DE102012201471A1 - Method for calibrating e.g. lambda probe, for acquiring partial pressure of portion of exhaust gas in gas measuring chamber of incineration system for heating e.g. timber, involves providing acquired gas portion based on measurement signal - Google Patents
Method for calibrating e.g. lambda probe, for acquiring partial pressure of portion of exhaust gas in gas measuring chamber of incineration system for heating e.g. timber, involves providing acquired gas portion based on measurement signal Download PDFInfo
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Abstract
Description
Stand der TechnikState of the art
Aus dem Stand der Technik sind zahlreiche Verfahren und Vorrichtungen bekannt, mittels derer mindestens ein Anteil eines Gases in einem Messgasraum erfasst werden kann. Unter der Erfassung kann insbesondere eine qualitative und/oder quantitative Erfassung verstanden werden. Beispiele derartiger Vorrichtungen sind insbesondere in
Bei einem Einsatz von Abgassensoren im Automotiv-Bereich kann im allgemeinen eine Haltbarkeit und/oder Signalverlässlichkeit für eine Dauer von ungefähr 6.000 Betriebsstunden vorausgesetzt werden. In nicht-automotiv-Anwendungen, beispielsweise bei Heizungen und/oder stationären Verbrennungskraftmaschinen, und/oder bei Off-Road-Fahrzeugen und/oder Flugzeugantrieben und/oder Schiffsantrieben kann die geforderte Einsatzdauer zum Teil erheblich darüber liegen. Beispielsweise können sich Signale, insbesondere Signale des Abgassensors, verändern, beispielsweise im Laufe der Zeit, beispielsweise durch Alterungseffekte, die verstärkt bei einem gleichmäßigen und/oder lang andauernden Betrieb des Abgassensors stattfinden, beispielsweise bei einem für Verbrennungsheizungsanlagen typischen Bereich von 8 % bis 10 % Sauerstoff. Beispielsweise kann der Abgassensor bei einem Start von Heizungsanlagen mit einem Messbereich von beispielsweise –20 mV im Magergas bis 900 mV im Fettgas bei 15 % Sauerstoff betrieben werden. Demgegenüber gibt es auch Lambdasonden, welche über einen größeren Messbereich verfügen und stabil über eine Zeit laufen. Diese Lambdasonden, insbesondere Lambdasonden nach dem amperometrischen Grenzstromprinzip, können beispielsweise als Basissonde für die vorliegende Erfindung dienen, insbesondere neben einem möglichen Einsatz mindestens einer mindestens einzelligen Breitbandsonde.In the automotive field, generally, durability and / or signal reliability for a duration of approximately 6,000 hours of operation may be required. In non-automotive applications, such as in heaters and / or stationary internal combustion engines, and / or in off-road vehicles and / or aircraft drives and / or marine propulsion systems, the required service life may be considerably higher in some cases. For example, signals, in particular signals of the exhaust gas sensor, may change over time, for example as a result of aging effects, which occur more intensively with uniform and / or long-term operation of the exhaust gas sensor, for example at a typical combustion combustion area of 8% to 10%. Oxygen. For example, the exhaust gas sensor can be operated at a start of heating systems with a measuring range of, for example, -20 mV in lean gas to 900 mV in the rich gas at 15% oxygen. In contrast, there are also lambda probes, which have a larger measuring range and run stable over time. These lambda probes, in particular lambda probes according to the amperometric limiting current principle, can be used, for example, as a base probe for the present invention, in particular in addition to a possible use of at least one at least single-cell broadband probe.
Eine Möglichkeit das Abgassensorsignal zu modifizieren und damit auch einer Veränderung des Signals entgegenzuwirken ist beispielsweise in
Eine Umsetzung, insbesondere des Abgassensorsignals, in einen analogen Ausgangssignalbereich von beispielsweise 0–10 V und/oder 0–20 mA oder einen digitalen Ausgangssignalbereich, wie er beispielsweise in CAM-Protokollen definiert ist, ist ebenfalls bereits Stand der Technik. A conversion, in particular of the exhaust gas sensor signal, into an analog output signal range of, for example, 0-10 V and / or 0-20 mA or a digital output signal range, as defined, for example, in CAM protocols, is also already state of the art.
Eine Kalibrierung von in Heizungsanlagen eingebauten Abgassensoren erfolgt üblicherweise an Luft, daher ist derzeit zu einer erneuten Kalibrierung ein Ausbau des Abgassensors notwendig. Zurzeit werden üblicherweise Lambdasonden aus dem Automobilbereich für Anwendungen in der Heizungstechnik genutzt. Obwohl hier die Lambdasonden üblicherweise unter anderen Bedingungen als im Automobil und dazu noch viel länger betrieben werden, wird gefordert, dass der Abgassensor mit einer gewünschten Signalcharakteristik, insbesondere aus Sicht des Heizungsbenutzers, weitestgehend wartungsfrei oder wartungsarm arbeitet. Für einen weiten Bereich der nicht in der KFZ-Erprobung abgesicherten Non-OEM (Original Equipment Manufacturer) Anwendungen, wie beispielsweise für stationäre Verbrennungskraftmaschinen und/oder Off-Road-Fahrzeuge und/oder Flugzeugantriebe und/oder Schiffsantriebe, sind derzeit aus dem Stand der Technik nur wenige bzw. keine Standard-Produkte bekannt, welche beispielsweise einfach an dort etablierten Schnittstellen angedockt werden könnten. Calibration of exhaust gas sensors installed in heating systems is usually carried out in air, therefore an expansion of the exhaust gas sensor is currently necessary for a renewed calibration. Currently, lambda probes from the automotive sector are usually used for applications in heating technology. Although here the lambda probes are usually operated under different conditions than in the car and much longer, it is required that the exhaust gas sensor works with a desired signal characteristic, in particular from the perspective of the heating user, largely maintenance-free or low maintenance. For a wide range of not in the automotive testing secured non-OEM (Original Equipment Manufacturer) applications, such as for stationary internal combustion engines and / or off-road vehicles and / or aircraft engines and / or marine propulsion systems, are currently from the prior technology only a few or no standard products are known, which could be easily docked, for example, on established interfaces there.
Wünschenswert wäre daher ein Abgassensor, welcher ein Abgassensorsignal nach Eintritt einer unzulässigen Abweichung, zum Beispiel durch Alterungseffekte, derart modifiziert, dass bevorzugt wieder ein Neuzustand des Abgassensorsignals vorliegt. Wünschenswert wäre, auch während einer Modifikation ein Ersatzsignal zur Verfügung zu stellen, beispielsweise, damit ein Heizungsbetrieb ununterbrochen weiterlaufen kann, und/oder zumindest eine Ausgabe eines Wartungssignals. Vorzugsweise sollte auch ein geeigneter Zeit- und/oder Betriebspunkt erkannt und/oder abgewartet werden können, in welchem eine Modifikation des Sensorsignals starten und/oder stattfinden kann. Die Anwendung von Abgassensoren in Heizungsanlagen, insbesondere eine Modifizierung bekannter Lambdasonden für Heizungsanlagen, kann ein hohes Marktpotential haben. Daher ist ein Abgassensor und/oder ein Verfahren, insbesondere für eine Anwendung in Heizungsanlagen, wichtig.It would therefore be desirable to have an exhaust gas sensor which modifies an exhaust gas sensor signal after the occurrence of an impermissible deviation, for example due to aging effects, such that a new condition of the exhaust gas sensor signal is preferably present again. It would be desirable to provide a replacement signal even during a modification, for example, so that a heating operation can continue uninterrupted, and / or at least an output of a maintenance signal. Preferably, a suitable time and / or operating point should also be detected and / or waited for, in which a modification of the sensor signal can start and / or take place. The application of exhaust gas sensors in heating systems, in particular a modification of known lambda sensors for heating systems, can have a high market potential. Therefore, an exhaust gas sensor and / or a method, in particular for use in heating systems, important.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Es werden dementsprechend ein Verfahren und ein Abgassensor vorgeschlagen, welche die Nachteile bekannter Verfahren und Abgassensoren zumindest weitgehend vermeiden. In einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Kalibrieren eines Abgassensors zur Erfassung mindestens eines Anteils eines Gases in einem Messgasraum, insbesondere in einer Heizungsanlage, vorgeschlagen. Unter dem Ausdruck „Kalibrieren“ kann beispielsweise eine Messung verstanden werden, welche zu einer Feststellung und/oder einer Dokumentation und/oder eines Ausgleichs einer Abweichung eines Verhaltens einer Vorrichtung, insbesondere des Abgassensors, zu einer anderen Vorrichtung und/oder zu einem früheren Zustand des Abgassensors verwendet werden kann. Die Kalibrierung kann beispielsweise aufgrund von Alterungseffekten und/oder Fertigungsstreuungen durchgeführt werden. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann "Kalibrieren" auch eine Behebung eines Alterungseffekts und/oder einer Fertigungsstreuung umfassen. Bei dem Abgassensor kann es sich prinzipiell um eine beliebige Vorrichtung handeln, welche eingerichtet ist, um einen Anteil eines Gases in einem Messgasraum zu erfassen. Bei dem Abgassensor kann es sich beispielsweise um eine Lambdasonde und/oder um einen NOx-Sensor handeln. Bei der Erfassung kann es sich beispielsweise um eine quantitative und/oder qualitative Erfassung, insbesondere um eine Messung, handeln. Bei dem Anteil kann es sich beispielsweise um einen Partialdruck und/oder einen Prozentsatz einer Gaskomponente in dem Gas handeln. Bei dem Gas kann es sich prinzipiell um ein beliebiges fluides Medium handeln, bevorzugt kann es sich bei dem Gas um ein Abgas handeln. Bei der Gaskomponente kann es sich beispielsweise um Sauerstoff und/oder Stickstoff und/oder ein Stickoxid und/oder einen Kohlenwasserstoff und/oder Wasserstoff und/oder andere Arten von Gaskomponenten handeln, insbesondere um solche Gaskomponenten, welche vorzugsweise spezifisch nachgewiesen werden können. Bei dem Messgasraum kann es sich prinzipiell um einen beliebigen Raum handeln, welcher von dem Gas durchströmt wird und/oder welcher mit dem Gas beaufschlagt wird und/oder welcher von dem Gas gefüllt ist. Beispielsweise kann es sich bei dem Messgasraum um einen Abgastrakt einer Heizungsanlage, beispielsweise einen Kamin und/oder ein Abgasrohr, und/oder um eine Luftzuleitung zu einer Heizungsanlage handeln. Prinzipiell kann es sich bei dem Messgasraum um einen beliebigen Zuluft- und/oder Ablufttrakt, insbesondere einer Verbrennungsmaschine, beispielsweise eines Brenners, handeln. Bei der Heizungsanlage kann es sich beispielsweise um eine Vorrichtung handeln, welche eingerichtet ist, um Wärme zu generieren. Beispielsweise kann es sich bei der Heizungsanlage um eine Vorrichtung handeln, welche durch eine Verbrennung fossiler Brennstoffe, beispielsweise von Holz und/oder Öl und/oder Gas, Wärme erzeugt. Beispielsweise kann es sich auch um eine Müllverbrennungsanlage und/oder um ein Fernheizkraftwerk und/oder um ein Heizkraftwerk handeln. Besonders bevorzugt kann es sich bei der Heizungsanlage um eine Heizung, beispielsweise mit mindestens einem Ofen und/oder mindestens einer Feuerstelle, handeln. Die Heizungsanlage kann beispielsweise mindestens einen Brenner umfassen.Accordingly, a method and an exhaust gas sensor are proposed which at least largely avoid the disadvantages of known methods and exhaust gas sensors. In a first aspect of the present invention, a method is proposed for calibrating an exhaust gas sensor for detecting at least a portion of a gas in a measuring gas space, in particular in a heating system. By the term "calibration" can be understood, for example, a measurement, which for a determination and / or documentation and / or compensation for a deviation of a behavior of a device, in particular the exhaust gas sensor, to another device and / or to an earlier state of the Exhaust gas sensor can be used. The calibration can be carried out for example due to aging effects and / or manufacturing variations. In the context of the present invention, "calibrating" can also include remedying an aging effect and / or a production spread. In principle, the exhaust gas sensor may be any device which is set up to detect a portion of a gas in a measuring gas space. The exhaust gas sensor may, for example, be a lambda probe and / or a NO x sensor. The detection may, for example, be a quantitative and / or qualitative detection, in particular a measurement. The proportion may be, for example, a partial pressure and / or a percentage of a gas component in the gas. In principle, the gas may be any fluid medium, and the gas may preferably be an offgas. The gas component may be, for example, oxygen and / or nitrogen and / or a nitrogen oxide and / or a hydrocarbon and / or hydrogen and / or other types of gas components, in particular those gas components, which may preferably be specifically detected. In principle, the measurement gas space can be any space through which the gas flows and / or which is supplied with the gas and / or which is filled by the gas. For example, the measuring gas space may be an exhaust gas tract of a heating system, for example a chimney and / or an exhaust pipe, and / or an air supply line to a heating system. In principle, the measuring gas space can be any supply air and / or exhaust air tract, in particular an internal combustion engine, for example a burner. The heating system can be, for example, a device that is set up to generate heat. For example, the heating system may be a device that generates heat by burning fossil fuels, such as wood and / or oil and / or gas. For example, it may also be a waste incineration plant and / or a district heating power plant and / or a cogeneration plant. Particularly preferably, the heating system may be a heater, for example with at least one furnace and / or at least one hearth. The heating system may for example comprise at least one burner.
Der Abgassensor umfasst mindestens ein Sensorelement. Bei dem Sensorelement kann es sich prinzipiell um eine beliebige Vorrichtung handeln, welche eingerichtet ist, um mindestens einen Messwert zu erfassen. Bei dem Sensorelement kann es sich insbesondere um ein elektrochemisches Sensorelement handeln. Besonders bevorzugt kann es sich bei dem Sensorelement um eine Vorrichtung handeln, welche ausgestaltet ist, um den mindestens einen Anteil des Gases in dem Messgasraum zu erfassen. Das Sensorelement kann beispielsweise einen keramischen Schichtaufbau umfassen. Das Sensorelement kann insbesondere wie aus dem Stand der Technik bekannt ausgestaltet sein, beispielsweise wie oben beschrieben. Das Sensorelement kann grundsätzlich mehrzellig aufgebaut sein, kann jedoch auch als Einzeller ausgestaltet sein. Bei dem Sensorelement kann es sich beispielsweise um eine Lambdasonde, insbesondere eine Breitbandlambdasonde und/oder eine Sprungsonde, handeln. Das Sensorelement kann beispielsweise mindestens zwei Elektroden und mindestens einen die Elektroden verbindenden Festelektrolyten aufweisen. Bei einer Elektrode kann es sich insbesondere um ein Bauteil handeln, welches mit einer elektrischen Spannung und/oder mit einem elektrischen Strom beaufschlagt werden kann. Die Elektrode kann beispielsweise zumindest teilweise aus einem leitfähigen Material hergestellt sein. Bei den mindestens zwei Elektroden kann es sich beispielsweise um mindestens eine äußere Pumpelektrode und/oder mindestens eine innere Pumpelektrode und/oder mindestens eine Referenzelektrode handeln. Bei einem Festelektrolyten kann es sich insbesondere um einen keramischen Festelektrolyten handeln, wie beispielsweise Zirkoniumdioxid, insbesondere Yttrium-stabilisiertes Zirkoniumdioxid (YSZ) und/oder Skandium-dotiertes Zirkoniumdioxid (ScSZ). Der Festelektrolyt, beispielsweise ein Festkörperelektrolyt, kann vorzugsweise gasundurchlässig sein und/oder kann einen ionischen Transport, beispielsweise einen ionischen Sauerstofftransport, gewährleisten. Das Sensorelement kann insbesondere eingerichtet sein, um mindestens ein Sensorsignal zu generieren. Bei dem Sensorsignal kann es sich um ein beliebiges durch physikalische Prozesse generiertes Signal handeln.The exhaust gas sensor comprises at least one sensor element. In principle, the sensor element can be any device which is set up to detect at least one measured value. The sensor element may in particular be an electrochemical sensor element. Particularly preferably, the sensor element may be a device which is designed to detect the at least one portion of the gas in the measurement gas space. The sensor element may comprise, for example, a ceramic layer structure. The sensor element may in particular be designed as known from the prior art, for example as described above. The sensor element can in principle be multicellular, but can also be configured as a single cell. The sensor element may be, for example, a lambda probe, in particular a broadband lambda probe and / or a jump probe. The sensor element may have, for example, at least two electrodes and at least one solid electrolyte connecting the electrodes. An electrode may in particular be a component which is connected to an electrical Voltage and / or can be acted upon by an electric current. For example, the electrode may be made at least partially of a conductive material. The at least two electrodes can be, for example, at least one outer pumping electrode and / or at least one inner pumping electrode and / or at least one reference electrode. A solid electrolyte may in particular be a ceramic solid electrolyte, such as zirconia, in particular yttrium-stabilized zirconia (YSZ) and / or scandium-doped zirconia (ScSZ). The solid electrolyte, for example a solid electrolyte, may preferably be gas-impermeable and / or may ensure ionic transport, for example ionic oxygen transport. The sensor element may in particular be designed to generate at least one sensor signal. The sensor signal may be any signal generated by physical processes.
Das Sensorelement ist eingerichtet, um mindestens ein Messsignal entsprechend des erfassten Anteils des Gases in dem Messgasraum bereitzustellen. Bei dem Messsignal kann es sich prinzipiell um ein beliebiges Signal handeln, welches mit dem zu erfassenden Anteil des Gases in dem Messgasraum korreliert. Bei dem Messsignal kann es sich beispielsweise um ein elektrisches Signal, beispielsweise um einen elektrischen Strom und/oder um eine elektrische Spannung, handeln. Bei dem Messsignal kann es sich beispielsweise um mindestens ein analoges Signal und/oder um mindestens ein digitales Signal handeln. Beispielsweise kann es sich bei dem Messsignal um mindestens einen Pumpstrom und/oder mindestens eine Pumpspannung handeln. Beispielsweise kann es sich bei dem Messsignal auch um mindestens eine Temperatur und/oder mindestens einen Druck handeln. The sensor element is set up to provide at least one measurement signal corresponding to the detected proportion of the gas in the measurement gas space. In principle, the measurement signal may be any signal which correlates with the portion of the gas to be detected in the measurement gas space. The measurement signal may be, for example, an electrical signal, for example an electrical current and / or an electrical voltage. The measurement signal may be, for example, at least one analog signal and / or at least one digital signal. By way of example, the measuring signal may be at least one pumping current and / or at least one pumping voltage. By way of example, the measurement signal may also be at least one temperature and / or at least one pressure.
Das Verfahren umfasst mindestens einen Kalibrationsschritt. Bei dem Kalibrationsschritt kann es sich prinzipiell um einen beliebigen Verfahrensschritt handeln, welcher zumindest teilweise die Kalibration des Abgassensors umfasst. Beispielsweise kann es sich bei dem Kalibrationsschritt um eine zeitlich begrenzte Phase des Verfahrens handeln.The method comprises at least one calibration step. In principle, the calibration step may be any method step which at least partially comprises the calibration of the exhaust gas sensor. For example, the calibration step may be a time-limited phase of the method.
Der Kalibrationsschritt ist während eines Betriebs des Abgassensors durchführbar. Unter dem Betrieb kann insbesondere ein Modus des Abgassensors verstanden werden, insbesondere ein Modus des Abgassensors außerhalb der Produktion, beispielsweise bei einem Benutzer, insbesondere in einem Heizungsraum. Bei dem Betrieb kann es sich insbesondere um einen Modus des Abgassensors bei Eingeschalteter Heizungsanlage handeln, beispielsweise auch während einer Erfassung des mindestens einen Anteils des Gases in dem Messgasraum. Bei dem Kalibrationsschritt während des Betriebs kann es sich insbesondere nicht um eine Erstkalibration des Abgassensors, beispielsweise bei der Produktion, handeln. Beispielsweise kann es sich bei dem Kalibrationsschritt während eines Betriebs auch um einen Kalibrationsschritt außerhalb einer Werkstatt eines Fachmanns handeln. Der Kalibrationsschritt während des Betriebs kann insbesondere in und/oder an der Heizungsanlage durchgeführt werden. Der Abgassensor kann beispielsweise in der Heizungsanlage integriert sein, insbesondere während des Kalibrationsschritts. Beispielsweise kann der Abgassensor während des Kalibrationsschritts auch aus der Heizungsanlage ausgebaut sein. Prinzipiell kann der Abgassensor auch extern, insbesondere außerhalb der Heizungsanlage, angeordnet sein. Der Abgassensor kann beispielsweise zentral und/oder dezentral ausgestaltet und/oder angeordnet sein. Der Abgassensor kann beispielsweise in einer Steuerung der Heizungsanlage und/oder eines Motors angeordnet sein. Beispielsweise kann der Abgassensor, zumindest elektronisch, mit der Heizungsanlage und/oder der Steuerung der Heizungsanlage und/oder mit dem Motor verbunden sein. The calibration step is feasible during operation of the exhaust gas sensor. In particular, a mode of the exhaust gas sensor can be understood as operating, in particular a mode of the exhaust gas sensor outside production, for example in the case of a user, in particular in a boiler room. The operation may in particular be a mode of the exhaust gas sensor when the heating system is switched on, for example also during a detection of the at least one portion of the gas in the measuring gas space. In particular, the calibration step during operation can not be an initial calibration of the exhaust gas sensor, for example during production. For example, the calibration step during operation may also be a calibration step outside a workshop of a person skilled in the art. The calibration step during operation can be carried out in particular in and / or on the heating system. The exhaust gas sensor can be integrated, for example, in the heating system, in particular during the calibration step. For example, the exhaust gas sensor may also be removed from the heating system during the calibration step. In principle, the exhaust gas sensor can also be arranged externally, in particular outside the heating system. The exhaust gas sensor may, for example, be designed and / or arranged centrally and / or decentrally. The exhaust gas sensor can be arranged for example in a control of the heating system and / or an engine. For example, the exhaust gas sensor, at least electronically, be connected to the heating system and / or the control of the heating system and / or to the engine.
Der Abgassensor und/oder das Sensorelement und/oder die Heizanlage können insbesondere mindestens eine Steuerung umfassen. Die Steuerung kann eingerichtet sein, um das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen und/oder den erfindungsgemäßen Abgassensor und/oder die Heizungsanlage anzusteuern. Die Steuerung kann beispielsweise über mindestens eine Schnittstelle mit dem Sensorelement verbunden sein. Die Steuerung kann vollständig oder teilweise in das Sensorelement und/oder in den Abgassensor und/oder in die Heizungsanlage integriert sein. Die Steuerung kann beispielsweise auch ganz oder teilweise in anderen Komponenten integriert sein, beispielsweise in einem Stecker und/oder in einer Motorsteuerung und/oder in einer Heizungssteuerung. Die Steuerung kann beispielsweise mindestens eine Beaufschlagungsvorrichtung umfassen, beispielsweise um die Elektroden mit Strom und/oder Spannung zu beaufschlagen. Bei der Beaufschlagungsvorrichtung kann es sich beispielsweise um eine Spannungsquelle und/oder um eine Stromquelle handeln. Weiterhin kann die Steuerung gegebenenfalls mindestens eine Messvorrichtung umfassen, beispielsweise mindestens eine Spannungsmessvorrichtung und/oder mindestens eine Strommessvorrichtung. Weiterhin kann die Steuerung beispielsweise mindestens eine Auswertevorrichtung, beispielsweise mindestens eine Datenverarbeitungsvorrichtung, umfassen. Weiterhin optional kann die Steuerung mindestens einen Signalgenerator umfassen. Die Steuerung kann überdies optional mindestens einen Regler, beispielsweise mindestens einen Lock-in-Regler umfassen. Der Abgassensor kann beispielsweise als Steckfühler ausgestaltet sein. Besonders bevorzugt kann der Abgassensor mindestens ein Gehäuse aufweisen. The exhaust gas sensor and / or the sensor element and / or the heating system may in particular comprise at least one controller. The controller can be set up to carry out the method according to the invention and / or to control the exhaust gas sensor according to the invention and / or the heating system. The controller may be connected, for example via at least one interface with the sensor element. The controller may be completely or partially integrated in the sensor element and / or in the exhaust gas sensor and / or in the heating system. For example, the controller may also be completely or partially integrated in other components, for example in a plug and / or in an engine control and / or in a heating control. The controller may, for example, comprise at least one application device, for example to apply current and / or voltage to the electrodes. The application device may be, for example, a voltage source and / or a current source. Furthermore, the controller may optionally comprise at least one measuring device, for example at least one voltage measuring device and / or at least one current measuring device. Furthermore, the controller may, for example, comprise at least one evaluation device, for example at least one data processing device. Further optionally, the controller may include at least one signal generator. In addition, the controller may optionally include at least one controller, for example at least one lock-in controller. The exhaust gas sensor may be configured, for example, as a plug-in sensor. Particularly preferred may the exhaust gas sensor have at least one housing.
