專利名稱：處理具有與溫度有關(guān)的歐姆阻抗的測量元件的所測量歐姆阻抗的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述的方法，該方法用于處理具有 與溫度有關(guān)的歐姆阻抗的測量元件、尤其是能斯特(Nernst)探測器的所測量的歐姆阻 抗R(t)，其中在時刻tx測量該測量元件的歐姆阻抗R(tx)，并且在測量所測量的歐姆阻抗 R(tx)的測量時刻tx，從圍繞測量元件的氣體的至少一個物理和/或化學(xué)參數(shù)中確定根據(jù) 修正系數(shù)Κλ的修正系數(shù)Ka (tx)，這些修正系數(shù)Ka是對于圍繞測量元件的氣體的至少一 個物理和/或化學(xué)參數(shù)的不同的值所預(yù)先確定的，其中根據(jù)以下的方程確定修正的阻抗值
Rkorr (tx)Rkorr (tx) =R(tx) -KA(tx)0本方法涉及對測量元件——例如按照能斯特原理的躍變Lambda探測器——的阻 抗的測量。優(yōu)選的應(yīng)用情況是內(nèi)燃機，在其排氣設(shè)備中存在至少一個相應(yīng)的躍變Lambda探 測器，其中通過控制單元對躍變Lambda探測器進行控制和對信號進行測量。該控制單元例 如集成在發(fā)動機控制設(shè)備中。
背景技術(shù)：
為了滿足對于允許的廢氣排放的法律規(guī)定，需要廢氣凈化措施的高有效性。這些 措施之一是盡可能準(zhǔn)確地將廢氣成分調(diào)節(jié)為使得位于廢氣系統(tǒng)中的催化器盡可能高效地 工作。為了在目前的三通道催化器中達到高的轉(zhuǎn)換能力，給這些三通道催化器加注具有限 定的廢氣成分的廢氣。該廢氣成分通過安裝在催化器之前的Lambda探測器來調(diào)節(jié)。在所采用的Lambda探測器中，主要區(qū)分兩種不同的結(jié)構(gòu)種類。寬帶Lambda探測 器能夠在Lambda不等于1時也提供足夠準(zhǔn)確的信號。按照能斯特原理的躍變Lambda探 測器比寬帶Lambda探測器更便宜，但是僅在Lambda= 1附近的范圍中以高精度提供可使 用的測量值。問題在于，探測器輸出的信號不僅與廢氣成分有關(guān)，而且也與探測器的溫度有 關(guān)。在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)公知的躍變Lambda探測器的實施中，由控制單元以規(guī)則的間隔確定測 量元件的內(nèi)阻。測量元件的該內(nèi)阻與元件的溫度在對數(shù)上成反比，如在

圖1中所示出的那 樣。在圖1中，在橫軸上描繪以。C為單位的躍變Lambda探測器的溫度，并且在縱軸上描繪 以歐姆為單位的躍變Lambda探測器的內(nèi)阻。例如將內(nèi)阻的值用于監(jiān)視躍變Lambda探測器 是否在特定的溫度范圍中。如果情況不是這樣，則生成維護信號。從US 5129258中公知， 以此方式通過測量內(nèi)阻來推斷探測器處的廢氣溫度。從DE 10036129A1中公知，從內(nèi)阻推斷躍變Lambda探測器的溫度，并且利用該信 息對所測量信號進行修正。此外，例如從DE 10036129A1中公知，將躍變Lambda探測器的 加熱控制為使得與探測器溫度有關(guān)的阻抗值采取預(yù)先確定的目標(biāo)值，即將探測器調(diào)節(jié)到預(yù) 先確定的溫度上。在以前所說明的方法中要注意的是，所測量的阻抗值與測量元件(躍變Lambda探 測器)的溫度的準(zhǔn)確相關(guān)性在不同的環(huán)境條件下不是必然一致的。如從圖1中可看出的那
