專利名稱：用于運(yùn)行內(nèi)燃機(jī)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于運(yùn)行內(nèi)燃機(jī)的方法。
背景技術(shù)：
由現(xiàn)有技術(shù)已知多種用于運(yùn)行內(nèi)燃機(jī)的方法。在此，在運(yùn)行時(shí)伴隨盡量小的有害物質(zhì)排放率如一氧化碳、氮氧化物等有著重要的意義。為了能使內(nèi)燃機(jī)的催化轉(zhuǎn)換器中的有害物質(zhì)轉(zhuǎn)變成危害盡量少的物質(zhì)，需要向內(nèi)燃機(jī)輸送盡量均衡的氧氣與燃料的比例。為了確定在測(cè)量氣體空間內(nèi)的氣體，尤其是廢氣的至少一個(gè)參數(shù)，通常使用陶瓷的傳感器元件。測(cè)量氣體空間例如涉及內(nèi)燃機(jī)的排氣系。至少一個(gè)參數(shù)原則上涉及至少氣體的一個(gè)任意的物理和/或化學(xué)特性，其中，可以檢測(cè)一個(gè)或多個(gè)特性。檢測(cè)可以在質(zhì)量和/或在數(shù)量方面進(jìn)行。至少一個(gè)參數(shù)可以包括氣體的至少一種氣體成分的份額，例如百分比 和/或分壓力。尤其是可以進(jìn)行氣體中氧含量的檢測(cè)。氧含量可以例如以分壓力的形式和/或以百分比的形式進(jìn)行檢測(cè)。但備選或附加地也可以檢測(cè)氣體的其它特性。本發(fā)明也適用于這種檢測(cè)。這種陶瓷的傳感器元件可以例如也設(shè)計(jì)成所謂的入傳感器，其例如由KonradReif (作者)的“汽車中的傳感器(Sensoren im Kraftfahrzeug) ”(2010第一版,第 160-165頁(yè))一書公開。借助所謂的切換式傳感器可以例如完成將空氣系數(shù)調(diào)節(jié)成入=1。用寬帶A傳感器，尤其是用平坦的寬帶\傳感器，可以例如確定在大區(qū)域內(nèi)的廢氣中的氧氣濃度以及因而推斷出燃燒室內(nèi)的空燃比?？諝庀禂?shù)X描述這個(gè)空燃比。尤其在汽油機(jī)中在\ =1時(shí)運(yùn)行具有特殊的意義，因?yàn)閮H在、=1的很窄的范圍內(nèi)才能在催化轉(zhuǎn)換器中幾乎完全清除上述有害物質(zhì)或?qū)⑸鲜鲇泻ξ镔|(zhì)轉(zhuǎn)化成危害較少的物質(zhì)。大量有咅物質(zhì)在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后被直接排放。為了能夠盡量快速地在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后完全清除有害物質(zhì)，需要能夠盡量快地進(jìn)行入=1的調(diào)節(jié)。這個(gè)過(guò)程也被稱為\調(diào)節(jié)的結(jié)束。這種調(diào)節(jié)需要一個(gè)能測(cè)量的\信號(hào)，其僅在準(zhǔn)備好運(yùn)行的\傳感器中存在?；谒臏y(cè)量原理，X傳感器通常必須先加熱到它的運(yùn)行溫度，因?yàn)楣腆w電解質(zhì)僅在溫度在350°C以上才能傳導(dǎo)氧離子。運(yùn)行溫度通常在600至900°C的范圍內(nèi)。但傳感器的加熱需要一定的時(shí)間，該時(shí)間根據(jù)起始狀態(tài)或起始溫度例如持續(xù)至20秒。在將\傳感器加熱到其運(yùn)行溫度的這個(gè)時(shí)間段內(nèi)，、傳感器不可用。、值因此不能調(diào)節(jié)，從而在這個(gè)時(shí)間段內(nèi)不能最佳地轉(zhuǎn)換在催化轉(zhuǎn)換器中的有害物質(zhì)。另一個(gè)問(wèn)題在于，在燃料燃燒時(shí)產(chǎn)生的水蒸氣會(huì)在排氣管中冷凝，因?yàn)樵谂艢夤苤?，在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后的一定的時(shí)間段內(nèi)存在低于水的露點(diǎn)的溫度。由此會(huì)在排氣管中形成水滴。、傳感器的加熱進(jìn)行得較快。加熱后的、傳感器的陶瓷會(huì)通過(guò)與水的相遇而由于熱應(yīng)力或傳感器陶瓷內(nèi)的裂口而受損或甚至損毀。