专利名称：用于废气探测仪的探测仪插头的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于测量内燃机的废气的特性的废气探测仪和一种用于运行这样的废气探测仪的方法。
背景技术：
这样的废气探测仪比如是浓度探测仪，比如也称为氧传感器的氧气浓度传感器， 所述氧传感器比如从书籍出版物Bosch Kraftfahrtechnisches Taschenbuch(博世汽车行驶力学手册)2003年第25版第133页及以下数页中获知。此外，这样的探测仪可以是适合废气的温度传感器、比如测量氨气或者说氮气含量的气体选择的废气探测仪、碳氢化合物传感器以及颗粒质量或者说颗粒数目传感器比如炭烟传感器。这些探测仪必须得到校准，也就是说由结构型式引起的公差必须得到补偿。这比如可以通过微调过程在传感器元件上进行，方法是比如将加热电阻也就是所期望的功能值调节到目标值。如果相应地对这样的探测仪进行调准，那就借助于插头将其与发动机控制仪连接起来，所述发动机控制仪读出由所述探测仪检测到的数据并对其进行处理。除此以外存在着废气探测仪，对于所述废气探测仪来说必须在探测仪使用寿命期间容忍功能变化比如特性曲线偏移、加热电阻偏移或者类似情况，因为不存在着补偿的可能性。最后知道宽带探测仪(参见上面提到的书籍出版物，第133、134页)，对于所述宽带探测仪来说在转接元件中已经对探测仪信号进行了预分析。也知道，在所述探测仪的插头中已经设置了调准元件，比如设置了微调电阻，所述微调电阻借助于激光束来调准并且如此转换，使得其在所述控制仪中的分析线路中形成分流器的一部分。除此以外，也可以甚至在扩散障碍敞开的情况下在所述传感器元件中进行激光调准或者在所述扩散障碍的外面的棱边上相应地对其进行磨削并且进行类似处理。通过所有前面所描述的措施，不可能容易地最佳地匹配所述传感器特性或者说所述传感器特性的由老化引起的变化。只能对在制造传感器元件时的由加工引起的公差比如加热器冷电阻和功能值进行检测。在有些情况中只能根据复杂的激光装置和微调过程进行调准。但是不可能在所述传感器元件的运行过程中对传感器特性进行适应处理。尤其不可能对比如会在氧传感器上出现的老化及中毒效应加以考虑。同样的情况适用于所述探测仪特性的由老化引起的变化。
发明内容
因此，本发明的任务是，介绍一种废气探测仪，对于该废气探测仪来说不仅能够对其特性的由老化引起的变化进行补偿而且能够对比如由于中毒和沉积效应引起的变化进行补偿，而且对于该废气探测仪来说也可以对比如由于其制造引起的探测仪所特有的特性加以考虑。本发明的优点如下-所述任务通过一种用于对内燃机的废气的特性进行测量的废气探测仪通过以下方式得到解决，即在分配给所述探测仪的尤其布置在探测仪插头或者相当于所述探测仪插头的连接元件中的线路中布置了数据存储单元，在该数据存储单元中保存了表征所述探测仪的特性和/或适应处理函数。此外，本发明通过一种用于运行这样的废气探测仪的方法得到解决，对于该方法来说表征所述探测仪的特性和/或适应处理函数中的至少一个保存在所述存储单元的分配给所述探测仪的数据的至少一个中。
这些适应处理函数包括
-加热器电阻的由加工技术引起的波动和/或 -表征所述探测仪的老化的参数，和/或
-切断状态，尤其表征用于使所述废气探测仪再生的间隔测量的实施或者惯性运转的实施的数据，和/或
-用于使所述探测仪与内燃机的不同的控制仪相匹配的数据和/或 -所述探测仪的工作小时的数目和/或
-所述探测仪的在过去的能够预先给定的时间间隔里的工作参数。本发明的基本想法是，不对探测仪特性的比如由制造引起的离散度进行调准，而是在一定程度上容忍这些离散度并且检测相应地表征所述探测仪的特性并且将其存放在所述探测仪的插头或者相应的连接元件中，以便能够后来在所述内燃机的控制仪中对这些数值加以考虑。除此以外，在所述废气探测仪的插头或者连接元件中存放了适应处理函数，所述适应处理函数能够对所述探测仪特性的在一时间间隔里出现的变化比如老化偏移、由于中毒现象引起的偏移及类似偏移进行补偿。因而不仅能够对由制造引起的离散度进行补偿而且能够对由老化引起的变化进行补偿。在过去的能够预先给定的时间间隔里所述探测仪的工作参数的记录可以在一定程度上视为“边记边存”。