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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur fahrzeugeigenen Funktionsdiagnose
eines Rußsensors in einem Kraftfahrzeug und/oder zur Erkennung
von weiteren Bestandteilen im Ruß und einen Rußsensor,
betrieben nach diesem Verfahren, sowie eine in einem Kraftfahrzeug
mit einer Brennkraftmaschine fest installierte Auswerteschaltung
zur fahrzeugeigenen Funktionsdiagnose eines Rußsensors.
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Die
Anreicherung der Atmosphäre mit Schadstoffen aus Abgasen
wird derzeit viel diskutiert. Damit verbunden ist die Tatsache,
dass die Verfügbarkeit fossiler Energieträger
begrenzt ist. Als Reaktion darauf werden beispielsweise Verbrennungsprozesse
in Brennkraftmaschinen thermodynamisch optimiert, so dass deren
Wirkungsgrad verbessert wird. Im Kraftfahrzeugbereich schlägt
sich dies in der zunehmenden Verwendung von Dieselmotoren nieder. Der
Nachteil dieser Verbrennungstechnik ist gegenüber optimierten
Otto-Motoren jedoch ein deutlich erhöhter Ausstoß von
Ruß. Der Ruß ist besonders durch die Anlagerung
polyzyklischer Aromate stark krebserregend, worauf in verschiedenen
Vorschriften bereits reagiert wurde. So wurden beispielsweise Abgas-Emissionsnormen
mit Höchstgrenzen für die Rußemission
erlassen. Daher besteht die Notwendigkeit preisgünstige
Sensoren anzugeben, die den Rußgehalt im Abgasstrom von
Kraftfahrzeugen zuverlässig messen.
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Der
Einsatz derartiger Rußsensoren dient der Messung des aktuell
ausgestoßenen Rußes, damit dem Motormanagement
in einem Automobil in einer aktuellen Fahrsituation Informationen
zukommen, um mit regelungstechnischen Anpassungen die Emissionswerte
zu reduzieren. Darüber hinaus kann mit Hilfe der Rußsensoren
eine aktive Abgasreinigung durch Abgas-Rußfilter eingeleitet
werden oder eine Abgasrückführung zur Brennkraftmaschine
erfolgen. Im Falle der Rußfilterung werden regenerierbare
Filter verwendet, die einen wesentlichen Teil des Rußgehaltes
aus dem Abgas herausfiltern. Benötigt werden Rußsensoren
für die Detektion von Ruß, um die Funktion der
Rußfilter zu überwachen bzw. um deren Regenerationszyklen
zu steuern.
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Dazu
kann dem Rußfilter, der auch als Dieselpartikelfilter bezeichnet
wird, ein Rußsensor vorgeschaltet sein und/oder ein Rußsensor
nachgeschaltet sein.
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Der
dem Dieselpartikelfilter vorgeschaltete Sensor dient zur Erhöhung
der Systemsicherheit und zur Sicherstellung eines Betriebes des
Dieselpartikelfilters unter optimalen Bedingungen. Da dies in hohem
Maße von der im Dieselpartikelfilter eingelagerten Rußmasse
abhängt, ist eine genaue Messung der Partikelkonzentration
vor dem Dieselpartikelfiltersystem, insbesondere die Ermittlung
einer hohen Partikelkonzentration vor dem Dieselpartikelfilter,
von hoher Bedeutung.
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Ein
dem Dieselpartikelfilter nachgeschalteter Sensor bietet die Möglichkeit,
eine fahrzeugeigene Diagnose vorzunehmen und dient ferner der Sicherstellung
des korrekten Betriebes der Abgasnachbehandlungsanlage.
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Im
Stand der Technik hat es verschiedene Ansätze zur Detektion
von Ruß gegeben. Ein in Laboratorien weithin verfolgter
Ansatz besteht in der Verwendung der Lichtstreuung durch die Rußpartikel.