因此X傳感器不能在超過(guò)露點(diǎn)之前加熱到運(yùn)行溫度。基于這個(gè)原因，、傳感器的安裝點(diǎn)盡量靠近發(fā)動(dòng)機(jī)，由此也能快速加熱在入傳感器流動(dòng)上游區(qū)域中的排氣管。為了避免冷凝水在X傳感器的流動(dòng)上游積聚，通常力求使排氣管有向下的走向。此外，X傳感器的保護(hù)管的排氣孔不是逆著廢氣流的。也嘗試通過(guò)延遲X傳感器加熱的接通或自發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)起減小功率地加熱來(lái)減少熱應(yīng)力的問(wèn)題。但這種策略延長(zhǎng)了 X傳感器不能使用的時(shí)間。因此發(fā)明了 \傳感器，其在其表面上具有多孔的陶瓷保護(hù)層，該保護(hù)層也被稱為熱沖擊保護(hù)層。這個(gè)保護(hù)層促使出現(xiàn)在X傳感器上的水滴分布在大面積上并且因而減小在固體電解質(zhì)或X傳感器陶瓷中出現(xiàn)的局部溫度梯度。這些X傳感器在加熱狀態(tài)下也容忍一定的冷凝水液滴大小，而不會(huì)受損。因此在這種類型的、傳感器中，在一定的邊界條件下也能自發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)起就激活X傳感器的加熱。盡管由現(xiàn)有技術(shù)公開的用于運(yùn)行帶有\(zhòng)傳感器的內(nèi)燃機(jī)的方法有眾多優(yōu)點(diǎn)，但它們也具備改進(jìn)潛力。因此上述、傳感器例如包含技術(shù)挑戰(zhàn)，即，將、傳感器在內(nèi)燃機(jī)激活后加熱到其運(yùn)行溫度所需的約為10秒的時(shí)間進(jìn)一步縮短。

發(fā)明內(nèi)容
因此建議一種用于運(yùn)行內(nèi)燃機(jī)的方法和一種能按該方法運(yùn)行的內(nèi)燃機(jī)，它們至少盡量避免了公知的方法和內(nèi)燃機(jī)的缺陷并且尤其可以縮短在內(nèi)燃機(jī)激活后將陶瓷的傳感器元件帶至其運(yùn)行溫度所需的時(shí)間。在X傳感器中，這例如可以是在所期望的空燃比例如A=I下轉(zhuǎn)為被調(diào)節(jié)的運(yùn)行。本發(fā)明原則上適用于這樣的內(nèi)燃機(jī)，其具有至少一個(gè)用于檢測(cè)內(nèi)燃機(jī)的廢氣的至少一個(gè)參數(shù)的陶瓷的傳感器元件尤其至少一個(gè)\傳感器和/或至少一個(gè)NOx傳感器和/或至少一個(gè)HC傳感器，其中，陶瓷的傳感器元件具有至少一個(gè)用于加熱陶瓷的傳感器元件的加熱元件。內(nèi)燃機(jī)尤其可以涵蓋汽油機(jī)和/或柴油機(jī)。作為備選或附加地，內(nèi)燃機(jī)也可以如下文還將說(shuō)明的那樣，涵蓋混合動(dòng)力裝置，例如帶有至少一個(gè)汽油機(jī)和/或至少一個(gè)柴油機(jī)和額外至少一個(gè)電動(dòng)機(jī)。所述方法包括下列步驟，優(yōu)選以所述順序
一檢測(cè)至少一個(gè)用于在內(nèi)燃機(jī)激活前激活加熱元件的觸發(fā)事件；
一激活用于在預(yù)熱運(yùn)行中借助加熱元件對(duì)陶瓷的傳感器元件進(jìn)行加熱的加熱元件；以
及
一激活內(nèi)燃機(jī)。陶瓷的傳感器元件可以尤其是\傳感器或包括\傳感器。\傳感器可以例如設(shè)計(jì)成指形傳感器或平坦的、傳感器，例如設(shè)計(jì)成帶有層形結(jié)構(gòu)的、傳感器。例如可以實(shí)現(xiàn)為躍變傳感器和/或?qū)拵?、傳感器。作為備選或附加，陶瓷的傳感器元件也可以包括至少一個(gè)另一種類型的陶瓷傳感器元件，例如NOx傳感器。在激活加熱元件的步驟中，加熱元件可以被加熱至至少一個(gè)預(yù)定的溫度，其中，預(yù)定的溫度是在陶瓷的傳感器元件的功能極限之上的溫度。觸發(fā)事件可以被至少一個(gè)傳感器檢測(cè)到。傳感器可以將檢測(cè)到的觸發(fā)事件轉(zhuǎn)達(dá)給內(nèi)燃機(jī)的控制裝置。陶瓷的傳感器元件可以包括至少一個(gè)電化學(xué)電池，以及陶瓷的傳感器元件的溫度可以借助電化學(xué)電池內(nèi)阻的確定來(lái)確定。在內(nèi)燃機(jī)激活時(shí)，可以終止預(yù)熱運(yùn)行以及激活標(biāo)準(zhǔn)加熱運(yùn)行。在加熱元件激活之前，可以檢查至少一個(gè)邊界條件的存在。邊界條件可以從群組中選取，該群組包括
-涉及電能源，尤其是電蓄能器的狀態(tài)的條件；
-在內(nèi)燃機(jī)的排氣系統(tǒng)中的環(huán)境條件，尤其是存在這樣的環(huán)境條件，對(duì)于該環(huán)境條件而言，加熱元件的激活可以無(wú)破壞地進(jìn)行，尤其選自下述內(nèi)容的環(huán)境條件廢氣的溫度、內(nèi)燃機(jī)的溫度、排氣系統(tǒng)的溫度、排氣系統(tǒng)中的冷凝水量。加熱元件僅當(dāng)內(nèi)燃機(jī)的溫度，尤其是內(nèi)燃機(jī)的排氣管中的溫度，達(dá)到或超過(guò)預(yù)定的閾值時(shí)才被激活。內(nèi)燃機(jī)可以是混合動(dòng)力裝置的組成部分并且觸發(fā)事件是一個(gè)信號(hào)，該信號(hào)表示，在檢測(cè)到觸發(fā)事件之后在預(yù)定的時(shí)間點(diǎn)上激活內(nèi)燃機(jī)。 加熱元件可以在預(yù)熱運(yùn)行中受控制或調(diào)節(jié)地運(yùn)行。
陶瓷的傳感器元件可以具有至少一個(gè)熱沖擊保護(hù)層。內(nèi)燃機(jī)可以例如是汽車的汽油機(jī)。本發(fā)明的思想在于，陶瓷的傳感器元件在內(nèi)燃機(jī)激活之前就已經(jīng)被主動(dòng)地加熱或預(yù)熱。陶瓷的傳感器元件預(yù)熱的溫度可以在功能溫度之上以及在運(yùn)行溫度之下。若內(nèi)燃機(jī)設(shè)計(jì)成車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)，那么陶瓷的傳感器元件在駕駛員啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)之前就已被加熱。為此例如要利用的是，與發(fā)動(dòng)機(jī)連接的發(fā)動(dòng)機(jī)控制器已經(jīng)在本來(lái)的發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)之前幾秒內(nèi)就可以進(jìn)入準(zhǔn)備運(yùn)行的狀態(tài)。這可以由此發(fā)生，即，觸發(fā)事件被傳感器檢測(cè)到并且觸發(fā)事件被轉(zhuǎn)達(dá)給發(fā)動(dòng)機(jī)控制器，從而發(fā)動(dòng)機(jī)控制器激活對(duì)陶瓷傳感器元件的加熱。在車輛的例子中，觸發(fā)事件可以通過(guò)車門觸點(diǎn)開關(guān)或操縱無(wú)線遠(yuǎn)程操作裝置檢測(cè)到。若控制器被喚醒或準(zhǔn)備好運(yùn)行，那么例如陶瓷的傳感器元件就被加熱，從而在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)就已經(jīng)預(yù)熱陶瓷的傳感器元件。因此用于在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后加熱陶瓷的傳感器元件所需的時(shí)間相應(yīng)地減少。尤其是可以由此運(yùn)行形式為汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)燃機(jī)，此時(shí)觸發(fā)事件被傳感器檢測(cè)到并且轉(zhuǎn)達(dá)給內(nèi)燃機(jī)的控制裝置。在此，控制裝置可以在它獲得對(duì)內(nèi)燃機(jī)點(diǎn)火的信號(hào)之前就已經(jīng)被激活?？刂蒲b置然后例如激活陶瓷的傳感器元件，例如、傳感器的加熱元件，由此可以將陶瓷的傳感器元件例如加熱到至少一個(gè)預(yù)定的溫度。預(yù)定的溫度可以是在運(yùn)行溫度之下，但在、傳感器的功能極限之上的溫度。功能極限是這樣一個(gè)極限，從這個(gè)極限起，陶瓷的、傳感器能實(shí)施本來(lái)的功能，即使必要時(shí)會(huì)受到限制。由加熱元件為了加熱陶瓷的傳感器元件而輸送的熱量可以在達(dá)到預(yù)定的溫度時(shí)這樣變小，使得陶瓷的傳感器元件的預(yù)定的溫度保持恒定或在一定的時(shí)間間隔內(nèi)保持恒定。由此能考慮到在激活加熱元件或達(dá)到陶瓷的傳感器元件預(yù)定的溫度和內(nèi)燃機(jī)本身的激活之間的更長(zhǎng)的時(shí)間間隔，而不會(huì)必進(jìn)一步加熱陶瓷的傳感器元件或在去激活加熱元件時(shí)冷卻陶瓷的傳感器元件以及在接下來(lái)激活內(nèi)燃機(jī)時(shí)重新更為強(qiáng)烈地加熱陶瓷的傳感器元件。陶瓷的傳感器元件可以包括至少一個(gè)電化學(xué)電池。電化學(xué)電池通常是這樣一種元件，其包括至少兩個(gè)電極和至少一個(gè)連接電極的固體電解質(zhì)。陶瓷的傳感器元件的溫度可以例如借助電化學(xué)電池的內(nèi)阻的確定來(lái)確定。因此在帶有能斯特電池的陶瓷的傳感器元件中，可以例如借助確定能斯特電池的內(nèi)阻來(lái)檢測(cè)陶瓷的傳感器元件的溫度。在激活內(nèi)燃機(jī)時(shí)，可以終止預(yù)熱運(yùn)行以及激活標(biāo)準(zhǔn)加熱運(yùn)行。這意味著，陶瓷的傳感器元件預(yù)熱至預(yù)定溫度，例如在功能極限之上，但在激活內(nèi)燃機(jī)時(shí)卻加熱到運(yùn)行溫度。
在激活加熱元件之前，可以檢查至少一個(gè)邊界條件的存在。邊界條件可以從群組中選取，該群組包括涉及電能源，尤其是電蓄能器的狀態(tài)的條件；在內(nèi)燃機(jī)的排氣系統(tǒng)中的環(huán)境條件，尤其是存在這樣的環(huán)境條件，即，在該環(huán)境條件下可以無(wú)破壞地完成對(duì)加熱元件的激活，環(huán)境條件尤其可以從廢氣溫度、內(nèi)燃機(jī)的溫度、排氣系統(tǒng)的溫度、排氣系統(tǒng)中由于之前的發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)而積累的冷凝水的量中選取。因此尤其可以這樣觸發(fā)加熱元件，即，力口熱元件僅在內(nèi)燃機(jī)的溫度，尤其是在內(nèi)燃機(jī)的排氣管中的溫度，達(dá)到或超過(guò)至少一個(gè)預(yù)定的閾值時(shí)才被激活。這可以例如是在陶瓷的傳感器元件的區(qū)域中或區(qū)域錢的排氣管中的水的露點(diǎn)。加熱元件可以在預(yù)熱運(yùn)行中例如這樣受控制地運(yùn)行，即，加熱元件加熱預(yù)定的時(shí)間，或例如這樣受調(diào)節(jié)地運(yùn)行，即，加熱元件與溫度無(wú)關(guān)地加熱。此外，陶瓷的傳感器元件具有至少一個(gè)熱沖擊保護(hù)層。陶瓷的傳感器元件由此在出現(xiàn)水滴時(shí)被保護(hù)不受熱應(yīng)力的影響。在本發(fā)明的另一個(gè)方面，建議一種內(nèi)燃機(jī)，該內(nèi)燃機(jī)包括至少一個(gè)用于檢測(cè)內(nèi)燃 機(jī)的排氣的至少一個(gè)參數(shù)的陶瓷的傳感器，此外還包括至少一個(gè)控制裝置?？刂蒲b置設(shè)置用于實(shí)施按本發(fā)明的方法。控制裝置例如涉及一種集中或分散設(shè)計(jì)的控制裝置，其可以選擇性地全部或部分集成在發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置中，例如中央發(fā)動(dòng)機(jī)控制器中。控制裝置可以例如包括至少一個(gè)數(shù)據(jù)處理器，例如至少一個(gè)微控制器，微控制器例如在程序技術(shù)上設(shè)置用于實(shí)施所述方法。內(nèi)燃機(jī)可以尤其是混合動(dòng)力裝置的組成部分并且觸發(fā)事件可以是信號(hào)，該信號(hào)表示，在檢測(cè)到觸發(fā)時(shí)間后在預(yù)定的時(shí)間點(diǎn)觸發(fā)內(nèi)燃機(jī)。這種觸發(fā)事件再次可以借助用于運(yùn)行混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置的電動(dòng)機(jī)的算法確定。因此接通內(nèi)燃機(jī)的時(shí)間點(diǎn)被精確地確定，從而用于激活加熱元件的時(shí)間點(diǎn)也能被精確地預(yù)知或確定。通常適用的是，用于預(yù)熱運(yùn)行的觸發(fā)事件應(yīng)當(dāng)是與內(nèi)燃機(jī)的點(diǎn)火信號(hào)不同的信號(hào)。在沒(méi)有混合動(dòng)力裝置的汽車中，內(nèi)燃機(jī)可以是汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)并且觸發(fā)事件可以至少?gòu)娜航M中選出，該群組包括操縱車門觸點(diǎn)開關(guān)、檢測(cè)到用于解鎖車門的無(wú)線遠(yuǎn)程操作的信號(hào)、操縱座椅觸點(diǎn)開關(guān)。隨著溫度的上升，輸入\傳感器的熱量會(huì)減少并且在預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)達(dá)到運(yùn)行溫度后被保持。在帶有能斯特電池的X傳感器中，X傳感器的溫度例如借助能斯特電池的內(nèi)阻的確定而確定?！┌l(fā)動(dòng)機(jī)或內(nèi)燃機(jī)被啟動(dòng)，那么優(yōu)選中止或結(jié)束\傳感器的預(yù)熱。取決于是否低于內(nèi)燃機(jī)的預(yù)定的溫度，可以確定內(nèi)燃機(jī)的預(yù)定的溫度。這意味著，在例如溫度低于預(yù)定的閾值，例如內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行溫度時(shí)，可以加熱陶瓷的傳感器元件，例如、傳感器。由此例如達(dá)到僅在發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)時(shí)預(yù)熱陶瓷的傳感器元件，但在發(fā)動(dòng)機(jī)在例如僅短時(shí)間中斷后又重新啟動(dòng)時(shí)卻不預(yù)熱陶瓷的傳感器元件。但作為備選也可能的是，X傳感器始終被預(yù)熱，以便確?？焖俳Y(jié)束、調(diào)節(jié)。陶瓷的傳感器元件的加熱和/或加熱元件的能量供應(yīng)可以借助電能源，例如車輛中的電池實(shí)現(xiàn)。有利地在當(dāng)存在于電能源中的電荷足夠?qū)⑻沾傻膫鞲衅髟訜岬筋A(yù)定的溫度時(shí)，確定觸發(fā)事件。這應(yīng)當(dāng)防止在電池中存在的電壓不再足以啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。


本發(fā)明的實(shí)施例在附圖中示出并在接下來(lái)的說(shuō)明中詳細(xì)闡釋。附圖中
圖I是按本發(fā)明的方法的流程圖；以及
圖2是在實(shí)施按本發(fā)明的方法期間施加到X傳感器的加熱元件上的電壓。
具體實(shí)施例方式在圖I和2中示出的方法參考了內(nèi)燃機(jī)，內(nèi)燃機(jī)位于汽車中并且在下文中示例性地也被稱為發(fā)動(dòng)機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)在排氣管中具有用以檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣的至少一個(gè)參數(shù)的陶瓷的傳感器元件，尤其是至少一個(gè)、傳感器和/或至少一個(gè)NOx-傳感器和/或至少一個(gè)HC 傳感器。發(fā)動(dòng)機(jī)在此示例性地具有 ' 傳感器。' 傳感器可以用于證明氣體的物理和/或化學(xué)特性，其中，可以檢測(cè)一個(gè)或多個(gè)特性。本發(fā)明在接下來(lái)尤其參考對(duì)內(nèi)燃機(jī)的排氣的氣體成分的質(zhì)量和/或數(shù)量的檢測(cè)來(lái)說(shuō)明，尤其是參考對(duì)排氣中氧含量的檢測(cè)。氧含量可以例如以分壓力的形式和/或以百分比的形式檢測(cè)。但原則上也可以檢測(cè)其它類型的氣體成分，例如氮?dú)?、碳?xì)浠衔锖?或氫。但作為備選或附加也可以檢測(cè)氣體的其它特性。在當(dāng)前范例中，入傳感器例如是一種平坦的入傳感器。入傳感器具有內(nèi)部的固性電解質(zhì)體作為傳感器陶瓷。內(nèi)部的固性電解質(zhì)體含有例如未示出的電化學(xué)電池和未示出的加熱元件?？梢灶~外設(shè)一個(gè)未示出的所謂的基準(zhǔn)空氣通道。例如當(dāng)前的X傳感器就不再有敞開的基準(zhǔn)空氣通道，而是具有所謂的已泵入的基準(zhǔn)，此時(shí)借助很小的流動(dòng)就能連續(xù)地將氧氣滿滿地泵入封閉的基準(zhǔn)腔。對(duì)此的更詳細(xì)的細(xì)節(jié)例如由上述現(xiàn)有技術(shù)可知。電化學(xué)電池是這樣一種電池，其包括至少兩個(gè)通過(guò)至少一個(gè)固定電解質(zhì)連接的電極，并且可以設(shè)計(jì)成所謂的泵電池和/或能斯特電池。能斯特電池、光學(xué)的基準(zhǔn)空氣通道和加熱元件優(yōu)選安裝或集成在內(nèi)部的固性電解質(zhì)體中。在固性電解質(zhì)體的承受廢氣流的表面的一個(gè)區(qū)段上布置著電極并且優(yōu)選被陶瓷的保護(hù)層覆蓋。陶瓷的保護(hù)層是所謂的熱沖擊保護(hù)層。陶瓷的保護(hù)層不僅覆蓋電極，還覆蓋固性電解質(zhì)體的承受廢氣流的、不被電極覆蓋的表面，亦即上面沒(méi)有電極的區(qū)域。在可選的基準(zhǔn)空氣通道中有其它電極。加熱元件是含有貴金屬的回紋體，其電絕緣地集成在固性電解質(zhì)體中并且在很低的功率消耗下能快速加熱。集成的加熱元件確保了在排氣溫度很低時(shí)入傳感器本身的功能。這樣的安裝或集成對(duì)應(yīng)例如由上述現(xiàn)有技術(shù)公開的平坦的X傳感器的陶瓷的傳感器元件的通用的安裝。X傳感器內(nèi)部可以有保護(hù)管。固性電解質(zhì)體的溫度間接地通過(guò)能斯特電池的內(nèi)阻確定。A傳感器優(yōu)選與內(nèi)燃機(jī)的控制裝置連接和/或具有自己的控制裝置。此外，與內(nèi)燃機(jī)的控制裝置連接的還有車門觸點(diǎn)開關(guān)和/或座椅觸點(diǎn)開關(guān)和/或用于檢測(cè)聯(lián)鎖或解鎖車門的無(wú)線遠(yuǎn)程操作的信號(hào)的傳感器。在內(nèi)燃機(jī)的靜止?fàn)顟B(tài)中，在排氣管中基本上有汽車的環(huán)境溫度，也就是說(shuō)約20°C的溫度。若駕駛員想要駕駛汽車，那么他就操縱無(wú)線遠(yuǎn)程操作裝置來(lái)解鎖車門。用于檢測(cè)無(wú)線遠(yuǎn)程操作信號(hào)的傳感器將這個(gè)信號(hào)的存在轉(zhuǎn)達(dá)給發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置。駕駛員緊接著打開車門，這被車門觸點(diǎn)開關(guān)檢測(cè)到并且轉(zhuǎn)達(dá)給發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置。倘若駕駛員在駕駛員座位上，那么座椅觸點(diǎn)開關(guān)就檢測(cè)到有人在座椅上并且將這個(gè)信號(hào)轉(zhuǎn)達(dá)給發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置。作為備選，將其中一個(gè)所述信號(hào)傳遞給發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置就已足夠。由此在步驟10中將發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置置于準(zhǔn)備運(yùn)行狀態(tài)。傳感器或在發(fā)動(dòng)機(jī)控制器-軟件中的模型求出X傳感器的環(huán)境的溫度以及發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置在步驟12中識(shí)別到，無(wú)論是發(fā)動(dòng)機(jī)還是\傳感器，都沒(méi)有處在它們的運(yùn)行溫度。在駕駛員激活點(diǎn)火之前，通過(guò)在發(fā)動(dòng)機(jī)控制器中的輸出級(jí)關(guān)閉加熱元件的電路并且向加熱元件施加電壓，從而使加熱元件在步驟14中被激活，以便在時(shí)間點(diǎn)tl預(yù)加熱、傳感器。這意味著，加熱元件從時(shí)間點(diǎn)tl起在預(yù)熱運(yùn)行中工作。由此施加給入傳感器加熱元件的電壓，也就是說(shuō)，有效的加熱電壓Ull6ff上升，由圖2可知。在此，A傳感器的溫度上升并且在步驟16中或者引入\傳感器的熱能借助電能的消耗和/或借助能斯特電池的內(nèi)阻檢測(cè)\傳感器的溫度。一旦在步驟18中檢測(cè)到的\傳感器的溫度達(dá)到或超過(guò)預(yù)定的溫度閾值，那么在時(shí)間點(diǎn)t2，加熱電壓可以在步驟20中變小并且從時(shí)間點(diǎn)t2起恒定地保持在很低的水平上，所述溫度閾值在、傳感器的運(yùn)行溫度之下，但在350°C時(shí)超過(guò)入傳感器的運(yùn)行極限。倘若不是這種情況，那么就回到步驟12。在此，在步驟22中還監(jiān)控入傳感器的溫度，確定是否需要進(jìn)一步預(yù)熱運(yùn)行來(lái)將、傳感器保持在預(yù)定的溫度上。若需要預(yù)熱運(yùn)行，那么返回步驟18。若不再需要預(yù)熱運(yùn)行，那么在步驟24中中止預(yù)熱運(yùn)行并且 在步驟26中結(jié)束所述方法。這是加熱元件的調(diào)節(jié)溫度的運(yùn)行。作為備選，例如控制時(shí)間的運(yùn)行也是可行的，在這種運(yùn)行中，按照預(yù)定的時(shí)間間隔減小加熱電壓，所述時(shí)間間隔對(duì)應(yīng)一定的引入X傳感器的熱能量。在檢測(cè)通過(guò)操縱汽車的點(diǎn)火裝置的點(diǎn)火信號(hào)時(shí)，也在時(shí)間點(diǎn)t3上取消施加給\傳感器的加熱元件的加熱電壓以及\傳感器被帶至其最終運(yùn)行溫度600至900°C。這意味著，加熱元件自時(shí)間點(diǎn)t3起在受控制的標(biāo)準(zhǔn)加熱運(yùn)行中運(yùn)行，該標(biāo)準(zhǔn)加熱運(yùn)行隨著內(nèi)燃機(jī)的激活開始。當(dāng)近似達(dá)到運(yùn)行溫度時(shí)，在時(shí)間點(diǎn)t4上從被控制的標(biāo)準(zhǔn)加熱運(yùn)行切換到被調(diào)節(jié)的標(biāo)準(zhǔn)加熱運(yùn)行，從而按照需要通過(guò)在發(fā)動(dòng)機(jī)控制器中的調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)所需的加熱功率。也能取代在圖2中在時(shí)間點(diǎn)t3上示出的有效加熱電壓Ulleff的跳躍式上升的是，根據(jù)各個(gè)入傳感器或它們的陶瓷組成部分，也能逐漸上升或有其它方式的上升。為了確保在汽車電池中存在的電荷足以既將\傳感器加熱到其運(yùn)行溫度又能啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，可以設(shè)另一個(gè)用于檢測(cè)電池電荷狀態(tài)的傳感器。若信號(hào)表示電池狀態(tài)不滿，那么就中斷或不激活預(yù)加熱。但也可以在步驟28中考慮到其它用于激活在步驟12和/或22中的加熱元件的參數(shù)，例如發(fā)動(dòng)機(jī)溫度、環(huán)境溫度、由于發(fā)動(dòng)機(jī)中斷的冷啟動(dòng)而造成的在排氣管中的冷凝水的量等。這用于確保，僅當(dāng)在接下來(lái)的發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)中期望冷凝水的有公差的量時(shí)才加熱、傳感器，從而不會(huì)有很多水滴滴落到傳感器陶瓷上以及因而不會(huì)造成、傳感器損壞。作為備選或附加，當(dāng)例如在一定的時(shí)間后內(nèi)燃機(jī)沒(méi)被激活時(shí)，中斷、傳感器的預(yù)熱。當(dāng)、傳感器的溫度確定檢測(cè)到，在發(fā)動(dòng)機(jī)去激活和重新激活之后，A傳感器的溫度在功能溫度之上時(shí)，同樣中斷預(yù)熱，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置在步驟12中認(rèn)識(shí)到，為標(biāo)準(zhǔn)加熱運(yùn)行以及激活發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的加熱電壓的施加已經(jīng)足夠在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間內(nèi)達(dá)到X傳感器的運(yùn)行溫度以及因而在步驟30中結(jié)束方法。因此加熱元件僅在內(nèi)燃機(jī)的溫度低于預(yù)定的閾值時(shí)才在預(yù)熱運(yùn)行中工作。預(yù)熱運(yùn)行僅僅在排氣管中的氣體的溫度或排氣管的溫度本身超過(guò)溫度閾值時(shí)才被實(shí)施，從而防止在接下來(lái)的發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)有太多的水被冷凝，這些水對(duì)入傳感器造成損害。
