專利名稱：用于診斷一種用于單個氣缸λ－調節(jié)的λ－探頭的動態(tài)特性的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及分別按照每個獨立權利要求的前序部分所述的、用來診斷λ-探頭對于單個氣缸的λ-調節(jié)的動態(tài)特性的方法和裝置。
結合一種觸媒的λ-調節(jié)目前是汽油發(fā)動機的最有效的廢氣凈化處理方法。與當前可用的點火和噴油系統(tǒng)共同作用才能達到低的廢氣值。在多數國家立法者甚至規(guī)定了發(fā)動機廢氣的極限值。
使用三通式的或者擇優(yōu)的觸媒是特別有效的。這種類型的觸媒的特性是若發(fā)動機在λ＝1、化學計量的空氣-燃油比例周圍大約1％的范圍里運行時，使碳氫化合物、一氧化碳和氮氧化物降低，直至多于98％。λ表明了，實際存在的空氣-燃油混合物與值λ＝1偏差多大，該值對應于一個用于充分燃燒理論上所必要的、14.7kg空氣與1kg汽油的質量比，也就是說入是輸入空氣質量和理論需要空氣之比。
在λ-調節(jié)時原則上總是測量廢氣并根據測量結果例如借助于噴油系統(tǒng)立即校正輸入的燃油量。作為測量探頭此處應用了一種λ-探頭，它可以測量λ＝1附近的連續(xù)的λ-信號并因而提供一個信號，此信號表明了混合氣體比λ＝1含油更多或還是不足。
這種λ-探頭的作用按本身就眾所周知的方式建立在帶有一個固體電解質的一種電流氧氣濃度電池的原理的基礎上。
此外還已知使用了一種單個氣缸的λ-調節(jié)來改善廢氣，如果所述λ-探頭由于其動態(tài)特性而能夠跟蹤在探頭裝入處廢氣流里的λ-波動的話，這種波動是由單個氣缸的λ-差別而引起的。
通過對來自λ-探頭的信號進行時間次序上的高分辨率的分析處理，可以由總的λ-信號推斷出將其廢氣輸送給探頭裝入位置的單個發(fā)動機氣缸的λ。因而可以對單個氣缸的λ-差進行校正，并因此改善廢氣結果，然而至少是改善廢氣穩(wěn)定性。
新的狀態(tài)時一個λ-探頭的動態(tài)特性在所選擇的工作范圍內大多數是足夠的。但是如果探頭的動態(tài)性能發(fā)生了變化，從而無法解算出單個氣缸的λ-值—這是由于探頭的反應時間加長了—那么λ-調節(jié)就并不參與地起作用，盡管在廢氣里事實上存在有λ的波動。探頭動力減少的原因例如是探頭保護管開口的變窄，或者由于沉積使確定功能的固體電解質的傳感器陶瓷零部件發(fā)生污染。對于寬帶探頭來說，另外還要考慮到對于那里已有擴散屏障的污染。在最不利的情況下一個不起作用的單個氣缸的λ-調節(jié)導致違反所述的、由立法者提出的廢氣極限值。在這種情況下必須例如借助于一個控制燈來顯示λ-探頭的動態(tài)特性的變化。
因而本發(fā)明的任務是提出一種開頭所列種類的方法和一種裝置，這種裝置可以用來可靠地診斷考慮到單個氣缸的λ-調節(jié)的一種λ-探頭的動態(tài)特性。
該項任務在用于診斷上面所列型式動態(tài)特性的一種方法和裝置中通過各自的獨立權利要求的特征來解決。
按本發(fā)明的方法特別規(guī)定，檢測λ-調節(jié)的至少一個調節(jié)參數，并與一個可預定的最大閾值進行比較，并當超過該最大閾值時所述λ-探頭的動態(tài)特性考慮到對單個氣缸的λ-調節(jié)的可使用性被評定為不夠。
λ-探頭的動態(tài)特性在第一種按照本發(fā)明的變型中借助于單個氣缸調節(jié)本身來進行檢測。在這種情況下的構思是各個單氣缸調整器的工作方式在動態(tài)特性不夠時是有差異的，而且所屬的調節(jié)參數、也就是說一個或多個調節(jié)參數超過一個可預定的最大閾值。
