EP4018087A1 - Verfahren zum betreiben eines abgassensors - Google Patents

Verfahren zum betreiben eines abgassensors

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EP4018087A1
EP4018087A1 EP20742193.4A EP20742193A EP4018087A1 EP 4018087 A1 EP4018087 A1 EP 4018087A1 EP 20742193 A EP20742193 A EP 20742193A EP 4018087 A1 EP4018087 A1 EP 4018087A1
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EP
European Patent Office
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exhaust gas
sensor element
same time
exhaust
value
Prior art date
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Pending
Application number
EP20742193.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Dorothea WELKE
Felix Guenther
Manuel Marks
Maik Thiele
Mathias Klenk
Michael BESSEN
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
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Pending legal-status Critical Current

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    • F02D2041/1472—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being a humidity or water content of the exhaust gases

Definitions

  • a method for operating an exhaust gas sensor in an exhaust tract of an internal combustion engine of a vehicle is already known from the prior art, the exhaust gas sensor having a ceramic sensor element with at least one measuring electrode and a heating device, based on data that the internal combustion engine and the exhaust gas sensor concern, a binary dew point end signal is calculated which indicates whether the occurrence of liquid water in the exhaust tract is still to be expected or no longer.
  • the invention is based on the understanding of the inventors that this damage is frost damage to the ceramic sensor element, which can occur in individual cases. If a vehicle is parked in a state in which the ceramic sensor element is wet, i.e. water adheres to the sensor element on the surface or in pores, and the sensor element subsequently cools below the freezing point of the water, the latter freezes and the water with it associated increase in volume is the cause of potential damage to the sensor element.
  • the invention proposes that whenever the vehicle is parked and at the same time the dew point signal has the value that signals that the occurrence of liquid water in the exhaust tract is still to be expected, the sensor element through its Heating device is heated to a temperature for a certain time so that the sensor element dries at least on its surface or even completely.
  • the proposal here includes both the possibility of starting heating of the sensor element after the time at which the vehicle is parked, i.e. the sensor element was not previously heated, and the possibility that the sensor element was already heated before Parking the vehicle was heated (for example, also with the aim of drying the sensor element, for example at 150 ° C - 300 ° C or at 175 ° C to 250 ° C) and continues to be heated after parking the vehicle (for example furthermore at 150 ° C - 300 ° C or at 175 ° C to 250 ° C).
  • the sensor element dries and even if the exhaust gas sensor is exposed to low temperatures at a later point in time, frost damage cannot occur since there is little or no liquid water on the sensor element or in pores of the sensor element.
  • the measure is taken that the sensor element is heated by its heating device for a certain time to a temperature such that the sensor element dries at least on its surface or even completely.
  • a further condition can be one of the following conditions: a) A battery voltage of a battery electrically connected to the exhaust gas sensor is within a permissible range, for example above 12 V or above 12.4 V b) The ambient temperature is below 5 ° C. c) The total operating time of the exhaust gas sensor is not more than 100 hours or not more than 300 hours. d) A shunt current determined in a previous measurement phase is no more than 1 mA.
  • a further development of the method provides that the measure described is also taken if, when the vehicle is parked, the end of the dew point signal has the value that signals that liquid water is no longer to be expected in the exhaust tract, but at the same time the measurement request signal has the value which signals that the exhaust gas sensor should not be performing any exhaust gas measurement at the moment. In this case, too, drying a sensor element that is possibly still damp reliably prevents subsequent frost damage.
  • a further development of the method provides that the measure described is not taken if, when the vehicle is parked, the end of the dew point signal has the value that signals that liquid water is no longer to be expected in the exhaust tract, and at the same time the measurement request signal has the value which signals that the exhaust gas sensor is currently to carry out an exhaust gas measurement.
  • the sensor element is dry, and it would also be counterproductive to intervene in the measurement to be carried out at the moment by heating.
  • the certain time can be at least 40 seconds or at least 50 seconds or even at least 100 seconds and / or the temperature can be at least 150 ° C, for example 150 ° C to 300 ° C. It can be provided, for example, that the temperature is kept at a constant value, in particular regulated, during the certain time.
  • the conceptual prerequisite for parking the vehicle is that the vehicle comes to a standstill and the internal combustion engine is stopped.
  • further measures are required in particular, which make it clear that the journey and / or the operation of the internal combustion engine are not should be resumed promptly.
  • this can be expressed through the manual or automated opening of an ignition switch, for example by means of an ignition key or similar measures.
  • at least one control unit of the vehicle can start a follow-up phase that precedes the complete or extensive shutdown of this control unit and prepares it.
  • the mere stopping of the internal combustion engine as part of an automatic start-stop or a purely electric drive phase in a hybrid vehicle then does not constitute stopping the vehicle in the sense of the invention.
  • the exhaust gas sensor can be, for example, a particle sensor, the measuring function of which is to collect particles on the surface of the sensor element and to evaluate their electrical conductivity.
  • the measuring function of the particle sensor can also provide that the collection of particles is preceded by a regeneration of the sensor element in which the sensor element is heated to such an extent that particles adhering to it, in particular soot particles, burn.
  • the heating element of the sensor element can, for example, be an electrical resistance structure that can be contacted from outside.
