DE10147408B4 - Gas sensor for detecting gas components of a gas stream - Google Patents

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Abstract

Gassensor (10) zur Erfassung von Gasbestandteilen eines Gasstromes (12) mittels einer elektrischen Messelektrode (14), insbesondere Abgassensor zur Erfassung von Abgasbestandteilen bei einer einen Abgaskatalysator aufweisenden Brennkraftmaschine (102) eines Kraftfahrzeuges, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Getterstoff zur Verhinderung des Eindringens von Belegungsstoffen in die Messelektrode (14) eingelagert ist.Gas sensor (10) for detecting gas components of a gas flow (12) by means of an electrical measuring electrode (14), in particular an exhaust gas sensor for detecting exhaust gas components in an internal combustion engine (102) of a motor vehicle that has an exhaust gas catalytic converter, characterized in that at least one getter substance to prevent penetration of covering substances is stored in the measuring electrode (14).

Description

Die Erfindung betrifft Gassensoren zur Erfassung von Gasbestandteilen eines Gasstroms nach dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 2.The invention relates to gas sensors for detecting gas components of a gas stream according to the preamble of claims 1 and 2.

Gassensoren der vorgenannten Art sind vielfach bekannt und werden bspw. in der Kraftfahrzeugtechnik bei katalysatorbetriebenen Fahrzeugen im Abgasstrang der jeweiligen Fahrzeugmotoren eingesetzt. Typische Gassensoren sind Kohlenwasserstoff-(HC-) oder Kohlenmonoxid-(CO-)Abgassensoren, zur Überwachung des Katalysatorzustandes dienende Ungleichgewichtsensoren oder Stickoxid-(NO-)Sensoren, die zur Anzeige des Beladungszustandes eines NOx-Speicherkatalysators bei einer Benzin-Direkteinspritzung (BDE) dienen. Auch zu erwähnen sind NH3-Sensoren, die bei der sogenannten „Selective Catalytic Reduktion” (SCR) zur kontinuierlichen NOx-Reduktion die Zugabe des NH3 regeln.Gas sensors of the aforementioned type are widely known and are used, for example, in motor vehicle technology in catalytic converter vehicles in the exhaust system of the respective vehicle engines. Typical gas sensors are hydrocarbon (HC) or carbon monoxide (CO) exhaust gas sensors, unbalance sensors or nitrogen oxide (NO) sensors serving to monitor the state of the catalytic converter, which are used to display the charge state of a NOx storage catalytic converter in a gasoline direct injection (BDE). serve. Also worth mentioning are NH3 sensors, which regulate the addition of NH3 in the so-called "Selective Catalytic Reduction" (SCR) for continuous NOx reduction.

Ein Sauerstoffsensor, der einen Sauerstoff-ionenleitenden Festelektrolyten und eine Elektrode auf beiden Seiten des Festelektrolyten sowie eine poröse Schutzschicht eines hitzebeständigen Metalloxids auf der dem Abgas auszusetzenden Seite aufweist, ist beispielsweise aus der DE 40 04 173 A1 bekannt geworden. Die DE 41 31 503 A1 offenbart einen Abgassensor mit einer Gettersubstanz-haltigen keramischen Schicht. Diese Sensoren weisen jeweils Elektroden auf, die mit einer Schutzschicht beschichtet sind, in die wenigstens ein Getterstoff zur Verhinderung eines Eindringens von Belegungsstoffen in die Messelektrode eingebracht ist.An oxygen sensor comprising an oxygen ion conductive solid electrolyte and an electrode on both sides of the solid electrolyte and a porous protective layer of a refractory metal oxide on the side to be exposed to the exhaust gas is exemplified by US Pat DE 40 04 173 A1 known. The DE 41 31 503 A1 discloses an exhaust gas sensor with a getter substance-containing ceramic layer. These sensors each have electrodes which are coated with a protective layer into which at least one getter substance for preventing penetration of covering materials is introduced into the measuring electrode.

Aus der EP 0 331 513 A2 ist ein Sauerstoffsensor bekannt geworden, der mittels einer Heizvorrichtung erwärmt wird, sodass das Sensorelement für 5 bis 30 Minuten auf einer gegenüber der Betriebstemperatur erhöhten Temperatur gehalten wird, um die charakteristische Eigenschaft des durch eine Siliziumvergiftung beeinträchtigten Sensors wiederherzustellen.From the EP 0 331 513 A2 For example, an oxygen sensor has been known which is heated by means of a heater so that the sensor element is maintained at a temperature higher than the operating temperature for 5 to 30 minutes in order to restore the characteristic of the sensor impaired by silicon poisoning.

Ein BDE-Speicherkatalysator dient insbesondere dazu, die Stickoxide bei magerem Betrieb des Fahrzeugmotors zu speichern, bspw. durch Oberflächenbelegung des Katalysators in Form von Nitraten. Nach erfolgter Beladung werden die an der Oberfläche gespeicherten Nitrate in einer Phase fetten Betriebs des Motors, der sogenannten „Regenerierungsphase”, in N2 reduziert. Der Reduktionsvorgang kann nur in einem begrenzten Temperaturintervall im Bereich von 750°C erfolgen.A BDE storage catalyst is used in particular to store the nitrogen oxides during lean operation of the vehicle engine, for example, by surface coverage of the catalyst in the form of nitrates. After loading, the nitrates stored on the surface are reduced in a phase of rich operation of the engine, the so-called "regeneration phase", in N2. The reduction process can only take place in a limited temperature interval in the range of 750 ° C.

Ein Nachteil der beschriebenen BDE-Speicherkatalysatoren liegt darin, dass im zu reinigenden Abgas enthaltene Stoffe ein ähnliches Verhalten wie die genannten Nitrate zeigen, nämlich ebenfalls zur Belegung der Katalyatoroberfläche neigen. So stellen bspw. der im Abgas enthaltene Schwefel und daraus resultierende Sulfatbelegungen ein erhebliches Problem bei Abgaskatalysatoren dar. In ähnlicher Weise sind diese Stoffe auch für die hier betroffenen Gassensoren problematisch.A disadvantage of the described BDE storage catalysts is that substances contained in the exhaust gas to be purified exhibit a similar behavior as the nitrates mentioned, namely also tend to occupy the Katalyatoroberfläche. Thus, for example, the sulfur contained in the exhaust gas and resulting sulfate occupancies represent a considerable problem in catalytic converters. Similarly, these substances are also problematic for the gas sensors involved here.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen eingangs genannten Gassensor anzugeben, welcher die vorgenannten Nachteile des Standes der Technik vermeidet und eine technisch möglichst einfache sowie kostengünstige Lösung zur vorbeschriebenen Regenerierungsproblematik bereitstellt.The present invention is therefore an object of the invention to provide a gas sensor mentioned above, which avoids the aforementioned disadvantages of the prior art and provides a technically simple and inexpensive as possible solution to the above regeneration problem.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Gassensors sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.This object is solved by the features of the independent claims. Advantageous developments of the gas sensor according to the invention are the subject of the respective subclaims.

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, bei einem Gassensor an der Sensorelektrode messgasseitig eine Schutzschicht anzuordnen, in die bevorzugt geeignete Getterstoffe eingebracht sind. Mittels dieser Getterstoffe kann entweder die Belegung mit den Belegungsstoffen verhindert oder der Abbau bzw. die Desorption dieser Stoffe beschleunigt werden. In einer anderen Variante werden in die Sensorelektrode selbst geeignete Getterstoffe eingelagert. Die genannten Varianten können sowohl alternativ als auch in unterschiedlichen Kombinationen eingesetzt werden.The invention is based on the idea to arrange a protective layer on the measured gas side of a gas sensor on the sensor electrode into which suitable getter substances are preferably introduced. By means of these getter materials either the occupancy with the occupancy substances can be prevented or the degradation or the desorption of these substances can be accelerated. In another variant, suitable getter substances are incorporated into the sensor electrode itself. The variants mentioned can be used both alternatively and in different combinations.

Die Getterstoffe dienen bspw. in einer der Elektrode vorgelagerten Schutzschicht dazu, Belegungsstoffe wie insbesondere Sulfate an einem Eindringen in das Elektrodenmaterial zu hindern. jedoch die zu messenden Stoffkomponenten wie HC, CO, NOx oder NH3 nach Möglichkeit nicht zurückzuhalten. Die Anforderungen an diese Getter sind demnach völlig konträr zu denjenigen an die jeweiligen Katalysatormaterialien. In einer Ausführungsform werden als Getterstoffe Cer und Barium oder entsprechende Verbindungen dieser Elemente mit anderen Stoffen verwendet. Bei Drei-Wege-Katalysatoren ist bekannt, diese Elemente zur Vermeidung einer Geruchsbelästigung durch H2S-Bildung einzusetzen. Somit besitzen diese Elemente eine starke Getterwirkung für Sulfate.The getter substances serve, for example, in a protective layer disposed upstream of the electrode, to prevent occupying substances, in particular sulfates, from penetrating into the electrode material. However, if possible, do not retain the substance components to be measured, such as HC, CO, NOx or NH3. The requirements of these getters are therefore completely contrary to those of the respective catalyst materials. In one embodiment, the getters used are cerium and barium or corresponding compounds of these elements with other substances. In the case of three-way catalysts, it is known to use these elements to avoid odor nuisance due to H2S formation. Thus, these elements have a strong gettering effect on sulfates.

Die genaue Funktionsweise von getternden Materialien (Getterstoffen) ist an sich bekannt und besteht darin, dass die im zu messenden Gas enthaltenen Belegungsstoffe mit den Getterstoffen eine geeignete chemische Verbindung eingehen, bspw. zu entsprechenden Salzen umgesetzt werden, wie im Beispiel Schwefel zu Sulfat. Bei der temperaturinduzierten Regenerierung werden dann diese Verbindungen wieder gecrackt und in den Getterstoff und den jeweiligen Belegungsstoff zurückverwandelt. So werden grundsätzlich an der Oberfläche von Gettermaterialien angeordnete Getterzentren oder die Getterwirkung im Gettermaterialvolumen unterschieden. Als getternde Materialien kommen, neben den genannten Elementen Cer und Barium, bekanntermaßen auch Elemente wie Titan oder Chrom oder deren Verbindungen mit anderen Stoffen in Betracht.The exact mode of operation of gettering materials (getter materials) is known per se and consists in that the covering materials contained in the gas to be measured enter into a suitable chemical compound with the getter materials, for example converted to corresponding salts, as in the example sulfur to sulfate. During the temperature-induced regeneration, these compounds are then cracked again and converted back into the getter material and the respective occupancy substance. So basically, getter centers arranged on the surface of getter materials or the getter effect in the getter material volume are differentiated. In addition to the above-mentioned elements cerium and barium, it is known that elements such as titanium or chromium or their compounds with other substances are also suitable as entraining materials.

Gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Variante wird, anstelle der Verwendung der genannten Getterstoffe, die Elektrode selbst gänzlich aus einem Material mit entsprechender Getterwirkung gebildet, bspw. aus bariumhaltigem keramischem Material, welches elektrisch leitend oder, wie im Falle von dotiertem BaTiO3, elektrisch halbleitend ist.According to another variant of the invention, instead of using said getter materials, the electrode itself is formed entirely of a material having a corresponding gettering effect, for example of barium-containing ceramic material which is electrically conductive or, as in the case of doped BaTiO 3, electrically semiconducting.

Es ist ferner anzumerken, dass die Katalysatormaterialien bekanntermaßen dazu dienen, Abgasstoffe wie NOx oder Nitrate zu adsorbieren und damit vorübergehend an sich zu binden. Daher widerspräche es ihrem Zweck, die adsorbierten Stoffe bei erhöhter Temperatur aus dem Katalysator zu entfernen, um damit die Katalysatoroberfläche zu regenerieren. Denn eine solche Vorgehensweise würde diese Schadstoffe wieder in die Umwelt befördern.It is also to be noted that the catalyst materials are known to serve to adsorb and thus temporarily bind exhaust substances such as NOx or nitrates. Therefore, it would be contrary to their purpose to remove the adsorbed substances from the catalyst at elevated temperature in order to regenerate the catalyst surface. Because such a procedure would transport these pollutants back into the environment.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass – im Gegensatz dazu – die an der Sensoroberfläche relativ geringen Mengen an adsorbierten Schadstoffen durchaus im Betrieb bei erhöhter Temperatur desorbiert werden können, ohne die Umwelt zu sehr zu belasten, obgleich diese Stoffe die Sensoren in ihrer Funktion erheblich beeinträchtigen würden. Zudem hat sich herausgestellt, dass bspw. bei relativ geringer Temperatur angelagerte Sulfate zwar die Sensoroberfläche blockieren, jedoch nicht dauerhaft schädigen und damit ohne Weiteres desorbierbar sind.The present invention is based on the finding that - in contrast - at the sensor surface relatively small amounts of adsorbed pollutants can be thoroughly desorbed in operation at elevated temperature without burdening the environment too much, although these substances, the sensors in their function significantly impaired. In addition, it has been found that, for example, sulfates deposited at a relatively low temperature block the sensor surface, but do not permanently damage it and are thus readily desorbable.

