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1. WO2020126231 - VERFAHREN ZUM BETREIBEN EINES SENSORSYSTEMS ZUM NACHWEIS MINDESTENS EINES ANTEILS EINER MESSGASKOMPONENTE MIT GEBUNDENEM SAUERSTOFF IN EINEM MESSGAS

Anmerkung: Text basiert auf automatischer optischer Zeichenerkennung (OCR). Verwenden Sie bitte aus rechtlichen Gründen die PDF-Version.

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Beschreibung

Titel

Verfahren zum Betreiben eines Sensorsystems zum Nachweis mindestens eines Anteils einer Messgaskomponente mit gebundenem Sauerstoff in einem Messgas

Stand der Technik

Aus dem Stand der Technik ist eine Vielzahl von Verfahren und Sensoren zum Nachweis mindestens eines Anteils der Messgaskomponente mit gebundenem Sauerstoff in einem Gasgemisch, insbesondere in einem Abgas einer

Verbrennungskraftmaschine, durch Erfassen eines Anteils an Sauerstoff, der durch eine Reduktion der Messgaskomponente mit dem gebundenem Sauerstoff erzeugt wird, bei Anwesenheit von molekularem Sauerstoff bekannt.

Sensoren zum Nachweis mindestens eines Anteils der Messgaskomponente mit gebundenem Sauerstoff in einem Gasgemisch, die auch verkürzt oder vereinfacht NOx-Sensoren oder Stickoxid-Sensoren bezeichnet werden, sind beispielsweise in Reif, K., Deitsche, K-H. et al., Kraftfahrtechnisches

Taschenbuch, Springer Vieweg, Wiesbaden, 2014, Seite 1338-1347

beschrieben.

Stickoxid-Sensoren (= NOx-Sensoren), die heutzutage in der Automobiltechnik eingesetzt werden, funktionieren nach dem Grenzstromprinzip, analog zu Sauerstoff-Sensoren, wie beispielsweise Lambda Sensoren. Ein solcher Stickoxid-Sensor umfasst eine Nernst- Konzentrationszelle, die auch

Referenzzelle genannt wird, eine modifizierte Sauerstoffpumpzelle und eine weitere modifizierte Sauerstoffpumpzelle, die die sogenannte NOx-Zelle. Eine dem Abgas ausgesetzte äußere Pumpelektrode und eine innere Pumpelektrode in einem ersten Hohlraum, der vom Abgas durch eine Diffusionsbarriere getrennt ist, bilden die Sauerstoffpumpzelle. Im ersten Hohlraum befindet sich auch die Nernstelektrode und in einem Referenzgasraum die Referenzelektrode, die zusammen die Nernstzelle bilden. Die NOx-Zelle umfasst eine NOx-

Pumpelektrode und eine Gegenelektrode. Die NOx-Pumpelektrode befindet sich einem zweiten Hohlraum, der mit dem ersten inneren Hohlraum verbunden und von diesem durch eine Diffusionsbarriere getrennt ist. Die Gegenelektrode befindet sich in dem Referenzgasraum. Alle Elektroden in dem ersten und zweiten Hohlraum haben einen gemeinsamen Rückleiter.

Bei Betrieb des Stickoxid-Sensor wird der sogenannten 02-Zelle der Sauerstoff aus dem ersten Hohlraum, der über eine Diffusionsbarriere mit dem Abgas verbunden ist, entfernt. Der dadurch resultierende Pumpstrom ist dann proportional zum Sauerstoffgehalt der Umgebungsluft im Messgas- bzw.

Abgasstrom. In der NOx-Zelle werden die Stickoxide abgepumpt. Das Stickoxid NOx in der in dem zweiten Hohlraum befindlichen Atmosphäre, wird durch Anlegen einer konstanten Pumpspannung reduziert bzw. abgebaut. Der durch Reduktion oder Abbau der Messgaskomponente in dem zweiten Hohlraum erzeugte Sauerstoff, der vorzugsweise aus der Reduktion des Stickoxids NOx stammt, wird in einen Referenzgasraum abgepumpt. So hat die angelegte Pumpspannung gegen den Widerstand der NOx-Zelle und durch die

Konzentration des Stickoxids NOx bzw. Sauerstoffs einen Pumpstrom zur Folge, der proportional zum Gehalt an Stickoxid NOx bzw. Sauerstoff ist und das NOx-Messsignal darstellt.

