CN108204998A - 用于诊断并且用于运行氮氧化物传感器的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于对氮氧化物传感器进行诊断的方法。这种方法包括以下步骤：提高所述氮氧化物传感器的奈斯特‑调节电压和/或所述氮氧化物传感器的氧气单元上的泵电压并且测量所述氮氧化物传感器的氮氧化物单元上的氮氧化物信号（NOx_测量）。如果所测量的氮氧化物信号（NOx_测量）大于阈值，则识别出所述氮氧化物传感器的偏移‑偏差。此外，本发明涉及一种用于运行氮氧化物传感器的方法。如果在诊断时识别出偏移‑偏差，则在此从所测量的氮氧化物信号（NOx_测量）中计算偏移（Off）并且在继续运行所述氮氧化物传感器时对所述偏移（Off）进行补偿。

Description

用于诊断并且用于运行氮氧化物传感器的方法

技术领域

本发明涉及一种用于诊断氮氧化物传感器的方法。此外，本发明涉及一种用于运行所述氮氧化物传感器的方法。此外，本发明涉及执行所述方法之一的每个步骤的计算机程序以及保存所述计算机程序的机器可读的存储介质。最后，本发明涉及一种电子的控制器，该电子的控制器被设立用于执行所述方法中的至少一种方法。

背景技术

常用的、用于汽车的应用的氮氧化物传感器（NOx传感器）能够与氧气传感器（Lambda传感器）相比根据极限电流原理发挥功能。在此，用电化学的单元（氧气单元）将氧气从通过扩散阻挡层与排气相连接的空腔中除去。从中产生的泵流与所述排气的氧气含量成比例。为了总是将正确的量的氧气除去或者在含油多的排气时添加正确的量的氧气，要调节到参考单元（Referenzzelle）的电压上。这就是奈斯特-调节电压。氮氧化物传感器具有另一个单元（氮氧化物单元），所述另一个单元通过另一个扩散阻挡层与所述氧气单元相连接。在所述氮氧化物单元上用泵抽掉所述氮氧化物。在此产生的泵流与所述排气的氮氧化物浓度成比例。重要的是，在所述氧气单元上也没有用泵抽掉所述氮氧化物。否则在所述氮氧化物单元上不再测得信号。这通过对于所述氧气单元的掺金（Golddotierung）来实现。此外，所述氧气单元只可以以低的泵电压来运行。

因为所述氮氧化物信号比所述氧气信号小了1000的因数，所以在所述两个单元之间特别高的绝缘电阻是必不可少的。由于所述排气中的不同的影响、像比如中毒或者高温，可能降低所述绝缘电阻。氮氧化物传感器的这样的中毒比如可能通过在排气冷凝物中存在的钠而进行。由此产生寄生的电流，所述寄生的电流附加于所述氮氧化物泵流来流动。所述寄生的（parasitär）电流作为附加的贡献在氮氧化物信号中表现出来，所述附加的贡献被称为氮氧化物-偏移。

能够在机动车的惯性运行（Schubbetrieb）的期间就偏移的存在对氮氧化物传感器进行诊断。在所述惯性运行的期间，根据用空气的相应的扫气量来获知所述氮氧化物信号的零偏移并且与能够应用的偏差阈值进行比较。在超过所述偏差阈值时产生偏差存储记录（Fehlerspeichereintrag）或者将偏差消息发送给驾驶员。

发明内容

所述用于氮氧化物传感器进行诊断的方法包括以下步骤：提高所述氮氧化物传感器的奈斯特-调节电压和/或所述氮氧化物传感器的氧气单元上的泵电压。由此已经在所述氧气单元中将可能在排气中存在的氮氧化物分解（dissoziieren）。因而可以期望的是，在所述氮氧化物传感器的氮氧化物单元上不再能测得氮氧化物信号。如果在随后测量在所述氮氧化物单元上的氮氧化物信号时所测量的氮氧化物信号大于阈值，则识别出所述氮氧化物传感器的偏移-偏差。

这种方法也能够在机动车的惯性阶段之外就氮氧化物-偏移的存在对氮氧化物传感器进行诊断。为了减少机动车的二氧化碳排放，这些惯性阶段越来越多地被空转滑行阶段（Leerlaufsegelphasen）或者马达停止滑行阶段（Motorstoppsegelphasen）所取代。尽管如此，本方法能够对所述氮氧化物传感器进行诊断。所述方法尤其也能够用在混合动力车辆中，所述混合动力车辆在其运行中根本没有惯性阶段，因为需要所述惯性阶段用于再生（Rekuperation）。

