DE102007035768B4

DE102007035768B4 - Method for diagnosing a arranged in an exhaust systems of an internal combustion engine NOx sensor

Info

Publication number: DE102007035768B4
Application number: DE102007035768.2A
Authority: DE
Inventors: Tino Arlt; Muammer Kilinc; Dr. Rösel Gerd; Tim Walde
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2007-07-27
Filing date: 2007-07-27
Publication date: 2014-05-22
Anticipated expiration: 2027-07-28
Also published as: DE102007035768A1

Abstract

Verfahren zur Diagnose eines in einer Abgasanlage einer Verbrennungskraftmaschine angeordneten NOx-Sensors, der mindestens eine Einstelleinrichtung zum Einstellen des Sauerstoffgehalts von in den Sensor eingetretenem Abgas mittels einer elektrischen Größe und mindestens eine einen den NOx-Gehalt des Abgases charakterisierenden Messwert ausgebende Messeinrichtung aufweist, bei welchem Verfahren mit der Einstelleinrichtung durch Einstellen eines definierten Diagnosewerts der elektrischen Größe ein definierter Sauerstoffgehalt in dem in den Sensor eingetretenen Abgas eingestellt wird, der entsprechende Messwert der Messeinrichtung mit einem zu dem definierten Sauerstoffgehalt gehörenden Referenzwert verglichen wird, und anhand des Vergleichsergebnisses eine Diagnose des NOx-Sensors durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass zum Einstellen des Diagnosewerts (ID) zunächst mindestens ein von dem Diagnosewert (ID) abweichender Wert (I1, I2) der elektrischen Größe (I) eingestellt wird und die elektrische Größe (I) anschließend auf den Diagnosewert (ID) eingestellt wird, dass der Referenzwert im Rahmen einer vorherigen Kalibrierung des NOx-Sensors für verschiedene Betriebszustände der Brennkraftmaschine ermittelt und gespeichert wird und dass bei der Diagnose der jeweils herrschende Betriebszustand berücksichtigt und der entsprechende gespeicherte Referenzwert für diesen Betriebszustand herangezogen wird.Method for diagnosing a NOx sensor arranged in an exhaust system of an internal combustion engine, which has at least one setting device for setting the oxygen content of exhaust gas that has entered the sensor by means of an electrical variable and at least one measuring device which outputs a measured value characterizing the NOx content of the exhaust gas, in which Method with the setting device by setting a defined diagnostic value of the electrical variable, a defined oxygen content is set in the exhaust gas that has entered the sensor, the corresponding measured value of the measuring device is compared with a reference value belonging to the defined oxygen content, and a diagnosis of the NOx based on the comparison result. Sensor is carried out, characterized in that in order to set the diagnostic value (ID) at least one value (I1, I2) of the electrical variable (I) that deviates from the diagnostic value (ID) is set and the electrical variable (I) is then set to the diagnostic value (ID), that the reference value is determined and stored as part of a previous calibration of the NOx sensor for various operating states of the internal combustion engine and that the diagnosis takes into account the respective operating state and the corresponding stored reference value is used for this operating state.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Diagnose eines in einer Abgasanlage einer Verbrennungskraftmaschine angeordneten NOx-Sensors, der mindestens eine Einstelleinrichtung zum Einstellen des Sauerstoffgehalts von in den Sensor eingetretenem Abgas mittels einer elektrischen Größe und mindestens eine einen den NOx-Gehalt des Abgases charakterisierenden Messwert ausgebende Messeinrichtung aufweist, bei welchem Verfahren mit der Einstelleinrichtung durch Einstellen eines definierten Diagnosewerts der elektrischen Größe ein definierter Sauerstoffgehalt in dem in den Sensor eingetretenen Abgas eingestellt wird, ein entsprechender Messwert der Messeinrichtung mit einem zu dem definierten Sauerstoffgehalt gehörenden Referenzwert verglichen wird, und anhand des Vergleichsergebnisses eine Diagnose des NOx-Sensors durchgeführt wird.The present invention relates to a method for diagnosing a NOx sensor disposed in an exhaust system of an internal combustion engine, the at least one adjusting means for adjusting the oxygen content of the exhaust gas entered into the sensor by means of an electrical variable and at least one outputting a NOX content of the exhaust gas characterizing measured value Measuring device has in which method with the setting by adjusting a defined diagnostic value of the electrical variable, a defined oxygen content is set in the exhaust gas entered into the sensor, a corresponding measured value of the measuring device is compared with a reference to the defined oxygen content reference value, and on the basis of the comparison result a diagnosis of the NOx sensor is performed.

