AT524314B1 - Emissionsmessgerät mit Selbsttestfunktion - Google Patents

Abstract

Um einen Selbsttest eines Emissionsmessgeräts zu vereinfachen ist vorgesehen, dass eine Selbsttesteinheit (20) vorgesehen ist und an der Selbsttesteinheit (20) ein erster Kupplungsteil (21, 21a) einer Verbindungskupplung angeordnet ist, ein zweiter Kupplungsteil (22) der Verbindungskupplung an einer Sondenspitze (2) der Abgassonde (1) angeordnet ist, und zur Durchführung eines Selbsttests der zweite Kupplungsteil (22) der Sondenspitze (2) mit dem ersten Kupplungsteil (21, 21a) an der Selbsttesteinheit (20) verbindbar sind.

Description

Beschreibung

EMISSIONSMESSGERÄT MIT SELBSTTESTFUNKTION

[0001] Die gegenständliche Erfindung betrifft ein Emissionsmessgerät mit Selbsttestfunktion, wobei am Emissionsmessgerät eine Abgasleitung angeschlossen ist, die über eine Messleitung im Emissionsmessgerät mit einer Emissionsmesseinheit verbunden ist, und am dem Emissionsmessgerät abgewandten Ende der Abgasleitung eine Abgassonde zur Abgasentnahme vorgesehen ist. Die Erfindung betrifft ebenso ein Verfahren zur Durchführung eines Selbsttests mit einem solchen Emissionsmessgerät.

[0002] Emissionsmessgeräte zum Messen von Abgasemissionen, z.B. Kohlenwasserstoffe (HC), Kohlenmonoxid (CO), Kohlendioxid (CO2), Stickoxide (NOx), Feinstaub usw., beispielsweise eines Verbrennungsmotors oder eines industriellen Prozesses, sind hinlänglich bekannt. Solche Emissionsmessgeräte gibt es in verschiedensten Ausführungen und in den verschiedensten bekannten Messprinzipien. Alle Emissionsmessgeräte verwenden eine Abgassonde, mit der Abgas aus dem Abgasstrom entnommen und dem Emissionsmessgerät zugeführt wird, in dem das entnommene Abgas bedarfsweise aufbereitet werden kann (beispielsweise Wasserabscheidung, entfernen flüchtiger Bestandteil usw.), bedarfsweise verdünnt werden kann (beispielsweise in einem Verdünnungstunnel) und einer oder mehreren Messtufen zugeführt werden kann. Ublicherweise wird die Abgassonde direkt in das Abgasrohr eines Fahrzeugs eingeführt und während des Messvorgandgs fix verankert, beispielsweise durch Festklemmen.

[0003] Um einen ordnungsgemäßen Betrieb des Emissionsmessgerät sicherzustellen ist ein regelmäßiger Selbsttest erforderlich. Das kann ein Abgleich, beispielsweise durch eine Nullung mit einem Nullgas (reines Gas ohne Emissionsbestandteile, z.B. gefilterte Umgebungsluft) zum Einstellen eines Nullpunkts der Messung oder durch eine Kalibrierung mit einem Kalibriergas (Gas mit definierten Emissionsbestandteilen), sein. Auch eine Dichtheitsprüfung des Sondensystems (Abgassonde mit der Abgasleitung bis zum Emissionsmessgerät) oder des gesamten Gasweges innerhalb des Emissionsmessgerätes ist üblicherweise regelmäßig durchzuführen. Insbesondere im Werkstattbetrieb und bei Verwendung durch Wartungspersonal ist es vorteilhaft, wenn sowohl der Abgleich, als auch die Dichtheitsprüfung möglichst einfach zu bewerkstelligen sind.

[0004] Die EP 530 566 A1 schlägt dazu vor, im Bereich der Messsonde ein Absperrventil vorzusehen, mit dem die Abgasleitung abgesperrt werden kann. Zur Dichtheitsprüfung wird die Abgasleitung mit Abgas gefüllt und die Konzentration eines Emissionsbestandteiles im Abgas gemessen und danach das Absperrventil geschlossen. Danach wird dieser Emissionsbestandteil für eine bestimmte Zeitspanne weiter gemessen. Stellt sich dabei eine Anderung des überwachten Emissionsbestandteils ein, wird ein Leck erkannt. Nachteilig ist dabei, dass die Abgassonde für die Dichtheitsprüfung im Falle Kraftfahrzeugs im Endrohr des Auspuffs angeordnet werden muss und auch der Verbrennungsmotor laufen muss. Oftmals wird die Dichtheitsprüfung aber nur einmal am Tag, beispielsweise zu Beginn oder Ende des Werkstattbetriebs, durchgeführt. Hierfür ist nicht immer ein Kraftfahrzeug verfügbar, an dem man die Prüfung durchführen kann. Es ist darüber hinaus umständlich die Abgassonde für diese Prüfung extra im Abgasstrom anordnen zu müssen. Die Dichtheitsprüfung vor einer konkreten Emissionsmessung ist zwar möglich, nur wird in der normalen Verwendung des Emissionsmessgerätes, z.B. im Werkstattbetrieb, oftmals darauf vergessen und ist daher unzuverlässig. Abgesehen davon, kann damit kein Abgleich (Nullung, Kalibrierung) durchgeführt werden. Ebenso wird es als nachteilig angesehen, das Ventil im Bereich der Sondenspitze anzuordnen, wo hohe Temperaturen herrschen und die Gefahr der Verschmutzung besteht. Das Ventil muss für diese ungünstigen Bedingungen ausgelegt sein, was den Aufwand und die Kosten erhöht.