4樣，所測量的值與廢氣的Lambda值有關(guān)，這通過兩條曲線示出，其中上方的曲線示出在富 含油脂的混合物情況下內(nèi)阻與溫度有關(guān)的變化曲線，而下方的曲線示出在含油脂少的混合 物情況下內(nèi)阻與溫度有關(guān)的變化曲線。這里通常只繼續(xù)處理來自預(yù)先給定的混合物范圍中 的所測量的值。但是，這限制了有效測量的頻率。替代地，如從一般性的EP 1028244A1中所 公知的那樣，通過對所測量的值施加以與Lambda有關(guān)的修正值來修正混合物成分的影響。但是，如圖2所示出的那樣，還存在對于內(nèi)阻和溫度之間的關(guān)聯(lián)的其它影響因素。 在圖2中，在橫軸上描繪以。C為單位的躍變Lambda探測器的溫度，而在縱軸上描繪以歐姆 為單位的躍變Lambda探測器的內(nèi)阻。具有實線的曲線表明內(nèi)阻關(guān)于溫度的變化曲線。廢 氣Lambda值的之前所說明的影響實際上不是恒定的，而是附加地與測量元件的活性有關(guān)， 即例如與測量元件的老化狀況有關(guān)。這在圖2中以虛線曲線示出，其中從具有實線的曲線 出發(fā)，得出在測量元件的不同老化狀況下的相應(yīng)改變的測量值。這用雙箭頭來表明。此外， 不僅廢氣Lambda值的影響與老化有關(guān)，而且經(jīng)過Lambda修正的內(nèi)阻值也經(jīng)受老化，即在同 一溫度下在那里測量的內(nèi)阻通常隨著老化程度的增加而提高。這在圖2中通過從具有實線 的曲線出發(fā)得出的點狀曲線來示出，如用箭頭指向點狀線所示出的那樣。因此，僅僅用與 Lambda有關(guān)的修正值進行的修正尤其不考慮測量元件的老化。此外，內(nèi)阻附加地與測量元件的透徹加熱具有相關(guān)性，該測量元件具有傳感器元 件和傳感器體。由于從傳感器元件向傳感器體的散熱，在過渡區(qū)域中產(chǎn)生較低的溫度。但 是由于在整個元件的跨度上測量內(nèi)阻，所以根據(jù)傳感器體是涼的還是熱的，在相同溫度下 在傳感器元件的上部區(qū)域中產(chǎn)生內(nèi)阻的不同的值，但是該值對在元件尖端上的信號相關(guān)的 溫度沒有影響。這在圖3中示出，圖3示出在恒定的傳感器元件溫度下的內(nèi)阻，其中在橫軸 上描繪以。C為單位的“Hex溫度”(傳感器體的溫度)，而在縱軸上描繪以歐姆為單位的所 測量的阻抗值R(tx)。因此，在不對此進行補償?shù)那闆r下不能從內(nèi)阻中計算出確切的絕對溫 度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所基于的任務(wù)在于，在所測量的阻抗值R(tx)與具有與溫度有關(guān)的歐姆內(nèi) 阻的測量元件的實際溫度之間建立更準(zhǔn)確的關(guān)聯(lián)。根據(jù)本發(fā)明通過具有權(quán)利要求1所表明特征的上述方式的方法解決該任務(wù)。在其 它的權(quán)利要求中說明本發(fā)明的有利的擴展方案。為此，在上述方式的方法中根據(jù)本發(fā)明設(shè)置，與測量元件的至少一個物理和/或 化學(xué)參數(shù)有關(guān)地確定對測量元件的所測量歐姆阻抗R(tx)的另外的修正。這所具有的優(yōu)點是，可以修正測量元件的在不同邊界條件下所測量的阻抗值并且 可以將其換算成絕對溫度。尤其是在躍變Lambda探測器的情況下，可以將所有所測量的阻 抗值而不只是根據(jù)邊界條件的有限范圍所測量的那些阻抗值用于絕對溫度的準(zhǔn)確確定。為了修正被廢氣環(huán)繞沖刷的測量元件的所測量的歐姆阻抗R(tx)，圍繞測量元件 的氣體的至少一個物理和/或化學(xué)參數(shù)包括燃料/空氣比的Lambda值λ。通過用測量元件本身來確定Lambda值，實現(xiàn)了對測量元件的所測量的歐姆阻抗 的特別簡單并同時準(zhǔn)確的修正。例如，圍繞測量元件的氣體是內(nèi)燃機的廢氣。
