DE102013221298A1 - Method for calibrating sensor element for detecting e.g. gas component of measurement gas in gas measuring chamber, involves determining pitch error of measuring signal based on the comparison of reference value and actual value - Google Patents

Method for calibrating sensor element for detecting e.g. gas component of measurement gas in gas measuring chamber, involves determining pitch error of measuring signal based on the comparison of reference value and actual value Download PDF

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Abstract

The method involves determining (101) an offset error of a measurement signal of a sensor element (10) at a first known property of the measurement gas. The property of the measurement gas is altered (102a) into a second property. A reference value of the measuring signal is determined (102b) with the second property of the measurement gas. An actual value of the measurement signal is determined (103a) on the second property of the measurement gas. A pitch error of the measuring signal is determined based on the comparison of reference value and actual value. An independent claim is included for a sensor device.

Description

Stand der Technik State of the art

Aus dem Stand der Technik ist eine Vielzahl von Sensorelementen und Verfahren zur Erfassung mindestens einer Eigenschaft eines Messgases in einem Messgasraum bekannt. Dabei kann es sich grundsätzlich um beliebige physikalische und/oder chemische Eigenschaften des Messgases handeln, wobei eine oder mehrere Eigenschaften erfasst werden können. Die Erfindung wird im Folgenden insbesondere unter Bezugnahme auf eine qualitative und/oder quantitative Erfassung eines Anteils einer Gaskomponente des Messgases beschrieben, insbesondere unter Bezugnahme auf eine Erfassung eines Sauerstoffanteils in dem Messgasteil. Der Sauerstoffanteil kann beispielsweise in Form eines Partialdrucks und/oder in Form eines Prozentsatzes erfasst werden. Alternativ oder zusätzlich sind jedoch auch andere Eigenschaften des Messgases erfassbar, wie beispielsweise die Temperatur. A large number of sensor elements and methods for detecting at least one property of a measurement gas in a measurement gas space are known from the prior art. In principle, these can be any physical and / or chemical properties of the measurement gas, one or more properties being able to be detected. The invention will be described below in particular with reference to a qualitative and / or quantitative detection of a proportion of a gas component of the measurement gas, in particular with reference to a detection of an oxygen content in the measurement gas part. The oxygen content can be detected, for example, in the form of a partial pressure and / or in the form of a percentage. Alternatively or additionally, however, other properties of the measuring gas are detectable, such as the temperature.

Aus dem Stand der Technik sind insbesondere keramische Sensorelemente bekannt, welche auf der Verwendung von elektrolytischen Eigenschaften bestimmter Festkörper basieren, also auf Ionen leitenden Eigenschaften dieser Festkörper. Insbesondere kann es sich bei diesen Festkörpern um keramische Festelektrolyte handeln, wie beispielsweise Zirkoniumdioxid (ZrO2), insbesondere Yttrium-stabilisiertes Zirkoniumdioxid (YSZ) und Scandium-dotiertes Zirkoniumdioxid (ScSZ), die geringe Zusätze an Aluminiumoxid (Al2O3) und/oder Siliziumoxid (SiO2) enthalten können. In particular ceramic sensor elements are known from the prior art, which are based on the use of electrolytic properties of certain solids, that is to ion-conducting properties of these solids. In particular, these solids may be ceramic solid electrolytes, such as zirconia (ZrO 2 ), in particular yttrium-stabilized zirconia (YSZ) and scandium-doped zirconia (ScSZ), the small amounts of alumina (Al 2 O 3 ) and / or or silica (SiO 2 ).

Beispielsweise können derartige Sensorelemente als so genannte Lambdasonden ausgestaltet sein, wie sie beispielsweise aus Konrad Reif (Hrsg.): Sensoren im Kraftfahrzeug, 1. Auflage 2010, S. 160–165 , bekannt sind. Mit Breitband-Lambdasonden, insbesondere mit planaren Breitband-Lambdasonden, kann beispielsweise die Sauerstoffkonzentration im Abgas in einem großen Bereich bestimmt und damit auf das Luft-Kraftstoff-Verhältnis im Brennraum geschlossen werden. Ebenfalls bekannt sind so genannte Sprungsonden. Die Luftzahl λ beschreibt dieses Luft-Kraftstoff-Verhältnis. For example, such sensor elements can be configured as so-called lambda probes, as they are made, for example Konrad Reif (ed.): Sensors in the motor vehicle, 1st edition 2010, pp. 160-165 , are known. With broadband lambda probes, in particular with planar broadband lambda probes, it is possible, for example, to determine the oxygen concentration in the exhaust gas over a large range and thus to deduce the air-fuel ratio in the combustion chamber. Also known are so-called jump probes. The air ratio λ describes this air-fuel ratio.

Das Charakteristikum der Breitband-Lambdasonden ist, dass sie eine eindeutige, monotone Kennlinie über den Lambdawert aufweisen und so eine Bestimmung des Sauerstoffgehalts über einen breiten Bereich erlauben. Die wesentliche Messgröße der Breitband-Lambdasonden ist der so genannte Pumpstrom, also der Strom, der an der Sonde angelegt werden muss, um den Restsauerstoff aus der Sonde herauszupumpen und somit die Messkammer in der Sonde auf λ = 1 einzustellen. Der Pumpstrom ist dabei direkt proportional zu dem Sauerstoffpartialdruck im Abgas. The characteristic of the broadband lambda probes is that they have a unique, monotonic characteristic over the lambda value and thus allow a determination of the oxygen content over a wide range. The essential measure of the broadband lambda probes is the so-called pumping current, ie the current that must be applied to the probe to pump out the residual oxygen from the probe and thus set the measuring chamber in the probe to λ = 1. The pumping current is directly proportional to the oxygen partial pressure in the exhaust gas.

Trotz der Vorteile der aus dem Stand der Technik bekannten Sensorelemente beinhalten diese noch Verbesserungspotenzial. So weisen die Sonden fertigungsbedingt Exemplarstreuungen im geometrischen Aufbau auf. Diese Streuungen, insbesondere der Diffusionsbarriere, schlagen sich in Exemplarstreuungen des notwendigen Pumpstroms beim selben Sauerstoffgehalt im Abgas nieder. Das heißt, der Lambdamesswert der Sonde streut. Aus diesem Grund ist ein Abgleich des Sensorelements erforderlich. Dafür gibt es verschiedene Abgleichverfahren. Despite the advantages of the sensor elements known from the prior art, these still contain room for improvement. Thus, the probes exhibit production-related specimen scattering in the geometric structure. These scattering, in particular the diffusion barrier, are reflected in specimen scattering of the necessary pumping current at the same oxygen content in the exhaust gas. That is, the lambda reading of the probe scatters. For this reason, an adjustment of the sensor element is required. There are different matching methods for this.

Das Abgleichen kann in der Fertigung durchgeführt werden. Die Breitband-Lambdasonde wird zum Beispiel abgeglichen, indem man einen Trim-Widerstand im Sondenstecker verbaut, der zusammen mit dem Mess-Shunt im Steuergerät einen Spannungsteiler bildet. Dieser Trim-Widerstand im Stecker wird am Ende der Fertigungslinie mittels Laserschnitten für jedes Sondenexemplar spezifisch so verändert, dass sich bei einem vorgegebenen Lambdamesswert ein bestimmter Pumpstrom einstellt. Alternativ wird zum Beispiel abgeglichen, indem die Diffusionsbarriere des Sensorelements zunächst zu groß dimensioniert wird und dann mittels Laserschnitten so lange durchlässiger gemacht wird, bis sich auch hier zu einem vorgegebenen Lambdamesswert ein bestimmter Pumpstrom einstellt. Beide Abgleichverfahren bedeuten zusätzliche kostspielige Arbeitsschritte in der Fertigung. Das zuerst genannte Abgleichverfahren hat zusätzlich den Nachteil, dass der Sondenstecker nicht frei gewählt werden kann, sondern immer ein Stecker des Herstellers, der während des Abgleichens verwendet wurde, zum Einsatz kommen muss. The adjustment can be carried out in the production. For example, the broadband lambda probe is tuned by installing a trim resistor in the probe connector that forms a voltage divider along with the measurement shunt in the controller. This trim resistor in the connector is specifically modified at the end of the production line by means of laser cuts for each probe specimen in such a way that a specific pump current is established at a given lambda value. Alternatively, for example, it is adjusted by initially dimensioning the diffusion barrier of the sensor element too large and then rendering it permeable by means of laser cuts until a specific pump current is established here as well for a given lambda value. Both adjustment methods mean additional costly work steps in production. The first-mentioned adjustment method has the additional disadvantage that the probe plug can not be freely selected, but always a plug of the manufacturer, which was used during balancing, must be used.

Das Abgleichen kann während des Betriebs eines Verbrennungsmotors durchgeführt werden, wie beispielsweise eines Verbrennungsmotors eines Fahrzeugs. Zum einen gibt es bei Ottomotoren einen Offsetabgleich bei λ = 1, der sich das hochgenaue Lambdasignal der Sprungsonde stromabwärts eines Katalysators bei einem Betriebspunkt von λ = 1 zu nutze macht. Dieser Abgleich bewertet die Regelabweichungen und/oder die Stellgröße der Trimregelung über einen längeren Zeitraum und adaptiert daraus einen Offset-Korrekturwert für die Breitband-Lambdasonde stromaufwärts des Katalysators. Zum anderen gibt es zum Beispiel den sogenannten "Schubabgleich", bei dem das Sondensignal mit einem Erwartungswert im Schubbetrieb mit vollständiger Einspritzausblendung verglichen wird. Der so ermittelte Unterschied wird als Steigungsfehler des Sondensignals interpretiert. Daraus wird ein Korrekturwert für die Steigung des Sondensignals adaptiert. Der "Schubabgleich" ist somit auf Schubphasen angewiesen. Auf Grund des zunehmenden Einsatzes von Automatikgetrieben und der ansteigenden Hybridisierung sind die Schubphasen meist sehr rar, so dass der Schubabgleich immer weniger verfügbar ist. The balancing may be performed during operation of an internal combustion engine, such as an internal combustion engine of a vehicle. On the one hand, in gasoline engines there is an offset adjustment at λ = 1, which makes use of the high-precision lambda signal of the jump probe downstream of a catalytic converter at an operating point of λ = 1. This adjustment evaluates the control deviations and / or the manipulated variable of the trim control over a longer period of time and adapts therefrom an offset correction value for the broadband lambda probe upstream of the catalytic converter. On the other hand, there is, for example, the so-called "thrust balance", in which the probe signal is compared with an expected value in overrun mode with complete injection suppression. The difference thus determined is interpreted as the slope error of the probe signal. From this, a correction value for the slope of the probe signal is adapted. The "thrust balance" is thus dependent on deceleration phases. Due to the increasing use From automatic transmissions and the increasing hybridization, the overrun phases are usually very rare, so that the thrust balance is less and less available.

Analog zu Fertigungsstreuungen treten auch Alterungseffekte über die Lebensdauer der Sensorelemente auf, die durch das erfindungsgemäße Verfahren ebenfalls kompensierbar sein sollen. Analogous to manufacturing scattering also occur aging effects over the life of the sensor elements, which should also be compensated by the inventive method.

Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention

Es wird daher ein Verfahren zum Abgleichen eines Sensorelements zur Erfassung mindestens einer Eigenschaft eines Messgases in einem Messgasraum vorgeschlagen, welches die Nachteile bekannter Abgleichverfahren zumindest weitgehend vermeidet, den Abgleich während der Fertigung ersetzen kann durch einen Abgleich im laufenden Betrieb, der nicht wie der "Schubabgleich" auf die meist sehr raren Schubphasen angewiesen ist, eine Kostenersparnis in der Fertigung erlaubt, und zum anderen die freie Steckerwahl für einen Händler oder Verkäufer ermöglicht, ohne Genauigkeit des Sensorsignals zu verlieren. It is therefore proposed a method for balancing a sensor element for detecting at least one property of a sample gas in a sample gas space, which at least largely avoids the disadvantages of known balancing method, can replace the adjustment during manufacture by an adjustment during operation, which does not like the "thrust balance "relies on the usually very rare deceleration phases, allows cost savings in manufacturing, and on the other hand allows the free choice of plug for a dealer or seller, without losing accuracy of the sensor signal.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Abgleichen eines Sensorelements zur Erfassung mindestens einer Eigenschaft eines Messgases in einem Messgasraum, insbesondere zur Erfassung eines Anteils einer Gaskomponente in dem Messgas oder einer Temperatur des Messgases, wobei das Sensorelement einen Schichtaufbau mit mindestens einer Festelektrolytschicht und mindestens zwei Elektroden umfasst, umfasst die folgenden Schritte:

  • – Ermitteln eines Offsetfehlers eines Messsignals des Sensorelements bei einer ersten, bekannten Eigenschaft des Messgases,
  • – Ändern der Eigenschaft des Messgases in eine zweite Eigenschaft,
  • – Ermitteln eines Sollwerts des Messsignals bei der zweiten Eigenschaft des Messgases,
  • – Ermitteln eines Istwertes des Messsignals bei der zweiten Eigenschaft des Messgases, und
  • – Ermitteln eines Steigungsfehlers des Messsignals basierend auf einem Vergleich zwischen dem Sollwert und dem Istwert.
An inventive method for adjusting a sensor element for detecting at least one property of a measurement gas in a measurement gas space, in particular for detecting a proportion of a gas component in the measurement gas or a temperature of the measurement gas, wherein the sensor element comprises a layer structure with at least one solid electrolyte layer and at least two electrodes comprises the following steps:
  • Determining an offset error of a measurement signal of the sensor element at a first known property of the measurement gas,
  • Changing the property of the sample gas into a second property,
  • Determining a nominal value of the measurement signal in the second property of the measurement gas,
  • - Determining an actual value of the measurement signal in the second property of the sample gas, and
  • - Determining a pitch error of the measurement signal based on a comparison between the setpoint and the actual value.

