DE102022211385A1 - Method for operating a sensor for detecting at least one property of a measuring gas in a measuring gas chamber of an internal combustion engine - Google Patents

Method for operating a sensor for detecting at least one property of a measuring gas in a measuring gas chamber of an internal combustion engine Download PDF

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Abstract

Es wird ein Verfahren zum Betreiben eines Sensors (10) zur Erfassung mindestens einer Eigenschaft eines Messgases in einem Messgasraum einer Brennkraftmaschine (12) vorgeschlagen. Der Sensor (10) weist ein Sensorelement (14) zur Erfassung der Eigenschaft des Messgases auf. Das Sensorelement (14) weist mindestens eine erste Elektrode (16), eine zweite Elektrode (18), ein Heizelement (30) und einen Festelektrolyten (20) auf. Die erste Elektrode (16) ist mit der zweiten Elektrode (18) mittels des Festelektrolyten (20) verbunden. Das Verfahren umfasst die Schritte: Erfassen eines ersten Innenwiderstands des Festelektrolyten (20) während eines ersten Betriebsmodus der Brennkraftmaschine (12), in dem die Brennkraftmaschine (12) mit einem Kraftstoffüberschuss betrieben wird, Erfassen eines zweiten Innenwiderstands des Festelektrolyten (20) während eines zweiten Betriebsmodus der Brennkraftmaschine (12), in dem die Brennkraftmaschine (12) mit einem Luftüberschuss betrieben wird und ein Drehzahlzustand und Lastzustand der Brennkraftmaschine (12) im Wesentlichen identisch zu einem Drehzahlzustand und Lastzustand der Brennkraftmaschine (12) im ersten Betriebsmodus ist, Freigeben der Regelung des Heizelements (30), Ermitteln eines Kennwerts, wobei der Kennwert ein Verhältnis des ersten Innenwiderstands zu dem zweiten Innenwiderstand umfasst, Vergleichen des Kennwerts mit einem Vergleichskennwert eines Sensors zur Erfassung mindestens einer Eigenschaft eines Messgases in einem Messgasraum einer Brennkraftmaschine (12) im Neuzustand, wobei eine Kennlinie des Sensors (10) korrigiert wird, falls der Kennwert den Vergleichskennwert überschreitet und einen vorbestimmten Schwellwert unterschreitet.A method is proposed for operating a sensor (10) for detecting at least one property of a measuring gas in a measuring gas chamber of an internal combustion engine (12). The sensor (10) has a sensor element (14) for detecting the property of the measuring gas. The sensor element (14) has at least a first electrode (16), a second electrode (18), a heating element (30) and a solid electrolyte (20). The first electrode (16) is connected to the second electrode (18) by means of the solid electrolyte (20). The method comprises the steps of: detecting a first internal resistance of the solid electrolyte (20) during a first operating mode of the internal combustion engine (12), in which the internal combustion engine (12) is operated with an excess of fuel, detecting a second internal resistance of the solid electrolyte (20) during a second operating mode of the internal combustion engine (12), in which the internal combustion engine (12) is operated with an excess of air and a speed state and load state of the internal combustion engine (12) are substantially identical to a speed state and load state of the internal combustion engine (12) in the first operating mode, enabling the control of the heating element (30), determining a characteristic value, wherein the characteristic value comprises a ratio of the first internal resistance to the second internal resistance, comparing the characteristic value with a comparison characteristic value of a sensor for detecting at least one property of a measuring gas in a measuring gas chamber of an internal combustion engine (12) in the new state, wherein a characteristic curve of the sensor (10) is corrected if the characteristic value exceeds the comparison characteristic value and a predetermined threshold value is exceeded.

Description

Stand der TechnikState of the art

Aus dem Stand der Technik ist eine Vielzahl von Sensoren 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 sensors and methods for detecting at least one property of a measuring gas in a measuring gas chamber are known from the prior art. In principle, this can be any physical and/or chemical properties of the measuring gas, whereby one or more properties can be detected. The invention is described below in particular with reference to a qualitative and/or quantitative detection of a proportion of a gas component of the measuring gas, in particular with reference to a detection of an oxygen content in the measuring 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 can also be detected, such as the temperature.

Aus dem Stand der Technik sind insbesondere keramische Sensoren 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 yttriumstabilisiertes Zirkoniumdioxid (YSZ) und scandiumdotiertes Zirkoniumdioxid (ScSZ), die geringe Zusätze an Aluminiumoxid (Al2O3) und/oder Siliziumoxid (SiO2) enthalten können.Ceramic sensors are known in particular from the prior art which are based on the use of electrolytic properties of certain solids, i.e. on ion-conducting properties of these solids. In particular, these solids can be ceramic solid electrolytes, such as zirconium dioxide (ZrO 2 ), in particular yttrium-stabilized zirconium dioxide (YSZ) and scandium-doped zirconium dioxide (ScSZ), which can contain small additions of aluminum oxide (Al 2 O 3 ) and/or silicon oxide (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. Die Lambdasonde besteht im Wesentlichen aus dem keramischen Elektrolyt, der an beiden Enden jeweils eine Platin-Elektrode trägt und beruht auf dem Nernstprinzip. Die Elektrode auf der Außenseite, welche dem Abgas ausgesetzt ist, besitzt zum Schutz vor Verschmutzungen eine poröse Schutzschicht. Dadurch steht die dahinter liegende Platinelektrode jedoch weiterhin direkt mit dem Abgas und damit mit dem Rest-Sauerstoff im Abgas in Verbindung. Die zweite Platinelektrode auf der Innenseite steht mit der Umgebungsluft als Referenzgas in Verbindung, welches einen Sauerstoffgehalt von 21% aufweist. Zur korrekten Funktion muss die Lambdasonde ihre Zielkeramiktemperatur erreichen. Dies wird durch die elektrische Beheizung (Heizerfolie in Mäanderform) auch bei kaltem Abgas sichergestellt. Die Sensorkennlinie ist der Verlauf des Sensorsignals Us in Abhängigkeit von Lambda.For example, such sensor elements can be designed as so-called lambda sensors, as they are known from Konrad Reif (ed.): Sensors in motor vehicles, 1st edition 2010, pp. 160-165 , are known. The lambda sensor essentially consists of the ceramic electrolyte, which has a platinum electrode at each end, and is based on the Nernst principle. The electrode on the outside, which is exposed to the exhaust gas, has a porous protective layer to protect it from contamination. This means that the platinum electrode behind it is still in direct contact with the exhaust gas and thus with the residual oxygen in the exhaust gas. The second platinum electrode on the inside is in contact with the ambient air as a reference gas, which has an oxygen content of 21%. To function correctly, the lambda sensor must reach its target ceramic temperature. This is ensured by the electrical heating (heater foil in meander shape) even when the exhaust gas is cold. The sensor characteristic curve is the course of the sensor signal Us as a function of lambda.

Zur Einhaltung der aktuell gültigen Abgasvorschriften für Ottomotoren ist ein Drei-Wege-Katalysator mit einer Lambdasonde (überwiegend eine Breitbandlambdasonde) vor Katalysator und einer Lambdasonde nach Katalysator (Sprungsonde) notwendig. Zur bestmöglichen Konvertierung der Schadstoffkomponenten im Abgas (Kohlenstoffmonoxid CO, Stickoxide NOx, unverbrannte Kohlenwasserstoffe CH) zu Kohlenstoffdioxid CO2, Stickstoff N2 und Wasser H2O ist es notwendig das Kraftstoff-/ Luftgemisch stöchiometrisch (λ=1) einzuregeln. In der Praxis wird das Gemisch in der Regel so eingeregelt, dass sich nach Katalysator ein Lambdabereich 0.997 < λ< 0.9995 einstellt. Die Lambdaregelung hat die Aufgabe den gewünschten Lambdawert (in den meisten Fällen λ=1) möglichst genau einzustellen, um eine optimale Konvertierung des Abgases zu erreichen. Mögliche Abweichungen von λ=1 sollen durch die Regelung schnell und präzise ausgeglichen werden. Für eine noch genauere Regelung wird zusätzlich noch das Abgas hinter dem Katalysator mit einer weiteren Lambdasonde analysiert. Dieses Signal wird von dem Regler für die Lambdaregelung nach Katalysator verwendet. Diese Regelung wirkt wiederum auf die Lambdaregelung vor Katalysator, indem deren Sollwert verschoben oder „geführt“ wird. Aus diesem Grund wird gelegentlich auch die Bezeichnung „Führungsregelung“ verwendet. Als Sonde nach Katalysator kommen bei Ottomotoren ausschließlich Lambdasonden vom Typ „Sprungsonde“ zum Einsatz.In order to comply with the currently applicable emissions regulations for gasoline engines, a three-way catalytic converter with a lambda probe (usually a broadband lambda probe) before the catalytic converter and a lambda probe after the catalytic converter (jump probe) is necessary. For the best possible conversion of the pollutant components in the exhaust gas (carbon monoxide CO, nitrogen oxides NOx, unburned hydrocarbons CH) to carbon dioxide CO 2 , nitrogen N 2 and water H 2 O, the fuel/air mixture must be regulated stoichiometrically (λ = 1). In practice, the mixture is usually regulated so that a lambda range of 0.997 < λ < 0.9995 is established after the catalytic converter. The task of the lambda control is to set the desired lambda value (in most cases λ = 1) as precisely as possible in order to achieve optimal conversion of the exhaust gas. Possible deviations from λ = 1 should be compensated quickly and precisely by the control. For even more precise control, the exhaust gas behind the catalytic converter is also analyzed with another lambda sensor. This signal is used by the controller for the lambda control after the catalytic converter. This control in turn affects the lambda control before the catalytic converter by shifting or "guiding" its setpoint. For this reason, the term "guidance control" is sometimes used. Only "jump sensor" type lambda sensors are used as sensors after the catalytic converter in gasoline engines.

Gealterte „Sprungsonden“ weisen ein geändertes Signalverhalten auf. Dies führt zu einer ungewollten Lambdaverschiebung durch die „Führungsregelung“ und damit zu erhöhten Schadstoffemissionen nach Katalysator.Aged “jump sensors” exhibit a changed signal behavior. This leads to an unwanted lambda shift due to the “control regulation” and thus to increased pollutant emissions after the catalytic converter.

Trotz der durch diese Sensoren und Verfahren zum Betreiben derselben bewirkten Vorteile beinhalten diese noch Verbesserungspotential. Aktuell wird der Lambdasondenkeramikinnenwiderstand kontinuierlich vom Motorsteuergerät(ECU) gemessen und ist ein Maß für die Lambdasondenkeramiktemperatur. So verhält sich der Lambdasondenkeramikinnenwiderstand umgekehrt proportional zur Lambdasondenkeramiktemperatur. Der gemessene Lambdasondenkeramikinnenwiderstand dient als Eingang in die Lambdasondenheizungsregelung. Diese stellt sicher, dass die Lambdasondenkeramik auf die vorbestimmte Betriebstemperatur eingeregelt wird. Aktuell wird erst bei großen Abweichungen des Lambdasondenkeramikinnenwiderstand vom Sollwert ein Fehler gemeldet. Dadurch ist aktuell keine Unterscheidung für die Lambdasondenheizungsregelung möglich, ob die gemessene Lambdasondenkeramikinnenwiderstandsabweichung ihre Ursache in Fertigungstoleranzen, Abweichungen im Abgastemperaturmodell oder in einer Alterung der Lambdasondenkeramik hat.Despite the advantages of these sensors and methods for operating them, there is still room for improvement. Currently, the internal resistance of the lambda sensor ceramic is continuously measured by the engine control unit (ECU) and is a measure of the lambda sensor ceramic temperature. The internal resistance of the lambda sensor ceramic is inversely proportional to the temperature of the lambda sensor ceramic. The measured internal resistance of the lambda sensor ceramic serves as an input to the lambda sensor heating control. This ensures that the lambda sensor ceramic is regulated to the predetermined operating temperature. Currently, only when there are large deviations in the internal resistance of the lambda sensor ceramic from the setpoint value, an error is reported. As a result, it is currently not possible for the lambda sensor heating control to distinguish whether the measured lambda sensor ceramic internal resistance deviation is caused by manufacturing tolerances, deviations in the exhaust gas temperature model or by aging of the lambda sensor ceramic.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Es wird daher ein Verfahren zum Betreiben eines Sensors zur Erfassung mindestens einer Eigenschaft eines Messgases in einem Messgasraum vorgeschlagen, welches die Nachteile bekannter Verfahren zum Betreiben dieser Sensoren zumindest weitgehend vermeidet und welches insbesondere geeignet ist, den Alterungszustand der Lambdasondenkeramik zuverlässig zu bestimmen und die sich auf Basis des Alterungszustands ergebende Kennlinienverschiebung zu korrigieren.A method for operating a sensor for detecting at least one property of a measuring gas in a measuring gas chamber is therefore proposed, which at least largely avoids the disadvantages of known methods for operating these sensors and which is particularly suitable for reliably determining the aging state of the lambda sensor ceramic and for correcting the characteristic curve shift resulting on the basis of the aging state.

In einem ersten Aspekt wird ein Verfahren zum Betreiben eines Sensors zur Erfassung mindestens einer Eigenschaft eines Messgases in einem Messgasraum einer Brennkraftmaschine, insbesondere zur Erfassung eines Sauerstoffanteils in einem Abgas de Brennkraftmaschine, vorgeschlagen. Der Sensor weist ein Sensorelement zur Erfassung der Eigenschaft des Messgases auf. Das Sensorelement weist mindestens eine erste Elektrode, eine zweite Elektrode, ein Heizelement und einen Festelektrolyten auf. Die erste Elektrode ist mit der zweiten Elektrode mittels des Festelektrolyten verbunden. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte, bevorzugt in der angegebenen Reihenfolge. Das Verfahren kann, zusätzlich zu den genannten Verfahrensschritten, auch weitere Verfahrensschritte umfassen. Die Verfahrensschritte sind:

  • - Einfrieren einer Regelung des Heizelements,
  • - Erfassen eines ersten Innenwiderstands des Festelektrolyten während eines ersten Betriebsmodus der Brennkraftmaschine, in dem die Brennkraftmaschine mit einem Kraftstoffüberschuss betrieben wird,
  • - Erfassen eines zweiten Innenwiderstands des Festelektrolyten während eines zweiten Betriebsmodus der Brennkraftmaschine, in dem die Brennkraftmaschine mit einem Luftüberschuss betrieben wird und ein Drehzahlzustand und Lastzustand der Brennkraftmaschine im Wesentlichen identisch zu einem Drehzahlzustand und Lastzustand der Brennkraftmaschine im ersten Betriebsmodus ist,
  • - Freigeben der Regelung des Heizelements,
  • - Ermitteln eines Kennwerts, wobei der Kennwert ein Verhältnis des ersten Innenwiderstands zu dem zweiten Innenwiderstand umfasst,
  • - Vergleichen des Kennwerts mit einem Vergleichskennwert eines Sensors zur Erfassung mindestens einer Eigenschaft eines Messgases in einem Messgasraum einer Brennkraftmaschine im Neuzustand, wobei eine Kennlinie des Sensors korrigiert wird, falls der Kennwert den Vergleichskennwert überschreitet und einen vorbestimmten Schwellwert unterschreitet.
In a first aspect, a method for operating a sensor for detecting at least one property of a measuring gas in a measuring gas chamber of an internal combustion engine, in particular for detecting an oxygen content in an exhaust gas of the internal combustion engine, is proposed. The sensor has a sensor element for detecting the property of the measuring gas. The sensor element has at least a first electrode, a second electrode, a heating element and a solid electrolyte. The first electrode is connected to the second electrode by means of the solid electrolyte. The method comprises the following steps, preferably in the order given. In addition to the method steps mentioned, the method can also comprise further method steps. The method steps are:
  • - Freezing of a heating element control,
  • - detecting a first internal resistance of the solid electrolyte during a first operating mode of the internal combustion engine in which the internal combustion engine is operated with a fuel surplus,
  • - detecting a second internal resistance of the solid electrolyte during a second operating mode of the internal combustion engine, in which the internal combustion engine is operated with an excess of air and a speed state and load state of the internal combustion engine are essentially identical to a speed state and load state of the internal combustion engine in the first operating mode,
  • - Enabling the control of the heating element,
  • - determining a characteristic value, wherein the characteristic value comprises a ratio of the first internal resistance to the second internal resistance,
  • - Comparing the characteristic value with a comparison characteristic value of a sensor for detecting at least one property of a measuring gas in a measuring gas chamber of an internal combustion engine in the new state, wherein a characteristic curve of the sensor is corrected if the characteristic value exceeds the comparison characteristic value and falls below a predetermined threshold value.

Das Verfahren berücksichtigt die Erkenntnis, dass eine große Abhängigkeit des Lambdasignals von der Sensorkeramiktemperatur besteht. Weiterhin besteht ein indirekter Zusammenhang zwischen Keramiktemperatur und Keramikinnenwiderstand. Abweichungen von der Zielsensorkeramiktemperatur führen zu einer Lambdaabweichung und dadurch zu einem Emissionseinfluss. Das erfindungsgemäße Verfahren vergleicht dabei ein Verhältnis eines ersten Innenwiderstands während eines Betriebs einer Brennkraftmaschine in einem ersten Betriebsmodus mit einem Kraftstoffüberschuss und eines zweiten Innenwiderstands während eines Betriebs einer Brennkraftmaschine in einem zweiten Betriebsmodus mit einem Luftüberschuss, aber im Wesentlichen unveränderten Drehzahl- und Lastzustand der Brennkraftmaschine im Vergleich zum ersten Betriebsmodus, mit einem entsprechenden Verhältnis eines Sensors im Neuzustand, um daraus eine Alterung des Sensors zu ermitteln. Die sich auf Basis des Alterungszustands ergebende Kennlinienverschiebung wird dann entsprechend korrigiert, so dass auch der Sensor im gealterten Zustand korrekte Messwerte für die Lambdaregelung liefert.The method takes into account the knowledge that the lambda signal is highly dependent on the sensor ceramic temperature. There is also an indirect connection between the ceramic temperature and the ceramic internal resistance. Deviations from the target sensor ceramic temperature lead to a lambda deviation and thus to an impact on emissions. The method according to the invention compares a ratio of a first internal resistance during operation of an internal combustion engine in a first operating mode with an excess of fuel and a second internal resistance during operation of an internal combustion engine in a second operating mode with an excess of air, but essentially unchanged speed and load state of the internal combustion engine compared to the first operating mode, with a corresponding ratio of a sensor in new condition in order to determine aging of the sensor. The characteristic curve shift resulting from the aging state is then corrected accordingly so that the sensor in the aged state also delivers correct measured values for the lambda control.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist dabei ein Drehzahlzustand und Lastzustand der Brennkraftmaschine im zweiten Betriebsmodus im Wesentlichen identisch zu einem Drehzahlzustand und Lastzustand der Brennkraftmaschine im ersten Betriebsmodus, falls sich jeweils die Drehzahlzustände und die Lastzustände um nicht mehr als 10% und bevorzugt nicht mehr als 5 % bezogen auf eine Nenndrehzahl bzw. Nennlast der Brennkraftmaschine unterscheiden.In the context of the present invention, a speed state and load state of the internal combustion engine in the second operating mode is essentially identical to a speed state and load state of the internal combustion engine in the first operating mode if the speed states and the load states differ by no more than 10% and preferably no more than 5% based on a nominal speed or nominal load of the internal combustion engine.