Um in modernen Automobilen mit Dieselmotorantrieb hohe Reinigungsgrade von NO und NO2 zu erreichen, wird die sogenannte SCR-Technik (SCR = selektive catalytic reduction) eingesetzt. Dabei wird eine wässrige Harnstofflösung vor dem SCR-Katalysator in das Abgasrohr eingespritzt. Dieser Harnstoff zersetzt sich bei Abgastemperaturen auf dem Katalysator zu Ammoniak (NH3) und

Kohlenstoffdioxid (CO2). Der Ammoniak reagiert am Katalysator mit NO und NO2 zu molekularem Stickstoff N2. Für die Effizienz der Abgasreinigung ist es dabei von Vorteil, die NH3- Konzentration selektiv neben der NO- und NO2-Konzentration an einer Position in einem Katalysator bzw. zwischen zwei Katalysatoren oder hinter einem SCR-Katalysator zu messen.

Bekannte Stickoxid-Sensoren, wie sie beispielsweise in Reif, K., Deitsche, K-H. et al., Kraftfahrtechnisches Taschenbuch, Springer Vieweg, Wiesbaden, 2014, Seite 1338-1347 beschrieben sind, sind in Zirkondioxid-Technologie aufgebaut sind. Diese enthalten als zentrales Messmittel ein keramisches Sensorelement, das durch einen integrierten Heizer auf eine feste Betriebstemperatur im Bereich von 650 bis 850 °C beheizt wird. Dadurch wird das dotierte Zirkondioxid zu einem elektrischen 02-lonenleiter. Der Aufbau der Messzellen folgt der bekannten Aufbaustruktur nach dem Doppelkammer-Prinzip. Diese Sensoren messen NO, NO2 und NH3 als Summensignal.

Nun lässt sich ein N0/N02-messender Sensor mit weiteren Messzellen ausrüsten, um weitere Gaskomponenten zu messen. Besonders vorteilhaft ist eine Ausrüstung mit einer oder mehrerer Ammoniak-messenden Messzellen. Der Sensor kann für eine verbesserte Regelung in einem SCR-System eingesetzt werden. Durch die Bereitstellung einer weiteren Messgröße wird die Regelung für eine hocheffiziente Abgasreinigung erleichtert.

Trotz der Vorteile der aus dem Stand der Technik bekannten Sensorsysteme mit einer ersten Messeinheit oder Messzelle zum Erfassen von Stickoxid und einer zweiten Messeinheit oder Messzelle zum Erfassen von Ammoniak sowie

Verfahren zum Betreiben desselben, beinhalten diese noch

Verbesserungspotenzial. Messzellen, die NH3 in Abgasen nachweisen können, sind beispielsweise mit Mischpotenzialelektroden aufgebaut, die gegen eine Gleichgewichtselektrode, z.B. aus Platin hergestellt, ein elektrochemisches Potenzial erzeugen. Für Mischpotenzialelektroden ist bekannt, dass sie über die Betriebszeit und im Abgas einer Alterung unterliegen. Das führt dazu, dass das Signal sich über die Betriebsdauer verändert, in der Regel sich verringert.

Dadurch können Messfehler nicht selten bis 50% entstehen.

Offenbarung der Erfindung

Es wird daher ein Verfahren zum Betreiben eines Sensorsystems zum Nachweis mindestens eines Anteils einer Messgaskomponente mit gebundenem Sauerstoff in einem Messgas vorgeschlagen, welches die Nachteile bekannter Verfahren zum Betreiben dieser Sensorsysteme zumindest weitgehend vermeidet und bei dem die Messfehler bei der Erfassung von Ammoniak durch Elektrodenalterung deutlich verringert bzw. vermieden werden können.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betreiben eines Sensorsystems zum Nachweis mindestens eines Anteils einer Messgaskomponente mit gebundenem Sauerstoff in einem Messgas, insbesondere in einem Abgas einer

Verbrennungskraftmaschine, bei dem das Sensorsystem mindestens eine erste Messeinheit zum Erfassen von Stickoxid in dem Messgas und eine zweite

Messeinheit zum Erfassen von Ammoniak in dem Messgas aufweist, umfasst die folgenden Schritte, bevorzugt in der angegebenen Reihenfolge:

- Erfassen eines ersten Messsignalwerts des ersten Sensors bei einer vorbestimmten Bedingung für das Messgas,

- Erfassen eines zweiten Messsignalwerts des zweiten Sensors bei der vorbestimmten Bedingung für das Messgas,

- Bestimmen eines Abweichungswerts des zweiten Messsignalwerts von dem ersten Messsignalwert,

- Bilden eines Korrekturwerts basierend auf dem Abweichungswert und

- Bilden eines korrigierten zweiten Messsignals des zweiten Sensors basierend auf dem Korrekturwert und einem zweiten Messsignal des zweiten Sensors.

Ein Grundgedanke ist, die bekannte Empfindlichkeit des NOx-Sensors auf NH3 für Ermittlung eines Korrekturwerts zu nutzen. So kann für vorab bestimmte Betriebszustände des Motors und damit des Abgassystems bzw. aus

Plausibilisierungen verschiedener Informationen im Motorsteuergerät abgeleitet werden, ob im Abgasstrang NO und NO2 vorliegen. Kann dies ausgeschlossen werden bzw. liegen diese in nur vernachlässigbaren Mengen vor und wird gleichzeitig ein Signal am NOx (NOx = NO +NO2) messenden Sensorteil sowie gleichzeitig am Nhh-messenden Sensorteil detektiert, ist davon auszugehen, dass es sich um NH3 handelt. Nun kann das Signal aus dem Nhh-messenden Sensorteil mit jenem des NOx-messenden Sensorteils verglichen werden. Weicht das NH3-Kennlinien-Äquivalent des Nhh-Sensor-Signals vom Nhh-Kennlinien-Äquivalent des NOx-Sensors ab, wird ein Abweichungsfaktor ermittelt, ein Korrekturwert berechnet und ab sofort als Korrekturfaktor auf das Nhh-Signal angewendet. Damit lassen sich in einfacher Weise Messfehler der NH3-Messeinheit bzw. Messzelle verringern bzw. vermeiden.

Bei einer Weiterbildung ist die vorbestimmte Bedingung ein Unterschreiten eines Schwellwerts eines Anteils an Stickoxid in dem Messgas. Entsprechend wird die Korrekturfunktion dann durchgeführt, beispielsweise in einem Motorsteuergerät oder in einem Sensorsteuergerät, wenn ein Betriebszustand identifiziert wird, beispielsweise durch das Motorsteuergerät, bei dem kein NOx oder nur vernachlässigbare Mengen an NOx im Abgasstrang vorliegen.

Bei einer Weiterbildung ist der Schwellwert für Stickoxid 20% und bevorzugt 7% eines Anteils an Ammoniak in dem Messgas. Dies stellt einen bevorzugten Schwellwert dar, bis zu dem das Verfahren sicher durchführbar ist.

Bei einer Weiterbildung wird der Korrekturwert durch Division des zweiten Messsignalwerts mit dem ersten Messsignalwert und anschließendem Bilden des Kehrwerts gebildet. Damit kann der Korrekturwert ohne großen Aufwand gebildet werden.

Bei einer Weiterbildung wird das zweite korrigierte Messsignal durch

Multiplizieren des zweiten Messsignals mit dem Korrekturwert gebildet. Damit kann das zweite Messsignal in einfacher Weise korrigiert werden.

Bei einer Weiterbildung wird der Korrekturwert nur gebildet, falls der

Abweichungswert des zweiten Messsignalwerts von dem ersten Messsignalwert einen vorbestimmten Schwellwert für den Abweichungswert, insbesondere einen Anteil zwischen 10% und 50% des Signals und bevorzugt zwischen 10% und 25%, überschreitet. Damit wird sichergestellt, dass eine Korrektur nur aufgrund erheblicher Alterungsfehler der Elektroden erfolgt.

