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Patent Searching and Data


Title:
METHOD AND DEVICE FOR DETERMINING A STATUS OF A MICROWAVE ANTENNA OF AN EXHAUST GAS TREATMENT ELEMENT FOR A MOTOR VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/149552
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for determining a status of a microwave antenna (103) of an exhaust gas treatment element (100) for a motor vehicle, comprising the following steps: specifying a frequency range (200) that is representative of the status of the microwave antenna (103); transmitting microwaves (104) into the housing (102) of the exhaust gas treatment element (100); receiving microwaves (104) in response to the transmission; determining a change in a signal course (201) of the received microwaves (104) in the predefined frequency range (200); and determining the status of the microwave antenna (103) depending on the determined change.

Inventors:
BURGER KATHARINA (DE)
REITMEIER WILLIBALD (DE)
HIEN MARKUS (DE)
DIETRICH MARKUS (DE)
LUSZEK DANIEL (DE)
ANTE JOHANNES (DE)
Application Number:
PCT/EP2019/051348
Publication Date:
August 08, 2019
Filing Date:
January 21, 2019
Export Citation:
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Assignee:
CPT GROUP GMBH (DE)
International Classes:
F01N3/035; F01N3/021; F01N3/08; F01N3/10; F01N3/20; F01N9/00; F01N11/00; G01N22/00; G01R1/067; G01R27/00
Foreign References:
US20100102828A12010-04-29
EP2344732A12011-07-20
DE102015006232A12016-11-24
DE102015116659A12017-04-20
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
WALDMANN, Alexander (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Verfahren zum Ermitteln eines Zustands einer Mikrowellen antenne (103) eines Abgasbehandlungselements (100) für ein Kraftfahrzeug, umfassend:

- Vorgeben eines Frequenzbereichs (200) , der für den Zustand der Mikrowellenantenne (103) repräsentativ ist,

- Aussenden von Mikrowellen (104) in ein Gehäuse (102) des Abgasbehandlungselements (100),

- Empfangen von Mikrowellen (104) in Antwort auf das Aussenden,

- Ermitteln einer Änderung eines Signalverlaufs (201) der empfangenen Mikrowellen (104) in dem vorgegebenen Frequenz bereich (200) ,

- Ermitteln des Zustands der Mikrowellenantenne (103) in Ab hängigkeit von der ermittelten Änderung.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Änderung des Sig nalverlaufs (201) mindestens eines umfasst aus:

- eine Änderung einer Resonanzfrequenz (202, 203, 204),

- eine Änderung einer Amplitude,

- eine Änderung einer mittleren Verstärkung,

- eine Änderung einer Güte, und

- eine Änderung einer Lauflänge.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, umfassend:

- Vorgeben eines weiteren Frequenzbereichs (205) , wobei der weitere Frequenzbereich (205) repräsentativ ist für einen Füllstand des Abgasbehandlungselements (100), wobei sich der Frequenzbereich (200) und der weitere Frequenzbereich (205) voneinander unterscheiden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, umfassend: - Vorgeben eines Bereichs (208) für die Änderung des Signal verlaufs (201), innerhalb dessen der Zustand der Mikrowel lenantenne (103) als funktionierend ermittelt wird,

- Ermitteln des Zustands als fehlerhaft, wenn die Änderung außerhalb des Bereichs (208) ist.

5. Verfahren nach Anspruch 4, umfassend:

- Ermitteln eines Parameters des Abgases (105),

- Vorgeben des Bereichs (208) in Abhängigkeit von dem Parameter.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, umfassend:

- Vorgeben mehrerer Bereiche (209, 210) für die Änderung, innerhalb derer der Zustand als fehlerhaft ermittelt wird,

- Ermitteln einer Art des fehlerhaften Zustands in Abhängigkeit von dem Bereich (209, 210), in dem die Änderung ermittelt wird.

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

- Vorgeben einer Mehrzahl von unterschiedlichen fehlerhaften Zuständen,

- Ermitteln eines der fehlerhaften Zustände in Abhängigkeit von der ermittelten Änderung.

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

- Verändern einer Geometrie der Mikrowellenantenne (103), und dadurch

- Verändern des vorgegebenen Frequenzbereichs (200) in Ab hängigkeit von dem Abgasbehandlungselement (100).

