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Title:
METHOD FOR DIAGNOSING A NITROGEN OXIDE SENSOR IN AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2017/186519
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for diagnosing a nitrogen oxide sensor (10) arranged in an internal combustion engine, which sensor has a first pump electrode (24) assigned to a first pump cavity (20), a second pump electrode (34) assigned to a second pump cavity (30), and a measuring electrode (44) assigned to a measuring cavity (40). The method comprises discharging oxygen from the first pump cavity (20) by means of the first pump electrode (24), introducing oxygen into the second pump cavity (30) by means of the second pump electrode (34), streaming the oxygen introduced into the second pump cavity (30) at least partly into the measuring cavity (40), acquiring a diagnostic measured value in the measuring cavity (40) by means of the measuring electrode (44) and establishing that the nitrogen oxide sensor (10) is defective if the acquired diagnostic measured value deviates from a predetermined reference value by a predetermined threshold value.

Inventors:
HEIDTKAMP CHRISTIAN (DE)
WIELAND DAVID (DE)
Application Number:
EP2017/059035
Publication Date:
November 02, 2017
Filing Date:
April 13, 2017
Export Citation:
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Assignee:
CONTINENTAL AUTOMOTIVE GMBH (DE)
International Classes:
G01N27/417; G01N33/00
Foreign References:
DE102010042701A12012-04-26
EP1460417A12004-09-22
DE102007035768A12009-01-29
DE102007035768A12009-01-29
DE69732582T22006-05-11
DE10312732B42005-12-29
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Claims:
Patentansprüche

1. Verfahren zur Diagnose eines in einer Abgasanlage einer Brennkraftmaschine angeordneten Stickoxidsensors (10), der eine einer ersten Pumpkavität (20) zugeordnete erste

Pumpelektrode (24), eine einer zweiten Pumpkavität (30), die mit der ersten Pumpkavität (20) über einen ersten Diffusionspfad (25) verbunden ist, zugeordnete zweite Pumpelektrode (34) und eine einer Messkavität (40), die mit der zweiten Pumpkavität (30) über einen zweiten Diffusionspfad (35) verbunden ist, zugeordnete Messelektrode (44) aufweist, die einen den Stickoxidgehalt und/oder Sauerstoffgehalt des Abgases anzeigenden Messwert ausgibt, wobei das Verfahren umfasst:

Ausbringen von Sauerstoff aus der ersten

Pumpkavität (20) mittels der ersten Pumpelektrode (24),

Einbringen von Sauerstoff in die zweite Pumpkavität (30) mittels der zweiten Pumpelektrode (34),

Strömen des in die zweite Pumpkavität (30) eingebrachten Sauerstoffs zumindest teilweise in die Messkavität (40),

Erfassen eines Diagnosemesswerts in der Mess¬ kavität (40) mittels der Messelektrode (44), und

Feststellen, dass der Stickoxidsensor (10) fehlerhaft ist, wenn der erfasste Diagnosemesswert von einem vorbestimmten Referenzwert um einen vorbestimmten Schwellenwert abweicht .

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei

das Ausbringen von Sauerstoff aus der ersten Pump- kavität (20) derart erfolgt, dass sich ein vorbestimmter erster Sauerstoffgehalt in der ersten Pumpkavität (20) einstellt, und/oder

das Einbringen von Sauerstoff in die zweite Pump¬ kavität (30) derart erfolgt, dass sich ein vorbestimmter zweiter Sauerstoffgehalt in der zweiten Pumpkavität (30) einstellt, und/oder

das Strömen von Sauerstoff aus der zweiten Pumpkavität (30) in die Messkavität (40) derart erfolgt, dass sich in der Messkavität (40) ein vorbestimmter dritter Sauerstoffgehalt einstellt .

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Ausbringen von Sauerstoff aus der ersten Pumpkavität (20) mittels Steuern der ersten Pumpelektrode (24) aufweist :

Erfassen einer ersten Nernstspannung (V0) zwischen der ersten Pumpelektrode (24) und einer Referenzelektrode (52) zu Beginn der Diagnose und

Halten der ersten Nernstspannung (V0) auf dem erfassten Wert durch Steuern eines an der ersten Pumpelektrode (24) angelegten ersten Pumpstroms (IP0), so dass Sauerstoff aus dem Abgas herausgepumpt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Ausbringen von Sauerstoff aus der ersten Pumpkavität (20) mittels Steuern der ersten Pumpelektrode (24) ferner aufweist:

Anlegen eines gepulsten ersten Pumpstroms (IP0) an der erste Pumpelektrode (24) und

Erfassen der ersten Nernstspannung (V0) während einer Ausschaltzeit des gepulsten ersten Pumpstroms (IP0).

5. Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Ausbringen von Sauerstoff aus der ersten Pumpkavität (20) mittels Steuern der ersten Pumpelektrode (24) ferner aufweist:

Anlegen eines ungepulsten ersten Pumpstroms (IP0) an der ersten Pumpelektrode (24) und

Erfassen der ersten Nernstspannung (V0) . Z 5

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, wobei das Ausbringen von Sauerstoff aus der ersten Pumpkavität (20) mittels Steuern der ersten Pumpelektrode (24) aufweist:

Halten einer ersten Nernstspannung (V0) zwischen der ersten Pumpelektrode (24) und einer Referenzelektrode (52) auf einem vorbestimmten Wert durch Steuern eines an der ersten Pumpelektrode (24) angelegten ersten Pumpstroms (IPO), so dass Sauerstoff nahezu vollständig aus dem Abgas herausgepumpt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei nach dem Halten der ersten Nernstspannung (V0) auf dem vorbestimmten Wert für eine vorbestimmte Zeitspanne das Verfahren ferner aufweist:

Erfassen eines ersten Offsetstromwerts , der einen ersten Rest-Sauerstoffgehalt und/oder

Rest-Stickoxidgehalt in der zweiten Pumpkavität (30) anzeigt,

Erfassen eines zweiten Offsetstromwerts , der einen zweiten Rest-Sauerstoffgehalt und/oder

Rest-Stickoxidgehalt in der Messkavität (40) anzeigt, und

Berücksichtigen des ersten Offsetstromwerts und zweiten Offsetstromwerts bei dem Erfassen des Diagnosemesswerts.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Einbringen von Sauerstoff in die zweite Pumpkavität (30) aufweist:

- Anlegen eines zweiten Pumpstroms (IP1) an der zweiten Pumpelektrode (34), so dass Sauerstoff in die zweite Pumpkavität (30) eingebracht wird.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden An- Sprüche, wobei der vorbestimmte Referenzwert vor Erstverwendung des Stickoxidsensors (10) in einem ausgebauten Zustand ermittelt wird durch:

Ausbringen von Sauerstoff aus der ersten

Pumpkavität (20) mittels der ersten Pumpelektrode (24), Einbringen von Sauerstoff in die zweite Pump- kavität (30) mittels der zweiten Pumpelektrode (34),

Strömen des in die zweite Pumpkavität (30) eingebrachten Sauerstoffgehalts zumindest teilweise in die Messkavität (40), und

Erfassen des Referenzwerts in der Messkavität (40) mittels der Messelektrode (44) .

