CN106414968A - 用于校正电压‑λ特征曲线的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于在与参考电压‑λ特征曲线(35)偏差时通过适配来校正布置在内燃机的排气通道(17)中的两点式λ探测器(15，18)的电压‑λ特征曲线(36)的方法。所述两点式λ探测器(36)的特征曲线移位的与所述内燃机的运行无关的适配通过以下实现：在内燃机没有运行时实施所述适配，其中，在输送加热功率的情况下检查所述两点式λ探测器(15，18)的与温度相关的标称值。

Description

用于校正电压-λ特征曲线的方法

技术领域

本发明涉及一种用于在与参考电压-λ特征曲线偏差时通过适配来校正布置在内燃机的排气通道中的两点式λ探测器的电压-λ特征曲线的方法。

背景技术

为了优化当今内燃机中的有害物质排放，使用排气传感器来调节燃烧过程和排气再处理，包括双点式λ探测器和/或宽带式λ探测器。所述优化以以下为前提：通过探测器可靠地且准确地求取测量参量。在此，决定性因素是物理测量的参量与待求取的、通常通过特征曲线存在的测量参量之间的明确的相互关系。特征曲线相对于参考特征曲线例如由于公差或者通过老化引起的移位可能导致以数倍增大的损害物质排放。

这尤其适于两点式λ探测器、也称作阶跃探测器或内恩斯特探测器，如果其用于持续的λ调节。其电压-λ特征曲线在浓(fett)区与淡(mager)区(λ＝1)之间的过渡中具有阶跃并且在其他方面相对平地延伸。因此，两点式λ探测器通常基本上在内燃机以燃料过剩的运行时的浓的排气(λ<1)与在以空气过剩的运行时的淡的排气(λ>1)之间进行区分。然而，通过λ特征曲线的线性化也能够借助比宽带式λ探测器更成本有利的两点式λ探测器实现在催化器之前至少在限制的λ区域中的持续的λ调节。由于相当平的特征曲线变化过程，这以在探测器的整个寿命上与参考电压-λ特征曲线的良好的一致性为前提。否则，调节的精度不足够并且可能发生不允许地高的发射。

该前提条件通常不满足。取而代之，实际的电压-λ特征曲线通过多种叠加效果相对于参考电压-λ特征曲线移位。因此，在催化器之前大多借助具有调节到λ＝1的两点式调节来使用两点式λ探测器。但这具有以下不利：在运行模式——对于所述运行模式需要淡的或浓的空气燃料混合物(例如催化器诊断或部件保护)——中，目标λ仅仅预控制地达到，但不能被调节。

由DE 10 2010 211 687A1已知一种用于识别偏差的方法并且由DE 10 2012 211683A1已知一种用于相对于相应的参考电压-λ特征曲线校正布置在内燃机的排气通道中的两点式λ探测器的λ特征曲线的方法。在那里尤其描述，能够如何识别并且补偿两点式探测器的在催化器之前的实际λ特征曲线与参考电压-λ特征曲线的恒定的特征曲线偏移或者由温度决定的偏差。因此，借助两点式λ探测器能够实现持续的λ调节。

然而，所述方法以以下为前提：必须相继地经历确定的马达运行条件，直至第一次发生了偏差的完全补偿(“初适配(Uradaption)”)。特别地，在所述初适配完成并且如所设置那样的持续的λ调节能够实现之前，行驶特性(Fahrprofil)必须包含具有空气过剩(例如推动关断)的阶段以及具有对于一定时间恒定的马达转速和负载的阶段。在不利的行驶特性中，初适配可能延迟，从而在这种情形中持续的λ调节的优点稍后才生效。依靠持续的λ调节的功能则可能被锁止。同样，依靠持续的λ调节的诊断在车辆生命周期开始时可能达不到由立法者要求的运行频度。

