EP3523627A1 - Verfahren zur überprüfung der funktion eines elektrostatischen partikelsensors - Google Patents

Verfahren zur überprüfung der funktion eines elektrostatischen partikelsensors

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EP3523627A1
EP3523627A1 EP17778211.7A EP17778211A EP3523627A1 EP 3523627 A1 EP3523627 A1 EP 3523627A1 EP 17778211 A EP17778211 A EP 17778211A EP 3523627 A1 EP3523627 A1 EP 3523627A1
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EP
European Patent Office
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soot
peak
sensor
particle sensor
measured
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP17778211.7A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Sebastian Reiß
Patrick EBERL-NEUMAIER
Florian KOLLER
Christian Stahl
Michael Nienhoff
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EmiSense Technologies LLC
Original Assignee
CPT Group GmbH
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Publication date
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Publication of EP3523627A1 publication Critical patent/EP3523627A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G01N15/0656—Investigating concentration of particle suspensions using electric, e.g. electrostatic methods or magnetic methods
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    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Definitions

  • the present invention relates to a method for checking the function of an electrostatic particle sensor, in particular an electrostatic particle sensor for sensing soot particles in exhaust gases of an internal combustion engine, as used in motor vehicles behind the particulate filter. It further relates to a computer program product.
  • soot sensors monitor the function of a particulate filter in the exhaust system of vehicles and thus to reduce
  • Emissions should contribute.
  • electrostatically ⁇ diagram particle sensors are known in which carbon black particles move in a signal generated by at least two electrodes the electric field and their impact is measured on one of the electrodes as a current flow.
  • Such an electrostatic particle sensor is known for example from DE 10 2005 039 915 AI.
  • DE 10 2005 039 915 AI Such an electrostatic particle sensor is known for example from DE 10 2005 039 915 AI.
  • Particle sensor flows through the exhaust gas a gap between a cylindrical inner electrode and a likewise cylindrical ⁇ cylindrical outer jacket electrode which surrounds the inner electrode coaxially.
  • the inner electrode is at a potential of, for example, 1000 V, while the outer electrode is grounded.
  • Soot particles moving through the gap initially accumulate on the inner electrode, on which a layer of soot particles grows. If this layer is thick enough so that a critical distance to the outer sheath electrode is reached, the soot particles break off due to the electrostatic forces and move to the sheath electrode, whereby a current flow between the two electrodes, which is used as a measure of the current in the exhaust Soot is measured.
  • Verification of the function of an electrostatic particle sensor for sensing soot particles in exhaust gases of an internal combustion engine specified wherein the particle sensor has a first electrode and a second electrode, wherein between the electrodes is provided by the exhaust gas flowed through gap and the electrodes have a potential difference. Soot particles are deposited on the electrodes and move to the respective other electrode after a dwell time dependent on soot particles before loading the electrodes, so that a current flow is generated, which is measured as a sensor current as a measure of the amount of soot in the exhaust gas flow.
  • a sensor current that is increased for a short time is understood to mean a sensor current that clearly occurs over a period of, for example, a few seconds in comparison with normal operation. border currents is increased.
  • the sensor current can be increased to twice or even ten times the currents occurring during normal operation. As it turns out, occurs when switching off the
  • This process can be used to check the plausibility of an electrostatic particle sensor or to check its function. This has the advantage that A possible ⁇ friendliness is available to check the plausibility of the measurement results of the sensor at least in many cases.
  • a height of the peak and / or a FLAE ⁇ cheninhalt of the peak to check the function of the Parti ⁇ kelsensors can be determined in particular.
  • the height of the peak can be used in particular the maximum value achieved.
  • the area of the peak is defined as the integral over the peak.
  • both the height of the peak and its surface area are suitable for plausibilizing previous measurement results of the particle sensor. This can be done in particular in the manner described below:
  • measured values of the particle sensor are plausibilized in a period ⁇ t before switching off the internal combustion engine on the basis of the determined height and / or area of the peak, whereby measured values of the particle sender are considered to be plausible if no soot in the exhaust gas flow was determined in period At and no increased Sensor current in shape a peak is measured.
  • the particle sender are considered to be plausible if no soot in the exhaust gas flow was determined in period At and no increased Sensor current in shape a peak is measured.
