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Title:
METHOD FOR DETERMINING A STATE OF AN EXHAUST GAS TREATMENT ELEMENT, DEVICE FOR A MOTOR VEHICLE AND SYSTEM FOR EXHAUST GAS TREATMENT FOR A MOTOR VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/011612
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for determining a state of an exhaust gas treatment element (100) for a motor vehicle, comprising: - emission of microwaves (112) in a housing (102) of an additional exhaust gas treatment element (101) arranged downstream of the exhaust gas treatment element (100), - receiving microwaves with at least one characteristic in response to the emission, - determining the state of the exhaust gas treatment element (100) as a function of the at least one property.

Inventors:
BURGER KATHARINA (DE)
REITMEIER WILLIBALD (DE)
HIEN MARKUS (DE)
DIETRICH MARKUS (DE)
Application Number:
PCT/EP2018/066566
Publication Date:
January 17, 2019
Filing Date:
June 21, 2018
Export Citation:
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Assignee:
CONTINENTAL AUTOMOTIVE GMBH (DE)
International Classes:
F01N13/00; F01N11/00
Foreign References:
US20170182447A12017-06-29
US20160273437A12016-09-22
DE102015001231A12016-08-04
Other References:
None
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Claims:
Patentansprüche

1. Verfahren zum Ermitteln eines Zustands eines Abgasbehand¬ lungselements (100) für ein Kraftfahrzeug, umfassend:

- Aussenden von Mikrowellen (112) in ein Gehäuse (102) eines weiteren Abgasbehandlungselements (101), das stromabwärts von dem Abgasbehandlungselement (100) angeordnet ist,

- Empfangen von Mikrowellen mit mindestens einer Eigenschaft in Antwort auf das Aussenden,

- Ermitteln des Zustands des Abgasbehandlungselements (100) in Abhängigkeit von der mindestens einen Eigenschaft.

2. Verfahren nach Anspruch 1, umfassend:

- Ermitteln eines Funktionszustands als Zustand des Abgasbe- handlungselements (100).

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, umfassend:

- Ermitteln eines Schädigungsgrads als Zustand des Abgasbe¬ handlungselements (100).

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Eigenschaft der empfangenen Mikrowellen mindestens eines ist aus :

- Amplitude,

- Resonanzfrequenz,

- Güte,

- Phase,

- Laufzeit,

- Gradient, und

- Sprungänderung.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, umfassend: - Ermitteln eines Zustands des weiteren Abgasnachbehand¬ lungselements (101) in Abhängigkeit von den empfangenen Mik¬ rowellen . 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, umfassend:

- Ermitteln einer Umgebungsbedingung des weiteren Abgasbehandlungselements (101),

- Ermitteln des Zustands des Abgasbehandlungselements (100) in Abhängigkeit von der ermittelten Umgebungsbedingung.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, umfassend:

- Ermitteln eines Betriebszustand des weiteren Abgasbehand¬ lungselements (101),

- Ermitteln des Zustands des Abgasbehandlungselements (100) in Abhängigkeit von dem ermittelten Betriebszustand.

8. Vorrichtung für ein Kraftfahrzeug zum Ermitteln eines Zustands eines Abgasbehandlungselements (100), die dazu ausgebildet ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 auszuführen.

9. System zur Abgasbehandlung für ein Kraftfahrzeug, aufweisend:

- ein Abgasbehandlungselement (100),

- ein weiteres Abgasbehandlungselement (101), das stromabwärts von dem Abgasbehandlungselement (100) angehordnet ist,

- ein Mikrowellenmesssystem (113), das mit dem weiteren Abgasbehandlungselement (101) gekoppelt ist, und das dazu ein¬ gerichtet ist, einen Zustand des Abgasbehandlungselements (100) zu ermitteln. 10. System nach Anspruch 9, bei dem das Abgasbehandlungselement (100) mindestens eines ist aus: Filter, Katalysator und Steuerklappe .

11. System nach Anspruch 9 oder 10, bei dem das weitere Abgasbehandlungselement (101) mindestens eines ist aus: Filter und Katalysator .