Stickoxid- oder NOx-Sensoren erlauben eine Messung der Stickoxidkonzentration im Abgas von Otto- oder Dieselmotoren. Dadurch wird beispielsweise eine optimale Regelung und Diagnose von NOx-Katalysatoren durch die Motorsteuerung ermöglicht und On-Board-Diagnosis (OBD) Anforderungen können erfüllt werden. Ein derartiger NOx-Sensor ist beispielsweise bekannt aus Basshuysen/Schäfer: Handbuch Verbrennungsmotor, 2. Auflage, 2002, S. 589ff.Nitrogen oxide or NOx sensors allow a measurement of the nitrogen oxide concentration in the exhaust gas of gasoline or diesel engines. This allows, for example, optimal control and diagnosis of NOx catalysts by the engine control and on-board diagnostic (OBD) requirements can be met. Such a NOx sensor is known for example from Basshuysen / Schäfer: Manual combustion engine, 2nd edition, 2002, p 589ff.

Zur Überprüfung der Funktion derartiger Abgassensoren kann eine Eigendiagnose durchgeführt werden. Dazu ist vorgeschlagen worden, über einen definierten elektrischen Pumpstrom (Diagnosepumpstrom) eine definierte Sauerstoffmenge des in den Sensor eingetretenen Abgases einzustellen. In diesem Zustand wird ein den NOx-Gehalt des Abgases charakterisierender Messwert ermittelt und mit einem beispielsweise im Rahmen einer vorhergehenden Kalibrierung erstellten Referenzwert zu der definierten Sauerstoffmenge verglichen. Aus dem Vergleich zwischen dem Messwert bei dem definierten Sauerstoffgehalt mit dem Referenzwert kann die Funktion des Sensors überprüft werden. Auf diese Weise können Defekte des Sensors, beispielsweise durch eine Vergiftung des Sensors beispielsweise durch Schwefel im Abgas oder eine Alterung etc. rechtzeitig festgestellt werden und es können geeignete Gegenmaßnahmen getroffen werden.To check the function of such exhaust gas sensors, a self-diagnosis can be carried out. For this purpose, it has been proposed to set a defined amount of oxygen of the exhaust gas which has entered the sensor via a defined electrical pumping current (diagnostic pumping current). In this state, a measured value characterizing the NOx content of the exhaust gas is determined and compared with a reference value established, for example, in the course of a previous calibration, to the defined amount of oxygen. From the comparison between the measured value at the defined oxygen content with the reference value, the function of the sensor can be checked. In this way, defects of the sensor, for example by poisoning of the sensor, for example by sulfur in the exhaust gas or aging, etc., can be detected in good time and suitable countermeasures can be taken.

Ein Verfahren dieser Art ist aus der DE 698 21 410 T2 bekannt.A method of this kind is known from DE 698 21 410 T2 known.

Ein Problem bei diesem Verfahren besteht jedoch darin, dass die zum Einstellen des definierten Sauerstoffgehalts genutzte elektrische Größe, beispielsweise der elektrische Strom, zwar schnell auf den definierten Diagnosewert eingestellt werden kann, der zugehörige Sauerstoffgehalt des Abgases aber eine verhältnismäßig lange Zeit benötigt, um sich auf dem entsprechenden definierten Gehalt zu stabilisieren. Ein solcher stabiler Sauerstoffgehalt ist jedoch erforderlich, um verlässliche und reproduzierbare Diagnoseergebnisse zu erhalten. Bislang ist daher eine entsprechend lange Wartezeit zwischen dem Einstellen des Diagnosewerts der elektrischen Größe, z. B. des Pumpstroms, und der Auswertung der Diagnose erforderlich.A problem with this method, however, is that the electrical variable used to set the defined oxygen content, for example, the electric current, although can be quickly adjusted to the defined diagnostic value, but the associated oxygen content of the exhaust gas takes a relatively long time to get up to stabilize the corresponding defined content. However, such a stable oxygen content is required to obtain reliable and reproducible diagnostic results. So far, therefore, a correspondingly long waiting time between the setting of the diagnostic value of the electrical variable, z. As the pumping current, and the evaluation of the diagnosis required.

