CN103502809B - 用于运行气体传感器元件的方法和用于实施所述方法的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种用于运行至少一个传感器元件（114）的方法，所述至少一个传感器元件用于检测测量气体室（112）中的气体的至少一个特性。所述方法包括至少以下步骤：至少一个第一步骤，其中在所述第一步骤中求得至少一个特性参数；至少一个第二步骤，其中在所述第二步骤中将所述特性参数与至少一个比较值进行比较，其中根据所述比较给所述传感器元件（114）或所述传感器元件（114）的至少一部分分配至少一个特征。此外，本发明提出一种用于实施所述方法的装置（110）。

Description

用于运行气体传感器元件的方法和用于实施所述方法的装置
背景技术
由现有技术已知了用于检测测量气体室中的气体的至少一个特性的传感器元件。在下文中，在不限制其他可能构型的情况下基本上参照用于定量地和/或定性地检测测量气体室中的至少一种气体组分的方法和装置来描述本发明。例如，所述气体可以涉及尤其是机动车领域中的内燃机的废气，并且所述测量气体室例如可以是排气装置。这样的传感器元件例如在罗伯特博世有限公司的《SensorenimKraftfahrzeug》（2010年第一版，第98-111页以及第160-165页）中描述。特别是可以涉及具有不同任务的废气传感器。已知的例如有：尤其用于测量空气系数λ=1的范围内废气的氧含量的氧跳跃型探测器、用于在空气系数λ=1的范围内以及在富的废气中和在贫的废气中的测量的氧宽带探测器、废气温度传感器、氮氧化物传感器以及微粒传感器。
例如在车辆中尤其借助控制器、例如借助控制设备来运行废气传感器。为此所述控制器、尤其控制设备尤其具有硬件模块。所述硬件模块控制例如废气传感器的组件，特别是传感器元件的电极和/或加热器、特别是废气传感器的电极和/或加热器。这通常根据传感器元件的复杂性发生，例如通过分立的电子元件——例如在跳跃型探测器中和/或通过具有分立布线的集成电子元件——例如在宽带λ探测器或其他废气传感器中。
加热器可以例如一方面通过电池电压相对于车辆接地的特别持久的连接（例如通过继电器）运行另一方面例如通过电池电压借助车辆接地处的半导体开关、例如“低边场效应管”和/或加热器输出级的时钟控制的、特别是脉宽调制的开关运行。加热器输出级例如可以是控制器中、尤其控制设备中的分立元件或者可以包含在一个多重组件中。这样的多重组件除一个或多个输出级通道以外尤其可以具有其他功能，例如电压馈给和/或电流馈给和/或CAN通信和/或其他功能。
可以通过控制器的微控制器以及尤其包含在其中的软件、所谓的“硬件胶囊”来控制硬件模块、尤其控制器中的硬件模块。所述软件可以必要时通过探测器专用集成电路控制传感器元件和/或可以控制加热器和/或可以分析处理探测器信号和/或执行校正和/或校准功能和/或可以实施诊断和/或可以将探测器信号例如提供给废气再处理系统的例如后置的软件功能。
例如用于避免传感器元件、尤其废气探测器的故障运行的方法和装置是令人期望的。具有例如错误的加热电压和/或泵电压的控制、尤其探测器控制尤其可以导致传感器元件的失真和/或损坏。已知的措施、特别是根据现有技术的方法尤其限于传感器元件、例如废气探测器与控制器、控制设备之间的插接连接的构型。已知的例如有根据防差错原理工作的方法，例如通过“插座”、尤其通过例如插头的成型和/或着色和/或通过借助于至少一个芯片和/或至少一个条形码的插头编码。
例如已知用于通过车间检验设备识别传感器元件、尤其传感器芯片的方法。在车间环境中，通常不可能或者很难求得尤其传感器元件的传感器类型。例如车间检验设备可以在第一步骤中尤其独立地识别传感器类型，其中车间检验设备例如在第二步骤中可以实施检验程序，特别是无需通过操作者、例如机械师输入探测器类型、例如传感器类型。因此，例如可以确保可以使用尤其对于相应的传感器类型而言正确的检验程序和/或正确的检验参数。由此例如可以减少错误诊断的数量，例如可以阻止将功能完好的传感器元件尤其错误地识别为故障的。
因此，值得期望的是一种方法和一种装置，它们能够实现例如机动车中的尤其传感器元件、特别优选地废气探测器的探测器类型和/或传感器类型的识别和/或例如控制器的其他特性的识别。
发明内容
因此，提出用于运行至少一个传感器元件的方法和装置，它们至少在很大程度上避免和/或减轻已知的方法和装置的预期缺点。传感器元件的运行尤其可以理解为以下方法：在所述方法中使用传感器元件来检测测量气体室中的气体的至少一个特性，例如在传感器元件的通常使用范畴内，例如在运行机动车时。替代地或附加地，所述运行除用于检测特性以外也可以涉及诊断运行，例如在车间中或在测试阶段期间。