Diese Vorgehensweise eignet sich für aufwändige
Messgeräte. Wenn versucht wird, dies auch als mobiles Sensorsystem
im Abgas einzusetzen, muss festgestellt werden, dass Ansätze
zur Realisierung eines optischen Sensors in einem Kraftfahrzeug
mit hohen Kosten verbunden sind. Weiterhin bestehen ungelöste
Probleme bezüglich der Verschmutzung der benötigten
optischen Fenster durch Verbrennungsabgase.
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Die
deutschen Offenlegungsschrift
DE 199 59 871 A1 offenbart einen Sensor und
Betriebsverfahren für den Sensor, wobei beide auf thermischen Betrachtungen
basieren. Der Sensor besteht aus einem offenen porösen
Formkörper wie beispielsweise einer wabenförmigen
Keramik, einem Heizelement und einem Temperaturfühler.
Wird der Sensor mit einem Messgasvolumen in Verbindung gebracht,
so lagert sich Ruß darauf ab. Zur Messung wird der in einem
Zeitraum abgelagerte Ruß mit Hilfe des Heizelementes zum
Zünden gebracht und verbrannt. Die bei der Verbrennung
entstehende Temperaturerhöhung wird gemessen.
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Derzeit
sind Partikelsensoren für leitfähige Partikel
bekannt, bei denen zwei oder mehrere metallische Elektroden vorgesehen
sind, die kammartig ineinandergreifende Elektroden aufweisen. Rußpartikel,
die sich auf diesen Sensorstrukturen ablagern, schließen
die Elektroden kurz und verändern damit die Impedanz der
Elektrodenstruktur. Mit steigender Partikelkonzentration auf der
Sensorfläche wird auf diese Weise ein abnehmender Widerstand
bzw. ein zunehmender Strom bei konstanter angelegter Spannung zwischen
den Elektroden messbar. Ein derartiger Rußsensor wird zum
Beispiel in der
DE
10 2004 028 997 A1 offenbart.
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Die
kammartige Elektrodenstruktur dieser Rußsensoren wird in
der Regel aus dünnen nebeneinander liegenden Leiterbahnen
gebildet. Die Leiterbahnen haben z. B. einen Abstand von 10 μm
voneinander. Neben der gewünschten Widerstandsänderung
des Rußsensors durch eine Rußbeladung der Kammstruktur
kann sich der Widerstand des Rußsensors auch durch ungewollte
Kurzschlüsse ändern. Diese ungewollten Kurzschlusse
können z. B. durch eine zerkratzte oder partiell abgelöste
Elektrode hervorgerufen werden. Der gemessene Widerstandswert des
Rußsensors würde durch diese ungewollten Kurzschlüsse
verfälscht werden, was nur durch eine regelmäßige
Funktionsdiagnose des Rußsensors festgestellt werden kann.
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Die
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Funktionsdiagnose
eines Rußsensors und/oder zur Erkennung von weiteren Bestandteilen im
Ruß anzugeben, mit welchem auf kostengünstige Art
und Weise ein fehlerhafter Rußsensor und/oder weiteren
Bestandteile im Ruß erkannt werden können.
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Die
Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche
gelöst.
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Dadurch,
dass der Rußsensor mit einer im Kraftfahrzeug fest installierten
Auswerteschaltung elektrisch verbunden ist, wobei die Auswerteschaltung
den Temperaturkoeffizienten des Rußsensors misst und die
Fehlerhaftigkeit des Rußsensors anhand des Temperaturkoeffizienten
erkennt, ist eine regelmäßige Überwachung
des Rußsensors möglich. Das Kraftfahrzeug muss
zur Überwachung des Rußsensors nicht in eine Fachwerkstatt
gebracht werden, und dennoch kann die Funktion des Rußsensors
fast lückenlos überwacht werden. Darüber hinaus
können anhand des Temperaturkoeffizienten des Rußsensors
auch weitere Bestandteile des Rußes erkannt werden. Wenn
im Ruß zum Beispiel Wasser, Kohlenwasserstoffe, Motoröl,
metallischer Abrieb und/oder Ascheanteile aus verbrannten Additiven
vorhanden sind, wird dies eine charakteristische Änderung
des Temperaturkoeffizienten des Rußsensors zur Folge haben.
