CN116291826A - 用于监视废气值的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于监视装有内燃机(1)的机动车辆(2)的驱动系统(A)的废气中的废气值和/或污染物数量的方法，其中至少一个废气成分由至少一个废气传感器(10)基本上独立于机动车辆(2)的电子控制单元(ECU)来测量。为了实现在内燃机驱动的机动车辆(2)中对废气的持续、安全和可靠的监视，规定废气传感器(10)由布置在独立于机动车辆(2)的驱动系统(A)的控制设备(7)中的软件来控制，该软件读取传感器信号，计算或从废气传感器(10)检索至少一个排放浓度，并将该排放浓度与预定义的限值进行比较。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于监视装有内燃机的机动车辆的废气中的废气值和/或污染物数量的方法，其中至少一个废气成分由至少一个废气传感器基本上独立于车辆的电子控制单元来测量。此外，本发明涉及一种机动车辆，其具有用于监视用于驱动机动车辆的驱动系统的内燃机的废气中的废气值和/或污染物数量的装置，该装置具有用于测量至少一个废气成分的至少一个废气传感器，其中该装置与机动车辆的电子控制单元分离，并且优选地被构建为独立装置。此外，本发明涉及一种用于监视装有内燃机的机动车辆的废气中的废气值和/或污染物数量的装置，该装置具有用于测量至少一个废气成分的至少一个废气传感器，其中该装置被构建为独立装置。
背景技术
DE 3409948 A1描述了一种用于测量和显示装有内燃机的机动车辆的废气中的废气值和/或污染物数量的装置，该装置由固定在排气管上的测量探头和布置在机动车辆仪表板上的显示设备组成。测量装置和显示装置允许机动车辆的驾驶员能够快速并且有效地被告知废气值或污染物排放的变化，并且能够采取适当的措施。
US 2017/0114697 A1公开了一种用于催化转化器的车载NOx监视器复位测试的系统和方法。NOx监视器复位电路在此与电机控制器连接以接收电机运行数据。
所谓的“车载诊断”(OBD)系统用在机动车辆中，以便在驾驶运行期间监视所有影响排放的系统。发生的错误经由指示灯显示给驾驶员，并持久存储在相应的控制设备中。随后可以经由标准化接口查询错误消息。
所谓的“车载监控”(OBM)系统是OBD系统的进一步发展，并且用于持续监视例如废气中的污染物。
OBD系统专注于诊断(与排放相关的)动力总成系统和/或组件，并且在此使用与机动车辆电子控制单元(ECU)或动力总成架构中的其他控制单元连接的传感器，而对此OBM系统则用于监视整车的废气排放是否超过规定的限值，并将这些数据提供给外部进一步处理。例如，可以将废气排放值发送给公共当局，以便它们能够检查在核证过程中通知的排放数据是否正确。
“独立”装置是指能够独立履行其功能而不需要额外装置的装置。
发明内容
因此，本发明的任务在于，实现在内燃机驱动的机动车辆中对废气的持续、安全和可靠的监视。
根据本发明，该任务利用开头提到的方法通过以下操作来解决：由布置在独立于驱动系统的控制设备中的软件来控制废气传感器，该软件读取传感器信号，计算或从废气传感器检索至少一个排放浓度，并将排放浓度与预定义的限值进行比较。
优选地，通过该软件还根据优选地由电子控制单元提供的Lambda(λ)信号或O2浓度以及燃料质量流量来计算废气质量流量。
有利地，利用至少一个废气传感器来测量包括CO2、NOx、NH3、颗粒质量、颗粒数、Lambda信号、O2的组中的至少一个参量。
优选地，在超过限值的情况下，控制设备中隐含的程序逻辑触发至少一个措施和/或向车辆内部或外部的错误存储器发送至少一个错误代码，其中该措施有利地包括内燃机的扭矩降低。然而，该措施也可以包括例如激活所谓的“驾驶员诱导系统”。在此，例如向驾驶员提供所定义的剩余范围。在此定义的剩余范围内，驾驶员可以选择由车间修复缺陷。然后进行启动锁定。根据超过限值的程度，也可以首先通过程序逻辑进行分析和/或评估，然后根据该分析和/或评估从一组预定义的措施中选择适当的措施。
本发明的一个实施方案规定，控制设备经由至少一条数据传输路径从车辆的电子控制单元接收来自包括燃料质量流量、行驶距离、车速、点火状态、发动机运行状态的组中的至少一个运行参数和/或向电子控制单元发送至少一个错误代码。
根据本发明，该任务还利用开头提到的机动车辆通过以下操作来解决：装置具有带有软件的控制设备，该软件控制至少一个废气传感器，读取该废气传感器的传感器信号，计算或检索至少一个排放浓度和至少一个废气质量流量，并将该排放浓度与预定义的限值进行比较，其中该控制设备在其对废气值和/或污染物值的监视方面被构建为独立于驱动系统。
