Patent DE-102006055613-B4 (DE)
Title: Mischungsverhältniserfassungsgerät und Verfahren zur Bestimmung eines Mischungsverhältnisses eines Abgases
Inventor: HIRAIWA MASAMICHI
IPC: F01N11/00
Filed: 2006-11-24
Granted: 2019-03-21
Abstract: Ein Mischungsverhältniserfassungsgerät (1) aufweisend einen Gassensor (10) umfassend:eine Messgaskammer (21), in welche Abgas über einen Diffusionskontrollabschnitt (18) eingeleitet werden kann bzw. eingeleitet ist;eine Pumpzelle (14), welche eine äußere Pumpelektrode (12), eine der Messgaskammer (21) zugewandte innere Pumpelektrode (16) und eine erste Festelektrolytschicht (15), die zwischen der äußeren Pumpelektrode (12) und der inneren Pumpelektrode (16) eingelegt oder schichtartig angeordnet ist, umfasst;eine Sauerstoffkonzentrationsmesszelle (24), die eine Messelektrode (22), welche der Messgaskammer (21) zugewandt und auf gleichem Potenzial wie die innere Pumpelektrode (16) gehalten ist, eine Referenzelektrode (28) und eine zweite Festelektrolytschicht (13), die zwischen der Messelektrode (22) und der Referenzelektrode (28) eingelegt oder schichtartig angeordnet ist, umfasst, wobei die Pumpzelle (14) integral mit der Sauerstoffkonzentrationsmesszelle (24) laminiert ist; undMittel, wenn sich der Gassensor (10) in einem vollständig aktivierten Zustand befindet, zum Zuführen von Strom zur Pumpzelle (14), um so Sauerstoff aus der oder in die Messgaskammer (21) zu pumpen, so dass eine konstante Spannung zwischen der Messelektrode (22) und der Referenzelektrode (28) der Sauerstoffkonzentrationsmesszelle (24) erzeugt wird und ein Mischungsverhältnis des in die Messgaskammer (21) eingeleiteten bzw. einleitbaren Abgases auf Basis des Stromes, der durch die Pumpzelle (14) fließt, erfassbar ist;wobei das Mischungsverhältniserfassungsgerät (1) weiterhin aufweist:Erfassungswertermittlungsmittel zum Erfassen, in einer Phase nach Inbetriebnahme des Mischungsverhältniserfassungsgeräts (1) und bevor der Gassensor (10) den vollständig aktivierten Zustand erreicht hat, eines Erfassungswerts, der eine Potenzialdifferenz zwischen der äußeren Pumpelektrode (12) der Pumpzelle (14) und der Referenzelektrode (28) der Sauerstoffkonzentrationsmesszelle (24) ist;Fett-Mager-Bestimmungsmittel zur Bestimmung durch Vergleich des Erfassungswerts mit einem vorbestimmten Mischungsverhältnisschwellwert, ob das Mischungsverhältnis des Abgases fett oder mager ist;Halbaktivierungsbestimmungsmittel zur Bestimmung, ob nach Inbetriebnahme des Mischungsverhältniserfassungsgeräts (1) der Gassensor (10) einen halbaktivierten Zustand erreicht hat, in welchem eine Bestimmung auf Basis einer Veränderung des Erfassungswerts vorgenommen wird, ob das Mischungsverhältnis des Abgases fett oder mager ist;Vollaktivierungsbestimmungsmittel zur Bestimmung, ob der Gassensor (10) den vollständig aktivierten Zustand erreicht hat;wobei das Erfassungswertermittlungsmittel angepasst ist, den Erfassungswert zu ermitteln,wenn das Halbaktivierungsbestimmungsmittel bestimmt hat, dass der Gassensor den halbaktivierten Zustand erreicht hat, und wenn das Vollaktivierungsbestimmungsmittel bestimmt hat, dass der Gassensor noch nicht den vollständig aktivierten Zustand erreicht hat;eine Stromquelle, die geeignet ist, einen konstanten Strom einer gegebenen Stärke der Sauerstoffkonzentrationsmesszelle (24) zuzuführen;eine Konstantstromlieferregeleinheit, die angepasst ist abwechselnd einen Ein- und einen Auszustand zu vorbestimmten Intervallen einzunehmen, um abwechselnd die Stromquelle zur Lieferung des konstanten Stroms zu aktivieren und die Stromquelle zur Nichtlieferung des konstanten Stroms zu deaktivieren;Spannungserfassungsmittel zum Erfassen einer Spannung, die zwischen der Messelektrode (22) und der Referenzelektrode (28) der Sauerstoffkonzentrationszelle (24) erzeugt wird, wenn die Konstantstromlieferregeleinheit im Einzustand und wenn die Konstantstromlieferregeleinheit im Auszustand ist; undSpannungsdifferenzerfassungsmittel zum Erfassen einer Spannungsdifferenz, welche die Differenz zwischen der mittels des Spannungserfassungsmittels erfassten Spannung, wenn die Konstantstromlieferregeleinheit im Einzustand ist, und der Spannung ist, die erfasst wird, wenn die Konstantstromlieferregeleinheit im Auszustand ist, wobeidas Halbaktivierungsbestimmungsmittel angepasst ist, die Spannungsdifferenz, die mittels des Spannungsdifferenzerfassungsmittels erfasst ist, mit einem vorgewählten Spannungsbewertungsschwellwert zu vergleichen und zu bestimmen, dass der Gassensor (10) den halbaktivierten Zustand erreicht hat, wenn die Spannungsdifferenz kleiner als der Spannungsbewertungsschwellwert wird.