  • measured values of the particle sensor are considered to be plausible if a small amount of soot in the exhaust gas flow was determined in the period At and an increased sensor current is measured in the form of a relatively small peak.
  • This second case relates to situations where there is only a small load of exhaust gas flow. Frequently, the particle sensor is not reliably ready to measure at such low concentrations. A detectable, but small cut-off peak in this case can indicate that the previously determined low soot quantities are plausible.
  • measured values of the particle sensor are considered to be plausible if a high amount of soot in the exhaust gas flow was determined in the period At and an increased sensor current in the form of a relatively high peak is measured.
  • there is a high soot loading of the exhaust stream so that a large amount of soot accumulates on the electrodes of the sensor and a significant Abschaltpeak is generated.
  • a defective particulate filter is assumed if in the time period At no soot or only a small amount of soot was determined in the exhaust stream and an increased
  • Sensor current is measured in the form of a relatively high peak.
  • the measurement results of the Parti ⁇ kelsensors at low concentrations are not always reliable or the sensor is not always reliable ready to measure. If only low concentrations are measured in the time period At, but then contrasted with a high shutdown peak, this could indicate that during the period At falsely a low soot concentration was measured, while in truth a higher soot loading was present. This in turn could indicate a defective particulate filter.
  • This approach has the advantage that at very low soot concentrations there is a possibility of distinguishing between a completely intact particulate filter and a slightly damaged filter.
  • the verification of the function of the particle sensor is performed every time the internal combustion engine is switched off.
  • the checking of the function of the particle sensor can also take place at regular intervals, wherein the distances can be, for example, regular time intervals or a check of the function of the particle sensor can be carried out regularly after a certain amount of kilometers traveled.
  • This procedure has the advantage that a regular over ⁇ examination of the function of the particulate sensor takes place, so that the function of a particulate filter, which is monitored by means of the particulate sensor, can take place reliably.
  • a computer program product comprising a computer readable medium and program code stored on the computer readable medium which, when executed on a computing unit, directs the arithmetic unit to execute the described method.
  • the processing unit may be in particular a Sen sor Hopkins Cooper ⁇ act or a control unit of the internal combustion engine of a motor vehicle.
  • FIG. 2 schematically shows a cross section through the particle sensor according to FIG. 1 and FIG.
  • FIG. 3 shows exemplary measurement results of, inter alia, the
  • the motor vehicle 1 has an internal combustion engine 3, which is designed as a diesel engine.
  • the internal combustion ⁇ machine 3 is associated with an exhaust tract 5, via which a gas stream ⁇ from the internal combustion engine 3 is discharged.
  • a particulate filter 7 is arranged for the purification of the exhaust gas, as well as a particle filter downstream electrostatic particle sensor.
  • An engine control unit 11 is connected via signal lines both to the internal combustion engine 3 and to the electrostatic particle sensor 9.
  • the particle sensor 9 has the task of monitoring the function of the particle filter 7. May not be shown from EMBODIMENTS ⁇ such a particle sensor may be arranged before the particulate filter 9 and 7, or they are two particle provided kelsensoren 9, one of which is disposed in front of and behind the particulate filter 7.
  • the particle sensor 9 measures the loading of the exhaust gas flow with soot particles. For this he is constructed as shown in Figure 2.
  • Figure 2 shows a cross section through parts of a particle sensor 9, which is designed as an electrostatic particle sensor and has substantially the shape of a cylindrical capacitor.
  • the electrostatic particle sensor 9 has a cylindrical inner electrode 13 and an outer sheath electrode 15, which is likewise cylindrical in shape.
  • the inner electrode 13 and the sheath electrode 15 are arranged coaxially with the longitudinal axis 14.
  • a gap 17 is formed, which has a width d of 1.3 mm in the embodiment shown.
  • a potential difference between the inner electrode 13 and the cladding electrode 15 is generated by applying a voltage of, for example, 1000 volts to the inner electrode 13.
  • the sheath electrode 15 is grounded.
