WO2002082067A2 - Gassensor, insbesondere lambda-sonde - Google Patents

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WO2002082067A2
WO2002082067A2 PCT/DE2002/000984 DE0200984W WO02082067A2 WO 2002082067 A2 WO2002082067 A2 WO 2002082067A2 DE 0200984 W DE0200984 W DE 0200984W WO 02082067 A2 WO02082067 A2 WO 02082067A2
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pump
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gas sensor
evaluation circuit
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Martin Lenfers
Rainer Strohmaier
Wolfram Gerwing
Martin Bauer
Lothar Diehl
Stefan Rodewald
Roland Stahl
Ulrich Alkemade
Pedro Da Silva
Bernd Schumann
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Robert Bosch Gmbh
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/403—Cells and electrode assemblies
    • G01N27/406—Cells and probes with solid electrolytes
    • G01N27/407—Cells and probes with solid electrolytes for investigating or analysing gases
    • G01N27/4071—Cells and probes with solid electrolytes for investigating or analysing gases using sensor elements of laminated structure

Definitions

  • the invention relates to a gas sensor and a method for operating the same according to the preamble of the independent claims.
  • Electrochemical gas sensors in the form of lambda probes are used in large numbers in exhaust systems of internal combustion engines in motor vehicles in order to be able to provide signals for the engine control system about the exhaust gas composition.
  • the engine can be operated in such a way that the exhaust gases have an optimal composition for aftertreatment with catalysts which are usually present in the exhaust system today.
  • Such a lambda probe is known for example from DE 37 44 206 AI and is suitable for a large measuring range.
  • the lambda probe has an electrochemical Nernst or concentration cell and an electrochemical pump cell.
  • An external electrical voltage is applied to the pump electrodes of the pump cell, so that an oxygen ion current is generated between the pump electrodes, the direction of which depends on the polarity of the applied voltage and the strength of which is determined by the level of the applied pump voltage.
  • the pump voltage between the pump Electrodes are adjusted so that an electrical voltage with a predetermined setpoint is always maintained between the electrodes of the Nernst cell.
  • the strength of the pump current occurring between the pump electrodes is used as a signal which is correlated with the composition of the gas mixture to be sensed and thus, for example, with its La bda value.
  • the object of the present invention is to provide a gas sensor which, even when used in corrosive gas mixtures, has a long service life and good measuring accuracy.
  • a control and evaluation circuit of the gas sensor receives or detects a signal about operating states in which the measurement gas at least largely corresponds to the reference gas, and during such operating states the measurement signal is automatically compared with a specified value and, if necessary, calibrated to the specified value becomes.
  • the invention makes use of the fact that when internal combustion engines and systems are operated regularly, for example before switch or after switching off the engine or the system, operating phases occur during which the measuring gas communicating with the diffusion chamber of the gas sensor corresponds to a reference gas and accordingly the lambda value of the measuring gas is known at this time.
  • the invention is based on the general idea of using these operating phases with a known lambda value for regular checking or calibration of the measurement signals of the gas sensor.
  • the gas sensor is constantly adapted to compensate for an unavoidable drift of the sensor signals.
  • control and evaluation circuit controls the transmission ratio of an analog-digital converter, which translates the manipulated variable that can be supplied to it on the input side into the digital measurement signal.
  • the pump voltage to be applied to the pump electrodes of the pump cell is reversed periodically and / or in the case of predefinable operating phases compared to normal pump operation, so that polarization effects in the ceramic body are reduced and associated changes in the sensor signals are avoided.
  • control and evaluation circuit records the measured values determined before the current reversal.
  • the gas sensor according to the invention has a body 1 which is designed as a ceramic laminate.
  • a first layer 2 is preferably provided in the form of a thicker zirconium dioxide film.
  • An electrically insulating double layer 3 is arranged above it, in which an electrical resistance heater 4 and the associated conductor tracks for electrical power supply are embedded.
  • a layer 5 which is produced and structured, for example by screen printing, within which a reference air channel 6 is cut out, which has an opening for a reference gas at one end.
  • the layer 5 can also be formed by a film made of ceramic material, in which the channel 6 is punched out.
  • a further solid electrolyte layer 7 lies above the layer 5, with a layered reference electrode 8 made of porous platinum material, preferably permeable to gases, at least in the region of the closed end region of the reference gas channel 6 on the side of the layer 7 facing the reference air channel 6 or between the layers 5, 7 is arranged.
  • the reference electrode 8 is electrically connected to a connection contact (not shown) on the body 1 via a subsequent layered conductor track (not shown).
  • a structured layer 9 with a large recess which is arranged centrally to an exhaust gas access hole 10 passing through the body 1 perpendicular to its layers.
  • Porous material 12 as a diffusion barrier against a diffusing measuring gas is arranged within the aforementioned recess, leaving an annular space 11 concentric with the access hole 10.
  • the access hole 10 can, as shown, be designed as a blind hole or, differently from the illustration, as an opening that completely penetrates the body 1.
  • the solid electrolyte layer 7 carries a layer-shaped Nernst electrode 13 made of porous platinum material, which is preferably permeable to gases.
  • the inner and outer pump electrodes 15, 16 of at least partially porous platinum material, which are permeable to gases, on their side facing the annular space 11 and on their side facing away from the annular space 11 , the electrodes 15, 16 being shaped such that, in a plan view of the layers of the body 1, they at least essentially cover up.
  • a gas-permeable protective layer 17 still lies over the layer 14.
  • All solid electrolyte layers 2, 3, 5, 7, 9, 14 are made, for example, in the form of films made of zirconium dioxide, to which yttrium oxide is added.
  • Which the access hole 10 having the end of the body 1 is arranged in the exhaust gas stream or in a communicating with the exhaust stream of an internal combustion engine or of a heating area, while the other end of the body with 'a reference gas is generally air, applied to it.
  • the reference gas reaches the end piece of the reference gas duct visible in FIG. 1.
  • Exhaust gas reaches the porous material 12 via the access hole 10, through which the exhaust gas diffuses into the annular space 11, which accordingly forms a diffusion chamber.
  • the oxygen partial pressure in the annular space 11 can be controlled by applying an external electrical voltage with controllable polarity.
