[发明专利]用于检测气体的至少一个参数的方法和装置

说明书

背景技术

由现有技术已知用于检测气体的至少一个参数的众多方法和装置。至少一个参数原则上可以涉及气体的任意的物理特性和/或化学特性。至少一个特性尤其可以涉及气体的一种气体成分的含量，即例如至少一种气体成分的百分比和/或分压、尤其是氧含量和/或氮氧化物和/或浓气、即例如碳氢化合物和/或H2的含量。相应的传感器例如可以基于至少一种固体电解质——例如选择性地例如以钇（YSZ）和/或钪（ScSZ）掺杂的或稳定的二氧化锆的使用。例如在罗伯特·博世有限公司的《Sensoren im Kraftfahrzeug》（2007版，第154-159页）中以所谓的氧探测器（Lambdasonden）为例描述了这类气体传感器，以下在本发明的描述中参考这类气体传感器，而不限制其他可能的构型。

由现有技术原则上已知：传感器元件的温度可以具有对基于固体电解质的传感器元件的特性的显著影响。在DE 35 19 410 A1中描述传感器的运行温度以预给定的频率的调制，其中确定由此得出且以相同频率波动的测量信号。在DE 10 2005 020 363 A1中描述：首先借助第一加热电压并且随后借助第二加热电压将感应器加热到一个温度上。在DE 690 06 503 T2中使用传感器元件的两个电极之间的温度梯度。在DE 10 2008 005 110中描述一种方法，其中通过加热元件控制装置调节地加热氧探测器的加热元件。

通常在没有温度调节器的情况下运行氧探测器、尤其是跳跃探测器，其中例如在时间上定义的启动阶段中以较小的加热功率来运行氧探测器。然而，在此通常存在传感器元件的不受控制的和未知的温度，通常与发动机的冷启动条件、发动机负荷状态、废气温度或类似影响参量有关。在很多情况下可以容忍在所述时间内改变的调节位置行为和/或动态性行为。此外，通常还借助温度调节——例如通过氧探测器的内阻测量来运行氧探测器。所述温度调节例如可以在公差范围内调节到传感器元件的目标温度上，例如根据780℃的运行温度调节到220Ω的内阻上。在这类调节中，氧探测器示出与废气温度无关的、在调节位置和动态性方面不变的功能特征。

尽管所提到的类型的传感器元件的由现有技术已知的不同构型和运行方式的众多细节改善，但尤其在所描述的传感器元件的测量精度、动态性和中毒阻抗（Vergiftungsresistenz）方面仍存在显著的改善潜力。因此，目标冲突例如可以部分地如下确定：尤其跳跃探测器在较低的温度时、尤其在与空气系数λ=1存在偏差的情况下具有更高的精度。然而，同时在这类较低的温度时出现在电极中毒方面的更高危险，并且传感器元件的动态性降低。因此，值得期望的是以下运行方法：在所述运行方法中在以上描述的特性方面实现改善并且在所述运行方法中至少很大程度上解决所描述的目标冲突。

发明内容

与此相应，提出一种用于检测流动管中的气体的至少一个参数的方法以及一种用于检测流动管中的气体的至少一个参数的装置。如上所述，在本方法中定性和/或定量检测的至少一个参数原则上可以涉及任意的物理参数和/或化学参数，优选涉及气体的一种气体成分的含量并且尤其涉及以下气体成分的含量：氧、氮氧化物、浓气。气体尤其可以涉及例如机动车中的内燃机的废气。气体例如可以在主流动方向上流动通过流动管，例如在离开内燃机地定向的主流动方向上。因此，流动管尤其可以涉及排气管路或排气管。流动管原则上可以具有任意的横截面，优选圆形的或多边形的横截面。因此，特别优选地使用所述方法来证实排气管路中的废气中的至少一种气体成分，尤其定性和/或定量地证实氧和/或氮氧化物和/或浓气。

在所述方法中，使用至少两个设置在流动管中的不同位置上的气体传感器。尤其至少一个第一气体传感器可以设置在流动管中至少一个第二气体传感器的上游，例如以至少50mm、优选至少100mm并且特别优选至少200mm的间距，例如沿着流动管中的主流动方向。