9. Verfahren nach einem der Ansprüche Ibis 8 , bei dem das Vorgeben des Frequenzbereichs umfassend:

- Aussenden und Empfangen von Mikrowellen (104) unterschied licher Frequenzen,

- Ermitteln eines sich dadurch ausbildenden elektrischen Feldes (106) , - Vorgeben des Frequenzbereichs, sodass sich in dem Fre quenzbereich ein Maximum (107) des elektrischen Feldes (106) innerhalb der Mikrowellenantenne (103) ausbildet. 10. Vorrichtung, die ausgebildet ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 durchzuführen.

Description:
Beschreibung

Verfahren und Vorrichtung zum Ermitteln eines Zustands einer Mikrowellenantenne eines Abgasbehandlungselements für ein Kraftfahrzeug

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln eines Zustands einer Mikrowellenantenne eines Abgasbehandlungselements für ein Kraftfahrzeug. Die Anmeldung betrifft weiterhin eine Vor richtung, die ausgebildet ist, ein entsprechendes Verfahren auszuführen .

Kraftfahrzeuge mit Otto- oder Dieselbrennkraftmaschinen oder Gasmotor benötigen zur Einhaltung der gesetzlichen Emissi onsgrenzwerte diverse Komponenten zur Abgasnachbehandlung. Hierzu zählen unter anderem der Dreiwegekatalysator, der Dieseloxidationskatalysator, der Stickoxidspeicherkatalysator, der SCR-Katalysator (Selektive Katalytische Reduktion) , der Diesel- und Ottopartikelfilter und weitere Systeme. Mehrere Elemente können auch kombiniert werden, beispielsweise ein Partikelfilter mit SCR-Beschichtung (SDPF) . Beladungszustände eines Systems zur Abgasbehandlung sind mittels Mikrowellen ermittelbar. Hierfür werden Mikrowellen mittels einer Mikro wellenantenne in ein Gehäuse des Abgasbehandlungselements eingebracht .

Es ist wünschenswert, ein Verfahren zum Ermitteln eines Zustands einer Mikrowellenantenne eines Abgasbehandlungselements für ein Kraftfahrzeug anzugeben, das ein verlässliches Ermitteln er möglicht. Weiterhin ist es wünschenswert, eine Vorrichtung anzugeben, die ein verlässliches Ermitteln ermöglicht.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln eines Zustands einer Mikrowellenantenne eines Abgasbehandlungselements für ein Kraftfahrzeug sowie eine korrespondierende Vorrichtung, die ausgebildet ist, das Verfahren durchzuführen.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird ein Frequenzbereich vorgegeben, der für den Zustand der Mikrowellenantenne re präsentativ ist. Mikrowellen werden in ein Gehäuse des Ab gasbehandlungselements ausgesandt. Mikrowellen werden in Antwort auf das Aussenden empfangen. Eine Änderung eines Signalverlaufs der empfangenen Mikrowellen in dem vorgegebenen Frequenzbereich wird ermittelt. Der Zustand der Mikrowellen antenne wird in Abhängigkeit von der ermittelten Änderung ermittelt .

Das Abgasbehandlungselement ist insbesondere ein Katalysator und/oder ein Filter mit einer Katalysatorbeschichtung eines Abgasbehandlungssystems des Kraftfahrzeugs, auch Abgasnach behandlungssystem genannt. Beispielsweise ist der Filter ein Partikelfilter, insbesondere ein Rußpartikelfilter. Der Ka talysator ist insbesondere ein SCR-Katalysator . Auch andere Filter und Katalysatoren sind möglich.

Die elektromagnetischen Eigenschaften innerhalb des Gehäuses werden durch Materialveränderungen oder Materialeinbringungen beeinflusst. Beispielsweise die Einlagerung von Molekülen oder Partikeln wie Rußpartikel oder NH3 in dem Gehäuse führt zu einer höheren Polarisation und Dämpfung und damit zu einer höheren Halbwertsbreite, niedrigeren Frequenz, Gütefaktor Q und

Amplitude sowie zu einer Änderungen in Phase und Laufzeit der Mikrowellen. Somit ist aus einer Änderung bei den empfangenen Mikrowellen beispielsweise ein Füllstand des Abgasbehand lungselements ermittelbar.