Ausgehend von dem erläuterten Stand der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art bereitzustellen, mit dem das Diagnoseverfahren beschleunigt werden kann.Based on the explained prior art, the invention is therefore based on the object to provide a method of the type mentioned, with which the diagnostic method can be accelerated.

Die nachveröffentlichte DE 10 2006 053 841 A1 offenbart ein Verfahren zur Diagnose eines NOx-Messaufnehmers. Der NOx-Messaufnehmer weist zwei Messzellen auf, wobei der ersten Messzelle das zu messende Abgas zugeführt wird und mittels eines ersten Sauerstoffionen-Pumpstromes eine Sauerstoffkonzentration eingestellt wird, wobei keine Zersetzung von NOx stattfinden soll. Die zweite Messzelle ist mit der ersten Messzelle verbunden, und mittels eines zweiten Sauerstoffionen-Pumpstromes wird eine zweite Sauerstoffkonzentration eingestellt und beide Messzellen liegen in einem Festkörperelektrolyten. Während des Betriebes der Brennkraftmaschine wird laufend die NOx-Konzentration mittels des NOx-Messaufnehmers gemessen und überprüft, ob vorgegebene Diagnosebedingungen erfüllt sind. Bei Erfülltsein der Bedingungen wird vom Messbetrieb auf einen Diagnosebetrieb umgeschaltet, indem der Sollwert für den Sauerstoffionen-Pumpstrom der ersten Messzelle von einem vorgegebenen ersten Wert auf einen vorgegebenen zweiten Wert derart geändert wird, dass NOx in der ersten Messzelle zerstört wird. Nach Erreichen eines stabilen Wertes für die NOx-Konzentration wird dieser Wert mit einem vorgegebenen Schwellwert verglichen und in Abhängigkeit vom Ergebnis des Vergleiches des NOx-Messaufnehmers hinsichtlich seiner Funktionstüchtigkeit bewertet.The post-published DE 10 2006 053 841 A1 discloses a method for diagnosing a NOx sensor. The NOx sensor has two measuring cells, wherein the exhaust gas to be measured is supplied to the first measuring cell and an oxygen concentration is set by means of a first oxygen ion pumping current, with no decomposition of NOx taking place. The second measuring cell is connected to the first measuring cell, and by means of a second oxygen ion pumping current, a second oxygen concentration is set and both measuring cells are in a solid electrolyte. During operation of the internal combustion engine, the NOx concentration is continuously measured by means of the NOx sensor and checks whether predetermined diagnostic conditions are met. When the conditions are met, the measurement operation switches over to a diagnostic operation by changing the set value for the oxygen ion pumping current of the first measurement cell from a predetermined first value to a predetermined second value such that NOx in the first measurement cell is destroyed. After reaching a stable value for the NOx concentration of this value is compared with a predetermined threshold and evaluated depending on the result of the comparison of the NOx sensor in terms of its functioning.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen sowie der Beschreibung und den Figuren.This object is achieved according to the invention by the subject matter of claim 1. Advantageous embodiments can be found in the dependent claims and the description and the figures.

Die Erfindung löst die Aufgabe für das eingangs genannte Verfahren dadurch, dass zum Einstellen des Diagnosewerts zunächst mindestens ein von dem Diagnosewert abweichender Wert der elektrischen Größe eingestellt wird und die elektrische Größe anschließend auf den Diagnosewert eingestellt wird.The invention achieves the object for the method mentioned at the outset by initially setting at least one value of the electrical variable deviating from the diagnostic value for adjusting the diagnostic value and then setting the electrical variable to the diagnostic value.

Erfindungsgemäß ist also vorgesehen, dass der definierte Diagnosewert der elektrischen Größe nicht sofort eingestellt wird, sondern über ein Profil, nämlich mindestens einen von dem Diagnosewert abweichenden Wert der elektrischen Größe angefahren wird. Es wird also vor dem Einstellen des Nennwerts oder Diagnosewerts zunächst ein von diesem Wert abweichender Wert eingestellt. Auf diese Weise ist die Einstellung des definierten Sauerstoffgehalts, und insbesondere die Dauer bis zum Erreichen des gewünschten Sauerstoffgehalts, präzise steuerbar. Insbesondere ist es dabei möglich, die Dauer bis zur Stabilisierung des definierten Sauerstoffgehalts im Vergleich zum Stand der Technik, bei dem die elektrische Größe direkt auf den Diagnosenennwert eingestellt wird, signifikant zu beschleunigen. According to the invention, it is thus provided that the defined diagnostic value of the electrical variable is not set immediately, but is approached via a profile, namely at least one value of the electrical variable deviating from the diagnostic value. Thus, before setting the nominal value or diagnostic value, a value deviating from this value is initially set. In this way, the setting of the defined oxygen content, and in particular the duration until reaching the desired oxygen content, precisely controlled. In particular, it is possible to significantly accelerate the time until the stabilization of the defined oxygen content compared to the prior art, in which the electrical variable is set directly to the diagnostic characteristic value.