  • the corresponding voltage source is connected to contacts, not shown, which are electrically connected to the pump electrodes 15, 16, for example via conductor tracks incorporated in the laminate of the body 1.
  • the platinum material of the electrodes 15, 16 catalyzes the equilibrium reaction of oxygen ions to molecular oxygen, an oxygen ion current having a strength and direction which is dependent on the electrical voltage and its polarity being generated by the external electrical voltage between the electrodes.
  • the strength of the pump current between the pump electrodes 15, 16 is tapped off as an electrical signal.
  • the electrical resistance of the circuit leading via the pump electrodes can be determined by detecting the voltage and current.
  • the pump voltage and thus also the pump current flowing between the pump electrodes 15, 16 is controlled by means of a controller so that the Nernst voltage that can be tapped between the reference electrode 8 and the Nernst electrode 13 always corresponds to a defined target value.
  • the electrical current that can be tapped between the pump electrodes 15, 16 is thus a measure of the oxygen content of the exhaust gases relative to the reference gas.
  • the operating conditions correspond to an exhaust gas with ⁇ ⁇ 1. With reversed polarity, there are operating conditions with a lambda value of ⁇ > 1. The values of ⁇ can thus be recorded within a large range of values.
  • the control and evaluation circuit 20 shown in Fig. 2 is connected via corresponding connections to the reference electrode 8 and the pump electrodes 15, 16, wherein the inner pump electrode 15 within the lambda probe is electrically connected to the Nernst electrode 13, so that the inner Pump electrode 15 leading connection of the control and evaluation circuit 20 also has an electrical connection with the Nernst electrode 13.
  • the electrical voltage V Nlst between the Nernst electrode 13 (or the inner pump electrode 15 electrically connected thereto) and the reference electrode 8 is detected and compared with a predetermined target voltage V Hsoll .
  • the current source 21 of the pump circuit containing the pump electrodes 15, 16 is controlled as a function of the setpoint / actual value deviation between the two voltages, for example by raising or lowering the electrical voltage of the pump current source 21 to increase the pump current or to reduce the pump current becomes.
  • An analog electrical output signal L is generated by the pump current source 21, which, for example, with the controlled pump voltage, i.e. the manipulated variable of the pump circuit controlled by the controller.
  • This output signal L is fed to the input side of an analog-digital converter 22, which generates a digital signal on the output side, which represents the measured value for ⁇ .
  • a special feature of the invention lies in the fact that the control and evaluation circuit 20 has special operating states of the device monitored by the lambda probe via an input 23.
  • entire system in the form of an internal combustion engine, heater or the like. receives.
  • the transmission ratio of the analog-digital converter 22 is automatically checked to determine whether the digital output signal of the converter 22 corresponds to a predetermined value.
  • the gear ratio can be set automatically so that the digital output signal corresponds to the specified value.
  • operating states in which air is acted upon by the lambda probe on the exhaust gas and reference gas sides can be used for regular calibration of the control and evaluation circuit 20 in order to compensate for aging processes of the lambda probe.
  • Such operating states occur, for example, when the corresponding heater, internal combustion engine etc. is at a standstill as an overall system.
  • a corresponding standstill message can be sent from another control unit of the overall system to the control and evaluation circuit 20.
  • the above-mentioned air-air operation of the lambda probe basically results in very high lambda values, i.e. the analog electrical output signal L of the pump current source 21 has an extreme level compared to the normal combustion operation of the overall system in the form of a motor or heater.
  • this level can lie outside the working range of the analog-digital converter 22.
  • the analog output signal L of the pump current source 21 can be sent to the analog-digital converter 22 a voltage divider are supplied, which is formed by resistors 24 and 25. This voltage divider can be activated by closing a switch 26.
  • the analog output signal L is passed directly through the resistor 24 to the input of the analog-digital converter 22, the switch 26 is closed in air-air operation, so that the analog-digital converter 22 instead of the analog output signal L a relatively high level is supplied with a changed output signal, the level of which is reduced by a factor compared to the level of the output signal L, the value of which is determined by the dimensioning of the resistors 24, 2S.
  • the automatic calibration of the control and evaluation circuit 20 is thus carried out in air-air operation in such a way that the switch 26 is first closed and then the analog-to-digital converter 22 is automatically checked in its transmission ratio and, if necessary, changed so that the Output signal of the converter 22 has a predetermined value.
  • the analog-digital converter 22 can be replaced by other elements, for example by an analog amplifier with a controllable gain factor.
  • an analog amplifier with a controllable gain factor there is the possibility of converting the analog output signal L of the pump current source 21 or a signal which has been changed from this output signal L by means of a voltage divider into a predetermined output signal.
  • the invention can be provided to periodically reverse the pumping current flowing between the pump electrodes 15, 16 and thus the direction of movement of the pumped oxygen ions by supplying the pump electrodes 15, 16 with a square wave signal with an extreme duty cycle.
  • the inner pump electrode 15, which is normally connected as a cathode is subjected to anodic loading at least for a short time.
  • the frequency of the square-wave signal can be very low, such that a square-wave wavelength of 10 s results.
  • the effective value I pe £ f of this current is set so that the above-mentioned voltage can be tapped off with a predetermined setpoint on average over time between the Nernst electrode 13 (or the inner pump electrode 15) and the reference electrode 8.
  • the signal supplied to the converter 22 is preferably suppressed.
  • the reversal of the pumping direction can also be forced in that the input of the control and evaluation circuit 20 connected to the reference electrode 8 is connected to the electrically positive pole of an electrical voltage source.
  • This switch 27 connects the aforementioned input either to the reference electrode 8 or the positive pole of the voltage source mentioned.
  • FIG. 4b it is also possible to provide a branch with a bleeder resistor 28 on the connecting line between the reference electrode 8 and the associated input of the control and evaluation circuit 20, via which said connecting line when the switch 29 is closed with the electrically positive side a voltage source is connectable.
  • the reverse pumping operation can be carried out comparatively rarely, for example after several hours, in order to reduce polarization effects. This makes it possible to reverse pump operation during breaks in operation of the internal combustion engine, heater or the like monitored by the lambda probe. to lay. Conversely, it is also possible, in order to protect the electrodes 8, 13, 15 concerned, to permanently maintain the reverse pumping operation with a comparatively low pump voltage and to interrupt it only briefly for a measuring operation. Alternatively, a periodic change from measuring and regeneration mode is also possible.