Auch eine höhere Temperatur führt aufgrund der thermischen Ausdehnung des Gehäuses zu niedrigeren Frequenzen. Dies kann jedoch mit Hilfe von Modellen beispielsweise mittels Software kompensiert werden. Auch weitere Messgrößen werden gemäß Ausführungsformen zum Ermitteln des Füllstands des Abgasbe handlungselements verwendet und beispielsweise mit Betriebs parametern des Fahrzeugs kombiniert, beispielsweise eine Um gebungstemperatur, eine Feuchte, eine Abgastemperatur, ein Signal eines Gassensors, wie beispielsweise einer Lambdasonde und/oder eines NOX-Sensors.

Auch bei der Antenne sind Änderungen der dielektrischen Ei genschaften möglich, die zu einer Fehlfunktion der Mikrowel lenantenne führen können. Andererseits sind Fehlfunktionen der Mikrowellenantenne auf Materialeinlagerungen und/oder Mate rialschwund zurückzuführen. Dies kann beispielsweise die Messfähigkeit des Systems beeinträchtigen.

Beispielsweise weist die Mikrowellenantenne ein keramisches Material auf. Einlagerungen von Molekülen oder Partikeln in diesem keramischen Material führen beispielsweise zu einer höheren Dämpfung in der Antenne, und damit zu einer höheren Halbwertsbreite, niedrigeren Frequenz, Güte und Amplitude sowie zu einer Änderung in Phase und Laufzeit der Mikrowellen. Bei Materialschwund des keramischen Materials ist der Effekt genau umgekehrt .

Eine fehlerhafte Funktion der Mikrowellenantenne kann zu einer Beeinträchtigung oder einem Ausfall des Messsystems führen, das den Füllstand des Abgasbehandlungselements ermitteln soll . Daher ist im Fahrzeugbetrieb eine entsprechende Diagnose der Funk tionsfähigkeit beziehungsweise des Zustands der Mikrowellen antenne nutzbringend.

Im Frequenzspektrum der Mikrowellen treten in dem vorgegebenen Frequenzbereich Resonanzen auf, die maßgeblich von den die- lektrischen Eigenschaften der Mikrowellenantenne abhängen, insbesondere von den dielektrischen Eigenschaften des Materials innerhalb der Mikrowellenantenne. Die Mikrowellenantenne ist beispielsweise als Stiftkoppler ausgeführt. Beispielsweise ändern sich die dielektrischen Eigenschaften durch Wasseran lagerung oder Rußanlagerung. Auch eine Zerstörung des Die lektrikums in der Mikrowellenantenne ist möglich, beispielsweise ein Abbröseln der Keramik. Dies verändert die Messfähigkeit des Messsystems. Die Änderungen der dielektrischen Eigenschaften der Mikrowellenantenne sind mittels dem Ermitteln der Änderung des Signalverlaufs ermittelbar. Somit ist es möglich, den Zustand der Mikrowellenantenne zu ermitteln.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird eine Änderung der Resonanzfrequenz ermittelt. Alternativ oder zusätzlich wird eine Änderung der Amplitude ermittelt. Alternativ oder zusätzlich wird eine Änderung einer mittleren Verstärkung ermittelt.