传感器元件原理上可以涉及任意的传感器元件。所述传感器元件用于检测测量气体室中的气体、例如在内燃机的排气装置中的废气的至少一个特性。传感器元件尤其可以涉及废气传感器。所述传感器元件例如可以选自由至少一个废气温度传感器、至少一个氧宽带探测器、至少一个氧跳跃型探测器、至少一个氮氧化物传感器、至少一个微粒传感器、至少一个λ传感器组成的组。检测尤其可以理解为测量，其中定性地和/或定量地求得特性。所述特性原理上可以涉及气体的任意物理特性和/或化学特性。优选地，可以涉及选自由温度、气体中的气体组分的份额组成的组的至少一个特性。气体组分可以涉及例如氧和/或氮氧化物。检测尤其可以涉及定量的和/或定性的检测。气体例如可以涉及尤其机动车领域中的内燃机废气。测量气体室例如可以涉及排气装置。气体组分的份额例如也可以涉及一种气体组分的多个份额。气体组分的份额例如尤其可以涉及气体组分的分压和/或百分比。
所述方法包括至少以下步骤：
·至少一个第一步骤，其中在所述第一步骤中求得至少一个特性参数；
·至少一个第二步骤，其中在所述第二步骤中将所述特性参数与至少一个比较值进行比较，其中根据所述比较给所述传感器元件或所述传感器元件的至少一部分分配至少一个特征。
名称“第一”和“第二”以及如果存在还有“第三”或其他类似名称没有给出关于是否例如还存在其他步骤的说明。原则上，这些名称同样没有给出对顺序的指示。特别优选地，方法可以在顺序上以第一步骤开始实施，随后实施第二步骤并且随后实施例如其他步骤，其中然而其他顺序也是可能的。
在此，特性参数一般可以理解为传感器元件的一种特性，例如定性的和/或定量的特性。所述特性参数尤其可以涉及特有参数。所述特性参数例如可以选自由欧姆电阻、运行温度、电流——特别是电流特征曲线、电压——特别是电压特征曲线组成的组。
比较值一般可以理解为至少一个值或多个值的集合，其与特性参数可进行比较，使得可以产生至少一个比较结果，例如定性的和/或定量的比较结果，例如“等于”、“大于”、“小于”、“大于等于”、“小于等于”、“偏差不超过一个预给定的值”的类型或类似类型的比较结果。比较值例如可以涉及至少一个单个的值和/或至少一个公差范围和/或至少一个区间和/或至少一个数值表。
传感器元件的至少一部分例如可以涉及完整的传感器元件和/或传感器元件的一部分，例如可以涉及至少一个加热元件和/或至少一个电极。
特征在本发明的范畴内一般可以理解为传感器元件的特性，特别是表征传感器元件和/或传感器元件的类型或传感器元件的一部分的类型的特性。例如可以涉及不可直接测量、例如不可直接通过电测量检测的特性。所述特征例如可以涉及类型名称、特别是传感器类型和/或探测器类型和/或可以涉及传感器元件的至少一部分的运行持续时间。
比较在此例如可以理解为分析，例如能够实现一个或多个以下结论的分析：特性参数与比较值一致或不一致；特性参数大于比较值；特性参数小于比较值；特性参数大于等于比较值；特性参数小于等于比较值；特性参数位于比较值的公差范围内。所述比较尤其可以包括计算方法。
如上所述，根据所述比较给所述传感器元件或所述传感器元件的至少一部分分配至少一个特征。根据所述比较进行分配在此在本发明的范畴内理解为：所述分配取决于所述比较的至少一个结果。例如可以在比较时产生至少一个比较结果，其中根据所述比较结果与待分配的特征之间的相关性进行所述分配，例如根据函数、表格、列表或类似相关性。
所述方法尤其可以用于通过例如机动车中的控制器中、特别是控制设备中的软件功能来识别传感器类型、特别是探测器类型。在所述第一步骤中，可以特别优选地在控制设备中例如通过电检验求得废气传感器的特性参数。在此例如可以实施对于不同温度的加热器电阻和/或加热器的电流消耗和/或加热器的电压消耗和/或加热器的功率消耗和/或参考空气通道的极限电流的确定。极限电流、特别是参考空气通道的极限电流尤其可以理解为受限的最大电流，特别是最大的泵电流，其中尤其可以通过扩散、特别是通过气体微粒的扩散确定限制。在所述第二步骤中，可以将传感器元件、特别是废气传感器的特性参数尤其与在控制器中、特别优选在控制设备中存储的数据、特别是特别优选地不同制造者的已知废气传感器的比较值进行比较，并且通过所述特征例如分配给与所述特征相应的、特别是在控制器中存储的运行模式，其在下文中也称为运行简档。
所述方法尤其可以包括第三步骤，其中在所述第三步骤中可以根据所述至少一个特征选择至少一个运行模式。随后可以在所述运行模式中运行传感器元件。运行模式在本发明的范畴内一般可以理解为一个规程或一组规程，根据其运行传感器元件。所述规程例如可以包括以至少一个电压和/或以至少一个电流加载传感器元件的类型和/或检测传感器元件上或传感器元件中的至少一个测量值的类型，例如检测传感器元件上或传感器元件中的至少一个电压和/或至少一个电流的类型。此外所述规程也可以包括所述类型的加载和/或测量的时间顺序。例如，运行模式也可以包括具有定义的温度和/或例如电压和/或电流的定义的频率的运行。此外，运行模式可以理解为布线和/或用于运行的方法和/或信息输出和/或信息的通信。
如果例如在车间中实施例如传感器元件的更换、特别是探测器更换和/或安装其他传感器元件、特别是其他探测器类型的传感器元件，则可以将控制器、特别是控制设备例如自动地调整和/或转换到对于新的传感器元件所需的运行模式上、特别是正确的运行简档上。控制器、特别是控制设备尤其可以独立地识别已安装了何种传感器类型和/或可以独立地选择适合的运行模式、特别是适合的运行简档。
可以至少部分地由至少一个控制器执行选自由所述第一步骤、所述第二步骤和所述第三步骤组成的组的至少一个步骤。控制器在此一般可以理解为一种装置，其设置用于运行传感器元件，例如用于检测至少一个特性。控制器可以中央地或者分布式地构造并且例如也可以完全地或部分地集成到其他装置中，例如集成到控制设备和/或发动机控制设备中。控制器例如可以通过接口与传感器元件连接。但控制器也可以完全地或部分地集成到传感器元件中。但控制器例如也可以完全地或者部分地集成到其他组件中，例如插头中和/或发动机控制器中。控制器例如可以包括至少一个加载装置，以便以电流和/或以电压加载加热器和/或至少一个电极。加载装置例如可以涉及电压源和/或电流源。此外，控制器必要时可以包括测量装置，例如电压测量装置和/或电流测量装置。此外，控制器可以可选地包括例如分析处理装置、例如数据处理装置。分析处理装置尤其可以构造用于实施第一步骤和/或第二步骤，例如求得特性参数和/或比较所述特性参数与比较值。此外可选地，控制器可以包括至少一个信号发生器。控制器可以此外可选地包括至少一个调节器，例如至少一个锁定调节器。控制器此外优选地包括至少一个微控制器和/或至少一个硬件模块。控制器此外可以构造有相应的软件，所述软件支持和/或调节根据本发明的方法和/或用于例如在一个存储器中保存和/或存储比较值。
基于所述特性参数与所述比较值的比较尤其可以识别故障情况，并且优选地可以在识别到故障的情况下输出至少一个故障消息。故障情况在此可以一般理解为与至少一个预给定的标准、例如标准结果集合不同的一个结果或一组结果。故障情况例如可以涉及以下情况：传感器元件的类型名称是未知的，例如因为所需的数据没有存储在控制器中，和/或可以涉及以下情况：不可以借助控制器运行传感器元件。替代地或附加地，故障情况也可以是或者包括以下情况：在比较中确定传感器元件是有故障的或者具有与标准特性不同的特性，例如当传感器元件老化时。
故障消息一般理解为以下信息：所述信息被传送和/或提供给使用者和/或其他装置，所述信息包含出现故障情况并且优选也涉及哪种类型的故障情况。尤其可以听觉地和/或视觉地和/或触觉地和/或电子地输出所述故障消息。如果没有识别传感器元件的类型、例如探测器类型和/或如果识别到不可以借助存在的硬件来运行传感器元件的类型，则例如可以出现故障情况。在这种情况下例如可以尤其电子地“设定”故障，例如其方式是，将数据存储器中的故障位设定到一个预给定的值上。
如上所述，可以将所述特性参数例如与至少两个、优选与至少三个比较值进行比较。所述比较值尤其可以选自由一个单个的比较值、一个比较区间、一个数值表组成的组。所述比较值尤其可以涉及一个单个的比较值和/或一个具有公差范围的单个的值。所述比较区间尤其可以涉及一个开放的区间和/或一个半开放的区间和/或一个封闭的区间。例如可以涉及单侧无限扩展的区间。所述数值表尤其可以涉及具有至少两个比较值的表。
所述传感器元件尤其可以包括加热元件，其在下文中也称为加热器。例如所述加热元件可以包括至少一个加热电阻。所述加热元件优选可以构造用于将传感器元件的至少一部分调整和/或调节到一个确定温度上。可以例如通过例如由控制器加载电流和/或电压和/或电功率来运行所述加热元件。特性参数在此尤其可以包括加热元件的至少一个特性参数，特别是选自由加热器电阻、加热器电流、加热器电压、加热器功率组成的组的特性参数。
加热器电流尤其可以涉及可以用于加载加热元件的电流。加热器电压尤其可以涉及可以用于加载加热元件的电压。加热器功率尤其可以涉及可以用于加载加热元件的电功率。原则上，加热元件的特性参数也可以涉及其他物理量或化学量，例如涉及待到达的最大温度和/或最小温度。特别优选地，所述特性参数可以包括预给定的加热器电压下的加热器电流。例如可以将所述特性参数与至少两个、优选与至少三个比较值、特别是两个区间和一个单个值进行比较。