  • the number of calibration or regeneration processes can be recorded and if a predeterminable number of processes per defined time unit is exceeded, an error signal can be triggered because either there may be a defect in the gas sensor or, when used in a heater, the penetration of foreign gases into the heating system can be closed.
  • the gas access hole 10 in FIG. 1 has a very small diameter, for example 0.2 mm to 0.3 mm, and the porosity of the porous material 12 can also be reduced. In this way the gas access into the diffusion chamber 11 is restricted, with the result that the necessary pump current is reduced. This means that comparatively low current densities occur between the pump electrodes 15 and 16 and the current densities at the inner pump electrode 15 become subcritical.
  • the current densities can also be reduced by a very large inner pump electrode 15.
  • the ceramic body 1 is sintered at a reduced temperature and the pump electrodes 15 and 16 or the ceramic material of the ceramic body 1 have only a low iron content.
  • the electrical resistance heater 4 in such a way that the heating power is concentrated at the electrodes 8, 13, 15, 16. This can be achieved in particular in that the resistance heater on the one hand has wide conductor tracks as supply lines or connections ' and on the other hand the meandering heating conductor is made narrower.
  • the layers of the laminate forming the ceramic body 1 are preferably formed with a low layer thickness, for example 0.25 mm, in order to reduce the heat capacity of the ceramic body.
  • the heating temperature at the electrodes (8, 13, 15, 16) it is also expedient to increase the heating temperature at the electrodes (8, 13, 15, 16) to approximately 750 ° C. to 850 ° C., preferably 780 to 800 ° C., by the resistance heating with an increased electrical heating voltage, for example 10 V. , is applied.
  • the higher temperature also reduces polarization effects on the electrodes.
  • the aforementioned measures may also offer the possibility of working overall with reduced heating power, so that the efficiency is increased.
  • the pump voltage and the pump current are preferably switched off in order to avoid overloading the pump electrodes 15, 16.
  • the resistance heater 4 can be switched off to save energy.
  • the pump voltage can also be switched on with a delay, for example 10 s, after the resistance heater 4 has been switched on, in which case a measuring operation with the lambda probe is then possible immediately.

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Abstract

Es wird ein Gassensor, insbesondere eine Lambda-Sonde beschrieben mit einer ersten, einem Messgas ausgesetzten Elektrode (13), einer zweiten, einem Referenzgas ausgesetzten Elektrode (8), und mit einer Regel- und Auswerteschaltung (20). Die Regel- und Auswerteschaltung (20) bewirkt nach Erhalt eines Signals über Betriebszustände, bei denen das Messgas zumindest weitgehend oder in der Konzentration einer Gaskomponente dem Referenzgas entspricht, dass das Messsignal automatisch mit einem vorgegebenen Wert vergleichbar ist.

Description

Gassensor, insbesondere Lambda-Sonde
Die Erfindung bezieht sich auf einen Gassensor und ein Verfahren zum Betrieb desselben nach der Gattung der unabhängigen Ansprüche .
Stand der Technik
Elektrochemische Gassensoren in Form von Lambda-Sonden werden in großer Zahl in Abgassystemen von Verbrennungsmotoren in Kraftfahrzeugen eingesetzt, um für die Motorsteuerung Signale über die AbgasZusammensetzung bereitstellen zu können. Auf diese Weise läßt sich der Motor so betreiben, daß die Abgase eine optimale Zusammensetzung für eine Nachbehandlung mit im Abgassystem heute üblicherweise vorhandenen Katalysatoren haben.
Eine derartige Lambda-Sonde ist beispielsweise aus der DE 37 44 206 AI bekannt und für einen großen Meßbereich geeignet. Die Lambda-Sonde weist eine elektrochemische Nernst- oder Konzentrationszelle sowie eine elektrochemische Pumpzelle auf. An die Pumpelektroden der Pumpzelle wird eine externe elektrische Spannung angelegt, so daß zwischen den Pumpelektroden ein Sauerstoff-Ionenstrom erzeugt wird, dessen Richtung von der Polarität der angelegten Spannung abhängt und dessen Stärke von der Höhe der angelegten Pumpspannung bestimmt wird. Die Pumpspannung zwischen den Pump- elektroden wird so eingeregelt, daß zwischen den Elektroden der Nernstzelle immer eine elektrische Spannung mit vorgegebenem Sollwert aufrechterhalten bleibt. Die Stärke des zwischen den Pumpelektroden auftretenden Pumpstroms wird als Signal verwendet, welches mit der Zusammensetzung des zu sensierenden Gasgemischs und somit beispielsweise mit dessen La bda-Wert korreliert ist.
Hinsichtlich der Meßgenauigkeit der eingangs beschriebenen Gassensoren ist zu berücksichtigen, daß Verschmutzungen und Alterungsprozesse, insbesondere an den Elektroden, die Eigenschaften der Sensoren verändern. Darüber hinaus haben auch die Betriebsweise und -dauer Einfluß auf die Sensorsignale .
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Gassensor bereitzustellen, der auch bei Einsatz in korrosiven Gasgemischen eine hohe Standzeit und eine gute Meßgenauigkeit aufweist .
Vorteile der Erfindung
Der erfindungsgemäße Gassensor bzw. das Verfahren zum Betrieb desselben mit den kennzeichnenden Merkmalen der unabhängigen Ansprüche löst in vorteilhafter Weise die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß eine Regel- und Auswerteschaltung des Gassensors ein Signal über Betriebszustände erhält bzw. erfaßt, bei denen das Meßgas zumindest weitgehend dem Referenzgas entspricht, und während solcher Betriebszustände das Meßsignal automatisch mit einem vorgebenen Wert verglichen und gegebenenfalls auf den vorgegebenen Wert kalibriert wird.
Die Erfindung nutzt die Tatsache, daß beim Betrieb von Verbrennungsmotoren und -anlagen regelmäßig, etwa vor dem Ein- schalten bzw. nach dem Ausschalten des Motors bzw. der Anlage, Betriebsphasen auftreten, während der das mit der Diffusionskammer des Gassensors kommunizierende Meßgas einem Referenzgas entspricht und dementsprechend der Lambda-Wert des Meßgases zu diesem Zeitpunkt bekannt ist.
