Was ist ein PM-Sensor bei Euro-6-Fahrzeugen?
Was ist ein PM-Sensor bei Euro-6-Fahrzeugen?
Bei modernen Dieselfahrzeugen besteht das Abgasnachbehandlungssystem nicht nur aus einem Dieselpartikelfilter (DPF). Motor, Dieseloxidationskatalysator (DOC), Dieselpartikelfilter (DPF), SCR-/AdBlue-System, NOx-Sensoren, Abgastemperatursensoren, Differenzdrucksensor und PM-Sensor arbeiten zusammen, um die Abgasemissionen zu überwachen und zu reduzieren.
Die Abkürzung PM steht für „Particulate Matter“, also Feinstaub beziehungsweise Partikelmasse. Der PM-Sensor wird auch als Partikelsensor oder Rußpartikelsensor bezeichnet.
Seine Hauptaufgabe besteht darin, die Rußpartikel im Abgas hinter dem Dieselpartikelfilter zu überwachen und zu kontrollieren, ob der DPF die Partikel zuverlässig zurückhält.
Laut den technischen Informationen von Bosch wird der Partikelsensor hinter dem DPF installiert, um dessen Funktionsfähigkeit zu überwachen. Die Messsignale werden vom Motorsteuergerät ausgewertet und für die Abgasüberwachung sowie die On-Board-Diagnose (OBD) genutzt.
PM-Sensor und Differenzdrucksensor sind nicht dasselbe
Diese beiden Sensoren werden im Werkstattalltag häufig miteinander verwechselt.
Der Differenzdrucksensor misst den Druckunterschied zwischen dem Einlass und dem Auslass des Dieselpartikelfilters. Anhand dieser Informationen kann das Motorsteuergerät den Beladungszustand des Filters abschätzen und bei Bedarf die Regenerationsstrategie steuern.
Der PM-Sensor erfüllt hingegen eine andere Aufgabe. Er überwacht das Abgas hinter dem DPF und erkennt Rußpartikel, die den Filter passieren.
Kurz zusammengefasst:
Differenzdrucksensor: Wie stark ist der DPF beladen?
PM-Sensor: Hält der DPF die Rußpartikel tatsächlich zurück?
Normale Differenzdruckwerte bedeuten daher nicht automatisch, dass auch die Überwachung durch den PM-Sensor fehlerfrei funktioniert.
Wie funktioniert ein PM-Sensor?
Moderne PM-Sensoren arbeiten häufig nach dem resistiven Messprinzip. Im Inneren des Sensors befindet sich ein keramisches Sensorelement mit sehr feinen Elektroden.
Lagern sich Rußpartikel aus dem Abgas auf den Elektroden ab, entstehen elektrisch leitfähige Verbindungen zwischen ihnen. Die Sensorelektronik erfasst die dadurch verursachte Änderung des elektrischen Widerstands.
Nach einem definierten Messzyklus wird das Sensorelement mithilfe einer integrierten Heizung auf eine hohe Temperatur gebracht. Dabei werden die angesammelten Rußpartikel verbrannt und die Messoberfläche für den nächsten Messzyklus vorbereitet.
Bosch bezeichnet diesen Vorgang als thermische Regeneration des Sensorelements.
Viele PM-Sensoren verfügen neben der Messsonde über eine separate oder integrierte Steuerelektronik. Je nach Fahrzeugarchitektur können die Messinformationen über eine CAN-Bus-Verbindung an das Motorsteuergerät übertragen werden.
Warum sind PM-Sensoren empfindlich gegenüber Wasser?
Eine der empfindlichsten Komponenten des PM-Sensors ist das keramische Sensorelement.
Bei kaltem Abgassystem kann sich Kondenswasser in den Abgasrohren bilden. Deshalb aktivieren Fahrzeughersteller den vollständigen Messbetrieb des Sensors nicht unmittelbar nach dem Motorstart.
Das System wartet zunächst, bis die berechneten Bedingungen für die Freigabe der Sensorheizung erfüllt sind und die Gefahr von Kondenswasser im relevanten Abgasbereich ausreichend reduziert ist. Dieser Vorgang wird als Taupunktfreigabe (Dew-Point-Freigabe) bezeichnet.
Ein wichtiger Grund dafür ist die Gefahr eines Thermoschocks.
Wenn Wassertropfen auf ein heißes keramisches Sensorelement treffen, können starke und plötzliche Temperaturunterschiede entstehen. Diese thermischen Spannungen können das Sensorelement beschädigen.
Auch technische Untersuchungen der SAE weisen darauf hin, dass PM- und NOx-Sensoren vor Wassertropfen geschützt werden müssen, da der Kontakt zwischen Wasser und heißen keramischen Sensorelementen zu Schäden führen kann.
Darüber hinaus können mineralische und elektrisch leitfähige Rückstände aus dem Abgaskondensat die Messgenauigkeit beeinträchtigen. Laboruntersuchungen haben gezeigt, dass sich Kondensatrückstände auf den Elektroden von PM-Sensoren ablagern und deren Messempfindlichkeit verändern können.
Warum muss der PM-Sensor bei der DPF-Reinigung geschützt werden?
Bei einer professionellen DPF-Reinigung im ausgebauten Zustand werden Wasser und spezielle Reinigungsflüssigkeiten durch den Dieselpartikelfilter geleitet.
Dabei ist ein wichtiger Grundsatz zu beachten:
Die Reinigungsflüssigkeit für den Dieselpartikelfilter ist nicht zur Reinigung des PM-Sensors bestimmt.
Befindet sich der PM-Sensor im Reinigungsbereich oder an einer Stelle des Abgassystems, die mit der Reinigungsflüssigkeit in Kontakt kommen könnte, muss er vor direkter Einwirkung von Wasser, Chemikalien und Hochdruckströmungen geschützt werden.
Da sich die Einbauposition des Sensors je nach Fahrzeugmodell unterscheiden kann, sollte das Abgassystem vor Beginn der Reinigung sorgfältig überprüft werden.
Befindet sich der Sensor direkt am zu reinigenden Bauteil oder im möglichen Strömungsbereich der Reinigungsflüssigkeit, empfiehlt sich unter Beachtung der Herstellervorgaben folgende Vorgehensweise:
PM-Sensor lokalisieren: Die genaue Einbauposition im Abgassystem bestimmen.
Sensor demontieren: Falls erforderlich, den PM-Sensor vorsichtig aus dem Abgassystem ausbauen.
Sensoröffnung verschließen: Die Öffnung mit einem geeigneten Verschlussstopfen abdichten.
DPF reinigen: Den vollständigen Reinigungs- und Trocknungsprozess durchführen.
Sensor wieder montieren: Nach vollständiger Trocknung des Abgassystems den PM-Sensor fachgerecht wieder einbauen.
Systemdiagnose durchführen: Fehlerspeicher, Adaptionswerte und gegebenenfalls erforderliche Regenerations- oder Anlernvorgänge gemäß den Herstellervorgaben überprüfen.
Ziel dieser Vorgehensweise ist es nicht, den Sensor zusätzlich zu reinigen, sondern ihn vor Flüssigkeitskontakt außerhalb seiner vorgesehenen Betriebsbedingungen zu schützen.
„DPF gereinigt, aber die Fehlermeldung bleibt“ – welche Rolle spielt der PM-Sensor?
Dieser Punkt ist besonders für professionelle Werkstätten von Bedeutung.
Auch wenn ein Dieselpartikelfilter erfolgreich gereinigt wurde, kann die Motorkontrollleuchte erneut aufleuchten, wenn das Motorsteuergerät unplausible oder fehlerhafte Signale vom PM-Sensor erhält.
Bei einigen Fahrzeugen können entsprechende Fehler innerhalb der P24xx-Fehlercodegruppe auftreten. Die genaue Bedeutung der Fehlercodes und die erforderlichen Diagnoseverfahren unterscheiden sich jedoch je nach Fahrzeughersteller.
Deshalb reicht es nach einer DPF-Reinigung nicht aus, ausschließlich die Differenzdruckwerte zu kontrollieren.
Mithilfe eines geeigneten Diagnosegeräts sollten folgende Parameter gemeinsam überprüft werden:
Kommunikation und Funktionsstatus des PM-Sensors
Aktuelle PM-Sensordaten und Messwerte
Abgastemperaturen
Differenzdruck des Dieselpartikelfilters
Berechnete Ruß- und Aschebeladung des DPF
Relevante Adaptionswerte und gegebenenfalls erforderliche Anlernvorgänge
Eine umfassende Systemdiagnose hilft dabei, zwischen einer tatsächlichen DPF-Verstopfung, einem Sensorfehler und anderen Störungen der Abgasnachbehandlung zu unterscheiden.
Das PTM4019 DPF-Reinigungssystem setzt auf ein kontrolliertes, materialschonendes Reinigungsverfahren, das die ursprüngliche Filterstruktur schützt. Dabei wird bewusst auf Heißwasser und aggressive Säuren verzichtet. Ziel ist es, die Funktionsfähigkeit des Dieselpartikelfilters möglichst sicher wiederherzustellen und seine Wiederverwendung zu ermöglichen.