Description:
Beschreibung

Verfahren zum Ermitteln eines Zustands eines Abgasbehandlungs ¬ elements, Vorrichtung für ein Kraftfahrzeug und System zur Ab- gasbehandlung für ein Kraftfahrzeug

Die Anmeldung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln eines Zustands eines Abgasbehandlungselements für ein Kraftfahrzeug, insbe ¬ sondere ein Verfahren zum Ermitteln eines Zustands eines Par- tikelfilters und/oder Katalysators. Die Anmeldung betrifft wie- terhin eine Vorrichtung, die ausgebildet ist ein entsprechendes Verfahren auszuführen. Die Anmeldung betrifft außerdem ein System zur Abgasbehandlung für ein Kraftfahrzeug. Kraftfahrzeuge mit Verbrennungskraftmaschinen, wie Otto- oder Dieselbrennkraftmaschine oder Gasmotor benötigen zur Einhaltung der gesetzlichen Emissionsgrenzwerte diverse Komponenten zur Abgasbehandlung, insbesondere zur Abgasnachbehandlung. Hierzu zählen unter anderem der Drei-Wege-Katalysator, der Diese- loxidationskatalysator, der Stickoxidspeicherkatalysator, der SCR-Katalysator (Selektive katalytische Reduktion) , der Diesel- und Ottopartikelfilter und weitere Elemente. Die einzelnen Elemente können auch kombiniert werden, beispielsweise ein Partikelfilter mit SCR-Beschichtung (SDPF) .

Es ist wünschenswert, ein Verfahren zum Ermitteln eines Zustands eines Abgasbehandlungselements für ein Kraftfahrzeug anzugeben, das eine verlässliche Ermittlung ermöglicht. Weiterhin ist es wünschenswert, eine Vorrichtung anzugeben, die ein verlässliches Ermitteln ermöglicht. Zudem ist es wünschenswert, ein System zur Abgasbehandlung für ein Kraftfahrzeug anzugeben, das eine verlässliche Ermittlung eines Zustands eines Abgasbehandlungs ¬ elements ermöglicht. Die Erfindung betrifft gemäß zumindest einer Ausführungsform ein Verfahren zum Ermitteln eines Zustands eines Abgasbehandlungs ¬ elements für ein Kraftfahrzeug sowie eine korrespondierende Vorrichtung, die ausgebildet ist, das Verfahren durchzuführen.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform werden Mikrowellen ausgesandt in ein Gehäuse eines weiteren Abgasbehandlungselements. Das weitere Abgasbehandlungselement ist stromabwärts von dem Abgasbehandlungselement angeordnet. Ausgehend von der Brenn- kraftmaschine strömt das Abgas im Betrieb zunächst durch das Abgasbehandlungselement und nachfolgend durch das weitere Ab ¬ gasbehandlungselement und wiederum nachfolgend beispielsweise zu einem Auspuff. Die Mikrowellen werden mit mindestens einer Eigenschaft in Ant ¬ wort auf das Aussenden empfangen. Ein Zustand des Abgasbehand ¬ lungselements wird in Abhängigkeit von der mindestens einen Ei ¬ genschaft ermittelt. Das Abgasbehandlungselement ist beispielsweise ein Filter eines Abgasnachbehandlungssystems des Kraftfahrzeugs. Der Filter ist beispielsweise ein Partikelfilter, insbesondere ein Rußparti ¬ kelfilter . Alternativ oder zusätzlich ist das Abgasbehandlungselement insbesondere ein Katalysator eines Abgasnachbehandlungssystems des Kraftfahrzeugs.

Das Abgasbehandlungselement ist gemäß weiteren Ausführungs- formen alternativ oder zusätzlich eine weitere Komponente des Abgasbehandlungssystems beziehungsweise Abgasnachbehandlungs ¬ systems des Kraftfahrzeugs, beispielsweise eine Steuerklappe oder ein anderes Element. Das weitere Abgasbehandlungselement ist gemäß zumindest einer Ausführungsform ein Filter, beispielsweise ein Partikelfilter, insbesondere ein Rußpartikelfilter. Alternativ oder zusätzlich ist das weitere Abgasbehandlungs ¬ element ein Katalysator. Das weitere Abgasbehandlungselement kann auch eine andere Komponente des Abgasnachbehandlungssystems sein, das insbesondere mittels eines Mikrowellenmesssystems überprüfbar ist.

