用于運行顆粒傳感器的方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于運行用來確定氣流中的顆粒含量的顆粒傳感器的方法，其中，所述顆粒傳感器在其表面上具有用于對碳煙加載(Rufibeladung)進行確定的傳感器結(jié)構(gòu)以及至少一個通過隔離層與所述傳感器結(jié)構(gòu)分開的加熱元件，利用所述加熱元件在再生階段中對所述顆粒傳感器進行加熱，并且在此能夠去除所述顆粒傳感器上的碳煙加載，并且利用所述加熱元件能夠至少暫時地在所述再生階段之前實施加熱階段，其中，在該加熱階段中調(diào)整與再生溫度相比較明顯更低的溫度，其中利用集成在所述顆粒傳感器中的溫度傳感器能夠探測由于水潤濕而引起的短時間的溫度下降。
[0002]此外，本發(fā)明涉及一種用于運行所述顆粒傳感器并且用于實施按本發(fā)明的方法的裝置、尤其是控制及測評單元。
【背景技術(shù)】
[0003]顆粒傳感器(PM)在今天例如用于對內(nèi)燃機的碳煙排放進行監(jiān)控并且用于進行車載診斷(0BD)、例如用于對顆粒過濾器、例如柴油顆粒過濾器(DPF)進行功能監(jiān)控。在此，將廢氣在顆粒過濾器下游通過雙重保護管結(jié)構(gòu)沿著所述顆粒傳感器來導(dǎo)送。在此已知的是收集用的、有抵抗力的顆粒傳感器，所述顆粒傳感器對叉指式的電極結(jié)構(gòu)由于顆粒沉積物引起的電特性的變化進行測評。能夠設(shè)置兩個或者更多個電極，所述電極優(yōu)選梳狀地嵌合到彼此當(dāng)中并且被施加在陶瓷結(jié)構(gòu)上。這些電極也被稱為叉指式電極(IDE)并且形成真正的傳感器元件。由于在所述顆粒傳感器上沉積的顆粒的數(shù)目增加而使所述電極短路，這在隨著顆粒沉積的增加而減小的電阻、減小的阻抗方面或者在與所述電阻或者阻抗相關(guān)聯(lián)的特征參量、例如電壓和/或電流的變化方面產(chǎn)生影響。為了進行測評，通常要確定例如所述電極之間的測量電流的閾值，并且將直至達到所述閾值的時間用作用于所沉積的顆粒量的尺度。作為替代方案，也能夠在顆粒沉積的過程中對信號變化速度進行測評。
[0004]這樣的有抵抗能力的顆粒傳感器在DE101 33 384 Al中得到了說明。所述顆粒傳感器由兩個嵌合到彼此當(dāng)中的梳狀的電極構(gòu)成，所述電極至少暫時被捕集套筒(FanghUIse)所覆蓋。如果來自氣流的顆粒沉積在所述顆粒傳感器上，那么這就導(dǎo)致所述顆粒傳感器的阻抗的能夠測評的變化，由所述變化能夠推斷出所沉積的顆粒的量并且由此推斷出在廢氣中所夾帶的顆粒的量。
[0005]如果所述顆粒傳感器被完全加載，那就在再生階段中借助于集成在所述顆粒傳感器中的加熱元件來使所沉積的顆粒燃燒。為此要將所述傳感器元件的陶瓷加熱到較高的溫度，一般來說加熱到大于600°C。在該再生階段中，所述傳感器元件敏感地對較大的局部的溫度變化或者對如可能由于沖擊的水或者水滴而出現(xiàn)的那樣的熱沖擊作出反應(yīng)。這樣的熱沖擊可能在所述傳感器元件中導(dǎo)致裂紋。因此，只有當(dāng)根據(jù)馬達控制器中的熱量計算沒有水能夠再存在于傳感器安裝位置上時才由馬達控制器要求傳感器再生。
[0006]文獻DE 10 2009 028 319 Al尤其說明了一種用于運行用來確定內(nèi)燃機的廢氣流中的顆粒含量的顆粒傳感器的方法，其中，所述顆粒傳感器以特定的時間間隔在再生階段中經(jīng)受再生并且在此情況下所述顆粒傳感器上的碳煙加載被去除。在此在等候傳感器釋放之后實施所述再生過程，其中，在所述內(nèi)燃機冷起動或者熱起動時對具有集成在其中的加熱元件的顆粒傳感器進行干燥。這種濕氣-保護性加熱以之前所應(yīng)用的固定的時間或者通過干燥模型來進行。
[0007]由于例如在涉水行駛過程中所述排氣設(shè)備在很大程度上被來自外部的水加載或者在水?dāng)D入到排氣設(shè)備中時，可能出現(xiàn)所述排氣設(shè)備的劇烈的冷卻。這種冷卻可能根據(jù)排氣設(shè)備配置而不能被馬達控制器所識別，但是可能由于傳感器元件上的熱沖擊而導(dǎo)致?lián)p害。
