DE102019203749A1 - Method for determining an error in an exhaust gas sensor of an internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln eines Fehlers eines Abgassensors (100), der eine Pumpkavität (120, 220), in der eine Pumpelektrode (114, 224) angeordnet ist, und eine Messkavität (140, 240) aufweist, in der eine Messelektrode (144, 244) angeordnet ist. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst ein Einbringen von Sauerstoff in die Pumpkavität (120, 220), ein Strömen des Sauerstoffs in die Messkavität (140,240), ein Erzeugen eines Diagnosemesssignals, das eine Sauerstoffmenge in der Messkavität (140, 240) anzeigt, ein Erfassen einer Änderung im Diagnosemesssignal, die sich aufgrund eingebrachten Sauerstoffs ergibt, ein Ermitteln einer Zeitspanne zwischen dem Einbringen des Sauerstoffs und der Änderung des Diagnosemesssignals und ein Feststellen, dass der Abgassensor (100) fehlerhaft ist, wenn die ermittelte Zeitspanne bis zur erfassten Änderung des Diagnosemesswerts von einem vorbestimmten Zeitreferenzwert um mehr als einen Zeitschwellenwert abweicht.The invention relates to a method for determining a fault in an exhaust gas sensor (100) which has a pump cavity (120, 220) in which a pump electrode (114, 224) is arranged and a measurement cavity (140, 240) in which one Measuring electrode (144, 244) is arranged. The method according to the invention comprises introducing oxygen into the pump cavity (120, 220), flowing the oxygen into the measurement cavity (140, 240), generating a diagnostic measurement signal which indicates an amount of oxygen in the measurement cavity (140, 240), detecting a change in the diagnostic measurement signal, which results from the oxygen introduced, a determination of a time period between the introduction of oxygen and the change in the diagnostic measurement signal and a determination that the exhaust gas sensor (100) is faulty if the determined time period until the detected change in the diagnostic measurement value from a predetermined value Time reference value deviates by more than one time threshold.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln eines Fehlers eines Abgassensors einer Brennkraftmaschine, 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 determining an error in an exhaust gas sensor of an internal combustion engine, 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 of the 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 a measurement of the concentration of components in the exhaust gas of internal combustion engines, such as gasoline or diesel engines. As components, the exhaust gas from the internal combustion engine has i.a. 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 gas 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 measurement value that characterizes 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 an apparatus for measuring the oxygen concentration and the nitrogen oxide concentration using a nitrogen oxide sensor are 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, die 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, the 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. The measuring electrode is checked by determining the electrode area effectively available for oxygen diffusion or a value dependent on it, 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 at the Measuring electrode is measured, the time period is measured until the measured Nernst potential jumps from small to large values, the measured time period is compared with a predetermined threshold value and a defect of the measuring electrode is determined when the measured time period 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.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. The ammonia component in the exhaust gas of the internal combustion engine can be qualitatively determined by controlling the pump electrode and the pre-electrode.

Aus der DE 10 2016 206 991 A1 ist ein Verfahren zur Diagnose eines Stickoxidsensors bekannt. Dabei wird innerhalb der Messkavität eines Stickoxidsensors eine vorbestimmte Sauerstoffkonzentration unabhängig von der Zusammensetzung des vorliegenden Abgases eingestellt. Dies wird im Wesentlichen dadurch erreicht, dass der im Abgas befindliche Sauerstoff bereits vor dem Erreichen der Messkavität nahezu vollständig abgeleitet wird, wobei das Einstellen des vorbestimmten Sauerstoffgehalts durch Einbringen von Sauerstoff in die Messkavität erfolgt, so dass sich ein vorbestimmter Sauerstoffgehalt innerhalb der Messkavität einstellt.From the DE 10 2016 206 991 A1 a method for diagnosing a nitrogen oxide sensor is known. In this case, a predetermined oxygen concentration is set within the measuring cavity of a nitrogen oxide sensor, regardless of the composition of the exhaust gas present. This is essentially achieved in that the oxygen in the exhaust gas is almost completely drained off before reaching the measuring cavity, the predetermined oxygen content being set by introducing oxygen into the measuring cavity, so that a predetermined oxygen content is established within the measuring cavity.

Die DE 10 2010 042 701 A1 beschreibt ein Verfahren zur Vermessung und/oder Kalibrierung eines Gassensors, der zur Bestimmung von insbesondere sauerstoffhaltigen Gaskomponenten in Gasgemischen, insbesondere in Abgasen von Verbrennungsmotoren, vorgesehen ist. Der Gassensor weist wenigstens eine innere Pumpelektrode, wenigstens eine äußere Pumpelektrode und wenigstens eine zur elektrochemischen Zersetzung der zu bestimmenden Gaskomponente vorgesehene Zersetzungselektrode auf, wobei die wenigstens eine innere Elektrode und die wenigstens eine Zersetzungselektrode in voneinander getrennten Kammern oder Abschnitten des Gassensors angeordnet sind und wobei ein durch die Zersetzung der zu bestimmenden Gaskomponente induzierter Ionenstrom zur Bestimmung der Gaskomponente herangezogen wird. Das Verfahren beschreibt, dass die Vermessung und/oder Kalibrierung während des laufenden Betriebes des Gassensors vorgenommen wird, indem in einem Schritt durch elektrochemische Pumpvorgänge die zu bestimmende Gaskomponente und/oder Sauerstoff aus wenigstens einer der Kammern oder Abschnitte im Wesentlichen entfernt wird, in einem weiteren Schritt durch elektrochemische Pumpvorgänge Sauerstoff gezielt in wenigstens eine der Kammern oder Abschnitte eingebracht wird und die durch den eingebrachten Sauerstoff verursachten Veränderungen gegenüber einer weiteren Elektrode gemessen werden können. Unter Verwendung der gemessenen Werte kann der Gassensor vermessen und/oder kalibriert werden.The DE 10 2010 042 701 A1 describes a method for measuring and / or calibrating a gas sensor, which is provided for determining, in particular, oxygen-containing gas components in gas mixtures, in particular in exhaust gases from internal combustion engines. The gas sensor has at least one inner pump electrode, at least one outer pump electrode and at least one decomposition electrode provided for the electrochemical decomposition of the gas component to be determined, the at least one inner electrode and the at least one decomposition electrode being arranged in mutually separate chambers or sections of the gas sensor and wherein one ionic current induced by the decomposition of the gas component to be determined is used to determine the gas component. The method describes that the measurement and / or calibration is carried out during the ongoing operation of the gas sensor by essentially removing the gas component and / or oxygen to be determined from at least one of the chambers or sections in one step by means of electrochemical pumping processes, in a further step Step by means of electrochemical pumping processes, oxygen is introduced in a targeted manner into at least one of the chambers or sections and the changes caused by the introduced oxygen can be measured with respect to a further electrode. The gas sensor can be measured and / or calibrated using the measured values.