Bei einer bevorzugten Betriebsweise zur Regenerierung eines erfindungsgemäßen Gassensors wird zunächst eine kritische Belegung des Sensors erkannt, bspw. aufgrund einer eintretenden Änderung eines Normmesssignals bei der HC-Messung. Im Falle einer Schwefelbelegung wird nach Erkennen einer kritischen Belegung eine Entschwefelungsprozedur eingeleitet, bei welcher der Sensor, ggf. zusammen mit einem vorgelagerten Katalysator, bevorzugt durch im Fettbetrieb einer Brennkraftmaschine erzeugtes Fettgas und bei erhöhter Temperatur bevorzugt > 700°C regeneriert wird. Alternativ kann der Sensor, auch ohne die genannte Erkennung eines kritischen Belegungszustandes, zeitweilig oder regelmäßig bei der genannten Temperatur betrieben und die an der Sensoroberfläche befindlichen Belegungsstoffe desorbiert werden. Diese Regenerierungsphase kann in einer Betriebsphase des Sensors erfolgen, in der dieser vorübergehend nicht einsatzbereit zu sein hat. Alternativ können ebenso für den eigentlichen Sensorbetrieb unkritische Betriebsphasen zur Regenerierung genutzt werden. Obwohl die Sensoroberfläche sich im nachfolgenden Messbetrieb wieder mit den störenden Belegungsstoffen zusetzen kann, können sich diese gar nicht erst wieder anreichern, da sie vielmehr regelmäßig abgebaut werden.In a preferred mode of operation for regenerating a gas sensor according to the invention, a critical occupancy of the sensor is first detected, for example due to an incoming change of a standard measurement signal in the HC measurement. In the case of a sulfur occupancy, a desulfurization procedure is initiated after detection of a critical occupancy, in which the sensor, optionally together with an upstream catalyst, preferably regenerated by fat combustion of an internal combustion engine produced fat gas and at elevated temperature preferably> 700 ° C. Alternatively, even without the mentioned detection of a critical occupation state, the sensor can be operated temporarily or regularly at the stated temperature and the covering materials located on the sensor surface can be desorbed. This regeneration phase can take place in an operating phase of the sensor in which it has to be temporarily not ready for use. Alternatively, uncritical operating phases for regeneration can also be used for the actual sensor operation. Although the sensor surface can become clogged with the disturbing occupancy substances in the subsequent measuring operation, these can not accumulate again at all, since they are instead degraded on a regular basis.

Die Erfindung ist besonders vorteilhaft bei Mischpotenzialsensoren einsetzbar, da diese prinzipiell in Temperaturbereichen arbeiten, in denen die genannten Oberflächenbelegungen vermehrt auftreten.The invention can be used particularly advantageously in mixed-potential sensors, since these in principle operate in temperature ranges in which the surface deposits mentioned increasingly occur.

Die Erfindung wird nachfolgend, unter Heranziehung der beigefügten Zeichnungen, anhand von Ausführungsbeispielen eingehender erläutert. Hierbei zeigenThe invention will be explained in more detail below, with reference to the attached drawings, by means of exemplary embodiments. Show here

1 den prinzipiellen Aufbau eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Abgassensors und 1 the basic structure of an embodiment of the exhaust gas sensor according to the invention and

2 zwei Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betrieb des in 1 gezeigten Gassensors. 2 two embodiments of the inventive method for operating the in 1 shown gas sensor.