Die zweite Eigenschaft kann sich von der ersten Eigenschaft unterscheiden. Die zweite Eigenschaft kann für eine vorbestimmte Zeit im Wesentlichen konstant gehalten werden. Die erste Eigenschaft kann von einem weiteren Sensorelement eingestellt werden. Das Sensorelement umfasst mindestens eine elektrochemische Zelle, wobei der Offsetfehler basierend auf einem Messsignal der elektrochemischen Zelle bei der ersten Eigenschaft ermittelt wird. Das Messsignal bei der ersten Eigenschaft kann sich von dem Sollwert des Messsignals bei der zweiten Eigenschaft um mindestens 5 % und bevorzugt um mindestens 10 % unterscheiden. Mindestens ein weiterer Steigungsfehler kann bei mindestens einer dritten Eigenschaft des Messgases ermittelt werden. Basierend auf den Steigungsfehlern kann ein Korrekturwert für das Messsignal ermittelt werden. Ein Korrekturwert für das Messsignal kann bei der ersten Eigenschaft ermittelt werden. Das Messgas kann ein Abgas einer Brennkraftmaschine sein, wobei für eine magere Eigenschaft des Abgases und/oder eine fette Eigenschaft des Messgases ein Steigungsfehler ermittelt wird. Der Offsetfehler und der Steigungsfehler können während eines Betriebs der Brennkraftmaschine ermittelt werden. Eine Sprungsonde kann zur Bestimmung der ersten bekannten Eigenschaft verwendet werden. Die erste bekannte Eigenschaft kann bei einer Luftzahl λ = 1 bestimmt werden. Die zweite Eigenschaft kann bei einer Luftzahl λ von 0,05 bis 0,99 und bevorzugt von 0,50 bis 0,95 bestimmt werden, beispielsweise 0,90. Alternativ oder zusätzlich kann die zweite Eigenschaft bei einer Luftzahl λ von 1,05 bis 2,5 und bevorzugt von 1,1 bis 2,0 bestimmt werden, beispielsweise 1,2. The second property may be different from the first property. The second property may be kept substantially constant for a predetermined time. The first property can be set by a further sensor element. The sensor element comprises at least one electrochemical cell, wherein the offset error is determined based on a measurement signal of the electrochemical cell in the first property. The measurement signal in the first property may differ from the desired value of the measurement signal in the second property by at least 5%, and preferably by at least 10%. At least one further gradient error can be determined for at least one third property of the measurement gas. Based on the pitch errors, a correction value for the measurement signal can be determined. A correction value for the measurement signal can be determined at the first property. The measurement gas may be an exhaust gas of an internal combustion engine, wherein a pitch error is determined for a lean property of the exhaust gas and / or a rich property of the measurement gas. The offset error and the pitch error can be determined during operation of the internal combustion engine. A jumping probe can be used to determine the first known property. The first known property can be determined at an air ratio λ = 1. The second property can be determined at an air ratio λ of 0.05 to 0.99, and preferably from 0.50 to 0.95, for example 0.90. Alternatively or additionally, the second property can be determined at an air ratio λ of 1.05 to 2.5, and preferably from 1.1 to 2.0, for example 1.2.

Eine Sensorvorrichtung kann ein Sensorelement, das einen Schichtaufbau mit mindestens einer Festelektrolytschicht und mindestens zwei Elektroden umfasst, und eine Steuerung umfassen, die eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche durchzuführen. A sensor device may include a sensor element comprising a layer structure comprising at least one solid electrolyte layer and at least two electrodes, and a controller arranged to perform a method according to one of the preceding claims.

Unter einem Sensorelement zum Nachweis von physikalischen und/oder chemischen Eigenschaften eines Messgases ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung jedes Sensorelement zu verstehen, das geeignet ist, eine qualitative und/oder quantitative Erfassung einer Gaskomponente des Messgases zu erfassen, insbesondere einen Sauerstoffanteil in dem Messgas. Der Sauerstoffanteil kann beispielsweise in Form eines Partialdrucks und/oder in Form eines Prozentsatzes erfasst werden. Beispielsweise können derartige Sensorelemente als so genannte Lambdasonden ausgestaltet sein, wie sie in dem oben genannten Stand der Technik beschrieben sind. In the context of the present invention, a sensor element for detecting physical and / or chemical properties of a measuring gas is understood to be any sensor element which is suitable for detecting a qualitative and / or quantitative detection of a gas component of the measuring gas, in particular an oxygen content in the measuring gas. The oxygen content can be detected, for example, in the form of a partial pressure and / or in the form of a percentage. For example, such sensor elements can be configured as so-called lambda probes, as described in the above-mentioned prior art.

Insbesondere kann das Sensorelement als Breitband-Lambdasonde, insbesondere als planare Breitband-Lambdasonde, ausgebildet sein, mit der beispielsweise die Sauerstoffkonzentration im Abgas in einem großen Bereich bestimmt werden kann und damit auf das Luft-Kraftstoff-Verhältnis im Brennraum geschlossen werden kann. Eine Breitband-Lambdasonde ist eine planare Zweizellen-Grenzstromsonde. Ihre Messzelle besteht beispielsweise aus einer Zirkondioxid-Keramik als Festelektrolyt. Sie ist die Kombination einer Nernst-Konzentrationszelle und einer Sauerstoff-Pumpzelle, die Sauerstoffionen transportiert. Die Sauerstoff-Pumpzelle ist zu der Nernst-Konzentrationszelle so angeordnet, dass zwischen beiden ein Diffusionsspalt entsteht. Darin befinden sich zwei Elektroden: eine Pumpelektrode und eine Nernst-Messelektrode. Der Diffusionsspalt steht mit dem Abgas durch ein Gaszutrittsloch in Verbindung. Eine poröse Diffusionsbarriere soll dabei das Nachfließen der Sauerstoffmoleküle aus dem Abgas begrenzen. Die Nernst-Konzentrationszelle ist auf der einen Seite durch einen Referenzluftkanal über eine Öffnung mit der umgebenden Atmosphäre verbunden und auf der anderen Seite ist sie dem Abgas im Diffusionsspalt ausgesetzt. Das Abgas gelangt durch das Gaszutrittsloch der Pumpzelle in den eigentlichen Messraum, d.h. den Diffusionspalt, der Nernst-Konzentrationszelle. Damit die Luftzahl λ im Diffusionsspalt eingestellt werden kann, vergleicht die Nernst-Konzentrationszelle das Gas im Diffusionspalt mit der Umgebungsluft im Referenzluftkanal. Alternativ kann mit einer so genannten gepumpten Referenz gearbeitet werden, bei der die Referenz durch Einprägen eines Referenzpumpstroms aus dem Abgas gewonnen wird. In particular, the sensor element can be configured as a broadband lambda probe, in particular as a planar broadband lambda probe, with which, for example, the oxygen concentration in the exhaust gas can be determined over a wide range and thus the air-fuel ratio in the combustion chamber can be concluded. A broadband lambda probe is a planar two-cell limit current probe. Your measuring cell consists for example of a zirconia ceramic as a solid electrolyte. It is the combination of a Nernst concentration cell and an oxygen pump cell that transports oxygen ions. The oxygen pumping cell is arranged to the Nernst concentration cell so that a diffusion gap is formed between the two. Inside are two electrodes: a pumping electrode and a Nernst measuring electrode. The diffusion gap communicates with the exhaust gas through a gas inlet hole. A porous diffusion barrier is intended to limit the flow of oxygen molecules out of the exhaust gas. The Nernst concentration cell is connected on one side by a reference air channel via an opening with the surrounding atmosphere and on the other side it is exposed to the exhaust gas in the diffusion gap. The exhaust gas passes through the gas inlet hole of the pumping cell into the actual measuring space, ie the diffusion gap, the Nernst concentration cell. So that the air ratio λ can be set in the diffusion gap, the Nernst concentration cell compares the gas in the diffusion gap with the ambient air in the reference air channel. Alternatively, it is possible to work with a so-called pumped reference, in which the reference is obtained by impressing a reference pump flow from the exhaust gas.

Durch Anlegen einer Pumpspannung an die Elektroden der Pumpzelle kann Sauerstoff aus dem Abgas in den Diffusionsspalt hinein- oder herausgepumpt werden. Eine elektronische Regelung in einem Steuergerät regelt diese an der Pumpzelle anliegende Spannung mithilfe der Nernst-Konzentrationszelle derart, dass die Zusammensetzung des Gases im Diffusionsspalt konstant bei λ = 1 liegt. Der Pumpstrom ist proportional der Sauerstoffkonzentration im Abgas und so ein nicht lineares Maß für die Luftzahl λ. By applying a pumping voltage to the electrodes of the pumping cell, oxygen can be pumped in or out of the exhaust gas into the diffusion gap. An electronic control in a control unit regulates this voltage applied to the pumping cell by means of the Nernst concentration cell in such a way that the composition of the gas in the diffusion gap is constant at λ = 1. The pumping current is proportional to the oxygen concentration in the exhaust gas and thus a non-linear measure of the air ratio λ.

Eine Ausbildung als so genannte Sprungsonde ist ebenfalls möglich. Sprungsonden arbeiten nach dem Prinzip einer galvanischen Sauerstoff-Konzentrationszelle mit einem Festkörperelektrolyt. Die Keramik wird ab ca. 350 °C für Sauerstoffionen leitend. Abgasseitig liegt im Bereich λ = 1 eine sprunghafte Änderung des Restsauerstoffgehalts vor, so dass zwischen beiden Grenzflächen wegen des unterschiedlichen Sauerstoffanteils auf beiden Seiten der Sprungsonde eine elektrische Spannung auftritt. Training as a so-called jump probe is also possible. Jump probes work on the principle of a galvanic oxygen concentration cell with a solid electrolyte. The ceramic becomes conductive at about 350 ° C for oxygen ions. On the exhaust side, there is a sudden change in the residual oxygen content in the region λ = 1, so that an electrical voltage occurs between the two boundary surfaces because of the different oxygen content on both sides of the jump probe.

Grundsätzlich sind jedoch auch andere Arten von Gaskomponenten erfassbar, wie beispielsweise Stickoxide, Kohlenwasserstoffe und/oder Wasserstoff. Alternativ oder zusätzlich sind jedoch auch andere Eigenschaften des Messgases erfassbar. In principle, however, other types of gas components are detectable, such as nitrogen oxides, hydrocarbons and / or hydrogen. Alternatively or additionally, however, other properties of the measuring gas can also be detected.

Unter einem Schichtaufbau ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung allgemein ein Element zu verstehen, welches mindestens zwei übereinander angeordnete Schichten und/oder Schichtebenen aufweist. Die Schichten können dabei durch die Herstellung des Schichtaufbaus bedingt unterscheidbar und/oder aus unterschiedlichen Materialien und/oder Ausgangsstoffen hergestellt sein. Insbesondere kann der Schichtaufbau vollständig oder teilweise als keramischer Schichtaufbau ausgestaltet sein. In the context of the present invention, a layer structure is generally to be understood as meaning an element which has at least two layers and / or layer planes arranged one above the other. The layers can be made conditionally distinguishable by the production of the layer structure and / or from different materials and / or starting materials. In particular, the layer structure can be designed completely or partially as a ceramic layer structure.