  • the invention also relates to a computer program which is set up to carry out the steps of the method according to one of the preceding claims, and to an electronic control unit which comprises a non-volatile memory on which such a computer program is stored.
  • FIG. 1 and 2 show a particle sensor that is connected to an electronic control unit
  • FIG. 3 shows an example of the implementation of the method according to the invention
  • FIGS. 4 and 5 further examples for carrying out the method according to the invention.
  • FIG. 1 shows a plan view of a particle sensor 10 for detecting particles in a measurement gas according to an embodiment of the present invention.
  • the particle sensor 10 is designed, in particular, to detect soot particles in a gas flow, such as an exhaust gas flow, an internal combustion engine, and for installation in an exhaust gas line of a motor vehicle.
  • the particle sensor 10 is designed as a soot sensor and can be arranged downstream of a soot particle filter of a motor vehicle with a diesel internal combustion engine.
  • the measurement gas is exhaust gas from an internal combustion engine of a vehicle.
  • the particle sensor 10 comprises a sensor element 12.
  • the sensor element 12 comprises a substrate 14.
  • the substrate 14 is made of a ceramic material, for example.
  • the substrate 14 is essentially cuboid.
  • the sensor element 12 further comprises a first electrode 16, a second electrode 18, a first lead 20 and a second lead 22.
  • the first electrode 16, the second electrode 18, the first lead 20 and the second lead 22 are on an upper side 24 of the Substrate 14 arranged.
  • the first electrode 16 and the second electrode 18 are designed as interdigital electrodes.
  • the first electrode 16 is connected to the first lead 20.
  • the second electrode 18 is connected to the second supply line 22.
  • the first feed line 20 and the second feed line 22 represent connection contacts which are designed for electrically contacting the first electrode 16 and the second electrode 18.
  • the first electrode 16 and the second electrode 18 are designed to carry out a current and / or voltage measurement.
  • the particle sensor 10 has a heating element 30 on its underside 25, which is shown in FIG.
  • the electronic control unit 26 is, for example, an engine control unit of an internal combustion engine.
  • the electronic control device has an electronic storage medium 28 on which a computer program is stored.
  • the computer program contains instructions for carrying out a method for operating the particle sensor 10. Such a method is described in more detail below with reference to FIG.
  • the temperature T of the sensor element 12 is shown in a temporal sequence that extends from a time t0 preceding in time to a subsequent time t3; it can, for example, assume the values low (for example 20 ° C.) and high (for example 200 ° C.).
  • the binary signals end of dew point (TPE) and measurement request (MA) are also shown.
  • the end of the dew point signal can on the one hand assume the value “-”, which means that the occurrence of liquid water in the exhaust tract is still to be expected, and on the other hand assume the value “+”, which means that the occurrence of liquid water in the exhaust tract can no longer be expected.
  • the measurement request signal can on the one hand assume the value “-”, which means that no exhaust gas measurement should be carried out at the moment, and on the other hand the value “+”, which means that an exhaust gas measurement should be carried out at the moment.
  • the state of the vehicle's ignition is also shown.
  • the ignition is in the “on” state, which means that an ignition switch is closed and the internal combustion engine is in operation or can be started immediately and the vehicle is not switched off.
  • the ignition also has the “off” state, which means that an ignition switch is open, for example an ignition key of the vehicle has been removed from an ignition lock of the vehicle and the internal combustion engine is neither in operation nor can it be started immediately, i.e. the vehicle is turned off within the meaning of the invention.
  • the ignition is switched on at the point in time t0, which precedes the time sequence under consideration. There is no measurement request, the end of the dew point signal indicates that condensation water must still be expected in the exhaust system.
  • the sensor element 12 has a low temperature.
  • the temperature T is 200 ° C; the certain time is for example 60 seconds.
  • the temperature T is kept constant for a certain time by regulation.
  • the sensor element 12 is then, for example, completely or partially dried and is subsequently no longer heated. So it cools down.
  • the temperature T of the sensor element 12 is shown in a different time sequence, which extends from a temporally preceding point in time t0 to a temporally subsequent point in time t3, as in FIG. 3.
  • the binary signal dew point end (TPE) is shown, as in FIG. 3.
  • the ignition Z can assume the states “on” and “off”, as explained above.
  • the engine designed as an internal combustion engine can assume the states “on” and “off”, depending on whether it is in internal combustion engine operation or not.
  • the ignition is switched on at time t0, which precedes the time sequence under consideration. However, the engine stays off.
  • the sensor element can optionally be heated for a very short point in time, for example in order to verify the basic functionality of its heating device.
  • the ignition Z continues to be on, the motor M continues to be off, and the end of the dew point signal signals that condensation water must still be expected in the exhaust tract.
  • the sensor element 12 has already cooled down to a low temperature T by this point in time.
  • the temperature T is 200 ° C; the certain time is for example 60 seconds.
  • the temperature T is kept constant for a certain time by regulation.
  • the sensor element 12 is then, for example, completely or partially dried and is subsequently no longer heated. So it cools down.
  • FIG. 4 Also shown in FIG. 4 (dash-dotted line) is a previously known strategy, according to which the sensor element can be heated for a very short time after the vehicle has been parked (time t3), for example to verify the basic functionality of its heating device .