[0005] Es ist daher schon angedacht worden, an der Abgassonde einen Partikelfilter (EPA Filter) oder Schwebstofffilter (HEPA Filter) anzuordnen und damit eine Messung mit dem Emissionsmessgerät durchzuführen. Auf diese Weise kann eine Nullung mit gefilterter Umgebungsluft durchgeführt werden. Ebenso kann die Abgassonde mit einer Gasflache mit Kalibriergas verbun-

den werden, um eine Kalibrierung auszuführen. Für eine Dichtheitsprüfung wird die Abgassonde mit einem Verschlussstopfen verschlossen und ein Unterdruck erzeugt und der nachfolgende Druckanstieg überwacht. Steigt der Druck zu rasch an, kann von einer Undichtheit ausgegangen werden. Sowohl die Anordnung eines Filters, als auch der Anschluss an ein Kalibriergas, als auch die Verwendung eines Verschlusstopfens ist allerdings umständlich und erschwert die Handhabung des Emissionsmessgeräts. Insbesondere werden dafür separate Teile benötigt, die im normalen Betrieb des Emissionsmessgeräts, insbesondere im Werkstattbetrieb, häufig verlegt werden oder verloren gehen.

[0006] Es ist daher eine Aufgabe der gegenständlichen Erfindung, einen Selbsttest eines Emissionsmessgeräts zu vereinfachen.

[0007] Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass eine Selbsttesteinheit vorgesehen ist, an der ein erster Kupplungsteil einer Verbindungskupplung angeordnet ist, wobei ein zweiter Kupplungsteil der Verbindungskupplung an einer Sondenspitze der Abgassonde angeordnet ist und zur Durchführung eines Selbsttests der zweite Kupplungsteil der Sondenspitze mit dem ersten Kupplungsteil an der Selbsttesteinheit verbindbar sind. Durch diese Doppelfunktion der Sondenspitze der Abgassonde, nämlich die Abgasentnahme einerseits und als Teil der Verbindungskupplung andererseits, kann ein Selbsttest denkbar einfach durchgeführt werden. Hierfür muss lediglich der erste Kupplungsteil der Sondenspitze mit dem ersten Kupplungsteil an der Selbsttesteinheit verbunden werden. Die Selbsttesteinheit weist alle weiteren erforderlichen Merkmale für die Durchführung eines Selbsttests, insbesondere einer Dichtheitsprüfung und/oder einer Nullung oder Kalibrierung, auf. Es sind für den Selbsttest keine zusätzlich zu handhabenden Teile oder Komponenten von Nöten.

[0008] In einer ersten Variante ist die Sondenspitze der Abgassonde als zweiter Kupplungsteil ausgeführt. Mit anderen Worten sind der zweite Kupplungsteil und die Sondenspitze einstückig ausgeführt bzw. bilden ein gemeinsames Bauteil - der zweite Kupplungsteil stellt die Sondenspitze dar.

[0009] Bei der Messung von Fahrzeugabgasen kann die Abgassonde während der Anwendung leicht verschmutzen. In einer zweiten Variante ist daher der zweite Kupplungsteil lösbar an der Sondenspitze angeordnet. Mit anderen Worten ist der zweite Kupplungsteil lösbar mit der Abgassonde verbindbar. Dadurch kann der zweite Kupplungsteil einfach zur Reinigung, oder zum Tausch abgenommen werden. Es ist auch denkbar über diese lösbare Verbindung unterschiedliche Kupplungsarten an der Abgassonde anzubringen. Das kann insbesondere bei der Geräteprüfung durch Dritte von Vorteil sein. Solche Geräteprüfungen können beispielhaft eine Eichung durch das Eichamt, oder eine Kalibrierung in einem Kalibrierlabor sein.

[0010] Eine besonders einfach zu handhabendes und kompaktes Emissionsmessgerät kann erzielt werden, wenn die Selbsttesteinheit im Emissionsmessgerät integriert ist. Alternativ kann die Selbsttesteinheit auch als separate Komponente des Emissionsmessgeräts mit eigenem Gehäuse vorgesehen sein.

[0011] Für eine sichere Verbindungskupplung ist es vorteilhaft, wenn am ersten Kupplungsteil ein erster Arretierteil vorgesehen ist und am zweiten Kupplungsteil ein zweiter Arretierteil vorgesehen ist, wobei der erste Arretierteil und der zweite Arretierteil zur Arretierung des ersten Kupplungsteils und des zweiten Kupplungsteils zusammenwirken, wenn der erste Kupplungsteil und der zweite Kupplungsteil zur Herstellung der Verbindungskupplung miteinander verbunden sind. Damit kann ein unbeabsichtigtes Lösen der Verbindungskupplung weitestgehend verhindert werden.

[0012] Eine Dichtheitsprüfung als Selbsttest lässt sich einfach bewerkstelligen, wenn ein Ende des ersten Kupplungsteils in der Selbsttesteinheit geschlossen ist. Damit kann zur Dichtheitsprüfung im Sondensystem einfach ein Unter- oder Überdruck erzeugt werden.