[0008]為了在行駛周期開始時對所述傳感器元件進行干燥，在等候露點結(jié)束(TPE)的等候時間期間設(shè)置保護狀態(tài)，在該保護狀態(tài)中將探測器加熱到較低的恒定的溫度。雖然在這種溫度情況下傳感器元件被干燥，但是還沒有由于沖擊的液滴而可能出現(xiàn)熱沖擊。
[0009]為了在再生的開始時刻保證傳感器元件得到干燥，必須滿足以下條件:
?在“露點結(jié)束之前的保護性加熱”階段中傳感器運行特定的最低時間，典型地例如80s;并且
?將對于露點結(jié)束-釋放來說必要的熱量整合在馬達控制器中。
[0010]不過，利用迄今所使用的方法存在以下可能性:涉水行駛在傳感器保護性加熱階段中導(dǎo)致傳感器元件的潤濕并且來自所述傳感器元件的濕氣直至傳感器再生過程的開始不再能從所述傳感器元件中消除。如果例如在“露點結(jié)束之前的保護性加熱”階段結(jié)束之前不久在涉水行駛的范圍內(nèi)用液態(tài)的水加載了所述傳感器元件，則前面所提到的條件在此沒有提供足夠的保護。不僅所述傳感器而且所述發(fā)動機控制器都不會識別這種涉水行駛。也許可能會在所述傳感器元件還沒有進行完全干燥的情況下實施傳感器再生。這種傳感器再生可能導(dǎo)致所述傳感器元件的損壞。
[0011]從DE 10 2010 002 979 Al中雖然公開了一種用于對流體介質(zhì)的至少一種特性進行檢測的方法，其中，使用一種具有至少一個加熱元件和至少一個溫度感應(yīng)器的傳感器元件，其中，在所述方法的至少一個微滴探測步驟中借助于所述加熱元件對所述傳感器元件進行加熱。在此規(guī)定，借助于所述溫度感應(yīng)器來檢測所述傳感器元件的溫度，其中由溫度的短期下降、尤其是溫度峰值推斷出來自流體介質(zhì)的液體、尤其是微滴沖擊到所述傳感器元件上的情況。不過，在該文獻中沒有說明以下方案:根據(jù)這種微滴識別來對保護性加熱進行適應(yīng)性處理，以便例如在涉水行駛之后保證傳感器元件得到干燥。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]因此，本發(fā)明的任務(wù)是，只能對完全得到干燥的傳感器元件進行再生。
[0013]此外，本發(fā)明的任務(wù)是，提供一種符合用于實施所述方法的裝置、尤其是控制及測評單元。
[0014]與所述方法相關(guān)的任務(wù)通過以下方式得到解決:如果對于特定的時間探測到與圍繞溫度額定值的特定的溫度帶寬的溫度偏差，則在作為“露點結(jié)束(TPE)之前的保護性加熱”而已知的所述加熱階段中在所述再生階段之前延長該加熱階段的持續(xù)時間。由此能夠?qū)崿F(xiàn):所述傳感器元件總是完全干燥，從而能夠在溫度較高時在沒有由于熱沖擊而損壞所述傳感器元件的情況下實施再生。
[0015]如果如一種優(yōu)選的方法變型方案所規(guī)定的那樣能夠預(yù)先給定所述溫度偏差的持續(xù)時間和/或圍繞溫度額定值、例如典型地200°C的溫度帶寬(土 △ T)，則能夠使所述方法的敏感性與相應(yīng)的所使用的組件或者與所述組件的布置相匹配。
[0016]—種優(yōu)選的方法變型方案規(guī)定，如果探測到與圍繞溫度額定值的特定的溫度帶寬的溫度偏差，則相應(yīng)地復(fù)位設(shè)置并且/或者重新起動用于對所述再生階段之前的加熱階段的持續(xù)時間進行控制的定時器。由此能夠根據(jù)環(huán)境條件來對所述加熱階段的持續(xù)時間進行適應(yīng)處理。
[0017]關(guān)于所述再生階段的最佳規(guī)劃能夠規(guī)定，在每次復(fù)位設(shè)置和/或重新起動所述定時器時使計數(shù)器增量(inkrementieren)，并且對用于釋放所述再生階段的計數(shù)器狀態(tài)進行