  • the exhaust gas stream passes through the gap 17 between the electrodes 13, 15. Negatively or positively charged soot particles are deposited from the exhaust gas flow on the inner electrode 13 or the jacket electrode 15. As a result, in the course of the operating time of the particle sensor 9 layers 19 and 20 grow out
  • soot particles Due to the voltage applied in the gap 17 radial electric field positively charged soot particles move out of the layer 19 to the outer sheath electrode 15, if they come close enough to the sheath electrode 15. This is the case when they fall below the critical distance do to the jacket electrode 15, ie when the thickness of the layer 19 locally exceeds the amount d - do.
  • the critical distance do is indicated in FIG. 2 by the dashed circular line 21. If this distance is undershot, soot particles from the layer 19 can tear off and move to the outer sheath electrode 15, where they trigger a current flow that can be measured by the ammeter 23.
  • particles also break away from the layer 20 and move toward the inner electrode 13 when the thickness of the layer 20 has become locally so high that the particles fall below the distance do from the inner electrode 13.
  • the size ratios are not shown to scale. While d, as already stated, is typically in the millimeter range, do also lies in this order of magnitude.
  • the thickness of the growing layers 19, 20 is in the micrometer range, typically a few microns. As has been found, soot particles increasingly break off when the internal combustion engine 3 is switched off. This causes a momentarily particularly high sensor current in the form of a peak.
  • this peak is on the one hand “real” because it is caused by real detected soot particles, but on the other hand is not a measure of the soot loading of the exhaust gas at the time of its occurrence, but a sudden solution over a longer period of accumulated soot particles characterizes In this respect, one can also speak of an artifact of the sensor.
  • FIG. 3 shows an exemplary measurement, inter alia, of the electrostatic particle sensor in the exhaust gas system of a
  • the measurement results of the electrostatic particle sensor (“SootValue”) are plotted as curve 100.
  • the curve 200 shows the speed of the vehicle.
  • the third curve 300 ( "MSS") consists of measured values of a reference measuring device ⁇ that determines the particle loading in the exhaust stream independently of the electrostatic particle sensor.
  • the vehicle comes to a stop and the internal combustion engine is switched off.
  • the reference ⁇ meter detects no more particle flow, the curve 300 goes back to zero.
  • curve 100 shows a clear peak at about 1400 seconds.
  • This shut-off peak is a kind of artifact of the electrostatic particle sensor, which however is used according to the invention for checking the function of the sensor.
  • a relatively high switch-off peak was detected.
  • a moderate to high amount was determined in the exhaust stream. This high soot loading of the exhaust gas has led to a relatively thick layer of soot deposited on the electrodes of the sensor, which caused the Abschaltpeak after switching off the internal combustion engine.

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Abstract

Verfahren zur Überprüfung der Funktion eines elektrostatischen Partikelsensors (9) zur Sensierung von Rußpartikeln in Abgasen einer Brennkraftmaschine (3), wobei der Partikelsensor (9) eine erste Elektrode (13) und eine zweite Elektrode (15) aufweist, wobei zwischen den Elektroden (13, 15) ein von dem Abgas durchströmter Spalt (17) vorgesehen ist und die Elektroden (13, ) eine Potentialdifferenz aufweisen, wobei sich an den Elektroden (13, 15) Rußpartikel anlagern und sich nach einer von einer Vorbeladung der Elektroden (13) mit Rußpartikeln ab- hängigen Verweilzeit zu der jeweils anderen Elektrode (15, 13) bewegen, so dass ein Stromfluss erzeugt wird, der als Sensorstrom als Maß für die Rußmenge im Abgasstrom gemessen wird, wobei zur Überprüfung der Funktion des Partikelsensors (9) ermittelt wird, ob nach einem Abschalten der Brennkraftmaschine (3) kurzzeitig ein erhöhter Sensorstrom in Form eines Peaks gemessen wird.

Description

Beschreibung
Verfahren zur Überprüfung der Funktion eines elektrostatischen Partikelsensors
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überprüfung der Funktion eines elektrostatischen Partikelsensors, insbesondere eines elektrostatischen Partikelsensors zum Sensieren von Rußpartikeln in Abgasen einer Brennkraftmaschine, wie sie in Kraftfahrzeugen hinter dem Partikelfilter eingesetzt werden . Sie betrifft ferner ein Computerprogrammprodukt.