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der vorbestimmte Schwellenwert ungefähr 50 % insbesondere ungefähr 30 %, des vorbestimmten Referenzwerts beträgt .

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner mit:

Bestimmen, dass der zu Beginn der Eigendiagnose an der ersten Pumpelektrode (24) anliegende erste Pumpstrom (IPO) von dem am Ende der Eigendiagnose an der ersten Pumpelektrode (24 ) anliegende erste Pumpstrom (IPO) um einen vorbestimmten

Schwellenwert abweicht, und

Bestimmen, dass die Eigendiagnose des Stick¬ oxidsensors (10) nicht valide ist, wenn der der zu Beginn der Eigendiagnose an der ersten Pumpelektrode (24) anliegende erste Pumpstrom (IPO) von dem am Ende der Eigendiagnose an der ersten Pumpelektrode (24) anliegende erste Pumpstrom (IPO) um den vorbestimmten Schwellenwert abweicht.

Description:
Beschreibung

Verfahren zur Diagnose eines Stickoxidsensors in einer

Brennkraftmaschine

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Diagnose eines in einem Auslasstrakt einer Brennkraftmaschine ange ¬ ordneten Stickoxidsensors, insbesondere ein Verfahren zur Diagnose der Funktionstüchtigkeit und Messgenauigkeit des Stickoxidsensors.

Stickoxidsensoren erlauben eine Messung der Stickoxidkonzentration im Abgas von Brennkraftmaschinen, beispielsweise Otto- oder Dieselmotoren. Dadurch wird z. B. eine optimale Regelung und Diagnose von Stickoxidkatalysatoren durch die

Motorsteuerung ermöglicht. Zur Überprüfung der Funktion derartiger Abgassensoren kann eine Eigendiagnose durchgeführt werden . Die DE 10 2007 035 768 AI offenbart hierzu ein Verfahren zur Diagnose eines in einer Abgasanlage einer Verbrennungskraft ¬ maschine angeordneten Stickoxidsensors, der mindestens eine Einsteileinrichtung zum Einstellen des Sauerstoffgehalts von in den Sensor eingetretenem Abgas mittels einer elektrischen Größe und mindestens eine einen den Stickoxidgehalt des Abgases charakterisierenden Messwert ausgebenden Messeinrichtung aufweist. Bei dem daraus bekannten Verfahren wird mit der Einsteileinrichtung durch Einstellen eines definierten Diagnosewerts der elektrischen Größe ein definierter Sauerstoff- gehalt in dem in den Sensor eingetretenen Abgas eingestellt, ein entsprechender Messwert der Messeinrichtung mit einem zu dem definierten Sauerstoffgehalt gehörenden Referenzwert verglichen und anhand des Vergleichsergebnisses eine Diagnose des

Stickoxidsensors durchgeführt. Dabei ist vorgesehen, dass zum Einstellen des Diagnosewerts zunächst mindestens ein von dem Diagnosewert abweichender Wert der elektrischen Größe einge ¬ stellt wird und die elektrische Größe anschließend auf den Diagnosewert eingestellt wird.

Ferner ist aus der DE 697 32 582 T2 ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Messen der Sauerstoffkonzentration und der Stickoxidkonzentration unter Verwendung eines Stickoxidsensors bekannt .

Zudem offenbart die DE 103 12 732 B4 ein Verfahren zum Betrieb einer Messsonde zur Messung einer Gaskonzentration in einem Messgas mit einem sauerstoffionenleitenden Festelektrolyten, der eine Messkavität zur Aufnahme des Messgases, eine Mes- selektrode und eine Außenelektrode aufweist. Ein zwischen

Messelektrode und Außenelektrode fließender Pumpstrom trans ¬ portiert Sauerstoffionen von der Messelektrode zur Au ¬ ßenelektrode. Dabei wird eine Überprüfung der Messelektrode durch eine Bestimmung der effektiv für die Sauerstoffdiffusion zur Verfügung stehenden Elektrodenfläche oder eines davon abhängigen Wertes durchgeführt, indem in der Messkavität eine vorbestimmte Sauerstoffkonzentration eingestellt wird, ein vorbestimmter konstanter Pumpstrom zwischen Messelektrode und Außenelektrode eingeprägt und das resultierende Nernstpotential an der Messelektrode gemessen wird, die Zeitdauer gemessen wird, bis das gemessene Nernstpotential von kleinen zu großen Werten springt, die gemessene Zeitdauer mit einem vorbestimmten Schwellenwert verglichen wird und ein Defekt der Messelektrode festgestellt wird, wenn die gemessene Zeitdauer den vorbe- stimmten Schwellenwert unterschreitet.

In Anbetracht des Standes der Technik ist es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Diagnose eines in einem Auslasstrakt einer Brennkraftmaschine angeordneten Stick- oxidsensors bereitzustellen, mit dem die Funktionstüchtigkeit und Messgenauigkeit des Stickoxidsensors zuverlässig und ef ¬ fizient erfasst werden kann. Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben .

Der vorliegenden Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, innerhalb der Messkavität eines Stickoxidsensors eine vorbestimmte

Sauerstoffkonzentration unabhängig von der Zusammensetzung des vorliegenden Abgases einzustellen. Dies wird im Wesentlichen dadurch erreicht, dass der im Abgas befindliche Sauerstoff bereits vor dem Erreichen der Messkavität nahezu vollständig abgeleitet wird, wobei das Einstellen des vorbestimmten

