DE102016206991A1

DE102016206991A1 - Method for diagnosing a nitrogen oxide sensor in an internal combustion engine

Info

Publication number: DE102016206991A1
Application number: DE102016206991.8A
Authority: DE
Inventors: Christian Heidtkamp; David Wieland
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Vitesco Technologies GmbH
Priority date: 2016-04-25
Filing date: 2016-04-25
Publication date: 2017-10-26
Also published as: WO2017186519A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Diagnose eines in einer Brennkraftmaschine angeordneten Stickoxidsensors (10), der eine einer ersten Pumpkavität (20) zugeordnete erste Pumpelektrode (24), eine einer zweiten Pumpkavität (30) zugeordnete zweite Pumpelektrode (34) und eine einer Messkavität (40) zugeordnete Messelektrode (44) aufweist. Das Verfahren umfasst ein Ausbringen von Sauerstoff aus der ersten Pumpkavität (20) mittels der ersten Pumpelektrode (24), ein Einbringen von Sauerstoff in die zweite Pumpkavität (30) mittels der zweiten Pumpelektrode (34), ein Strömen des in die zweite Pumpkavität (30) eingebrachten Sauerstoffs zumindest teilweise in die Messkavität (40), ein Erfassen eines Diagnosemesswerts in der Messkavität (40) mittels der Messelektrode (44) und ein Feststellen, dass der Stickoxidsensor (10) fehlerhaft ist, wenn der erfasste Diagnosemesswert von einem vorbestimmten Referenzwert um einen vorbestimmten Schwellenwert abweicht.The invention relates to a method for diagnosing a nitrogen oxide sensor (10) arranged in an internal combustion engine, comprising a first pumping electrode (24) associated with a first pumping cavity (20), a second pumping electrode (34) associated with a second pumping cavity (30) and a measuring cavity (10). 40) associated measuring electrode (44). The method comprises discharging oxygen from the first pumping cavity (20) by means of the first pumping electrode (24), introducing oxygen into the second pumping cavity (30) by means of the second pumping electrode (34), flowing the second pumping cavity (30 at least partially into the measuring cavity (40), detecting a diagnostic reading in the measuring cavity (40) by means of the measuring electrode (44), and determining that the nitrogen oxide sensor (10) is faulty when the detected diagnostic reading changes from a predetermined reference value deviates from a predetermined threshold.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Diagnose eines in einem Auslasstrakt einer Brennkraftmaschine angeordneten Stickoxidsensors, insbesondere ein Verfahren zur Diagnose der Funktionstüchtigkeit und Messgenauigkeit des Stickoxidsensors.The present invention relates to a method for diagnosing a nitrogen oxide sensor arranged in an exhaust tract of an internal combustion engine, in particular a method for diagnosing the functionality and measuring accuracy of the nitrogen oxide sensor.

Stickoxidsensoren erlauben eine Messung der Stickoxidkonzentration im Abgas von Brennkraftmaschinen, beispielsweise Otto- oder Dieselmotoren. Dadurch wird z. B. eine optimale Regelung und Diagnose von Stickoxidkatalysatoren durch die Motorsteuerung ermöglicht. Zur Überprüfung der Funktion derartiger Abgassensoren kann eine Eigendiagnose durchgeführt werden.Nitrogen oxide sensors allow a measurement of the nitrogen oxide concentration in the exhaust gas of internal combustion engines, for example gasoline or diesel engines. This z. B. allows optimal control and diagnosis of nitrogen oxide catalysts by the engine control. To check the function of such exhaust gas sensors, a self-diagnosis can be carried out.

Die DE 10 2007 035 768 A1 offenbart hierzu ein Verfahren zur Diagnose eines in einer Abgasanlage einer Verbrennungskraftmaschine angeordneten Stickoxidsensors, der mindestens eine Einstelleinrichtung zum Einstellen des Sauerstoffgehalts von in den Sensor eingetretenem Abgas mittels einer elektrischen Größe und mindestens eine einen den Stickoxidgehalt des Abgases charakterisierenden Messwert ausgebenden Messeinrichtung aufweist. Bei dem daraus bekannten Verfahren wird mit der Einstelleinrichtung durch Einstellen eines definierten Diagnosewerts der elektrischen Größe ein definierter Sauerstoffgehalt in dem in den Sensor eingetretenen Abgas eingestellt, ein entsprechender Messwert der Messeinrichtung mit einem zu dem definierten Sauerstoffgehalt gehörenden Referenzwert verglichen und anhand des Vergleichsergebnisses eine Diagnose des Stickoxidsensors durchgeführt. Dabei ist vorgesehen, dass zum Einstellen des Diagnosewerts zunächst mindestens ein von dem Diagnosewert abweichender Wert der elektrischen Größe eingestellt wird und die elektrische Größe anschließend auf den Diagnosewert eingestellt wird.The DE 10 2007 035 768 A1 discloses for this purpose a method for diagnosing a arranged in an exhaust system of an internal combustion engine nitrogen oxide sensor having at least one adjusting device for adjusting the oxygen content of the exhaust gas entered into the sensor by means of an electrical variable and at least one measuring device that characterizes the nitrogen oxide content of the exhaust gas measuring device. In the method known therefrom, by setting a defined diagnostic value of the electrical quantity, a defined oxygen content in the exhaust gas that has entered the sensor is set, a corresponding measured value of the measuring device is compared with a reference value belonging to the defined oxygen content, and a diagnosis of the reference value based on the comparison result Nitrogen sensor performed. In this case, it is provided that at least one value of the electrical variable deviating from the diagnostic value is initially set for setting the diagnostic value, and the electrical variable is then set to the diagnostic value.

Ferner ist aus der DE 697 32 582 T2 ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Messen der Sauerstoffkonzentration und der Stickoxidkonzentration unter Verwendung eines Stickoxidsensors bekannt.Furthermore, from the DE 697 32 582 T2 A method and apparatus for measuring oxygen concentration and nitrogen oxide concentration using a nitrogen oxide sensor is known.

Zudem offenbart die DE 103 12 732 B4 ein Verfahren zum Betrieb einer Messsonde zur Messung einer Gaskonzentration in einem Messgas mit einem sauerstoffionenleitenden Festelektrolyten, der eine Messkavität zur Aufnahme des Messgases, eine Messelektrode und eine Außenelektrode aufweist. Ein zwischen Messelektrode und Außenelektrode fließender Pumpstrom transportiert Sauerstoffionen von der Messelektrode zur Außenelektrode. Dabei wird eine Überprüfung der Messelektrode durch eine Bestimmung der effektiv für die Sauerstoffdiffusion zur Verfügung stehenden Elektrodenfläche oder eines davon abhängigen Wertes durchgeführt, indem in der Messkavität eine vorbestimmte Sauerstoffkonzentration eingestellt wird, ein vorbestimmter konstanter Pumpstrom zwischen Messelektrode und Außenelektrode eingeprägt und das resultierende Nernstpotential an der Messelektrode gemessen wird, die Zeitdauer gemessen wird, bis das gemessene Nernstpotential von kleinen zu großen Werten springt, die gemessene Zeitdauer mit einem vorbestimmten Schwellenwert verglichen wird und ein Defekt der Messelektrode festgestellt wird, wenn die gemessene Zeitdauer den vorbestimmten Schwellenwert unterschreitet.In addition, the reveals DE 103 12 732 B4 a method for operating a measuring probe for measuring a gas concentration in a measuring gas with an oxygen ion-conducting solid electrolyte having a measuring cavity for receiving the measuring gas, a measuring electrode and an outer electrode. A pumping current flowing between the measuring electrode and the outer electrode transports oxygen ions from the measuring electrode to the outer electrode. In this case, a check of the measuring electrode is carried out by determining the available electrode surface for the oxygen diffusion or a dependent value by a predetermined oxygen concentration is set in the Meßkavität, impressed a predetermined constant pumping current between the measuring electrode and outer electrode and the resulting Nernst potential at the Measuring electrode is measured, the period of time is measured until the measured Nernstpotential jumps from small to large values, the measured time period is compared with a predetermined threshold and a defect of the measuring electrode is detected when the measured time is less than the predetermined threshold value.

In Anbetracht des Standes der Technik ist es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Diagnose eines in einem Auslasstrakt einer Brennkraftmaschine angeordneten Stickoxidsensors bereitzustellen, mit dem die Funktionstüchtigkeit und Messgenauigkeit des Stickoxidsensors zuverlässig und effizient erfasst werden kann.In view of the prior art, it is an object of the present invention to provide a method for diagnosing a nitrogen oxide sensor disposed in an exhaust tract of an internal combustion engine with which the performance and measurement accuracy of the nitrogen oxide sensor can be detected reliably and efficiently.

Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.This object is achieved by a method according to claim 1. Further advantageous embodiments are specified in the subclaims.

Der vorliegenden Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, innerhalb der Messkavität eines Stickoxidsensors eine vorbestimmte Sauerstoffkonzentration unabhängig von der Zusammensetzung des vorliegenden Abgases einzustellen. Dies wird im Wesentlichen dadurch erreicht, dass der im Abgas befindliche Sauerstoff bereits vor dem Erreichen der Messkavität nahezu vollständig abgeleitet wird, wobei das Einstellen des vorbestimmten Sauerstoffgehalts durch Einbringen von Sauerstoff in die Messkavität erfolgt, sodass sich ein vorbestimmter Sauerstoffgehalt innerhalb der Messkavität einstellt.The present invention is based on the idea within the measuring cavity of a nitrogen oxide sensor to set a predetermined oxygen concentration, regardless of the composition of the present exhaust gas. This is achieved essentially by the fact that the oxygen in the exhaust gas is almost completely discharged already before reaching the measuring cavity, the setting of the predetermined oxygen content by introducing oxygen into the measuring cavity, so that a predetermined oxygen content is established within the measuring cavity.