[0013] Eine Nullung, Justierung oder Kalibrierung lässt sich einfach bewerkstelligen, wenn der erste Kupplungsteil in der Selbsttesteinheit über eine Selbsttestleitung mit einem Gaseinlass der Selbsttesteinheit verbunden ist. Umgebungsluft kann vorteilhaft für eine Nullung verwendet wer-

den, wenn in der Selbsttestleitung zwischen dem ersten Kupplungsteil und dem Gaseinlass ein Filter angeordnet ist.

[0014] Beide Selbsttests lassen sich einfach realisieren, wenn in der Selbsttesteinheit eine Selbsttestleitung vorgesehen ist, die den ersten Kupplungsteil mit einem Gaseinlass an der Selbsttesteinheit verbindet und in der Selbsttesteinheit zwischen dem ersten Kupplungsteil und dem Gaseinlass ein steuerbares Ventil angeordnet ist, das je nach Stellung des Ventils die Selbsttestleitung zur Ausführung einer Dichtheitsprüfung verschließt oder zur Ausführung einer Nullung oder Kalibrierung öffnet.

[0015] Zur Durchführung einer Dichtheitsprüfung ist vorzugsweise in der Messleitung eine Förderpumpe, mit der ein Überdruck oder Unterdruck erzeugbar ist, und ein Drucksensor vorgesehen sind, der mit einer Steuereinheit des Emissionsmessgeräts verbunden ist und das Steuereinheit den zeitlichen Verlauf des Drucks in der Messleitung auswertet und dass das Steuereinheit eine Undichtheit des Sondensystems feststellt, wenn eine zeitliche Druckänderung einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet. Nachdem in einem Emissionsmessgerät oftmals eine Förderpumpe und Drucksensoren verbaut sind, lassen sich diese Komponenten auch einfach für die Durchführung einer Dichtheitsprüfung nutzen.

[0016] Die üblicherweise in einem Emissionsmessgerät vorhandene Förderpumpe kann vorteilhafterweise auch zur Ausführung der Nullung, Justierung oder Kalibrierung Gas über den Gaseinlass, die Selbsttestleitung, den ersten Kupplungsteil, die Abgassonde und die Abgasleitung in die Emissionsmesseinheit zur Emissionsmessung fördern.

[0017] Die gegenständliche Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 4 näher erläutert, die beispielhaft, schematisch und nicht einschränkend vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung zeigen. Dabei zeigt

[0018] Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Emissionsmessgerät mit Selbsttestfunktion, [0019] Fig.1a das Emissionsmessgerät mit externer Selbsttesteinheit,

[0020] Fig. 2 eine erfindungsgemäße Abgassonde mit einem Kupplungsteil einer Verbindungskupplung,

[0021] Fig. 3 einen komplementären Kupplungsteil an der Selbsttesteinheit und [0022] Fig. 4 eine Abgassonde mit einem Abstandhalter.

[0023] Fig.1 zeigt schematisch ein Emissionsmessgerät 10 mit einer Abgasleitung 4, an deren Ende eine Abgassonde 1 angeordnet ist. Die Abgassonde 1 wird beispielsweise in bekannter Weise in ein Endrohr einer Auspuffanlage eines Kraftfahrzeugs eingeführt, um Abgas aus dem Endrohr zu entnehmen. Die Abgassonde 1 hat dazu im Bereich der Sondenspitze 2 zumindest eine Öffnung, durch die Abgas in die Abgassonde 1 einströmen kann. In der Abgassonde 1 ist ein Strömungskanal vorgesehen, der mit der Offnung und der Abgasleitung 4 verbunden ist, um das entnommene Abgas zur Abgasleitung 4 zu führen. Am der Sondenspitze 2 gegenüberliegenden Ende der Abgassonde 1 kann die Abgasleitung 4 angeordnet sein.

[0024] Über die Abgasleitung 4 wird das entnommene Abgas zu einem Abgaseinlassanschluss 13 des Emissionsmessgeräts 10 geführt. Vom Abgaseinlassanschluss 13 führt eine Messleitung 14 für das Abgas zu einer Messeinheit 12, in der die vorgesehenen Aufbereitungen und Emissionsmessungen durchgeführt werden. In der Messeinheit 12 findet in der Regel auch eine Durchflussregelung statt, um eine bestimmte Menge an Abgas für die Emissionsmessung bereitzustellen.

[0025] In der Messleitung 14 ist eine Förderpumpe 11, beispielsweise eine Saugpumpe, vorgesehen, mit der Abgas durch die Messeinheit 12 gefördert wird. Das durch die Emissionsmessgerät 10 geförderte Abgas kann an einem Abgasauslassanschluss 15 abgeführt werden, beispielsweise in die Umgebung oder in eine Absaugung gefördert werden. Im Emissionsmessgerät 10 ist eine Steuereinheit 16 angeordnet, die die Funktionen des Emissionsmessgeräts 10 steuert und überwacht, insbesondere die Förderpumpe 11 regelt und die Messeinheit 12 steuert. Der übliche

Aufbau eines Emissionsmessgeräts 10 ist hinlänglich bekannt, weshalb hier nicht näher darauf eingegangen wird, insbesondere weil das für die Erfindung unerheblich ist. Eine mögliche (aber nicht die einzige mögliche) Ausführung eines Emissionsmessgeräts 10 ist beispielsweise in der WO 2015/0044256 A1 beschrieben.

