DE102012025646B3

DE102012025646B3 - Verfahren zur Diagnose von Fahrzeug-NOx-Sensorfehlern

Info

Publication number: DE102012025646B3
Application number: DE102012025646.9A
Authority: DE
Inventors: Scott T. Feldmann; Sai S. V. Rajagopalan; Yue-Yun Wang
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2011-04-07
Filing date: 2012-04-03
Publication date: 2016-05-12
Anticipated expiration: 2032-04-04
Also published as: DE102012205464A1; US20120255277A1; US8930121B2; CN102733916B; DE102012205464B4; CN102733916A

Abstract

Verfahren zur Diagnose von Fahrzeug-NOx-Sensorfehlern, mit den Schritten: (a) Führen des Ausgangssignals von dem NOx-Sensor durch einen Verstärkungsfilter; (b) Detektieren der minimalen Werte des Ausgangs von dem Verstärkungsfilter unter Verwendung eines Mikroprozessors; (c) Bestimmen unter Verwendung des Mikroprozessors, ob die minimalen Werte negativ sind; und (d) falls die minimalen Werte nicht negativ sind, dann bestimmen, dass ein Fehlerzustand mit dem NOx-Sensor vorhanden ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zur Diagnose von Fahrzeug-NOx-Sensorfehlern.
Genauer betrifft die Erfindung am Fahrzeug vorgesehene Testverfahren, um elektrische Ausgangssignale von Sensoren zu bewerten, die in Abgasströmen von Dieselmotoren (oder anderen mager verbrennenden Motoren) positioniert sind, um Mengen von Stickoxiden (NOx) in den Abgasen zu detektieren. Derartige NOx-konzentrationsbezogene Spannungs- oder Stromsignale werden durch am Fahrzeug vorgesehene computerbasierte Steuersysteme zur Regulierung eines Motorbetriebs und zur Regulierung und zur Bewertung der Motorabgasbehandlung verwendet. Genauer betrifft diese Offenbarung einen am Fahrzeug vorgesehenen Test derartiger NOx-Sensoren, um deren Nullpunktablesungen und deren Ansprechzeiten auf Änderungen in Abgaszusammensetzungen zu bewerten.
Zur Diagnose eines Abgassensors ist es beispielsweise aus der JP 2005-240618 A bekannt, das Signal des Sensors durch einen Bandpassfilter zu filtern, um so nur ein spezielles Frequenzband betrachten zu müssen, wobei zur Diagnose des Sensors die Amplitude des gefilterten Signals bewertet wird.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Mehrzylindrige Hubkolben-Fahrzeugmotoren zum Antrieb von Kraftfahrzeugen erzeugen heiße strömende Abgasströme, die behandelt werden, nachdem sie den Abgaskrümmer des Motors verlassen, um nicht verbrannte Kohlenwasserstoffe und Kohlenmonoxid zu Kohlendioxid und Wasser zu oxidieren und Gemische aus Stickoxiden (NOx) zu Stickstoff und Wasser zu reduzieren, bevor das Gas von dem Auspuff in die Atmosphäre freigesetzt wird.
Viele funkengezündete Benzinmotoren werden mit Kraftstoff- und Luftzusätzen zu den Motorzylindern betrieben, die sehr eng um das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Massenverhältnis von etwa 14,7/1 variieren. Die Abgasnachbehandlung wird dann unter Verwendung eines Sauerstoffsensors und eines Dreiwegekatalysatorsystems erreicht, das reguliert ist, um sowohl Oxidations- als auch Reduktionsreaktionen zum Erzielen eines gereinigten Abgases zu unterstützen. Mit Diesel betriebene Kompressionszündungsmotoren und andere mager verbrennende Motoren werden allgemein mit Luft/Kraftstoff-Massenverhältnissen betrieben, die gut oberhalb des stöchiometrischen Verhältnisses liegen und somit einen Überfluss von Luft in die Verbrennungszylinder laden. Das Abgas von derartigen Motorbetriebsabläufen enthält mehr Sauerstoff und Stickoxide, als herkömmliches Benzinmotorabgas. Eine Abgasbehandlung von mager verbrennenden Motoren verwendet oftmals einen stromaufwärtigen Oxidationskatalysator für nicht verbrannte Kohlenwasserstoffe und Kohlenmonoxid und zur Oxidation von einigem NO zu NO₂. Nach Durchgang durch den Oxidationskatalysator wird ein Reduktionsmaterial für Stickoxide, wie Harnstoff, in das heiße Abgas eingespritzt und damit gemischt. Das Gas wird dann in Kontakt mit einem Katalysatormaterial geführt, das für eine Reaktion zwischen Reduktionsmittelmaterial und Stickoxiden gewählt ist, um Stickstoff und Wasser zur Freisetzung von dem Abgasdurchgang zu bilden. Die Reaktion wird als eine ”Reduktions”-Reaktion bezeichnet, da der Sauerstoffgehalt der Stickstoffverbindungen reduziert wird. Diese Abgasreduktionspraxis wird oftmals als selektive katalytische Reduktion (SCR) von NOx bezeichnet.
Abgasnachbehandlungssysteme vom SCR-Typ erfordern NOx-Sensoren, die in den Abgasstrom zur Verwendung bei der Regulierung des Zusatzes des Reduktionsmittelmaterials zu dem Abgasstrom und anderen Nachbehandlungspraktiken eingesetzt sind. NOx-Sensoren werden oftmals als kleine elektrochemische Zellen gebildet, die beispielsweise durch Erzeugen von Spannungs- oder elektrischen Stromsignalen in Ansprechen auf die Menge von Stickoxidarten, die in dem Abgas und über Sensoroberflächen strömen, funktionieren. NOx-Sensordaten können auch zur Bewertung verwendet werden, ob Katalysatoren zur NOx-Reduktion oder andere Abgasnachbehandlungsmaterialien richtig arbeiten.
Wenn ein NOx-Sensor, der in einem Fahrzeugabgassystem verwendet wird, nicht richtig arbeitet, ist es oftmals notwendig, dass der Fehler prompt diagnostiziert und an einen Fahrzeugfahrer berichtet wird. Es existiert daher ein Bedarf nach möglichst genau arbeitenden Verfahren zur Bestimmung, ob ein NOx-Sensor in einem Abgasstrom richtig arbeitet.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, diesem Bedarf gerecht zu werden.
ZUSAMMENFASSUNG DER EFINDUNG
Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Der Abgasstrom von einem Dieselmotor enthält typischerweise volumenbezogen bis zu etwa 10% Sauerstoff, etwa 100 bis 2000 Teile pro Million (ppm) an Stickoxid (NO) und etwa 20 bis 200 ppm an Stickstoffdioxid (NO₂). Ein NOx-Sensor wird an einer vorbestimmten Stelle in dem Abgasstrom verwendet, um schnell gegenwärtige Mengen an NOx-Bestandteilen zu bestimmen, um beispielsweise zu bestimmen, wie viel Reduktionsmittel derzeit hinzugesetzt werden sollte, um eine Umwandlung des NOx zu Stickstoff und Wasser zu beeinflussen. Bei diesem Beispiel ist der Sensor stromaufwärts einer Reduktionsmittelmaterialeinspritzvorrichtung und eines SCR-Katalysatormaterials angeordnet. Bei einem anderen Beispiel ist ein NOx-Sensor stromabwärts eines SCR-Katalysatormaterials in der Strömung des Abgasstroms angeordnet, um die Reduzierung des NOx zu bestätigen.
Viele Sensoren für Stickoxide in Motorabgasströmen bestehen aus Metalloxiden vom Keramiktyp, wie Zirkoniumoxid (Zirkondioxid, ZrO₂), stabilisiert mit Yttriumoxid (Yttriumdioxid, Y₂O₃). Diese Materialien sind in Sauerstoffsensoren verwendet worden und als NOx-Sensoren angepasst. Sie sind als dichte Keramik verdichtet, die Sauerstoffionen bei den hohen Temperaturen eines Auspuffs, wie 300°C und höher leitet. Eine Oberfläche des Oxidkörpers des Sensors ist mit einem Paar von Hochtemperaturelektroden versehen, die beispielsweise aus Platin, Gold oder Palladium oder anderen Metalloxiden geformt sein können. Der Sensor ist derart geformt, dass er ein elektrisches Signal, wie eine Änderung der Spannung oder des Stromes, als eine Funktion der Konzentration von Stickoxiden an der Sensorstelle in dem Abgasstrom bereitstellt. Elektrische Leitungen von einem Sensor werden dazu verwendet, das Signal an ein geeignetes Computersteuersystem zur Regulierung des Betriebs des Abgasbehandlungssystems zu übertragen. Ein computerbasiertes System zur Steuerung von Abgasbehandlung kann aufgrund der engen Beziehung zwischen der Regulierung der Kraftstoffbelieferung und dem Betrieb und der Abgaszusammensetzung Teil eines Motorbetriebsteuersystems sein oder mit diesem in Kommunikation stehen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Eine oder mehrere bevorzugte beispielhafte Ausführungsformen de Erfindung werden nachfolgend in Verbindung mit den angefügten Zeichnungen beschrieben, wobei gleiche Bezeichnungen gleiche Elemente beschreiben, und wobei:
1 ein Blockdiagramm ist, das eine beispielhafte Ausführungsform eines Fahrzeugs zeigt, die mit den hier beschriebenen Verfahren verwendbar ist;
2 ein Diagramm ist, das eine beispielhafte Ausführungsform eines Fahrzeugabgassystems zeigt, die mit den hier beschriebenen Verfahren verwendbar ist;
3 ein Flussdiagramm eines nicht-erfindungsgemäßen Verfahrens ist;
4 ein Flussdiagramm eines nicht-erfindungsgemäßen Verfahrens ist;
5(a)–(c) Graphen verschiedener Messungen und/oder Ergebnisse sind, die in Bezug auf das nicht-erfindungsgemäße Verfahren gemäß 4 diskutiert sind;
6 ein Flussschaubild eines erfindungsgemäßen Verfahrens ist;
7 ein Flussdiagramm einer noch weiteren beispielhaften Ausführungsform der hier beschriebenen Verfahren ist;
8(a)–(b) Graphen des durch einen richtig funktionierenden NOx-Sensor erzeugten Ausgangs und des Ausgangs von einem richtig funktionierenden NOx-Sensor, nachdem dieser durch einen Verstärkungsfilter gelangt ist, sind;
9(a)–(b) einen Graph des durch einen schlecht funktionierenden NOx-Sensor erzeugten Ausgangs und des Ausgangs von einem schlecht funktionierenden NOx-Sensor, nachdem dieser durch einen Verstärkungsfilter gelangt ist, zeigt;
10 ein Flussdiagramm eines nicht-erfindungsgemäßen Verfahrens ist; und
11(a)–(c) Graphen des Stopps von Kraftstoff zu dem Fahrzeugmotor und des Ausgangs von richtig und schlecht funktionierenden NOx-Sensoren in Ansprechen auf den Kraftstoffstopp sind.
BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die hier beschriebenen Verfahren können das Ansprechverhalten und/oder die Genauigkeit von NOx-Sensoren unter Verwendung des von derartigen Sensoren erzeugten Ausgangs diagnostizieren. Genauer können die Verfahren bestimmen, ob ein NOx-Sensor zu langsam anspricht oder einen Ausgang erzeugt, der von einem Nullpunkt zu weit entfernt ist (z. B. Offset). Und diese Bestimmungen können durch Analyse des von dem NOx-Sensor empfangenen Ausgangs durchgeführt werden. NOx-Sensoroffsets, die unterhalb des Nullpunkts liegen, können einen Durchbruch von Emissionen aufgrund einer unkorrekten Harnstoffdosierung und auch die Unfähigkeit zur Diagnostizierung von SCR-Katalysatorfehlern bewirken. Andererseits können NOx-Sensoren, die einen Offset oberhalb des Nullpunkts besitzen, eine übermäßige Behandlung von Abgas bewirken und können zu einem Ammoniakschlupf führen. In einigen Fällen versagen NOx-Sensoren beim ausreichend schnellen Ansprechen auf Variationen in der Menge von NOx-Bestandteilen in dem Abgas. Die Ansprechzeit des NOx-Sensors auf diese Variationen kann die Behandlungsmenge, die dem Abgas hinzugesetzt wird, beeinflussen. Wenn der NOx-Sensor versagt, schnell genug auf Änderungen des Abgas-NOx-Gehalts anzusprechen, können die Behandlungsniveaus, die dem Abgas hinzugesetzt werden, größer oder kleiner sein, als die, die gewünscht sind, was zu einem übermäßigen Emissionsdurchbruch oder Ammoniakschlupf, wie oben diskutiert ist, führt. Somit kann eine Detektion eines NOx-Sensorzustands mit geringem/hohem Offset oder schlecht ansprechender NOx-Sensoren und ein Alarm eines Fahrers über diese Bedingungen zu seiner schnellen Korrektur führen.
Bezug nehmend auf 1 ist ein Fahrzeug 10 gezeigt, das eine Motorsteuereinheit (ECU) 12 aufweist, die nicht nur von NOx-Sensoren ausgegebene Daten empfängt sondern auch verschiedene Berechnungsaufgaben an Bord des Fahrzeugs 10 ausführt. Das Fahrzeug 10 ist in der veranschaulichten Ausführungsform als ein Personenkraftwagen gezeigt, jedoch sei angemerkt, dass viele andere Fahrzeuge, einschließlich Motorrädern, Lastwägen, Geländelimousinen bzw. Sport Utility Vehicles (SUVs), Wohnmobile (RVs), Schiffe, Flugzeuge, etc. ebenfalls verwendet werden können. Das Fahrzeug 10 weist einen Fahrzeugmotor (nicht gezeigt) zum Vortrieb auf, wie dieselbetriebene Kompressionszündungsmotoren, die oben beschrieben sind, oder andere mager verbrennende Motoren.
Bezug nehmend auf 2 ist ein Fahrzeugabgassystem 14, das von dem Fahrzeug 10 verwendet wird, gezeigt, das Abgase, die NOx enthalten, ausstoßen kann. Das Fahrzeugabgassystem 14 kann verschiedene Elemente aufweisen, wie einen oder mehrere NOx-Sensoren 16 zum Messen des NOx-Gehalts des Abgases, ein Dosiermodul 18 zum Einführen von Ammoniak oder irgendeiner anderen Abgasbehandlung in das Abgas und einen SCR-Katalysator 20, durch den das behandelte Abgas strömt. Die NOx-Sensoren 16 können auf solche Weise angeordnet sein, dass sie Abgas überwachen, wenn es den Fahrzeugmotor verlässt, und/oder stromabwärts des SCR-Katalysators 20 positioniert sein, um den NOx-Gehalt des behandelten Abgases zu messen.
Die ECU 12, die in 1 gezeigt ist, kann ein beliebiger Typ von Vorrichtung sein, der in der Lage ist, elektronische Anweisungen zu verarbeiten, einschließlich Mikroprozessoren, Mikrocontrollern, Host-Prozessoren, Controllern, Fahrzeugkommunikationsprozessoren und anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASICs). Sie kann ein dedizierter Prozessor sein, der nur zur Steuerung von Fahrzeugmotor/Emissionsfunktionen verwendet wird, oder kann mit anderen Fahrzeugsystemen gemeinsam genutzt werden. Die ECU 12 führt verschiedene Typen digital gespeicherter Anweisungen aus, wie Software- oder Firmware-Programme, die in dem Speicher 22 gespeichert sind und ermöglichen, dass die ECU 12 eine breite Vielzahl von Diensten bereitstellen kann. Und ein Fahrzeugbus 24 kann zwischen dem NOx-Sensor 16 und der ECU 12 – wie auch anderen Modulen, die an dem Fahrzeug 10 angeordnet sind, und Daten kommunizieren und Anweisungen austauschen. Einige dieser anderen Module umfassen ein Audiosystem 26 mit zumindest einem Lautsprecher und einem Sichtdisplay 28, das in der Lage ist, Nachrichten hörbar oder visuell an einen Fahrzeuginsassen zu kommunizieren. Beispielsweise kann die ECU 12 Programme oder Prozessdaten ausführen, um zumindest einen Teil des hier beschriebenen Verfahrens auszuführen. Zusätzlich kann die ECU 12 einen oder mehrere Zeitgeber und/oder Zähler aufweisen, die eine Zeitgebungs- und/oder eine Zählfunktion für das hier beschriebene Verfahren bereitstellen können.
Bezug nehmend auf 3 ist ein nicht-erfindungsgemäßes Verfahren 300 zur Diagnose von Fahrzeug-NOx-Sensorfehlern gezeigt. Dieses Verfahren 300 kann bestimmen, ob in Bezug auf einen bestimmten NOx-Sensor 16 ein Zustand mit geringem oder hohem Offset vorhanden ist. Das Verfahren 300 beginnt bei Schritt 305 mit der Bestimmung, dass die Kraftstoffströmung zu dem Fahrzeugmotor gestoppt hat. Der Begriff ”Bestimmung” kann eine Vielzahl von Aktionen repräsentieren, wie die Verwendung der ECU 16, um zu bestimmen, dass kein Kraftstoff mehr an den Fahrzeugmotor geliefert wird (z. B. ein Verlangsamungskraftstoffabsperr- oder Kupplungskraftstoffabsperrereignis). Schließlich ist eine Vielzahl von Wegen vorhanden, mit denen das Verfahren 300 bestimmen kann, wenn das Strömen von Kraftstoff zu dem Fahrzeugmotor gestoppt hat. Das Stoppen der Kraftstoffströmung zu dem Fahrzeugmotor kann eine NOx-Produktion durch Beenden des Verbrennungsprozesses beenden, der Fahrzeugabgas erzeugt, wodurch eine Grundlinie erzeugt wird, aus der bestimmt werden kann, ob ein NOx-Sensor 16 fehlerhaft ist oder nicht. Dies bedeutet, wenn kein NOx erzeugt wird, sollten die NOx-Sensoren 16 keinen Ausgang erzeugen, der angibt, dass NOx in signifikanten Mengen vorhanden ist. Das Stoppen der Kraftstoffströmung kann auch einen Zeitgeber starten, der die Gesamtzeit überwacht, die während des Verfahrens 300 verstreicht. Dieser Zeitgeber kann als der Hauptzeitgeber bezeichnet werden und kann in einer Vielzahl von Wegen implementiert sein, wie der Verwendung des Zählers eines Mikroprozessors, wie die ECU 12. Das Verfahren 300 fährt mit Schritt 310 fort.
Bei Schritt 310 wird bestimmt, ob NOx-Niveaus in dem Abgas oberhalb einer oberen Schwelle liegen. Wenn dies der Fall ist, kann ein Zeitgeber, der den Zeitbetrag aufzeichnet, den die NOx-Niveaus oberhalb der oberen Schwelle verbleiben, aktualisiert werden. Dieser Zeitgeber kann als ein Zeitgeber der oberen NOx-Grenze bezeichnet werden und kann dazu verwendet werden, den Betrag der Zeit zu bestimmen, den NOx-Niveaus oberhalb einer oberen Schwelle verbleiben. Der Zeitgeber kann unter Verwendung einer Zählerfunktion an der ECU 12 oder einem anderen Mikroprozessor implementiert sein, der in der Lage ist, Zeitsteuerfunktionen auszuführen. Ansonsten wird, falls NOx-Niveaus unterhalb der oberen Schwelle liegen, der Zeitgeber nicht aktualisiert, und das Verfahren 300 fährt mit Schritt 315 fort.
Bei Schritt 315 wird bestimmt, ob Abgas-NOx-Niveaus unterhalb einer negativen Schwelle liegen. Wenn dies der Fall ist, dann wird ein Zeitgeber, der den Zeitbetrag misst, den die NOx-Niveaus unterhalb der negativen Schwelle liegen, aktualisiert, und das Verfahren 300 fährt mit Schritt 320 fort. Ansonsten fährt das Verfahren 300 mit Schritt 320 fort, ohne den Zeitgeber zu aktualisieren. Dieser Zeitgeber kann als ein Zeitgeber der unteren NOx-Grenze bezeichnet werden und kann dazu verwendet werden, den Zeitbetrag zu bestimmen, den die NOx-Niveaus unterhalb einer unteren Schwelle verbleiben. Wie der Zeitgeber der oberen Grenze kann der Zeitgeber der unteren Grenze unter Verwendung einer Zählerfunktion an der ECU 12 oder einem anderen Mikroprozessor implementiert sein, die/der in der Lage ist, Zeitsteuerfunktionen auszuführen.
Bei Schritt 320 wird bestimmt, ob die Abgas-NOx-Niveaus für länger als eine vorbestimmte Zielzeit über der oberen Schwelle liegen. Dies kann durch Vergleich des Werts des Zeitgebers der oberen NOx-Grenze mit einem vorbestimmten Zeitwert der oberen Grenze durchgeführt werden, der an dem Fahrzeug 10 gespeichert sein kann. Der vorbestimmte Zeitwert der oberen Grenze kann ein Zeitbetrag sein, jenseits dem angegebenen würde, dass der NOx-Sensor 16 einem Zustand mit hohem Offset ausgesetzt ist. Bei einem Beispiel kann die ECU 12 auf den gespeicherten vorbestimmten Zeitwert der oberen Grenze zugreifen und diesen mit dem Zeitgeber der oberen NOx-Grenze vergleichen. Wenn der Zeitgeber der oberen Grenze geringer als die gespeicherte vorbestimmte obere Zeitgrenze ist, dann kann bestimmt werden, dass kein Zustand mit hohem Offset existiert und dass alle Zeitgeber rückgesetzt werden können. Ansonsten kann der Hauptzeitgeber aktualisiert werden und das Verfahren 300 kann mit Schritt 325 fortfahren.
Bei Schritt 325 wird ein Zähler zur Bestimmung, wie lange Abgas-NOx-Niveaus unterhalb der negativen Schwelle bleiben, geprüft, um zu bestimmen, ob sein Wert einen vorbestimmten Zielwert überschritten hat. Dieser Zähler kann als der Zähler der negativen Schwelle bezeichnet werden. Wenn der Zähler der negativen Schwelle als unterhalb des vorbestimmten Zielwerts bestimmt wird, dann existiert kein Zustand mit geringem Offset, und die Zeitgeber, die während des Verfahrens 300 verwendet werden, können rückgesetzt werden, und das Verfahren 300 kann zu Schritt 305 zurückkehren. Wenn jedoch der Zählerwert den vorbestimmten Zielwert überschreitet, dann kann ein Zustand mit geringem Offset vorhanden sein, der einen Flag auslöst, der einen Fahrzeuginsassen über diesen Zustand (z. B. Fehler) alarmiert. Die Zeitgeber können dann rückgesetzt werden und das Verfahren 300 kann enden.
Ein optionaler Schritt kann eine Bestimmung umfassen, ob die Dauer des Tests einen maximalen Zeitbetrag, der für den Test zugeteilt ist, überschreitet. Wenn beispielsweise die Testdauer, wie durch den Hauptzeitgeber gemessen ist, größer als der maximale Zeitbetrag, der zugeteilt ist, ist, dann kann bestimmt werden, dass ein Zustand mit hohem Offset existiert. Dieser Zustand kann einen Flag auslösen, der den Bediener oder die ECU 12 alarmiert, und die Zeitgeber können dann rückgesetzt werden und das Verfahren 300 kann enden. Ein Zustand, um die Diagnosetestergebnisse zu akzeptieren, kann eine Prüfung sein, um zu bestimmen, ob die Kraftstoffabsperrung für eine Zeitdauer angedauert hat, die größer als eine vorbestimmte minimale Kraftstoffabsperrzeit ist. Dies kann falsche Alarme während der Offsetdetektion verhindern.
Ein anderer Aspekt des Diagnoseverfahrens, das hier beschrieben ist, betrifft die Detektion von NOx-Sensoren 16, deren Ansprechzeit relativ zu einer Änderung der Kraftstoffströmung zu dem Fahrzeugmotor sich auf eine Größe verlangsamt hat, die größer als eine akzeptable Zeitkonstante ist. Allgemein sollten Änderungen der Kraftstoffströmung auch den Ausgang von NOx-Gasen ändern, was in Ausgangsänderungen von einem NOx-Sensor 16 resultiert. Beispielsweise kann die Zeitdauer, die ein normal arbeitender NOx-Sensor 16 anwendet, um auf eine Änderung der Kraftstoffströmung anzusprechen, 500 Millisekunden bis 1 Sekunde betragen. Dies bedeutet, ein Ausgang von dem NOx-Sensor 16 spricht allgemein auf eine Änderung der Kraftstoffströmung innerhalb 0,5 bis 1,0 Sekunden an. Im Gegensatz dazu kann die Zeitkonstante für einen schlecht arbeitenden NOx-Sensor 16 etwa 20 Sekunden betragen, was bedeuten kann, dass der NOx-Sensor 16 wesentlich länger benötigt, um auf Änderungen der Kraftstoffströmung anzusprechen. Es können verschiedene Verfahren verwendet werden, um langsam ansprechende NOx-Sensoren 16 zu detektieren.
Bezug nehmend auf 4 ist ein anderes nicht-erfindungsgemäßes Verfahren 400 zur Diagnose von Fahrzeug-NOx-Sensorfehlern gezeigt. Genauer betrifft das Verfahren 400 das Aufzeichnen des Ausgangs von einem NOx-Sensor 16 über eine Zeitperiode und das Analysieren der statistischen Verteilung der inkrementellen Änderung des Sensorausgangs über diese Zeitperiode. Von einer visuellen Perspektive sollte die inkrementelle Änderung des Sensorausgangs, der über die Zeit von einem normal arbeitenden NOx-Sensor 16 gemessen wird, relativ lange Schwanzabschnitte aufweisen, wenn der Ausgang graphisch dargestellt würde. Diese Schwanzabschnitte können den Sensorausgang repräsentieren, der von dem Mittelwert der inkrementellen Änderung in dem Sensorausgangswert am weitesten entfernt ist. Andererseits können NOx-Sensoren 16, die langsam ansprechen, sehr kurze Schwanzabschnitte aufweisen, da der Bereich des Sensorausgangs sich nicht weit von dem Mittelwert dieses Bereichs über denselben Zeitbetrag bewegt.
Das Verfahren 400 beginnt bei Schritt 405 durch Starten oder Aktualisieren eines Diagnosezeitgebers und durch Aufzeichnen sowohl des Kraftstoffdurchflusses zu dem Fahrzeugmotor als auch des Ausgangs des NOx-Sensors 16 über eine Zeitperiode. Die ECU 12 oder andere Bearbeitungsvorrichtung kann den Zeitgeber bereitstellen, der die Dauer des Diagnoseprozesses überwachen und Zeitsteuerfunktionen zur Bestimmung der Periode bereitstellen kann, über die der NOx-Sensorausgang und/oder der Kraftstoffdurchfluss aufgezeichnet wurden. Zusätzlich kann die ECU 12 oder eine andere Bearbeitungsvorrichtung in Kommunikation mit einem Kraftstoffsensor stehen, der in der Lage ist, der ECU 12 ein Ausgangssignal zu senden, das die gemessene Kraftstoffmenge, die zu dem Fahrzeugmotor strömt, zu jedem gegebenen Zeitpunkt angibt. Das Ausgangssignal (oder die Daten, die dieses enthält) können in dem Speicher 22 gespeichert sein. Das Ausgangssignal von dem Kraftstoffsensor kann als eine variable Anzahl diskreter Messungen gespeichert werden, die zur Analyse aufgezeichnet werden. Unter Verwendung der gemessenen Menge an Kraftstoffströmung kann die ECU 12 ihre Bearbeitungsfähigkeiten nutzen, um die Daten (z. B. die diskreten Messungen) zu analysieren, um die Rate zu bestimmen, mit der Kraftstoff an den Fahrzeugmotor strömt, wie auch Änderungen an der Rate der Kraftstoffströmung detektieren. Ähnlicherweise kann der NOx-Sensorausgang von der ECU 12 aufgenommen und in der Speichervorrichtung gespeichert werden. Der NOx-Sensorausgang kann als diskrete Messungen von NOx-Niveaus über eine Zeitperiode gespeichert werden. Die ECU 12 kann die diskreten Messungen von NOx-Niveaus analysieren, um die Rate der NOx-Sensorausgangsänderung über die Zeit zu bestimmen. Das Aufzeichnen und die Analyse von sowohl Kraftstoffströmungs- als auch NOx-Sensordaten kann an Bord des Fahrzeugs 10 stattfinden, die die ECU 12 oder andere Berechnungsressourcen nutzen können, um diese Aufgaben auszuführen. Das Verfahren 400 fährt mit Schritt 410 fort.
Bei Schritt 410 werden die aufeinanderfolgenden Unterschiede zwischen den aufgezeichneten Kraftstoffströmungswerten und den NOx-Sensorausgangsniveaus berechnet. Wenn ein Satz diskreter Kraftstoffströmungswerte oder -messungen und/oder ein Satz diskreter NOx-Sensorausgangsniveaus gegeben ist, kann ein Betrag der Änderung oder Different zwischen zwei oder mehr Werten berechnet werden, was in dem Delta y (Δy) zwischen diesen Werten resultiert. Das Δy kann die Änderungsrate zwischen aufeinanderfolgenden oder nicht aufeinanderfolgenden Werten repräsentieren. Und Δy kann für einen Satz von k Werten unter Verwendung der folgenden Formel berechnet werden: Δy = y(k) – y(k – 1).
Das Verfahren 400 fährt mit Schritt 415 fort.
Bei Schritt 415 werden das Mittel, die Varianz, das dritte Moment und das vierte Moment für die Rate der Kraftstoffströmung wie auch den NOx-Sensorausgang berechnet. Bei einem Beispiel kann das Mittel und die Varianz für den Satz diskreter Kraftstoffströmungswerte oder berechneter Raten der Kraftstoffströmung berechnet werden. Das Mittel und die Varianz für den Satz diskreter Kraftstoffwerte kann unter Verwendung von Berechnungsressourcen, die an Bord des Fahrzeugs 10 angeordnet sind – wie die ECU 12 – unter Verwendung mathematischer/statistischer Techniken, die dem Fachmann gut bekannt sind, berechnet werden. Diese Berechnung kann unter Verwendung der ECU 12 oder einer anderen Computerbearbeitungsvorrichtung ausgeführt werden. Der Satz diskreter Kraftstoffströmungswerte oder berechneter Raten der Kraftstoffströmung kann durch Berechnen des dritten und vierten Moments rekursiv analysiert werden. Beispielsweise kann das vierte Moment der Differenz für den Satz diskreter Kraftstoffströmungswerte über n Datenpunkte oder -werte unter Verwendung der folgenden Formel berechnet werden:
Es ist möglich und perfekt zufriedenstellend, die Länge des Schwanzes der Verteilung diskreter Werte durch Berechnen des zweiten Moments zu detektieren, jedoch sieht das vierte Moment eine genauere Vorhersage der Schwanzlänge vor. Während die Berechnungen des Mittels, der Varianz und des dritten/vierten Moments in Bezug auf die Kraftstoffströmungswerte beschrieben worden sind, können dieselben Berechnungen für die diskreten NOx-Sensorausgangswerte durchgeführt werden. Dies bedeutet, das Mittel des Satzes von NOx-Sensorausgangsniveaus oder -werten kann wie auch die Varianz der NOx-Sensorausgangsniveaus berechnet werden. Zusätzlich können das dritte und vierte Moment des Satzes von NOx-Sensorausgangsniveaus berechnet werden. Infolgedessen kann das Ergebnis der Berechnungen zumindest das vierte Moment der Rate der Kraftstoffströmungsänderung und das vierte Moment der Rate der NOx-Sensorausgangsänderung erzielen. Das vierte Moment für die Kraftstoffströmungsänderung kann als m₄(ΔKraftstoff) repräsentiert werden, während das vierte Moment für die NOx-Sensorausgangsänderung als m₄(ΔNOx) repräsentiert werden kann. Das Verfahren 400 fährt mit Schritt 420 fort.
Bei Schritt 420 wird bestimmt, ob eine ausreichende Varianz in der Rate der Kraftstoffströmung existiert, um zuverlässige Ergebnisse zu erhalten. Die Varianz, die bei Schritt 415 in Bezug auf die Rate der Kraftstoffströmung berechnet ist, kann mit einer Schwelle verglichen werden, um zu bestimmen, ob eine ausreichend große Varianz in der Kraftstoffströmung vorhanden ist, um das Verfahren 400 auszuführen. Die Änderung des NOx-Sensorausgangs kann auf der Änderung der Kraftstoffströmung zu dem Fahrzeugmotor basieren. Um sicherzustellen, dass der NOx-Sensor 16 einer ausreichenden Änderung des Eingangs (z. B. Variation von NOx-Niveaus in dem Abgas) ausgesetzt ist, ist es hilfreich, wenn eine ausreichend große Änderung der Kraftstoffströmung vorhanden ist, um zu helfen, die entsprechende Änderung des NOx-Sensorausgangs zu bewirken. Ansonsten können unzureichende Änderungen der Kraftstoffströmung relativ stabile Niveaus von NOx in dem Fahrzeugabgas erzeugen. Infolgedessen kann der NOx-Sensor 16 zufriedenstellend arbeiten, selbst wenn die relativ kleine Variation der Kraftstoffströmung/NOx-Niveaus nicht bewirkt, dass der Ausgangs des NOx-Sensors 16 signifikant variiert. Dies kann fälschlicherweise angeben, dass der NOx-Sensor 16 fehlerhaft ist, wenn er tatsächlich normal arbeitet. Wenn die Varianz nicht ausreichend ist, fährt das Verfahren 400 mit Schritt 405 fort; ansonsten fährt das Verfahren 400 mit Schritt 425 fort.
Bei Schritt 425 wird das vierte Moment für die Kraftstoffströmungsänderung m₄(ΔKraftstoff) durch das vierte Moment für die NOx-Sensorausgangsänderung m₄(ΔNOx) geteilt, um ein Momentenverhältnis zu berechnen. Das Momentenverhältnis kann als ein Testzustand verwendet werden, um zu bestimmen, um wie viel der NOx-Sensor 16 die Änderung der Kraftstoffströmung zu dem Fahrzeugmotor verzögert. Wenn das Momentenverhältnis ausreichend groß ist, kann bestimmt werden, dass der NOx-Sensor 16 möglicherweise nicht auf Änderungen der Kraftstoffströmung zu dem Fahrzeugmotor anspricht und dementsprechend der Sensor möglicherweise nicht auf die Änderung der NOx-Niveaus in den Abgasen anspricht. Bei einem Beispiel kann die Momentenverhältnisschwelle in dem Speicherabschnitt der ECU 12 gespeichert werden, wenn das Fahrzeug 10 hergestellt wird. Bei einem Beispiel kann die ECU 12 die berechnete Momentenverhältnisschwelle mit der Momentenverhältnisschwelle vergleichen, und wenn das berechnete Momentenverhältnis die gespeicherte Schwelle überschreitet, kann die ECU 12 einem Fahrzeuginsassen oder einer anderen Person signalisieren, dass der NOx-Sensor 16 fehlerhaft ist. Das Verfahren 400 endet dann.
Die 5(a)–5(c) zeigen graphische Ergebnisse verschiedener Messungen, die in Bezug auf das Verfahren 400 oben diskutiert sind. 5(a) repräsentiert die Änderungen des an den Fahrzeugmotor gelieferten Kraftstoffs über einen bestimmten Datensatz oder eine Zeitperiode. Die Änderung des gelieferten Kraftstoffs ist als eine Änderung in gelieferten Milligramm (Δmg) dargestellt, und der Graph in 5(a) zeigt einen Bereich von einer Abnahme von etwa –28 mg zu einer Zunahme von etwa 26 mg. Somit weist der Graph, der Änderungen von an den Fahrzeugmotor geliefertem Kraftstoff zeigt, gut definierte Schwanzabschnitte auf (z. B. den Bereich des Graphen von –28 mg zu etwa –2 mg und von etwa 2 mg zu 26 mg). 5(b) zeigt einen Graphen eines gemessenen NOx-Ausgangs von einem richtig funktionierender oder funktionsfähigen Sensor. Er enthält NOx, das durch den NOx-Sensor 16 gemessen ist, als Änderung in Teilen pro Million (Δppm). Der in 5(b) gezeigte Graph kann so gesehen werden, dass er 5(a) entspricht, so dass der Graph von Δppm in NOx gut definierte Schwänze aufweist, ganz wie bei dem Graphen, der in 5(a) gezeigt ist. Im Gegensatz dazu zeigt 5(c) einen Graphen eines NOx-Sensors 16, der nicht richtig funktioniert. Wie der Graph in 5(b) misst dieser Graph den Ausgang von einem NOx-Sensor 16 als Δppm; jedoch enthält im Gegensatz zu dem Graphen in 5(b) dieser Graph keine Schwanzabschnitte. Oder mit anderen Worten, der durch den Graphen in 5(c) dargestellte NOx-Sensorausgang kann möglicherweise nicht auf die Änderung der Kraftstoffströmung ansprechen und dadurch möglicherweise keine Änderungen der NOx-Niveaus detektieren.
Bezug nehmend auf 6 ist das erfindungsgemäße Verfahren 600 zur Diagnose von Fahrzeug-NOx-Sensorfehlern gezeigt. Insbesondere betrifft das Verfahren 600 die Verstärkung des Ausgangs von einem NOx-Sensor 16 unter Verwendung eines selektiven Verstärkungsfilters, und wenn der verstärkte Ausgang negative Werte oder Werte unterhalb einer spezifizierten Diagnoseschwelle in einem gegebenen Zeitbereich erzielt, bei dem die Kraftstoffbelieferung dynamisch ist, dann kann der NOx-Sensor 16 als normal arbeitend betrachtet werden. Wenn andererseits der verstärkte Ausgang in diesem Bereich keine negativen Datenpunkte oder Datenpunkte unterhalb einer spezifizierten Diagnoseschwelle enthält, dann kann bestimmt werden, dass der NOx-Sensor 16 fehlerhaft ist und/oder nicht optimal arbeitet. Das Verfahren 600 beginnt bei Schritt 605 durch Führen von Sensordaten, die von dem NOx-Sensor 16 über ein Ausgangssignal empfangen werden, durch einen Verstärkungsfilter. Bei einem Beispiel kann der NOx-Sensor 16 Daten selektiv durch einen Verstärkungsfilter abhängig davon senden, ob eine Diagnoseprüfung von NOx-Sensoren 16 stattfindet oder nicht. Da das Verhalten eines NOx-Sensors unter Verwendung eines Filters erster Ordnung angenähert werden kann, kann der Verstärkungsfilter spezifisch gewählt sein, so dass die Null des Verstärkungsfilters jeglichen Ausgang von einem Sensor unterdrücken oder dämpfen würde, der eine Polstelle weiter weg als die Stelle der Null des Filters aufweist. Bei einem Beispiel kann zur Detektion eines Sensors, der eine Zeitkonstante besitzt, ein Verstärkungsfilter (in dem Frequenzbereich) dargestellt werden als:
Der Ausgang von dem Verstärkungsfilter kann dann an die ECU 12 geliefert werden. Das Verfahren 600 fährt mit Schritt 610 fort.
Bei Schritt 610 kann der Ausgang von dem Verstärkungsfilter bearbeitet werden, um negative Werte zu lokalisieren. Der Ausgang von dem Verstärkungsfilter kann negative Werte aufweisen, wenn der NOx-Filter richtig arbeitet. Daher kann eine Detektion der Anwesenheit negativer Werte helfen, zu bestimmen, ob der NOx-Sensor 16 fehlerhaft ist. Wenn sich die Leistungsfähigkeit des NOx-Sensors 16 auf den Punkt verschlechtert, bei dem die Zeitkonstante (τ) für diesen Sensor größer als ein vorbestimmter Wert ist, wie 20 Sekunden, dann kann die durch den Verstärkungsfilter erzeugte Verstärkung minimal sein. In diesem Fall braucht der Ausgang von dem Verstärkungsfilter keine negativen Datenpunkte zu erzeugen. Als ein Beispiel kann, wenn die Diagnoseschwelle als Null gewählt ist, dies angeben, dass der NOx-Sensor 16 nicht richtig arbeitet. Auch können Datenpunkte unterhalb der Schwelle auf verschiedene Wege detektiert werden. Bei einem Beispiel können die Werte durch Verwendung eines Envelope- bzw. Hüllkurvenfilters detektiert werden, der durch die ECU 12 betrieben und in der Speichervorrichtung 22 an dem Fahrzeug 10 gespeichert werden kann. Das Verfahren 600 endet dann.
Ein anderes Beispiel, das die Verstärkung des Ausgangs von einem NOx-Sensor 16 unter Verwendung eines selektiven Verstärkungsfilters betrifft, ist in 7 gezeigt. Dort betrifft ein Verfahren 700 den Start eines Diagnosezeitgebers bei Schritt 710. Das Verfahren 700 fährt mit Schritt 720 fort und der NOx-Sensorausgang wird unter Verwendung eines Verstärkungsfilters gefiltert. Anschließend werden bei Schritt 730 die negativen Werte in dem verstärkten Ausgang unter Verwendung des Hüllkurvenfilters lokalisiert und das Verfahren 700 fährt mit Schritt 740 fort. Bei Schritt 740 kann auf Grundlage des bei Schritt 710 gestarteten Diagnosezeitgebers bestimmt werden, ob die Testdauer abgelaufen ist. Wenn nicht, kehrt das Verfahren 700 zu Schritt 720 zurück. Ansonsten fährt das Verfahren 700 mit Schritt 750 fort und es wird bestimmt, ob ausreichend Kraftstoffvariation während des Tests vorhanden war. Wenn nicht, wird der Diagnosezeitgeber bei Schritt 760 rückgesetzt, und das Verfahren 700 kehrt zu Schritt 710 zurück. Ansonsten endet das Verfahren 700.
8(a) zeigt einen Graph des Ausgangs, der durch einen richtig funktionierenden NOx-Sensor 16 erzeugt ist, und 8(b) zeigt einen Graph des Ausgangs von einem richtig funktionierenden NOx-Sensor 16, nachdem dieser durch den Verstärkungsfilter geführt ist. Im Vergleich zeigt 9(a) einen Graph des durch einen schlecht funktionierenden NOx-Sensor 16 erzeugten Ausgangs, und 9(b) zeigt einen Graph des Ausgangs des schlecht funktionierenden NOx-Sensors 16, nachdem dieser durch den Verstärkungsfilter geführt ist. Wie in 8(b) gezeigt ist, hat der Hüllkurvenfilter eine Mehrzahl negativer Werte detektiert, die angeben können, dass der NOx-Sensor 16 richtig funktioniert. Die Hüllkurvenfilterergebnisse sind an dem Graph als eine mit 80 bezeichnete Linie gezeigt. 9(b) weist andererseits keine negativen Werte auf, wie durch die Hüllkurvenfilterergebnisse gezeigt ist, an dem Graph als eine mit 90 bezeichnete Linie gezeigt sind. Initialisierungsbedingungen, die dazu verwendet werden können, eine Diagnose in dem gegebenen Zeitbereich auszuführen, umfassen ausreichend Dynamik der Kraftstoffströmung in dem gegebenen Bereich, von der dann erwartet werden kann, dass eine ausreichende Dynamik in einem richtig funktionierenden NOx-Sensor bewirkt wird. Dies kann helfen, falsche Alarme zu beseitigen.
Bezug nehmend auf 10 ist ein nicht-erfindungsgemäßes Verfahren 1.000 zur Diagnose von Fahrzeug-NOx-Sensorfehlern gezeigt. Das Verfahren 1.000 betrifft das Messen der Funktionalität des NOx-Sensors 16 auf Grundlage der Änderungsrate des Ausgangs von dem Sensor nach dem Stopp der Kraftstoffströmung zu dem Fahrzeugmotor. Beispielsweise sollte sich nach dem Stopp der Lieferung der Kraftstoffströmung zu dem Fahrzeugmotor der Ausgang von dem NOx-Sensor 16 schneller als eine vorbestimmte Rate ändern. Mit anderen Worten sollte die Steigung des NOx-Sensorausgangs größer als eine vorbestimmte Schwelle sein. Überdies kann das Ansprechen des NOx-Sensors 16 direkt mit der Zeitkonstante (τ) des NOx-Sensors 16 korreliert werden. Somit kann, wenn die Rate (z. B. Steigung) der Ausgangsänderung von dem NOx-Sensor 16 unterhalb einer Schwelle liegt, diese angeben, dass der Sensor schlecht funktioniert, während, wenn die Rate der Ausgangsänderung über der Schwelle liegt, bestimmt werden kann, dass der NOx-Sensor 16 adäquat funktioniert.
Das Verfahren 1000 beginnt bei Schritt 1005 durch Prüfen einer oder mehrerer Aktivierungsbedingungen zum Beginn der Diagnose. Um die NOx-Sensorleistungsfähigkeit vertrauenswürdiger zu beurteilen, können gewisse Fahrzeugbetriebsbedingungen erfüllt werden. Beispielsweise kann es, um eine zufriedenstellende Rate der Ausgangsänderung von dem NOx-Sensor 16, mit der eine Entscheidung getroffen wird, zu erhalten, hilfreich sein, zu bestimmen, ob eine ausreichende Kraftstoffmenge an den Fahrzeugmotor strömt. Dies kann durch Vergleich der Kraftstoffströmung mit einer vordefinierten Schwelle bestimmt werden, um zu bestimmen, ob die Rate der Kraftstoffströmung über der Schwelle liegt. Wenn dies der Fall ist, kann die Diagnose dann beginnen; ansonsten fährt die Diagnose nicht fort. Diese Bestimmung kann helfen, sicherzustellen, dass – zumindest anfänglich – eine ausreichende Menge an NOx in dem Abgas vorhanden ist, bevor das Niveau von NOx in dem Abgas reduziert (möglicherweise beseitigt) wird. Die Differenz zwischen der Anfangsmenge an NOx und der Menge an NOx nach der Kraftstoffabsperrung sollte bewirken, dass sich der Sensor um einen Betrag bewegt, der ausreichend signifikant ist, um zu bestimmen, ob dieser richtig funktioniert oder nicht. Die vorbestimmte Schwelle kann in dem Speicher 22 der ECU 12 gespeichert werden – die auch die Computerbearbeitungsfähigkeiten zum Vergleich des NOx-Sensorausgangs mit dieser Schwelle ausführen kann. Auch kann die vorbestimmte Schwelle für eine Vielzahl von Sensoren und Fahrzeugleistungscharakteristiken kalibriert oder geändert werden, wie verschiedene Fahrzeugmodelle oder -typen. Ein anderes Beispiel eines Betriebszustands umfasst ein Bestimmen, ob sich das Stoppen von Kraftstoff zu dem Fahrzeugmotor für einen ausreichenden Zeitbetrag fortsetzt oder nicht. Auf diese Weise kann der Diagnoseprozess sicherstellen, dass ein ausreichendes Ausgangssignal, das von dem NOx-Sensor 16 empfangen wird, während des Kraftstoffstopps interpretiert werden kann, um das Ansprechen des NOx-Sensors 16 zu interpretieren. Das Verfahren 1000 fährt mit Schritt 1010 fort.
Bei Schritt 1010 wird der Ausgang von dem NOx-Sensor 16 empfangen und die Änderungsrate des Ausgangs berechnet. Dies kann unter Verwendung bekannter Computerbearbeitungsfähigkeiten ausgeführt werden, wie denen, zu denen die ECU 12 in der Lage ist. Wenn die ECU 12 den Ausgang von dem NOx-Sensor 16 aufnimmt, kann die ECU 12 ihren internen Takt, Zeitgeber oder eine andere Zeithaltevorrichtung verwenden, um die Rate der Ausgangsänderung pro Zeiteinheit zu bestimmen. Diese bestimmte Ausgangsratenänderung kann in dem Speicher 22 gesichert werden und weitere Berechnungen können ausgeführt werden. Beispielsweise kann/können die bestimmte(n) Ausgangsratenänderung(en) verwendet werden, um einen Mittelwert der Ausgangsratenänderungen zu berechnen. Das Verfahren 1000 fährt mit Schritt 1015 fort.
Bei Schritt 1015 wird die berechnete Änderungsrate des NOx-Sensorausgangs mit der vorbestimmten Schwelle verglichen. Wenn die Änderungsrate über der vorbestimmten Schwelle liegt, dann kann der NOx-Sensor 16 als adäquat funktionierend bestimmt werden. Wenn andererseits die berechnete Änderungsrate unter der vorbestimmten Schwelle ist, dann kann der NOx-Sensor 16 als fehlerhaft bestimmt werden. Es ist möglich, ein Sortierprogramm zu verwenden, das durch die ECU 12 oder eine andere Berechnungsvorrichtung implementiert ist, um einen maximalen und minimalen Wert über die Ausgangsratenänderungen zu lokalisieren. In einigen Fällen kann die bestimmte maximale Ratenänderung mit der vorbestimmten Schwelle verglichen werden. Und in weiteren Fällen kann die bestimmte minimale Ratenänderung zum Vergleich mit der vorbestimmten Schwelle verwendet werden. Bei einem noch weiteren Beispiel ist es auch möglich, das berechnete Mittel von der Änderungsrate des NOx-Sensorausgangs mit der vorbestimmten Schwelle zu vergleichen. Ungeachtet des Vergleichs kann, wenn bestimmt wird, dass die Änderungsrate des Ausgangs von dem NOx-Sensor 16 unterhalb der vorbestimmten Schwelle liegt, dann der Bediener des Fahrzeugs 10 oder eine andere interessierte Partei über den fehlerhaften NOx-Sensorzustand alarmiert werden. Der Bediener kann über einen im Fahrzeug vorgesehenen hörbaren und/oder sichtbaren Alarm alarmiert werden. Das Verfahren 1000 endet dann.
Die 11(a) zeigt graphische Darstellungen des Stopps von Kraftstoff zu dem Fahrzeugmotor, während die 11(b)–(c) jeweils den Ausgang von schlecht bzw. richtig funktionierenden NOx-Sensoren 16 zeigt, die dem Kraftstoffstopp entsprechen, der in 11(a) gezeigt ist. 11(a) zeigt, dass der Kraftstoff zu dem Fahrzeugmotor mit einer Rate von etwa 22,5 mm³/in bis zu der Markierung von 215 Sekunden strömt, wobei an diesem Punkt die Kraftstoffströmung auf Null fällt. Der Ausgang von dem schlecht funktionierenden NOx-Sensor 16, der in 11(b) gezeigt ist, beginnt um die Markierung von 215 Sekunden langsam zu fallen, wodurch eine kleinere Änderungsrate des Ausgangs und dadurch eine relativ sanfte Steigung erzeugt werden. Im Vergleich dazu zeigt der Ausgang von dem richtig funktionierenden NOx-Sensor 16, der in 11(c) gezeigt ist, scharf abfallende NOx-Niveaus nach der Markierung von 215 Sekunden bis zu etwa der Markierung von 220 Sekunden, wodurch eine steilere Steigung erzeugt wird, als in 11(b) gesehen werden kann.

Claims

Verfahren zur Diagnose von Fahrzeug-NOx-Sensorfehlern, mit den Schritten: (a) Führen des Ausgangssignals von dem NOx-Sensor durch einen Verstärkungsfilter; (b) Detektieren der minimalen Werte des Ausgangs von dem Verstärkungsfilter unter Verwendung eines Mikroprozessors; (c) Bestimmen unter Verwendung des Mikroprozessors, ob die minimalen Werte negativ sind; und (d) falls die minimalen Werte nicht negativ sind, dann bestimmen, dass ein Fehlerzustand mit dem NOx-Sensor vorhanden ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die minimalen Werte unter Verwendung eines Hüllkurvenfilters detektiert werden.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner mit den Schritten zum: Berechnen des Mittels der minimalen Werte und Bestimmen, ob das Mittel des minimalen Werts unterhalb einer vorbestimmten Schwelle liegt.