Mittels des Verfahrens ist es möglich, den Zustand des Abgas ¬ behandlungselements zu ermitteln, auch wenn das Abgasbehand ¬ lungselement selbst nicht direkt mit einem Mikrowellenmesssystem ausgestattet ist.

Mittels einer oder mehrerer Hochfrequenzantennen wird anmeldungsgemäß eine elektromagnetische Welle im Mikrowellenbereich in das Gehäuse eingekoppelt. Das metallische Gehäuse (Canning) stellt einen elektrischen Hohlraumresonator dar. In Antwort auf die ausgesendete Welle wird entweder in Reflektion oder in Trans ¬ mission ein Spektrum aufgenommen. Die Eigenschaften des Spektrums ändern sich mit einer Änderung der Dielektrizitätskonstante im Gehäuse. Somit ist es auch möglich, Beschädigungen und/oder Veränderungen eines Abgasbehandlungselements berüh- rungslos während des Betriebs zu ermitteln. Alternativ oder zusätzlich zur Änderung der Dielektrizitätskonstante wird eine Änderung der Leitfähigkeit und/oder Verluste als Messeffekt ausgenutzt . Bei einem vollfunktionsfähigen Abgasbehandlungselement hat das Abgasbehandlungselement keine oder keine wesentlichen Einflüsse auf die Dielektrizitätskonstante und/oder die Leitfähigkeit und/oder Verluste des weiteren Abgasbehandlungselements. Folg ¬ lich wird die mindestens eine Eigenschaft der Mikrowellen nur von Betriebszuständen des weiteren Abgasbehandlungselements be- einflusst .

Bei einem fehlerhaften Zustand des Abgasbehandlungselements gelangen Partikel aus dem Abgasbehandlungselement in das strom ¬ abwärts angeordnete weitere Abgasbehandlungselement. Diese Partikel haben Auswirkungen auf die Dielektrizitätskonstante und/oder die Leitfähigkeit und/oder Verluste des weiteren Abgasbehandlungselements und somit auf die Eigenschaften des Spektrums der Mikrowellenausbreitung. In den empfangenen Mikrowellen lassen sich diese Eigenschaften detektieren.

Somit ist es möglich, mittels des Mikrowellenmesssystems des weiteren Abgasbehandlungselements auf den Zustand des strom- aufwärts angeordneten Abgasbehandlungselements zu schließen.

Die Partikel, die aus dem Abgasbehandlungselement in das weitere Abgasbehandlungselement gelangen, können Ruß- oder Aschepartikel oder andere Abgaskomponenten sein. Die Partikel können auch Teile des Abgasbehandlungselements selbst sein, die beispiels ¬ weise von dem Abgasbehandlungselement abgebrochen sind. Bei ¬ spielsweise gelangt ein abgebrochener Splitter der Steuerklappe in das weitere Abgasbehandlungselement und verändert dort die Dielektrizitätskonstante. Die Veränderung der Dielektrizitäts- konstante und/oder der Leitfähigkeit und/oder der Verluste hat Auswirkungen auf die Ausbreitung der Mikrowellen in dem weiteren Abgasbehandlungselement .

Somit ist es mittels des Verfahrens möglich, auch kleine Defekte an dem Abgasbehandlungselement zu ermitteln, die herkömmlich nicht verlässlich ermittelt werden können, da sie beispielsweise keine detektierbare Änderung des Gegendruckverhaltens erwirken. Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird ein Schädigungsgrad als Zustand des Abgasbehandlungselements ermittelt. Abhängig davon, wie schnell sich die Eigenschaft der empfangenen Mikrowellen ändert, ist es beispielsweise möglich, auf den Schädi- gungsgrad und/oder Schädigungsart zu schließen. Bei einer klei ¬ nen Schädigung ändert sich die Eigenschaft beispielsweise nur langsam. Bei einem größeren Riss, beispielsweise in einem Filter, ändert sich die Eigenschaft sehr schnell . Wenn beispielsweise ein Teil des Filters abbricht, ist zunächst eine sprunghafte Änderung der Eigenschaft detektierbar und nachfolgend ein weiterer

Anstieg, da beispielsweise Rußpartikel im weiteren Abgasbe ¬ handlungselement angelagert werden.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Eigenschaft der empfangenen Mikrowellen mindestens eines aus: Amplitude, Re ¬ sonanzfrequenz, Güte, Phase, Laufzeit, Gradient und Sprung ¬ änderung. Aufgrund der Veränderung der Dielektrizitätskonstante und/oder der Leitfähigkeit und/oder der Verluste ändert sich mindestens eine der genannten Eigenschaften der empfangenen Mikrowellen. Bei einem vollfunktionsfähigen Abgasbehandlungselement weisen die empfangenen Mikrowellen insbesondere eine unterschiedliche Amplitude und/oder eine unterschiedliche Resonanzfrequenz und/oder eine unterschiedliche Güte und/oder eine unterschiedliche Phase und/oder eine unterschiedliche Laufzeit und/oder einen unterschiedlichen Gradienten und/oder eine unterschiedliche Sprungänderung auf im Vergleich zu einem fehlerhaften Funktionszustand des stromaufwärts angeordneten Abgasbehandlungselements . Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird ein Zustand des weiteren Abgasnachbehandlungselements in Abhängigkeit von den empfangenen Mikrowellen ermittelt. Beispielsweise wenn das weitere Abgasnachbehandlungselement ein Filter oder ein Ka ¬ talysator ist, wird ein Beladungszustand des weiteren Abgas- nachbehandlungselements ermittelt, um einen Zeitpunkt für eine Regeneration zu ermitteln.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird eine Umgebungsbe- dingung des weiteren Abgasbehandlungselements ermittelt. Der Zustand des Abgasbehandlungselements wird in Abhängigkeit von der ermittelten Umgebungsbedingung ermittelt. Die Umgebungsbedingung umfasst beispielsweise eine Temperatur am weiteren Abgasbehandlungselement. Die Umgebungsbedingungen können wie- tere Einflussgrößen sein, die auf die Ausbreitung der Mikrowellen im weiteren Abgasbehandlungselement Auswirkungen haben. Ände ¬ rungen in der Eigenschaft der Mikrowellen, die aufgrund der ermittelten Umgebungsbedingungen stattfinden, können so von Änderungen unterschieden werden, die für den Zustand des Ab- gasbehandlungselements repräsentativ sind.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird ein Betriebszustand des weiteren Abgasbehandlungselements ermittelt. Der Zustand des Abgasbehandlungselements wird in Abhängigkeit von dem ermit- telten Betriebszustand ermittelt. Beispielsweise umfasst der Betriebszustand eine definiert vorgegebene Ansteuerung des weiteren Abgasbehandlungselements. Beispielsweise wird ein Betriebszustand des weiteren Abgasbehandlungselements vorge ¬ geben, bei dem bei vollfunktionsfähigem Abgasbehandlungselement keine Änderung der Eigenschaft der Mikrowellen stattfindet. Wenn dennoch eine Änderung der Eigenschaft der Mikrowellen ermittelt wird, ist auf einen fehlerhaften Zustand des Abgasbehandlungs ¬ elements schließbar. Gemäß einem Aspekt der Anmeldung weist ein System zur Abgasbehandlung für ein Kraftfahrzeug gemäß zumindest einer Ausführungsform ein Abgasbehandlungselement auf. Das System weist ein weiteres Abgasbehandlungselement auf, das stromabwärts von dem Abgasbehandlungselement angeordnet ist. Das System weist ein Mikrowellenmesssystem auf. Das Mikrowellenmesssystem ist mit dem weiteren Abgasbehandlungselement gekoppelt. Das Mikrowellen ¬ messsystem ist dazu eingerichtet, einen Zustand des Abgasbe ¬ handlungselements zu ermitteln.

Insbesondere ist es möglich, ein anmeldungsgemäßes Verfahren mit dem anmeldungsgemäßen System durchzuführen. Sämtliche für das anmeldungsgemäße Verfahren erläuterten Merkmale und Vorteile gelten korrespondierend auch für die Vorrichtung und das System und umgekehrt.

Weitere Vorteile, Merkmale und Weiterbildungen ergeben sich aus den nachfolgenden in Verbindung mit den Figuren erläuterten Beispielen. Gleiche, gleichwirkende oder gleichartige Elemente können figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen versehen sein.

Es zeigen: Figur 1 eine schematische Darstellung eines Systems gemäß einem Ausführungsbeispiel,

Figur 2 eine schematische Darstellung eines Systems gemäß einem Ausführungsbeispiel,

Figur 3 eine schematische Darstellung von Frequenzverläufen gemäß einem Ausführungsbeispiel,

Figuren 4 bis 6 jeweils eine schematische Darstellung eines Signalverlaufs gemäß einem jeweiligen Ausführungsbeispiel.

Figur 1 zeigt ein Abgasbehandlungssystem 111, insbesondere ein Abgasnachbehandlungssystem eines Kraftfahrzeugs. Abgas 103, beispielsweise aus einer nicht explizit dargestellten Brenn- kraftmaschine, wird in das System 111 eingeführt. Entlang der Strömungsrichtung des Abgases 103 ist zunächst ein Abgasbehand ¬ lungselement 100 angeordnet. Stromabwärts von dem Abgasbehand ¬ lungselement 100 ist ein weiteres Abgasbehandlungselement 101 angeordnet. Nach dem weiteren Abgasbehandlungselement verlässt Abgas 104 das System 111. Das Abgas 104 ist insbesondere ein von Emissionen gereinigter Teil des Abgases 103.

Das Abgasbehandlungselement ist beispielsweise ein Filter, ins- besondere ein Partikelfilter wie ein Rußpartikelfilter. Das

Abgasbehandlungselement 100 ist alternativ oder zusätzlich ein Katalysator oder eine Kombination aus einem Katalysator und einem Partikelfilter. Das Abgasbehandlungselement 100 ist alternativ oder zusätzlich eine andere Komponente des Systems 111, wie beispielsweise eine Steuerklappe, die ausgebildet ist, einen Volumenstrom des Abgases 103 durch das System 111 zu steuern. Auch andere Komponenten als Abgasbehandlungselement 100 sind möglich.

Das Abgasbehandlungselement 101 ist beispielsweise möglichst nah an der Brennkraftmaschine angeordnet, da dort höhere Tempe ¬ raturen herrschen. Dies kann beispielsweise eine passive Re ¬ generation begünstigen. Das Abgasbehandlungselement 101 kann auch von der Brennkraftmaschine entfernt angeordnet sein. Wei ¬ tere Abgasbehandlungselemente wie beispielsweise Drei-Wege-Ka- talysator, SCR und/oder NOx-Speicherkatalysator werden folglich insbesondere stromabwärts weiter entfernt von der Brennkraft ¬ maschine angeordnet.

Das weitere Abgasbehandlungselement 101 ist ebenfalls beispiels- weise ein Filter und/oder ein Katalysator und/oder eine Kombination aus Filter und Katalysator. Das weitere Abgasbehand ¬ lungselement 101 weist ein Gehäuse 102 auf. Das Gehäuse 102 ist insbesondere ein metallisches Gehäuse. Das Gehäuse 102 bildet einen Hohlraum. Das Gehäuse 102 ist beispielsweise ein Hohl ¬ raumresonator für Mikrowellen 112 oder ein Wellenleiter.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das Abgasbehandlungselement 101 ein Partikelfilter und das weitere Abgasbehandlungselement 101 ein SCR-Katalysator .

In dem Gehäuse 102 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel ein Abgasbehandlungsmodul 106 angeordnet, beispielsweise ein Fil- termodul oder ein Katalysatormodul. Beispielsweise wird das

Abgasbehandlungselement 100 während dem Betrieb mit verschiede ¬ nen Stoffen beladen, beispielsweise mit NH3 bei einem SCR-Kataly ¬ sator und/oder Ruß bei einem Partikelfilter. Beispielsweise wird ein Beladungszustand des weiteren Abgas ¬ behandlungselements mittels eine Mikrowellenmesssystems 113 ermittelt. Der Beladungszustand kann mit Hochfrequenzmess ¬ technik gut ermittelt werden, insbesondere mit Mikrowellen. Die Mikrowellen liegen beispielsweise in einem Bereich zwischen 300 Megahertz und einigen 100 Gigahertz. Zum Senden und Empfangen der Mikrowellen 112 sind im gezeigten Ausführungsbeispiel eine erste Sende- und Empfangseinrichtung 107 und eine zweite Sende- und Empfangseinrichtung 108 vorgesehen. Diese sind beispielsweise jeweils Hochfrequenzantennen, die mit einem entsprechenden An- reger gekoppelt sind, beispielsweise einem Oszillator . Die Kopplung kann elektrisch und/oder induktiv erfolgen. Die Mikrowellen werden beispielsweise nach Transmission oder Reflektion empfangen . Beispielsweise sendet die Einrichtung 107 die Mikrowellen 112 aus. In Antwort darauf empfängt die Einrichtung 108 die Mik ¬ rowellen, die durch das Modul 106 transmittiert sind. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist nur eine einzige Sende- und Empfangseinrichtung 107 vorgesehen. Diese sendet zunächst die Mikrowellen 112 aus, die im Gehäuse 102 reflektiert werden und nachfolgend wieder von der Sende- und Empfangs- einrichtung 107 empfangen werden.

Eine Vorrichtung 110 ist vorgesehen. Die Vorrichtung 110 ist beispielsweise Teil einer Motorsteuerung des Kraftfahrzeugs. Die Vorrichtung 110 dient zum Auswerten der empfangenen Mikrowellen beziehungsweise zum Auswerten einer Eigenschaft der empfangenen Mikrowellen. Zusätzlich kann die Vorrichtung 110 auch dazu ausgebildet sein, die Sende- und Empfangseinrichtungen 107, 108 anzusteuern . Die Eigenschaft der empfangenen Mikrowellen, beispielsweise eine Amplitude, eine Resonanzfrequenz, eine Güte oder weitere Ei ¬ genschaften verändern sich in Abhängigkeit des Zustands des Moduls 106. Beim vollfunktionsfähigen Abgasbehandlungselement 100 hat das Abgasbehandlungselement 100 keine Auswirkungen auf eine Änderung der Eigenschaft der Mikrowellen 112. Beispielsweise ist das Abgasbehandlungselement 100 ein Partikelfilter. Folglich weist das Abgas nach dem Abgasbehandlungselement 100 keinen wesentlichen Ruß mehr auf. Lediglich andere Emissionen werden zum weiteren Abgasbehandlungselement 101 geführt. Diese werden vom weiteren Abgasbehandlungselement 101, beispielsweise einem Katalysator, behandelt. Somit ist das Abgas 104 von Abgas und Ruß befreit.

Figur 2 zeigt das System 111 bei einem fehlerhaften Abgasbe- handlungselement 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel . Aufgrund eines Fehlers gelangt beispielsweise Ruß in das weitere Abgas ¬ behandlungselement 101. Eine Ablagerung 105 bildet sich im wei ¬ teren Abgasbehandlungselement 101. Die Ablagerung 105 wird durch den Fehler des Abgasbehandlungselements 100 verursacht. Die Ablagerung 105 verändert die Dielektrizitätskonstante im Gehäuse 102. Somit ändert sich auch die Eigenschaft der Mikrowellen, die von der Sende- und Empfangseinrichtung 108 ermittelt werden. Somit ist mittels des Mikrowellenmesssystems 113 ein Fehler des Abgasbehandlungselements 100 ermittelbar. Der Fehler führt bei ¬ spielsweise dazu, dass im Abgas 104 Rußpartikel enthalten sind.

Die Ablagerung 105 führt beispielsweise zu einer höheren Halb ¬ wertsbreite, niedrigeren Frequenz, niedrigeren Güte und/oder niedrigeren Amplitude, sowie eine Änderung in Phase und Laufzeit der Welle.

Auch eine höhere Temperatur am weiteren Abgasbehandlungselement 101 führt beispielsweise zu einer thermischen Ausdehnung des Gehäuses 102 und damit zu niedrigeren Frequenzen. Dies wird aber beispielsweise von der Vorrichtung 110 mittels Software kom ¬ pensiert. Auch weitere Messgrößen können bei der Auswertung der empfangenen Mikrowellen berücksichtigt werden, beispielsweise weitere Temperaturen, eine Feuchtegrade, ein Beladungszustand des weiteren Abgasbehandlungselement 101 und weitere Kompo ¬ nenten .

Das Mikrowellenmesssystem 113 dient somit zur Ermittlung eines Zustands des weiteren Abgasbehandlungselements 101 und gleich- zeitig zur Ermittlung eines Zustandes des Abgasbehandlungs ¬ elements 100. Insbesondere ist es somit möglich, auch kleinere Schäden zu ermitteln.

Unter normalen Bedingungen, wie in Figur 1 dargestellt, ak- kumuliert der Ruß im Filter 100 und die restlichen Schadstoffe werden im Katalysator 101 umgesetzt.

Kommt es zu einem Filterschaden, wie in Figur 2 dargestellt, so befindet sich Ruß im Abgas nach dem Filter 100, der ebenso auch als Ablagerung 105 am Katalysator 101 akkumuliert, beispiels ¬ weise aufgrund eines physikalischen Abscheidevorgangs. Somit steigen die Verluste im Resonator, beispielsweise im Gehäuse 102, der den Katalysator 106 umschließt. Dies hat Auswirkungen auf die Mikrowellensignale additiv zum eigentlichen Signal des Kata ¬ lysatorzustandes .

Figur 3 zeigt Frequenzverläufe 121, 122 und 123 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Frequenzverläufe 121 und 122 ent- sprechen dabei beispielhaft eine Resonanz im Reflektionssignal im Rahmen je nach Beladungszustand des weiteren Abgasbehand ¬ lungselements 101 verschiebt sich beispielsweise der Frequenz ¬ verlauf vom Frequenzverlauf 121 zum Frequenzverlauf 122. In ¬ nerhalb einer normalen Funktion des stromaufwärts angeordneten Abgasbehandlungselements 100 bleibt die Veränderung des Fre ¬ quenzverlaufs jedoch innerhalb eines vorgegebenen Bereichs 120. Für kalibrierte Systeme sind die Grenzen des Bereichs 120 als normaler Operationsbereich bekannt. Für den Fall, dass mehrere Resonanzen gleichzeitig ausgewertet werden, können sich einzelne Resonanzen besonders für die Fehlerüberwachung des Abgasbehandlungselements 100 anbieten.

Im Fehlerfall des Abgasbehandlungselements 100 akkumuliert bei ¬ spielsweise Ruß auf dem Katalysator 106. So kommt es zu einer unüblichen Änderung des Resonanzverhaltens zum Frequenzverlauf 123. Der Frequenzverlauf 123 liegt außerhalb des üblichen Ar ¬ beitsbereichs 120. Somit ist der Frequenzverlauf 123 klar einer Fehlfunktion des Abgasbehandlungselements 100 zuweisbar. Wie sich auch nachfolgend aus den Figuren 4 bis 6 ergibt, kann dabei auch ein zeitliches Verhalten der Änderung miteinbezogen werden . Figur 4 zeigt eine Veränderung eines Signalverlaufs 131 zum Signalverlauf 132 bei einem kleinen Fehler gemäß einem Ausführungsbeispiel . Der Signalverlauf 131 entspricht einem normalarbeitenden Ab ¬ gasbehandlungselement 100. Der Signalverlauf 131 ist innerhalb des Arbeitsbereichs 130. Bei einem kleinen Fehler, beispiels ¬ weise ein kleiner Riss im Filter 100, ist nur eine sehr geringe Menge Ruß nach dem Filter im Abgas. Eine langsame Akkumulation auf dem nachfolgend angeordneten Katalysator 106 führt zu einem langsamen stetigen Anstieg des Signalverlaufs 132. Der Fehler tritt beispielsweise zum Zeitpunkt 136 auf. Der durch den Fehler des Abgasbehandlungselements 100 verursachte Anstieg ist additiv zum eigentlichen, den Zustand des Katalysators 106 widerspie- gelten Signal 131, so dass der Signalverlauf 132 das übliche Betriebsfenster 130 verlässt.

Figur 5 zeigt einen Signalverlauf 133 bei einem größeren Fehler gemäß einem Ausführungsbeispiel. Ein größere Riss bzw. ein offener Kanal im Filter 100 führt beispielsweise zu einer höheren Menge an Ruß nach dem Filter. Die schnellere Akkumulation insbesondere verglichen mit dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4 führt zu einem schnelleren stetigen Signalanstieg des Signals 133 Das normale Betriebsfenster 130 wird dadurch schnell verlassen.

Figur 6 zeigt einen Signalverlauf 135 bei einem Abbrechen eines Teils des Filters 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel . Ein Teil des Filters oder eines anderen Elements bricht ab und wird mit dem Abgas zum weiteren Abgaselement 101, beispielsweise zum Katalysator 106 getragen. Beispielsweise bleibt das abgebrochene Teil an dessen Front als Teil der Ablagerung 105. Zusätzlich tritt Ruß nach dem Filter 100 auf. Durch das zusätzliche Material des Filters 100 am Katalysator 106 kommt es zunächst unmittelbar nach den Fehler 136 zu einer sprunghaften Änderung des Signalverlaufs 134. Danach kommt es durch Rußakkumulation am Katalysator 106 zu einer stetigen weiteren Erhöhung 135.

Aufgrund der unterschiedlichen Verläufe des Signalverlaufs 131, des Signalverlaufs 132, des Signalverlaufs 133 und des Sig ¬ nalverlaufs 134 ist es möglich, auf einen Fehler im Abgasbe ¬ handlungselement 100 zu schließen, und die Art des Fehlers zu ermitteln. Hierbei wird insbesondere der zeitliche Verlauf beispielsweise der Gradient der Signaländerung berücksichtigt. Insbesondere wird sowohl die Signalhöhe als auch der Gradient zur Ermittlung des Zustands berücksichtigt.

Ändert sich der Signalverlauf im Vergleich zum Signalverlauf 131 stärker als eigentlich möglich und verlässt den Bereich 130, so liegt ein Fehler im Abgasbehandlungselement 100 vor. Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird eine Zustandsermittlung für das Ab ¬ gasbehandlungselement 100 ausgeführt, wenn definierte Be ¬ triebsbedingungen für das weitere Abgasbehandlungselement 101 vorliegen. Beispielsweise wird ein Zustand definiert, in dem kein Ammoniak in den SCR-Katalysator 101 eingespritzt wird. Da sich folglich bei normalen Betriebsbedingungen die Dielektrizitätskonstante innerhalb des Gehäuses 102 nicht ändern sollte, lässt sich der Zustand des Abgasbehandlungselements 100 gut ermitteln. Wenn nämlich trotzdem eine Veränderung, insbesondere stärker als der vorgegebene Bereich 130 erfolgt, lässt dies auf ungewünschte Akkumulation der Ablagerung 105 schließen. Diese ist höchstwahrscheinlich durch einen Fehler des Abgasbehandlungselements 100 verursacht. Mit dem anmeldungsgemäßen Verfahren, der Vorrichtung und dem System ist somit möglich, eine Fehlfunktion eines beliebigen Abgasbehandlungselements 100 zu ermitteln mittels des Mikro- wellenmesssystems 113, das an dem stromabwärts angeordneten weiteren Abgasbehandlungselement 101 angeordnet ist.