用于检测气体混合物中至少一个具有结合的氧的测量气体成分的含量的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种方法和一种装置(110)，所述方法和所述装置用于在氧分子出现于所述装置(110)中时在测量气体室(126)中通过感测通过具有结合的氧的测量气体成分的还原而产生的氧气的含量来检测气体混合物中、尤其内燃机的废气中至少一个具有结合的氧的测量气体成分的含量，所述装置具有至少一个第一泵单元(112)、基准单元(130)和第二泵单元(140)。所述方法包括以下步骤：a)在所述第一泵单元(112)中如此产生第一泵电流(120)，使得发生第一含量的氧离子在所述测量气体室(126)和所述装置(110)的周围环境之间的运输；b)将基准泵电流(138)如此施加到所述基准单元(130)上，使得第二含量的氧离子被运输到基准气体室(136)中；c)借助于催化作用在所述第二泵单元(140)的电极上分解具有所述结合的氧的测量气体成分，由此，由所述测量气体成分产生其它氧分子；d)将第二泵电流(146)如此施加到所述第二泵单元(140)上，使得由所述其它氧分子形成的其它氧离子含量被运输到所述基准气体室(136)中；以及e)由所述基准泵电流(138)和所述第二泵电流(146)形成的电流总和保持恒定。

Method and apparatus for detecting the content of at least one gas component having combined oxygen in a gas mixture

The invention relates to a method and a device (110), the method and the device used in the device appears in the oxygen molecule (110) in the measurement of the gas chamber (126) containing the amount by sensing reduction by measuring the gas composition with a combination of oxygen and oxygen to detect the gas mixture, especially at least one measuring gas with combined oxygen content in the exhaust gas of internal combustion engine components, the apparatus has at least one first pump unit (112), a reference unit (130) and second (140) pump unit. The method comprises the following steps: a) in the first pump unit (112) so the first pump current (120), the first oxygen ions content in the measurement of gas of the chamber (126) and the device (110) between the surrounding environment and transportation; b) benchmark pump current (138) that is applied to the base unit (130), the oxygen ion content of second is transported to a reference gas chamber (136); c) with the help of catalysis in the second pump unit (140) with the combined measurement of gas oxygen decomposition on the electrode component, thereby and other oxygen molecules by measuring the gas composition; second) d pump current (146) that is applied to the second pump unit (140), the other oxygen ions formed by the other oxygen molecules are transported to the reference gas chamber (136); and E) by the reference current pump (138) The sum of the current formed with the second pump current (146) remains constant.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于检测气体混合物中至少一个具有结合的氧的测量气体成分的含量的方法和装置
