[发明专利]用于分析气体的方法、控制器和设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于分析气体的方法，一种相应的控制器和一种用于分析气体、例如车辆的内燃机的排气的设备。

背景技术

为了能够适配在一用于燃烧过程的燃料量和一可供使用的氧气量之间的比例，需要一关于在所述燃烧过程的排气中的氧气浓度的说明。

DE 199 41 051 A1描述了一种用于确定气体混合物中的氧气浓度的传感器元件以及一种用于制造其的方法。

发明内容

在该背景下，利用本发明介绍了根据独立权利要求所述的一种用于分析在一用于拉姆达探头的可加热元件上的气体的方法，一种相应的控制器以及一种用于分期气体的设备。有利的设计方案从各从属权利要求和下面的描述中给出。

在稳定的周围条件下，气体组成的变化引起了在一被加热的物体和所述气体之间的热传递。在所述物体的已知温度的情况下针对所述气体的已知组成的热传递可以经验地作为参考值进行测量。当在每个时间单元内一实际地由所述气体接收的热量和所述物体的温度已知时，可以推断出实际的组成。

介绍一种用于分体在一用于拉姆达探头的可加热元件上的气体的方法，其中，该方法具有下列步骤：

读入一提供到所述可加热元件上的用于维持所述可加热元件的一预先确定的温度的热功率的值；并且

在使用所述热功率的值的前提下，确定在所述可加热元件上的所述气体的气体组成。

一可加热元件可以构造用于将电能转化成热能。所述可加热元件可以具有一电导体，其具有一电阻。所述可加热元件可以具有一用于放热的已知的面积。热功率可以理解为一种功率，其被传导到所述可加热元件上，用以加热所述可加热元件或者维持所述可加热元件的温度。所述热功率可以以电能的形式来提供。提供到所述可加热元件上的热功率可以由所述可加热元件放出到所述气体上。所述热功率可以与一由所述气体在所述可加热元件上接收的热功率成正比。一预先给定的温度可以是一通过实验所获知的温度。所述气体的物理参量可以给定或者是已知的。例如替选于或附加于所述气体的温度，所述气体的流动速度可以是已知的。例如可以给定一通过一节气门的稳定的流动速度，其中，所述气体可以通过所述节气门传导。

在所述读入的步骤中，可以读入一布置在一燃烧排气中的可加热元件的热功率的值。这样，所述方法可以例如用于分析一机动车的排气流。替选地或附加地，可以在所述确定的步骤中，确定所述气体的燃烧空气比作为所述气体组成。一燃烧排气可以是一内燃机的排气。一燃烧空气比可以代表一为了所述燃烧所需的氧气的过剩或不足的特征。当所述燃烧空气比被平衡时，所有的反应对都可以完全地被转化成反应产物。

所述热功率的值可以在使用一在所述可加热元件上下降的电压和一通过所述可加热元件的电流来获知。这能够实现所述热功率的值的特别简单的确定。

所述方法可以具有一提供用于所述可加热元件的热功率的步骤，其中，提供所述热功率，直到所述可加热元件的电阻的值位于一围绕一配属于预先确定的温度的额定电阻的公差范围内。在此，可以是所述可加热元件的额定电阻。当所述电阻位于围绕所述额定电阻的公差范围内时，可以进行所述读入的步骤。所述热功率可以是可变的。所述热功率可以利用所述额定电阻被调节成指令参量。所述电阻可以被称为调节参量。所述电阻可以与所述可加热元件的温度成正比。经由所述电阻可以间接地调节所述温度。

在所述读入的步骤中还可以读入一在所述可加热元件上的气体的温度的值。所述气体组成还可以在使用所述温度的值以及在所述温度和所述热功率之间的关联的前提下来确定。所述温度可以例如通过一温度传感器来测量。当所述元件未被加热时，所述温度可以在使用一与温度相关的所述可加热元件的电阻的前提下来检测。然后可以交替地进行所述加热和所述测量。所述关联可以保存在一特征场中。所述关联可以显示在一公式中。所述关联可以在参考测量中就已经获知。

在所述读入的步骤中还可以读入一在所述可加热元件上的气体的流动速度的值。所述气体组成还可以在使用所述流动速度的值以及在所述流动速度和所述热功率之间的关联的前提下来确定。所述流动速度可以经由一传感器来检测。所述关联可以保存在一特征场中。所述关联可以显示在一公式中。所述关联可以在参考测量中就已经获知。

所述流动速度可以在使用通过一已知的流动横截面的所述气体的质量流的前提下来获知。所述流动速度可以经由流动机械的关联与所述质量流成正比。所述流动速度可以经由一传感器来检测。

介绍一种用于分体在一用于拉姆达探头的可加热元件上的气体的控制器，其中，该控制器具有下列特征：