DE102019203704B4 - Method for controlling the operation of an exhaust gas sensor of an internal combustion engine equipped with two measuring paths for determining an error in the exhaust gas sensor by comparing the pump currents of both measuring paths - Google Patents

Method for controlling the operation of an exhaust gas sensor of an internal combustion engine equipped with two measuring paths for determining an error in the exhaust gas sensor by comparing the pump currents of both measuring paths Download PDF

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Abstract

Verfahren zum Steuern des Betriebs eines Abgassensors (100) zum Ermitteln eines Fehlers des einen Hauptkörper (112) aufweisenden und in einem Abgasstrang einer Brennkraftmaschine angeordneten Abgassensors (100), der einen im Hauptkörper (112) angeordneten ersten Messpfad (110), der eine mit dem Abgas verbundene erste Pumpkavität (120), in der eine erste Pumpelektrode (124) angeordnet ist, einen im Hauptkörper (112) angeordneten zweiten Messpfad (210), der eine mit dem Abgas verbundene zweite Pumpkavität (220) aufweist, in der eine zweite Pumpelektrode (224) angeordnet ist, eine im Hauptkörper (112) angeordnete und mit der Umgebungsluft verbundene Referenzkavität (50) aufweist, in der eine Referenzelektrode (52) angeordnet ist, und eine Steuereinheit aufweist, die mit der ersten Pumpelektrode (124), der zweiten Pumpelektrode (224) und der Referenzelektrode (52) verbunden und zum Steuern des Betriebs des Abgassensors (100) ausgebildet ist, wobei das Verfahren aufweist:- Steuern eines an der ersten Pumpelektrode (124) angelegten ersten Pumpstroms (IP0) derart, dass eine sich zwischen der ersten Pumpelektrode (124) und der Referenzelektrode (52) ausbildende erste Elektrodenspannung (V0) auf einem vorbestimmten ersten Spannungswert konstant gehalten wird,- Steuern eines an der zweiten Pumpelektrode (224) angelegten zweiten Pumpstroms (IP3) derart, dass eine sich zwischen der zweiten Pumpelektrode (224) und der Referenzelektrode (52) ausbildende zweite Elektrodenspannung (V3) auf einem vorbestimmten zweiten Spannungswert konstant gehalten wird, und- Ermitteln eines Fehlers des Abgassensors (100) basierend auf einem Vergleich des ersten Pumpstroms (IP0) mit dem zweiten Pumpstrom (IP3).Method for controlling the operation of an exhaust gas sensor (100) for determining an error of the exhaust gas sensor (100) having a main body (112) and arranged in an exhaust system of an internal combustion engine, which has a first measuring path (110) arranged in the main body (112), which has a a first pump cavity (120) connected to the exhaust gas, in which a first pump electrode (124) is arranged, a second measuring path (210) arranged in the main body (112), which has a second pump cavity (220) connected to the exhaust gas, in which a second Pump electrode (224) is arranged, has a reference cavity (50) arranged in the main body (112) and connected to the ambient air, in which a reference electrode (52) is arranged, and has a control unit which is connected to the first pump electrode (124). second pump electrode (224) and the reference electrode (52) and is designed to control the operation of the exhaust gas sensor (100), the method comprising: - controlling a first pump current (IP0) applied to the first pump electrode (124) such that a - Controlling a second pump current (IP3) applied to the second pump electrode (224) in such a way that a between the second pump electrode (224) and the reference electrode (52) is kept constant at a predetermined second voltage value, and - determining an error of the exhaust gas sensor (100) based on a comparison of the first pump current (IP0) with the second pump current (IP3).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern des Betriebseines mit zwei Messpfaden ausgestatteten Abgassensors einer Brennkraftmaschine zum Ermitteln eines Fehlers des Abgassensors durch Vergleich der Pumpströme beider Messpfade, insbesondere ein Verfahren zum Ermitteln eines Fehlers eines Kombinationsabgassensors zum selektiven Erfassen des Stickoxid- und Ammoniakanteils im Abgas der Brennkraftmaschine.The present invention relates to a method for controlling the operation of an exhaust gas sensor of an internal combustion engine equipped with two measuring paths for determining an error in the exhaust gas sensor by comparing the pump currents of both measuring paths, in particular a method for determining an error in a combination exhaust gas sensor for selectively detecting the nitrogen oxide and ammonia content in the exhaust gas Internal combustion engine.

Abgassensoren, wie z. B. Stickoxidsensoren, erlauben eine Messung der Konzentration von Komponenten im Abgas von Brennkraftmaschinen, beispielsweise Otto- oder Dieselmotoren. Das Abgas der Brennkraftmaschine weist als Komponenten u.a. Ammoniak (NH3) und Stickoxide (NOx) auf, wobei die Kenntnis der jeweiligen Konzentration für die Steuerung der Brennkraftmaschine vorteilhaft sein kann.Exhaust gas sensors, such as B. Nitrogen oxide sensors allow the concentration of components in the exhaust gas of internal combustion engines, such as gasoline or diesel engines, to be measured. The exhaust gas from the internal combustion engine has components such as ammonia (NH3) and nitrogen oxides (NOx), whereby knowledge of the respective concentration can be advantageous for controlling the internal combustion engine.

Die DE 10 2007 035 768 A1 offenbart hierzu ein Verfahren zur Diagnose eines in einer Abgasanlage einer Verbrennungskraftmaschine angeordneten Stickoxidsensors, der mindestens eine Einstelleinrichtung zum Einstellen des Sauerstoffgehalts von in den Sensor eingetretenem Abgas mittels einer elektrischen Größe und mindestens eine einen den Stickoxidgehalt des Abgases charakterisierenden Messwert ausgebenden Messeinrichtung aufweist.The DE 10 2007 035 768 A1 discloses a method for diagnosing a nitrogen oxide sensor arranged in an exhaust system of an internal combustion engine, which has at least one setting device for adjusting the oxygen content of exhaust gas that has entered the sensor by means of an electrical variable and at least one measuring device that outputs a measured value characterizing the nitrogen oxide content of the exhaust gas.

Ferner ist aus der DE 697 32 582 T2 ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Messen der Sauerstoffkonzentration und der Stickoxidkonzentration unter Verwendung eines Stickoxidsensors bekannt.Furthermore, from the DE 697 32 582 T2 a method and a device for measuring the oxygen concentration and the nitrogen oxide concentration using a nitrogen oxide sensor is known.

Zudem offenbart die DE 103 12 732 B4 ein Verfahren zum Betrieb einer Messsonde zur Messung einer Gaskonzentration in einem Messgas mit einem sauerstoffionenleitenden Festelektrolyten, der eine Messkavität zur Aufnahme des Messgases, eine Messelektrode und eine Außenelektrode aufweist. Ein zwischen Messelektrode und Außenelektrode fließender Pumpstrom transportiert Sauerstoffionen von der Messelektrode zur Außenelektrode. Dabei wird eine Überprüfung der Messelektrode durch eine Bestimmung der effektiv für die Sauerstoffdiffusion zur Verfügung stehenden Elektrodenfläche oder eines davon abhängigen Wertes durchgeführt, indem in der Messkavität eine vorbestimmte Sauerstoffkonzentration eingestellt wird, ein vorbestimmter konstanter Pumpstrom zwischen Messelektrode und Außenelektrode eingeprägt und das resultierende Nernstpotential an der Messelektrode gemessen wird, diejenige Zeitdauer gemessen wird, bis das gemessene Nernstpotential von kleinen zu großen Werten springt, die gemessene Zeitdauer mit einem vorbestimmten Schwellenwert verglichen wird und ein Defekt der Messelektrode festgestellt wird, wenn die gemessene Zeitdauer den vorbestimmten Schwellenwert unterschreitet.In addition, it reveals DE 103 12 732 B4 a method for operating a measuring probe for measuring a gas concentration in a measuring gas with an oxygen ion-conducting solid electrolyte, which has a measuring cavity for receiving the measuring gas, a measuring electrode and an outer electrode. A pump current flowing between the measuring electrode and the outer electrode transports oxygen ions from the measuring electrode to the outer electrode. A check of the measuring electrode is carried out by determining the electrode area effectively available for oxygen diffusion or a value dependent thereon by setting a predetermined oxygen concentration in the measuring cavity, impressing a predetermined constant pump current between the measuring electrode and the outer electrode and the resulting Nernst potential on the Measuring electrode is measured, the period of time is measured until the measured Nernst potential jumps from small to large values, the measured period of time is compared with a predetermined threshold value and a defect in the measuring electrode is determined if the measured period of time falls below the predetermined threshold value.

Die WO 2017/222001 A1 , WO 2017/222002 A1 und WO 2017/222003 A1 offenbaren jeweils Stickoxidsensoren, die mit einer Vorkavität bereitgestellt werden, in der eine Vorelektrode vorgesehen ist. Durch Ansteuerung der Pumpelektrode und der Vorelektrode kann qualitativ der Ammoniakanteil im Abgas der Brennkraftmaschine ermittelt werden. Nachveröffentlichte WO 2019 / 131 776 A1 erweitert diese zu einem Kombinationsabgassensors mit zwei Messpfaden zum selektiven Erfassen des Stickoxid- und Ammoniakanteils im Abgas einer Brennkraftmaschine.The WO 2017/222001 A1 , WO 2017/222002 A1 and WO 2017/222003 A1 each disclose nitrogen oxide sensors that are provided with a pre-cavity in which a pre-electrode is provided. By controlling the pump electrode and the pre-electrode, the ammonia content in the exhaust gas of the internal combustion engine can be determined qualitatively. Post-published WO 2019 / 131 776 A1 expands this to a combination exhaust gas sensor with two measuring paths for selectively detecting the nitrogen oxide and ammonia content in the exhaust gas of an internal combustion engine.