本专利技术涉及用于在出现有氧分子时在测量气体室通过感测通过具有结合的氧的测量气体成分的还原而产生的氧气的含量来检测气体混合物中、尤其内燃机的废气中至少一个具有结合的氧的测量气体成分的含量的一种方法和一种装置。此外，本专利技术涉及一种计算机程序、一种电子存储器介质和一种电子控制器，所述计算机程序设置为用于执行所提及的方法的步骤，这种计算机程序存储在所述电子存储器介质上，所述电子控制器尤其包括这种电子存储器介质。
技术介绍
由现有技术已知用于检测气体混合物中至少一个气体含量的方法和装置。下面，在不限制其它可能的构型的情况下，基本上参考用于定量和/或定性地感测气体混合物中至少一个气体含量、尤其分压力和/或体积含量和/或质量含量的装置来说明本专利技术。例如，尤其在机动车领域中，所述气体可以涉及内燃机的废气。作为用于感测气体含量的传感器尤其涉及λ探测器。例如在编者KonradReif，“机动车中的传感器”(SensorenimKraftfahrzeug)，第二版，2012,第160-165页中描述了λ探测器。λ探测器、尤其通用的λ探测器使两种物质流、尤其氧气流在两个室之间处于平衡，所述两个室可以涉及装置外部的气体室或处于装置中的空心室。在此，所述物质流中的一个物质流通过扩散屏障上的浓度差来驱动。另一个物质流通过固体电解质和两个电极、尤其两个泵电极以通过施加的泵电流来控制的方式驱动。在此，优选如此调节所述泵电流，使得在空心室中产生恒定的和非常小的氧气浓度。扩散屏障上的浓度分布曲线通过空心室中的恒定调节点、尤其导致一氧气浓度的恒定额定电压以及通过由废气侧的氧气浓度来单义地确定。氧气分子从测量气体室到空心室的流入相应于这种单义的浓度分布曲线来产生并且相应于所输入的泵电流。因此，泵电流可以用作为测量气体室中的氧气浓度、尤其在废气侧附的氧气浓度的测量值。此外，已知用于在氧分子存在的情况下通过感测氧气的含量检测气体混合物中、尤其内燃机的废气中具有结合的氧的测量气体成分的至少一个含量的方法和装置，所述氧气通过具有结合的氧的测量气体成分的还原而产生。EP0769693A1公开了用于在氧分子尤其通过借助于适用于目的的催化器对氮氧化物NOX进行还原而出现的情况下通过感测氧气的含量来检测气体混合物中至少一个具有结合的氧的测量气体成分、尤其NOX的含量的方法和装置，所述氧气通过具有结合的氧的测量气体成分的还原而产生。其中所述的装置包括第一泵，所述第一泵作用在第一空心室上，所述第一空心室与测量气体室处于连接中，其中，第一泵单元用于从第一空心室运输氧气，由此在第一空心室中产生较小的氧气分压力。此外，所述装置包括一基准单元，该基准单元作用在基准气体室上并且该基准单元用于，如此从第二空心室运输氧气，使得可以如此调节处于空心室中的气氛中的氧气分压力，使得该氧气分压力具有一值，该值基本上不妨碍对测量气体成分的含量的感测。最后，所述装置包括第二泵单元，该第二泵单元作用在第二空心室上，其中，作用在第二空心室上的电极、尤其通过为此而引入电极中的催化器设置为用于还原或消解导入到第二空心室中的气氛中的、具有结合的氧的测量气体成分，优选氮氧化物NOX。通过对第二空心室中的测量气体成分进行还原或消解所产生的氧气(优选所述氧气来自于氮氧化物NOX的还原)借助于第二泵电流运输到基准气体室中并且借助于这样的值来检测所述氧气的含量：第二泵电流被设定到该值上。以所述方式，可以借助于至少三个相继布置的泵单元的级联在测量气体室中确定气体混合物中氮氧化物NOX的含量，所述气体混合物除了氮氧化物NOX之外也还包括氧气。此外，由现有技术已知用于机动车的车载诊断(On-Board-Diagnose，OBD)的装置。以OBD尤其可以监测机动车中的内燃机的这样的部件，所述部件对内燃机的废气的特性施加影响。在废气的特性方面出现的错误通过OBD来感测并且例如通过指示灯显示给机动车驾驶员以及持久地存储在所属的控制器具中。OBD首次在1988年被加州空气资源委员会(CaliforniaAirResourcesBoard，CARB)在此背景下推广：不仅要在对机动车进行许可时而且要在其使用寿命上确保废气排放规定。另外，在现在投入使用的用于自行监测的车辆自身的第二代电子系统(CARB-OBDII)的进一步改进方案的范围内，因此也要求，不同于已知的电子控制装置而准确地确定和定位废气相关系统的功能性故障，概念“精准定位”也使用于此。就此而论，来自电流源的输出电流的发射(Streuung)起着特别的作用，所述发射可以具有直至30％或更大的公差。用于电流源的结构元件的由制造引起的公差可以与附加的效应、尤其由于结构元件的老化所引起的效应和/或因为作用在结构元件上的温度的效应而可能导致，电流源的输出电流可以在相当大的高度上偏离其名义上的值。但是，因为如上所述，基准单元中的氧气分压力与基准泵电流的大小成比例，基准泵电流的由此引起的发射可以对用于检测测量气体成分在测量气体室中的至少一个含量的装置的特征和功能具有完全显著的作用。如果基准泵电流以该方式偏离所确定的规定值，则可以明显地限制已知的用于感测气体含量的传感器的测量准确性。
技术实现思路