优选地，控制设备还具有用于在超过限值时执行至少一个措施和/或将至少一个错误代码发送到车辆内部或外部的错误存储器的程序逻辑。这种措施例如可包括内燃机的扭矩降低。
本发明的一个实施方案规定，控制设备经由至少一条数据传输路径与车辆的电子控制单元连接，并且被构建成接收来自包括燃料质量流量、行驶距离、车速、点火状态、发动机运行状态的组中的至少一个运行参数和/或向电子控制单元发送至少一个错误代码。
有利地，至少一个废气传感器被构建成测量包括CO、HC、CO2、NOx、NH3、颗粒质量、颗粒数、lambda信号、O2的组中的至少一个参量。
因此，本发明由独立于ECU的传感器和功能的独立装置(OBM系统)组成。因此，该装置在很大程度上是安全的，不会在ECU上被操纵。只有燃料质量流量和行驶距离(或车速)以及系统运行所需的其他信号，而不是其实际监控功能的一部分(例如，点火状态：点火开启/关闭，发动机运行状态：发动机运行/停止)，必须由ECU提供。独立的OBM系统由所需的废气传感器(例如用于CO2、NOx、NH3、颗粒质量、颗粒数、Lambda信号)和独立于驱动系统的控制设备组成。该装置的控制设备中运行的软件控制传感器，读取传感器信号，计算排放浓度(如果这不是通过“智能”探头来实现)和废气质量流量(其中废气质量流量可以根据Lambda信号/O2浓度和由ECU提供的燃料质量流量来计算)，并将每种排放与基于法律要求的预定义的限值进行比较。当超过限值时(例如，激活扭矩控制器以降低扭矩)，用于法定措施的整个程序逻辑也包含在装置的控制设备中。然后，所定义的错误代码和其他数据被发送到ECU或管理错误存储器的其他车辆控制设备(根据法律要求和/或其他适用标准)，并且也被发送到机动车辆的仪表板上的预定指示器。错误代码也可以发送到车辆外部存储介质，例如使用云计算。
此外，废气传感器和装置的控制设备可以优选地由原始设备制造商(OEM＝Original Equipment Manufacturer)以外的另一方单独校准(例如，在生产和/或定期车辆检查期间)。一种可能的校准方法可以是在特殊的测试设备中使用校准气体和所定义的测试程序。这些检测设备也可以由OEM以外的其他各方独立研发。
附图说明
下文根据非限制性的示意图进一步阐释本发明。
附图示出由内燃机1驱动的机动车辆2。附图标记3表示内燃机1的排气管，其中4表示废气后处理装置。车载电子控制单元ECU与内燃机1和各种传感器5连接。电子控制单元ECU、内燃机1和各种传感器5是机动车辆2的驱动系统A的一部分。
具体实施方式
根据本发明的用于监视装有内燃机1的机动车辆2的排气管3的废气值和/或废气中的污染物数量的装置6具有用于测量至少一种废气成分(例如CO、CO2、HC、NOx、NO3、O2、颗粒质量、颗粒数量等)的一个或多个废气传感器10。
装置6与机动车辆2的电子控制单元ECU分离，并被构建为独立装置。装置6具有带有软件8的控制设备7，该软件控制至少一个废气传感器10，读取其传感器信号，计算排放浓度和废气质量流量，并将排放浓度与预定义的限值进行比较。控制设备7在其对废气值和/或污染物值的监视方面被构建为独立于电子控制单元ECU。
此外，控制设备7具有程序逻辑9，其用于在超过限值时执行至少一个措施和/或用于将至少一个错误代码发送到例如外部错误存储器11。
控制设备7经由至少一条数据传输路径12与机动车辆2的电子控制单元ECU连接，并且被构建成接收燃料质量流量、行驶距离、车速、点火状态和/或发动机运行状态，和/或向电子控制单元ECU发送至少一个错误代码。
在本发明的范围内，可以设置扩展检测，该扩展检测检查并且检测车辆中是否安装了必要组件，以便可以正确地执行该方法。例如，可以在预期废气中的氧气绝对低于21％的操作点进行扩展检测。如果装置6在部分负荷操作点测量到21％的氧气，则可以假定测量了新鲜空气，并且没有向装置6供应废气。
此外，可以在装置6中集成自诊断功能，该自诊断功能检查装置6是否正常工作。在此，例如可以在车辆的推力模式下进行至少一次测试，其中新鲜空气被送入装置6。在此，可以对偏移量进行学习。此外，还可以诊断是否保证用新鲜空气对废气传感器10进行适当的冲洗。
装置6与控制单元7之间的通信最好是加密进行，以使操纵困难或防止操纵。
Claims (14)