在第二種按照本發(fā)明的變型中借助于一種測試功能、也就是說借助于一種引入的干擾或者對現實的λ值的失調來檢測λ-探頭的動態(tài)特性。所述測試功能可以一次性地、短時周期性地或者事件可控制地進行。
若調節(jié)器是有效的而且每個調節(jié)參數的值超過可預定值，或者調節(jié)參數由于其構造而根本不能再被加大的話，那么例如就可能超過了一個單個氣缸的調節(jié)器的可預定的最大閾值。在這種情況下λ-探頭的動態(tài)特性考慮到單個氣缸的λ-調節(jié)的可用性而被認為不夠。
本發(fā)明此外還涉及一種診斷裝置，它按照本發(fā)明的方法而工作。
以下參照附圖
根據一個實施例還要對本發(fā)明進行詳細說明，由此實施例得出了本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點。唯一的附圖以一個流程圖表示了按照本發(fā)明的診斷方法的一種優(yōu)選的方案。
以下按附圖所描述的診斷路線用于識別一種汽油發(fā)動機的一個λ-探頭的可用性或者說不可用性，該路線最好只是在具有各個調節(jié)器的單氣缸調節(jié)裝置為有效時才進行。根據策略不同使以下所描述的測試功能一次性地或多次地進行，并只是在測試功能有效期間對測試結果進行分析處理。
在所述路線開始10之后首先在20中檢測發(fā)動機轉速和/或發(fā)動機載荷和/或廢氣流量。根據這些數據在步驟30里確定發(fā)動機究竟是否處于一種適合于單氣缸調節(jié)以及因此適合于識別λ-探頭的動態(tài)特性的工作狀態(tài)。如果不是這樣的話，那么成回環(huán)形狀又退回到路線的開始。否則就在40中監(jiān)測各個調節(jié)器的調節(jié)參數，并在檢測調節(jié)參數之后再在50中檢測是否至少一個調節(jié)參數的大小超過了一個可預定的最大閾值。若不是這樣的話，那就返回至步驟40，必要時包括有一個延遲級60。
若各個調節(jié)器的一個或多個調節(jié)參數值大于一個預定的最大閾值，那就規(guī)定λ-探頭的動態(tài)特性不夠。
在下一個步驟70里檢驗是否有一個適合于使測試動能有效的時刻。如果沒有的話，那就在一個回環(huán)里重復這種檢驗70，必要時包括一個延遲級。
否則的話就開始測試路線在80中將各個調節(jié)器的調節(jié)參數的當前值暫存起來。然后在90中在當前求出的λ-值上接入一個干擾作用，并在100中觀察或檢測各個調節(jié)器的調節(jié)參數。
接著在110中檢測所述調節(jié)器是否能夠控制干擾。若能夠控制，那么在120中在一定條件下就輸出一個正的信號，據此，探頭的動態(tài)情況是足夠的。否則的話就認為動態(tài)要求沒有滿足并在130中給出一個相應的負的信號。
最后在140中取消所述干擾，并用在150中所述暫存的值使各個調節(jié)器重新賦予初值。然后又接入一個干擾，如通過返回過程160所表示的那樣。
上面所述的過程或路線在一定條件下多次地進行，以便能夠使調節(jié)參數所謂“迭代”地或者逐步地實現優(yōu)化。
λ-探頭關于單氣缸調節(jié)的動態(tài)特性然后就借助于調節(jié)器函數本身和/或所描述的有效的測試功能來求出。在一種適合的行駛狀況下由于單個氣缸的燃油測量變化了先前所規(guī)定的量x，從而有目標地使一個氣缸的λ不協(xié)調。在有效的單個氣缸調節(jié)時，這種氣缸的不協(xié)調必須表示為附加的偏置，其大小大致與單個氣缸調節(jié)的屬于它的單氣缸調節(jié)參數中的不協(xié)調相同。若得到的調節(jié)參數的變化只達到所激勵的氣缸不協(xié)調的一個部分y，那么這就意味著λ-探頭由于動力情況的減小不再可能全面地跟蹤單個氣缸的波動。若部分y低于一個可預定閾值z，也就是說對廢氣來說關系重大的剩余誤差x-z不能再調整，那么必須輸出一個誤差信號。所產生的廢氣的缺點在這種情況下就并不重要了。
