[发明专利]用于在内燃机运行时识别不同的废气探针故障的方法和装置

说明书

本发明涉及用于使得内燃机工作的方法和装置，该内燃机带有在内燃机排气道上设置在废气催化器上游或者设置在废气催化器中的废气探针，废气探针的测量信号表明流过它的废气的剩余氧气含量。

针对其中设有内燃机的汽车的允许的有害物质排放，日益严格的法律规定要求在内燃机运行时的有害物质排放保持得尽可能小。这一方面可以采取如下措施来实现：减小在内燃机的相应气缸中在空气/燃油混合物燃烧期间产生的有害物质排放。另一方面，在内燃机中采用废气后处理系统，其把在相应气缸中在空气/燃油混合物的燃烧过程期间产生的有害物质排放物转变成无害物质。为此使用废气催化器，其把一氧化碳、碳氢化合物和氧化氮转变为无害物质。无论有针对性地影响在燃烧期间产生有害物质排放，还是利用废气催化器高效地转变有害物质组分，其前提都是非常精确地调节相应气缸中的空气/燃油比例。此外，在与有害物质相关的组件的诊断方面存在日益严格的规定。例如设置在废气催化器上游或者设置在其中的废气探针也是如此。废气探针可能会出现例如因污染或探针上的沉积而引起的故障特性。废气探针故障会导致响应特性明显缓慢，或者也会导致无效时间明显改变。在这种情况下，若不采取其它措施，就会加剧有害物质排放到外界。

本发明的目的在于，提出用于使得内燃机运行的方法和装置，该方法或者该装置有助于内燃机的可靠的低排放的运行。

所述目的通过独立权利要求的特征得以实现。有利的改进在从属权利要求中给出。

本发明的特点还有用于使得内燃机运行的方法和对应的装置，该内燃机带有在内燃机排气道中设置在废气催化器上游或者设置在废气催化器中的废气探针，废气探针的测量信号表明流过它的废气的剩余氧气含量。

对空气系数施加以规定的强制激励，其作为λ控制器给定值的基础。根据废气探针的测量信号和λ控制器的给定值来求取λ控制器的调节信号。

在规定的诊断运行中，借助规定的诊断功能来获知废气探针是否存在探针故障。由此借助诊断功能来获知探针是否无误地工作，或者通常是否存在有探针故障。

如果识别到了探针故障，就在诊断运行中在时间上与λ控制器的给定值曲线的边沿相关地检测废气探针的测量信号值作为起始值，经过规定的第一时间段之后检测废气探针的测量信号的当前值作为终止值。根据起始值和终止值来获知是否存在滤波器故障或废气探针的无效时间故障。第一时间段经过适当设定，使得在滤波器故障的情况下终止值和起始值的相应差与在无效时间故障情况下终止值与起始值的相应差相差规定的差值。

通过这种方式可以简单地把滤波器故障与无效时间故障区分开。在无效时间故障情况下，废气探针的响应特性相比于标定的废气探针具有至少规定的增加的无效时间，标定的废气探针例如是基准探针。在滤波器故障情况下，废气探针的响应特性至少规定地延迟，特别是在增大的时间常数意义下延迟，确切地说，相比于标定的废气探针有所延迟。采用该设计的做法可以简单地在滤波器故障与无效时间故障之间进行这种区分，然后相应地告知相应的故障类型，或者存储在故障存储器中，或者也可以用于后续调整内燃机的运行。

根据其有利的设计，规定的诊断功能包括：在时间上与λ控制器的给定值曲线的边沿相关地检测废气探针的测量信号值作为诊断功能的起始值，经过规定的第二时间段之后检测测量信号的当前值作为诊断功能的终止值。第一时间段设定得比第二时间段短。根据诊断功能的起始值和终止值识别到或者未识别到存在探针故障。

根据另一种有利的设计，强制激励的幅度被设定得在诊断运行期间大于在诊断运行之外。通过这种方式可以简单地特别是针对无效时间故障与滤波器故障之间的差异进行特别可靠的诊断。

根据另一种有利的设计，在识别到传感器故障时，在识别出无效时间故障的情况下，激活用于λ控制器的配设的无效时间故障控制参数组，而在识别出滤波器故障的情况下，激活用于λ控制器的配设的滤波器故障控制参数组和/或滤波器模型参数组。通过这种方式，在两种情况下都能在相应故障方面最佳地使得λ控制器运行或λ控制运行，由此特别是在两种故障情况下分别保证有害物质排放尽可能小。

下面参照示意图详述本发明的实施例。其中：

图1示出内燃机的排气道和配设的控制装置；

图2为特别是在控制装置中构造的λ控制器的方框图；

图3为程序流程图；

图4示出所绘制的关于时间的第一信号曲线；和

图5示出所绘制的关于时间的第二信号曲线。

相同构造或功能的部件在这些附图中一致地标有相同的附图标记。