Titel

Verfahren zum Überprüfen eines Drucksensors

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überprüfen eines Sensors in Form eines Drucksensors eines gasfördernden Mediensystems eines Brennstoffzellensystems.

Stand der Technik

Bei Fahrzeugen, bei denen Antriebsenergie durch ein oder mehrere Brennstoffzellensysteme geliefert wird, wird in der Regel als Oxidationsmittel Sauerstoff aus der Umgebungsluft und als Reduktionsmittel bzw. Kraftstoff Wasserstoff benutzt. Die Reaktanten reagieren in der Brennstoffzelle zu Wasser und/oder Wasserdampf und liefern damit durch die elektrochemische Wandlung eine elektrische Leistung. Folglich entsteht im Brennstoffzellensystem systeminhärent Produktwasser in dampfförmiger und z. T. in flüssiger Form. Das dampfförmige und/oder flüssige Wasser kann tlw. nach dem Abstellen im System verbleiben. Dieses Wasser kann bei bestimmten Umgebungsbedingungen auskondensieren und/oder einfrieren. Ebenfalls entsteht das dampfförmige und/oder flüssige Wasser bei einem Start des Systems, wenn die Temperaturen der Komponenten noch niedrig sind. Auch dieses Wasser kann im weiteren Betrieb des Systems einfrieren. Dadurch kann es beim Start bzw. auch beim Wiederstart und/oder Betrieb des Brennstoffzellensystems zu verschiedenen Problemen, Einschränkungen oder gar Schädigungen kommen, wie z. B. blockierte oder verengte Strömungsquerschnitte, blockierte oder nicht voll funktionsfähige Aktoren, Drosselklappen und/oder Sensoren. Die Sensoren, die durch Eis belegt sind, können keine validen Werte liefern. Auch erleiden solche Sensoren Schädigungen an den Oberflächen und unterliegen einem erhöhten Verschleiß. Die Regelung und/oder Steuerung des Brennstoffzellensystems ist jedoch auf die korrekte Funktion der Sensoren angewiesen.

Offenbarung der Erfindung

Die Erfindung stellt bereit: ein Verfahren zum Überprüfen eines Sensors in Form eines Drucksensors eines gasfördernden Mediensystems eines Brennstoffzellensystems. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit den einzelnen Ausführungsformen der Erfindung beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit den anderen Ausführungsformen der Erfindung und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.

Die vorliegende Erfindung sieht vor: ein Verfahren zum Überprüfen eines Sensors in Form eines Drucksensors eines gasfördernden Mediensystems eines Brennstoffzellensystems. Das Verfahren weist dabei folgende Schritte auf:

1B) Betreiben des Sensors über eine bestimmte Messzeit in mindestens einem Zustand einer Gasfördermaschine des gasfördernden Mediensystems,

2B) Erfassen eines aktuellen Messwertes des Sensors in dem mindestens einen Zustand der Gasfördermaschine,

3B) Bestimmen eines maximalen Messwertes des Sensors in dem mindestens einen Zustand der Gasfördermaschine in Abhängigkeit von dem aktuellen Messwert des Sensors,

4B) Bestimmen eines minimalen Messwertes des Sensors in dem mindestens einen Zustand der Gasfördermaschine in Abhängigkeit von dem aktuellen Messwert des Sensors,

5B) Bestimmen einer Amplitude eines Signals des Sensors in dem mindestens einen Zustand der Gasfördermaschine in Abhängigkeit von dem maximalen Messwert und von dem minimalen Messwert des Sensors,

6B) Beurteilen des Sensors in Abhängigkeit von der bestimmten Amplitude Signals des Sensors in dem mindestens einen Zustand der Gasfördermaschine. Das Überprüfen kann eine Diagnose und/oder eine Plausibilisierung und/oder eine Kalibrierung des Sensors umfassen.

Die Schritte 1B) bis 5B) des erfindungsgemäßen Verfahrens können in der vorgegebenen oder in einer abgeänderten Reihenfolge durchgeführt werden. Die Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens können simultan, zumindest tlw. gleichzeitig und/oder nacheinander erfolgen.

Die Schritte 2B) bis 4B) können in dem mindestens einen Zustand der Gasfördermaschine und über die bestimmte Messzeit mehrere Male durchgeführt werden. Der mindestens eine Zustand der Gasfördermaschine und die bestimmte Messzeit wurden hierzu in Schritt 1B) bestimmt. Die Schritte 2B) bis 4B) werden aus dem Grund mehrere Male durchgeführt, um über die bestimmte Messzeit mehrere Messwerte des Sensors zu erfassen, die dazu dienen, den maximalen Messwert, den minimalen Messwert und schließlich in Schritt 5B) die Amplitude des Signals des Sensors zu bestimmen. Das Signal des Sensors ist dabei für die Schwingungen bzw. Schwankungen bzw. Oszillationen des Druckes im gasfördernden Mediensystem in dem mindestens einen Zustand der Gasfördermaschine spezifisch.

Bei einem ersten Durchlauf der Schritte 2B) bis 4B) können der maximale Messwert und der minimale Messwert des Sensors gleich dem aktuellen Messwert des Sensors festgesetzt bzw. bestimmt werden. Mit jedem weiteren Durchlauf der Schritte 2B) bis 4B) können der maximale Messwert und der minimale Messwert des Sensors wie nachstehend beschrieben angepasst werden. Ist in einem nachfolgenden Durchlauf der Schritte 2B) bis 4B) der aktuelle Messwert des Sensors größer als der geltende maximale Messwert, dann wird ein neuer maximaler Messwert bestimmt; wenn nicht, dann bleibt der geltende maximale Messwert bestehen. Ist in einem nachfolgenden Durchlauf der Schritte 2B) bis 4B) der aktuelle Messwert des Sensors kleiner als der geltende minimale Messwert, dann wird ein neuer minimaler Messwert bestimmt; wenn nicht, dann bleibt der geltende minimale Messwert bestehen. Vorteilhafterweise braucht das Signal des Sensors nicht gespeichert werden. Nur die bestimmte bzw. ermittelte Amplitude des Signals des Sensors braucht gespeichert werden, die für mindestens einen Zustand der Gasfördermaschine ermittelt wurde. Die ermittelte Amplitude des Signals des Sensors stellt das Ergebnis eines Durchlaufes des Verfahrens dar.

Das Verfahren kann zumindest einen Durchlauf für mindestens einen Zustand der Gasfördermaschine oder mehrere Durchläufe für mehrere Zustände der Gasfördermaschine vorsehen, um eine gewünschte Robustheit der Überprüfung bereitzustellen. Vorzugsweise können zumindest ein Durchlauf des Verfahrens für einen Ruhezustand der Gasfördermaschine und ein Durchlauf des Verfahrens für mindestens einen Betriebszustand der Gasfördermaschine vorgesehen werden.

Das gasfördernde Mediensystem kann in Form eines Kathodensystems, eines Anodensystems oder eines Luftkühlungssystems des Brennstoffzellensystems ausgeführt sein. Die Gasfördermaschine kann entsprechend in Form eines Gasverdichters, einer Rezirkulationspumpe oder Ähnliches ausgeführt sein. Ein Zustand der Gasfördermaschine wird durch die Drehzahl bzw. Frequenz der Gasfördermaschine bestimmt.

Wenn der Gasverdichter im Kathodensystem oder Luftkühlungssystem ausgeschaltet ist, bzw. wenn die Drehzahl des Gasverdichters gleich null ist, wird erwartet, dass der Druck im Kathodensystem bzw. im Luftkühlungssystem ung. gleich dem Umgebungsdruck ist. In diesem Falle kann man erwarten, dass das Signal des Sensors eine nahezu gerade Linie ist, bzw. dass das Grundrauschen im Signal des Sensors klein bzw. nahezu null ist.

