用于运行颗粒传感器的方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于运行用来确定气流中的颗粒含量的颗粒传感器的方法，其中，所述颗粒传感器在其表面上具有用于对碳烟加载(Rufibeladung)进行确定的传感器结构以及至少一个通过隔离层与所述传感器结构分开的加热元件，利用所述加热元件在再生阶段中对所述颗粒传感器进行加热，并且在此能够去除所述颗粒传感器上的碳烟加载，并且利用所述加热元件能够至少暂时地在所述再生阶段之前实施加热阶段，其中，在该加热阶段中调整与再生温度相比较明显更低的温度，其中利用集成在所述颗粒传感器中的温度传感器能够探测由于水润湿而引起的短时间的温度下降。
[0002]此外，本发明涉及一种用于运行所述颗粒传感器并且用于实施按本发明的方法的装置、尤其是控制及测评单元。
【背景技术】
[0003]颗粒传感器(PM)在今天例如用于对内燃机的碳烟排放进行监控并且用于进行车载诊断(0BD)、例如用于对颗粒过滤器、例如柴油颗粒过滤器(DPF)进行功能监控。在此，将废气在颗粒过滤器下游通过双重保护管结构沿着所述颗粒传感器来导送。在此已知的是收集用的、有抵抗力的颗粒传感器，所述颗粒传感器对叉指式的电极结构由于颗粒沉积物引起的电特性的变化进行测评。能够设置两个或者更多个电极，所述电极优选梳状地嵌合到彼此当中并且被施加在陶瓷结构上。这些电极也被称为叉指式电极(IDE)并且形成真正的传感器元件。由于在所述颗粒传感器上沉积的颗粒的数目增加而使所述电极短路，这在随着颗粒沉积的增加而减小的电阻、减小的阻抗方面或者在与所述电阻或者阻抗相关联的特征参量、例如电压和/或电流的变化方面产生影响。为了进行测评，通常要确定例如所述电极之间的测量电流的阈值，并且将直至达到所述阈值的时间用作用于所沉积的颗粒量的尺度。作为替代方案，也能够在颗粒沉积的过程中对信号变化速度进行测评。
[0004]这样的有抵抗能力的颗粒传感器在DE101 33 384 Al中得到了说明。所述颗粒传感器由两个嵌合到彼此当中的梳状的电极构成，所述电极至少暂时被捕集套筒(FanghUIse)所覆盖。如果来自气流的颗粒沉积在所述颗粒传感器上，那么这就导致所述颗粒传感器的阻抗的能够测评的变化，由所述变化能够推断出所沉积的颗粒的量并且由此推断出在废气中所夹带的颗粒的量。
[0005]如果所述颗粒传感器被完全加载，那就在再生阶段中借助于集成在所述颗粒传感器中的加热元件来使所沉积的颗粒燃烧。为此要将所述传感器元件的陶瓷加热到较高的温度，一般来说加热到大于600°C。在该再生阶段中，所述传感器元件敏感地对较大的局部的温度变化或者对如可能由于冲击的水或者水滴而出现的那样的热冲击作出反应。这样的热冲击可能在所述传感器元件中导致裂纹。因此，只有当根据马达控制器中的热量计算没有水能够再存在于传感器安装位置上时才由马达控制器要求传感器再生。
[0006]文献DE 10 2009 028 319 Al尤其说明了一种用于运行用来确定内燃机的废气流中的颗粒含量的颗粒传感器的方法，其中，所述颗粒传感器以特定的时间间隔在再生阶段中经受再生并且在此情况下所述颗粒传感器上的碳烟加载被去除。在此在等候传感器释放之后实施所述再生过程，其中，在所述内燃机冷起动或者热起动时对具有集成在其中的加热元件的颗粒传感器进行干燥。这种湿气-保护性加热以之前所应用的固定的时间或者通过干燥模型来进行。
[0007]由于例如在涉水行驶过程中所述排气设备在很大程度上被来自外部的水加载或者在水挤入到排气设备中时，可能出现所述排气设备的剧烈的冷却。这种冷却可能根据排气设备配置而不能被马达控制器所识别，但是可能由于传感器元件上的热冲击而导致损害。
[0008]为了在行驶周期开始时对所述传感器元件进行干燥，在等候露点结束(TPE)的等候时间期间设置保护状态，在该保护状态中将探测器加热到较低的恒定的温度。虽然在这种温度情况下传感器元件被干燥，但是还没有由于冲击的液滴而可能出现热冲击。
[0009]为了在再生的开始时刻保证传感器元件得到干燥，必须满足以下条件:
?在“露点结束之前的保护性加热”阶段中传感器运行特定的最低时间，典型地例如80s;并且
?将对于露点结束-释放来说必要的热量整合在马达控制器中。
[0010]不过，利用迄今所使用的方法存在以下可能性:涉水行驶在传感器保护性加热阶段中导致传感器元件的润湿并且来自所述传感器元件的湿气直至传感器再生过程的开始不再能从所述传感器元件中消除。如果例如在“露点结束之前的保护性加热”阶段结束之前不久在涉水行驶的范围内用液态的水加载了所述传感器元件，则前面所提到的条件在此没有提供足够的保护。不仅所述传感器而且所述发动机控制器都不会识别这种涉水行驶。也许可能会在所述传感器元件还没有进行完全干燥的情况下实施传感器再生。这种传感器再生可能导致所述传感器元件的损坏。
[0011]从DE 10 2010 002 979 Al中虽然公开了一种用于对流体介质的至少一种特性进行检测的方法，其中，使用一种具有至少一个加热元件和至少一个温度感应器的传感器元件，其中，在所述方法的至少一个微滴探测步骤中借助于所述加热元件对所述传感器元件进行加热。在此规定，借助于所述温度感应器来检测所述传感器元件的温度，其中由温度的短期下降、尤其是温度峰值推断出来自流体介质的液体、尤其是微滴冲击到所述传感器元件上的情况。不过，在该文献中没有说明以下方案:根据这种微滴识别来对保护性加热进行适应性处理，以便例如在涉水行驶之后保证传感器元件得到干燥。
【发明内容】
[0012]因此，本发明的任务是，只能对完全得到干燥的传感器元件进行再生。
[0013]此外，本发明的任务是，提供一种符合用于实施所述方法的装置、尤其是控制及测评单元。
[0014]与所述方法相关的任务通过以下方式得到解决:如果对于特定的时间探测到与围绕温度额定值的特定的温度带宽的温度偏差，则在作为“露点结束(TPE)之前的保护性加热”而已知的所述加热阶段中在所述再生阶段之前延长该加热阶段的持续时间。由此能够实现:所述传感器元件总是完全干燥，从而能够在温度较高时在没有由于热冲击而损坏所述传感器元件的情况下实施再生。
[0015]如果如一种优选的方法变型方案所规定的那样能够预先给定所述温度偏差的持续时间和/或围绕温度额定值、例如典型地200°C的温度带宽(土 △ T)，则能够使所述方法的敏感性与相应的所使用的组件或者与所述组件的布置相匹配。
[0016]—种优选的方法变型方案规定，如果探测到与围绕温度额定值的特定的温度带宽的温度偏差，则相应地复位设置并且/或者重新起动用于对所述再生阶段之前的加热阶段的持续时间进行控制的定时器。由此能够根据环境条件来对所述加热阶段的持续时间进行适应处理。
[0017]关于所述再生阶段的最佳规划能够规定，在每次复位设置和/或重新起动所述定时器时使计数器增量(inkrementieren)，并且对用于释放所述再生阶段的计数器状态进行