“边记边存”因而意味着连续地记录并且保存在所述探测仪插头或者连接元件中的存储单元中。通过这种方式能够连续地对所述探测仪进行适应处理并且在一定程度上对其进行连续的校准。本发明的其它的优点和特征是与权利要求1相关的从属权利要求的主题。因此比如规定，将保存在存储单元中的数据以数字形式传输给所述控制仪并且由其进行处理。在此可以使所述数据与不同的控制仪相适应，如果比如更换安装在排气系统中的废气探测仪并且就这一点而言“觉察到”另一个控制仪。有利地规定，所述表征探测仪的特性和/或所述适应处理函数包括特性曲线库和至少一个优选多个不同的表征所述探测仪的老化的老化因数。所述老化因数在此不仅包括所述探测仪的受温度影响的老化而且包括其受中毒影响的老化。在此对于所述受温度影响的老化的补偿来说设置了以下参量中的一个或者多个
-加热器运行持续时间；
5-加热器运行功率；
-时间，在该时间里所述废气探测仪已经超过至少一个能够预先给定的阈值温度。为了对所述受中毒影响的老化进行补偿，优选设置了以下参量中的一个或者几个
-持续时间，在该持续时间里接通了内燃机；
-持续时间，在该持续时间里所述探测仪经受了稀薄气体或者浓厚气体； -所述排气系统的再生周期的数目。根据所述至少一个老化因数，可以从所述特性曲线库中选择合适的特性曲线。
本发明的其它优点和特征是以下说明的主题。在此可以单个地或者以彼此组合的方式实现以下所说明的特征。附图示出如下
图1是具有按本发明的废气探测仪的内燃机的示意图； 图加是由老化引起的特性曲线偏移的示意图； 图2b是传感器元件加热器的由老化引起的电阻偏移；并且图3是探测仪特性曲线的适应处理函数的示意图。
具体实施例方式图1示意性地示出了内燃机100，在该内燃机100的排气道110中布置了废气探测仪120，该废气探测仪120通过连接线121经由具有插头接点137的探测仪插头130与控制仪140相连接，其中所述控制仪140包括一个相应的与所述插头接点137相匹配的具有插头接点147的插座142。所述插头130具有存储单元135，在该存储单元135存放并且保存下面还要说明的表征废气探测仪120的特性和适应处理函数。因此，比如可以通过以下方式对新值进行补偿，即不-象从现有技术中已知的一样-通过微调过程对加热器电阻或者函数值的由加工技术引起的波动进行校正，而是将所述废气探测仪的与函数有关的处于较大的公差范围之内的新值未加校正地保存在所述插头中的数据存储单元135中并且通过所述控制仪140中的补偿函数进行补偿。除此以外，可以对探测仪老化进行补偿，方法是连续地检测相关的对探测仪的老化有重要影响的参数比如运行持续时间，在所述运行持续时间里所述探测仪120处于所定义的温度之上，并且将所述参数保存在所述插头130中的数据存储单元135中。通常可以将工作小时的数目存放在所述数据存储单元135中。除此以外，在过去的能够预先给定的时间间隔之内比如在最后两分钟之内测量并且记录和保存所述工作参数。这能够在报告探测仪有故障时进行简化的故障查找。下面将与老化相关的工作参数称为“老化因数”。将这些老化因数用于所述控制仪 140中的补偿函数。在此也可以优选将切断状态一同加以保存，是否比如已经实施了所述探测仪120的以间隔方式的再生，或者是否已经实施了必要的惯性运动。除此以外，所述插头 130中的数据存储单元135具有这样的优点，即可以数据进行平衡，所述数据能够用其它的控制仪140实现探测仪运行。在插头130中存放在存储单元135中的数据能够以这种方式实现控制仪所特有的特性曲线匹配。这一点也可以在“适应处理函数”下面来理解。这在对探测仪120进行改装的情况下或者在更换探测仪120的情况下尤其有利。此外，有利的是，所述存储单元135在插头130中的布置从成本观点看比比如借助于激光束进行的调准便宜得多。除此以外，在所述控制仪140与插头130之间仅仅需要数据线或者数据接点，从而可以取消用于分流器的比如在使用插头中的电阻的情况下需要的附加的连接线。下面结合图2a、2b和3对所述探测仪的结构及其插头进行详细说明。在本发明的一种特别优选的设计方案中，在所述插头130中的存储单元135中存放了所谓的特性曲线库和至少一个老化因数。本发明的一个重要方面在此是，在所述探测仪120的运行过程中并且由此在所述内燃机100的运行过程中可以进行所述特性曲线库与至少一个老化因数之间的“相互影响”。所述特性曲线库比如可以作为在图加中示意性地作为由老化引起的特性曲线形偏移示出的特性曲线群加以存放。信号S的特性曲线群如借助于曲线201、202、203、204示出的一样在时间范围内变化。这样的特性曲线群比如也可以代表着所述传感器元件的加热器电阻的借助于图2b中的表征关于温度T的加热器电阻&的曲线211、212、213、214示出的由老化引起的偏移。这样的特性曲线群示出了所述传感器120的处于新状态中以及处于已老化的状态中的中间阶段中的函数特性曲线(比较一下图加)。这些数值会由于加工原因而变化。在使用寿命期间也会出现比如借助于所集成的加热器或者说所集成的能斯特单元的在所述探测仪的使用寿命期间的电阻偏移在图2b中示出的老化。出于这个原因，在所述插头130中的存储单元135中设置存放一个或者多个老化因数。由此将工作参数的变化的时间上的影响也就是所述工作参数的由老化引起的变化保存在所述探测仪插头130的存储单元135中。按探测仪类型和应用情况，所述老化因数可以是一个或者多个测量参量，从这些测量参量中知道，这些参量尤其向所述废气探测仪120的特性曲线偏移(比较一下图加、 2b)施加特别强烈的影响。如果超过所述老化因数的预先给定的和预调节的极限，那么所述特性曲线库与老化因数之间的联结总是通过“转换”到特性曲线库中的“更加剧烈地老化的特性曲线”这种方式或者说“转换”到更大的校正值这种方式来进行。这在图3中示意性地得到解释，在该图中在右边在用I表示的区域中示出了一个老化的探测仪的探测仪信号S’并且在左边在用II表示的区域中示出了一个新的探测仪的探测仪信号S。通过校正K将所述老化的探测仪的特性曲线S’转化为所述新的探测仪的特性曲线S。这种转化指的是上面所称为的“转换”。由温度引起的或者由中毒引起的探测仪老化通常不能分解为单个机制，而是这两种现象一起出现并且共同起作用。所述按本发明的废气探测仪的另一个重要特征在于运行条件的“边记边存 (Mitschreiben)”，所述运行条件通过一个或者多个机制向所述探测仪的老化(特性曲线偏移/加热器偏移)施加特别大的影响。这些运行条件按探测仪类型可以是持续时间，在所述持续时间里所述传感器系统经受特别高的温度或者比如对于特定的其它的气体传感器及类似传感器来说也经受较高的温度与浓厚气体氛围之间的组合。
7
连续地边记边存的也就是说所检测到的并且所保存的老化因数可以相应地包括以下测量参量
对于受温度影响的老化来说持续时间，在该持续时间里接通了所述探测仪120 (力口热器运行持续时间)，或者所述加热器运行功率的积分或者持续时间，在该持续时间里所述探测仪120经受大于能够预先给定的阈值温度比如大于800°C的温度，或者在一定程度上在分级情况下第一持续时间，在该第一持续时间里所述探测仪120经受大于预先给定的第一温度比如大于400°C的温度，并且随后是第二持续时间，在该第二持续时间里所述探测仪 120经受大于能够预先给定的第二温度比如800°C的温度。对于由中毒引起的老化来说，比如可以区分以下参量持续时间，在该持续时间里接通了汽车的内燃机，持续时间，在该持续时间里探测仪暴露在稀薄气体或者浓厚气体中， 或者所述排气系统中的再生周期的数目。这些老化因数的数据项存放在所述探测仪插头 130的存储装置135中。所述特性曲线库同样存放在所述插头130中的存储器135中，该特性曲线库可以纯粹按原则来存放但是也可以存放在所述控制仪140中。除此以外可以规定，尤其对于用于进行补偿的宽带氧传感器来说不仅保存特性曲线斜率而且保存尤其稀薄分支(Magerast)中偏差以及特性曲线曲率并且优选在与此分开的情况下保存稀薄分支和浓厚分支的斜率。这一点最为有利地用整条特性曲线的完整保存的群在所述插头130的存储单元135中进行。除此以外可以规定，将所求得的运行持续时间直接换算为对于相应的探测仪类型来说所预料的特性曲线变化。除此以外可以规定，上面提到的“边记边存”仅仅检测运行时间，在所述运行时间里检测极限值的超过情况比如纯粹的稀薄运行小时或者热运行并且将其用于在所述控制仪140中进行特性曲线校正。除此以外，对于所述插头130中的换算函数来说，可以在所述插头130中设置计算单元(未示出)，所述计算单元与所述存储单元135进行通信。
权利要求
1.废气探测仪(120)，用于测量内燃机的废气的特性，其中在分配给所述探测仪的线路中尤其在探测仪插头(130)或者相当于所述探测仪插头(130)的连接元件中布置了至少一个数据存储单元(135)，在所述数据存储单元(135)中保存了或者能够保存下面的表征所述探测仪(120)的特性和/或适应处理函数-加热器电阻的由加工技术引起的波动，和/或-表征所述探测仪(120)的老化的参数，和/或-切断状态，尤其表征用于使所述废气探测仪再生的间隔测量的实施或者惯性运转的实施的数据，和/或-用于使所述探测仪(120)与内燃机的不同的控制仪(140)相匹配的数据和/或-所述探测仪的工作小时的数目和/或-所述探测仪的在过去的能够预先给定的时间间隔里的工作参数。
2.按权利要求1所述的废气探测仪(120)，其特征在于，将保存在所述数据存储单元 (135)中的数据以数字的形式传输给控制仪(140)。
3.按前述权利要求中任一项所述的废气探测仪(120)，其特征在于，所述表征探测仪 (120)的特性和/或所述适应处理函数包括特性曲线库和至少一个表征所述探测仪(120) 的老化的老化因数。
4.按权利要求3所述的废气探测仪(120)，其特征在于，所述至少一个老化因数包括所述探测仪(120)的受温度影响的老化以及受中毒影响的老化。
5.按权利要求4所述的废气探测仪(120)，其特征在于，所述受温度影响的老化包括以下参量中的一个或者多个-加热器运行持续时间；-加热器运行功率；-时间，在该时间里所述废气探测仪已经超过了至少一个能够预先给定的阈值温度。
6.按权利要求4所述的废气探测仪(120)，其特征在于，所述受中毒影响的老化包括以下参量中的一个或者几个-持续时间，在该持续时间里接通了内燃机(100 )；-持续时间，在该持续时间里所述探测仪(120)经受了稀薄气体或者浓厚气体；-所述排气系统的再生周期的数目。
7.按前述权利要求中任一项所述的废气探测仪(120)，其特征在于，在能够预先给定的已过去的时间间隔之内能够测量的工作参数能够保存在所述数据存储单元(135)中。
8.用于运行用于测量内燃机的废气的特性的废气探测仪(120)的方法，其特征在于， 在分配给所述探测仪(120)的数据存储单元(135)的至少一个中保存了下面的表征所述探测仪(120)的特性和/或适应处理函数中的至少一个-加热器电阻的由加工技术引起的波动和/或-表征所述探测仪(120)的老化的参数和/或-切断状态，尤其表征用于使所述废气探测仪再生的间隔测量的实施或者惯性运转的实施的数据和/或-用于使所述探测仪(120)与内燃机的不同的控制仪(140)相匹配的数据和/或-所述探测仪的工作小时的数目和/或-所述探测仪的在过去的能够预先给定的时间间隔里的工作参数。
9.按权利要求8所述的方法，其特征在于，使用按权利要求1到7中至少一项所述的废气探测仪。
全文摘要
提出一种用于测量内燃机的废气的特性的废气探测仪(120)，其中在分配给所述探测仪的线路中尤其在探测仪插头(130)或者相当于所述探测仪插头(130)的连接元件中布置了至少一个数据存储单元(135)，在所述数据存储单元(135)中保存了或者能够保存下面的表征所述探测仪(120)的特性和/或适应处理函数加热器电阻的由加工技术引起的波动，和/或-表征所述探测仪(120)的老化的参数，和/或-切断状态，尤其表征用于使所述废气探测仪再生的间隔测量的实施或者惯性运转的实施的数据，和/或-用于使所述探测仪(120)与内燃机的不同的控制仪(140)相匹配的数据和/或-所述探测仪的工作小时的数目和/或-所述探测仪的在过去的能够预先给定的时间间隔里的工作参数。
文档编号G01N33/00GK102483387SQ201080040443
公开日2012年5月30日 申请日期2010年7月27日 优先权日2009年9月11日
发明者F·施坦格尔迈尔, J·施奈德, L·迪尔, M·罗森兰 申请人:罗伯特·博世有限公司