Die Erfindung beruht nun auf dem allgemeinen Gedanken, diese Betriebsphasen mit bekanntem Lambda-Wert zur regelmäßigen Kontrolle bzw. Kalibrierung der Meßsignale des Gassensors zu nutzen.
Damit kann der Einfluß von Alterungsprozessen und Verschmutzungen auf die Sensorsignale automatisch kompensiert werden. Im Ergebnis wird also eine ständige Adaption des Gassensors zur Kompensation einer unvermeidbaren Drift der Sensorsignale vorgenommen.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Regel- und Auswerteschaltung das Übersetzungsverhältnis eines Analog-Digital-Wandlers steuert, der die ihm eingangsseitig zuführbare Stellgröße in das digitale Meßsignal übersetzt.
Des weiteren ist bevorzugt vorgesehen, die an die Pump- elektroden der Pumpzelle anzulegende Pumpspannung periodisch und/oder bei vorgebbaren Betriebsphasen gegenüber dem normalen Pumpbetrieb umzupolen, so daß Polarisationseffekte im Keramikkörper abgebaut und damit verbundene Änderungen der Sensorsignale vermieden werden.
Während des Betriebes mit umgekehrter Pumprichtung werden von der Regel- und Auswerteschaltung die vor der Stromumkeh- rung ermittelten Meßwerte festgehalten.
Weitere vorteilhafte Merkmale gehen aus den Ansprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung hervor. Zeichnungen
Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Lambda-Sonden sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend näher erläutert .
Dabei zeigen
Fig. 1 einen Querschnitt einer Lambda-Sonde im Bereich des in den Strom des Meßgases hineinragenden heißen Ende des Sondenkörpers,
Fig. 2 bis 4 schematisierte Darstellungen zur Regel- bzw. Auswerteschaltung.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Gemäß Fig. 1 weist der erfindungsgemäße Gassensor einen Körper 1 auf, welcher als keramisches Laminat ausgebildet ist. Dabei ist eine erste Schicht 2 vorzugsweise in Form einer dickeren Folie aus Zirkondioxid vorgesehen. Darüber ist eine elektrisch isolierende Doppelschicht 3 angeordnet, in der eine elektrische Widerstandsheizung 4 sowie die zugehörigen Leiterbahnen zur elektrischen Stromzuführung eingebettet sind. Über der Doppelschicht 3 liegt eine beispielsweise durch Siebdruck erzeugte und strukturierte Schicht 5, innerhalb der ein Referenzluftkanal 6 ausgespart ist, welcher an einem Ende eine Öffnung für ein Referenzgas aufweist.
Grundsätzlich kann die Schicht 5 auch durch eine Folie aus keramischem Material gebildet sein, in der der Kanal 6 ausgestanzt ist. Über der Schicht 5 liegt eine weitere Festelektrolytschicht 7, wobei zumindest im Bereich des geschlossenen Endbereiches des Referenzgaskanales 6 auf der dem Referenzluftkanal 6 zugewandten Seite der Schicht 7 bzw. zwischen den Schichten 5, 7 eine vorzugsweise für Gase permeable, schichtförmige Referenzelektrode 8 aus porösem Platinmaterial angeordnet ist . Die Referenzelektrode 8 ist über eine nicht näher dargestellte, anschließende schichtförmige Leiterbahn mit einem nicht dargestellten Anschlußkontakt am Körper 1 elektrisch verbunden.
Oberhalb der Festelektrolytschicht 7 liegt eine strukturierte Schicht 9 mit einer großen Aussparung, welche zentrisch zu einem den Körper 1 senkrecht zu dessen Schichten durchsetzenden Abgas-Zutrittsloch 10 angeordnet ist. Innerhalb der genannten Aussparung ist unter Freilassung eines zum Zutrittsloch 10 konzentrischen Ringraumes 11 poröses Material 12 als Diffusionsbarriere gegenüber einem eindiffundierenden Meßgas angeordnet .
Das Zutrittsloch 10 kann, wie dargestellt, als Sackloch oder abweichend von der Darstellung als eine den Körper 1 vollständig durchsetzende Öffnung ausgebildet sein.
Im Bereich des Ringraumes 11 trägt die Festelektrolytschicht 7 eine vorzugsweise für Gase permeable, schichtförmige Nernstelektrode 13 aus porösem Platinmaterial .
Über der Schicht 9 bzw. über dem porösen Material 12 liegt eine weitere Festelektrolytschicht 14, die auf ihrer dem Ringraum 11 zugewandten Seite sowie auf ihrer vom Ringraum 11 abgewandten Seite jeweils vorzugsweise für Gase permeable innere und äußere Pumpelektroden 15, 16 aus zumindest bereichsweise porösem Platinmaterial aufweist, wobei die Elektroden 15, 16 so geformt sind, daß sie in Draufsicht auf die Schichten des Körpers 1 den Ringraum 11 zumindest im wesent- liehen überdecken. Über der Schicht 14 liegt noch eine gasdurchlässige Schutzschicht 17.
Alle Festelektrolytschichten 2, 3, 5, 7, 9, 14 sind beispielsweise in Form von Folien aus Zirkondioxid, dem Yttriumoxid beigefügt ist, gefertigt.
Die vorangehend beschriebene Lambda-Sonde funktioniert wie folgt:
Das das Zutrittsloch 10 aufweisende Ende des Körpers 1 ist im Abgasstrom bzw. in einem mit dem Abgasstrom eines Verbrennungsmotors oder eines Heizgerätes kommunizierenden Bereich angeordnet, während das andere Ende des Körpers mit 'einem Referenzgas, in der Regel Luft, beaufschlagt wird.
Über den Referenzluftkanal 6, welcher am vorgenannten anderen Ende des Körpers 1 eine für das Referenzgas zugängliche Öffnung aufweist, gelangt das Referenzgas bis in das in Fig. 1 sichtbare Endstück des Referenzgaskanals. Über das Zutrittsloch 10 gelangt Abgas zum porösen Material 12, durch das das Abgas in den Ringraum 11 diffundiert, der dementsprechend eine Diffusionskammer bilde .