In Anbetracht des Standes der Technik ist es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur 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 diagnosing an exhaust gas sensor arranged in an exhaust gas line of an internal combustion engine, with which the functionality and measurement accuracy of the exhaust gas sensor can be detected reliably and efficiently.

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

Der vorliegenden Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, einen Fehler eines zum Messen der Konzentration von Stickoxid und Ammoniak ausgebildeten Abgassensors dadurch festzustellen, dass gezielt Sauerstoff in den Abgassensor eingebracht wird, was sich im Messsignal des Abgassensors signifikant niederschlägt. Unter Kenntnis der Diffusionsrate des Sauerstoffs innerhalb des Abgassensors kann die Zeit zwischen dem Einbringen des Sauerstoffs in den Abgassensor bis zum signifikanten Anstieg des Messsignals des Sauerstoffsensors zum Ermitteln der Funktionstüchtigkeit, insbesondere zum Feststellen, ob die Diffusionspfade in Ordnung sind, herangezogen werden. Bei einem ordnungsgemäß funktionierenden Abgassensor entspricht diese Zeit ungefähr einer vorbestimmten Zeit. Liegt jedoch ein Fehler des Abgassensors vor, wie beispielsweise ein teilweise verstopfter Diffusionspfad innerhalb des Abgassensors, würde die Zeit größer sein als die vorbestimmte Zeit, da der eingebrachte Sauerstoff zumindest teilweise daran gehindert ist, in die Messkammer zu diffundieren, weshalb der signifikante Messsignalanstieg erst später beobachtbar ist.The present invention is based on the idea of determining an error in an exhaust gas sensor designed to measure the concentration of nitrogen oxide and ammonia by specifically introducing oxygen into the exhaust gas sensor, which is significantly reflected in the measurement signal of the exhaust gas sensor. Knowing the rate of diffusion of oxygen within the exhaust gas sensor, the time between the introduction of oxygen into the exhaust gas sensor and the significant increase in the measurement signal of the oxygen sensor can be used to determine the functionality, in particular to determine whether the diffusion paths are OK. With a properly functioning exhaust gas sensor, this time corresponds approximately to a predetermined time. However, if there is a fault in the exhaust gas sensor, such as a partially blocked diffusion path within the exhaust gas sensor, the time would be greater than the predetermined time, since the oxygen introduced is at least partially prevented from diffusing into the measuring chamber, which is why the significant rise in the measurement signal takes place only later is observable.

Folglich ist gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Ermitteln eines Fehlers eines einen Hauptkörper aufweisenden und in einem Abgasstrang einer Brennkraftmaschine angeordneten Abgassensors offenbart, der eine im Hauptkörper angeordnete und mit dem Abgas verbundene Pumpkavität, in der eine Pumpelektrode angeordnet ist, und eine im Hauptkörper angeordnete und mit der Pumpkavität über einen Diffusionspfad verbundene Messkavität aufweist, in der eine Messelektrode angeordnet ist. Das erfindungsgemäße Verfahren gemäß des ersten Aspekts umfasst dabei ein Einbringen von Sauerstoff in die Pumpkavität mittels der Pumpelektrode, ein Strömen bzw. Gelangen des in die Pumpkavität eingebrachten Sauerstoffs durch den zumindest einen Diffusionspfad zumindest teilweise in die Messkavität, ein Erzeugen eines Diagnosemesssignals mittels der Messelektrode, das eine Sauerstoffmenge in der Messkavität anzeigt, ein Erfassen einer Änderung im Diagnosemesssignal, die sich aufgrund des aus der Pumpkavität durch den zumindest einen Diffusionspfad in die Messkavität gelangenden Sauerstoffs ergibt, ein Ermitteln einer Zeitspanne zwischen dem Einbringen des Sauerstoffs in die Pumpkavität und der Änderung des Diagnosemesssignals und ein Feststellen, dass der Abgassensor fehlerhaft ist, wenn die ermittelte Zeitspanne bis zur erfassten Änderung des Diagnosemesswerts von einem vorbestimmten Zeitreferenzwert um mehr als einen Zeitschwellenwert abweicht. Insbesondere zeigt das Diagnosemesssignal die Sauerstoffmenge an, die sich in unmittelbarer Näher der Messelektrode befindet.Accordingly, according to a first aspect of the present invention, a method for determining a fault of an exhaust gas sensor having a main body and arranged in an exhaust gas line of an internal combustion engine is disclosed, which has a pump cavity arranged in the main body and connected to the exhaust gas, in which a pump electrode is arranged, and a has arranged in the main body and connected to the pump cavity via a diffusion path, in which a measuring electrode is arranged. The method according to the invention in accordance with the first aspect comprises introducing oxygen into the pump cavity by means of the pump electrode, flowing or getting the oxygen introduced into the pump cavity through the at least one diffusion path at least partially into the measurement cavity, generating a diagnostic measurement signal by means of the measurement electrode, that indicates an amount of oxygen in the measuring cavity, detecting a change in the diagnostic measurement signal that results from the oxygen coming from the pump cavity through the at least one diffusion path into the measuring cavity, determining a period of time between the introduction of the oxygen into the pump cavity and the change in the Diagnostic measurement signal and a determination that the exhaust gas sensor is faulty if the determined period of time until the detected change in the diagnostic measurement value deviates from a predetermined time reference value by more than a time threshold value. In particular, the diagnostic measurement signal indicates the amount of oxygen that is in the immediate vicinity of the measurement electrode.