发明内容

因此，本发明的任务是，提出一种用于校正布置在内燃机的排气通道中的两点式λ探测器的电压-λ特征曲线的方法，借此确保，能够尽可能快地实现持续的λ调节。

所述任务借助权利要求1的特征来解决。在此设置，在内燃机没有运行时实施适配，其中，在输送加热功率的情况下检查两点式λ探测器的与温度相关的标称值。因此，根据本发明的方法已经自第一次马达启动起允许特征曲线移位的适配，从而在车辆的第一次投入运行时已经能够实现持续的λ调节。通过这种方式，能够在开始时应用依靠持续的λ调节的功能，例如催化器诊断或者部件保护。这又在该领域中与行驶特性无关地在车辆生命周期开始时引起更少的有害物质排放以及更少的燃料消耗。此外，改善诊断的运行频度，所述诊断与持续的λ调节相关。

在此有利地设置，在适配的第一步骤中与电压和λ无关地检查电压-λ特征曲线的由温度决定的移位并且在标称值的偏差时校正该移位。这能够实现由温度决定的特征曲线移位的与其他方法步骤无关的适配，与在开始时所述的文献DE 10 2010 211 687A1和DE10 2012 211 683A1中不同。特别地，事先不需要在λ1点的移位方面以及在恒定的电压偏移方面的先前检查，这允许在马达停止时的由温度决定的特征曲线移位的识别。如果在适配的第二步骤中基于与温度相关的移位的校正求取并且校正电压-λ特征曲线的电压偏移，则特征曲线的适配更全面并且到达更高的精度。

如果在控制装置中存储所述第一步骤的和所述第二步骤的校正值并且在所述内燃机的运行期间使用所述校正值用于所述由温度决定的移位的和/或所述电压偏移的将来校正，则所述校正值可以随时考虑用于持续的λ调节。此外，所述校正值在需要时直接或在进一步处理之后作为初始化值提供给用于适配的其他方法，所述其他方法例如用于合理性验证。在此，控制装置优选集成到马达控制装置中。

符合目的的是，检测探测器内阻作为与温度相关的标称值。

如果根据两点式λ探测器的探测器内阻-温度特征曲线检查到由温度决定的移位，则这能够实现与电压-λ特征曲线无关的检查并且必要时由温度决定的特征曲线移位的校正。

在根据本发明的方法的一种有利的变型方案中设置，在第一步骤中：

快速加热两点式λ探测器并且如此调节探测器加热，使得达到用于探测器内阻的标称值，

求取加热功率，所述加热功率对于两点式λ探测器在探测器内阻的标称值时的运行是必需的，

将实际需要的加热功率与存储在控制装置中的参考加热功率值进行比较并且构成相应的加热功率差，

根据所述加热功率差求取用于加热功率调节的期望值校正，所述期望值校正构成第一步骤的校正值，并且

将探测器加热调节到经校正的期望值上。

所述快速加热以尽可能无水的系统为前提，以便排除两点式λ探测器的通过热冲击的损害。因此，所述方法在第一次马达启动之前的应用在此也是有利的。所求取的加热功率是对于两点式λ探测器的温度的间接度量，其中，对此也可以考虑另一参量、例如加热电压或者直接通过温度传感器测量的探测器温度。存储在控制装置中的参考加热值例如可以由特征曲线得出。此外，在此也可以考虑多个参考值。这当第一步骤以探测器内阻的不同标称值重复时例如是有意义的。因此，不同的值对可以由尤其一个探测器内阻-温度特征曲线均衡。这也允许对于移位的不同原因、例如外围设备中的不同的部件公差的考虑。所求取的期望值校正的目标是，调节两点式λ探测器的所需要的标称温度。

优选设置，在第二步骤中：

测量探测器电压，并且

将实际测量的探测器电压与存储在控制装置中的参考值进行比较并且构成相应的电压差，所述电压差构成第二步骤的校正值。

通过在由温度决定的移位的校正之后实施所述步骤的方式，以高的可能性仅仅还需校正恒定的电压偏移。第二步骤当马达没有直接事先运行的时候优选实施，以便还没有例如过多的剩余排气或者水位于测量容积中。