Die DE 10 2016 206 991 A1 beschreibt ein Verfahren zur Diagnose eines in einer Abgasanlage einer Brennkraftmaschine angeordneten Stickoxidsensors, der eine einer ersten Pumpkavität zugeordnete erste Pumpelektrode, eine einer zweiten Pumpkavität, die mit der ersten Pumpkavität über einen ersten Diffusionspfad verbunden ist, zugeordnete zweite Pumpelektrode und eine einer Messkavität, die mit der zweiten Pumpkavität über einen zweiten Diffusionspfad verbunden ist, zugeordnete Messelektrode aufweist, die einen den Stickoxidgehalt und/oder Sauerstoffgehalt des Abgases anzeigenden Messwert ausgibt. Das daraus bekannte Verfahren umfasst ein Ausbringen von Sauerstoff aus der ersten Pumpkavität mittels der ersten Pumpelektrode, ein Einbringen von Sauerstoff in die zweite Pumpkavität mittels der zweiten Pumpelektrode, ein Strömen des in die zweite Pumpkavität eingebrachten Sauerstoffs zumindest teilweise in die Messkavität, ein Erfassen eines Diagnosemesswerts in der Messkavität mittels der Messelektrode und ein Feststellen, dass der Stickoxidsensor fehlerhaft ist, wenn der erfasste Diagnosemesswert von einem vorbestimmten Referenzwert um einen vorbestimmten Schwellenwert abweicht.The DE 10 2016 206 991 A1 describes a method for diagnosing a nitrogen oxide sensor arranged in an exhaust system of an internal combustion engine, which has a first pump electrode assigned to a first pump cavity, a second pump electrode assigned to a second pump cavity, which is connected to the first pump cavity via a first diffusion path, and a second pump electrode assigned to a measuring cavity the second pump cavity is connected via a second diffusion path, has a measuring electrode assigned to it, which outputs a measured value indicating the nitrogen oxide content and / or oxygen content of the exhaust gas. The method known from this includes discharging oxygen from the first pump cavity by means of the first pump electrode, introducing oxygen into the second pump cavity by means of the second pump electrode, flowing the oxygen introduced into the second pump cavity at least partially into the measuring cavity, and detecting a diagnostic measurement value in the measuring cavity by means of the measuring electrode and determining that the nitrogen oxide sensor is faulty if the detected diagnostic measurement value deviates from a predetermined reference value by a predetermined threshold value.

Aus der DE 199 07 946 A1 und der DE 199 26 505 A1 sind Schaltungen bzw. Betriebsverfahren für einen NOx-Messaufnehmer bekannt.From the DE 199 07 946 A1 and the DE 199 26 505 A1 Circuits and operating methods for a NOx sensor are known.

Die DE 103 00 939 A1 beschreibt ein Verfahren zur Überwachung eines NOx-Signals eines in der Abgasanlage einer Brennkraftmaschine angeordneten NOx Sensors. Dabei wird das NOx-Signal des NOx-Sensors in Abhängigkeit von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine auf Plausibilität untersucht.The DE 103 00 939 A1 describes a method for monitoring a NOx signal from a NOx sensor arranged in the exhaust system of an internal combustion engine. The NOx signal from the NOx sensor is examined for plausibility depending on the operating parameters of the internal combustion engine.

Weitere Gas- bzw. Abgassensoren und entsprechende Steuerungsverfahren sind aus DE 10 2017 200 549 A1 , DE 10 2018 116 300A1 , DE 10 2016 209 924A1 , DE 10 2006 053 841 A1 , EP 3 407 059 A1 , EP 3 385 517 A1 , US 2016 / 0 223 488 A1 und WO 2019 / 077 954 A1 bekannt.Further gas or exhaust gas sensors and corresponding control procedures are out DE 10 2017 200 549 A1 , DE 10 2018 116 300A1 , DE 10 2016 209 924A1 , DE 10 2006 053 841 A1 , EP 3 407 059 A1 , EP 3 385 517 A1 , US 2016 / 0 223 488 A1 and WO 2019 / 077 954 A1 known.

In Anbetracht des Standes der Technik ist es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur (Eigen-)Diagnose eines in einem Abgasstrang einer Brennkraftmaschine angeordneten Abgassensors bereitzustellen, mit dem die Funktionstüchtigkeit und Messgenauigkeit des Abgassensors zuverlässig und effizient erfasst werden kann.In view of the prior art, it is an object of the present invention to provide a method for (self-)diagnosis of an exhaust gas sensor arranged in an exhaust system of an internal combustion engine, with which the functionality and measurement accuracy of the exhaust gas sensor can be reliably and efficiently detected.

Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.This task is achieved using a method according to claim 1. Further advantageous refinements are specified in the subclaims.

Der vorliegenden Erfindung liegt der Gedanke zu Grunde, einen Fehler eines zum Messen der Konzentration von Stickoxid und Ammoniak ausgebildeten Abgassensors dadurch festzustellen, dass ein Verhältnis der jeweiligen Pumpströme bzw. Sauerstoffsignale des Abgassensors bei einem fehlerfreien Abgassensor im Wesentlichen einem vorbestimmten Verhältniswert entsprechen und bei einem fehlerbehafteten Abgassensor von diesem vorbestimmten Verhältniswert um mehr als einen vorbestimmten Schwellenwert abweichen. Insbesondere kann bei einer Abweichung vom vorbestimmten Verhältniswert qualitativ ausgesagt werden, dass die Pumpelektroden unterschiedlich gealtert sind bzw. zumindest eine der Pumpelektroden übermäßig gealtert ist. In einem solchen Fall kann dem Betreiber der Brennkraftmaschine eine Warnung ausgegeben werden und der Betrieb des Abgassensors kann in einen Notbetrieb wechseln, der zwar gegenüber dem normalen Messbetrieb ungenauer ist, es jedoch erlaubt, die Brennkraftmaschine zumindest bis zum Erreichen einer Wartungsstelle weiterhin zu betreiben.The present invention is based on the idea of detecting an error in an exhaust gas sensor designed to measure the concentration of nitrogen oxide and ammonia in that a ratio of the respective pump currents or oxygen signals of the exhaust gas sensor essentially correspond to a predetermined ratio value in the case of an error-free exhaust gas sensor and in the case of an error-prone one Exhaust gas sensor deviate from this predetermined ratio value by more than a predetermined threshold value. In particular, if there is a deviation from the predetermined ratio value, it can be stated qualitatively that the pump electrodes have aged differently or at least one of the pump electrodes has aged excessively. In such a case, a warning can be issued to the operator of the internal combustion engine and the operation of the exhaust gas sensor can switch to emergency operation, which is less precise than normal measurement operation, but allows the internal combustion engine to continue to be operated at least until a maintenance point is reached.

Gemäß eines ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Steuern des Betriebs eines Abgassensors zum Ermitteln eines Fehlers des einen Hauptkörper aufweisenden und in einem Abgasstrang einer Brennkraftmaschine angeordneten Abgassensors offenbart, der eine im Hauptkörper angeordnete und mit dem Abgas verbundene erste Pumpkavität, in der eine erste Pumpelektrode angeordnet ist, eine im Hauptkörper angeordnete und mit dem Abgas verbundene zweite Pumpkavität, in der eine zweite Pumpelektrode angeordnet ist, eine im Hauptkörper angeordnete und mit der Umgebungsluft verbundene Referenzkavität aufweist, in der eine Referenzelektrode angeordnet ist, und eine Steuereinheit aufweist, die mit der ersten Pumpelektrode, der zweiten Pumpelektrode und der Referenzelektrode verbunden und zum Steuern des Betriebs des Abgassensors ausgebildet ist. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst ein Steuern eines an der ersten Pumpelektrode angelegten ersten Pumpstroms derart, dass eine sich zwischen der ersten Pumpelektrode und der Referenzelektrode ausbildende erste Elektrodenspannung auf einem vorbestimmten ersten Spannungswert konstant gehalten wird, ein Steuern eines an der zweiten Pumpelektrode angelegten zweiten Pumpstroms derart, dass eine sich zwischen der zweiten Pumpelektrode und der Referenzelektrode ausbildende zweite Elektrodenspannung auf einem vorbestimmten zweiten Spannungswert konstant gehalten wird und ein Ermitteln eines Fehlers des Abgassensors basierend auf einem Vergleich des ersten Pumpstroms mit dem zweiten Pumpstrom.According to a first aspect of the present invention, a method for controlling the operation of an exhaust gas sensor for determining an error of the exhaust gas sensor having a main body and arranged in an exhaust system of an internal combustion engine is disclosed, which has a first pump cavity arranged in the main body and connected to the exhaust gas, in which a first pump electrode is arranged, a second pump cavity arranged in the main body and connected to the exhaust gas, in which a second pump electrode is arranged, a reference cavity arranged in the main body and connected to the ambient air, in which a reference electrode is arranged, and a control unit which connected to the first pump electrode, the second pump electrode and the reference electrode and is designed to control the operation of the exhaust gas sensor. The method according to the invention includes controlling a first pump current applied to the first pump electrode in such a way that a first electrode voltage that develops between the first pump electrode and the reference electrode is kept constant at a predetermined first voltage value, controlling a second pump current applied to the second pump electrode in such a way, that a second electrode voltage forming between the second pump electrode and the reference electrode is kept constant at a predetermined second voltage value and determining an error of the exhaust gas sensor based on a comparison of the first pump current with the second pump current.

