[發(fā)明專利]對用于探測顆粒的傳感器進(jìn)行功能監(jiān)控的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201580054592.8
• 申請日: 2015-08-13
• 公開（公告）號: CN106796167B
• 公開（公告）日: 2019-11-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: B.加爾特納;A.蒂伊芬巴奇;M.克倫克
• 申請（專利權(quán)）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號: G01N15/06
• 分類號: G01N15/06
• 代理公司: 72001 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 胡莉莉;杜荔南<國際申請>=PCT/EP

提出了一種對用于探測顆粒、尤其是炭黑的傳感器（10）進(jìn)行功能監(jiān)控的方法，其中所述傳感器（10）具有至少兩個測量電極（20、22）和一個所述測量電極（20、22）被布置在其上的襯底（18）。該方法包括如下步驟：執(zhí)行第一電流?電壓測量以用于確定第一測量參量；執(zhí)行第二電流?電壓測量以用于確定第二測量參量，其中所述測量電極（20、22）中的一個測量電極（22）被置于另一電位（50）；執(zhí)行第三電流?電壓測量以用于確定第三測量參量；以及形成校正值以用于借助于第一測量參量和第三測量參量來校正第二測量參量。

背景技術(shù)

從現(xiàn)有技術(shù)中公知了大量用于探測諸如炭黑或灰塵顆粒那樣的顆粒的方法和裝置。在沒有其它實(shí)施方式和應(yīng)用的限制的情況下，本發(fā)明在下文尤其是參考用于探測顆粒、尤其是內(nèi)燃機(jī)的廢氣流中的炭黑顆粒的傳感器來予以描述。

從實(shí)際中公知的是，借助于布置在陶瓷上的兩個電極來測量廢氣中的諸如炭黑或灰塵顆粒那樣的顆粒的濃度。這例如可以通過測量將所述兩個電極隔開的陶瓷材料的電阻來實(shí)現(xiàn)。這樣的傳感器例如被用在內(nèi)燃機(jī)（諸如柴油機(jī)型的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)）的廢氣管路中。通常，所述傳感器位于內(nèi)燃發(fā)動機(jī)或柴油顆粒過濾器的下游。由于環(huán)境意識提高而且也部分地由于法律規(guī)定，在未來必須在機(jī)動車輛的行駛運(yùn)行期間監(jiān)視炭黑排放并且保證所述監(jiān)視的功能性。所述類型的對功能性的監(jiān)視通常被稱為車載診斷（On-Bord-Diagnose）。如今，顆粒傳感器例如被用于監(jiān)視內(nèi)燃機(jī)的炭黑排放以及被用于車載診斷（OBD）、例如用于對顆粒過濾器進(jìn)行功能監(jiān)視。在此，公知了收集式電阻式顆粒傳感器，所述收集式電阻式顆粒傳感器分析叉指式電極結(jié)構(gòu)的電特性由于顆粒積聚而引起的改變。這樣的炭黑傳感器例如從DE101 49 333 A1或WO 2003/006976 A2中公知。

在這樣的用于導(dǎo)電顆粒的電阻式顆粒傳感器中，在電絕緣襯底上構(gòu)造有兩個或更多個金屬電極，其中在測量電壓的作用下積聚的顆粒、尤其是炭黑顆粒使彼此梳狀咬合的電極短接，并且在傳感器電極之間在施加的電壓恒定的情況下能測量到降低的電阻或升高的電流。為了使傳感器元件在炭黑積聚以后還原（Regeneration），該傳感器元件借助于集成加熱元件在確定的階段自由燃燒。在系統(tǒng)中，通過對根據(jù)包括未處理排放模型在內(nèi)的信號響應(yīng)模型來確定的額定觸發(fā)時間與實(shí)際的傳感器觸發(fā)時間進(jìn)行比較來實(shí)現(xiàn)對傳感器信號的分析。

為了在現(xiàn)場監(jiān)視電極的功能性并且因此監(jiān)視傳感器的功能性，在還原結(jié)束時將測量電壓施加到電極上。由此形成離子流，所述離子流大多由以鈉為形式的雜質(zhì)造成。如果所述離子流超過確定的閾值，則所述電極可被視為完好的。

在現(xiàn)有技術(shù)的電阻式顆粒傳感器的情況下，對測量電極的自診斷基于在溫度提高的情況下的電流測量。在此，由于在電極之下的絕緣層中存在鈉離子，存在一定的、能測量的導(dǎo)電性。因此，所述診斷在傳感器還原期間予以執(zhí)行，那時總歸進(jìn)行主動加熱并且達(dá)到>750℃的溫度。

盡管從現(xiàn)有技術(shù)中公知的用于探測顆粒的方法和裝置有大量優(yōu)點(diǎn)，但是所述方法和裝置仍然含有改進(jìn)潛力。這樣，自診斷的上述形式只是在某種條件下是老化穩(wěn)定的。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，負(fù)測量電極在所述階段接地，正測量電極除了短暫的診斷階段以外同樣接地，因此正加熱器接線端子以及加熱器的部分在運(yùn)行時始終具有相對于此為正的電位。由于此外所述還原通常持續(xù)幾秒至幾分鐘，所以被充電為正的顆粒（如尤其是鈉離子）在所述較長的時間內(nèi)受到從加熱器所在的傳感器的內(nèi)部朝向測量電極所在的表面的驅(qū)動力。由于該階段期間的高傳感器溫度，所述鈉離子具有高移動性并且向上移動。該移動性可以作為電流來測量，并且在下文被稱為加熱器耦合輸入。此外，所述鈉離子在正電位附在正電極上而且傳感器溫度高的階段期間在表面上和在表面附近的層中還受到朝向負(fù)電極的驅(qū)動力。最后，在表面上發(fā)生離子的集中。加熱器耦合輸入（是指鈉離子從加熱器到表面的移動）使對自診斷電流（是指鈉離子在表面上和在表面附近的層中的移動）的測量失真并且由此可能導(dǎo)致錯誤的診斷結(jié)果。所述加熱器耦合輸入取決于被施加在加熱器上的電位以及導(dǎo)電離子與電子的比例。

發(fā)明內(nèi)容