Es gibt derzeit verschiedene Konzepte für Rußsensoren, die im Abgastrakt von Fahrzeugen beispielsweise die Funktion eines Partikelfilters überwachen und somit zur Reduzierung von
Emissionen beitragen sollen. Beispielsweise sind elektrosta¬ tische Partikelsensoren bekannt, bei denen sich Rußpartikel in einem von zumindest zwei Elektroden erzeugten elektrischen Feld bewegen und ihr Auftreffen auf eine der Elektroden als Stromfluss gemessen wird.
Ein derartiger elektrostatischer Partikelsensor ist beispielsweise aus der DE 10 2005 039 915 AI bekannt. Bei einem abgewandelten Konzept dieses elektrostatischen
Partikelsensors durchströmt das Abgas einen Spalt zwischen einer zylindrischen inneren Elektrode und einer ebenfalls zylind¬ rischen äußeren Mantelelektrode, die die innere Elektrode koaxial umgibt. Die innere Elektrode liegt dabei auf einem Potenzial von beispielsweise 1000 V, während die äußere Elektrode auf Masse liegt. Sich durch den Spalt bewegende Rußpartikel lagern sich zunächst an der inneren Elektrode an, auf der dadurch einer Schicht aus Rußpartikeln aufwächst. Ist diese Schicht dick genug, sodass eine kritische Distanz zur äußeren Mantelelektrode unterschritten wird, so reißen die Rußpartikel aufgrund der elektrostatischen Kräfte ab und bewegen sich zur Mantelelektrode, wodurch ein Stromfluss zwischen den beiden Elektroden erfolgt, der als Sensorstrom als Maß für im Abgas befindliches Ruß gemessen wird.
Bei diesem Sensortyp ist problematisch, dass derzeit keine zufriedenstellende Möglichkeit zur Diagnose der Kennlinie des Sensors im realen Messbetrieb besteht. Somit kann ein Mess¬ ergebnis des Sensors derzeit nicht ausreichend plausibilisiert werden .
Es ist somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Überprüfung der Funktion eines derartigen elektrostatischen Partikelsensors anzugeben.
Diese Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs .
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur
Überprüfung der Funktion eines elektrostatischen Partikelsensors zur Sensierung von Rußpartikeln in Abgasen einer Brennkraftmaschine angegeben, wobei der Partikelsensor eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode aufweist, wobei zwischen den Elektroden ein von dem Abgas durchströmter Spalt vorgesehen ist und die Elektroden eine Potenzialdifferenz aufweisen. An den Elektroden lagern sich Rußpartikel an und bewegen sich nach einer von einer vor Beladung der Elektroden mit Rußpartikeln abhängigen Verweilzeit zu der jeweils anderen Elektrode, sodass ein Stromfluss erzeugt wird, der als Sen- sorstrom als Maß für die Rußmenge im Abgasstrom gemessen wird.
Zur Überprüfung der Funktion des Partikelsensors wird ermittelt, ob nach einem Abschalten der Brennkraftmaschine kurzzeitig ein erhöhter Sensorstrom in Form eines Peaks gemessen wird.
Dabei wird unter einem kurzzeitig erhöhten Sensorstrom ein Sensorstrom verstanden, der für eine Dauer von beispielsweise einigen Sekunden deutlich gegenüber im Normalbetrieb auftre- tenden Strömen erhöht ist. Beispielsweise kann der Sensorstrom auf das Doppelte oder auch auf das Zehnfache von im Normalbetrieb auftretenden Strömen erhöht sein. Wie sich herausgestellt hat, tritt beim Abschalten der
Brennkraftmaschine bei dem beschriebenen Sensortyp ein der¬ artiger Peak auf, es sei denn, vor dem Abschalten der Brennkraftmaschine war für eine gewisse Zeit kein Ruß im Abgas vorhanden. Eine Erklärung für das Auftreten dieses „Ab- schaltpeaks" ist, dass durch die sich abrupt auf null ändernde Strömungsgeschwindigkeit im Sensor die Partikelanlagerungen aus dem Gleichgewicht kommen, größere Mengen von Partikeln gelöst werden und sich zur anderen Elektrode bewegen, sodass ein Stromfluss registriert wird.
