[发明专利]用于检查氮氧化物传感器的功能能力的方法

说明书

提出了一种用于检查具有第一腔室（12）和第二腔室（14）的氮氧化物催化器（10）的功能能力的方法，其中所述第一腔室具有第一泵单元氧泵单元（20）并且所述第二腔室（14）具有第二泵单元（34），在所述氮氧化物传感器（10）的正常运行中，利用第一泵单元将第一腔室中的氧气浓度降低到预定的第一数值并且利用所述第二泵单元将第二腔室中的氧气浓度减小到低于所述第一数值的第二数值。该方法的特征在于，在诊断运行中，将第一腔室中的氧气浓度设定到一个提高的数值，检测在第二泵单元中流过的泵电流的反应值并且将所述反应值与对于功能正常的氮氧化物传感器的允许的数值的有效的数值范围进行比较并且当所述变化值或由所述变化值导出的参量位于所述数值范围之外时，则评估所述氮氧化物传感器为有缺陷的。独立权利要求涉及用于执行所述方法而设置的控制设备。

技术领域

本发明涉及用于检查根据权利要求1的前序部分的氮氧化物传感器的功能能力的方法。这种方法例如从DE 103 12 732 B4获悉。关于其装置方面，本发明涉及具有独立装置权利要求的特征的控制设备。

背景技术

氮氧化物传感器例如从文献SAE 960334“厚膜ZrO2 NOx传感器（Thick Film ZrO2NOx）”获悉。这种传感器具有第一腔室和第二腔室，其中第一腔室经由第一扩散屏障与测量气体室连接。扩散屏障在此例如是阻止气体颗粒扩散而不完全阻挡它们的多孔结构。测量气体例如是燃烧过程的废气。第一腔室具有与控制设备电连接的第一泵单元氧泵单元。第二腔室经由第二扩散屏障与第一腔室连接并具有与控制设备电连接的第二泵单元。在氮氧化物传感器的正常运行中，利用第一泵单元将第一腔室中的氧气浓度降低到预定的第一数值。利用第二泵单元以释放来自氮氧化物中的氧的方式在此将第二腔室中形成的氧气浓度降低至低于所述第一数值的第二数值。在此，在第二泵单元的固体电解质中以及由此在第二泵单元中形成的泵电流基本上被由氮氧化物分解得到的氧离子携带。因此该泵电流是废气中氮氧化物浓度的量度。

发明内容

本发明通过权利要求1的特征部分在关于其方法方面区别于根据开头所述的DE103 12 732 B4的现有技术。关于其装置方面，本发明的特征在于独立装置权利要求中的特征部分。

根据这些特征在本方法中这样设置，即在氮氧化物传感器的诊断运行中，将第一腔室中的氧气浓度设置到一个提高的数值，从而检测作为对此的反应而形成的在第二泵单元中流过的泵电流的变化值，并且将所述变化值或由所述变化值导出的参量与对于功能正常的氮氧化物传感器的允许的数值的有效的数值范围进行比较，并且当所述变化值或由所述变化值导出的数值位于所述数值范围之外时，则评估所述氮氧化物传感器为有缺陷的。

已经表明，利用这种方法，可以实现在NOx信号动态方面将仍然良好的NOx传感器和已经不再足够功能正常的NOx传感器进行可靠的区分。这由此为先前已知的用于监测NOx信号的动态的方法提供了有利的替代方案。先前的方法将NOx信号动态与由发动机参数计算出的模型进行比较。在NOx还原催化器（如NSC或SCR）之后的应用中，一方面由于减少的氮氧化物排放不再存在足够的激励，另一方面不再可能实现对NOx排放的足够精确的建模。

通过将存在于第一腔室中的氧气浓度设定到提高的数值，更多的氧也从第一腔室经由第二扩散屏障流入到第二腔室中。结果，在第二泵单元中流动的泵电流增加。该变化值的时间特性取决于参与了将气体颗粒从测量气体输送到第二泵单元的固体电解质的中的组分的状态。

例如可能的是，已经完全或部分地堵塞第二扩散屏障，或者第二泵单元的电极例如由于中毒而变得催化性失活。这得到了对于氧流的阻力的增加，这降低了在第一腔室中形成的氧气浓度的变化值在第二泵单元的泵电流信号中得到反映的速度和程度。

相反例如也可能的是，即第二扩散屏障的扩散阻力和/或第二泵单元的电极的扩散阻力由于损坏，例如由于裂缝而降低。这得到了对于氧流的阻力的降低，与处于其新的状态的传感器相比，这增加了在第一腔室中设定的氧气浓度的变化值反映在第二泵单元的泵电流信号中的速度和程度。