Insbesondere ist der Abgassensor dabei ein auf Stickoxid und Ammoniak empfindlicher Abgassensor und basiert auf dem amperometrischen Messprinzip. Der mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens festgestellte Fehler des Abgassensors kann insbesondere eine unterschiedliche Alterung der Pumpelektroden anzeigen und somit für ein zu ungenaues Messen der Stickoxid- bzw. Ammoniakwerte des Abgases anzeigen. In einem solchen Fall ist es insbesondere möglich, dass die vom Abgassensor angezeigten Stickoxid und Ammoniakwerte nicht mehr der Realität entsprechen und folglich der gesamte Betrieb der Brennkraftmaschine nicht mehr effizient und optimal sein kann. Ein weiterer Fehler des Abgassensors kann beispielsweise auch ein mechanischer Defekt des Hauptkörpers, wie z. B. ein Haarriss im Hauptkörper, sein, der zu einer unkontrollierten Diffusion innerhalb des Abgassensors und im Hauptkörper führt.In particular, the exhaust gas sensor is an exhaust gas sensor that is sensitive to nitrogen oxide and ammonia and is based on the amperometric measuring principle. The error in the exhaust gas sensor determined using the method according to the invention can in particular indicate different aging of the pump electrodes and thus indicate that the nitrogen oxide or ammonia values of the exhaust gas are being measured too inaccurately. In such a case, it is particularly possible that the nitrogen oxide and ammonia values displayed by the exhaust gas sensor no longer correspond to reality and consequently the entire operation of the internal combustion engine can no longer be efficient and optimal. Another error in the exhaust gas sensor can also be, for example, a mechanical defect in the main body, such as. B. a hairline crack in the main body, which leads to uncontrolled diffusion within the exhaust gas sensor and in the main body.

Vorzugsweise umfasst das erfindungsgemäße Verfahren außerdem ein Ermitteln eines Pumpstromverhältnisses zwischen dem ersten Pumpstrom und dem zweiten Pumpstrom, wobei ein Fehler des Abgassensors ermittelt wird, wenn das ermittelte Pumpstromverhältnis von einem vorbestimmten Pumpstromverhältniswert um mehr als einen Verhältnisschwellenwert abweicht.Preferably, the method according to the invention also includes determining a pumping current ratio between the first pumping current and the second pumping current, wherein an error in the exhaust gas sensor is determined if the determined pumping current ratio deviates from a predetermined pumping current ratio value by more than a ratio threshold value.

Eine alternative Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst ferner ein Ermitteln einer Pumpstromdifferenz zwischen dem ersten Pumpstrom und dem zweiten Pumpstrom, wobei ein Fehler des Abgassensors dann ermittelt wird, wenn die ermittelte Pumpstromdifferenz von einer vorbestimmten Pumpstromdifferenzwert um mehr als einen Differenzschwellenwert abweicht.An alternative embodiment of the method according to the invention further includes determining a pump current difference between the first pump current and the second pump current, an error in the exhaust gas sensor being determined when the determined pump current difference deviates from a predetermined pump current difference value by more than a difference threshold value.

Vorzugsweise beträgt der vorbestimmte Verhältnisschwellenwert oder der vorbestimmte Differenzschwellenwert ungefähr 50%, vorzugsweise ungefähr 30%, noch bevorzugter ungefähr 15%. Das heißt, wenn das ermittelte Pumpstromverhältnis bzw. die ermittelte Pumpstromdifferenz um mehr als 10 % vom vorbestimmten Pumpstromverhältniswert bzw. Pumpstromdifferenzwert abweicht, wird ein Fehler des Abgassensors festgestellt.Preferably, the predetermined ratio threshold or the predetermined difference threshold is about 50%, preferably about 30%, more preferably about 15%. That is, if the determined pump current ratio or the determined pump current difference is more than 10% of the predetermined pump current ratio value or pump current difference value deviates, an error in the exhaust gas sensor is detected.

Vorzugsweise umfasst das erfindungsgemäße Verfahren ferner ein Ausgeben einer Warnung an den Betreiber der Brennkraftmaschine, wenn ein Fehler des Abgassensors ermittelt worden ist. Insbesondere kann diese Warnung für den Betreiber der Brennkraftmaschine ein Indiz dafür sein, den Abgassensor bei einer nächsten Wartung auszutauschen bzw. austauschen zu lassen und durch einen neuen Abgassensor zu ersetzen.Preferably, the method according to the invention further comprises issuing a warning to the operator of the internal combustion engine if a fault in the exhaust gas sensor has been detected. In particular, this warning can be an indication for the operator of the internal combustion engine to replace or have the exhaust gas sensor replaced during the next maintenance and to replace it with a new exhaust gas sensor.

Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Betreiben eines in einem Abgasstrang einer Brennkraftmaschine angeordneten Abgassensors offenbart. Das Verfahren gemäß dem zweiten Aspekt umfasst ein Ermitteln eines Fehlers des Abgassensors gemäß dem ersten Aspekt und, wenn ein Fehler des Abgassensors ermittelt worden ist, ein Steuern des ersten Pumpstroms und/oder zweiten Pumpstroms derart, dass die erste Elektrodenspannung und/oder zweite Elektrodenspannung auf einem vorbestimmten dritten Spannungswert und/oder vorbestimmten vierten Spannungswert konstant gehalten werden. Dabei weichen der dritte Spannungswert bzw. vierte Spannungswert vom ersten Spannungswert bzw. zweiten Spannungswert ab.According to a second aspect of the present invention, a method for operating an exhaust gas sensor arranged in an exhaust system of an internal combustion engine is disclosed. The method according to the second aspect includes determining an error of the exhaust gas sensor according to the first aspect and, if an error of the exhaust gas sensor has been determined, controlling the first pump current and / or second pump current such that the first electrode voltage and / or second electrode voltage a predetermined third voltage value and / or predetermined fourth voltage value are kept constant. The third voltage value or fourth voltage value deviates from the first voltage value or second voltage value.

Das Verfahren gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung beschreibt somit ein Notbetriebsverfahren des Abgassensors, wenn ein Fehler desselben gemäß dem ersten Aspekt festgestellt worden ist. Insbesondere kann mittels des Notbetriebsverfahren die Zeitspanne vom Feststellen des Fehlers bis zu einer Wartung der Brennkraftmaschine überbrückt werden und es können somit weiterhin Stickoxid- und Ammoniakwerte, jedoch nur als Summenwert, erfasst werden.The method according to the second aspect of the present invention thus describes an emergency operation method of the exhaust gas sensor when a fault thereof has been detected according to the first aspect. In particular, the emergency operating method can be used to bridge the time period from detecting the error until the internal combustion engine is serviced and nitrogen oxide and ammonia values can therefore continue to be recorded, but only as a total value.

Dabei kann es bevorzugt sein, wenn der dritte Spannungswert kleiner ist als der erste Spannungswert und/oder wenn der vierte Spannungswert kleiner ist als der zweite Spannungswert.It may be preferred if the third voltage value is smaller than the first voltage value and/or if the fourth voltage value is smaller than the second voltage value.

Außerdem kann es bevorzugt sein, den Abgassensor bereits bei der Herstellung mit Betriebsdaten für sowohl den normalen Messbetrieb als auch für den Notbetrieb zu versehen.In addition, it may be preferred to provide the exhaust gas sensor with operating data for both normal measurement operation and emergency operation during production.

Weitere Merkmale und Aufgaben der Erfindung werden dem Fachmann durch Ausüben der vorliegenden Lehre und Betrachten der beiliegenden Zeichnungen ersichtlich, in denen:

  • 1 eine schematische Schnittansicht durch einen Abgassensor gemäß einer beispielhaften ersten Ausführungsform zeigt,
  • 2 eine schematische Schnittansicht durch einen Abgassensor gemäß einer beispielhaften zweiten Ausführungsform zeigt, und
  • 3 ein beispielhaftes Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Steuern des Betriebs des Abgassensors zum Ermitteln eines Fehlers des Abgassensors der 1 zeigt.
Further features and objects of the invention will become apparent to those skilled in the art by practicing the present teachings and viewing the accompanying drawings, in which:
  • 1 shows a schematic sectional view through an exhaust gas sensor according to an exemplary first embodiment,
  • 2 shows a schematic sectional view through an exhaust gas sensor according to an exemplary second embodiment, and
  • 3 an exemplary flowchart of a method according to the invention for controlling the operation of the exhaust gas sensor to determine a fault in the exhaust gas sensor 1 shows.

Elemente gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Elements of the same construction or function are provided with the same reference numbers across the figures.

Im Rahmen der vorliegenden Offenbarung umfasst der Begriff „Steuern“ die regelungstechnischen Begriffe „Steuern“ und „Regeln“. Der Fachmann wird jeweils erkennen, wann ein regelungstechnisches Steuern und wann ein regelungstechnisches Regeln anzuwenden ist.In the context of the present disclosure, the term “taxes” includes the regulatory terms “taxes” and “rules”. The person skilled in the art will recognize when technical control and when technical control should be used.

