DE102008044310A1

DE102008044310A1 - Exhaust gas mixture composition detecting method for e.g. diesel engine of motor vehicle, involves detecting composition of gas mixture based on temperature dependency of pump flow

Info

Publication number: DE102008044310A1
Application number: DE200810044310
Authority: DE
Inventors: Dirk Rady; Lothar Diehl; Helge Schichlein
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2008-12-03
Filing date: 2008-12-03
Publication date: 2010-06-10

Abstract

The method involves providing a gas sensor i.e. broadband lambda sensor, with a heating element. A nominal temperature of the heating element is modulated during operation of the gas sensor with respect to internal resistance of the heating element. Composition of the gas mixture is detected based on temperature dependency of the pump flow resulted during modulation of reference temperature of the heating element. The detected composition of the gas mixture is considered during evaluating signals of the gas sensor for determining a variable i.e. air coefficient, characterizing the gas mixture. Independent claims are also included for the following: (1) a method for determining static pressure dependency of a gas sensor (2) a computer program with a set of instructions for performing a method for detecting a composition of a gas mixture (3) a computer program product with a set of instructions for performing the method for detecting the composition of the gas mixture.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung der Zusammensetzung eines Gasgemisches mittels einer Gassonde, insbesondere einer Breitband-Lambdasonde. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Bestimmung der statischen Druckabhängigkeit einer Gassonde. Weitere Gegenstände der vorliegenden Erfindung sind ein Computerprogramm und ein Computerprogrammprodukt, die zur Durchführung der Verfahren geeignet sind.The The present invention relates to a method for detecting the composition a gas mixture by means of a gas probe, in particular a broadband lambda probe. Furthermore, the invention relates to a method for determining the static pressure dependence of a gas probe. Other items The present invention is a computer program and a computer program product. which are suitable for carrying out the method.

Stand der TechnikState of the art

Elektrochemische Gassensoren in Form von Lambdasensoren werden in großer Zahl in Abgassystemen von Verbrennungsmotoren in Kraftfahrzeugen eingesetzt, um für die Motorsteuerung Signale über die Abgaszusammensetzung bereitstellen zu können. Auf diese Weise können Motoren so betrieben werden, dass die Abgase eine optimale Zusammensetzung für die Nachbehandlung mit im Abgassystem heute üblicherweise vorhandenen Katalysatoren aufweisen.electrochemical Gas sensors in the form of lambda sensors become large Number in exhaust systems of internal combustion engines in motor vehicles used to signal over for motor control be able to provide the exhaust gas composition. To this Way engines can be operated so that the exhaust gases an optimal composition for post-treatment with in the exhaust system today usually existing catalysts exhibit.

Im Stand der Technik sind unterschiedliche Lambdasonden bekannt, die zur Bestimmung der Luftzahl (Lambda) als Maß für das Verhältnis von Luft zu Kraftstoff im Abgas verwendet werden. Hierbei findet ein Vergleich des Restsauerstoffgehalts im Abgas mit dem Luftsauerstoffgehalt statt. Neben sogenannten Sprungsonden, die im Bereich von Lambda = 1, also bei einem stöchiometrischen Verhältnis von Luft zu Kraftstoff, arbeiten, kommen für Dieselmotoren und Ottomotoren, die auch außerhalb des Lambda = 1-Bereichs betrieben werden, sogenannte Breitband-Lambdasonden zum Einsatz. Diese bestehen im Wesentlichen aus einer Kombination einer herkömmlichen, als galvanische Zelle wirkenden Konzentrationssonde (Nernst-Sonde) sowie einer Grenzstrom- oder Pumpzelle. Die Sonde weist einen Messgasraum auf, der über einen Diffusions kanal mit dem Abgas in Verbindung steht. Daneben wird die Gaszusammensetzung im Messgas über einen Pumpstrom beeinflusst, der durch Anlegen einer Spannung an die Pumpzelle den Transport von Sauerstoff polaritätsabhängig in den Messgasraum hinein oder aus diesem heraus bewirkt. Der Pumpstrom wird dabei so eingestellt, dass der durch den elektrischen Strom der Pumpzelle hervorgerufene Sauerstoffstrom den Sauerstoffstrom durch den Diffusionskanal genau ausgleicht, so dass das Gas im Messgasraum auf Lambda = 1 eingestellt wird. Bei Luftüberschuss im Abgas, im sogenannten Magerbereich, wird Sauerstoff abgepumpt, wohingegen bei geringem Restsauerstoffgehalt des Abgases, im sogenannten fetten Bereich, durch Umkehrung der Pumpspannung Sauerstoff zugeführt wird. Die Messung der Konzentration im Messgasraum erfolgt anhand der Bestimmung der Nernstspannung zwischen einer Nernst-Elektrode im Messgasraum und einer sauerstoffbespülten Referenzelektrode. Um eine derartige Sonde auf Betriebstemperatur zu bringen, ist in der Regel wenigstens ein Heizelement vorgesehen, das in dem das Sensorelement bildenden Festelektrolyten eingebettet ist.in the State of the art, different lambda probes are known, the for determining the air ratio (lambda) as a measure of the ratio of air to fuel used in the exhaust gas become. Here, a comparison of the residual oxygen content in Exhaust gas with the atmospheric oxygen content instead. In addition to so-called jump probes, in the range of lambda = 1, ie at a stoichiometric Ratio of air to fuel, work, come for Diesel engines and gasoline engines, which are also outside the Lambda = 1 range are operated, so-called broadband lambda probes for use. These consist essentially of a combination a conventional concentration probe acting as a galvanic cell (Nernst probe) and a limiting current or pumping cell. The probe has a sample gas space, the channel via a diffusion communicates with the exhaust gas. Next to it is the gas composition influenced in the sample gas via a pumping current through Applying a voltage to the pump cell the transport of oxygen polarity dependent in the sample gas chamber into or out of this causes. The pumping current is adjusted so that that caused by the electric current of the pumping cell Oxygen flow exactly balances the flow of oxygen through the diffusion channel, so that the gas in the measuring gas chamber is set to lambda = 1. With excess air in the exhaust gas, in the so-called lean area, oxygen is pumped out, whereas at low residual oxygen content the exhaust gas, in the so-called rich area, by reversing the Pumping voltage is supplied to oxygen. The measurement of Concentration in the sample gas chamber is determined by determining the Nernst voltage between a Nernst electrode in the sample gas chamber and an oxygen-purged reference electrode. To bring such a probe to operating temperature, is in usually provides at least one heating element, in which the sensor element embedded solid electrolyte is embedded.

Üblicherweise sind zwischen der Gaseintrittsöffnung des Sensorelements und dem Messgasraum Diffusionsbarrieren integriert. Über die Diffusionsbarrieren diffundiert eine begrenzte Gasmenge aus dem Abgas in den Hohlraum bzw. Messgasraum. Allerdings unterliegen neben Sauerstoff auch andere Gasbestandteile des Abgases der Diffusion, so dass sich aufgrund von unterschiedlichen Diffusionsgeschwindigkeiten der verschiedenen Bestandteile des Abgases eine in ihrer Zusammensetzung veränderte Messgasatmosphäre im Messgasraum der Gassonde einstellt. Dies führt vor allem bei fettem Abgas, also bei Kraftstoffüberschuss im Abgas, zu abweichenden Lambdawerten. Insbesondere der in fettem Abgas vorhandene Wasserstoff (H₂) diffundiert aufgrund seines kleinen Moleküldurchmessers und der damit verbundenen hohen Diffusionsgeschwindigkeit im Vergleich mit Kohlenwasserstoff (HC) verstärkt in den Messgasraum. Zudem verläuft die Reaktion zu H₂O schneller als die Reaktion zu CO₂, so dass der zugepumpte Sauerstoff mehr H₂ abreagieren wird als CO. Die unterschiedlichen Gasarten enthalten also unterschiedliche Gaskomponenten, die aufgrund ihrer verschiedenen Moleküleigenschaften in der Diffusionsbarriere verschieden schnell diffundieren, so dass aus dem resultierenden Pumpstrom nicht eindeutig auf die tatsächliche Konzentration einer Gaskomponente, insbesondere auf die Konzentration von Sauerstoff, geschlossen werden kann.Usually, diffusion barriers are integrated between the gas inlet opening of the sensor element and the measuring gas space. A limited amount of gas diffuses from the exhaust gas into the cavity or sample gas space via the diffusion barriers. However, in addition to oxygen, other gas constituents of the exhaust gas are also subject to diffusion, so that, due to different diffusion rates of the various constituents of the exhaust gas, a measuring gas atmosphere whose composition changes is set in the measuring gas space of the gas probe. This leads to deviating lambda values, especially with rich exhaust gas, that is with excess fuel in the exhaust gas. In particular, the hydrogen present in rich exhaust gas (H ₂ ) diffuses due to its small molecular diameter and the associated high diffusion rate in comparison with hydrocarbon (HC) reinforced in the sample gas space. In addition, the reaction proceeds to H ₂ O faster than the reaction to CO ₂ , so that the pumped oxygen will react more H ₂ than CO. The different types of gas thus contain different gas components, which diffuse at different speeds due to their different molecular properties in the diffusion barrier, so that from the resulting pumping current can not be clearly concluded that the actual concentration of a gas component, in particular the concentration of oxygen.

Um der durch die unterschiedlichen Diffusionsgeschwindigkeiten der verschiedenen Komponenten des Abgases verursachten Verfälschung des Lambdasondensignals entgegenzutreten, schlägt beispielsweise die DE 100 13 881 A1 vor, die Diffusionsbarriere mit einer katalytisch aktiven Schicht zu versehen, die eine Reaktion von oxidierenden Bestandteilen im Abgas mit dem Wasserstoff bewirkt und somit die Genauigkeit der Gassonden verbessert.In order to counteract the falsification of the lambda probe signal caused by the different diffusion rates of the various components of the exhaust gas, for example, proposes DE 100 13 881 A1 to provide the diffusion barrier with a catalytically active layer, which causes a reaction of oxidizing constituents in the exhaust gas with the hydrogen and thus improves the accuracy of the gas probes.

In einem anderen Ansatz schlägt die DE 10 2005 056 515 A1 vor, durch Modulation des der Lambdasonde zugeführten Gasgemisches im Messgasraum und durch Auswertung der Reaktion auf die periodische Änderung des Pumpstroms auf die Anwesenheit einer Fett- oder Magerkomponente zu schließen. Aus der Variation des resultierenden Pumpstroms kann auf die Zusammensetzung des Abgases aus schneller bzw. langsamer diffundierenden Bestandteilen geschlossen werden und mit dieser Information kann das Lambdasondensignal entsprechend gewertet werden.In another approach, the DE 10 2005 056 515 A1 to close by modulation of the lambda probe supplied gas mixture in the sample gas space and by evaluating the response to the periodic change in the pumping current on the presence of a fat or lean component. From the variation of the resulting pumping current can be concluded that the composition of the exhaust gas from faster or slower diffusing constituents and with this information, the lambda probe signal ent be interpreted speaking.

Die beschriebenen Verfahren führen in der Praxis jedoch nicht immer zu befriedigenden Ergebnissen. Daher stellt sich die Erfindung die Aufgabe, einen Betriebsmodus für den Betrieb eines Gassensors bereitzustellen, der eine Unterscheidung der unterschiedlichen Gaszusammensetzungen ermöglicht. Mittels der Information über die Gaszusammensetzung soll auf die Konzentration einer Gaskomponente, insbesondere auf die Konzentration von Sauerstoff bzw. auf die Luftzahl Lambda verfälschungsfrei geschlossen werden können. Hierbei soll die Erfindung ein Verfahren bereitstellen, das eine Unterscheidung der Gasarten ermöglicht, ohne den Aufbau der Gassonde zu verändern.The However, described methods do not lead in practice always to satisfactory results. Therefore, the invention arises the task of providing a mode of operation for the operation of a Gas sensor to provide a distinction of the different Gas compositions allows. By means of information about the gas composition should be based on the concentration of a gas component, in particular to the concentration of oxygen or to the air ratio Lambda can be closed without distortion. Here, the invention is intended to provide a method which is a Differentiation of the types of gas allows, without the construction to change the gas probe.

Das Signal einer Gassonde hängt neben der Abgaskonzentration auch vom Absolutdruck der Umgebung ab. Diese Abhängigkeit wird als statische Druckabhängigkeit bezeichnet. Die Kenntnis dieser Druckabhängigkeit ist für eine Korrektur des Sondensignals von Bedeutung.The Signal of a gas probe depends on the exhaust gas concentration also from the absolute pressure of the environment. This dependence is called static pressure dependence. The knowledge this pressure dependence is for a correction the probe signal of importance.

Bei der Fertigung von Gassonden, insbesondere von Lambda-Sonden, kommt es zu Schwankungen der statischen Druckabhängigkeit. Um eine Kompensation dieser statischen Druckabhängigkeit zu ermöglichen, wird bereits beispielsweise die statische Druckabhängigkeit aus einer Mittelung über eine Vielzahl von Wertepaaren aus Gaskonzentrationssignalen und Drucksignalen bestimmt, wobei der Druck mittels eines Abgasdruckmodells berechnet wird. Es wird hierbei ein sogenannter Kompensationsparameter des Gassensors ermittelt, der wiederum zur Bestimmung der Gaskonzentration herangezogen wird. Allerdings müssen hierfür sehr viele Messungen herangezogen werden, da sich zum Einen der Grenzstrom mit der Verdünnung des zu messenden Luftsauerstoffstroms aufgrund der Variation des Wasserdampfgehalts der Luft verändert und zum Anderen Störungen in der Auswertung der Elektronik zu einer Variation des Spannungsrohsignals für den Grenzstrom führen. Zudem ist der aufgrund eines Modells ermittelte Druck aufgrund von Ungenauigkeiten des Druckmodells für verschiedene Fahrzeugbetriebszustände mehr oder weniger fehlerbehaftet.at the production of gas probes, in particular lambda probes comes there are fluctuations in the static pressure dependence. Around a compensation of this static pressure dependence too allow, for example, is already static Pressure dependence from an averaging over a Variety of value pairs from gas concentration signals and pressure signals determined, wherein the pressure is calculated by means of an exhaust pressure model. In this case, it becomes a so-called compensation parameter of the gas sensor determined, which in turn used to determine the gas concentration becomes. However, this requires a lot of measurements be used, since on the one hand, the limiting current with the dilution the measured air oxygen flow due to the variation of the water vapor content the air changed and on the other hand disturbances in the evaluation of the electronics to a variation of the voltage raw signal for the limiting current. In addition, the due of a model due to inaccuracies of the model Print model for various vehicle operating conditions more or less error-prone.

Nachteilig ist weiterhin, dass der einmal ermittelte Kompensationsparameter, der die Schwankungen der statischen Druckabhängigkeit in der Fertigung berücksichtigen kann, nicht die zeitlichen Änderungen der statischen Druckabhängigkeit über die Lebensdauer einer Gassonde erfasst.adversely is further that the once determined compensation parameter, the fluctuations of the static pressure dependence in production, not the time changes the static pressure dependence over the lifetime detected a gas probe.

Die Erfindung stellt sich daher weiterhin die Aufgabe, ein Verfahren zur Bestimmung der Gesamtdruckabhängigkeit, insbesondere der statischen Druckabhängigkeit, bereitzustellen, die beispielsweise auf Streuungen in der Fertigung der Gassonde beruhen. Weiterhin sollen mit diesem Verfahren auch die zeitlichen Änderungen der statischen Druckabhängigkeit über die Lebensdauer einer Gassonde erfasst werden können.The Invention therefore continues to be the task of a method for determining the total pressure dependence, in particular the static pressure dependence, provide For example, based on variations in the production of the gas probe. Furthermore, with this method, the temporal changes the static pressure dependence over the lifetime a gas probe can be detected.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Die Aufgabe zur Unterscheidung der unterschiedlichen Gaszusammensetzungen wird durch ein Verfahren gelöst, wie es im Anspruch 1 beschrieben ist. Bevorzugte Ausführungsformen dieses Verfahrens sind in den abhängigen Ansprüchen dargestellt.The Task to distinguish the different gas compositions is achieved by a method as described in claim 1 is. Preferred embodiments of this method are represented in the dependent claims.

Das erfindungsgemäße Verfahren dient zur Erkennung der Zusammensetzung eines Gasgemisches, insbesondere eines Abgases einer Brennkraftmaschine. Hierbei wird eine Gassonde und insbesondere eine Breitband-Lambdasonde eingesetzt, wobei die Gassonde wenigstens eine Pumpzelle, wenigstens einen Messgasraum mit wenigstens einer Diffusionsbarriere und wenigstens ein Heizelement, vorzugsweise ein geregeltes Heizelement, umfasst. Erfindungsgemäß wird die Solltemperatur des Heizele ments während des Betriebs der Gassonde moduliert betrieben. Aus der Temperaturabhängigkeit des bei Modulation der Solltemperatur des Heizelements resultierenden Pumpstroms wird auf die Zusammensetzung des Gasgemisches geschlossen. Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass für eine herkömmliche Gassonde ohne Veränderung des Aufbaus der Gassonde ein Betriebsmodus bereitgestellt wird, der die Erkennung der Zusammensetzung eines Gasgemisches zulässt, beispielsweise die Erkennung von Fettgas oder Magergas. Da sich die verschiedenen Komponenten von Gaszusammensetzungen in ihrem Diffusionsverhalten an der Diffusionsbarriere der Gassonde unterscheiden, führen sie zu einer Gaszusammensetzung im Messgasraum, die von der eigentlichen Zusammensetzung des Gasgemisches abweicht. Damit kann das Ausgangssignal, insbesondere der resultierende Pumpstrom der Gassonde, verfälscht werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, Informationen über die Zusammensetzung des Gasgemisches bzw. über die Gasart zu erhalten, so dass unter Berücksichtigung dieser Information eine Korrektur bei der Auswertung des Ausgangssignals der Gassonde vorgenommen werden kann. Mit besonderem Vorteil wird daher die Information über die Zusammensetzung des Gasgemisches bei der Auswertung des Signals der Lambda-Sonde zur Ermittlung einer das Gasgemisch kennzeichnenden Größe, insbesondere der Luftkennzahl, berücksichtigt.The inventive method is used for detection the composition of a gas mixture, in particular an exhaust gas an internal combustion engine. This is a gas probe and in particular a broadband lambda probe is used, wherein the gas probe at least a pumping cell, at least one measuring gas chamber with at least one diffusion barrier and at least one heating element, preferably a controlled heating element, includes. According to the invention, the target temperature of the heating element modulated during operation of the gas probe operated. From the temperature dependence of the modulation the set temperature of the heating element resulting pumping current is closed on the composition of the gas mixture. This method has the advantage that for a conventional gas probe without changing the structure of the gas probe an operating mode is provided, the recognition of the composition of a Gas mixture allows, for example, the detection of grease gas or lean gas. As the different components of gas compositions in their diffusion behavior at the diffusion barrier of the gas probe differ, they lead to a gas composition in the Sample gas space, which differs from the actual composition of the gas mixture. Thus, the output signal, in particular the resulting pumping current the gas probe, be falsified. The invention Procedure allows information about the Composition of the gas mixture or via the gas to so that taking into account this information a correction in the evaluation of the output signal of the gas probe can be made. With particular advantage, therefore, the information about the composition of the gas mixture in the evaluation of the signal the lambda probe for determining a gas mixture characterizing Size, in particular the air ratio, taken into account.

Grundlage der Erfindung ist, dass verschiedene Komponenten einer Gaszusammensetzung in ihrem Diffusionsverhalten unterschiedlich bei verschiedenen Temperaturen, insbesondere bei Temperaturänderungen, reagieren. Verschiedene Gasmoleküle zeichnen sich durch unterschiedliche freie Weglängen aus und haben daher einen unterschiedlichen Anteil an der sogenannten Knudsen- und Gasphasendiffusion. Hierbei umschreibt die Knudsendiffusion das Phänomen, dass das Diffusionsverhalten maßgeblich von der Porengröße der Diffusionsbarriere beeinflusst wird. Die Knudsendiffusion ist daher insbesondere bei Gasmolekülen mit verhältnismäßig langer freier Weglänge zu beobachten. Eine Gasphasendiffusion ist hingegen unabhängig von einem Porenradius. Bezogen auf die Temperaturabhängigkeit dieser unterschiedlichen Diffusionsverhalten ist zu beobachten, dass die Knudsendiffusion weitgehend unabhängig von der Temperatur erfolgt, wohingegen die Gasphasendiffusion temperaturabhängig ist. Bei Erhöhung der Temperatur tragen daher solche Gasmoleküle, die aufgrund ihrer kleineren freien Weglänge noch nicht durch Teilchen-Wand-Stöße limitiert sind, stärker zur Erhöhung des Diffusionskoeffizienten bei als Gasmoleküle, die bereits vor der Temperaturerhöhung vorwiegend gemäß der Knudsendiffusion diffundieren. Dies ges tattet die Unterscheidung unterschiedlicher Gasspezies im Abgas bei bekannter Temperaturvariation und bekanntem Druck.Basis of the invention is that different components of a gas composition in their diffusion behavior different ver different temperatures, especially when temperature changes react. Different gas molecules are characterized by different free path lengths and therefore have a different proportion of the so-called Knudsen and gas phase diffusion. Knudder diffusion describes the phenomenon that the diffusion behavior is significantly influenced by the pore size of the diffusion barrier. The Knudsendiffusion is therefore observed in particular for gas molecules with a relatively long free path. On the other hand, gas-phase diffusion is independent of a pore radius. Based on the temperature dependence of these different diffusion behaviors, it can be observed that the Knudian diffusion is largely independent of the temperature, whereas the gas phase diffusion is temperature-dependent. When the temperature is raised, therefore, such gas molecules, which are not yet limited by particle wall collisions because of their smaller free path, contribute more to increasing the diffusion coefficient than gas molecules which diffuse even before the temperature increase predominantly according to the Knudsendiffusion. This ges tattet the distinction of different gas species in the exhaust gas at a known temperature variation and known pressure.

Aus der Krümmung der Kennlinie bei hohen O₂-Konzentrationen kann auf den Strömungsanteil geschlossen werden. Eine Temperaturerhöhung bewirkt eine kleinere Kennlinienkrümmung, da der Strömungsanteil aufgrund der zunehmenden Knudsendiffusion für größere mittlere freie Weglängen abnimmt. Umgekehrt kann aus der Krümmung der statischen Kennlinie auf die Gasspezies geschlossen werden, da der Strömungsanteil Gasarten mit kleiner Viskosität, das heißt mit geringer Wandreibung, bevorzugt.From the curvature of the characteristic at high O ₂ concentrations can be concluded that the flow fraction. A temperature increase causes a smaller curve curvature, since the flow fraction decreases due to the increasing Knudsendiffusion for larger mean free path lengths. Conversely, it can be concluded from the curvature of the static characteristic of the gas species, since the flow fraction of gas types with low viscosity, ie with low wall friction, preferred.

Allgemein machen sich Gesamtdruckänderungen bei Gaszusammensetzungen mit niedrigerer Viskosität deutlicher bemerkbar, da diese schneller bei einer Druckerhöhung in den Messgasraum einströmen. Aufgrund der geringeren Wandreibung der Gasarten mit niedrigerer Viskosität wird bei einer Druckerhöhung mehr Gas in den Messgasraum gelangen und zu einer stärkeren dynamischen Signaländerung der Gassonde führen.Generally make total pressure changes in gas compositions noticeably noticeable with lower viscosity, as these flow faster with an increase in pressure in the sample gas space. Due to the lower wall friction of the gas types with lower Viscosity becomes more gas at a pressure increase get into the sample gas space and to a stronger dynamic Change the signal of the gas probe.

Durch die erfindungsgemäße Modulation der Solltemperatur des Heizelements, insbesondere durch eine Modulation in der Heizerregelung, wird eine Variation der Diffusionsbedingungen erzeugt, die zu einer Variation des Ausgangssignals der Gassonde, insbesondere des Pumpstroms, führt. Erfindungsgemäß wird die Variation des Ausgangssignals unter Berücksichtigung der erfolgten Modulation der Solltemperatur ausgewertet und in Bezug zu der entsprechenden Gaszusammensetzung gesetzt. Vorzugsweise wird hierbei der Gesamtdruck berücksichtigt. In einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird die Variation des Ausgangssignals synchron zur modulierten Sollvorgabe für das Heizelement ausgewertet.By the modulation of the desired temperature according to the invention the heating element, in particular by a modulation in the heater control, a variation of the diffusion conditions is generated which leads to a Variation of the output signal of the gas probe, in particular the pumping current, leads. According to the invention, the variation the output signal taking into account the done Modulation of the setpoint temperature evaluated and related to the corresponding Gas composition set. Preferably, in this case, the total pressure considered. In a preferred embodiment of Method is the variation of the output signal in synchronism with the modulated Setpoint for the heating element evaluated.

Mit besonderem Vorteil erfolgt die Modulation der Solltemperatur über den Innenwiderstand des Heizelements, beispielsweise durch Änderung der Sollvorgabe für die Innenwiderstandsregelung.With The modulation of the setpoint temperature is particularly advantageous the internal resistance of the heating element, for example by changing the target value for the internal resistance control.

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Modulation über eine periodische Veränderung der Solltemperatur um einen vorgebbaren Wert herum, insbesondere um einen üblichen bzw. normalen Wert, vorgenommen.In a preferred embodiment of the invention Procedure is the modulation over a periodic change the target temperature around a predetermined value around, in particular order a usual value.

In besonders bevorzugter Weise erfolgt die Modulation über eine sinusförmige Veränderung der Solltemperatur.In most preferably, the modulation is about a sinusoidal change in the setpoint temperature.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Verfahren bei dynamischem Abgas, insbesondere im Normalbetrieb, beispielsweise im Lambda = 1-Betrieb, durchgeführt. Die Solltemperatur des Heizelements wird beispielsweise um einen vorgebbaren Wert, insbesondere um den normalen Wert, periodisch verändert, indem vorzugsweise die Sollvorgabe für die Innenwiderstandsregelung geändert wird. Durch einen verhältnismäßig hohen Anteil von Kohlenwasserstoffen und der damit verbundenen relativ hohen Viskosität der Gaszusammensetzung ist die Temperaturabhängigkeit der Zusammensetzung verhältnismäßig groß. Ist bei der Auswertung des Ausgangssignals während der Modulation der Solltemperatur des Heizelements eine verstärkte Temperaturabhängigkeit zu beobachten, so kann darauf geschlossen werden, dass die Gaszusammensetzung in Richtung einer höheren Viskosität verändert ist. Es kann somit auf ein zusammengesetztes Gas aus Fettgas und Magergas geschlossen werden, da ein erhöhter Anteil an Gasphasendiffusion im Vergleich zur Knudsendiffusion bei der höheren Temperatur zu beobachten ist. Der Übergang von der Gasphasendiffusion zur Knudsendiffusion bei Erhöhung der Temperatur erfolgt bei leichteren Molekülen früher, da sie sich in der Regel durch eine größere freie Weglänge auszeichnen. Aufgrund dieser erhöhten Temperaturabhängigkeit der Magergase ist es erfindungsgemäß möglich, auf die Zusammensetzung des Gases zu schließen.In a particularly preferred embodiment of the invention The method becomes the dynamic exhaust gas, in particular in normal operation, for example in lambda = 1 operation performed. The setpoint temperature of the heating element is, for example, a predeterminable value, in particular around the normal value, periodically changed, preferably by the target value for the internal resistance control is changed. Through a relatively high proportion of hydrocarbons and the associated relatively high viscosity of Gas composition is the temperature dependence of the composition relatively large. Is at the evaluation of the output signal during the modulation the set temperature of the heating element has an increased temperature dependence it can be concluded that the gas composition in Changed towards a higher viscosity is. It can thus rely on a composite gas of fatty gas and Magergas are closed as an increased proportion of Gas phase diffusion compared to Knudsendiffusion at the higher Temperature is observed. The transition from gas phase diffusion for Knudsendiffusion when increasing the temperature takes place in lighter molecules earlier, as they are in usually by a greater free path distinguished. Due to this increased temperature dependence the lean gases it is possible according to the invention to close the composition of the gas.

Darüber hinaus kann beispielsweise bei einer fehlenden Reaktion des Ausgangssignals während der Modulation der Temperatur auf einen Mangel an Heizspannung geschlossen werden.About that In addition, for example, in the absence of response of the output signal during the modulation of the temperature to a shortage be closed at heating voltage.

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Verfahren und die Modulation der Solltemperatur des Heizelements bei statischem Abgas, insbesondere im Schubbetrieb, durchgeführt. Aus der Reaktion des Ausgangssignals, insbesondere des resultierenden Pumpstroms, bei Modulation der Solltemperatur kann auf die Temperaturabhängigkeit des Diffusionsstroms geschlossen werden. Da hier die Gaszusammensetzung der Luft bekannt ist, lässt sich daraus die statische Druckabhängigkeit, die für die Kompensation von Druckschwankungen notwendig ist, über die gemessene Korrelation erschließen.In a preferred embodiment of the method according to the invention, the method and the modulation of the setpoint temperature of the heating element in the case of static exhaust gas, in particular during overrun operation. From the reaction of the output signal, in particular the resulting pumping current, when the setpoint temperature is modulated, it is possible to deduce the temperature dependence of the diffusion flow. Since the gas composition of the air is known here, the static pressure dependence, which is necessary for the compensation of pressure fluctuations, can be deduced therefrom via the measured correlation.

Die Erfindung umfasst daher auch ein Verfahren zur Bestimmung der statischen Druckabhängigkeit, bei dem im Schubbetrieb die Solltemperatur des Heizelements moduliert wird und aus der resultierenden Temperaturabhängigkeit des Pumpstroms auf die statische Druckabhängigkeit geschlossen wird.The The invention therefore also includes a method for determining the static Pressure dependence, in which the setpoint temperature of the Heating element is modulated and from the resulting temperature dependence the pumping current is closed to the static pressure dependence.

Das Signal einer Gassonde hängt neben der Abgaskonzentration auch vom Absolutdruck der Umgebung ab. Diese Abhängigkeit wird als statische Druckabhängigkeit bezeichnet. Die Kenntnis dieser Druckabhängigkeit ist für eine Korrektur des Sondensignals von Bedeutung. Erfindungsgemäß kann aus der Temperaturabhängigkeit des Ausgangssignals, die durch Modulation der Temperatur im Schubbetrieb, also ohne Kraftstoffverbrennung, erfindungsgemäß ermittelt werden kann, auf die statische Druckabhängigkeit geschlossen werden. Der Zusammenhang zwischen der Temperaturabhängigkeit und der Druckabhängigkeit ist physikalisch vorgegeben. Daher kann aus der erfindungsgemäß bestimmten Temperaturabhängigkeit die Druckabhängigkeit errechnet werden. Die Kenntnis der statischen Druckabhängigkeit kann mit besonderem Vorteil bei der Auswertung des Sondensignals, insbesondere des Pumpstroms, berücksichtigt werden.The Signal of a gas probe depends on the exhaust gas concentration also from the absolute pressure of the environment. This dependence is called static pressure dependence. The knowledge this pressure dependence is for a correction the probe signal of importance. According to the invention from the temperature dependence of the output signal, the by modulation of the temperature in overrun, ie without fuel combustion, According to the invention can be determined on the static pressure dependence can be closed. The relationship between the temperature dependence and the pressure dependence is physically predetermined. Therefore, from the inventively determined Temperature dependence calculated the pressure dependence become. The knowledge of the static pressure dependence can with particular advantage in the evaluation of the probe signal, in particular the pumping current, be taken into account.

Die Erfindung umfasst weiterhin ein Computerprogramm, das alle Schritte des jeweils beschriebenen Verfahrens ausführt, wenn es auf einem Rechengerät oder einem Steuergerät abläuft. Schließlich umfasst die Erfindung ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist, zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens, wenn das Programm auf einem Computer oder einem Steuergerät ausgeführt wird.The The invention further comprises a computer program comprising all the steps performs the described method, if it runs on a computing device or a controller. Finally, the invention includes a computer program product with program code stored on a machine-readable carrier is stored for carrying out the described method, if the program is running on a computer or a controller becomes.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnungen in Verbindung mit den Ausführungsbeispielen und den Unteransprüchen. Hierbei können die verschiedenen Merkmale jeweils für sich oder in Kombination miteinander verwirklicht sein.Further Features and advantages of the invention will become apparent from the following Description of the drawings in conjunction with the embodiments and the dependent claims. Here are the different Characteristics individually or in combination with each other be realized.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

In den Zeichnungen zeigen:In show the drawings:

1 eine schematische Darstellung einer Breitband-Lambdasonde aus dem Stand der Technik; 1 a schematic representation of a broadband lambda probe of the prior art;

2 Diagramme zum zeitlichen Verlauf des Innenwiderstands und des Pumpstroms in einer Nernstzelle gemäß dem Stand der Technik; 2 Diagrams for the time course of the internal resistance and the pumping current in a Nernst cell according to the prior art;

3 Diagramme zum zeitlichen Verlauf des Innenwiderstands und des Pumpstroms in einer Nernstzelle gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens im Schubbetrieb und 3 Diagrams for the time course of the internal resistance and the pumping current in a Nernst cell according to a preferred embodiment of the method according to the invention in overrun mode and

4 Diagramme zum zeitlichen Verlauf des Innenwiderstands und des Pumpstroms in einer Nernstzelle gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens im Lambda = 1-Betrieb. 4 Diagrams for the time course of the internal resistance and the pumping current in a Nernst cell according to a preferred embodiment of the method according to the invention in Lambda = 1 operation.

Ausführungsformen der Erfindungembodiments the invention

Bei der in der 1 gezeigten Breitband-Lambdasonde 10 gemäß dem Stand der Technik gelangt Abgas 12 durch eine kleine Öffnung 13 einer Pumpzelle 14 und eine Diffusionsbarriere 11 in den eigentlichen Messgasraum 15 einer Nernstzelle 20. An die Nernstzelle 20 schließt sich ein Referenzgasraum 16 an, in dem ein Sauerstoff-Referenzgas enthalten ist. In dem Messgasraum 15 wird stets ein stöchiometrisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingestellt. Eine in einem Steuergerät 21 oder dergleichen angeordnete Auswerte- und Regelschaltung 22 regelt eine an der Pumpzelle 14 anliegende Pumpspannung so, dass die Zusammensetzung des Gases im Messgasraum 15 konstant bei Lambda = 1 liegt. Bei magerem Abgas 12 pumpt die Pumpzelle 14 Sauerstoff vom Messgasraum 15 nach außen. Bei fettem Abgas 12 muss hingegen der Sauerstoff aus dem Abgas 12 der Umgebung in den Messgasraum 15 gepumpt werden und damit die Richtung des elektrischen Pumpstroms umgekehrt werden. Der Pumpstrom ist dabei proportional zur Sauerstoffkonzentration bzw. dem Sauerstoffbedarf. So ist der Pumpstrom ein Maß für Lambda im Abgas. Ein integrierter Heizer 17 sorgt für eine Betriebstemperatur von beispielsweise mindestens 600°C, vorzugsweise ca. 750°C.When in the 1 shown broadband lambda probe 10 According to the prior art exhaust gas passes 12 through a small opening 13 a pump cell 14 and a diffusion barrier 11 into the actual sample gas chamber 15 a Nernst cell 20 , To the Nernst cell 20 closes a reference gas space 16 in which an oxygen reference gas is contained. In the sample gas chamber 15 a stoichiometric air-fuel ratio is always set. One in a control unit 21 or the like arranged evaluation and control circuit 22 regulates one at the pump cell 14 applied pumping voltage so that the composition of the gas in the sample gas space 15 constant at lambda = 1. For lean exhaust 12 pumps the pump cell 14 Oxygen from the sample gas chamber 15 outward. With rich exhaust 12 on the other hand, the oxygen must be removed from the exhaust gas 12 the environment into the measuring gas chamber 15 be pumped and thus reversed the direction of the electric pumping current. The pumping current is proportional to the oxygen concentration or the oxygen demand. Thus, the pumping current is a measure of lambda in the exhaust gas. An integrated heater 17 ensures an operating temperature of, for example, at least 600 ° C, preferably about 750 ° C.

Die Einstellung des Pumpstroms erfolgt über die Auswerte- und Regelschaltung 22, welche die Nernstspannung mit einer intern erzeugten Referenzspannung von 450 mV vergleicht. Sobald eine Abweichung Δ vorliegt, kann diese Abweichung in der Schaltung 22 verstärkt und als der Pumpstrom I_Pump in die Pumpzelle 14 eingespeist werden. Dadurch wird Sauerstoff in bzw. aus dem Messgasraum 15 gepumpt und die Nernstspannung stabilisiert sich auf 450 mV. Der Pumpsstrom oder die über einen Widerstand (R₁) 23 abfallende Ausgangsspannung U_Sonde wird als Ausgangssignal der Sonde 10 ausgewertet.The adjustment of the pumping current takes place via the evaluation and control circuit 22 which compares the Nernst voltage with an internally generated reference voltage of 450 mV. As soon as there is a deviation Δ, this deviation can occur in the circuit 22 amplified and as the _pumping current I _pump into the pumping cell 14 be fed. There through is oxygen in or out of the sample gas space 15 pumped and the Nernst voltage stabilizes at 450 mV. The pump current or via a resistor (R ₁ ) 23 decreasing output voltage U _Probe is the output signal of the probe 10 evaluated.

2 zeigt die zeitlichen Verläufe des Innenwiderstandes und des resultierenden Pumpstroms in einer Lambdasonde, insbesondere einer Nernstzelle, gemäß dem Stand der Technik. Hierbei ist in Diagramm A der Sollwert des Innenwiderstandes Ri der Nernstzelle im Zeitverlauf dargestellt. Der Sollwert ist hier auf 300 Ohm eingestellt. In Diagramm B ist der resultierende Pumpstrom I als Ausgangssignal der Lambda-Sonde im Zeitverlauf dargestellt, wobei ein linearer gleichbleibender Pumpstrom zu beobachten ist. Diagramm C zeigt den gemessenen Innenwiderstand Ri der Nernstzelle, der sich ebenfalls gleichbleibend auf 300 Ohm einstellt. 2 shows the time courses of the internal resistance and the resulting pumping current in a lambda probe, in particular a Nernst cell, according to the prior art. In this case, in diagram A, the nominal value of the internal resistance Ri of the Nernst cell is shown over time. The setpoint is set here to 300 ohms. In Diagram B, the resulting pumping current I is shown as an output signal of the lambda probe over time, wherein a linear constant pumping current is observed. Diagram C shows the measured internal resistance Ri of the Nernst cell, which likewise adjusts itself to 300 ohms.

In 3 sind Diagramme A, B und C gezeigt, die den Zeitverlauf des Innenwiderstands Ri und des resultierenden Pumpstroms I bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens im Schubbetrieb zeigen. Diagramm A gibt den Sollwert des Innenwiderstandes Ri der Nernstzelle wieder, der periodisch im Zeitverlauf moduliert wird. Insbesondere wird der Sollwert des Innenwiderstandes sinusförmig oberhalb von 300 Ohm moduliert. Der resultierende Pumpstrom I ist in Diagramm B dargestellt. Der tatsächlich eingestellte Innenwiderstand Ri der Nernstzelle bei Variation des Sollwertes Ri ist im Diagramm C dargestellt. Die Variation des gemessenen Innenwiderstandes entspricht der Modulation des Sollwertes um 300 Ohm.In 3 diagrams A, B and C are shown, which show the time course of the internal resistance Ri and the resulting pumping current I when carrying out the method according to the invention in the overrun mode. Diagram A shows the setpoint of the internal resistance Ri of the Nernst cell, which is periodically modulated over time. In particular, the nominal value of the internal resistance is modulated sinusoidally above 300 ohms. The resulting pumping current I is shown in diagram B. The actually set internal resistance Ri of the Nernst cell with variation of the setpoint value Ri is shown in diagram C. The variation of the measured internal resistance corresponds to the modulation of the setpoint by 300 ohms.

Aus der Größe der Variation des resultierenden Pumpstroms in Abhängigkeit vom Innenwiderstand der Nernstzelle im Schubbetrieb lässt sich auf die statische Druckabhängigkeit schließen. Im Schubbetrieb ist als Gaszusammensetzung Luft anzunehmen, die Gaszusammensetzung ist also bekannt. Es gilt: Ri = f(T). From the magnitude of the variation of the resulting pumping current as a function of the internal resistance of the Nernst cell in the overrun mode, the static pressure dependence can be concluded. In overrun gas is to assume air as a gas composition, so the gas composition is known. The following applies: Ri = f (T).

Da der Zusammenhang der Temperaturabhängigkeit mit der Druckabhängigkeit physikalisch vorgegeben ist, lässt sich aus der Temperaturabhängigkeit des Signals der Gassonde der Gesamtdruck berechnen. Hierbei gilt: Δlp/ΔT = f (statische Druckabhängigkeit). Since the relationship of the temperature dependence with the pressure dependence is physically predetermined, the total pressure can be calculated from the temperature dependence of the signal of the gas probe. Where: Δlp / ΔT = f (static pressure dependence).

Erfindungsgemäß erfolgt die Sollwerteinstellung des Innenwiderstands der Nernstzelle über eine Modulation der Solltemperatur des Heizelements 17. Dies hat den Vorteil, dass die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bereits vorhandene Sensorgeometrien ohne Weiteres eingesetzt werden können. Es ist lediglich erforderlich, die Steuerung der Gassonde entsprechend anzupassen bzw. einzustellen. Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich daher mit Vorteil in einem Steuergerät einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, beispielsweise in Form eines Programmcodes oder auch einer geeigneten elektronischen Schaltung, realisieren.According to the invention, the setpoint adjustment of the internal resistance of the Nernst cell takes place via a modulation of the setpoint temperature of the heating element 17 , This has the advantage that the sensor geometries already present for carrying out the method according to the invention can be used without further ado. It is only necessary to adjust or adjust the control of the gas probe accordingly. The method according to the invention can therefore be realized with advantage in a control unit of an internal combustion engine, in particular of a motor vehicle, for example in the form of a program code or also of a suitable electronic circuit.

Die Solltemperatur des Heizelements 17 wird vorzugsweise um einen vorgebbaren, insbesondere um den üblichen Wert herum periodisch verändert, indem die Sollvorgabe für die Innenwiderstandsregelung entsprechend geändert wird. Die resultierende Variation des Ausgangssignals der Gassonde, insbesondere des Pumpstroms, wie er in Diagramm B gezeigt ist, wird synchron zur Sollvorgabe, gemäß Diagramm A ausgewertet. Aus der Amplitude und der Phase der Variation kann auf die Temperaturabhängigkeit des Diffusionsstroms und damit auf die Zusammensetzung des Gasgemisches geschlossen werden. Ist die relative Variation groß, so handelt es sich um einen gasphasendiffusionsbestimmten Prozess. Der resultierende Pumpstrom I in 3, der in Diagramm B dargestellt ist, variiert phasengleich durch ein entsprechend vergrößertes bzw. verkleinertes Ausgangssignal der Lambda-Sonde. Hieraus lässt sich die hohe Temperaturabhängigkeit des Diffusionsstroms im Schubbetrieb entnehmen und daraus auf ein sehr mageres Gemisch schließen.The setpoint temperature of the heating element 17 is preferably changed periodically by a predeterminable, in particular by the usual value by the target specification for the internal resistance control is changed accordingly. The resulting variation of the output signal of the gas probe, in particular the pumping current, as shown in diagram B, is evaluated in synchronism with the target specification, according to diagram A. From the amplitude and the phase of the variation can be concluded that the temperature dependence of the diffusion flow and thus the composition of the gas mixture. If the relative variation is large, then it is a gas-phase diffusion-determined process. The resulting pumping current I in 3 , which is shown in diagram B, varies in phase by a correspondingly increased or decreased output of the lambda probe. From this it is possible to deduce the high temperature dependency of the diffusion flow in the overrun mode and from this to conclude that the mixture is very lean.

Da bei Durchführung des Verfahrens im Schubbetrieb die Gaszusammensetzung im Wesentlichen der Zusammensetzung der Luft entspricht, lässt sich die statische Druckabhängigkeit der Sonde, die beispielsweise für eine Kompensation von Druckschwankungen notwendig sein kann, über die gemessene Variation des Ausgangssignals erschließen.There when performing the process in overrun the gas composition essentially equal to the composition of the air leaves the static pressure dependence of the probe, for example be necessary for a compensation of pressure fluctuations can, via the measured variation of the output signal tap.

4 zeigt die zeitlichen Verläufe des Innenwiderstandes und des resultierenden Pumpstroms bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens beim Normalbetrieb, insbesondere beim Lambda = 1-Betrieb. Diagramm A zeigt den sinusförmig modulierten Sollwert des Innenwiderstandes Ri der Nernstzelle oberhalb von 300 Ohm. In Diagramm B ist der zeitliche Verlauf des resultierenden Pumpstroms I der Gassonde dargestellt, der sinusförmig in gegenläufiger Phase variiert. Diagramm C zeigt den tatsächlichen, insbesondere den gemessenen Innenwiderstand Ri der Nernstzelle, der um 300 Ohm sinusförmig im Zeitverlauf variiert. Die Solltemperatur des Heizelements und damit der Innenwiderstand Ri der Nernstzelle wird um einen vorgebbaren Wert herum durch Änderung der Sollvorgabe für die Innenwiderstandsregelung gemäß Diagramm A periodisch verändert. Aufgrund dieser periodischen Veränderung stellt sich der Innenwiderstand der Nernstzelle entsprechend ein, wie im Diagramm C dargestellt. Aus der Variation des Pumpstroms, die die Temperaturabhängigkeit der Gaszusammensetzung widerspiegelt, lässt sich auf die jeweilige Gasart bzw. auf die verschiedenen Anteile von Fett- und Magergas schließen. Tritt eine verstärkte Variation des Ausgangsstroms der Sonde, insbesondere des Pumpstroms, synchron zur Sollvorgabe auf, so kann auf ein zusammengesetztes Gas bzw. auf einen erniedrigten Anteil an Magergas geschlossen werden. Da mit steigender Temperatur die mittlere freie Weglänge der Moleküle zunimmt, kommt es zum Übergang von der Gasphasendiffusion zur Knudsendiffusion. Dieser Übergang erfolgt bei leichteren Molekülen früher, da sie eine größere freie Weglänge haben. Ist jedoch der Stoßquerschnitt entscheidend, wie z. B. bei HZ, kann sich dieser Effekt auch umkehren. Es gilt für die mittlere freie Weglänge l: l ~ T/p·1/σF,wobei σ_F die Stoßquerschnittsfläche beschreibt. 4 shows the temporal courses of the internal resistance and the resulting pumping current in carrying out the method according to the invention during normal operation, in particular in lambda = 1 operation. Diagram A shows the sinusoidally modulated nominal value of the internal resistance Ri of the Nernst cell above 300 ohms. Diagram B shows the time profile of the resulting pumping current I of the gas probe, which varies sinusoidally in the opposite phase. Diagram C shows the actual, in particular the measured, internal resistance Ri of the Nernst cell, which varies sinusoidally over time by 300 ohms. The setpoint temperature of the heating element and thus the internal resistance Ri of the Nernst cell is changed periodically by a predefinable value by changing the setpoint for the internal resistance control according to diagram A. Due to this periodic change, the internal resistance of the Nernst cell as shown in diagram C. From the variation of the pumping current, which reflects the temperature dependence of the gas composition, it is possible to deduce the respective type of gas or the different proportions of rich and lean gas. If an increased variation of the output current of the probe, in particular the pumping current, synchronously to the target specification, it can be concluded that a composite gas or a reduced proportion of lean gas. As the mean free path of the molecules increases with increasing temperature, the transition from gas phase diffusion to Knudian diffusion occurs. This transition occurs earlier in lighter molecules because they have a larger free path. However, the impact cross section is crucial, such. B. HZ, this effect can also reverse. It applies to the mean free path l: l ~ T / p · 1 / σ F . where σ _{F describes} the collision cross-sectional area.

Wenn eine Variation des Ausgangsstroms der Sonde, also insbesondere des Pumpstroms, synchron zur Sollvorgabe fehlt, so kann dies ein Anzeichen für eine aufgrund der Anblasung der Sonde nicht ausreichende Batteriespannung sein. Eine nicht ausreichende Batteriespannung führt dazu, dass der Sollwert des Innenwiderstandes Ri der Nernstzelle nicht erreicht wird. Diese Information über einen Mangel an Heizspannung, die ebenfalls mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erhalten werden kann, ist insbesondere dann vorteilhaft einzusetzen, wenn die Abweichung des tatsächlichen Innenwiderstands der Nernstzelle vom Sollwert durch das Steuergerät nicht ausgewer tet wird. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht somit eine weitere Kontrolle bzw. Diagnose zur Funktionsfähigkeit einer Gassonde bzw. einer Lambdasonde.If a variation of the output current of the probe, ie in particular the Pumping current, missing in sync with the target, so this may be an indication for a due to the blowing of the probe not sufficient Be battery voltage. An insufficient battery voltage causes the setpoint of the internal resistance Ri the Nernst cell is not reached. This information about a lack of heating voltage, which also with the inventive Method can be obtained is particularly advantageous when the deviation of the actual internal resistance of the Nernst cell not set by the setpoint by the control unit becomes. The inventive method allows thus a further control or diagnosis for functionality a gas probe or a lambda probe.

Das vorstehend beschriebene Verfahren kann beispielsweise als Computerprogramm auf einem Rechengerät, insbesondere einem Steuergerät einer Brennkraftmaschine implementiert sein und dort ablaufen. Der Programmcode kann beispielsweise auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert sein, den ein Steuergerät lesen kann.The The method described above can be used, for example, as a computer program on a computing device, in particular a control device of a Internal combustion engine to be implemented and run there. The program code For example, on a machine-readable carrier stored, which can read a control unit.

Die erfindungsgemäß gewonnenen Informationen über die Zusammensetzung des Gasgemisches werden vorzugsweise bei der Auswertung des Signals der Lambdasonde, insbesondere bei der Ermittlung der Luftkennzahl des Gasgemisches, entsprechend berücksichtigt, so dass aus dem resultierenden Pumpstrom auf den tatsächlichen Lambdawert geschlossen werden kann, der um die auftretenden Verfälschungen aufgrund des verschiedenen Diffusionsverhaltens der Komponenten von Gaszusammensetzungen korrigiert ist.The Information obtained according to the invention the composition of the gas mixture are preferably used in the Evaluation of the signal of the lambda probe, in particular during the determination the air ratio of the gas mixture, taken into account accordingly, so that from the resulting pumping current to the actual Lambda value can be closed, which is around the occurring distortions due to the different diffusion behavior of the components of gas compositions is corrected.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 10013881 A1 [0005]
- DE 102005056515 A1 [0006]

Claims

Method for detecting the composition of a gas mixture ( 12 ), in particular an exhaust gas of an internal combustion engine, by means of a gas probe ( 10 ), in particular a broadband lambda probe, wherein the gas probe ( 10 ) at least one heating element ( 17 ), characterized in that the setpoint temperature of the heating element ( 17 ) during operation of the gas probe ( 10 ) and from the temperature dependence of the resulting pumping current on the composition of the gas mixture ( 12 ) is closed.

Method according to claim 1, characterized in that the recognized composition of the gas mixture ( 12 ) in the evaluation of the signal of the gas probe ( 10 ), in particular the broadband lambda probe, for determining a variable characterizing the gas mixture, in particular the air code, is taken into account.

Method according to Claim 1 or Claim 2, characterized in that the modulation of the setpoint temperature via the internal resistance of the heating element ( 17 ) he follows.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the modulation of the setpoint temperature over a periodic change of the setpoint temperature by one predetermined value takes place.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the modulation of the setpoint temperature over a sinusoidal change in the setpoint temperature he follows.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the method of dynamic exhaust gas, especially in normal operation, is performed.

Method for determining the static pressure dependence of a gas probe ( 10 ), in particular a broadband lambda probe, wherein the gas probe ( 10 ) at least one heating element ( 17 ), characterized in that the setpoint temperature of the heating element ( 17 ) during operation of the gas probe ( 10 ) is modulated, wherein the method is performed in the overrun mode of the internal combustion engine and is closed from the temperature dependence of the resulting pumping current on the static pressure dependence.

Method according to Claim 7, characterized in that the modulation of the setpoint temperature via the internal resistance of the heating element ( 17 ) and / or that the modulation of the setpoint temperature takes place via a periodic change in the setpoint temperature by a predefinable value, in particular via a sinusoidal change in the setpoint temperature.

Computer program that shows all the steps of a procedure according to one of claims 1 to 8 executes when it on a computing device or a controller expires.

Computer program product with program code based on a machine-readable carrier is stored for execution A method according to any one of claims 1 to 8 when running the program on a computer or a controller becomes.