Die 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Gassensors 10, und zwar vorliegend einen Mischpotenzialsensor, dessen Aufbau im Wesentlichen einer üblichen, planaren Lambdasonde entspricht. Anhand dieser Darstellung soll auch die erfindungsgemäße Betriebsweise dieses Sensors erläutert werden. Anstelle einer Nernst-Gleichgewichtselektrode weist dieser Gassensor 10 eine zum durch den Pfeil 12 angedeuteten Abgasstrom hin angeordnete Mischpotenzialelektrode 14 mit erhöhter Sensitivität für CO, HC, NO oder NH3 auf. Erfindungsgemäß ist diese Mischpotenzialelektrode 14 zum Abgasstrom 12 bin mit einer porösen Schutzschicht 16 überdeckt. Diese Schutzschicht 16 besteht aus einer Cer oder Barium enthaltenden Verbindung und weist für Belegungsstoffe wie bspw. Sulfate eine erhöhte Getterwirkung auf, d. h. diese Belegungsstoffe werden an einem Eindringen in das Material der Mischpotenzialelektrode 14 gehindert, jedoch die zu messenden Stoffkomponenten wie HC, CO, NOx oder NH3 durchgelassen.The 1 shows an embodiment of a gas sensor according to the invention 10 , In the present case, a mixed potential sensor whose structure substantially corresponds to a conventional, planar lambda probe. Based on this illustration, the operation of this sensor according to the invention will be explained. Instead of a Nernst equilibrium electrode has this gas sensor 10 a to by the arrow 12 indicated exhaust gas flow out arranged mixed potential electrode 14 with increased sensitivity to CO, HC, NO or NH3. According to the invention, this mixed potential electrode 14 to the exhaust stream 12 am with a porous protective layer 16 covered. This protective layer 16 consists of a compound containing cerium or barium and has an increased getter effect for covering substances, such as, for example, sulfates, ie these covering materials are sensitive to penetration into the material of the mixed potential electrode 14 Hindered, however, the substances to be measured such as HC, CO, NOx or NH3 let through.

Der Abgassensor 10 weist ferner eine in einem Referenzluftkanal 18 angeordnete Referenzelektrode 20 auf, wobei das eigentliche Messsignal in an sich bekannter Weise durch die zwischen der Mischpotenzialelektrode 14 und der Referenzelektrode 20 auftretende elektrische Spannung U_Sensor 22 gebildet wird.The exhaust gas sensor 10 also has one in a reference air channel 18 arranged reference electrode 20 on, wherein the actual measurement signal in a conventional manner by the between the mixed potential electrode 14 and the reference electrode 20 occurring electrical voltage U_Sensor 22 is formed.

Der gezeigte Abgassensor 10 weist erfindungsgemäß ferner ein Heizelement 24 auf. Das Heizelement 24 wird in geeigneten, nachfolgend noch im Detail beschriebenen Betriebsphasen einer nicht gezeigten Brennkraftmaschine (BKM) so mit einer elektrischen Heizspannung 26 versorgt, dass sich während einer Messphase (2) eine Sensortemperatur von vorzugsweise 550°C und in einer Regenerierungsphase eine Sensortemperatur von vorzugsweise 750°C einstellen. Die Einstellung dieser Temperaturen kann bekanntermaßen durch eine überlagerte Impedanzmessung eines bei dem Mischpotenzialsensor in an sich bekannter Weise vorgesehenen Festelektrolyt-Ionenleiters oder durch eine kennfeldgesteuerte, von der den Mischpotenzialsensor 10 durchsetzenden Abgas-Luftmasse sowie von der Drehzahl der zugrundeliegenden BKM abhängige Heizleistungsvorgabe vorgenommen werden.The exhaust gas sensor shown 10 according to the invention further comprises a heating element 24 on. The heating element 24 is in suitable, subsequently described in detail operating phases of an internal combustion engine, not shown (BKM) so with an electrical heating voltage 26 supplied during a measuring phase ( 2 ) set a sensor temperature of preferably 550 ° C and in a regeneration phase, a sensor temperature of preferably 750 ° C. The setting of these temperatures can be known by a superimposed impedance measurement of a provided in the mixing potential sensor in a conventional manner solid electrolyte ion conductor or by a map-controlled, of the mixing potential sensor 10 passing exhaust air mass and on the speed of the underlying BKM dependent Heizleistungsvorgabe be made.