Insbesondere stellt der vorbestimmte Zeitreferenzwert eine erwartete Diffusionszeit dar, die der in die Pumpkavität eingebrachte Sauerstoff benötigt, bei einem fehlerfreien Abgassensor aus der Pumpkavität zumindest teilweise in die Messkavität zu gelangen. Somit stellt der vorbestimmte Zeitreferenzwert den erwarteten Zeitwert für einen fehlerfreien Abgassensor dar. Weicht die ermittelte Zeitspanne zwischen Einbringen des Sauerstoffs und der erfassten Änderung des Diagnosemesswerts von diesem vorbestimmten Zeitreferenzwert um mehr als den Zeitschwellenwert ab, kann ein Fehler des Abgassensors festgestellt werden.In particular, the predetermined time reference value represents an expected diffusion time that the oxygen introduced into the pump cavity requires to at least partially get into the measurement cavity from the pump cavity in the case of an error-free exhaust gas sensor. The predetermined time reference value thus represents the expected time value for a fault-free exhaust gas sensor. If the determined time period between introduction of the oxygen and the detected change in the diagnostic measurement value deviates from this predetermined time reference value by more than the time threshold value, a fault in the exhaust gas sensor can be determined.

In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zum Einbringen von Sauerstoff in die Pumpkavität an der Pumpelektrode ein vorbestimmter Pumpstrom angelegt. Insbesondere sind die Vorzeichen des an der Pumpelektrode angelegten elektrischen Pumpstroms im normalen Messbetrieb und im Eigendiagnosebetrieb zum Feststellen des Fehlers des Abgassensors entgegengesetzt. Im normalen Messbetrieb des Abgassensors wird nämlich normalerweise der Sauerstoff aus dem Abgas in der Pumpkavität herausgepumpt, wohingegen im Eigendiagnosebetrieb des Abgassensors nunmehr definiert eine vorbestimmte Sauerstoffmenge in den Abgassensor, insbesondere in die Pumpkavität des Abgassensors, hereingepumpt wird.In a preferred embodiment of the method according to the invention, a predetermined pump current is applied to the pump electrode in order to introduce oxygen into the pump cavity. In particular, the signs of the electrical pump current applied to the pump electrode are opposite in normal measurement mode and in self-diagnosis mode to determine the fault of the exhaust gas sensor. In normal measurement operation of the exhaust gas sensor, the oxygen is normally pumped out of the exhaust gas in the pump cavity, whereas in the self-diagnostic operation of the exhaust gas sensor a predetermined amount of oxygen is now pumped into the exhaust gas sensor, in particular into the pump cavity of the exhaust gas sensor.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist das Diagnosemesssignal eine Elektrodenspannung, die zwischen der Messelektrode und einer Referenzelektrode anliegt, die in einer im Hauptkörper angeordneten und mit der Umgebungsluft in Verbindung stehenden Referenzkavität vorgesehen ist. Insbesondere beschreibt die Elektrodenspannung die sogenannte Nernstspannung, die sich aufgrund des Anlegens des elektrischen Messstroms an der Messelektrode ergibt.In a further advantageous embodiment of the method according to the invention, the diagnostic measurement signal is an electrode voltage which is present between the measurement electrode and a reference electrode, which is provided in a reference cavity which is arranged in the main body and is connected to the ambient air. In particular, the electrode voltage describes the so-called Nernst voltage, which results from the application of the electrical measuring current to the measuring electrode.

Vorzugsweise beträgt der vorbestimmte Zeitschwellenwert ungefähr 50%, vorzugsweise ungefähr 30%, noch bevorzugter ungefähr 15%. Das heißt, wenn die ermittelte Zeitspanne bis zur erfassten Änderung des Diagnosemesswerts von dem vorbestimmten Zeitreferenzwert um mehr als 15 % abweicht, wird ein Fehler des Abgassensors festgestellt.Preferably, the predetermined time threshold is about 50%, preferably about 30%, more preferably about 15%. That is, if the determined period of time until the detected change in the diagnostic measured value deviates from the predetermined time reference value by more than 15%, an error in the exhaust gas sensor is determined.

In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt der Fehler des Abgassensors einen Fehler des zumindest einen Diffusionspfads an. In a preferred embodiment of the method according to the invention, the error in the exhaust gas sensor indicates an error in the at least one diffusion path.

Insbesondere hängt die Diffusionszeit des Gasgemischs innerhalb des Hauptkörpers von den Beschaffenheiten des zumindest einen Diffusionspfads ab. Der Diffusionspfad bildet beispielsweise eine Diffusionsbarriere und kann mit einem porösen Füllmaterial gefüllt sein, um eine vorbestimmte Diffusionsrate innerhalb des Abgassensors bereitzustellen. Weicht die ermittelte Zeitspanne vom Zeitreferenzwert um mehr als den vorbestimmten Zeitschwellenwert ab, kann ein Fehler innerhalb des Diffusionspfads erkannt werden. In particular, the diffusion time of the gas mixture within the main body depends on the properties of the at least one diffusion path. The diffusion path forms a diffusion barrier, for example, and can be filled with a porous filler material in order to provide a predetermined diffusion rate within the exhaust gas sensor. If the determined time period deviates from the time reference value by more than the predetermined time threshold value, an error can be recognized within the diffusion path.

Beispielsweise kann ein zumindest teilweise verstopfter Diffusionspfad dann festgestellt werden, wenn die ermittelte Zeitspanne bis zur erfassten Änderung des Diagnosemesswerts den vorbestimmten Zeitreferenzwert um mehr als den Zeitschwellenwert überschreitet. Ein beispielsweise durch Abgaspartikel verstopfter Diffusionspfad kann dazu führen, dass es dem Sauerstoff erschwert ist, aus der Pumpkavität in die Messkavität zu gelangen. Aus diesem Grund kann die Zeitspanne bis zum Feststellen der Änderung im Diagnosemesswert erhöht sein, was hier als Fehler des Diffusionspfads, insbesondere als verstopfter Diffusionspfad, erkannt werden kann.For example, an at least partially blocked diffusion path can be determined when the determined time period until the detected change in the diagnostic measured value exceeds the predetermined time reference value by more than the time threshold value. A diffusion path blocked by exhaust gas particles, for example, can make it difficult for oxygen to get from the pump cavity into the measurement cavity. For this reason, the time period until the change in the diagnostic measured value is ascertained, which can be recognized here as an error in the diffusion path, in particular as a blocked diffusion path.