Daher kann mit Hilfe des Temperaturkoeffizienten des Rußsensors
das Vorhandensein solcher Bestandteile im Ruß erkannt werden.
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Bei
einer Weiterbildung der Erfindung erkennt die Auswerteschaltung
die Fehlerhaftigkeit des Rußsensors und/oder das Vorhandensein
von weiteren Bestandteilen im Ruß, wenn von der Auswerteschaltung
ein größerer Temperaturkoeffizient als der eines
fehlerfreien Rußsensors gemessen wird.
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Der
Widerstandswert eines Stoffes wird durch Temperaturänderungen
beeinflusst. Durch den Stromfluss selbst wird im Widerstand ein
Energieumsatz erzeugt. Die gerichtete Elektronenbewegung des elektrischen
Stroms tritt in Wechselwirkung mit der im Widerstand ungerichteten
Bewegung aller Teilchen, die durch die brownsche Molekularbewegung
beschrieben wird. Dadurch erwärmt sich der Widerstand.
Als Folge nimmt die brownsche Molekularbewegung zu und behindert
den gerichteten Stromfluss noch mehr. Der Widerstandswert nimmt mit
steigender Temperatur zu. Dieser Vorgang ist bei allen Metallen
zu beobachten. Metalle sind im kalten Zustand bessere Stromleiter.
Metalle sind damit typische Kaltleiter und Kaltleiter besitzen einen
positiven Temperaturkoeffizienten. Beispiele für den Temperaturkoeffizienten α einiger
Metalle bei 20°C sind: Kupfer α =
3,9·10–3
[K–1]
Silber α = 3,8·10–3
[K–1]
Eisen α = 5,0·10–3
[K–1]
Platin α = 3,88·10–3
[K–1]
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Kohlenstoff
leitet bei einer Temperaturerhöhung besser als in der Kälte.
Die Bindung der Valenzelektronen an die Atomkerne wird durch Wärmeenergiezufuhr
aufgebrochen. Dabei entsteht jeweils ein freies Elektron und ein
Defektelektron oder Elektronenloch. Das Elektronenloch trägt
eine positive Ladungseinheit. Das Elektron-Loch-Paar unterstützt
die Stromleitung bei angelegter elektrischer Spannung. Die Paarbildung
und ihre Rekombination zum ungeladenen Atom bilden ein dynamisches
Gleichgewicht. Mit steigender Temperatur wird die Elektron-Loch-Paarbildung
erleichtert und die Leitfähigkeit wird größer,
d. h. der Widerstand wird kleiner. Kohlenstoff und Halbleiter zählen
zu den Heißleitern und sie besitzen einen negativen Temperaturkoeffizienten.
Kohlenstoff besitzt beispielsweise den Temperaturkoeffizienten α bei
20°C: α = –0,5·10–3
[K–1]
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Die
Messelektroden des Rußsensors weisen eine Kammstruktur
mit sehr kleinen Elektrodenabständen (z. B. 10 μm)
auf. Liegt ein Kurzschluss in der Elektrodenstruktur und damit ein
fehlerhafter Rußsensor vor, so zeigt sich ein positiver
Temperaturkoeffizient, da die Leitfähigkeit von dem Strom über
den metallischen Kurzschluss dominiert wird.
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Wenn
kein metallischer Kurzschluss existiert und somit ein fehlerfreier
Rußsensor vorliegt, wird die Leitfähigkeit von
der auf den Elektroden abgelagerten Rußschicht dominiert.