通過測量元件的至少一個物理和/或化學(xué)參數(shù)包括同一測量元件的老化，實現(xiàn)了 對測量元件的歐姆阻抗值的特別準(zhǔn)確的確定。通過測量元件的至少一個物理和/或化學(xué)參數(shù)包括測量元件的探測器體的溫度， 實現(xiàn)了對確定測量元件的歐姆阻抗值的精度的進一步改善。為了修正測量元件的透徹加熱的影響，保存如下曲線，所述曲線包含測量元件的 所測量歐姆阻抗與測量元件的探測器體溫度之間的關(guān)系的特性曲線。借助于根據(jù)探測器體 溫度的特性曲線，確定測量元件的所測量的歐姆阻抗或?qū)τ谠摎W姆阻抗的修正。例如從測 量元件的溫度模型中或者從測量元件的構(gòu)件的所確定的、尤其是所測量的溫度中確定探測 器體的溫度，尤其是測量元件的六角形的溫度。通過如下方式實現(xiàn)混合物影響與測量元件的阻抗值的匹配在第一時刻、用第 一修正因數(shù)κλ (、)確定所測量的第一歐姆阻抗Ra1)并且在第二時刻、用第二修正因數(shù) κλ U1)確定第二歐姆阻抗R(t2)，其中時刻、和t2被選擇為使得在兩個時刻、和t2存在 測量元件的基本上相同的溫度和圍繞測量元件的氣體的至少一個物理和/或化學(xué)參數(shù)的 不同的值，其中根據(jù)以下方程來確定匹配值
權(quán)利要求
1.用于處理具有與溫度有關(guān)的歐姆阻抗的測量元件、尤其是能斯特探測器的所測量的 歐姆阻抗R(t)的方法，其中在時刻、對測量元件的歐姆阻抗R(tx)進行測量，并且在所測 量的歐姆阻抗R(tx)的測量時刻tx，從圍繞測量元件的氣體的至少一個物理和/或化學(xué)參 數(shù)中確定來自修正因數(shù)Κλ的修正因數(shù)Ka (tx)，這些修正因數(shù)Ka對于圍繞測量元件的氣體 的至少一個物理和/或化學(xué)參數(shù)的不同的值被預(yù)先確定，其中根據(jù)以下方程確定修正的阻 抗值 Rkorr (tx)Rkorr (tx) = R(tx) · Κλ (tx)，其特征在于，與測量元件的至少一個物理和/或化學(xué)參數(shù)有關(guān)地確定測量元件的所測 量的歐姆阻抗值R(tx)的另外的修正。
2.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于，圍繞測量元件的氣體的至少一個物理和/或化 學(xué)參數(shù)包括燃料/空氣比的Lambda值。
3.按照權(quán)利要求2的方法，其特征在于，用測量元件本身確定Lambda值。
4.按照以上權(quán)利要求中的至少一項的方法，其特征在于，圍繞測量元件的氣體是內(nèi)燃 機的廢氣。
5.按照以上權(quán)利要求中的至少一項的方法，其特征在于，測量元件的至少一個物理和 /或化學(xué)參數(shù)包括同一測量元件的老化。
6.按照以上權(quán)利要求中的至少一項的方法，其特征在于，測量元件的至少一個物理和 /或化學(xué)參數(shù)包括測量元件的探測器體的溫度。
7.按照權(quán)利要求6的方法，其特征在于，保存包含測量元件的所測量歐姆阻抗與測量 元件的探測器體溫度的關(guān)系的特性曲線。
8.按照權(quán)利要求7的方法，其特征在于，借助所述特性曲線，從探測器體的溫度中確定 測量元件的所測量的歐姆阻抗或?qū)υ摎W姆阻抗的修正。
9.按照權(quán)利要求8的方法，其特征在于，從測量元件的溫度模型中或從測量元件的構(gòu) 件的所確定的、尤其是所測量的溫度中，確定探測器體的溫度，尤其是測量元件的六邊形的 溫度。
10.按照以上權(quán)利要求中的至少一項的方法，其特征在于，在第一時刻、用第一修正因 數(shù)[U1)確定所測量的第一歐姆阻抗Ra1),并且在第二時刻、用第二修正因數(shù)κλ (、)確 定第二歐姆阻抗Ra2)，其中，將時刻、和t2選擇為使得在兩個時刻、和t2存在測量元件 的基本上相同的溫度和圍繞測量元件的氣體的至少一個物理和/或化學(xué)參數(shù)的不同的值， 其中根據(jù)以下方程確定匹配值A(chǔ)W
11.按照權(quán)利要求10的方法，其特征在于，從至少兩個確定的匹配值A(chǔ)W中計算出平均 值，并將該平均值作為新的匹配值A(chǔ)W^ra用于進一步的計算。
12.按照權(quán)利要求10或11的方法，其特征在于，根據(jù)以下方程確定補償?shù)淖杩怪礡kompRkomp (tx) = R(tx)+Aff · (Rkorr (tx)-R(tx))0