Sauerstoffgehalts durch Einbringen von Sauerstoff in die Messkavität erfolgt, sodass sich ein vorbestimmter Sauerstoffgehalt innerhalb der Messkavität einstellt. Es wird folglich ein Verfahren zur Diagnose eines in einer Abgasanlage einer Brennkraftmaschine angeordneten Stick ¬ oxidsensors bereitgestellt. Der Stickoxidsensor weist eine einer ersten Pumpkavität zugeordnete erste Pumpelektrode, eine einer zweiten Pumpkavität, die mit der ersten Pumpkavität über einen ersten Diffusionspfad verbunden ist, zugeordnete zweite Pum ¬ pelektrode und eine einer Messkavität, die mit der zweiten Pumpkavität über einen zweiten Diffusionspfad verbunden ist, zugeordnete Messelektrode auf, die einen den Stickoxidgehalt und/oder Sauerstoffgehalt des Abgases anzeigenden Messwert ausgibt. Insbesondere ist die Messelektrode des Stickoxidsensors dazu ausgebildet, während des Normalbetriebs einen den Sti- ckoxdigehalt des Abgases anzeigenden Messwert auszugeben und während der Eigendiagnose einen den Sauerstoffgehalt des eingebrachten Sauerstoffs anzeigenden Messwert auszugeben. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst ein Ausbringen von Sauerstoff aus der ersten Pumpkavität mittels der ersten Pumpelektrode, ein Einbringen von Sauerstoff in die zweite Pumpkavität mittels der zweiten Pumpelektrode, ein Strömen des in die zweite Pumpkavität eingebrachten Sauerstoffs zumindest teilweise in die Mess ¬ kavität, ein Erfassen eines Diagnosemesswerts in der Messkavität mittels der Messelektrode und ein Feststellen, dass der

Stickoxidsensor fehlerhaft ist, wenn der erfasste Diagnose ¬ messwert von einem vorbestimmten Referenzwert um einen vor- bestimmten Schwellenwert abweicht.

Durch das Ausbringen von Sauerstoff aus dem in der ersten Pumpkavität vorliegenden Abgas und durch das Einbringen von Sauerstoff in die zweite Pumpkavität und somit auch in die Messkavität des Stickoxidsensors kann die Eigendiagnose nahezu unabhängig von der Abgaszusammensetzung durchgeführt werden. Genauer gesagt kann man sich vom Abgas hermetisch abtrennen und die Eigendiagnose unabhängig von der Abgaszusammensetzung durchführen. Dabei ist zu beachten, dass die Eigendiagnose vorzugsweise erst dann durchgeführt wird, wenn der Sauer ¬ stoffgehalt im Abgas zwischen ungefähr 0,5 % und ungefähr 20 % liegt .

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt das Ausbringen von Sauerstoff aus der ersten Pumpkavität derart, dass sich ein vorbestimmter erster Sau ¬ erstoffgehalt in der ersten Pumpkavität einstellt. Zusätzlich oder alternativ erfolgt das Einbringen von Sauerstoff in die zweite Pumpkavität derart, dass sich ein vorbestimmter zweiter Sauerstoffgehalt in der zweiten Pumpkavität einstellt. Zu ¬ sätzlich oder alternativ erfolgt das Strömen von Sauerstoff aus der zweiten Pumpkavität in die Messkavität derart, dass sich in der Messkavität ein vorbestimmter dritter Sauerstoffgehalt einstellt . In einer bevorzugten Ausgestaltung weist das Ausbringen von Sauerstoff aus der ersten Pumpkavität mittels Steuern der ersten Pumpelektrode ein Erfassen einer ersten Nernstspannung zwischen der ersten Pumpelektrode und einer Referenzelektrode zu Beginn der Diagnose und ein Halten der ersten Nernstspannung an dem erfassten Wert auf, so dass der Sauerstoff nahezu vollständig bzw. mit definiertem Schlupf aus dem Abgas herausgepumpt wird. Die Steuerung des Stickoxidsensors wechselt also in eine VO/IPO-Steuerung. Die erfasste erste Nernstspannung kann auch eine erste Elektrodenspannung sein, die sich aus der ersten Nernstspannung und einer durch den ersten Pumpstrom erzeugten ersten Pumpspannung zusammensetzt, insbesondere bei einem ungepulsten ersten Pumpstrom.

Im Rahmen der vorliegenden Offenbarung werden die Begriffe Nernstspannung und Elektrodenspannung verwendet, insbesondere in Bezug auf die erste Nernstspannung und erste Elektrodenspannung. Dabei ist zu beachten, dass die Elektrodenspannung eine Spannung zwischen der j eweiligen Elektrode (erste Pumpelektrode, zweite Pumpelektrode, Messelektrode) und einer Referen ¬ zelektrode ist, die eine Sauerstoffreferenz darstellt. Der an der jeweiligen Elektrode angelegte Strom (erster Pumpstrom, zweiter Pumpstrom, Messstrom) erzeugt eine Spannung, die gemeinsam mit der jeweiligen Nernstspannung die Elektrodenspannung bildet. Wird jedoch die Elektrodenspannung während einer Ausschaltzeit eines gepulsten Stroms ermittelt, wird der Einfluss der daraus resultieren Spannung nahezu eliminiert und die Elektrodenspannung entspricht nahezu der Nernstspannung, da relaxierende Anteile weiter vorhanden sein könnten.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist das Ausbringen von Sauerstoff aus der ersten Pumpkavität mittels Steuern der ersten Pumpelektrode ,

b ferner ein Anlegen eines gepulsten ersten Pumpstroms an der ersten Pumpelektrode und ein Erfassen der ersten Nernstspannung während einer Ausschaltzeit des gepulsten ersten Pumpstroms auf. Durch das Erfassen der relaxierten Elektrodenspannung während einer Ausschaltzeit des gepulsten Pumpstroms kann den Einfluss der sich aus dem ersten Pumpstrom ergebenen Pumpspannung auf die erste Elektrodenspannung reduzieren. Folglich entspricht die relaxierte erste Elektrodenspannung der ersten Nernstspannung. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist das Ausbringen von Sauerstoff aus der ersten Pumpkavität mittels Steuern der ersten Pumpelektrode ferner ein Anlegen eines ungepulsten ersten Pumpstroms an der ersten Pumpelektrode und ein Erfassen der ersten Elektrodenspannung auf. Der ungepulste erste

Pumpstrom erzeugt eine gewisse Pumpspannung, die gemeinsam mit der ersten Nernstspannung die erste Elektrodenspannung bildet. Folglich ist in dieser Ausgestaltung von der ersten Elektrodenspannung die Rede. Alternativ kann das Ausbringen von Sauerstoff aus der ersten Pumpkavität mittels Steuern der ersten Pumpelektrode in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ein Halten einer ersten Nernstspannung zwischen der ersten Pumpelektrode und einer Referenzelektrode auf einem vorbestimmten Wert aufweisen. Der vorbestimmte Wert entspricht vorzugsweise einem Spannungswert, bei dem der Sauerstoff nahezu vollständig aus dem Abgas herausgepumpt wird, beispielsweise einem Wert, der zwischen ungefähr 250 mV und ungefähr 500 mV, bevorzugt zwischen ungefähr 350 mV und ungefähr 400 mV, liegt. Bei dieser Ausgestaltung ist es bevorzugt, dass der erste