In ähnlicher Weise kann ein zumindest teilweise freigelegter Diffusionspfad festgestellt werden, wenn die ermittelte Zeitspanne bis zur erfassten Änderung des Diagnosemesswerts den vorbestimmten Zeitreferenzwert um mehr als den Zeitschwellenwert unterschreitet. Ein zumindest teilweise freigelegter Diffusionspfad kann beispielsweise ein herausgebrochener Teil des Hauptkörpers sein, der zu einer ungewollten Vergrößerung des Diffusionspfad führt. Das kann wiederum dazu führen, dass es dem Sauerstoff erleichtert ist, aus der Pumpkavität in die Messkavität zu gelangen, wodurch sich die Zeitspanne bis zur Änderung des Diagnosemesswerts verringert, da der Sauerstoff schneller aus der Pumpkavität in die Messkavität diffundieren kann. In diesem Fall wird also ein teilweise freigelegter Diffusionspfad erkannt, da die ermittelte Zeitspanne deutlich kleiner ist als der erwartete vorbestimmte Zeitreferenzwert.In a similar way, an at least partially exposed diffusion path can be determined if the determined time period until the detected change in the diagnostic measured value falls below the predetermined time reference value by more than the time threshold value. An at least partially exposed diffusion path can be, for example, a broken-out part of the main body, which leads to an undesired enlargement of the diffusion path. This, in turn, can make it easier for the oxygen to get from the pump cavity into the measurement cavity, which reduces the time until the diagnostic measurement value changes, since the oxygen can diffuse from the pump cavity into the measurement cavity more quickly. In this case, a partially exposed diffusion path is recognized, since the determined time period is significantly smaller than the expected predetermined time reference value.

Gemäß eines weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Betreiben eines in einem Abgasstrang einer Brennkraftmaschine angeordneten Abgassensors offenbart, das ein Ermitteln eines Fehlers des Abgassensors gemäß dem ersten Aspekt und, wenn ein Fehler des Abgassensors ermittelt worden ist, ein Ansteuern der Elektroden gemäß einem Notbetrieb mit Strömen umfasst, die von den Strömen des fehlerfreien Messbetriebs des Abgassensors abweichen . Alternativ oder zusätzlich kann bei einem Abgassensor mit zwei Messpfaden der Abgassensor im Notbetrieb dadurch betrieben werden, dass der als fehlerfrei diagnostizierte Messpfad als Betriebspfad genutzt wird und der fehlerbehaftete Messpfad unbetrieben ist. In einem solchen Notbetrieb ist das Messsignal des Abgassensors zumindest teilweise fehlerbehaftet (das Stickoxidsignal umfasst auch den Ammoniakanteil), jedoch kann der Abgassensor noch bis zur nächsten Wartung betrieben werden, ohne dass das Fahrzeug liegen bleibt.According to a further aspect of the present invention, a method for operating an exhaust gas sensor arranged in an exhaust gas line of an internal combustion engine is disclosed, which method comprises determining an error in the exhaust gas sensor in accordance with the first aspect and, if an error in the exhaust gas sensor has been determined, actuating the electrodes in accordance with Emergency operation includes currents that differ from the currents of the fault-free measuring operation of the exhaust gas sensor. Alternatively or additionally, in the case of an exhaust gas sensor with two measuring paths, the exhaust gas sensor can be operated in emergency mode by using the measuring path diagnosed as error-free as the operating path and the faulty measuring path being inoperative. In such an emergency mode, the measurement signal of the exhaust gas sensor is at least partially faulty (the nitrogen oxide signal also includes the ammonia portion), but the exhaust gas sensor can still be operated until the next maintenance without the vehicle being left behind.

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 Ermitteln eines Fehlers des Abgassensors der 1 oder 2 zeigt.
Other features and objects of the invention will become apparent to those skilled in the art upon practicing the present teaching and viewing the accompanying drawings, in which:
  • 1 2 shows a schematic sectional view through an exhaust gas sensor according to an exemplary first embodiment,
  • 2nd 2 shows a schematic sectional view through an exhaust gas sensor according to an exemplary second embodiment, and
  • 3rd an exemplary flow chart of a method according to the invention for determining an error of the exhaust gas sensor of the 1 or 2nd 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 symbols in all 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 technical terms “taxes” and “rules”. The person skilled in the art will recognize in each case when control engineering control and when control engineering control is to 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.Referring 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 line 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 from 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 mixed crystal of hafnium oxide, a mixed crystal of perovskite-based oxides or a mixed crystal 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.Inside the main body 112 are two measurement paths 110 , 210 provided 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 measuring cavity 140 on. The first cavity 130 is about a first Connection path 115 with the exterior of the main body 112 connected. In particular, exhaust gas can pass through the first connection path 115 in the first cavity 130 enter. The first pump cavity 120 is with the first cavity 130 via a first diffusion path 125 connected. 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 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 with the first pump cavity 120 via a second diffusion path 135 connected. 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 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 filler, the diffusion rate through the first and second diffusion path 125 , 135 be determined and fixed.

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 points the first measurement path 110 only the first pump cavity 120 and the first measuring cavity 140 on that with the first pump cavity 120 over the second diffusion path 135 connected is. In such an alternative embodiment of the exhaust gas sensor 100 is then the first pump cavity 120 connected to the exhaust gas via a connection path that corresponds to the path through the first connection path 115 , the first cavity 130 and the first diffusion path 125 of the exhaust gas sensor 100 of the 1 corresponds. In such an alternative embodiment of the exhaust gas sensor 100 can the exhaust gas from the exhaust line through this connection path directly into the first pump cavity 120 enter.