[0026] Die Steuereinheit 16 ist üblicherweise als prozessorbasierte Hardware ausgeführt, beispielsweise als Mikrocontroller, Computer, speicherprogrammierbare Steuerung usw. Die Steuereinheit 16 kann aber auch integrierter Schaltkreis, z.B. als anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) oder Field Programmable Gate Array (FPGA), ausgeführt sein. Auch eine Ausführung als analoger elektrischer Schaltkreis ist denkbar. Ebenso sind Kombinationen der genannten Ausführungen vorstellbar.

[0027] Um einen Selbsttest des Emissionsmessgeräts 10 auf einfache Weise bewerkstelligen zu können, ist erfindungsgemäß eine Selbsttesteinheit 20 vorgesehen. Im Ausführungsbeispiel nach Fig.1 ist die Selbsttesteinheit 20 in das Emissionsmessgerät 10 integriert, könnte aber auch separat zum Emissionsmessgerät 10, also als eigener Teil, ausgeführt sein (wie in Fig.1a dargestellt). Die Selbsttesteinheit 20 kann eine eigene Steuereinheit haben, kann aber auch von der Steuereinheit 16 des Emissionsmessgeräts 10 gesteuert werden, falls eine Steuerung erforderlich ist.

[0028] Die Selbsttesteinheit 20 umfasst einen ersten Kupplungsteil 21 einer Verbindungskupplung. Der zweite Kupplungsteil 22 der Verbindungskupplung wird durch die Abgassonde 1 ausgebildet. Beispielsweise ist der erste Kupplungsteil 21 eine Kupplungsdose und der zweite Kupplungsteil 22 ein Kupplungsstecker, der in die Kupplungsdose zur Herstellung einer Verbindung gesteckt wird, oder umgekehrt. Die Abgassonde 1 hat somit erfindungsgemäß eine Doppelfunktion, nämlich die Entnahme von Abgas aus dem zu testenden Abgasstrom einerseits, und andererseits das Ausbilden eines Kupplungsteils einer Verbindungskupplung zur Herstellung einer Verbindung mit der Selbsttesteinheit 20. Der zweite Kupplungsteil 22 der Abgassonde 1 kann mit dem ersten Kupplungsteil 21 der Selbsttesteinheit 20 verbunden werden, beispielsweise in diesen gesteckt werden. Die Funktionen des Selbsttests sind, zumindest teilweise, in der Selbsttesteinheit 20 implementiert.

[0029] Zur Ausbildung des zweiten Kupplungsteils 22 kann die Sondenspitze 2 der Abgassonde 1 in Form des zweiten Kupplungsteils 22 ausgebildet sein. Der zweite Kupplungsteil 22 ist damit in der Abgassonde 1 integriert. Die Sondenspitze 2 der Abgassonde 1 kann aber auch lösbar mit einem zweiten Kupplungsteil 22 verbunden werden. Beispielsweise kann die Sondenspitze 2 in eine Ausnehmung eines Kupplungsadapters gesteckt werden, der den zweiten Kupplungsteil 22 ausbildet. Auf diese Weise kann die Abgassonde 1 einfach mit verschiedenen zweiten Kupplungsteilen 22 ausgestattet werden. Der zweite Kupplungsteil 22 wird natürlich so mit der Abgassonde verbunden, dass der zweite Kupplungsteil 22 zwar lösbar ist, aber in Verwendung der Abgassonde 1 trotzdem fest an der Abgassonde 1 gehalten ist. Beispielsweise könnte ein Kupplungsadapter mit dem zweiten Kupplungsteil 22 auf eine oder in eine Sondenspitze 2 geschraubt sein, wobei natürlich auch jede andere lösbare kraft- oder formschlüssige Verbindung denkbar ist.

[0030] Im Ausführungsbeispiel nach Fig.1 und 1a ist an der Selbsttesteinheit 20 ein Gaseinlass 23 vorgesehen, der mittels einer Selbsttestleitung 26 strömungstechnisch mit dem ersten Kupplungsteil 21 verbunden werden kann, sodass Gas vom Gaseinlass 23 zum ersten Kupplungsteil 21 strömen kann und von dort weiter in die Abgassonde 1, sofern der zweite Kupplungsteil 22 der Abgassonde 1 mit dem ersten Kupplungsteil 21 verbunden ist. In der Selbsttestleitung 26 kann ein Filter 24, beispielsweise ein HEPA Filter, und ein gesteuertes Ventil 25 angeordnet sein. Am Gaseinlass 23 kann beispielsweise Umgebungsluft zugeführt werden. In diesem Fall ist der Filter 24 vorgesehen, um mit der gefilterten Umgebungsluft eine Nullung des Emissionsmessgeräts 10 durchzuführen, wie weiter unten noch beschrieben wird. An den Gaseinlass 23 kann aber auch ein bestimmtes Gas (z.B. mittels einer Gasflasche) angeschlossen werden, beispielsweise um über den Gaseinlass 23 ein Kalibriergas oder Justiergas zuzuführen. In diesem Fall wäre der Filter 24 nicht unbedingt erforderlich.

[0031] Das gesteuerte Ventil 25, beispielsweise als Umschaltventil (z.B. 2/2 Wegeventil) ausgeführt, ist vorgesehen, den Durchfluss durch die Selbsttestleitung 26 freizugeben oder zu verschließen. Wenn der Durchfluss freigegeben ist, ist der Gaseinlass 23 mit dem ersten Kupplungsteil 21 verbunden und Gas kann vom Gaseinlass 23 zum ersten Kupplungsteil 21 strömen. Ist der Durchfluss versperrt, kann eine Dichtheitsprüfung des Sondensystems (Abgassonde 1 und Abgasleitung 4) durchgeführt werden, wie unten noch beschrieben wird.