Pumpstrom ein gepulster Strom ist und die relaxierte Elektrodenspannung, die der ersten Nernstspannung entspricht, gesteuert wird. Bei dieser vorteilhaften Ausgestaltung kann es bevorzugt sein, dass die erste Nernstspannung auf dem vorbestimmten Wert für eine vorbestimmte Zeitspanne gehalten wird und dass das Verfahren zur Eigendiagnose ferner ein Erfassen eines ersten Offsetstromwerts , der einen aus der ersten Pumpkavität in die zweite Pumpkavität durch den ersten Diffusionspfad geströmten bzw. gelangten ersten Sauerstoffschlupf anzeigt, ein Erfassen eines zweiten Off ¬ setstromwerts, der einen Rest-Stickoxidgehalt und/oder

Rest-Sauerstoffgehalt in der Messkavität anzeigt, und ein Berücksichtigen des ersten Offsetstromwerts und zweiten Off ¬ setstromwerts bei dem Erfassen des Diagnosemesswerts aufweist.

Durch das Erfassen des ersten Offsetstromwerts kann die mittels der zweiten Pumpelektrode in die zweite Pumpkavität eingebrachte Sauerstoffmenge derart angepasst werden, dass der in der zweiten Pumpkavität einzustellende Sauerstoffgehalt effektiv und möglichst genau erreicht werden kann. Wenn beispielsweise ein gewünschter Sauerstoffgehalt in der zweiten Pumpkavität mittels eines Pumpstroms von ungefähr +25 μΑ eingestellt werden soll, jedoch ein erster Offsetstromwert von ungefähr -3 μΑ erfasst wird, kann die mittels der zweiten Pumpelektrode eingebrachte Sauerstoffmenge mit einem zweiten Pumpstrom von ungefähr +22 μΑ auf den gewünschten Sauerstoffgehalt eingestellt werden. Durch das Erfassen des zweiten Offsetstromwerts kann der Einfluss des vor Beginn der Eigendiagnose in der Messkavität vorliegenden, gebundenen Sauerstoffs auf den Diagnosemesswert reduziert werden. Insbesondere wird der zweite Offsetstromwert vom Diagnosewert abgezogen, bevor der Vergleich mit dem Referenzwert stattfindet .

In einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst das Einbringen von Sauerstoff in die zweite Pumpkavität ein Anlegen eines zweiten Pumpstroms an der zweiten Pumpelektrode, so dass Sauerstoff in die zweite Pumpkavität eingebracht bzw. herein gepumpt wird. Insbesondere ist der Stromfluss des zweiten Pumpstroms und Sauerstoffionenstroms während der Eigendiagnose entgegengesetzt zum Stromfluss des zweiten Pumpstroms und Sauerstoffionenstroms während dem normalen Messbetrieb des Stickoxidsensors.

Vorzugsweise wird der vorbestimmte Referenzwert vor Erstver ¬ wendung des Stickoxidsensors in einem ausgebauten Zustand durch Ausbringen von Sauerstoff aus der ersten Pumpkavität mittels der ersten Pumpelektrode, ein Einbringen von Sauerstoff in die zweite Pumpkavität mittels der zweiten Pumpelektrode, ein Strömen des in die zweite Pumpkavität eingebrachten Sauerstoffs zumindest teilweise in die Messkavität, und ein Erfassen des Referenzwerts in der Messkavität mittels der Messelektrode ermittelt. Folglich erfolgt das Ermitteln des Referenzwerts genauso wie das Erfassen des Diagnosemesswerts während der Eigendiagnose, nur mit dem Unterschied, dass der Referenzwert bereits im Produktionswerk des Stickoxidsensors in einem Neuzustand und außerhalb eines Auslasstrakts ermittelt wird. Es ist bevorzugt, dass der vorbestimmte Schwellenwert ungefähr 50%, bevorzugt ungefähr 30%, des vorbestimmten Referenzwerts beträgt .

Weitere Merkmale und Aufgaben der Erfindung werden dem Fachmann durch Ausüben der vorliegenden Lehre und Betrachten der beiliegenden Zeichnungen ersichtlich, in denen:

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht durch einen bei ¬ spielhaften Stickoxidsensor zeigt,

Fig. 2 eine schematische Schnittansicht durch einen weiteren beispielhaften Stickoxidsensor zeigt, _

y

Fig. 3 ein beispielhaftes Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Diagnose eines in einer Abgasanlage einer

Brennkraftmaschine angeordneten Stickoxidsensors zeigt, und

Fig. 4 ein weiteres beispielhaftes Ablaufdiagramm eines

Verfahrens zur Diagnose eines in einer Abgasanlage einer Brennkraftmaschine angeordneten Stickoxidsensors zeigt.

Unter Verweis auf die Fig. 1 ist eine schematische Schnittansicht eines beispielhaften Stickoxidsensor 10 dargestellt, der dazu ausgebildet ist, in einem Auslasstrakt einer Brennkraftmaschine (nicht gezeigt) angeordnet zu werden und den Stickoxidgehalt bzw. den Sauerstoffgehalt im Abgas der Brennkraftmaschine zu er ¬ fassen .

Der Stickoxidsensor 10 weist einen Hauptkörper 12 aus einem Feststoffelektrolyten auf, der vorzugsweise aus einem Misch- kristall aus Zirkonoxid und Yttriumoxid und/oder durch einen Mischkristall aus Zirkonoxid und Calciumoxid gebildet ist. Zusätzlich kann ein Mischkristall aus Hafniumoxid, ein

Mischkristall aus Perowskit-basierten Oxiden oder ein Mischkristall aus trivalentem Metalloxid verwendet werden.