通过涉及在淡分支以及浓分支中相同、至少在量值上恒定的电压偏移的方式，可能的是，在高的空气过剩时进行探测器电压的测量。因此，也能够与λ1移位无关地实施第二步骤。

为了提高持续的λ调节的精度，有利地设置，在内燃机的随后运行期间合理性验证第一步骤的和第二步骤的存储在控制装置中的校正值。为此，例如可以考虑在开始时所述文献(DE 10 2010 211 687和DE 10 2012 211 683A1)中描述的方法。

此外，对于根据本发明的方法的快速且独立的实施而言有利的是，与λ1点的移位无关地实现适配。

如果在车辆安装的结束时、在内燃机的第一次运行之前实施所述适配，则存在用于实施所述方法的能够非常好地复现的条件。这主要涉及限定的周围环境条件和排气管中的空气过剩。尤其可以从冷的且无水的排气系统出发。初适配例如能够集成到本来设置在流水线末端的安装测试中，在所述安装测试中加热两点式λ探测器。但也可以设置，在稍后的车辆生命周期中重复根据本发明的适配，以便例如合理性验证或者优化先前的适配。尤其可以设置，在λ探测器的更换时重复所述适配。在此符合目的的是，将适配或者重复与适合的接通条件耦合，所述接通条件尤其确保探测器在加热时不被损坏并且存在对于特征曲线移位的识别和校正适合的周围环境条件。

根据本发明的方法能够有利地在催化器之前以及之后用于两点式λ探测器。所述适配也能够在安装之间已经发生，然而其中，没有考虑外围设备，两点式λ探测器在安装之后嵌入到所述外围设备中。

附图说明

以下根据实施例参考附图进一步阐述本发明。附图示出：

图1：技术上的周围环境的示意图，在所述周围环境中可以应用所述方法，

图2：用于理想的和偏差的两点式λ探测器的探测器内阻-温度图，以及

图3：两点式λ探测器的电压-λ图。

具体实施方式

图1示意性示出技术上的周围环境，其中，可以应用根据本发明的方法。通过进气通道11给实施为汽油马达的内燃机10输送燃烧空气。在此，燃烧空气的空气量可以借助进气通道11中的进气测量装置12来确定。所输送的空气量用于在待预控制的λ值时掺杂的燃料量的确定以及排气参数、例如排气量、体积流量或排气速度的确定。内燃机10的排气通过排气通道17引导，在所述排气通道中布置有催化器16。此外，在排气通道17中在催化器16之前布置有第一λ探测器15并且在催化器16之后布置有第二λ探测器18，所述第一λ探测器的和所述第二λ探测器的信号输送给马达控制装置14。马达控制装置14此外与进气测量装置12连接并且根据输送给所述进气测量装置的数据来确定可以通过燃料测量装置13输送给内燃机10的燃料量。此外，在马达控制装置14中在根据本发明的方法的实施时存储用于适配的所求取的校正值并且进行特征曲线移位的校正。对于根据本发明的方法所需要的参考特征曲线和/或参考特征值同样存储在马达控制装置14中，以便所述马达控制装置充当在根据本发明的方法中所需要的控制装置。符合目的的是，在此没有示出的探测器加热装置同样与马达控制装置14连接并且通过所述马达控制装置来调节。

图2示出第一λ探测器15的电阻/温度图20，其中，也可以相似地示出第二λ探测器18的电阻/温度图，其具有温度轴线24(在此为横坐标)和电阻轴线21(在此为纵坐标)。第一探测器内阻-温度特征曲线22相应于在无公差的情况下的新的λ探测器的理想特征曲线，所述理想特征曲线因此是参考特征曲线。第二探测器内阻-温度特征曲线23相应于新的两点式λ探测器的特征曲线，所述特征曲线通过部件公差向上移位。同样，所述特征曲线也可能向下移位。如果具有第一探测器内阻-温度特征曲线22的两点式λ探测器调节到标称电阻值25上、即探测器内阻的标称值上，则达到第一温度26。在具有第二探测器内阻-温度特征曲线23的两点式λ探测器的情况下得到第二温度27，其与第一温度26向上偏差并且因此导致有错误地确定的λ值，因为所述λ值具有温度相关性。