Alternativ oder zusätzlich wird eine Änderung einer Güte er mittelt. Alternativ oder zusätzlich wird eine Änderung einer Lauflänge ermittelt, also insbesondere eine Änderung in der Phase und der Laufzeit der Mikrowellen.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird ein weiterer Fre quenzbereich vorgegeben. Der weitere Frequenzbereich ist re präsentativ ist für einen Füllstand des Abgasbehandlungsele ments. Der Frequenzbereich und der weitere Frequenzbereich unterscheiden sich voneinander. Aus einer Veränderung des Signalverlaufs in dem weiteren Frequenzbereich wird auf eine Änderung im Füllstand des Abgasbehandlungselements geschlossen. Aus einer Veränderung des Signalverlaufs in dem vorgegebenen Frequenzbereich wird auf eine Veränderung des Zustands der Mikrowellenantenne geschlossen. Somit ist eine Veränderung des Zustands der Mikrowellenantenne von einer Veränderung des Füllstands des Abgasbehandlungselements unterscheidbar. Es wird zwischen Resonanzfrequenzen unterschieden, die aufgrund einer Anlagerung von Material in dem Abgasbehandlungselement verändert werden, und Resonanzfrequenzen, die sich aufgrund von einer Materialveränderung der Mikrowellenantenne ändern. Die Lage des Frequenzbereichs und die Lage des weiteren Frequenzbereichs werden beispielsweise empirisch ermittelt. Auch ein Vorgeben mittels einer simulatorischen Ermittlung ist möglich.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird ein Bereich für die Änderung des Signalverlaufs vorgegeben, innerhalb dessen der Zustand der Mikrowellenantenne als funktionierend ermittelt wird. Der Zustand wird als fehlerhaft ermittelt, wenn die Änderung außerhalb des Bereichs ist. Der Bereich ist somit ein Toleranzbereich, innerhalb dessen sich der Signalverlauf herkömmlich befindet. Außerhalb des Toleranzbereichs kann auf eine Fehlfunktion der Mikrowellenantenne geschlossen werden.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird ein Parameter des Abgases ermittelt. Der Bereich wird in Abhängigkeit von dem Parameter vorgegeben. Somit ist die Lage des Bereichs, also beispielsweise des Toleranzbereichs, von Einflussfaktoren wie Temperatur und/oder Feuchte und/oder anderen Abgasparametern abhängig. Dadurch lässt sich präzise auf den Zustand der Mikrowellenantenne schließen.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform werden mehrere Bereiche für die Änderung vorgegeben, innerhalb derer der Zustand als fehlerhaft ermittelt wird. Eine Art des fehlerhaften Zustands wird in Abhängigkeit von dem Bereich ermittelt, in dem die Änderung ermittelt wird. Beispielsweise wird in einem ersten Bereich, der nahe an dem Bereich liegt, in dem die Mikrowel lenantenne funktionsfähig arbeitet, zunächst versucht, den funktionsfähigen Zustand der Mikrowellenantenne wieder her zustellen, beispielsweise durch Freibrennen der Mikrowellen- antenne . In einem Bereich, der weiter von dem Bereich beabstandet ist, in dem die Antenne funktionsfähig ist, wird beispielsweise eine Fehlermeldung an die Motorsteuerung ausgegeben, sodass der Betrieb des Kraftfahrzeugs entsprechend geändert werden kann.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird eine Mehrzahl von unterschiedlichen fehlerhaften Zuständen vorgegeben. In Ab hängigkeit von der ermittelten Änderung wird einer der feh lerhaften Zustände ermittelt. Beispielsweise wird bei einer Erhöhung der Resonanzfrequenz auf einen Materialverlust bei der Mikrowellenantenne geschlossen. Bei einer Reduzierung einer Resonanzfrequenz wird auf eine Ablagerung oder Einlagerung von Material in der Mikrowellenantenne geschlossen.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist eine Geometrie der Mikrowellenantenne veränderbar, um den vorgegebene Frequenz bereich zu verändern. Insbesondere weist die Mikrowellenantenne ein variables Antennendesign auf, um gezielt Resonanzfrequenzen innerhalb der Mikrowellenantenne auftreten zu lassen. Der Frequenzbereich wird beispielsweise in Abhängigkeit von dem Abgasbehandlungselement verändert. Somit ist die Mikrowel lenantenne an Veränderungen des Abgasbehandlungselements an passbar, beispielsweise zur Initialanpassung an das Abgasbe handlungselement oder zur Anpassung an Veränderungen aufgrund des Alters. Somit ist es möglich, dass beispielsweise stets Frequenzen ausgesandt und/oder empfangen werden können, die außerhalb des Frequenzbereichs liegen, der dem Füllstand des Abgasbehandlungselements zugeordnet ist.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Vorgehen des Frequenzbereichs ein Aussenden und Empfangen von Mikrowellen unterschiedlicher Frequenzen. Ein sich dadurch ausbildendes elektrisches Feld wird ermittelt. Der Frequenzbereich wird so vorgegeben, dass sich in dem Frequenzbereich ein Maximum des elektrischen Feldes innerhalb der Mikrowellenantenne ausbildet. Somit ist eine Veränderung der dielektrischen Eigenschaften der Mikrowellenantenne mittels der Mikrowellen detektierbar .