Dieser Vorgang kann zur Plausibilisierung der Messwerte eines elektrostatischen Partikelsensors bzw. zur Überprüfung seiner Funktion genutzt werden. Das hat den Vorteil, dass eine Mög¬ lichkeit zur Verfügung steht, zumindest in vielen Fällen die Messergebnisse des Sensors zu plausibilisieren .
Dazu kann insbesondere eine Höhe des Peaks und/oder ein Flä¬ cheninhalt des Peaks zur Überprüfung der Funktion des Parti¬ kelsensors ermittelt werden. Als Höhe des Peaks kann insbesondere der erreichte Maximalwert verwendet werden. Der Flächeninhalt des Peaks ist als das Integral über den Peak definiert.
Wie sich herausgestellt hat, sind sowohl die Höhe des Peaks als auch sein Flächeninhalt geeignet, um vorangegangene Messer- gebnisse des Partikelsensors zu plausibilisieren. Dies kann insbesondere in der im Folgenden beschriebenen Weise erfolgen:
Gemäß einer Ausführungsform werden Messwerte des Partikelsensors in einem Zeitraum At vor dem Abschalten der Brennkraftmaschine anhand der ermittelten Höhe und oder des Flächeninhalts des Peaks plausibilisiert , wobei Messwerte des Partikelsenders als plausibel angesehen werden, wenn im Zeitraum At kein Ruß im Abgasstrom ermittelt wurde und kein erhöhter Sensorstrom in Form eines Peaks gemessen wird. In diesem ersten Fall wird davon ausgegangen, dass tatsächlich keine Rußbeladung vorgelegen hat, so dass sich auch keine Rußbeladung des Sensors bilden konnte, die den Abschaltpeak hätte hervorrufen können.
Ferner werden Messwerte des Partikelsensors als plausibel angesehen, wenn im Zeitraum At eine geringe Rußmenge im Abgasstrom ermittelt wurde und ein erhöhter Sensorstrom in Form eines verhältnismäßig kleinen Peaks gemessen wird. Dieser zweite Fall bezieht sich auf Situationen, in denen nur eine geringe Beladung des Abgasstroms vorliegt. Häufig ist der Partikelsensor bei derartigen geringen Konzentrationen nicht zuverlässig messbereit. Ein feststellbarer, j edoch kleiner Abschaltpeak kann in diesem Falle darauf hinweisen, dass die vorher ermittelten geringen Rußmengen plausibel sind.
Ferner werden Messwerte des Partikelsensors als plausibel angesehen, wenn im Zeitraum At eine hohe Rußmenge im Abgasstrom ermittelt wurde und ein erhöhter Sensorstrom in Form eines verhältnismäßig hohen Peaks gemessen wird . In diesem dritten Fall liegt eine hohe Rußbeladung des Abgasstroms vor, so das sich auch eine große Menge Ruß auf den Elektroden des Sensors angesammelt und ein deutlicher Abschaltpeak erzeugt wird. Dieses Vorgehen hat den Vorteil, dass in vielen typischen
Situationen die Messwerte des Partikelsensors auf einfache Weise plausibilisiert werden können.
Es kann vorgesehen sein, bei einem wiederholten Auftreten nicht plausibler Messwerte eine Überprüfung der Funktionsfähigkeit des Partikelsensors vorzuschlagen.
Gemäß einer Ausführungsform wird ein defekter Partikelfilter angenommen, falls im Zeitraum At keinen Ruß oder nur eine geringe Menge Ruß im Abgasstrom ermittelt wurde und ein erhöhter
Sensorstrom in Form eines verhältnismäßig hohen Peaks gemessen wird . Wie bereits oben erwähnt, sind die Messergebnisse des Parti¬ kelsensors bei geringen Konzentrationen nicht immer verlässlich bzw. der Sensor nicht immer zuverlässig messbereit. Werden lediglich geringe Konzentrationen im Zeitraum At gemessen, denen dann aber ein hoher Abschaltpeak gegenübersteht, könnte dies darauf hindeuten, dass in dem Zeitraum At fälschlicherweise eine geringe Rußkonzentration gemessen wurde, während in Wahrheit eine höhere Rußbeladung vorlag. Dies könnte wiederum auf einen defekten Partikelfilter hinweisen.
Dieses Vorgehen hat den Vorteil, dass sich bei sehr geringen Rußkonzentrationen eine Möglichkeit der Unterscheidung zwischen einem komplett intakten Partikelfilter und einem leicht beschädigten Filter ergibt.
Gemäß einer Ausführungsform wird die Überprüfung der Funktion des Partikelsensors bei jedem Abschalten der Brennkraftmaschine durchgeführt. Alternativ kann die Überprüfung der Funktion des Partikelsensors auch in regelmäßigen Abständen erfolgen, wobei die Abstände beispielsweise regelmäßige zeitliche Abstände sein können oder regelmäßig nach einer bestimmten Menge gefahrener Kilometer eine Überprüfung der Funktion des Partikelsensors durchgeführt werden kann. Dieses Vorgehen hat den Vorteil, dass eine regelmäßige Über¬ prüfung der Funktion des Partikelsensors stattfindet, so dass die Funktion eines Partikelfilters, der mittels des Partikelsensors überwacht wird, verlässlich stattfinden kann. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Computerprogrammprodukt angegeben aufweisend ein computerlesbares Medium und auf dem Computer lesbaren Medium abgespeicherter Programmcode, der, wenn er auf einer Recheneinheit ausgeführt wird, die Recheneinheit anleitet, das beschriebene Verfahren auszuführen. Bei der Recheneinheit kann es sich insbesondere um ein Sen¬ sorsteuergerät oder ein Steuergerät der Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs handeln. Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen: schematisch ein Kraftfahrzeug mit einem elektro¬ statischen Partikelsensor, auf den sich die Erfindung bezieht ;
Figur 2 schematisch einen Querschnitt durch den Partikelsensor gemäß Figur 1 und
Figur 3 beispielhaft Messergebnisse unter anderem des
elektrostatischen Partikelsensors gemäß Figur 2 zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Überprüfung der Funktion des elektrostatischen Partikelsensors gemäß Figur 2.
Das Kraftfahrzeug 1 gemäß Figur 1 weist eine Brennkraftmaschine 3 auf, die als Dieselmotor ausgebildet ist. Der Brennkraft¬ maschine 3 ist ein Abgastrakt 5 zugeordnet, über den ein Ab¬ gasstrom der Brennkraftmaschine 3 abgeführt wird. In dem Ab¬ gastrakt 5 ist ein Partikelfilter 7 zur Reinigung des Abgases angeordnet, sowie ein dem Partikelfilter nachgeschalteter elektrostatischer Partikelsensor 9.
Ein Motorsteuergerät 11 ist über Signalleitungen sowohl mit der Brennkraftmaschine 3 als auch mit dem elektrostatischen Partikelsensor 9 verbunden.
Der Partikelsensor 9 hat insbesondere die Aufgabe, die Funktion des Partikelfilters 7 zu überwachen. In nicht gezeigten Aus¬ führungsformen kann ein derartiger Partikelsensor 9 auch vor dem Partikelfilter 7 angeordnet sein oder es sind zwei Parti- kelsensoren 9 vorgesehen, von denen einer vor und einer hinter dem Partikelfilter 7 angeordnet ist.
Um die Funktion des Partikelfilters 7 zu überprüfen, misst der Partikelsensor 9 die Beladung des Abgasstroms mit Rußpartikeln. Dazu ist er wie in Figur 2 gezeigt aufgebaut.
Figur 2 zeigt einen Querschnitt durch Teile eines Partikelsensors 9, der als elektrostatischer Partikelsensor ausgebildet ist und im Wesentlichen die Form eines Zylinderkondensators aufweist.
Der elektrostatische Partikelsensor 9 weist eine zylinderförmige innere Elektrode 13 sowie eine äußere Mantelelektrode 15 auf, die ebenfalls zylinderförmig ausgebildet ist. Die innere Elektrode 13 und die Mantelelektrode 15 sind koaxial zu der Längsachse 14 angeordnet. Zwischen der inneren Elektrode 13 und der Mante¬ lelektrode 15 ist ein Spalt 17 gebildet, der in der gezeigten Ausführungsform eine Breite d von 1,3 mm aufweist. Im Betrieb des Partikelsensors 9 wird eine Potentialdifferenz zwischen der inneren Elektrode 13 und der Mantelelektrode 15 durch Anlegen einer Spannung von beispielsweise 1000 Volt an die innere Elektrode 13 erzeugt. Die Mantelelektrode 15 liegt auf Masse .
