CN113677882A - 用于诊断废气传感器的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种分析评价和控制单元，尤其构造为ASIC，用于运行具有至少一个电导线(201、202、203、204)的宽带λ探测器(200)，其中，所述分析评价和控制单元(100)具有至少一个电接头(RE、IPN、APN、MES)，用于与所述宽带λ探测器(200)的电导线(201、202、203、204)电连接，其特征在于：装置(131)，用于确定流到所述电接头(RE、IPN、APN、MES)中的电流的应有值(Iq)并且用于将所述应有值(Iq)与实际流到所述电接头中的电流(Ip)进行比较；和比较器(130、130’)，用于将施加在所述电接头上的电势(Up)与预给定的极限(L1、L2)进行比较。

Description

用于诊断废气传感器的方法
背景技术
例如由DE19729696 A1已知用于诊断λ探测器的可能性，其中提出一种用于λ探测器的功能检验的方法，在该方法中设置，测量探测器陶瓷的内阻，将其与根据待探测的气体的温度和探测器加热装置的加热功率所求取的应有值进行比较，并且如果所测量的值超过该应有值，则产生故障信号。
发明内容
本发明的目的是，能够始终可靠地诊断宽带λ探测器的电导线的短路或分路的存在。这通过独立权利要求的特征来实现。
尤其设置，短路或分路可以通过施加在接头上的电势位于预给定的极限之外来确定。这在此例如可以涉及通过电势给出的极限，所述电势在宽带λ探测器的常规运行中、也就是说当不存在短路时刚好不再是可预期的。
施加在接头上的电势与预给定的极限的比较可以优选地利用硬件比较器来进行，因为硬件比较器非常快速地工作，从而可以可靠地避免在宽带λ探测器上和/或在分析评价和控制单元上的损坏，否则这些损坏在这种故障情况下是令人担心的。
此外，本发明尤其设置，如果实际流到接头中的电流与应有值相差大于阈值，则也确定有短路或分路。这种情况原则上也是可能的，而施加在接头上的电势不位于上述预给定的极限之外，也就是说不会根据前述方案已经识别到短路。因此，利用根据本发明的方法可以识别所有的短路和分路。
在这种情况下，根据流到接头中的电流是大于还是小于应有值而定，可以推断出向接地端短路还是与正电势短路。
尤其可能的是，应有值通过电流值来给出，该电流值对于控制和分析评价单元的与接头连接的恒定电流源而言是特定的。接头与恒定电流源之间的连接例如可以通过宽带λ探测器的电化学单元实现，该电化学单元通过宽带λ探测器的两个电导线与该接头以及信号和分析评价单元的另一接头连接。
如果宽带λ探测器的布线比在前述情况中更复杂，则应有值基于其它给定的预先信息和/或基于测量和/或基于计算来求取。
应有值可以是不等于零的电流值。另一方面，也可以允许是值0μA。
尤其可能的是，阈值通过预期的测量精度给出，例如2μA或者更小的测量精度。
可能的是，宽带λ探测器具有多个电导线，并且分析评价和控制单元具有多个接头，其中，每一个导线分别与一个接头连接。然后可以周期性地针对所有导线执行诊断，也就是说尤其是以确定的顺序依次重复执行诊断。对这些信息的进一步处理可以用于求取短路电压和短路电阻Rk，并且可以针对导线选择性地将短路的存在(Rk<1欧姆)与分路的存在(1兆欧姆>Rk>1欧姆)区分开。
如果形式上表现为短路电阻的电阻具有大于1兆欧姆的电阻值，则尤其认为是无故障的情况，也就是说，在宽带λ探测器的该电连接处既不存在短路也不存在分路；该电连接是完好的。
附图说明
图1示出宽带λ探测器以及与其连接的分析评价和控制单元，
图2示出根据本发明的方法的一个实施例的流程图，
图3阐述了故障情况下的图1中的组件。
具体实施方式
图1示出了分析评价和控制单元100，该分析评价和控制单元通过其四个电接头RE、IPE、APE、MES与宽带λ探测器200的四个电导线201-204连接。宽带λ探测器200的电导线201-204在该示例中通向宽带λ探测器200的电化学能斯特单元210和电化学泵单元211的电极并且通向宽带λ探测器200的欧姆电阻220。
宽带λ探测器的细节例如可以如在DE 10 2011 007 068A1中所说明的那样实施。
在该示例中，分析评价和控制单元100具有恒定电流源110并且具有电流测量装置120，该恒定电流源可通过相应的开关(未示出)与分析评价和控制单元100的接头RE、IPE、APE、MES连接，该电流测量装置可通过另外的开关(未示出)同样与分析评价和控制单元100的接头RE、IPE、APE、MES连接。
在该示例中，在电子装置启动之后，首先测量分析评价和控制单元的接头IPE处的电势Up(方法步骤S1，参见图2)。
然后，在该示例中借助硬件比较器130、130’确定该电势Up处于预给定的极限L1、L2之内(方法步骤S2)。
在通过被动和/或主动加热宽带λ探测器来确保电化学单元足够低欧姆之后，将分析评价和控制单元100的恒定电流源110与接头APE连接，并且将分析评价和控制单元100的电流测量装置120与接头IPE连接(方法步骤S3)。
例如借助分析评价和控制单元100的软件，将利用电流测量装置120测量的值Ip与对于恒定电流源110特定的值Iq进行比较(方法步骤S4)。在该示例中，该值Iq是存储在用于确定应有值的装置131中的值。
在该示例中，这些值Ip、Iq一致。因此，总体上推断出，在宽带λ探测器200的与接头IPE连接的导线上既不存在短路也不存在分路(方法步骤S5)。
相反，或者当电势Up位于预给定的极限之外时，或者当利用电流测量装置120测量的值Ip与对于恒定电流源110特定的值Iq相差大于一阈值时，所述方法会推断出存在短路或分路。在这种情况下，相应的故障例如被记录到分析评价和控制单元的故障存储器中或者被记录到与分析评价和控制单元连接的控制设备的故障存储器中(方法步骤S6)。
图3阐述在故障情况下的图1中的组件，在该故障情况下，在宽带λ探测器的导线202与例如电池电压之间出现短路300。在这种情况下，附加电流流向电流测量装置120。然后，利用电流测量装置120测量的值Ip与对于恒定电流源110特定的Iq相差大于一阈值，尽管在该示例中电势Up仍位于预给定的极限L1、L2之内。
该示例的一个替代方案设置，为了与Ip进行比较，不使用对于恒定电流源110特定的值Iq，而是在一单独的方法步骤中将恒定电流源110在分析评价和控制单元内与电流测量装置120连接，从而恒定电流源110的实际值Iq’通过电流测量装置120来测量。随后，该测量的实际值Iq’代替特定的值Iq被用于如上所述与Ip进行比较。

