用于校正傳感器元件的測量值的方法
【專利摘要】用于校正傳感器元件的測量值的方法，其中該傳感器元件在重復執(zhí)行的測量周期期間為了執(zhí)行不同的測量以及為了調(diào)整出不同的運行狀態(tài)而通過電路裝置在相繼的開關位置中按照預定的順序周期性地交替電接線，其中重復地執(zhí)行至少一次用于在預定的開關位置處確定測量周期內(nèi)的測量值的測量，并且由此確定在所述預定的開關位置處的單測量值，以及其中根據(jù)這些單測量值確定所述測量值。規(guī)定依據(jù)相應的開關位置來校正所述單測量值。由于在不同的開關狀態(tài)之間的切換是周期性進行的，因此對測量的影響也是周期性的并且由此按照一定的方式是系統(tǒng)性和決定性的。通過測量周期內(nèi)的開關位置，傳感器元件的在單測量之前的運行狀態(tài)是已知的并由此通過在前的接線對單測量值的影響也是已知的。對應地可以校正單測量值。這在沒有如在常規(guī)濾波器中大多出現(xiàn)的動態(tài)性損失的情況下進行。通過校正單測量值，還校正了根據(jù)單測量值確定的測量值。
【專利說明】用于校正傳感器元件的測量值的方法
【技術領域】
[0001]用于校正傳感器元件的測量值的方法，其中該傳感器元件在重復執(zhí)行的測量周期期間為了執(zhí)行不同的測量以及為了調(diào)整出不同的運行狀態(tài)而通過電路裝置在相繼的開關位置中按照預定的順序周期性地交替電接線，其中重復地執(zhí)行至少一次用于在預定的開關位置處確定一個測量周期內(nèi)的測量值的測量，并且由此確定在所述預定的開關位置處的單測量值，以及其中根據(jù)這些單測量值確定所述測量值。
【背景技術】
[0002]傳感器元件一般通過外部測量系統(tǒng)被電接線。在此通常規(guī)定該測量系統(tǒng)通過不同的開關狀態(tài)在傳感器元件的不同的測量與運行狀態(tài)之間切換。該切換可以按照預定的順序周期性地進行，使得開關狀態(tài)總是在測量周期的相同的一個或多個開關位置處被調(diào)整出。
[0003]在理想情況下相繼的測量和運行狀態(tài)不會相互影響。但是實際上可能出現(xiàn)的是:測量通過事先調(diào)整出的運行狀態(tài)(例如由于傳感器元件中的極化效應)而失真。由此測量的失真取決于事先調(diào)整出的運行狀態(tài)，并且由此取決于在測量周期內(nèi)執(zhí)行測量時所處的開關位置。
[0004]其上設置了這樣的周期性交替接線的傳感器元件例如是被用于監(jiān)視內(nèi)燃機的廢氣組成是否遵守邊界值的寬帶lambda探測器。這樣的廢氣傳感器的正確功能以及尤其是還有所述廢氣傳感器的防老化能力強烈地取決于所述廢氣傳感器的電子接線。這樣的接線的功能塊例如在文獻DE 10 2006 061 565 Al中加以描述。
[0005]在本 申請人:的文獻DE 10 2008 001697 Al中描述了一種改善的接線，這種接線允許除了廢氣傳感器的運行之外還檢測關于在那里被用作廢氣傳感器的寬帶lambda探測器的運行狀態(tài)的信息，存儲所述信息并且經(jīng)由數(shù)字接口轉(zhuǎn)發(fā)給上級發(fā)動機控制裝置。該布置使得可以診斷接線和寬帶lambda探測器之間的電纜連接是否短路和中斷以及診斷所述電纜連接是否遵守在連接端處容許的電壓。廢氣檢測器的運行準備可以被探測到并且該廢氣檢測器的電極極化和老化可以被連續(xù)監(jiān)視。為了執(zhí)行這些測量并且為了調(diào)整出不同的運行狀態(tài)，以控制電子電路的相繼的開關狀態(tài)來不同地對寬帶lambda探測器進行電接線并且對應地對寬帶lambda探測器施加不同的電負載。在此可能通過以前的開關狀態(tài)影響測量。例如，一種開關狀態(tài)可能導致寬帶lambda探測器的能斯脫單元的不期望極化，該不期望極化在隨后的開關狀態(tài)中導致該能斯脫單元處的能斯脫電壓測量值的失真。如果周期性地選擇開關狀態(tài)，則對測量值的影響也是周期性的。對這樣的測量誤差的校正目前大多通過低通濾波器進行，但是由此減小了信號動態(tài)性。