  • FIG. 5 Another time sequence is shown in FIG. 5. It differs from that shown in FIG. 4, first of all, in that at time t0, in addition to closing the ignition circuit, the internal combustion engine operation of the engine is also started. In response to this, the sensor element is heated to an elevated temperature, for example 200 ° C.
  • a battery voltage of a battery electrically connected to the exhaust gas sensor is within a permissible range, for example above 12 V or above 12.4 V,
  • the ambient temperature is below 5 ° C
  • the total operating time of the exhaust gas sensor is no more than 100 hours (e.g. if the end of the dew point signal (TPE) has the value that signals that liquid water is still to be expected in the exhaust tract) or no more than 300 hours (e.g. regardless of the value of the dew point signal (TPE)),
  • a shunt current determined in a previous measurement phase does not exceed 1 mA.

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Abstract

Verfahren zum Betreiben eines Abgassensors in einem Abgastrakt einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs, wobei der Abgassensor (10) ein keramisches Sensorelement (12) mit zumindest einer Messelektrode (16, 18) und einer Heizvorrichtung (30) aufweist, wobei auf der Basis von Daten, die die Brennkraftmaschine und den Abgassensor betreffen, ein binäres Taupunktende-Signal (TPE) errechnet wird, das angibt, ob das Auftreten von flüssigem Wasser in dem Abgastrakt noch zu erwarten ist oder nicht, dadurch gekennzeichnet, dass immer dann, wenn das Fahrzeug abgestellt wird und zugleich das Taupunktende-Signal (TPE) den Wert aufweist, der signalisiert, dass das Auftreten von flüssigem Wasser in dem Abgastrakt noch zu erwarten ist, das Sensorelement (12) durch seine Heizeinrichtung (30) eine gewisse Zeit auf eine Temperatur (T) derart beheizt wird, dass das Sensorelement (12) trocknet.

Description

Beschreibung
Titel
Verfahren zum Betreiben eines Abgassensors
Stand der Technik
Aus dem Stand der Technik ist bereits ein Verfahren zum Betreiben eines Abgassensors in einem Abgastrakt einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs bekannt, wobei der Abgassensor ein keramisches Sensorelement mit zumindest einer Messelektrode und einer Heizvorrichtung aufweist, wobei auf der Basis von Daten, die die Brennkraftmaschine und den Abgassensor betreffen, ein binäres Taupunktende-Signal errechnet wird, das angibt, ob das Auftreten von flüssigem Wasser in dem Abgastrakt noch zu erwarten ist oder nicht mehr.
Mithilfe dieses Signals kann ein sehr starkes Beheizen des keramischen Sensorelements solange vermieden werden, wie das Auftreten von flüssigem Wasser in dem Abgastrakt noch zu erwarten ist. Ein sogenannter Thermoschock des keramischen Sensorelements, der dieses schädigen kann, kann so vermieden werden.
Dennoch kam es in der Vergangenheit bei dem Betrieb der Abgassensoren im Abgastrakt von Fahrzeugen noch sporadisch zu geschädigten Sensorelementen.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung geht von dem Verständnis der Erfinder aus, dass es sich bei diesen Schädigungen um Frostschäden an dem keramischen Sensorelement handelt, die in Einzelfällen entstehen können. Wenn nämlich ein Fahrzeug in einem Zustand abgestellt wird, in dem das keramische Sensorelement nass ist, also an dem Sensorelement oberflächlich oder in Poren Wasser anhaftet, und es nachfolgend zu einer Abkühlung des Sensorelements unter den Gefrierpunkt des Wassers kommt, so gefriert letzteres und die damit verbundene Volumenzunahme ist die Ursache einer potenziellen Beschädigung des Sensorelements. Ausgehend von dem Verständnis dieses Schädigungsmechanismus wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass immer dann, wenn das Fahrzeug abgestellt wird und zugleich das Taupunktende-Signal den Wert aufweist, der signalisiert, dass das Auftreten von flüssigem Wasser in dem Abgastrakt noch zu erwarten ist, das Sensorelement durch seine Heizeinrichtung eine gewisse Zeit auf eine Temperatur derart beheizt wird, sodass das Sensorelement zumindest an seiner Oberfläche oder sogar vollständig trocknet.
Der Vorschlag umfasst hierbei sowohl die Möglichkeit, dass im Anschluss an den Zeitpunkt, zu dem das Fahrzeug abgestellt wird, mit einer Beheizung des Sensorelements begonnen wird, das Sensorelement also vorangehend noch nicht beheizt war, als auch die Möglichkeit, dass das Sensorelement bereits vor dem Abstellen des Fahrzeugs beheizt war (beispielsweise ebenfalls mit dem Ziel, das Sensorelement zu trocknen, beispielsweise bei 150°C - 300°C oder bei 175°C bis 250°C) und im Anschluss an das Abstellen des Fahrzeugs weiterhin beheizt wird, (beispielsweise weiterhin bei 150°C - 300°C oder bei 175°C bis 250°C).