Wenn das abgasseitige Ende des Körpers 1 mittels der elektrischen Widerstandsheizung 4 beheizt wird, kann zwischen der Referenzelektrode 8 und der Nernstelektrode 13 eine elektrische Spannung abgegriffen werden, deren Maß von den Sauerstoff-Partialdrücken innerhalb des Endstückes des Referenzgaskanals 6 bzw. innerhalb des Ringraumes 11 abhängt. Hierbei wird der Effekt ausgenutzt, daß die Festelektrolyt- schichten 2, 3, 5, 7, 9, 14 Sauerstoffionen leiten und das Platinmaterial der vorgenannten Elektroden 8, 13 die Bildung dieser Sauerstoffionen katalysiert. Dabei tritt an den Elektroden 8, 13 eine von den jeweiligen Sauerstoff-Partial- drücken abhängige Potentialdifferenz auf, die auch als Nernstspannung bezeichnet wird.
Der Sauerstoff-Partialdruck im Ringraum 11 kann durch Anlegen einer externen elektrischen Spannung mit steuerbarer Polarität gesteuert werden. Die entsprechende Spannungsquelle wird an nicht dargestellte Kontakte angeschlossen, die mit den Pumpelektroden 15, 16 elektrisch verbunden sind, beispielsweise über im Laminat des Körpers 1 eingearbeitete Leiterbahnen.
Das Platinmaterial der Elektroden 15, 16 katalysiert die Gleichgewichtsreaktion von Sauerstoffionen zu molekularem Sauerstoff, wobei durch die externe elektrische Spannung zwischen den Elektroden 15, 16 ein Sauerstoffionenstrom mit von der elektrischen Spannung und deren Polarität abhängiger Stärke und Richtung erzeugt wird. Die Stärke des Pumpstroms zwischen den Pumpelektroden 15, 16 wird als elektrisches Signal abgegriffen. Beispielsweise kann durch Erfassung von Spannung und Stromstärke der elektrische Widerstand des über die Pumpelektroden führenden Stromkreises bestimmt werden.
Nunmehr wird die Pumpspannung und damit auch der zwischen den Pumpelektroden 15, 16 fließende Pumpstrom mittels eines Reglers so gesteuert, daß die zwischen der Referenzelektrode 8 und der Nernstelektrode 13 abgreifbare Nernstspannung immer einem festgelegten Sollwert entspricht. Damit ist der zwischen den Pumpelektroden 15, 16 abgreifbare elektrische Strom ein Maß für den Sauerstoffgehalt der Abgase relativ zum Referenzgas .
Wenn die äußere Pumpelektrode 16 gegenüber der inneren Pumpelektrode 15 ein kleineres elektrisches Potential aufweist, entsprechen die Betriebsverhältnisse einem Abgas mit λ < 1. Bei umgekehrter Polarität liegen Betriebsverhältnisse mit einem Lambda-Wert von λ > 1 vor. Die Werte von λ können somit innerhalb eines großen Wertebereiches erfaßt werden.
Die in Fig. 2 dargestellte Regel- und Auswerteschaltung 20 ist über entsprechende Anschlüsse mit der Referenzelektrode 8 sowie den Pumpelektroden 15, 16 verbunden, wobei die innere Pumpelektrode 15 innerhalb der Lambda-Sonde mit der Nernstelektrode 13 elektrisch verbunden ist, so daß der zur inneren Pumpelektrode 15 führende Anschluß der Regel- und Auswerteschaltung 20 auch elektrische Verbindung mit der Nernstelektrode 13 hat.
Wie oben bereits erläutert wurde, wird beim Betrieb der Lambda-Sonde die elektrische Spannung VNlst zwischen der Nernstelektrode 13 (bzw. der damit elektrisch verbundenen inneren Pumpelektrode 15) und der Referenzelektrode 8 erfaßt und mit einer vorgegebenen Sollspannung VHsoll verglichen. In Abhängigkeit von der Soll-Istwert-Abweichung zwischen den beiden Spannungen wird die Stromquelle 21 des die Pumpelektroden 15, 16 enthaltenden Pumpstromkreises gesteuert, beispielsweise dadurch, daß die elektrische Spannung der Pumpstromquelle 21 zur Erhöhung des Pumpstromes bzw. zur Absenkung des Pumpstromes angehoben oder abgesenkt wird.
Von der Pumpstromquelle 21 wird ein analoges elektrisches AusgangsSignal L erzeugt, welches beispielsweise mit der gesteuerten Pumpspannung, d.h. der vom Regler gesteuerten Stellgröße des Pumpstromkreises, übereinstimmen kann. Dieses Ausgangssignal L wird der Eingangsseite eines Analog- Digital-Wandlers 22 zugeführt, der ausgangsseitig ein digitales Signal erzeugt, das den Meßwert für λ repräsentiert.
Eine Besonderheit der Erfindung liegt nun darin, daß die Regel- und Auswerteschaltung 20 über einen Eingang 23 besondere Betriebszustände des mit der Lambda-Sonde überwachten Ge- samtsystems in Form eines Verbrennungsmotors, Heizgerätes od. dgl . erhält.
Bei Betriebszuständen, bei denen das zu sensierende Meßgas in seiner Zusammensetzung weitgehend dem Referenzgas entspricht oder beispielsweise in seiner Sauerstoffkonzentration übereinstimmt, wird das Übersetzungsverhältnis des Analog-Digital-Wandlers 22 automatisch dahingehend überprüft, ob das digitale Ausgangssignal des Wandlers 22 einem vorgegebenen Wert entspricht. Bei Abweichungen kann das Übersetzungsverhältnis automatisch so eingestellt werden, daß das digitale Ausgangssignal dem vorgegebenen Wert entspricht.
Auf diese Weise können Betriebszustände, bei denen die Lambda-Sonde abgasseitig und referenzgasseitig jeweils von Luft beaufschlagt wird, zur regelmäßigen Kalibrierung der Regel- und Auswerteschaltung 20 herangezogen werden, um Alterungsprozesse der Lambda-Sonde zu kompensieren. Derartige Betriebszustände treten beispielsweise bei einem Stillstand des entsprechenden Heizgeräts, Verbrennungsmotors etc. als Gesamtsystem auf. Eine entsprechende Stillstandsmeldung kann von einem weiteren Steuergerät des Gesamtsystems an die Regel- und Auswerteschaltung 20 ergehen.