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 measuring cavity 240 on. The second pump cavity 220 is over a second connection path 215 with the exterior of the main body 112 connected. In particular, exhaust gas can pass through the second connection path 215 into the second pump cavity 220 Enter the second cavity 230 is with the second pump cavity 220 via a third diffusion path 225 connected. 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 be filled or padded with a porous filler to form a diffusion rate regulation 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 with the second cavity 230 via a fourth diffusion path 235 connected. 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 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 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 path 225 , 235 and / or by knowing the respective porous fillers, the diffusion rate can be determined by the third and fourth diffusion path 225 , 235 be determined and fixed.

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 points the second measurement path 210 only the second pump cavity 220 and the second measuring cavity 240 on that with the second pump cavity 220 is connected via a diffusion path that follows the path through the third diffusion path 225 , the second cavity 230 and the fourth diffusion path 235 of the exhaust gas sensor 100 of the 1 corresponds. In such an alternative embodiment of the exhaust gas sensor 100 can the exhaust gas from the second pump cavity 220 through this diffusion path directly into the second measuring cavity 240 enter.

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.In the main body 112 is also a reference cavity 50 formed directly with the exterior of the main body 12th communicates. Within the reference cavity 50 is a reference electrode 52 arranged. In particular, there is the reference cavity 50 with the ambient air, ie not with the exhaust gas, and is designed to provide an oxygen reference for those in the main body 112 of the exhaust gas sensor 100 arranged to form different electrodes.

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.On an outside of the main body 112 is an exhaust gas electrode in contact with the exhaust gas (also called "P +" electrode) 22 arranged. In particular, during a measuring operation of the exhaust gas sensor 100 by applying a reference current to the exhaust gas electrode 22 the oxygen in the exhaust gas is ionized and by the main body 112 as oxygen ions to the reference electrode 52 diffuse and be converted back 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.Within the first pump cavity 120 is a first pump electrode (also called "P -" electrode) 124 arranged. In particular, during the measuring operation of the exhaust gas sensor 100 by applying a first pump current IP0 on the first pump electrode 124 the oxygen in the exhaust gas within the first pump cavity 120 be ionized and by the main body 112 migrate or arrive or diffuse as oxygen ions. Because of the first pump cavity 120 applied oxygen ions form between the first pump electrode 124 and the reference electrode 52 indirectly a first electrode voltage or first Nernst voltage V0 out. More specifically, the first electrode voltage or the first Nernst voltage is formed V0 directly from the immediate vicinity of the first pump electrode 124 residual oxygen still present.

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 can be an oxygen concentration in the pump cavity 120 Depending on the level of the oxygen concentration set, there may be a reduction in nitrogen oxides or oxidation of the ammonia.

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.Within the first measuring cavity 140 is a first measuring electrode (also called the first "M2" electrode) 144 arranged, which is designed during the measuring operation of the nitrogen oxide sensor 100 when applying a first measuring current IP21 within the first measuring cavity 140 to ionize existing oxygen and / or nitrogen oxides so that the oxygen ions pass through the main body 112 can hike or get there. Because of the first measurement cavity 140 ejected or pumped out oxygen ions form between the first measuring electrode 144 and the reference electrode 52 a first measuring electrode voltage or first measuring Nernst voltage V21 made by applying the first measuring current IP21 on the first measuring electrode 144 is kept at a constant value. More precisely, the first measuring electrode voltage or the first measuring Nernst voltage is formed V21 directly from the immediate vicinity of the first measuring electrode 144 residual oxygen still present. The first measuring current applied 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 one on the first pump electrode 124 applied first pump current IP0 is controlled in such a way that preferably only the oxygen is ionized, but not the nitrogen oxides. For this purpose, the first pump current is provided IP0 to be controlled such 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 designed to do so during normal operation of the nitrogen oxide sensor 100 to pump almost all of the oxygen out of the exhaust gas, so that in the first measuring cavity 140 there are almost only nitrogen oxides. The first measuring electrode 144 is designed to ionize the nitrogen oxides, the on the first measuring electrode 144 applied first measuring current IP21 is a measure of the nitrogen oxide content in the exhaust gas.

Innerhalb der zweiten Pumpkavität 220 ist eine zweite Pumpelektrode (auch „M0“-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.Within the second pump cavity 220 is a second pump electrode (also called "M0" electrode) 224 arranged. Here, during the measurement operation of the exhaust gas sensor 100 by applying a second pump current IP3 on the second pump electrode 224 the oxygen in the gas mixture within the second pump cavity 220 be ionized and by the main body 112 migrate or arrive or diffuse as oxygen ions. Because of the second pump cavity 220 applied oxygen ions form between the second pump electrode 224 and the reference electrode 52 indirectly a second electrode voltage or second Nernst voltage V3 out. More specifically, the second electrode voltage or the second Nernst voltage is formed V3 directly from the in the immediate vicinity of the second pump electrode 224 residual oxygen still present.

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 zurücklegtWithin the second measuring cavity 240 is a second measuring electrode (also called a second "M2" electrode) 244 arranged, which is designed during the measuring operation of the nitrogen oxide sensor 100 when applying a second measuring current IP22 within the second measuring cavity 240 to ionize existing oxygen and / or nitrogen oxides so that the oxygen ions pass through the main body 112 can hike or get there. Because of the second measuring cavity 240 ejected or pumped out oxygen ions form between the second measuring electrode 244 and the reference electrode 52 a second measuring electrode voltage or first measuring Nernst voltage V22 made by applying the second measuring current IP22 on the second measuring electrode 244 is kept at a constant value. More precisely, the second measuring electrode voltage or the second measuring Nernst voltage is formed V22 directly from the in the immediate vicinity of the second measuring electrode 244 residual oxygen still present. The first measuring current applied IP21 is then an indication of the nitrogen oxide content within the exhaust gas. From the applied second measuring current IP22 and the applied first measuring current IP21 the proportion of ammonia in the exhaust gas can then be determined, especially since the ammonia in the exhaust gas is in the two measurement paths 110 , 210 is oxidized at different points and thus before and covers different diffusion distances after oxidation