[0032] Wenn keine Dichtheitsprüfung erfolgen soll, dann kann auf das steuerbare Ventil 25 auch verzichtet werden. Das steuerbare Ventil 25 kann manuell von außen umstellbar sein, oder kann auch von der Steuereinheit 16 des Emissionsmessgeräts 10 oder eine Steuereinheit der Selbsttesteinheit 20 zum Schalten angesteuert werden.

[0033] Beispielsweise kann am Emissionsmessgerät 10 eine Nutzerschnittstelle 17 vorgesehen sein, über die die Funktionen des Emissionsmessgeräts 10 kontrolliert werden können und auch ein Selbsttest gestartet werden kann. Die Nutzerschnittstelle 17 kann dazu mit geeigneten Eingabe- und Ausgabeeinheiten, wie Knöpfe, Schieber, Drehknöpfe, Taster, Tastaturen, Mauspads, Anzeigen, Touchscreens usw., versehen sein.

[0034] Die erfindungsgemäße Abgassonde 1 hat eine Sondenspitze 2 an einem ersten axialen Ende und einen Befestigungsabschnitt 3 für eine Abgasleitung 4 am gegenüberliegenden axialen Ende, wie in Fig.2 dargestellt. Die Abgasleitung 4 ist in geeigneter Weise im Befestigungsabschnitt 3 der Abgassonde 1 angeordnet. Wie diese Anordnung konkret ausgeführt ist, ist für die Erfindung jedoch unerheblich, weshalb nicht näher darauf eingegangen wird. Die Abgasleitung 4 kann aber auch auf andere Weise mit der Abgassonde 1 verbunden werden.

[0035] Der erste Kupplungsteil 21 an der Selbsttesteinheit 20 ist mit einem ersten Arretierteil 6 ausgeführt, wie in Fig.3 dargestellt. Die Sondenspitze 2 ist als zweiter Kupplungsteil 22 ausgeführt, mit einem zweiten Arretierteil 5, wie in Fig.2 dargestellt. Der erste Kupplungsteil 21 und der zweite Kupplungsteil 22 können bei Verwendung lösbar zusammengeführt werden, sodass der erste Arretierteil 5 und der zweite Arretierteil 6 lösbar einrasten und die beiden Kupplungsteile 21, 22 ineinander gehalten werden und eine im Wesentlichen gasdichte Verbindung hergestellt wird. Zum Trennen der Verbindungskupplung werden die Arretierteile 5, 6 in der vorgesehenen Weise gelöst, womit die Kupplungsteile 21, 22 getrennt werden können. Auch bei Ausführung des zweiten Kupplungsteils 22 an einem separaten Kupplungsadapters, der mit der Sondenspitze 2 lösbar verbunden wird, kann am zweiten Kupplungsteil 22 ein zweiter Arretierteil 5 vorgesehen sein.

[0036] Falls die lösbare Verbindung zwischen erstem Kupplungsteil 21 und zweitem Kupplungsteil 22, je nach Ausführung der Verbindungskupplung, auch ohne Arretierung herstellbar ist, kann auf den ersten und zweiten Arretierteil 5, 6 auch verzichtet werden.

[0037] Vorzugsweise wird der erste Kupplungsteil 21 als weiblicher Teil der Verbindungskupplung ausgeführt und der zweite Kupplungsteil 22 als männlicher Teil der Verbindungskupplung.

[0038] Der erste Kupplungsteil 21 und der zweite Kupplungsteil 22 können beispielsweise als Schnellverschlusskupplung, z.B. nach ISO 6150 B oder C, ausgeführt sein, wobei natürlich auch jede andere Ausführung möglich ist. Beispielsweise kann die Verbindungskupplung (aus ersten Kupplungsteil 21 und zweiten Kupplungsteil 22) auch als bekannte Schraubverbindung, Klemmverbindung, Steckverbindung, Bayonettverbindung usw. ausgeführt sein, mit entsprechender Ausführung der Kupplungsteile 21, 22 und bedarfsweise der Arretierteile 5, 6.

[0039] In der dargestellten Ausführung ist die Verbindungskupplung als Schnellverschlusskupplung ausgeführt. Die Sondenspitze 2, im dargestellten Ausführungsbeispiel als zweiter Kupplungsteil 22, ist als Kupplungsstecker (männlicher Teil) ausgeführt, der zur Herstellung der Verbindung in den ersten Kupplungsteil 21, der in Form einer Kupplungsdose (weiblicher Teil) ausgeführt ist, gesteckt wird. Der zweite Kupplungsteil 22 hat einen ersten Arretierteil 5 in Form einer Umfangsnut 7 am zylinderförmigen Ende der Sondenspitze 2. In diese Umfangsnut 7 greifen zur Arretierung Fixierkörper 8, beispielsweise über den Umfang verteilte Kugeln, im ersten Kupplungsteil 21 ein. Die Fixierkörper 8 bilden den ersten Arretierteil 6 aus. Uber eine axial verschiebbare Schiebehülse 9 am ersten Kupplungsteil 21 können die Fixierkörper 8 in radialer Richtung

freigegeben oder gesperrt werden. Sind die Fixierkörper 8 durch die Stellung der Schiebehülse 9 freigegeben, kann der zweite Kupplungsteil 22 in den ersten Kupplungsteil 21 gesteckt oder aus diesen entnommen werden. Sind die Fixierkörper 8 mittels der Schiebehülse 9 in radialer Richtung gesperrt, wird der zweite Kupplungsteil 22 im ersten Kupplungsteil 21 fixiert.