Es wird folglich ein Verfahren zur Diagnose eines in einer Abgasanlage einer Brennkraftmaschine angeordneten Stickoxidsensors bereitgestellt. Der Stickoxidsensor weist eine einer ersten Pumpkavität zugeordnete erste Pumpelektrode, eine einer zweiten Pumpkavität, die mit der ersten Pumpkavität über einen ersten Diffusionspfad verbunden ist, zugeordnete zweite Pumpelektrode und eine einer Messkavität, die mit der zweiten Pumpkavität über einen zweiten Diffusionspfad verbunden ist, zugeordnete Messelektrode auf, die einen den Stickoxidgehalt und/oder Sauerstoffgehalt des Abgases anzeigenden Messwert ausgibt. Insbesondere ist die Messelektrode des Stickoxidsensors dazu ausgebildet, während des Normalbetriebs einen den Stickoxdigehalt des Abgases anzeigenden Messwert auszugeben und während der Eigendiagnose einen den Sauerstoffgehalt des eingebrachten Sauerstoffs anzeigenden Messwert auszugeben. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst ein Ausbringen von Sauerstoff aus der ersten Pumpkavität mittels der ersten Pumpelektrode, ein Einbringen von Sauerstoff in die zweite Pumpkavität mittels der zweiten Pumpelektrode, ein Strömen des in die zweite Pumpkavität eingebrachten Sauerstoffs zumindest teilweise in die Messkavität, ein Erfassen eines Diagnosemesswerts in der Messkavität mittels der Messelektrode und ein Feststellen, dass der Stickoxidsensor fehlerhaft ist, wenn der erfasste Diagnosemesswert von einem vorbestimmten Referenzwert um einen vorbestimmten Schwellenwert abweicht.Consequently, a method is provided for diagnosing a nitrogen oxide sensor arranged in an exhaust system of an internal combustion engine. The nitrogen oxide sensor has a first pumping electrode associated with a first pumping cavity, a second pumping electrode associated with a second pumping cavity, which is connected to the first pumping cavity via a first diffusion path, and a measuring electrode associated with a measuring cavity, which is connected to the second pumping cavity via a second diffusion path which outputs a reading indicating the nitrogen oxide content and / or the oxygen content of the exhaust gas. In particular, the measuring electrode of the nitrogen oxide sensor is designed to output a measured value indicative of the nitrogen oxide content of the exhaust gas during normal operation and to output a measured value indicating the oxygen content of the introduced oxygen during the self-diagnosis. The method according to the invention comprises a discharge of oxygen from the first pumping cavity by means of the first pumping electrode, an introduction of oxygen into the second pumping cavity by means of the second pumping electrode, a flow of the oxygen introduced into the second pumping cavity at least partially into the measuring cavity, detection of a diagnostic measured value in the measuring cavity by means of the measuring electrode and a determination that the nitrogen oxide sensor is faulty if the detected diagnostic measured value is faulty predetermined reference value deviates by a predetermined threshold.

Durch das Ausbringen von Sauerstoff aus dem in der ersten Pumpkavität vorliegenden Abgas und durch das Einbringen von Sauerstoff in die zweite Pumpkavität und somit auch in die Messkavität des Stickoxidsensors kann die Eigendiagnose nahezu unabhängig von der Abgaszusammensetzung durchgeführt werden. Genauer gesagt kann man sich vom Abgas hermetisch abtrennen und die Eigendiagnose unabhängig von der Abgaszusammensetzung durchführen. Dabei ist zu beachten, dass die Eigendiagnose vorzugsweise erst dann durchgeführt wird, wenn der Sauerstoffgehalt im Abgas zwischen ungefähr 0,5 % und ungefähr 20 % liegt.By applying oxygen from the exhaust gas present in the first pumping cavity and by introducing oxygen into the second pumping cavity and thus also into the measuring cavity of the nitrogen oxide sensor, the self-diagnosis can be carried out almost independently of the exhaust gas composition. More specifically, one can hermetically separate from the exhaust gas and perform the self-diagnosis independently of the exhaust gas composition. It should be noted that the self-diagnosis is preferably carried out only when the oxygen content in the exhaust gas is between about 0.5% and about 20%.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt das Ausbringen von Sauerstoff aus der ersten Pumpkavität derart, dass sich ein vorbestimmter erster Sauerstoffgehalt in der ersten Pumpkavität einstellt. Zusätzlich oder alternativ erfolgt das Einbringen von Sauerstoff in die zweite Pumpkavität derart, dass sich ein vorbestimmter zweiter Sauerstoffgehalt in der zweiten Pumpkavität einstellt. Zusätzlich oder alternativ erfolgt das Strömen von Sauerstoff aus der zweiten Pumpkavität in die Messkavität derart, dass sich in der Messkavität ein vorbestimmter dritter Sauerstoffgehalt einstellt.According to an advantageous embodiment of the method according to the invention, the discharge of oxygen from the first pumping cavity takes place such that a predetermined first oxygen content is established in the first pumping cavity. Additionally or alternatively, the introduction of oxygen into the second pumping cavity takes place such that a predetermined second oxygen content is established in the second pumping cavity. Additionally or alternatively, the flow of oxygen from the second pumping cavity into the measuring cavity takes place in such a way that a predetermined third oxygen content is established in the measuring cavity.

In einer bevorzugten Ausgestaltung weist das Ausbringen von Sauerstoff aus der ersten Pumpkavität mittels Steuern der ersten Pumpelektrode ein Erfassen einer ersten Nernstspannung zwischen der ersten Pumpelektrode und einer Referenzelektrode zu Beginn der Diagnose und ein Halten der ersten Nernstspannung an dem erfassten Wert auf, so dass der Sauerstoff nahezu vollständig bzw. mit definiertem Schlupf aus dem Abgas herausgepumpt wird. Die Steuerung des Stickoxidsensors wechselt also in eine V0/IP0-Steuerung. Die erfasste erste Nernstspannung kann auch eine erste Elektrodenspannung sein, die sich aus der ersten Nernstspannung und einer durch den ersten Pumpstrom erzeugten ersten Pumpspannung zusammensetzt, insbesondere bei einem ungepulsten ersten Pumpstrom.In a preferred embodiment, the application of oxygen from the first pumping cavity by controlling the first pumping electrode comprises detecting a first Nernst voltage between the first pumping electrode and a reference electrode at the beginning of the diagnosis and holding the first Nernst voltage at the detected value, such that the oxygen almost completely or with defined slip out of the exhaust gas is pumped. The control of the nitrogen oxide sensor thus changes into a V0 / IP0 control. The detected first Nernst voltage may also be a first electrode voltage, which is composed of the first Nernst voltage and a first pumping voltage generated by the first pumping current, in particular in the case of an unpulsed first pumping current.

Im Rahmen der vorliegenden Offenbarung werden die Begriffe Nernstspannung und Elektrodenspannung verwendet, insbesondere in Bezug auf die erste Nernstspannung und erste Elektrodenspannung. Dabei ist zu beachten, dass die Elektrodenspannung eine Spannung zwischen der jeweiligen Elektrode (erste Pumpelektrode, zweite Pumpelektrode, Messelektrode) und einer Referenzelektrode ist, die eine Sauerstoffreferenz darstellt. Der an der jeweiligen Elektrode angelegte Strom (erster Pumpstrom, zweiter Pumpstrom, Messstrom) erzeugt eine Spannung, die gemeinsam mit der jeweiligen Nernstspannung die Elektrodenspannung bildet. Wird jedoch die Elektrodenspannung während einer Ausschaltzeit eines gepulsten Stroms ermittelt, wird der Einfluss der daraus resultieren Spannung nahezu eliminiert und die Elektrodenspannung entspricht nahezu der Nernstspannung, da relaxierende Anteile weiter vorhanden sein könnten.In the context of the present disclosure, the terms Nernst voltage and electrode voltage are used, in particular with respect to the first Nernst voltage and the first electrode voltage. It should be noted that the electrode voltage is a voltage between the respective electrode (first pump electrode, second pump electrode, measuring electrode) and a reference electrode, which represents an oxygen reference. The current applied to the respective electrode (first pumping current, second pumping current, measuring current) generates a voltage which, together with the respective Nernst voltage, forms the electrode voltage. However, when the electrode voltage is detected during a turn-off time of a pulsed current, the influence of the resulting voltage is almost eliminated, and the electrode voltage is almost equal to the Nernst voltage, since relaxation portions may be further present.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist das Ausbringen von Sauerstoff aus der ersten Pumpkavität mittels Steuern der ersten Pumpelektrode ferner ein Anlegen eines gepulsten ersten Pumpstroms an der ersten Pumpelektrode und ein Erfassen der ersten Nernstspannung während einer Ausschaltzeit des gepulsten ersten Pumpstroms auf. Durch das Erfassen der relaxierten Elektrodenspannung während einer Ausschaltzeit des gepulsten Pumpstroms kann den Einfluss der sich aus dem ersten Pumpstrom ergebenen Pumpspannung auf die erste Elektrodenspannung reduzieren. Folglich entspricht die relaxierte erste Elektrodenspannung der ersten Nernstspannung.According to a further advantageous embodiment of the method according to the invention, the application of oxygen from the first pump cavity by controlling the first pump electrode further comprises applying a pulsed first pumping current to the first pumping electrode and detecting the first Nernst voltage during a switch-off of the pulsed first pumping current. By detecting the relaxed electrode voltage during a turn-off time of the pulsed pumping current, the influence of the pumping voltage resulting from the first pumping current on the first electrode voltage can be reduced. Consequently, the relaxed first electrode voltage corresponds to the first Nernst voltage.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist das Ausbringen von Sauerstoff aus der ersten Pumpkavität mittels Steuern der ersten Pumpelektrode ferner ein Anlegen eines ungepulsten ersten Pumpstroms an der ersten Pumpelektrode und ein Erfassen der ersten Elektrodenspannung auf. Der ungepulste erste Pumpstrom erzeugt eine gewisse Pumpspannung, die gemeinsam mit der ersten Nernstspannung die erste Elektrodenspannung bildet. Folglich ist in dieser Ausgestaltung von der ersten Elektrodenspannung die Rede.In a further advantageous embodiment, the application of oxygen from the first pumping cavity by means of controlling the first pumping electrode further comprises applying an unpulsed first pumping current to the first pumping electrode and detecting the first electrode voltage. The unpulsed first pumping current generates a certain pumping voltage, which together with the first Nernst voltage forms the first electrode voltage. Consequently, in this embodiment of the first electrode voltage is mentioned.

Alternativ kann das Ausbringen von Sauerstoff aus der ersten Pumpkavität mittels Steuern der ersten Pumpelektrode in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ein Halten einer ersten Nernstspannung zwischen der ersten Pumpelektrode und einer Referenzelektrode auf einem vorbestimmten Wert aufweisen. Der vorbestimmte Wert entspricht vorzugsweise einem Spannungswert, bei dem der Sauerstoff nahezu vollständig aus dem Abgas herausgepumpt wird, beispielsweise einem Wert, der zwischen ungefähr 250 mV und ungefähr 500 mV, bevorzugt zwischen ungefähr 350 mV und ungefähr 400 mV, liegt. Bei dieser Ausgestaltung ist es bevorzugt, dass der erste Pumpstrom ein gepulster Strom ist und die relaxierte Elektrodenspannung, die der ersten Nernstspannung entspricht, gesteuert wird.Alternatively, the discharge of oxygen from the first pumping cavity by means of controlling the first pumping electrode in a further advantageous embodiment of the method according to the invention may include maintaining a first Nernst voltage between the first pumping electrode and a reference electrode at a predetermined value. The predetermined value preferably corresponds to a voltage value at which the oxygen is almost completely pumped out of the exhaust gas, for example a value which is between about 250 mV and about 500 mV, preferably between about 350 mV and about 400 mV. In this embodiment, it is preferable that the first pumping current is a pulsed current and the relaxed electrode voltage corresponding to the first Nernst voltage is controlled.

Bei dieser vorteilhaften Ausgestaltung kann es bevorzugt sein, dass die erste Nernstspannung auf dem vorbestimmten Wert für eine vorbestimmte Zeitspanne gehalten wird und dass das Verfahren zur Eigendiagnose ferner ein Erfassen eines ersten Offsetstromwerts, der einen aus der ersten Pumpkavität in die zweite Pumpkavität durch den ersten Diffusionspfad geströmten bzw. gelangten ersten Sauerstoffschlupf anzeigt, ein Erfassen eines zweiten Offsetstromwerts, der einen Rest-Stickoxidgehalt und/oder Rest-Sauerstoffgehalt in der Messkavität anzeigt, und ein Berücksichtigen des ersten Offsetstromwerts und zweiten Offsetstromwerts bei dem Erfassen des Diagnosemesswerts aufweist. In this advantageous embodiment, it may be preferred that the first Nernst voltage is maintained at the predetermined value for a predetermined period of time and that the method for self-diagnosis further comprises detecting a first offset current value, one from the first pumping cavity into the second pumping cavity through the first diffusion path indicative of first oxygen slip, detecting a second offset current value indicative of residual nitrogen oxide content and / or residual oxygen content in the metering cavity, and including the first offset current value and second offset current value in detecting the diagnostic measurement value.

Durch das Erfassen des ersten Offsetstromwerts kann die mittels der zweiten Pumpelektrode in die zweite Pumpkavität eingebrachte Sauerstoffmenge derart angepasst werden, dass der in der zweiten Pumpkavität einzustellende Sauerstoffgehalt effektiv und möglichst genau erreicht werden kann. Wenn beispielsweise ein gewünschter Sauerstoffgehalt in der zweiten Pumpkavität mittels eines Pumpstroms von ungefähr +25 µA eingestellt werden soll, jedoch ein erster Offsetstromwert von ungefähr –3 µA erfasst wird, kann die mittels der zweiten Pumpelektrode eingebrachte Sauerstoffmenge mit einem zweiten Pumpstrom von ungefähr +22 µA auf den gewünschten Sauerstoffgehalt eingestellt werden. Durch das Erfassen des zweiten Offsetstromwerts kann der Einfluss des vor Beginn der Eigendiagnose in der Messkavität vorliegenden, gebundenen Sauerstoffs auf den Diagnosemesswert reduziert werden. Insbesondere wird der zweite Offsetstromwert vom Diagnosewert abgezogen, bevor der Vergleich mit dem Referenzwert stattfindet.By detecting the first offset current value, the amount of oxygen introduced into the second pumping cavity by means of the second pumping electrode can be adjusted such that the oxygen content to be set in the second pumping cavity can be achieved effectively and as accurately as possible. For example, if a desired oxygen content in the second pumping cavity is to be adjusted by a pumping current of approximately +25 μA, but a first offset current value of approximately -3 μA is detected, the amount of oxygen introduced by the second pumping electrode may be approximately +22 μA with a second pumping current adjusted to the desired oxygen content. By detecting the second offset current value, the influence of the bound oxygen present in the measuring cavity before the start of the self-diagnosis can be reduced to the diagnostic measured value. In particular, the second offset current value is subtracted from the diagnostic value before the comparison with the reference value takes place.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst das Einbringen von Sauerstoff in die zweite Pumpkavität ein Anlegen eines zweiten Pumpstroms an der zweiten Pumpelektrode, so dass Sauerstoff in die zweite Pumpkavität eingebracht bzw. herein gepumpt wird. In an advantageous embodiment, the introduction of oxygen into the second pumping cavity comprises applying a second pumping current to the second pumping electrode so that oxygen is introduced into or pumped into the second pumping cavity.

Insbesondere ist der Stromfluss des zweiten Pumpstroms und Sauerstoffionenstroms während der Eigendiagnose entgegengesetzt zum Stromfluss des zweiten Pumpstroms und Sauerstoffionenstroms während dem normalen Messbetrieb des Stickoxidsensors.In particular, the current flow of the second pumping current and oxygen ion current during the self-diagnosis is opposite to the current flow of the second pumping current and oxygen ion current during the normal measuring operation of the nitrogen oxide sensor.

Vorzugsweise wird der vorbestimmte Referenzwert vor Erstverwendung des Stickoxidsensors in einem ausgebauten Zustand durch Ausbringen von Sauerstoff aus der ersten Pumpkavität mittels der ersten Pumpelektrode, ein Einbringen von Sauerstoff in die zweite Pumpkavität mittels der zweiten Pumpelektrode, ein Strömen des in die zweite Pumpkavität eingebrachten Sauerstoffs zumindest teilweise in die Messkavität, und ein Erfassen des Referenzwerts in der Messkavität mittels der Messelektrode ermittelt. Folglich erfolgt das Ermitteln des Referenzwerts genauso wie das Erfassen des Diagnosemesswerts während der Eigendiagnose, nur mit dem Unterschied, dass der Referenzwert bereits im Produktionswerk des Stickoxidsensors in einem Neuzustand und außerhalb eines Auslasstrakts ermittelt wird.Preferably, the predetermined reference value before the first use of the nitrogen oxide sensor in a developed state by applying oxygen from the first pumping cavity by means of the first pumping electrode, an introduction of oxygen into the second pumping cavity by means of the second pumping electrode, a flow of oxygen introduced into the second pumping cavity at least partially in the measuring cavity, and detecting a detection of the reference value in the measuring cavity by means of the measuring electrode. Consequently, the determination of the reference value takes place in the same way as the detection of the diagnostic measured value during the self-diagnosis, only with the difference that the reference value is already determined in the production plant of the nitrogen oxide sensor in a new state and outside of an outlet tract.

Es ist bevorzugt, dass der vorbestimmte Schwellenwert ungefähr 50%, bevorzugt ungefähr 30%, des vorbestimmten Referenzwerts beträgt. It is preferable that the predetermined threshold is about 50%, preferably about 30%, of the predetermined reference value.

Weitere Merkmale und Aufgaben der Erfindung werden dem Fachmann durch Ausüben der vorliegenden Lehre und Betrachten der beiliegenden Zeichnungen ersichtlich, in denen:Further features and objects of the invention will become apparent to those skilled in the art from practicing the present teachings and considering the accompanying drawings, in which:

1 eine schematische Schnittansicht durch einen beispielhaften Stickoxidsensor zeigt, 1 a schematic sectional view through an exemplary nitrogen oxide sensor shows

2 eine schematische Schnittansicht durch einen weiteren beispielhaften Stickoxidsensor zeigt, 2 a schematic sectional view through another exemplary nitrogen oxide sensor shows

3 ein beispielhaftes Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Diagnose eines in einer Abgasanlage einer Brennkraftmaschine angeordneten Stickoxidsensors zeigt, und 3 shows an exemplary flowchart of a method for diagnosing a arranged in an exhaust system of an internal combustion engine nitrogen oxide sensor, and

4 ein weiteres beispielhaftes Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Diagnose eines in einer Abgasanlage einer Brennkraftmaschine angeordneten Stickoxidsensors zeigt. 4 shows a further exemplary flowchart of a method for diagnosing a arranged in an exhaust system of an internal combustion engine nitrogen oxide sensor.

Unter Verweis auf die 1 ist eine schematische Schnittansicht eines beispielhaften Stickoxidsensor 10 dargestellt, der dazu ausgebildet ist, in einem Auslasstrakt einer Brennkraftmaschine (nicht gezeigt) angeordnet zu werden und den Stickoxidgehalt bzw. den Sauerstoffgehalt im Abgas der Brennkraftmaschine zu erfassen.With reference to the 1 is a schematic sectional view of an exemplary nitrogen oxide sensor 10 illustrated, which is adapted to be arranged in an exhaust tract of an internal combustion engine (not shown) and to detect the nitrogen oxide content or the oxygen content in the exhaust gas of the internal combustion engine.

Der Stickoxidsensor 10 weist einen Hauptkörper 12 aus einem Feststoffelektrolyten auf, der vorzugsweise aus einem Mischkristall aus Zirkonoxid und Yttriumoxid und/oder durch einen Mischkristall aus Zirkonoxid und Calciumoxid gebildet ist. Zusätzlich kann ein Mischkristall aus Hafniumoxid, ein Mischkristall aus Perowskit-basierten Oxiden oder ein Mischkristall aus trivalentem Metalloxid verwendet werden.The nitrogen oxide sensor 10 has a main body 12 of a solid electrolyte, which is preferably formed of a mixed crystal of zirconium oxide and yttrium oxide and / or by a mixed crystal of zirconium oxide and calcium oxide. In addition, a mixed crystal of hafnium oxide, a mixed crystal of perovskite-based oxides or a mixed crystal of trivalent metal oxide can be used.

Innerhalb des Hauptkörpers 12 ist eine erste Pumpkavität 20, eine zweite Pumpkavität 30 und eine Messkavität 40 vorgesehen. Die erste Pumpkavität 20 ist über einen Verbindungspfad 15 mit dem Äußeren des Hauptkörpers 12 verbunden. Insbesondere kann Abgas durch den Verbindungspfad 15 in die erste Pumpkavität 20 strömen Die zweite Pumpkavität 30 ist mit der ersten Pumpkavität 20 über einen ersten Diffusionspfad 25 verbunden. Der erste Diffusionspfad 25 ist beispielsweise in der Form eines sehr dünnen Schlitzes vorgesehen, durch den Sauerstoff mit einer vorbestimmten Rate strömen kann. Alternativ kann der erste Diffusionspfad 25 mit einem porösen Füllmittel zum Ausbilden einer Diffusionsratenregulierungsschicht gefüllt oder ausgepolstert.Inside the main body 12 is a first pump cavity 20 , a second pump cavity 30 and a measuring cavity 40 intended. The first pump cavity 20 is via a connection path 15 with the exterior of the main body 12 connected. In particular, exhaust gas may pass through the connection path 15 in the first pump cavity 20 flow the second pump cavity 30 is with the first pump cavity 20 above a first diffusion path 25 connected. The first diffusion path 25 For example, it is provided in the form of a very thin slot through which oxygen can flow at a predetermined rate. Alternatively, the first diffusion path 25 filled or padded with a porous filler to form a diffusion rate control layer.

Die Messkavität 40 ist mit der zweiten Pumpkavität 30 über einen zweiten Diffusionspfad 35 verbunden. Der zweite Diffusionspfad 35 ist beispielsweise in der Form eines sehr dünnen Schlitzes vorgesehen, durch den Sauerstoff mit einer vorbestimmten Rate strömen kann. Alternativ kann der zweite Diffusionspfad 35 mit einem porösen Füllmittel zum Ausbilden einer Diffusionsratenregulierungsschicht gefüllt oder ausgepolstert sein. Die Diffusionsratenschichten können alternativ als Diffusionsbarrieren bezeichnet werden.The measuring cavity 40 is with the second pump cavity 30 via a second diffusion path 35 connected. The second diffusion path 35 For example, it is provided in the form of a very thin slot through which oxygen can flow at a predetermined rate. Alternatively, the second diffusion path 35 filled or padded with a porous filler to form a diffusion rate control layer. The diffusion rate layers may alternatively be referred to as diffusion barriers.

Der erste Diffusionspfad 25 und der zweite Diffusionspfad 35 sind derart ausgebildet, dass durch diese hindurch das Abgas nur teilweise strömen kann. Durch Kenntnis der Querschnitte des ersten und zweiten Diffusionspfads 25, 35 und/oder durch Kenntnis der jeweiligen porösen Füllmittel kann die Diffusionsrate durch den ersten und zweiten Diffusionspfad 25, 35 bestimmt werden.The first diffusion path 25 and the second diffusion path 35 are designed such that the exhaust gas can only partially flow through them. By knowing the cross sections of the first and second diffusion paths 25 . 35 and / or by knowing the respective porous fillers, the diffusion rate through the first and second diffusion paths 25 . 35 be determined.

Im Hauptkörper 12 ist außerdem eine Referenzkavität 50 gebildet, die direkt mit dem Äußeren des Hauptkörpers 12 in Verbindung steht. Innerhalb der Referenzkavität 50 ist eine Referenzelektrode 52 angeordnet. Insbesondere steht die Referenzkavität 50 mit der Umgebungsluft, d. h. nicht mit dem Abgas, in Verbindung und ist dazu ausgebildet, eine Sauerstoffreferenz für die im Stickoxidsensor 10 angeordneten verschiedenen Elektroden zu bilden.In the main body 12 is also a reference cavity 50 formed directly with the exterior of the main body 12 communicates. Within the reference cavity 50 is a reference electrode 52 arranged. In particular, the reference cavity 50 with the ambient air, that is not with the exhaust gas, in connection and is adapted to an oxygen reference for in the nitrogen oxide sensor 10 arranged to form different electrodes.

An einer Außenseite des Hauptkörpers 12 ist eine erste Elektrode 22 angeordnet. Insbesondere kann während eines Messbetriebs des Stickoxidsensors 10 durch Anlegen eines Referenzstroms an der ersten Elektrode 22 der im Abgas befindliche Sauerstoff ionisiert werden und durch den Hauptkörper 12 als Sauerstoffionen zur Referenzelektrode 52 diffundieren und dort wieder in Sauerstoffmoleküle zur Ausbildung einer Sauerstoffreferenz umgewandelt werden.On an outside of the main body 12 is a first electrode 22 arranged. In particular, during a measuring operation of the nitrogen oxide sensor 10 by applying a reference current to the first electrode 22 the oxygen in the exhaust gas is ionized and through the main body 12 as oxygen ions to the reference electrode 52 diffuse and be converted back there into oxygen molecules to form an oxygen reference.

Innerhalb der ersten Pumpkavität 20 ist eine erste Pumpelektrode 24 angeordnet. Insbesondere kann während des Messbetriebs des Stickoxidsensors 10 durch Anlegen eines ersten Pumpstroms IP0 an der ersten Pumpelektrode 24 der im Abgas befindliche Sauerstoff innerhalb der ersten Pumpkavität 20 ionisiert werden und durch den Hauptkörper 12 als Sauerstoffionen wandern bzw. gelangen. Aufgrund der aus der ersten Pumpkavität 20 ausgebrachten Sauerstoffionen bildet sich zwischen der ersten Pumpelektrode 24 und der Referenzelektrode 52 indirekt eine erste Elektrodenspannung bzw. erste Nernstspannung V0 aus. Genauer gesagt bildet sich die erste Elektrodenspannung bzw. die erste Nernstspannung V0 direkt aus dem in der ersten Pumpkavität 20 noch vorliegenden Rest-Sauerstoff.Within the first pump cavity 20 is a first pumping electrode 24 arranged. In particular, during the measuring operation of the nitrogen oxide sensor 10 by applying a first pumping current IP0 to the first pumping electrode 24 the oxygen in the exhaust gas within the first pump cavity 20 be ionized and through the main body 12 migrate or arrive as oxygen ions. Because of the first pump cavity 20 discharged oxygen ions forms between the first pumping electrode 24 and the reference electrode 52 indirectly, a first electrode voltage or first Nernst voltage V0. More specifically, the first electrode voltage or the first Nernst voltage V0 forms directly from that in the first pumping cavity 20 still present residual oxygen.

Innerhalb der zweiten Pumpkavität 30 ist eine zweite Pumpelektrode 34 angeordnet. Hier kann während des Messbetriebs des Stickoxidsensors 10 durch Anlegen eines zweiten Pumpstroms IP1 an der zweiten Pumpelektrode 34 der im Gasgemisch befindliche Sauerstoff innerhalb der zweiten Pumpkavität 30 ionisiert werden und durch den Hauptkörper 12 als Sauerstoffionen wandern bzw. gelangen. Aufgrund der aus der zweiten Pumpkavität 30 ausgebrachten Sauerstoffionen bildet sich zwischen der zweiten Pumpelektrode 34 und der Referenzelektrode 52 indirekt eine zweite Elektrodenspannung bzw. zweite Nernstspannung V1 aus. Genauer gesagt bildet sich die zweite Elektrodenspannung bzw. die zweite Nernstspannung V1 direkt aus dem in der zweiten Pumpkavität 30 noch vorliegenden Rest-Sauerstoff.Within the second pump cavity 30 is a second pumping electrode 34 arranged. Here, during the measuring operation of the nitrogen oxide sensor 10 by applying a second pumping current IP1 to the second pumping electrode 34 the oxygen in the gas mixture within the second pump cavity 30 be ionized and through the main body 12 migrate or arrive as oxygen ions. Because of the second pump cavity 30 discharged oxygen ions forms between the second pumping electrode 34 and the reference electrode 52 indirectly a second electrode voltage or second Nernstspannung V1. More specifically, the second electrode voltage or the second Nernst voltage V1 forms directly from that in the second pumping cavity 30 still present residual oxygen.

Innerhalb der Messkavität 40 ist eine Messelektrode 44 angeordnet, die dazu ausgebildet ist, während des Messbetriebs des Stickoxidsensors 10 bei Anlegen eines Messstroms IP2 den innerhalb der Messkavität 40 vorhandenen Sauerstoff und/oder Stickoxide zu ionisieren, so dass die Sauerstoffionen durch den Hauptkörper 12 wandern bzw. gelangen können. Aufgrund der aus der Messkavität 40 ausgebrachten bzw. herausgepumpten Sauerstoffionen bildet sich zwischen der Messelektrode 44 und der Referenzelektrode 52 eine dritte Elektrodenspannung bzw. dritte Nernstspannung V2 aus, die durch Anlegen des Messstroms IP2 an der Messelektrode 44 auf konstantem Wert gehalten wird. Genauer gesagt bildet sich die dritte Elektrodenspannung bzw. die dritte Nernstspannung V2 direkt aus dem in der Messkavität 40 noch vorliegenden Rest-Sauerstoff. Der angelegte Messstrom IP2 ist dann ein Indiz für den innerhalb des Abgases befindlichen Stickoxidgehalt.Inside the measuring cavity 40 is a measuring electrode 44 arranged, which is adapted to, during the measuring operation of the nitrogen oxide sensor 10 when applying a measuring current IP2 within the measuring cavity 40 existing oxygen and / or nitrogen oxides ionize, so that the oxygen ions through the main body 12 can wander or get. Because of the measuring cavity 40 discharged or pumped out oxygen ions forms between the measuring electrode 44 and the reference electrode 52 a third electrode voltage or third Nernst voltage V2, by applying the measuring current IP2 to the measuring electrode 44 held at a constant value. More precisely, the third electrode voltage or the third Nernst voltage V2 forms directly from that in the measuring cavity 40 still present residual oxygen. The applied measuring current IP2 is then an indication of the nitrogen oxide content located inside the exhaust gas.

Die an der ersten und zweiten Pumpelektrode 24, 34 anliegenden Pumpströme IP0 und IP1 sind derart eingestellt, das bevorzugt nur der Sauerstoff ionisiert wird, jedoch nicht die Stickoxide. Insbesondere ist die erste Pumpelektrode 24 dazu ausgebildet, während des Normalbetriebs des Stickoxidsensors 10 nahezu den gesamten Sauerstoff aus dem Abgas zu pumpen bzw. einen vorbestimmten Sauerstoffschlupf aus der ersten Pumpkavität 20 in die zweite Pumpkavität 30 zuzulassen. Die zweite Pumpelektrode 34 ist dazu ausgebildet, den aus der ersten Pumpkavität 20 noch nicht herausgepumpten Sauerstoff zu ionisieren und abzuleiten, so dass in der Messkavität 40 nahezu nur Stickoxide vorliegen. Die Messelektrode 44 ist dazu ausgebildet, die Stickoxide zu ionisieren, wobei der an der Messelektrode 44 angelegte Messstrom IP2 ein Maß für den Stickoxidgehalt im Abgas ist.The at the first and second pumping electrode 24 . 34 applied pumping currents IP0 and IP1 are set such that preferably only the oxygen is ionized, but not the nitrogen oxides. In particular, the first pumping electrode 24 designed to during normal operation of the nitrogen oxide sensor 10 to pump almost all of the oxygen from the exhaust gas or a predetermined oxygen slip from the first pump cavity 20 in the second pump cavity 30 permit. The second pump electrode 34 is designed to be from the first pump cavity 20 To ionize and divert non-pumped out oxygen so that in the measuring cavity 40 almost only nitrogen oxides are present. The measuring electrode 44 is designed to ionize the nitrogen oxides, wherein the at the measuring electrode 44 applied measuring current IP2 is a measure of the nitrogen oxide content in the exhaust gas.

Innerhalb des Hauptkörpers 12 ist ferner eine Heizvorrichtung 60 angeordnet, die dazu ausgebildet ist, den Hauptkörper 12 auf eine vorbestimmte Betriebstemperatur zu heizen und auf dieser zu halten, beispielsweise bei ca. 850°C.Inside the main body 12 is also a heater 60 arranged, which is adapted to the main body 12 to heat to a predetermined operating temperature and to keep on this, for example, at about 850 ° C.

Unter zusätzlichen Verweis auf die 2 ist ein weiterer beispielhafter Stickoxidsensor 100 dargestellt, der im Wesentlichen ähnlich zu dem Stickoxidsensor 10 der 1 ist. Deshalb sind die aus der 1 bekannten Merkmale in der 2 mit gleichen Bezugszeichen versehen.With additional reference to the 2 is another exemplary nitrogen oxide sensor 100 substantially similar to the nitrogen oxide sensor 10 of the 1 is. That is why they are from the 1 known features in the 2 provided with the same reference numerals.

Im Wesentlichen unterscheidet sich der Stickoxidsensor 100 der 2 von dem Stickoxidsensor 10 der 1 darin, dass die zweite Pumpkavität 130, der zweite Diffusionspfad 135 und die Messkavität 140 jeweils Teilkavitäten einer gemeinsamen Kavität sind. Der zweite Diffusionspfad 135, der eine an der Messelektrode 44 angebrachte Diffusionsratenregulierungsschicht bzw. Diffusionsbarriere 136 aufweist, verbindet die zweite Pumpkavität 130 mit der Messkavität 140.Essentially, the nitrogen oxide sensor differs 100 of the 2 from the nitrogen oxide sensor 10 of the 1 in that the second pump cavity 130 , the second diffusion path 135 and the measuring cavity 140 Each partial cavities of a common cavity are. The second diffusion path 135 , one at the measuring electrode 44 attached diffusion rate regulation layer or diffusion barrier 136 has, connects the second pump cavity 130 with the measuring cavity 140 ,

Mit den in den 1 und 2 dargestellten Stickoxidsensoren 10, 100 kann der Stickoxidgehalt innerhalb des Abgases einer Brennkraftmaschine ermittelt werden. Während der Lebensdauer des Stickoxidsensors 10 kann es jedoch aufgrund von z. B. Elektroden-Delamination und/oder Schwefel- und/oder Magnesiumvergiftungen zu Messungenauigkeiten kommen. Folglich bedarf es einer Eigendiagnose, mit der die Messgenauigkeit und Funktionstauglichkeit des Stickoxidsensors 10 überprüft werden kann.With the in the 1 and 2 shown nitrogen oxide sensors 10 . 100 the nitrogen oxide content can be determined within the exhaust gas of an internal combustion engine. During the lifetime of the nitrogen oxide sensor 10 However, it may be due to z. B. electrode delamination and / or sulfur and / or magnesium poisoning come to measurement inaccuracies. Consequently, it requires a self-diagnosis, with the accuracy of measurement and functional capability of the nitrogen oxide sensor 10 can be checked.

Vorzugsweise wird die Eigendiagnose des Stickoxidsensors 10 während einer Schubabschaltungsphase oder eines Motornachlaufs durchgeführt. Insbesondere soll die Eigendiagnose während eines Betriebszustands der Brennkraftmaschine durchgeführt werden, während dem das Abgas stickoxidarm bzw. vorzugsweise stickoxidfrei ist.Preferably, the self-diagnosis of the nitrogen oxide sensor 10 during a fuel cut phase or engine overrun. In particular, the self-diagnosis should be carried out during an operating state of the internal combustion engine during which the exhaust gas is low in nitrogen or preferably nitrogen oxide free.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Diagnose eines Stickoxidsensors 10, 100 basiert im Wesentlichen darauf, nahezu unabhängig von der vorliegenden Abgaszusammensetzung zu sein. Dabei wird innerhalb der zweiten Pumpkavität 30, 130 eine vorbestimmte Sauerstoffkonzentration durch Einbringen von Sauerstoff über die zweite Pumpelektrode 34 erzeugt, wobei daraufhin eine vorbestimmte Sauerstoffmenge durch den zweiten Diffusionspfad 35, 135 in die Messkavität 40, 140 strömen kann und dort von der Messelektrode 44 erfasst werden kann.The inventive method for the diagnosis of a nitrogen oxide sensor 10 . 100 is essentially based on being nearly independent of the present exhaust gas composition. This is within the second pump cavity 30 . 130 a predetermined oxygen concentration by introducing oxygen via the second pumping electrode 34 then generates a predetermined amount of oxygen through the second diffusion path 35 . 135 into the measuring cavity 40 . 140 can flow and there from the measuring electrode 44 can be detected.

Der Sauerstoffgehalt innerhalb der Messkavität 40, 140 kann von der Messelektrode 44 erfasst werden und kann mit einem vorbestimmten Referenzwert verglichen werden. Vorzugsweise wird der Referenzwert bereits am Ende des Herstellungsverfahrens des Stickoxidsensors 10, 100 in einem ausgebauten Zustand außerhalb einer Brennkraftmaschine erzeugt. Dabei kann der Referenzwert als derjenige Diagnosemesswert vorgegeben sein, der mittels des vorliegenden Verfahrens ermittelt wird. Bei einer Abweichung des Diagnosemesswerts von dem vorbestimmten Referenzwert um einen vorbestimmten Schwellenwert kann der Stickoxidsensor 10 als fehlerhaft detektiert werden.The oxygen content within the measuring cavity 40 . 140 can from the measuring electrode 44 can be detected and can be compared with a predetermined reference value. Preferably, the reference value already at the end of the manufacturing process of the nitrogen oxide sensor 10 . 100 generated in a disassembled state outside of an internal combustion engine. In this case, the reference value can be predetermined as the one diagnostic measured value which is determined by means of the present method. When the diagnostic measured value deviates from the predetermined reference value by a predetermined threshold value, the nitrogen oxide sensor 10 be detected as faulty.

Die 3 zeigt eine erste Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Diagnose eine Stickoxidsensors 10, 100. Obwohl im Folgenden exemplarisch auf den Stickoxidsensor 10 der 1 Bezug genommen wird, soll an dieser Stelle ausdrücklich festgehalten werden, dass die hierin beschriebenen Verfahren entsprechend mit dem Stickoxidsensor 100 der 2 durchgeführt werden können.The 3 shows a first embodiment of a method according to the invention for the diagnosis of a nitrogen oxide sensor 10 . 100 , Although in the following example on the nitrogen oxide sensor 10 of the 1 It should be expressly noted at this point that the methods described herein correspond with the nitrogen oxide sensor 100 of the 2 can be performed.

Das Verfahren gemäß 3 beginnt am Schritt 300 und gelangt dann zum Schritt 310, an dem bestimmt wird, ob sich die Brennkraftmaschine in einem vorbestimmten, diagnosefähigen Betriebszustand befindet, während dem eine Eigendiagnose des Stickoxidsensors durchgeführt werden kann. Beispielsweise wird am Schritt 310 abgefragt, ob sich die Brennkraftmaschine in einer Schubabschaltungsphase oder einem Motornachlauf befindet, in denen jeweils ein stickoxidarmes Abgas vorliegt. Vorzugsweise wird die Eigendiagnose während eines Motornachlaufs durchgeführt, da die Schubabschaltungsphase zeitlich betrachtet ungenügend sein kann. Beispielsweise liegt ein für die Eigendiagnose des Stickoxidsensors 10 diagnosefähiger Betriebszustand der Brennkraftmaschine vor, wenn der Sauerstoffgehalt im Abgas zwischen ungefähr 0,5 % und ungefähr 20 % liegt.The method according to 3 starts at the crotch 300 and then get to the step 310 in which it is determined whether the internal combustion engine is in a predetermined diagnosable operating state during which a self-diagnosis of the nitrogen oxide sensor can be carried out. For example, at the step 310 queried whether the internal combustion engine is in a fuel cut-off phase or an engine overrun, in each of which a nitrogen oxide poor exhaust gas is present. Preferably, the self-diagnosis is performed during an engine run, since the fuel cut-off phase may be insufficient in time. For example, one is for the self-diagnosis of the nitrogen oxide sensor 10 diagnose capable operating condition of the internal combustion engine, when the oxygen content in the exhaust gas between about 0.5% and about 20%.

Wenn am Schritt 310 bestimmt wird, dass sich die Brennkraftmaschine in einem diagnoseunfähigen Betriebszustand befindet, wird die Eigendiagnose am 350 beendet. Wenn jedoch beim Schritt 310 bestimmt wird, dass sich die Brennkraftmaschine in einem diagnosefähigen Betriebszustand befindet, gelangt das Verfahren zum Schritt 315.When at the step 310 it is determined that the internal combustion engine is in a diagnostically incompatible operating state, the self-diagnosis on 350 completed. If, however, at the step 310 is determined that the internal combustion engine is in a diagnosable operating state, the method goes to the step 315 ,

Am Schritt 315 wird zunächst eine erste Nernstspannung V0 der ersten Pumpelektrode 24 in der ersten Pumpkavität 20 erfasst und abgespeichert. Dies erfolgt bevorzugt während einer für den normalen Messbetrieb des Stickoxidsensors 10 vorbestimmten Steuerung.At the step 315 first, a first Nernst voltage V0 of the first pumping electrode 24 in the first pump cavity 20 recorded and stored. This is preferably done during a normal measuring operation of the nitrogen oxide sensor 10 predetermined control.

Dieser zu Beginn der Eigendiagnose gemessene erste Nernstspannungswert V0 kann während der Eigendiagnose zur Regelung des ersten Pumpstroms IP0 verwendet werden, sofern der erste Nernstspannungswert V0 als stabil ermittelt wird. Insbesondere soll der erste Pumpstrom IP0 derart gesteuert werden, dass vorzugsweise die erste Nernstspannung V0 an dem erfassten Wert konstant gehalten wird. This first Nernst voltage value V0 measured at the beginning of the self-diagnosis can be used during the self-diagnosis to control the first pumping current IP0, provided that the first Nernst voltage value V0 is determined to be stable. In particular, the first pumping current IP0 should be controlled such that preferably the first Nernst voltage V0 is kept constant at the detected value.

Die Ermittlung der ersten Elektrodenspannung V0 erfolgt bevorzugt während einer Ausschaltzeit eines gepulsten ersten Pumpstroms IP0. Damit wird folglich die erste Nernstspannung V0 ermittelt und es kann der Einfluss einer vom ersten Pumpstrom verursachten Pumpspannung auf die erste Elektrodenspannung V0 reduziert werden.The determination of the first electrode voltage V0 is preferably carried out during a turn-off time of a pulsed first pumping current IP0. Consequently, the first Nernst voltage V0 is thus determined and the influence of a pumping voltage caused by the first pumping current on the first electrode voltage V0 can be reduced.

Am darauffolgenden Schritt 320 wird bestimmt, ob die erste Nernstspannung V0 stabil ist, d. h. ob sich die Brennkraftmaschine noch in einem diagnosefähigen Betriebszustand befindet. Beispielsweise werden innerhalb einer vorbestimmten Zeitspanne mehrere erste Nernstspannungswerte V0 erfasst und es wird überprüft, ob diese erfassten Nernstspannungswerte V0 innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegen, also stabil sind. Wenn am Schritt 320 bestimmt wird, dass die erste Nernstspannung V0 nicht stabil ist, gelangt das Verfahren zum Schritt 350 und wird beendet.At the next step 320 It is determined whether the first Nernst voltage V0 is stable, that is, whether the internal combustion engine is still in a diagnosable operating state. For example, a plurality of first Nernst voltage values V0 are detected within a predetermined period of time and it is checked whether these detected Nernstspannungswerte V0 are within a predetermined range, so are stable. When at the step 320 is determined that the first Nernst voltage V0 is not stable, the method goes to step 350 and will be finished.

Wird jedoch am Schritt 320 bestimmt, dass die erste Nernstpannung V0 stabil ist, gelangt das Verfahren zum Schritt 322 und es wird in eine V0/IP0-Steuerung umgeschaltet, bei der, wie bereits oben erwähnt, der erste Pumpstrom IP0 derart gesteuert wird, dass die erfasste, stabile erste Nernstspannung V0 konstant gehalten wird. Vorzugsweise liegt der erfasste Wert der ersten Nernstpannung V0 in einem Bereich, in dem nahezu sämtlicher Sauerstoff aus dem in der ersten Pumpkavität 20 befindlichen Abgas herausgepumpt werden kann und folglich ein vorbestimmter (niedriger) Sauerstoffgehalt in der ersten Pumpkavität 20 eingestellt ist.However, at the step 320 determines that the first Nernst voltage V0 is stable, the process goes to step 322 and it is switched to a V0 / IP0 control, in which, as already mentioned above, the first pumping current IP0 is controlled such that the detected stable first Nernstspannung V0 is kept constant. Preferably, the detected value of the first Nernst voltage V0 is in a range in which almost all of the oxygen from that in the first pumping cavity 20 can be pumped out and thus a predetermined (low) oxygen content in the first pump cavity 20 is set.

Am Schritt 322 wird ferner die zweite Pumpelektrode 34 derart gesteuert, dass diese Sauerstoff in die zweite Pumpkavität 30 einbringt. Das Einbringen von Sauerstoff in die zweite Pumpkavität 30 erfolgt durch eine IP1/V1-Steuerung, bei der ein nahezu konstanter erster Pumpstrom IP1 an der zweiten Pumpelektrode 34 anliegt. An dieser Stelle wird angenommen, dass der mittels der V0/IP0-Steuerung durch den ersten Diffusionspfad 25 in die zweite Pumpkavität 30 geströmte Sauerstoff theoretisch bekannt ist, so dass der sich dadurch ergebende Sauerstoffgehalt vor dem Einbringen von Sauerstoff in die zweite Pumpkavität 30 bekannt ist. Folglich kann der zweite Pumpstrom IP1 unter Berücksichtigung des bereits als bekannt vorliegenden Sauerstoffgehalts eingestellt werden. Unter Kenntnis des durch den ersten Diffusionspfad 25 in die zweite Pumpkavität 30 geströmten Sauerstoffs kann der zweite Pumpstrom IP1 effizient eingestellt werden.At the step 322 also becomes the second pumping electrode 34 controlled so that these oxygen into the second pumping cavity 30 brings. The introduction of oxygen into the second pump cavity 30 is performed by an IP1 / V1 controller, in which a nearly constant first pumping current IP1 at the second pumping electrode 34 is applied. At this point it is assumed that the by means of the V0 / IP0 control by the first diffusion path 25 in the second pump cavity 30 is theoretically known, so that the resulting oxygen content before the introduction of oxygen into the second pumping cavity 30 is known. Consequently, the second pumping current IP1 can be adjusted taking into account the already known oxygen content. Under knowledge of the first diffusion path 25 in the second pump cavity 30 In the case of streamed oxygen, the second pumping current IP1 can be set efficiently.

Gleichzeitig strömt am Schritt 324 der in die zweite Pumpkavität 30 eingebrachte Sauerstoff durch den ersten Diffusionspfad 25 zumindest teilweise in die erste Pumpkavität 20 und durch den zweiten Diffusionspfad 35 zumindest teilweise in die Messkavität 40. Unter Kenntnis des durch den ersten und zweiten Diffusionspfad 25, 35 geströmten Sauerstoffs kann der jeweilige Sauerstoffanteil bestimmt werden, der aus der zweiten Pumpkavität 30 in die erste Pumpkavität 20 und in die Messkavität 40 strömt. Aufgrund der Tatsache, dass durch die V0/IPO-Steuerung nahezu sämtlicher Sauerstoff aus dem Stickoxidsensor 10 herausgepumpt wurde, kann davon ausgegangen werden, dass vor dem Einbringen von Sauerstoff in die zweite Pumpkavität 30 der Sauerstoffgehalt in der Messkavität 40 nahezu Null ist. Dabei wird ein Sauerstoffgehalt von nahezu Null dann angenommen, wenn dieser unterhalb ungefähr 1000 ppm, vorzugsweise unterhalb ungefähr 500 ppm, liegt.At the same time, the step flows 324 in the second pump cavity 30 introduced oxygen through the first diffusion path 25 at least partially into the first pump cavity 20 and through the second diffusion path 35 at least partially into the measuring cavity 40 , With knowledge of the first and second diffusion paths 25 . 35 the proportion of oxygen flowing out of the second pumping cavity can be determined 30 in the first pump cavity 20 and into the measuring cavity 40 flows. Due to the fact that through the V0 / IPO control almost all oxygen from the nitrogen oxide sensor 10 pumped out, it can be assumed that prior to introducing oxygen into the second pumping cavity 30 the oxygen content in the measuring cavity 40 is almost zero. In this case, an oxygen content of almost zero is assumed to be below about 1000 ppm, preferably below about 500 ppm.

