[發明專利]用于感測測量氣體室中的測量氣體的顆粒的方法和用于感測測量氣體室中的測量氣體的顆粒的傳感器組件

在審

• 申請號: 201880082874.2
• 申請日: 2018-11-26
• 公開（公告）號: CN111527394A
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發明（設計）人: M·克倫克
• 申請（專利權）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號: G01N15/06
• 分類號: G01N15/06;F02D41/14;F02D41/22;G01N15/00;G01N33/00;G01R31/52;G01R31/28
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 侯鳴慧

本發明提出一種用于感測測量氣體室中的測量氣體的顆粒的方法，其中，使用至少一個傳感器元件(110)。傳感器元件(110)包括至少一個電極結構(112)，其中，所述電極結構(112)具有至少兩個電極裝置(114)。所述方法包括下列步驟：a)所述傳感器元件(110)在至少一個測量模式中運行，包括：i.對所述電極結構(112)加載以至少一個測量電壓；和ii.感測在所述電極結構(112)上的至少一個測量信號、尤其是量化在所述電極裝置(114)之間的測量電流的測量信號，其中，所述測量信號能夠通過所述顆粒影響，和b)所述傳感器元件(110)在至少一個診斷模式中運行，包括：i.對所述電極結構(112)加載以至少一個診斷電壓，其中，所述診斷電壓小于所述測量電壓；ii.感測在所述電極結構(112)上的至少一個診斷信號、尤其是量化在所述電極裝置(114)之間的診斷電流的診斷信號；和iii.通過比較所述診斷信號與至少兩個診斷閾值來分析處理所述診斷信號并且產生關于所述傳感器元件(110)的故障狀態的至少一個信息。

背景技術

由現有技術已知多種用于感測測量氣體室中的測量氣體的顆粒的方法和用于感測測量氣體室中的測量氣體的顆粒的傳感器組件。測量氣體例如可以是內燃機的廢氣。顆粒尤其可以是炭黑或灰塵顆粒。下面在不限制另外的實施方式和應用的情況下尤其參照用于檢測炭黑顆粒的方法和傳感器組件來描述本發明。

兩個或更多個金屬電極可以安置在電絕緣載體上。在電壓作用下積聚的微粒、尤其是炭黑顆粒在傳感器元件的聚集階段中形成在例如構型為彼此梳狀嵌接的叉指電極的電極之間的導電橋并且所述電極由此短路。在復原階段中，電極通常借助于集成的加熱元件自潔式燃燒。通常，顆粒傳感器分析處理電極結構的由于顆粒積聚而改變的電特性。例如可以在施加恒定電壓的情況下測量出減小的電阻或增大的電流。

按照該原理工作的傳感器組件通常被稱為電阻式傳感器并且在多種實施方式中存在，如由DE 10 2005 053 120 A1、DE 103 19 664 A1、DE 10 2004 046 882 A1、DE 102006 042 362 A1、DE 103 53 860 A1、DE 101 49 333 A1 和WO 2003/006976 A2已知。構型為炭黑傳感器的傳感器組件通常用于監控柴油顆粒過濾器。在內燃機的廢氣管路中，所述類型的顆粒傳感器通常接收到保護管中，該保護管同時例如允許以廢氣流經顆粒傳感器。

由于提高的環境意識并且也部分地通過法律規定決定地，必須在車輛運行期間監控炭黑排放并且確保監控的功能性。這類監控功能性通常被稱為車載診斷。用于顆粒傳感器的自診斷的設備和方法例如由DE 10 2009 028 239 A1、DE 10 2009 028 283 A1、DE2007 046 096 A1和US 2012/0119759 A1 已知。

雖然由現有技術已知的用于感測測量氣體室中的測量氣體的顆粒的方法和由現有技術已知的用于感測測量氣體室中的測量氣體的顆粒的傳感器組件具有優點，但所述方法和傳感器組件仍包含改善潛力。尤其地，誤差、尤其是在電極結構上的電誤差的識別和/或驗證通常是昂貴的和/或費時的。例如在識別電誤差的框架中經常需要傳感器元件的自潔式燃燒。尤其地，由此可以在出現電誤差之后產生相應誤差報告的時間上的延遲。因此，炭黑傳感器在電功能性方面的法律要求的自監控、如具有至少2Hz的監控尤其通常困難地實施。此外典型地，不同誤差、尤其不同電誤差的區分僅能困難地實現或根本不可能。

發明內容

因此，在本發明的框架中，提出一種用于感測測量氣體室中的測量氣體的顆粒的方法和傳感器組件。在本發明的框架中，“傳感器組件”原則上可以理解為以下任意的設備，該設備設置成用于感測測量氣體的至少一個測量參數。與此相應地，在本發明的框架中，“用于感測測量氣體的顆粒的傳感器組件”原則上可以理解為以下任意的設備，該設備適用于定性地和/或定量地感測測量氣體中的顆粒并且該設備例如借助于合適的控制單元和合適構型的電極產生相應于所感測的顆粒的至少一個電測量信號、如電壓或電流。所感測的顆粒尤其可以是炭黑顆粒和/或灰塵顆粒。在這里，可以使用DC信號和/或AC信號。此外，例如為了從阻抗中進行信號分析處理可以使用電阻分量和/或電容分量。