Claims (7)

1.一种分析评价和控制单元，尤其构造为ASIC，用于运行具有至少一个电导线(201、202、203、204)的宽带λ探测器(200)，其中，所述分析评价和控制单元(100)具有至少一个电接头(RE、IPN、APN、MES)，用于与所述宽带λ探测器(200)的电导线(201、202、203、204)电连接，其特征在于：
装置(131)，用于确定流到所述电接头(RE、IPN、APN、MES)中的电流的应有值(Iq)并且用于将所述应有值(Iq)与实际流到所述电接头中的电流(Ip)进行比较；和
比较器(130、130’)，用于将施加在所述电接头上的电势(Up)与预给定的极限(L1、L2)进行比较。
2.一种用于诊断宽带λ探测器(200)的至少一个电导线(201、202、203、204)的方法，其中，所述宽带λ探测器(200)的电导线(201、202、203、204)与尤其根据权利要求1所述的分析评价和控制单元(100)的接头(RE、IPN、APN、MES)连接，其中，刚好在施加在所述接头(RE、IPN、APN、MES)上的电势(Up)不位于预给定的极限(L1、L2)之外而且流到所述接头(RE、IPN、APN、MES)中的电流(Ip)与应有值(Iq、I’q)相差也不大于阈值的时候，排除所述电导线(201、202、203、204)的短路或分路(300)的存在；
和/或
刚好在满足以下条件中的至少一个时，推断出所述电导线(201、202、203、204)的短路或分路(300)：
-施加在所述接头(RE、IPN、APN、MES)上的电势(Up)位于预给定的极限之外；
-流到所述接头(RE、IPN、APN、MES)中的电流(Ip)与应有值(Iq、I’q)相差大于阈值。
3.根据前述方法权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，如果流到所述接头(RE、IPN、APN、MES)中的电流(Ip)与应有值(Iq、I’q)相差大于阈值，则进一步地：
-如果所述电流(Ip)小于该应有值(Iq、I’q)，则推断出向接地端的短路或分路；和/或
-如果所述电流(Ip)大于该应有值(Iq、I’q)，则推断出向供电电势的短路或分路。
4.根据前述方法权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，如果施加在所述接头(RE、IPN、APN、MES)上的电势(Up)位于预给定的极限(L1、L2)之外，则：
-如果所述电势(Up)位于预给定的极限(L1、L2)以下，则推断出向接地端的短路或分路(300)；和/或
-如果所述电势(Up)位于预给定的极限(L1、L2)以上，则推断出向供电电势或电池电压的短路或分路(300)。
5.根据前述方法权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述应有值(Iq、I’q)通过对于所述控制和分析评价单元(100)的与所述接头(RE、IPN、APN、MES)连接的恒定电流源(110)特定的电流值(Iq)给出。
6.根据前述方法权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述阈值通过预期的测量精度给出。
7.根据前述方法权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述宽带λ探测器(200)具有多个电导线(201、202、203、204)，并且所述分析评价和控制单元(100)具有多个接头(RE、IPN、APN、MES)，其中，每一个导线(201、202、203、204)分别与一个接头(RE、IPN、APN、MES)连接，其中，周期性地针对所有导线(201、202、203、204)执行诊断。
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