Innerhalb des Hauptkörpers 12 ist eine erste Pumpkavität 20, eine zweite Pumpkavität 30 und eine Messkavität 40 vorgesehen. Die erste Pumpkavität 20 ist über einen Verbindungspfad 15 mit dem Äußeren des Hauptkörpers 12 verbunden. Insbesondere kann Abgas durch den Verbindungspfad 15 in die erste Pumpkavität 20 strömen Die zweite Pumpkavität 30 ist mit der ersten Pumpkavität 20 über einen ersten Diffusionspfad 25 verbunden. Der erste Diffusi ¬ onspfad 25 ist beispielsweise in der Form eines sehr dünnen Schlitzes vorgesehen, durch den Sauerstoff mit einer vorbe- 1

stimmten Rate strömen kann. Alternativ kann der erste Diffusionspfad 25 mit einem porösen Füllmittel zum Ausbilden einer Diffusionsratenregulierungsschicht gefüllt oder ausgepolstert. Die Messkavität 40 ist mit der zweiten Pumpkavität 30 über einen zweiten Diffusionspfad 35 verbunden. Der zweite Diffusionspfad 35 ist beispielsweise in der Form eines sehr dünnen Schlitzes vorgesehen, durch den Sauerstoff mit einer vorbestimmten Rate strömen kann. Alternativ kann der zweite Diffusionspfad 35 mit einem porösen Füllmittel zum Ausbilden einer Diffusionsratenregulierungsschicht gefüllt oder ausgepolstert sein. Die Diffusionsratenschichten können alternativ als Diffusionsbarrieren bezeichnet werden. Der erste Diffusionspfad 25 und der zweite Diffusionspfad 35 sind derart ausgebildet, dass durch diese hindurch das Abgas nur teilweise strömen kann. Durch Kenntnis der Querschnitte des ersten und zweiten Diffusionspfads 25, 35 und/oder durch Kenntnis der jeweiligen porösen Füllmittel kann die Diffusionsrate durch den ersten und zweiten Diffusionspfad 25, 35 bestimmt werden.

Im Hauptkörper 12 ist außerdem eine Referenzkavität 50 gebildet, die direkt mit dem Äußeren des Hauptkörpers 12 in Verbindung steht. Innerhalb der Referenzkavität 50 ist eine Referen- zelektrode 52 angeordnet. Insbesondere steht die Referenzkavität 50 mit der Umgebungsluft, d. h. nicht mit dem Abgas , in Verbindung und ist dazu ausgebildet, eine Sauerstoffreferenz für die im Stickoxidsensor 10 angeordneten verschiedenen Elektroden zu bilden .

An einer Außenseite des Hauptkörpers 12 ist eine erste Elektrode 22 angeordnet. Insbesondere kann während eines Messbetriebs des Stickoxidsensors 10 durch Anlegen eines Referenzstroms an der ersten Elektrode 22 der im Abgas befindliche Sauerstoff ionisiert werden und durch den Hauptkörper 12 als Sauerstoffionen zur Referenzelektrode 52 diffundieren und dort wieder in Sauerstoffmoleküle zur Ausbildung einer Sauerstoffreferenz umgewandelt werden.

Innerhalb der ersten Pumpkavität 20 ist eine erste Pumpelektrode 24 angeordnet. Insbesondere kann während des Messbetriebs des Stickoxidsensors 10 durch Anlegen eines ersten Pumpstroms IPO an der ersten Pumpelektrode 24 der im Abgas befindliche Sauerstoff innerhalb der ersten Pumpkavität 20 ionisiert werden und durch den Hauptkörper 12 als Sauerstoffionen wandern bzw. gelangen. Aufgrund der aus der ersten Pumpkavität 20 ausgebrachten Sauerstoffionen bildet sich zwischen der ersten Pumpelektrode 24 und der Referenzelektrode 52 indirekt eine erste Elektroden- Spannung bzw. erste Nernstspannung V0 aus. Genauer gesagt bildet sich die erste Elektrodenspannung bzw. die erste Nernstspannung V0 direkt aus dem in der ersten Pumpkavität 20 noch vorliegenden Rest-Sauerstoff . Innerhalb der zweiten Pumpkavität 30 ist eine zweite Pumpe ¬ lektrode 34 angeordnet. Hier kann während des Messbetriebs des Stickoxidsensors 10 durch Anlegen eines zweiten Pumpstroms IP1 an der zweiten Pumpelektrode 34 der im Gasgemisch befindliche Sauerstoff innerhalb der zweiten Pumpkavität 30 ionisiert werden und durch den Hauptkörper 12 als Sauerstoffionen wandern bzw. gelangen. Aufgrund der aus der zweiten Pumpkavität 30 ausge ¬ brachten Sauerstoffionen bildet sich zwischen der zweiten Pumpelektrode 34 und der Referenzelektrode 52 indirekt eine zweite Elektrodenspannung bzw. zweite Nernstspannung VI aus. Genauer gesagt bildet sich die zweite Elektrodenspannung bzw. die zweite Nernstspannung VI direkt aus dem in der zweiten Pumpkavität 30 noch vorliegenden Rest-Sauerstoff. Innerhalb der Messkavität 40 ist eine Messelektrode 44 ange ¬ ordnet, die dazu ausgebildet ist, während des Messbetriebs des Stickoxidsensors 10 bei Anlegen eines Messstroms IP2 den in ¬ nerhalb der Messkavität 40 vorhandenen Sauerstoff und/oder Stickoxide zu ionisieren, so dass die Sauerstoffionen durch den Hauptkörper 12 wandern bzw. gelangen können. Aufgrund der aus der Messkavität 40 ausgebrachten bzw. herausgepumpten Sauerstoffionen bildet sich zwischen der Messelektrode 44 und der Referenzelektrode 52 eine dritte Elektrodenspannung bzw. dritte Nernstspannung V2 aus, die durch Anlegen des Messstroms IP2 an der Messelektrode 44 auf konstantem Wert gehalten wird. Genauer gesagt bildet sich die dritte Elektrodenspannung bzw. die dritte Nernstspannung V2 direkt aus dem in der Messkavität 40 noch vorliegenden Rest-Sauerstoff. Der angelegte Messstrom IP2 ist dann ein Indiz für den innerhalb des Abgases befindlichen Stickoxidgehalt .

Die an der ersten und zweiten Pumpelektrode 24, 34 anliegenden Pumpströme IP0 und IP1 sind derart eingestellt, das bevorzugt nur der Sauerstoff ionisiert wird, jedoch nicht die Stickoxide.

Insbesondere ist die erste Pumpelektrode 24 dazu ausgebildet, während des Normalbetriebs des Stickoxidsensors 10 nahezu den gesamten Sauerstoff aus dem Abgas zu pumpen bzw. einen vorbestimmten Sauerstoffschlupf aus der ersten Pumpkavität 20 in die zweite Pumpkavität 30 zuzulassen. Die zweite Pumpelektrode 34 ist dazu ausgebildet, den aus der ersten Pumpkavität 20 noch nicht herausgepumpten Sauerstoff zu ionisieren und abzuleiten, so dass in der Messkavität 40 nahezu nur Stickoxide vorliegen. Die Messelektrode 44 ist dazu ausgebildet, die Stickoxide zu io- nisieren, wobei der an der Messelektrode 44 angelegte Messstrom IP2 ein Maß für den Stickoxidgehalt im Abgas ist.

Innerhalb des Hauptkörpers 12 ist ferner eine Heizvorrichtung 60 angeordnet, die dazu ausgebildet ist, den Hauptkörper 12 auf eine vorbestimmte Betriebstemperatur zu heizen und auf dieser zu halten, beispielsweise bei ca. 850°C.

Unter zusätzlichen Verweis auf die Fig. 2 ist ein weiterer beispielhafter Stickoxidsensor 100 dargestellt, der im Wesentlichen ähnlich zu dem Stickoxidsensor 10 der Fig. 1 ist. Deshalb sind die aus der Fig. 1 bekannten Merkmale in der Fig. 2 mit gleichen Bezugszeichen versehen. Im Wesentlichen unterscheidet sich der Stickoxidsensor 100 der Fig. 2 von dem Stickoxidsensor 10 der Fig. 1 darin, dass die zweite Pumpkavität 130, der zweite Diffusionspfad 135 und die Mess- kavität 140 jeweils Teilkavitäten einer gemeinsamen Kavität sind. Der zweite Diffusionspfad 135, der eine an der Mes- selektrode 44 angebrachte Diffusionsratenregulierungsschicht bzw. Diffusionsbarriere 136 aufweist, verbindet die zweite Pumpkavität 130 mit der Messkavität 140.

Mit den in den Fig. 1 und 2 dargestellten Stickoxidsensoren 10, 100 kann der Stickoxidgehalt innerhalb des Abgases einer

Brennkraftmaschine ermittelt werden. Während der Lebensdauer des Stickoxidsensors 10 kann es jedoch aufgrund von z. B. Elekt- roden-Delamination und/oder Schwefel- und/oder Magnesiumvergiftungen zu Messungenauigkeiten kommen. Folglich bedarf es einer Eigendiagnose, mit der die Messgenauigkeit und Funkti ¬ onstauglichkeit des Stickoxidsensors 10 überprüft werden kann.

Vorzugsweise wird die Eigendiagnose des Stickoxidsensors 10 während einer Schubabschaltungsphase oder eines Motornachlaufs durchgeführt. Insbesondere soll die Eigendiagnose während eines Betriebszustands der Brennkraftmaschine durchgeführt werden, während dem das Abgas stickoxidarm bzw. vorzugsweise stick- oxidfrei ist. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Diagnose eines Stick ¬ oxidsensors 10, 100 basiert im Wesentlichen darauf, nahezu unabhängig von der vorliegenden Abgaszusammensetzung zu sein. Dabei wird innerhalb der zweiten Pumpkavität 30, 130 eine vorbestimmte Sauerstoffkonzentration durch Einbringen von Sauerstoff über die zweite Pumpelektrode 34 erzeugt, wobei daraufhin eine vorbestimmte Sauerstoffmenge durch den zweiten Diffusionspfad 35, 135 in die Messkavität 40, 140 strömen kann und dort von der Messelektrode 44 erfasst werden kann.

Der Sauerstoffgehalt innerhalb der Messkavität 40, 140 kann von der Messelektrode 44 erfasst werden und kann mit einem vor ¬ bestimmten Referenzwert verglichen werden. Vorzugsweise wird der Referenzwert bereits am Ende des Herstellungsverfahrens des Stickoxidsensors 10, 100 in einem ausgebauten Zustand außerhalb einer Brennkraftmaschine erzeugt. Dabei kann der Referenzwert als derjenige Diagnosemesswert vorgegeben sein, der mittels des vorliegenden Verfahrens ermittelt wird. Bei einer Abweichung des Diagnosemesswerts von dem vorbestimmten Referenzwert um einen vorbestimmten Schwellenwert kann der Stickoxidsensor 10 als fehlerhaft detektiert werden.

Die Fig. 3 zeigt eine erste Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Diagnose eine Stickoxidsensors 10, 100. Obwohl im Folgenden exemplarisch auf den Stickoxidsensor 10 der Fig. 1 Bezug genommen wird, soll an dieser Stelle ausdrücklich festgehalten werden, dass die hierin beschriebenen Verfahren entsprechend mit dem Stickoxidsensor 100 der Fig. 2 durchgeführt werden können.

Das Verfahren gemäß Fig. 3 beginnt am Schritt 300 und gelangt dann zum Schritt 310, an dem bestimmt wird, ob sich die Brenn ¬ kraftmaschine in einem vorbestimmten, diagnosefähigen Betriebszustand befindet, während dem eine Eigendiagnose des Stickoxidsensors durchgeführt werden kann. Beispielsweise wird am Schritt 310 abgefragt, ob sich die Brennkraftmaschine in einer Schubabschaltungsphase oder einem Motornachlauf befindet, in denen jeweils ein stickoxidarmes Abgas vorliegt. Vorzugsweise wird die Eigendiagnose während eines Motornachlaufs durchge ¬ führt, da die Schubabschaltungsphase zeitlich betrachtet un ¬ genügend sein kann. Beispielsweise liegt ein für die Eigen ¬ diagnose des Stickoxidsensors 10 diagnosefähiger Betriebszu ¬ stand der Brennkraftmaschine vor, wenn der Sauerstoffgehalt im Abgas zwischen ungefähr 0,5 % und ungefähr 20 % liegt.

Wenn am Schritt 310 bestimmt wird, dass sich die Brennkraft ¬ maschine in einem diagnoseunfähigen Betriebszustand befindet, wird die Eigendiagnose am 350 beendet. Wenn jedoch beim Schritt 310 bestimmt wird, dass sich die Brennkraftmaschine in einem diagnosefähigen Betriebszustand befindet, gelangt das Verfahren zum Schritt 315.

Am Schritt 315 wird zunächst eine erste Nernstspannung V0 der ersten Pumpelektrode 24 in der ersten Pumpkavität 20 erfasst und abgespeichert. Dies erfolgt bevorzugt während einer für den normalen Messbetrieb des Stickoxidsensors 10 vorbestimmten Steuerung . Dieser zu Beginn der Eigendiagnose gemessene erste Nernst- spannungswert V0 kann während der Eigendiagnose zur Regelung des ersten Pumpstroms IP0 verwendet werden, sofern der erste Nernstspannungswert V0 als stabil ermittelt wird. Insbesondere soll der erste Pumpstrom IP0 derart gesteuert werden, dass vorzugsweise die erste Nernstspannung V0 an dem erfassten Wert konstant gehalten wird.

Die Ermittlung der ersten Elektrodenspannung V0 erfolgt bevorzugt während einer Ausschaltzeit eines gepulsten ersten Pumpstroms IPO. Damit wird folglich die erste Nernstspannung VO ermittelt und es kann der Einfluss einer vom ersten Pumpstrom verursachten Pumpspannung auf die erste Elektrodenspannung VO reduziert werden.

Am darauffolgenden Schritt 320 wird bestimmt, ob die erste Nernstspannung VO stabil ist, d. h. ob sich die Brennkraft ¬ maschine noch in einem diagnosefähigen Betriebszustand befindet . Beispielsweise werden innerhalb einer vorbestimmten Zeitspanne mehrere erste Nernstspannungswerte VO erfasst und es wird überprüft, ob diese erfassten Nernstspannungswerte VO innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegen, also stabil sind. Wenn am Schritt 320 bestimmt wird, dass die erste Nernstspannung VO nicht stabil ist, gelangt das Verfahren zum Schritt 350 und wird beendet.

Wird jedoch am Schritt 320 bestimmt, dass die erste Nernstpannung V0 stabil ist, gelangt das Verfahren zum Schritt 322 und es wird in eine V0/IP0-Steuerung umgeschaltet, bei der, wie bereits oben erwähnt, der erste Pumpstrom IPO derart gesteuert wird, dass die erfasste, stabile erste Nernstspannung V0 konstant gehalten wird. Vorzugsweise liegt der erfasste Wert der ersten

Nernstpannung V0 in einem Bereich, in dem nahezu sämtlicher Sauerstoff aus dem in der ersten Pumpkavität 20 befindlichen Abgas herausgepumpt werden kann und folglich ein vorbestimmter (niedriger) Sauerstoffgehalt in der ersten Pumpkavität 20 eingestellt ist.

Am Schritt 322 wird ferner die zweite Pumpelektrode 34 derart gesteuert, dass diese Sauerstoff in die zweite Pumpkavität 30 einbringt. Das Einbringen von Sauerstoff in die zweite Pump ¬ kavität 30 erfolgt durch eine IPl/Vl-Steuerung, bei der ein nahezu konstanter erster Pumpstrom IP1 an der zweiten Pumpelektrode 34 anliegt. An dieser Stelle wird angenommen, dass der mittels der VO/IPO-Steuerung durch den ersten Diffusionspfad 25 in die zweite Pumpkavität 30 geströmte Sauerstoff theoretisch bekannt ist, so dass der sich dadurch ergebende Sauerstoffgehalt vor dem Einbringen von Sauerstoff in die zweite Pumpkavität 30 bekannt ist. Folglich kann der zweite Pumpstrom IPl unter

Berücksichtigung des bereits als bekannt vorliegenden Sauerstoffgehalts eingestellt werden. Unter Kenntnis des durch den ersten Diffusionspfad 25 in die zweite Pumpkavität 30 geströmten Sauerstoffs kann der zweite Pumpstrom IPl effizient eingestellt werden.

Gleichzeitig strömt am Schritt 324 der in die zweite Pumpkavität 30 eingebrachte Sauerstoff durch den ersten Diffusionspfad 25 zumindest teilweise in die erste Pumpkavität 20 und durch den zweiten Diffusionspfad 35 zumindest teilweise in die Messkavität 40. Unter Kenntnis des durch den ersten und zweiten Diffusionspfad 25, 35 geströmten Sauerstoffs kann der jeweilige Sauerstoffanteil bestimmt werden, der aus der zweiten Pump ¬ kavität 30 in die erste Pumpkavität 20 und in die Messkavität 40 strömt. Aufgrund der Tatsache, dass durch die V0/IPO-Steuerung nahezu sämtlicher Sauerstoff aus dem Stickoxidsensor 10 herausgepumpt wurde, kann davon ausgegangen werden, dass vor dem Einbringen von Sauerstoff in die zweite Pumpkavität 30 der Sauerstoffgehalt in der Messkavität 40 nahezu Null ist. Dabei wird ein Sauerstoffgehalt von nahezu Null dann angenommen, wenn dieser unterhalb ungefähr 1000 ppm, vorzugsweise unterhalb ungefähr 500 ppm, liegt.

Am Schritt 330 wird bestimmt, ob in der Messkavität 40 ein vorbestimmter Sauerstoffgehalt vorliegt. Dies kann bei ¬ spielsweise dadurch erfolgen, dass bestimmt wird, ob seit dem Beginn des Einbringens von Sauerstoff in die zweite Pumpkavität 30 mittels der zweiten Pumpelektrode 34 eine vorbestimmte Zeitspanne abgelaufen ist, z. B. ungefähr 5 bis ungefähr 10 Sekunden .

Wenn am Schritt 330 bestimmt wird, dass die vorbestimmte zweite Zeitspanne noch nicht abgelaufen ist bzw. innerhalb der

Messkavität 40 der vorbestimmte Sauerstoffgehalt nicht vorliegt, gelangt das Verfahren zum Schritt 322 und es wird weiter Sauerstoff in die zweite Pumpkavität 30 mittels der zweiten Pumpelektrode 34 eingebracht, der dann wiederum in die Mess- kavität 40 strömen kann.

Wenn am Schritt 330 jedoch bestimmt wird, dass die vorbestimmte Zeitspanne abgelaufen ist bzw. der vorbestimmte Sauerstoffgehalt innerhalb der Messkavität 40 vorliegt, gelangt das Verfahren zum Schritt 335 und es wird mittels der Messelektrode 44 ein Di ¬ agnosemesswert erfasst. Insbesondere kann zum Erfassen des Diagnosemesswerts der Messstrom IP2 abgegriffen werden.

Der Diagnosemesswert entspricht also dem Messstrom IP2, der zum Halten der zweiten Nernstspannung V2 an der Messelektrode 44 angelegt wird. Die Messelektrode 44 ist während der Eigendiagnose dazu ausgebildet, anstelle von Stickoxid, das von der Mes ¬ selektrode 44 während eines Normalbetriebes des Stickoxidsensors 10 ionisiert wird, Sauerstoff zu ionisieren.

Am darauffolgenden Schritt 340 kann der am Schritt 335 erfasste Diagnosemesswert mit einem vorbestimmten Referenzwert ver ¬ glichen und überprüft werden, ob der Diagnosemesswert um einen vorbestimmten Schwellenwert vom Referenzwert abweicht. Bei- spielsweise kann überprüft werden, ob der Diagnosemesswert um mehr als ungefähr 50%, insbesondere 30%, vom vorbestimmten Referenzwert abweicht. Wenn am Schritt 340 bestimmt wird, dass der Diagnosemesswert vom Referenzwert nicht um den vorbestimmten Schwellenwert abweicht, gelangt das Verfahren zum Schritt 342, an dem der Stickoxidsensor 10 als funktionstauglich und zufriedenstellend messgenau di- agnostiziert werden kann.