在氮氧化物传感器的正常运行中，所述奈斯特-调节电压典型地为425mV并且所述氧气单元上的泵电压典型地为200mV。为了在所述氧气单元中保证对于所述氮氧化物的完全的分解，要将所述奈斯特-调节电压优选提高到至少800mV、特别优选提高到至少850mV。作为替代方案或者补充方案，要将所述氧气单元上的泵电压优选提高到至少550mV、特别优选提高到至少600mV。

为了所述氮氧化物信号没有被所述奈斯特-调节电压的变化太强烈歪曲，优选的是，在提高所述奈斯特-调节电压时将所述氮氧化物单元上的泵电压提高了相同的量，以所述相同的量提高所述奈斯特-调节电压。为此，尤其能够使用一种电路，该电路总是将所述氮氧化物单元上的泵电压保持高于所述奈斯特-调节电压预先给定的、比如25mV的量。

合适的、用于实施所述方法的运行状态比如是燃烧马达的空转。在所述燃烧马达的空转中实施所述方法，也能够在现代的马达方案中实施所述方法。

因为通过所述奈斯特-电压和/或所述氧气单元上的泵电压的提高能够期望所述氮氧化物的完全的分解，所以在所述方法的一种实施方式中将所述阈值优选设置到最大20ppm、特别优选设置到最大10ppm、完全尤其优选设置到0ppm。在另一种实施方式中规定，所述阈值对应于参考值。能够获知所述参考值，方法是：在带末端检测时提高所述奈斯特-调节电压和/或所述氧气单元上的泵电压并且随后测量所述氮氧化物单元上的氮氧化物含量。这种为参考目的而进行的第一次方法过程改进了所述诊断的精度。

如果存在诊断结果，则能够将所述诊断结果用在用于运行所述氮氧化物传感器的方法中。如果识别了偏移-偏差，则在此从所测量的氮氧化物信号中计算偏移。为此将所测量的氮氧化物信号与所述阈值进行比较。而后在继续运行所述氮氧化物传感器时能够对所述偏移进行补偿。

所述计算机程序被设立用于：尤其当其在电子的控制器上运行时实施所述方法中的至少一种方法的每个步骤。能够在控制器中实施所述方法，而不必对其进行结构上的改动。为此，所述计算机程序被保存在所述机器可读的存储介质上。

通过将所述计算机程序装载（aufspielen）到传统的电子的控制器上，来得到所述控制器，该控制器被设立用于借助于所述方法来诊断并且/或者运行氮氧化物传感器。

附图说明

本发明的实施例在附图中示出并且在以下描述中进行详细解释。

图1示意性地示出了氮氧化物传感器的截面，能够借助于所述按本发明的方法的实施例来诊断并且运行所述氮氧化物传感器。

图2在图表中示出了在所述按本发明的方法的一种实施例中氮氧化物传感器的奈斯特-调节电压和泵电压的变化。

图3在图表中示出了氮氧化物传感器的氮氧化物信号的变化，所述氮氧化物传感器在所述按本发明的方法的一种实施例中没有氮氧化物-偏移。

图4在图表中示出了氮氧化物传感器的氮氧化物信号的时间上的变化，所述氮氧化物传感器在所述按本发明的方法的一种实施例中具有氮氧化物-偏移。

具体实施方式

在图1中示出了一种氮氧化物传感器10。对氧气和氮氧化物来说可以通过的第一扩散阻挡层11将所述氮氧化物传感器10的氧气单元12与机动车的燃烧马达的排气系20分开。在所述氮氧化物传感器10的正常运行中，排气中的氮氧化物和氧气通过所述第一扩散阻挡层11来扩散到所述氧气单元12中。在那里，借助于第一泵电压U_p1将氧气从所述氧气单元中用泵抽出（herausgepumpt）。剩下的氮氧化物则通过第二扩散阻挡层13扩散到氮氧化物单元14中。在那里，所述氮氧化物通过第二泵电压U_p2被分解（dissoziieren）为氮气和氧气并且将如此产生的氧气从所述氮氧化物单元14中用泵抽出。从所述氮氧化物单元14的泵流（Pumpstrom）中产生氮氧化物信号。所述氮氧化物信号由电子的控制器30来检测，所述电子的控制器也控制着所述泵电压U_p1、U_p2以及所述氮氧化物传感器的奈斯特-调节电压U_n。

