用于确定内燃机排气系统中排气传感器的功能能力的方法技术方案

本发明专利技术涉及用于确定内燃机的排气系统中的排气传感器的功能能力的方法，该排气系统具有至少一个催化转化器和在所述至少一个催化转化器上游的第一排气传感器以及在所述至少一个催化转化器下游的第二排气传感器，该方法包括：将第一和第二排气传感器加热到高于相应排气传感器的最低运行温度的温度；确定第一排气传感器的第一传感器信号；确定第二排气传感器的第二传感器信号；比较在催化转化器的温度不超过温度阈值的运行时间段中的第一和第二传感器信号；并基于第一和第二传感器信号的比较的结果确定第一排气传感器的运行参数。还提出了用于执行这种方法的计算单元和计算机程序。序。序。

【技术实现步骤摘要】
用于确定内燃机排气系统中排气传感器的功能能力的方法


[0001]本专利技术涉及一种确定内燃机的排气系统中的排气传感器的功能能力的方法，以及执行该方法的计算单元和计算机程序。

技术介绍

[0002]为了满足相应市场中排气法规（Abgasgesetzgebung）的规定，在具有内燃机的车辆的排气系统中通常安装有催化转化器和传感器，特别是排气传感器，例如λ传感器。由于为了遵守极限值而强制性地需要这些组件，因此它们通过各种诊断而受到监控。
[0003]特别是在具有奥托发动机的系统中，优选地力求达到化学计量的空气燃料比 λ = 1)。这意味着：与使燃料完全燃烧成二氧化碳和水所需的氧气恰好一样多的氧气被送入发动机的燃烧室。对于其他发动机方案也存在这样的运行策略，所述运行策略使得需要以排气 λ 为 1 来运行（例如：颗粒过滤器的再生、加热策略
……
）。
[0004]以排气 λ = 1 运行内燃机的优势在于，三元催化转化器 (英文 three way catalyst TWC ) 下游的废气排放量在该空气燃料比下具有最小值。出于此原因，优选将燃烧的λ值调节为λ＝1。
[0005]为了实现在催化转化器前的λ值的快速调节，可以在三元催化转化器上游使用至少一个λ探测器。然而，该第一调节回路（Regelkreis）无法将催化转化器的储氧能力考虑在内。出于此原因，优选可以在催化转化器下游使用至少一个另外的λ探测器，以确保排气的λ值在催化转化器下游也处于排放最佳范围内。
[0006]由于在催化转化器下游的探测器受到“保护”，因此不会像发动机排气阀和催化转化器之间的探测器那样遭受如此高的排气温度以及温度和压力波动，因此通常假定该探测器不太容易受到老化效应和屈光不正（Fehlsichtigkeit）的影响。出于此原因，催化转化器下游的探测器可以用作系统中所谓的“导向探测器（F
ü
hrungssonde）”。
[0007]由于燃烧系统中的老化效应（例如喷嘴上的沉积物）或催化转化器上游的探测器上的老化效应、排气质量流中的成绺性或不规则性、排气系统中的不密封性等，可能在各个λ探测器上会出现永久差异的 λ 测量值。催化转化器上游的探测器和催化转化器下游的探测器之间的这些测量偏差被称为燃料修整（Fuel
‑
Trim）或 λ 偏移。通常，它们被整合并且鉴于系统中的最佳 λ 调节方面被校正。如果偏差超过定义的阈值，会报告系统中的错误并激活发动机控制灯（英文Malfunction Indicator Light（故障指示灯），MIL）。

技术实现思路

[0008]根据本专利技术提出了具有独立专利权利要求的特征的用于确定内燃机排气系统中的排气传感器的功能能力的方法和用于执行该方法的计算单元和计算机程序。有利的设计方案是从属权利要求和以下描述的主题。
[0009]本专利技术基于：比较在冷催化转化器状态下来自两个排气传感器的信号。在此充分利用了：在这种状态下，催化转化器对排气成分的存储能力（还）非常低，因此排气组成成分
不会受到催化转化器的明显影响。在催化转化器起燃（Light
‑
Off）之后在确定催化转化器上游的排气传感器和催化转化器下游的排气传感器之间的信号偏差时，必须以复杂的方式（aufw
ä
ndig）考虑储氧能力的非线性行为，而在起燃之前则仅要考虑排气的气体运行时间（Gaslaufzeit）作为偏差。
[0010]排气系统具有至少一个催化转化器和在所述至少一个催化转化器上游的第一排气传感器以及在所述至少一个催化转化器下游的第二排气传感器，用于确定内燃机的所述排气系统中的排气传感器的功能能力的方法具体地包括：将所述第一排气传感器和第二排气传感器加热到高于相应排气传感器的最低运行温度的温度；确定第一排气传感器的第一传感器信号；确定第二排气传感器的第二传感器信号；比较在至少一个催化转化器的温度不超过温度阈值的运行时间段中的第一传感器信号和第二传感器信号；并且基于第一传感器信号和第二传感器信号的比较的结果确定第一排气传感器的运行参数。使用这种方法，能够非常快速并且稳健地识别出测量偏差。其他的只有在确定无错误的状态后之才允许释放（freigeben）的功能可以比迄今为止更早地得以释放。在大的测量偏差的情况下，必要时可以非常快速地进行相应的错误录入（Fehlereintrag）。由此改善y了诊断的运行频率（Laufh
ä
ufigkeit）。本专利技术也适用于在所述至少一个催化转化器上游的多个排气传感器和/或下游的多个排气传感器。
[0011]在比较第一传感器信号和第二传感器信号时，优选地考虑排气系统中第一排气传感器的位置和第二排气传感器的位置之间的气体运行时间。因此，在这两个传感器位置处基本上分析的是相同的排气段，由此，传感器信号之间的偏差主要基于的是不同的测量质量。
[0012]根据优选实施方式，在运行时间段中第一传感器信号和第二传感器信号的比较包括：确定第一传感器信号和第二传感器信号之间的差值并且将所述差值随时间相加或积分。以这种方式，可以可靠地识别到明显的偏差，其中短的波动或噪声是较为无足轻重的。
[0013]特别地，温度阈值被选择为，使得所述至少一个催化转化器针对排气成分、特别是氧气的存储能力最多为所述至少一个催化转化器的额定存储能力的 20%，特别是最多 10%，优选最多 5%。因此，尽可能避免了所述至少一个催化转化器下游的排气组成成分受到影响，这提高了传感器信号彼此的可比性或使比较更容易。
[0014]温度阈值尤其是选自从0
°
C到250
°
C的范围，特别是从10
°
C到200
°
C的范围，优选地从20
°
C到100
°
C的范围，其中上限和下限可以任意组合。在这些温度范围内，催化转化器还没有做好运行准备，尤其是还没有转化能力，并且对排气成分没有基本的存储能力。
[0015]第一和/或第二排气传感器优选包括宽带λ探测器（Breitbandlambdasonde）和/或阶跃λ探测器（Sprunglambdasonde）和/或NO
x
传感器和/或氧传感器。这些是对于控制排气系统而言特别相关的传感器。
[0016]优选地，根据运行参数执行措施，尤其是输出警告消息和/或确定校正值。由此，一方面，可以考虑到第一传感器信号和第二传感器信号之间虽已确定出但仍可接受的偏差，以便对排气系统的控制更精准地进行设计，例如通过对传感器信号的评估进行适配。另一方面，不再可接受的偏差可被用于确定功能故障并相应地通知用户以便在必要时请求维护或更换排气传感器。
[0017]在此，所确定的校正值可以被考虑用于第一传感器信号的未来评估并且此外与第
一传感器信号进行计算（verrechnen），其中可以例如以校正因子或加性λ偏移量（additiven Lambda
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于确定内燃机（110）的排气系统（120）中的排气传感器（121）的功能能力的方法（200），其中所述排气系统具有至少一个催化转化器（122）和在所述至少一个催化转化器（122）上游的第一排气传感器（121）以及在所述至少一个催化转化器（122）下游的第二排气传感器（123），所述方法包括：将所述第一排气传感器和第二排气传感器（121、123）加热到高于相应排气传感器（121、123）的最低运行温度的温度；确定（210）所述第一排气传感器（121）的第一传感器信号；确定（220）所述第二排气传感器（123）的第二传感器信号；比较（230）在所述至少一个催化转化器（122）的温度不超过温度阈值的运行时间段中的第一传感器信号和第二传感器信号；并且基于所述第一传感器信号和第二传感器信号的比较（230）的结果确定（250）所述第一排气传感器（121）的运行参数。2.根据权利要求1所述的方法（200），其中，在比较（230）所述第一传感器信号和第二传感器信号时，考虑所述排气系统（120）中所述第一排气传感器（121）的位置和所述第二排气传感器 （123）的位置之间的气体运行时间。3.根据权利要求1或2所述的方法（200），其中，在运行时间段中所述第一传感器信号和第二传感器信号的比较（230）包括：确定所述第一传感器信号和第二传感器信号之间的差值并且将所述差值随时间相加或积分。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述温度阈值被选择为，使得所述至少一个催化转化器（122）针对排气成分、特别是氧气的存储能力最多为所述至少一个催化转化器（122）的额定存储能力的 20%，特别...

【专利技术属性】
技术研发人员：B，
申请(专利权)人：罗伯特，
类型：发明
国别省市：