[0006]本發(fā)明的任務是提供一種方法，該方法使得可以校正周期性交替接線的傳感器元件的測量值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的任務通過以下方式解決，即依據(jù)相應的開關位置來校正單測量值。由于在不同的開關狀態(tài)之間的切換是周期性進行的，因此對測量的影響也是周期性的并且由此按照一定的方式是系統(tǒng)性和決定性的。通過測量周期內(nèi)的開關位置，傳感器元件的在單測量之前的運行狀態(tài)是已知的并由此通過在前的接線對單測量值的影響也是已知的。對應地可以依據(jù)測量周期內(nèi)的開關位置校正單測量值。根據(jù)現(xiàn)有技術用于校正關于所有開關位置的測量值的低通濾波器可能導致動態(tài)性損失，而在本發(fā)明的方法中這種情況不會出現(xiàn)。通過校正單測量值，還校正了根據(jù)單測量值確定的測量值。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的特別優(yōu)選的擴展變型，可以規(guī)定:在第一階段中求得測量值的近似值，在學習階段中依據(jù)測量周期內(nèi)的相應開關位置確定單測量值與近似值的偏差，根據(jù)所述偏差確定用于校正針對不同開關位置的單測量值的校正值，并且在應用階段中利用與相應開關位置關聯(lián)的校正值來校正單測量值。因此針對單測量值的校正值在學習階段中被依據(jù)開關位置得到學習并且例如可以被存儲在非易失數(shù)據(jù)存儲器中，從而在重新啟動內(nèi)燃機時這些校正值就已經(jīng)為了校正而存在。然后在應用階段中利用針對相應的開關位置得到學習的校正值來實際校正單測量值。
[0009]求得取決于開關位置的校正值的前提是:為了確定單測量值與測量值的近似值的偏差該近似值是已知的。因此可以規(guī)定:在第一階段中將近似值作為在一個測量周期期間或在多個測量周期期間的單測量值的平均值來形成。
[0010]對單測量值以及由此對測量值的校正精度可以通過以下方式加以改善:在應用階段中用于相應開關位置的校正值作為在多個測量周期中針對相應開關位置確定的校正值的平均值或平滑的平均值來形成。在此情況下，該平均值形成或平滑的平均值形成可以按照低通濾波的形式針對每個校正值單獨實施。
[0011]如果規(guī)定:第一階段、學習階段以及應用階段在時間上并行進行，則可以對校正值進行永久匹配。因此為了校正單測量值使用一直更新的校正值。
[0012]對寬帶lambda探測器的泵電流校正的進一步改善可以通過以下方式來實現(xiàn)，gp依據(jù)內(nèi)燃機的運行參數(shù)來校正寬帶lambda探測器的泵電流并且接著對泵電流的單測量值進行校正。
[0013]對寬帶lambda探測器的泵電流的壓力依賴性和由此轉(zhuǎn)速依賴性的考慮導致測量信號的明顯平滑。因此可以規(guī)定:作為內(nèi)燃機的運行參數(shù)使用內(nèi)燃機的轉(zhuǎn)速。
[0014]用于寬帶lambda探測器的泵單元的泵電流被如下調(diào)整，即在未通電的所屬能斯脫單元處出現(xiàn)的能斯脫電壓采取450mV的值。為了將該方法適用作燃燒空氣比Lambda的度量，通過單極電流脈沖在能斯脫單元處產(chǎn)生空氣參照。但是單極電流脈沖可能產(chǎn)生能斯脫單元的不期望極化，該不期望極化影響未通電能斯托單元的能斯脫電壓。如果在第一階段中在確定近似值時形成關于在以下開關位置期間的單測量值的平均值，在所述開關位置的情況下在前一開關位置中預計沒有能斯脫單元的極化，則泵電流的近似值特別靠近正確值。
[0015]該方法優(yōu)選可以被應用于校正寬帶lambda探測器的泵電流，以確定在內(nèi)燃機廢氣中的燃燒空氣比Lambda。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]下面借助在圖中示出的實施例詳細闡述本發(fā)明。[0017]圖1示出寬帶lambda探測器的泵電流的時間圖，
圖2示出在動態(tài)運行情況中泵電流的時間圖。
【具體實施方式】
[0018]圖1示出具有第一信號軸11和第一時間軸17的第一泵電流圖10。在第一泵電流圖10中示出來自用于運行具有泵單元和能斯脫單元的寬帶lambda探測器的電測量系統(tǒng)的信號。在該電測量系統(tǒng)中使用CJ135類型的ASIC，該ASIC在9.99毫秒的測量周期內(nèi)采取15個不同的開關狀態(tài)以實施測量和診斷功能。如果該測量系統(tǒng)在沒有本發(fā)明的校正功能的情況下運行，則在測量周期期間出現(xiàn)一組第一泵電流值12以及一組第二泵電流值13。在第一泵電流值12與第二泵電流值13之間出現(xiàn)差異的原因是在ASIC CJ135的若干開關狀態(tài)時出現(xiàn)的、寬帶lambda探測器的能斯脫單元的極化。