Aus Vorlesung „Methoden der Prozessregelung”, Universität Bremen, WS 2000/2001, Dr.-Ing. Ch. Ament, Blatt 2-1 und 2-2 ist das Prinzip der Vorsteuerung in Verbindung mit der Temperaturregelung eines Dampfüberhitzers bekannt. Aus einem zugehörigen Diagramm lässt sich ein schnelleres Erreichen des einzustellenden Regelwertes entnehmen.From lecture "Methods of Process Control", University of Bremen, WS 2000/2001, Dr.-Ing. Ch. Ament, pages 2-1 and 2-2, the principle of pilot control in connection with the temperature control of a steam superheater is known. From a corresponding diagram, a faster achievement of the set control value can be found.

Zur Diagnose des Sensors erfolgt zunächst ein Einstellen eines definierten Sauerstoffgehalts über eine elektrische Größe definierter Höhe, also einen Nennwert oder Diagnosewert der elektrischen Größe. Der zu dem definierten Sauerstoffgehalt von dem Sensor ausgegebene Messwert des NOx-Gehalts des Abgases wird dann mit einem Referenzwert verglichen. Der Referenzwert gibt dabei den Messwert eines funktionstüchtigen Sensors zu dem definierten Sauerstoffgehalt an. Weicht der im Rahmen der späteren Diagnose zu dem Sauerstoffgehalt ermittelte Messwert von dem zuvor ermittelten Referenzwert ab, kann auf eine mangelnde Funktionstüchtigkeit, beispielsweise eine Vergiftung des Sensors geschlossen werden. Dazu kann beispielsweise eine Grenzdifferenz zwischen dem Messwert und dem Referenzwert definiert werden, oberhalb der ein Defekt des Sensors diagnostiziert wird.For the diagnosis of the sensor, first of all, a defined oxygen content is set via an electrical variable of defined height, that is to say a nominal value or diagnostic value of the electrical variable. The measured value of the NOx content of the exhaust gas output by the sensor for the defined oxygen content is then compared with a reference value. The reference value indicates the measured value of a functional sensor to the defined oxygen content. If the measured value determined for the oxygen content in the course of the later diagnosis deviates from the previously determined reference value, it can be concluded that the sensor is inoperative, for example poisoning. For this purpose, for example, a limit difference between the measured value and the reference value can be defined, above which a defect of the sensor is diagnosed.

Der Referenzwert wird im Rahmen einer vorherigen Kalibrierung des jeweiligen Sensors erstellt. Dazu wird beispielsweise bei erster Inbetriebnahme eines neuen Sensors bei bestimmten Betriebsparametern, beispielsweise wenn das Kraftstoff-Luftverhältnis stöchiometrisch ist (λ = 1), ein zu einem eingestellten Sauerstoffgehalt gehöriger Messwert des Sensors als Referenzwert für spätere Diagnosen gespeichert. Durch einen individuell für einen Sensor erstellten Referenzwert können Verfälschungen der Diagnose aufgrund von beispielsweise Produktionsschwankungen vermieden werden.The reference value is created as part of a previous calibration of the respective sensor. For this example, when first commissioning a new sensor at certain operating parameters, for example, when the air-fuel ratio is stoichiometric (λ = 1), a measured value of the sensor associated with a set oxygen content is stored as a reference value for later diagnoses. By a reference value created individually for a sensor distortions of the diagnosis due to, for example, production fluctuations can be avoided.