[0040] Zur Durchführung einer Nullung oder einer Kalibrierung / Justierung wird die Abgassonde 1 mit dem zweiten Kupplungsteil 22 mit dem ersten Kupplungsteil 21 der Selbsttesteinheit 20 verbunden. Damit bildet sich ein Strömungskanal vom Gaseinlass 23 über die Selbsttestleitung 26 zur Abgassonde 1 und der Abgasleitung 4 aus. Uber die Förderpumpe 11 des Emissionsmessgeräts 10 kann damit Gas, beispielsweise gefilterte Umgebungsluft oder ein Kalibriergas / Justiergas, zur Nullung oder Kalibrierung / Justierung zur Messeinheit 12 gefördert werden. Bedarfsweise (falls vorhanden) wird dazu das schaltbare Ventil 25 so geschaltet, dass der erste Kupplungsteil 21 mit dem Gaseinlass 23 verbunden ist. Das kann beispielsweise automatisch durch die Steuereinheit 16 erfolgen, indem an der Nutzerschnittstelle die Durchführung einer Nullung oder Kalibrierung / Justierung ausgewählt wird.

[0041] Für eine Dichtheitsprüfung wird die Abgassonde 1 mit dem zweiten Kupplungsteil 22 mit dem ersten Kupplungsteil 21 der Selbsttesteinheit 20 verbunden. Das schaltbare Ventil 25 wird so geschaltet, dass der erste Kupplungsteil 21 nicht mit dem Gaseinlass 23 verbunden ist. Das kann beispielsweise automatisch durch die Steuereinheit 16 erfolgen, indem an der Nutzerschnittstelle die Durchführung einer Dichtheitsprüfung ausgewählt wird. Mit der Förderpumpe 11 kann nun im angeschlossenen Sondensystem (Abgassonde 1 mit Abgasleitung 4) ein Unterdruck oder Überdruck erzeugt werden (je nach Pumpenart und Ansteuerung der Pumpe). Je nach Anordnung der Förderpumpe 11 in der Messleitung 14 wird natürlich auch die Dichtheit des stromaufwärts der Förderpumpe 11 liegenden Abschnitts der Messleitung 14 und gegebenenfalls auch der Komponenten der Emissionsmesseinheit 12 mitgeprüft. Nach dem Abschalten der Förderpumpe 11 kann der zeitliche Verlauf des Drucks überprüft werden. Es kann vorgesehen sein, dass die Förderpumpe 11 im ausgeschalteten Zustand auslassseitig dichtet, dass also kein Druckanstieg über den Abgasauslassanschluss 15 erfolgen kann. Diese Funktion bieten beispielsweise handelsübliche Membranpumpen.

[0042] Anstelle mit einer Förderpumpe 11 könnte der Unterdruck oder Überdruck für eine Dichtheitssprüfung auch durch Anschluss des Sondensystems an eine, vorzugsweise externe, Vakuum- oder Überdruckleitung erfolgen. Beispielsweise gibt es in Werkstätten oftmals eine Druckluftleitung, an die die Selbsttesteinheit 20 oder das Emissionsmessgerät 10 angeschlossen werden kann. In der Selbsttesteinheit 20 kann dann das Sondensystem über ein Ventil und den ersten Kupplungsteil 21, 21a an die Vakuum- oder UÜberdruckleitung angeschlossen werden. Alternativ könnte die Messleitung 14 im Emissionsmessgerät 10 über ein Ventil 29 mit einer solchen externen Vakuum- oder Uberdruckleitung 28 verbunden werden, wie in Fig.1a strichliert angedeutet. Beispielsweise könnte der erste Kupplungsteil 21, 21a mit einer solchen Vakuum- oder UÜberdruckleitung verbunden sein, vorzugsweise über ein Ventil. Ein solches Ventil würde dann auch das Ende des ersten Kupplungsteils 21, 21a zur Durchführung der Dichtheitsprüfung verschließen, nachdem das Sondensystem mit der Vakuum- oder Überdruckleitung und den darin vorhandenen Druck verbunden wurde. Es ist aber auch denkbar, dass es im Emissionsmessgerät 10 selbst eine Leitung gibt, die auf Unterdruck oder Überdruck liegt. Dann könnte das Sondensystem auch mit einer solchen Leitung zur Durchführung einer Dichtheitsprüfung verbunden werden.

[0043] Zur Dichtheitsprüfung kann beispielsweise in der Messleitung 14 im Emissionsmessgerät 10 ein Drucksensor 18 angeordnet sein, vorzugsweise stromaufwärts der Förderpumpe 11. Die Steuereinheit 16 kann den Drucksensor 18 auslesen, beispielsweise zu vorgegebenen Zeitschritten, und den zeitlichen Verlauf des Drucks auswerten. Andert sich der Druck über die Zeit zu stark (was in der Steuereinheit 16 konfiguriert sein kann), wird eine Undichtheit festgestellt. Dazu kann ein Grenzwert einer zeitlichen Druckänderung vorgegeben sein, und geprüft werden, ob die zeitliche Anderung des Drucks innerhalb einer bestimmten Zeitspanne den Grenzwert überschreitet. Das Ergebnis der Dichtheitsprüfung kann an der Nutzerschnittstelle 17 signalisiert werden.

