专利名称：处理具有与温度有关的欧姆阻抗的测量元件的所测量欧姆阻抗的方法
技术领域：
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的方法，该方法用于处理具有 与温度有关的欧姆阻抗的测量元件、尤其是能斯特(Nernst)探测器的所测量的欧姆阻 抗R(t)，其中在时刻tx测量该测量元件的欧姆阻抗R(tx)，并且在测量所测量的欧姆阻抗 R(tx)的测量时刻tx，从围绕测量元件的气体的至少一个物理和/或化学参数中确定根据 修正系数Κλ的修正系数Ka (tx)，这些修正系数Ka是对于围绕测量元件的气体的至少一 个物理和/或化学参数的不同的值所预先确定的，其中根据以下的方程确定修正的阻抗值
Rkorr (tx)Rkorr (tx) =R(tx) -KA(tx)0本方法涉及对测量元件——例如按照能斯特原理的跃变Lambda探测器——的阻 抗的测量。优选的应用情况是内燃机，在其排气设备中存在至少一个相应的跃变Lambda探 测器，其中通过控制单元对跃变Lambda探测器进行控制和对信号进行测量。该控制单元例 如集成在发动机控制设备中。
背景技术：
为了满足对于允许的废气排放的法律规定，需要废气净化措施的高有效性。这些 措施之一是尽可能准确地将废气成分调节为使得位于废气系统中的催化器尽可能高效地 工作。为了在目前的三通道催化器中达到高的转换能力，给这些三通道催化器加注具有限 定的废气成分的废气。该废气成分通过安装在催化器之前的Lambda探测器来调节。在所采用的Lambda探测器中，主要区分两种不同的结构种类。宽带Lambda探测 器能够在Lambda不等于1时也提供足够准确的信号。按照能斯特原理的跃变Lambda探 测器比宽带Lambda探测器更便宜，但是仅在Lambda= 1附近的范围中以高精度提供可使 用的测量值。问题在于，探测器输出的信号不仅与废气成分有关，而且也与探测器的温度有 关。在根据现有技术公知的跃变Lambda探测器的实施中，由控制单元以规则的间隔确定测 量元件的内阻。测量元件的该内阻与元件的温度在对数上成反比，如在

图1中所示出的那 样。在图1中，在横轴上描绘以。C为单位的跃变Lambda探测器的温度，并且在纵轴上描绘 以欧姆为单位的跃变Lambda探测器的内阻。例如将内阻的值用于监视跃变Lambda探测器 是否在特定的温度范围中。如果情况不是这样，则生成维护信号。从US 5129258中公知， 以此方式通过测量内阻来推断探测器处的废气温度。从DE 10036129A1中公知，从内阻推断跃变Lambda探测器的温度，并且利用该信 息对所测量信号进行修正。此外，例如从DE 10036129A1中公知，将跃变Lambda探测器的 加热控制为使得与探测器温度有关的阻抗值采取预先确定的目标值，即将探测器调节到预 先确定的温度上。在以前所说明的方法中要注意的是，所测量的阻抗值与测量元件(跃变Lambda探 测器)的温度的准确相关性在不同的环境条件下不是必然一致的。如从图1中可看出的那
4样，所测量的值与废气的Lambda值有关，这通过两条曲线示出，其中上方的曲线示出在富 含油脂的混合物情况下内阻与温度有关的变化曲线，而下方的曲线示出在含油脂少的混合 物情况下内阻与温度有关的变化曲线。这里通常只继续处理来自预先给定的混合物范围中 的所测量的值。但是，这限制了有效测量的频率。替代地，如从一般性的EP 1028244A1中所 公知的那样，通过对所测量的值施加以与Lambda有关的修正值来修正混合物成分的影响。但是，如图2所示出的那样，还存在对于内阻和温度之间的关联的其它影响因素。 在图2中，在横轴上描绘以。C为单位的跃变Lambda探测器的温度，而在纵轴上描绘以欧姆 为单位的跃变Lambda探测器的内阻。具有实线的曲线表明内阻关于温度的变化曲线。废 气Lambda值的之前所说明的影响实际上不是恒定的，而是附加地与测量元件的活性有关， 即例如与测量元件的老化状况有关。这在图2中以虚线曲线示出，其中从具有实线的曲线 出发，得出在测量元件的不同老化状况下的相应改变的测量值。这用双箭头来表明。此外， 不仅废气Lambda值的影响与老化有关，而且经过Lambda修正的内阻值也经受老化，即在同 一温度下在那里测量的内阻通常随着老化程度的增加而提高。这在图2中通过从具有实线 的曲线出发得出的点状曲线来示出，如用箭头指向点状线所示出的那样。