveau von Sauerstoff ist als Prozentsatz [%] spezifiziert.
  • Gemäß einer Konstruktion der Erfindung werden mindestens zwei Messungen für mindestens zwei Referenzgase Ref 1 Ox, Ref 2 Ox ausgeführt. Das Niveau von Sauerstoff in dem Referenzgas kann auf geeignete Art gewählt werden, sodass der vollständige Messbereich des Sensors abgedeckt ist.
  • Gemäß einem Beispiel kann ein Referenzgas aus 100% Stickstoff bestehen. Gemäß einem Beispiel kann ein Referenzgas aus 79% Stickstoff und 21% Sauerstoff bestehen. Gemäß einem Beispiel kann ein Referenzgas aus 99% Stickstoff und 1% Sauerstoff bestehen. Gemäß einem Beispiel kann ein Referenzgas aus 99,5% Stickstoff und 0,5% Sauerstoff bestehen. Gemäß einem Beispiel kann ein Referenzgas aus bis zu 21% Sauerstoff bestehen.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann ein Intervall ermittelt werden, innerhalb welchem ein Niveau von Sauerstoff, welches von der Lambda-Sonde erkannt wurde, liegen muss, damit die Lambda-Sonde als korrekt angesehen wird. Das Intervall kann in Abhängigkeit von dem Niveau an Sauerstoff in dem Referenzgas ausgewählt werden. Gemäß einem Beispiel kann das Intervall +/–0,5% betragen, wenn das Referenzgas 21% Sauerstoff enthält. Gemäß einem Beispiel kann das Intervall +/–0,1% betragen, wenn das Referenzgas 21% Sauerstoff enthält. Das Intervall kann auch in Abhängigkeit davon ausgewählt werden, wie genau das Niveau an Referenzgas gemessen wird. Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird der Sensor als defekt angesehen, wenn der Sensor ein Niveau an Sauerstoff HmeasOx erkennt, welches außerhalb des zuvor festgelegten Intervalls liegt. Gemessene Werte von einem ersten Sensor 235, Sensor 1 und von einem zweiten Sensor 245, Sensor 2, sind in dargestellt. Gemäß dieser Ausführungsform wurden zwei Referenzgase mit einem ersten bekannten Niveau von Sauerstoff, Ref 1 Ox, und einem zweiten bekannten Niveau von Sauerstoff, Ref 2 Ox, verwendet. Sensor 1 stellt die gemessenen Werte für das relevante Referenzgas dar, dessen Werte innerhalb eines zuvor festgelegten Intervalls für das relevante Referenzgas positioniert sind. Sensor 2 zeigt die gemessenen Werte für das relevante Referenzgas, wobei die Werte außerhalb von einem zuvor festgelegten Intervall liegen. Daraus kann geschlossen werden, dass die Funktion von Sensor 1 korrekt ist, und dass die Funktion von Sensor 2 defekt ist. Gemäß einer Konstruktion der vorliegenden Erfindung wird nur ein Referenzgas zum Ermitteln der Funktion einer Lambda-Sonde verwendet. Gemäß einer zweiten Konstruktion werden mindestens zwei Referenzgase zum Ermitteln der Funktion einer Lambda-Sonde verwendet.
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung werden die Messungen ausgeführt, wenn die Lambda-Sonde 235, 245 an ihrem herkömmlichen Standort an dem Abgasdurchgang 290 angeordnet ist.
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung werden die Messungen ausgeführt, wenn die Lambda-Sonde 235, 245 außerhalb des Abgasdurchgangs 290 angeordnet ist.
  • veranschaulicht schematisch ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Ermitteln der Funktion eines Sensors, der angeordnet ist, um das Niveau einer Komponente in den Abgasen eines Motors zu ermitteln. Das Verfahren umfasst einen ersten Verfahrensschritt s401. Der Schritt s401 umfasst die folgenden Schritte:
    • – Aussetzen des Sensors gegenüber einem von den Abgasen abweichenden Referenzgas, mit einem bekannten Niveau der Komponente;
    • – Ermitteln eines Niveaus der Komponente in dem Referenzgas mittels des Sensors;
    • – Vergleichen des auf diese Weise ermittelten Niveaus mit dem bekannten Niveau in Bezug auf die Komponente; und
    • – Beurteilen der Funktion auf der Basis des Ergebnisses des Vergleichs.
    Das Verfahren wird nach dem Schritt s401 abgeschlossen.