Im Ergebnis trocknet das Sensorelement und selbst wenn der Abgassensor zu einem späteren Zeitpunkt tiefen Temperaturen ausgesetzt wird, kann es nicht zu Frostschäden kommen, da sich kein oder nur sehr wenig flüssiges Wasser mehr an dem Sensorelement bzw. in Poren des Sensorelements befindet.
Es kann vorgesehen sein, dass dann wenn das Fahrzeug abgestellt wird und zugleich das Taupunktende-Signal den Wert aufweist, der signalisiert, dass das Auftreten von flüssigem Wasser in dem Abgastrakt noch zu erwarten ist, nur unter der Voraussetzung, dass eine weitere Bedingung erfüllt ist oder nur unter der Voraussetzung, dass mehrere weitere Bedingungen erfüllt sind, die Maßnahme ergriffen wird, dass das Sensorelement durch seine Heizeinrichtung eine gewisse Zeit auf eine Temperatur derart beheizt wird, sodass das Sensorelement zumindest an seiner Oberfläche oder sogar vollständig trocknet.
Eine weitere Bedingung kann eine der folgenden Bedingungen sein: a) Eine Batteriespannung einer mit dem Abgassensor elektrisch verbundenen Batterie liegt innerhalb eines zulässigen Bereichs, beispielsweise oberhalb von 12 V oder oberhalb von 12,4 V b) Die Umgebungstemperatur liegt unterhalb von 5°C. c) Die Gesamtbetriebszeit des Abgassensors beträgt nicht mehr als 100 Stunden oder nicht mehr als 300 Stunden. d) Ein Nebenschlussstrom, der in einer vorhergehenden Messphase bestimmt wurde, beträgt nicht mehr als 1 mA.
Mehrere weitere Bedingungen können folgende Bedingungen sein: a, b, c und d; a, b und c; a, b und d; a und b; a, c und d; a und c; a und d; b, c und d; b und c; b und d; c und d.
Eine Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass die beschriebene Maßnahme auch dann ergriffen wird, wenn beim Abstellen des Fahrzeugs zwar das Taupunktende-Signal den Wert aufweist, der signalisiert, dass das Auftreten von flüssigem Wasser in dem Abgastrakt nicht mehr zu erwarten ist, jedoch zugleich das Messanforderungssignal den Wert aufweist, der signalisiert, dass der Abgassensor momentan keine Abgasmessung durchführen soll. Auch in diesem Fall schließt die Trocknung eines möglicherweise noch feuchten Sensorelements spätere Frostschäden sicher aus.
Eine Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass die beschriebene Maßnahme hingegen dann nicht ergriffen wird, wenn beim Abstellen des Fahrzeugs das Taupunktende-Signal den Wert aufweist, der signalisiert, dass das Auftreten von flüssigem Wasser in dem Abgastrakt nicht mehr zu erwarten ist, und zugleich das Messanforderungssignal den Wert aufweist, der signalisiert, dass der Abgassensor momentan eine Abgasmessung durchführen soll. In diesem Fall kann vorausgesetzt werden, dass das Sensorelement trocken ist, auch wäre es kontraproduktiv, durch Beheizen in die momentan durchzuführende Messung einzugreifen.
Die gewisse Zeit kann mindestens 40 Sekunden oder mindestens 50 Sekunden oder sogar mindestens 100 Sekunden betragen und/oder die Temperatur kann mindestens 150°C betragen, beispielsweise 150°C bis 300°C. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Temperatur während der gewissen Zeit auf einen konstanten Wert gehalten, insbesondere geregelt, wird.
Das Abstellen des Fahrzeugs setzt begrifflich zunächst voraus, dass das Fahrzeug zum Stillstand kommt und die Brennkraftmaschine angehalten wird. Drüber hinaus sind insbesondere weitere Maßnahmen erforderlich, die erkennbar werden lassen, dass die Fahrt und/oder der Betrieb der Brennkraftmaschine nicht zeitnah wiederaufgenommen werden soll. Beispielsweise kann dies durch das manuelle oder automatisierte Öffnen eines Zündschalters, beispielsweise mittels eines Zündschlüssels oder durch ähnliche Maßnahmen zum Ausdruck kommen. Beispielsweise kann mindestens ein Steuergerät des Fahrzeugs eine Nachlaufphase beginnen, die dem vollständigen oder weitgehenden Ausschalten dieses Steuergeräts zeitlich vorangeht und dieses vorbereitet. Das bloße Stoppen der Brennkraftmaschine im Rahmen einer Start-Stopp-Automatik oder einer rein elektrischen Antriebsphase in einem Hybridfahrzeug stellen dann kein Abstellen des Fahrzeugs im Sinne der Erfindung dar.
Bei dem Abgassensor kann es sich beispielsweise um einen Partikelsensor handeln, dessen Messfunktion darin besteht, Partikel an der Oberfläche des Sensorelements zu sammeln und deren elektrische Leitfähigkeit auszuwerten.
Die Messfunktion des Partikelsensors kann ferner vorsehen, dass dem Sammeln von Partikeln eine Regeneration des Sensorelements zeitlich vorangeht, in der dieses so stark aufgeheizt wird, dass an ihm anhaftende Partikel, insbesondere Rußpartikel verbrennen.