因此，仅仅用与 Lambda有关的修正值进行的修正尤其不考虑测量元件的老化。此外，内阻附加地与测量元件的透彻加热具有相关性，该测量元件具有传感器元 件和传感器体。由于从传感器元件向传感器体的散热，在过渡区域中产生较低的温度。但 是由于在整个元件的跨度上测量内阻，所以根据传感器体是凉的还是热的，在相同温度下 在传感器元件的上部区域中产生内阻的不同的值，但是该值对在元件尖端上的信号相关的 温度没有影响。这在图3中示出，图3示出在恒定的传感器元件温度下的内阻，其中在横轴 上描绘以。C为单位的“Hex温度”(传感器体的温度)，而在纵轴上描绘以欧姆为单位的所 测量的阻抗值R(tx)。因此，在不对此进行补偿的情况下不能从内阻中计算出确切的绝对温 度。

发明内容
本发明所基于的任务在于，在所测量的阻抗值R(tx)与具有与温度有关的欧姆内 阻的测量元件的实际温度之间建立更准确的关联。根据本发明通过具有权利要求1所表明特征的上述方式的方法解决该任务。在其 它的权利要求中说明本发明的有利的扩展方案。为此，在上述方式的方法中根据本发明设置，与测量元件的至少一个物理和/或 化学参数有关地确定对测量元件的所测量欧姆阻抗R(tx)的另外的修正。这所具有的优点是，可以修正测量元件的在不同边界条件下所测量的阻抗值并且 可以将其换算成绝对温度。尤其是在跃变Lambda探测器的情况下，可以将所有所测量的阻 抗值而不只是根据边界条件的有限范围所测量的那些阻抗值用于绝对温度的准确确定。为了修正被废气环绕冲刷的测量元件的所测量的欧姆阻抗R(tx)，围绕测量元件 的气体的至少一个物理和/或化学参数包括燃料/空气比的Lambda值λ。通过用测量元件本身来确定Lambda值，实现了对测量元件的所测量的欧姆阻抗 的特别简单并同时准确的修正。例如，围绕测量元件的气体是内燃机的废气。
通过测量元件的至少一个物理和/或化学参数包括同一测量元件的老化，实现了 对测量元件的欧姆阻抗值的特别准确的确定。通过测量元件的至少一个物理和/或化学参数包括测量元件的探测器体的温度， 实现了对确定测量元件的欧姆阻抗值的精度的进一步改善。为了修正测量元件的透彻加热的影响，保存如下曲线，所述曲线包含测量元件的 所测量欧姆阻抗与测量元件的探测器体温度之间的关系的特性曲线。借助于根据探测器体 温度的特性曲线，确定测量元件的所测量的欧姆阻抗或对于该欧姆阻抗的修正。例如从测 量元件的温度模型中或者从测量元件的构件的所确定的、尤其是所测量的温度中确定探测 器体的温度，尤其是测量元件的六角形的温度。通过如下方式实现混合物影响与测量元件的阻抗值的匹配在第一时刻、用第 一修正因数κλ (、)确定所测量的第一欧姆阻抗Ra1)并且在第二时刻、用第二修正因数 κλ U1)确定第二欧姆阻抗R(t2)，其中时刻、和t2被选择为使得在两个时刻、和t2存在 测量元件的基本上相同的温度和围绕测量元件的气体的至少一个物理和/或化学参数的 不同的值，其中根据以下方程来确定匹配值
权利要求
1.用于处理具有与温度有关的欧姆阻抗的测量元件、尤其是能斯特探测器的所测量的 欧姆阻抗R(t)的方法，其中在时刻、对测量元件的欧姆阻抗R(tx)进行测量，并且在所测 量的欧姆阻抗R(tx)的测量时刻tx，从围绕测量元件的气体的至少一个物理和/或化学参 数中确定来自修正因数Κλ的修正因数Ka (tx)，这些修正因数Ka对于围绕测量元件的气体 的至少一个物理和/或化学参数的不同的值被预先确定，其中根据以下方程确定修正的阻 抗值 Rkorr (tx)Rkorr (tx) = R(tx) · Κλ (tx)，其特征在于，与测量元件的至少一个物理和/或化学参数有关地确定测量元件的所测 量的欧姆阻抗值R(tx)的另外的修正。
2.按照权利要求1的方法，其特征在于，围绕测量元件的气体的至少一个物理和/或化 学参数包括燃料/空气比的Lambda值。
3.按照权利要求2的方法，其特征在于，用测量元件本身确定Lambda值。
4.按照以上权利要求中的至少一项的方法，其特征在于，围绕测量元件的气体是内燃 机的废气。
5.按照以上权利要求中的至少一项的方法，其特征在于，测量元件的至少一个物理和 /或化学参数包括同一测量元件的老化。
6.按照以上权利要求中的至少一项的方法，其特征在于，测量元件的至少一个物理和 /或化学参数包括测量元件的探测器体的温度。
7.按照权利要求6的方法，其特征在于，保存包含测量元件的所测量欧姆阻抗与测量 元件的探测器体温度的关系的特性曲线。
