用于对内燃发动机的至少一个布置在废气通道中的废气传感器进行诊断的方法和装置

技术领域

本发明涉及用于对内燃发动机的至少一个布置在废气通道中的废气传感器进行诊断的一种方法和一种装置。

背景技术

在使用用于内燃机的废气后处理的组件、比如催化器或传感器时，通过相应的目标市场的立法关于对于所述组件的监控提出了要求。这些要求的目的是确保所述组件的功能性能。

这样的要求也适用于NOx传感器和氧传感器。所述NOx传感器大多用在用于柴油系统的废气设备中。在用于内燃机的废气极限值的变得严格的过程中，将来也能够设想用在其他内燃机、像比如汽油发动机中。

DE 10 2011 006 831 A1说明了一种用于对NOx传感器（29）进行诊断的方法，所述NOx传感器布置在机动车的由发动机控制器（11）控制的内燃机的废气系（14）中并且生成表征废气中的氮氧化物浓度的测量信号。为了对机动车执行简单而快速的车间测试，以便对NOx传感器（29）进行功能检验，通过对于正在运行的内燃机的运行状态的限定的干预来引起废气中的氮氮化物浓度的阶跃式的变化并且检查所述NOx传感器（29）的测量信号的当前值的变化。

发明内容

在第一方面中，本发明涉及一种用于对内燃发动机的至少一个布置在废气通道中的废气传感器进行诊断的方法，其中能够借助于装置主动地将环境空气引入到所述废气通道中，其中，如果存在所述内燃发动机不提供废气质量流的运行状态，则通过所述装置主动地将环境空气、尤其是氧气引入到所述废气通道中，其中随后对至少一个布置在所述废气通道中的废气传感器执行诊断。

所述方法提供的特殊优点是，通过将环境空气、尤其是氧气主动地引入到内燃发动机的废气通道中这种方式，如果存在所述内燃发动机不产生废气质量流的运行状态，则在所述废气通道中或者在废气传感器处引起对所述废气传感器来说为进行诊断或者自诊断而必要的氧气浓度。通过环境空气的主动的引入，能够实现用环境空气对废气通道或者围绕着有待诊断的废气传感器的环境进行的溢流（Flutung），从而在那里再也不存在或者几乎不存在废气或者废气份额。随后，能够稳健地对所述至少一个废气传感器执行诊断。所述方法提供用于为废气传感器执行稳健的诊断的可行方案，从而能够更好地并且更有效地遵守排放立法或者排放规定。

此外，用于将环境空气引入到废气通道中的装置能够布置在废气通道中的至少一个废气传感器的上游。

此外，所述装置能够直接通过与所述废气通道和装置相连接的环境空气-输入管路将环境空气引入到所述废气通道中。

在一种作为替代方案的设计方案中，所述装置能够主动地将环境空气导入到废气通道中，其中所述环境空气在废气的流动方向的下游被导入到废气通道中。

此外，所述装置能够抽吸环境空气，共中所述环境空气在上游反向于废气的流动方向被导入到废气通道中。

这具有特殊的优点，即：根据所述废气传感器的和装置的安装位置也能够从排气管的出口的一侧主动地将空气抽吸到废气通道中。也就是说，环境空气在废气的正常的流动方向的上游被导入到废气通道中。

在一种作为替代方案的设计方案中，被引入到废气通道中的环境空气在至少一个废气传感器的位置的附近被引入。这具有的优点是，能够特别快地执行对于围绕着废气传感器的区域的溢流。

此外，所述至少一个废气传感器能够被构造为NOx传感器。所述方法能够稳健地用于NOx传感器，因为所述NOx传感器为了自诊断而需要与环境空气的气体组成相对应的气体环境。