1.一种用于监视装有内燃机(1)的机动车辆(2)的驱动系统(A)的废气中的废气值和/或污染物数量的方法，其中至少一个废气成分由至少一个废气传感器(10)基本上独立于所述机动车辆(2)的电子控制单元(ECU)来测量，其特征在于，所述废气传感器(10)由布置在独立于所述机动车辆(2)的驱动系统(A)的控制设备(7)中的软件(8)来控制，所述软件(8)读取传感器信号，计算或从所述废气传感器(10)检索至少一个排放浓度，并将所述排放浓度与预定义的限值进行比较。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过所述软件还根据优选地由所述电子控制单元(ECU)提供的Lambda信号或O2浓度以及燃料质量流量来计算废气质量流量。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在超过所述限值的情况下，所述控制设备(7)中隐含的程序逻辑(9)触发至少一个措施和/或向所述机动车辆(2)内部或外部的错误存储器(11)发送至少一个错误代码。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述措施包括所述内燃机(2)的扭矩降低。
5.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述控制设备(7)经由至少一条数据传输路径(12)从所述机动车辆(2)的电子控制单元(ECU)接收来自包括燃料质量流量、行驶距离、车速、点火状态、发动机运行状态的组中的至少一个运行参数，和/或向所述电子控制单元(ECU)发送至少一个错误代码。
6.如权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，利用所述至少一个废气传感器(10)来测量包括CO、HC、CO2、NOx、NH3、颗粒质量、颗粒数、Lambda信号、O2的群中的至少一个参量。
7.一种机动车辆(2)，所述机动车辆(2)具有用于监视装有内燃机(2)的用于驱动所述机动车辆(2)的驱动系统(A)的废气中的废气值和/或污染物数量的装置(6)，所述装置(6)具有用于测量至少一个废气成分的至少一个废气传感器(10)，其中所述装置(6)与所述机动车辆(2)的电子控制单元(ECU)分离，并且优选地被构建为独立装置，其特征在于，所述装置(6)具有带有软件(8)的控制设备(7)，所述软件控制至少一个废气传感器(10)，读取所述至少一个废气传感器(10)的传感器信号，计算或从所述废气传感器(10)检索至少一个排放浓度，并且将所述排放浓度与预定义的限值进行比较，其中，所述控制设备(7)在所述控制设备(7)对废气值和/或污染物值的监视方面被构建为独立于所述机动车辆(2)的所述驱动系统(A)。
8.如权利要求7所述的机动车辆(2)，其特征在于，所述控制设备(7)还具有用于在超过限值时执行至少一个措施和/或用于将至少一个错误代码发送到所述机动车辆(2)内部或外部的错误存储器(11)的程序逻辑(9)。
9.如权利要求8所述的机动车辆(2)，其特征在于，所述措施包括所述内燃机(1)的扭矩降低。
10.如权利要求7至9中任一项所述的机动车辆(2)，其特征在于，所述控制设备(7)经由至少一条数据传输路径(12)与所述机动车辆(2)的所述电子控制单元(ECU)连接，并且被构建成接收包括燃料质量流量、行驶距离、车速、点火状态和/或发动机运行状态的组中的至少一个运行参数，和/或向所述电子控制单元(ECU)发送至少一个错误代码。
11.如权利要求7至10中任一项所述的机动车辆(2)，其特征在于，至少一个废气传感器(10)被构建成测量包括CO、HC、CO2、NOx、NH3、颗粒质量、颗粒数、Lambda信号、O2的群中的至少一个参量。
12.一种用于监视根据权利要求7至11中任一项所述的装有内燃机(2)的机动车辆(2)的废气中的废气值和/或污染物数量的装置(6)，所述装置(6)具有用于测量至少一个废气成分的至少一个废气传感器(10)，其中所述装置(6)被构建为独立装置，其特征在于，所述装置(6)具有带有软件(8)的控制设备(7)，所述软件控制至少一个废气传感器(10)，读取所述至少一个废气传感器(10)的传感器信号，计算或从所述废气传感器(10)检索至少一个排放浓度，并且将所述排放浓度与预定义的限值进行比较。
13.如权利要求11所述的装置(6)，其特征在于，所述控制设备(7)还具有用于在超过限值时执行至少一个措施和/或用于将至少一个错误代码发送到所述机动车辆(2)内部或外部的错误存储器(11)的程序逻辑(9)。
14.如权利要求11至12中任一项所述的装置(6)，其特征在于，至少一个废气传感器(10)被构建成测量包括CO、HC、CO2、NOx、NH3、颗粒质量、颗粒数、Lambda信号、O2的群中的至少一个参量。
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