Bei einer Weiterbildung sind die erste Messeinheit und die zweite Messeinheit in einem einzigen Sensorelement angeordnet. Beispielsweise wird ein Stickoxid-Sensor, wie er aus dem oben genannten Stand der Technik bekannt ist, um eine weitere Messeinheit bzw. Messzelle erweitert.

Alternativ ist die erste Messeinheit in einem ersten Sensorelement angeordnet und die zweite Messeinheit in einem zweiten Sensorelement angeordnet ist, wobei sich das erste Sensorelement von dem zweiten Sensorelement unterscheidet, wobei das erste Sensorelement und das zweite Sensorelement in einem einzigen Sensor angeordnet sind. Mit anderen Worten werden zwei getrennte Sensorelemente in einem einzigen Sensor verbaut.

Alternativ ist die erste Messeinheit in einem ersten Sensorelement angeordnet und ist die zweite Messeinheit in einem zweiten Sensorelement angeordnet, wobei sich das erste Sensorelement von dem zweiten Sensorelement unterscheidet, wobei das erste Sensorelement in einem ersten Sensor angeordnet ist und das zweite Sensorelement in einem zweiten Sensor

angeordnet ist, wobei sich der erste Sensor von dem zweiten Sensor

unterscheidet, wobei der erste Sensor und der zweite Sensor benachbart zueinander in dem Messgas angeordnet werden. Mit anderen Worten sind der erste Sensor und zweite Sensor physisch getrennt aufgebaute Sensoren, die benachbart zueinander dem zu messenden Gasgemisch ausgesetzt werden.

Bei einer Weiterbildung ist das Messgas ein Abgas einer

Verbrennungskraftmaschine, wobei das Sensorsystem mit einem

Motorsteuergerät der Verbrennungskraftmaschine verbunden wird, wobei das Verfahren durchgeführt wird, wenn das Motorsteuergerät ein Triggersignal an das Sensorsystem sendet. Damit erfolgt die Durchführung des Verfahrens nur auf Anforderung des Motorsteuergeräts, so dass sichergestellt ist, dass die vorbestimmte Bedingung vorliegt.

Bei einer Weiterbildung ist das Messgas ein Abgas einer

Verbrennungskraftmaschine, wobei das korrigierte zweite Messsignal zur Steuerung oder Regelung einer in das Abgas eingespritzten Menge an

Harnstofflösung verwendet wird. Beispielsweise wird die Korrekturfunktion in einem SCR-Dosiersteuergerät zur Steuerung oder Regelung der

Harnstofflösungseinspritzmenge durchgeführt.

Es wird zudem ein Computerprogramm vorgeschlagen, welches eingerichtet ist, jeden Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen.

Weiterhin wird ein elektronisches Speichermedium vorgeschlagen, auf welchem ein Computerprogramm zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gespeichert ist.

Die Erfindung umfasst darüber hinaus ein elektronisches Steuergerät, welches das erfindungsgemäße elektronische Speichermedium mit dem besagten Computerprogramm zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens enthält.

Schließlich betrifft die Erfindung auch ein Sensorsystem zum Nachweis mindestens eines Anteils einer Messgaskomponente mit gebundenem Sauerstoff in einem Messgas, insbesondere in einem Abgas einer

Verbrennungskraftmaschine, umfassend mindestens eine erste Messeinheit zum Erfassen von Stickoxid in dem Messgas und eine zweite Messeinheit zum Erfassen von Ammoniak in dem Messgas aufweist, wobei das Sensorsystem weiterhin ein solches elektronisches Steuergerät aufweist.

Unter einem Festelektrolyten ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Körper oder Gegenstand mit elektrolytischen Eigenschaften, also mit Ionen leitenden Eigenschaften, zu verstehen. Insbesondere kann es sich um einen keramischen Festelektrolyten handeln. Dies umfasst auch das Rohmaterial eines Festelektrolyten und daher die Ausbildung als so genannter Grünling oder Bräunling, der erst nach einem Sintern zu einem Festelektrolyten wird.

