[發明專利]用于檢測氣體的至少一個參數的方法和裝置

有效

• 申請號: 201180065207.1
• 申請日: 2011-11-17
• 公開（公告）號: CN103314287A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: J·施奈德;H·席希萊恩
• 申請（專利權）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號: G01N27/406
• 分類號: G01N27/406;F02D41/14
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 郭毅

背景技術

由現有技術已知用于檢測氣體的至少一個參數的眾多方法和裝置。至少一個參數原則上可以涉及氣體的任意的物理特性和/或化學特性。至少一個特性尤其可以涉及氣體的一種氣體成分的含量，即例如至少一種氣體成分的百分比和/或分壓、尤其是氧含量和/或氮氧化物和/或濃氣、即例如碳氫化合物和/或H2的含量。相應的傳感器例如可以基于至少一種固體電解質——例如選擇性地例如以釔（YSZ）和/或鈧（ScSZ）摻雜的或穩定的二氧化鋯的使用。例如在羅伯特·博世有限公司的《Sensoren?im?Kraftfahrzeug》（2007版，第154-159頁）中以所謂的氧探測器（Lambdasonden）為例描述了這類氣體傳感器，以下在本發明的描述中參考這類氣體傳感器，而不限制其他可能的構型。

由現有技術原則上已知：傳感器元件的溫度可以具有對基于固體電解質的傳感器元件的特性的顯著影響。在DE?35?19?410?A1中描述傳感器的運行溫度以預給定的頻率的調制，其中確定由此得出且以相同頻率波動的測量信號。在DE?10?2005?020?363?A1中描述：首先借助第一加熱電壓并且隨后借助第二加熱電壓將感應器加熱到一個溫度上。在DE?690?06?503?T2中使用傳感器元件的兩個電極之間的溫度梯度。在DE?10?2008?005?110中描述一種方法，其中通過加熱元件控制裝置調節地加熱氧探測器的加熱元件。

通常在沒有溫度調節器的情況下運行氧探測器、尤其是跳躍探測器，其中例如在時間上定義的啟動階段中以較小的加熱功率來運行氧探測器。然而，在此通常存在傳感器元件的不受控制的和未知的溫度，通常與發動機的冷啟動條件、發動機負荷狀態、廢氣溫度或類似影響參量有關。在很多情況下可以容忍在所述時間內改變的調節位置行為和/或動態性行為。此外，通常還借助溫度調節——例如通過氧探測器的內阻測量來運行氧探測器。所述溫度調節例如可以在公差范圍內調節到傳感器元件的目標溫度上，例如根據780℃的運行溫度調節到220Ω的內阻上。在這類調節中，氧探測器示出與廢氣溫度無關的、在調節位置和動態性方面不變的功能特征。

盡管所提到的類型的傳感器元件的由現有技術已知的不同構型和運行方式的眾多細節改善，但尤其在所描述的傳感器元件的測量精度、動態性和中毒阻抗（Vergiftungsresistenz）方面仍存在顯著的改善潛力。因此，目標沖突例如可以部分地如下確定：尤其跳躍探測器在較低的溫度時、尤其在與空氣系數λ=1存在偏差的情況下具有更高的精度。然而，同時在這類較低的溫度時出現在電極中毒方面的更高危險，并且傳感器元件的動態性降低。因此，值得期望的是以下運行方法：在所述運行方法中在以上描述的特性方面實現改善并且在所述運行方法中至少很大程度上解決所描述的目標沖突。

發明內容

與此相應，提出一種用于檢測流動管中的氣體的至少一個參數的方法以及一種用于檢測流動管中的氣體的至少一個參數的裝置。如上所述，在本方法中定性和/或定量檢測的至少一個參數原則上可以涉及任意的物理參數和/或化學參數，優選涉及氣體的一種氣體成分的含量并且尤其涉及以下氣體成分的含量：氧、氮氧化物、濃氣。氣體尤其可以涉及例如機動車中的內燃機的廢氣。氣體例如可以在主流動方向上流動通過流動管，例如在離開內燃機地定向的主流動方向上。因此，流動管尤其可以涉及排氣管路或排氣管。流動管原則上可以具有任意的橫截面，優選圓形的或多邊形的橫截面。因此，特別優選地使用所述方法來證實排氣管路中的廢氣中的至少一種氣體成分，尤其定性和/或定量地證實氧和/或氮氧化物和/或濃氣。

在所述方法中，使用至少兩個設置在流動管中的不同位置上的氣體傳感器。尤其至少一個第一氣體傳感器可以設置在流動管中至少一個第二氣體傳感器的上游，例如以至少50mm、優選至少100mm并且特別優選至少200mm的間距，例如沿著流動管中的主流動方向。