Ruß besteht in erster Linie aus Kohlenstoff und ist damit
ein typischer Heißleiter. Für einen intakten Rußsensor
wird sich daher ein negativer Temperaturkoeffizient zeigen. Eine
Unterscheidung zwischen einem fehlerhaften und einem fehlerfreien
Rußsensor ist somit problemlos möglich, wenn von
der Auswerteschaltung ein größerer Temperaturkoeffizient
als der eines fehlerfreien Rußsensors gemessen wird.
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Bei
einer nächsten Weiterbildung der Erfindung ist der Temperaturkoeffizient
des fehlerfreien Rußsensors in einem elektronischen Speicher
der Auswerteschaltung abgelegt. Derartige elektronische Speicher
sind sehr leicht auf einem integrierten Schaltkreis mit herstellbar.
Bei einer ersten Inbetriebnahme eines neuwertigen und damit fehlerfreien Rußsensors
kann die Auswerteschaltung den Temperaturkoeffizienten des fehlerfreien
Rußsensors bestimmen und in dem Speicher ablegen. Alternativ kann
der Temperaturkoeffizient des fehlerfreien Rußsensors vor
dem Einbau des Rußsensors außerhalb des Fahrzeuges
bestimmt werden und von außen in den in der Auswerteschaltung
integrierten elektronischen Speicher geschrieben werden.
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Wenn
der Temperaturkoeffizient des Rußsensors bei abgeschalteter
Brennkraftmaschine gemessen wird, enthält das Messergebnis
keine Verfälschungen durch während der Messung
neu abgelagerte Rußpartikel.
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Im
Folgenden wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die
begleitenden Zeichnungen anhand einer bevorzugten Ausführungsform
erläutert. Diese Ausführungsform umfasst einen
Rußsensor für den Einsatz in einem Kraftfahrzeug.
Es zeigen:
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1:
einen Rußsensor,
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2:
die Wirkungsweise des Rußsensors,
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3:
die in einem Kraftfahrzeug fest installierte Auswerteschaltung zur
fahrzeugeigenen Funktionsdiagnose des Rußsensors,
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4:
ein Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine.
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1 zeigt
einen Rußsensor 10, der aus einem Formkörper 1,
einem hier nicht dargestellten Heizelement sowie einer Struktur
aus Messelektroden 3 aufgebaut ist. Der Formkörper 1 kann
aus einem Keramikmaterial hergestellt sein, oder aus einem anderen
Material, das elektrisch isolierende Eigenschaften aufweist und
der Abbrandtemperatur von Ruß problemlos standhält.
Um den Rußsensor 10 von Ruß freizubrennen
wird der Rußsensor 10 typischer Weise mit Hilfe
einer elektrischen Widerstandsheizung auf Temperaturen zwischen
500 und 800°C erhitzt. Diese Temperaturen muss der elektrisch
isolierende Formkörper 1 ohne Beschädigungen
vertragen. Die Struktur der Messelektroden 3 ist hier beispielhaft
als kammartige Struktur ausgebildet, wobei zwischen zwei Messelektroden
immer ein elektrisch isolierender Bereich des Formkörpers 1 zu erkennen
ist. Der Stromfluss zwischen den Elektrodenstrukturen wird mit Hilfe
eines Strommesselementes 7 gemessen. Solange der Rußsensor 10 völlig
frei von Rußpartikeln 4 ist, wird durch das Strommesselement 7 kein
Gleichstrom messbar sein, da zwischen den Messelektroden 3 immer
ein Bereich des Formkörpers 1 vorhanden ist, der
elektrisch isolierend wirkt und der nicht von Rußpartikeln 4 überbrückt
wird. Weiterhin zeigt 1 einen Temperatursensor 11 als
Bestandteil des Rußsensors 10 mit einer Temperaturauswerteelektronik 12,
die zur Überwachung der im Rußsensor 10 herrschenden
Temperatur vor allem beim Abbrand der Rußbeladung auf dem
Rußsensor 10 dient.