Insbesondere kann der Festelektrolyt als Festelektrolytschicht oder aus mehreren Festelektrolytschichten ausgebildet sei. Unter einer Schicht ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine einheitliche Masse in flächenhafter Ausdehnung einer gewissen Höhe zu verstehen, die über, unter oder zwischen anderen Elementen liegt.

Unter einer Elektrode ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung allgemein ein Element zu verstehen, welches in der Lage ist, den Festelektrolyten derart zu kontaktieren, dass durch den Festelektrolyten und die Elektrode ein Strom aufrechterhalten werden kann. Dementsprechend kann die Elektrode ein Element umfassen, an welchem die Ionen in den Festelektrolyten eingebaut und/oder aus dem Festelektrolyten ausgebaut werden können. Typischerweise umfassen die Elektroden eine Edelmetallelektrode, welche beispielsweise als Metall- Keramik- Elektrode auf dem Festelektrolyten aufgebracht sein kann oder auf andere Weise mit dem Festelektrolyten in Verbindung stehen kann. Typische Elektrodenmaterialien sind Platin-Cermet- Elektroden. Auch andere Edelmetalle, wie beispielsweise Gold oder Palladium, sind jedoch grundsätzlich einsetzbar.

Unter einem Heizelement ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Element zu verstehen, das zum Erwärmen des Festelektrolyten und der Elektroden auf mindestens ihre Funktionstemperatur und vorzugsweise auf ihre

Betriebstemperatur dient. Die Funktionstemperatur ist diejenige Temperatur, ab der der Festelektrolyt für Ionen leitend wird und die ungefähr 350 °C beträgt. Davon ist die Betriebstemperatur zu unterscheiden, die diejenige Temperatur ist, bei der das Sensorelement üblicherweise betrieben wird und die höher ist als die Funktionstemperatur. Die Betriebstemperatur kann beispielsweise von 500 °C bis 950 °C sein. Das Heizelement kann einen Heizbereich und mindestens eine

Zuleitungsbahn umfassen. Unter einem Heizbereich ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung der Bereich des Heizelements zu verstehen, der in dem Schichtaufbau entlang einer zu der Oberfläche des Sensorelements senkrechten Richtung mit einer Elektrode überlappt. Üblicherweise erwärmt sich der

Heizbereich während des Betriebs stärker als die Zuleitungsbahn, so dass diese unterscheidbar sind. Die unterschiedliche Erwärmung kann beispielsweise dadurch realisiert werden, dass der Heizbereich einen höheren elektrischen Widerstand aufweist als die Zuleitungsbahn. Der Heizbereich und/oder die Zuleitung sind beispielsweise als elektrische Widerstandsbahn ausgebildet und erwärmen sich durch Anlegen einer elektrischen Spannung. Das Heizelement kann beispielsweise aus einem Platin-Cermet hergestellt sein.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Weitere optionale Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele, welche in den Figuren schematisch dargestellt sind.

Es zeigen:

Figur 1 einen prinzipiellen Aufbau eines erfindungsgemäßen Sensorsystems,

Figur 2 ein Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens

Ausführungsformen der Erfindung

Figur 1 zeigt einen prinzipiellen Aufbau eines erfindungsgemäßen

Sensorsystems 100, welches zur Durchführung des erfindungsgemäßen

Verfahrens besonders geeignet ist. Das Sensorsystem 100 ist zum Nachweis mindestens eines Anteils einer Messgaskomponente mit gebundenem

Sauerstoff, im Folgenden beispielhaft als Stickoxid NOx bezeichnet, in einem Gasgemisch, beispielhaft einem Abgas einer Verbrennungskraftmaschine, eingerichtet.

Das Sensorsystem 100 umfasst hierzu ein erstes Sensorelement 110. Das erste Sensorelement 110 umfasst eine erste Pumpzelle 112, welche zwischen einer äußeren Pumpelektrode 114 und einer inneren Pumpelektrode 116 ausgebildet ist. Die äußere Pumpelektrode 114, welche mittels einer porösen

Aluminiumoxidschicht 118 von der Umgebung des ersten Sensorelements 110 getrennt ist, verfügt hierbei über eine erste elektrisch leitende Verbindung 120, über welche sich ein erster Pumpstrom IPI in der ersten Pumpzelle 112 erzeugen lässt. Die erste elektrisch leitende Verbindung 120 ist hierzu mit einem Anschluss PI eines externen elektronischen Steuergeräts 122 verbunden. Um einen vollständigen Stromkreis zu erhalten, verfügt die innere Pumpelektrode 116 ebenfalls über eine zweite elektrisch leitende Verbindung 124, welche zu einem gemeinsamen Anschluss COM des externen elektronischen Steuergeräts 122 führt. Die erste Pumpzelle 112 liegt an einem ersten Hohlraum 126 an, der sich im Inneren des ersten Sensorelements 110 befindet und mit dem Messgas in Verbindung steht. Durch Erzeugen des ersten Pumpstroms IPI in der ersten Pumpzelle 112 lässt sich ein erster Anteil von Sauerstoffionen, welche aus molekularem Sauerstoff aus dem Gasgemisch gebildet werden, zwischen dem ersten Hohlraum 126 und der Umgebung des Sensors 100 transportieren. In dem Eintrittsweg aus der Umgebung zu dem ersten Hohlraum 126 ist eine

Diffusionsbarriere 128 vorhanden.

Das erste Sensorelement 110 weist weiterhin eine elektrische Nernstzelle 130 auf, welche eine Nernst- Elektrode 132 und eine Referenzelektrode 134 aufweist. Während die Nernst- Elektrode 132 über die zweite elektrisch leitende

Verbindung 124 zusammen mit der inneren Pumpelektrode 116 zu dem gemeinsamen Anschluss COM verfügt, weist die Referenzelektrode 134 eine gesonderte elektrisch leitende Verbindung 136 zu einem Anschluss Vs des externen elektronischen Steuergeräts 122 für die Nernstspannung Vs auf. Die Nernstzelle 130 liegt an einem Referenzgasraum 138 an. Ein zweiter Anteil der Sauerstoffionen aus dem Messgasraum 126 und/oder aus der Umgebung des Sensors 100 wird in den Referenzgasraum 138 durch Anlegen eines Referenz-Pumpstroms zwischen dem Anschluss Vs und dem gemeinsamen Anschluss COM transportiert. Hierbei wird der Wert für den Referenz-Pumpstrom derart eingestellt, dass sich ein festgelegter Anteil der Sauerstoffionen in dem

Referenzgasraum 138 ausbildet. Vorzugsweise wird in diesem Zusammenhang auch der Wert für den ersten Pumpstrom IPI derart eingestellt, dass sich ein festgelegtes Verhältnis zwischen dem ersten Anteil der Sauerstoffionen in dem Messgasraum 126 und dem zweiten Anteil der Sauerstoffionen in dem

Referenzgasraum 138 ergibt.

Die in dem Gasgemisch weiterhin enthaltene Messgaskomponente Stickoxid NOx mit dem gebundenen Sauerstoff gelangt, insbesondere durch Diffusion, weitgehend unbeeinflusst in eine zweite Pumpzelle 140 des ersten

Sensorelements 110, welche auch als„NOx-Pumpzelle“ bezeichnet werden kann. Die zweite Pumpzelle 140 weist eine NOx-Pumpelektrode 142 und eine NOx-Gegenelektrode 144 auf und liegt an einem zweiten Hohlraum 145 im Inneren des ersten Sensorelements 110 an. Wenigstens eine der beiden Elektroden NOx-Pumpelektrode 142 und/oder NOx-Gegenelektrode 144 sind derart ausgestaltet, dass bei Anlegen einer Spannung mittels Katalyse aus der Messgaskomponente NOx weiterer molekularer Sauerstoff erzeugt werden kann, welcher in der zweiten Pumpzelle 140 gebildet wird.

Während die NOx-Pumpelektrode 142 eine elektrisch leitende Verbindung 146 aufweist, welche zu dem gemeinsamen Anschluss COM führt, weist die NOx-Gegenelektrode 144 eine elektrisch leitende Verbindung 146 auf, über welche ein zweiter Pumpstrom IP2 an die zweite Pumpzelle 140 angelegt werden kann. Die elektrisch leitende Verbindung 146 ist hierzu mit einem Anschluss P2 des externen elektronischen Steuergeräts 122 verbunden. Bei Anlegen eines zweiten Pumpstroms IP2 an die zweite Pumpzelle 140 wird ein Anteil von weiteren Sauerstoffionen, welche aus dem weiteren molekularen Sauerstoff gebildet wurden, in den Referenzgasraum 138 transportiert. Der zweite Hohlraum 145 ist von dem ersten Hohlraum 126 durch eine Diffusionsbarriere 147 getrennt. Das erste Sensorelement 110 verfügt weiterhin über ein Heizelement 148, welches mittels zweier Zuleitungen 150 mit Anschlüssen HTR+ und HTR- des

Steuergeräts 122 verbunden ist, über welche ein Heizstrom in das Heizelement 148 eingebracht werden kann, welches mittels Erzeugen einer Heizleistung das erste Sensorelement 110 auf die gewünschte Temperatur bringen kann. Die zweite Pumpzelle 140 ist als Messzelle oder Messeinheit 152 zur Erfassung von Stickoxid in dem Messgas ausgebildet.

Das Sensorsystem 100 umfasst weiterhin ein zweites Sensorelement 154. Das zweite Sensorelement 154 umfasst eine zweite Messzelle oder Messeinheit 156 zum Erfassen von Ammoniak in dem Messgas. Die zweite Messeinheit 156 weist zu diesem Zweck mindestens eine Mischpotenzialelektrode 158 und eine

Gleichgewichtselektrode 160 auf. Die Gleichgewichtselektrode 160 ist beispielsweise aus Platin hergestellt. Die Mischpotenzialelektrode 158 erzeugt gegen die Gleichgewichtselektrode 160 ein elektrochemisches Potenzial. Das zweite Sensorelement 154 kann mit dem elektronischen Steuergerät verbunden sein. Alternativ ist das zweite Sensorelement 154 mit einem eigenen Steuergerät verbunden.

Wie in Figur 1 zu erkennen, ist das zweite Sensorelement 154 in dem ersten Sensorelement 110 angeordnet, so dass die erste Messeinheit 152 und die zweite Messeinheit 156 integriert sind. Es wird explizit betont, dass das erste Sensorelement 110 und das zweite Sensorelement 154 getrennt voneinander vorliegen können. Es wird weiterhin explizit betont, dass das zweite

Sensorelement 154 und das erste Sensorelement 110 in einem Sensor angeordnet sein können und beispielsweise von einem gemeinsamen

Sensorgehäuse umgeben sind. Es wird weiterhin explizit betont, dass die erste Messeinheit 152 und die zweite Messeinheit 156 in voneinander getrennten Sensoren angeordnet sein können, die benachbart zueinander dem Messgas ausgesetzt werden.

Figur 2 zeigt Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum

Betreiben des Sensors 100. Zunächst werden in Schritt S10 Daten gesammelt, die Informationen über das Messgas enthalten oder basierend auf denen Informationen über das Messgas gewonnen werden können. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel werden Daten der Verbrennungskraftmaschine und des Abgassystems der Verbrennungskraftmaschine ermittelt. In Schritt S12 werden diese Daten bewertet. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel werden die Daten der Verbrennungskraftmaschine und des Abgassystems der

Verbrennungskraftmaschine bewertet.

In Schritt S14 wird anhand der bewerteten Daten geprüft, ob eine vorbestimmte Bedingung für das Messgas vorliegt bzw. erfüllt ist. Bei dem gezeigten

Ausführungsbeispiel ist die vorbestimmte Bedingung ein Unterschreiten eines Schwellwerts eines Anteils an Stickoxid in dem Messgas. Mit anderen Worten wird geprüft, ob die Stickoxidkonzentration in dem Messgas bzw. Abgas ausreichend gering ist. Der Schwellwert kann zu diesem Zweck zwischen 20% und bevorzugt 7 % eines Anteils an Ammoniak in dem Messgas sein.