若是一種合格檢驗、也就是說單個氣缸的λ-調節(jié)的探頭動力學情況認為是足夠的-因為可以使所述不協(xié)調完全地或者幾乎完全地調整，那么由于所述的測試功能就并不產生廢氣損害。此外在結束之后進行一個檢驗，如前面所述的，使氣缸的不協(xié)調退回至起始狀態(tài)。
必須要說明λ-探頭的動態(tài)特性的一種例如檢測到的變化對于發(fā)動機控制的分析處理λ-探頭信號的其余功能并不是至關重要的，因此可以分開來對它們進行監(jiān)測。
本發(fā)明或者可以作為硬件或者以一種控制程序的形式作為發(fā)動機控制系統(tǒng)的一部分來實現。
權利要求
1.用于診斷一個λ-探頭的動態(tài)特性的方法，這種探頭臨時地運用于單個氣缸的λ-調節(jié)，其特征在于，檢測λ-調節(jié)的至少一個調節(jié)參數，并與一個可預定的最大閾值進行比較，并在超過該最大閾值時，λ-探頭的動態(tài)特性鑒于對單個氣缸的λ-調節(jié)的可用性被評定為不足夠。
2.按權利要求1所述的方法，其特征在于，至少一個氣缸的λ-值相差一個可預定值地進行不協(xié)調，并且檢驗所述相差可預定值的不協(xié)調是否反映為λ-調節(jié)的各自調節(jié)器的調節(jié)參數中的偏置或者系數。
3.按權利要求2所述的方法，其特征在于，檢驗在不協(xié)調和偏置之間的差值或該差值的絕對值是否小于所述可預定的最大閾值。
4.按權利要求2或3所述的方法，其特征在于，λ-值由于單個氣缸的燃油測量的變化而不協(xié)調。
5.按權利要求2至4中任意一項所述的方法，其特征在于以下步驟識別單個氣缸的λ-調節(jié)的一個適合的工作范圍；監(jiān)測各個λ-調節(jié)器的調節(jié)參數，如果有一個或多個調節(jié)參數的值超過了其最大值的話，進行以下步驟；識別用于實施以下步驟的一個合適的時刻；對各個λ-調節(jié)器的調節(jié)參數進行暫存；至少一個氣缸的λ-值相差所述可預定值地進行不協(xié)調；觀察各個λ-調節(jié)器的調節(jié)參數；確定λ-調節(jié)器是否能夠補償λ值的不協(xié)調，而且如果λ-調節(jié)器對此能夠的話，那么不協(xié)調就反饋，而且用暫存的調節(jié)參數使各個λ-調節(jié)器重新賦予初值，否則就輸出故障信號。
6.用于實施按照上述權利要求中任意一項所述的方法的診斷裝置。
全文摘要
在一種用來診斷一種至少臨時應用于單個氣缸的λ－調節(jié)的λ－探頭的動態(tài)特性的方法中，按照本發(fā)明規(guī)定檢測λ－調節(jié)的至少一個調節(jié)參數，并與一個可預先規(guī)定的最大閾值進行比較，并且當超過最大閾值時，所述λ－探頭的動態(tài)特性鑒于對單個氣缸的λ－調節(jié)的可用性被評定為不夠。
文檔編號F02D41/34GK1692218SQ200380100420
公開日2005年11月2日 申請日期2003年12月19日 優(yōu)先權日2002年12月23日
發(fā)明者A·科林, R·戴伯特, M·戴茨, E·施奈貝爾 申請人:羅伯特-博希股份公司, 大眾汽車有限公司