In der 2 ist im oberen Teil eine bei der vorliegenden Erfindung typischerweise zugrundeliegende Messanordnung 100 schematisch dargestellt. Diese Anordnung 100 besteht aus einem lambdageregelten Motor (BKM) 102 und einem Abgaskatalysator 104. Zwischen dem Motor 102 und dem Katalysator 104 ist eine Lambdasonde 106 angeordnet. Zusätzlich ist in der gezeigten Pfeilrichtung 108 hinter dem Katalysator 104 eine sogenannte „HinterKat-Sonde” 110 angeordnet. Unterhalb der Darstellung der Messanordnung 100 sind zwei schematische Ablaufdiagramme 112, 114 gezeigt, welche die Temperatur der HinterKat-Sonde 110 in Abhängigkeit von der Zeit darstellen.In the 2 is in the upper part of a typical underlying in the present invention measuring arrangement 100 shown schematically. This arrangement 100 consists of a lambda-controlled engine (BKM) 102 and an exhaust gas catalyst 104 , Between the engine 102 and the catalyst 104 is a lambda sensor 106 arranged. In addition, in the direction of the arrow shown 108 behind the catalyst 104 a so-called "HinterKat probe" 110 arranged. Below the representation of the measuring arrangement 100 are two schematic flowcharts 112 . 114 shown the temperature of the HinterKat probe 110 depending on the time.

Das obere Ablaufdiagramm 112 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel, und zwar die Betriebsweise des erfindungsgemäßen Abgassensors – hier die HinterKat-Sonde – bei Einsatz in einem im Magerbetrieb betriebenen Benzin-Direkteinspritzungs-(BDE-)Speicherkatalysatorsystem. In einer Messphase 116, während der der Motor 102 mager betrieben wird, befindet sich die hinter dem Katalysator 104 angeordnete HinterKat-Sonde 110 bevorzugt auf 550°C. Die HinterKat-Sonde 110 wird demnach im Messbetrieb 116 als Mischpotenzialsensor betrieben. Im Anschluss daran wird der Motor 102 fett betrieben 118, um den Katalysator 104 zu regenerieren. Dabei erreicht die HinterKat-Sonde 110 ein Abgasstrom (12) mit einem Lambdawert von 1. Jetzt wird die HinterKat-Sonde 110 auf bevorzugt 750°C hochgeheizt 118, um auch die HinterKat-Sonde 110 zu regenerieren bzw. von eventuellen Niedertemperaturbelegungen zu befreien. In diesem Zustand kann die HinterKat-Sonde 110 ggf. sogar eine Gleichgewichts-Nernstfunktion übernehmen, um das Ende der Katalysator-Regenerierungsphase 118 einzuleiten. Nach Ende der fetten Motorbetriebsphase 118 steht die volle Speicherkapazität des Katalysators 104 zur Verfügung, so dass genügend Zeit bleibt, um die HinterKat-Sonde 110 wieder auf 550°C für den nächsten Messzyklus 120 abzukühlen.The upper flow chart 112 shows a first embodiment, namely the operation of the exhaust gas sensor according to the invention - here the HinterKat probe - when used in a run in lean-burn gasoline direct injection (BDE) storage catalyst system. In a measuring phase 116 while the engine 102 is operated lean, is behind the catalyst 104 arranged HinterKat probe 110 preferably at 550 ° C. The HinterKat probe 110 is therefore in measurement mode 116 operated as a mixed potential sensor. Following this, the engine becomes 102 operated fat 118 to the catalyst 104 to regenerate. The HinterKat probe achieves this 110 an exhaust stream ( 12 ) with a lambda value of 1. Now the HinterKat probe 110 heated to preferably 750 ° C. 118 to the HinterKat probe 110 to regenerate or to free from any low-temperature occupancy. In this state, the HinterKat probe 110 possibly even adopt an equilibrium Nernst function to the end of the catalyst regeneration phase 118 initiate. After the end of the rich engine operating phase 118 stands the full storage capacity of the catalyst 104 so there is plenty of time left for the HinterKat probe 110 back to 550 ° C for the next measurement cycle 120 cool.