Wenn die Rezirkulationspumpe im Anodensystem ausgeschaltet ist, bzw. wenn die Drehzahl der Rezirkulationspumpe gleich null ist, wird erwartet, dass der Druck im Anodensystem gleich einem bestimmten Ruhedruck ist. In diesem Falle kann man erwarten, dass das Signal des Sensors eine nahezu gerade Linie ist, bzw. dass das Grundrauschen im Signal des Sensors klein bzw. nahezu null ist. Das Brennstoffzellensystem im Sinne der Erfindung kann vorzugsweise für mobile Anwendungen, bspw. in Fahrzeugen, insbesondere brennstoffangetriebenen Fahrzeugen, verwendet werden. Das Brennstoffzellensystem im Sinne der Erfindung kann als Hauptenergielieferant für ein Fahrzeug dienen. Zugleich ist es aber auch denkbar, dass das Brennstoffzellensystem im Sinne der Erfindung als ein Nebenantrieb und/oder Hilfsantrieb eines Fahrzeuges, bspw. eines Hybridfahrzeugs, sein kann. Das Brennstoffzellensystem im Sinne der Erfindung kann zudem für stationäre Anwendungen, bspw. in Generatoren, verwendet werden.

Das Brennstoffzellensystem im Sinne der Erfindung kann dabei einen oder mehrere Stacks mit jeweils mehreren gestapelten Brennstoffzellen und den dazugehörigen Mediensystemen (Luft- bzw. Kathodensystem, Brennstoffzellen- System, Kühlsystem) sowie dem elektrischen System aufweisen. Vorzugsweise kann das Brennstoffzellensystem im Sinne der Erfindung mehrere Module in Form von einzelnen Stacks mit mehreren gestapelten Brennstoffzellen umfassen.

Der Erfindungsgedanke liegt dabei darin, dass das Sensor-Signal (vorzugsweise das Rohsignal des Sensors, welches signaltechnisch noch nicht verarbeitet wurde) einfach und mit wenig Rechenaufwand ausgewertet wird, um die Funktionsweise des Sensors zu überprüfen, bspw. zu plausibilisieren und/oder zu diagnostizieren. Das Signal des Sensors ist spezifisch für die Schwingungen des Druckes im Mediensystem. Die Auswertung des Signals wird bei einer ruhenden und/oder laufenden Gasfördermaschine für jeweils eine bestimmte, wenn auch kurze, bspw. von einigen Sekunden bis wenigen Minuten, Messzeit durchgeführt. Bei der Auswertung wird das Signal auf seine maximalen und minimalen Werte untersucht, um die Amplituden des Signals zu bestimmen. Eine Auswertung des Signals bei mehreren Drehzahlen/Frequenzen der Gasfördermaschine, d. h. bei unterschiedlichen Betriebszuständen der Gasfördermaschine, kann vorteilhaft sein, um Aliasing- Effekte zu vermeiden. Das erfindungsgemäße Verfahren kommt vorteilhafterweise ohne eine aufwendige und rechentechnisch intensive Frequenzanalyse aus, die lediglich optional als eine, bspw. zusätzliche Analyse, vorgesehen sein kann. Das erfindungsgemäße Verfahren untersucht mithilfe der Amplituden die Bandbreite des Signals bei laufender Gasfördermaschine, welche für die Schwingungen des Druckes, bspw. versursacht durch einen nicht konstant strömenden Massen-bzw. Volumenstrom, spezifisch ist. Durch einen Vergleich mit einem Grundrauschen bei der abgeschalteten Gasfördermaschine bzw. stehendem Gasverdichter (kann auch als ein Ruhezustand bezeichnet werden), kann festgestellt werden, ob der Sensor funktionsfähig ist oder nicht. Die Erfindung geht dabei von dem Gedanken aus, dass der Druck im Mediensystem bei einer laufenden Gasfördermaschine größer ist als der Druck im Mediensystem bei der ausgeschalteten Gasfördermaschine. Wenn die Gasfördermaschine läuft, dann schwankt der Druck mit den Schwankungen der Luftsäule. Somit geht die Erfindung von dem Gedanken aus, dass die Bandbreite des Signals bei einer laufenden Gasfördermaschine größer ist als das Grundrauschen.

Ein Durchlauf des Verfahrens kann in einem Ruhezustand der Gasfördermaschine dazu genutzt werden, das Grundrauschen zu vermessen. Mindestens ein weiterer Durchlauf des Verfahrens kann in einem Betriebszustand der Gasfördermaschine dazu genutzt werden, die Bandbreite des Signals bei der aktuellen Drehzahl der Gasfördermaschine zu bestimmen und mit dem Grundrauschen zu vergleichen. Wenn die Bandbreite des Signals bei der laufenden Gasfördermaschine größer ist als das Grundrauschen bei der ruhenden Gasfördermaschine, kann positiv festgestellt werden, dass der Sensor funktionsfähig ist. Wenn sich die Bandbreite des Signals bei der laufenden Gasfördermaschine von dem Grundrauschen nicht oder nicht im Wesentlichen unterscheidet, kann negativ festgestellt werden, dass der Sensor funktionsunfähig oder in seiner Funktion, bspw. durch Eis, gehindert ist.

Grundsätzlich ist es aber auch denkbar, dass die Amplitude des Signals in einem Ruhezustand der Gasfördermaschine bekannt sein kann, bspw. aus einer Spezifikation des Sensors. In diesem Fall kann mindestens ein Durchlauf des Verfahrens in einem Betriebszustand der Gasfördermaschine dazu genutzt werden, die Bandbreite des Signals bei der aktuellen Drehzahl der Gasfördermaschine zu bestimmen und mit dem bekannten Grundrauschen zu vergleichen. Wenn die Bandbreite des Signals bei der laufenden Gasfördermaschine größer ist als das Grundrauschen bei der ruhenden Gasfördermaschine, kann positiv festgestellt werden, dass der Sensor funktionsfähig ist. Wenn sich die Bandbreite des Signals bei der laufenden Gasfördermaschine von dem Grundrauschen nicht oder nicht im Wesentlichen unterscheidet, kann negativ festgestellt werden, dass der Sensor funktionsunfähig oder in seiner Funktion, bspw. durch Eis, gehindert ist.

Im Steuergerät brauchen dabei keine Signalverläufe aufgezeichnet werden. Nur das Ergebnis des Verfahrens in Form der bestimmten Amplitude des Signals für den konkreten Zustand der Gasfördermaschine, bspw. für eine bestimmte Drehzahl der Gasfördermaschine, kann gespeichert werden. Wenn das Verfahren bei mehreren Drehzahlen bzw. Frequenzen der Gasfördermaschine durchgeführt wird, kann das Ergebnis des Verfahrens in Form einer Funktion der Amplitude des Signals in Abhängigkeit von der Drehzahl der Gasfördermaschine dargestellt werden.

Vorteilhafterweise kann mithilfe der Erfindung ein Verfahren bereitgestellt werden, welches wenig Rechenleistung und wenig Speicherplatz benötigt. Insbesondere kann dies für die steuergerätseitige Implementierung des Verfahrens von Vorteil sein. Darüber hinaus kann das Verfahren ferner mit einer Nullpunkt-Kalibrierung (bei der der Absolutwert des Sensors im Ruhezustand der Gasfördermaschine auf einen Referenzwert, bspw. Umgebungsdruck, abgeglichen wird) und nach Wunsch mit einer umfassenden Kalibrierung des Sensors im größeren Frequenzbereich der Gasfördermaschine kombiniert werden.

Ferner kann bei einem Verfahren zum Überprüfen eines Drucksensors vorgesehen sein, dass die Schritte 1B) bis 5B) für eine Zeit in einem Ruhezustand der Gasfördermaschine durchgeführt werden. Somit kann das Grundrauschen im Signal des Sensors bei der ausgestellten Gasfördermaschine bestimmt werden. Die Messwerte des Sensors werden dabei laufend während der Zeit ausgewertet. Nur die Amplitude des Signals für den Ruhezustand der Gasfördermaschine braucht gespeichert werden. Das Verfahren merkt sich nur die aktuellen Messwerte und die jeweiligen Amplituden zum Zeitpunkt ti zwischen tO und tl. Dabei müssen vorteilhafterweise keine Trajektorien bzw. Zeitreihen von Messwerten zwischen tO und tl aufgenommen werden. Es werden immer nur die aktuellen Messwerte bearbeitet, wobei die Amplitude in Abhängigkeit von dem aktuellen Messwert überschrieben oder beibehalten wird. Weiterhin kann bei einem Verfahren zum Überprüfen eines Drucksensors vorgesehen sein, dass die Schritte 1B) bis 5B) für eine Zeit in mindestens einem Betriebszustand der Gasfördermaschine durchgeführt werden. Somit kann die Bandbreite des Signals, die die Schwingungen des Druckes messtechnisch wiederspiegelt, bei der aktuellen Drehzahl der Gasfördermaschine in dem mindestens einen Betriebszustand der Gasfördermaschine bestimmt werden. Die Messwerte des Sensors werden dabei laufend während der Zeit ausgewertet.

Nur die Amplitude des Signals für den konkreten Betriebszustand der Gasfördermaschine, bspw. für eine bestimmte Drehzahl der Gasfördermaschine, der Gasfördermaschine kann gespeichert werden.

Des Weiteren kann bei einem Verfahren zum Überprüfen eines Drucksensors vorgesehen sein, dass die Schritte 1B) bis 5B) für unterschiedliche Betriebszustände der Gasfördermaschine durchgeführt werden, bei denen die Gasfördermaschine unterschiedliche Drehzahlen aufweist. Durch Auswertung des Signals für unterschiedliche Betriebszustände und somit für verschiedene Drehzahlen der Gasfördermaschine kann vermieden werden, dass eine Fehldiagnose durch den Aliasing- Effekt, d. h. die Verletzung des Abtasttheorems, stattfindet.

Zudem kann bei einem Verfahren zum Überprüfen eines Drucksensors vorgesehen sein, dass die Schritte 1B) bis 5B) für unterschiedliche Betriebszustandsbereiche der Gasfördermaschine durchgeführt werden, bei denen die Gasfördermaschine unterschiedliche Drehzahlrampen durchfährt.

Auch somit kann vermieden werden, dass eine Fehldiagnose durch den Aliasing- Effekt erfolgt. Die Überprüfung des Sensors kann bspw. in der Startphase des Brennstoffzellensystems durchgeführt werden. Dabei bietet die Auswertung des Signals für unterschiedliche Betriebszustandsbereiche die Option keine zusätzlichen Betriebspunkte für die Auswertung anzufahren, sondern das Verfahren während des üblichen Startbetriebes, Normalbetriebes, Stopp- Betriebes oder anderer Betriebszustände anzuwenden.

Ferner kann das Verfahren mindestens einen weiteren Schritt aufweisen:

1A) Auswerten des aktuellen Messwertes des Sensors, 2A) Bestimmen eines absoluten Messwertes des Sensors für einen Druck in Abhängigkeit von dem Auswerten.

Auf diese Weise können die Rohrdaten des Sensors ausgewertet und die absoluten Messwerte des Sensors für den Druck erhalten werden.

Zudem kann das Verfahren mindestens einen weiteren Schritt aufweisen.

3A) Ermitteln eines Referenzwertes für den Druck, bspw. durch Vermessen durch einen anderen Sensor, durch Auswerten eines Kennfeldes der Gasfördermaschine und/oder durch Abfragen einer externen Infrastruktur, wie z. B: Cloud/Server.

Auf diese Weise können die absoluten Messwerte des Sensors mithilfe des Referenzwertes plausibilisiert werden.

Vorteilhafterweise können beim Auswerten des Kennfeldes der Gasfördermaschine Unschärfetoleranzen für den, insbesondere durch die Gasfördermaschine bei der gegebenen Drehzahl bereitstellbare, Druck berücksichtigt werden. Auf diese Weise kann der erwartete Druck bei einer Drehzahl der Gasfördermaschine in einem Bereich abgeschätzt werden.

Um die Ergebnisse beim Auswerten des Kennfeldes der Gasfördermaschine zu verfeinern, können vorzugsweise beim Ermitteln von Unschärfetoleranzen für den Druck aktuelle Stellungen von Ventilen und/oder Drosselklappen und/oder aktuelle Messwerte von mindestens einem Massen und/oder Volumensensor im gasfördernden Mediensystem berücksichtigt werden.

Weiterhin kann das Verfahren mindestens einen weiteren Schritt aufweisen:

4A) Vergleichen des absoluten Messwertes des Sensors mit dem ermittelten Referenzwert, und/oder

5A) Beurteilen des Sensors (S) in Abhängigkeit von dem Vergleich.

Auf diese Weise kann in Abhängigkeit vom Vergleich grob abgeschätzt werden, ob der Sensor funktionsfähig ist. Dies kann insbesondere dann geschehen, bevor weitere Diagnosen nach einem der Schritte 1B) bis 6B) durchgeführt werden, die eine Auswertung von Schwingungen/Oszillationen im Signal des Sensors vorsehen. Des Weiteren kann das Verfahren mindestens einen weiteren Schritt aufweisen: 7A) Feststellen, dass der Sensor funktionsfähig ist, wenn eine Differenz zwischen dem absoluten Messwert des Sensors und dem ermittelten Referenzwert unter einem bestimmten Schwellenwert liegt, und/oder wenn das Signal des Sensors stabil ist.

Auf diese Weise kann eine zuverlässige Überprüfung vorgenommen werden, ob der Sensor funktionsfähig ist.

Darüber hinaus kann das Verfahren mindestens einen weiteren Schritt vorsehen: 7C) Feststellen, dass der Sensor funktionsfähig ist, wenn keine Frostgefahr vorliegt.

Dabei ist es denkbar, dass die Frostgefahr durch Überwachen und Vergleichen einer Temperatur und/oder eines Temperaturverlaufes mit historischen Werten und/oder Verläufen geschätzt wird.

Die Schritte 7A) und 7C) können vorzugsweise nach den Schritten 1A) bis 5A) und bevorzugt vor dem Schritt 8A) erfolgen.

Vorteilhafterweise kann das Verfahren mindestens einen weiteren Schritt vorsehen:

8A) Einleiten einer Überprüfung nach einem der Schritte 1B) bis 6B), wenn mindestens in Schritt 7C) und/oder in Schritt 7A) eine Unsicherheit über die Funktionsweise des Sensors vorliegt.

Außerdem kann bei einem Verfahren zum Überprüfen eines Drucksensors vorgesehen sein, dass in Schritt 6B) überprüft wird, a) ob eine Amplitude des Signals des Sensors in einem Betriebszustand und/oder einem Betriebszustandsbereich der Gasfördermaschine und/oder b) eine maximale Amplitude) des Signals des Sensors von mehreren Betriebszuständen und/oder mehreren Betriebszustandsbereichen der Gasfördermaschine, insbesondere c) in einem mittleren und/oder höheren Lastbereich der Gasfördermaschine, eine Amplitude des Signals des Sensors in einem Ruhezustand der Gasfördermaschine übersteigt.

Wenn jede Amplitude des Signals des Sensors in einem Betriebszustand und/oder einem Betriebszustandsbereich der Gasfördermaschine die Amplitude des Signals des Sensors in einem Ruhezustand der Gasfördermaschine übersteigt, dann ist es ein sicheres Zeichen dafür, dass der Sensor funktionsfähig ist. Eine maximale Amplitude entspricht dem Maximum aus den gemessen Amplituden während die Gasfördermaschine läuft. Eine ausreichend sichere Diagnose kann aber auch dann erreicht werden, wenn eine maximale Amplitude des Signals des Sensors von mehreren Betriebszuständen und/oder mehreren Betriebszustandsbereichen der Gasfördermaschine mit der Amplitude des Signals des Sensors in einem Ruhezustand der Gasfördermaschine verglichen wird. Nach Wunsch und Bedarf kann dabei ein passendes Verhältnis zwischen der gewünschten Robustheit der Überprüfung und der erforderlichen Rechenleistung und/oder der erforderlichen Testzeit und/oder der gewünschten, bspw. repräsentativen Betriebspunkte. Ferner kann es, bspw. in der Anfangszeit beim Starten des Brennstoffzellensystems, wenn das Überprüfen nicht ausreichend genau möglich ist, vorteilhaft sein, dass in Unterschritt c) nur die Drehzahlen im mittleren oder höheren Lastbereich der Gasfördermaschine zum Überprüfen herangezogen werden, z. B. Max (AmplZ4,....AmplZn).

Weiterhin kann bei einem Verfahren zum Überprüfen eines Drucksensors vorgesehen sein, dass in Unterschritt d) in Schritt 6B) eine bestimmte Schwelle auf die Amplitude addiert wird. Vorteilhafterweise kann dadurch die Robustheit der Überprüfung erhöht werden.

Des Weiteren kann bei einem Verfahren zum Überprüfen eines Drucksensors vorgesehen sein, dass in Unterschritt e) in Schritt 6B) die bestimmte Schwelle in Abhängigkeit von Erfahrungswerten angepasst wird. Auf diese Weise können Erfahrungswerte beim Bestimmen der Schwelle herangezogen werden, um die Genauigkeit und somit die Zuverlässigkeit der Überprüfung zu erhöhen.

Zudem kann bei einem Verfahren zum Überprüfen eines Drucksensors vorgesehen sein, dass in Schritt 6B) ein Plausibilitätsschwellenwert (gemeint ist dabei ein Maximalwert) für eine maximale Amplitude eines Signals des Sensors in einem Ruhezustand der Gasfördermaschine verwendet wird. Auf diese Weise kann noch eine Überprüfung auf eine maximal sinnvolle Amplitude in dem Ruhezustand der Gasfördermaschine eingeführt werden. Dies kann bspw. für die Fälle sinnvoll sein, wenn das Rauschen bereits im Ruhezustand unplausibel groß ist.

Außerdem kann bei einem Verfahren zum Überprüfen eines Drucksensors vorgesehen sein, dass in Schritt 6B) ein Plausibilitätsschwellenwert (gemeint ist dabei ein Maximalwert) für eine maximale Amplitude eines Signals des Sensors von unterschiedlichen Betriebszuständen und/oder unterschiedlichen Betriebszustandsbereichen, insbesondere in einem mittleren und/oder höheren Lastbereich, der Gasfördermaschine verwendet wird. Die Amplitude durch die physikalischen Schwankungen der Gassäule in dem Volumen des Gassystems kann nicht beliebig groß werden. Einen Maximalwert für maximal mögliche Bandbreite der Schwingung kann z.B. aus Simulationen abgeleitet werden. Auf diese Weise kann noch eine Überprüfung auf eine maximal sinnvolle Amplitude in den unterschiedlichen Betriebszuständen und/oder unterschiedlichen Betriebszustandsbereichen eingeführt werden. Dies kann bspw. für die Fälle sinnvoll sein, wenn die Bandbreite des Signals bzw. das Rauschen im Betrieb des Sensors unplausibel groß wird.

Vorteilhafterweise kann das Verfahren mindestens einen weiteren Schritt aufweisen:

7B) Feststellen, dass der Sensor funktionsfähig ist, wenn eine Amplitude eines Betriebszustandes und/oder eines Betriebszustandsbereiches der Gasfördermaschine eine Amplitude eines Ruhezustandes der Gasfördermaschine übersteigt, oder 8B) Feststellen, dass der Sensor nicht funktionsfähig ist, wenn die Feststellung in Schritt 7B) negativ ist.

Somit können mithilfe des Verfahrens Ergebnisse über die Funktionsweise des Sensors bereitgestellt werden. Des Weiteren kann es von Vorteil sein, wenn das Verfahren mindestens einen weiteren Schritt aufweist:

9) Einleiten einer Maßnahme, wenn in Schritt 8B) festgestellt wurde, dass der Sensor nicht funktionsfähig ist, wobei insbesondere die Maßnahme mindestens eine der folgenden Aktionen umfasst: eine Umschaltung einer Regelung auf einen anderen Sensor: a) auf einen real vorhanden anderen Sensor oder b) auf einen virtuellen Sensor, d.h. auf eine modellbasierte Messwertbestimmung, eine Umschaltung von einer Regelung auf eine Steuerung,

Einschalten eines Heizers, Verlängerung einer Vorbereitung des Sensors und/oder des Brennstoffzellensystems, und/oder Umschalten auf ein Bypassbetrieb im gasfördernden Mediensystem.

Somit können Fehlerreaktionen für den Fall vorbereitet werden, wenn der Sensor nicht funktionsfähig ist. Auf diese Weise können die negativen Auswirkungen einer Verwendung von fehlerhaften Messwerten eines nicht funktionsfähigen Sensors reduziert oder sogar nahezu vermieden werden. Eine fehlerhafte Steuerung und/oder Regelung des Brennstoffzellensystem kann dadurch vorteilhafterweise vermieden werden.

Außerdem kann es vorteilhaft sein, wenn das Verfahren zumindest bei einem Start, bei einem Normalbetrieb und/oder bei einem Stoppbetrieb des Brennstoffzellensystems durchgeführt wird. Dabei können geeignete Frequenzen der Gasfördermaschine gefahren werden, um den Sensor zu überprüfen.

Denkbar ist zudem, dass das Verfahren zum Überprüfen eines Sensors in einem Kathodensystem des Brennstoffzellensystems durchgeführt wird. Dabei kann der Sensor in eine Strömungsrichtung eines gasförmigen Mediums des Kathodensystems gesehen vor und/oder nach einem Stack angeordnet sein. Vorteilhafterweise ist das Verfahren unabhängig von der Position sowie von der konkreten Ausführung bzw. Ausgestaltung des Sensors. Ebenfalls ist es denkbar, dass das Verfahren zum Überprüfen eines Sensors in einem Anodensystem des Brennstoffzellensystems durchgeführt wird. Auch in dem Anodensystem des Brennstoffzellensystems kann ein Drucksensor vorgesehen sein, welches mithilfe des Verfahrens einfach, schnell und die Rechenleistung einsparend überprüft werden.

Das Verfahren kann vorteilhafterweise für weiterführende Analysen des Sensors verwendet werden. Auf diese Weise können die erfindungsgemäßen Vorteile bei den weiterführenden Analysen zur Geltung kommen.

Bspw. ist es denkbar, dass das Verfahren für eine Nullpunk-Kalibrierung des Sensors verwendet wird. Insbesondere bei der Nullpunk- Kalibrierung ist es wichtig sicherzustellen, dass der Sensor funktionsfähig ist, um die Nullpunk- Kalibrierung des Sensors nicht zu verfälschen, die sich folgendermaßen auf weitere Messwerte des Sensors bei anderen Frequenzen der Gasfördermaschine negativ auswirken kann.

Darüber hinaus ist es denkbar, dass das Verfahren für eine Überprüfung von mehreren Sensoren in Form von Drucksensoren durchgeführt wird. Auf diese Weise kann das Verfahren seine Vorteile auf mehrere Sensoren im System ausweiten.

Zudem kann es vorteilhaft sein, wenn das Verfahren für einen Vergleich zwischen unterschiedlichen Sensoren in Form von Drucksensoren verwendet wird. Auf diese Weise können mehrere unterschiedliche Sensoren in dem gasfördernden Mediensystem eines Brennstoffzellensystems mit wenig Rechenleistung überprüft werden. Denkbar ist dabei, dass einer der Sensoren gemäß dem Verfahren überprüft wird, und dass die anderen Sensoren einfach als funktionsfähig bestimmt werden, wenn deren Messwerte mit den Messwerten des überprüften Sensors übereinstimmen.

Außerdem kann es vorteilhaft sein, wenn das Verfahren zum Überprüfen von anderen Sensoren, bspw. Massen- und/oder Volumenstromsensoren, in dem gasfördernden Mediensystem verwendet wird. Vorteilhafterweise kann dadurch das Verfahren seine Vorteile auf andere Sensoren im System überleiten. Ferner kann das Verfahren zum Analysieren eines Alterungsverhaltens des Sensors und/oder zum Erkennen von Veränderungen im gasfördernden Mediensystem verwendet wird. Hierzu kann die Entwicklung der Amplituden auch über längere Zeiträume ausgewertet werden und so auf Alterungsverhalten bzw. Veränderungen im gasfördernden Mediensystem geschlossen werden.

Die Erfindung und deren Weiterbildungen sowie deren Vorteile werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen jeweils schematisch:

Fig. 1 ein beispielhaftes Brennstoffzellensystem im Sinne der Erfindung,

Fig. 2 beispielhafte Signale eines Drucksensors im Sinne der Erfindung,

Fig. 3 beispielhafte Amplituden eines Signals des Drucksensors im Sinne der Erfindung, und

Fig. 4 einen beispielhaften Ablauf eines Verfahrens im Sinne der Erfindung.

In den unterschiedlichen Figuren sind gleiche Teile der Erfindung stets mit denselben Bezugszeichen versehen, weshalb diese in der Regel nur einmal beschrieben werden.

Die Figur 1 zeigt ein Beispiel eines Brennstoffzellensystems 100 im Sinne der Erfindung, welches einen oder mehrere Sensoren S in Form von Drucksensoren aufweisen kann. Dieser oder diese Sensoren S können in unterschiedlichen gasfördernden Mediensystemen 10, 20 des Brennstoffzellensystems 100 angeordnet sein.

Das gasfördernde Mediensystem 10, 20 im Sinne der Erfindung kann bspw. in Form eines Kathodensystems 10, eines Anodensystems 20 oder eines Luftkühlungssystems des Brennstoffzellensystems 100 ausgeführt sein. Die Gasfördermaschine (V) kann entsprechend in Form eines Gasverdichters, einer Rezirkulationspumpe oder Ähnliches ausgeführt sein. Das Brennstoffzellensystem 100 im Sinne der Erfindung kann vorzugsweise für mobile Anwendungen, bspw. in Fahrzeugen, insbesondere brennstoffangetriebenen Fahrzeugen, verwendet werden. Ein beispielhaftes brennstoffangetriebenes Fahrzeug F ist in der Figur 1 gezeigt. Das Brennstoffzellensystem kann dabei als Hauptenergielieferant für das Fahrzeug 1 dienen. Das Brennstoffzellensystem 100 kann aber auch als ein Nebenantrieb und/oder Hilfsantrieb eines Fahrzeuges, bspw. eines Hybridfahrzeugs dienen.

Das Brennstoffzellensystem 100 kann zudem für stationäre Anwendungen, bspw. in Generatoren, verwendet werden.

Das Brennstoffzellensystem 100 kann dabei einen oder mehrere Brennstoffzellenstapel, sog. Stacks 101, mit jeweils mehreren gestapelten Brennstoffzellen und den dazugehörigen Mediensystemen 10, 20, 30 (Luft- bzw. Kathodensystem 10, Brennstoffzellen-System 20, Kühlsystem 30) sowie dem elektrischen System 40 aufweisen. Mit anderen Worten kann das Brennstoffzellensystem 100 mehrere Module in Form von einzelnen Stacks 101 mit mehreren gestapelten Brennstoffzellen umfassen.

Das Brennstoffzellensystem 100 umfasst ein Kathodensystem 10 mit einer Zuluftleitung 11 zum Stack 101 und einer Abluftleitung 12 vom Stack 101. Am Eingang der Zuluftleitung 11 wird zumeist ein Luftfilter AF angeordnet, um sowohl schädliche chemische Substanzen als auch Partikel zu filtern bzw. Eintritt ins System zu verhindern.

Die Gasfördermaschine V im Kathodensystem 10 kann in Form eines Verdichters ausgeführt sein, um die Luft aus der Umgebung anzusaugen und in Form einer Zuluft LI an den Stack 101 bereitzustellen. Nach dem Durchlauf des Stacks 101 wird eine Abluft L2 wieder an die Umgebung abgelassen.

Wie es die Figur 1 andeutet, können stromabwärts nach dem Verdichter mindestens ein Zuluftkühler IC und/oder ein Befeuchter BF vorgesehen sein.

Vor und nach dem Brennstoffzellenstapel bzw. Stack 101 können Absperrventile SV1, SV2 vorgesehen sein. Zudem kann in der Abluftleitung 12 ein Ventil SV3 als Druckregler vorgesehen sein. Am Ende der Abluftleitung 12 kann ein Wasserstoffsensor HS vorgesehen sein, um die Präsenz von Wasserstoff in der Abluft L2 aus dem Brennstoffzellensystem 100 zu überwachen, der durch Purge- und/oder Drain-Vorgänge aus einem Anodensystem 20 in die Abluftleitung 12 gelangen kann.

In der Zuluftleitung 11 und/oder in der Abluftleitung 12 können auch mehrere Sensoren vorgesehen sein, wie z. B. Feuchtigkeitssensoren, Temperatursensoren, Drucksensoren, Massen- und/oder Volumensensoren usw. Alle Sensoren sind in den Figuren lediglich aus Einfachheitsgründen nicht gezeigt.

Zwischen der Zuluftleitung 11 und der Abluftleitung 12 kann eine Bypassleitung 13 mit einem Bypassventil SV4 vorgesehen. Die Bypassleitung 13 kann bspw. zur Massenstromsteuerung im Kathodensystem 10 und/oder zur Verdünnung der, ggf. wasserstoffhaltigen, Abluft von dem Brennstoffzellenstapel bzw. Stack 101 genutzt werden.

Ein weiteres Ventil SV5 kann in der Zuluftleitung 11 zum Umfließen des Befeuchters BF vorgesehen sein.

Wie es in der Figur 4 schematisch gezeigt ist, stellt die vorliegende Erfindung bereit: ein Verfahren zum Überprüfen (umfassend eine Diagnose und/oder eine Plausibilisierung und/oder eine Kalibrierung) mindestens eines Sensors S in Form eines Drucksensors von eventuell mehreren Sensoren S in Form von Drucksensoren eines gasfördernden Mediensystems 10, 20 eines Brennstoffzellensystems 100. Das Verfahren weist dabei folgende Schritte auf: 1B) Betreiben des Sensors S über eine bestimmte Messzeit tmess in mindestens einem Zustand Z einer Gasfördermaschine V des gasfördernden Mediensystems 10, 20,

2B) Erfassen eines aktuellen Messwertes ActValZ des Sensors S in dem mindestens einen Zustand Z der Gasfördermaschine V,

3B) Bestimmen eines maximalen Messwertes MaxValZ des Sensors S in dem mindestens einen Zustand Z der Gasfördermaschine V in Abhängigkeit von dem aktuellen Messwert ActValZ des Sensors S, 4B) Bestimmen eines minimalen Messwertes MinValZ des Sensors S in dem mindestens einen Zustand Z der Gasfördermaschine V in Abhängigkeit von dem aktuellen Messwert ActValZ des Sensors S,

5B) Bestimmen einer Amplitude AmpIZ eines Signals des Sensors S in dem mindestens einen Zustand Z der Gasfördermaschine V in Abhängigkeit von dem maximalen Messwert MaxValZ und von dem minimalen Messwert MinValZ des Sensors S,

6B) Beurteilen des Sensors S in Abhängigkeit von der bestimmten Amplitude AmpIZ des Signals des Sensors S in dem mindestens einen Zustand Z der Gasfördermaschine V.

Die Schritte 1B) bis 5B) des erfindungsgemäßen Verfahrens können in der vorgegebenen oder in einer abgeänderten Reihenfolge durchgeführt werden. Die Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens können simultan, zumindest tlw. gleichzeitig und/oder nacheinander erfolgen.

Wie es die Figur 4 andeutet, können die Schritte 2B) bis 4B) in dem mindestens einen Zustand Z der Gasfördermaschine V und über die bestimmte Messzeit tmess mehrere Male durchgeführt werden. Der mindestens eine Zustand Z der Gasfördermaschine V und die bestimmte Messzeit tmess wurden hierzu in Schritt 1B) bestimmt. Die Schritte 2B) bis 4B) werden aus dem Grund mehrere Male durchgeführt, um über die bestimmte Messzeit tmess in Schritt 2B) mehrere Messwerte ActValZ des Sensors S zu erfassen, die dazu dienen, in Schritt 3B) den maximalen Messwert MaxValZ, in Schritt 4B) den minimalen Messwert MinValZ und schließlich in Schritt 5B) die Amplitude AmpIZ des Signals des Sensors S zu bestimmen. Das Signal des Sensors S ist dabei für die Schwingungen des Druckes p in dem mindestens einen Zustand Z der Gasfördermaschine V spezifisch, wie es die Figur 2 zeigt.

Bei einem ersten Durchlauf der Schritte 2B) bis 4B) können der maximale Messwert MaxValZ und der minimale Messwert MinValZ des Sensors S gleich dem aktuellen Messwert ActValZ des Sensors S festgesetzt bzw. bestimmt werden. Mit jedem weiteren Durchlauf der Schritte 2B) bis 4B) können der maximale Messwert MaxValZ und der minimale Messwert MinValZ des Sensors S wie nachstehend beschrieben angepasst werden. Ist in einem nachfolgenden Durchlauf der Schritte 2B) bis 4B) der aktuelle Messwert ActValZ des Sensors S größer als der geltende maximale Messwert MaxValZ, dann wird ein neuer maximale Messwert MaxValZ bestimmt; wenn nicht, dann bleibt der geltende maximale Messwert MaxValZ bestehen. Ist in einem nachfolgenden Durchlauf der Schritte 2B) bis 4B) der aktuelle Messwert ActValZ des Sensors S kleiner als der geltende minimale Messwert MinValZ, dann wird ein neuer minimaler Messwert MinValZ bestimmt; wenn nicht, dann bleibt der geltende minimale Messwert MinValZ bestehen.

Vorteilhafterweise braucht das Signal des Sensors S nicht gespeichert werden. Nur die ermittelte Amplitude AmpIZ des Signals des Sensors S braucht gespeichert werden, die für mindestens einen Zustand Z der Gasfördermaschine V ermittelt wurde (vgl. die Figur 3). Die ermittelte Amplitude AmpIZ des Signals des Sensors S stellt das Ergebnis eines Durchlaufes des Verfahrens dar, wie dies die Figur 3 schematisch andeutet.

Wie es die Figur 2 für die Drehzahlen N=0 min ¹ und N=60000 min ¹ andeutet, kann die Auswertung des Signals bei einer ruhenden und/oder laufenden Gasfördermaschine V für jeweils eine bestimmte, wenn auch kurze, bspw. von wenigen Sekunden s bis einigen wenigen Minuten min, Messzeit tmess durchgeführt werden. Bei der Auswertung wird das Signal auf seine maximalen und minimalen Werte MaxValZ, MinValZ untersucht, um die Amplituden AmpIZ des Signals zu bestimmen, die in der Figur 3 punktuell für unterschiedliche Drehzahlen N gezeigt sind.

Eine Auswertung des Signals bei mehreren Drehzahlen D der Gasfördermaschine V, d. h. bei unterschiedlichen Betriebszuständen Z der Gasfördermaschine V kann vorteilhaft sein, um Aliasing- Effekte zu vermeiden. Das Verfahren untersucht mithilfe der Amplituden AmpIZ die Bandbreite des Signals. Durch einen Vergleich mit einem Grundrauschen (siehe jeweils das obere Signal in der Figur 2) bei der abgeschalteten Gasfördermaschine V (N=0 min ¹ ) kann festgestellt werden, ob der Sensor S funktionsfähig ist oder nicht. Die Erfindung erkennt, dass die Bandbreite des Signals bei einer laufenden Gasfördermaschine V größer ist als das Grundrauschen. Ein Durchlauf des Verfahrens kann in einem Ruhezustand ZO (N=0 min ¹ ) der Gasfördermaschine V dazu genutzt werden, das Grundrauschen zu vermessen. Mindestens ein weiterer Durchlauf des Verfahrens kann in einem Betriebszustand Zi (N>0) der Gasfördermaschine V dazu genutzt werden, die Bandbreite des Signals bei der aktuellen Drehzahl N der Gasfördermaschine V zu bestimmen und mit dem Grundrauschen zu vergleichen. Wenn die Bandbreite des Signals bei der laufenden Gasfördermaschine V größer ist als das Grundrauschen bei der ruhenden Gasfördermaschine V, kann positiv festgestellt werden, dass der Sensor S funktionsfähig ist. Wenn sich die Bandbreite des Signals bei der laufenden Gasfördermaschine V von dem Grundrauschen V nicht oder nicht im Wesentlichen unterscheidet, kann negativ festgestellt werden, dass der Sensor S funktionsunfähig oder in seiner Funktion, bspw. durch Eis, gehindert ist.

Wenn die Amplitude AmpIZ des Signals in einem Ruhezustand ZO (N=0 min ¹ ) der Gasfördermaschine V bekannt ist, bspw. aus einer Spezifikation des Sensors S, kann mindestens ein Durchlauf des Verfahrens in einem Betriebszustand Zi (N>0) der Gasfördermaschine V dazu genutzt werden, die Bandbreite des Signals bei der aktuellen Drehzahl N der Gasfördermaschine V zu bestimmen und mit dem bekannten Grundrauschen zu vergleichen. Wenn die Bandbreite des Signals bei der laufenden Gasfördermaschine V größer ist als das Grundrauschen bei der ruhenden Gasfördermaschine V, kann positiv festgestellt werden, dass der Sensor S funktionsfähig ist. Wenn sich die Bandbreite des Signals bei der laufenden Gasfördermaschine V von dem Grundrauschen nicht oder nicht im Wesentlichen unterscheidet, kann negativ festgestellt werden, dass der Sensor S funktionsunfähig oder in seiner Funktion, bspw. durch Eis, gehindert ist.

In einem Steuergerät ECU (Electronic control unit) werden dabei keine Signalverläufe gespeichert. Nur das Ergebnis des Verfahrens in Form der bestimmten Amplituden AmplO, AmpIZi des Signals für unterschiedliche Zustände ZO, Zi der Gasfördermaschine V brauchen gespeichert werden, wie es die Figur 3 zeigt. Das Verfahren benötigt wenig Rechenleistung und wenig Speicherplatz in dem Steuergerät ECU. Wie es die Figuren 2 und 3 andeuten, können die Schritte 1B) bis 5B) für eine Zeit tO in einem Ruhezustand ZO (N=0 min ¹ ) der Gasfördermaschine V durchgeführt werden, um das Grundrauschen im Signal des Sensors S zu bestimmen.

Weiterhin deuten die Figuren 2 und 3 an, dass die Schritte 1B) bis 5B) für eine Zeit ti in mindestens einem Betriebszustand Zi (N>0) der Gasfördermaschine V durchgeführt werden können, um die Bandbreite des Signals bei der aktuellen Drehzahl N der Gasfördermaschine V in dem mindestens einen Betriebszustand Zi der Gasfördermaschine V zu bestimmen.

Wie es die Figur 3 andeutet, können die Schritte 1B) bis 5B) des Verfahrens für unterschiedliche Betriebszustände Zi (i=l, ..., n) der Gasfördermaschine V durchgeführt werden, bei denen die Gasfördermaschine V unterschiedliche, bspw. diskrete, Drehzahlen N aufweist, um Fehldiagnosen, bspw. durch den Aliasing- Effekt, d.h. die Verletzung des Abtasttheorems, zu vermeiden.

Hierzu werden an der Gasfördermaschine V einzelne Drehzahlen N eingestellt, kurz stationär gehalten und dabei erfolgt die Messung am jeweiligen Zustand Zi: Betrieb ZI und Messung ActValZl für eine bestimmte Zeit tl und die Auswertung MaxVall, MinVall, AmplZl,

Etc...

Betrieb Zn und Messung ActValZn für eine bestimmte Zeit tn und die Auswertung MaxValZn, MinValZn, AmplZn (s. bspw. die rechte Seite in der Figur 2 sowie die Figur 3).

Nicht gezeigt in den Figuren, aber ebenfalls im Sinne der Offenbarung der Erfindung denkbar ist, dass die Schritte 1B) bis 5B) für unterschiedliche Betriebszustandsbereiche (ZI, ... Zi) der Gasfördermaschine V durchgeführt werden, bei denen die Gasfördermaschine V unterschiedliche Drehzahlrampen durchfährt. Auch somit kann vermieden werden, dass eine Fehldiagnose durch den Aliasing- Effekt erfolgt. Die Überprüfung des Sensors S kann dabei vorteilhafterweise während des üblichen Startbetriebes, Normalbetriebes, Stopp- Betriebes oder anderer Betriebszustände des Brennstoffzellensystems 100 durchgeführt werden. Hierzu werden an der Gasfördermaschine V eine oder mehrere kurze Drehzahlrampen gefahren, wobei währenddessen die Messung mit der Auswertung erfolgt. Dabei werden sozusagen eine Reihe von verschiedenen Messpunkten ZI ... Zj zusammengefasst ermittelt (die ermittelte Amplitude umfasst dann Zustände ZI bis Zj):

Betrieb Zrampl und Messung für eine bestimmte Zeit trampl und die Auswertung MaxValrampl, MinValrampl, Amplrampl,

Betrieb Zramp2 und Messung für eine bestimmte Zeit tramp2 und die Auswertung MaxValramp2, MinValramp2, Amplramp2, usw.

Wie es die Figur 4 schematisch andeutet, kann das Verfahren mindestens einen weiteren Schritt aufweisen:

1A) Auswerten des aktuellen Messwertes ActVal Z des Sensors S,

2A) Bestimmen eines absoluten Messwertes pS des Sensors S für einen Druck p in Abhängigkeit von dem Auswerten.

Zudem kann das Verfahren mindestens einen weiteren Schritt vorsehen,

3A) Ermitteln eines Referenzwertes pRef für den Druck p.

Das Ermitteln eines Referenzwertes pRef für den Druck p kann bspw. durch Vermessen durch einen anderen Sensor, durch Auswerten eines Kennfeldes der Gasfördermaschine V und/oder durch Abfragen einer externen Infrastruktur, wie z. B: Cloud/Server geschehen. Der Referenzwert pRef kann insbesondere dazu dienen, die absoluten Messwerte des Sensors S zu plausibilisieren.

Beim Auswerten des Kennfeldes der Gasfördermaschine V können vorteilhafterweise Unschärfetoleranzen für den Druck berücksichtigt werden, um den erwarteten Druck, d. h. den Referenzwert pRef für den Druck bei einer Drehzahl N der Gasfördermaschine V in einem bestimmten Bereich abschätzen zu können.

Um genauere Ergebnisse beim Auswerten des Kennfeldes der Gasfördermaschine V zu erhalten, können weiterhin beim Ermitteln von Unschärfetoleranzen für den Druck aktuelle Stellungen von Ventilen und/oder Drosselklappen SV1, SV2, SV3, SV4, SV5 und/oder aktuelle Messwerte von mindestens einem Massen und/oder Volumensensor LMM im gasfördernden Mediensystem 10, 20 berücksichtigt werden.

Wie es die Figur 4 ferner schematisch andeutet, kann das Verfahren mindestens einen weiteren Schritt aufweisen:

4A) Vergleichen des absoluten Messwertes pS des Sensors S mit dem ermittelten Referenzwert pRef, um insbesondere grob abzuschätzen, ob der Sensor S funktionsfähig ist, und/oder 5A) Beurteilen des Sensors S in Abhängigkeit von dem Vergleich.

Dies kann bspw. dann geschehen, bevor weitere Diagnosen nach einem der Schritte 1B) bis 6B) durchgeführt werden, die eine Auswertung von Schwingungen/Oszillationen im Signal des Sensors S vorsehen.

Wie es die Figur 4 weiterhin schematisch andeutet, kann das Verfahren mindestens einen weiteren Schritt aufweisen:

7A) Feststellen, dass der Sensor S funktionsfähig ist, wenn eine Differenz Diffp zwischen dem absoluten Messwert pS des Sensors S und dem ermittelten Referenzwert pRef unter einem bestimmten Schwellenwert DiffLimit liegt, und/oder wenn das Signal des Sensors S stabil ist.

Somit kann eine zwar grobe aber eine relativ robuste Schätzung vorgenommen werden, ob der Sensor S funktionsfähig ist

Wie es die Figur 4 noch weiter schematisch andeutet, kann das Verfahren mindestens einen weiteren Schritt aufweisen:

7C) Feststellen, dass der Sensor S funktionsfähig ist, wenn keine Frostgefahr vorliegt.

Die Frostgefahr kann bspw. durch Überwachen und Vergleichen einer Temperatur und/oder eines Temperaturverlaufes mit historischen Werten und/oder Verläufen abgeschätzt werden. Die Schritte 7A) und 7C) können vorzugsweise nach den Schritten 1A) bis 5A) und bevorzugt vor dem Schritt 8A) erfolgen.

Wie es die Figur 4 des Weiteren schematisch andeutet, kann das Verfahren mindestens einen weiteren Schritt aufweisen:

8A) Einleiten einer Überprüfung nach einem der Schritte 1B) bis 6B), wenn mindestens in Schritt 7C) und insbesondere in Schritt 7A) eine Unsicherheit über die Funktionsweise des Sensors S vorliegt.

Wie es die Figur 4 schematisch andeutet, kann in Schritt 6B) überprüft werden, a) ob eine Amplitude AmpIZi des Signals des Sensors S in einem Betriebszustand Zi und/oder einem Betriebszustandsbereich der Gasfördermaschine V und/oder b) eine maximale Amplitude Max(AmplZi) des Signals des Sensors S von mehreren Betriebszuständen Zi und/oder mehreren Betriebszustandsbereichen der Gasfördermaschine V, insbesondere c) in einem mittleren und/oder höheren Lastbereich, bspw. Z4 bis Zn, der Gasfördermaschine V, eine Amplitude AmplO des Signals des Sensors S in einem Ruhezustand Z0 der Gasfördermaschine V übersteigt.

Wenn jede Amplitude AmpIZi des Signals des Sensors S in einem Betriebszustand Zi und/oder einem Betriebszustandsbereich der Gasfördermaschine V die Amplitude AmplO des Signals des Sensors S in einem Ruhezustand Z0 der Gasfördermaschine V übersteigt (AmplZn > AmplO), dann ist es ein sicheres Zeichen dafür, dass der Sensor funktionsfähig ist.

Eine maximale Amplitude Max(AmplZi) entspricht dem Maximum aus den gemessen Amplituden AmpIZi während die Gasfördermaschine V läuft. Eine ausreichend sichere Diagnose kann aber auch dann erreicht werden, wenn eine maximale Amplitude Max(AmplZi) des Signals des Sensors S von mehreren Betriebszuständen Zi und/oder mehreren Betriebszustandsbereichen der Gasfördermaschine V mit der Amplitude AmplO des Signals des Sensors S in einem Ruhezustand Z0 der Gasfördermaschine V verglichen wird (Max(AmplZn)

> AmplO ?). Ferner deutet die Figur 4 an, dass, wenn das Überprüfen nicht ausreichend genau möglich ist, bspw. in der Anfangszeit beim Starten des Brennstoffzellensystems 100, kann es vorteilhaft sein, wenn in Unterschritt c nur die Drehzahlen N im mittleren oder höheren Lastbereich der Gasfördermaschine V zum Überprüfen herangezogen werden, z.B. Max (AmplZ4,....AmplZn).

Weiterhin deutet die Figur 4 an, dass in Unterschritt d) in Schritt 6B) eine bestimmte Schwelle dAmpIt auf die Amplitude AmplO addiert werden kann, die vorzugsweise mit der Zeit t in Abhängigkeit von Erfahrungswerten bzw. Verfahrensergebnissen angepasst werden kann.

Vorteilhaft kann es außerdem sein, wenn in Schritt 6B) ein Plausibilitätsschwellenwert AmpILimHighl (gemeint ist dabei ein Maximalwert) für eine maximale Amplitude AmplO eines Signals des Sensors S in einem Ruhezustand Z0 der Gasfördermaschine V verwendet wird (AmplO > AmpILimHighl dann unplausibel bzw. AmplO < AmpILimHighl dann ok). Auf diese Weise kann eine Überprüfung auf eine maximal sinnvolle Amplitude in dem Ruhezustand Z0 der Gasfördermaschine V eingeführt werden, um Fälle auszuschließen, wenn das Rauschen bereits im Ruhezustand Z0 unplausibel groß ist.

Außerdem kann bei einem Verfahren zum Überprüfen eines Drucksensors vorgesehen sein, dass in Schritt 6B) ein Plausibilitätsschwellenwert AmplLimHigh2 (gemeint ist dabei ein Maximalwert) für eine maximale Amplitude Max(AmplZi) eines Signals des Sensors S von unterschiedlichen Betriebszuständen Zi und/oder unterschiedlichen Betriebszustandsbereichen, insbesondere in einem mittleren und/oder höheren Lastbereich, der Gasfördermaschine V verwendet wird (Max(AmplZn) > AmplLimHigh2 dann unplausibel bzw. Max(AmplZn) bzw. AmplZn < AmplLimHigh2 dann ok). Auf diese Weise kann noch eine Überprüfung auf eine maximal sinnvolle Amplitude in den unterschiedlichen Betriebszuständen Zi und/oder unterschiedlichen Betriebszustandsbereichen eingeführt werden, um Fälle auszuschließen, wenn die Bandbreite bzw. das Rauschen im Betrieb des Sensors S unplausibel groß wird. Weitere Schritte, die in Figur 4 angedeutet sind können sein:

7B) Feststellen, dass der Sensor S funktionsfähig ist, wenn eine Amplitude AmpIZi eines Betriebszustandes Zi und/oder eines Betriebszustandsbereiches der Gasfördermaschine V eine Amplitude AmplO eines Ruhezustandes Z0 der Gasfördermaschine V übersteigt, oder

8B) Feststellen, dass der Sensor S nicht funktionsfähig ist, wenn die Feststellung in Schritt 7B) negativ ist.

Vorteilhafterweise kann das Verfahren einen weiteren Schritt aufweisen:

9) Einleiten einer Maßnahme M, wenn in Schritt 8B) festgestellt wurde, dass der Sensor S nicht funktionsfähig ist.

Die Maßnahme M kann bspw. mindestens eine der folgenden Aktionen umfassen: eine Umschaltung einer Regelung auf einen anderen Sensor: a) auf einen real vorhanden anderen Sensor oder b) auf einen virtuellen Sensor, d.h. auf eine modellbasierte Messwertbestimmung, eine Umschaltung von einer Regelung auf eine Steuerung,

Einschalten eines Heizers, Verlängerung einer Vorbereitung des Sensors S und/oder des Brennstoffzellensystems 100, und/oder Umschalten auf ein Bypassbetrieb im gasfördernden Mediensystem 10, 20.

Wie oben bereits erwähnt, kann das Verfahren zumindest bei einem Start, bei einem Normalbetrieb und/oder bei einem Stoppbetrieb des Brennstoffzellensystems 100 durchgeführt werden.

Bspw. kann das Verfahren zum Überprüfen eines Sensors S in einem Kathodensystem 10 des Brennstoffzellensystems 100 durchgeführt werden.

Dabei kann der Sensor S in eine Strömungsrichtung eines gasförmigen Mediums des Kathodensystems 10 gesehen vor und/oder nach dem Stack 101 angeordnet sein. Vorteilhafterweise kann das Verfahren unabhängig von der Position sowie von der konkreten Ausführung bzw. Ausgestaltung des Sensors S durchgeführt werden.

Das Verfahren kann für weiterführende Analysen des Sensors S verwendet werden. Bspw. ist es denkbar, dass das Verfahren für eine Nullpunk- Kalibrierung des Sensors S verwendet werden kann.

Darüber hinaus kann das Verfahren für eine Überprüfung von mehreren Sensoren S in Form von Drucksensoren durchgeführt werden. Auf diese Weise kann das Verfahren seine Vorteile auf mehrere Sensoren im System ausweiten.

Zudem kann das Verfahren für einen Vergleich zwischen unterschiedlichen Sensoren S in Form von Drucksensoren verwendet werden.

Außerdem kann das Verfahren zum Überprüfen von anderen Sensoren, bspw. Massen- und/oder Volumensensoren LMM, in dem gasfördernden Mediensystem 10, 20 verwendet werden.

Ferner kann das Verfahren zum Analysieren eines Alterungsverhaltens des Sensors S und/oder zum Erkennen von Veränderungen im gasfördernden Mediensystem 10, 20 verwendet werden. Hierzu kann die Entwicklung der Amplituden auch über längere Zeiträume (Lifetime) ausgewertet werden und so auf Alterungsverhalten bzw. Veränderungen im gasfördernden Mediensystem geschlossen werden.

Ein entsprechendes Brennstoffzellensystem 100 mit mindestens einem Sensor S in Form eines Drucksensors, welches gemäß einem Verfahren überprüft wird, welches wie oben beschrieben durchgeführt wird, kann ebenfalls einen Aspekt der Erfindung darstellen. Ein solches Brennstoffzellensystem 100 ist beispielhaft in der Figur 1 gezeigt.

Das Brennstoffzellensystem 100 kann dabei ein Steuergerät ECU aufweisen, das mit einer Speichereinheit, in der ein Computerprogramm hinterlegt ist, und einer Prozessoreinheit ausgeführt ist, die beim Ausführen des Computerprogramms ein Verfahren durchführt, welches wie oben beschrieben ablaufen kann. Ein Fahrzeug F mit einem entsprechenden Brennstoffzellensystem 100 und vorzugsweise einem solchen Steuergerät ECU kann ebenfalls einen Aspekt der Erfindung darstellen.

Die voranstehende Beschreibung der Figuren beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern es technisch sinnvoll ist, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.