[0044] Anstelle eines schaltbaren Ventils 25 wäre es natürlich auch denkbar, an der Selbsttesteinheit 20 zwei erste Kupplungsteile 21, 21a vorzusehen, wie in Fig.1a dargestellt. Einer davon wäre für die Durchführung einer Dichtheitsprüfung am Ende des Kupplungsteils 21a verschlossen. Alternativ könnte dieser erste Kupplungsteil 21a auch über ein Ventil an eine externe Vakuum- oder Überdruckleitung angeschlossen sein. Der andere wäre mit der Selbsttestleitung 26 mit dem Gaseinlass 23 verbunden. Ein schaltbares Ventil 25 zum Umschalten zwischen Dichtheitsprüfung und Kalibrierung / Justierung wäre hierfür nicht erforderlich. Zur Durchführung eines Selbsttests muss die Abgassonde 1 mit dem richtigen ersten Kupplungsteil 21, 21a verbunden werden.

An der Abgassonde 1 kann in bekannter Weise auch ein Abstandshalter 27 (wie in Fig.4 dargestellt) angeordnet sein, um die Abgassonde 1 beispielsweise in einem Endrohr einer Auspuffanlage anzuordnen und zu halten. Mögliche Ausführungen eines Abstandshalters 27 sind auch in der DE 10 2015 108 586 A1 beschrieben. Es kann aber auch (zusätzlich oder alternativ) eine eigene Halteeinrichtung für die Abgassonde 1 in einem Endrohr vorgesehen sein, beispielsweise wie in WO 2015/0044256 A1 beschrieben.

Claims (20)

Patentansprüche

1. Emissionsmessgerät mit Selbsttestfunktion, wobei am Emissionsmessgerät (10) eine Abgasleitung (4) angeschlossen ist, die über eine Messleitung (14) im Emissionsmessgerät (10) mit einer Emissionsmesseinheit (12) verbunden ist, und am dem Emissionsmessgerät (10) abgewandten Ende der Abgasleitung (4) eine Abgassonde (1) zur Abgasentnahme vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Selbsttesteinheit (20) vorgesehen ist und an der Selbsttesteinheit (20) ein erster Kupplungsteil (21, 21a) einer Verbindungskupplung angeordnet ist, dass ein zweiter Kupplungsteil (22) der Verbindungskupplung an einer Sondenspitze (2) der Abgassonde (1) angeordnet ist, und dass zur Durchführung eines Selbsttests der zweite Kupplungsteil (22) an der Sondenspitze (2) mit dem ersten Kupplungsteil (21, 21a) an der Selbsttesteinheit (20) verbindbar sind.

2. Emissionsmessgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sondenspitze (2) der Abgassonde (1) als zweiter Kupplungsteil (22) ausgeführt ist.

3. Emissionsmessgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Kupplungsteil (22) lösbar an der Sondenspitze (2) angeordnet ist.

4. Emissionsmessgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Selbsttesteinheit (20) im Emissionsmessgerät (10) integriert ist.

5. Emissionsmessgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass am ersten Kupplungsteil (21, 21a) ein erster Arretierteil (6) vorgesehen ist und am zweiten Kupplungsteil (22) ein zweiter Arretierteil (5) vorgesehen ist, wobei der erste Arretierteil (6) und der zweite Arretierteil (5) zur Arretierung des ersten Kupplungsteils (21, 21a) und des zweiten Kupplungsteils (22) zusammenwirken, wenn der erste Kupplungsteil (21, 21a) und der zweite Kupplungsteil (22) zur Herstellung der Verbindungskupplung miteinander verbunden sind.

6. Emissionsmessgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ausführung einer Dichtheitsprüfung ein Ende des ersten Kupplungsteils (21, 21a) in der Selbsttesteinheit (20) geschlossen ist.

7. Emissionsmessgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ausführung einer Nullung, Justierung oder Kalibrierung der erste Kupplungsteil (21) in der Selbsttesteinheit (20) über eine Selbsttestleitung (26) mit einem Gaseinlass (23) der Selbsttesteinheit (20) verbunden ist.

8. Emissionsmessgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der Selbsttestleitung (26) zwischen dem ersten Kupplungsteil (21) und dem Gaseinlass (23) ein Filter (24) angeordnet ist.

9. Emissionsmessgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in der Selbsttesteinheit (20) eine Selbsttestleitung (26) vorgesehen ist, die den ersten Kupplungsteil (21) mit einem Gaseinlass (23) an der Selbsttesteinheit (20) verbindet und in der Selbsttesteinheit (20) zwischen dem ersten Kupplungsteil (21) und dem Gaseinlass (23) ein steuerbares Ventil (25) angeordnet ist, das je nach Stellung des Ventils (25) die Selbsttestleitung (26) zur Ausführung einer Dichtheitsprüfung verschließt oder zur Ausführung einer Nullung, Justierung oder Kalibrierung öffnet.