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 one on the second pump electrode 224 applied second pump current IP3 is set in such a way that only the ammonia and oxygen present in the exhaust gas are preferably ionized. For this purpose, the second pump current is provided IP3 to be controlled such that the second electrode voltage or second Nernst voltage V3 is kept constant at a second voltage value, for example 230 mV. In particular, the second pump electrode 224 designed to do so during normal operation of the nitrogen oxide sensor 100 to pump almost all of the oxygen out of the exhaust gas, so that in the second measuring cavity 240 there are almost only nitrogen oxides. The second measuring electrode 244 is designed to ionize the nitrogen oxides, the at the second measuring electrode 244 applied second measuring current IP22 is 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 leichter 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. 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.The different diffusion capabilities of ammonia (NH3) and nitrogen oxide (NO) result from the diffusion coefficients of ammonia and nitrogen based on the molar masses. Because ammonia molecules are lighter than nitrogen oxide molecules, ammonia can do better through the main body 112 , ie through the diffusion paths 115 , 125 , 215 , 225 , diffuse as nitrogen oxide. The diffusion of ammonia and nitrogen oxide takes place in particular due to the concentration gradient between the several cavities. As a result, the ammonia in the exhaust gas can better escape from the first cavity 130 into the first pump cavity 120 or from the second pump cavity 120 into the second cavity 230 pass as the nitrogen oxide in the exhaust gas.

Der erfindungsgemäße 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 according to the invention 100 also 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 is connected and designed to each of these electrodes with the currents IP0 , IP3 , IP21 and IP22 to apply and the respective Nernst voltages V0 , V3 , V21 and V22 capture. The control unit is thus for controlling the operation of the exhaust gas sensor 100 educated.

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 configurations of the exhaust gas sensor 100 it may be advantageous between the first pump cavity 120 and the first measuring cavity 140 to provide a further pump cavity, in which a further pump electrode is arranged, with which possibly still from the first pump cavity 120 oxygen can now be completely pumped out of the gas mixture. Similarly, it may be advantageous to use the second cavity 230 and the second measuring cavity 240 to provide a further pump cavity, in which a further pump electrode is arranged, possibly with the second pump cavity 220 oxygen 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.Inside the main body 112 is also a heater 60 arranged, which is designed to the main body 112 to heat to a predetermined operating temperature and to maintain it, for example at approximately 850 ° C. The heater too 60 can 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 2nd represents 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 only one measurement path 110 is present, which is from 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. In the design of the exhaust gas sensor according to 2nd become the two measurement paths 110 , 210 realized that the two pump electrodes 124 , 224 be operated selectively and alternately. This means that in a first operating mode, the first pump current IP0 on the first pump electrode 124 is applied, the second pump electrode 224 is deactivated and thus the second pump cavity 220 the first cavity 130 represents, and in a second operating mode, the second pumping current IP3 on the second pump electrode 224 is applied, the first pump electrode 124 is deactivated and thus the first pump cavity 120 the second cavity 230 represents. The first measuring current is in the first operating mode IP21 on the measuring electrode 144 applied, the second measuring current in the second operating mode IP22 on the measuring electrode 144 is created.

Unter Verweis auf die 3 ist ein beispielhaftes Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Feststellen eines Fehlers des Abgassensors der 1 offenbart. Insbesondere wird im Folgenden auf den ersten Messpfad 110 des Abgassensors 100 der 1 Bezug genommen, wobei ausdrücklich festgehalten wird, dass auch der zweite Messpfad 210 des Abgassensors 100 der 1 entsprechend auf Fehler untersucht werden kann. Gleiches gilt für den Diffusionspfad 110 des Abgassensors 200 der 2.Referring to the 3rd FIG. 4 is an exemplary flow diagram of a method according to the invention for determining a fault in the exhaust gas sensor of FIG 1 disclosed. In particular, the following is the first measurement path 110 of the exhaust gas sensor 100 of the 1 Reference, whereby it is expressly stated that the second measurement path 210 of the exhaust gas sensor 100 of the 1 can be examined accordingly for errors. The same applies to the diffusion path 110 of the exhaust gas sensor 200 of the 2nd .

Das Verfahren der 3 startet beim Schritt 300, bei dem der Abgassensor 100 aus dem normalen Messbetrieb in den Eigendiagnosebetrieb geschalten wird. In einem darauffolgenden Schritt 310 wird Sauerstoff in die Pumpkavität 120 mittels der Pumpelektrode 124 eingebracht. Hierzu ist anzumerken, dass, wie bereits oben beschrieben, im normalen Messbetrieb des Abgassensors 100 an der Pumpelektrode ein Strom IP0 angelegt wird, um Sauerstoff aus der Pumpkavität 120 herauszubringen. Folglich wird zum Einbringen des Sauerstoffs in die Pumpkavität 120 an der Pumpelektrode 124 ein Strom angelegt, was dazu führt, dass Sauerstoff in die Pumpkavität 120 eingebracht wird . Dabei ist es bevorzugt, eine signifikante Menge an Sauerstoff in die Pumpkavität 120 einzubringen.The procedure of 3rd starts at step 300 , where the exhaust gas sensor 100 is switched from normal measuring mode to self-diagnosis mode. In a subsequent step 310 will oxygen into the pump cavity 120 by means of Pump electrode 124 brought in. It should be noted that, as already described above, in normal measurement operation of the exhaust gas sensor 100 a current at the pump electrode IP0 is applied to oxygen from the pump cavity 120 bring out. As a result, oxygen is introduced into the pump cavity 120 on the pump electrode 124 a current is applied, which causes oxygen to enter the pump cavity 120 is introduced. It is preferred to add a significant amount of oxygen to the pump cavity 120 bring in.

In einem darauffolgenden Schritt 320 gelangt der in die Pumpkavität 120 eingebrachte Sauerstoff durch den Diffusionspfad 135 zumindest teilweise in die Messkavität 140. Im darauffolgenden Schritt 330 wird mittels der Messelektrode 144 ein Diagnosemesssignal erzeugt, das eine Sauerstoffmenge in der Messkavität 140 anzeigt. Insbesondere entspricht das Diagnosemesssignal dem ersten Messstrom IP21, der zum Steuern der ersten Mess-Elektrodenspannung V21 an der ersten Messelektrode 144 auf einen konstanten Spannungswert angelegt wird.In a subsequent step 320 gets into the pump cavity 120 oxygen introduced through the diffusion path 135 at least partially in the measuring cavity 140 . In the next step 330 is by means of the measuring electrode 144 generates a diagnostic measurement signal that shows an amount of oxygen in the measurement cavity 140 displays. In particular, the diagnostic measurement signal corresponds to the first measurement current IP21 which is used to control the first measuring electrode voltage V21 on the first measuring electrode 144 is applied to a constant voltage value.