Für den Vergleich des Messwerts mit dem Referenzwert und die anschließende Diagnose kann eine entsprechende Auswerteeinrichtung vorgesehen sein. Die Referenzwerte zu verschiedenen Parametern, nämlich verschiedenen Betriebszuständen der Brennkraftmaschine, abgelegt (Schubbetrieb, Volllastbetrieb etc.). Bei der Diagnose wird dann der jeweilige bei der Diagnose herrschende Betriebszustand berücksichtigt und der entsprechende Referenzwert zu diesem Betriebszustand und zu diesem definierten Sauerstoffgehalt für die Diagnose herangezogen. Die Referenzwerte können beispielsweise in einem Kennfeld abgelegt sein.For the comparison of the measured value with the reference value and the subsequent diagnosis, a corresponding evaluation device can be provided. The reference values for various parameters, namely different operating states of the internal combustion engine, filed (overrun operation, full load operation, etc.). During diagnosis, the respective operating state prevailing during the diagnosis is taken into account and the corresponding reference value for this operating state and for this defined oxygen content is used for the diagnosis. The reference values can be stored, for example, in a map.

Die Eigendiagnose des Sensors kann im Betrieb der Verbrennungskraftmaschine periodisch wiederholt ausgelöst (getriggert) und durchgeführt werden. Sie erfolgt bevorzugt dann, wenn ein möglichst stabiler Betriebszustand der Brennkraftmaschine vorliegt. Ein bevorzugter Betriebszustand zur Durchführung der Diagnose liegt vor, wenn das Kraftstoff-Luftverhältnis stöchiometrisch ist (λ = 1). In diesem Fall wird sämtlicher Sauerstoff des Kraftstoff-Luftgemisches verbrannt, so dass in dem dem Sensor zugeführten Abgas kein das Diagnoseergebnis störender Sauerstoff mehr vorhanden ist.The self-diagnosis of the sensor can be periodically repeatedly triggered (triggered) and performed during operation of the internal combustion engine. It is preferably carried out when the most stable operating state of the internal combustion engine is present. A preferred operating condition for performing the diagnosis is when the air-fuel ratio is stoichiometric (λ = 1). In this case, all the oxygen of the fuel-air mixture is burned, so that in the exhaust gas supplied to the sensor no diagnostic result interfering oxygen is no longer present.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung kann der mindestens eine von dem Diagnosewert abweichende Wert der elektrischen Größe größer sein als der Diagnosewert. Dieser von dem Diagnosewert abweichende Wert der elektrischen Größe kann insbesondere erheblich größer sein als der Diagnosewert, beispielsweise doppelt so groß. Auf diese Weise lässt sich die Dauer von der Auslösung des Diagnosevorgangs bis zur Stabilisierung des definierten Sauerstoffgehalts signifikant verkürzen. Der Diagnosevorgang wird entsprechend beschleunigt.According to a preferred embodiment, the at least one value deviating from the diagnostic value of the electrical variable may be greater than the diagnostic value. This deviating from the diagnostic value of the electrical variable may in particular be considerably larger than the diagnostic value, for example, twice as large. In this way, the duration from the initiation of the diagnostic process to the stabilization of the defined oxygen content can be shortened significantly. The diagnostic process is accelerated accordingly.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung können mehrere von dem Diagnosewert abweichende Werte der elektrischen Größe eingestellt werden. In diesem Fall werden vor Einstellung des definierten Werts der elektrischen Größe also mehrere von diesem definierten Wert abweichende Werte der elektrischen Größe eingestellt. Der Verlauf der Stabilisierung des definierten Sauerstoffgehalts lässt sich auf diese Weise präziser steuern und in einer gewünschten Weise anpassen, beispielsweise vergleichmäßigen.In accordance with a further embodiment, a plurality of values of the electrical variable deviating from the diagnostic value can be set. In this case, several values of the electrical variable deviating from this defined value are set before setting the defined value of the electrical variable. The course of stabilization of the defined oxygen content can thus be controlled more precisely and adapted in a desired manner, for example uniform.

Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass der Diagnosewert ausgehend von dem mindestens einen von dem Diagnosewert abweichenden Wert der elektrischen Größe mit einem stufenweisen Verlauf eingestellt wird. Bei diesem Beispiel wird der definierte Diagnosewert der elektrischen Größe über ein Stufenprofil angefahren. Eine solche Einstellung des Diagnosewerts ist besonders einfach zu realisieren, wobei sich gleichzeitig eine besonders schnelle Stabilisierung des Sauerstoffgehalts erreichen lässt. Es ist gemäß einer alternativen Ausgestaltung aber auch möglich, dass der Diagnosewert ausgehend von dem mindestens einen Diagnosewert abweichenden Wert der elektrischen Größe mit einem stetigen Verlauf eingestellt wird. In diesem Fall wird der definierte Diagnosewert der elektrischen Größe also über ein stetiges Profil angefahren. Das Anfahrprofil weist dann keine Sprünge auf.A further embodiment provides that the diagnostic value is set with a stepwise progression starting from the at least one value of the electrical variable deviating from the diagnostic value. In this example, the defined diagnostic value of the electrical variable is approached via a step profile. Such an adjustment of the diagnostic value is particularly easy to implement, while at the same time a particularly rapid stabilization of the oxygen content can be achieved. However, according to an alternative embodiment, it is also possible for the diagnosis value to be based on the at least one diagnostic value deviating value of the electrical variable is set with a steady course. In this case, the defined diagnostic value of the electrical variable is therefore approached via a continuous profile. The approach profile then has no jumps.