Wird bei Schritt S14 der Schwellwert überschritten und ist die

Stickoxidkonzentration in dem Messgas bzw. Abgas somit nicht ausreichend gering, wird zu Schritt S12 zurückgekehrt. Wird bei Schritt S14 der Schwellwert unterschritten und die Stickoxidkonzentration in dem Messgas bzw. Abgas somit ausreichend gering, wird zu Schritt S16 weitergegangen. Für vorab bestimmte Betriebszustände des Motors und damit des Abgassystems bzw. aus

Plausibilisierungen verschiedenen Informationen im Motorsteuergerät kann also abgeleitet werden, ob im Abgasstrang NO und NO2 vorliegen. Kann dies in Schritt S14 ausgeschlossen werden und wird gleichzeitig ein Signal an der NOx messenden ersten Messeinheit 152 sowie gleichzeitig an der NFh-messenden zweiten Messeinheit detektiert, ist davon auszugehen, dass es sich um NH3 handelt.

In Schritt S16 werden der erste Messsignalwert der ersten Messeinheit 152 und der zweite Messsignalwert der zweiten Messeinheit 156 miteinander verglichen. Dabei wird ein Abweichungswert des zweiten Messsignalwerts von dem ersten Messsignalwert bestimmt. So kann das Signal der NFh-messenden zweiten Messeinheit 156 mit dem Signal der NOx-messenden ersten Messeinheit 152 verglichen werden. Weicht das NH3- Kennlinien-Äquivalent der zweiten

Messeinheit 156 vom Nhh-Kennlinien-Äquivalent der ersten Messeinheit 152 ab, wird der Abweichungswert ermittelt. Es wird also der Unterschied des zweiten Messsignalwerts und ersten Messsignalwerts ermittelt bei Vorhandensein von keinen oder nur vernachlässigbaren Mengen an Stickoxiden.

In Schritt S18 wird geprüft, ob der Abweichungswert des zweiten

Messsignalwerts von dem ersten Messsignalwert einen vorbestimmten

Schwellwert für den Abweichungswert, wie beispielsweise einen Anteil zwischen 10% und 50% und bevorzugt einen Anteil zwischen 10% und 25%, überschreitet. Ist dies nicht der Fall, kann daraus geschlossen werden, dass die zweite

Messeinheit 156 nicht oder nur geringfügig gealtert ist und somit kein

Korrekturbedarf am Messsignal der zweiten Messeinheit 156 besteht. Bei Unterschreiten des Schwellwerts für den Abweichungswert wird daher zu Schritt S12 zurückgekehrt. Bei Überschreiten des Schwellwerts für den

Abweichungswert kann auf eine Alterung der zweiten Messeinheit 156 und somit auf einen Korrekturbedarf am Messsignal der zweiten Messeinheit 156 geschlossen werden. Bei Überschreiten des Schwellwerts für den

Abweichungswert wird daher zu Schritt S20 fortgesetzt. In Schritt S20 wird ein Korrekturwert basierend auf dem Abweichungswert gebildet. Der Korrekturwert wird durch Division des zweiten Messsignalwerts mit dem ersten Messsignalwert und anschließendem Bilden des Kehrwerts gebildet.

In Schritt S22 wird der so gebildete Korrekturwert gespeichert, beispielsweise in dem elektronischen Steuergerät 122. In Schritt S24 wird ein korrigiertes zweites Messsignal der zweiten Messeinheit 156 basierend auf dem Korrekturwert und einem zweiten Messsignal der zweiten Messeinheit 156 gebildet. Das zweite korrigierte Messsignal wird durch Multiplizieren des zweiten Messsignals mit dem

Korrekturwert gebildet. Mit anderen Worten wird ab sofort der Korrekturwert als Korrekturfaktor auf das NH3-Signal der zweiten Messeinheit 156 angewendet.

Das Verfahren kann umgesetzt werden, indem das Sensorsystem 100 mit einem Motorsteuergerät der Verbrennungskraftmaschine verbunden wird, wobei das

Verfahren durchgeführt wird, wenn das Motorsteuergerät ein Triggersignal an das Sensorsystem 100 sendet. Das korrigierte zweite Messsignal kann zur Steuerung oder Regelung einer in das Abgas eingespritzten Menge an

Harnstofflösung verwendet werden.