Bei dem vorgenannten Luft-Luft-Betrieb der Lambda-Sonde ergeben sich grundsätzlich sehr hohe Lambda-Werte, d.h. das analoge elektrische Ausgangssignal L der Pumpstromquelle 21 hat einen gegenüber dem normalen Verbrennungsbetrieb des Gesamtsystems in Form eines Motors bzw. Heizgerätes extremen Pegel .
Gegebenenfalls kann dieser Pegel außerhalb des Arbeitsbereiches des Analog-Digital-Wandlers 22 liegen. Um gleichwohl eine regelmäßige Eichung bei Luf -Luft-Betrieb der Lambda- Sonde vornehmen zu können, kann das analoge Ausgangssignal L der Pumpstromquelle 21 dem Analog-Digital-Wandler 22 über einen Spannungsteiler zugeführt werden, der durch Widerstände 24 und 25 gebildet wird. Dieser Spannungsteiler kann durch Schließen eines Schalters 26 wirksam geschaltet werden.
Während bei normalem Verbrennungsbetrieb das analoge Ausgangssignal L unmittelbar über den Widerstand 24 zum Eingang des Analog-Digital -Wandler 22 geführt wird, wird bei Luft- Luft -Betrieb der Schalter 26 geschlossen, so daß dem Analog- Digital-Wandler 22 anstelle des analogen Ausgangssignales L mit relativ hohem Pegel ein verändertes Ausgangssignal zugeführt wird, dessen Pegel gegenüber dem Pegel des Ausgangs - signales L um einen Faktor vermindert ist, dessen Wert durch die Bemessung der Widerstände 24, 2S festgelegt ist.
Die automatische Kalibrierung der Regel- und Auswerteschaltung 20 erfolgt also bei Luf -Luft-Betrieb in der Weise, daß zunächst der Schalter 26 geschlossen und sodann der Analog- Digital-Wandler 22 in seinem Übersetzungsverhältnis automatisch überprüft und ggf. so verändert wird, daß das Ausgangssignal des Wandlers 22 einen vorgegebenen Wert hat.
Beim nachfolgenden normalen Meßbetrieb wird der Schalter 26 wieder geöffnet .
Grundsätzlich kann der Analog-Digital-Wandler 22 durch andere Elemente ersetzt werden, beispielsweise durch einen analog arbeitenden Verstärker mit steuerbarem Verstärkungsfaktor. Auch hier besteht die Möglichkeit, das analoge Aus- gangssignal L der Pumpstromquelle 21 bzw. ein gegenüber diesem Ausgangssignal L mittels eines Spannungsteilers verändertes Signal in ein vorgegebenes Ausgangssignal umzusetzen.
Um Polarisationseffekte an den Elektroden der Lambda-Sonde abzubauen und dementsprechend eine Veränderung der Meßwerte durch Polarisationseffekte zu vermeiden, kann gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen sein, den zwischen den Pumpelektroden 15, 16 fließenden Pumpstrom und damit die Bewegungsrichtung der gepumpten Sauerstoffionen periodisch umzukehren, indem den Pumpelektroden 15, 16 ein Rechtecksignal mit extremem Tastverhältnis zugeführt wird. Dies bedeutet, daß die normalerweise als Kathode geschaltete innere Pumpelektrode 15 zumindest kurzzeitig anodisch belastet wird. Die Frequenz des Rechtecksignales kann sehr niedrig sein, derart, daß sich eine Rechteck-Wellenlänge von 10 s ergibt. Dieser Sachverhalt ist graphisch in Fig. 3 verdeutlicht, in der der über die äußere Pumpelektrode 16 fließende Pumpstrom Ip in Abhängigkeit von der Zeit t dargestellt ist.
Dabei wird der Effektivwert Ipe£f dieses Stromes so eingestellt, daß im zeitlichen Mittel zwischen der Nernstelektrode 13 (bzw. der inneren Pumpelektrode 15) und der Referenz- elektrode 8 die oben erwähnte Spannung mit vorgegebenem Sollwert abgegriffen werden kann.
Während des Pumpbetriebes in Umkehrrichtung wird das dem Wandler 22 zugeführte Signal vorzugsweise unterdrückt.
Die Umkehrung der Pumprichtung kann auch dadurch erzwungen werden, daß der an die Referenzelektrode 8 angeschlossene Eingang der Regel- und Auswerteschaltung 20 mit dem elektrisch positiven Pol einer elektrischen Spannungsquelle verbunden wird.
Dies kann gemäß Fig. 4a beispielsweise entweder mittels eines Umschalters 27 in der Leitung zwischen der Referenzelektrode 8 und dem dieser Elektrode 8 zugeordneten Eingang der Regel- und Auswerteschaltung 20 erfolgen. Dieser Umschalter 27 verbindet den vorgenannten Eingang entweder mit der Referenzelektrode 8 oder dem positiven Pol der genannten Spannungsquelle . Statt dessen ist es gemäß Fig. 4b auch möglich, an der Verbindungsleitung zwischen der Referenzelektrode 8 und dem zugeordneten Eingang der Regel- und Auswerteschaltung 20 einen Abzweig mit Ableitwiderstand 28 vorzusehen, über den die genannte Verbindungsleitung bei Schließen eines Schalters 29 mit der elektrisch positiven Seite einer Spannungsquelle verbindbar ist.
Gegebenenfalls kann der umgekehrte Pumpbetrieb vergleichweise selten, beispielsweise nach mehreren Stunden, vorgenommen werden, um Polarisationseffekte abzubauen. Damit besteht die Möglichkeit, den umgekehrten Pumpbetrieb in Betriebspausen des mit der Lambda-Sonde überwachten Verbrennungsmotors, Heizgerätes od.dgl. zu legen. Umgekehrt ist es auch möglich, zur Schonung der betroffenen Elektroden 8, 13, 15 den umgekehrten Pumpbetrieb mit dann vergleichsweise geringer Pumpspannung dauerhaft aufrechtzuerhalten und nur kurzzeitig für einen Meßbetrieb zu unterbrechen. Alternativ ist auch ein periodischer Wechsel von Meß- und Regenerationsbetrieb möglich.
Die Zahl der Kalibrierungs- bzw. Regenerationsvorgänge kann erfaßt werden und bei Überschreitung einer vorgebbaren Zahl von Vorgängen pro definierter Zeiteinheit kann ein Fehlersignal ausgelöst werden, da entweder ein Defekt des Gassensors vorliegen kann oder bei Anwendung in einem Heizgerät auf das Eindringen von Fremdabgasen in das Heizsystem geschlossen werden kann.
Zur Minimierung von Polarisationseffekten kann zusätzlich vorgesehen sein, das Gaszutrittsloch 10 in Fig. 1 mit sehr kleinem Durchmesser, z.B. 0,2 mmm bis 0,3 mm, auszubilden, wobei zusätzlich auch die Porosität des porösen Materials 12 vermindert sein kann. Auf diese Weise wird der Gaszutritt in die Diffusionskammer 11 eingeschränkt, mit der Folge, daß sich der notwendige Pumpstrom vermindert. Dies führt dazu, daß zwischen den Pumpelektroden 15 und 16 vergleichsweise geringe Stromdichten auftreten und die Stromdichten an der inneren Pumpelektrode 15 unterkritisch werden.
Auch durch eine sehr großflächige innere Pumpelektrode 15 können die Stromdichten vermindert werden.
Außerdem ist vorteilhaft, wenn der Keramikkörper 1 mit verminderter Temperatur gesintert wird und die Pumpelektroden 15 und 16 bzw. das Keramikmaterial des Keramikkörpers 1 nur einen geringen Eisengehalt aufweisen.
Im Hinblick auf den Wirkungsgrad der Lambda-Sonde ist es vorteilhaft, die elektrische Widerstandsheizung 4 so auszubilden, daß die Heizleistung an den Elektroden 8, 13, 15, 16 konzentriert wird. Dies kann insbesondere dadurch erreicht werden, daß die Widerstandsheizung einerseits breite Leiterbahnen als Zuleitungen bzw. Anschlüsse ' aufweist und andererseits der mäanderförmige Heizleiter schmaler ausgebildet ist .
Außerdem werden die Schichten des den Keramikkörper 1 bildenden Laminates vorzugsweise mit geringer Schichtstärke, beispielsweise 0,25 mm ausgebildet, um die Wärmekapazität des Keramikkörpers zu vermindern.
Zweckmäßig ist darüber hinaus, die Heiztemperatur an den Elektroden (8, 13, 15, 16) auf etwa 750° C bis 850° C, vorzugsweise 780 bis 800° C zu erhöhen, indem die Widerstandsheizung mit einer erhöhten elektrischen Heizspannung, beispielsweise 10 V, beaufschlagt wird. Durch die höhere Temperatur werden Polarisationseffekte an den Elektroden zusätzlich vermindert. Die vorgenannten Maßnahmen bieten gegebenenfalls auch die Möglichkeit, insgesamt mit verminderter Heizleistung zu arbeiten, so daß der Wirkungsgrad erhöht wird.
Bei Betriebspausen des bezüglich seiner Abgase überwachten Verbrennungsmotors, Heizgerätes od.dgl. werden die Pumpspannung der Pumspstrom vorzugsweise ausgeschaltet, um eine Überlastung der Pumpelektroden 15, 16 zu vermeiden. Außerdem kann zur Einsparung von Energie die Widerstandsheizung 4 abgeschaltet werden.
Beim erneuten Starten des Verbrennungsmotors bzw. beim Einschalten des Heizgerätes sollte entweder die Möglichkeit geschaffen werden, vor dem Start des Motors bzw. dem Einschalten des Heizgerätes die Widerstandsheizung 4 einzuschalten, um einen Pumpbetrieb bei niedriger Temperatur zu vermeiden. Alternativ kann auch die Pumpspannung mit Verzögerung, beispielsweise 10 s, nach Einschalten der Widerstandsheizung 4 eingeschaltet werden, wobei dann sofort ein Meßbetrieb mit der Lambda-Sonde möglich ist.

Claims

Ansprüche
1. Gassensor, insbesondere Lambda-Sonde, mit einer ersten, einem Meßgas ausgesetzten Elektrode und einer zweiten, einem Referenzgas ausgesetzten Elektrode, und mit einer Regel- und Auswerteschaltung, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der Regel- und Auswerteschaltung (20) nach Erhalt eines Signals über Betriebszustände, bei denen das Meßgas zumindest weitgehend oder in der Konzentration einer Gaskomponente dem Referenzgas entspricht, das Meßsignal automatisch mit einem vorgegebenen Wert vergleichbar ist.
2. Gassensor, insbesondere Lambda-Sonde, mit
- zumindest einer an einer Begrenzungswand eines Referenzgaskanals (6) angeordneten Referenzelektrode (8) und einer Nernstelektrode (13) , die von der Referenzelektrode
(8) durch eine für Ionen, insbesondere Sauerstoffionen, leitfähige Festelektrolytschicht (7) getrennt an einer Begrenzungswand einer mit einem Meßgas über eine Diffusionsstrecke (10, 12) kommunizierenden Diffusionskammer
(11) angeordnet ist, und mit
- einer innerhalb dieser Diffusionskammer (11) angeordneten inneren Pumpelektrode (15) sowie einer damit durch eine Festelektrolytschicht (14) des Keramikkörpers (1) zusammenwirkenden und dem Meßgas ausgesetzten äußeren Pumpelektrode (16) sowie mit einer elektronischen Regel- und Auswerteschaltung (20) , welche einerseits einen über die Pumpelektroden (15, 16) führenden elektrischen Pumpstromkreis derart zu regeln gestattet, daß eine zwischen Referenz- und Nernstelektrode (8, 13) abgreifbare elektrische Spannung einen vorgegebenen Sollwert hat, und andererseits eine für die Regelung des Pumpstromkreises veränderbare Stellgröße in ein Meßsignal umsetzt, dadurch gekennzeichnet, daß die Regel- und Auswerteschaltung (20) ein Signal über Betriebszustände erhält bzw. erfaßt, bei denen das Meßgas dem Referenzgas entspricht, und während solcher Betriebszustände das Meßsignal automatisch auf einen vorgegebenen Wert kalibriert.
3. Gassensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Regel- und Auswerteschaltung (20) das Übersetzungsverhältnis eines Wandlers (22) bzw. Verstärkers steuert, der die ihm eingangsseitig zuführbare Stellgröße in das Meßsignal übersetzt.