本专利技术提出一种方法和一种装置、一种计算机程序、一种电子存储器介质和一种电子控制器，所述方法和装置在氧分子出现于装置中时在测量气体室通过感测通过具有结合的氧的测量气体成分的还原而产生的氧气的含量来检测气体混合物中、尤其内燃机的废气中至少一个具有结合的氧的测量气体成分的含量，所述装置具有至少一个第一泵单元、基准单元和第二泵单元，所述计算机程序设置为用于执行所提及方法的步骤，在所述电子存储器介质上存储这种计算机程序，所述电子控制器尤其包括这种电子存储器介质，所述方法和装置、计算机程序、电子存储器介质和电子控制器具有独立权利要求的特征，以所述特征可以至少部分地改进这种方法和装置的由现有技术已知的缺点。为此，从属权利要求分别说明优选的构型。本专利技术基于以下内容：对具有结合的氧、尤其具有化合的氧的测量气体成分(优选氮氧化物NOX、硫氧化物SOX和/或碳氧化物COX)的含量的检测根据现有技术基于以下假设：包含在基准气体室中的氧气含量尽可能完全来自待检测的测量气体成分(尤其氮氧化物NOX、硫氧化物SOX和/或碳氧化物COX)的还原。基于该假设，与此相应地从以下出发：第二泵电流所设定到的值由此与待检测的测量气体成分，尤其氮氧化物NOX、硫氧化物SOX和/或碳氧化物COX，的含量成比例。然而可以确定，在具有至少一个第一泵单元、基准单元和第二泵单元并且设置为用于实施本专利技术方法的装置中附加地出现的效应能够歪曲对待检测的测量气体成分，尤其氮氧化物NOX、硫氧化物SOX和/或碳氧化物COX，的含量的检测。如上面已经描述的，通过测量气体成分的还原或消解所产生的、优选来自氮氧化物NOX、硫氧化物SOX和/或碳氧化物COX的还原的氧气借助于第二泵电流运输到基准气体室中，以便以该方式借助于这样的值来检测测量气体成分的含量：第二泵电流被调节到该值上。当然，除了该氧离子流(所述氧离子流的氧离子来自具有结合的氧的测量气体成分的还原)之外，来自由在第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
方法，其用于在氧分子出现于装置(110)中时在测量气体室(126)中通过感测通过具有结合的氧的测量气体成分的还原而产生的氧气的含量来检测气体混合物中、尤其内燃机的废气中至少一个具有结合的氧的测量气体成分的含量，所述装置具有至少一个第一泵单元(112)、基准单元(130)和第二泵单元(140)，所述方法包括以下步骤：a)在所述第一泵单元(112)中如此产生第一泵电流(120)，使得发生第一含量的氧离子在所述测量气体室(126)和所述装置(110)的周围环境之间的运输；b)将基准泵电流(138)如此施加到所述基准单元(130)上，使得第二含量的氧离子被运输到基准气体室(136)中；c)借助于催化作用在所述第二泵单元(140)的电极上分解具有所述结合的氧的测量气体成分，由此，由所述测量气体成分产生其它氧分子；d)将第二泵电流(146)如此施加到所述第二泵单元(140)上，使得由所述其它氧分子形成的其它氧离子含量被运输到所述基准气体室(136)中；其特征在于，e)由所述基准泵电流(138)和所述第二泵电流(146)形成的电流总和保持恒定。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.11 DE 102014218223.9;2015.06.09 DE 10201521.方法，其用于在氧分子出现于装置(110)中时在测量气体室(126)中通过感测通过具有结合的氧的测量气体成分的还原而产生的氧气的含量来检测气体混合物中、尤其内燃机的废气中至少一个具有结合的氧的测量气体成分的含量，所述装置具有至少一个第一泵单元(112)、基准单元(130)和第二泵单元(140)，所述方法包括以下步骤：a)在所述第一泵单元(112)中如此产生第一泵电流(120)，使得发生第一含量的氧离子在所述测量气体室(126)和所述装置(110)的周围环境之间的运输；b)将基准泵电流(138)如此施加到所述基准单元(130)上，使得第二含量的氧离子被运输到基准气体室(136)中；c)借助于催化作用在所述第二泵单元(140)的电极上分解具有所述结合的氧的测量气体成分，由此，由所述测量气体成分产生其它氧分子；d)将第二泵电流(146)如此施加到所述第二泵单元(140)上，使得由所述其它氧分子形成的其它氧离子含量被运输到所述基准气体室(136)中；其特征在于，e)由所述基准泵电流(138)和所述第二泵电流(146)形成的电流总和保持恒定。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，如此设定所述基准泵电流(138)的值，使得所述电流总和保持恒定，并且，由所述第二泵电流(146)的值确定所述气体混合物中的具有结合的氧的测量气体成分的含量。3.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述具有结合的氧的测量气体成分的分解通过电极(142、144)的催化作用来进行，所述电极作用在所述第二泵单元(140)上。4.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，如此设定所述第一泵电流(120)的值，使得在所述氧离子的第一含量和所述氧离子的第二含量之间产生确定的比例关系。5.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，如此设定所述基准泵电流(138)的值，使得在所述基准气体室(136)中构成确定含量的氧离子。6.计算机程序，所述计算机程序设置为用于执行根据以上权利要求中任一项所述的方法的步骤。7.电子存储器介质，根据权利要求6所述的计算机程序存储在所述电子存储器介质上。8.电子控制器(124)，...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·D·马科夫斯基，R·海因，A·德赖尔，D·迪克，P·厄克特灵，M·瓦尔多夫，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE