CN118019903A - 用于机动车辆的传感器的诊断和清洁方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于诊断用于机动车辆的传感器的方法和所述车辆(1)，所述方法值得注意之处在于，其包括：a)检测步骤(E0)：检测由传感器(30)实现的测量的误差；b)第一阶段(P1)：命令对传感器(30)进行清洁；c)取消步骤(E4)：如果基于与泵送气流相关的参数确定的丰富度水平的第一变化与基于传感器(30)的端子的电压的变化确定的第二变化之间的差值是以下情况，则取消传感器(30)的测量的误差的检测：i)小于预限定的最大容限阈值；以及ii)大于预限定的最小容限阈值。
Description
技术领域
本发明涉及热力引擎车辆的领域，并且更准确地，涉及一种用于诊断及清洁被配置为测量离开车辆的热力引擎的氧气量的传感器的方法。
背景技术
以已知的方式，车辆的热力引擎连接到排出管路，其尤其允许在热力引擎的燃烧阶段期间排放的排出气被经由排出管道放出。此外，排出管路包括去污***，其允许来自由热力引擎排放的排出气的污染在它们被放出之前减少。
此外，传感器被安装在热力引擎的出口与去污***的入口之间，并且尤其能够测量排出气中的氧比率。由传感器测量的氧比率允许确定被注入到引擎中的空气和燃料的混合物中的燃料的丰富度水平。
同样以已知的方式，车辆包括引擎控制单元，其能够控制热力引擎的各种致动器、尤其是喷射器、空气引入襟翼等。
控制单元因此基于由传感器测量的氧比率确定要被注入到热力引擎中的燃料量，以便使燃料量与空气量之间的比例在热力引擎的燃烧阶段期间是最佳的，以确保热力引擎的最大效率。
在传感器被安装在车辆中之前，其被包封在惰性气氛中。换言之，传感器被保存在由惰性气体组成的气氛中，以便避免传感器的测量电极的氧化。然而，惰性气体自身附着到传感器的电极上，并且据称这“污染了”传感器。
当传感器被安装在车辆中时，控制单元实施传感器的合理性诊断，换言之，控制单元检测由传感器实现的测量是否彼此相关，并且因此检测传感器是否正确运转。当测量并非彼此相关时，控制单元尤其是通过在车辆的仪表板上使发光指示灯进行显示来***性地建议车辆的用户更换氧传感器。
因此，作为预防，车辆的用户将要更换传感器或者对其进行更换，并且这将导致费用，尤其是新传感器的成本或甚至新传感器的安装。
检测到由传感器实现的测量的无关性可以归因于传感器自身的故障或已经沉积在传感器的电极上的惰性气体。然而，在后一种情况下，由惰性气体对传感器电极的污染是可逆的，并且传感器因此将被无益地更换，导致无益的成本和处置。
因此，存在对允许至少部分地解决这些缺点的解决方案的需要。
发明内容
本发明涉及一种用于诊断用于机动车辆的传感器的方法，所述车辆包括：
-热力引擎；
-去污***，其被流体连接到所述引擎并且被配置为对源自所述引擎的排出气进行去污；
-传感器，其被放置在所述引擎的出口与去污***的入口之间，并且被配置为测量与离开所述引擎的排出气中的氧比率相关的参数，传感器包括两个电压测量端子；
-计算机，其包括其中存储有计数器的值的存储器区域；
所述方法值得注意之处在于，其包括：
a.检测步骤：检测由传感器实现的测量的误差；
b.第一阶段：命令对传感器进行清洁；
c.递增步骤：在用于清洁传感器的每个命令时，递增计数器的值；
d.第二阶段：其在清洁传感器之后，包括：
i.通过以下来控制热力引擎的运转：将发送到热力引擎的丰富度水平设定点从最小值连续增加到最大值，丰富度水平是由被引入热力引擎中的燃料质量与针对对于注入到热力引擎中的预限定空气质量的所述燃料的总燃烧的理论燃料质量要求之间的比率限定的；
ii.与所述控制同步地：
1.测量与氧比率相关的参数的变化；
2.测量传感器的电压测量端子之间的电压的变化；
iii.确定步骤：基于所确定的与氧比率相关的参数的变化确定丰富度水平的第一变化；
iv.确定步骤：基于传感器的电压测量端子之间的电压的变化的测量确定丰富度水平的第二变化；
e.取消步骤：如果所确定的丰富度水平的第一变化与所确定的第二变化之间的差值为以下情况，则取消传感器的测量的误差的检测：
i.小于预限定的最大容限阈值；以及
ii.大于预限定的最小容限阈值；
f.否则，确认步骤：如果计数器的值大于预限定清洁循环的最大阈值，则确认检测到传感器的故障。
因此，方法允许在其中在传感器被安装在车辆中之前传感器受传感器存储区域中存在的惰性气体沾污的情况与并非归因于沾污的传感器故障之间进行区分。这允许仅在传感器故障时而不再是在传感器暂时沾污时向车辆的用户指示传感器故障。车辆的用户将仅在必要时更换传感器。此外，在传感器沾污的情况下，方法允许清洁传感器。
以有利的方式，命令对传感器进行清洁的所述第一阶段指定通过周期性地使丰富度水平设定点从最小值变化为最大值来控制热力引擎的运转。
还优选地，第二阶段包括存储子步骤：将丰富度水平的第一变化和第二变化存储在存储器区域中。以此方式，第一变化和所述第二变化被保存，并且可以由计算机进行比较，以便实施取消步骤或确认步骤。
优选地，如果去污***中的温度高于预定温度阈值，则实施第一阶段。这意味着在去污***中已经达到最佳运转温度。
本发明还涉及一种计算机程序产品，其特征在于：其包括一组程序代码指令，当程序代码指令被由一个或多个处理器执行时，其配置所述一个或多个处理器以实施前面提出的方法。
本发明还涉及一种用于车辆的计算机，所述车辆包括：
-热力引擎；
-去污***，其被流体连接到所述引擎并且被配置为对源自所述引擎的排出气进行去污；
-传感器，其被放置在所述引擎的出口与去污***的入口之间，并且被配置为测量与离开所述引擎的排出气中的氧比率相关的参数；
所述计算机被配置为与传感器进行通信，所述计算机包括其中存储有计数器的预定值和对应性表的存储器区域，对应性表包括一组参数值，每个参数值与丰富度水平的值关联，所述计算机被配置为实施前面提出的方法。
本发明还涉及一种机动车辆，包括：
-热力引擎；
-去污***，其被流体连接到所述引擎并且被配置为对源自所述引擎的排出气进行去污；
-传感器，其被放置在所述引擎的出口与去污***的入口之间，并且被配置为测量与离开所述引擎的排出气中的氧比率相关的参数；
-前面提出的计算机。
附图说明
本发明的进一步特征和优点在阅读以下描述时将更加显而易见。该描述是纯粹说明性的，并且应当参照随附附图进行阅读，在附图中：
[图1]图1是根据本发明的车辆的示图；
[图2]图2图示根据本发明的方法。
具体实施方式
车辆
参照图1，现在将提出根据本发明的车辆1的实施例。
以已知的方式，车辆1包括热力引擎10、去污***20、传感器30和计算机40。
引擎
以已知的方式，热力引擎10允许确保车辆1运动。为此，热力引擎10从燃料和空气的混合物(并且更准确地，从燃料和空气的混合物的燃烧)产生机械能量。这种燃烧还产生尤其是包括二氧化碳、水、双氧、氮、一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化物的排出气。
去污***
去污***20被流体连接到热力引擎10。更准确地，去污***20经由管道(尤其是管状物)连接到热力引擎10，允许由热力引擎10排放的排出气在去污***20中运动。
去污***20被配置为对由热力引擎10排放的排出气进行去污，换言之，将污染气体(尤其是排出气中包括的一氧化碳、碳氢化合物或氮氧化物)转化为对环境无害的气体。
为此，去污***20可以尤其包括颗粒过滤器。顾名思义，颗粒过滤器允许过滤排出气中排放的颗粒，以便这些颗粒随后不被排放到车辆1的环境中。
去污***20可以还包括其它***，比如被称为“RCS(针对“réductioncatalytique sélective”，选择性催化还原)”的模块和氧化催化转换器。
本领域技术人员所知晓的RSC模块尤其允许减少排出气中所包含的氮氧化物的量。至于氧化催化转换器，其允许凭借氧化方法将排出气中存在的一氧化碳和碳氢化合物转换为对车辆1的环境无害的物质。
去污***20还包括温度测量设备21，其能够测量去污***20的内部的温度并且向计算机40传输每个所测量的值。
传感器
传感器30被放置在热力引擎10的出口与去污***20的入口之间。更准确地，传感器30被放置在连接热力引擎10和去污***20的管状管道上。
还更准确地，传感器30被放置在热力引擎10的出口与去污***20的颗粒过滤器的入口之间。
传感器30可以是例如本领域技术人员所知晓的被称作“氧传感器”或“λ传感器”或甚至“上游传感器”的传感器。
更准确地，传感器30包括泵送小单元。传感器30经由所述泵送小单元流体连接到连接热力引擎10和去污***20的管道。换言之，在热力引擎10与去污***20之间运动的排出气也在传感器30的泵送小单元中循环。
传感器30被配置为测量与离开热力引擎10的排出气中并且尤其是经由管道从热力引擎10循环到去污***20的排出气中的氧比率相关的参数。排出气中的氧比率也允许确定排出气中的氧浓度。
参数尤其对应于所谓的“泵送”气流。泵送气流指定当排出气在泵送小单元中循环时对泵送小单元进行供应的气流。更准确地，泵送气流归因于泵送小单元中的排出气的氧(并且更准确地，氧离子)的运动。
泵送气流尤其表示排出气中的氧比率与参考氧比率之间的差值。参考氧比率限定了跟随空气和燃料的混合物的燃烧的由热力引擎10在排出气中排放的氧比率，其中，空气量是相对于用于允许燃料的完全燃烧的燃料量的必要且足够的量。
传感器30还被配置为在通信链路上向计算机40传送与氧比率相关的第一参数的至少一个测量值。通信链路尤其是CAN(针对按英语的“Controller Area Network”，控制器局域网)数据总线。
电压测量设备31
此外，传感器30包括两个电压测量端子或电极。更准确地，传感器30的泵送小单元包括所谓的“参考”小单元，其包括两个电压测量端子。
传感器30还包括电压测量设备31，其能够测量传感器30的电压测量端子之间的电压。
计算机40
计算机40被配置为经由通信链路与传感器30进行通信。计算机40还被配置为与温度测量设备21和电压测量设备31进行通信。
此外，计算机40还被配置为向热力引擎10发送指令。
计算机40包括存储器区域，其中存储有计数器的预定值。
此外，预限定对应性表被存储在计算机40的存储器区域中。对于参数的每个值(换言之，泵送气流)，对应性表包括关联的丰富度水平的值。
丰富度水平被针对热力引擎中的预限定空气引入量由注入到热力引擎10中的实际燃料质量与理论燃料质量的比率限定。
理论燃料质量限定必要且足够的燃料量，以便确保燃料在预限定空气引入量中的总燃烧。
丰富度水平也可以由被注入到热力引擎10中的实际燃料质量与热力引擎10中的实际空气引入质量的比率限定。
例如，当泵送气流为正，或其值相对高时，于是丰富度水平的值小于1。这意味着，在混合物的燃烧之前，注入到热力引擎10中的燃料和空气的混合物包括小于理论燃料质量的实际燃料质量。于是称为先前注入到热力引擎10中的空气和燃料的混合物是燃料贫瘠的。
反之，当泵送气流为负，或其值相对低时，于是丰富度水平的值大于1。这意味着，在混合物的燃烧之前，注入到热力引擎10中的燃料和空气的混合物包括大于理论燃料质量的实际燃料质量。于是称为先前注入到热力引擎10中的空气和燃料的混合物是燃料富裕的。
计算机40被配置为接收对泵送小单元进行供应的泵送气流的值，并且被配置为基于接收到的泵送气流的值确定丰富度水平的值。
计算机40还被配置为获得由测量设备31在电压测量端子之间测量的电压的值，并且基于接收到的电压的值确定丰富度水平的值。
当以上确定的丰富度水平值之间的差值大于预限定的最大阈值或小于预限定的最小阈值时，计算机40于是能够检测测量误差，并且更准确地，测量相关性和/或合理性。
计算机40还被配置为接收去污***20中的温度的值，其是由温度测量设备21测量的。此外，计算机40能够确定所接收的值是否大于预定温度阈值，其尤其被预限定在350℃，并且因此能够确定去污***20是否在有效温度范围内运转。
计算机40还被配置为控制热力引擎10的运转。
例如，计算机40被配置为将丰富度水平设定点从最小值连续增加到最大值。
通过“连续”来指定在最小值和最大值之间的由0.005的步长限定的一组丰富度水平值。
最小值尤其是等于0.75，并且最大值尤其是等于1.25。
通过进一步的示例，当计算机40命令对传感器30进行清洁时，计算机40通过使丰富度水平设定点周期性地从最小值变化到最大值来控制热力引擎10的运转。更准确地，丰富度水平设定点对应于在其值等于最大值的高状态和其值等于最小值的低状态之间交变的齿状信号。
计算机40被配置为经由通信链路尤其连续地接收由传感器30测量的值。计算机40还被配置为基于计算机40将预限定校正因子应用于的所接收的由传感器30测量的值并且基于对应性表来确定丰富度水平的第一变化。
校正因子尤其由计算机40自身预限定，以便根据环境矫正由传感器30执行的测量的潜在误差。
计算机40还被配置为接收由电压测量设备31相继地测量的值。换言之，计算机40接收由电压测量设备31测量的电压的变化。计算机40还被配置为基于所接收的电压的变化的测量确定丰富度水平的第二变化。
计算机40被配置为在用于清洁传感器30的每个命令时递增计数器的值。
在此情况下，计算机40被配置为：如果基于与泵送气流相关的参数确定的丰富度水平的第一变化与基于传感器30的电压测量端子之间的电压的变化确定的第二变化之间的差值是以下情况，则取消对传感器30中的误差的存在的检测：
a.小于预限定的最大容限阈值；以及
b.大于预限定的最小容限阈值。
在相反的情况下，并且如果计数器的值大于预限定的清洁循环最大阈值，则计算机40能够确认传感器30的故障。此外，计算机40能够例如通过向车辆仪表板发送光信号或声音信号来向车辆1的用户发送警告信号，以指示传感器30的故障。
计算机40尤其可类比于诊断设备，并且通常被称为“OBD”，针对按英语的“On-Board Diagnostic”，机载诊断。
计算机40包括处理器，其能够实施允许实现这些功能的指令集。
方法
参照图2，现在将提出由如前面提出的计算机40实施的用于诊断用于机动车辆1的传感器30的方法。
在车辆1中安装新传感器30之后实施方法。这尤其可以涉及：在出厂之前在车辆1中安装传感器30或者在检测到安装在车辆1中的先前的传感器中的故障之后更换所述传感器30。优选地，在车辆静止时(例如在车库中时)实施方法。
方法首先包括检测步骤E0：检测传感器30的运转误差。为此，计算机40接收对泵送小单元进行供应的泵送气流的值，并且基于接收到的泵送气流的值确定丰富度水平的值。计算机40还接收传感器30的电压测量端子之间(并且更准确地，传感器30的参考小单元)的电压，并且还基于接收到的电压确定丰富度水平的值。当以上确定的丰富度水平值之间的差值大于预限定最大阈值或小于预限定最小阈值时，计算机40检测测量误差。
方法还包括接收步骤E1：由计算机40周期性地接收去污***20中的温度值，所述值由温度测量设备21测量。计算机40然后将每个接收到的温度值与预定温度阈值进行比较。
当去污***20中的温度高于预定温度阈值时，方法包括第一阶段P1：命令对传感器30进行清洁，在所述阶段期间，计算机40通过如下来控制热力引擎10的运转：使发送到热力引擎10的丰富度水平设定点周期性地从最小值变化到最大值，并且反之亦然。
例如，丰富度水平设定点每一秒从最小值变为最大值，并且反之亦然。换言之，丰富度水平设定点在一秒期间被限定于其最小值、然后在一秒期间被限定于其最大值，并且反之亦然。
在第一阶段P1之后，方法包括第二阶段P2：控制热力引擎10的运转。
因此，第二阶段P2包括控制子步骤E21：通过将丰富度水平设定点从最小值连续地增加到最大值来控制热力引擎10的运转。换言之，计算机40向热力引擎10发送一系列丰富度水平设定点，针对该一系列丰富度水平设定点丰富度水平的值有规律地增加。
针对每个接收到的丰富度水平设定点，热力引擎10适配其运转，以使得服从丰富度水平设定点。
第二阶段P2还包括测量子步骤E22：与控制子步骤E21同步地，由传感器30周期性地测量参数。此外，由传感器30测量的每个值被传送到计算机40。
第二阶段P2还包括测量子步骤E23：由电压测量设备31与控制子步骤E21同步地测量传感器30的电压测量端子之间的电压。由电压测量设备31测量的每个值被传送到计算机40。
因此，第二阶段P2还包括接收子步骤E24：由计算机40接收由传感器30传送的每个参数值和在传感器30的电压测量端子之间测量的每个电压值。
针对每个接收到的参数值，第二阶段P2包括确定子步骤E25：由计算机40基于所述参数值和存储在存储器区域中的对应性表确定丰富度水平。因此，在热力引擎10运转期间并且尤其当将丰富度水平设定点序列发送到热力引擎10时，计算机40已经确定丰富度水平的第一变化。
针对每个接收到的所测量的电压值，第二阶段P2还包括确定子步骤E26：基于接收到的所测量的电压值确定丰富度水平。因此，计算机40基于由电压测量设备31对传感器30的电压测量端子之间的电压的变化的测量来确定丰富度水平的第二变化。
第二阶段P2于是包括存储阶段E27：将丰富度水平的第一变化和第二变化存储在存储器区域中。
方法包括递增步骤E3：每次实现命令清洁传感器30的第一阶段P1，使计数器的值递增。
方法还包括取消步骤E4：如果基于与泵送气流相关的参数确定的丰富度水平的第一变化和基于传感器30的电压测量端子之间的电压的变化确定的第二变化之间的差值是以下情况，则取消传感器30的测量的误差的检测：
a.小于预限定的最大容限阈值；以及
b.大于预限定的最小容限阈值。
换言之，取消传感器30的测量的误差的检测，这意味着已经执行了传感器30的清洁并且传感器30没有出现运转问题，而是它仅仅被沾污。
相反，当未取消传感器30测量的误差的检测时，方法包括确认步骤E5：如果计数器的值大于(尤其是被预限定于2和10之间、优选5的)预限定的清洁循环的最大阈值，则确认检测到传感器30的故障。因此，在此情况下，这意味着虽然先前执行了传感器30的清洁，但是传感器30的运转未改变。因此其不涉及传感器30的沾污问题而是涉及传感器30内部的故障。
在确认步骤E5之后，方法可以包括发送步骤E6：尤其是通过仪表板上的声音或光信号向车辆1的用户发送警报信号，以便通知用户改换传感器30或使其改换。
Claims (7)
1.一种用于诊断用于机动车辆(1)的传感器(30)的方法，所述车辆(1)包括：
-热力引擎(10)；
-去污***(20)，其被流体连接到引擎(10)并且被配置为对源自所述引擎(10)的排出气进行去污；