Unter Verweis auf die 1 ist eine schematische Schnittansicht durch einen Abgassensors 100 gemäß einer beispielhaften ersten Ausführungsform dargestellt, der dazu ausgebildet ist, in einem Abgasstrang einer Brennkraftmaschine (nicht gezeigt) angeordnet zu werden und den Stickoxid-, Ammoniak- und/oder Sauerstoffgehalt im Abgas der Brennkraftmaschine zu erfassen.With reference to the 1 is a schematic sectional view through an exhaust gas sensor 100 according to an exemplary first embodiment, which is designed to be arranged in an exhaust system of an internal combustion engine (not shown) and to detect the nitrogen oxide, ammonia and / or oxygen content in the exhaust gas of the internal combustion engine.

Der Abgassensor 100 weist einen Hauptkörper 112 aus einem Feststoffelektrolyten auf, der vorzugsweise aus einem Mischkristall aus Zirkonoxid und Yttriumoxid und/oder durch einen Mischkristall aus Zirkonoxid und Calciumoxid gebildet ist. Zusätzlich kann ein Mischkristall aus Hafniumoxid, ein Mischkristall aus Perowskit-basierten Oxiden oder ein Mischkristall aus trivalentem Metalloxid verwendet werden.The exhaust gas sensor 100 has a main body 112 made of a solid electrolyte, which is preferably formed from a mixed crystal of zirconium oxide and yttrium oxide and / or by a mixed crystal of zirconium oxide and calcium oxide. In addition, a solid solution of hafnium oxide, a solid solution of perovskite-based oxides or a solid solution of trivalent metal oxide can be used.

Innerhalb des Hauptkörpers 112 sind zwei Messpfade 110, 210 vorgesehen, die im Wesentlichen unabhängig voneinander sind und die jeweils mit dem Abgas in Verbindung stehen. Der erste Messpfad 110 weist eine erste Kavität 130, eine erste Pumpkavität 120 und eine erste Messkavität 140 auf. Die erste Kavität 130 ist über einen ersten Verbindungspfad 115 mit dem Äußeren des Hauptkörpers 112 verbunden. Insbesondere kann Abgas durch den ersten Verbindungspfad 115 in die erste Kavität 130 eintreten. Die erste Pumpkavität 120 ist mit der ersten Kavität 130 über einen ersten Diffusionspfad 125 verbunden. Der erste Diffusionspfad 125 ist beispielsweise in der Form eines sehr dünnen Schlitzes vorgesehen, durch den das Gasgemisch mit einer vorbestimmten Rate gelangen kann. Alternativ kann der erste Diffusionspfad 125 mit einem porösen Füllmittel zum Ausbilden einer Diffusionsratenregulierungsschicht gefüllt oder ausgepolstert sein.Two measuring paths 110, 210 are provided within the main body 112, which are essentially independent of one another and which are each connected to the exhaust gas. The first measurement path 110 has a first cavity 130, a first pump cavity 120 and a first measurement cavity 140. The first cavity 130 is connected to the exterior of the main body 112 via a first connection path 115. In particular, exhaust gas can enter the first cavity 130 through the first connection path 115. The first pump cavity 120 is connected to the first cavity 130 via a first diffusion path 125. The first diffusion path 125 is provided, for example, in the form of a very thin slot through which the gas mixture can pass at a predetermined rate. Alternatively, the first diffusion path 125 may be filled or padded with a porous filler to form a diffusion rate regulation layer.

Die erste Messkavität 140 ist mit der ersten Pumpkavität 120 über einen zweiten Diffusionspfad 135 verbunden. Der zweite Diffusionspfad 135 ist beispielsweise in der Form eines sehr dünnen Schlitzes vorgesehen, durch den das Gasgemisch mit einer vorbestimmten Rate gelangen kann. Alternativ kann der zweite Diffusionspfad 135 mit einem porösen Füllmittel zum Ausbilden einer Diffusionsratenregulierungsschicht gefüllt oder ausgepolstert sein. Die Diffusionsratenschichten können alternativ als Diffusionsbarrieren bezeichnet werden.The first measuring cavity 140 is connected to the first pump cavity 120 via a second diffusion path 135. The second diffusion path 135 is provided, for example, in the form of a very thin slot through which the gas mixture can pass at a predetermined rate. Alternatively, the second diffusion path 135 may be filled or padded with a porous filler to form a diffusion rate regulation layer. The diffusion rate layers can alternatively be referred to as diffusion barriers.

Der erste Diffusionspfad 125 und der zweite Diffusionspfad 135 sind derart ausgebildet, dass durch diese hindurch das Gasgemisch nur teilweise gelangen kann. Durch Kenntnis der Querschnitte des ersten und zweiten Diffusionspfads 125, 135 und/oder durch Kenntnis der jeweiligen porösen Füllmittel kann die Diffusionsrate durch den ersten und zweiten Diffusionspfad 125, 135 bestimmt und festgelegt werden.The first diffusion path 125 and the second diffusion path 135 are designed such that the gas mixture can only partially pass through them. By knowing the cross sections of the first and second diffusion paths 125, 135 and/or by knowing the respective porous fillers, the diffusion rate through the first and second diffusion paths 125, 135 can be determined and set.

In einer alternativen Ausgestaltung des Abgassensors 100 weist der erste Messpfad 110 nur die erste Pumpkavität 120 und die erste Messkavität 140 auf, die mit der ersten Pumpkavität 120 über den zweiten Diffusionspfad 135 verbunden ist. In einer solchen alternativen Ausgestaltung des Abgassensors 100 ist dann die erste Pumpkavität 120 mit dem Abgas über einen Verbindungspfad verbunden, der dem Pfad durch den ersten Verbindungspfad 115, die ersten Kavität 130 und den ersten Diffusionspfad 125 des Abgassensors 100 der 1 entspricht. In einer solchen alternativen Ausgestaltung des Abgassensors 100 kann das Abgas aus dem Abgasstrang durch diesen Verbindungspfad direkt in die erste Pumpkavität 120 eintreten.In an alternative embodiment of the exhaust gas sensor 100, the first measurement path 110 only has the first pump cavity 120 and the first measurement cavity 140, which is connected to the first pump cavity 120 via the second diffusion path 135. In such an alternative embodiment of the exhaust gas sensor 100, the first pump cavity 120 is then connected to the exhaust gas via a connection path, which is the path through the first connection path 115, the first cavity 130 and the first diffusion path 125 of the exhaust gas sensor 100 1 corresponds. In such an alternative embodiment of the exhaust gas sensor 100, the exhaust gas from the exhaust system can enter the first pump cavity 120 directly through this connection path.

Der zweite Messpfad 210 weist eine zweite Pumpkavität 220, eine zweite Kavität 230 und eine zweite Messkavität 240 auf. Die zweite Pumpkavität 220 ist über einen zweiten Verbindungspfad 215 mit dem Äußeren des Hauptkörpers 112 verbunden. Insbesondere kann Abgas durch den zweiten Verbindungspfad 215 in die zweite Pumpkavität 220 eintreten Die zweite Kavität 230 ist mit der zweiten Pumpkavität 220 über einen dritten Diffusionspfad 225 verbunden. Der dritte Diffusionspfad 225 ist beispielsweise in der Form eines sehr dünnen Schlitzes vorgesehen, durch den das Gasgemisch mit einer vorbestimmten Rate gelangen kann. Alternativ kann der dritte Diffusionspfad 225 mit einem porösen Füllmittel zum Ausbilden einer Diffusionsratenregulierungsschicht gefüllt oder ausgepolstert sein.The second measurement path 210 has a second pump cavity 220, a second cavity 230 and a second measurement cavity 240. The second pump cavity 220 is connected to the exterior of the main body 112 via a second connection path 215. In particular, exhaust gas can enter the second pump cavity 220 through the second connection path 215. The second cavity 230 is connected to the second pump cavity 220 via a third diffusion path 225. The third diffusion path 225 is provided, for example, in the form of a very thin slot through which the gas mixture can pass at a predetermined rate. Alternatively, the third diffusion path 225 may be filled or padded with a porous filler to form a diffusion rate control layer.

Die zweite Messkavität 240 ist mit der zweiten Kavität 230 über einen vierten Diffusionspfad 235 verbunden. Der vierte Diffusionspfad 235 ist beispielsweise in der Form eines sehr dünnen Schlitzes vorgesehen, durch den das Gasgemisch mit einer vorbestimmten Rate gelangen kann. Alternativ kann der vierte Diffusionspfad 235 mit einem porösen Füllmittel zum Ausbilden einer Diffusionsratenregulierungsschicht gefüllt oder ausgepolstert sein. Die Diffusionsratenschichten können alternativ als Diffusionsbarrieren bezeichnet werden.The second measuring cavity 240 is connected to the second cavity 230 via a fourth diffusion path 235. The fourth diffusion path 235 is provided, for example, in the form of a very thin slot through which the gas mixture can pass at a predetermined rate. Alternatively, the fourth diffusion path 235 may be filled or padded with a porous filler to form a diffusion rate control layer. The diffusion rate layers can alternatively be referred to as diffusion barriers.

Der dritte Diffusionspfad 225 und der vierte Diffusionspfad 235 sind derart ausgebildet, dass durch diese hindurch das Gasgemisch nur teilweise gelangen kann. Durch Kenntnis der Querschnitte des dritten und vierten Diffusionspfads 225, 235 und/oder durch Kenntnis der jeweiligen porösen Füllmittel kann die Diffusionsrate durch den dritte und vierten Diffusionspfad 225, 235 bestimmt und festgelegt werden.The third diffusion path 225 and the fourth diffusion path 235 are designed such that the gas mixture can only partially pass through them. By knowing the cross sections of the third and fourth diffusion paths 225, 235 and/or by knowing the respective porous fillers, the diffusion rate through the third and fourth diffusion paths 225, 235 can be determined and set.

In einer alternativen Ausgestaltung des Abgassensors 100 weist der zweite Messpfad 210 nur die zweite Pumpkavität 220 und die zweite Messkavität 240 auf, die mit der zweiten Pumpkavität 220 über einen Diffusionspfad verbunden ist, der dem Pfad durch den dritten Diffusionspfad 225, die zweite Kavität 230 und den vierten Diffusionspfad 235 des Abgassensors 100 der 1 entspricht. In einer solchen alternativen Ausgestaltung des Abgassensors 100 kann das Abgas aus der zweiten Pumpkavität 220 durch diesen Diffusionspfad direkt in die zweite Messkavität 240 eintreten.In an alternative embodiment of the exhaust gas sensor 100, the second measurement path 210 only has the second pump cavity 220 and the second measurement cavity 240, which is connected to the second pump cavity 220 via a diffusion path, which is the path through the third diffusion path 225, the second cavity 230 and the fourth diffusion path 235 of the exhaust gas sensor 100 1 corresponds. In such an alternative embodiment of the exhaust gas sensor 100, the exhaust gas from the second pump cavity 220 can enter the second measuring cavity 240 directly through this diffusion path.

Im Hauptkörper 112 ist außerdem eine Referenzkavität 50 gebildet, die direkt mit dem Äußeren des Hauptkörpers 12 in Verbindung steht. Innerhalb der Referenzkavität 50 ist eine Referenzelektrode 52 angeordnet. Insbesondere steht die Referenzkavität 50 mit der Umgebungsluft, d. h. nicht mit dem Abgas, in Verbindung und ist dazu ausgebildet, eine Sauerstoffreferenz für die im Hauptkörper 112 des Abgassensors 100 angeordneten verschiedenen Elektroden zu bilden.A reference cavity 50 is also formed in the main body 112 and is directly connected to the exterior of the main body 12. A reference electrode 52 is arranged within the reference cavity 50. In particular, the reference cavity 50 is exposed to the ambient air, i.e. H. not connected to the exhaust gas, and is designed to form an oxygen reference for the various electrodes arranged in the main body 112 of the exhaust gas sensor 100.

An einer Außenseite des Hauptkörpers 112 ist eine mit dem Abgas in Kontakt stehende Abgaselektrode (auch „P+“-Elektrode genannte) 22 angeordnet. Insbesondere kann während eines Messbetriebs des Abgassensors 100 durch Anlegen eines Referenzstroms an der Abgaselektrode 22 der im Abgas befindliche Sauerstoff ionisiert werden und durch den Hauptkörper 112 als Sauerstoffionen zur Referenzelektrode 52 diffundieren und dort wieder in Sauerstoffmoleküle zur Ausbildung einer Sauerstoffreferenz umgewandelt werden.An exhaust gas electrode (also called “P+” electrode) 22 in contact with the exhaust gas is arranged on an outside of the main body 112. In particular, during a measuring operation of the exhaust gas sensor 100, the oxygen present in the exhaust gas can be ionized by applying a reference current to the exhaust gas electrode 22 and diffuse through the main body 112 as oxygen ions to the reference electrode 52 and be converted there again into oxygen molecules to form an oxygen reference.

Innerhalb der ersten Pumpkavität 120 ist eine erste Pumpelektrode (auch „P-“-Elektrode genannt) 124 angeordnet. Insbesondere kann während des Messbetriebs des Abgassensors 100 durch Anlegen eines ersten Pumpstroms IP0 an der ersten Pumpelektrode 124 der im Abgas befindliche Sauerstoff innerhalb der ersten Pumpkavität 120 ionisiert werden und durch den Hauptkörper 112 als Sauerstoffionen wandern bzw. gelangen bzw. diffundieren. Aufgrund der aus der ersten Pumpkavität 120 ausgebrachten Sauerstoffionen bildet sich zwischen der ersten Pumpelektrode 124 und der Referenzelektrode 52 indirekt eine erste Elektrodenspannung bzw. erste Nernstspannung V0 aus. Genauer gesagt bildet sich die erste Elektrodenspannung bzw. die erste Nernstspannung V0 direkt aus dem in unmittelbarer Umgebung der ersten Pumpelektrode 124 noch vorliegenden Rest-Sauerstoff.A first pump electrode (also called “P” electrode) 124 is arranged within the first pump cavity 120. In particular, during the measuring operation of the exhaust gas sensor 100, the oxygen present in the exhaust gas can be ionized within the first pump cavity 120 by applying a first pump current IP0 to the first pump electrode 124 migrate or arrive or diffuse through the main body 112 as oxygen ions. Due to the oxygen ions discharged from the first pump cavity 120, a first electrode voltage or first Nernst voltage V0 is indirectly formed between the first pump electrode 124 and the reference electrode 52. More precisely, the first electrode voltage or the first Nernst voltage V0 is formed directly from the residual oxygen still present in the immediate vicinity of the first pump electrode 124.

Mit IP0 kann eine Sauerstoffkonzentration in der Pumpkavität 120 eingestellt werden, je nach Höhe der eingestellten Sauerstoffkonzentration kann es zu einer Reduktion der Stickoxide oder Oxidation des Ammoniaks kommen.With IP0, an oxygen concentration in the pump cavity 120 can be set; depending on the level of the set oxygen concentration, a reduction in nitrogen oxides or oxidation of ammonia can occur.

Innerhalb der ersten Messkavität 140 ist eine erste Messelektrode (auch erste „M2“-Elektrode genannt) 144 angeordnet, die dazu ausgebildet ist, während des Messbetriebs des Stickoxidsensors 100 bei Anlegen eines ersten Messstroms IP21 den innerhalb der ersten Messkavität 140 vorhandenen Sauerstoff und/oder Stickoxide zu ionisieren, so dass die Sauerstoffionen durch den Hauptkörper 112 wandern bzw. gelangen können. Aufgrund der aus der ersten Messkavität 140 ausgebrachten bzw. herausgepumpten Sauerstoffionen bildet sich zwischen der ersten Messelektrode 144 und der Referenzelektrode 52 eine erste Mess-Elektrodenspannung bzw. erste Mess-Nernstspannung V21 aus, die durch Anlegen des ersten Messstroms IP21 an der ersten Messelektrode 144 auf konstantem Wert gehalten wird. Genauer gesagt bildet sich die erste Mess-Elektrodenspannung bzw. die erste Mess-Nernstspannung V21 direkt aus dem in unmittelbarer Umgebung der ersten Messelektrode 144 noch vorliegenden Rest-Sauerstoff. Der angelegte erste Messstrom IP21 ist dann ein Indiz für den innerhalb des Abgases befindlichen Stickoxidgehalt.A first measuring electrode (also called the first “M2” electrode) 144 is arranged within the first measuring cavity 140 and is designed to measure the oxygen and/or present within the first measuring cavity 140 during the measuring operation of the nitrogen oxide sensor 100 when a first measuring current IP21 is applied To ionize nitrogen oxides so that the oxygen ions can migrate or pass through the main body 112. Due to the oxygen ions released or pumped out of the first measuring cavity 140, a first measuring electrode voltage or first measuring Nernst voltage V21 is formed between the first measuring electrode 144 and the reference electrode 52, which is created by applying the first measuring current IP21 to the first measuring electrode 144 is maintained at a constant value. More precisely, the first measuring electrode voltage or the first measuring Nernst voltage V21 is formed directly from the residual oxygen still present in the immediate vicinity of the first measuring electrode 144. The applied first measuring current IP21 is then an indication of the nitrogen oxide content within the exhaust gas.

Der an der ersten Pumpelektrode 124 anliegende erste Pumpstrom IP0 wird derart gesteuert, das bevorzugt lediglich der Sauerstoff ionisiert wird, jedoch nicht die Stickoxide. Dazu ist es vorgesehen, den ersten Pumpstrom IP0 derart zu steuern, dass die erste Elektrodenspannung bzw. erste Nernstspannung V0 auf einem ersten Spannungswert konstant gehalten wird, beispielsweise 220 mV. Insbesondere ist die erste Pumpelektrode 124 dazu ausgebildet, während des Normalbetriebs des Stickoxidsensors 100 nahezu den gesamten Sauerstoff aus dem Abgas zu pumpen, so dass in der ersten Messkavität 140 nahezu nur noch Stickoxide vorliegen. Die erste Messelektrode 144 ist dazu ausgebildet, die Stickoxide zu ionisieren, wobei der an der ersten Messelektrode 144 angelegte erste Messstrom IP21 ein Maß für den Stickoxidgehalt im Abgas ist.The first pump current IP0 applied to the first pump electrode 124 is controlled in such a way that preferably only the oxygen is ionized, but not the nitrogen oxides. For this purpose, it is provided to control the first pump current IP0 in such a way that the first electrode voltage or first Nernst voltage V0 is kept constant at a first voltage value, for example 220 mV. In particular, the first pump electrode 124 is designed to pump almost all of the oxygen out of the exhaust gas during normal operation of the nitrogen oxide sensor 100, so that almost only nitrogen oxides are present in the first measuring cavity 140. The first measuring electrode 144 is designed to ionize the nitrogen oxides, with the first measuring current IP21 applied to the first measuring electrode 144 being a measure of the nitrogen oxide content in the exhaust gas.