此外，NOx浓度能够通过至少一个NOx传感器来测定并且根据所述NOx浓度与参考-NOx浓度的比较来执行用于至少一个NOx传感器的诊断。

此外，所述至少一个废气传感器能够被构造为氧传感器。

所述方法能够稳健地运用于氧传感器，因为所述氧传感器为了自诊断而需要与环境空气的气体组成相对应的气体环境。

此外，能够通过至少一个氧传感器来测定当前的氧气浓度并且根据所述当前的氧气浓度与参考-氧气浓度的比较来执行用于至少一个氧传感器的诊断。

在另一种设计方案中，所述装置能够被构造为鼓风机或二次空气泵或废气燃烧器或者被构造为废气通道中的具有调整机构的开口。

此外，在对至少一个废气传感器执行诊断之前，在通过所述装置主动地引入环境空气之后等候能预先给定的持续时间。

这具有的优点是，在等候所述持续时间之后在此在至少一个有待诊断的废气传感器处存在足够的用于所述废气传感器的稳健的诊断的环境空气并且在所述废气通道中或者在所述废气传感器的位置处再也不存在像比如NOx、NH3、H2的废气份额或者废气份额的太高的浓度。

在另外的方面，本发明涉及一种装置、尤其是一种控制器和一种计算机程序，其被设立、尤其是被编程用于实施所述方法之一。在又一个方面，本发明涉及一种机器可读的存储介质，在该存储介质上存储有所述计算机程序。

附图说明

下面借助于在附图中示出的实施例对本发明进行详细解释。其中示出：

图1以示意图示出了内燃发动机的废气后处理系统，该废气后处理系统具有至少一个有待诊断的废气传感器；并且

图2示出了对于内燃发动机的至少一个布置在废气通道中的废气传感器的根据本发明的诊断的、示例性的第一种设计方案的示意性的流程图；并且

图3示出了对于内燃发动机的至少一个布置在废气通道中的废气传感器的根据本发明的诊断的、示例性的第二种设计方案的示意性的流程图。

具体执行方式

图1以示意图示出了内燃发动机10的废气后处理系统20，该废气后处理系统具有布置在第二氧传感器24之后的环境空气-输入管路27。所示出的内燃发动机10在此能够被构造为汽油发动机、柴油发动机、燃气发动机、氢气燃烧器。

对于所述内燃发动机10的调节或者控制在此由控制器100来执行。在所述控制器100上存储有熟知的用于对混合气形成、喷射、转矩协调器、运行协调器进行调节的功能。

与传感器的连接在此能够以有线的方式、比如通过Can域网（Can Area Network）来进行。此外，所述控制器112承担驾驶功能、像比如起停场景和/或滑行运行，其中所述控制器112借助于运行参量、像比如驾驶员期望信息、转速要求和/或负载要求来决定，对于所要求的驾驶员期望来说是执行所述内燃机101与电机102的共同运行还是执行纯粹的电驱动。

所述内燃发动机10的废气11沿着废气通道21被导引穿过废气后处理系统20。

如此限定了所述废气11的流动方向，使得燃烧的废气11在内燃发动机10的下游朝着排气管23的出口的方向流动并且离开该出口。在此，所述废气11经过布置在所述废气通道21中的废气传感器、催化器和其他构件。

沿着废气通道21，在所述内燃发动机10的下游在废气通道21中布置有第一催化器23并且接下来布置有第二催化器25。

在所述内燃发动机10的下游并且在所述第一催化器23的上游，在所述废气通道21中布置有第一废气传感器22。在所述第一催化器23的下游并且在所述第二催化器25的上游布置有第二废气传感器24。

此外，在所述第二催化器25的下游并且在所述排气管23的出口的上游，在所述废气通道21中布置有第三废气传感器26。

在本实施例中，此外在所述第一催化器23的下游并且在所述第二催化器24的上游，环境空气-输入管路27被连接到所述废气通道21上。

通过所述环境空气-输入管路27，能够向所述废气通道21输送二次空气12、尤其是在环境空气中所包含的氧气。为此，装置27能够被连接到所述环境空气-输入管路27上。

所述装置27在此能够例如被构造为鼓风机、二次空气泵、废气燃烧器的鼓风机或者被构造为以下装置，用所述装置能够受控制地或者主动地将环境空气12引入到废气通道21中。优选地，所述装置27能够主动地将环境空气引入到废气通道21中，从而沿着废气11的流动方向用环境空气对所述废气通道21进行溢流。