Bei dem Heizelement des Sensorelements kann es sich beispielsweise um eine von außen kontaktierbare elektrische Widerstandsstruktur handeln.
Die Erfindung betrifft auch ein Computerprogramm, welches dazu eingerichtet ist, um die Schritte des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche durchzuführen, sowie eine elektronische Steuerungseinheit, welche einen nichtflüchtigen Speicher umfasst, auf welchem ein derartiges Computerprogramm gespeichert ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung zeigt:
Figur 1 und 2 einen Partikelsensor, der mit einer elektronischen Steuerungseinheit verbunden ist, Figur 3 beispielhaft die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Figur 4 und 5 weitere Beispiele für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Ausführungsbeispiele
Figur 1 zeigt eine Draufsicht auf einen Partikelsensor 10 zur Detektion von Teilchen in einem Messgas gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Partikelsensor 10 ist insbesondere zur Detektion von Rußpartikeln in einem Gasstrom, wie beispielsweise einem Abgasstrom, einer Brennkraftmaschine und zum Einbau in einem Abgasstrang eines Kraftfahrzeugs ausgebildet. Beispielsweise ist der Partikelsensor 10 als Rußsensor ausgebildet und lässt sich stromabwärts eines Rußpartikelfilters eines Kraftfahrzeugs mit einem Dieselverbrennungsmotor anordnen. Bei dem gezeigten Beispiel handelt es sich bei dem Messgas um Abgas einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs.
Der Partikelsensor 10 umfasst ein Sensorelement 12. Das Sensorelement 12 umfasst ein Substrat 14. Das Substrat 14 ist beispielsweise aus einem keramischen Material hergestellt. Das Substrat 14 ist im Wesentlichen quaderförmig ausgebildet. Das Sensorelement 12 umfasst weiterhin eine erste Elektrode 16, eine zweite Elektrode 18, eine erste Zuleitung 20 und eine zweite Zuleitung 22. Die erste Elektrode 16, die zweite Elektrode 18, die erste Zuleitung 20 und die zweite Zuleitung 22 sind auf einer Oberseite 24 des Substrats 14 angeordnet. Die erste Elektrode 16 und die zweite Elektrode 18 sind als Interdigitalelektroden ausgebildet. Die erste Elektrode 16 ist mit der ersten Zuleitung 20 verbunden. Die zweite Elektrode 18 ist mit der zweiten Zuleitung 22 verbunden. Die erste Zuleitung 20 und die zweite Zuleitung 22 stellen Anschlusskontakte dar, die zum elektrischen Kontaktieren der ersten Elektrode 16 und der zweiten Elektrode 18 ausgebildet sind. Die erste Elektrode 16 und die zweite Elektrode 18 sind zum Durchführen einer Strom- und/oder Spannungsmessung ausgebildet.
Der Partikelsensor 10 weist auf seiner Unterseite 25 ein Heizelement 30 auf, das in der Figur 2 dargestellt ist. Das elektronische Steuergerät 26 ist beispielsweise ein Motorsteuergerät einer Brennkraftmaschine. Das elektronische Steuergerät weist ein elektronisches Speichermedium 28 auf, auf dem ein Computerprogramm gespeichert ist. Das Computerprogramm enthält Anweisungen zum Durchführen eines Verfahrens zum Betreiben des Partikelsensors 10. Ein solches Verfahren wird nachstehend mit Bezug auf Figur 3 ausführlicher beschrieben.
In der Figur 3 ist in einer zeitlichen Sequenz, die von einem zeitlich vorangehenden Zeitpunkt tO bis nach einem zeitlich nachfolgenden Zeitpunkt t3 reicht, die Temperatur T des Sensorelements 12 dargestellt; sie kann beispielsweise die Werte low (beispielsweise 20°C) und high (beispielsweise 200°C) annehmen. Ferner sind die binären Signale Taupunktende (TPE) und Messanforderung (MA) dargestellt. Das Signal Taupunktende kann einerseits den Wert „ - “ annehmen, was bedeutet, dass das Auftreten von flüssigem Wasser in dem Abgastrakt noch zu erwarten ist, und andererseits den Wert „ + “ annehmen, was bedeutet, dass das Auftreten von flüssigem Wasser in dem Abgastrakt nicht mehr zu erwarten ist. Das Signal Messanforderung kann einerseits den Wert „ - “ annehmen, was bedeutet, dass momentan keine Abgasmessung durchführen soll, und andererseits den Wert ,, + “ annehmen, was bedeutet, dass eine Abgasmessung momentan durchführen soll. Ferner ist der Zustand der Zündung des Fahrzeugs dargestellt. Die Zündung weist den Zustand „an“ auf, was bedeutet, dass ein Zündschalter geschlossen ist und die Brennkraftmaschine im Betrieb ist oder unmittelbar in Betrieb genommen werden kann und das Fahrzeug nicht abgestellt ist. Die Zündung weist ferner den Zustand „aus“ auf, was bedeutet, dass ein Zündschalter geöffnet ist, beispielsweise ein Zündschlüssel des Fahrzeugs aus einem Zündschloss des Fahrzeugs entfernt ist und die Brennkraftmaschine weder im Betrieb ist noch unmittelbar in Betrieb genommen werden kann, das Fahrzeug also im Sinne der Erfindung abgestellt ist.
