NOX传感器的自诊断方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种最好布置在发动机的排气设备中的ＮＯＸ传感器的自诊断方法，该传感器为测量废气的ＮＯＸ浓度而具有一个用于调节氧分压力的调节装置和一个提供表征废气ＮＯＸ浓度的ＮＯＸ信号用的ＮＯＸ测量装置。该方法首先确定一个表征废气λ值的λ信号，最好是一个宽带λ信号或一个λ阶跃信号，将λ信号的确定的值与在规定工作参数时的废气的可信的λ值进行比较，并根据比较结果形成一个ＮＯＸ传感器诊断信号。另一种办法是，也可将ＮＯＸ信号的值与在规定工作参数时的ＮＯＸ浓度的可信的值进行比较，并根据比较结果形成一个ＮＯＸ传感器诊断信号。本发明专利技术的自诊断装置用来实施该方法。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种具有在独立权利要求前序部分中所述特征的NOX传感器的自诊断方法和装置。
技术介绍
为了减少汽车的有害物质排放，近年来提出了所谓的随车诊断(OBD)，并在越来越多的国家中，通过法律规定把OBD应用到新批准生产的汽车中。从1995年以来，在美国已逐步贯彻的OBD II要求监控与排放有关的所有部件，特别是催化器、空燃比(Lambda)探测器、废气再循环、油箱排气、燃烧断续器、测试器接口、操作保护装置和二次进气系统。在被OBD II监控的部件产生功能故障或失灵的情况下，诊断灯点亮并存储一个故障代码，所以汽车的或车间的司机就可采取相应措施来消除故障。为了满足法定的废气标准，在稀薄混合气运转和分层进气运转中具有较少耗油量的现代内燃机中，必须进行NOX排放的附加的再处理。为了解决这个问题，最好在排放设备中使用一个NOX存储催化器。为了达到发动机的高的排放稳定性，在该存储催化器后面连接一个NOX传感器，用它可进行稀薄混合气运转和NOX再生运转的特别精确的调节。就上述的随车诊断要求而言，也要求对NOX传感器的功能进行监控。在这方面，文献EP 08 92265 A1已提出了一种测定气体氧化物的气体传感器，这种传感器在一个双扩散室系统中进行废气测定。扩散室具有测量用的能斯脱元件(Nernst-zellen)。在第一扩散室内，从混合气抽出氧分子，并在第二扩散室中把被测定气体氧化物例如氮氧化物分解为氮和氧。把加到第一扩散室的抽运元件电压调节到一个恒定值，此值相当于在该室中的一个恒定的氧浓度。为了自诊断该传感器，必须验证在第一扩散室中被调到一个恒定值的氧浓度是否在一个加热过程结束后仍保持在一个预定的范围内。如果不是这样，则推断为一种故障。文献EP 0892265 A1列举了作为NOX传感器可能产生的功能性故障有一个主抽运元件或一个辅助抽运元件的功能故障，到一个NOX传感器控制器或到一个加热装置的线路中断以及传感器电极的功能故障。此外，文献EP 0887640A1描述了这类气体传感器的自诊断功能的另一种方法，该方法是对表征传感器温度的气体传感器的内阻进行监控，如果相应的内阻在一个预定的时间内未达到一个预定的值，则被断定为气体传感器的一个故障。上述这些方法存在这样的缺点从传感器的不同的诊断中区分出不同的可能的故障原因是有限的，因为分别只有一个与第一扩散室对应的抽运元件电压或与该内阻等效的电压是根据电压范围进行监控的。这就给维护、修理和采取避免故障的预防性措施造成困难。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出最好布置在内燃机排气设备中的NOX传感器的自诊断的一种方法和一种装置，用这种方法可达到不同的和可靠的故障诊断。这个目的是通过独立权利要求所述的特征来实现的。根据本专利技术，在一个最好布置在内燃机排气设备中的NOX传感器中，确定一个表征废气的λ值的λ信号的值。为了测定废气的NOX浓度，NOX传感器具有一个调节氧分压力的调节装置和一个NOX、测量装置来提供一个表征废气的NOX浓度的NOX信号。将确定的λ信号值与在规定工作参数情况下废气的可信的λ值进行比较并根据比较结果形成一个NOX传感器诊断信号。这样，NOX传感器的不同的和可靠的故障诊断就变得可能，因为由NOX传感器提供的废气λ值的信息反映了NOX传感器的瞬态工作方式，而用于比较的λ值的可信的值则基于与NOX传感器的工作方式无关的其他传感器测量的λ值或λ值的模型化。根据本专利技术的另一种实施方式，NOX信号的值与在规定工作参数情况下的NOX浓度的可信值进行比较并根据比较结果形成一个NOX传感器诊断信号。根据本专利技术的又一种实施方式，在既考虑λ信号又考虑NOX信号的情况下，形成一个NOX诊断信号。在本专利技术的一种优选方式中，NOX传感器具有两个共同作用的扩散室，以便测定废气中的NOX浓度。其中，第一扩散室具有一个用于调节第一扩散室中的氧分压力的测量抽运元件，而第二扩散室则具有一个提供一个表征废气中NOX浓度的NOX信号用的NOX测量抽运元件。这两个测量抽运元件最好按能斯脱原理工作。根据本专利技术，借助于氧测量抽运元件来确定一个表征废气λ值的λ信号。λ信号的确定值与在规定工作参数情况下的废气的可信的λ值进行比较，并根据比较结果形成一个NOX传感器诊断信号。如果确定一个必要时最好是第一扩散室的调节到一个恒定值的调节信号，将确定的值与在规定工作参数情况下的可信值进行比较并根据比较结果形成另一个相应的NOX传感器诊断信号，则可进一步提高诊断的精确度和种类。如果NOX传感器具有一个加热装置和一个相应的温度测试装置，该温度测试装置的一个温度信号的值与在规定工作参数情况下的NOX传感器温度的可信值进行比较并根据比较值形成一个温度信号诊断信号，则亦可提高诊断的精确度和种类。如果加热装置具有一个调节器并在规定的调节时间后监控温度信号的值是否相当于一个低于NOX传感器规定工作温度的温度，则可按特别简单的方式查出加热装置和/或温度测试装置范围内的故障。在本专利技术的一种特别简单的实施方式中，温度测试装置是根据确定NOX传感器的内阻的原理进行工作的。如果在未加热和加热NOX传感器时进行λ信号、NOX信号、抽运元件信号或温度信号的比较，则可达到特别广泛的诊断。随后在进行λ信号、NOX信号、调节信号或温度信号的比较时，如果监控是否保持规定的最大值、最小值或公差值，则可特别便捷地检出到电源电位的或接地的短路或线路中断。在本专利技术的另一种实施方式中，对工作参数的预定值在规定的时间间隔内中断诊断信号的形成，这样就可避免错误的故障信号。此外，为了避免错误的故障信号，在本专利技术的另一个实施形式中，以一定的条件为前提，消除设定的故障信号。这种消除最好与内燃机存在规定的工作参数联系起来。根据本专利技术的又一个实施形式，如果把相当于确定的故障的NOX传感器诊断信号与相应工作参数的值一起存储起来，则可提高维护和修理措施的效率。如果只在没有消除的故障信号时才点亮信号灯，则可达到对故障报警的可靠性的提高。一个布置在内燃机排气设备中的NOX传感器的自诊断用的本专利技术装置用来实施本专利技术的方法并可达到内燃机的NOX排放的精确的和可靠的控制。在该装置的一种优选结构型式中，排气设备具有一个NOX存储催化器和一个位于其上游任意位置的预催化器。NOX传感器可布置在NOX存储催化器的下游和/或上游。这种装置改善了内燃机的环境宜人的和可靠的工作。本专利技术的其他特征和优点可从各项从属权利要求中以及从结合附图所示的本专利技术优选实施例的下面的说明中得知。附图表示以下示意图附图说明图1带有排气设备的一台内燃机；图2发动机控制器的组成部分；图3一个双室NOX传感器；图4一个NOX传感器的典型的测量信号变化曲线；图5一个NOX信号的监控范围；图6一个宽带λ信号的监控范围；图7一个λ阶跃信号的监控范围；图8一个抽运元件信号的监控范围；图9一个温度信号的监控范围。在图1所示汽车内燃机10后面连接了一个排气设备20，该排气设备具有一个预催化器21、最好一个常规的三元催化器和一个NOX存储催化器22。为了控制或调节内燃机10，设置了一个发动机控制器30，该控制器包括一个诊断装置40，用于布置在NOX存储催化器22下游的一个NOX传感器23的自诊断。其他的NOX传感器可布置在NOX存本文档来自技高网...

【技术保护点】
一个最好布置在内燃机的排气设备中的ＮＯＸ传感器的自诊断的方法，该传感器为测量一种废气的ＮＯＸ浓度而具有一个用于调节氧分压力的调节装置和一个提供表征废气ＮＯＸ浓度的ＮＯＸ信号用的ＮＯＸ测量装置，其特征为，首先确定一个表征废气λ值的λ信号，最好是一个宽带λ信号或一个λ阶跃信号，将求出的λ信号值与在规定工作参数时的废气的可信λ值进行比较，并根据比较结果形成一个ＮＯＸ传感器诊断信号。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：F舒尔策，J德吕克哈默，A朗，M克雷格尔，
申请(专利权)人：大众汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]