13.按照權(quán)利要求1至11中的至少一項的方法，其特征在于，從修正的阻抗值&。 (、) 中以及從溫度值和阻抗值的預(yù)先確定的分配中，確定測量元件對于修正的阻抗值&。 (、)的溫度T(tx)。
14.按照權(quán)利要求12的方法，其特征在于，從補償?shù)淖杩怪?amp;_(、)中以及從溫度值的 和阻抗值的預(yù)先確定的分配中，確定測量元件對于補償?shù)淖杩怪礡k。mp (tx)的溫度T(tx)。
15.按照權(quán)利要求1至11或13中的至少一項的方法，其特征在于，確定測量元件的模 擬的溫度，并且與存在至少一個預(yù)先確定的條件有關(guān)地將模擬的溫度分配給所計算的修正 的阻抗值Rk。
(O。
16.按照權(quán)利要求12或14的方法，其特征在于，確定測量元件的模擬的溫度，并且與存 在至少一個預(yù)先確定的條件有關(guān)地將模擬的溫度分配給所計算的補償?shù)淖杩怪礡k。mp (tx)。
17.按照權(quán)利要求13和15的方法，其特征在于，借助修正值如此匹配測量元件的阻抗 值的所保存的基本特性，使得所計算的修正的阻抗值Rkm (tx)在換算成溫度T (tx)時得出 模擬的溫度。
18.按照權(quán)利要求14和16的方法，其特征在于，借助修正值如此匹配測量元件的阻抗 值的所保存的基本特性，使得所計算的補償?shù)淖杩怪礡k。mp (tx)在換算成溫度T (tx)時得出 模擬的溫度。
19.按照權(quán)利要求15至18中的至少一項的方法，其特征在于，所述至少一個預(yù)先確定 的條件包括如下條件在氣體的至少一個物理和/或化學(xué)參數(shù)的、尤其是Lambda值的預(yù)先 確定的值域中確定所測量的阻抗值R(tx)。
20.按照權(quán)利要求15至19中的至少一項的方法，其特征在于，所述至少一個預(yù)先確定 的條件包括如下條件在測量元件的至少一個物理和/或化學(xué)參數(shù)的預(yù)先確定的值域中， 尤其是在測量元件的探測器體的溫度的預(yù)先確定的值域中，檢測所測量的阻抗值R(tx)。
21.按照權(quán)利要求1至18中的至少一項的方法，其特征在于，在氣體的至少一個物理和 /或化學(xué)參數(shù)的、尤其是Lambda值的預(yù)先確定的值域中檢測所測量的阻抗值R(tx)。
22.按照權(quán)利要求1至18中的至少一項的方法，其特征在于，在測量元件的至少一個物 理和/或化學(xué)參數(shù)的預(yù)先確定的值域中，尤其是在測量元件的探測器體的溫度的預(yù)先確定 的值域中，檢測所測量的阻抗值R(tx)。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于處理具有與溫度有關(guān)的歐姆阻抗的測量元件的、尤其是能斯特探測器的所測量的阻抗R(t)的方法，其中在時刻tx測量測量元件的歐姆阻抗R(tx)，并且在所測量的歐姆阻抗R(tx)的測量時刻tx，從圍繞測量元件的氣體的至少一個物理和/或化學(xué)參數(shù)中確定根據(jù)修正因數(shù)Kλ的修正因數(shù)Kλ(tx)，這些修正因數(shù)Kλ對于圍繞測量元件的氣體的至少一個物理和/或化學(xué)參數(shù)的不同的值被預(yù)先確定，其中根據(jù)方程Rkorr(tx)＝R(tx)·Kλ(tx)確定修正的阻抗值Rkorr(tx)。在此，與測量元件的至少一個物理和/或化學(xué)參數(shù)有關(guān)地確定測量元件的所測量的阻抗Rkomp(tx)的另外的修正。
文檔編號G01R1/44GK102062795SQ201010548578
公開日2011年5月18日 申請日期2010年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月14日
發(fā)明者H·哈恩 申請人:大眾汽車有限公司