In einem darauffolgenden Schritt 340 wird eine Änderung im Diagnosemesssignal erfasst, die sich aufgrund des aus der Pumpkavität 120 durch den Diffusionspfad 135 in die Messkavität 140 gelangenden Sauerstoffs ergibt. Insbesondere führt der in die Messkavität 140 eintretende Sauerstoff zu einer signifikanten Erhöhung des ersten Messstroms IP21.In a subsequent step 340 a change in the diagnostic measurement signal is detected, which is due to the pump cavity 120 through the diffusion path 135 into the measuring cavity 140 coming oxygen results. In particular, this leads to the measuring cavity 140 entering oxygen to a significant increase in the first measuring current IP21 .

Nach dem Erfassen der Änderung im Diagnosemesssignal wird eine Zeitspanne zwischen dem Einbringen des Sauerstoffs in die Pumpkavität 120 und der Änderung des Diagnosemesssignals in einem weiteren Schritt 350 ermittelt. Hierzu ist es bevorzugt, dass beim Schritt 310 ein Zeitsignal gestartet wird, das beendet wird, wenn die Änderung im Diagnosemesssignal festgestellt wird.After the change in the diagnostic measurement signal has been detected, there is a period of time between the introduction of the oxygen into the pump cavity 120 and the change in the diagnostic measurement signal in a further step 350 determined. For this purpose, it is preferred that the step 310 a time signal is started, which ends when the change in the diagnostic measurement signal is detected.

In einem weiteren Schritt 360 wird überprüft, ob die am Schritt 350 ermittelte Zeitspanne von einem vorbestimmten Zeitreferenzwert um mehr als einen Zeitschwellenwert abweicht. Wird am Schritt 360 ermittelt, dass die ermittelte Zeitspanne von dem vorbestimmten Zeitreferenzwert nicht um mehr als einen Zeitschwellenwert abweicht, gelangt das Verfahren zurück zum Schritt 310 und das Diagnoseverfahren kann erneut durchgeführt werden.In a further step 360 it is checked whether the step 350 determined time period deviates from a predetermined time reference value by more than a time threshold. Will at the crotch 360 If the determined time period does not deviate from the predetermined time reference value by more than one time threshold value, the method returns to the step 310 and the diagnostic procedure can be performed again.

Wird jedoch am Schritt 360 festgestellt, dass die ermittelte Zeitspanne von dem vorbestimmten Zeitreferenzwert um mehr als den Zeitschwellenwert abweicht, gelangt das Verfahren zum Schritt 370, an dem ein Fehler des Abgassensors festgestellt wird, bevor das Verfahren beim Schritt 380 endet.However, at the crotch 360 determined that the determined time period deviates from the predetermined time reference value by more than the time threshold value, the method proceeds to the step 370 on which a fault in the exhaust gas sensor is determined before the method in step 380 ends.

Ein Abweichen der ermittelten Zeitspanne von dem vorbestimmten Zeitreferenzwert um mehr als den Zeitschwellenwert ist nämlich ein Indiz dafür, dass der in die Pumpkavität 120 eingebrachte Sauerstoff nicht wie erwartet in die Messkavität 140 diffundieren kann, weshalb auf einen Fehler im Diffusionspfad 135 geschlossen werden kann. Mögliche Fehler sind dabei beispielsweise ein verstopfter Diffusionspfad 135 oder ein zumindest teilweise freigelegter Diffusionspfad 135. In beiden Fällen kann der Sauerstoff entweder langsamer oder schneller aus der Pumpkavität 120 in die Messkavität 140 gelangen, was sich im Abweichen vom Zeitreferenzwert erkennen lässt.A deviation of the determined time period from the predetermined time reference value by more than the time threshold value is namely an indication that the in the pump cavity 120 introduced oxygen into the measuring cavity as expected 140 can diffuse, which is why an error in the diffusion path 135 can be closed. Possible errors are, for example, a blocked diffusion path 135 or an at least partially exposed diffusion path 135 . In both cases, the oxygen can either be slower or faster from the pump cavity 120 into the measuring cavity 140 arrive, which can be seen in the deviation from the time reference value.

Das vorgenannte Eigendiagnose-Verfahren kann beispielsweise in periodischen Abständen, wie beispielsweise alle 100 Betriebsstunden der Brennkraftmaschine, und/oder in vorbestimmten Betriebszuständen der Brennkraftmaschine, wie z. B. während einer Schubabschaltungsphase, durchgeführt werden.The aforementioned self-diagnosis method can, for example, at periodic intervals, such as every 100 operating hours of the internal combustion engine, and / or in predetermined operating states of the internal combustion engine, such as. B. during a fuel cut-off phase.

Bevorzugt kann es außerdem sein, dass beim Schritt 370, wenn also ein Fehler des Abgassensors 100 festgestellt wurde, der Betrieb des Abgassensors 100 in einen Notbetrieb schaltet. In einem solchen Notbetrieb ist das Messsignal zwar teilweise 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 the step 370 if there is a fault in the exhaust gas sensor 100 was determined the operation of the exhaust gas sensor 100 switches to emergency operation. In such an emergency mode, the measurement signal is partially faulty, but this emergency mode can serve to extend the time until the exhaust gas sensor is replaced 100 to bridge. Consequently, the exhaust gas sensor can 100 be operated in emergency mode at least for this period of time without the vehicle coming to a standstill.