Innerhalb der zweiten Pumpkavität 220 ist eine zweite Pumpelektrode (auch „MO“-Elektrode genannt) 224 angeordnet. Hier kann während des Messbetriebs des Abgassensors 100 durch Anlegen eines zweiten Pumpstroms IP3 an der zweiten Pumpelektrode 224 der im Gasgemisch befindliche Sauerstoff innerhalb der zweiten Pumpkavität 220 ionisiert werden und durch den Hauptkörper 112 als Sauerstoffionen wandern bzw. gelangen bzw. diffundieren. Aufgrund der aus der zweiten Pumpkavität 220 ausgebrachten Sauerstoffionen bildet sich zwischen der zweiten Pumpelektrode 224 und der Referenzelektrode 52 indirekt eine zweite Elektrodenspannung bzw. zweite Nernstspannung V3 aus. Genauer gesagt bildet sich die zweite Elektrodenspannung bzw. die zweite Nernstspannung V3 direkt aus dem in unmittelbarer Umgebung der zweiten Pumpelektrode 224 noch vorliegenden Rest-Sauerstoff.A second pump electrode (also called “MO” electrode) 224 is arranged within the second pump cavity 220. Here, during the measuring operation of the exhaust gas sensor 100, by applying a second pump current IP3 to the second pump electrode 224, the oxygen in the gas mixture can be ionized within the second pump cavity 220 and migrate or arrive or diffuse through the main body 112 as oxygen ions. Due to the oxygen ions discharged from the second pump cavity 220, a second electrode voltage or second Nernst voltage V3 is indirectly formed between the second pump electrode 224 and the reference electrode 52. More precisely, the second electrode voltage or the second Nernst voltage V3 is formed directly from the residual oxygen still present in the immediate vicinity of the second pump electrode 224.

Innerhalb der zweiten Messkavität 240 ist eine zweite Messelektrode (auch zweite „M2“-Elektrode genannt) 244 angeordnet, die dazu ausgebildet ist, während des Messbetriebs des Stickoxidsensors 100 bei Anlegen eines zweiten Messstroms IP22 den innerhalb der zweiten Messkavität 240 vorhandenen Sauerstoff und/oder Stickoxide zu ionisieren, so dass die Sauerstoffionen durch den Hauptkörper 112 wandern bzw. gelangen können. Aufgrund der aus der zweiten Messkavität 240 ausgebrachten bzw. herausgepumpten Sauerstoffionen bildet sich zwischen der zweiten Messelektrode 244 und der Referenzelektrode 52 eine zweite Mess-Elektrodenspannung bzw. erste Mess-Nernstspannung V22 aus, die durch Anlegen des zweiten Messstroms IP22 an der zweiten Messelektrode 244 auf konstantem Wert gehalten wird. Genauer gesagt bildet sich die zweite Mess-Elektrodenspannung bzw. die zweite Mess-Nernstspannung V22 direkt aus dem in unmittelbarer Umgebung der zweiten Messelektrode 244 noch vorliegenden Rest-Sauerstoff. Der angelegte erste Messstrom IP21 ist dann ein Indiz für den innerhalb des Abgases befindlichen Stickoxidgehalt. Aus dem angelegten zweiten Messstrom IP22 und dem angelegten ersten Messstrom IP21 kann dann der im Abgas befindliche Anteil an Ammoniak ermittelt werden, insbesondere da der im Abgas befindliche Ammoniak in den beiden Messpfaden 110, 210 an unterschiedlichen Punkten oxidiert wird und somit jeweils vor und nach der Oxidation unterschiedliche Diffusionsstrecken zurücklegtA second measuring electrode (also called second “M2” electrode) 244 is arranged within the second measuring cavity 240 and is designed to measure the oxygen and/or present within the second measuring cavity 240 during the measuring operation of the nitrogen oxide sensor 100 when a second measuring current IP22 is applied To ionize nitrogen oxides so that the oxygen ions can migrate or pass through the main body 112. Due to the oxygen ions released or pumped out of the second measuring cavity 240, a second measuring electrode voltage or first measuring Nernst voltage V22 is formed between the second measuring electrode 244 and the reference electrode 52, which is created by applying the second measuring current IP22 to the second measuring electrode 244 is maintained at a constant value. More precisely, the second measuring electrode voltage or the second measuring Nernst voltage V22 is formed directly from the residual oxygen still present in the immediate vicinity of the second measuring electrode 244. The applied first measuring current IP21 is then an indication of the nitrogen oxide content within the exhaust gas. The proportion of ammonia in the exhaust gas can then be determined from the applied second measuring current IP22 and the applied first measuring current IP21, in particular since the ammonia in the exhaust gas is oxidized at different points in the two measuring paths 110, 210 and thus before and after Oxidation covers different diffusion distances

Der an der zweiten Pumpelektrode 224 anliegende zweite Pumpstrom IP3 ist derart eingestellt, das bevorzugt lediglich der im Abgas befindliche Ammoniak und Sauerstoff ionisiert wird. Dazu ist es vorgesehen, den zweiten Pumpstrom IP3 derart zu steuern, dass die zweite Elektrodenspannung bzw. zweite Nernstspannung V3 auf einem zweiten Spannungswert konstant gehalten wird, beispielsweise 230 mV. Insbesondere ist die zweite Pumpelektrode 224 dazu ausgebildet, während des Normalbetriebs des Stickoxidsensors 100 nahezu den gesamten Sauerstoff aus dem Abgas zu pumpen, so dass in der zweiten Messkavität 240 nahezu nur noch Stickoxide vorliegen. Die zweite Messelektrode 244 ist dazu ausgebildet, die Stickoxide zu ionisieren, wobei der an der zweiten Messelektrode 244 angelegte zweite Messstrom IP22 ein Maß für den Stickoxidgehalt im Abgas ist.The second pump current IP3 applied to the second pump electrode 224 is set such that only the ammonia and oxygen in the exhaust gas are preferably ionized. For this purpose, it is provided to control the second pump current IP3 in such a way that the second electrode voltage or second Nernst voltage V3 is kept constant at a second voltage value, for example 230mV. In particular, the second pump electrode 224 is designed to pump almost all of the oxygen out of the exhaust gas during normal operation of the nitrogen oxide sensor 100, so that almost only nitrogen oxides are present in the second measuring cavity 240. The second measuring electrode 244 is designed to ionize the nitrogen oxides, with the second measuring current IP22 applied to the second measuring electrode 244 being a measure of the nitrogen oxide content in the exhaust gas.

Die unterschiedlichen Diffusionsfähigkeiten von Ammoniak (NH3) und Stickoxid (NO) resultieren aus den auf den molaren Massen basierenden Diffusionskoeffizienten von Ammoniak und Stickstoff. Da Ammoniak-Moleküle geometrisch kleiner sind als Stickoxid-Moleküle, kann Ammoniak besser durch den Hauptköpper 112, d. h. durch die Diffusionspfade 115, 125, 215, 225, diffundieren als Stickoxid. Die Diffusion von Ammoniak und Stickoxid findet insbesondere aufgrund des Konzentrationsgefälles zwischen den mehreren Kavitäten statt. The different diffusion abilities of ammonia (NH3) and nitrogen oxide (NO) result from the diffusion coefficients of ammonia and nitrogen based on the molar masses. Since ammonia molecules are geometrically smaller than nitrogen oxide molecules, ammonia can pass through the main body 112, i.e. H. through the diffusion paths 115, 125, 215, 225, diffuse as nitrogen oxide. The diffusion of ammonia and nitrogen oxide takes place particularly due to the concentration gradient between the several cavities.

Folglich kann der im Abgas befindliche Ammoniak jeweils besser aus der ersten Kavität 130 in die erste Pumpkavität 120 bzw. aus der zweiten Pumpkavität 120 in die zweite Kavität 230 gelangen als das im Abgas befindliche Stickoxid.Consequently, the ammonia in the exhaust gas can get from the first cavity 130 into the first pump cavity 120 or from the second pump cavity 120 into the second cavity 230 better than the nitrogen oxide in the exhaust gas.

Der Abgassensor 100 weist ferner eine Steuereinheit (nicht explizit dargestellt) auf, die mit der ersten Pumpelektrode 124, der Abgaselektrode 22, der zweiten Pumpelektrode 224, der ersten Messelektrode 144, der zweiten Messelektrode 244 und der Referenzelektrode 52 verbunden und dazu ausgebildet ist, diese Elektroden jeweils mit den Strömen IP0, IP3, IP21 und IP22 zu beaufschlagen und die jeweiligen Nernstspannungen V0, V3, V21 und V22 zu erfassen. Die Steuereinheit ist somit zum Steuern des Betriebs des Abgassensors 100 ausgebildet.The exhaust gas sensor 100 further has a control unit (not explicitly shown) which is connected to the first pump electrode 124, the exhaust gas electrode 22, the second pump electrode 224, the first measuring electrode 144, the second measuring electrode 244 and the reference electrode 52 and is designed to do so To apply the currents IP0, IP3, IP21 and IP22 to each electrode and to record the respective Nernst voltages V0, V3, V21 and V22. The control unit is thus designed to control the operation of the exhaust gas sensor 100.

In weiteren alternativen Ausgestaltungen des Abgassensors 100 kann es vorteilhaft sein, zwischen der ersten Pumpkavität 120 und der ersten Messkavität 140 eine weitere Pumpkavität vorzusehen, in der eine weitere Pumpelektrode angeordnet ist, mit der möglicherweise noch aus der ersten Pumpkavität 120 gelangender Sauerstoff nunmehr vollständig aus dem Gasgemisch abgepumpt werden kann. In ähnlicher Weise kann es vorteilhaft sein, zwischen der zweiten Kavität 230 und der zweiten Messkavität 240 eine weitere Pumpkavität vorzusehen, in der eine weitere Pumpelektrode angeordnet ist, mit der möglicherweise noch aus der zweiten Pumpkavität 220 gelangender Sauerstoff nunmehr vollständig aus dem Gasgemisch abgepumpt werden kann.In further alternative embodiments of the exhaust gas sensor 100, it may be advantageous to provide a further pump cavity between the first pump cavity 120 and the first measuring cavity 140, in which a further pump electrode is arranged, with which oxygen that may still be coming from the first pump cavity 120 is now completely removed from the Gas mixture can be pumped out. In a similar way, it can be advantageous to provide a further pump cavity between the second cavity 230 and the second measuring cavity 240, in which a further pump electrode is arranged, with which oxygen that may still be coming from the second pump cavity 220 can now be completely pumped out of the gas mixture .

Innerhalb des Hauptkörpers 112 ist ferner eine Heizvorrichtung 60 angeordnet, die dazu ausgebildet ist, den Hauptkörper 112 auf eine vorbestimmte Betriebstemperatur zu heizen und auf dieser zu halten, beispielsweise bei ca. 850°C. Auch die Heizvorrichtung 60 kann von der Steuereinheit gesteuert und betrieben werden.Within the main body 112 there is also a heating device 60 arranged, which is designed to heat the main body 112 to a predetermined operating temperature and to maintain it at this, for example at approximately 850 ° C. The heating device 60 can also be controlled and operated by the control unit.

Die 2 stellt eine schematische Schnittansicht durch einen Abgassensor 200 gemäß einer beispielhaften zweiten Ausführungsform dar, die sich vom Abgassensor 100 der 1 darin unterscheidet, dass lediglich ein Messpfad 110 vorhanden ist, der aus der zweiten Pumpkavität 220, in der die zweite Pumpelektrode 224 angeordnet ist, der ersten Pumpkavität 120, in der die erste Pumpelektrode 124 angeordnet ist, und der (ersten) Messkavität 140, in der die (erste) Messelektrode 144 angeordnet ist, gebildet ist. Bei der Ausgestaltung des Abgassensors gemäß 2 werden die beiden Messpfade 110, 210 dadurch realisiert, dass die beiden Pumpelektroden 124, 224 selektiv und abwechselnd betrieben werden. Das heißt, dass in einem ersten Betriebsmodus der erste Pumpstrom IP0 an der ersten Pumpelektrode 124 angelegt wird, wobei die zweite Pumpelektrode 224 deaktiviert ist und somit die zweite Pumpkavität 220 die erste Kavität 130 darstellt, und in einem zweiten Betriebsmodus der zweite Pumpstrom IP3 an der zweiten Pumpelektrode 224 angelegt wird, wobei die erste Pumpelektrode 124 deaktiviert ist und somit die erste Pumpkavität 120 die zweite Kavität 230 darstellt. Dabei wird im ersten Betriebsmodus der erste Messstrom IP21 an der Messelektrode 144 angelegt, wobei im zweiten Betriebsmodus der zweite Messstrom IP22 an der Messelektrode 144 angelegt wird.The 2 shows a schematic sectional view through an exhaust gas sensor 200 according to an exemplary second embodiment, which is different from the exhaust gas sensor 100 of the 1 differs in that there is only one measuring path 110, which consists of the second pump cavity 220, in which the second pump electrode 224 is arranged, the first pump cavity 120, in which the first pump electrode 124 is arranged, and the (first) measuring cavity 140, in which the (first) measuring electrode 144 is arranged is formed. When designing the exhaust gas sensor according to 2 The two measuring paths 110, 210 are realized in that the two pump electrodes 124, 224 are operated selectively and alternately. This means that in a first operating mode the first pump current IP0 is applied to the first pump electrode 124, the second pump electrode 224 being deactivated and thus the second pump cavity 220 represents the first cavity 130, and in a second operating mode the second pump current IP3 is applied to the second pump electrode 224 is applied, wherein the first pump electrode 124 is deactivated and thus the first pump cavity 120 represents the second cavity 230. In the first operating mode, the first measuring current IP21 is applied to the measuring electrode 144, with the second measuring current IP22 being applied to the measuring electrode 144 in the second operating mode.

Die 3 zeigt ein beispielhaftes Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Steuern des Betriebs des Abgassensor 100 zum Ermitteln eines Fehlers des Abgassensors 100 der 1. Dabei sei angemerkt, dass das in der 3 gezeigte Verfahren ebenso mit dem Abgassensor gemäß 2 durchgeführt werden kann, wobei die erste und zweite Pumpelektrode 124, 224 jeweils selektiv betrieben werden und dadurch die ersten und zweiten Pumpströme IP0, IP3 zeitlich versetzt und nicht gleichzeitig ermittelt werden. Das beispielhafte Verfahren kann zudem parallel (d. h. zeitgleich) zum normalen Messbetrieb des Abgassensors 100 erfolgen. Folglich muss der normale Messbetrieb für das erfindungsgemäße Eigendiagnoseverfahren nicht unterbrochen werden.The 3 shows an exemplary flowchart of a method according to the invention for controlling the operation of the exhaust gas sensor 100 to determine a fault in the exhaust gas sensor 100 1 . It should be noted that in the 3 The method shown also works with the exhaust gas sensor 2 can be carried out, the first and second pump electrodes 124, 224 each being operated selectively and thereby the first and second pump currents IP0, IP3 being determined with a time offset and not at the same time. The exemplary method can also be carried out in parallel (ie at the same time) to the normal measurement operation of the exhaust gas sensor 100. Consequently, the normal measurement operation for the self-diagnosis method according to the invention does not have to be interrupted.

Das Verfahren der 3 startet beim Schritt 300 und gelangt dann zum Schritt 310, an dem (während des Normalbetriebs des Abgassensors 100) der an der ersten Pumpelektrode 124 angelegte erste Pumpstrom IP0 derart gesteuert wird, dass die sich zwischen der ersten Pumpelektrode 124 und der Referenzelektrode 52 ausbildende erste Elektrodenspannung V0 auf dem vorbestimmten ersten Spannungswert konstant gehalten wird. Gleichzeitig erfolgt an einem weiteren Schritt 320 ein Steuern des an der zweiten Pumpelektrode 224 angelegten zweiten Pumpstroms IP3 derart, dass die sich zwischen der zweiten Pumpelektrode 224 und der Referenzelektrode 52 ausbildende zweite Elektrodenspannung V3 auf dem vorbestimmten zweiten Spannungswert konstant gehalten wird.The procedure of 3 starts at step 300 and then goes to step 310, at which (during normal operation of the exhaust gas sensor 100) the first pump current IP0 applied to the first pump electrode 124 is controlled such that the first electrode voltage formed between the first pump electrode 124 and the reference electrode 52 V0 on the predetermined first span voltage value is kept constant. At the same time, in a further step 320, the second pump current IP3 applied to the second pump electrode 224 is controlled such that the second electrode voltage V3 forming between the second pump electrode 224 and the reference electrode 52 is kept constant at the predetermined second voltage value.

In einem darauffolgenden Schritt 330 erfolgt ein Ermitteln eines Pumpstromverhältnisses zwischen dem ersten Pumpstrom IP0 und dem zweiten Pumpstrom IP3. Das ermittelte Pumpstromverhältnis wird in einem weiteren Schritt 340 mit einem vorbestimmten Pumpstromverhältniswert verglichen.In a subsequent step 330, a pumping current ratio between the first pumping current IP0 and the second pumping current IP3 is determined. The determined pumping current ratio is compared with a predetermined pumping current ratio value in a further step 340.

Wenn beim Schritt 340 festgestellt wird, dass das ermittelte Pumpstromverhältnis von dem vorbestimmten Pumpstromverhältniswert nicht um mehr als einen vorbestimmten Verhältnisschwellenwert abweicht, gelangt das Verfahren zurück zum Schritt 310 und es kann festgestellt werden, dass der Abgassensor fehlerfrei arbeitet.If it is determined in step 340 that the determined pumping current ratio does not deviate from the predetermined pumping current ratio value by more than a predetermined ratio threshold value, the method returns to step 310 and it can be determined that the exhaust gas sensor is operating correctly.

Wird jedoch hingegen beim Schritt 340 festgestellt, dass das ermittelte Pumpstromverhältnis von dem vorbestimmten Pumpstromverhältniswert um mehr als den vorbestimmten Verhältnisschwellenwert abweicht, gelangt das Verfahren zum Schritt 350 und es wird ein Fehler des Abgassensors 100 ermittelt, bevor das Verfahren beim Schritt 360 endet.However, if it is determined in step 340 that the determined pumping current ratio deviates from the predetermined pumping current ratio value by more than the predetermined ratio threshold value, the method goes to step 350 and an error in the exhaust gas sensor 100 is determined before the method ends in step 360.