Wenn jedoch am Schritt 340 festgestellt wird, dass der Diag ¬ nosemesswert um mehr als den vorbestimmten Schwellenwert vom Referenzwert abweicht, gelangt das Verfahren zum Schritt 344, an dem der Stickoxidsensor 10 als fehlerhaft und nicht mehr ausreichend messgenau diagnostiziert wird.

Nach dem jeweiligen Schritt 342 bzw. 344 wird das Verfahren am Schritt 350 beendet und kann bei Bedarf an einem späteren Zeitpunkt wieder am Schritt 300 gestartet werden, wenn sich die Brennkraftmaschine wieder in einem diagnosefähigen Betriebszustand befindet.

Der vorbestimmte Referenzwert ist entweder ein vorgegebener bzw. festgelegter Referenzwert. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Referenzwert jedoch ein noch im Produktionswerk ermittelter Diagnosemesswert, der gemäß dem vorliegenden Verfahren (siehe Schritte 300 bis 335 der Fig. 3) erfasst worden ist und deshalb auch als ein Kalibrierwert für den jeweiligen Stick- oxidsensor 10 bezeichnet werden kann. Dieser als Diagnosemesswert erfasste Referenzwert kann abgelegt werden und für die während des Betriebs des Stickoxidsensors immer wieder aus ¬ geführte Eigendiagnose herangezogen werden. Gemäß einem alternativen Verfahren kann anstelle des Messens der ersten Nernstspannung V0 beim Schritt 315 der Wert für die erste Nernstspannung V0 vorbestimmt und festgelegt sein. Unter Verweis auf die Fig. 4 ist ein weiteres Verfahren zur Diagnose eines Stickoxidsensors 10 gezeigt. Das Verfahren gemäß der Fig. 4 unterscheidet sich von dem Verfahren der Fig. 3 im Wesentlichen darin, dass der für die VO/IPO-Steuerung benötigte Wert der ersten Nernstspannung V0 nicht direkt erfasst sonder vorgegeben wird. Die vorgegebene erste Nernstspannung V0 weist vorzugsweise einen Wert auf, bei dem angenommen werden kann, dass die erste Pumpelektrode 24 sämtlichen Sauerstoff aus der ersten Pumpkavität 20 herauspumpt. Ferner unterscheidet sich das Verfahren der Fig. 3 von dem Verfahren der Fig. 4 darin, dass ein erster Offsetstromwert an der zweiten Pumpelektrode 24 und ein zweiter Offsetstromwert an der Messelektrode 44 erfasst und jeweils abgelegt wird. Dies geschieht im am Schritt 321 (siehe Fig. 4) .

Der erste Offsetstromwert zeigt beispielsweise einen aus der ersten Pumpkavität 20 in die zweite Pumpkavität 30 durch den ersten Diffusionspfad 25 geströmten Sauerstoffschlupf an. Folglich ist der erste Offsetstromwert ein Indiz für den in der zweiten Pumpkavität 30 vorliegenden Sauerstoffgehalt vor dem Start des Einbringens von Sauerstoff. Im Unterschied dazu wird bei dem Verfahren gemäß Fig. 3 dieser Sauerstoffschlupf nicht gemessen, sondern durch die V0/IP0-Steuerung als theoretischen Sauerstoffschlupf durch den ersten Diffusionspfad 25 vorgegeben angenommen.

Durch das Erfassen des ersten Offsetstromwerts kann die mittels der zweiten Pumpelektrode 34 in die zweite Pumpkavität 30 eingebrachte Sauerstoffmenge derart angepasst werden, dass der in der zweiten Pumpkavität 30 einzustellende Sauerstoffgehalt effektiv und möglichst genau erreicht werden kann. Wenn bei ¬ spielsweise ein gewünschter Sauerstoffgehalt in der zweiten Pumpkavität 30 mittels des zweiten Pumpstroms IP1 von ungefähr +25 μΑ eingestellt werden soll, jedoch ein erster Offset- stromwert von ungefähr -3 μΑ erfasst wird, kann die mittels der zweiten Pumpelektrode 34 eingebrachte Sauerstoffmenge mit dem zweiten Pumpstrom IP1 von ungefähr +22 μΑ auf den gewünschten Sauerstoffgehalt eingestellt werden.

Der erfasste zweite Offsetstromwert zeigt einen

Rest-Stickoxidgehalt in der Messkavität 40 an. Vorzugsweise werden die beiden Offsetmessungen mittels den jeweils eingestellten V1/IP1- bzw. V2/IP2-Steuerungen durchgeführt, bei denen die jeweilige Nernstspannungen VI bzw. V2 durch Einstellen des jeweiligen Pump- bzw. Messstroms Ipl bzw. IP2 konstant gehalten werden sollen.

Durch das Erfassen des zweiten Offsetstromwerts kann der Einfluss des vor Beginn der Eigendiagnose in der Messkavität 40 vor ¬ liegenden, gebundenen Sauerstoffs auf den Diagnosemesswert reduziert werden. Insbesondere wird der zweite Offsetstromwert vom Diagnosewert abgezogen, bevor der Vergleich mit dem Referenzwert stattfindet.

Der am Schritt 335 erfasste Diagnosemesswert kann dann mittels zweiten Offsetstromwerts korrigiert werden. Beispielsweise wird der zweite Offsetstromwert vom erfasst Diagnosemesswert sub ¬ trahiert werden.

Daraufhin kann am Schritt 340 der korrigierte Diagnosemesswert, wie bereits in Bezug auf die Fig. 3 beschrieben, mit dem vorbestimmten Referenzwert verglichen werden und die Funktionstauglichkeit und Messgenauigkeit des Stickoxidsensors be- urteilt werden.

Bei dem Verfahren gemäß Fig. 4 ist der zu Beginn für die V0/IP0-Steuerung erforderliche Wert der ersten Nernstspannung V0 vorbestimmt und vorgegeben, beispielsweise in einem Bereich zwischen ungefähr 200 mV und ungefähr 500 mV, bevorzugt zwischen ungefähr 350 mV und ungefähr 400 mV.

Bei beiden beispielhaft offenbarten Verfahren der Fig. 3 und 4 kann am Ende noch überprüft werden, ob der zu Beginn der Eigendiagnose an der ersten Pumpelektrode 34 anliegende erste Pumpstrom IPO von dem am Ende der Eigendiagnose an der ersten Pumpelektrode 34 anliegende Pumpstrom IPO um einen vorbestimmten Schwellenwert abweicht. Ist dies der Fall, dann kann bestimmt werden, dass die Eigendiagnose ungültig ist und die Aussage über die Messgenauigkeit des Stickoxidsensors nicht valide ist.