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2 zeigt
nun die Wirkungsweise des Rußsensors 10. Hier
ist der Rußsensor 10 in einem Abgasrohr 5 angeordnet,
durch das ein mit Rußpartikeln 4 beladener Abgasstrom 6 geleitet
wird. Der Abgasstrom 6 kann neben den Rußpartikeln 4 auch
noch weitere Bestandteile wie zum Beispiel Wasser 23, Kohlenwasserstoffe 24,
Motoröl und/oder Ascheanteile aus verbrannten Additiven
enthalten. Die Strömungsrichtung des Abgasstromes 6 wird
durch den Pfeil angedeutet. Die Aufgabe des Rußsensors 10 ist es
nun, die Konzentration der Rußpartikel 4 im Abgasstrom 6 zu
messen. Dazu ist der Rußsensor 10 so im Abgasrohr 5 angeordnet,
dass die Struktur aus Messelektroden 3, dem Abgasstrom 6 und
somit den Rußpartikeln 4 zugewandt ist. Aus dem
Abgasstrom 6 setzen sich Rußpartikel 4 sowohl
auf den Messelektroden 3 als auch in den Zwischenräumen
zwischen den Messelektroden 3 auf den isolierenden Bereichen
des Formkörpers 1 ab. Wenn sich genügend
Rußpartikel 4 auf den isolierenden Bereichen zwischen
die Messelektroden 3 abgesetzt haben, wird aufgrund der
Leitfähigkeit der Rußpartikel 4 ein Gleichstrom
zwischen den Messelektroden 3 fließen, der vom
Strommesselement 7 erfassbar ist. Die Rußpartikel überbrücken
somit die elektrisch isolierenden Zwischenräume zwischen
den Messelektroden 3. Auf diese Art und Weise kann mit
dem hier abgebildeten Rußsensor 10 die Beladung
des Abgasstromes 6 mit Rußpartikeln 4 gemessen
werden.
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Zudem
zeigt der Rußsensor 10 in 2 das Heizelement 2,
das mit dem Heizstromkreis 13 aus der Heizstromversorgung 8 mit
elektrischem Strom versorgt werden kann. Um den Rußsensor 10 auf
die Abbrandtemperatur der Rußpartikel 4 zu erhitzen, wird
der Heizstromschalter 9 geschlossen, womit sich das Heizelement 2 erwärmt
und somit der gesamte Rußsensor 10 erhitzt wird.
Darüber hinaus ist ein Temperatursensor 11 im
Rußsensor 10 integriert, der mit Hilfe der Temperaturauswerteelektronik 12 den
Vorgang des Aufheizens des Rußsensors 10und damit
den Abbrandvorgang der Rußpartikel 4 überwacht.
Das elektrische Heizelement 2 kann derart ausgebildet sein,
dass es gleichzeitig als Temperatursensor 11 verwendet
werden kann. Die Bestimmung des Temperaturkoeffizienten ist mit
dem auf dem Rußsensor 10 ohnehin vorhandenen elektrischen
Heizelement 2 dem Temperatursensor 11 problemlos
möglich. Das erfindungsgemäße Verfahren ist
daher besonders wirtschaftlich anwendbar, da nur die auf dem Rußsensor 10 ohnehin
vorhandenen konstruktiven Merkmale verwendet werden.
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Der
Temperaturkoeffizient des Rußsensors 10 kann beispielsweise
während jeder um Zwecke des Rußabbrandes von der
Elektrodenstruktur eingeleiteten Aufheizphase bestimmt werden. Es
kann aber auch zweckmäßig sein eine Temperaturänderung,
welche nicht der Regeneration des Rußsensors dient für
die Diagnose des Rußsensors 10 auf Fehlerfreiheit
zu verwenden. Eine solche Temperaturänderung kann allein
durch die Änderung der Abgasparameter verursacht werden
oder auch mit dem Heizelement 2 gesteuert werden, ohne
dass es zum Abbrand des Rußes kommt.