[0019]根據(jù)本發(fā)明，由第一泵電流值12和第二泵電流值13來形成泵電流的近似值。根據(jù)第一泵電流值12和第二泵電流值13與近似值的偏差，形成在第一泵電流圖10中被繪制為第一校正值15和第二校正值16的校正值。從而總共形成15個校正值，對ASIC CJ135的每個開關狀態(tài)有一個校正值。在此對每單個校正值借助低通濾波器關于多個測量周期形成平滑平均值，該平滑平均值被存放在非易失數(shù)據(jù)存儲器中。第一泵電流值12和第二泵電流值13被利用來自第一校正值15和第二校正值16的分別所屬值加以校正，并且根據(jù)本發(fā)明形成經(jīng)校正的泵電流值14。
[0020]圖2在第二泵電流圖20中示出針對內(nèi)燃機的動態(tài)運行情況的信號變化曲線。沿著第二時間軸26在第二信號軸21上示出沒有校正的第一泵電流變化曲線22以及具有本發(fā)明校正的第二泵電流變化曲線23。在此，第一泵電流變化曲線22在第二時間軸26的中間區(qū)域中覆蓋第一泵電流區(qū)域25，該第一泵電流區(qū)域從最下面暗色顯示的值一直到達最上面暗色顯示的值。通過應用本發(fā)明的校正，將第一泵電流區(qū)域25限制到第二泵電流區(qū)域24上，該第二泵電流區(qū)域的值在第二泵電流圖20中明亮地疊加在第一泵電流區(qū)域25的暗色顯示的值的前景中。可以看出，通過本發(fā)明的方法改善了在確定所需要的泵電流時的精度。對該方法的進一步改善可以通過以下方式實現(xiàn)，即考慮內(nèi)燃機的廢氣通道中的壓力差異會影響泵電流。所述壓力差異可以通過依據(jù)內(nèi)燃機的轉(zhuǎn)速校正泵電流值來加以考慮。
【權利要求】
1.用于校正傳感器元件的測量值的方法，其中該傳感器元件在重復執(zhí)行的測量周期期間為了執(zhí)行不同的測量以及為了調(diào)整出不同的運行狀態(tài)而通過電路裝置在相繼的開關位置中按照預定的順序周期性地交替電接線，其中重復地執(zhí)行至少一次用于在預定的開關位置處確定測量周期內(nèi)的測量值的測量，并且由此確定在所述預定的開關位置處的單測量值，以及其中根據(jù)這些單測量值確定所述測量值，其特征在于，依據(jù)相應的開關位置來校正所述單測量值。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，在第一階段中求得所述測量值的近似值，在學習階段中依據(jù)所述測量周期內(nèi)的開關位置確定單測量值與近似值的偏差，并且根據(jù)所述偏差確定用于校正針對不同開關位置的單測量值的校正值，并且在應用階段中利用與相應開關位置關聯(lián)的校正值來校正單測量值。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的方法，其特征在于，在第一階段中將近似值作為在一個測量周期期間或在多個測量周期期間的單測量值的平均值來形成。
4.根據(jù)權利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，在應用階段中用于相應開關位置的校正值作為在多個測量周期中針對相應開關位置確定的校正值的平均值或平滑的平均值來形成。
5.根據(jù)權利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，第一階段、學習階段以及應用階段在時間上并行地進行。
6.根據(jù)權利要求1至5之一所述的方法，其特征在于，依據(jù)內(nèi)燃機的運行參數(shù)來校正寬帶lambda探測器的泵電流并且接著對泵電流的單測量值進行校正。
7.根據(jù)權利要求6所述的方法，其特征在于，作為內(nèi)燃機的運行參數(shù)使用內(nèi)燃機的轉(zhuǎn)速。
8.根據(jù)前述權利要求之一所述的用于校正具有泵單元和能斯脫單元的寬帶lambda探測器的泵電流的方法，其特征在于，在第一階段中在確定近似值時形成關于在以下開關位置期間的單測量值的平均值，在所述開關位置的情況下在前一開關位置中預計沒有能斯脫單元的極化。
9.根據(jù)前述權利要求之一所述的用于校正寬帶lambda探測器的泵電流的方法對確定在內(nèi)燃機廢氣中的燃燒空氣比Lambda的應用。
【文檔編號】G01N27/406GK103917864SQ201280055111
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2012年9月13日 優(yōu)先權日:2011年11月11日
【發(fā)明者】B.萊德曼, U.貝爾茨納, T.斯泰納特 申請人:羅伯特·博世有限公司