Der Vergleichskennwert des Sensors im Neuzustand kann ein Verhältnis eines ersten Innenwiderstands während eines Betriebs einer Brennkraftmaschine in einem ersten Betriebsmodus mit einem Kraftstoffüberschuss und eines zweiten Innenwiderstands während eines Betriebs einer Brennkraftmaschine in einem zweiten Betriebsmodus mit einem Luftüberschuss und einen Drehzahlzustand und Lastzustand der Brennkraftmaschine im Wesentlichen identisch zu einem Drehzahlzustand und Lastzustand der Brennkraftmaschine im ersten Betriebsmodus umfassen. Somit entspricht der Vergleichswert dem Kennwert nur in einem Neuzustand eines anderen Sensors oder desselben Sensors. Damit lässt sich zuverlässig und einfach eine Alterung des Sensors erkennen.The comparison characteristic value of the sensor in the new state can be a ratio of a first internal resistance during operation of an internal combustion engine in a first operating mode with a fuel excess and a second internal resistance during operation of an internal combustion engine in a second operating mode with an excess of air and a speed state and load state of the internal combustion engine that are essentially identical to a speed state and load state of the internal combustion engine in the first operating mode. The comparison value therefore corresponds to the characteristic value only in a new state of another sensor or the same sensor. This makes it possible to reliably and easily detect aging of the sensor.

Der vorbestimmte Schwellwert kann basierend auf einem Sensorkennfeldmodell ermittelt werden. Damit kann vorab festgelegt werden, bis zu welcher Grenze die Alterung noch eine zuverlässige Messung ggf. nach Korrektur erlaubt. The predetermined threshold value can be determined based on a sensor map model. This makes it possible to determine in advance up to which limit the aging still allows a reliable measurement, if necessary after correction.

Das Sensorkennfeldmodell kann auf einer Motorlast und/oder Motordrehzahl der Brennkraftmaschine basieren. Damit lässt sich der Schwellwert an die Brennkraftmaschine adaptieren.The sensor map model can be based on an engine load and/or engine speed of the internal combustion engine. This allows the threshold value to be adapted to the internal combustion engine.

Das Verfahren kann weiterhin Eintragen eines Fehlers in einem Steuergerät der Brennkraftmaschine umfassen, falls der Kennwert den Vergleichskennwert überschreitet und den vorbestimmten Schwellwert überschreitet. Entsprechend kann ab einer vorab festgelegten Grenze der Sensor als fehlerhaft eingestuft werden und dann ersetzt werden.The method can further comprise entering an error in a control unit of the internal combustion engine if the characteristic value exceeds the comparison characteristic value and exceeds the predetermined threshold value. Accordingly, from a predetermined limit onwards, the sensor can be classified as faulty and then replaced.

Die Korrektur der Sensorkennlinie kann ein Korrigieren eines Ist-Werts einer Lambdaregelung (Führungsregelung) der Brennkraftmaschine und/oder eines Soll-Werts einer Lambdaregelung (Führungsregelung) der Brennkraftmaschine umfassen.The correction of the sensor characteristic curve can comprise a correction of an actual value of a lambda control (control control) of the internal combustion engine and/or a target value of a lambda control (control control) of the internal combustion engine.

Das Korrigieren des Ist-Werts einer Lambdaregelung der Brennkraftmaschine kann Korrigieren der Sensorkennlinie im fetten Bereich (λ< 1) und/oder Korrigieren mittels einer Regelung eines Heizelements des Sensors umfassen. Beides sind lineare Ansätze für eine einfache Korrektur.Correcting the actual value of a lambda control of the internal combustion engine can include correcting the sensor characteristic curve in the rich range (λ< 1) and/or correcting by means of controlling a heating element of the sensor. Both are linear approaches for a simple correction.

Das Korrigieren des Soll-Werts einer Lambdaregelung der Brennkraftmaschine kann Korrigieren einer Sensorsollspannung oder eines Lambda-Sollwerts umfassen. Damit ist ein linearer Ansatz für eine einfache Korrektur gegeben.Correcting the target value of a lambda control of the internal combustion engine can include correcting a sensor target voltage or a lambda target value. This provides a linear approach for a simple correction.

Der Sensor kann als Lambdasonde und insbesondere als Sprungsonde ausgebildet sein. Damit ist der Sensor insbesondere für einen Einsatz nach oder stromabwärts eines Katalysators geeignet.The sensor can be designed as a lambda probe and in particular as a jump probe. This makes the sensor particularly suitable for use after or downstream of a catalytic converter.

In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein System, umfassend mindestens einen Sensor zur Erfassung mindestens einer Eigenschaft eines Messgases in einem Messgasraum, insbesondere zur Erfassung eines Anteils einer Gaskomponente in dem Messgas, wobei der Sensor ein Sensorelement zur Erfassung der Eigenschaft des Messgases aufweist, wobei das Sensorelement mindestens eine erste Elektrode, eine zweite Elektrode, ein Heizelement und einen Festelektrolyten aufweist, wobei die erste Elektrode mit der zweiten Elektrode mittels des Festelektrolyten verbunden ist, und mindestens eine Steuerung, wobei die Steuerung mindestens einen Prozessor umfasst, wobei die Steuerung eingerichtet ist, die Verfahrensschritte nach dem Verfahren wie es oben beschrieben wurde oder im Folgenden noch beschrieben wird, durchzuführen.In a further aspect of the present invention, a system is provided comprising at least one sensor for detecting at least one property of a measuring gas in a measuring gas space, in particular for detecting a proportion of a gas component in the measuring gas, wherein the sensor has a sensor element for detecting the property of the measuring gas, wherein the sensor element has at least a first electrode, a second electrode, a heating element and a solid electrolyte, wherein the first electrode is connected to the second electrode by means of the solid electrolyte, and at least one controller, wherein the controller comprises at least one processor, wherein the controller is set up to carry out the method steps according to the method as described above or as described below.

In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Computerprogramm vorgeschlagen, welches eingerichtet ist, um bei Ablauf auf einem Computer oder Computer-Netzwerk das Verfahren wie es oben beschrieben wurde oder im Folgenden noch beschrieben wird, durchzuführen.In a further aspect of the present invention, a computer program is proposed which, when run on a computer or computer network, is set up to carry out the method as described above or as described below.

In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Computerprogramm mit Programmcode-Mitteln vorgeschlagen. Das Computerprogramm ist eingerichtet, um das Verfahren wie es oben beschrieben wurde oder im Folgenden noch beschrieben wird durchzuführen, wenn das Programm auf einem Computer oder Computer-Netzwerk ausgeführt wird.In a further aspect of the present invention, a computer program with program code means is proposed. The computer program is set up to carry out the method as described above or as described below when the program is executed on a computer or computer network.

In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Datenträger, auf dem eine Datenstruktur gespeichert ist, vorgeschlagen. Die Datenstruktur ist eingerichtet, um nach einem Laden in einen Arbeits- und/oder Hauptspeicher eines Computers oder Computer-Netzwerkes das Verfahren wie es oben beschrieben wurde oder im Folgenden noch beschrieben wird auszuführen.In a further aspect of the present invention, a data carrier on which a data structure is stored is proposed. The data structure is set up to carry out the method as described above or as described below after being loaded into a working and/or main memory of a computer or computer network.

In einem weiteren Aspekt wird ein elektronisches Steuergerät vorgeschlagen, welches einen Datenträger, wie er oben beschrieben wurde oder im Folgenden noch beschrieben wird, umfasst.In a further aspect, an electronic control device is proposed which comprises a data carrier as described above or as described below.

In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Computerprogramm-Produkt mit auf einem maschinenlesbaren Träger gespeicherten Programmcode-Mitteln vorgeschlagen, um das Verfahren wie es oben beschrieben wurde oder im Folgenden noch beschrieben wird durchzuführen, wenn das Programm auf einem Computer oder Computer-Netzwerk ausgeführt wird.In a further aspect of the present invention, a computer program product is proposed with program code means stored on a machine-readable carrier in order to carry out the method as described above or as described below when the program is executed on a computer or computer network.