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

Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Darstellung eines Abgasbehand lungssystems gemäß einem Ausführungsbeispiel,

Figur 2 eine schematische Darstellung einer Ausbildung eines elektrischen Felds gemäß einem Ausführungsbeispiel,

Figur 3 eine schematische Darstellung einer Ausbildung eines elektrischen Felds gemäß einem Ausführungsbeispiel,

Figur 4 eine schematische Darstellung von Signalverläufen gemäß einem Ausführungsbeispiel,

Figur 5 eine schematische Darstellung von Signalverläufen gemäß einem Ausführungsbeispiel, und

Figur 6 eine Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel .

Figur 1 zeigt ein Abgasbehandlungselement 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Abgasbehandlungselement 100 ist insbesondere Teil eines Abgasbehandlungssystems 120, auch Abgasnachbehandlungssystem genannt. Das Abgasbehandlungsele ment 100 ist beispielsweise ein Katalysator, ein Filter oder eine Kombination aus einem Katalysator und einem Filter, insbesondere einem Partikelfilter.

In einem metallischen Gehäuse 102 des Abgasbehandlungselements 100 ist ein Abgasbehandlungsmodul 101 angeordnet. Das Abgas behandlungsmodul 101 dient beispielsweise zum Speichern von Ammoniak oder zum Filtern von Partikeln wie Rußpartikeln. Abgas 105 aus einer nicht explizit dargestellten Brennkraftmaschine wird in das Abgasbehandlungselement 100 eingeführt. Das Ab gasbehandlungselement 100 dient beispielsweise zum Reinigen des Abgases 105 von Emissionen. Nachfolgend wird das Verfahren insbesondere am Beispiel eines Rußpartikelfilters näher er läutert .

Während des Betriebs lagern sich Ruß und Asche im Modul 101 an. Bei einem bestimmten Beladungszustand muss der Filter rege neriert beziehungsweise gereinigt werden, beispielsweise thermisch freigebrannt werden. Der Beladungszustand kann mittels Hochfrequenztechnik gut ermittelt werden, insbesondere mit Mikrowellen 104. Die Mikrowellen liegen beispielsweise in einem Bereich zwischen 300 MHz und einigen 100 GHz. Insbesondere wird anmeldungsgemäß ein Frequenzbereich von etwa 0,3 GHz bis 10 GHz, beispielsweise von 1 GHz bis 2 GHz verwendet. Auch andere Frequenzbereiche sind möglich.

Zum Senden oder Empfangen der Mikrowellen 104 in das Gehäuse 102, das insbesondere als Hohlraumresonator wirkt, sind im gezeigten Ausführungsbeispiel zwei Mikrowellenantennen 103 vorgesehen. Diese sind beispielsweise jeweils Hochfrequenzantennen, die mit einem entsprechenden Anreger gekoppelt sind, beispielsweise einem Oszillator. Die Kopplung kann elektrisch und/oder induktiv erfolgen. Die Mikrowellen werden beispielsweise nach Trans mission und/oder nach Reflexion empfangen. Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen ist nur eine einzige Mikrowellenantenne 103 vorgesehen. Diese sendet zunächst die Mikrowellen 104 aus, die im Gehäuse 102 reflektiert und nachfolgend wieder von der Mikrowellenantenne 103 empfangen werden .

Eine Vorrichtung 110 ist vorgesehen. Die Vorrichtung 110 ist beispielsweise Teil einer Motorsteuerung des Kraftfahrzeugs. Die Vorrichtung 110 dient unter anderem zum Auswerten der empfangenen Mikrowellen 104.

Mit einer Beladung des Moduls 101 ändern sich auch die die lektrischen Eigenschaften innerhalb des Gehäuses 102. Bei spielsweise sinken die Resonanzfrequenz, die Amplitude und/oder die Güte und die Halbwertsbreite wird größer, da die Mikrowellen in Inneren des Gehäuses 102 stärker gedämpft werden. Auch eine Änderung in Phase und Laufzeit der Mikrowellen 104 ist se lektierbar. Hieraus ist auf einen Füllstand des Moduls 101 schließbar .

