[发明专利]用于感测测量气体室中的测量气体的颗粒的方法和用于感测测量气体室中的测量气体的颗粒的传感器组件

说明书

本发明提出一种用于感测测量气体室中的测量气体的颗粒的方法，其中，使用至少一个传感器元件(110)。传感器元件(110)包括至少一个电极结构(112)，其中，所述电极结构(112)具有至少两个电极装置(114)。所述方法包括下列步骤：a)所述传感器元件(110)在至少一个测量模式中运行，包括：i.对所述电极结构(112)加载以至少一个测量电压；和ii.感测在所述电极结构(112)上的至少一个测量信号、尤其是量化在所述电极装置(114)之间的测量电流的测量信号，其中，所述测量信号能够通过所述颗粒影响，和b)所述传感器元件(110)在至少一个诊断模式中运行，包括：i.对所述电极结构(112)加载以至少一个诊断电压，其中，所述诊断电压小于所述测量电压；ii.感测在所述电极结构(112)上的至少一个诊断信号、尤其是量化在所述电极装置(114)之间的诊断电流的诊断信号；和iii.通过比较所述诊断信号与至少两个诊断阈值来分析处理所述诊断信号并且产生关于所述传感器元件(110)的故障状态的至少一个信息。

背景技术

由现有技术已知多种用于感测测量气体室中的测量气体的颗粒的方法和用于感测测量气体室中的测量气体的颗粒的传感器组件。测量气体例如可以是内燃机的废气。颗粒尤其可以是炭黑或灰尘颗粒。下面在不限制另外的实施方式和应用的情况下尤其参照用于检测炭黑颗粒的方法和传感器组件来描述本发明。

两个或更多个金属电极可以安置在电绝缘载体上。在电压作用下积聚的微粒、尤其是炭黑颗粒在传感器元件的聚集阶段中形成在例如构型为彼此梳状嵌接的叉指电极的电极之间的导电桥并且所述电极由此短路。在复原阶段中，电极通常借助于集成的加热元件自洁式燃烧。通常，颗粒传感器分析处理电极结构的由于颗粒积聚而改变的电特性。例如可以在施加恒定电压的情况下测量出减小的电阻或增大的电流。

按照该原理工作的传感器组件通常被称为电阻式传感器并且在多种实施方式中存在，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。构型为炭黑传感器的传感器组件通常用于监控柴油颗粒过滤器。在内燃机的废气管路中，所述类型的颗粒传感器通常接收到保护管中，该保护管同时例如允许以废气流经颗粒传感器。

由于提高的环境意识并且也部分地通过法律规定决定地，必须在车辆运行期间监控炭黑排放并且确保监控的功能性。这类监控功能性通常被称为车载诊断。用于颗粒传感器的自诊断的设备和方法例如由DE 10 2009 028 239 A1、DE 10 2009 028 283 A1、DE2007 046 096 A1和US 2012/0119759 A1 已知。

虽然由现有技术已知的用于感测测量气体室中的测量气体的颗粒的方法和由现有技术已知的用于感测测量气体室中的测量气体的颗粒的传感器组件具有优点，但所述方法和传感器组件仍包含改善潜力。尤其地，误差、尤其是在电极结构上的电误差的识别和/或验证通常是昂贵的和/或费时的。例如在识别电误差的框架中经常需要传感器元件的自洁式燃烧。尤其地，由此可以在出现电误差之后产生相应误差报告的时间上的延迟。因此，炭黑传感器在电功能性方面的法律要求的自监控、如具有至少2Hz的监控尤其通常困难地实施。此外典型地，不同误差、尤其不同电误差的区分仅能困难地实现或根本不可能。

发明内容

因此，在本发明的框架中，提出一种用于感测测量气体室中的测量气体的颗粒的方法和传感器组件。在本发明的框架中，“传感器组件”原则上可以理解为以下任意的设备，该设备设置成用于感测测量气体的至少一个测量参数。与此相应地，在本发明的框架中，“用于感测测量气体的颗粒的传感器组件”原则上可以理解为以下任意的设备，该设备适用于定性地和/或定量地感测测量气体中的颗粒并且该设备例如借助于合适的控制单元和合适构型的电极产生相应于所感测的颗粒的至少一个电测量信号、如电压或电流。所感测的颗粒尤其可以是炭黑颗粒和/或灰尘颗粒。在这里，可以使用DC信号和/或AC信号。此外，例如为了从阻抗中进行信号分析处理可以使用电阻分量和/或电容分量。