Dabei wird unter einem Computer-Programmprodukt das Programm als handelbares Produkt verstanden. Es kann grundsätzlich in beliebiger Form vorliegen, so zum Beispiel auf Papier oder einem computerlesbaren Datenträger und kann insbesondere über ein Datenübertragungsnetz verteilt werden. Insbesondere können die Programmcode-Mittel auf einem computerlesbaren Datenträger und/oder einem computerlesbaren Speichermedium gespeichert sein. Die Begriffe „computerlesbarer Datenträger“ und „computerlesbares Speichermedium“, wie sie hier verwendet werden, können sich insbesondere auf nicht-transitorische Datenspeicher beziehen, beispielsweise auf ein Hardware-Datenspeichermedium, auf welchem Computer-ausführbare Instruktionen gespeichert sind. Der computerlesbare Datenträger oder das computerlesbare Speichermedium können insbesondere ein Speichermedium wie ein Random-Access Memory (RAM) und/oder ein Read-Only Memory (ROM) sein oder umfassen.A computer program product is understood to mean the program as a tradable product. It can in principle be in any form, for example on paper or a computer-readable data carrier and can in particular be distributed via a data transmission network. In particular, the program code means can be stored on a computer-readable data carrier and/or a computer-readable storage medium. The terms "computer-readable data carrier" and "computer-readable storage medium" as used here can refer in particular to non-transitory data storage, for example to a hardware data storage medium on which computer-executable instructions are stored. The computer-readable data carrier or the computer-readable storage medium can in particular be or include a storage medium such as a random access memory (RAM) and/or a read-only memory (ROM).

In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein moduliertes Datensignal vorgeschlagen, wobei das modulierte Datensignal von einem Computersystem oder Computernetzwerk ausführbare Instruktionen zum Ausführen eines Verfahrens wie es oben beschrieben wurde oder im Folgenden noch beschrieben wird umfasst.In a further aspect of the present invention, a modulated data signal is proposed, wherein the modulated data signal comprises instructions executable by a computer system or computer network for carrying out a method as described above or as described below.

Schließlich betrifft die Erfindung auch einen Sensor 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, umfassend ein Sensorelement zur Erfassung der Eigenschaft des Messgases, wobei das Sensorelement mindestens eine erste Elektrode, eine zweite Elektrode, ein Heizelement und einen Festelektrolyten aufweist, wobei die erste Elektrode mit der zweiten Elektrode mittels des Festelektrolyten verbunden ist, wobei die Sensoranordnung weiterhin ein elektronisches Steuergerät mit dem erfindungsgemäßen Computerprogramm zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens aufweist.Finally, the invention also relates to a sensor for detecting at least one property of a measuring gas in a measuring gas space, in particular for detecting a proportion of a gas component in the measuring gas or a temperature of the measuring gas, comprising a sensor element for detecting the property of the measuring gas, wherein the sensor element has at least a first electrode, a second electrode, a heating element and a solid electrolyte, wherein the first electrode is connected to the second electrode by means of the solid electrolyte, wherein the sensor arrangement further comprises an electronic control device with the computer program according to the invention for carrying out the method according to the invention.

Unter einem Festelektrolyten 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, der erst nach einem Sintern zu einem Festelektrolyten wird. Insbesondere kann der Festelektrolyt als Festelektrolytschicht oder aus mehreren Festelektrolytschichten ausgebildet sein. 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 is understood to mean a body or object with electrolytic properties, i.e. with ion-conducting properties. In particular, it can 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 compact, which only becomes a solid electrolyte after sintering. In particular, the solid electrolyte can be formed as a solid electrolyte layer or from several solid electrolyte layers. In the context of the present invention, a layer is understood to mean a uniform mass in a flat extension 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, den Festelektrolyten derart zu kontaktieren, dass durch den Festelektrolyten und die Elektrode ein Strom aufrechterhalten werden kann. Dementsprechend kann die Elektrode ein Element umfassen, an welchem die Ionen in den Festelektrolyten eingebaut und/oder aus dem Festelektrolyten ausgebaut werden können. Typischerweise umfassen die Elektroden eine Edelmetallelektrode, welche beispielsweise als Metall-Keramik-Elektrode auf dem Festelektrolyten aufgebracht sein kann oder auf andere Weise mit dem Festelektrolyten 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 understood to mean an element that is able to contact the solid electrolyte in such a way that a current can be maintained through the solid electrolyte and the electrode. Accordingly, the electrode can comprise an element at which the ions can be incorporated into the solid electrolyte and/or removed from the solid electrolyte. Typically, the electrodes comprise a noble metal electrode, which can be applied to the solid electrolyte as a metal-ceramic electrode, for example, or can be connected to the solid electrolyte in another way. Typical electrode materials are platinum cermet electrodes. However, other noble metals, such as gold or palladium, can also be used in principle.

Unter einem Heizelement ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Element zu verstehen, das zum Erwärmen des Festelektrolyten und der Elektroden auf mindestens ihre Funktionstemperatur und vorzugsweise auf ihre Betriebstemperatur dient. Die Funktionstemperatur ist diejenige Temperatur, ab der der Festelektrolyt für Ionen leitend wird und die 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 einen Heizbereich und mindestens eine Zuleitungsbahn umfassen. Unter einem Heizbereich ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung der Bereich des Heizelements zu verstehen, der in dem Schichtaufbau entlang einer zu der Oberfläche des Sensorelements senkrechten Richtung mit einer Elektrode überlappt. Üblicherweise erwärmt sich der Heizbereich während des Betriebs stärker als die Zuleitungsbahn, so dass diese unterscheidbar sind. Die unterschiedliche Erwärmung kann beispielsweise dadurch realisiert werden, dass der Heizbereich einen höheren elektrischen Widerstand aufweist als die Zuleitungsbahn. Der Heizbereich und/oder die Zuleitung sind beispielsweise als elektrische Widerstandsbahn ausgebildet und erwärmen 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 understood to mean an element that serves to heat the solid electrolyte 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 becomes conductive for ions and is approximately 350 °C. This is to be distinguished from the operating temperature, which is the temperature at which the sensor element is usually operated and which is higher than the functional temperature. The operating temperature can be, for example, from 700 °C to 950 °C. The heating element can comprise a heating region and at least one supply line. In the context of the present invention, a heating region is understood to mean the region of the heating element that overlaps with an electrode in the layer structure along a direction perpendicular to the surface of the sensor element. The heating region usually heats up more during operation than the supply line, so that they can be distinguished. The different heating can be achieved, for example, by It can be realized that the heating area has a higher electrical resistance than the supply line. The heating area and/or the supply line are designed, for example, as an electrical resistance track and heat up when an electrical voltage is applied. The heating element can be made from a platinum cermet, for example.

Das Verbrennungsluftverhältnis λ (Lambda; kurz auch Luftverhältnis oder Luftzahl genannt) ist eine Kennzahl mit der Einheit Eins aus der Verbrennungslehre, die das Massenverhältnis von Luft zu Brennstoff oder Kraftstoff relativ zum jeweils stöchiometrisch idealen Verhältnis für einen theoretisch vollständigen Verbrennungsprozess angibt.The combustion air ratio λ (lambda; also called air ratio or air number for short) is a key figure with the unit one from combustion theory, which indicates the mass ratio of air to fuel or fuel relative to the respective stoichiometrically ideal ratio for a theoretically complete combustion process.

Unter einer Kennlinie ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine graphische Darstellung des Zusammenhangs zwischen zwei physikalischen Größen zu verstehen, der für ein Bauelement, eine Baugruppe oder ein Gerät kennzeichnend ist. Der Zusammenhang wird als Linie in einem ebenen Koordinatensystem angegeben. Die Kennlinie dient zur Veranschaulichung des Zusammenhangs, aber auch zu dessen quantitativer Wiedergabe, wenn eine algebraische Funktion des Zusammenhangs nicht bekannt ist. Während eine Kennlinie direkt aus Messwerten gewonnen werden kann, kann eine theoretisch nicht untermauerte, gleichwohl näherungsweise richtige Funktion z. B. aus Messwerten durch Interpolation und Regression ermittelt werden. Soll eine weitere Eingangsgröße (Parameter) beachtet werden, so zeichnet man mehrere Kennlinien zu einzelnen Werten des Parameters in einem Kennlinienfeld oder kurz Kennfeld mit gemeinsamem Koordinatensystem oder in einer Parallelprojektion, in welcher der Parameter wie eine Variable eine eigene Achse erhält.In the context of the present invention, a characteristic curve is understood to be a graphical representation of the relationship between two physical quantities that is characteristic of a component, an assembly or a device. The relationship is given as a line in a flat coordinate system. The characteristic curve serves to illustrate the relationship, but also to reproduce it quantitatively if an algebraic function of the relationship is not known. While a characteristic curve can be obtained directly from measured values, a theoretically unsupported but nevertheless approximately correct function can be determined, for example, from measured values by interpolation and regression. If another input variable (parameter) is to be taken into account, several characteristic curves are drawn for individual values of the parameter in a characteristic curve field or, in short, characteristic field with a common coordinate system or in a parallel projection in which the parameter is given its own axis like a variable.

Unter „Einfrieren einer Regelung des Heizelements“ kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Vorgang verstanden werden, bei dem ein Regler von einem geregelten Betrieb in einen gesteuerten Betrieb übergeht und somit die Stellgröße unverändert lässt unabhängig von Störgrößen in der Regelstrecke und der zurückgeführten Regelgröße.In the context of the present invention, “freezing a control of the heating element” can be understood as a process in which a controller changes from a regulated operation to a controlled operation and thus leaves the manipulated variable unchanged regardless of disturbances in the controlled system and the fed-back controlled variable.

Unter „Freigeben einer Regelung des Heizelements“ kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Vorgang verstanden werden, bei dem ein Regler von einem gesteuerten Betrieb in einen geregelten Betrieb übergeht und somit die Stellgröße in Abhängigkeit von Störgrößen in der Regelstrecke und der zurückgeführten Regelgröße verändert.In the context of the present invention, “enabling control of the heating element” can be understood as a process in which a controller changes from a controlled operation to a regulated operation and thus changes the manipulated variable depending on disturbances in the controlled system and the fed-back controlled variable.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenShort description of the drawings

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

Es zeigen:

  • 1 eine Querschnittsansicht eines Sensors,
  • 2 eine schematische Darstellung einer Lambdaregelung,
  • 3 Kennlinien des Sensors bei verschiedenen Temperaturen,
  • 4 ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens; und
  • 5 ein Diagramm des Kennwerts und des Vergleichskennwerts in Abhängigkeit von einer Heizerspannung.
Show it:
  • 1 a cross-sectional view of a sensor,
  • 2 a schematic representation of a lambda control,
  • 3 Characteristics of the sensor at different temperatures,
  • 4 a flow chart of a method according to the invention; and
  • 5 a diagram of the characteristic value and the comparison characteristic value as a function of a heater voltage.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

1 zeigt eine Querschnittsansicht eines Sensors 10. Der in 1 dargestellte Sensor 10 kann zum Nachweis von physikalischen und/oder chemischen Eigenschaften eines Messgases einer Brennkraftmaschine 12 ( 2) verwendet werden, insbesondere von Sauerstoff in einem Abgas der Brennkraftmaschine 12. Die Erfindung ist insbesondere im Bereich der Kraftfahrzeugtechnik einsetzbar, so dass es sich bei dem Messgasraum insbesondere um einen Abgastrakt der Brennkraftmaschine 12 handeln kann, bei dem Messgas insbesondere um ein Abgas. Der Sensor 10 ist insbesondere als Sprungsonde ausgebildet. 1 shows a cross-sectional view of a sensor 10. The 1 The sensor 10 shown can be used to detect physical and/or chemical properties of a measuring gas of an internal combustion engine 12 ( 2 ), in particular oxygen in an exhaust gas of the internal combustion engine 12. The invention can be used in particular in the field of automotive engineering, so that the measuring gas chamber can be in particular an exhaust tract of the internal combustion engine 12, and the measuring gas can be in particular an exhaust gas. The sensor 10 is designed in particular as a jump probe.

Der Sensor 10 weist ein Sensorelement 14 auf, das mindestens eine erste Elektrode 16, eine zweite Elektrode 18 und einen Festelektrolyten 20 aufweist. Der Festelektrolyt 20 verbindet die Elektroden 16, 18. Insbesondere sind die Elektroden 16, 18 mittels des Festelektrolyten 20 elektrisch miteinander verbunden. Die Elektroden 16, 18 können beispielsweise so genannte Platinelektroden oder Platin-Cermet-Elektroden sein. Die Elektroden 16, 18 werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung als erste Elektrode 16 und zweite Elektrode 18 bezeichnet, ohne jedoch eine Gewichtung ihrer Bedeutung anzugeben, sondern lediglich, um diese begrifflich zu unterscheiden.The sensor 10 has a sensor element 14 which has at least a first electrode 16, a second electrode 18 and a solid electrolyte 20. The solid electrolyte 20 connects the electrodes 16, 18. In particular, the electrodes 16, 18 are electrically connected to one another by means of the solid electrolyte 20. The electrodes 16, 18 can be, for example, so-called platinum electrodes or platinum cermet electrodes. The electrodes 16, 18 are referred to in the context of the present invention as first electrode 16 and second electrode 18, without, however, specifying a weighting of their importance, but merely in order to distinguish them conceptually.

Der Festelektrolyt 20 kann aus mehreren Festelektrolytschichten zusammengesetzt sein oder mehrere Festelektrolytschichten umfassen.The solid electrolyte 20 may be composed of several solid electrolyte layers or may comprise several solid electrolyte layers.

Die erste Elektrode 16 ist auf der auf der Oberfläche bzw. Außenseite 22 des Festelektrolyten 20 angeordnet und zum Schutz vor Verschmutzungen von einer porösen Schutzschicht 24 bedeckt. Dadurch steht die dahinter liegende erste Elektrode 16 jedoch weiterhin direkt mit dem Abgas und damit mit dem Rest-Sauerstoff im Abgas in Verbindung. Die zweite Elektrode 18 ist in einem Referenzluftkanal 26 im Inneren des Festelektrolyten 20 angeordnet und steht somit mit der Umgebungsluft als Referenzgas in Verbindung, welches einen Sauerstoffgehalt von 21% aufweist. Die erste Elektrode 16, die zweite Elektrode 18 und der dazwischen befindliche Teil des Festelektrolyten 20 bilden eine Nernstzelle 28, an der die Spannung Us als Nernstspannung abgegriffen werden kann. Die Sensorkennlinie ist der Verlauf des Sensorsignals Us in Abhängigkeit von Lambda.The first electrode 16 is arranged on the surface or outside 22 of the solid electrolyte 20 and is covered by a porous protective layer 24 to protect it from contamination. As a result, the first electrode 16 behind it is still in direct contact with the exhaust gas and thus with the residual oxygen in the exhaust gas. The second electrode 18 is arranged in a reference air channel 26 inside the solid electrolyte 20 and is thus in contact with the ambient air as a reference gas, which has an oxygen content of 21%. The first electrode 16, the second electrode 18 and the part of the solid electrolyte 20 located between them form a Nernst cell 28, from which the voltage Us can be tapped as a Nernst voltage. The sensor characteristic curve is the course of the sensor signal Us as a function of lambda.

Das Sensorelement 14 weist weiterhin ein elektrisches Heizelement 30. Zur korrekten Funktion muss der Sensor 10 seine Zielkeramiktemperatur erreichen. Dies wird durch die elektrische Beheizung mittels des Heizelements 30 auch bei kaltem Abgas sichergestellt. Das Heizelement 30 ist im Inneren des Festelektrolyten 20 angeordnet und gegenüber diesem mittels einer Isolationsschicht 32 elektrisch isoliert. Das Heizelement 30 ist mit einer nicht näher gezeigten Batterie der Brennkraftmaschine 12 verbindbar oder verbunden und wird von dieser mit elektrischer Spannung versorgt.The sensor element 14 also has an electrical heating element 30. In order to function correctly, the sensor 10 must reach its target ceramic temperature. This is ensured by the electrical heating by means of the heating element 30, even when the exhaust gas is cold. The heating element 30 is arranged inside the solid electrolyte 20 and is electrically insulated from it by means of an insulating layer 32. The heating element 30 can be connected or is connected to a battery (not shown in detail) of the internal combustion engine 12 and is supplied with electrical voltage by this.

2 zeigt eine schematische Darstellung einer Lambdaregelung. Zur Einhaltung der aktuell gültigen Abgasvorschriften für Ottomotoren ist ein Drei-Wege-Katalysator 34 mit einer Lambdasonde 36, überwiegend eine Breitbandlambdasonde, vor Katalysator 34 und einer Lambdasonde 38 nach Katalysator 34 notwendig. Die Lambdasonde 38 nach Katalysator 34 ist beispielsweise der zuvor beschriebene Sensor 10. Die Lambdaregelung vor Katalysator, angegeben durch Block 40 hat die Aufgabe den gewünschten Lambdawert, in den meisten Fällen λ=1, möglichst genau mittels der Lambdasonde 36 einzustellen, um eine optimale Katalysatorkonvertierung und somit die geforderte Abgasoptimierung zu erreichen. Mögliche Abweichungen von λ=1 sollen durch die Regelung schnell und präzise ausgeglichen werden. Für eine noch genauere Regelung wird zusätzlich noch das Abgas hinter dem Katalysator 34 durch die weitere Lambdasonde 38 analysiert. Dieses Signal wird von dem Regler für die Lambdaregelung nach Kat, angegeben durch Block 42, verwendet. Diese Regelung wirkt wiederum auf die Lambdaregelung vor Kat 40, indem deren Sollwert verschiebt oder „führt“. Aus diesem Grund wird gelegentlich auch die Bezeichnung „Führungsregelung“ verwendet. Die Lambdaregelung nach Katalysator 42 liefert somit einen Ist-Wert für λ, angegeben als λlst. Eine Lambdakoordination, angegeben durch Block 44, gibt den Soll-Wert für λ, angegeben als λSoll, für die Regelung vor Kat 40 vor. Über eine Füllungserfassung, d.h. einer Erfassung Zylinderfüllung, angegeben durch Block 46, und den Soll-Wert für λ, wird die Kraftstoffmenge vorgesteuert. 2 shows a schematic representation of a lambda control. In order to comply with the currently valid exhaust gas regulations for gasoline engines, a three-way catalytic converter 34 with a lambda sensor 36, predominantly a broadband lambda sensor, before the catalytic converter 34 and a lambda sensor 38 after the catalytic converter 34 is necessary. The lambda sensor 38 after the catalytic converter 34 is, for example, the sensor 10 described above. The lambda control before the catalytic converter, specified by block 40, has the task of setting the desired lambda value, in most cases λ=1, as precisely as possible using the lambda sensor 36 in order to achieve optimal catalytic converter conversion and thus the required exhaust gas optimization. Possible deviations from λ=1 should be compensated quickly and precisely by the control. For even more precise control, the exhaust gas after the catalytic converter 34 is also analyzed by the additional lambda sensor 38. This signal is used by the controller for the lambda control after the catalytic converter, specified by block 42. This control in turn affects the lambda control before catalytic converter 40 by shifting or "leading" its setpoint. For this reason, the term "guide control" is also occasionally used. The lambda control after catalytic converter 42 thus supplies an actual value for λ, specified as λ actual . A lambda coordination, specified by block 44, specifies the setpoint value for λ, specified as λ setpoint , for the control before catalytic converter 40. The fuel quantity is pre-controlled via a charge detection, ie a cylinder charge detection, specified by block 46, and the setpoint value for λ.

3 zeigt Kennlinien des Sensors 10 bei verschiedenen Temperaturen. Wie oben erwähnt ist die Kennlinie des Sensor s10 der Verlauf des Sensorsignals in Form einer elektrischen Spannung in Abhängigkeit von Lambda. In 3 ist auf der X-Achse 48 Lambda (λ) aufgetragen. Auf der Y-Achse 50 ist das Sensorsignal in mV aufgetragen. Die Kurve 52 bezeichnet die Kennlinie bei einer Sensorelementtemperatur von 600 °C. Die Kurve 54 bezeichnet die Kennlinie bei einer Sensorelementtemperatur von 700 °C. Die Kurve 56 bezeichnet die Kennlinie bei einer Sensorelementtemperatur von 800 °C. Die Kurve 52 bezeichnet die Kennlinie bei einer Sensorelementtemperatur von 900 °C. Dargestellt sind dabei die Kennlinien nur jeweils im fetten Bereich, d.h. bei λ < 1. 3 shows characteristics of the sensor 10 at different temperatures. As mentioned above, the characteristic curve of the sensor s10 is the course of the sensor signal in the form of an electrical voltage as a function of lambda. In 3 Lambda (λ) is plotted on the X-axis 48. The sensor signal in mV is plotted on the Y-axis 50. Curve 52 indicates the characteristic curve at a sensor element temperature of 600 °C. Curve 54 indicates the characteristic curve at a sensor element temperature of 700 °C. Curve 56 indicates the characteristic curve at a sensor element temperature of 800 °C. Curve 52 indicates the characteristic curve at a sensor element temperature of 900 °C. The characteristic curves are only shown in the bold area, ie at λ < 1.

Wie aus 3 ersichtlich ergibt sich eine Temperaturabhängigkeit der Kennlinie 52, 54, 56, 58 im fetten Bereich. Je heißer die Sondenkeramiktemperatur, desto niedriger die angezeigte Spannung. Umgekehrt gilt, je kälter die Sondenkeramiktemperatur, desto höher die angezeigte Spannung. Außerdem besteht eine große Abhängigkeit des Lambdasignals von der Sensorkeramiktemperatur: So besteht ein indirekter Zusammenhang zwischen Keramiktemperatur und Keramikinnenwiderstand. Eine gute Heizungsvorsteuerung und eine Regelung für hohe Lambdagenauigkeit haben ebenfalls Einfluss auf das Lambdasignal. Das gleiche gilt für Fertigungstoleranzen des Sondenheizers. Daraus wird ersichtlich, dass Abweichungen von der Zielsensorkeramiktemperatur zu einer Lambdaabweichung und dadurch zu einem Emissionseinfluss führen.As from 3 It is clear that the characteristic curve 52, 54, 56, 58 is temperature dependent in the rich range. The hotter the probe ceramic temperature, the lower the displayed voltage. Conversely, the colder the probe ceramic temperature, the higher the displayed voltage. In addition, the lambda signal is highly dependent on the sensor ceramic temperature: There is an indirect connection between the ceramic temperature and the ceramic internal resistance. Good heating pre-control and control for high lambda accuracy also influence the lambda signal. The same applies to manufacturing tolerances of the probe heater. This shows that deviations from the target sensor ceramic temperature lead to a lambda deviation and thus to an emission influence.

Der gemessene Keramikinnenwiderstand dient wie oben erwähnt als Eingang in die Heizungsregelung. Diese stellt sicher, dass die Keramik des Sensorelements 14 auf die vorbestimmte Betriebstemperatur eingeregelt wird. Aktuell ist für die Heizungsregelung keine Unterscheidung möglich, ob eine gemessene Keramikinnenwiderstandsabweichung ihre Ursache in Fertigungstoleranzen, Abweichungen im Abgastemperaturmodell oder in einer Alterung der des keramischen Festelektrolyten 20 hat.As mentioned above, the measured ceramic internal resistance serves as an input to the heating control. This ensures that the ceramic of the sensor element 14 is regulated to the predetermined operating temperature. Currently, it is not possible for the heating control to distinguish whether a measured ceramic internal resistance deviation is caused by manufacturing tolerances, deviations in the exhaust gas temperature model or by aging of the ceramic solid electrolyte 20.

Um den Alterungszustand des keramischen Festelektrolyten 20 zu bestimmen und die sich auf Basis des Alterungszustands ergebende Kennlinienverschiebung zu korrigieren, wird das nachstehend näher beschriebene Verfahren vorgeschlagen.In order to determine the aging state of the ceramic solid electrolyte 20 and to correct the characteristic curve shift resulting from the aging state, the method described in more detail below is proposed.

4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens. In einem ersten Schritt S10 wird eine Regelung des Heizelements 30 eingefroren und ein erster Wert eines Innenwiderstands des Festelektrolyten 20 bei eingefrorenem Lambdasondenheizungsregler, d.h. eingefrorener Regelung des Heizelements 30, während eines ersten Betriebsmodus der Brennkraftmaschine 12, in dem die Brennkraftmaschine 12 mit einem Kraftstoffüberschuss betrieben wird, erfasst. In einem Schritt S12 wird ein zweiter Wert eines Innenwiderstands des Festelektrolyten 20 bei eingefrorenem Lambdasondenheizungsregler, d.h. eingefrorener Regelung des Heizelements 30, während eines zweiten Betriebsmodus der Brennkraftmaschine 12, in dem die Brennkraftmaschine 12 mit einem Luftüberschuss betrieben wird und ein Drehzahlzustand und Lastzustand der Brennkraftmaschine 12 im Wesentlichen identisch zu einem Drehzahlzustand und Lastzustand der Brennkraftmaschine 12 im ersten Betriebsmodus ist, erfasst. Es versteht sich, dass zwischen den schritten S10 und S12 eine gewisse zeitliche Nähe gegeben sein muss, um Messfehler aufgrund von Alterungseffekten aufgrund zu großer zeitlicher Abstände auszuschließen. In einem nachfolgenden Schritt S14 wird die Regelung des Heizelements 30 wieder freigegeben und ein Kennwert ermittelt. Der Kennwert umfasst ein Verhältnis des ersten Innenwiderstands bzw. dessen ersten Werts zu dem zweiten Innenwiderstand bzw. dessen zweiten Werts. In einem nachfolgenden Schritt S16 wird der Kennwert mit einem Vergleichskennwert eines Sensors zur Erfassung mindestens einer Eigenschaft eines Messgases in einem Messgasraum einer Brennkraftmaschine im Neuzustand und einem vorbestimmten Schwellwert verglichen. Der Vergleichskennwert des Sensors im Neuzustand umfasst ein Verhältnis eines ersten Innenwiderstands während eines Betriebs einer Brennkraftmaschine in einem ersten Betriebsmodus mit einem Kraftstoffüberschuss und eines zweiten Innenwiderstands während eines Betriebs einer Brennkraftmaschine in einem zweiten Betriebsmodus mit einem Luftüberschuss. Der vorbestimmte Schwellwert wird basierend auf einem Sensorkennfeldmodell ermittelt. Das Sensorkennfeldmodell basiert auf einer Motorlast und/oder Motordrehzahl der Brennkraftmaschine 12. 4 shows a flow chart of a method according to the invention. In a first step S10, a control of the heating element 30 is frozen and a first value of an internal resistance of the solid electrolyte 20 is recorded when the lambda probe heating controller is frozen, i.e., the control of the heating element 30 is frozen, during a first operating mode of the internal combustion engine 12 in which the internal combustion engine 12 is operated with an excess of fuel. In a step S12, a second value of an internal resistance of the solid electrolyte 20 is recorded when the lambda probe heating controller is frozen, i.e., the control of the heating element 30 is frozen, during a second operating mode of the internal combustion engine 12 in which the internal combustion engine 12 is operated with an excess of air and a speed state and load state of the internal combustion engine 12 is essentially identical to a speed state and load state of the internal combustion engine 12 in the first operating mode. It is understood that there must be a certain temporal proximity between steps S10 and S12 in order to rule out measurement errors due to aging effects caused by excessively long time intervals. In a subsequent step S14, the control of the heating element 30 is released again and a characteristic value is determined. The characteristic value comprises a ratio of the first internal resistance or its first value to the second internal resistance or its second value. In a subsequent step S16, the characteristic value is compared with a comparison characteristic value of a sensor for detecting at least one property of a measurement gas in a measurement gas chamber of an internal combustion engine in the new state and a predetermined threshold value. The comparison characteristic value of the sensor in the new state comprises a ratio of a first internal resistance during operation of an internal combustion engine in a first operating mode with an excess of fuel and a second internal resistance during operation of an internal combustion engine in a second operating mode with an excess of air. The predetermined threshold value is determined based on a sensor characteristic map model. The sensor characteristic map model is based on an engine load and/or engine speed of the internal combustion engine 12.

Falls in Schritt S16 festgestellt wird, dass der Kennwert den Vergleichskennwert überschreitet und den vorbestimmten Schwellwert unterschreitet, schreitet das Verfahren zu Schritt S18 fort und eine Kennlinie des Sensors 10 wird korrigiert.If it is determined in step S16 that the characteristic value exceeds the comparison characteristic value and falls below the predetermined threshold value, the method proceeds to step S18 and a characteristic curve of the sensor 10 is corrected.

Das Korrigieren der Kennlinie des Sensors 10 umfasst Korrigieren eines Ist-Werts einer Lambdaregelung der Brennkraftmaschine 12 und/oder eines Soll-Werts einer Lambdaregelung der Brennkraftmaschine 12. Das Korrigieren des Ist-Werts einer Lambdaregelung der Brennkraftmaschine 12 umfasst Korrigieren der Kennlinie des Sensors 10 im fetten Bereich und/oder ein Korrigieren mittels einer Regelung eines Heizelements 30 des Sensors. Das Korrigieren der Sensorkennlinie im fetten Bereich erfolgt beispielsweise durch einen linearen Ansatz, bei dem für eine Neusonde 0mV und eine Fehlerschwelle von bis zu ±50mV/100°K Temperaturabweichung zur Sollbetriebstemperatur für das Sensorsignal vorgegeben wird. Das Korrigieren der Sensorkennlinie über die Heizungsregelung erfolgt beispielsweise durch einen linearen Ansatz, bei dem für eine Neusonde 0 Ohm und eine Fehlerschwelle von bis zu 500 Ohm und bevorzugt 350 Ohm lambdasondenherstellerspezifisch ein Wert für den Widerstand des Heizelements 30 vorgegeben wird. Das Korrigieren des Soll-Werts einer Lambdaregelung der Brennkraftmaschine 12 umfasst Korrigieren einer Sensorsollspannung oder eines Lambda-Sollwerts. Das Korrigieren des Soll-Werts einer Lambdaregelung der Brennkraftmaschine 12 erfolgt beispielsweise durch einen linearen Ansatz, bei dem für eine Neusonde 0 mV und eine Fehlerschwelle von bis zu ±50mV/100°K Temperaturabweichung zur Sollbetriebstemperatur für Sensorsignal vorgegeben wird.Correcting the characteristic curve of the sensor 10 includes correcting an actual value of a lambda control of the internal combustion engine 12 and/or a target value of a lambda control of the internal combustion engine 12. Correcting the actual value of a lambda control of the internal combustion engine 12 includes correcting the characteristic curve of the sensor 10 in the rich range and/or correcting by means of a control of a heating element 30 of the sensor. Correcting the sensor characteristic curve in the rich range is carried out, for example, by a linear approach in which 0 mV and an error threshold of up to ±50 mV/100°K temperature deviation from the target operating temperature are specified for the sensor signal for a new sensor. The sensor characteristic curve is corrected via the heating control, for example, using a linear approach in which a value for the resistance of the heating element 30 is specified for a new sensor, 0 ohms, and an error threshold of up to 500 ohms and preferably 350 ohms, specific to the lambda sensor manufacturer. Correcting the target value of a lambda control of the internal combustion engine 12 includes correcting a sensor target voltage or a lambda target value. Correcting the target value of a lambda control of the internal combustion engine 12 is corrected, for example, using a linear approach in which a temperature deviation from the target operating temperature for the sensor signal is specified for a new sensor, 0 mV, and an error threshold of up to ±50 mV/100°K.

Falls in Schritt S16 festgestellt wird, dass der Kennwert den Vergleichskennwert überschreitet und den vorbestimmten Schwellwert überschreitet, schreitet das Verfahren zu Schritt S20 fort und es wird ein Fehler in einem Steuergerät der Brennkraftmaschine 12 eingetragen.If it is determined in step S16 that the characteristic value exceeds the comparison characteristic value and exceeds the predetermined threshold value, the method proceeds to step S20 and an error is entered in a control unit of the internal combustion engine 12.

Wie oben erläutert, erlaubt das Verfahren den Alterungszustand des Festelektrolyten 20 auf Basis des Innenwiderstandsverhältnisses zu bestimmen und die sich auf Basis des Alterungszustands ergebende Kennlinienverschiebung zu korrigieren. Die Erkennung des Alterungszustands soll anhand der folgenden Tabelle verdeutlicht werden, die beispielhafte Messergebnisse bei verschiedenen Batteriespannungen für das Heizelement 30 und bei konstantem Motorbetriebspunkt für die Brennkraftmaschine 12 darstellt.As explained above, the method allows the aging state of the solid electrolyte 20 to be determined on the basis of the internal resistance ratio and the resulting Characteristic curve shift to be corrected. The detection of the aging state is to be illustrated using the following table, which shows example measurement results at different battery voltages for the heating element 30 and at a constant engine operating point for the internal combustion engine 12.

In Tabelle 1 ist in der ersten Zeile die Batteriespannung bzw. die an das Heizelement 30 angelegte Heizerspannung in V angegeben. In der zweiten Zeile ist das Lambda bzw. ein erster Betriebsmodus im fetten Bereich bzw. bei Kraftstoffüberschuss und ein zweiter Betriebsmodus im mageren Bereich bzw. bei Luftüberschuss angegeben. In der dritten Zeile ist der Innenwiderstand einer Neusonde bzw. eines Sensors 10 im Neuzustand in Ohm für einen ersten Betriebsmodus im fetten Bereich bzw. bei Kraftstoffüberschuss und einen zweiten Betriebsmodus im mageren Bereich bzw. bei Luftüberschuss angegeben. In der vierten Zeile ist das Innenwiderstandsverhältnis der Neusonde bzw. des Sensors 10 im Neuzustand angegeben. In der fünften Zeile ist der Innenwiderstand eines Sensors 10 nach Dauerlauf und somit im gealterten Zustand in Ohm für einen ersten Betriebsmodus im fetten Bereich bzw. bei Kraftstoffüberschuss und einen zweiten Betriebsmodus im mageren Bereich bzw. bei Luftüberschuss angegeben. In der sechsten Zeile ist das Innenwiderstandsverhältnis des Sensors 10 nach Dauerlauf angegeben.

Figure DE102022211385A1_0001
In Table 1, the first line shows the battery voltage or the heater voltage applied to the heating element 30 in V. The second line shows the lambda or a first operating mode in the rich range or with excess fuel and a second operating mode in the lean range or with excess air. The third line shows the internal resistance of a new probe or a sensor 10 in new condition in ohms for a first operating mode in the rich range or with excess fuel and a second operating mode in the lean range or with excess air. The fourth line shows the internal resistance ratio of the new probe or the sensor 10 in new condition. The fifth line shows the internal resistance of a sensor 10 after continuous operation and thus in an aged condition in ohms for a first operating mode in the rich range or with excess fuel and a second operating mode in the lean range or with excess air. The sixth line shows the internal resistance ratio of the sensor 10 after continuous operation.
Figure DE102022211385A1_0001

5 zeigt ein Diagramm des Kennwerts und des Vergleichskennwerts in Abhängigkeit von einer von der Batterie der Brennkraftmaschine zur Verfügung gestellten Spannung bzw. die an das Heizelement 30 angelegte Heizerspannung in V. 5 stellt dabei die Werte aus der Tabelle 1 grafisch dar. Dabei ist auf der X-Achse 48 die Heizerspannung in V aufgetragen. Auf der Y-Achse 50 sind der Kennwert und der Vergleichskennwert aufgetragen. Die Kurve 60 gibt den Vergleichskennwert für den Sensor 10 im Neuzustand an. Die Kurve 62 gibt den Kennwert für den Sensor 10 im gealterten zustand an. 5 shows a diagram of the characteristic value and the comparison characteristic value as a function of a voltage provided by the battery of the internal combustion engine or the heater voltage applied to the heating element 30 in V. 5 represents the values from Table 1 graphically. The heater voltage in V is plotted on the X-axis 48. The characteristic value and the comparison characteristic value are plotted on the Y-axis 50. Curve 60 indicates the comparison characteristic value for sensor 10 in its new state. Curve 62 indicates the characteristic value for sensor 10 in its aged state.

Wie aus 5 ersichtlich, ist der Kennwert bei der jeweiligen Heizerspannung stets höher als der Vergleichskennwert. Somit eignet sich das gemessene Innenwiderstandsverhältnis, um zuverlässig einen Alterungszustand des Sensors 10 zu erkennen.As from 5 As can be seen, the characteristic value for the respective heater voltage is always higher than the comparison characteristic value. The measured internal resistance ratio is therefore suitable for reliably detecting an aging state of the sensor 10.

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • Konrad Reif (Hrsg.): Sensoren im Kraftfahrzeug, 1. Auflage 2010, S. 160-165 [0003]Konrad Reif (ed.): Sensors in motor vehicles, 1st edition 2010, pp. 160-165 [0003]

Claims (13)

Verfahren zum Betreiben eines Sensors (10) zur Erfassung mindestens einer Eigenschaft eines Messgases in einem Messgasraum einer Brennkraftmaschine (12), insbesondere zur Erfassung eines Sauerstoffanteils in einem Abgas der Brennkraftmaschine (12), wobei der Sensor (10) ein Sensorelement (14) zur Erfassung der Eigenschaft des Messgases aufweist, wobei das Sensorelement (14) mindestens eine erste Elektrode (16), eine zweite Elektrode (18), ein Heizelement (30) und einen Festelektrolyten (20) aufweist, wobei die erste Elektrode (16) mit der zweiten Elektrode (18) mittels des Festelektrolyten (20) verbunden ist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: - Einfrieren einer Regelung des Heizelements (30), - Erfassen eines ersten Innenwiderstands des Festelektrolyten (20) während eines ersten Betriebsmodus der Brennkraftmaschine (12), in dem die Brennkraftmaschine (12) mit einem Kraftstoffüberschuss betrieben wird, - Erfassen eines zweiten Innenwiderstands des Festelektrolyten (20) während eines zweiten Betriebsmodus der Brennkraftmaschine (12), in dem die Brennkraftmaschine (12) mit einem Luftüberschuss betrieben wird und ein Drehzahlzustand und Lastzustand der Brennkraftmaschine (12) im Wesentlichen identisch zu einem Drehzahlzustand und Lastzustand der Brennkraftmaschine (12) im ersten Betriebsmodus ist, - Freigeben der Regelung des Heizelements (30), - Ermitteln eines Kennwerts, wobei der Kennwert ein Verhältnis des ersten Innenwiderstands zu dem zweiten Innenwiderstand umfasst, - Vergleichen des Kennwerts mit einem Vergleichskennwert eines Sensors zur Erfassung mindestens einer Eigenschaft eines Messgases in einem Messgasraum einer Brennkraftmaschine (12) im Neuzustand, wobei die Kennlinie des Sensors (10) korrigiert wird, falls der Kennwert den Vergleichskennwert überschreitet und einen vorbestimmten Schwellwert unterschreitet. Method for operating a sensor (10) for detecting at least one property of a measuring gas in a measuring gas chamber of an internal combustion engine (12), in particular for detecting an oxygen content in an exhaust gas of the internal combustion engine (12), wherein the sensor (10) has a sensor element (14) for detecting the property of the measuring gas, wherein the sensor element (14) has at least a first electrode (16), a second electrode (18), a heating element (30) and a solid electrolyte (20), wherein the first electrode (16) is connected to the second electrode (18) by means of the solid electrolyte (20), wherein the method comprises the following steps: - freezing a control of the heating element (30), - detecting a first internal resistance of the solid electrolyte (20) during a first operating mode of the internal combustion engine (12), in which the internal combustion engine (12) is operated with an excess of fuel, - detecting a second internal resistance of the solid electrolyte (20) during a second operating mode the internal combustion engine (12), in which the internal combustion engine (12) is operated with an excess of air and a speed state and load state of the internal combustion engine (12) is substantially identical to a speed state and load state of the internal combustion engine (12) in the first operating mode, - enabling the control of the heating element (30), - determining a characteristic value, wherein the characteristic value comprises a ratio of the first internal resistance to the second internal resistance, - comparing the characteristic value with a comparison characteristic value of a sensor for detecting at least one property of a measuring gas in a measuring gas chamber of an internal combustion engine (12) in the new state, wherein the characteristic curve of the sensor (10) is corrected if the characteristic value exceeds the comparison characteristic value and falls below a predetermined threshold value. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Vergleichskennwert des Sensors (10) im Neuzustand ein Verhältnis eines ersten Innenwiderstands während eines Betriebs einer Brennkraftmaschine (12) in einem ersten Betriebsmodus mit einem Kraftstoffüberschuss und eines zweiten Innenwiderstands während eines Betriebs einer Brennkraftmaschine (12) in einem zweiten Betriebsmodus mit einem Luftüberschuss und einem Drehzahlzustand und Lastzustand der Brennkraftmaschine (12), der im Wesentlichen identisch zu einem Drehzahlzustand und Lastzustand der Brennkraftmaschine (12) im ersten Betriebsmodus ist, umfasst.Method according to the preceding claim, wherein the comparison characteristic value of the sensor (10) in the new state comprises a ratio of a first internal resistance during operation of an internal combustion engine (12) in a first operating mode with an excess of fuel and a second internal resistance during operation of an internal combustion engine (12) in a second operating mode with an excess of air and a speed state and load state of the internal combustion engine (12) which is substantially identical to a speed state and load state of the internal combustion engine (12) in the first operating mode. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der vorbestimmte Schwellwert basierend auf einem Sensorkennfeldmodell ermittelt wird.Method according to one of the preceding claims, wherein the predetermined threshold value is determined based on a sensor characteristic map model. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Sensorkennfeldmodell auf einer Motorlast und/oder Motordrehzahl der Brennkraftmaschine (12) basiert.Method according to the preceding claim, wherein the sensor map model is based on an engine load and/or engine speed of the internal combustion engine (12). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin umfassend Eintragen eines Fehlers in einem Steuergerät der Brennkraftmaschine (12), falls der Kennwert den Vergleichskennwert überschreitet und den vorbestimmten Schwellwert überschreitet.Method according to one of the preceding claims, further comprising entering an error in a control unit of the internal combustion engine (12) if the characteristic value exceeds the comparison characteristic value and exceeds the predetermined threshold value. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Korrigieren der Kennlinie des Sensors (10) ein Korrigieren eines Ist-Werts einer Lambdaregelung der Brennkraftmaschine (12) und/oder eines Soll-Werts einer Lambdaregelung der Brennkraftmaschine (12) umfasst.Method according to one of the preceding claims, wherein the correction of the characteristic curve of the sensor (10) comprises a correction of an actual value of a lambda control of the internal combustion engine (12) and/or a target value of a lambda control of the internal combustion engine (12). Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Korrigieren des Ist-Werts einer Lambdaregelung der Brennkraftmaschine (12) Korrigieren der Kennlinie des Sensors (10) im fetten Bereich und/oder ein Korrigieren mittels einer Regelung eines Heizelements des Sensors (10) umfasst.Method according to the preceding claim, wherein the correction of the actual value of a lambda control of the internal combustion engine (12) comprises correcting the characteristic curve of the sensor (10) in the rich range and/or correcting by means of a control of a heating element of the sensor (10). Verfahren nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei das Korrigieren des Soll-Werts einer Lambdaregelung der Brennkraftmaschine (12) Korrigieren einer Sensorsollspannung oder eines Lambda-Sollwerts umfasst.Method according to one of the two preceding claims, wherein correcting the target value of a lambda control of the internal combustion engine (12) comprises correcting a sensor target voltage or a lambda target value. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Sensor (10) als Lambdasonde und insbesondere als Sprungsonde ausgebildet ist.Method according to one of the preceding claims, wherein the sensor (10) is designed as a lambda probe and in particular as a jump probe. System, umfassend mindestens Sensor (10) zur Erfassung mindestens einer Eigenschaft eines Messgases in einem Messgasraum, insbesondere zur Erfassung eines Anteils einer Gaskomponente in dem Messgas, wobei der Sensor (10) ein Sensorelement (14) zur Erfassung der Eigenschaft des Messgases aufweist, wobei das Sensorelement (14) mindestens eine erste Elektrode (16), eine zweite Elektrode (18), ein Heizelement (30) und einen Festelektrolyten (20) aufweist, und mindestens eine Steuerung, wobei die Steuerung mindestens einen Prozessor umfasst, wobei die Steuerung eingerichtet ist, die Verfahrensschritte nach dem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche durchzuführen.System comprising at least one sensor (10) for detecting at least one property of a measuring gas in a measuring gas chamber, in particular for detecting a proportion of a gas component in the measuring gas, wherein the sensor (10) has a sensor element (14) for detecting the property of the measuring gas, wherein the sensor element (14) has at least a first electrode (16), a second electrode (18), a heating element (30) and a solid electrolyte (20), and at least one controller, wherein the controller comprises at least one processor, wherein the controller is set up to carry out the method steps according to the method according to one of the preceding claims. Computerprogramm, welches eingerichtet ist, um bei Ablauf auf einem Computer oder Computer-Netzwerk das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche durchzuführen.Computer program which is configured to carry out the method according to one of the preceding claims when executed on a computer or computer network. Datenträger, auf dem eine Datenstruktur gespeichert ist, welche eingerichtet ist, nach einem Laden in einen Arbeits- und/oder Hauptspeicher eines Computers oder Computer-Netzwerkes das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche auszuführen.Data carrier on which a data structure is stored which is configured to carry out the method according to one of the preceding claims after being loaded into a working and/or main memory of a computer or computer network. Elektronisches Steuergerät, welches einen Datenträger nach dem vorhergehenden Anspruch umfasst.Electronic control device comprising a data carrier according to the preceding claim.
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Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Konrad Reif (Hrsg.): Sensoren im Kraftfahrzeug, 1. Auflage 2010, S. 160-165

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