CN105229445A - 用于运行颗粒传感器的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于运行用于确定在气流中的颗粒含量的颗粒传感器(20)的方法,其中颗粒传感器(20)在其表面上具有至少两个互相作用到彼此中的叉指型IDE电极(23)以及通过绝缘层(21)从IDE电极(23)分离的加热元件(26),利用该加热元件在再生阶段中加热所述颗粒传感器(20)并且在此能够除去在颗粒传感器上的烟尘负载,并且利用该加热元件在再生阶段期间的诊断阶段中通过将测量电压暂时地施加到IDE电极(23)上来测量电流并且借助于该电流的时间曲线和高度值来执行颗粒传感器(20)的功能检查。在再生阶段期间引入额外的运行阶段,在该运行阶段中在诊断阶段(50)之外,通过暂时地将确定的、与零伏特不同的电压势施加到IDE电极(23)上,针对性地移动离子。

Description

用于运行颗粒传感器的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种用于运行用于确定在气流中的颗粒含量的颗粒传感器的方法,其中颗粒传感器在其表面具有至少两个互相作用到彼此中的叉指型IDE电极以及通过绝缘层从IDE电极分离的加热元件,利用该加热元件在再生阶段中加热所述颗粒传感器并且在此能够除去在颗粒传感器上的烟尘负载,并且利用该加热元件在在再生阶段期间的诊断阶段中通过将测量电压暂时地设置到IDE电极上来测量电流并且借助于该电流的时间曲线和高度值来执行颗粒传感器的功能检查。
本发明还涉及一种装置,尤其是用于运行颗粒传感器和用于执行根据本发明的方法的控制和评定单元。
背景技术
颗粒传感器在当今例如用于监控内燃机的烟尘排放以及用于车载诊断(OnBordDiagnose,OBD),例如用于颗粒过滤器的功能监控。在此已知的是集聚性、电阻性的颗粒传感器,该颗粒传感器评定由于颗粒积聚而导致的叉指型的电极结构的电特性的改变。能够设置两个或多个电极,该电极优选梳状地作用到彼此中。所述电极也能够称为叉指型电极(IDE)。由于在颗粒传感器上积聚的颗粒的数目的提高,电极会被短路,这在随着颗粒积聚的提高而减小的电阻、减小的阻抗中或者在与电阻或者说阻抗互相关联的特征参量例如电压和/或电流的改变中起作用。为了评定,通常确定例如在电极之间的测量电流的阈值并且将在达到阈值之前的时间作为用于所积聚的颗粒量的尺度而使用。作为替代方案,也能够在颗粒积聚期间评定信号改变速度。如果颗粒传感器完全地加载,则所积聚的颗粒在再生阶段中借助于在颗粒传感器中集成的加热元件而燃烧。
在DE10133384Al中描述了这样的电阻性的颗粒传感器。颗粒传感器包括两个作用到彼此中的、梳状的电极,该电极部分地由捕获套筒（Fanghülse）遮盖。如果颗粒从气流中积聚在颗粒传感器上,则这导致颗粒传感器的阻抗的能够评定的改变,从中能够推断出所积聚的颗粒的量和因此推断出在废气中一同导引的颗粒的量。
在电阻性的颗粒传感器中,叉指型电极(IDE)的自诊断基于在提高温度情况下的电流测量。通过评定在电极之下的绝缘层中的钠离子,在此给出了一定的、能够测量的电导。因此,在传感器再生期间执行这种诊断,此处总归会进行主动的加热并且达到>750°C的温度。负的IDE电极(IDE-)按照现有技术在该阶段中处于接地中,并且正的IDE电极(IDE+)除了较短的诊断阶段以外同样接地RR,因此正的加热元件连接以及加热元件的部分在运行中始终具有对此的正的电势。
因为所述再生(在再生中烟尘颗粒会燃烧)典型地在几秒钟至几分钟上持续,则带有正电荷的微粒、正如尤其是Na+离子对这种更长的时间而言获得了从传感器的内部(加热元件位于该处)向着表面(IDE电极位于该处)的驱动力。由于在该阶段期间的较高的传感器温度,则Na+离子具有较大的可移动性并且向上朝着颗粒传感器的表面游移。此外,Na+离子在表面上以及在靠近表面的层中获得了在以下阶段期间的向着负的IDE电极(IDE-)的驱动力,在该阶段中正电势在正的IDE电极(IDE+)上加载并且传感器温度还较高。在自诊断期间甚至以及在测量阶段的开始时便是这种情况,其中在这里传感器温度小于在再生期间的传感器温度。
在表面上,在此在负的IDE电极(IDE-)的周围,能够最终导致Na+离子的聚集。废气冷凝物或者说在马达启动中在露点结束(Taupunktend,TPE)前冲洗传感器的或在废气设备的冷却情况下在电极上凝结的水,尤其在冷启动中将离子或从中产生的钠化合物清洗出去。通过后续的在传感器运行中的温度升高可以导致蒸发,这最终导致仅在受限的范围中存在的Na+离子的损失。因为以原理为条件,这种传感器再生和自诊断是周期进行的并且由此常常出现,则可以期待相应的老化,该老化可能能够导致在被设置的寿命内的电极的被规则地规定的自诊断可行方案的失效。由此不能够阻碍Na+离子向着电极、在此尤其是向着负的IDE电极(IDE-)的游移,并且最终不能够阻碍在寿命上的Na+离子的损失。相反也可能的是,Na+离子在带有废气设备的系统(在该系统中产生富含Na+的废气冷凝物)的情况中进入传感器元件中并且在该处富聚。Na+离子以不断增大的量进行妨碍RR。在不利的情况中,这能够导致并联的出现并且因此导致传感器故障。其它的离子、例如K+离子能够同样导致相同的效果并且相应地被处理。
在下文的传感器再生中,传感器自诊断不再基于Na+离子传导而是基于电子方面的电导。通过在传感器制造中在IDE电极之下的绝缘层被以铁供应而获得这种电导并且这种电导能够在运行中在可比的温度中测量。但是在该情况中,离子被包含在这些层中并且能够产生干扰,尤其是当额外地如上所述那样从外部进行额外的离子输入时。
在DE102009028239A1中说明了用于诊断带有基质、两个叉指型电极和加热元件的集聚性的颗粒传感器的方法和装置。所述诊断在较高的温度中通过在电极之间的电流测量而进行,其中实现了通过布置在电极之下的半导电的层的电流流动。电荷输送自身通过可移动的离子、尤其通过钠离子而进行,所述离子通过污物在制造工艺中或通过针对性的供应而进入基质中并且形成了半导电的层。该诊断在一个实施方案中利用交流电压而进行,这避免了极化。在直流电压的使用中,可知由于极化效应所导致的电导的减小。为再生设置了后续的温度处理,通过该温度处理再次获得离子的均匀的分布。此外提出的是,在大约-10VDV电压中施加1到1000ms的再充电脉冲,以便获得主动的再生。所描述的方法在此涉及诊断阶段。
发明内容
由此本发明的任务是,在以下阶段(其中颗粒传感器不位于测量模式,但是具有提高的温度)期间,即尤其是在传感器再生期间,引入新的运行方式或者说阶段,以便针对性地移动Na+离子,以便阻碍该离子的损失或在在IDE电极的较近的周围的传感器元件中的Na+离子的过量供应的情况中将Na+离子针对性地移动离开,优选地持续地深入移动到本体（Bulk）中或者针对性地朝着电极移动到表面上。
此外本发明的任务在于,提供用于执行所述方法的相应的装置、尤其是控制和评定单元。
涉及所述方法的任务通过以下方式解决,即在再生阶段期间引入额外的运行阶段,在该运行阶段中在诊断阶段之外,通过暂时地将确定的、与零伏特不同的电压势施加到IDE电极上而针对性地移动离子。借助于所介绍的方法能够针对性地将阳离子、尤其是Na+离子进行移动,以便在运行期间阻碍在寿命上由于侵蚀过程所导致的该Na+离子的损失或者在Na+离子例如通过废气冷凝物而被提高地输入到元件中的情况中针对性地将所述Na+离子移动到所述Na+离子不进行干扰的区域中。由此能够延长颗粒传感器的寿命。此外,能够至少暂时地、作为诊断阶段的预备,在IDE电极的靠近表面的区域中创造出离子聚集,从而能够无干扰地执行颗粒传感器的自诊断。此外,能够在电极之下的区域中离子的过量供应的情况中,阻碍不受期望的较高的离子的导电性和由此阻碍传感器功能故障。
如果正如这在优选的方法变型中所设置的那样,对确定的、能够预先规定的时间而言,在时间上在诊断阶段之前的再极化阶段期间,将正的电压势施加到负的IDE电极上,其中正的IDE电极位于接地电势上,则能够达到的是,通过这种电极极性转换,将Na+离子(该Na+离子以原理为条件在自诊断期间向着负的电极运行或者说到目前为止在该处聚集)再次向着之前为正的电极移动。如果这在快要到诊断阶段之前进行以用来避免极化效应(否则该极化效应能够负面地影响自诊断),则这就是有利的。在再极化阶段的长度上,能够针对性地设定Na+离子的分布。
但是为了不显著地延长颗粒传感器的总循环时间,则应仅预先设定最大1s的短时间的再极化阶段。由于电极叉指的较小的间距,则该持续时间通常是足够的。因为反向极化(Rückpolarisation)和极化在诊断阶段期间在理想的情况下应被补偿,则有利的是,为再极化阶段选择持续时间,该持续时间最大对应了诊断阶段的持续时间。
在另一个优选的方法变型中设置的是,在诊断阶段和再极化阶段之外在再生阶段期间的其它运行阶段中,IDE电极的电势与加热元件电压(典型地该电压位于+8和+13V之间)相比等高地或更高地设定。这些其它的运行阶段能够作为对再极化阶段的替代方案或者在与该再极化阶段的组合中进行使用。由此,离子、尤其是在IDE电极和加热元件之间的层区域(该层区域对诊断目的而言是重要的)中的能够轻松移动的Na+离子获得在反方向上的驱动力并且能够相对于现有技术利用这种措施向回运行到颗粒传感器的本体中。在电压的高度值和持续时间方面,能够设定离子的进入深度或者说在本体中的分布。
在此能够设置的是,在该运行阶段期间,负的IDE电极能够在浮动的电压势和比正的加热元件电压更高的电压势之间转换,并且在该持续时间期间利用相对于正的加热元件电压等高的或更高的电压势来运行正的IDE电极。由此,老化特性,正如开文所描述的那样,通过在IDE电极的区域中的传感器表面上的Na+离子的因而可能的浓度的减小而被正面地影响。此外没有对在诊断阶段期间的自诊断的结果上的负面的效果。由此能够甚至达到在用于诊断阶段的最佳的离子浓度比例方面的预调整。
作为有利方案证实了,在正的IDE电极上的电压势计为+8到+13伏特(这对应典型的加热元件电压),或者大于+40V,典型地+45.6V。
一个优选的方法变型设置的是,在整个再生阶段期间或暂时地,除了诊断阶段和再极化阶段以外施加了在IDE电极上的电压势。在所设定的电势关系的持续时间上,能够针对性地设定在颗粒传感器的本体中的分布。因为自由燃烧阶段典型地持续几秒钟至几分钟,则在颗粒传感器的再生阶段期间能够较长地使用这些运行阶段。
在一个运行变型中能够设置的是,在颗粒传感器的再生阶段内的额外的运行阶段在施加在IDE电极上的电压势和持续时间方面固定地被预先设定或者依据IDE电极的当前的状态被适配。因为在诊断阶段期间的诊断电流基于电荷载体(该电荷载体在较高的温度中具有较好的可移动性),正如这尤其对Na+离子而言是这种情况,则能够例如依据由于IDE电势的针对性的改变而导致的其当前的高度值或其在寿命方面的改变而将这种诊断电流降低、提高或保持恒定。尤其能够利用这种适配来反作用地控制在寿命上下降的诊断电流,或者在离子的过量提供的情况下阻碍传感器功能故障。
所述方法以及其变型的优选的使用方案,正如之前所描述的那样,设置了在颗粒传感器的车载诊断的范围中的颗粒传感器的运行,该颗粒传感器被布置在设计为柴油马达或汽油马达的内燃机的排气系中以用于颗粒过滤器的车载诊断或者被用于测量烟尘的原始排放。在这种使用方案中,尤其可以对被布置在柴油内燃机的排气系中的烟尘颗粒过滤器(DPF)的颗粒负荷进行精确的和能够再现的诊断。一方面,能够反作用于颗粒传感器由于Na+离子的侵蚀所导致的迅速的老化。另一方面,能够获得用于颗粒传感器的自诊断的最佳的浓度条件。在诊断电流测量中的老化效应能够由此被补偿或者说减少。这样的运行阶段也能够在燃烧设备中进行使用,其中利用颗粒传感器必须监控烟尘浓度或者说烟尘负载并且为颗粒传感器的功能控制设置了功能优异性的自诊断。
涉及装置的任务通过以下方式来解决,即控制和评定单元具有机构,例如IDE供应单元、IDE测量单元、加热元件供应单元和温度供应单元,以用来执行按照之前所描述的方法和其所列举的方法变型的方法。通常,按照现有技术,这些机构已经在控制和评定单元中存在。在此有利的是,为了执行所述方法,不必进行在颗粒传感器或在控制和评定单元上的硬件改变。这种额外的功能能够唯独通过软件补充来实现。在此,控制和评定单元能够设计为上级的马达控制器的独立的单元或集成的组成部分。
附图说明
下文依据在附图中所展示的实施例具体阐释本发明。附图中:
图1在示意性展示中展示了技术方案,在该技术方案中能够使用所述方法,
图2示意性展示了在爆炸视图中的颗粒传感器,
图3展示了控制和评定单元,在其上连接有颗粒传感器,并且
图4到9展示了用于颗粒传感器的不同的运行模式的流程图。
具体实施方式
图1示意性地示出了技术方案,在该技术方案中能够使用根据本发明的方法。能够实施为柴油马达的内燃机10获得通过空气供入端11供入的燃气。在这种情况中,借助于在空气供入端11中的气量测量器12确定燃气的气量。能够在在内燃机10的废气中存在的颗粒的积聚可能性的修正的情况下使用气量。内燃机10的废气通过排气系17导出,废气清洁设备16布置在该排气系中。这种废气清洁设备16能够实施为柴油颗粒过滤器。此外,在排气系17中布置了实施为λ探测器的废气探测器15和颗粒传感器20,它们的信号提供给马达控制器14或专门的控制和评定单元30(SensorControlUnit传感器控制单元SCU),该控制和评定单元能够是马达控制器14的组成部分或实施为独立的单元。此外马达控制器14与气量测量仪12相连并且基于向其提供的数据来确定燃料量,该燃料量通过燃料定量部13提供给内燃机10。
在此,颗粒传感器20也能够在废气的流动方向上布置在废气清洁设备16之后,这带来了在该部位处的废气流动的均匀性的优点,并且尤其在车载诊断的范围中使用的情况下是这种情况。利用所示出的装置,可以观察内燃机10的颗粒排放以及预测构造为柴油颗粒过滤器(DPF)的废气清洁设备16的负载。
图2在示意图中示出了在爆炸图中的相应于现有技术的颗粒传感器20。
在例如由铝氧化物制成的绝缘载体层21上放置了以第一电极和第二电极为形式的IDE测量结构22。
所述电极以两个叉指型的、作用到彼此中的梳状电极的形式进行实施并且描述为IDE电极23。在IDE电极23的端面的端部上设置了IDE接头24(IDE+和IDE-),IDE电极23通过所述IDE接头为了电压供应以及为了执行测量而与控制和评定单元30(在图2中未示出)相连。额外地,在所示出的例子中,在绝缘载体层21之间集成了加热元件26,该加热元件通过额外的加热元件接头25(H+,OV)与控制和评定单元30相连。
为了测量温度能够额外在颗粒传感器20的层结构中设置温度传感器27,其中额外地将温度传感器接头28(TM)从颗粒传感器20中引出。能够例如将由铂制成的电阻结构作为温度传感器27使用。作为替代方案,也能够将加热元件26的结构的至少一部分作为温度传感器27使用。为了在不同的运行方式内定向离子游移,则还在图2中示意展示了坐标系统。
如果在导引烟尘颗粒29的气流中、例如在柴油马达的废气通道中或在燃烧设备中运行这样的颗粒传感器20,则烟尘颗粒29从气流中积聚在颗粒传感器20上。这些烟尘颗粒拥有一定的电导。在此,烟尘颗粒29在颗粒传感器20上的积聚率除了与在废气中的颗粒浓度之外此外也与施加在IDE电极23上的电压有关。通过所施加的电压产生了电场,该电场对电加载的烟尘颗粒29施加相应的吸引。通过施加在IDE电极23上的电压的合适的选择由此能够影响烟尘颗粒29的积聚率。
在实施例中,使用保护层来涂覆IDE电极23和最为上部的绝缘载体层21(IDE电极23位于该绝缘载体层上)。这种任选的保护层在颗粒传感器20的在大多情况下起支配性的较高的工作温度中保护IDE电极23免于侵蚀。该保护层在当前的实施例中由带有较小电导的材料制成,但是也能够由绝缘物制造。
在该保护层上,烟尘颗粒29从气流中以层的形式进行积聚。通过较小电导的保护层,烟尘颗粒29形成了在IDE电极23之间的导电的路径,从而依据所积聚的烟尘颗粒29的量得到了在IDE电极23之间的电阻改变。能够例如测量这种电阻改变,办法是:将恒定的电压施加到IDE电极23的IDE接头24上并且电流的改变通过所积聚的烟尘颗粒29来确定。如果保护层绝缘地构建,则所积聚的烟尘颗粒29导致颗粒传感器20的阻抗的改变,这能够通过相应的测量、尤其利用交流电压来评定。
如果颗粒传感器20如此程度地用由烟尘颗粒29形成的层来占据,使得额外地所积聚的烟尘颗粒29不导致颗粒传感器20的电阻或者说阻抗的额外的改变,则颗粒传感器20在再生阶段内再生。另外,借助于加热元件26如此程度地加热颗粒传感器20,使得所施加的烟尘颗粒29燃烧。在再生之后的第一阶段中,当仅有较少的烟尘颗粒29施加到颗粒传感器20上时,则有效的电阻测量或阻抗测量就是不可能的。只有在足够长的时间之后,如此多的烟尘颗粒29才再次施加在颗粒传感器20上,使得可以通过烟尘颗粒29构造出在IDE电极23之间的封闭的电流路径并且可以进行测量。已知的评定方法确定了在再生之后直到达到测量信号的预先设定的阈值、例如预先设定的电流值的时间,以便求取出在气流中的关于颗粒浓度的论断。替代的方法使用在达到最小信号之后的信号改变速度，以用于确定颗粒浓度。
在图3中在框图中示意性展示了控制和评定单元30与颗粒传感器20的配合作用。
控制和评定单元30(SCU)具有作为主要的功能框的电压监控单元31、CAN总线界面32、IDE供应单元33、IDE测量单元34、加热元件供应单元35以及温度测量单元36,并且借助于供应电压37Ubatt和接地端38用电流供应。
在颗粒传感器20中示意展示了IDE测量结构22、加热元件26和温度传感器27,其中IDE测量结构22利用其叉指型电极通过IDE接头24与IDE供应单元31相连,以及IDE测量单元34和加热元件26通过加热元件接头25与加热元件供应单元35相连。温度传感器27通过温度传感器接头28与温度测量单元36相连,其中加热元件26和温度传感器27分享共同的测量接头。
IDE供应单元33具有IDE电压源33.1(利用该IDE电压源能够为IDE电极23设定电势)以及分压器33.2(该IDE电极23的电势能够通过该分压器借助于模拟数字转换器33.3来测量、数字化并且提供给这里未展示的μ控制器)。IDE测量单元34具有输入电阻34.1,IDE测量结构22的另外的IDE电极23的电势能够借助于另一个模拟数字转换器34.2来测量、数字化以及提供给其它的μ控制器以用于另外的处理。
加热元件供应单元35具有开关35.1,加热元件26能够利用该开关进行开关。开关35.1额外地拥有ADC信号输出端35.2,加热元件状态43(见图4到9)通过该ADC信号输出端能够借助于另一个模拟数字转换器来获取。额外设置的是,加热元件电压UH通过另一个分压器35.3来测量并且测量值通过μC-信号输出端35.4提供给μ控制器以用于评定。
温度测量单元36具有恒定的电压供应(例如+5V)。测量电阻36.1连同颗粒传感器20的温度传感器27形成了与温度有关的分压器,其中在这些电阻之间的电压势提供给另一个模拟数字转换器36.2,以用于在μ控制器中数字化和进一步处理。
图4到9在不同的流程图40中示出了用于颗粒传感器20的典型的再生循环的、基于时间42的、颗粒传感器20的温度41的走势。此外,在图4到9的用于不同时间段的表格区域中相应地示出了:加热元件状态43,即是否颗粒传感器20的加热元件26接通或断开;加热元件电压44;以及在IDE电极23之间以及相应的电极电势IDE+和IDE-46、47之间的IDE电压差45,其中在在加热阶段48、主烟尘燃烧阶段49、诊断阶段50和全新引入的再极化阶段51和冷却阶段52之间的时间段方面是不同的。
图4在流程图40中按照现有技术示出了温度走势以及不同的电势。在此,例如对在乘用车（PKW）中的使用而言得到了在再生期间直到真正的烟尘集聚阶段开始时的、在IDE电极23上以及在加热元件26上的电势,正如在图4中所展示的那样。明显的是,加热元件电势、加热元件电压44(典型12V)除了非常短的阶段以外始终比两个电极电势IDE+、IDE-46、47更高,所述电极电势在诊断阶段之内能够具有在IDE+电极上的+8.4V的典型值。此外明显的是,存在较长的阶段,其带有用于将Na+离子向着表面驱动的驱动力,以及存在较短的阶段,其带有在诊断阶段50期间的向着负电极的驱动力,上述两种阶段循环地重复。
利用根据本发明的方法,借助于在控制和评定单元30(SCU)内的额外的软件模块引入颗粒传感器20的其它的运行阶段,而不必适配既存的硬件,正如在图3中所示意展示的那样。
一种运行方式在额外引入的再极化阶段51内实现了IDE电极23中的电势反转,正如这在图5中的流程图40中所展示的那样,从而在IDE电极23之间对再极化阶段51的时间段t1而言得到了典型-8.4V的电压差。负的IDE电压差意味着,负的电极在此期间位于8.4V上并且正的电极位于0V上。在诊断之前,即在时段t2期间,能够优选地引入带有在两个电极上的零伏特的电压的阶段,正如在图5中所示出的那样。因为在再生阶段中需要较高的加热能力,则PWM占空比很高。加热元件电压主要位于12V。在这里忽略了很短的关闭阶段(Ausphase)。
由于反向脉冲(Umkehrpuls),现在Na+离子通过颗粒传感器20的IDE测量结构22的整个区域针对性地向着正的IDE电极23(IDE+)移动。这尤其在在表面上以及在靠近表面的层中的负的IDE电极23(IDE-)和正的IDE电极23(IDE+)的电极指之间的绝缘层中是有效的。理论上能够自由地选择持续时间。但是为了不显著地延长颗粒传感器20的总循环时间,则应使用带有<1s的持续时间的短时的反向脉冲。由于电极叉指的较小的间距,则该时间是足够的。通过在自诊断期间的极性转换和极化,反向极化应得到补偿。因此,反向脉冲优选地具有与自诊断的持续时间相同的持续时间。在此,在这里也存在的可行方案是,正如从DE102009028239A1中已知的那样,在自诊断(诊断阶段50)期间进行短时的极性转换,由此能够避免在电流测量期间的极化效应和因此避免测量错误。
根据本发明,其它的运行阶段能够通过可变的电极电势IDE+或者说IDE-46、47按照在图6到9中所展示的例子而引入,由此能够在再生阶段期间产生在颗粒传感器20中的全新的或者说不同的电势比例。
在此,正的加热元件电势相比于电极电势IDE+46是相同高的或者更低,从而用于阳离子的驱动力,也就是说基本上Na+离子在所期望的方向上按照图2从表面返回进入颗粒传感器20的本体中(在-y方向上),或者阳离子没有获得驱动力并因此停滞在任意的部位上。因为再生阶段典型地在30和90s之间持续,则由此提供了用于所述运行方式和其变型的相对较长的时段。在此,也能够将在图5中描述的再极化在该时间期间集成在再极化阶段51内。
离子能够在该阶段期间针对性地要么保持在其位置上,要么从表面向回运行到本体中以及有可能也从所述本体运行到表面上。这一点能够利用固定地预先设定的轮廓来实现,或者能够正如所述方法的一个变型方案设置这一点那样,也依据在电极的区域中的当前的状态、例如依据当前的诊断电流来执行。最后,由此能够设定在电极的区域中以及靠近表面的层中的钠离子的额定浓度或者说额定范围。这一点能够在时间上可变,从而优选地仅对在自诊断期间的时间而言,靠近表面地为了呈现出必需的电导而存在足够的浓度,并且此外离子向回移动到本体中。在离子过高输入的情况中(可以通过诊断电流测量),所述离子能够更深地运行到本体中并且在该处保持。图6、7和8示出了相应的例子,其中在再生阶段期间,在这里在加热阶段48和主烟尘燃烧阶段49期间,预先设定不同的电极电势IDE+或者说IDE-46、47,其中同样在冷却阶段52中在将加热元件26关闭到0V之后,在轮廓中能够预先规定不同的电极电势IDE+或者说IDE-46、47。在此,所设置的时间段t0到t4典型地比30s更短,也就是说,时间刻度在这里是非线性或者说按比例展示的。在此,加热元件电压44能够对乘用车而言典型地位于12V处并且对商用车(NKW)而言位于8V处。
图9利用在时间上适配的轮廓示出了尤其有利的方法变型。在加热阶段48期间,利用所选择的电势设定首先将Na+离子运行到颗粒传感器的本体中。这通过施加很高的、大约45.6V的电极电势IDE+46来进行,其中电极电势IDE-47是自由浮动的。在紧接的烟尘燃烧阶段49期间,在两个电极上施加了8V(NKW)或者说12V(PKW)的电压。由此能够实现的是,在本体中保持Na+离子。通过紧接着将两个电极电势转换到0V能够实现的是,Na+离子短时地能够向着表面的方向移动。通过之后紧随的再极化阶段51,充足的Na+离子靠近表面地集聚,使得在诊断阶段50期间电流能够无错误地被测量。在再生阶段结束之后(加热元件关闭),正如在再生阶段开始时在加热阶段48内那样施加大约45.6V的较高的电极电势IDE+46,其中电极电势IDE-47自由地浮动。由此将Na+离子运行到颗粒传感器的本体中,从而能够阻碍侵蚀,正如开文提到的那样,和因此阻碍过量的传感器老化。
除了在图6到9中的四个所展示的例子以外,能够考虑其它的可行方案,例如带有在IDE+电极（该电极带有在此期间的0V电势）上的典型8到13V或45.6V的一个或多个脉冲的交替的运行,其中脉冲长度也能够依据所测量的诊断电流来设定。此外也能够在时间段t0到t4期间,将不同于零伏特的电压势正如所述那样为在再生期间的其它的阶段暂时地或者持续地施加在IDE电极上。之前所描述的按照图5和图6到9的运行方式能够单个地或组合地使用。

Claims (10)

1.一种用于运行用于确定在气流中的颗粒含量的颗粒传感器(20)的方法,其中颗粒传感器(20)在其表面上具有至少两个互相作用到彼此中的叉指型IDE电极(23)以及通过绝缘层与IDE电极(23)分离的加热元件(26),利用该加热元件在再生阶段中加热所述颗粒传感器(20)并且在此能够除去在颗粒传感器(20)上的烟尘负载,并且利用该加热元件在在再生阶段期间的诊断阶段(50)中通过将测量电压暂时地施加到IDE电极(23)上来测量电流并且借助于该电流的时间曲线和高度值来执行颗粒传感器(20)的功能检查,其特征在于,在再生阶段期间引入额外的运行阶段,在该运行阶段中在诊断阶段(50)之外,通过暂时地将确定的、与零伏特不同的电压势施加到IDE电极(23)上,针对性地移动离子。
2.按照权利要求1所述的方法,其特征在于,对确定的、能够预先规定的时间而言,在时间上在诊断阶段(50)之前的再极化阶段(51)期间,将正的电压势施加到负的IDE电极(23)上,其中正的IDE电极(23)位于接地电势上。
3.按照权利要求1或2所述的方法,其特征在于,为再极化阶段(51)选择持续时间,该持续时间最大相当于诊断阶段(50)的持续时间。
4.按照权利要求1到3中至少任一项所述的方法,其特征在于,在诊断阶段(50)和再极化阶段(51)之外在再生阶段期间的其它运行阶段中,IDE电极(23)的电势与加热元件(26)上的加热元件电压(44)相比等高地或更高地设定。
5.按照权利要求4所述的方法,其特征在于,在该运行阶段期间,负的IDE电极(23)能够在浮动的电压势和比正的加热元件电压(44)更高的电压势之间转换,并且在该持续时间期间利用相对于正的加热元件电压(44)等高的或更高的电压势来运行正的IDE电极(23)。
6.按照权利要求4或5所述的方法,其特征在于,在正的IDE电极(23)上的电压势计为8到13伏特之间或者大于40V。
7.按照前述权利要求4到6中任一项所述的方法,其特征在于,除了诊断阶段(50)和再极化阶段(51)以外,在整个再生阶段期间或暂时地在IDE电极(23)上施加电压势。
8.按照前述权利要求1到7中任一项所述的方法,其特征在于,在颗粒传感器(20)的再生阶段内的额外的运行阶段在施加在IDE电极(23)上的电压势和持续时间方面被固定地预先设定或者依据IDE电极(23)的当前的状态被适配。
9.一种在颗粒传感器(20)的车载诊断的范围内的按前述权利要求中任一项所述的方法的使用方案,该颗粒传感器布置在设计为柴油马达或汽油马达的内燃机(1)的排气系(17)中以用于颗粒过滤器的车载诊断，或者用于测量烟尘的原始排放。
10.一种用于运行用于确定在气流中的颗粒含量的颗粒传感器(20)的装置,其中颗粒传感器(20)在其表面上具有至少两个互相作用到彼此中的叉指型IDE电极(23)以及通过绝缘层与IDE电极(23)分离的加热元件(26),利用该加热元件借助于控制和评定单元(30)在再生阶段中能够加热所述颗粒传感器(20)并且在此能够除去在颗粒传感器(20)上的烟尘负载,并且利用该加热元件在在再生阶段期间的诊断阶段(50)中通过将测量电压暂时地施加到IDE电极(23)上能够测量电流并且借助于该电流的时间曲线和高度值能够执行颗粒传感器(20)的功能检查,其特征在于,控制和评定单元(30)具有机构,例如IDE供应单元(33)、IDE测量单元(34)、加热元件供应单元(35)和温度测量单元(36),以用于执行按照权利要求1到9中任一项所述的方法。
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