在图3中示出具有λ轴线32和电压轴线31的电压-λ图30。一方面，描绘在没有公差的情况下的理想的两点式λ探测器的参考电压-λ特征曲线35。另一方面，示出以尽可能恒定的电压偏移移位的电压-λ特征曲线36，如其可以通过部件公差得到的那样。在浓区33和淡区34之间，特征曲线在变化过程中具有阶跃状的变化。

通过根据本发明的方法的第一步骤，现在能够根据在图2中示出的相互关系求取，第二温度27在调节到标称电阻值25时与第一温度26偏差多远。基于此，校正探测器加热的加热功率，使得将来达到第一温度26。因此，校正电压-λ特征曲线的由温度决定的特征曲线移位。

随后，根据在图3中示出的电压-λ特征曲线进行根据本发明的方法的第二步骤。在此，在高的空气过剩下在淡区34中、例如在周围环境空气的情况下测量并且校正电压-λ特征曲线36与参考电压-λ特征曲线35之间的电压偏移。因为约自λ>5起几乎不再存在在电压-λ特征曲线的斜率方面的变化，所以在该区域中准确的λ值不太重要。因此，根据本发明的方法与λ1移位无关地并且尤其在马达停止时应用。通过这种方式，可以提供用于两点式λ探测器的特征曲线移位的与内燃机的运行无关的适配的方法。

Claims (11)

1.一种用于在与参考电压-λ特征曲线(35)偏差时通过适配来校正布置在内燃机的排气通道(17)中的两点式λ探测器(15，18)的电压-λ特征曲线(36)的方法，其特征在于，在内燃机没有运行时实施所述适配，其中，在输送加热功率的情况下检查所述两点式λ探测器(15，18)的与温度相关的标称值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述适配的第一步骤中与电压和λ无关地检查所述电压-λ特征曲线(36)的由温度决定的移位，并且在所述适配的第二步骤中，基于所述与温度相关的移位的校正求取并且校正所述电压-λ特征曲线(36)的电压偏移。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在控制装置中存储所述第一步骤的和所述第二步骤的校正值并且在所述内燃机的运行期间使用所述校正值用于所述由温度决定的移位的和/或所述电压偏移的将来校正。

4.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，检测探测器内阻作为与温度相关的标称值。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的方法，其特征在于，根据所述两点式λ探测器的探测器内阻-温度特征曲线(22，23)来检查所述由温度决定的移位。

6.根据权利要求3至5中任一项所述的方法，其特征在于，在所述第一步骤中：

快速加热所述两点式λ探测器(15，18)并且如此调节所述探测器加热，使得达到用于所述探测器内阻的标称值，

求取所述加热功率，所述加热功率对于所述两点式λ探测器(15，18)在所述探测器内阻的标称值时的运行是必需的，

将实际需要的加热功率与存储在所述控制装置中的参考加热功率值进行比较并且构成相应的加热功率差，

根据所述加热功率差求取用于所述加热功率调节的期望值校正，所述期望值校正构成所述第一步骤的校正值，并且

将所述探测器加热调节到经校正的期望值上。

7.根据权利要求3至6中任一项所述的方法，其特征在于，在所述第二步骤中：

测量探测器电压，并且

将实际测量的探测器电压与存储在所述控制装置中的参考值进行比较并且构成相应的电压差，所述电压差构成所述第二步骤的校正值。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在空气过剩高时进行所述探测器电压的测量。

9.根据权利要求3至8中任一项所述的方法，其特征在于，在所述内燃机的随后运行期间合理性验证所述第一步骤的和所述第二步骤的存储在所述控制装置中的校正值。

10.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，与所述λ1点的移位无关地实现所述适配。

11.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在车辆安装的结束时在所述内燃机的第一次运行之前实施所述适配。