专利名称：用于诊断一种用于单个气缸λ－调节的λ－探头的动态特性的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及分别按照每个独立权利要求的前序部分所述的、用来诊断λ-探头对于单个气缸的λ-调节的动态特性的方法和装置。
结合一种触媒的λ-调节目前是汽油发动机的最有效的废气净化处理方法。与当前可用的点火和喷油系统共同作用才能达到低的废气值。在多数国家立法者甚至规定了发动机废气的极限值。
使用三通式的或者择优的触媒是特别有效的。这种类型的触媒的特性是若发动机在λ＝1、化学计量的空气-燃油比例周围大约1％的范围里运行时，使碳氢化合物、一氧化碳和氮氧化物降低，直至多于98％。λ表明了，实际存在的空气-燃油混合物与值λ＝1偏差多大，该值对应于一个用于充分燃烧理论上所必要的、14.7kg空气与1kg汽油的质量比，也就是说入是输入空气质量和理论需要空气之比。
在λ-调节时原则上总是测量废气并根据测量结果例如借助于喷油系统立即校正输入的燃油量。作为测量探头此处应用了一种λ-探头，它可以测量λ＝1附近的连续的λ-信号并因而提供一个信号，此信号表明了混合气体比λ＝1含油更多或还是不足。
这种λ-探头的作用按本身就众所周知的方式建立在带有一个固体电解质的一种电流氧气浓度电池的原理的基础上。
此外还已知使用了一种单个气缸的λ-调节来改善废气，如果所述λ-探头由于其动态特性而能够跟踪在探头装入处废气流里的λ-波动的话，这种波动是由单个气缸的λ-差别而引起的。
通过对来自λ-探头的信号进行时间次序上的高分辨率的分析处理，可以由总的λ-信号推断出将其废气输送给探头装入位置的单个发动机气缸的λ。因而可以对单个气缸的λ-差进行校正，并因此改善废气结果，然而至少是改善废气稳定性。
新的状态时一个λ-探头的动态特性在所选择的工作范围内大多数是足够的。但是如果探头的动态性能发生了变化，从而无法解算出单个气缸的λ-值—这是由于探头的反应时间加长了—那么λ-调节就并不参与地起作用，尽管在废气里事实上存在有λ的波动。探头动力减少的原因例如是探头保护管开口的变窄，或者由于沉积使确定功能的固体电解质的传感器陶瓷零部件发生污染。对于宽带探头来说，另外还要考虑到对于那里已有扩散屏障的污染。在最不利的情况下一个不起作用的单个气缸的λ-调节导致违反所述的、由立法者提出的废气极限值。在这种情况下必须例如借助于一个控制灯来显示λ-探头的动态特性的变化。
因而本发明的任务是提出一种开头所列种类的方法和一种装置，这种装置可以用来可靠地诊断考虑到单个气缸的λ-调节的一种λ-探头的动态特性。
该项任务在用于诊断上面所列型式动态特性的一种方法和装置中通过各自的独立权利要求的特征来解决。
按本发明的方法特别规定，检测λ-调节的至少一个调节参数，并与一个可预定的最大阈值进行比较，并当超过该最大阈值时所述λ-探头的动态特性考虑到对单个气缸的λ-调节的可使用性被评定为不够。
λ-探头的动态特性在第一种按照本发明的变型中借助于单个气缸调节本身来进行检测。在这种情况下的构思是各个单气缸调整器的工作方式在动态特性不够时是有差异的，而且所属的调节参数、也就是说一个或多个调节参数超过一个可预定的最大阈值。
在第二种按照本发明的变型中借助于一种测试功能、也就是说借助于一种引入的干扰或者对现实的λ值的失调来检测λ-探头的动态特性。所述测试功能可以一次性地、短时周期性地或者事件可控制地进行。
若调节器是有效的而且每个调节参数的值超过可预定值，或者调节参数由于其构造而根本不能再被加大的话，那么例如就可能超过了一个单个气缸的调节器的可预定的最大阈值。在这种情况下λ-探头的动态特性考虑到单个气缸的λ-调节的可用性而被认为不够。
本发明此外还涉及一种诊断装置，它按照本发明的方法而工作。
以下参照附图
根据一个实施例还要对本发明进行详细说明，由此实施例得出了本发明的其它特征和优点。唯一的附图以一个流程图表示了按照本发明的诊断方法的一种优选的方案。
以下按附图所描述的诊断路线用于识别一种汽油发动机的一个λ-探头的可用性或者说不可用性，该路线最好只是在具有各个调节器的单气缸调节装置为有效时才进行。根据策略不同使以下所描述的测试功能一次性地或多次地进行，并只是在测试功能有效期间对测试结果进行分析处理。
在所述路线开始10之后首先在20中检测发动机转速和/或发动机载荷和/或废气流量。根据这些数据在步骤30里确定发动机究竟是否处于一种适合于单气缸调节以及因此适合于识别λ-探头的动态特性的工作状态。如果不是这样的话，那么成回环形状又退回到路线的开始。否则就在40中监测各个调节器的调节参数，并在检测调节参数之后再在50中检测是否至少一个调节参数的大小超过了一个可预定的最大阈值。若不是这样的话，那就返回至步骤40，必要时包括有一个延迟级60。
若各个调节器的一个或多个调节参数值大于一个预定的最大阈值，那就规定λ-探头的动态特性不够。
在下一个步骤70里检验是否有一个适合于使测试动能有效的时刻。如果没有的话，那就在一个回环里重复这种检验70，必要时包括一个延迟级。
否则的话就开始测试路线在80中将各个调节器的调节参数的当前值暂存起来。然后在90中在当前求出的λ-值上接入一个干扰作用，并在100中观察或检测各个调节器的调节参数。
接着在110中检测所述调节器是否能够控制干扰。若能够控制，那么在120中在一定条件下就输出一个正的信号，据此，探头的动态情况是足够的。否则的话就认为动态要求没有满足并在130中给出一个相应的负的信号。
最后在140中取消所述干扰，并用在150中所述暂存的值使各个调节器重新赋予初值。然后又接入一个干扰，如通过返回过程160所表示的那样。
上面所述的过程或路线在一定条件下多次地进行，以便能够使调节参数所谓“迭代”地或者逐步地实现优化。
λ-探头关于单气缸调节的动态特性然后就借助于调节器函数本身和/或所描述的有效的测试功能来求出。在一种适合的行驶状况下由于单个气缸的燃油测量变化了先前所规定的量x，从而有目标地使一个气缸的λ不协调。在有效的单个气缸调节时，这种气缸的不协调必须表示为附加的偏置，其大小大致与单个气缸调节的属于它的单气缸调节参数中的不协调相同。若得到的调节参数的变化只达到所激励的气缸不协调的一个部分y，那么这就意味着λ-探头由于动力情况的减小不再可能全面地跟踪单个气缸的波动。若部分y低于一个可预定阈值z，也就是说对废气来说关系重大的剩余误差x-z不能再调整，那么必须输出一个误差信号。所产生的废气的缺点在这种情况下就并不重要了。
若是一种合格检验、也就是说单个气缸的λ-调节的探头动力学情况认为是足够的-因为可以使所述不协调完全地或者几乎完全地调整，那么由于所述的测试功能就并不产生废气损害。此外在结束之后进行一个检验，如前面所述的，使气缸的不协调退回至起始状态。
必须要说明λ-探头的动态特性的一种例如检测到的变化对于发动机控制的分析处理λ-探头信号的其余功能并不是至关重要的，因此可以分开来对它们进行监测。
本发明或者可以作为硬件或者以一种控制程序的形式作为发动机控制系统的一部分来实现。
权利要求
1.用于诊断一个λ-探头的动态特性的方法，这种探头临时地运用于单个气缸的λ-调节，其特征在于，检测λ-调节的至少一个调节参数，并与一个可预定的最大阈值进行比较，并在超过该最大阈值时，λ-探头的动态特性鉴于对单个气缸的λ-调节的可用性被评定为不足够。
2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，至少一个气缸的λ-值相差一个可预定值地进行不协调，并且检验所述相差可预定值的不协调是否反映为λ-调节的各自调节器的调节参数中的偏置或者系数。
3.按权利要求2所述的方法，其特征在于，检验在不协调和偏置之间的差值或该差值的绝对值是否小于所述可预定的最大阈值。
4.按权利要求2或3所述的方法，其特征在于，λ-值由于单个气缸的燃油测量的变化而不协调。
5.按权利要求2至4中任意一项所述的方法，其特征在于以下步骤识别单个气缸的λ-调节的一个适合的工作范围；监测各个λ-调节器的调节参数，如果有一个或多个调节参数的值超过了其最大值的话，进行以下步骤；识别用于实施以下步骤的一个合适的时刻；对各个λ-调节器的调节参数进行暂存；至少一个气缸的λ-值相差所述可预定值地进行不协调；观察各个λ-调节器的调节参数；确定λ-调节器是否能够补偿λ值的不协调，而且如果λ-调节器对此能够的话，那么不协调就反馈，而且用暂存的调节参数使各个λ-调节器重新赋予初值，否则就输出故障信号。
6.用于实施按照上述权利要求中任意一项所述的方法的诊断装置。
全文摘要
在一种用来诊断一种至少临时应用于单个气缸的λ－调节的λ－探头的动态特性的方法中，按照本发明规定检测λ－调节的至少一个调节参数，并与一个可预先规定的最大阈值进行比较，并且当超过最大阈值时，所述λ－探头的动态特性鉴于对单个气缸的λ－调节的可用性被评定为不够。
文档编号F02D41/34GK1692218SQ200380100420
公开日2005年11月2日 申请日期2003年12月19日 优先权日2002年12月23日
发明者A·科林, R·戴伯特, M·戴茨, E·施奈贝尔 申请人:罗伯特-博希股份公司, 大众汽车有限公司