8.按照权利要求7的方法，其特征在于，借助所述特性曲线，从探测器体的温度中确定 测量元件的所测量的欧姆阻抗或对该欧姆阻抗的修正。
9.按照权利要求8的方法，其特征在于，从测量元件的温度模型中或从测量元件的构 件的所确定的、尤其是所测量的温度中，确定探测器体的温度，尤其是测量元件的六边形的 温度。
10.按照以上权利要求中的至少一项的方法，其特征在于，在第一时刻、用第一修正因 数[U1)确定所测量的第一欧姆阻抗Ra1),并且在第二时刻、用第二修正因数κλ (、)确 定第二欧姆阻抗Ra2)，其中，将时刻、和t2选择为使得在两个时刻、和t2存在测量元件 的基本上相同的温度和围绕测量元件的气体的至少一个物理和/或化学参数的不同的值， 其中根据以下方程确定匹配值AW
11.按照权利要求10的方法，其特征在于，从至少两个确定的匹配值AW中计算出平均 值，并将该平均值作为新的匹配值AW^ra用于进一步的计算。
12.按照权利要求10或11的方法，其特征在于，根据以下方程确定补偿的阻抗值RkompRkomp (tx) = R(tx)+Aff · (Rkorr (tx)-R(tx))0
13.按照权利要求1至11中的至少一项的方法，其特征在于，从修正的阻抗值&。 (、) 中以及从温度值和阻抗值的预先确定的分配中，确定测量元件对于修正的阻抗值&。 (、)的温度T(tx)。
14.按照权利要求12的方法，其特征在于，从补偿的阻抗值&_(、)中以及从温度值的 和阻抗值的预先确定的分配中，确定测量元件对于补偿的阻抗值Rk。mp (tx)的温度T(tx)。
15.按照权利要求1至11或13中的至少一项的方法，其特征在于，确定测量元件的模 拟的温度，并且与存在至少一个预先确定的条件有关地将模拟的温度分配给所计算的修正 的阻抗值Rk。
(O。
16.按照权利要求12或14的方法，其特征在于，确定测量元件的模拟的温度，并且与存 在至少一个预先确定的条件有关地将模拟的温度分配给所计算的补偿的阻抗值Rk。mp (tx)。
17.按照权利要求13和15的方法，其特征在于，借助修正值如此匹配测量元件的阻抗 值的所保存的基本特性，使得所计算的修正的阻抗值Rkm (tx)在换算成温度T (tx)时得出 模拟的温度。
18.按照权利要求14和16的方法，其特征在于，借助修正值如此匹配测量元件的阻抗 值的所保存的基本特性，使得所计算的补偿的阻抗值Rk。mp (tx)在换算成温度T (tx)时得出 模拟的温度。
19.按照权利要求15至18中的至少一项的方法，其特征在于，所述至少一个预先确定 的条件包括如下条件在气体的至少一个物理和/或化学参数的、尤其是Lambda值的预先 确定的值域中确定所测量的阻抗值R(tx)。
20.按照权利要求15至19中的至少一项的方法，其特征在于，所述至少一个预先确定 的条件包括如下条件在测量元件的至少一个物理和/或化学参数的预先确定的值域中， 尤其是在测量元件的探测器体的温度的预先确定的值域中，检测所测量的阻抗值R(tx)。
21.按照权利要求1至18中的至少一项的方法，其特征在于，在气体的至少一个物理和 /或化学参数的、尤其是Lambda值的预先确定的值域中检测所测量的阻抗值R(tx)。
22.按照权利要求1至18中的至少一项的方法，其特征在于，在测量元件的至少一个物 理和/或化学参数的预先确定的值域中，尤其是在测量元件的探测器体的温度的预先确定 的值域中，检测所测量的阻抗值R(tx)。
全文摘要
本发明涉及用于处理具有与温度有关的欧姆阻抗的测量元件的、尤其是能斯特探测器的所测量的阻抗R(t)的方法，其中在时刻tx测量测量元件的欧姆阻抗R(tx)，并且在所测量的欧姆阻抗R(tx)的测量时刻tx，从围绕测量元件的气体的至少一个物理和/或化学参数中确定根据修正因数Kλ的修正因数Kλ(tx)，这些修正因数Kλ对于围绕测量元件的气体的至少一个物理和/或化学参数的不同的值被预先确定，其中根据方程Rkorr(tx)＝R(tx)·Kλ(tx)确定修正的阻抗值Rkorr(tx)。在此，与测量元件的至少一个物理和/或化学参数有关地确定测量元件的所测量的阻抗Rkomp(tx)的另外的修正。
文档编号G01R1/44GK102062795SQ201010548578
公开日2011年5月18日 申请日期2010年11月15日 优先权日2009年11月14日
发明者H·哈恩 申请人:大众汽车有限公司