In an sich bekannter Weise kann der NOx-Sensor zwei Kammern aufweisen, in die das Abgas nacheinander eintritt, wobei die Einstelleinrichtung der Kammer zugeordnet ist, in die des Abgas zuerst eintritt, also der ersten Kammer. In ebenfalls an sich bekannter Weise kann die Messeinrichtung der Kammer zugeordnet sein, in die das Abgas nach der ersten Kammer eintritt, also der zweiten Kammer. Die Einstelleinrichtung und die Messeinrichtung können beispielsweise jeweils Elektroden aufweisen (z. B. Nernst-Zellen), von denen jeweils mindestens eine mit dem eintretenden Abgas in Kontakt steht. Über diese Elektroden kann eine elektrische Größe angelegt bzw. abgegriffen werden. Die Messeinrichtung kann insbesondere eine Einrichtung aufweisen, die katalytisch aktiv ist und Stickoxide in dem Abgas zersetzt. Dabei kann es sich um eine der Elektroden, handeln. Entsprechend kann die zur Einstellung des Sauerstoffgehalts dienende elektrische Größe ein elektrischer Strom oder eine elektrische Spannung sein. Die Spannung kann beispielsweise über die Elektroden angelegt werden. Zwischen diesen fließt dann ein elektrischer Strom. Der von der Messeinrichtung ausgegebene Messwert kann entsprechend ein den NOx-Gehalt des Abgases charakterisierender elektrischer Strom oder eine den NOx-Gehalt charakterisierende elektrische Spannung sein. Die Spannung bzw. der Strom können insbesondere zwischen den Elektroden der Einstell- bzw. Messeinrichtung anliegen. Derartige NOx-Sensoren sind dem Fachmann an sich bekannt.In a manner known per se, the NOx sensor can have two chambers, into which the exhaust gas enters in succession, the adjusting device being assigned to the chamber into which the exhaust gas first enters, that is to say the first chamber. In a manner also known per se, the measuring device can be assigned to the chamber into which the exhaust gas enters the first chamber, that is to say the second chamber. The setting device and the measuring device may, for example, each have electrodes (eg Nernst cells), of which at least one is in contact with the entering exhaust gas. About these electrodes, an electrical variable can be applied or tapped. The measuring device may in particular have a device which is catalytically active and decomposes nitrogen oxides in the exhaust gas. This can be one of the electrodes. Accordingly, the electrical quantity used to adjust the oxygen content may be an electrical current or an electrical voltage. The voltage can be applied for example via the electrodes. Between these then flows an electric current. The measured value output by the measuring device may accordingly be an electric current characterizing the NOx content of the exhaust gas or an electrical voltage characterizing the NOx content. In particular, the voltage or the current can be present between the electrodes of the adjusting or measuring device. Such NOx sensors are known per se to the person skilled in the art.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen schematisch;An embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to a drawing. It show schematically;

1 ein Diagramm zur Veranschaulichung der Einstellung des definierten Sauerstoffgehalts gemäß dem Stand der Technik, und 1 a diagram illustrating the setting of the defined oxygen content according to the prior art, and

2 ein Diagramm zur Veranschaulichung der Einstellung des definierten Sauerstoffgehalts gemäß der Erfindung. 2 a diagram illustrating the setting of the defined oxygen content according to the invention.

In dem in 1 dargestellten Diagramm ist auf der Abszisse die Zeit t dargestellt. Auf der Ordinate ist zum einen mit durchgezogener Linie der Sauerstoffgehalt S von in einen NOx-Sensor eingetretenem Abgas einer Verbrennungskraftmaschine aufgetragen. Zum anderen ist auf der Ordinate punktiert ein durch eine Einstelleinrichtung des Sensors zum Einstellen des Sauerstoffgehalts S in dem Abgas erzeugter elektrischer Pumpstrom I aufgetragen.In the in 1 represented diagram is shown on the abscissa the time t. On the ordinate, on the one hand, the oxygen content S of exhaust gas of an internal combustion engine that has entered a NOx sensor has been plotted by a solid line. On the other hand, an electrical pump current I generated by an adjusting device of the sensor for adjusting the oxygen content S in the exhaust gas is plotted on the ordinate.

Der NOx-Sensor des dargestellten Beispiels weist in an sich bekannter Weise zwei Kammern auf, in die das Abgas nacheinander eintritt. Die Einstelleinrichtung zum Einstellen des Sauerstoffgehalts S von in den Sensor eingetretenem Abgas ist dabei der ersten Kammer zugeordnet. Der zweiten Kammer des Sensors ist eine Messeinrichtung zugeordnet, die einen den NOx-Gehalt des Abgases charakterisierenden Messwert ausgibt.The NOx sensor of the illustrated example has, in a manner known per se, two chambers into which the exhaust gas enters in succession. The adjusting device for adjusting the oxygen content S of exhaust gas that has entered the sensor is assigned to the first chamber. The second chamber of the sensor is associated with a measuring device which outputs a NO x content of the exhaust gas characterizing measured value.

Bei dem in 1 dargestellten bekannten Verfahren wird zum Zeitpunkt t₁ eine Diagnose des Sensors ausgelöst. Zu diesem Zeitpunkt wird der elektrische Pumpstrom I auf einen definierten Diagnosenennwert I_D eingestellt. Mit Einsetzen des Pumpstroms I mit dem Diagnosewert I_D steigt der Sauerstoffgehalt S an. Er nähert sich dabei einem definierten, dem Diagnosewert I_D des elektrischen Stroms zugeordneten Sauerstoffgehalt S_D an. Zum Zeitpunkt t₂ hat der Sauerstoffgehalt S dabei etwa den definierten Sauerstoffgehalt S_D erreicht und sich auf diesem Niveau stabilisiert. Bei dem bekannten Verfahren ist ab diesem Zeitpunkt t₂ somit eine Auswertung der Diagnose zuverlässig möglich. Dabei ist der Abstand zwischen den Zeitpunkten t₁ und t₂ verhältnismäßig groß. Das Diagnoseverfahren verzögert sich entsprechend.At the in 1 shown known method is triggered at time t _1, a diagnosis of the sensor. At this time, the electric pumping current I is set to a defined diagnosis characteristic value I _D. With the onset of the pumping current I with the diagnostic value I _D , the oxygen content S increases. It approaches a defined oxygen content S _D assigned to the diagnostic value I _{D of} the electrical current. At time t ₂ , the oxygen content S has reached about the defined oxygen content S _D and stabilized at this level. In the known method from this time t ₂ thus an evaluation of the diagnosis reliably possible. The distance between the times t ₁ and t _{2 is} relatively large. The diagnostic procedure is delayed accordingly.

In 2 ist ein erfindungsgemäßes Diagnoseverfahren veranschaulicht. Dieses entspricht grundsätzlich dem in 1 dargestellten Verfahren. Im Unterschied zu dem aus 1 bekannten Verfahren werden bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung zum Einstellen des Diagnosestroms I_D jedoch zunächst zwei von dem Diagnosewert I_D abweichende Stromwerte I₁, I₂ eingestellt und der elektrische Strom I erst anschließend auf den Diagnosewert I_D eingestellt. Beide von dem Diagnosewert I_D abweichende Stromwerte I₁, I₂ sind dabei größer als der Diagnosewert I_D, wobei der als erstes eingestellte Stromwert I₁ größer ist als der anschließend eingestellte Stromwert I₂. Der erste Stromwert I₁ ist etwa doppelt so groß wie der Diagnosewert I_D. Über die abweichenden Stromwerte I₁, I₂ wird der Diagnosewert I_D mit einem stufenweisen Verlauf, also einem Stufenprofil eingestellt. Die von dem Diagnosewert I_D abweichenden Stromwerte I₁, I₂ können dabei insbesondere für unterschiedliche lange Zeitdauern eingestellt bleiben.In 2 an inventive diagnostic method is illustrated. This corresponds basically to the in 1 illustrated method. In contrast to that 1 known methods are used in the 2 illustrated embodiment of the invention for setting the diagnostic current I _D but initially two deviating from the diagnostic value I _D current values I ₁ , I ₂ set and the electrical current I only then set to the diagnostic value I _D. Both of the diagnostic value I _D deviating current values I ₁ , I ₂ are greater than the diagnostic value I _D , wherein the first set current value I _{1 is} greater than the subsequently set current value I ₂ . The first current value I ₁ is about twice as large as the diagnostic value I _D. By way of the deviating current values I ₁ , I ₂ , the diagnostic value I _{D is set} with a stepwise progression, ie a step profile. The current values I ₁ , I _{2 which} deviate from the diagnostic value I _D can remain adjusted in particular for different long periods of time.