  • veranschaulicht schematisch ein Flussdiagramm eines Teils eines Verfahrens zum Ermitteln der Funktion eines Sensors 235, 245, 255, 265, der angeordnet ist, um das Niveau einer Komponente in den Abgasen eines Motors 206 zu ermitteln.
  • Das Verfahren umfasst einen ersten Verfahrensschritt s410. Der Verfahrensschritt s410 kann den Schritt der Aktivierung des Verfahrens gemäß der Erfindung umfassen. Die Aktivierung kann durch einen Bediener des Fahrzeugs 100 ausgeführt werden. Die Aktivierung kann durch Werkstattpersonal oder Servicepersonal in einer Werkstatt oder Serviceeinrichtung ausgeführt werden. Die Aktivierung kann mittels mindestens einer von der Präsentationseinrichtung 280 und der Kommunikationseinheit 285 erfolgen.
  • Der Verfahrensschritt s410 kann den Schritt des Anordnens des Sensors 235, 245, 255, 265 außerhalb des Abgasdurchgangs 290 umfassen. Wenn der Sensor 235, 245, 255, 265 außerhalb des Abgasdurchgangs 290 angeordnet ist, wird ein Messgehäuse 275 mit dem Sensor verbunden. Das Messgehäuse 275 ist mit einer externen Gasquelle 276 verbunden, worin ein Referenzgas enthalten ist. Gemäß einem Beispiel kann der Sensor 235, 245, 255, 265 außerhalb des Abgasdurchgangs 290 in einem Halter 295 angeordnet sein. Der Halter 295 kann gemäß einem Beispiel in der Öffnung angeordnet sein, in welcher der Sensor 235, 245, 255, 265 während der herkömmlichen Verwendung des Sensors angeordnet ist.
  • Der Verfahrensschritt S410 kann den Schritt des externen Verbindens einer externen Gasquelle 276 umfassen, wobei ein Referenzgas in dem Abgasdurchgang 290 enthalten ist. Gemäß dieser Ausführungsform wird der Sensor 235, 245, 255, 265 an seinem herkömmlichen Standort gehalten.
  • Der Verfahrensschritt s410 kann den Schritt des Erreichens zuvor festgelegter Betriebsbedingungen in Form von z. B. einer bestimmten niedrigsten Temperatur an dem Sensor 235, 245, 255, 265 umfassen. Die Temperatur kann durch das Steuerungssystem 200 des Motors gesteuert werden.
  • Nach dem Verfahrensschritt s410 wird ein nachfolgender Verfahrensschritt s420 ausgeführt.
  • Der Verfahrensschritt s420 umfasst den Schritt des Aussetzens des Sensors 235, 245, 255, 265 gegenüber einem ersten Referenzgas. Das erste Referenzgas weist ein bekanntes Niveau Ref 1 Nox, Ref 1 Ox einer Komponente auf. Der Verfahrensschritt s420 kann den Schritt des Zulassens umfassen, dass das Referenzgas auf angemessene Art mithilfe eines Überdrucks an dem Sensor während einer bestimmten, zuvor festgelegten Zeit, z. B. 2 Minuten, strömt. Dieser Zeitraum wird ausgewählt, um sicherzustellen, dass der Sensor vollständig von dem Referenzgas umgeben ist.
  • Nach dem Verfahrensschritt s420 wird ein nachfolgender Verfahrensschritt s430 ausgeführt.
  • Der Verfahrensschritt s430 kann den Schritt des Ermittelns mithilfe des Sensors 235, 245, 255, 265 von einem Niveau HmeasNox, HmeasOx der Komponente in dem ersten Referenzgas umfassen.
  • Nach dem Verfahrensschritt s430 wird ein nachfolgender Verfahrensschritt s440 ausgeführt.
  • Der Verfahrensschritt s440 kann den Schritt des Vergleichens des Niveaus HmeasNox, HmeasOx umfassen, welches mit dem bekannten Niveau Ref 1 Nox, Ref 1 Ox des ersten Referenzgases in Bezug auf die Komponente ermittelt wurde. Der Vergleich kann durch eine geeignete Einheit in dem Steuerungssystem des Motors, z. B. die erste Steuerungseinheit 200 oder die zweite Steuerungseinheit 210, oder durch die Kommunikationseinheit 285 ausgeführt werden. Wenn das ermittelte Niveau HmeasNox, HmeasOx innerhalb eines bestimmten Intervalls liegt, welches das bekannte Niveau Ref 1 Nox, Ref 1 Ox der Komponente umgibt, kann daraus geschlossen und ermittelt werden, dass der Sensor 235, 245, 255, 265 korrekt ist. Wenn das ermittelte Niveau außerhalb eines bestimmten, zuvor festgelegten Intervalls liegt, welches das bekannte Niveau der Komponente umgibt, kann daraus geschlossen und ermittelt werden, dass der Sensor defekt ist.