10. Emissionsmessgerät nach Anspruch 6 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass in der Messleitung (14) eine Förderpumpe (11) vorgesehen ist und mit der Förderpumpe (11) zur Ausführung der Dichtheitsprüfung im Sondensystem bestehend aus der Abgasleitung (4) und der Abgassonde (1) ein Überdruck oder Unterdruck erzeugbar ist, dass in der Messleitung (14) ein Drucksensor (18) vorgesehen ist, der mit einer Steuereinheit (16) des Emissionsmessgeräts (10) verbunden ist und die Steuereinheit (16) den zeitlichen Verlauf des Drucks in der Messleitung (14) auswertet und dass die Steuereinheit (16) eine Undichtheit des Sondensystems feststellt, wenn eine zeitliche Druckänderung einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet.

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16.

17.

18.

19.

Ästerreichisches AT 524 314 B1 2022-05-15

Emissionsmessgerät nach Anspruch 6 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Sondensystem bestehend aus der Abgasleitung (4) und der Abgassonde (1) zur Ausführung der Dichtheitsprüfung mit einer Vakuum- oder UÜberdruckleitung (28) verbindbar ist, dass in der Messleitung (14) ein Drucksensor (18) vorgesehen ist, der mit einer Steuereinheit (16) des Emissionsmessgeräts (10) verbunden ist und die Steuereinheit (16) den zeitlichen Verlauf des Drucks in der Messleitung (14) auswertet und dass die Steuereinheit (16) eine Undichtheit des Sondensystems feststellt, wenn eine zeitliche Druckänderung einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet.

Emissionsmessgerät nach Anspruch 7 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass in der Messleitung (14) eine Förderpumpe (11) vorgesehen ist, und die Förderpumpe (11) zur Ausführung der Nullung, Justierung oder Kalibrierung Gas über den Gaseinlass (23), die Selbsttestleitung (26), den ersten Kupplungsteil (21), die Abgassonde (1) und die Abgasleitung (4) in die Emissionsmesseinheit (12) zur Emissionsmessung fördert.

Verfahren zur Durchführung eines Selbsttest eines Emissionsmessgeräts (10) mit Selbsttestfunktion, dadurch gekennzeichnet, dass eine Selbsttesteinheit (20) mit einem ersten Kupplungsteil (21, 21a) einer Verbindungskupplung bereit gestellt wird, dass eine Abgassonde (1) zur Abgasentnahme, die über eine Abgasleitung (4) mit einer Messleitung (14) im Emissionsmessgerät (10) und einer damit verbundenen Emissionsmesseinheit (12) verbunden wird, mit einer Sondenspitze (2), an der ein zweiter Kupplungsteil (22) der Verbindungskupplung angeordnet wird, bereitgestellt wird, und dass zur Durchführung eines Selbsttests der zweite Kupplungsteil (22) der Sondenspitze (2) mit dem ersten Kupplungsteil (21, 21a) an der Selbsttesteinheit (20) verbunden wird.

Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kupplungsteil (21, 21a) und der zweite Kupplungsteil (22) mit einem ersten Arretierteil (6) des ersten Kupplungsteils (21, 21a) und einem mit dem ersten Arretierteil (6) zusammenwirkenden zweiten Arretierteil (5) des zweiten Kupplungsteils (22) arretiert wird, wenn der erste Kupplungsteil (21, 21a) und der zweite Kupplungsteil (22) zur Herstellung der Verbindungskupplung miteinander verbunden werden.

Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ausführung einer Dichtheitsprüfung ein Ende des ersten Kupplungsteils (21, 21a) in der Selbsttesteinheit (20) geschlossen wird.

Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ausführung einer Nullung, Justierung oder Kalibrierung der erste Kupplungsteil (21) in der Selbsttesteinheit (20) über eine Selbsttestleitung (26) mit einem Gaseinlass (23) der Selbsttesteinheit (20) verbunden wird.

Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Selbsttestleitung (26) in der Selbsttesteinheit (20), die den ersten Kupplungsteil (21) mit einem Gaseinlass (23) der Selbsttesteinheit (20) verbindet, mit einem steuerbaren Ventil (25) zur Ausführung einer Dichtheitsprüfung verschlossen wird oder zur Ausführung einer Nullung, Justierung oder Kalibrierung geöffnet wird.

Verfahren nach Anspruch 15 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass mit einer Förderpumpe (11) in der Messleitung (14) im Sondensystem bestehend aus der Abgasleitung (4) und der Abgassonde (1) ein Überdruck oder Unterdruck erzeugt wird und mit einem Drucksensor (18) in der Messleitung (14) der Druck gemessen wird, wobei eine Undichtheit des Sondensystems erkannt wird, wenn eine zeitliche Druckänderung des gemessenen Druckes einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet.

Verfahren nach Anspruch 15 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass das mit der Messleitung (14) verbundene Sondensystem bestehend aus der Abgasleitung (4) und der Abgassonde (1) mit einer Vakuum- oder Uberdruckleitung (28) verbunden wird, um darin einen Überdruck oder Unterdruck zu erzeugen, und mit einem Drucksensor (18) in der Messleitung (14) der Druck gemessen wird, wobei eine Undichtheit des Sondensystems erkannt wird,

wenn eine zeitliche Druckänderung des gemessenen Druckes einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet

20. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass mit einer Förderpumpe (11) in der Messleitung (14) zur Ausführung der Nullung, Justierung oder Kalibrierung Gas über den Gaseinlass (23), die Selbsttestleitung (26), den ersten Kupplungsteil (21), die Abgassonde (1) und die Abgasleitung (4) in die Emissionsmesseinheit (12) zur Emissionsmessung gefördert wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen