專利名稱：針對選定運行階段中的功能的氧傳感器運行預(yù)備性識別法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種針對在選定的內(nèi)燃機運行階段中的功能對氧傳感器的運行預(yù)備 性進行識別的方法。本發(fā)明的主題還包括適用于實現(xiàn)上述方法的一種計算機程序及一種計算機程序產(chǎn)品。
背景技術(shù)：
對于所謂的寬帶氧傳感器而言，在滑行階段(Schubphase)比如對傳感器信號進行 校準(zhǔn)，所述滑行階段即這樣一個階段在該階段中，機動車在滑行中運動而不被驅(qū)動，且燃 料供給被中斷。因為在滑行期間，能夠足夠準(zhǔn)確地知悉廢氣中的氧氣濃度，所以可以獲取 測得的氧氣濃度與所期望并已知的氧氣濃度之間的偏差，而且可以通過對倍增的傳感器誤 差進行確定與修正來對傳感器信號實施校準(zhǔn)。此類功能在下文中被簡稱為“λ滑行功能 (Lambda-Schubfunktion)”。線性氧傳感器的特征線校準(zhǔn)方法例如可以從DE 198 42 425 C2或DE 10 2005 056 152 Al中獲知。其他的λ滑行功能可以從例如DE 10 2006 011 837 Al中獲知，該專利申請文件 提出了一種利用氣體傳感器來確定測量氣體中氣體濃度的方法，在該方法中，在內(nèi)燃機處 于第一運行模式時(在此運行模式下，測量氣體中的氣體濃度是已知的)獲取氣體濃度信號 和壓力信號，并由這些信號得出校正參數(shù)。接著，得出的校正參數(shù)被用在所述內(nèi)燃機的至少 一個第二運行模式中以得出氣體濃度。在EP 603 543 Al中還公開了一種對在滑行階段中 的傳感器信號進行可信度驗證的方法。為能實現(xiàn)前述之λ滑行功能，必須確保在燃料供給被中斷的滑行階段，在氧傳感 器的安裝位置處不存在殘余廢氣。出于這一原因，在從負(fù)荷階段向滑行階段過渡時，即在所 謂的負(fù)荷-滑行運行過渡期并不立即啟動前述之λ滑行功能。而是首先對穿流發(fā)動機的 新鮮空氣質(zhì)量流量進行積分，并將此積分值與最小值加以比較。只有在達到這一閾值時，才 會啟動所述λ滑行功能。這種功能特征在一定程度上是排氣系統(tǒng)的清洗標(biāo)準(zhǔn)。這時，若氧傳感器在柴油發(fā)動機中工作，則尤其可能出現(xiàn)這樣的情況，即包圍傳感 器元件的保護管被積炭。由于炭黑的沉積，會使保護管中的氣體交換變得困難。此外也可 能出現(xiàn)這樣的情況，即氧傳感器雖已被純的新鮮空氣包圍，但在保護管中仍存在一定的廢 氣量。這樣，傳感器元件就尚未受到具有所期望并要求的氧氣濃度的新鮮空氣的作用。若 λ滑行功能在這樣一種狀態(tài)下啟動，則對該功能的精確性會有妨害。例如，對應(yīng)用λ值并 應(yīng)用利用該λ值測得的氧氣濃度的功能可能會產(chǎn)生干擾，而這又可能導(dǎo)致廢氣排放情況惡化。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于，提供一種方法，該方法能夠提供針對λ滑行功能的標(biāo)準(zhǔn)。上述目的通過一種具備權(quán)利要求1所述特征的方法得以實現(xiàn)。本發(fā)明的基本思 想是使得λ滑行功能的啟動標(biāo)準(zhǔn)取決于氧傳感器的動態(tài)識別。對于示例性的負(fù)荷滑行 過渡來說，在此例如衡量出測得的氧氣濃度的上升率以獲取并估量寬帶氧傳感器的動態(tài) 特性。一般地，在內(nèi)燃機從一個運行階段過渡到另一選定的不同于該第一運行階段的運 行階段時，獲取表征氧氣濃度的傳感器信號的時間梯度，并且隨后在該時間梯度趨于零時 得出針對在內(nèi)燃機運行階段中的功能氧傳感器的運行預(yù)備性存在的結(jié)論，也就是說得出 了針對前述之λ滑行功能運行預(yù)備性存在的結(jié)論。在負(fù)荷滑行過渡中，為獲取和衡量寬 帶氧傳感器的動態(tài)特性而對測得的氧氣濃度的上升率進行衡量，對于負(fù)荷滑行過渡而言， 上升時間例如是針對傳感器的極限頻率的尺度。上升時間是否適用于確定的應(yīng)用功能 (Anwenderfunktion)取決于此。所述上升時間例如與前述之保護管的透氣性及積炭直接相 關(guān)。因此，只有當(dāng)上述上升率逼近其終值，也就是說當(dāng)時間梯度趨于零時，才會啟用λ滑行 功能。在這種情況下，獲取的測量值與滑行運行時的新鮮空氣的氧氣濃度是相符的。利用在從屬權(quán)利要求中詳細解釋的各種措施，可以對獨立權(quán)利要求中給出的方法 進行有利的改進與完善。單從原則上看，所述方法可被擴展到滑行階段之外的工作區(qū)上。在 這種情況下，對于應(yīng)用λ信號并且期望一定的λ值或需要穩(wěn)定信號的功能，同樣可以根據(jù) 前述之動態(tài)監(jiān)控的信號的上升時間來延遲啟用。當(dāng)所述運行階段是內(nèi)燃機的滑行運行時，可以采用上述方法的一種特別有利的設(shè) 計方案。λ滑行功能可以分成不同的類型。特別有利的是，λ滑行功能系用于校準(zhǔn)傳感器 信號的校準(zhǔn)功能。本發(fā)明的內(nèi)容還涉及一種對包圍氧傳感器的保護管的透氣性進行識別的方法。對 此同樣可以考慮氧傳感器的信號的時間梯度。為此，根據(jù)本發(fā)明，在內(nèi)燃機的一種運行階段 轉(zhuǎn)換到另一不同的內(nèi)燃機運行階段時對氧傳感器的信號的時間梯度進行獲取，并在對此氧 傳感器的時間梯度與表征可透氣的保護管的時間梯度加以比較的基礎(chǔ)上得出保護管的透 氣性。若識別為不透氣的保護管或者僅部分透氣的保護管，則可以發(fā)出例如報錯。因為目前在機動車中實施所述方法采用的是通常的硬件并且就此而言并不需要 額外的硬件，所以極為有利的是，將該方法編制成計算機程序，該程序被植入到內(nèi)燃機的控 制器中。所述計算機程序可以作為具有程序代碼的計算機程序產(chǎn)品存在，所述程序代碼被 存儲在機器可讀的載體上。這種機器可讀載體例如可以是DVD、⑶或閃存等。通過這種方 式，可對現(xiàn)有機動車上的方法進行一定程度的“改裝”。


下面，結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例進行詳細說明。其中
圖1示出了內(nèi)燃機排氣系統(tǒng)中的寬帶氧傳感器裝置的示意圖；以及 圖2示出了具有透氣的保護管的寬帶氧傳感器和具有僅部分透氣的保護管的寬帶氧 傳感器的時間信號曲線。
具體實施例方式在圖1中示意性地示出了內(nèi)燃機110，在該內(nèi)燃機的排氣系統(tǒng)112中安置著催化凈化器120。催化凈化器的下游安置有氧傳感器130，例如公知的寬帶氧傳感器，該氧傳感 器的信號被輸入至控制器140中?？刂破?40根據(jù)這一信號對輸入內(nèi)燃機110的空燃混合 物的組成進行調(diào)節(jié)，這一點在圖1中是用箭頭141表示的。就寬帶氧傳感器而言，滑行階段 具有尤其重要的意義。在所述滑行階段，燃料的輸入是中斷的。因為在滑行期間，能夠足夠 精確地得知廢氣中的燃料濃度，所以相應(yīng)的功能可以衡量出測得的氧氣濃度與期望的氧氣 濃度之間的偏差。所述功能或λ滑行功能可以例如是滑行運行校準(zhǔn)。此時，通過對測得 的氧氣濃度與已知的新鮮空氣的氧氣濃度加以比較，可確定并校正倍增的傳感器誤差。為 確保在此種λ滑行功能處于激活狀態(tài)的滑行階段下在傳感器的安裝位置出不存在剩余廢 氣，該滑行功能在轉(zhuǎn)換運行階段之后不會直接啟用，也就是說例如在負(fù)荷滑行過渡中并不 啟用。而是首先對流過內(nèi)燃機的新鮮空氣質(zhì)量流量進行積分，并將此積分值與預(yù)定的、根據(jù) 經(jīng)驗確定的最小值加以比較。