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Das
Strommesselement 7, die Temperaturauswerteelektronik 12 sowie
der Heizstromschalter 9 sind hier exemplarisch als diskrete
Bauteile dargestellt, selbstverständlich können
diese Bauteile Bestandteil einer mikroelektronischen Schaltung sein, die
beispielsweise in einem Steuergerät für den Rußsensor 10 integriert
ist.
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3 zeigt
die in einem Kraftfahrzeug 15 fest installierte Auswerteschaltung 13 zur
fahrzeugeigenen Funktionsdiagnose des Rußsensors 10 und/oder
zur Erkennung von weiteren Bestandteilen im Ruß. Der Rußsensor 10 weist
eine fingerartig ineinandergreifende Messelektrodenstruktur auf,
die bei einem intakten Rußsensor 10 keinerlei
metallische Kurzschlüsse aufweist. Auf und zwischen die Messelektroden 3 setzen
sich im Messbetrieb des Sensors Rußpartikel 4 ab,
die zu einem Stromfluss zwischen den Messelektroden 3 führen,
der als Maß für die Rußbeladung des Abgasstroms
dient. Ab einer bestimmten Menge abgelagerter Rußpartikel 4 auf
den Messelektroden 3 wird jedoch eine maximale Leitfähigkeit über
die Rußschicht erreicht, die auch bei einer weiteren Rußablagerung
nicht weiter vergrößert werden kann. Daher wird
der Rußsensor 10 ab einer bestimmen Menge abgelagerter
Rußpartikel ”blind” für eine
weitere Messung der Rußkonzentration im Abgas. Es ist nun
notwendig den Rußsensor 10 durch das Abbrennen
der Rußschicht auf den Messelektroden 3 zu regenerieren.
Dazu wird ein Heizstrom durch das Einschalten des Heizstromschalters 9 von
der Heizstromversorgung 8 zum Heizelement 2 geleitet.
Der Rußsensor 10 wird kontrolliert erwärmt. Die
Kontrolle der Erwärmung des Rußsensors 10 erfolgt
mit dem am oder im Rußsensor 10 ausgebildeten
Temperatursensor 11. Die Abhängigkeit des Rußsensorwiderstandes
oder dessen Leitfähigkeit (die Leitfähigkeit entspricht
dem Reziproken Widerstand) von der Temperatur am Rußsensor 10 kann
von der Auswerteschaltung 13 aufgezeichnet werden. Dies bildet
die Funktion des Widerstands des realen Rußsensors 10 von
seiner Temperatur. Die Funktion des Widerstands eines vollständig
intakten Rußsensors 10 von dessen Temperatur kann
im elektronischen Speicher 16 abgelegt sein. Diese Funktionen
beschrieben die Temperaturkoeffizienten des realen und des vollständig
intakten Rußsensors 10. Die deutlich unterschiedlichen
Temperaturkoeffizienten von intakten und defekten Rußsensoren
resultieren aus der Tatsachen, dass Kohlenstoff und damit Ruß ein
typischer Heißleiter ist und metallische Leiter typische
Kaltleiter sind. Die Funktion des Widerstands des Rußsensors 10 von
dessen Temperatur und damit sein Temperaturkoeffizient wird wesentlich
davon abhängen, ob ein metallischer Leitvorgang oder die Kohlenstoff/Ruß Leitung
dominiert. Nun ist es möglich den gemessenen Temperaturkoeffizienten
mit dem des intakten Rußsensors 10 zu vergleichen
und anhand dieses Vergleiches einen defekten Rußsensor 10 zu
erkennen.
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Der
Temperaturkoeffizient beschreibt die relative Änderung
einer physikalischen Größe in Abhängigkeit
von der Änderung der Temperatur gegenüber einer
Bezugstemperatur. Der Temperaturkoeffizient eines Widerstandes gibt
die Änderung des Widerstandswertes des Widerstandes in
Abhängigkeit von der Temperatur an und trägt die
Einheit K–1. Der Temperaturkoeffizient
wird auch als Temperaturbeiwert eines Widerstandes bezeichnet. Für
viele, insbesondere metallische Widerstandsmaterialien ist dieser
Temperaturkoeffizient positiv, wodurch sich mit einer Erhöhung
der angelegten Temperatur größere Widerstandswerte
ergeben. Im Falle des intakten Rußsensors 10 ist
der Temperaturkoeffizient jedoch negativ, weil sich der Widerstandswert
des intakten Rußsensors 10 maßgeblich
aus der hohen elektrischen Leitfähigkeit des erwärmten
Rußes zwischen den Messelektroden 3 herleitet.