Im Betrieb durchstreicht der Abgasstrom den Spalt 17 zwischen den Elektroden 13, 15. Negativ bzw. positiv geladene Rußpartikel setzen sich dabei aus dem Abgasstrom auf der inneren Elektrode 13 bzw. der Mantelelektrode 15 ab. Dadurch wachsen im Laufe der Betriebszeit des Partikelsensors 9 Schichten 19 bzw. 20 aus
Rußpartikeln auf den Elektroden 13, 15 auf, wobei die Schichten im Wesentlichen aus einzelnen Dendriten bestehen.
Aufgrund des im Spalt 17 anliegenden radialen elektrischen Feldes bewegen sich positiv geladene Rußteilchen aus der Schicht 19 zur äußeren Mantelelektrode 15 hin, falls sie der Mantelelektrode 15 nahe genug kommen. Dies ist dann der Fall, wenn sie die kritische Distanz do zu der Mantelelektrode 15 unterschreiten, d.h. wenn die Dicke der Schicht 19 lokal den Betrag d - do überschreitet. Die kritische Distanz do ist in der Figur 2 durch die gestrichelte Kreislinie 21 angedeutet. Falls diese Distanz unterschritten wird, können Rußpartikel aus der Schicht 19 abreißen und sich zur äußeren Mantelelektrode 15 bewegen, wo sie einen Stromfluss auslösen, der durch das Strommessgerät 23 gemessen werden kann.
Umgekehrt reißen auch Partikel aus der Schicht 20 ab und bewegen sich zur inneren Elektrode 13, wenn die Dicke der Schicht 20 lokal derart groß geworden ist, dass die Partikel die Entfernung do zur inneren Elektrode 13 unterschreiten.
In der schematischen Darstellung in Figur 2 sind die Größenverhältnisse nicht maßstäblich dargestellt. Während d, wie bereits angegeben, typischerweise im Millimeterbereich liegt, liegt do ebenfalls in dieser Größenordnung. Die Dicke der aufwachsenden Schichten 19, 20 liegt im Mikrometerbereich, typischerweise bei wenigen Mikrometern. Wie sich herausgestellt hat, reißen vermehrt Rußpartikel ab, wenn die Brennkraftmaschine 3 ausgeschaltet wird. Dies verursacht einen kurzzeitig besonders hohen Sensorstrom in Form eines Peaks . Dabei ist zu beachten, dass dieser Peak zwar einerseits „echt" ist, weil er durch real detektierte Rußpartikel verursacht wird, andererseits aber kein Maß für die Rußbeladung des Abgases zum Zeitpunkt seines Auftretens ist, sondern eine plötzliche Lösung über einen längeren Zeitraum akkumulierter Rußpartikel kennzeichnet. Insofern kann auch von einem Artefakt des Sensors gesprochen werden.
Dieses Verhalten des Partikelsensors 9 wird, wie im Folgenden anhand von Figur 3 beschrieben, zur Plausibilisierung der Messwerte des Partikelsensors 9 genutzt. Figur 3 zeigt eine beispielhafte Messung unter anderem des elektrostatischen Partikelsensors im Abgasstrang eines
Kraftfahrzeugs. Die Messergebnisse des elektrostatischen Partikelsensors ("SootValue") sind als Kurve 100 aufgetragen. Die Kurve 200 zeigt die Geschwindigkeit des Fahrzeugs. Die dritte Kurve 300 ("MSS") besteht aus Messwerten eines Referenzmess¬ gerätes, das die Partikelbeladung im Abgasstrom unabhängig von dem elektrostatischen Partikelsensor ermittelt.