替代地或附加地，所述特性参数可以包括例如传感器元件或传感器元件的至少一部分的至少一个极限电流。传感器元件或传感器元件的至少一部分的极限电流一般可以理解为传感器元件或传感器元件的一部分的饱和电流，例如在预给定的条件下检测的电流/电压特征曲线的饱和电流。例如可以在传感器元件的以下单元上检测所述电流/电压特征曲线：所述单元包括至少两个电极和至少一个连接电极的固体电解质。饱和的物理原因例如可以在于至少一种气体组分输送至所述电极中的一个或多个或者至少一种气体组分从所述电极中的一个或多个输送走，其例如可以受扩散过程限制。
例如可以将特性参数与至少三个比较值、特别是与三个区间进行比较，其中可以根据所述比较给传感器元件分配一个特征。特征尤其可以包括至少一个传感器元件类型、特别是探测器类型和/或传感器元件的至少一个状态，例如故障和/或老化。
所述特性参数可以包括传感器元件或传感器元件的至少一部分的至少一个内阻。例如所述内阻可以涉及根据上述定义的至少一个单元的内阻和/或传感器元件的至少一个加热元件的加热器内阻。优选可以将特性参数与两个比较值、特别是两个区间进行比较。例如可以根据所述比较给传感器元件分配一个或多个特征，其中所述特征尤其可以包括至少一个传感器元件类型。
特性参数例如可以包括至少一个内阻、特别是欧姆内阻，其中例如可以将特性参数与至少一个比较值、特别是至少一个数值表进行比较。可以根据所述比较给传感器元件特别优选地分配一个特征。
所述特征例如可以包括传感器元件的老化和/或运行持续时间。根据所述特征可以例如必要时进行传感器元件的更换。例如上述故障信号可以包括关于应进行这样更换的信息。
在本发明的另一方面中，如上所述，提出一种用于检测测量气体室中的气体的至少一个特性的装置。所述装置包括至少一个传感器元件。例如在此可以涉及陶瓷传感器元件，例如具有至少一个层结构的陶瓷传感器元件。特别地，所述传感器元件可以包括至少一个单元，其具有至少两个电极和至少一个连接电极的固体电解质。例如，至少一个电极能够直接地或者通过至少一个气体渗透的、多孔的元件被加载来自测量气体室的气体。此外，传感器元件可以替代地或附加地包括至少一个加热元件和/或至少一个温度传感器。对于传感器元件的可能构型可以例如参考以上描述和/或罗伯特博世有限公司的《SensorenimKraftfahrzeug》（2010年第一版，第98-111页以及第160-165页）。
所述装置还具有至少一个控制器。所述控制器设置用于如上所述地实施根据本发明的用于运行用于检测测量气体室中的气体的至少一个特性的传感器元件的方法。
根据本发明的方法和根据本发明的装置相对于已知的方法和装置可以具有多个优点。例如可以优选地排除通过具有错误的运行简档的运行导致传感器元件、特别是废气传感器的故障运行和损坏。在首次装配中、特别是在制造中例如可以使用根据本发明的方法，以便简化不同传感器类型的可更换性。特别地，例如可以在硬件侧兼容地构造不同的传感器类型，也就是说例如可以在相同的硬件模块上运行不同传感器类型的传感器元件。这例如对于车辆制造商是有利的，因为例如可以节省开销，以便确保：正确的、适合于分别使用的传感器类型、特别是探测器类型的运行简档和/或关于此的信息已存储在控制器、特别是在控制设备中。例如通过根据本发明的方法和/或通过根据本发明的装置能够实现：特别是在生产中从车辆到车辆例如可以分别安装其他的探测器类型，这例如随后在运行中或在维修中不会是不利的。通过新的、特别是数字的和/或可在软件中配置的控制器和/或控制方案（专用集成电路）的开发例如在将来能够也提供用于宽带探测器的硬件兼容的“开放的”接口。
附图说明
本发明的实施例在随后的附图中示出并且在随后的描述中详细阐明。
附图示出：
图1：根据本发明的装置的实施例；
图2：根据本发明的用于运行至少一个传感器元件的方法的实施例。
具体实施方式
在图1中示出根据本发明的装置110的实施例。根据本发明的用于检测测量气体室112中的气体的至少一个特性的装置110包括至少一个传感器元件114。装置110此外还具有至少一个控制器116。控制器116设置用于实施根据本发明的用于运行至少一个传感器元件114的方法，所述至少一个传感器元件用于检测测量气体室112中的气体的至少一个特性。传感器元件114尤其可以构造为λ探测器。传感器元件114例如可以构造为一单元式的或多单元式的传感器元件114。单元118在此例如可以理解为由至少两个电极120和一个固体电解质122组成的布置。固体电解质122尤其可以涉及陶瓷固体电解质122，例如二氧化锆、特别是钇稳定的二氧化锆（YSZ）和/或钪掺杂的二氧化锆（ScSZ）。固体电解质122可以优选是不透气的和/或可以确保离子输送、例如离子氧输送。传感器元件114包括至少一个第一电极124和至少一个第二电极126。第一电极124可以至少部分地、特别是通过扩散阻挡层128与测量气体室112连接。第二电极126可以与另一气体室、特别是参考气体室、例如参考通道130至少部分地连接。参考通道130尤其可以与空气容器、特别是外部空气连接。尤其可以通过气体入口路径132和/或通过扩散阻挡层128以来自测量气体室112的气体加载第一电极124。在第一电极124与第二电极126之间可以测量电压、特别是能斯特电压。基于能斯特电压例如可以推断出气体中、特别是废气中的气体组分的份额。气体组分的份额例如可以涉及气体组分的分压，特别是可以涉及氧分压和/或氧份额。气体组分可以特别优选地涉及氧。原则上气体组分也可以包括至少一种氮氧化物。能斯特电压特别是通常取决于第一电极124与第二电极126之间的气体组分的浓度差。在图1中示出的传感器元件114尤其表示一单元式的传感器元件114。原则上可以使用一单元式的或多单元式的传感器元件114，例如在罗伯特博世有限公司的《SensorenimKraftfahrzeug》（2010年第一版，第160-165页）中描述。第二电极126尤其可以构造为参考电极。第一电极124可以设置在空腔134中，但也可以流体地和/或通过气体连接与空腔134连接。此外，传感器元件114可以包括加热元件136、特别是加热器。加热元件136尤其可以通过电线路138与控制器116连接。控制器116尤其可以构造为控制设备。控制器116可以例如通过接口140与传感器元件114连接。但控制器116也可以完全地或部分地集成到传感器元件114中。但控制器116例如也可以完全地或部分地集成到其他组件中，例如插头中和/或发动机控制器中。控制器116可以例如包括至少一个加载装置，以便以电流和/或电压加载电极120、例如第一电极124和/或第二电极126。加载装置例如可以涉及电压源和/或电流源。加载装置尤其可以包括电线路138。例如加载装置尤其可以包括至加热元件136的电线路138，特别是用于给加热元件136馈给电压和/或电流。控制器116必要时可以包括至少一个测量装置，例如至少一个电压测量装置和/或至少一个电流测量装置。此外，控制器116可以可选地包括例如至少一个分析处理装置、例如至少一个数据处理装置。此外可选地，控制器116可以包括至少一个信号发生器。控制器116可以此外可选地包括至少一个调节器，例如至少一个锁定调节器。此外，控制器116可以包含例如至少一个微控制器和/或至少一个硬件模块和/或至少一个软件和/或一个存储器，特别是数据存储器。
根据本发明的用于运行用于检测测量气体室112中的气体的至少一个特性的传感器元件114的方法包括至少以下步骤：至少一个第一步骤，其中在所述第一步骤中求得至少一个特性参数；至少一个第二步骤，其中在所述第二步骤中将所述特性参数与至少一个比较值进行比较，其中根据所述比较给所述传感器元件114或所述传感器元件114的至少一部分分配至少一个特征。
所述方法尤其可以包括第三步骤，其中在所述第三步骤中可以根据所述特征选择一个运行模式，其中在所述运行模式中运行所述传感器元件114。原则上，所述方法还可以包括一个或多个其他步骤，其中例如也可以多次和/或以不同顺序实施这些步骤。
选自由所述第一步骤、所述第二步骤、所述第三步骤和可选地另一步骤组成的组的至少一个步骤可以至少部分地由至少一个控制器116执行。例如可以基于特性参数与比较值的比较识别故障情况，并且优选地在识别到故障的情况下输出至少一个故障消息。
在第一实施例中，所述特性参数尤其可以选自由加热器电流、加热器电压和加热器功率组成的组。传感器元件114尤其可以包括加热元件136、特别优选地加热器。尤其可以在冷的传感器元件114的情况下、例如在传感器元件114的运行开始时、例如在运行暂停之后和/或在首次运行时接通加热元件136例如1毫秒至1秒、特别是50毫秒至150毫秒、特别优选地大约100毫秒。在此期间和/或在此之后可以测量例如特性参数、特别是加热器电流IH。尤其可以在第一步骤内执行加热器电流的测量。尤其可以连续地检测加热器电流，但例如也可以检测加热器电流的仅仅一个或多个值。尤其可以在此在预给定的加热器电压和/或预给定的温度、特别是电压下运行加热元件136。在第二步骤中，所述比较尤其可以包括特性参数的分析处理。例如可以由加热器电流IH<2.2A得出：尤其可以涉及受控的加热器运行。由特性参数例如同样可以推断出传感器类型。受控的加热器运行例如可以涉及两点式λ探测器、特别是跳跃型探测器的运行。在IH>2.2A时例如可以推断出时钟控制的加热器运行。这例如同样可以推断出两点式λ探测器、特别是跳跃型探测器，其中传感器元件114尤其可以涉及具有特别快的调节准备和/或强大的加热元件136、特别是强大的加热器的跳跃型探测器。但例如也可以涉及宽带λ探测器。当IH=0时可以推断出：例如传感器元件114和/或输出级和/或电缆束故障。特性参数在此例如也可以包括在预给定的加热器电压下的加热器电流，其中将所述特性参数与至少两个、优选与至少三个比较值、特别是两个区间和一个单个的值进行比较。原则上，特性参数也可以包括电流和/或欧姆电阻和/或温度。根据本发明的方法可以在本实施例中尤其导致通过检测加热元件136、特别是加热器的接通电流来识别受控的和/或受调节的加热器运行。
在第二实施例中，特性参数例如可以包括传感器元件114或传感器元件114的至少一部分的至少一个极限电流，例如参考通道130的极限电流和/或扩散阻挡层128的极限电流。为此例如可以在第一步骤中测量特性参数、特别是极限电流、特别优选地参考通道130的极限电流、例如参考空气通道的极限电流（IgRK）。为此可以尤其在加热元件136上施加例如8W的加热功率。此外例如可以在参考电极、例如特别优选地电极120、例如第二电极126的负极与内部泵电极、例如作为尤其电极120、特别优选地第一电极124的正极之间加载、例如施加800毫伏的电压。可以直接检测极限电流，替代地或附加地也可以例如在一个使用时间之后测量极限电流。例如可以连续地、例如作为特性参数曲线或者可以通过一个或多个单个值检测特性参数、特别是极限电流。参考通道130的极限电流IgRK在此可以理解为例如通过气体组分、例如气体微粒、特别是氧的扩散限制的最大电流，特别是泵电流。例如可以通过特别是在两个电极120之间、特别是在第一电极124与第二电极126之间施加电压来测量极限电流。在特别低的电压的情况下，空气组分的份额、特别是氧的份额可以与所施加的电压成正比。在达到参考通道130的极限电流时可以特别是优选地进入饱和。电极120可以特别优选地涉及参考电极和外部泵电极。特别优选地，特性参数可以涉及泵电流和/或极限电流。在第二步骤中尤其可以进行分析处理。在0.1<IgRK<10μA的情况下例如可以推断出宽带λ探测器。特别地可以涉及具有加热元件136的传感器元件114。加热元件136可以在此尤其具有比类似的宽带λ探测器更高的加热功率。在300μA<IgRK<800μA的情况下尤其可以同样涉及宽带λ探测器。在此尤其可以涉及具有加热元件136的宽带λ探测器，其具有与其他宽带λ探测器相比更小的加热功率。在出现参考通道130的尤其不同于上述比较值的极限电流时尤其可以推断出故障的传感器元件114。所述比较值在此尤其可以包括至少三个区间。在所述第二实施例中尤其可以实现具有空气参考的传感器元件114、特别是传感器与具有泵吸参考的传感器元件114、特别是传感器（如在第二种情形中那样）的区分。由此尤其可以推断出传感器类型，特别是作为特征。此外可以例如通过参考通道130的极限电流、特别是参考空气通道的极限电流诊断探测器故障。
在第三实施例中，特性参数例如可以包括传感器元件114或传感器元件114的至少一部分的至少一个内阻、特别是至少一个欧姆内阻，例如能斯特单元142的至少一个内阻。特别是可以通过能斯特单元142的至少一个内阻实现传感器类型的识别。能斯特单元142尤其可以涉及单元118。能斯特单元142尤其可以包括至少两个电极120、特别是第一电极124和第二电极126以及固体电解质122。传感器类型例如可以在能斯特单元142的欧姆电阻RiN方面（特别是对于相同的加热器电压）进行区分。宽带λ探测器可以具有例如能斯特单元142的电阻RiN=300Ω，其中尤其具有不同配置的另一宽带λ探测器、特别是另一种传感器类型可以具有能斯特单元142的电阻RiN=800Ω。在能斯特单元142上、例如在两个电极120之间、特别是在例如第一电极124与第二电极126之间、特别优选地在参考电极与内部泵电极之间施加恒定电压的情况下，例如可以基于不同的电阻产生尤其不同大小的电流，特别是泵电流。由此尤其能斯特单元142的电阻、特别是内阻适合作为特性参数。例如可以优选在车辆静止的情况下在加热元件136上尤其施加恒定的加热功率。由此可以阻止例如探测器、特别是传感器元件114的入流。在此和/或之后、例如在等待时间之后，可以测量能斯特单元142的电阻RiN、特别是内阻。由此尤其可以检测特性参数，在此为内阻。在第二步骤期间尤其可以实施分析处理。如果RiN例如小于阈，则例如可以涉及确定传感器类型的宽带λ探测器。如果RiN大于阈，例如可以特别是涉及其他传感器类型的宽带λ探测器。比较值原则上也可以包括阈、特别是阈值，例如如同在所述实施例中那样。在所述实施例中，特征尤其涉及传感器类型。例如可以通过能斯特单元142的内阻识别传感器类型。这例如可以用于在第三步骤中根据特征、即传感器类型选择运行模式，其中尤其可以在所述运行模式中运行传感器元件114。
在图2中示出了根据本发明的方法的第四实施例。特性参数在此可以包括至少一个内阻、例如至少一个交流电阻、特别是至少一个视在阻抗和/或至少一个无功阻抗和/或至少一个有效阻抗和/或至少一个直流电阻。能斯特单元142的内阻、特别是交流内阻（RiAC）的老化尤其可以导致：在相同的温度下、特别是在相同的陶瓷温度下，内阻随着运行持续时间和/或老化升高。在宽带λ探测器的情况下，内阻在780°陶瓷温度时在新状态中例如为标称300Ω。在优选相同的、尤其恒定的陶瓷温度下例如3000小时的运行之后、特别是发动机持续运转之后，内阻尤其可以直至500Ω。借助根据本发明的装置110和根据本发明的方法可以尤其在控制设备中通过所述特性参数、特别是所述特性确定：是否例如将旧的传感器元件114、特别是旧的探测器更换为新的传感器元件114、特别是新的探测器。必要时可以改变和/或匹配运行模式、特别是运行简档。在第一步骤中例如可以在车辆停止的情况下施加尤其恒定的加热功率。在此可以阻止例如传感器元件114的入流。可以检测特性参数，特别是能斯特单元142的交流内阻RiAC。尤其可以借助宽带λ探测器实施所述实施例。宽带λ探测器尤其可以包括至少两个单元118，优选至少一个能斯特单元142和/或至少一个泵单元。泵单元尤其可以具有至少一个位于外部的电极120，其中能斯特单元142优选可以具有至少一个位于内部的电极120。原则上也可以借助其他传感器元件114实施所述实施例，特别是借助两点式λ探测器、例如跳跃型探测器、例如具有快速调节准备和/或强大的加热元件136的跳跃型探测器。在第二步骤中，尤其可以由一个数值表得出内阻RiAC与使用寿命、特别是传感器元件114的使用寿命的相关性，尤其在加热元件136的加热功率恒定的情况下以及在没有或者具有传感器元件114的入流的情况下。由特性参数、特别是内阻尤其可以推断出传感器元件114、特别是探测器的运行持续时间。
可以优选通过直流内阻RiDC的老化、特别是电极120的老化、特别是位于外部的和内部的电极的老化、例如泵单元和/或能斯特单元142的老化的确定进行老化的更精确的确定。在此例如可以充分利用以下基本原理：尤其可以描述电极退化的RiDC与RiAC相比尤其通常更快地和/或以更大的系数、特别是老化系数A老化。在第一步骤中，在此例如可以施加具有例如4kHz的频率的交流电流。在此通常仅仅测量电极退化。其原因尤其可以是：优选可以由电容器“桥接”尤其描述为电容器和电阻的并联电路的电极/电解质过渡区，因为在交流电流测量时可以不一起测量电阻，特别是电阻的实部。
在图2中尤其相对于以小时（h）单位的运行时间B示出了老化系数A。运行时间在此尤其分为通过I、II、III表示的三个不同阶段表示。最上面的曲线144尤其描述RiDC的老化系数，例如一个或多个位于外部的电极120（特别是泵单元的电极120）的RiDC的老化系数，其中借助于曲线146可以表示RiDC的老化系数，例如一个或多个位于内部的电极120（特别是能斯特单元142的电极120）的RiDC的老化系数。下面的曲线148尤其示出RiAC的老化系数，特别是在4kHz的交流电压和/或交流电流的情况下，用于位于内部的电极120和/或位于外部的电极120。RiDC、特别是至少一个位于外部的电极120的RiDC、特别是泵单元的一个或多个电极120的RiDC尤其比一个或多个位于内部的电极120的RiDC、特别是能斯特单元142的电极120的RiDC老化地更快。高的老化系数尤其可以解释为高的老化。位于外部的电极120和位于内部的电极120的直流内阻之间的区别尤其可以通过有害废气组分的进入引起，因为例如所述进入基本上仅仅受保护层限制而不受扩散阻挡层128限制。RiAC的老化尤其可以在电解质、特别是固体电解质122的内部发生并且因此尤其可以与通过废气组分引起的损坏无关。所述老化尤其可以主要是温度效应并且因此可以例如对于电极120和/或单元118、特别是对于两单元式的传感器元件114的两个单元118几乎相同地完成。原则上，老化可以与新值无关地分别是一个相对于新值的系数，特别是老化系数A。