在一种作为替代方案的设计方案中，所述装置27也能够被构造为调整机构，其中该调整机构能够打开和关闭并且由此能够将环境空气引入到废气通道21中。

在一种特殊的设计方案中，所述装置27也能够在废气通道21中反向于废气11的正常的流动方向产生相反的流动。这比如能够通过鼓风机或者二次空气泵来执行，其中所述鼓风机能够如此构造，使得所述鼓风机能够将环境空气主动地吹入到废气通道21中或者将环境空气从废气通道21中吸走。由此，会在所述排气管23的出口的上游抽吸环境空气12并且一直抽吸至装置27。

连续地或者时间离散地由所述控制器100接收所述第一、第二和第三废气传感器22、24、27的信号并且将其存储。

在图2中示出了用于对内燃发动机10的至少一个布置在废气通道21中的废气传感器21、24、26进行诊断的方法的示例性的第一流程，其中在第一步骤200中检查用于所述方法的许可条件。如果用于内燃发动机10的运行协调器发现用于内燃发动机10的切断要求，其中所述内燃发动机10不提供废气质量流，则给予用于进行诊断的方法的许可。这些运行状态优选通过内燃发动机10的已知的运行参量、像比如驾驶员期望信息、空气质量流、废气质量流、废气温度、转速要求和/或负载要求来测定。

所述控制器100在此如此构造，从而借助于在所述控制器100上运行的运行协调器来识别所述内燃发动机10的运行状态。在一种作为替代方案的设计方案中，也能够通过所述诊断来要求用于所述内燃发动机的切断过程。如果存在用于所述内燃发动机10的所要求的关停过程的许可，则在步骤210中继续所述方法。

在步骤210中随着来自步骤200的所给予的许可由所述控制器100来如此操控所述装置27，从而主动地将环境空气引入到所述废气通道21中。所述装置27在此能够优选是鼓风机、二次空气泵、废气燃烧器的鼓风机。根据要对哪个废气传感器进行诊断，比如能够可适用地在所述控制器100中保存，所述装置27是应该将环境空气吹入还是抽吸到废气通道21中，以便能够尽快地用环境空气执行对于所述废气通道21或者围绕着有待诊断的废气传感器的环境的溢流。在一种有利的设计方案中，随着通过控制器100对所述装置27进行的激活，要等候能预先给定的持续时间Δt，其中所述能预先给定的持续时间Δt优选在用于所述方法的应用阶段中测定并且被保存在控制器100中。这个能预先给定的持续时间Δt比如能够针对废气传感器在废气通道21中的每个安装位置通过模型来测定，其中所述模型测定，自何时起在有待诊断的废气传感器处存在足够的环境空气，从而在那里再也不存在或者几乎不存在废气或者不存在废气份额。所述持续时间Δt的等候在此具有以下背景，即在有待诊断的废气传感器处存在足够的用于对至少一个废气传感器进行稳健的诊断的环境空气并且不再能够测定像比如NOx、NH3、H2的废气份额或者废气份额的太高的浓度。

在另一种实施例中局限于用于所述第二废气传感器24的诊断。但是，所述方法能够在不局限于废气通道的21中的、在环境空气-输入管路27的下游或上游安装的废气传感器22、24、26的情况下运用。随后在步骤220中继续所述方法。

在步骤220中开始用于所述第二废气传感器24的诊断。在以下实例中，所述第二废气传感器24被构造为NOx传感器24，该NOx传感器连续地或者时间离散地将当前的NOx浓度NOx