Es sei hier deutlich darauf hingewiesen, dass die Erkennung der
Fehlerfreiheit des Rußsensors 10 mit Hilfe der
Messung seines Temperaturkoeffizienten einen wesentlichen Beitrag
zur Kontrolle und Einhaltung der geltenden Abgasvorschriften leisten
kann.
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In
der Auswerteschaltung 13 auf dem Mikrokontroler 20 existiert
ein elektronischer Speicher 16, in dem der Temperaturkoeffizient
eines fehlerfreien Rußsensors 10 abgelegt ist.
Der gemessene Temperaturkoeffizient des Rußsensors 10 kann
nun mit dem im elektronischen Speicher 16 abgelegten Temperaturkoeffizienten
eines fehlerfreien Rußsensors 10 verglichen werden.
Wenn der von der Auswerteschaltung 13 gemessene Temperaturkoeffizient
des Rußsensors 10 wesentlich größer
ist als der eines fehlerfreien Rußsensors 10,
erkennt die Auswerteschaltung 13 die Fehlerhaftigkeit des
Rußsensors 10. Ein entsprechendes Fehlersignal
kann dann an ein Motormanagement im Kraftfahrzeug gesendet werden,
wobei der Fahrer des Kraftfahrzeuges zum Austausch des Rußsensors 10 aufgefordert
wird und der Fehler in der On-Board-Diagnose-Einheit 22 des Kraftfahrzeuges
abgelegt wird.
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Zur
generellen Veranschaulichung des Gesamtsystems ist in 4 ein
Kraftfahrzeug 15 mit einer Brennkraftmaschine 14 dargestellt.
Die Brennkraftmaschine 14 führt den von ihr erzeugten
Abgasstrom 6 über ein Abgasrohr 5 ab.
Im Abgasrohr 5 ist ein Rußsensor 10 angeordnet,
der mit einer Auswerteschaltung 13 verbunden ist, die auch
das Strommesselement 7 enthalten kann. Die unter 3 ausführlich
beschriebene Auswerteschaltung 13 gibt die Signale zur
Fehlerhaftigkeit des Rußsensors 10 und/oder die
Erkenntnisse über weitere Bestandteile im Ruß an
die On-Board-Diagnose-Einheit 22 weiter. Sowohl das Strommesselement 7 zur
Messung der Rußbeladung des Abgasstroms 6 als
auch die Auswerteschaltung 13 zur fahrzeugeigen Funktionsdiagnose
eines Rußsensors 10 in einem Kraftfahrzeug 15 können
auf ein und demselben integrierten elektronischen Schaltkreis ausgebildet
sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Formkörper
- 2
- Heizelement
- 3
- Messelektrode
- 4
- Rußpartikel
- 5
- Abgasrohr
- 6
- Abgasstrom
- 7
- Strommesselement
- 8
- Heizstromversorgung
- 9
- Heizstromschalter
- 10
- Rußsensor
- 11
- Temperatursensor
- 12
- Temperaturauswerteelektronik
- 13
- Auswerteschaltung
- 14
- Brennkraftmaschine
- 15
- Kraftfahrzeug
- 16
- elektronischer
Speicher
- 19
- ADC
- 20
- Mikrokontroler
- 21
- Schalter
- 22
- On-Board-Diagnose
- 23
- Wasser
- 24
- Kohlenwasserstoff
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 19959871
A1 [0008]
- - DE 102004028997 A1 [0009]