-传感器(30)，其被放置在所述引擎(10)的出口与去污***(20)的入口之间，并且被配置为测量与离开所述引擎(10)的排出气中的氧比率相关的参数，传感器(30)包括两个电压测量端子；
-计算机(40)，其包括其中存储有计数器的值的存储器区域；
所述方法特征在于，其包括：
a)检测步骤(E0)：检测由传感器(30)实现的测量的误差；
b)第一阶段(P1)：命令对传感器(30)进行清洁；
c)递增步骤(E3)：在用于清洁传感器(30)的每个命令时，
递增计数器的值；
d)第二阶段(P2)：其在清洁传感器(30)之后，包括：
i)通过以下来控制(E21)热力引擎(10)的运转：将发送到热力引擎(10)的丰富度水平设定点从最小值连续增加到最大值，丰富度水平是由被引入热力引擎(10)中的燃料的质量与针对对于注入到热力引擎(10)中的预限定空气质量的所述燃料的总燃烧的理论燃料质量要求之间的比率限定的；
ii)与控制(E21)同步地：
1)由传感器(30)测量(E22)与氧比率相关的参数的变化；
2)测量(E23)传感器(30)的电压测量端子之间的电压的变化；
iii)确定步骤(E25)：基于所确定的与氧比率相关的参数的变化确定丰富度水平的第一变化；
iv)确定步骤(E26)：基于传感器(30)的电压测量端子之间的电压的变化的测量确定丰富度水平的第二变化；
e)取消步骤(E4)：如果所确定的丰富度水平的第一变化与所确定的第二变化之间的差值为以下情况，则取消传感器(30)的测量的误差的检测：
i)小于预限定的最大容限阈值；以及
ii)大于预限定的最小容限阈值；
f)否则，确认步骤(E5)：如果计数器的值大于预限定清洁循环的最大阈值，则确认检测到传感器(30)的故障。
2.如前项权利要求所述的方法，其中，命令对传感器(30)进行清洁的第一阶段(P1)指定通过周期性地使丰富度水平设定点从最小值变化为最大值来控制热力引擎(10)的运转。
3.如前述权利要求中的任何一项所述的方法，其中，第二阶段(P2)包括存储子步骤(E27)：将丰富度水平的第一变化和第二变化存储在存储器区域中。
4.如前述权利要求中的任何一项所述的方法，其中，如果去污***中的温度高于预定温度阈值，则实施第一阶段(P1)。
5.一种计算机程序产品，其特征在于：其包括一组程序代码指令，当程序代码指令被由一个或多个处理器执行时，其配置所述一个或多个处理器以实施如前述权利要求中的任何一项所述的方法。
6.一种用于车辆(1)的计算机(40)，所述车辆(1)包括：
-热力引擎(10)；
-去污***(20)，其被流体连接到所述引擎(10)并且被配置为对源自所述引擎(10)的排出气进行去污；
-传感器(30)，其被放置在所述引擎(10)的出口与去污***(20)的入口之间，并且被配置为测量与离开所述引擎(10)的排出气中的氧比率相关的参数；
所述计算机(40)被配置为与传感器(30)进行通信，所述计算机(40)包括其中存储有计数器的预定值和对应性表的存储器区域，对应性表包括一组参数值，每个参数值与丰富度水平的值关联，所述计算机(40)被配置为实施如权利要求1至4中的任何一项所述的方法。
7.一种机动车辆(1)包括：
-热力引擎(10)；
-去污***(20)，其被流体连接到所述引擎(10)并且被配置为对源自所述引擎(10)的排出气进行去污；
-传感器(30)，其被放置在所述引擎(10)的出口与去污***(20)的入口之间，并且被配置为测量与离开所述引擎(10)的排出气中的氧比率相关的参数；
-如前项权利要求所述的计算机(40)。
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