Das untere Ablaufdiagramm 114 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel zum erfindungsgemäßen Betrieb der im oberen Teil der 2 gezeigten Messanordnung 100. In diesem Ausführungsbeispiel wird der Katalysator 104 nur in längeren Zeitintervallen 122, bspw. mehrere Tage oder sogar Wochen, auf seine Funktion hin überprüft 124. Diese Überprüfung 124 wird insbesondere nur bei Auftreten eines definierten Fahr-/Betriebszustandes des Motors 102 bzw. des Fahrzeuges durchgeführt. Die wiederum hinter dem Katalysator 104 angeordnete HinterKat-Sonde 110 befindet sich während einer Messbereitschaftsphase 122, bspw. während 90% der gesamten Zeit, auf einer Messtemperatur 126 von wiederum bevorzugt 550°C und nur während 10% dieser Zeit auf einer Regenerationstemperatur 128 von wiederum bevorzugt 700°C. Unter Umständen erreicht die HinterKat-Sonde 110 rechtzeitig bei Eintreten des o. g. vordefinierten Betriebszustandes die Messtemperatur 126. Andernfalls sinkt die ”Prüfhäufigkeit” des Katalysators 104 auf 90% bzw. muss von vornherein um 10% häufiger vorgesehen werden.The lower flow chart 114 shows a second embodiment for the operation of the invention in the upper part of 2 shown measuring arrangement 100 , In this embodiment, the catalyst 104 only in longer time intervals 122 , eg several days or even weeks, checked for its function 124 , This review 124 in particular only when a defined driving / operating condition of the engine occurs 102 or of the vehicle. Which in turn behind the catalyst 104 arranged HinterKat probe 110 is during a measurement readiness phase 122 For example, during 90% of the total time, at a measurement temperature 126 again preferably 550 ° C and only for 10% of this time at a regeneration temperature 128 again preferably 700 ° C. The HinterKat probe may reach 110 timely when the above-mentioned predefined operating state occurs, the measuring temperature 126 , Otherwise, the "test frequency" of the catalyst decreases 104 90% or 10% more frequently from the outset.

Claims (7)

Gassensor (10) zur Erfassung von Gasbestandteilen eines Gasstromes (12) mittels einer elektrischen Messelektrode (14), insbesondere Abgassensor zur Erfassung von Abgasbestandteilen bei einer einen Abgaskatalysator aufweisenden Brennkraftmaschine (102) eines Kraftfahrzeuges, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Getterstoff zur Verhinderung des Eindringens von Belegungsstoffen in die Messelektrode (14) eingelagert ist.Gas sensor ( 10 ) for detecting gas constituents of a gas stream ( 12 ) by means of an electrical measuring electrode ( 14 ), in particular exhaust gas sensor for detecting exhaust gas constituents in an internal combustion engine having an exhaust gas catalytic converter ( 102 ) of a motor vehicle, characterized in that at least one getter substance for preventing the penetration of covering materials into the measuring electrode ( 14 ) is stored. Gassensor (10) zur Erfassung von Gasbestandteilen eines Gasstromes (12) mittels einer elektrischen Messelektrode (14), insbesondere Abgassensor zur Erfassung von Abgasbestandteilen bei einer einen Abgaskatalysator aufweisenden Brennkraftmaschine (102) eines Kraftfahrzeuges, dadurch gekennzeichnet, dass die Messelektrode (14) aus einem Material mit einer Getterwirkung gegenüber möglichen Belegungsstoffen gebildet ist.Gas sensor ( 10 ) for detecting gas constituents of a gas stream ( 12 ) by means of an electrical measuring electrode ( 14 ), in particular exhaust gas sensor for detecting exhaust gas constituents in an internal combustion engine having an exhaust gas catalytic converter ( 102 ) of a motor vehicle, characterized in that the measuring electrode ( 14 ) is formed of a material having a getter effect against possible covering materials. Gassensor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Messelektrode aus bariumhaltigem, elektrisch leitendem, keramischem Material gebildet ist.Gas sensor according to claim 2, characterized in that the measuring electrode is formed from bariumhaltigem, electrically conductive, ceramic material. Gassensor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Messelektrode aus elektrisch halbleitend dotiertem BaTiO3 gebildet ist.Gas sensor according to claim 2, characterized in that the measuring electrode is formed of electrically semiconducting doped BaTiO3. Gassensor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Messelektrode und/oder die Schutzschicht eine Verbindung aus den Elementen Cer und Barium aufweist.Gas sensor according to one of claims 1 to 4, characterized in that the measuring electrode and / or the protective layer comprises a compound of the elements cerium and barium. Gassensor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Messelektrode und/oder die Schutzschicht porös ausgebildet ist/sind. Gas sensor according to one of claims 1 to 5, characterized in that the measuring electrode and / or the protective layer is formed porous. Gassensor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch ein elektrisches Heizelement (24) zur kontrollierbaren Beheizung der Messelektrode.Gas sensor according to one of claims 1 to 6, characterized by an electrical heating element ( 24 ) for controllable heating of the measuring electrode.
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