  • Nach dem Verfahrensschritt s440 wird ein nachfolgender Verfahrensschritt s450 ausgeführt.
  • Der Verfahrensschritt s450 kann den Schritt des Aussetzens des Sensors 235, 245, 255, 265 gegenüber einem zweiten Referenzgas umfassen. Das zweite Referenzgas weist ein bekanntes Niveau Ref 2 Nox, Ref 2 Ox einer Komponente auf. Der Verfahrensschritt s450 kann den Schritt des Zulassens umfassen, dass das Referenzgas auf angemessene Art mithilfe eines Überdrucks an dem Sensor während einer bestimmten, zuvor festgelegten Zeit, z. B. 2 Minuten, strömt. Dieser Zeitraum wird ausgewählt, um sicherzustellen, dass der Sensor vollständig von dem Referenzgas umgeben ist.
  • Nach dem Verfahrensschritt s450 wird ein nachfolgender Verfahrensschritt s460 ausgeführt.
  • Der Verfahrensschritt s460 kann den Schritt des Ermittelns mithilfe des Sensors 235, 245, 255, 265, von einem Niveau HmeasNox, HmeasOx der Komponente in dem zweiten Referenzgas umfassen.
  • Nach dem Verfahrensschritt s460 wird ein nachfolgender Verfahrensschritt s470 ausgeführt.
  • Der Verfahrensschritt s470 kann den Schritt des Vergleichens des Niveaus HmeasNox, HmeasOx umfassen, welches mit dem bekannten Niveau Ref 2 Nox, Ref 2 Ox des zweiten Referenzgases in Bezug auf die Komponente ermittelt wurde. Der Vergleich kann z. B. durch die erste Steuerungseinheit 200 oder durch die Kommunikationseinheit 285 ausgeführt werden. Wenn das ermittelte Niveau HmeasNox, HmeasOx innerhalb eines bestimmten Intervalls liegt, welches das bekannte Niveau Ref 21 Nox, Ref 2 Ox der Komponente umgibt, kann daraus geschlossen und ermittelt werden, dass der Sensor korrekt ist. Wenn das ermittelte Niveau außerhalb eines bestimmten, zuvor festgelegten Intervalls liegt, welches das bekannte Niveau der Komponente umgibt, kann daraus geschlossen und ermittelt werden, dass der Sensor defekt ist.
  • Es sollte hervorgehoben werden, dass das ermittelte Niveau HmeasNox auf diese Weise jeweils mit den bekannten Niveaus Ref 1 Nox und Ref 2 Nox verglichen wird. Es sollte hervorgehoben werden, dass das ermittelte Niveau HmeasOx auf diese Weise jeweils mit den bekannten Niveaus Ref 1 Ox und Ref 2 Ox verglichen wird.
  • Nach dem Verfahrensschritt s470 endet das Verfahren.
  • Unter Bezugnahme auf ist eine Zeichnung einer Konstruktion einer Anordnung 500 dargestellt. Die Steuerungseinheiten 200 und 210, die unter Bezugnahme z. B. auf beschrieben sind, umfassen die Anordnung 500. Die Anordnung 500 umfasst einen permanenten Speicher 520, eine Datenverarbeitungseinheit 510 und einen Lese-/Schreibspeicher 550. Der permanente Speicher 520 weist ein erstes Speicherelement 530 auf, in dem ein Computerprogramm, z. B. ein Betriebssystem, zum Steuern der Funktion der Anordnung 500 gespeichert ist. Weiterhin umfasst die Anordnung 500 eine Bus-Steuerung, eine serielle Kommunikationsschnittstelle, I/O-Einrichtungen, einen AD-Wandler, eine Einheit für die Eingabe von Zeit- und Datum, einen Ereigniszähler sowie eine Unterbrechungssteuerung (nicht in der Zeichnung dargestellt). Der nichtflüchtige Speicher 520 weist auch einen zweiten Abschnitt von Speicher 540 auf.
  • Es wird ein Computerprogramm P bereitgestellt, welches Routinen zum Ermitteln der Funktion eines Sensors umfassen kann, der angeordnet ist, um das Niveau einer Komponente in den Abgasen eines Motors zu ermitteln.
  • Das Computerprogramm P kann Routinen zum Steuern des Aussetzens des Sensors 235, 245, 255, 265 gegenüber einem von den Abgasen abweichenden Referenzgas mit einem bekannten Niveau der Komponente umfassen. Das Computerprogramm P kann Routinen umfassen, um ein Niveau der Komponente in dem Referenzgas mittels des Sensors 235, 245, 255, 265 zu ermitteln. Das Computerprogramm P kann Routinen zum Vergleichen des auf diese Weise ermittelten Niveaus mit dem bekannten Niveau in Bezug auf die Komponente umfassen. Das Computerprogramm P kann Routinen zum Beurteilen der Funktion auf der Basis des Ergebnisses des Vergleichs umfassen.
  • Das Computerprogramm P kann Routinen zum Ermitteln der Funktion eines Sensors umfassen, der angeordnet ist, um das Niveau einer Komponente in den Abgasen eines Motors 206 zu ermitteln, wobei der Sensor ein NOx-Sensor oder eine Lambda-Sonde ist.
  • Das Computerprogramm P kann Routinen zum Steuern des Aussetzens des Sensors 235, 245, 255, 265 gegenüber einem ersten Referenzgas mit einem bekannten Niveau der Komponente umfassen. Das Computerprogramm P kann Routinen zum Steuern des Aussetzens des Sensors 235, 245, 255, 265 gegenüber mindestens einem weiteren Referenzgas umfassen, wobei das weitere Referenzgas ein Niveau der Komponente aufweist, welches sich von dem Niveau in dem ersten Referenzgas unterscheidet.
  • Das Computerprogramm P kann Routinen zum Steuern des Aussetzens des Sensors 235, 245, 255, 265 gegenüber einem ersten Referenzgas mit einem bekannten Niveau der Komponente umfassen. Das Computerprogramm P kann Routinen zum Steuern des Aussetzens des Sensors gegenüber mindestens einem weiteren Referenzgas umfassen, wobei das weitere Referenzgas ein Niveau der Komponente aufweist, welches sich von dem Niveau in dem ersten Referenzgas unterscheidet, wobei die anderen bekannten Niveaus zum Abdecken des Messbereichs des Sensors 235, 245, 255, 265 ausgewählt werden.
  • Das Computerprogramm P kann Routinen umfassen, um während des Ermittelns der Funktion eines Sensors 235, 245, 255, 265, der angeordnet ist, um das Niveau einer Komponente in den Abgasen eines Motors 206 zu ermitteln, Signale von dem Sensor zu berücksichtigen, der z. B. mit der ersten Steuerungseinheit so verbunden aufrechterhalten wird, dass er Signale auf dieselbe Art wie während der herkömmlichen Verwendung des Sensors 235, 245, 255, 265 überträgt.
  • Das Computerprogramm P kann Routinen umfassen, wobei während des Ermittelns der Funktion eines Sensors 235, 245, 255, 265, der angeordnet ist, um das Niveau einer Komponente in den Abgasen eines Motors 206 zu ermitteln, das Aussetzen des Referenzgases ausgeführt wird, wobei der Sensor 235, 245, 255, 265 an seinem herkömmlichen Standort an dem Abgasdurchgang 290, oder außerhalb des Abgasdurchgangs 290 angeordnet ist.
  • Das Computerprogramm P kann Routinen umfassen, wobei während des Ermittelns der Funktion eines Sensors 235, 245, 255, 265, der angeordnet ist, um das Niveau einer Komponente in den Abgasen eines Motors 206 zu ermitteln, ein Referenzgas aus Luft besteht.
  • Das Programm P kann in einer ausführbaren Form oder in einer komprimierten Form in einem Speicher 560 und/oder in einem Lese-/Schreibspeicher 550 gespeichert sein.
  • Wenn beschrieben wird, dass die Datenverarbeitungseinheit 510 eine bestimmte Funktion ausführt, dann bedeutet das, dass die Datenverarbeitungseinheit 510 einen bestimmten Teil des in dem Speicher 560 gespeicherten Programms, oder einen bestimmten Teil des in dem Lese-/Schreibspeicher 550 gespeicherten Teils beeinflusst.
  • Die Datenverarbeitungsanordnung 510 kann mit einer Datenschnittstelle 599 über einen Datenbus 515 kommunizieren. Der permanente Speicher 520 ist für die Kommunikation mit der Datenverarbeitungseinheit 510 über einen Datenbus 512 vorgesehen. Der permanente Speicher 560 ist für die Kommunikation mit der Datenverarbeitungseinheit 510 über einen Datenbus 511 vorgesehen. Der Lese-/Schreibspeicher 550 ist angepasst, um mit der Datenverarbeitungseinheit 510 über einen Datenbus 514 zu kommunizieren. Die Verbindungen L210, L230, L250, L255, L265, L280 und L285 können z. B. mit der Datenschnittstelle 599 verbunden sein (siehe ).
  • Wenn Daten an der Datenschnittstelle 599 empfangen werden, werden sie vorübergehend in dem zweiten Abschnitt von Speicher 540 gespeichert. Wenn die empfangenen Daten vorübergehend gespeichert wurden, dann ist die Datenverarbeitungseinheit 510 zum Ausführen eines Codes auf eine Art bereit, wie oben beschrieben. Gemäß einer Konstruktion umfassen die an der Datenschnittstelle 599 empfangenen Signale Informationen über das NOx-Niveau, welches durch den relevanten NOx-Sensor 255, 265 ermittelt wurde. Gemäß einer Konstruktion umfassen die an der Datenschnittstelle 599 empfangenen Signale Informationen über das Sauerstoffniveau, welches durch die relevante Lambda-Sonde 235, 245 ermittelt wurde.
  • Die an der Datenschnittstelle 599 empfangenen Signale können durch die Anordnung 500 zum Ermitteln der Funktion eines Sensors verwendet werden, der angeordnet ist, um das Niveau einer Komponente in den Abgasen eines Motors ermitteln. Teile der hier beschriebenen Verfahren können durch die Anordnung 500 mittels der Datenverarbeitungseinheit 510 ausgeführt werden, die das in dem Speicher 560 oder dem Lese-/Schreibspeicher 550 gespeicherte Programm ausführt. Wenn die Anordnung 500 das Programm ausführt, wird das hier beschriebene Verfahren ausgeführt.
  • Die vorhergehende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wurde für die Zwecke der Veranschaulichung und Beschreibung der Erfindung bereitgestellt. Sie soll nicht erschöpfend sein oder die Erfindung auf die beschriebenen Varianten begrenzen. Viele Modifikationen und Variationen werden für Fachleute auf diesem Gebiet offensichtlich sein. Die Ausführungsformen wurden gewählt und beschrieben, um die Prinzipien der Erfindung und ihre praktischen Anwendungen bestmöglich zu erklären, wodurch anderen Fachleuten ermöglicht wird, die Erfindung in Bezug auf unterschiedliche Ausführungsformen und mit den unterschiedlichen Modifikationen zu verstehen, wie sie für die jeweilige in Betracht gezogene Nutzung geeignet sind.

Claims (16)

  1. Verfahren zum Ermitteln der Funktion eines Sensors (235; 245; 255; 265), der angeordnet ist, um das Niveau einer Komponente in den Abgasen eines Motors (206) zu ermitteln, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: – Aussetzen (s420; s450) des Sensors (235; 245; 255; 265) gegenüber einem von den Abgasen abweichenden Referenzgas mit einem bekannten Niveau (Ref 1 NOx; Ref 1 Ox) der Komponente; – Ermitteln (s430; s460) eines Niveaus (HmeasNOx; HmeasOx) der Komponente in dem Referenzgas mittels des Sensors (235; 245; 255; 265); – Vergleichen (s440; s470) des auf diese Weise ermittelten Niveaus (HmeasNox; HmeasOx) mit dem bekannten Niveau (Ref 1 NOx; Ref 1 Ox) in Bezug auf die Komponente; und – Beurteilen der Funktion auf der Basis des Ergebnisses des Vergleichs.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Sensor ein NOx-Sensor oder eine Lambda-Sonde ist.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1–2, umfassend den Schritt von: – nach dem Schritt des Aussetzens (s420) des Sensors (235; 245; 255; 265) gegenüber einem ersten Referenzgas mit einem bekannten Niveau (Ref 1 NOx; Ref 1 Ox) der Komponente, – Aussetzen (s450) des Sensors gegenüber mindestens einem weiteren Referenzgas, wobei das weitere Referenzgas ein bekanntes Niveau (Ref 2 NOx; Ref 2 Ox) der Komponente aufweist, welches sich von dem Niveau in dem ersten Referenzgas (Ref 1 NOx; Ref 1 Ox) unterscheidet.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die anderen bekannten Niveaus zum Abdecken des Messbereichs des Sensors ausgewählt werden.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1–4, umfassend den Schritt von: – Aufrechterhalten des Sensors (235; 245; 255; 265) verbunden mit einem Steuerungssystem (200; 210) in dem Motor (206), sodass er Signale auf dieselbe Art wie während der herkömmlichen Verwendung des Sensors (235; 245; 255; 265) überträgt.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1–5, wobei das Aussetzen ausgeführt wird, wobei der Sensor (235; 245; 255; 265) an seinem herkömmlichen Standort an dem Abgasdurchgang (290) angeordnet ist, oder außerhalb des Abgasdurchgangs (290) angeordnet ist.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1–6, wobei ein Referenzgas aus Luft besteht.