随着对于所述NOx传感器24的诊断的开始，在能预先给定的时间里由所述控制器100接收NOx浓度NOx

随后将当前的NOx浓度NOx

所述比较优选作为参考NOx浓度NOx

如果所述第一差D

在一种特殊的设计方案中，对于所述NOx传感器24的诊断通过多个行驶周期并且/或者通过多次用于对NOx传感器24进行诊断的许可来执行。为此，将来自各个行驶周期和/或许可的分析作为中间值或者中间结果存储在控制器100 中并且随后能够对其进行分析。

随后能够在步骤200中从头开始或结束所述方法。

在图3中示出了用于对内燃发动机10的至少一个布置在废气通道21中的废气传感器21、24、26进行诊断的方法的示例性的第二流程，其中在第一步骤300中检查用于所述方法的许可条件。如果用于所述内燃发动机10的运行协调器发现用于内燃发动机10的切断条件，其中所述内燃发动机10不提供废气质量流，则给予用于进行诊断的方法的许可。这些运行状态优选通过所述内燃发动机10的已知的运行参量、像比如驾驶员期望信息、空气质量流、废气质量流、废气温度、转速要求和/或负载要求来测定。

所述控制器100在此如此构造，从而借助于在所述控制器100上运行的运行协调器来识别所述内燃发动机10的运行状态。在一种作为替代方案的设计方案中，也能够通过所述诊断来要求用于内燃发动机的切断过程。如果存在用于所述内燃发动机10的所要求的关停过程的许可，则在步骤310中继续所述方法。

在步骤310中随着来自步骤300的所给予的许可由所述控制器100来如此操控所述装置27，从而主动地将环境空气引入到废气通道21中。所述装置27在此能够优选是鼓风机、二次空气泵、废气燃烧器的鼓风机。根据要对哪个废气传感器进行诊断，比如能够可适用地在所述控制器100中保存，所述装置27是应该将环境空气吹入还是抽吸到废气通道21中，以便能够尽快地用环境空气执行对于所述废气通道21或者围绕着有待诊断的废气传感器的环境的溢流。在一种有利的设计方案中，随着通过控制器100对所述装置27进行的激活，要等候能预先给定的持续时间Δt，其中所述能预先给定的持续时间Δt优选在用于所述方法的应用阶段中测定并且被保存在控制器100中。这个能预先给定的持续时间Δt比如能够针对废气传感器在废气通道21中的每个安装位置通过模型来测定，其中所述模型测定，自何时起在有待诊断的废气传感器处存在足够的环境空气，从而在那里再也不存在或者几乎不存在废气或者不存在废气份额。所述持续时间Δt的等候在此具有以下背景，即在有待诊断的废气传感器处存在足够的用于对至少一个废气传感器进行稳健的诊断的环境空气并且不再能够测定像比如NOx、NH3、H2的废气份额或者废气份额的太高的浓度。

在另一种实施例中局限于用于所述第二废气传感器24的诊断。但是，所述方法能够在不局限于废气通道的21中的、在环境空气-输入管路27的下游或上游安装的废气传感器22、24、26的情况下运用。随后在步骤320中继续所述方法。

在步骤320中开始用于所述第二废气传感器24的诊断。在以下实例中，所述第二废气传感器24被构造为氧传感器24，该氧传感器连续地或者时间离散地将当前的氧气浓度O2

随着对于所述氧传感器24的诊断的开始，在能预先给定的时间里由所述控制器100接收当前的氧气浓度O2

随后将所述当前的氧气浓度O2

所述比较优选作为参考-氧气浓度O2

如果所述第二差D

在一种特殊的设计方案中，对于所述氧气传感器24的诊断通过多个行驶周期并且/或者通过多次用于对氧气传感器24进行诊断的许可来执行。为此，将来自各个行驶周期和/或许可的分析作为中间值或者中间结果保存在控制器100 中并且随后能够对其进行分析。

随后能够在步骤300中从头开始或结束所述方法。