特别地，由这个认识可以实现使用寿命和/或运行持续时间例如关于传感器元件114的粗略划分和/或分配。在图2中示出了例如对于<500小时的使用寿命、例如对于100小时与500小时之间的使用寿命以及例如对于>1000小时的使用寿命的比较值。在阶段I中，一个或多个位于外部的电极120的RiDC、特别是泵单元的RiDC尤其可以是已经老化的。阶段I例如可以在0小时与500小时之间延伸。在阶段II中，一个或多个位于内部的电极120的RiDC、特别是能斯特单元142的RiDC尤其可以是老化的，即在例如500小时至1000小时的运行时间之后。在阶段III中，尤其对于所有电极120、例如对于位于外部的电极120和位于内部的电极120，RiAC尤其可以是严重老化的，例如在超过1000小时的运行时间之后。根据本发明的方法需要——特别是例如作为比较值——用于RiDC老化的经验系数，其例如可以描述由于相应应用的中毒强度。

Claims (16)

1.一种用于运行至少一个传感器元件(114)的方法，所述至少一个传感器元件用于检测测量气体室(112)中的气体的至少一个特性，其中所述方法包括至少以下步骤：
·至少一个第一步骤，其中，在所述第一步骤中求得至少一个特性参数；
·至少一个第二步骤，其中，在所述第二步骤中将所述特性参数与至少一个比较值进行比较，其中，根据所述比较给所述传感器元件
(114)或所述传感器元件(114)的至少一部分分配至少一个特征，
其中，所述特征包括至少一个传感器类型，其中，所述方法包括第三步骤，其中，在所述第三步骤中根据所述特征选择一个运行模式，其中，在所述运行模式中运行所述传感器元件(114)。
2.根据上述权利要求所述的方法，其中，至少部分地由至少一个控制器(116)执行选自由所述第一步骤、所述第二步骤和所述第三步骤组成的组的至少一个步骤。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，基于所述特性参数与所述比较值的比较识别故障情况。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，将所述特性参数与至少两个比较值进行比较。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述比较值选自由一个单个比较值、比较区间和数值表组成的组。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述传感器元件(114)包括加热元件(136)，其中，所述特性参数包括所述加热元件(136)的至少一个特性参数。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述特性参数包括在预给定的加热器电压下的加热器电流，其中，将所述特性参数与至少两个比较值进行比较。
8.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述特性参数包括所述传感器元件(114)或所述传感器元件(114)的至少一部分的至少一个极限电流。
9.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述特性参数包括所述传感器元件(114)或所述传感器元件的至少一部分的至少一个内阻。
10.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述特征包括所述传感器元件(114)的老化和/或运行持续时间。
11.根据权利要求3所述的方法，其中，在识别到故障情况的情况下输出至少一个故障消息。
12.根据权利要求4所述的方法，其中，将所述特性参数与至少三个比较值进行比较。
13.根据权利要求6所述的方法，其中，所述特性参数包括选自由加热器电阻、加热器电流、加热器电压、加热器功率组成的组的特性参数。
14.根据权利要求7所述的方法，其中，将所述特性参数与至少三个比较值进行比较。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，将所述特性参数与两个区间和一个单个值进行比较。
16.一种用于检测测量气体室(112)中的气体的至少一个特性的装置(110)，所述装置包括至少一个传感器元件(114)，其中，所述装置(110)还具有至少一个控制器(116)，其中，所述控制器(116)设置用于实施根据上述权利要求之一所述的方法。
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