Zum Zeitpunkt um 1390 Sekunden herum kommt das Fahrzeug zum Stehen und die Brennkraftmaschine wird abgeschaltet. Das Referenz¬ messgerät detektiert keinen Partikelfluss mehr, die Kurve 300 geht auf null zurück. Die Kurve 100 zeigt jedoch einen deutlichen Peak bei etwa 1400 Sekunden. Dieser Abschaltpeak ist eine Art Artefakt des elektrostatischen Partikelsensors, das jedoch erfindungsgemäß zur Überprüfung der Funktion des Sensors genutzt wird . Im vorliegenden Messbeispiel wurde ein verhältnismäßig hoher Abschaltpeak festgestellt. In dem dargestellten Zeitraum von 100 Sekunden vor Auftreten des Abschaltpeaks wurde eine mäßige bis hohe Menge im Abgasstrom ermittelt. Diese hohe Rußbeladung des Abgases hat dazu geführt, dass sich eine verhältnismäßig dicke Rußschicht auf den Elektroden des Sensors absetzte, die nach dem Abschalten der Brennkraftmaschine den Abschaltpeak hervorrief.
Aufgrund des hohen Abschaltpeaks würde man in der vorliegenden Beispielmessung davon ausgehen, dass die zuvor gemessenen verhältnismäßig hohen Rußmengen im Abgasstrom plausibel sind und der elektrostatische Partikelsensor verlässlich ist.

Claims

Verfahren zur Überprüfung der Funktion eines elektrostatischen Partikelsensors (9) zur Sensierung von Rußpartikeln in Abgasen einer Brennkraftmaschine (3) , wobei der Partikelsensor (9) eine erste Elektrode (13) und eine zweite Elektrode (15) aufweist, wobei zwischen den Elektroden (13, 15) ein von dem Abgas durchströmter Spalt
(17) vorgesehen ist und die Elektroden (13, 15) eine Potentialdifferenz aufweisen, wobei sich an den Elektroden
(13, 15) Rußpartikel anlagern und sich nach einer von einer Vorbeladung der Elektroden (13) mit Rußpartikeln abhängigen Verweilzeit zu der jeweils anderen Elektrode (15, 13) bewegen, so dass ein Stromfluss erzeugt wird, der als Sensorstrom als Maß für die Rußmenge im Abgasstrom gemessen wird,
wobei zur Überprüfung der Funktion des Partikelsensors (9) ermittelt wird, ob nach einem Abschalten der Brennkraftmaschine (3) kurzzeitig ein erhöhter Sensorstrom in Form eines Peaks gemessen wird.
Verfahren nach Anspruch 1,
wobei eine Höhe des Peaks und/oder ein Flächeninhalt des Peaks zur Überprüfung der Funktion des Partikelsensors (9) ermittelt werden.
Verfahren nach Anspruch 2,
wobei Messwerte des Partikelsensors (9) in einem Zeitraum At vor dem Abschalten der Brennkraftmaschine (3) anhand der ermittelten Höhe und/oder des Flächeninhalts des Peaks plausibilisiert werden, wobei Messwerte des Parti¬ kelsensors (9) als plausibel angesehen werden, wenn
- im Zeitraum At kein Ruß im Abgasstrom ermittelt wurde und kein erhöhter Sensorstrom in Form eines Peaks gemessen wird;
- im Zeitraum At eine geringe Rußmenge im Abgasstrom ermittelt wurde und ein erhöhter Sensorstrom in Form eines verhältnismäßig kleinen Peaks gemessen wird oder - im Zeitraum At eine hohe Rußmenge im Abgasstrom ermittelt wurde und ein erhöhter Sensorstrom in Form eines verhältnismäßig hohen Peaks gemessen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
wobei falls im Zeitraum At kein Ruß oder eine geringe Rußmenge im Abgasstrom ermittelt wurde und ein erhöhter Sensorstrom in Form eines verhältnismäßig hohen Peaks gemessen wird, ein defekter Partikelfilter (7) angenommen wird .
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
wobei die Überprüfung der Funktion des Partikelsensors (9) bei jedem Abschalten der Brennkraftmaschine (3) durch¬ geführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
wobei die Überprüfung der Funktion des Partikelsensors (9) in regelmäßigen Abständen durchgeführt wird.
Computerprogrammprodukt aufweisend ein computerlesbares Medium und auf dem computerlesbaren Medium abgespeicherten Programmcode, der, wenn er auf einer Recheneinheit (11) ausgeführt wird, die Recheneinheit (11) anleitet, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 auszuführen.
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