只有在達到這一最小值時，才會啟動所述λ滑行功能。這種 功能特征在一定程度上是排氣系統(tǒng)的“掃氣標(biāo)準(zhǔn)”。這對于在柴油發(fā)動機中工作的氧傳感器而言是不利的，因為包圍傳感器元件的保 護管可能會積炭。由于炭黑的沉積，會使保護管中的氣體交換變得困難。因此可能會出現(xiàn) 這樣的情況，即氧傳感器已被純新鮮空氣包圍，但在保護管中仍存在一定的廢氣量。這樣， 傳感器元件就尚未受到具有所期望并要求的氧氣濃度的新鮮空氣的作用。若λ滑行功能 在這樣一種狀態(tài)下啟動，則對該功能的精確性會有妨害。例如，基于對λ信號的認(rèn)識的應(yīng) 用功能，即建立在對λ值或建立在作為基本信號的氧氣濃度的基礎(chǔ)上的應(yīng)用功能，其執(zhí)行 并不能實現(xiàn)所需的精確性。這可能重新導(dǎo)致內(nèi)燃機廢氣排放值的惡化。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)針對在選定的工作階段例如在滑行階段中的這種功能對氧傳感 器的運行預(yù)備性進行識別。根據(jù)本發(fā)明，可提出如下建議使得λ滑行功能的啟用標(biāo)準(zhǔn)取 決于氧傳感器的動態(tài)識別。在例如從負(fù)荷行駛向滑行運行過渡時，也就是說在負(fù)荷滑行過 渡中，例如衡量出測得的氧氣濃度的時間上升率，以便獲取和衡量寬帶氧傳感器的動態(tài)特 性。圖2中示意性地示出了這一點，在圖中繪出了表征氧氣濃度的信號S，對于具有透氣 的廢氣管的氧傳感器示出了曲線210，對于具有部分透氣的廢氣管的氧傳感器示出了曲線 240。在圖2中，到傳感器信號S不再改變?yōu)橹顾?jīng)過的時間t即上升時間對于具有自由的 廢氣管的傳感器來說用tl標(biāo)識，而對于具有部分積炭的廢氣管的傳感器來說則用t2標(biāo)識。 這些時間分別與傳感器信號的時間梯度趨向于零的那一時刻相符，換言之，也就是說與傳 感器信號不再隨時間發(fā)生變化的那一時刻相符。在這種情況下，氧傳感器的運行預(yù)備性尤 其λ滑行功能的存在便可以以信號的方式給出。即，在理想的情況下，λ滑行功能應(yīng)在上 升率逼近其終值時才可啟動。因此得出的測量值在這種情況下與新鮮空氣的氧氣濃度是相 符的。就像前面提到的那樣，獲取新鮮空氣質(zhì)量流量的積分值。根據(jù)本發(fā)明，使新鮮空氣 質(zhì)量流量的積分值的閾值與測得的上升時間相關(guān)。tl，而在傳感器具有積炭的保護管時，時 間為t2。有利的是，新鮮空氣質(zhì)量流量的積分值的閾值與測得的上升時間之間的這種相關(guān) 性以特征線機構(gòu)(Kermlinienglied)來實現(xiàn)，也就是說，這種關(guān)系被存儲在特征線機構(gòu)中， 所述特征線機構(gòu)的輸入信號是上升時間，而其輸出信號則為新鮮空氣質(zhì)量。單純從原理上 看，這樣的特征線機構(gòu)也可雙重布置。這在例如內(nèi)燃機至少在有些時段中是以在滑行中打 開的廢氣再循環(huán)裝置來驅(qū)動時是有利的。因為廢氣再循環(huán)裝置對氧氣濃度的動態(tài)變化具有顯著的影響，這樣的設(shè)置是有意義的，即，對于兩種情況，也就是對于具有與沒有廢氣再循 環(huán)裝置這兩種情況分別設(shè)置不同的特征線。此外，若在排氣系統(tǒng)中構(gòu)造有多個氧傳感器，例如一個在催化凈化器的上游，一個 在催化凈化器的下游，或者若內(nèi)燃機具有多個排氣系統(tǒng)，則相應(yīng)地設(shè)置多個特征線機構(gòu)。在氣體流通時間(Gaslaufzeit)延長時，例如當(dāng)氧傳感器系后來安裝在下游(比如 在對廢氣后處理構(gòu)件進行改造的情況下)的時候，對閾值作相應(yīng)的調(diào)整也是有意義的。即便 氣體流通時間的增加是錯誤的結(jié)果，通過根據(jù)本發(fā)明的方法也可以防止惡化的廢氣排放情 況超出法律允許的程度。在上文中，根據(jù)本發(fā)明的方法是借助于滑行運行來解釋的。但是該方法并不局限 于此。單純從原理上看也可以設(shè)置其他在所述滑行運行階段之外的運行階段，例如應(yīng)用入 值以及要么預(yù)期一個確定的λ值要么需要穩(wěn)定的信號的功能的啟動。即使在這種情況下， 所述運行預(yù)備性也可以一直被延遲，直至?xí)r間梯度趨近于零，也就是說，可以根據(jù)動態(tài)的監(jiān) 控來延遲所述運行預(yù)備性。本發(fā)明還給出了一種用于識別包圍氧傳感器的保護管的透氣性的方法。在該方法 中，在內(nèi)燃機的一個運行階段轉(zhuǎn)換到另一不同的運行階段時，也就是例如在負(fù)荷滑行運行 過渡中，對氧傳感器的信號的時間梯度進行獲取并在對氧傳感器的時間梯度與表征透氣的 保護管的時間梯度進行比較的基礎(chǔ)上得出保護管的穿透性。在圖2中例如可以確定出時間 梯度242，該時間梯度與時間梯度212進行比較。在這比較的基礎(chǔ)上，可以歸結(jié)出保護管的 穿透性。前述方法可以有利地作為計算機程序植入計算設(shè)備特別是內(nèi)燃機110的控制器 140中。程序代碼可以存儲在控制器140能夠讀取的機器可讀的載體上。利用這種方式使 得改裝稱為可能。
權(quán)利要求
1.用于針對在選定的內(nèi)燃機(110)運行階段中的功能對氧傳感器(130)的運行預(yù)備性 進行識別的方法，其中，在所述內(nèi)燃機從一種運行階段過渡到選定的運行階段時對表征氧 氣濃度的傳感器信號的時間梯度進行獲取，并且隨后在該時間梯度趨于零時得出針對在選 定的內(nèi)燃機(110)運行階段中的功能氧傳感器(130)的運行預(yù)備性存在的結(jié)論。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述選定的運行階段是所述內(nèi)燃機(110) 的滑行運行。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述功能系用于對傳感器信號進行校 準(zhǔn)的校準(zhǔn)功能。
4.用于識別包圍氧傳感器(130)的保護管的透氣性的方法，其特征在于，在內(nèi)燃機 (110)的一種運行階段轉(zhuǎn)換到另一不同的運行階段時對所述氧傳感器(130)的信號的時間 梯度進行獲取，并在對所述氧傳感器(130)的時間梯度與表征可透氣的保護管的時間梯度 加以比較的基礎(chǔ)上得出所述保護管的穿透性。
5.計算機程序，其在計算設(shè)備上尤其在內(nèi)燃機的控制器中運行時執(zhí)行如權(quán)利要求1至 4之一所述方法的全部步驟。
6.計算機程序產(chǎn)品，其具有存儲在機器可讀的載體上的程序代碼，以便當(dāng)程序在計算 機或機動車的控制器上執(zhí)行時實施如權(quán)利要求1至4之一所述的方法。
全文摘要
本發(fā)明涉及針對選定運行階段中的功能的氧傳感器運行預(yù)備性識別法，該方法用于針對在選定的內(nèi)燃機(110)運行階段中的功能對氧傳感器(130)的運行預(yù)備性進行識別，其中，在內(nèi)燃機從一種運行階段過渡到選定的運行階段時對表征氧氣濃度的傳感器信號的時間梯度進行獲取，并且隨后在該時間梯度趨于零時得出針對在選定的內(nèi)燃機(110)運行階段中的功能氧傳感器(130)的運行預(yù)備性存在的結(jié)論。
文檔編號F01N11/00GK102102593SQ20101058922
公開日2011年6月22日 申請日期2010年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月16日
發(fā)明者A.米哈爾斯克, T.斯泰納特 申請人:羅伯特.博世有限公司