Am Schritt 330 wird bestimmt, ob in der Messkavität 40 ein vorbestimmter Sauerstoffgehalt vorliegt. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass bestimmt wird, ob seit dem Beginn des Einbringens von Sauerstoff in die zweite Pumpkavität 30 mittels der zweiten Pumpelektrode 34 eine vorbestimmte Zeitspanne abgelaufen ist, z. B. ungefähr 5 bis ungefähr 10 Sekunden.At the step 330 it is determined whether in the measuring cavity 40 a predetermined oxygen content is present. This can be done, for example, by determining whether, since the beginning of the introduction of oxygen into the second pump cavity 30 by means of the second pumping electrode 34 a predetermined period of time has elapsed, for. About 5 to about 10 seconds.

Wenn am Schritt 330 bestimmt wird, dass die vorbestimmte zweite Zeitspanne noch nicht abgelaufen ist bzw. innerhalb der Messkavität 40 der vorbestimmte Sauerstoffgehalt nicht vorliegt, gelangt das Verfahren zum Schritt 322 und es wird weiter Sauerstoff in die zweite Pumpkavität 30 mittels der zweiten Pumpelektrode 34 eingebracht, der dann wiederum in die Messkavität 40 strömen kann.When at the step 330 it is determined that the predetermined second time period has not yet expired or within the Meßkavität 40 the predetermined oxygen content is not present, the process goes to the step 322 and oxygen continues to enter the second pump cavity 30 by means of the second pumping electrode 34 introduced, which in turn into the Messkavität 40 can flow.

Wenn am Schritt 330 jedoch bestimmt wird, dass die vorbestimmte Zeitspanne abgelaufen ist bzw. der vorbestimmte Sauerstoffgehalt innerhalb der Messkavität 40 vorliegt, gelangt das Verfahren zum Schritt 335 und es wird mittels der Messelektrode 44 ein Diagnosemesswert erfasst. Insbesondere kann zum Erfassen des Diagnosemesswerts der Messstrom IP2 abgegriffen werden.When at the step 330 However, it is determined that the predetermined time has expired or the predetermined oxygen content within the Meßkavität 40 is present, the process gets to the step 335 and it is done by means of the measuring electrode 44 a diagnostic measured value is detected. In particular, the measuring current IP2 can be tapped for detecting the diagnostic measured value.

Der Diagnosemesswert entspricht also dem Messstrom IP2, der zum Halten der zweiten Nernstspannung V2 an der Messelektrode 44 angelegt wird. Die Messelektrode 44 ist während der Eigendiagnose dazu ausgebildet, anstelle von Stickoxid, das von der Messelektrode 44 während eines Normalbetriebes des Stickoxidsensors 10 ionisiert wird, Sauerstoff zu ionisieren.The diagnostic measured value thus corresponds to the measuring current IP2, which is used to hold the second Nernst voltage V2 at the measuring electrode 44 is created. The measuring electrode 44 is designed during the self-diagnosis, instead of nitrogen oxide, that of the measuring electrode 44 during one Normal operation of the nitrogen oxide sensor 10 is ionized to ionize oxygen.

Am darauffolgenden Schritt 340 kann der am Schritt 335 erfasste Diagnosemesswert mit einem vorbestimmten Referenzwert verglichen und überprüft werden, ob der Diagnosemesswert um einen vorbestimmten Schwellenwert vom Referenzwert abweicht. Beispielsweise kann überprüft werden, ob der Diagnosemesswert um mehr als ungefähr 50%, insbesondere 30%, vom vorbestimmten Referenzwert abweicht.At the next step 340 can the at the step 335 detected diagnostic measured value are compared with a predetermined reference value and checked whether the diagnostic measurement value deviates from the reference value by a predetermined threshold value. For example, it can be checked whether the diagnostic measurement value deviates by more than approximately 50%, in particular 30%, from the predetermined reference value.

Wenn am Schritt 340 bestimmt wird, dass der Diagnosemesswert vom Referenzwert nicht um den vorbestimmten Schwellenwert abweicht, gelangt das Verfahren zum Schritt 342, an dem der Stickoxidsensor 10 als funktionstauglich und zufriedenstellend messgenau diagnostiziert werden kann.When at the step 340 it is determined that the diagnostic measurement value does not deviate from the reference value by the predetermined threshold value, the process goes to step 342 at which the nitrogen oxide sensor 10 can be diagnosed as functional and satisfactorily accurate.

Wenn jedoch am Schritt 340 festgestellt wird, dass der Diagnosemesswert um mehr als den vorbestimmten Schwellenwert vom Referenzwert abweicht, gelangt das Verfahren zum Schritt 344, an dem der Stickoxidsensor 10 als fehlerhaft und nicht mehr ausreichend messgenau diagnostiziert wird.If, however, at the step 340 is determined that the diagnostic reading deviates from the reference value by more than the predetermined threshold, the method goes to step 344 at which the nitrogen oxide sensor 10 is diagnosed as faulty and no longer sufficiently accurate.

Nach dem jeweiligen Schritt 342 bzw. 344 wird das Verfahren am Schritt 350 beendet und kann bei Bedarf an einem späteren Zeitpunkt wieder am Schritt 300 gestartet werden, wenn sich die Brennkraftmaschine wieder in einem diagnosefähigen Betriebszustand befindet.After the respective step 342 respectively. 344 the procedure is at the step 350 finished and can be at a later date again at the step if necessary 300 are started when the internal combustion engine is again in a diagnosable operating state.

Der vorbestimmte Referenzwert ist entweder ein vorgegebener bzw. festgelegter Referenzwert. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Referenzwert jedoch ein noch im Produktionswerk ermittelter Diagnosemesswert, der gemäß dem vorliegenden Verfahren (siehe Schritte 300 bis 335 der 3) erfasst worden ist und deshalb auch als ein Kalibrierwert für den jeweiligen Stickoxidsensor 10 bezeichnet werden kann. Dieser als Diagnosemesswert erfasste Referenzwert kann abgelegt werden und für die während des Betriebs des Stickoxidsensors immer wieder ausgeführte Eigendiagnose herangezogen werden.The predetermined reference value is either a predetermined reference value. In a preferred embodiment, however, the reference value is still a diagnostic measured value determined in the production plant, which according to the present method (see steps 300 to 335 of FIG 3 ) and therefore also as a calibration value for the respective nitrogen oxide sensor 10 can be designated. This reference value recorded as a diagnostic measured value can be stored and used for the self-diagnosis that is carried out again and again during the operation of the nitrogen oxide sensor.

Gemäß einem alternativen Verfahren kann anstelle des Messens der ersten Nernstspannung V0 beim Schritt 315 der Wert für die erste Nernstspannung V0 vorbestimmt und festgelegt sein.According to an alternative method, instead of measuring the first Nernst voltage V0 at step 315 the value for the first Nernst voltage V0 be predetermined and fixed.

Unter Verweis auf die 4 ist ein weiteres Verfahren zur Diagnose eines Stickoxidsensors 10 gezeigt. Das Verfahren gemäß der 4 unterscheidet sich von dem Verfahren der 3 im Wesentlichen darin, dass der für die V0/IP0-Steuerung benötigte Wert der ersten Nernstspannung V0 nicht direkt erfasst sonder vorgegeben wird. Die vorgegebene erste Nernstspannung V0 weist vorzugsweise einen Wert auf, bei dem angenommen werden kann, dass die erste Pumpelektrode 24 sämtlichen Sauerstoff aus der ersten Pumpkavität 20 herauspumpt. Ferner unterscheidet sich das Verfahren der 3 von dem Verfahren der 4 darin, dass ein erster Offsetstromwert an der zweiten Pumpelektrode 24 und ein zweiter Offsetstromwert an der Messelektrode 44 erfasst und jeweils abgelegt wird. Dies geschieht im am Schritt 321 (siehe 4).With reference to the 4 is another method of diagnosing a nitric oxide sensor 10 shown. The method according to the 4 is different from the method of 3 essentially, that the value of the first Nernst voltage V0 required for the V0 / IP0 control is not directly detected, but specified. The predetermined first Nernst voltage V0 preferably has a value at which it can be assumed that the first pumping electrode 24 all oxygen from the first pump cavity 20 pumping out. Furthermore, the method differs 3 from the process of 4 in that a first offset current value at the second pumping electrode 24 and a second offset current value at the measuring electrode 44 recorded and filed in each case. This happens at the step 321 (please refer 4 ).

Der erste Offsetstromwert zeigt beispielsweise einen aus der ersten Pumpkavität 20 in die zweite Pumpkavität 30 durch den ersten Diffusionspfad 25 geströmten Sauerstoffschlupf an. Folglich ist der erste Offsetstromwert ein Indiz für den in der zweiten Pumpkavität 30 vorliegenden Sauerstoffgehalt vor dem Start des Einbringens von Sauerstoff. Im Unterschied dazu wird bei dem Verfahren gemäß 3 dieser Sauerstoffschlupf nicht gemessen, sondern durch die V0/IP0-Steuerung als theoretischen Sauerstoffschlupf durch den ersten Diffusionspfad 25 vorgegeben angenommen.For example, the first offset current value indicates one from the first pump cavity 20 in the second pump cavity 30 through the first diffusion path 25 streamed oxygen slip on. Consequently, the first offset current value is indicative of that in the second pump cavity 30 present oxygen content before the start of the introduction of oxygen. In contrast, in the method according to 3 this oxygen slip is not measured, but by the V0 / IP0 control as theoretical oxygen slip through the first diffusion path 25 presumed accepted.

Durch das Erfassen des ersten Offsetstromwerts kann die mittels der zweiten Pumpelektrode 34 in die zweite Pumpkavität 30 eingebrachte Sauerstoffmenge derart angepasst werden, dass der in der zweiten Pumpkavität 30 einzustellende Sauerstoffgehalt effektiv und möglichst genau erreicht werden kann. Wenn beispielsweise ein gewünschter Sauerstoffgehalt in der zweiten Pumpkavität 30 mittels des zweiten Pumpstroms IP1 von ungefähr +25 µA eingestellt werden soll, jedoch ein erster Offsetstromwert von ungefähr –3 µA erfasst wird, kann die mittels der zweiten Pumpelektrode 34 eingebrachte Sauerstoffmenge mit dem zweiten Pumpstrom IP1 von ungefähr +22 µA auf den gewünschten Sauerstoffgehalt eingestellt werden.By detecting the first offset current value, the value determined by means of the second pumping electrode 34 in the second pump cavity 30 introduced amount of oxygen to be adjusted so that in the second pump cavity 30 adjusted oxygen content can be achieved effectively and as accurately as possible. For example, if a desired oxygen content in the second pump cavity 30 by means of the second pumping current IP1 of approximately +25 μA, but a first offset current value of approximately -3 μA is detected, which can be detected by means of the second pumping electrode 34 introduced amount of oxygen with the second pumping current IP1 of about +22 μA to the desired oxygen content.