4. Gassensor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandler als Analog-Digital-Wandler (22) ausgebildet ist und die analoge Stellgröße in ein digitales Meßsignal umsetzt.
5. Gassensor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpstromkreis ausschaltbar ist, wenn das Meßgas dem Referenzgas entspricht.
6. Gassensor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Pumpstrom periodisch und/oder zu vorgebbaren Betriebsphasen umkehrbar ist.
7. Gassensor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitdauer des Betriebes mit umgekehrtem Pumpstrom kurz im Vergleich zur Zeitdauer des Betriebes mit normalem Pumpstrom ist.
8. Gassensor nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Betrieb mit umgekehrtem Pumpstrom kurzzeitig bei Abschalten einer Heizung (4) des Keramikkörpers erfolgt.
9. Verfahren zur Steuerung eines Gassensors, insbesondere Lambda-Sonde, in einem Gesamtsystem, wobei der Gassensor eine erste, einem Meßgas ausgesetzte Elektrode und eine zweite, einem Referenzgas ausgesetzte Elektrode aufweist, und eine Regel- und Auswerteschaltung, dadurch gekennzeichnet, daß ein Signal über Betriebszustände des Gesamtsystems an die Regel- und Auswerteschaltung (20) ergeht, und daß die Regel- und Auswerteschaltung bei Betriebszuständen, bei denen das Meßgas weitgehend oder in der Konzentration einer Gaskomponente dem Referenzgas entspricht, das Meßsignal automatisch mit einem vorgegebenen Wert vergleicht.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Signal über eine definierte Stillstandszeit des Gesamtsystems an die Regel- und Auswerteschaltung ergeht.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Regel- und Auswerteschaltung das Meßsignal auf den vorgegebenen Wert kalibriert, wenn das Meßsignal vom vorgegebenen Wert abweicht.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Regel- und Auswerteschaltung eine Regeneration des Gassensors einleitet, wenn das Meßsignal unter dem ersten oder einem zweiten vorgegebenen Wert liegt.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Regel- und Auswerteschaltung (20) als Regenerationsvorgang eine entsprechende Pumpspannung an Elektroden (13, 15, 16) des Gassensors veranlaßt.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl der Kalibrierungen oder Regenrationsvorgänge erfaßt wird und bei Überschreiten einer bestimmten Zahl von Kalibrierungen oder Regenrationsvorgängen ein fehlerhafter Gassensor oder ein unerwünschtes Eindringen von Fremdgasen in das Gesamtsystem konstatiert und als Fehlermeldung ausgegeben wird.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005027637A1 (de) * 2005-06-14 2006-12-28 Rbr-Computertechnik Gmbh Vorrichtung zur Messung der Sauerstoffkonzentration in Mischgasen
CN103917864A (zh) * 2011-11-11 2014-07-09 罗伯特·博世有限公司 用于校正传感器元件的测量值的方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3115404A1 (de) * 1981-04-16 1982-11-11 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Verfahren und vorrichtung zur ueberwachung und kalibrierung von grenzstromsonden
DE3744206A1 (de) * 1986-12-27 1988-08-04 Ngk Insulators Ltd Sauerstoffsensor zur bestimmung eines luft/brennstoff-verhaeltnisses
GB2285314A (en) * 1993-12-30 1995-07-05 Bosch Gmbh Robert Device for calibrating and evaluating signals from exhaust gas oxygen probes
DE19836127A1 (de) * 1998-08-10 2000-02-24 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zum Kalibrieren eines Sondensystems, bestehend aus einer Abgassonde und einer Regelschaltung für ein Kraftfahrzeug
DE19838466A1 (de) * 1998-08-25 2000-03-02 Bosch Gmbh Robert Verfahren zum Ansteuern eines Meßfühlers zum Bestimmen einer Sauerstoffkonzentration in einem Gasgemisch
DE19911664A1 (de) * 1999-03-16 2000-09-21 Volkswagen Ag Kalibrierung eines NOx-Sensors
EP1074834A1 (de) * 1997-03-21 2001-02-07 Ngk Spark Plug Co., Ltd Verfahren und Vorrichtung zur Messung der Stickstoffoxidkonzentration
WO2001023729A2 (de) * 1999-09-30 2001-04-05 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur funktionsüberwachung und/oder regenerierung einer gassonde

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3115404A1 (de) * 1981-04-16 1982-11-11 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Verfahren und vorrichtung zur ueberwachung und kalibrierung von grenzstromsonden
DE3744206A1 (de) * 1986-12-27 1988-08-04 Ngk Insulators Ltd Sauerstoffsensor zur bestimmung eines luft/brennstoff-verhaeltnisses
GB2285314A (en) * 1993-12-30 1995-07-05 Bosch Gmbh Robert Device for calibrating and evaluating signals from exhaust gas oxygen probes
EP1074834A1 (de) * 1997-03-21 2001-02-07 Ngk Spark Plug Co., Ltd Verfahren und Vorrichtung zur Messung der Stickstoffoxidkonzentration
DE19836127A1 (de) * 1998-08-10 2000-02-24 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zum Kalibrieren eines Sondensystems, bestehend aus einer Abgassonde und einer Regelschaltung für ein Kraftfahrzeug
DE19838466A1 (de) * 1998-08-25 2000-03-02 Bosch Gmbh Robert Verfahren zum Ansteuern eines Meßfühlers zum Bestimmen einer Sauerstoffkonzentration in einem Gasgemisch
DE19911664A1 (de) * 1999-03-16 2000-09-21 Volkswagen Ag Kalibrierung eines NOx-Sensors
WO2001023729A2 (de) * 1999-09-30 2001-04-05 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur funktionsüberwachung und/oder regenerierung einer gassonde

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005027637A1 (de) * 2005-06-14 2006-12-28 Rbr-Computertechnik Gmbh Vorrichtung zur Messung der Sauerstoffkonzentration in Mischgasen
CN103917864A (zh) * 2011-11-11 2014-07-09 罗伯特·博世有限公司 用于校正传感器元件的测量值的方法
US10533980B2 (en) 2011-11-11 2020-01-14 Robert Bosch Gmbh Method for correcting measured values of a sensor element

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