Zum Zeitpunkt tO, der der betrachteten zeitlichen Sequenz vorangeht, ist die Zündung eingeschaltet. Es liegt keine Messanforderung vor, das Signal Taupunktende signalisiert, dass noch mit Kondenswasser im Abgastrakt gerechnet werden muss. Das Sensorelement 12 hat eine niedrige Temperatur.
Zu dem nachfolgenden Zeitpunkt tl wird errechnet, dass nicht mehr mit Kondenswasser im Abgastrakt gerechnet werden muss. Eine Messanforderung liegt jedoch noch nicht vor. Zu dem nachfolgenden Zeitpunkt t2 wird das Fahrzeug abgestellt, was darin zum Ausdruck kommt, das die Zündung ausgeschaltet wird.
Da eine der Bedingungen erfüllt ist, dass entweder TPE = - oder (TPE = + und MA = -). hat das Abstellen des Fahrzeugs zur Folge, dass das Sensorelement 12 durch seine Heizeinrichtung 30 eine gewisse Zeit auf eine Temperatur T derart beheizt wird, dass das Sensorelement 12 beispielsweise vollständig trocknet. Im Beispiel handelt es sich bei der Temperatur T um den Wert 200°C; die gewisse Zeit beträgt beispielsweise 60 Sekunden. Beispielsweise wird die Temperatur T die gewisse Zeit durch Regelung konstant gehalten.
Zu dem nachfolgenden Zeitpunkt t3 ist die gewisse Zeit verstrichen, das Sensorelement 12 ist dann beispielsweise vollständig oder teilweise getrocknet und wird nachfolgend nicht mehr beheizt. Es kühlt sich also ab.
Selbst wenn das Sensorelement 12 nachfolgend bis unter 0°C abkühlt, ist dies mit Sicherheit unkritisch, da weder an seiner Oberfläche noch in Poren des Sensorelements 12 flüssiges Wasser vorhanden ist.
In der Figur 4 ist in einer anderen zeitlichen Sequenz, die von einem zeitlich vorangehenden Zeitpunkt tO bis nach einem zeitlich nachfolgenden Zeitpunkt t3 reicht, die Temperatur T des Sensorelements 12 dargestellt, wie in Figur 3.
Ferner ist das binäre Signal Taupunktende (TPE) dargestellt, wie in Figur 3. Die Zündung Z kann die Zustände „an“ und „aus“ annehmen, wie oben erläutert. Weiterhin kann der als Brennkraftmaschine ausgebildete Motor die Zustände „an“ und „aus“ annehmen, je nachdem, ob er im verbrennungsmotorischen Betrieb ist oder es nicht ist.
Zum Zeitpunkt tO, der der betrachteten zeitlichen Sequenz vorangeht, wird die Zündung eingeschaltet. Der Motor bleibt jedoch aus. In Reaktion darauf kann das Sensorelement optional für einen sehr kurzen Zeitpunkt erhitzt werden, beispielsweise um die grundsätzliche Funktionsfähigkeit seiner Heizeinrichtung zu verifizieren.
Zu dem nachfolgenden Zeitpunkt tl ist die Zündung Z weiterhin an, der Motor M weiterhin aus, das Signal Taupunktende signalisiert, dass noch mit Kondenswasser im Abgastrakt gerechnet werden muss. Das Sensorelement 12 hat sich zu diesem Zeitpunkt bereits wieder auf eine niedrige Temperatur T abgekühlt.
Zu dem nachfolgenden Zeitpunkt t2 wird das Fahrzeug abgestellt, was darin zum Ausdruck kommt, das die Zündung Z ausgeschaltet wird.
Da eine der Bedingungen erfüllt ist, dass entweder TPE = - oder (TPE = + und MA = -). hat das Abstellen des Fahrzeugs zur Folge, dass das Sensorelement 12 durch seine Heizeinrichtung 30 eine gewisse Zeit auf eine Temperatur T derart beheizt wird, dass das Sensorelement 12 beispielsweise vollständig trocknet. Im Beispiel handelt es sich bei der Temperatur T um den Wert 200°C; die gewisse Zeit beträgt beispielsweise 60 Sekunden. Beispielsweise wird die Temperatur T die gewisse Zeit durch Regelung konstant gehalten.
Zu dem nachfolgenden Zeitpunkt t3 ist die gewisse Zeit verstrichen, das Sensorelement 12 ist dann beispielsweise vollständig oder teilweise getrocknet und wird nachfolgend nicht mehr beheizt. Es kühlt sich also ab.
Selbst wenn das Sensorelement 12 nachfolgend bis unter 0°C abkühlt, ist dies mit Sicherheit unkritisch, da weder an seiner Oberfläche noch in Poren des Sensorelements 12 flüssiges Wasser vorhanden ist.
Ebenfalls in der Figur 4 eingezeichnet (strich-gepunktete Linie) ist eine vorbekannte Strategie, gemäß der im Anschluss an das Abstellen des Fahrzeugs (Zeitpunkt t3) das Sensorelement für einen sehr kurzen Zeitpunkt erhitzt werden kann, beispielsweise um die grundsätzliche Funktionsfähigkeit seiner Heizeinrichtung zu verifizieren.
In der Figur 5 ist eine nochmals andere zeitliche Sequenz dargestellt. Sie unterscheidet sich von der in der Figur 4 gezeigten zunächst dadurch, dass zum Zeitpunkt tO neben dem Schließen des Zündschaltkreises auch der verbrennungsmotorische Betrieb des Motors gestartet wird. Als Reaktion hierauf wird das Sensorelement auf eine erhöhte Temperatur, beispielsweise 200°C beheizt.
Zum Zeitpunkt t2 wird der Zündschaltkreis wieder geöffnet, der Motor wird abgestellt. Das Fahrzeug wird also abgestellt. Das Signal Taupunktende signalisiert zu diesem Zeitpunkt t2 weiterhin, dass noch mit Kondenswasser im Abgastrakt gerechnet werden muss.
Während es gemäß einer vorbekannten Strategie vorgesehen ist, zum Zeitpunkt t2 die Beheizung des Sensorelements zu deaktivieren, sodass es sich abkühlt (strich-gepunktete Linie), ist bei Anwendung der erfindungsgemäßen Strategie stattdessen vorgesehen, die Beheizung des Sensorelements noch bis zum Zeitpunkt t3 fortzusetzen, zu dem das Sensorelement 12 dann beispielsweise vollständig oder teilweise getrocknet ist, beispielsweise 50 Sekunden lang.
Selbst wenn das Sensorelement 12 nachfolgend bis unter 0°C abkühlt, ist dies mit Sicherheit unkritisch, da weder an seiner Oberfläche noch in Poren des Sensorelements 12 flüssiges Wasser vorhanden ist.
Es kann vorgesehen sein, dass es Bedingungen gibt, die erfüllt sein müssen, damit eine solche Sensortrocknung tatsächlich durchgeführt wird. Solche Bedingungen können sein:
- Eine Batteriespannung einer mit dem Abgassensor elektrisch verbundenen Batterie liegt innerhalb eines zulässigen Bereichs, beispielsweise oberhalb von 12 V oder oberhalb von 12,4 V,
- Die Umgebungstemperatur liegt unterhalb von 5°C,
- Die Gesamtbetriebszeit des Abgassensors beträgt nicht mehr als 100 Stunden (z.B. wenn das Taupunktende-Signal (TPE) den Wert aufweist, der signalisiert, dass das Auftreten von flüssigem Wasser in dem Abgastrakt noch zu erwarten ist) oder nicht mehr als 300 Stunden (z.B. unabhängig davon, welchen Wert das Taupunktende-Signal (TPE) aufweist),
- Ein Nebenschlussstrom, der in einer vorhergehenden Messphase bestimmt wurde, beträgt nicht mehr als 1 mA.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Betreiben eines Abgassensors in einem Abgastrakt einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs, wobei der Abgassensor (10) ein keramisches Sensorelement (12) mit zumindest einer Messelektrode (16, 18) und einer Heizvorrichtung (30) aufweist, wobei auf der Basis von Daten, die die Brennkraftmaschine und den Abgassensor betreffen, ein binäres Taupunktende-Signal (TPE) errechnet wird, das angibt, ob das Auftreten von flüssigem Wasser in dem Abgastrakt noch zu erwarten ist oder nicht, dadurch gekennzeichnet, dass immer dann, wenn das Fahrzeug abgestellt wird und zugleich das Taupunktende-Signal (TPE) den Wert aufweist, der signalisiert, dass das Auftreten von flüssigem Wasser in dem Abgastrakt noch zu erwarten ist, das Sensorelement (12) durch seine Heizeinrichtung (30) eine gewisse Zeit auf eine Temperatur (T) derart beheizt wird, dass das Sensorelement (12) trocknet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass immer dann, wenn das Fahrzeug abgestellt wird und zugleich das Taupunktende-Signal (TPE) den Wert aufweist, der signalisiert, dass das Auftreten von flüssigem Wasser in dem Abgastrakt nicht mehr zu erwarten ist, das Sensorelement (12) nicht weiter durch seine Heizeinrichtung (30) beheizt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf Basis von vorgegebenen Kriterien ein binäres Messanforderungssignal (MA) errechnet wird, dass angibt, ob der Abgassensor (10) momentan eine Abgasmessung durchführen soll oder nicht, und dass immer dann, wenn das Fahrzeug abgestellt wird und zugleich das Taupunktende-Signal (TPE) den Wert aufweist, der signalisiert, dass das Auftreten von flüssigem Wasser in dem Abgastrakt nicht mehr zu erwarten ist, und zugleich das Messanforderungssignal (MA) den Wert aufweist, der signalisiert, dass der Abgassensor (10) momentan keine Abgasmessung durchführen soll, das Sensorelement (12) durch seine Heizeinrichtung (30) eine gewisse Zeit auf eine Temperatur (T) derart beheizt wird, dass das Sensorelement (12) trocknet.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass immer dann, wenn das Fahrzeug abgestellt wird und zugleich das Taupunktende-Signal (TPE) den Wert aufweist, der signalisiert, dass das Auftreten von flüssigem Wasser in dem Abgastrakt nicht mehr zu erwarten ist, und zugleich das Messanforderungssignal (MA) den Wert aufweist, der signalisiert, dass der Abgassensor (10) momentan eine Abgasmessung durchführen soll, das Sensorelement (12) nicht weiter durch seine Heizeinrichtung (30) beheizt wird.
5. Verfahren zum Betreiben eines Abgassensors in einem Abgastrakt einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs, wobei der Abgassensor (10) ein keramisches Sensorelement (12) mit zumindest einer Messelektrode (16, 18) und einer Heizvorrichtung (30) aufweist, wobei auf der Basis von Daten, die die Brennkraftmaschine und den Abgassensor betreffen, ein binäres Taupunktende-Signal (TPE) errechnet wird, das angibt, ob das Auftreten von flüssigem Wasser in dem Abgastrakt noch zu erwarten ist oder nicht, dadurch gekennzeichnet, dass immer dann, wenn das Fahrzeug abgestellt wird und zugleich das Taupunktende-Signal (TPE) den Wert aufweist, der signalisiert, dass das Auftreten von flüssigem Wasser in dem Abgastrakt noch zu erwarten ist, und zugleich eine oder mehrere weitere Bedingungen erfüllt sind, das Sensorelement (12) durch seine Heizeinrichtung (30) eine gewisse Zeit auf eine Temperatur (T) derart beheizt wird, dass das Sensorelement (12) trocknet.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass immer dann, wenn das Fahrzeug abgestellt wird und zugleich das Taupunktende-Signal (TPE) den Wert aufweist, der signalisiert, dass das Auftreten von flüssigem Wasser in dem Abgastrakt nicht mehr zu erwarten ist, oder zugleich die eine Bedingung nicht erfüllt ist oder zugleich die mehreren weiteren Bedingungen nicht erfüllt sind, das Sensorelement (12) nicht weiter durch seine Heizeinrichtung (30) beheizt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass auf Basis von vorgegebenen Kriterien ein binäres Messanforderungssignal (MA) errechnet wird, dass angibt, ob der Abgassensor (10) momentan eine Abgasmessung durchführen soll oder nicht, und dass immer dann, wenn das Fahrzeug abgestellt wird und zugleich das Taupunktende-Signal (TPE) den Wert aufweist, der signalisiert, dass das Auftreten von flüssigem Wasser in dem Abgastrakt nicht mehr zu erwarten ist, und zugleich das Messanforderungssignal (MA) den Wert aufweist, der signalisiert, dass der Abgassensor (10) momentan keine Abgasmessung durchführen soll, und zugleich die eine oder die mehreren weiteren Bedingungen erfüllt sind, das Sensorelement (12) durch seine Heizeinrichtung (30) eine gewisse Zeit auf eine Temperatur (T) derart beheizt wird, dass das Sensorelement (12) trocknet.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass immer dann, wenn das Fahrzeug abgestellt wird und zugleich das Taupunktende-Signal (TPE) den Wert aufweist, der signalisiert, dass das Auftreten von flüssigem Wasser in dem Abgastrakt nicht mehr zu erwarten ist, und zugleich die eine oder die mehrere weiteren Bedingungen erfüllt sind und zugleich das Messanforderungssignal (MA) den Wert aufweist, der signalisiert, dass der Abgassensor (10) momentan eine Abgasmessung durchführen soll, das Sensorelement (12) nicht weiter durch seine Heizeinrichtung (30) beheizt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Bedingung eine der folgenden Bedingungen ist bzw. dass die mehreren weiteren Bedingungen mehrere der folgenden Bedingungen sind:
- Eine Batteriespannung einer mit dem Abgassensor elektrisch verbundenen Batterie liegt innerhalb eines zulässigen Bereichs, beispielsweise oberhalb von 12 V oder oberhalb von 12,4 V,
- Die Umgebungstemperatur liegt unterhalb von 5°C,
- Die Gesamtbetriebszeit des Abgassensors beträgt nicht mehr als 100 Stunden (z.B. wenn das Taupunktende-Signal (TPE) den Wert aufweist, der signalisiert, dass das Auftreten von flüssigem Wasser in dem Abgastrakt noch zu erwarten ist) oder nicht mehr als 300 Stunden (z.B. unabhängig davon, welchen Wert das Taupunktende-Signal (TPE) aufweist),
- Ein Nebenschlussstrom, der in einer vorhergehenden Messphase bestimmt wurde, beträgt nicht mehr als 1 mA.
10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die gewisse Zeit mindestens mehrere Sekunden beträgt und/oder die Temperatur (T) mindestens 150°C beträgt, beispielsweise 150°C bis 300°C oder mindestens 175°C beträgt, beispielsweise 175°C bis 250°C.
11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur (T) während der gewissen Zeit auf einen konstanten Wert gehalten, insbesondere geregelt, wird.
12. Computerprogramm, welches dazu eingerichtet ist, um die Schritte des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche durchzuführen.
13. Elektronische Steuerungseinheit (26), welche einen nichtflüchtigen Speicher (28) umfasst, auf welchem ein Computerprogramm nach dem vorangehenden Anspruch gespeichert ist.
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