Dabei wird ein Fehler des Abgassensors beispielsweise dann erkannt, wenn das ermittelte Pumpstromverhältnis von dem vorbestimmten Pumpstromverhältnis um mehr als 30%, vorzugsweise mehr als 20%, noch bevorzugter mehr als 10%, abweicht. Der im Schritt 350 ermittelte Fehler des Abgassensors 100 kann beispielsweise eine unterschiedliche Alterung der Pumpelektroden 124, 224 anzeigen, was dazu führt, dass die jeweils damit ermittelten Sauerstoffanteile im Abgas nicht mehr ausreichend genau bestimmt werden können.An error in the exhaust gas sensor is detected, for example, when the determined pumping current ratio deviates from the predetermined pumping current ratio by more than 30%, preferably more than 20%, even more preferably more than 10%. The error of the exhaust gas sensor 100 determined in step 350 can, for example, indicate different aging of the pump electrodes 124, 224, which means that the oxygen proportions in the exhaust gas determined in each case can no longer be determined with sufficient precision.

Bevorzugt kann es außerdem sein, dass beim Schritt 350, wenn also ein Fehler des Abgassensors 100 festgestellt wurde, der Betrieb des Abgassensors 100 in einen Notbetrieb schaltet, bei dem der Abgassensor 100 z. B. als reiner Stickoxidsensor betrieben wird, der auf Ammoniak querempfindlich ist. In einem solchen Notbetrieb ist das Stickoxidsignal zwar mit der Ammoniak-Querempfindlichkeit fehlerbehaftet, jedoch kann dieser Notbetrieb dazu dienen, die Zeitspanne bis zum Austausch des Abgassensors 100 zu überbrücken. Folglich kann somit der Abgassensor 100 zumindest für diese Zeitspanne im Notbetriebsmodus betrieben werden, ohne dass es zu einem Liegenbleiben des Fahrzeugs kommt.It may also be preferred that in step 350, i.e. if an error in the exhaust gas sensor 100 has been detected, the operation of the exhaust gas sensor 100 switches to emergency mode, in which the exhaust gas sensor 100 z. B. is operated as a pure nitrogen oxide sensor that is cross-sensitive to ammonia. In such an emergency operation, the nitrogen oxide signal is affected by the ammonia cross-sensitivity, but this emergency operation can serve to bridge the time until the exhaust gas sensor 100 is replaced. Consequently, the exhaust gas sensor 100 can be operated in emergency operating mode at least for this period of time without the vehicle becoming stranded.

Claims (8)

Verfahren zum Steuern des Betriebs eines Abgassensors (100) zum Ermitteln eines Fehlers des einen Hauptkörper (112) aufweisenden und in einem Abgasstrang einer Brennkraftmaschine angeordneten Abgassensors (100), der einen im Hauptkörper (112) angeordneten ersten Messpfad (110), der eine mit dem Abgas verbundene erste Pumpkavität (120), in der eine erste Pumpelektrode (124) angeordnet ist, einen im Hauptkörper (112) angeordneten zweiten Messpfad (210), der eine mit dem Abgas verbundene zweite Pumpkavität (220) aufweist, in der eine zweite Pumpelektrode (224) angeordnet ist, eine im Hauptkörper (112) angeordnete und mit der Umgebungsluft verbundene Referenzkavität (50) aufweist, in der eine Referenzelektrode (52) angeordnet ist, und eine Steuereinheit aufweist, die mit der ersten Pumpelektrode (124), der zweiten Pumpelektrode (224) und der Referenzelektrode (52) verbunden und zum Steuern des Betriebs des Abgassensors (100) ausgebildet ist, wobei das Verfahren aufweist: - Steuern eines an der ersten Pumpelektrode (124) angelegten ersten Pumpstroms (IP0) derart, dass eine sich zwischen der ersten Pumpelektrode (124) und der Referenzelektrode (52) ausbildende erste Elektrodenspannung (V0) auf einem vorbestimmten ersten Spannungswert konstant gehalten wird, - Steuern eines an der zweiten Pumpelektrode (224) angelegten zweiten Pumpstroms (IP3) derart, dass eine sich zwischen der zweiten Pumpelektrode (224) und der Referenzelektrode (52) ausbildende zweite Elektrodenspannung (V3) auf einem vorbestimmten zweiten Spannungswert konstant gehalten wird, und - Ermitteln eines Fehlers des Abgassensors (100) basierend auf einem Vergleich des ersten Pumpstroms (IP0) mit dem zweiten Pumpstrom (IP3).Method for controlling the operation of an exhaust gas sensor (100) for determining an error of the exhaust gas sensor (100) having a main body (112) and arranged in an exhaust system of an internal combustion engine, which has a first measuring path (110) arranged in the main body (112), which has a a first pump cavity (120) connected to the exhaust gas, in which a first pump electrode (124) is arranged, a second measuring path (210) arranged in the main body (112), which has a second pump cavity (220) connected to the exhaust gas, in which a second Pump electrode (224) is arranged, has a reference cavity (50) arranged in the main body (112) and connected to the ambient air, in which a reference electrode (52) is arranged, and has a control unit which is connected to the first pump electrode (124). second pump electrode (224) and the reference electrode (52) and is designed to control the operation of the exhaust gas sensor (100), the method comprising: - Controlling a first pump current (IP0) applied to the first pump electrode (124) such that a first electrode voltage (V0) forming between the first pump electrode (124) and the reference electrode (52) is kept constant at a predetermined first voltage value, - Controlling a second pump current (IP3) applied to the second pump electrode (224) such that a second electrode voltage (V3) forming between the second pump electrode (224) and the reference electrode (52) is kept constant at a predetermined second voltage value, and - Determining an error in the exhaust gas sensor (100) based on a comparison of the first pump current (IP0) with the second pump current (IP3). Verfahren nach Anspruch 1, ferner mit: - Ermitteln eines Pumpstromverhältnisses zwischen dem ersten Pumpstrom (IP0) und dem zweiten Pumpstrom (IP3), wobei ein Fehler des Abgassensors (100) ermittelt wird, wenn das ermittelte Pumpstromverhältnis von einem vorbestimmten Pumpstromverhältniswert um mehr als einen Verhältnisschwellenwert abweicht.Procedure according to Claim 1 , further with: - Determining a pump current ratio between the first pump current (IP0) and the second pump current (IP3), wherein an error in the exhaust gas sensor (100) is determined if the determined pump current ratio deviates from a predetermined pump current ratio value by more than a ratio threshold value. Verfahren nach Anspruch 1, ferner mit: - Ermitteln einer Pumpstromdifferenz zwischen dem ersten Pumpstrom (IP0) und dem zweiten Pumpstrom (IP3), wobei ein Fehler des Abgassensors (100) ermittelt wird, wenn die ermittelte Pumpstromdifferenz von einem vorbestimmten Pumpstromdifferenzwert um mehr als einen Differenzschwellenwert abweicht.Procedure according to Claim 1 , further with: - Determining a pump current difference between the first pump current (IP0) and the second pump current (IP3), wherein an error in the exhaust gas sensor (100) is determined if the determined pump current difference deviates from a predetermined pump current difference value by more than a difference threshold value. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, wobei der vorbestimmte Verhältnisschwellenwert oder der vorbestimmte Differenzschwellenwert ungefähr 50 %, vorzugsweise ungefähr 50 %, noch bevorzugter ungefähr 15 %, beträgt.Procedure according to Claim 2 or 3 , where the predetermined ratio threshold or the pre certain difference threshold is about 50%, preferably about 50%, more preferably about 15%. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Fehler des Abgassensors eine ungleiche Alterung der ersten Pumpelektrode (114) und der zweiten Pumpelektrode (124) und/oder einen mechanischen Defekt des Hauptkörpers (112) anzeigt.Method according to one of the preceding claims, wherein the error of the exhaust gas sensor indicates uneven aging of the first pump electrode (114) and the second pump electrode (124) and/or a mechanical defect of the main body (112). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner mit: - Ausgeben einer Warnung an den Betreiber der Brennkraftmaschine, wenn ein Fehler des Abgassensors (100) ermittelt worden ist.Method according to one of the preceding claims, further comprising: - Issuing a warning to the operator of the internal combustion engine if an error in the exhaust gas sensor (100) has been detected. Verfahren zum Betreiben eines in einem Abgasstrang einer Brennkraftmaschine angeordneten Abgassensors (100), mit: - Ermitteln eines Fehlers des Abgassensors (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, und - wenn ein Fehler des Abgassensors (100) ermittelt worden ist, Steuern des ersten Pumpstroms (IP0) und/oder zweiten Pumpstroms (IP3) derart, dass die erste Elektrodenspannung (V0) und/oder zweite Elektrodenspannung (V3) auf einem vorbestimmten dritten Spannungswert und/oder vorbestimmten vierten Spannungswert konstant gehalten wird, wobei der dritte Spannungswert und/oder vierte Spannungswert vom ersten Spannungswert und zweiten Spannungswert jeweils abweichen.Method for operating an exhaust gas sensor (100) arranged in an exhaust system of an internal combustion engine, with: - Determining an error in the exhaust gas sensor (100) according to one of the preceding claims, and - if a fault in the exhaust gas sensor (100) has been detected, controlling the first pump current (IP0) and/or second pump current (IP3) such that the first electrode voltage (V0) and/or second electrode voltage (V3) is at a predetermined third voltage value and/or predetermined fourth voltage value is kept constant, wherein the third voltage value and/or fourth voltage value each deviate from the first voltage value and second voltage value. Verfahren nach Anspruch 7, wobei der dritte Spannungswert kleiner ist als der erste Spannungswert, und/oder der vierte Spannungswert kleiner ist als der zweite Spannungswert.Procedure according to Claim 7 , wherein the third voltage value is smaller than the first voltage value, and / or the fourth voltage value is smaller than the second voltage value.
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