Der erfasste zweite Offsetstromwert zeigt einen Rest-Stickoxidgehalt in der Messkavität 40 an. Vorzugsweise werden die beiden Offsetmessungen mittels den jeweils eingestellten V1/IP1- bzw. V2/IP2-Steuerungen durchgeführt, bei denen die jeweilige Nernstspannungen V1 bzw. V2 durch Einstellen des jeweiligen Pump- bzw. Messstroms Ip1 bzw. IP2 konstant gehalten werden sollen.The detected second offset current value shows a residual nitrogen oxide content in the measuring cavity 40 at. The two offset measurements are preferably carried out by means of the respectively set V1 / IP1 or V2 / IP2 controllers, in which the respective Nernst voltages V1 and V2 are to be kept constant by setting the respective pump or measuring current Ip1 or IP2.

Durch das Erfassen des zweiten Offsetstromwerts kann der Einfluss des vor Beginn der Eigendiagnose in der Messkavität 40 vorliegenden, gebundenen Sauerstoffs auf den Diagnosemesswert reduziert werden. Insbesondere wird der zweite Offsetstromwert vom Diagnosewert abgezogen, bevor der Vergleich mit dem Referenzwert stattfindet.By detecting the second offset current value, the influence of the before the self-diagnosis in the Meßkavität 40 present, bound oxygen can be reduced to the diagnostic reading. In particular, the second offset current value is subtracted from the diagnostic value before the comparison with the reference value takes place.

Der am Schritt 335 erfasste Diagnosemesswert kann dann mittels zweiten Offsetstromwerts korrigiert werden. Beispielsweise wird der zweite Offsetstromwert vom erfasst Diagnosemesswert subtrahiert werden.The at the step 335 detected diagnostic measured value can then be corrected by means of second offset current value. For example, the second Offset current value to be subtracted from the detected diagnostic value.

Daraufhin kann am Schritt 340 der korrigierte Diagnosemesswert, wie bereits in Bezug auf die 3 beschrieben, mit dem vorbestimmten Referenzwert verglichen werden und die Funktionstauglichkeit und Messgenauigkeit des Stickoxidsensors beurteilt werden.Thereupon can at the step 340 the corrected diagnostic reading, as already in relation to the 3 described are compared with the predetermined reference value and the functionality and accuracy of the nitrogen oxide sensor are assessed.

Bei dem Verfahren gemäß 4 ist der zu Beginn für die V0/IP0-Steuerung erforderliche Wert der ersten Nernstspannung V0 vorbestimmt und vorgegeben, beispielsweise in einem Bereich zwischen ungefähr 200 mV und ungefähr 500 mV, bevorzugt zwischen ungefähr 350 mV und ungefähr 400 mV.In the method according to 4 For example, the value of the first Nernst voltage V0 required initially for the V0 / IP0 control is predetermined and predetermined, for example in a range between approximately 200 mV and approximately 500 mV, preferably between approximately 350 mV and approximately 400 mV.

Bei beiden beispielhaft offenbarten Verfahren der 3 und 4 kann am Ende noch überprüft werden, ob der zu Beginn der Eigendiagnose an der ersten Pumpelektrode 34 anliegende erste Pumpstrom IP0 von dem am Ende der Eigendiagnose an der ersten Pumpelektrode 34 anliegende Pumpstrom IP0 um einen vorbestimmten Schwellenwert abweicht. Ist dies der Fall, dann kann bestimmt werden, dass die Eigendiagnose ungültig ist und die Aussage über die Messgenauigkeit des Stickoxidsensors nicht valide ist.In both exemplified methods of the 3 and 4 can be checked at the end, whether at the beginning of the self-diagnosis at the first pumping electrode 34 applied first pumping current IP0 from that at the end of the self-diagnosis at the first pumping electrode 34 applied pumping current IP0 deviates by a predetermined threshold. If this is the case, then it can be determined that the self-diagnosis is invalid and the statement about the measurement accuracy of the nitrogen oxide sensor is not valid.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102007035768 A1 [0003]
DE 69732582 T2 [0004]
DE 10312732 B4 [0005]

Claims

Method for diagnosing a nitrogen oxide sensor arranged in an exhaust system of an internal combustion engine ( 10 ), one of a first pump cavity ( 20 ) associated with the first pumping electrode ( 24 ), a second pump cavity ( 30 ) with the first pump cavity ( 20 ) via a first diffusion path ( 25 ), associated second pumping electrode ( 34 ) and one of a measuring cavity ( 40 ) connected to the second pump cavity ( 30 ) via a second diffusion path ( 35 ), associated measuring electrode ( 44 ), which outputs a reading indicative of the nitrogen oxide content and / or oxygen content of the exhaust gas, the method comprising: - discharging oxygen from the first pumping cavity ( 20 ) by means of the first pumping electrode ( 24 ), - introduction of oxygen into the second pump cavity ( 30 ) by means of the second pumping electrode ( 34 ), - flowing into the second pump cavity ( 30 ) introduced oxygen at least partially into the measuring cavity ( 40 ), - detecting a diagnostic measured value in the measuring cavity ( 40 ) by means of the measuring electrode ( 44 ), and - determining that the nitrogen oxide sensor ( 10 ) is erroneous when the detected diagnostic reading deviates from a predetermined reference value by a predetermined threshold.

The method of claim 1, wherein the dispensing of oxygen from the first pumping cavity ( 20 ) such that a predetermined first oxygen content in the first pump cavity ( 20 ), and / or the introduction of oxygen into the second pump cavity ( 30 ) such that a predetermined second oxygen content in the second pump cavity ( 30 ) and / or the flow of oxygen from the second pump cavity (FIG. 30 ) into the measuring cavity ( 40 ) takes place in such a way that in the measuring cavity ( 40 ) sets a predetermined third oxygen content.

Method according to one of the preceding claims, wherein the discharge of oxygen from the first pump cavity ( 20 ) by controlling the first pumping electrode ( 24 ): - detecting a first Nernst voltage (V0) between the first pumping electrode ( 24 ) and a reference electrode ( 52 ) at the beginning of the diagnosis, and - maintaining the first Nernst voltage (V0) at the detected value by controlling a current at the first pumping electrode (V0) 24 ) applied first pumping current (IP0), so that oxygen is pumped out of the exhaust gas.

The method of claim 3, wherein the dispensing of oxygen from the first pumping cavity ( 20 ) by controlling the first pumping electrode ( 24 ) further comprises: - applying a pulsed first pumping current (IP0) to the first pumping electrode ( 24 ) and - detecting the first Nernst voltage (V0) during a turn-off time of the pulsed first pumping current (IP0).

The method of claim 3, wherein the dispensing of oxygen from the first pumping cavity ( 20 ) by controlling the first pumping electrode ( 24 ) further comprises: - applying an unpulsed first pumping current (IP0) to the first pumping electrode ( 24 ) and - detecting the first Nernst voltage (V0).

Method according to one of claims 1 and 2, wherein the discharge of oxygen from the first pump cavity ( 20 ) by controlling the first pumping electrode ( 24 ): - holding a first Nernst voltage (V0) between the first pumping electrode ( 24 ) and a reference electrode ( 52 ) at a predetermined value by controlling one at the first pumping electrode ( 24 ) applied first pumping current (IP0), so that oxygen is almost completely pumped out of the exhaust gas.

The method of claim 6, wherein after maintaining the first Nernst voltage (V0) at the predetermined value for a predetermined period of time, the method further comprises: detecting a first offset current value having a first residual oxygen content and / or residual nitrogen oxide content in the second pumping cavity ( 30 ), detecting a second offset current value which has a second residual oxygen content and / or residual nitrogen oxide content in the measuring cavity ( 40 ), and - taking into account the first offset current value and the second offset current value upon detection of the diagnostic measurement value.

Method according to one of the preceding claims, wherein the introduction of oxygen into the second pump cavity ( 30 ): - applying a second pumping current (IP1) to the second pumping electrode ( 34 ), so that oxygen in the second pump cavity ( 30 ) is introduced.

Method according to one of the preceding claims, wherein the predetermined reference value before the first use of the nitrogen oxide sensor ( 10 ) is determined in a developed state by: - discharging oxygen from the first pump cavity ( 20 ) by means of the first pumping electrode ( 24 ), - introduction of oxygen into the second pump cavity ( 30 ) by means of the second pumping electrode ( 34 ), - flowing into the second pump cavity ( 30 ) introduced oxygen content at least partially into the measuring cavity ( 40 ), and - detecting the reference value in the measuring cavity ( 40 ) by means of the measuring electrode ( 44 ).

Method according to one of the preceding claims, wherein the predetermined threshold value is approximately 50%, in particular approximately 30%, of the predetermined reference value.

Method according to one of the preceding claims, further comprising: determining that at the beginning of the self-diagnosis at the first pumping electrode ( 24 ) applied first pumping current (IP0) of the at the end of the self-diagnosis at the first pumping electrode ( 24 ) deviates from the first pumping current (IP0) by a predetermined threshold value, and - determining that the self-diagnosis of the nitrogen oxide sensor ( 10 ) is not valid if the at the beginning of the self-diagnosis at the first pump electrode ( 24 ) applied first pumping current (IP0) of the at the end of the self-diagnosis at the first pumping electrode ( 24 ) applied first pumping current (IP0) deviates by the predetermined threshold value.