Figur 2 zeigt schematisch eine Ausbreitung eines elektrischen Feldes 106 im Inneren des Gehäuses 102. Frequenzen in einem Frequenzbereich 205 (Figur 4) werden ausgesandt, sodass sich ein Maximum 107 im Inneren Bereich des Gehäuses 102 ausbildet, insbesondere im Bereich des Moduls 101. In diesem Frequenzbereich 205 bedeutet eine Änderung bei den Wellenmoden beispielsweise der Resonanzfrequenz eine Änderung des Füllstands des Moduls 101.

Wie schematisch in Figur 3 dargestellt, können auch Mikrowellen in einem Frequenzbereich 200 (Figur 4) ausgesandt werden, sodass sich das Maximum 107 in der Mikrowellenantenne 103 ausbildet. Änderungen bei den Wellenmoden dieses Maximums 107, bei spielsweise eine Änderung der Resonanzfrequenz, sind somit repräsentativ für eine Änderung der dielektrischen Eigenschaften der Mikrowellenantenne 103. Somit lässt sich auf eine Einlagerung von Molekülen oder Partikeln beispielsweise in dem keramischen Material der Mikrowellenantenne 103 schließen oder auf einen Materialschwund beispielsweise des keramischen Materials der Mikrowellenantenne 103.

Figur 4 zeigt an einem Signalverlauf 201, dass im Frequenz spektrum in einem Frequenzbereich 205 ein Resonanzpeak 206 auftritt. Eine Veränderung dieses Resonanzpeaks, beispielsweise eine Verschiebung zum Resonanzpeak 207, ist repräsentativ für eine Veränderung des Füllstands des Moduls 101, beispielsweise eine Erhöhung des Füllstands.

Ein weiterer Resonanzpeak 202 tritt im Frequenzbereich 200 auf. Der Frequenzbereich 200 ist insbesondere unterschiedlich zum Frequenzbereich 205. Insbesondere überlappen die beiden Fre quenzbereiche 200 und 205 nicht.

Der Resonanzpeak 202 ist maßgeblich von den dielektrischen Eigenschaften des Materials innerhalb der Mikrowellenantenne 103 abhängig. Da die Resonanzpeaks 202 und 206 in den unter schiedlichen Frequenzbereichen 200 und 205 liegen, ist gut zu unterscheiden zwischen einer Veränderung im Füllstand des Abgasbehandlungselements 100 und einer Veränderung der Mik rowellenantenne 103. Eine Veränderung der Frequenz des Reso nanzpeaks 206 zum Resonanzpeak 207 spiegelt eine Anlagerung in dem Modul 101 wieder. Dies ist unterscheidbar von einer Ver änderung des Resonanzpeaks 202, die von einer Materialverän derung der Mikrowellenantenne 103 verändert wird.

Der Signalverlauf 201 ist beispielsweise das Reflexionsspektrum eines ordnungsgemäß arbeitenden Abgasbehandlungssystems 120. Es treten nur Frequenzverschiebungen im Bereich 205 auf, bei spielsweise bedingt durch eine Beladung und/oder eine Änderung der Temperatur, ausschließlich bei den Resonanzpeaks 206, 207, die sich innerhalb des Gehäuses 102 ausbilden. Bei normal funktionsfähiger Mikrowellenantenne 103 ändert sich der Re sonanzpeak 202 nicht. Eine etwaige Änderung aufgrund von Temperatureinflüssen wird beispielsweise mittels geeigneter Software ausgeglichen.

Figur 5 zeigt den Signalverlauf 201 bei verschiedenen Fehlern an der Mikrowellenantenne 103. Der Beladungszustand des Moduls 101 bleibt unverändert, wie sich aus dem unveränderten Signalpeak 206 im Bereich 205 ermitteln lässt. Bei einem fehlerhaften Zustand der Mikrowellenantenne 103 wird ausschließlich der Frequenzpeak 202 im Frequenzbereich 200 beeinflusst, der durch eine im Antenneninneren ausgebildete Resonanz verursacht wird.