在所述按本发明的、用于对氮氧化物传感器10进行诊断的方法的一种实施例中，在所述燃烧马达的空转中在时间点t₁将所述奈斯特-调节电压U_n从425mV提高到800mV。同时将所述氧气单元12上的泵电压U_p1从200mV提高到600mV。所述电子的控制器30具有一种电路，通过该电路总是将所述氮氧化物单元14上的泵电压U_p2保持高于所述奈斯特-调节电压U_n 25mV。由此，所述泵电压在时间点t₁从450mV上升到825mV。这一点在图2中示出。在达到了所述氮氧化物传感器10的稳定的状态之后，又将所有电压在时间点t₂降低（zurücksetzen）到其起始值。

在当前的实施例中，所述排气系20中的排气包含30ppm的氮氧化物浓度NOx。如果所述氮氧化物传感器10没有氮氧化物-偏移，那么所测量的氮氧化物信号NOx_测量就在时间点t₁与t₂之间下降到0ppm。这一点在图3中示出。从中识别出，不存在所述氮氧化物传感器10的偏移-偏差。

而如果在所述氮氧化物传感器10上存在30ppm的氮氧化物-偏移Off，则产生所述氮氧化物信号NOx_测量的在图4中示出的曲线。所述氮氧化物信号在所述氮氧化物传感器10的正常运行中以60ppm的值开始，作为所述排气中的30ppm的氮氧化物浓度NOx和30ppm的氮氧化物-偏移Off的总和产生所述60ppm的值。在时间点t₁与时间点t₂之间的时间里，所测量的氮氧化物信号NOx_测量没有下降到其所期望的、0 ppm的额定值NOx_额定，而是取而代之下降到30ppm的偏移Off的值。从中识别出，存在着所述氮氧化物传感器10的偏移-偏差。此外，以所述方式能够获知所述偏移Off的量（Betrag）。在所述按本发明的、用于运行氮氧化物传感器的方法的一种实施例中，在继续运行所述氮氧化物传感器10时对所述偏移Off进行补偿，方法是：始终将所测量的氮氧化物信号NOx_测量降低了现在已知的偏移Off。

在所述按本发明的、用于对所述氮氧化物传感器进行诊断的方法的另一种实施例中，在制造所述氮氧化物传感器10之后在带末端检测时第一次实施所述方法。将在此所测量的氮氧化物信号在所述方法的所有进一步的过程中在时间点t₁与t₂之间的时间中用作所测量的氮氧化物信号NOx_测量的额定值NOx_额定并且由此用作用于对偏移-偏差进行识别的阈值。

Claims (10)

1.用于对氮氧化物传感器（10）进行诊断的方法，包括以下步骤：

-提高所述氮氧化物传感器（10）的奈斯特-调节电压（U_n）和/或所述氮氧化物传感器（10）的氧气单元（12）上的泵电压（U_p1），

-测量所述氮氧化物传感器（10）的氮氧化物单元（14）上的氮氧化物信号（NOx_测量），并且

-如果所测量的氮氧化物信号（NOx_测量）大于阈值（NOx_额定），则识别出所述氮氧化物传感器（10）的偏移-偏差。

2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述奈斯特-调节电压（U_n）提高到至少800mV并且/或者将所述氧气单元（12）上的泵电压（U_p1）提高到至少550mV。

3.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在提高所述奈斯特-调节电压（U_n）时将所述氮氧化物单元（14）上的泵电压（U_p2）提高了相同的量，以所述相同的量提高所述奈斯特-调节电压（U_n）。

4.按权利要求1到3中任一项所述的方法，其特征在于，所述阈值最大为20ppm。

5.按权利要求1到3中任一项所述的方法，其特征在于，所述阈值对应于参考值，在带末端检测时通过提高所述奈斯特-调节电压（U_n）和/或所述氧气单元（12）上的泵电压（U_p1）并且随后测量所述氮氧化物单元（14）上的氮氧化物信号（NOx_测量）获知了所述参考值。

6.按权利要求1到5中任一项所述的方法，其特征在于，在燃烧马达的空转中实施所述方法。

7.用于运行氮氧化物传感器（10）的方法，包括以下步骤：

-借助于按权利要求1到6中任一项所述的方法来对所述氮氧化物传感器（10）进行诊断，

-在识别出偏移-偏差时从所测量的氮氧化物信号（NOx_测量）中计算偏移（Off），并且

-在继续运行所述氮氧化物传感器（10）时对所述偏移（Off）进行补偿。

8.计算机程序，该计算机程序被设立用于实施按权利要求1到7中任一项所述的方法的每个步骤。

9.机器可读的存储介质，在其上面保存了按权利要求8所述的计算机程序。

10.电子的控制器（30），该电子的控制器被设立用于：借助于按权利要求1到6中任一项所述的方法对氮氧化物传感器（10）进行诊断并且/或者借助于按权利要求7所述的方法来运行所述氮氧化物传感器（10）。