Aus dem Vergleich der 1 und 2 ist zu erkennen, dass sich der Sauerstoffgehalt S bei dem erfindungsgemäßen Verfahren aufgrund des zu Beginn der Diagnose erhöhten Pumpstroms schneller dem definierten Sauerstoffgehalt S_D annähert. Insbesondere wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bereits zum Zeitpunkt t₂', der deutlich früher liegt als der Zeitpunkt t₂ aus 1, ein stabilisierter Sauerstoffgehalt S erreicht. Der Abstand zwischen dem Zeitpunkt t₁ der Auslösung der Diagnose und dem Zeitpunkt t₂' ist deutlich kürzer als der Abstand zwischen den Zeitpunkten t₁ und t₂ aus 1. Erfindungsgemäß ist also nach Auslösung der Diagnose zum Zeitpunkt t₁ schon früher eine Diagnose des Sensors möglich als beim Stand der Technik nach 1. Das Diagnoseverfahren wird entsprechend beschleunigt.From the comparison of 1 and 2 It can be seen that the oxygen content S in the method according to the invention approaches the defined oxygen content S _D more quickly due to the increased pumping current at the beginning of the diagnosis. In particular, with the method according to the invention already at the time t ₂ ', which is significantly earlier than the time t ₂ 1 , a stabilized oxygen content S is reached. The distance between the time t ₁ of triggering the diagnosis and the time t ₂ 'is significantly shorter than the distance between the times t ₁ and t ₂ off 1 , Thus, according to the invention, a diagnosis of the sensor is possible earlier than the prior art after the diagnosis has been triggered at time t ₁ 1 , The diagnostic procedure is accelerated accordingly.

Claims

Method for diagnosing a NOx sensor arranged in an exhaust system of an internal combustion engine, which has at least one setting device for adjusting the oxygen content of exhaust gas entered into the sensor by means of an electrical variable and at least one measuring device which characterizes the NOx content of the exhaust gas, in which Method by adjusting a defined diagnostic value of the electrical variable is set a defined oxygen content in the exhaust gas entered into the sensor, the corresponding measured value of the measuring device is compared with a reference value associated with the defined oxygen content, and based on the comparison result, a diagnosis of the NOx Sensor is performed, characterized in that for setting the diagnostic value (I _D ) first at least one of the diagnostic value (I _D ) deviating value (I ₁ , I ₂ ) of the electrical variable (I) a is set and the electrical variable (I) is then set to the diagnostic value (I _D ), that the reference value is determined and stored in the context of a previous calibration of the NOx sensor for different operating conditions of the internal combustion engine and that in the diagnosis of the prevailing operating state taken into account and the corresponding stored reference value is used for this operating state.

A method according to claim 1, characterized in that the at least one of the diagnostic value (I _D ) deviating value (I ₁ , I ₂ ) of the electrical variable (I) is greater than the diagnostic value (I _D ).

Method according to one of claims 1 or 2, characterized in that a plurality of the diagnostic value (I _D ) deviating values (I ₁ , I ₂ ) of the electrical variable (I) are set.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the diagnostic value (I _D ) is set starting from the at least one of the diagnostic value (I _D ) deviating value (I ₁ , I ₂ ) of the electrical variable (I) with a stepwise course ,

Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the diagnostic value (I _D ) starting from the at least one of the diagnostic value (I _D ) deviating value (I ₁ , I ₂ ) of the electrical variable (I) with a steady course is set.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the NOx sensor has at least two chambers, in which the exhaust gas enters successively, wherein the adjusting device is associated with the chamber into which the exhaust gas enters first.

A method according to claim 6, characterized in that the measuring device is associated with the chamber into which the exhaust gas enters the first chamber.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the electrical variable (I) is an electrical current (I) or an electrical voltage.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the measured value is an electric current characterizing the NOx content of the exhaust gas or an electrical voltage characterizing the NOx content of the exhaust gas.