Innerhalb des Frequenzbereichs 200 wird ein Bereich 208 festgelegt. Befindet sich der Resonanzpeak 202 im Bereich 208, der auch als Toleranzbereich bezeichnet werden kann, wird auf eine normal funktionsfähige Mikrowellenantenne 103 geschlossen. Verschiebt sich der Resonanzpeak nach außerhalb des Bereichs 208, also beispielsweise zum Resonanzpeak 203 oder zum Resonanzpeak 204, wird auf eine fehlerhafte Mikrowellenantenne 103 ge schlossen .

Die Lage und Größe des Bereichs 208 ist beispielsweise vorgegeben in Abhängigkeit von Abgasparametern, wie beispielsweise einer Abgastemperatur und/oder einer Abgasfeuchte. Der Frequenzbe reich 200 ist beispielsweise empirisch ermittelt oder wird mittels einer Simulation ermittelt. Es ist auch möglich, eine Frequenzsweep durchzuführen und die Lage der Maxima 107 des elektrischen Feldes 106 auszuwerten, wie in Verbindung mit den Figuren 2 und 3 gezeigt. Somit ist bekannt, bei welchen Frequenzen sich das Maximum 107 im Inneren des Gehäuses ausbildet und bei welchen Frequenzen sich das Maximum 107 im Inneren der Mik rowellenantenne 103 ausbildet.

Anhand der Verschiebung des Resonanzpeaks 202 lässt sich auch die Art der Störung der Mikrowellenantenne 103 schließen. Verschiebt sich der Resonanzpeak 202 zum Resonanzpeak 203 in den Bereich 209, also zu einer höheren Frequenz, ist von einer Reduzierung der Dämpfung auszugehen, die beispielsweise durch einen Materi alverlust des Antennenmaterials verursacht ist. Verschiebt sich der Resonanzpeak 202 zum Resonanzpeak 204 in dem Bereich 210 ist von einer höheren Dämpfung auszugehen, beispielsweise durch Ablagerungen oder Einlagerungen von Molekülen in dem Anten nenmaterial der Mikrowellenantenne 103. In Abhängigkeit der ermittelten Veränderung können entsprechende Maßnahmen ge troffen werden. Beispielsweise wird eine Fehlermeldung aus gegeben, wenn der Resonanzpeak im Bereich 209 ermittelt wird. Beispielsweise werden Maßnahmen zum Wiederherstellen der Funktionsfähigkeit getroffen, wenn der Resonanzpeak im Bereich 210 ermittelt wird. Beispielsweise wird ein Freibrennen der Mikrowellenantenne 103 bei Rußeinlagerungen, Rußablagerungen, Feuchteeinlagerungen und/oder Feuchteablagerungen durchge führt .

Alternativ oder zusätzlich zur Untersuchung von Veränderungen des Resonanzpeaks 202 werden gemäß weiteren Ausführungsbei spielen ein oder mehrere weitere Parameter des Frequenzspektrums untersucht, zum Beispiel eine Peakamplitude und/oder eine mittlere Verstärkung über einen Frequenzbereich.

Figur 6 zeigt eine schematische Darstellung eines Ablaufs eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel. In Schritt 601 werden zunächst die Messdaten erhoben, also insbesondere der Signalverlauf 201 ermittelt. In Schritt 602 wird der Signal verlauf 201 analysiert, um die Lage der Resonanzpeaks 202 und 206 zu ermitteln. In Schritt 603 werden Informationen über die Frequenzbereiche 200 und 205 bereitgestellt. In Schritt 604 wird abhängig von den Informationen der Schritte 602 und 603 eine Zuordnung der ermittelten Resonanzpeaks 202 und 206 durchge führt. Insbesondere wird ermittelt, ob der Resonanzpeak re präsentativ ist für einen Füllstand oder für einen Zustand der Mikrowellenantenne 103.

Wenn der Resonanzpeak dem Bereich 205 zugeordnet wurde, wird das Verfahren mit Schritt 605 fortgesetzt. In Schritt 606 erfolgt nachfolgend eine Ermittlung des Füllstands des Abgasbehand lungselements 100.

Wird der Resonanzpeak als Resonanzpeak 202 des Frequenzbereichs 202 ermittelt, wird das Verfahren in Schritt 607 fortgeführt. In Schritt 608 wird eine Referenzpeakposition vorgegeben bezie hungsweise der Bereich 208 vorgegeben, insbesondere in Ab hängigkeit von Abgasparametern.