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Claims (8)

Verfahren zum Ermitteln eines Fehlers eines einen Hauptkörper (112) aufweisenden und in einem Abgasstrang einer Brennkraftmaschine angeordneten Abgassensors (100), der eine im Hauptkörper (112) angeordnete und mit dem Abgas verbundene Pumpkavität (120, 220), in der eine Pumpelektrode (114, 224) angeordnet ist, und eine im Hauptkörper (112) angeordnete und mit der Pumpkavität (120, 220) über einen Diffusionspfad (125, 135, 225, 235) verbundene Messkavität (140, 240) aufweist, in der eine Messelektrode (144, 244) angeordnet ist, wobei das Verfahren umfasst: - Einbringen von Sauerstoff in die Pumpkavität (120, 220) mittels der Pumpelektrode (114, 224), - Gelangen des in die Pumpkavität (120, 220) eingebrachten Sauerstoffs durch den zumindest einen Diffusionspfad (125, 135, 225, 235) zumindest teilweise in die Messkavität (140,240), - Erzeugen eines Diagnosemesssignals mittels der Messelektrode (144, 244), das eine Sauerstoffmenge in der Messkavität (140, 240) anzeigt, - Erfassen einer Änderung im Diagnosemesssignal, die sich aufgrund des aus der Pumpkavität (120, 220) durch den zumindest einen Diffusionspfad (125, 135, 225, 235) in die Messkavität (140,240) gelangenden Sauerstoffs ergibt, - Ermitteln einer Zeitspanne zwischen dem Einbringen des Sauerstoffs in die Pumpkavität (120, 220) und der Änderung des Diagnosemesssignals, und - Feststellen, dass der Abgassensor (100) fehlerhaft ist, wenn die ermittelte Zeitspanne bis zur erfassten Änderung des Diagnosemesswerts von einem vorbestimmten Zeitreferenzwert um mehr als einen Zeitschwellenwert abweicht.Method for determining an error of an exhaust gas sensor (100) which has a main body (112) and is arranged in an exhaust gas line of an internal combustion engine, which has a pump cavity (120, 220) which is arranged in the main body (112) and is connected to the exhaust gas and in which a pump electrode (114 , 224) and has a measuring cavity (140, 240) arranged in the main body (112) and connected to the pump cavity (120, 220) via a diffusion path (125, 135, 225, 235), in which a measuring electrode (144 , 244), the method comprising: Introducing oxygen into the pump cavity (120, 220) by means of the pump electrode (114, 224), The oxygen introduced into the pump cavity (120, 220) at least partially enters the measurement cavity (140, 240) through the at least one diffusion path (125, 135, 225, 235), Generating a diagnostic measurement signal by means of the measurement electrode (144, 244), which indicates an amount of oxygen in the measurement cavity (140, 240), Detecting a change in the diagnostic measurement signal which results from the oxygen entering the measurement cavity (140, 240) from the pump cavity (120, 220) through the at least one diffusion path (125, 135, 225, 235), - Determining a time period between the introduction of oxygen into the pump cavity (120, 220) and the change in the diagnostic measurement signal, and - Determine that the exhaust gas sensor (100) is faulty if the determined time period until the detected change in the diagnostic measured value deviates from a predetermined time reference value by more than a time threshold value. Verfahren nach Anspruch 1, wobei zum Einbringen von Sauerstoff in die Pumpkavität (120, 220) an der Pumpelektrode (124, 224) ein vorbestimmter Pumpstrom (IP0, IP3) angelegt wird.Procedure according to Claim 1 A predetermined pump current (IP0, IP3) is applied to the pump electrode (124, 224) to introduce oxygen into the pump cavity (120, 220). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Diagnosemesssignal eine Elektrodenspannung (V2) ist, die zwischen der Messelektrode (144, 244) und einer Referenzelektrode (52) anliegt, die in einer im Hauptkörper (112) angeordneten und mit der Umgebungsluft in Verbindung stehenden Referenzkavität (50) vorgesehen ist.Method according to one of the preceding claims, wherein the diagnostic measurement signal is an electrode voltage (V2) which is present between the measurement electrode (144, 244) and a reference electrode (52) which is arranged in a main body (112) and is connected to the ambient air Reference cavity (50) is provided. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der vorbestimmte Zeitschwellenwert ungefähr 50 %, vorzugsweise ungefähr 30 %, noch bevorzugter ungefähr 15 %, beträgt.Method according to one of the preceding claims, wherein the predetermined time threshold value is approximately 50%, preferably approximately 30%, more preferably approximately 15%. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Fehler des Abgassensors (100) einen Fehler des zumindest einen Diffusionspfads (125, 135, 225, 235) anzeigt.Method according to one of the preceding claims, wherein the error of the exhaust gas sensor (100) indicates an error of the at least one diffusion path (125, 135, 225, 235). Verfahren nach Anspruch 5, wobei ein zumindest teilweise verstopfter Diffusionspfad (125, 135, 225, 235) festgestellt wird, wenn die ermittelte Zeitspanne bis zur erfassten Änderung des Diagnosemesswerts den vorbestimmten Zeitreferenzwert um mehr als den Zeitschwellenwert überschreitet.Procedure according to Claim 5 , wherein an at least partially blocked diffusion path (125, 135, 225, 235) is determined when the determined time period until the detected change in the diagnostic measured value exceeds the predetermined time reference value by more than the time threshold value. Verfahren nach Anspruch 5, wobei ein zumindest teilweise freigelegter Diffusionspfad (125, 135, 225, 235) festgestellt wird, wenn die ermittelte Zeitspanne bis zur erfassten Änderung des Diagnosemesswerts den vorbestimmten Zeitreferenzwert um mehr als den Zeitschwellenwert unterschreitet.Procedure according to Claim 5 , wherein an at least partially exposed diffusion path (125, 135, 225, 235) is determined if the determined time period until the detected change in the diagnostic measured value falls below the predetermined time reference value by more than the time threshold value. 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, Ansteuern der Elektroden (114, 214, 144, 244) gemäß einem Notbetrieb mit Strömen, die von den Strömen des fehlerfreien Messbetriebs des Abgassensors (100) abweichen.Method for operating an exhaust gas sensor (100) arranged in an exhaust line of an internal combustion engine, comprising: - determining an error of the exhaust gas sensor (100) according to one of the preceding claims, and - If a fault in the exhaust gas sensor (100) has been determined, actuating the electrodes (114, 214, 144, 244) in accordance with an emergency operation with currents which differ from the currents of the fault-free measuring operation of the exhaust gas sensor (100).
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