Unter einer Festelektrolytschicht ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Körper oder Gegenstand mit elektrolytischen Eigenschaften, also mit Ionen leitenden Eigenschaften, zu verstehen. Insbesondere kann es sich um einen keramischen Festelektrolyten handeln. Dies umfasst auch das Rohmaterial eines Festelektrolyten und daher die Ausbildung als so genannter Grünling oder Braunling, die erst nach einem Sintern zu einem Festelektrolyten wird. Insbesondere kann der Festelektrolyt als Festelektrolytschicht oder aus mehreren Festelektrolytschichten ausgebildet sei. Unter einer Schicht ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine einheitliche Masse in flächenhafter Ausdehnung einer gewissen Höhe zu verstehen, die über, unter oder zwischen anderen Elementen liegt. In the context of the present invention, a solid electrolyte layer is to be understood as a body or article having electrolytic properties, that is to say having ion-conducting properties. In particular, it may be a ceramic solid electrolyte. This also includes the raw material of a solid electrolyte and therefore the formation as a so-called green or brown, which only becomes a solid electrolyte after sintering. In particular, the solid electrolyte may be formed as a solid electrolyte layer or from a plurality of solid electrolyte layers. In the context of the present invention, a layer is to be understood as a uniform mass in the areal extent of a certain height which lies above, below or between other elements.

Unter einer Elektrode ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung allgemein ein Element zu verstehen, welches in der Lage ist, die Festelektrolytschicht derart zu kontaktieren, dass durch die Festelektrolytschicht und die Elektrode ein Strom aufrechterhalten werden kann. Dementsprechend kann die Elektrode ein Element umfassen, an welchem die Ionen in die Festelektrolytschicht eingebaut und/oder aus der Festelektrolytschicht ausgebaut werden können. Typischerweise umfassen die Elektroden eine Edelmetallelektrode, welche beispielsweise als Metall-Keramik-Elektrode auf der Festelektrolytschicht aufgebracht sein kann oder auf andere Weise mit der Festelektrolytschicht in Verbindung stehen kann. Typische Elektrodenmaterialien sind Platin-Cermet-Elektroden. Auch andere Edelmetalle, wie beispielsweise Gold oder Palladium, sind jedoch grundsätzlich einsetzbar. In the context of the present invention, an electrode is generally to be understood as meaning an element which is able to contact the solid electrolyte layer in such a way that a current can be maintained through the solid electrolyte layer and the electrode. Accordingly, the electrode may comprise an element on which the ions can be incorporated into the solid electrolyte layer and / or removed from the solid electrolyte layer. Typically, the electrodes comprise a noble metal electrode which may, for example, be deposited on the solid electrolyte layer as a metal-ceramic electrode or otherwise be in communication with the solid electrolyte layer. Typical electrode materials are platinum cermet electrodes. However, other precious metals, such as gold or palladium, are in principle applicable.

Unter einem Heizelement ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Element zu verstehen, das zum Erwärmen der Festelektrolytschicht und der Elektroden auf mindestens ihre Funktionstemperatur und vorzugsweise auf ihre Betriebstemperatur dient. Die Funktionstemperatur ist diejenige Temperatur, ab der die Festelektrolytschicht für Ionen leitend wird und ungefähr 350 °C beträgt. Davon ist die Betriebstemperatur zu unterscheiden, die diejenige Temperatur ist, bei der das Sensorelement üblicherweise betrieben wird und die höher ist als die Funktionstemperatur. Die Betriebstemperatur kann beispielsweise von 700 °C bis 950 °C sein. Das Heizelement kann beispielsweise als elektrische Widerstandsbahn ausgebildet sein und erwärmt sich durch Anlegen einer elektrischen Spannung. Das Heizelement kann beispielsweise aus einem Platin-Cermet hergestellt sein. In the context of the present invention, a heating element is to be understood as meaning an element which serves to heat the solid electrolyte layer and the electrodes to at least their functional temperature and preferably to their operating temperature. The functional temperature is the temperature at which the solid electrolyte layer becomes conductive to ions and is about 350 ° C. Of this, the operating temperature is to be distinguished, which is the temperature at which the sensor element is usually operated and which is higher than the operating temperature. The operating temperature may be, for example, from 700 ° C to 950 ° C. The heating element may be formed, for example, as an electrical resistance path and is heated by applying an electrical voltage. The heating element may for example be made of a platinum cermet.

Unter einer Dicke eines Bauteils oder Elements ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Abmessung in der Richtung des Schichtaufbaus und somit senkrecht zu den einzelnen Schichtebenen des Schichtaufbaus zu verstehen. In the context of the present invention, a thickness of a component or element is to be understood as meaning a dimension in the direction of the layer structure and thus perpendicular to the individual layer planes of the layer structure.

Unter einem Abgleich ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung jedes Verfahren zu verstehen, das geeignet ist, einen von dem Sensorelement gelieferten Messwert vergleichend auf einen Erwartungswert abzustimmen. Mit anderen Worten wird bei Vorgeben einer bekannten Ausgangsgröße ein bestimmter Messwert erwartet. Der tatsächliche Messwertwert kann sich jedoch von dem erwarteten Messwert unterscheiden. Basierend auf einem Vergleich des tatsächlichen Messwerts mit dem erwarteten Messwert wird zuverlässig und reproduzierbar eine Abweichung des tatsächlichen Messwerts von dem erwarteten Messwert festgestellt und die ermittelte Abweichung bei der Benutzung des Sensorelements zur Korrektur der gelieferten Werte berücksichtigt. For the purposes of the present invention, an adjustment is to be understood as meaning any method that is suitable for comparatively matching a measured value supplied by the sensor element to an expected value. In other words, when specifying a known output quantity, a specific measured value is expected. However, the actual reading may differ from the expected reading. Based on a comparison of the actual measured value with the expected measured value, a deviation of the actual measured value from the expected measured value is reliably and reproducibly determined and the determined deviation in the use of the sensor element for the correction of the delivered values is taken into account.

Unter einem Offsetfehler eines Messsignals ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung allgemein ein konstanter, additiver oder subtraktiver systematischer Fehler eines durch das Messsignal gelieferten Messwertes zu verstehen, der bei einer bekannten und konstanten Eigenschaft des Messgases ermittelt wird. Der Offsetfehler wird bestimmt oder ermittelt, indem das Sensorelement dem Messgas ausgesetzt wird, wobei das Messgas eine bekannte Eigenschaft aufweist, wie beispielsweise einen bekannten Sauerstoffpartialdruck. Bei dieser bekannten Eigenschaft müsste das Messsignal einen zu erwartenden Messwertwert liefern. Der zu erwartende Messwert kann jedoch von einem tatsächlichen Messwert differieren. Der Offsetfehler ist dann der Unterschied zwischen dem erwarteten Messwert und dem tatsächlichen Messwert. Beispielsweise wird bei einer Breitbandlambdasonde der Offsetfehler bei λ = 1 bestimmt. Dabei ist das Luft-Kraftstoffgemisch im stöchiometrischen Gleichgewicht und ein Sauerstoffpartialdruck im Abgas bekannt. Bei einer derartigen Breitband-Lambdasonde wird als Messsignal der Pumpstrom verwendet, also derjenige Strom, der an der Breitband-Lambdasonde angelegt werden muss, um den Restsauerstoff aus der Breitband-Lambdasonde herauszupumpen und somit die Messkammer in der Sonde auf λ = 1 einzustellen. Bei λ = 1 liegt kein Unterschied im Sauerstoffpartialdruck zwischen dem Abgas außerhalb der Sonde und dem Sauerstoffpartialdruck im Inneren der Sonde vor, so dass der Pumpstrom als MS Signal 0 A als Messwert sein müsste. Eine Abweichung von diesem erwarteten Messwert ist der Offsetfehler. Alternativ kann bei der Breitband-Lambdasonde die gelieferte Nernstspannung als Messsignal ausgewertet werden. Als erwarteter Messwert bei λ = 1 wird die Nernstspannung von 450 mV verwendet. Eine Abweichung hiervon ist der Offsetfehler. In the context of the present invention, an offset error of a measuring signal generally means a constant, additive or subtractive systematic error of a measured value supplied by the measuring signal, which is determined with a known and constant characteristic of the measuring gas. The offset error is determined or determined by exposing the sensor element to the measurement gas, the measurement gas having a known property, such as a known oxygen partial pressure. With this known property, the measurement signal would have to deliver an expected measured value. However, the expected measured value may differ from an actual measured value. The offset error is then the difference between the expected reading and the actual reading. For example, in a broadband lambda probe, the offset error is determined at λ = 1. Here, the air-fuel mixture in the stoichiometric equilibrium and an oxygen partial pressure in the exhaust gas is known. In such a broadband lambda probe, the pumping current is used as the measuring signal, that is to say that current which has to be applied to the broadband lambda probe in order to pump out the residual oxygen from the broadband lambda probe and thus set the measuring chamber in the probe to λ = 1. At λ = 1 there is no difference in the oxygen partial pressure between the exhaust gas outside the probe and the oxygen partial pressure in the interior of the probe, so that the pumping current as MS signal would have to be 0 A as the measured value. A deviation from this expected measured value is the offset error. Alternatively, the supplied Nernst voltage can be evaluated as a measurement signal in the case of the broadband lambda probe. The expected measured value at λ = 1 is the Nernst voltage of 450 mV. A deviation from this is the offset error.

Entsprechend ist unter einem Messsignal im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein von dem Sensorelement gelieferter Messwert zu verstehen, der ein elektrischer Strom oder eine elektrische Spannung sein kann, insbesondere ein Pumpstrom oder eine Nernstspannung. Accordingly, a measurement signal in the context of the present invention is to be understood as meaning a measured value supplied by the sensor element, which may be an electrical current or an electrical voltage, in particular a pumping current or a Nernst voltage.

Unter einer Eigenschaft des Messgases ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine qualitative und/oder quantitative Eigenschaft einer Gaskomponente des Messgases zu verstehen, also ein Anteil einer bestimmten Gaskomponente, insbesondere ein Sauerstoffanteil in dem Messgas. Der Sauerstoffanteil kann beispielsweise in Form eines Partialdrucks und/oder in Form eines Prozentsatzes erfasst werden. Grundsätzlich sind jedoch auch andere Arten von Gaskomponenten erfassbar, wie beispielsweise Stickoxide, Kohlenwasserstoffe und/oder Wasserstoff. Alternativ oder zusätzlich sind jedoch auch andere Eigenschaften des Messgases erfassbar. In the context of the present invention, a property of the measuring gas is understood to mean a qualitative and / or quantitative property of a gas component of the measuring gas, that is to say a proportion of a specific gas component, in particular an oxygen content in the measuring gas. The oxygen content can be detected, for example, in the form of a partial pressure and / or in the form of a percentage. In principle, however, other types of gas components are detectable, such as nitrogen oxides, hydrocarbons and / or hydrogen. Alternatively or additionally, however, other properties of the measuring gas can also be detected.

Unter einem Sollwert ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung derjenige Wert zu verstehen, den das Sensorelement bei Vorgabe einer bestimmten Ausgangsgröße, wie beispielsweise dem Aussetzen des Sensorelements dem Messgas bei einer bekannten Eigenschaft, als Messsignal liefern soll. Mit anderen Worten ist der Sollwert ein erwarteter Messwert des Messsignals. In the context of the present invention, a setpoint value is understood to be that value which the sensor element is to deliver as a measurement signal when a specific output variable, such as, for example, the sensor element is exposed to the measurement gas in a known property. In other words, the setpoint is an expected measurement of the measurement signal.

Unter einem Istwert ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung derjenige Wert zu verstehen, den das Sensorelement bei Vorgabe einer bestimmten Ausgangsgröße, wie beispielsweise dem Aussetzen des Sensorelements dem Messgas bei einer bekannten Eigenschaft, als Messsignal liefert. Mit anderen Worten ist der Istwert ein tatsächlicher Messwert des Messsignals. In the context of the present invention, an actual value is to be understood as that value which the sensor element supplies when measuring a specific output variable, such as, for example, the exposure of the sensor element to the measurement gas in the case of a known property as a measurement signal. In other words, the actual value is an actual measured value of the measurement signal.

Unter einem Steigungsfehler des Messsignals ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung allgemein ein konstanter, additiver, subtraktiver oder multiplikativer systematischer Fehler eines durch das Messsignal gelieferten Messwertes zu verstehen, der mit einer Änderung der Eigenschaft des Messgases einhergeht. Der Steigungsfehler wird bestimmt oder ermittelt, indem das Sensorelement dem Messgas ausgesetzt wird, wobei das Messgas eine bekannte, aber gegenüber einer ersten bekannten Eigenschaft veränderte Eigenschaft aufweist, wie beispielsweise einen geänderten, bekannten Sauerstoffpartialdruck. Bei dieser geänderten bekannten Eigenschaft müsste das Messsignal einen zu erwartenden Messwertwert liefern. Der zu erwartende Messwert kann jedoch von einem tatsächlichen Messwert differieren. Der Steigungsfehler ist dann der Unterschied zwischen dem erwarteten Messwert und dem tatsächlichen Messwert aufgetragen über die Änderung der Eigenschaft des Messgases. Beispielsweise wird bei einer Breitband-Lambdasonde der Steigungsfehler bei λ = 1,1 und oder 0,9 bestimmt. Dabei ist das Luft-Kraftstoffgemisch nicht im stöchiometrischen Gleichgewicht und ein Sauerstoffpartialdruck im Abgas bekannt. Bei einer derartigen Breitband-Lambdasonde wird als Messsignal der Pumpstrom verwendet, also derjenige Strom, der an der Breitband-Lambdasonde angelegt werden muss, um den Restsauerstoff aus der Breitband-Lambdasonde herauszupumpen und somit die Messkammer in der Sonde auf λ = 1 einzustellen. Bei λ = 1,1 und/oder 0,9 liegt ein Unterschied im Sauerstoffpartialdruck zwischen dem Abgas außerhalb der Sonde und dem Sauerstoffpartialdruck im Inneren der Sonde vor, so dass der Pumpstrom als Messsignal kleiner 0 A oder größer 0 A als Messwert sein müsste. Eine Abweichung von dem jeweiligen erwarteten Messwert mit der Änderung von λ ist der Steigungsfehler, d.h. die Änderung des Pumpstrom mit der Änderung von λ oder die Änderung der Nernstspannung mit der Änderung von λ. In the context of the present invention, a pitch error of the measuring signal generally means a constant, additive, subtractive or multiplicative systematic error of a measured value supplied by the measuring signal, which is accompanied by a change in the characteristic of the measuring gas. The slope error is determined or determined by exposing the sensor element to the measurement gas, the measurement gas having a known property, but modified from a first known property, such as, for example, an altered, known oxygen partial pressure. With this changed known property, the measurement signal would have to deliver an expected measured value. However, the expected measured value may differ from an actual measured value. The slope error is then the difference between the expected measured value and the actual measured value plotted against the change in the property of the sample gas. For example, in a broadband lambda probe, the pitch error is determined at λ = 1.1 and or 0.9. The air-fuel mixture is not known in stoichiometric equilibrium and an oxygen partial pressure in the exhaust gas. In such a broadband lambda probe the pump current is used as the measurement signal, that is, the current that must be applied to the broadband lambda probe to pump out the residual oxygen from the broadband lambda probe and thus set the measuring chamber in the probe to λ = 1. At λ = 1.1 and / or 0.9 there is a difference in the oxygen partial pressure between the exhaust gas outside the probe and the oxygen partial pressure in the interior of the probe, so that the pumping current as a measurement signal should be less than 0 A or greater than 0 A as the measured value. A deviation from the respective expected measured value with the change of λ is the slope error, ie the change of the pumping current with the change of λ or the change of the Nernst voltage with the change of λ.

Unter „basierend auf einem Vergleich“ in Bezug auf die Ermittlung eines Steigungsfehlers ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung die Ermittlung einer Abweichung des Sollwerts vom Istwert zu verstehen. Beispielsweise wird die Abweichung in Form einer Differenz zwischen Istwert und Sollwert ausgedrückt. In the context of the present invention, the term "based on a comparison" in relation to the determination of a pitch error is to be understood as the determination of a deviation of the nominal value from the actual value. For example, the deviation is expressed in the form of a difference between the actual value and the nominal value.

Ein Grundgedanke der Erfindung ist, den Abgleich der Lambdasonde in zwei Schritten im laufenden Fahrzeugbetrieb vorzunehmen. In einem ersten Adaptionsschritt soll wie bereits bekannt der Offsetfehler bei λ = 1 mit Hilfe einer Sprungsonde hinter dem Katalysator ermittelt und ein entsprechender Korrekturwert adaptiert werden. Alternativ kann der Abgleich bei λ =1 auch durch Auswerten der Nernstspannung der Breitband-Lambdasonde selbst erfolgen. Im einem weiteren Adaptionsschritt wird der Steigungsfehler an einem Punkt abseits von λ = 1, bei dem aber noch kein Schub vorliegt, ermittelt und ein entsprechender Korrekturwert adaptiert. Vorteil dieses Verfahrens ist, dass der Abgleich nicht mehr auf den Schubbetrieb angewiesen ist, da dieser wie oben erläutert immer weniger verfügbar ist. Die Reihenfolge der Adaptionsschritte ist dabei beliebig. Es kann auch zunächst der Linearitätsfehler bzw. Steigungsfehler und anschließend der Offsetfehler adaptiert werden. A basic idea of the invention is to perform the adjustment of the lambda probe in two steps during ongoing vehicle operation. In a first adaptation step, as already known, the offset error at λ = 1 should be determined with the aid of a jump probe behind the catalytic converter and a corresponding correction value should be adapted. Alternatively, the adjustment at λ = 1 can also be done by evaluating the Nernst voltage of the broadband lambda probe itself. In a further adaptation step, the pitch error is determined at a point apart from λ = 1, but in which no thrust is yet present, and a corresponding correction value is adapted. Advantage of this method is that the adjustment is no longer dependent on the overrun operation, as this is less and less available as explained above. The order of the adaptation steps is arbitrary. It is also initially the linearity error or slope error and then the offset error can be adapted.

Erfindungsgemäß wird der Offsetfehler dann adaptiert, wenn die Führungsregelung basierend auf der Sprungsonde hinter dem Katalysator das Gemisch auf λ = 1 eingestellt hat. Die Adaption erfolgt über einen sehr langsamen Filter über längere Zeit. Weitere Voraussetzung ist, dass in diesem Betriebspunkt ein Solllambda von 1 gefahren wird. Erfindungsgemäß werden in einem ersten Adaptionsschritt die Gemischabweichungen, verursacht durch Toleranzen der Vorsteuerung, d.h. Toleranzen der Einspritzmenge und der Zylinderfüllung, eingelernt und über einen Korrekturwert im Kraftstoffpfad kompensiert. Dafür macht man sich zu Nutze, dass die Sprungsonde hinter dem Katalysator ein sehr exaktes Einregeln des Gemischs auf λ = 1 erlaubt. Im gleichen Schritt, nur über zeitliches Verhalten der Adaptionen entkoppelt, wird auch der Offsetfehler der Breitband-Lambdasonde vor dem Katalysator mit Hilfe der Trimregelung basierend auf dem hochgenauen Signal der Sprungsonde hinter dem Katalysator adaptiert. Alternativ kann der Abgleich des Offsetfehlers der Breitband-Lambdasonde bei λ =1 auch durch Auswerten der ebenfalls verfügbaren Nernstspannung der Breitband-Lambdasonde selbst erfolgen. According to the invention, the offset error is adapted when the lead control based on the jump probe behind the catalyst has set the mixture to λ = 1. The adaptation takes place over a very slow filter over a longer time. Another requirement is that at this operating point a desired lambda of 1 is driven. According to the invention, in a first adaptation step, the mixture deviations caused by tolerances of the pilot control, i. Tolerances of the injection quantity and the cylinder filling, learned and compensated by a correction value in the fuel path. For this one makes use of the fact that the jump probe behind the catalyst allows a very exact adjustment of the mixture to λ = 1. In the same step, decoupled only over time behavior of the adaptations, the offset error of the broadband lambda probe before the catalyst is also adapted by means of trim control based on the high-precision signal of the jump probe behind the catalyst. Alternatively, the adjustment of the offset error of the broadband lambda probe at λ = 1 can also take place by evaluating the likewise available Nernst voltage of the broadband lambda probe itself.

In einem weiteren Adaptionsschritt wird dann ein Lambdawert abseits von λ = 1, wie beispielsweise 1,1 oder 0,9, vorgegeben, indem beispielsweise die dem Motor zugeführte Kraftstoffmasse geändert wird. In a further adaptation step, a lambda value apart from λ = 1, such as 1.1 or 0.9, is then specified, for example by changing the fuel mass supplied to the engine.

Es ist für das erfindungsgemäße Verfahren wünschenswert, die dem Motor zugeführte Kraftstoffmasse und die damit verbundene Änderung des Lambdawerts mit möglichst großer Genauigkeit durchführen zu können. It is desirable for the method according to the invention to be able to carry out the fuel mass supplied to the engine and the associated change in the lambda value with the greatest possible accuracy.

Dem stehen an sich bekannte Störgrößen, wie die Ungenauigkeit der Vorsteuerung für die Einspritzmenge und/oder nichtlineares Verhalten von Einspritzventilen gegenüber. This is known per se disturbances, such as the inaccuracy of the pilot control for the injection quantity and / or non-linear behavior of injectors.

Beispielsweise können Totzeiten und ballistische Effekte von Ventilnadeln eine systematische Abweichung des Verhaltens von Einspritzventilen von eine erwarteten Verhalten begründen. For example, dead times and ballistic effects of valve needles may justify a systematic deviation in the behavior of injectors from expected behaviors.

Aus diesem Grund besteht eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung in seiner Kombination mit dem beispielsweise aus der DE-102010000872 A1 bekannten Verfahren der CVO (Controlled Valve Operation) und/oder in seiner Kombination mit dem beispielsweise aus der DE 102007020964 A1 bekannten Verfahren der MFK (Mengenfehlerkompensation). Es wird eine Erhöhung der Zumessgenauigkeit und der Genauigkeit des eingestellten Lambdawerts erreicht. For this reason, there is an advantageous development of the invention in its combination with the example of the DE-102010000872 A1 known methods of CVO (Controlled Valve Operation) and / or in its combination with the example of the DE 102007020964 A1 known methods of MFK (quantity error compensation). An increase in the metering accuracy and the accuracy of the set lambda value is achieved.

Für eine Verbesserung der Genauigkeit kann das Verfahren zusätzlich oder alternativ an einem Betriebspunkt der Brennkraftmaschine durchgeführt werden, an dem die Einspritzventile eine erhöhte, vorzugsweise maximale, Linearität ihrer Kennlinie relativ zum Lambda = 1-Punkt aufweisen. Vorzugsweise ist dies in Teillastbereichen der Brennkraftmaschine der Fall. In order to improve the accuracy, the method may additionally or alternatively be performed at an operating point of the internal combustion engine at which the injection valves have an increased, preferably maximum, linearity of their characteristic relative to the lambda = 1 point. This is preferably the case in partial load ranges of the internal combustion engine.

Es können aber auch mehrere Betriebspunkte ausgewertet werden, wobei ferner über die Ergebnisse in diesen Betriebspunkten jeweils gemittelt werden kann, beispielsweise 500 mal oder öfter. Wenngleich auch eine ausreichende Genauigkeit insbesondere bereits nach einer einzigen Mittelung erreicht sein kann, vermindert sich die relative Ungenauigkeit bei weiterer Mittelung im Allgemeinen nach den Gesetzen der Statistik, das heißt zufällige Schwankungen der Einspritzmenge sind so weitgehend eliminierbar. However, it is also possible to evaluate a plurality of operating points, it also being possible to average the results in each of these operating points, for example 500 times or more. Although a sufficient accuracy can be achieved even after a single averaging, the relative decreases Inaccuracy in further averaging in general according to the laws of statistics, that is, random fluctuations in the injection quantity are so largely eliminated.

Es kann insbesondere vorgesehen sein, bei der Durchführung des Verfahrens im Abgastrakt einer Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern, einen gewählten Lambdawert mindestens solange aufrechtzuerhalten, bis jeder Zylinder bei diesem gewählten Lambdawert mindestens einmal an der Verbrennung beteiligt war. In particular, when carrying out the method in the exhaust gas tract of an internal combustion engine having a plurality of cylinders, it may be provided to maintain a selected lambda value until each cylinder has participated in the combustion at least once at this selected lambda value.