In Schritt 609 wird der ermittelte Resonanzpeak 202 mit den Referenzdaten abgeglichen. Insbesondere wird in Schritt 610 ermittelt, ob der gemessene Resonanzpeak 202 innerhalb des Bereichs 208 liegt. Wird der gemessene Resonanzpeak als Re sonanzpeak 202 im Bereich 208 ermittelt, wird die Mikrowel lenantenne 103 in Schritt 611 als normal funktionsfähig er mittelt .

Liegt der gemessene Resonanzpeak außerhalb des Bereichs 208 wird in Schritt 612 ermittelt, ob der Resonanzpeak unterhalb des Bereichs 208 liegt. Wenn der gemessene Resonanzpeak den Re sonanzpeak 204 im Bereich 210 entspricht, wird in Schritt 613 eine Ab- und/oder Einlagerung von Partikeln und/oder Feuchte er mittelt. In Schritt 614 werden nachfolgend entsprechende Maßnahmen ergriffen, wie beispielsweise ein Aufheizen der Mikrowellenantenne 103 elektrisch oder mittels Abwärme der Brennkraftmaschine .

Ist der gemessene Resonanzpeak nicht unterhalb des Bereichs 208, also der Resonanzpeak 203 im Bereich 209, wird auf einen Ma terialverlust oder einen anders artigen Defekt der Mikrowel lenantenne 103 geschlossen. Nachfolgend wird in Schritt 616 eine Fehlermeldung ausgegeben.

Das Verfahren ermöglicht es, eine Fehlfunktion der Mikrowel lenantenne 103 zu erkennen und einzugrenzen, um die Funkti onsfähigkeit des Abgasbehandlungssystems 120 aufrechtzuerhalten beziehungsweise wieder hersteilen zu können. Insbesondere ist eine Fehlfunktion der Mikrowellenantenne 103 ermittelbar. Somit ist eine Beeinträchtigung oder ein Totalausfall des Abgasbe handlungssystems 120 vermeidbar beziehungsweise rechtzeitig erkennbar .

Eine Diagnose der Funktionsfähigkeit der Mikrowellenantenne 103 ist realisierbar. Anhand der Resonanzfrequenzverschiebung und/oder Amplitudenänderung und/oder der mittleren Verstärkung in dem Frequenzbereich 200 in Transmission oder Reflexion ist eine Fehlfunktion der Mikrowellenantenne 103 ermittelbar. Es ist möglich, den Zustand der Mikrowellenantenne 103 getrennt vom Füllstand des Abgasbehandlungselements 100 zu untersuchen. Hierfür werden beispielsweise nur Frequenzen im Bereich 200 ausgesandt. Auch ein gleichzeitiges Messen beider Zustände ist möglich. Hierzu werden Frequenzen sowohl im Bereich 200 als auch im Bereich 205 ausgesandt.

Die Mikrowellenantenne 103 ist insbesondere so ausgebildet, dass sie die Mikrowellen 104 aussenden und/oder empfangen kann, sodass sich der Resonanzpeak 202 innerhalb der Mikrowellenantenne 103 in dem Frequenzbereich 202 ausbildet. Insbesondere ist die Mikrowellenantenne 103 so ausgebildet, dass sie Frequenzen aussenden und/oder empfangen kann, die außerhalb des Fre quenzbereichs 205 liegen, in dem im Inneren des Gehäuses 102 Resonanzen auftreten. Beispielsweise weist die Mikrowellen- antenne 103 ein variables Antennendesign auf, um während des Betriebs unterschiedliche Resonanzfrequenzen, Amplituden und/oder Laufzeiten zu generieren. Beispielsweise ist die Mikrowellenantenne 103 mechanisch veränderbar, um im Betrieb nachjustiert werden zu können. Somit ist insbesondere si- cherstellbar, dass die Frequenzbereiche 200 und 205 nicht überlappen .

Das Verfahren ermöglicht eine Eigendiagnose der Mikrowellen antenne 103, die zur berührungslosen Überwachung des Abgas- behandlungselements 100 in einem Kraftfahrzeug eingesetzt wird.