  8. Anordnung zum Ermitteln der Funktion eines Sensors (235; 245; 255; 265) der angeordnet ist, um das Niveau einer Komponente in den Abgasen eines Motors (206) zu ermitteln, umfassend: – einen Sensor (235; 245; 255; 265), der an einem Abgasdurchgang (290) angeordnet ist, der angeordnet ist, um das Niveau einer Komponente eines von den Abgasen abweichenden Referenzgases mit einem bekannten Niveau (Ref 1 NOx; Ref 2 Ox) der Komponente zu ermitteln; – Einrichtungen (200; 210; 500), die zum Ermitteln eines Niveaus (HmeasNOx; HmeasOx) der Komponente in dem Referenzgas mittels des Sensors angepasst sind; – Einrichtungen (200; 210; 500), die zum Vergleichen des auf diese Weise ermittelten Niveaus (HmeasNox; HmeasOx) mit dem bekannten Niveau (Ref 1 NOx; Ref 1 Ox) in Bezug auf die Komponente angepasst sind; und – Einrichtungen (200; 210; 500), die zum Beurteilen der Funktion auf der Basis des Ergebnisses des Vergleichs angepasst sind.
  9. Anordnung nach Anspruch 8, wobei der Sensor ein NOx-Sensor oder eine Lambda-Sonde ist.
  10. Anordnung nach einem der Ansprüche 8–9, umfassend: – eine Einrichtung (275), die angepasst ist, um den Sensor mindestens gegenüber zwei Referenzgasen mit unterschiedlichen bekannten Niveaus (Ref 1 NOx, Ref 2 NOx; Ref 1 Ox, Ref 2 Ox) der Komponente auszusetzen, um die Funktion zu beurteilen.
  11. Anordnung nach einem der Ansprüche 8–10, umfassend: – eine Einrichtung (295), die angepasst ist, um den Sensor (235; 245; 255; 265) auf eine Art zu halten, die ermöglicht, dass er entfernt werden kann, wobei die Einrichtung (295) an dem Abgasdurchgang (290) auf eine Art befestigt ist, die ermöglicht, dass sie entfernt werden kann.
  12. Anordnung nach Anspruch 11, wobei die Einrichtung (295) auf eine Art fixiert ist, die ermöglicht, dass sie entfernt werden kann und auf eine Art, die ermöglicht, dass sie in einer Öffnung abgedichtet werden kann, die für den Sensor (235; 245; 255; 265) in dem Abgasdurchgang (290) vorgesehen ist.
  13. Motorfahrzeug (100, 110), umfassend eine Anordnung nach einem der Ansprüche 8–12.
  14. Kraftfahrzeug (100, 110) nach Anspruch 13, wobei das Kraftfahrzeug ein Lkw, ein Bus oder ein Auto ist.
  15. Computerprogramm (P) zum Ermitteln der Funktion eines Sensors (235; 245; 255; 265), der angeordnet ist, um das Niveau einer Komponente von den Abgasen eines Motors (206) zu ermitteln, wobei das Computerprogramm (P) einen Programmcode umfasst, um eine elektronische Steuerungseinheit (200; 500) oder einen anderen, mit der elektronischen Steuerungseinheit (200; 500) verbundenen Computer (210; 500) zum Ausführen der Schritte nach einem der Ansprüche 1–7 zu veranlassen.
  16. Computerprogrammprodukt, welches einen Programmcode umfasst, der auf einem durch einen Computer lesbaren Speichermedium gespeichert ist, um die Verfahrensschritte nach einem der Ansprüche 1–7 zu veranlassen, wobei der Programmcode auf einer elektronischen Steuerungseinheit (200; 500) oder einem zweiten, mit der elektronischen Steuerungseinheit (200; 500) verbundenen, Computer (210; 500) ausgeführt wird.
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