Diese Lambdavariation kann sich insbesondere durch ohnehin auftretende Betriebsbedingungen, wie beispielsweise Anfettung zum Bauteilschutz, einstellen und muss daher nicht zwingend aktiv erfolgen. Der Betriebspunkt für die Adaption muss dabei für eine gewisse Zeit betriebspunktabhängig möglichst konstant bleiben, damit sich eine stabile Abgaskonzentration an der Breitband-Lambdasonde vor dem Katalysator einstellt. Die sich dann ergebenden Lambdadifferenzen zwischen Sollwert und Messwert der Breitband-Lambdasonde werden als Steigungsfehler der Breitband-Lambdasonde interpretiert und ein entsprechender Korrekturwert für das Messsignal der Breitband-Lambdasonde adaptiert. Die Änderung des Lambdasollwertes durch die Vorsteuerung kann dabei entweder nur in Richtung Mager oder nur in Richtung Fett oder auch nacheinander in beide Richtungen erfolgen. This lambda variation can be adjusted in particular by operating conditions that occur in any case, such as enrichment for component protection, for example, and therefore does not necessarily have to be active. The operating point for the adaptation must remain as constant as possible depending on operating point for a certain time, so that sets a stable exhaust gas concentration at the broadband lambda probe before the catalyst. The resulting lambda differences between the nominal value and measured value of the broadband lambda probe are interpreted as pitch errors of the broadband lambda probe, and a corresponding correction value for the measuring signal of the broadband lambda probe is adapted. The change in the lambda setpoint by the precontrol can take place either only in the direction of lean or only in the direction of grease or one after the other in both directions.

Voraussetzung für das Verfahren ist, dass der Betriebspunkt und die Lambdavariation so gewählt sind, dass sich beim Einstellen des zweiten Lambdawertes die Vorsteuertoleranzen, d.h. die Toleranzen der Einspritzmenge und der Zylinderfüllung, möglichst wenig ändern, gleichzeitig das Sondensignal aber schon einen signifikanten Hub aufweist. The prerequisite for the method is that the operating point and the lambda variation are selected so that when setting the second lambda value, the pilot control tolerances, i. the tolerances of the injection quantity and the cylinder filling, change as little as possible, while the probe signal already has a significant stroke.

Die Reihenfolge der Adaptionsschritte ist dabei beliebig. Es kann auch zunächst der Linearitätsfehler bzw. Steigungsfehler und anschließend der Offsetfehler adaptiert werden. The order of the adaptation steps is arbitrary. It is also initially the linearity error or slope error and then the offset error can be adapted.

Die Adaption des Steigungsfehlers der Breitbandsonde erfolgt durch einen oder idealerweise mehrere Messvorgänge nacheinander an einem oder mehreren verschiedenen Betriebspunkten. Der eigentliche Korrekturwert zur Kompensation des Steigungsfehlers des Sondensignals wird dann unter Verwendung statistischer Methoden aus den Einzelmessergebnissen bestimmt. The adaptation of the pitch error of the broadband probe is carried out by one or ideally several measuring operations successively at one or more different operating points. The actual correction value for compensating for the pitch error of the probe signal is then determined using statistical methods from the individual measurement results.

Dabei kann es vorteilhaft sein, für den fetten und mageren Messbereich der Breitband-Lambdasonde einen separaten Korrekturwert für das Messsignal zu bestimmen. Dadurch kann insbesondere die ansonsten hohe Streuung der Sondenkennlinie im fetten Messbereich noch besser vermindert werden. It may be advantageous to determine a separate correction value for the measurement signal for the rich and lean measuring range of the broadband lambda probe. As a result, the otherwise high scattering of the probe characteristic in the rich measuring range can be even better reduced.

Die Bestimmung separater Korrekturwerte für den fetten und mageren Messbereich der Breitband-Lambdasonde ermöglicht es ferner, auf die Art der im Abgas enthaltenen oxidierbaren Bestandteile und somit auf den für den Betrieb einer Brennkraftmaschine verwendeten Kraftstoff zurückzuschließen. The determination of separate correction values for the rich and lean measuring range of the broadband lambda probe also makes it possible to deduce the type of oxidizable constituents contained in the exhaust gas and thus the fuel used for the operation of an internal combustion engine.

Beispielsweise liegen bei Verbrennung mit Sauerstoffmangel bzw. Kraftstoffüberschuss im Abgas je nach Kraftstoffart spezifische Verhältnisse von verschiedenen Kohlenwasserstoffen, Wasserstoff und Kohlenmonoxid vor. Für all diese Gasarten ist die Sensorempfindlichkeit verschieden, das heißt bei gleichem tatsächlichem Sauerstoffmangel werden von dem Sensor unterschiedliche Messsignale erzeugt. Folglich ergeben sich je nach Kraftstoffart auch unterschiedliche Kennlinien bzw. Korrekturwerte. Aus diesen Kennlinien bzw. Korrekturwerte im fetten Messbereich kann, insbesondere unter Berücksichtigung der Kennlinien bzw. Korrekturwerte im mageren Messbereich, wiederum auf die Art des verwendeten Kraftstoffs, beispielsweise auf das Vorliegen und/oder die Höhe eines Ethanolanteils im Kraftstoff, zurückgeschlossen werden. For example, in combustion with oxygen deficiency or excess fuel in the exhaust depending on the type of fuel specific ratios of different hydrocarbons, hydrogen and carbon monoxide before. For all these types of gas, the sensor sensitivity is different, that is, with the same actual oxygen deficiency different measurement signals are generated by the sensor. Consequently, different characteristics or correction values result depending on the type of fuel. From these characteristics or correction values in the rich measuring range, in particular taking into account the characteristic curves or correction values in the lean measuring range, it is again possible to deduce the type of fuel used, for example the presence and / or the height of an ethanol component in the fuel.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings

Weitere optionale Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele, welche in der Figur schematisch dargestellt sind. Further optional details and features of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments, which are shown schematically in the figure.

Es zeigt: It shows:

1 eine Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen Sensorelements. 1 a cross-sectional view of a sensor element according to the invention.

2 ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßem Verfaherns 2 a flow chart of the inventive method

3 eine Darstellung des Messsignals bei verschiedenen Gaskonzentrationen 3 a representation of the measurement signal at different gas concentrations

Ausführungsformen der Erfindung Embodiments of the invention

Das in 1 dargestellte Sensorelement 10 kann zum Nachweis von physikalischen und/oder chemischen Eigenschaften eines Messgases verwendet werden, wobei eine oder mehrere Eigenschaften erfasst werden können. Die Erfindung wird im Folgenden insbesondere unter Bezugnahme auf eine qualitative und/oder quantitative Erfassung einer Gaskomponente des Messgases beschrieben, insbesondere unter Bezugnahme auf eine Erfassung eines Sauerstoffanteils in dem Messgas. Der Sauerstoffanteil kann beispielsweise in Form eines Partialdrucks und/oder in Form eines Prozentsatzes erfasst werden. Grundsätzlich sind jedoch auch andere Arten von Gaskomponenten erfassbar, wie beispielsweise Stickoxide, Kohlenwasserstoffe und/oder Wasserstoff. Alternativ oder zusätzlich sind jedoch auch andere Eigenschaften des Messgases erfassbar. Die Erfindung ist insbesondere im Bereich der Kraftfahrzeugtechnik einsetzbar, so dass es sich bei dem Messgasraum insbesondere um einen Abgastrakt einer Brennkraftmaschine handeln kann, bei dem Messgas insbesondere um ein Abgas. Das in 1 gezeigte Sensorelement 10 ist als Breitband-Lambdasonde ausgebildet, wie nachstehend noch näher erläutert wird. This in 1 illustrated sensor element 10 can be used to detect physical and / or chemical properties of a sample gas, wherein one or more properties can be detected. The invention will be described below in particular with reference to a qualitative and / or quantitative detection of a gas component of the measurement gas, in particular with reference to a detection of an oxygen content in the measurement gas. The oxygen content can be detected, for example, in the form of a partial pressure and / or in the form of a percentage. In principle, however, other types of gas components are detectable, such as nitrogen oxides, hydrocarbons and / or Hydrogen. Alternatively or additionally, however, other properties of the measuring gas can also be detected. The invention can be used in particular in the field of motor vehicle technology, so that the measuring gas chamber can be, in particular, an exhaust gas tract of an internal combustion engine, with the measuring gas in particular being an exhaust gas. This in 1 shown sensor element 10 is designed as a broadband lambda probe, as will be explained in more detail below.

Das Sensorelement 10 weist einen Schichtaufbau 12 auf, welcher eine Festelektrolytschicht 14 und mindestens zwei Elektroden 16, 18 umfasst. Die Festelektrolytschicht 14 kann aus mehreren Festelektrolytschichten zusammengesetzt sein oder mehrere Festelektrolytschichten umfassen. Die Elektroden 16, 18 werden nachfolgend auch als erste Elektrode 16 und zweite Elektrode 18 bezeichnet, ohne jedoch eine Gewichtung ihrer Bedeutung anzugeben, sondern lediglich, um diese begrifflich zu unterscheiden. Die erste Elektrode 16 und die zweite Elektrode 18 sind durch die Festelektrolytschicht 14 miteinander verbunden, insbesondere elektrisch miteinander verbunden. The sensor element 10 has a layer structure 12 on which a solid electrolyte layer 14 and at least two electrodes 16 . 18 includes. The solid electrolyte layer 14 can be composed of several solid electrolyte layers or comprise several solid electrolyte layers. The electrodes 16 . 18 are hereinafter also referred to as the first electrode 16 and second electrode 18 but without giving a weighting of their meaning, but merely to distinguish them conceptually. The first electrode 16 and the second electrode 18 are through the solid electrolyte layer 14 interconnected, in particular electrically connected to each other.

Das Sensorelement 10 weist ferner einen Gaszutrittsweg 20 auf. Der Gaszutrittsweg 20 umfasst ein Gaszutrittsloch 22, das sich von einer Oberfläche der Festelektrolytschicht 14 ins Innere des Schichtaufbaus 12 erstreckt. In der Festelektrolytschicht 14 kann ein Elektrodenhohlraum 24 vorgesehen sein, der das Gaszutrittsloch 22 umgibt, beispielsweise ringförmig umgibt. Der Elektrodenhohlraum 24 ist Teil des Gaszutrittswegs 20 und kann über das Gaszutrittsloch 22 mit dem Messgasraum in Verbindung stehen. Beispielsweise erstreckt sich das Gaszutrittsloch 22 als zylindrisches Sackloch senkrecht zu der Oberfläche der Festelektrolytschicht 14 in das Innere des Schichtaufbaus 12. Insbesondere ist der Elektrodenhohlraum 24 im Wesentlichen ringförmig ausgebildet und von drei Seiten von der Festelektrolytschicht 14 begrenzt. Zwischen dem Gaszutrittsloch 22 und dem Elektrodenhohlraum 24 ist ein Kanal 26 angeordnet, welcher ebenfalls Bestandteil des Gaszutrittswegs 20 ist. In diesem Kanal 26 ist eine Diffusionsbarriere 28 angeordnet, welche ein Nachströmen von Gas aus dem Messgasraum in den Elektrodenhohlraum 24 vermindert oder sogar verhindert und lediglich eine Diffusion ermöglicht. Über diese Diffusionsbarriere 28 lässt sich ein Grenzstrom einer Pumpzelle 30 einstellen. Die Pumpzelle 30 umfasst eine auf der Oberfläche der Festelektrolytschicht 14 angeordnete dritte Elektrode 32, die das Gaszutrittsloch 22 ringförmig umgeben kann und von dem Messgasraum beispielsweise durch eine optionale gasdurchlässige Schutzschicht 34 getrennt sein kann. Ferner umfasst die Pumpzelle 30 eine vierte Elektrode 36, die in dem Elektrodenhohlraum 24 angeordnet ist. Die vierte Elektrode 36 kann ebenfalls ringförmig ausgestaltet sein und rotationssymmetrisch um das Gaszutrittsloch 22 angeordnet sein. Beispielsweise sind die dritte Elektrode 32 und die vierte Elektrode 36 koaxial zu dem Gaszutrittsloch 22 angeordnet. Der oben genannte Grenzstrom stellt somit einen Stromfluss zwischen der dritten Elektrode 32 und der vierten Elektrode 36 über die Festelektrolytschicht 14 dar. In der Verlängerung der Erstreckungsrichtung des Gaszutrittslochs ist ein Heizelement 38 in dem Schichtaufbau 12 angeordnet. The sensor element 10 also has a gas access path 20 on. The gas access route 20 includes a gas access hole 22 extending from a surface of the solid electrolyte layer 14 into the interior of the layer structure 12 extends. In the solid electrolyte layer 14 can be an electrode cavity 24 be provided, which is the gas access hole 22 surrounds, for example, surrounds annular. The electrode cavity 24 is part of the gas access route 20 and can via the gas entry hole 22 communicate with the sample gas space. For example, the gas access hole extends 22 as a cylindrical blind hole perpendicular to the surface of the solid electrolyte layer 14 into the interior of the layer structure 12 , In particular, the electrode cavity 24 formed substantially annular and from three sides of the solid electrolyte layer 14 limited. Between the gas access hole 22 and the electrode cavity 24 is a channel 26 arranged, which is also part of the Gaszutrittswegs 20 is. In this channel 26 is a diffusion barrier 28 arranged, which a subsequent flow of gas from the sample gas space into the electrode cavity 24 diminished or even prevented and only allows diffusion. About this diffusion barrier 28 can be a limiting current of a pump cell 30 to adjust. The pump cell 30 includes one on the surface of the solid electrolyte layer 14 arranged third electrode 32 that the gas entry hole 22 can surround annular and from the sample gas space, for example, by an optional gas-permeable protective layer 34 can be separated. Furthermore, the pump cell includes 30 a fourth electrode 36 in the electrode cavity 24 is arranged. The fourth electrode 36 can also be designed annular and rotationally symmetrical about the gas inlet hole 22 be arranged. For example, the third electrode 32 and the fourth electrode 36 coaxial with the gas inlet hole 22 arranged. The above-mentioned limiting current thus provides a current flow between the third electrode 32 and the fourth electrode 36 over the solid electrolyte layer 14 In the extension of the extension direction of the gas access hole is a heating element 38 in the layer structure 12 arranged.

Ferner umfasst der Schichtaufbau 12 eine Isolationsschicht 40. Die Isolationsschicht 40 erstreckt sich senkrecht zu einer Erstreckungsrichtung des Gaszutrittslochs 22 in das Innere der Festelektrolytschicht 14. Wie oben erwähnt, ist das Gaszutrittsloch 22 zylindrisch ausgebildet, so dass die Erstreckungsrichtung des Gaszutrittslochs 22 parallel zu einer Zylinderachse des Gaszutrittslochs 22 verläuft. In diesem Fall erstreckt sich die Isolationsschicht 40 innerhalb der Festelektrolytschicht 14 senkrecht zu der Zylinderachse des Gaszutrittslochs 22. Die Isolationsschicht 40 kann sich beispielsweise parallel zu dem Kanal 26 erstrecken. In der Richtung der Zylinderachse des Gaszutrittslochs 22 gesehen, befindet sich die Isolationsschicht 40 im Wesentlichen auf gleicher axialer Höhe wie das Ende des Gaszutrittslochs 22 im Inneren der Festelektrolytschicht 14. Es wird ausdrücklich erwähnt, dass alternativ zur gepumpten Referenz ein Luftreferenzkanal vorgesehen sein kann, in dem ein Gas mit bekannten Eigenschaften, wie beispielsweise einem Sauerstoffpartialdruck vorliegen kann. Ein derartiger Luftreferenzkanal kann beispielsweise in einer gedachten Verlängerung des Gaszutrittslochs 22 und somit weiter im Inneren der Festelektrolytschicht 14 angeordnet sein kann. Furthermore, the layer structure comprises 12 an insulation layer 40 , The insulation layer 40 extends perpendicular to an extension direction of the gas inlet hole 22 into the interior of the solid electrolyte layer 14 , As mentioned above, the gas entry hole is 22 cylindrically shaped, so that the extension direction of the gas inlet hole 22 parallel to a cylinder axis of the gas inlet hole 22 runs. In this case, the insulation layer extends 40 within the solid electrolyte layer 14 perpendicular to the cylinder axis of the gas inlet hole 22 , The insulation layer 40 may, for example, be parallel to the channel 26 extend. In the direction of the cylinder axis of the gas access hole 22 seen, is the isolation layer 40 substantially at the same axial height as the end of the gas inlet hole 22 inside the solid electrolyte layer 14 , It is expressly mentioned that, as an alternative to the pumped reference, an air reference channel can be provided, in which a gas with known properties, such as, for example, an oxygen partial pressure, can be present. Such an air reference channel can, for example, in an imaginary extension of the gas inlet hole 22 and thus further inside the solid electrolyte layer 14 can be arranged.

Die erste Elektrode 16 ist in dem Elektrodenhohlraum 24 angeordnet. Beispielsweise liegt die erste Elektrode 16 der vierten Elektrode 36 gegenüber. Die zweite Elektrode 18 liegt oberhalb der Isolationsschicht 40. Die erste Elektrode 16, die zweite Elektrode 18 und der Teil der Festelektrolytschicht 14 zwischen der ersten Elektrode 16 und der zweiten Elektrode 18 bilden eine elektrochemische Zelle, wie beispielsweise eine Nernstzelle 42. Mittels der Pumpzelle 30 kann beispielsweise ein Pumpstrom durch die Pumpzelle 30 derart eingestellt werden, dass in dem Elektrodenhohlraum 24 die Bedingung λ = 1 oder eine andere bekannte Zusammensetzung herrscht. Diese Zusammensetzung wird wiederum von der Nernstzelle 42 erfasst, indem eine Nernstspannung zwischen der ersten Elektrode 16 und der zweiten Elektrode 18 gemessen wird. Die zweite Elektrode 18 kann eingerichtet sein, um bei dem Sensorelement 10 mit einer gepumpten Referenz zu arbeiten, bei der die Referenz durch Einprägen eines Referenzpumpstroms aus dem Abgas gewonnen wird. Da an der zweiten Elektrode 18, die als Referenzelektrode verwendet wird, ein Sauerstoffüberschuß vorliegt, kann anhand der gemessenen Spannung auf die Zusammensetzung in dem Elektrodenhohlraum 24 geschlossen werden. The first electrode 16 is in the electrode cavity 24 arranged. For example, the first electrode is located 16 the fourth electrode 36 across from. The second electrode 18 lies above the insulation layer 40 , The first electrode 16 , the second electrode 18 and the part of the solid electrolyte layer 14 between the first electrode 16 and the second electrode 18 form an electrochemical cell, such as a Nernst cell 42 , By means of the pumping cell 30 For example, a pumping current through the pumping cell 30 be adjusted so that in the electrode cavity 24 the condition λ = 1 or another known composition prevails. This composition in turn is from the Nernst cell 42 detected by applying a Nernst voltage between the first electrode 16 and the second electrode 18 is measured. The second electrode 18 may be arranged to be at the sensor element 10 to work with a pumped reference, in which the reference is obtained by impressing a reference pumping current from the exhaust gas. Because at the second electrode 18 , which is used as a reference electrode, an excess of oxygen, may be based on the measured voltage on the composition in the electrode cavity 24 getting closed.

Nun wird mit Bezug auf die 2 und 3 das erfindungsgemäße Verfahren zum Abgleichen des Sensorelements 10 näher beschrieben. Das Verfahren kann von einer nicht näher gezeigten Steuerung und/oder Regelung durchgeführt werden. Die Steuerung und/oder Regelung können in der Steuerung und/oder Regelung der Brennkraftmaschine integriert sein oder separate Bauteile sein. Zunächst wird ein Offsetfehler 201 eines Messsignals des Sensorelements 10 bei einer ersten, bekannten Eigenschaft des Messgases ermittelt. Well, with respect to the 2 and 3 the inventive method for adjusting the sensor element 10 described in more detail. The method may be performed by a controller and / or controller not shown in detail. The control and / or regulation can be integrated in the control and / or regulation of the internal combustion engine or be separate components. First, an offset error 201 a measuring signal of the sensor element 10 determined at a first, known property of the sample gas.

Die Ermittlung des Offsetfehlers 201 erfolgt im ersten Verfahrensschritt 101 und kann insbesondere während eines Betriebs der Brennkraftmaschine durchgeführt werden. Die erste bekannte Eigenschaft ist beispielsweise eine Eigenschaft des Messgases in Form des Abgases bei einer Luft-Kraftstoff-Mischung bei λ = 1 der Brennkraftmaschine. Beispielsweise ist die Eigenschaft der Sauerstoffpartialdruck im Abgas. Dieses Mischungsverhältnis kann beispielsweise mittels einer nicht näher gezeigten Sprungsonde hinter bzw. stromabwärts eines nicht näher gezeigten Katalysators eingeregelt werden. Stromabwärts ist dabei in der Strömungsrichtung des Abgases zu sehen, das von der Brennkraftmaschine kommend zunächst zu dem Sensorelement 10 strömt, dann den Katalysator passiert, dann die Sprungsonde passiert und schließlich den Abgastrakt in die Umgebung verlässt, so dass stromabwärts eine Position angibt, die das Abgas zeitlich gesehen später als eine in dem jeweiligen Zusammenhang genannte Bezugsposition, hier der Katalysator, erreicht. Das Messsignal des Sensorelements 10 ist in diesem Fall der Pumpstrom der Pumpzelle 30, der bei λ = 1 ein Messwert von etwa 0 A sein sollte. Ein davon abweichender Messwert des Messsignals des Sensorelements 10 ist der Offsetfehler 201. Dieser Offsetfehler 201 wird dann für den weiteren Betrieb des Sensorelements 10 adaptiert oder berücksichtigt. Mit anderen Worten wird aus dem Offsetfehler 201 ein Korrekturwert ermittelt, beispielsweise in Form des Betrags, um den der tatsächliche Messwert 202 von dem erwarteten Messwert 203 abweicht. Alternativ kann der Offsetfehler 201 durch Auswerten der ebenfalls verfügbaren Nernstspannung der Nernstzelle 42 des Sensorelements 10 abgeglichen bzw. ermittelt werden. Die Nernstspannung der Nernstzelle 42 sollte bei λ = 1 ein Messwert von 450 mV sein. Ein davon abweichender Messwert des Messsignals des Sensorelements 10 ist der Offsetfehler 201. The determination of the offset error 201 takes place in the first process step 101 and can be performed in particular during operation of the internal combustion engine. The first known property is, for example, a property of the measurement gas in the form of the exhaust gas in an air-fuel mixture at λ = 1 of the internal combustion engine. For example, the property is the oxygen partial pressure in the exhaust gas. This mixing ratio can be adjusted, for example, by means of a jumping probe not shown in detail behind or downstream of a catalyst not shown in detail. Downstream is to be seen in the flow direction of the exhaust gas, coming from the internal combustion engine initially to the sensor element 10 flows, then passes through the catalyst, then passes the jumping probe and finally leaves the exhaust tract in the environment, so that downstream indicates a position that the exhaust laterally reaches a reference position referred to in the context, here the catalyst. The measuring signal of the sensor element 10 is in this case the pumping current of the pumping cell 30 which should be a reading of about 0 A at λ = 1. A deviating measured value of the measuring signal of the sensor element 10 is the offset error 201 , This offset error 201 then becomes for further operation of the sensor element 10 adapted or taken into account. In other words, the offset error becomes 201 a correction value is determined, for example in the form of the amount by which the actual measured value 202 from the expected reading 203 differs. Alternatively, the offset error 201 by evaluating the also available Nernst voltage of the Nernst cell 42 of the sensor element 10 be adjusted or determined. The Nernst voltage of the Nernst cell 42 should be a reading of 450 mV at λ = 1. A deviating measured value of the measuring signal of the sensor element 10 is the offset error 201 ,

In einem zweiten Verfahrensschritt 102, 102a wird die Eigenschaft des Messgases in eine zweite Eigenschaft geändert. Die zweite Eigenschaft unterscheidet sich von der ersten Eigenschaft. Beispielsweise wird eine Luft-Kraftstoff-Mischung ungleich λ = 1 vorgegeben, wie beispielsweise λ = 1,1 oder λ = 0,9. Die Vorgabe kann erreicht werden, indem beispielsweise die dem Motor zugeführte Kraftstoffmasse geändert wird. Die Vorgabe kann beispielsweise in der Vorsteuerung des Kraftstoffpfades erfolgen, beispielsweise durch Aufprägen einer bestimmten Amplitude mit fester Frequenz oder mittels einer Eigenfrequenzregelung oder einer sauerstoffbilanzierenden Kraftstoffmengenmodulation basierend auf dem Signal der Sprungsonde. Die Sprungsonde stromabwärts des Katalysators ermittelt, ob die Vorgabe für die Luft-Kraftstoff-Mischung erfüllt ist. Diese Änderung der Luftzahl λ kann sich durch ohnehin auftretende Betriebsbedingungen, wie beispielsweise Anfettung zum Bauteilschutz, einstellen und muss daher nicht zwingend aktiv erfolgen. Die zweite Eigenschaft wird für eine vorbestimmte Zeit im Wesentlichen konstant gehalten, damit sich eine stabile Abgaskonzentration an dem Sensorelement 10 vor bzw. stromaufwärts dem Katalysator einstellt. Die Abgaskonzentration muss einige Sekunden stabil bleiben, damit zum Einen an dem Sensorelement 10 ein stabiles Messsignal anliegt und sich zum Anderen der ermittelte Steigungsfehler über einen Filter einschwingen kann. Die genauen Zeiten hängen vom Betriebspunkt und dem vorliegendem Abgasmassenstrom ab. In der Teillast ist die vorbestimmte Zeit beispielsweise ungefähr 5 s. In a second process step 102 . 102 the property of the sample gas is changed to a second property. The second property is different from the first property. For example, an air-fuel mixture is given unequal to λ = 1, such as λ = 1.1 or λ = 0.9. The default can be achieved, for example, by changing the fuel mass supplied to the engine. The default can be done for example in the feedforward control of the fuel path, for example by imposing a specific amplitude at a fixed frequency or by means of a natural frequency control or an oxygen-balancing fuel quantity modulation based on the signal of the jump probe. The jump probe downstream of the catalytic converter determines whether the specification for the air-fuel mixture is fulfilled. This change in the air ratio λ can be due to operating conditions that occur in any case, such as enrichment for component protection, and therefore does not necessarily have to be active. The second property is maintained substantially constant for a predetermined time to provide a stable exhaust gas concentration at the sensor element 10 upstream or upstream of the catalyst. The exhaust gas concentration must remain stable for a few seconds, on the one hand on the sensor element 10 a stable measurement signal is applied and, on the other hand, the determined pitch error can settle via a filter. The exact times depend on the operating point and the actual exhaust gas mass flow. For example, in the partial load, the predetermined time is about 5 seconds.

Das Messgas in Form des Abgases der Brennkraftmaschine setzt sich aus mindestens zwei Komponenten zusammen, und zwar Sauerstoff, der bei der Verbrennung nicht aufgezehrt wurde, und andere Verbrennungsabgase, wie beispielsweise Kohlenstoffdioxid. Die zweite Eigenschaft unterscheidet sich von der ersten Eigenschaft hinsichtlich mindestens einer der Komponenten, wie beispielsweise dem Sauerstoffanteil im Verhältnis zum Kohlenstoffdioxidanteil. Die zweite Eigenschaft wird bei einer Luftzahl λ von 0,05 bis 0,99 und bevorzugt von 0,50 bis 0,95 bestimmt, beispielsweise 0,9. Bei der zweiten Eigenschaft des Messgases wird ein Sollwert des Messsignals des Sensorelements 10 ermittelt, d.h. ein erwarteter Messwert des Pumpstroms der Pumpzelle 30. Bei der zweiten Eigenschaft sollte der Pumpstrom der Pumpzelle 30 bei λ = 0,9 ein Messwert < 0 A sein. Die zweite Eigenschaft ist dann der Sauerstoffanteil in dem Abgas, wie beispielsweise der Sauerstoffpartialdruck. Das Messsignal bei der ersten Eigenschaft unterscheidet sich von dem Sollwert des Messsignals bei der zweiten Eigenschaft um mindestens 5 % und bevorzugt um mindestens 10 %, wie beispielsweise 12 %. The measurement gas in the form of the exhaust gas of the internal combustion engine is composed of at least two components, namely oxygen, which was not consumed in the combustion, and other combustion exhaust gases, such as carbon dioxide. The second property differs from the first property with respect to at least one of the components, such as the proportion of oxygen in proportion to the proportion of carbon dioxide. The second property is determined at an air ratio λ of 0.05 to 0.99, and preferably from 0.50 to 0.95, for example 0.9. In the second property of the measurement gas, a desired value of the measurement signal of the sensor element 10 determined, ie an expected measured value of the pumping current of the pumping cell 30 , In the second property, the pumping current of the pumping cell should be 30 at λ = 0.9, be a measured value <0 A. The second property is then the oxygen content in the exhaust, such as the oxygen partial pressure. The measurement signal in the first property differs from the desired value of the measurement signal in the second property by at least 5%, and preferably by at least 10%, such as 12%.

Dann wird in einem dritten Verfahrensschritt 103, 103a ein Istwert des Messsignals 204a, 204b bei der zweiten Eigenschaft des Messgases ermittelt, d.h. ein tatsächlicher Messwert des Pumpstroms der Pumpzelle 30. Daraufhin ein Steigungsfehler des Messsignals basierend auf einem Vergleich zwischen dem Sollwert 205a, 205b und dem Istwert des Messsignals 204a, 204b ermittelt. Beispielsweise wird eine Differenz 206a, 206b zwischen dem Istwert des Messsignals 204a, 204b und dem Sollwert 205a, 205b als Steigungsfehler ermittelt. Then in a third process step 103 . 103a an actual value of the measuring signal 204a . 204b determined at the second property of the sample gas, ie an actual measurement of the pumping current of the pumping cell 30 , Then one Slope error of the measurement signal based on a comparison between the setpoint 205a . 205b and the actual value of the measurement signal 204a . 204b determined. For example, a difference 206a . 206b between the actual value of the measuring signal 204a . 204b and the setpoint 205a . 205b determined as pitch error.

Die Schritte der Ermittlung des Sollwerts und der Ermittlung des Istwerts können wie im vorliegenden Beispiel wiederholt werden, um so beispielsweise mehrere Steigungsfehler zu ermitteln. Im Beispiel ist neben dem Schritt 102a, bei dem eine Vorsteuerung auf λ = 0,9 erfolgt der Schritt 102b vorgesehen, bei dem eine Vorsteuerung auf λ = 0,9 erfolgt. Die Berechnung der zugehörigen Korrekturfaktoren erfolgt in den Schritten 103a und 103b. The steps of determining the setpoint value and determining the actual value can be repeated as in the present example in order to determine, for example, a plurality of pitch errors. In the example is next to the step 102 , in which a feedforward to λ = 0.9 is the step 102b provided in which a feedforward to λ = 0.9 takes place. The calculation of the associated correction factors takes place in the steps 103a and 103b ,

Beispielsweise wird mindestens ein weiterer Steigungsfehler bei mindestens einer dritten Eigenschaft des Messgases ermittelt. Die dritte Eigenschaft wird bei einer Luftzahl λ von 1,05 bis 2,5 und bevorzugt von 1,1 bis 2,0 bestimmt. Die dritte Eigenschaft kann beispielsweise ein Sauerstoffanteil bei einer Luftzahl λ = 1,1 sein. Dabei sollte der Pumpstrom der Pumpzelle 30 bei λ = 1,1 ein Messwert > 0 A sein. Basierend auf dem Steigungsfehler oder den Steigungsfehlern wird ein Korrekturwert für das Messsignal ermittelt. Mit anderen Worten wird das Messsignal basierend auf den Steigungsfehlern um einen bestimmten Wert mit der Änderung der Eigenschaft des Messgases korrigiert. Es wird also zunächst die Steigung des Messsignals bei einer Änderung der Luftzahl λ ermittelt und dann ein Korrekturwert für den weiteren Betrieb des Sensorelements 10 ermittelt, indem bei einer von der Steuerung vorgegebenen Eigenschaft des Messgases über die Änderung der Eigenschaft des Messgases das Messsignal korrigiert wird. Die Steigung des Messsignals im Vergleich zur Steigung des Erwartungswertes ist der Steigungsfehler. Genauer wird der Steigungsfehler bestimmt aus der Differenz von Messwert zu Erwartungswert bezogen auf den Erwartungswert. Beide Werte werden vorab gefiltert. Das Ergebnis der Fehlerermittlung muss über eine bestimmte Zeit stabil bleiben. Die Bewertung erfolgt über Stabilitätskriterien, wie beispielsweise Einschwingen eines Filters. Die Fehlerbestimmung wird mehrfach wiederholt, bevorzugt an verschiedenen Betriebspunkten. Alle so gewonnen Ergebnisse werden wiederum gefiltert, Ausreißer werden geeignet eliminiert. Daraus ergibt sich ein stabiler Wert für den Messfehler. Der eigentliche Korrekturwert ergibt sich dann aus dem Reziproken des so ermittelten Fehlers. Wenn beispielsweise der Steigungsfehler 1% beträgt, wäre der Korrekturfaktor für den Messwert 1/1,01 = 0,99. Dieser Korrekturwert wird dann im Folgenden angewendet, um permanent alle zukünftig erfassten Messwerte damit multiplikativ zu korrigieren. Der Korrekturwert wird, wann immer die Bedingungen es zulassen, fortlaufend nachadaptiert. Bei der Ermittlung des Steigungsfehlers und des Korrekturwerts ist zu berücksichtigen, dass der Erwartungswert stimmt. Deswegen müssen Einspritzung und Füllung stabil sein und die aufgeprägte Änderung der Einspritzmenge sehr genau dem vergebenen Sollwert entsprechen, d.h. in einem Bereich bzw. in einer Größenordnung erfolgen, in der die Toleranzen der Einspritzung verhältnismäßig klein sind. For example, at least one further pitch error is determined in at least one third property of the measurement gas. The third property is determined at an air ratio λ of 1.05 to 2.5, and preferably 1.1 to 2.0. The third property may be, for example, an oxygen content at an air ratio λ = 1.1. The pumping current of the pump cell should be 30 at λ = 1,1 a measured value> 0 A. Based on the pitch error or the pitch errors, a correction value for the measurement signal is determined. In other words, the measurement signal is corrected based on the pitch errors by a certain value with the change of the property of the measurement gas. Thus, first the slope of the measurement signal is determined with a change in the air ratio λ and then a correction value for the further operation of the sensor element 10 determined by the measuring signal is corrected at a given by the control property of the measurement gas on the change of the property of the measurement gas. The slope of the measurement signal compared to the slope of the expected value is the slope error. More precisely, the slope error is determined from the difference between the measured value and the expected value in relation to the expected value. Both values are filtered in advance. The result of error detection must remain stable for a certain time. The evaluation is based on stability criteria, such as the settling of a filter. The error determination is repeated several times, preferably at different operating points. All results obtained in this way are filtered again, outliers are appropriately eliminated. This results in a stable value for the measurement error. The actual correction value then results from the reciprocal of the error thus determined. For example, if the slope error is 1%, the correction factor for the measurement would be 1 / 1.01 = 0.99. This correction value is then used in the following to permanently multiply all measured values acquired in the future with it. The correction value is continuously adapted whenever the conditions permit. When determining the slope error and the correction value, it must be taken into account that the expected value is correct. Therefore, the injection and filling must be stable and the impressed change in the injection quantity must correspond very precisely to the assigned setpoint value, ie in a range or in an order of magnitude in which the tolerances of the injection are relatively small.

Da sich der Sondenfehler im mageren und im fetten Abgas unterschiedlich ausprägen kann, ist es bevorzugt, wie oben beschrieben, das Verfahren zur Ermittlung des Steigungsfehlers und des Korrekturwerts für Mager- und Fettbetrieb getrennt anzuwenden und zwei separate Korrekturwerte zu ermitteln. Es ist beispielsweise möglich, dass für eine magere Eigenschaft des Abgases und/oder eine fette Eigenschaft des Messgases jeweils ein Steigungsfehler ermittelt wird, da sich der Pumpstrom der Pumpzelle 30 nicht linear mit einer Änderung der Luftzahl λ ändert. Der Korrekturwert kann dann während des Betriebs des Sensorelements 10 zum Korrigieren des Messsignals bei einer Änderung der Luftzahl λ berücksichtigt werden. Since the probe error may be different in the lean and rich exhaust gases, it is preferable, as described above, to separately apply the slope error and lean and rich correction method and to determine two separate correction values. It is possible, for example, for a lean property of the exhaust gas and / or a rich property of the measurement gas in each case a pitch error is determined, since the pumping current of the pumping cell 30 does not change linearly with a change in the air ratio λ. The correction value may then be during operation of the sensor element 10 be taken into account for correcting the measurement signal at a change in the air ratio λ.

Eine optionale Weiterbildung des Verfahrens sieht einen weiteren Verfahrensschritt 110 vor. Bei diesem Verfahren wird anschließend an das im oberen Beispiel gezeigt Vorgehen aus den bestimmten Korrekturwerte für den fetten und mageren Messbereich der Breitband-Lambdasonde die Art der im Abgas enthaltenen oxidierbaren Bestandteile und somit auf den für den Betrieb einer Brennkraftmaschine verwendeten Kraftstoff zurückgeschlossen. An optional further development of the method provides for a further method step 110 in front. In this method, following the procedure shown in the example above, the type of oxidizable constituents contained in the exhaust gas and thus the fuel used for the operation of an internal combustion engine are deduced from the determined correction values for the rich and lean measuring range of the broadband lambda probe.

Hierfür wird aus der Kennlinie bzw. dem Korrekturwert im fetten Messbereich 210 insbesondere unter Berücksichtigung der Kennlinien bzw. Korrekturwerte im mageren Messbereich 211, auf die Art des verwendeten Kraftstoffs, beispielsweise auf das Vorliegen und/oder die Höhe eines Ethanolanteils im Kraftstoff, zurückgeschlossen. Dies ist möglich, da bei Verbrennung mit Sauerstoffmangel bzw. Kraftstoffüberschuss im Abgas je nach Kraftstoffart spezifische Verhältnisse von verschiedenen Kohlenwasserstoffen, Wasserstoff und Kohlenmonoxid vorliegen und für all diese Gasarten je nach der Geschwindigkeit des Transports dieser Gasart durch die Diffusionsbarriere 28 eine unterschiedliche Sensorempfindlichkeit vorliegt. For this, the characteristic curve or the correction value in the rich measuring range is changed 210 in particular taking into account the characteristic curves or correction values in the lean measuring range 211 , in the nature of the fuel used, for example, on the presence and / or the amount of ethanol content in the fuel, inferred. This is possible because in combustion with oxygen deficiency or excess fuel in the exhaust depending on the type of fuel specific ratios of different hydrocarbons, hydrogen and carbon monoxide and present for all these types of gas depending on the speed of transport of this gas through the diffusion barrier 28 there is a different sensor sensitivity.

Zur Optimierung des Verfahrens kann die Genauigkeit, mit der eine Vorsteuerung der der Verbrennung zugeführten Kraftstoffmenge erfolgt verbessert werden, sodass auch sich eine Luft-Kraftstoffmischung mit höherer Genauigkeit einstellen lässt. Hierbei kann von dem beispielsweise aus der DE-102010000872 A1 bekannten Verfahren der CVO (Controlled Valve Operation) und/oder von dem beispielsweise aus der DE-102007020964 A1 bekannten Verfahren der MFK (Mengenfehlerkompensation) Gebrauch gemacht werden. To optimize the method, the accuracy with which a pilot control of the amount of fuel supplied to the combustion can be improved, so that also an air-fuel mixture with higher accuracy can be adjusted. Here, for example, from the DE-102010000872 A1 known methods of CVO (Controlled Valve Operation) and / or from the example of the DE-102007020964 A1 known methods of MFK (volume error compensation) use.

Unter CVO wird vorliegend insbesondere verstanden: Ein Verfahren zum Betreiben eines elektromagnetischen Aktors eines Kraftstoffeinspritzventils einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, bei dem der elektromagnetische Aktor während eines Ansteuervorgangs angesteuert wird, um einen Betriebszustand des Aktors zu beeinflussen, wobei ein, insbesondere zu Beginn des Ansteuervorgangs vorliegender, Zustand eines magnetischen Kreises des elektromagnetischen Aktors bei der Ansteuerung des elektromagnetischen Aktors berücksichtigt wird. In the present case, CVO is understood to mean in particular: A method for operating an electromagnetic actuator of a fuel injection valve of an internal combustion engine of a motor vehicle, in which the electromagnetic actuator is actuated during a driving process in order to influence an operating state of the actuator, wherein, in particular at the beginning of the driving process, Condition of a magnetic circuit of the electromagnetic actuator is considered in the control of the electromagnetic actuator.

Unter MFG wird vorliegend insbesondere verstanden: Verfahren zur Zylindergleichstellung einer Brennkraftmaschine, bei dem zur Erreichung einer möglichst guten Laufruhe eine Zylindergleichstellung der Zylinder hinsichtlich ihres Drehmomentenbeitrags erfolgt, wobei hierzu ein Laufunruhesignal ausgewertet wird, wobei Kraftstoff in mindestens einer Einspritzung in einem Brennraum eines Zylinders eingespritzt wird, wobei die mindestens eine Einspritzung einen Beitrag zum Drehmoment der Brennkraftmaschine leistet, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Nacheinspritzung während eines Arbeitstakts des Zylinders Kraftstoff in den Brennraum des Zylinders drehmomentenneutral bezüglich der Auswertung des Laufruhesignals eingespritzt wird, dass die Nacheinspritzung so bemessen ist, dass das Abgas im Wesentlichen einem stöchiometrischen Luft-Kraftstoffgemisch entspricht. In the present case, the term MFG is understood in particular as follows: Method for cylinder equalization of an internal combustion engine in which the cylinders are compared with respect to their torque contribution to achieve the best possible smoothness, whereby a running noise signal is evaluated, wherein fuel is injected in at least one injection in a combustion chamber of a cylinder wherein the at least one injection makes a contribution to the torque of the internal combustion engine, characterized in that in a post-injection during a working cycle of the cylinder, fuel is injected into the combustion chamber of the cylinder without torque with respect to the evaluation of the running-rest signal that the post-injection is such that the Exhaust substantially corresponds to a stoichiometric air-fuel mixture.

Die Erfindung kann eingesetzt werden beispielsweise bei Ottomotoren, die eine Breitband-Lambdasonde vor einem Katalysator und eine Sprungsonde hinter dem Katalysator verwenden. Der Einsatz der Erfindung ist beispielsweise durch Auswertung der elektrischen Signale oder der eingesetzten Software der Steuerung nachweisbar. Der Nachweis ist außerdem möglich durch Manipulation der Signale der Breitband-Lambdasonde und Bewertung der realen Verläufe der Luftzahl λ anhand einer unmanipulierten Breitband-Lambdasonde oder eines Lambdawertes ermittelt aus der Abgasanalyse im Vergleich zwischen identisch ablaufenden Tests vor und nach der Manipulation. The invention can be used, for example, in gasoline engines that use a broadband lambda probe in front of a catalyst and a jump probe behind the catalyst. The use of the invention can be detected, for example, by evaluating the electrical signals or the software used in the controller. The detection is also possible by manipulating the signals of the broadband lambda probe and evaluating the real curves of the air ratio λ using an unmanipulated broadband lambda probe or a lambda value determined from the exhaust gas analysis in comparison between identically running tests before and after the manipulation.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102010000872 A1 [0037, 0068] DE 102010000872 A1 [0037, 0068]
  • DE 102007020964 A1 [0037, 0068] DE 102007020964 A1 [0037, 0068]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

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Claims (15)

Verfahren zum Abgleichen eines Sensorelements (10) zur Erfassung mindestens einer Eigenschaft eines Messgases in einem Messgasraum, insbesondere zur Erfassung eines Anteils einer Gaskomponente in dem Messgas oder einer Temperatur des Messgases, wobei das Sensorelement (10) einen Schichtaufbau (12) mit mindestens einer Festelektrolytschicht (14) und mindestens zwei Elektroden (16, 18, 32, 36) umfasst, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: – Ermitteln eines Offsetfehlers (201) eines Messsignals des Sensorelements (10) bei einer ersten, bekannten Eigenschaft des Messgases, – Ändern der Eigenschaft des Messgases in eine zweite Eigenschaft, – Ermitteln eines Sollwerts des Messsignals bei der zweiten Eigenschaft des Messgases, – Ermitteln eines Istwertes des Messsignals bei der zweiten Eigenschaft des Messgases, und – Ermitteln eines Steigungsfehlers des Messsignals basierend auf einem Vergleich zwischen dem Sollwert und dem Istwert. Method for adjusting a sensor element ( 10 ) for detecting at least one property of a measurement gas in a measurement gas space, in particular for detecting a portion of a gas component in the measurement gas or a temperature of the measurement gas, wherein the sensor element ( 10 ) a layer structure ( 12 ) with at least one solid electrolyte layer ( 14 ) and at least two electrodes ( 16 . 18 . 32 . 36 ), the method comprising the steps of: - determining an offset error ( 201 ) of a measuring signal of the sensor element ( 10 in a first, known property of the measurement gas, changing the property of the measurement gas into a second property, determining a nominal value of the measurement signal in the second property of the measurement gas, determining an actual value of the measurement signal in the second property of the measurement gas, and determining a pitch error of the measurement signal based on a comparison between the setpoint and the actual value. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei sich die zweite Eigenschaft von der ersten Eigenschaft unterscheidet.  A method according to the preceding claim, wherein the second property is different from the first property. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Eigenschaft für eine vorbestimmte Zeit im Wesentlichen konstant gehalten wird.  Method according to one of the preceding claims, wherein the second property is kept substantially constant for a predetermined time. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Eigenschaft von einem weiteren Sensorelement eingestellt wird.  Method according to one of the preceding claims, wherein the first property is set by a further sensor element. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Sensorelement (10) mindestens eine elektrochemische Zelle (30, 42) umfasst, wobei der Offsetfehler (201) basierend auf einem Messsignal der elektrochemischen Zelle (30, 43) bei der ersten Eigenschaft ermittelt wird. Method according to one of the preceding claims, wherein the sensor element ( 10 ) at least one electrochemical cell ( 30 . 42 ), wherein the offset error ( 201 ) based on a measurement signal of the electrochemical cell ( 30 . 43 ) is determined at the first property. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich das Messsignal bei der ersten Eigenschaft von dem Sollwert des Messsignals bei der zweiten Eigenschaft um mindestens 5 % und bevorzugt um mindestens 10 % unterscheidet.  Method according to one of the preceding claims, wherein the measurement signal in the first property differs from the desired value of the measurement signal in the second property by at least 5% and preferably by at least 10%. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens ein weiterer Steigungsfehler bei mindestens einer dritten Eigenschaft des Messgases ermittelt wird.  Method according to one of the preceding claims, wherein at least one further pitch error is determined in at least one third property of the measurement gas. Verfahren nach dem vorangehenden Anspruch, wobei aus dem Steigungsfehler und dem weiteren Steigungsfehler auf eine die Zusammensetzung des Messgases betreffende Eigenschaft des Messgases, insbesondere ein Verhältnis von im Messgas enthaltenen oxidierbaren Gasen geschlossen wird, und/oder auf eine die Zusammensetzung eines Kraftstoffs, aus dessen Verbrennung das Messgas als Abgas resultiert, betreffende Eigenschaft, insbesondere auf einen Ethanolanteil, geschlossen wird.  Method according to the preceding claim, wherein from the pitch error and the further pitch error on a composition of the sample gas in question property of the measurement gas, in particular a ratio of oxidizable gases contained in the measurement gas is concluded, and / or on a the composition of a fuel from the combustion thereof the measurement gas results as exhaust, property in question, in particular to an ethanol content, is closed. Verfahren nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei basierend auf den Steigungsfehlern ein Korrekturwert für das Messsignal ermittelt wird.  Method according to one of the two preceding claims, wherein based on the pitch errors, a correction value for the measurement signal is determined. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Korrekturwert für das Messsignal bei der ersten Eigenschaft ermittelt wird.  Method according to one of the preceding claims, wherein a correction value for the measurement signal in the first property is determined. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Messgas ein Abgas einer Brennkraftmaschine ist, wobei für eine magere Eigenschaft des Abgases und/oder eine fette Eigenschaft des Messgases ein Steigungsfehler ermittelt wird.  Method according to one of the preceding claims, wherein the measuring gas is an exhaust gas of an internal combustion engine, wherein for a lean property of the exhaust gas and / or a rich property of the measuring gas, a pitch error is determined. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Offsetfehler und der Steigungsfehler während eines Betriebs der Brennkraftmaschine ermittelt werden.  Method according to the preceding claim, wherein the offset error and the pitch error during operation of the internal combustion engine are determined. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Sprungsonde zur Bestimmung der ersten, bekannten Eigenschaft des Messgases verwendet wird.  Method according to one of the preceding claims, wherein a jumping probe is used to determine the first, known property of the measuring gas. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste, bekannte Eigenschaft bei einer Luftzahl λ = 1 bestimmt wird und die zweite Eigenschaft bei einer Luftzahl λ von 0,05 bis 0,99 und/oder von 1,05 bis 2,5 bestimmt wird.  Method according to one of the preceding claims, wherein the first known property at an air ratio λ = 1 is determined and the second property at an air ratio λ of 0.05 to 0.99 and / or from 1.05 to 2.5 is determined , Sensorvorrichtung, umfassend ein Sensorelement (10), das einen Schichtaufbau (12) mit mindestens einer Festelektrolytschicht (14) und mindestens zwei Elektroden (16, 18, 32, 36) umfasst, und eine Steuerung, die eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche durchzuführen. Sensor device comprising a sensor element ( 10 ), which has a layer structure ( 12 ) with at least one solid electrolyte layer ( 14 ) and at least two electrodes ( 16 . 18 . 32 . 36 ), and a controller arranged to perform a method according to any one of the preceding claims.
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