Während des Kalibrationsschritts kann mindestens ein Ersatzsignal, beispielsweise anstelle des Messsignals oder zusätzlich zu dem Messsignal, bereitgestellt werden. Bei dem Ersatzsignal kann es sich beispielsweise um ein Signal handeln, welches eingerichtet ist, um einen Heizbetrieb und/oder um den Betrieb weiterlaufen zu lassen. Insbesondere während des Kalibrationsschritts, beispielsweise gesteuert und/oder quasi-gesteuert. Das Ersatzsignal kann insbesondere eingerichtet sein, um einen Heizungsbetrieb ununterbrochen weiterlaufen lassen zu können, insbesondere während des Kalibrationsschritts und/oder während eines Betriebs mit einem ausgebauten Sensorelement und/oder während einer Unterbrechung der Erfassung des mindestens einen Anteils des Gases in dem Messgasraum, beispielsweise durch das Sensorelement. Bei dem Ersatzsignal kann es sich insbesondere auch um ein Signal handeln, welches einem Messsignal zumindest ähnlich sein kann. Beispielsweise kann das Ersatzsignal bevorzugt ein elektrisches Signal, beispielsweise ein elektrischer Strom und/oder eine elektrische Spannung, sein. Das Ersatzsignal kann beispielsweise ein analoges Signal und/oder ein digitales Signal sein. Beispielsweise kann es sich bei dem Ersatzsignal um ein modifiziertes Messsignal handeln. Beispielsweise kann es sich bei dem Ersatzsignal und/oder bei dem Messsignal um ein Sensorsignal handeln. Bei dem Ersatzsignal kann es sich beispielsweise um ein inverses Messsignal handeln. Das Ersatzsignal kann insbesondere aus dem Messsignal durch eine Modifikation generiert werden. Die Modifikation kann insbesondere eine Invertierung und/oder eine Verstärkung beispielsweise durch mindestens einen Operationsverstärker, umfassen. Bei dem Ersatzsignal kann es sich beispielsweise um ein von einem Signalgenerator generiertes Signal handeln, wobei der Signalgenerator beispielsweise von der Steuerung umfasst sein kann. Bei dem Ersatzsignal kann es sich beispielsweise auch um mindestens einen Teil einer internen Referenzspannung und/oder eines Referenzstroms handeln. Beispielsweise kann es sich bei dem Ersatzsignal auch um ein Signal handeln, welches durch mindestens einen Spannungsteiler und/oder mindestens einen Stromteiler und/oder durch mindestens eine programmgesteuerte Spannungsquelle und/oder Stromquelle, beispielsweise durch die Beaufschlagungsvorrichtung und/oder die Steuerung, generiert werden kann. Beispielsweise kann während des Kalibrationsschritts, beispielsweise alternierend, zwischen dem Ersatzsignal und dem Messsignal und/oder dem tatsächlichen Signal gewechselt werden, insbesondere gesteuert durch die Steuerung und/oder durch einen Benutzer, beispielsweise manuell. Das Ersatzsignal kann beispielsweise erzeugt und/oder generiert werden, bevorzugt durch die Steuerung. Beispielsweise kann das Ersatzsignal zumindest teilweise durch eine Simulation erzeugt und/oder festgesetzt werden und/oder kann bereits bei der Produktion in dem Abgassensor, beispielsweise in der Steuerung, abgespeichert worden sein.During the calibration step, at least one substitute signal, for example instead of the measurement signal or in addition to the measurement signal, can be provided. The substitute signal may, for example, be a signal which is set up to continue a heating operation and / or to continue operation. In particular, during the calibration step, for example, controlled and / or quasi-controlled. The substitute signal can be set up, in particular, in order to allow a heating operation to continue uninterrupted, in particular during the calibration step and / or during operation with a removed sensor element and / or during interruption of detection of the at least one portion of the gas in the sample gas space, for example the sensor element. The substitute signal may in particular also be a signal which may at least be similar to a measurement signal. For example, the substitute signal may preferably be an electrical signal, for example an electrical current and / or an electrical voltage. The substitute signal may be, for example, an analog signal and / or a digital signal. For example, the substitute signal may be a modified measurement signal. By way of example, the substitute signal and / or the measurement signal may be a sensor signal. The substitute signal may be, for example, an inverse measurement signal. The substitute signal can be generated in particular from the measurement signal by a modification. The modification may in particular comprise an inversion and / or amplification, for example by at least one operational amplifier. The substitute signal may, for example, be a signal generated by a signal generator, wherein the signal generator may be included, for example, by the controller. The substitute signal may, for example, also be at least part of an internal reference voltage and / or a reference current. For example, the substitute signal can also be a signal which can be generated by at least one voltage divider and / or at least one current divider and / or by at least one program-controlled voltage source and / or current source, for example by the application device and / or the controller , For example, during the calibration step, for example alternately, between the substitute signal and the measurement signal and / or the actual signal can be changed, in particular controlled by the controller and / or by a user, for example manually. The substitute signal can for example be generated and / or generated, preferably by the controller. For example, the replacement signal may be at least partially generated and / or fixed by a simulation and / or may already have been stored during production in the exhaust gas sensor, for example in the controller.
In dem Verfahren kann mindestens ein Wartungssignal generiert werden. Bei dem Wartungssignal kann es sich prinzipiell um ein beliebiges Signal handeln. Beispielsweise kann es sich bei dem Wartungssignal um ein Signal handeln, welches mindestens eine Information umfasst. Bei dem Wartungssignal kann es sich beispielsweise um ein elektrisches Signal, beispielsweise einen elektrischen Strom und/oder eine elektrische Spannung, handeln. Bei dem Wartungssignal kann es sich beispielsweise um ein Signal zum Ansteuern mindestens einer Signalleuchte, beispielsweise einer Leuchtdiode, insbesondere einer roten oder orangenen LED, handeln. Das Wartungssignal kann beispielsweise von der Steuerung erzeugt werden und/oder von dem Benutzer. Beispielsweise kann das Wartungssignal ausgegeben werden, beispielsweise an den Benutzer und/oder an die Steuerung. Beispielsweise kann durch Ausgabe des Wartungssignals zur Durchführung des Kalibrationsschritts aufgefordert werden, beispielsweise durch die Steuerung und/oder durch den Benutzer. Das Wartungssignal kann beispielsweise dazu dienen, den Benutzer aufzufordern, den Kalibrationsschritt durchzuführen. Beispielsweise kann das Wartungssignal dazu dienen, einem Benutzer anzuzeigen, dass gerade der Kalibrationsschritt durchgeführt wird. Das Wartungssignal kann beispielsweise als Triggersignal für die Steuerung zur Durchführung des Kalibrationsschritts dienen. Das Wartungssignal kann beispielsweise automatisch in regelmäßigen und/oder unregelmäßigen, beispielsweise bei der Produktion festgelegten, Zeitabständen gesetzt werden oder kann von der Steuerung entsprechend einer Auswertung mindestens eines Parameters gesetzt werden, beispielsweise einer Betriebsstundenzahl und/oder einer Temperatur und/oder des Anteils, insbesondere des Anteils des Gases und/oder eines Anteils einer Gaskomponente, beispielsweise in dem Gas, und/oder eines Widerstands.In the method, at least one maintenance signal can be generated. The maintenance signal can in principle be any signal. For example, the maintenance signal may be a signal which comprises at least one piece of information. The maintenance signal can be, for example, an electrical signal, for example an electrical current and / or an electrical voltage. The maintenance signal can be, for example, a signal for activating at least one signal light, for example a light-emitting diode, in particular a red or orange LED. The maintenance signal may be generated, for example, by the controller and / or by the user. For example, the maintenance signal can be output, for example to the user and / or to the controller. For example, it may be requested by issuing the maintenance signal to carry out the calibration step, for example by the controller and / or by the user. For example, the maintenance signal may be used to prompt the user to perform the calibration step. For example, the maintenance signal may be used to indicate to a user that the calibration step is being performed. The maintenance signal can serve, for example, as a trigger signal for the controller for carrying out the calibration step. The maintenance signal can for example be automatically set in regular and / or irregular, for example, during production, intervals or can be set by the controller according to an evaluation of at least one parameter, for example, an operating hours and / or a temperature and / or proportion, in particular the proportion of the gas and / or a proportion of a gas component, for example in the gas, and / or a resistance.
Der Kalibrationsschritt kann beispielsweise automatisch und/oder halbautomatisch durchgeführt werden. Unter dem Ausdruck „automatisch“ kann beispielsweise eine Durchführung durch mindestens ein Computerprogramm und/oder durch die Steuerung verstanden werden. Unter dem Ausdruck „halbautomatisch“ kann verstanden werden, dass mindestens ein Benutzer und/oder mindestens ein Fachmann mindestens einen Teil des Kalibrationsschritts ausführt, beispielsweise mindestens einen Kalibrationsschritt durch Setzen des Wartungssignals und/oder durch Wahrnehmen des Wartungssignals und/oder durch Bestätigung des Wartungssignals startet.The calibration step can be performed, for example, automatically and / or semi-automatically. By the term "automatically" can be understood, for example, an implementation by at least one computer program and / or by the controller. The expression "semi-automatic" can be understood to mean that at least one user and / or at least one skilled person carries out at least part of the calibration step, for example starting at least one calibration step by setting the maintenance signal and / or by receiving the maintenance signal and / or by confirming the maintenance signal ,
Beispielsweise kann in dem Kalibrationsschritt das Sensorelement aus dem Abgassensor ausgebaut sein und/oder der Abgassensor kann aus dem Messgasraum ausgebaut werden. Beispielsweise kann das Sensorelement und/oder der Abgassensor während des Kalibrationsschritts aus der Heizungsanlage ausgebaut sein. Insbesondere kann in dem Kalibrationsschritt das Sensorelement aus dem Abgassensor ausgebaut werden. Unter „ausgebaut“ kann hierbei verstanden werden, dass zumindest ein Teil des Sensorelements und/oder des Abgassensors räumlich und/oder elektrisch von dem Abgassensor und/oder von der Heizungsanlage entfernt werden kann. Beispielsweise kann unter „ausgebaut“ auch verstanden werden, dass zumindest ein Teil des Sensorelements und/oder des Abgassensors während des Kalibrationsschritts nicht elektrisch mit der Heizungsanlage und/oder mit dem Abgassensor verbunden ist. Beispielsweise kann es sein, dass während des Kalibrationsschritts das Sensorelement und/oder der Abgassensor nicht mit der Steuerung verbunden ist. Beispielsweise kann das Sensorelement und/oder der Abgassensor während des Kalibrationsschritts zwar mit der Steuerung aber nicht mit der Auswertevorrichtung und/oder mit einer Ausgabevorrichtung, beispielsweise zur Ausgabe des erfassten Anteils des Gases in dem Messgasraum, verbunden sein, insbesondere elektrisch verbunden sein. For example, in the calibration step, the sensor element may be removed from the exhaust gas sensor and / or the exhaust gas sensor may be removed from the sample gas space. For example, the sensor element and / or the exhaust gas sensor can be removed from the heating system during the calibration step. In particular, in the calibration step, the sensor element can be removed from the exhaust gas sensor. By "expanded" may be understood here that at least a portion of the sensor element and / or the exhaust gas sensor can be spatially and / or electrically removed from the exhaust gas sensor and / or from the heating system. For example, "expanded" can also be understood that at least a part of the sensor element and / or the exhaust gas sensor is not electrically connected to the heating system and / or the exhaust gas sensor during the calibration step. For example, it may be that during the calibration step, the sensor element and / or the exhaust gas sensor is not connected to the controller. For example, during the calibration step, the sensor element and / or the exhaust gas sensor may be connected to the control but not to the evaluation device and / or to an output device, for example for outputting the detected portion of the gas in the measurement gas space, in particular electrically.
Der Kalibrationsschritt kann mindestens einen Diagnoseschritt, insbesondere zur Erfassung mindestens eines Betriebszustands des Abgassensors und/oder des Sensorelements und/oder der Heizungsanlage, umfassen. Bei dem Betriebszustand kann es sich prinzipiell um einen beliebigen Zustand des Abgassensors und/oder der Heizungsanlage und/oder des Sensorelements handeln. Die Kalibrierung der Betriebspunkte des Abgassensors und/oder des Sensorelements können bevorzugt mittels Erzeugen von definierten Betriebspunkten und/oder Betriebszuständen der Heizungsanlage, insbesondere des Heizungssystems, erfolgen. Der Kalibrationsschritt kann insbesondere bei mindestens einem definierten Betriebspunkt der Heizungsanlage und/oder mindestens einem definierten Betriebszustand der Heizungsanlage durchgeführt werden. Der Kalibrationsschritt kann insbesondere die Kalibrierung von Betriebspunkten des Abgassensors und/oder des Sensorelements umfassen. Beispielsweise kann es sich bei dem Betriebszustand und/oder bei dem Betriebspunkt, insbesondere der Heizungsanlage und/oder des Sensorelements und/oder des Abgassensors, um eine bestimmte Parametereinstellung und/oder deren Messwerte und/oder davon abgeleitete Größen handeln, beispielsweise kann es sich um den Parameter und/oder um einen Wert handeln. Bei dem Betriebszustand, insbesondere der Heizungsanlage, kann es sich beispielsweise um eine Heizfunktion und/oder um einen Wirkungsgrad und/oder um eine Heizleistung und/oder um eine Emission und/oder um eine Temperatur mindestens eines Teils des Abgassensors und/oder der Heizungsanlage und/oder eine Abgastemperatur und/oder eine Betriebstemperatur und/oder eine Betriebsdauer und/oder eine Einsatzdauer und/oder einen Innenwiderstand und/oder eine Pumpspannung und/oder einen Pumpstrom und/oder ein Verhältnis zwischen dem Pumpstrom und der Pumpspannung Ip/Up handeln. Das Erkennen, insbesondere während des Diagnoseschrittes, ob eine Kalibrierung, insbesondere der Kalibrationsschritt, angestoßen und/oder gestartet werden soll, kann bevorzugt durch Erkennen der Veränderung von Betriebspunkten des Abgassensors und/oder der Heizungsanlage und/oder des Sensorelements, insbesondere während einer ablaufenden Diagnose, insbesondere während des Diagnoseschritts, z.B. durch mindestens einen Vergleich des Pumpstroms Ip bei einer bestimmten Pumpspannung Up oder bei mehreren Up bewerkstelligt werden. Der Kalibrationsschritt kann mindestens einen Modifikationsschritt, insbesondere zu einer Regeneration des Sensorelements und/oder zu einem Abgleich des Sensorelements, umfassen. Bei der Regeneration kann es sich prinzipiell um eine beliebige Regenerationsmaßnahme handeln, beispielsweise um eine abgassensorspezifische Regenerationsmaßnahme. Beispielsweise kann die Regeneration dazu dienen, einen Alterungsprozess des Abgassensors und/oder des Sensorelements rückgängig zu machen oder zu mindern. Beispielsweise kann die Regeneration einen Austausch mindestens eines Teils des Sensorelements und/oder des Abgassensors umfassen, beispielsweise einen Ersatzteilaustausch. Beispielsweise kann die Regeneration mindestens eine Entfernung von Schmutz und/oder Verunreinigungen, beispielsweise an dem Abgassensor und/oder an dem Sensorelement und/oder an der Heizungsanlage, umfassen, beispielsweise eine Entfernung von Ruß. Beispielsweise kann die Regeneration auch mindestens einen Austausch mindestens eines Filters des Abgassensors und/oder des Sensorelements umfassen. Bei dem Modifikationsschritt kann es sich prinzipiell um einen beliebigen Schritt des Verfahrens handeln, wobei in dem Modifikationsschritt bevorzugt mindestens eine Eigenschaft des Abgassensors und/oder des Sensorelements und/oder der Heizungsanlage verändert wird. Beispielsweise kann in dem Modifikationsschritt mindestens ein Pumpstrom und/oder mindestens eine Pumpspannung und/oder mindestens eine Temperatur eines Teil des Abgassensors und/oder mindestens eine Verschmutzung und/oder mindestens ein Ansteuerungsparameter und/oder mindestens eine Kalibrierung verändert werden. Der Diagnoseschritt kann beispielsweise zumindest teilweise vor dem Modifikationsschritt durchgeführt werden. Prinzipiell können der Diagnoseschritt und der Modifikationsschritt sich überlappen und/oder können gleichzeitig, insbesondere simultan, durchgeführt werden. Beispielsweise können der Diagnoseschritt und/oder der Modifikationsschritt auch zeitlich getrennt voneinander durchgeführt werden, beispielsweise nacheinander und/oder getrennt durch mindestens einen weiteren Verfahrensschritt. The calibration step may comprise at least one diagnostic step, in particular for detecting at least one operating state of the exhaust gas sensor and / or the sensor element and / or the heating system. The operating state can in principle be any state of the exhaust gas sensor and / or the heating system and / or the sensor element. The calibration of the operating points of the exhaust gas sensor and / or of the sensor element can preferably take place by means of generating defined operating points and / or operating states of the heating system, in particular of the heating system. The calibration step can be carried out in particular at least one defined operating point of the heating system and / or at least one defined operating state of the heating system. The calibration step may in particular include the calibration of operating points of the exhaust gas sensor and / or of the sensor element. For example, the operating state and / or the operating point, in particular the heating system and / or the sensor element and / or the exhaust gas sensor, may be a specific parameter setting and / or their measured values and / or variables derived therefrom, for example the parameter and / or a value. The operating state, in particular of the heating system, may be, for example, a heating function and / or an efficiency and / or a heating power and / or an emission and / or a temperature of at least part of the exhaust gas sensor and / or the heating system and / or an exhaust gas temperature and / or an operating temperature and / or an operating time and / or an operating period and / or an internal resistance and / or a pumping voltage and / or a pumping current and / or a ratio between the pumping current and the pumping voltage I p / U p act. Detecting, in particular during the diagnosis step, whether a calibration, in particular the calibration step, should be initiated and / or started, may preferably be done by detecting the change of operating points of the exhaust gas sensor and / or the heating system and / or the sensor element, in particular during an expiring diagnosis , in particular during the diagnostic step, for example by at least one comparison of the pumping current I p at a certain pumping voltage U p or at several U p be accomplished. The calibration step may comprise at least one modification step, in particular for a regeneration of the sensor element and / or for an adjustment of the sensor element. The regeneration can in principle be any regeneration measure, for example an exhaust gas sensor-specific regeneration measure. For example, the regeneration can serve to reverse or reduce an aging process of the exhaust gas sensor and / or of the sensor element. For example, the regeneration may include an exchange of at least a part of the sensor element and / or the exhaust gas sensor, for example a replacement part replacement. For example, the regeneration may include at least one removal of dirt and / or contaminants, for example at the exhaust gas sensor and / or at the sensor element and / or at the heating system, for example removal of soot. For example, the regeneration may also include at least one replacement of at least one filter of the exhaust gas sensor and / or of the sensor element. The modification step may, in principle, be an arbitrary step of the method, wherein in the modification step preferably at least one property of the exhaust gas sensor and / or the sensor element and / or the heating system is changed. For example, in the modification step, at least one pumping current and / or at least one pumping voltage and / or at least one temperature of a part of the exhaust gas sensor and / or at least one contamination and / or at least one activation parameter and / or at least one calibration can be changed. The diagnostic step may, for example, be performed at least partially before the modification step. In principle, the diagnosis step and the modification step may overlap and / or may be performed simultaneously, in particular simultaneously. For example, the diagnostic step and / or the modification step are also carried out separately in time, for example successively and / or separately by at least one further process step.
Das Verfahren kann zumindest teilweise ein iteratives Verfahren sein, wobei der Diagnoseschritt und/oder der Modifikationsschritt iterativ wiederholt werden können, insbesondere alternierend wiederholt werden können. Unter dem iterativen Verfahren kann hierbei insbesondere ein Verfahren verstanden werden, welches sich einer Lösung, beispielsweise der Kalibration des Abgassensors, schrittweise, beispielsweise durch sukzessive Approximation, annähert. Das erfindungsgemäße Verfahren, insbesondere als iteratives Verfahren, kann insbesondere eine wiederholte Anwendung des Modifikationsschritt und/oder des Diagnoseschritts umfassen. Beispielsweise können Ergebnisse des ersten Diagnoseschritts und/oder des ersten Modifikationsschritts als Ausgangswerte des jeweils nächsten Diagnoseschritts und/oder eines nächsten Modifikationsschritts verwendet werden. Beispielsweise kann in dem Verfahren und/oder in dem iterativen Verfahren, eine Kalibrierung schrittweise verbessert werden.The method can be at least partially an iterative method, wherein the diagnostic step and / or the modification step can be repeated iteratively, in particular can be repeated alternately. In this case, the iterative method can be understood in particular to mean a method which approaches a solution, for example the calibration of the exhaust gas sensor, stepwise, for example by successive approximation. The method according to the invention, in particular as an iterative method, may in particular comprise a repeated application of the modification step and / or the diagnostic step. For example, results of the first diagnostic step and / or the first modification step may be used as output values of the respectively next diagnostic step and / or of a next modification step. For example, in the method and / or iterative method, calibration may be progressively improved.
Der Abgassensor kann mindestens einen Re-adjust-Knopf umfassen. Der Re-adjust-Knopf kann beispielsweise an einem Anschlussgehäuse mit integrierter Elektronik und/oder an einer Benutzerschnittstelle und/oder an einer Tastatur und/oder an einem Touchpad und/oder an einem Bedienterminal und/oder an der Steuerung angeordnet sein. Unter dem Re-adjust-Knopf kann beispielsweise eine Vorrichtung verstanden werden, welche es dem Benutzer erlaubt, den Kalibrationsschritt zu starten. Beispielsweise kann es sich bei dem Re-adjust-Knopf um einen Reset-Knopf, beispielsweise an einem Stecker-Elektronikgehäuse, handeln. Ein Betätigen des Re-adjust-Knopfes kann den Diagnoseschritt und/oder den Modifikationsschritt starten und/oder unterbrechen und/oder stoppen. Beispielsweise kann der Diagnoseschritt und/oder der Modifikationsschritt auch mindestens einen Normalbetrieb umfassen, wobei in dem Normalbetrieb bevorzugt die Erfassung des mindestens einen Anteils das Gases in dem Messgasraum durchgeführt werden kann. Beispielsweise kann der Re-adjust-Knopf durch den Benutzer und/oder automatisch betätigt werden, beispielsweise durch die Steuerung. Der Re-adjust-Knopf kann beispielsweise bevorzugt bei aus dem Abgassensor ausgebautem Sensorelement betätigt werden, beispielsweise ausschließlich. Beispielsweise kann durch den Re-adjust-Knopf ein Triggersignal, insbesondere zum Starten des Kalibrationsschritts und/oder des Modifikationsschritts und/oder des Betriebs und/oder des Normalbetriebs, gesetzt werden.The exhaust gas sensor may include at least one re-adjust button. The re-adjust button may, for example, be arranged on a connection housing with integrated electronics and / or on a user interface and / or on a keyboard and / or on a touchpad and / or on an operator terminal and / or on the control. By way of example, the re-adjust button can be understood to mean a device which allows the user to start the calibration step. For example, the re-adjust button may be a reset button, such as a plug electronics housing. Actuating the re-adjust button may start and / or interrupt and / or stop the diagnostic step and / or the modification step. For example, the diagnostic step and / or the modification step may also include at least one normal operation, wherein in the normal operation preferably the detection of the at least a portion of the gas in the measurement gas space can be performed. For example, the re-adjust button may be actuated by the user and / or automatically, for example by the controller. The re-adjust button, for example, preferably be operated when removed from the exhaust gas sensor element, for example exclusively. For example, a trigger signal, in particular for starting the calibration step and / or the modification step and / or the operation and / or the normal operation, can be set by the re-adjust button.
Der Abgassensor kann mindestens eine „+“-Taste und/oder mindestens eine „–“-Taste umfassen. Bei der „+“-Taste und/oder der „–“-Taste und/oder dem Re-adjust-Knopf kann es sich beispielsweise um Tasten und/oder Knöpfe und/oder Bedienelemente handeln. Die „+“-Taste und/oder die „–“-Taste und/oder der Re-adjust-Knopf können beispielsweise an einem Touchpad und/oder an einer Tastatur und/oder an einer Bedieneinheit und/oder an einer Benutzerschnittstelle angeordnet sein. Bei der „+“-Taste und/oder der „–“-Taste und/oder dem Re-adjust-Knopf kann es sich beispielsweise auch um ein Drehrad und/oder einen Schalter, beispielsweise einen Kippschalter und/oder einen Wippschalter und/oder einen Schiebeschalter und/oder einen Schlüsselschalter, handeln. Die „–“-Taste kann beispielsweise bei einer Verschlechterung des Betriebszustands, insbesondere der Heizungsanlage und/oder des Abgassensors, betätigt werden. Die „+“-Taste kann beispielsweise bei einer Verbesserung des Betriebszustandes, insbesondere der Heizungsanlage und/oder des Abgassensors, betätigt werden. Bei dem Betriebszustand, insbesondere der Heizungsanlage und/oder des Abgassensors, kann es sich beispielsweise auch um mindestens einen Wirkungsgrad und/oder mindestens eine Heizleistung und/oder mindestens eine Emission handeln. Die „–“-Taste und/oder die „+“-Taste können beispielsweise ein Feedback zu einem Kalibrationsschritt und/oder zu einem Diagnoseschritt und/oder zu einem Modifikationsschritt geben. Besonders bevorzugt kann die "–"-Taste bei einer Abweichung von einer ursprünglichen Kalibrierung, beispielsweise einer positiven Abweichung von der ursprünglichen Kalibrierung, insbesondere bei einer Erhöhung eines Sondensignals, betätigt werden. Bei der ursprünglichen Kalibrierung kann es sich beispielsweise um eine Kalibrierung bei der Herstellung und/oder bei Inbetriebnahme des Abgassensors und/oder der Heizungsanlage handeln oder um die zuletzt durchgeführte Kalibrierung und/oder um einen Abgleich. Die "+"-Taste kann besonders bevorzugt bei einer Abweichung von der ursprünglichen Kalibrierung, beispielsweise einer negativen Abweichung von der ursprünglichen Kalibrierung, insbesondere bei einer Absenkung des Sondensignals, betätigt werden. Bei der positiven und/oder der negativen Abweichung von der ursprünglichen Kalibrierung kann es sich beispielsweise um eine höhere und/oder niedrigere Steigung einer Kennlinie im Vergleich zu einer Kennlinie der ursprünglichen Kalibrierung handeln. Bei dem Sondensignal kann es sich beispielsweise um das Messsignal und/oder mindestens einen elektrischen Strom und/oder mindestens eine elektrische Spannung handeln. Je nach Betätigung der „+“-Taste und/oder der „–“-Taste kann die Kennlinie in unterschiedlicher Weise verändert werden. Bei der Kennlinie kann es sich insbesondere um eine Abhängigkeit des Messsignals von dem Anteil des Gases in dem Messgasraum handeln. Die Kennlinie kann beispielsweise im Rahmen des Kalibrationsschritts und/oder des Modifikationsschritts, beispielsweise als Abgleich, verändert werden. Beispielsweise kann ein Offset und/oder eine Steigung der Kennlinie verändert, beispielsweise erhöht oder erniedrigt, werden. Beispielsweise kann der Betriebszustand, insbesondere der Heizungsanlage und/oder des Abgassensors, auch direkt eingegeben werden, beispielsweise durch eine Tastatur und/oder durch ein Eingabegerät, beispielsweise ein manuelles und/oder akustisches Eingabegerät. The exhaust gas sensor may include at least one "+" button and / or at least one "-" button. The "+" button and / or the "-" button and / or the re-adjust button may be, for example, buttons and / or buttons and / or controls. The "+" key and / or the "-" key and / or the re-adjust button can be arranged, for example, on a touchpad and / or on a keyboard and / or on an operating unit and / or on a user interface. The "+" button and / or the "-" button and / or the re-adjust button can also be, for example, a rotary knob and / or a switch, for example a toggle switch and / or a rocker switch and / or a slide switch and / or a key switch act. The "-" key can be actuated, for example, if the operating state, in particular of the heating system and / or the exhaust gas sensor, deteriorates. The "+" key can be actuated, for example, when the operating state, in particular the heating system and / or the exhaust gas sensor, improves. The operating state, in particular the heating system and / or the exhaust gas sensor, may also be, for example, at least one efficiency and / or at least one heating power and / or at least one emission. For example, the "-" key and / or the "+" key may provide feedback on a calibration step and / or a diagnostic step and / or a modification step. Particularly preferably, the "-" key can be actuated in the event of a deviation from an original calibration, for example a positive deviation from the original calibration, in particular when the probe signal is increased. The original calibration can be, for example, a calibration in the production and / or commissioning of the exhaust gas sensor and / or the heating system or the last calibration performed and / or an adjustment. The "+" key can be actuated particularly preferably in the case of a deviation from the original calibration, for example a negative deviation from the original calibration, in particular when the probe signal is lowered. The positive and / or negative deviation from the original calibration may, for example, be a higher and / or lower slope of a characteristic compared to a characteristic curve of the original calibration. The probe signal may be, for example, the measurement signal and / or at least one electrical current and / or at least one electrical voltage. Depending on the operation of the "+" button and / or the "-" button, the characteristic curve can be changed in different ways. The characteristic may be, in particular, a dependence of the measurement signal on the proportion of the gas in the measurement gas space. The characteristic curve can be changed, for example, as part of the calibration step and / or the modification step, for example as adjustment. For example, a Offset and / or a slope of the characteristic changed, for example, increased or decreased, be. For example, the operating state, in particular the heating system and / or the exhaust gas sensor, also be entered directly, for example by a keyboard and / or by an input device, such as a manual and / or acoustic input device.
Der Modifikationsschritt kann beispielsweise eine Umkehrung mindestens einer Pumpspannung und/oder mindestens eines Pumpstroms und/oder eine Erhöhung oder Erniedrigung des Pumpstroms und/oder der Pumpspannung und/oder eine Änderung einer Temperatur mindestens eines Teils des Abgassensors umfassen, insbesondere um einen Faktor F. Bei der Umkehrung der Pumpenspannung und/oder des Pumpstroms kann es sich insbesondere um eine Umpolung, beispielsweise um eine Richtungsänderung, insbesondere von durch den Festelektrolyten propagierenden Ionen, handeln. F kann beispielsweise eine Funktion des Pumpstroms und/oder der Pumpspannung sein. F kann beispielsweise ein Element der rationalen Zahlen und/oder der reellen Zahlen sein.The modification step may comprise, for example, an inversion of at least one pumping voltage and / or at least one pumping current and / or an increase or decrease in the pumping current and / or the pumping voltage and / or a change in a temperature of at least a part of the exhaust gas sensor, in particular by a factor F. the reversal of the pump voltage and / or the pumping current may in particular be a reversal of polarity, for example a change in direction, in particular of ions propagating through the solid electrolyte. For example, F may be a function of the pumping current and / or the pumping voltage. For example, F can be an element of rational numbers and / or real numbers.
Beispielsweise kann in dem Modifikationsschritt und/oder in dem Kalibrationsschritt die Kennlinie abgeglichen werden. Bei der Kennlinie kann es sich insbesondere um einen Zusammenhang zwischen dem Messsignal und dem Anteil des Gases in dem Messgasraum handeln. Insbesondere kann es sich bei der Kennlinie um eine Kalibrationslinie handeln. Beispielsweise kann die Kennlinie abgeglichen werden zu einer Kompensation einer Abgassensortrift und/oder zu einer Neukalibrierung, beispielsweise der Heizungsanlage. Beispielsweise kann auch mindestens eine zweite Kennlinie bei dem Modifikationsschritt aktiviert werden, Beispielsweise mindestens eine zweite Kennlinie, welche in der Steuerung, beispielsweise in einem Speicher der Steuerung, hinterlegt sein kann oder hinterlegt werden kann.For example, in the modification step and / or in the calibration step, the characteristic curve can be adjusted. The characteristic curve may in particular be a relationship between the measurement signal and the proportion of the gas in the measurement gas space. In particular, the characteristic may be a calibration line. For example, the characteristic curve can be adjusted to compensate for an exhaust gas sensor drift and / or to recalibrate, for example, the heating system. For example, at least one second characteristic curve can be activated in the modification step, for example at least one second characteristic curve, which can be stored in the controller, for example in a memory of the controller, or stored.
In dem Diagnoseschritt kann mindestens ein Zeitpunkt und/oder mindestens ein Betriebspunkt, beispielsweise des Abgassensors und/oder des Sensorelements, besonders bevorzugt der Heizungsanlage, zur Durchführung des Modifikationsschritts bestimmt werden, insbesondere durch die Steuerung, und/oder abgewartet werden, beispielsweise durch mindestens einen von dem Abgassensor umfassten Betriebsstundenzähler und/oder durch Messung einer Pumpspannung und/oder durch Messung mindestens eines Pumpstroms und/oder mindestens einer Abgastemperatur, beispielsweise durch mindestens einen von der Sensorvorrichtung umfassten Temperatursensor. Beispielsweise kann der Zeitpunkt und/oder der Betriebspunkt, beispielsweise des Abgassensors und/oder des Sensorelements, besonders bevorzugt der Heizungsanlage, durch überschreiten oder unterschreiten eines Schwellwerts und/oder Detektion mindestens eines Alterungsdefektes bestimmt werden. Bei dem Zeitpunkt und/oder bei dem Betriebspunkt, beispielsweise des Abgassensors und/oder des Sensorelements, besonders bevorzugt der Heizungsanlage, zur Durchführung des Modifikationsschritts kann es sich beispielsweise um einen klar definierten Zeitpunkt und/oder um einen Zeitbereich und/oder einen Verfahrensschritt und/oder einen Betriebsschritt und/oder einen Betriebsmodus und/oder eine Zeit in einem Betriebszyklus handeln. Beispielsweise kann es sich bei dem Zeitpunkt und/oder bei dem Betriebspunkt, beispielsweise des Abgassensors und/oder des Sensorelements, besonders bevorzugt der Heizungsanlage, zur Durchführung des Modifikationsschritts um einen Zeitpunkt zum Auslösen eines Triggersignals zur Durchführung des Modifikationsschritts und/oder des Kalibrationsschritts und/oder des Diagnoseschritts handeln.In the diagnostic step, at least one point in time and / or at least one operating point, for example of the exhaust gas sensor and / or the sensor element, particularly preferably the heating system, for determining the modification step can be determined, in particular by the controller, and / or wait, for example by at least one Operating hours counter included by the exhaust gas sensor and / or by measuring a pumping voltage and / or by measuring at least one pumping current and / or at least one exhaust gas temperature, for example by at least one temperature sensor encompassed by the sensor device. For example, the point in time and / or the operating point, for example of the exhaust gas sensor and / or the sensor element, particularly preferably the heating system, can be determined by exceeding or falling below a threshold value and / or detection of at least one aging defect. At the point in time and / or at the operating point, for example the exhaust gas sensor and / or the sensor element, particularly preferably the heating system, for carrying out the modification step may be, for example, a clearly defined time and / or time range and / or method step and / or or an operating step and / or an operating mode and / or a time in an operating cycle. For example, at the point in time and / or at the operating point, for example of the exhaust gas sensor and / or the sensor element, particularly preferably the heating system, to carry out the modification step by a time for triggering a trigger signal to carry out the modification step and / or the calibration step and / / or the diagnostic step.
In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Abgassensor zur Erfassung mindestens eines Anteils eines Gases in dem Messgasraum vorgeschlagen. Der Abgassensor umfasst mindestens ein Sensorelement. Der Abgassensor ist eingerichtet, um ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche durchzuführen. Beispielsweise kann der Abgassensor Merkmale des Abgassensors, wie oben beschrieben, aufweisen. Der Abgassensor kann beispielsweise mindestens einen Mikrocomputer, beispielsweise mindestens einen Controller, umfassen.In a further aspect of the present invention, an exhaust gas sensor for detecting at least a portion of a gas in the sample gas space is proposed. The exhaust gas sensor comprises at least one sensor element. The exhaust gas sensor is configured to perform a method according to any one of the preceding claims. For example, the exhaust gas sensor may include features of the exhaust gas sensor as described above. The exhaust gas sensor may comprise, for example, at least one microcomputer, for example at least one controller.
Der Abgassensor kann mindestens ein Anschlussgehäuse umfassen. Bei dem Anschlussgehäuse kann es sich beispielsweise um ein beliebiges Gehäuse handeln, welches zumindest teilweise getrennt von dem Sensorelement ausgestaltet sein kann. Das Anschlussgehäuse kann beispielsweise mindestens einen Stecker und/oder mindestens eine Bedienschnittstelle und/oder mindestens eine Tastatur und/oder mindestens einen Monitor und/oder mindestens einen Touchpad-Monitor umfassen und/oder die Steuerung und/oder die Auswerteschaltung umfassen. Das Anschlussgehäuse kann mindestens eine „+“-Taste oder mindestens eine „–“-Taste und/oder mindestens einen Re-adjust-Knopf, insbesondere wie oben beschrieben, aufweisen. Das Sensorelement kann mit mindestens einer Steuerung, beispielsweise einer Ansteuerung, insbesondere des Abgassensors, verbindbar und/oder verbunden sein. Die Steuerung des Abgassensors kann beispielsweise in eine Anschlussschaltung integriert sein, insbesondere mit integrierter Elektronik und/oder in eine Steckerelektronik, beispielsweise umfassend mindestens ein Computerprogramm. Unter „verbindbar“ kann insbesondere eine elektrische Verbindbarkeit und/oder eine Verbindbarkeit zum Transport von Informationen verstanden werden. The exhaust gas sensor may comprise at least one connection housing. The connection housing may, for example, be any housing which may be configured at least partially separately from the sensor element. The connection housing may, for example, comprise at least one plug and / or at least one user interface and / or at least one keyboard and / or at least one monitor and / or at least one touchpad monitor and / or comprise the controller and / or the evaluation circuit. The connection housing may have at least one "+" key or at least one "-" key and / or at least one readjustment knob, in particular as described above. The sensor element may be connectable and / or connected to at least one controller, for example a control, in particular of the exhaust gas sensor. The control of the exhaust gas sensor may for example be integrated in a connection circuit, in particular with integrated electronics and / or in a plug electronics, for example comprising at least one computer program. By "connectable" can be understood in particular an electrical connectivity and / or a connectivity for the transport of information.
Das erfindungsgemäße Verfahren und der erfindungsgemäße Abgassensor können eine Vielzahl von Vorteilen gegenüber bekannten Verfahren und Abgassensoren aufweisen. Beispielsweise können eine elektronische Schaltung, beispielsweise die Steuerung umfassend, und eine Basissonde, beispielsweise eine Lambdasonde, derart zusammenwirken, dass eine hohe Stabilität, insbesondere des Sensorsignals, insbesondere über die Lebenszeit des Abgassensors, ermöglicht werden kann. Die Steuerung kann insbesondere als in einem Anschlussgehäuse untergebrachte Elektronik ausgestaltet sein. Aufgrund des Anschlussgehäuses kann der Abgassensor, beispielsweise als Sonde, ohne zusätzliche Umarbeiten an einer Software und/oder an einer Hardware einer Heizungsanlage direkt austauschbar und/oder betreibbar sein. The method according to the invention and the exhaust gas sensor according to the invention can have a multiplicity of advantages over known methods and exhaust gas sensors. For example, an electronic circuit, for example comprising the controller, and a base probe, for example a lambda probe, cooperate in such a way that a high stability, in particular of the sensor signal, in particular over the lifetime of the exhaust gas sensor, can be made possible. The controller may be configured in particular as housed in a connection housing electronics. Due to the connection housing, the exhaust gas sensor, for example as a probe, can be directly interchangeable and / or operable without additional work on a software and / or on a hardware of a heating system.
Kurze Beschreibung der FigurenBrief description of the figures
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den nachfolgenden Figuren dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Embodiments of the invention are illustrated in the following figures and are explained in more detail in the following description.
Es zeigen:Show it:
Ausführungsbeispieleembodiments
In
Eine der Elektroden
Die Steuerung
In den
Das Sensorelement
Während des Kalibrationsschritts kann mindestens ein Ersatzsignal anstelle des Messsignals oder zusätzlich zu dem Messsignal bereitgestellt werden. Bei dem Messsignal kann es sich beispielsweise um das Sensorsignal handeln. Das Ersatzsignal kann insbesondere während der Kalibrierung zur Verfügung gestellt werden, insbesondere, damit ein Betrieb, besonders bevorzugt ein Heizbetrieb, quasi-gesteuert weiterlaufen kann.During the calibration step, at least one substitute signal may be provided instead of the measurement signal or in addition to the measurement signal. The measurement signal may be, for example, the sensor signal. The replacement signal can be made available in particular during the calibration, in particular so that an operation, particularly preferably a heating operation, can continue quasi-controlled.
In dem Verfahren kann mindestens ein Wartungssignal generiert werden. Durch Ausgabe des Wartungssignals kann zur Durchführung des Kalibrationsschritts aufgefordert werden. Das Wartungssignal kann beispielsweise durch eine Leuchtdiode, insbesondere zur Anforderung der Kalibrierung, ausgegeben werden. Besonders bevorzugt kann das Wartungssignal durch leuchten einer roten und/oder orangenen LED gesetzt werden, beispielsweise an dem Anschlussgehäuse
Der Kalibrationsschritt kann automatisch und/oder halbautomatisch durchgeführt werden. Die Kalibrierung, beispielsweise eine Rekalibrierung, insbesondere der Kalibrationsschritt, kann zumindest teilweise gemäß eines Verfahrens nach dem Stand der Technik und/oder mit dem erfindungsgemäßen Verfahren durchgeführt werden, beispielsweise mit Hilfe mindestens eines Computerprogramms und/oder halbmanuell, beispielsweise mit der „+“-Taste
Das Sensorelement
Das Verfahren kann zumindest teilweise ein iteratives Verfahren sein. Der Diagnoseschritt und/oder der Modifikationsschritt können beispielsweise iterativ wiederholt werden. The method may be at least partially an iterative method. The diagnosis step and / or the modification step can be repeated iteratively, for example.
Ein Betätigen des optional den Abgassensor
Bei dem Re-adjust-Knopf
Der Abgassensor
Beispielsweise kann die Heizungsanlage in einem ersten Schritt, beispielsweise eine Heizung, unter Normalbedingungen, betrieben werden. Hierbei kann beispielsweise der Re-adjust-Knopf
In einem vierten Schritt kann beispielsweise der dritte Schritt wiederholt werden, insbesondere so oft, bis eine sichtbare und/oder messbare Verbesserung der Heizungsfunktion und/oder des Betriebszustands, insbesondere der Heizungsanlage und/oder des Abgassensors
Der Modifikationsschritt kann mindestens eine Umkehrung der mindestens einen Pumpspannung und/oder des mindestens einen Pumpstroms und/oder eine Erhöhung des Pumpstroms und/oder der Pumpspannung umfassen, insbesondere um einen Faktor F. Das Verfahren und/oder der Diagnoseschritt und/oder der Modifikationsschritt können insbesondere die mindestens eine automatische Sensorsignalmodifikation umfassen, insbesondere durch ein Computerprogramm in dem Anschlussgehäuse
Beispielsweise kann es in dem Modifikationsschritt und/oder bei einer Regeneration notwendig sein, insbesondere durch eine Umkehr der Pumpspannung, das veränderte Sensorsignal zu invertieren und/oder zu modifizieren, beispielsweise durch mindestens einen Operationsverstärker, insbesondere damit weiter ein gültiges Sensorsignal für die Heizungsanlage, insbesondere für eine Heizungsregelanlage, welche beispielsweise ständig und/oder intermittierend Signale erwartet, zur Verfügung steht. Alternativ oder zusätzlich kann eine interne Referenzspannung, insbesondere ein Teil davon, beispielsweise über mindestens einen Spannungsteiler und/oder mindestens eine programmgesteuerte Spannungsquelle, einen Ersatzwert, insbesondere als Ersatzsignal, beispielsweise für eine kurze Zeit, an die Heizungsanlage, insbesondere an die Heizungsregelanlage, ausgeben. Hierbei könnten sich beispielsweise bei der Regeneration die Ausgabe des Ersatzsignals und des tatsächlich gemessenen Abgassignals, insbesondere des Messsignals, abwechseln. Beispielsweise kann das Signal bei der Kalibrierung wieder sein ursprüngliches Vorzeichen annehmen oder aber auch bis zu einer nächsten Kalibrierung und/oder Regeneration invertiert bleiben. In diesem Fall kann beispielsweise ein stabiler Ersatzwert, insbesondere das Ersatzsignal, insbesondere auch von der Steckerelektronik, beispielsweise nur kurzzeitig oder während des gesamten Vorzeichenwechsels, notwendig sein. Beispielsweise kann das Sensorsignal hierbei kurzfristig eingefroren sein und optional kann ein zusätzlicher Steuerimpuls abgegeben werden. Das Sensorsignal kann dabei insbesondere für 10 μs bis 10 Sekunden, besonders bevorzugt für 100 μs bis 1 Sekunde eingefroren sein. Bei dem Steuerimpuls kann es sich beispielsweise um mindestens einen elektrischen Puls handeln. Insbesondere kann es sich bei dem Steuerimpuls um einen Impuls handeln, um abhängig von einer Gaszusammensetzung, insbesondere der Abgaszusammensetzung, beispielsweise des Anteils, insbesondere des Sauerstoffanteils, den elektrischen Strom durch den Abgassensor
In dem Modifikationsschritt kann beispielsweise die Kennlinie abgeglichen werden. Der Modifikationsschritt, insbesondere die Modifikation des Sensorsignals, kann in den oben genannten Fällen beispielsweise alternativ oder zusätzlich eine Aktivierung einer zweiten Kennlinie umfassen, wie beispielsweise in
In dem Diagnoseschritt kann mindestens ein Zeitpunkt und/oder mindestens ein Betriebspunkt, beispielsweise des Abgassensors
Das erfindungsgemäße Verfahren und/oder der erfindungsgemäße Abgassensor
Das erfindungsgemäße Verfahren und/oder der erfindungsgemäße Abgassensor
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- EP 0769693 A1 [0001] EP 0769693 A1 [0001]
- DE 102009029168 A1 [0003] DE 102009029168 A1 [0003]
Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
- Robert Bosch GmbH: Sensoren im Kraftfahrzeug, Ausgabe 2010, Seiten 160–165 [0001] Robert Bosch GmbH: Sensors in the motor vehicle, edition 2010, pages 160-165 [0001]
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