在一種備選的實(shí)施形式中，A傳感器位于混合動(dòng)力車輛的內(nèi)燃機(jī)的排氣管中。接下來(lái)僅探討其與第一種實(shí)施形式的區(qū)別。在混合動(dòng)力車輛中，通常借助電動(dòng)機(jī)完成啟動(dòng)。為了加熱X傳感器，電動(dòng)機(jī)的控制裝置的信息足夠讓車輛開始運(yùn)動(dòng)以及在一定的時(shí)間點(diǎn)上在檢測(cè)到內(nèi)燃機(jī)的切斷后應(yīng)當(dāng)接通內(nèi)燃機(jī)。內(nèi)燃機(jī)的接通通常通過(guò)控制器內(nèi)的算法完成，從而能毫無(wú)問(wèn)題地估算接通以及有針對(duì)性地在限定的時(shí)間點(diǎn)上在計(jì)劃的發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)之前如上所述地加熱、傳感器。 因此在這兩種所述的實(shí)施形式中，能在所期望的空燃比，例如\ =1下直接在發(fā)動(dòng)機(jī)激活之后過(guò)渡到調(diào)節(jié)后的運(yùn)行，因?yàn)樵趦?nèi)燃機(jī)激活后將X傳感器加熱到最終運(yùn)行溫度所需要的時(shí)間被縮短。
權(quán)利要求
1.用于運(yùn)行內(nèi)燃機(jī)的方法，其中，內(nèi)燃機(jī)具有至少一個(gè)用于檢測(cè)內(nèi)燃機(jī)的廢氣的至少一個(gè)參數(shù)的陶瓷的傳感器元件尤其至少一個(gè)\傳感器和/或至少一個(gè)NOx傳感器和/或至少一個(gè)HC傳感器，其中陶瓷的傳感器元件具有至少一個(gè)用于加熱陶瓷的傳感器元件的加熱元件，其中該方法包括下列步驟，優(yōu)選按所示順序 a)檢測(cè)至少一個(gè)用于在內(nèi)燃機(jī)激活前激活加熱元件的觸發(fā)事件， b)激活用于在預(yù)熱運(yùn)行中借助加熱元件加熱陶瓷的傳感器元件的加熱元件，以及 c)激活內(nèi)燃機(jī)。
2.按前述權(quán)利要求所述的方法，其中在步驟b)中加熱元件被加熱至至少一個(gè)預(yù)定的溫度，其中該預(yù)定的溫度是在陶瓷的傳感器元件的功能極限之上的溫度。
3.按前述權(quán)利要求之一所述的方法，其中觸發(fā)事件被至少一個(gè)傳感器檢測(cè)到。
4.按前述權(quán)利要求所述的方法，其中傳感器將檢測(cè)到的觸發(fā)事件轉(zhuǎn)達(dá)給內(nèi)燃機(jī)的控制>J-U裝直。
5.按前述權(quán)利要求之一所述的方法，其中陶瓷的傳感器元件包括至少一個(gè)電化學(xué)電池并且陶瓷的傳感器元件的溫度借助電化學(xué)電池的內(nèi)阻的確定而確定。
6.按前述權(quán)利要求之一所述的方法，其中在激活內(nèi)燃機(jī)時(shí)結(jié)束預(yù)熱運(yùn)行并且激活標(biāo)準(zhǔn)加熱運(yùn)行。
7.按前述權(quán)利要求之一所述的方法，其中在激活加熱元件之前檢查至少一個(gè)邊界條件的存在。
8.按前述權(quán)利要求所述的方法，其中，邊界條件從群組中選取，該群組包括 涉及電能源尤其電蓄能器的狀態(tài)的條件； 在內(nèi)燃機(jī)的排氣系統(tǒng)中的環(huán)境條件，尤其是存在這樣的環(huán)境條件，對(duì)于該環(huán)境條件而言，加熱元件的激活能夠無(wú)破壞地進(jìn)行，尤其是選自下列內(nèi)容的環(huán)境條件廢氣的溫度、內(nèi)燃機(jī)的溫度、排氣系統(tǒng)的溫度、排氣系統(tǒng)中的冷凝水量。
9.按前述權(quán)利要求之一所述的方法，其中僅當(dāng)內(nèi)燃機(jī)的溫度尤其在內(nèi)燃機(jī)的排氣管中的溫度達(dá)到或超過(guò)預(yù)定的閾值時(shí)激活加熱元件。
10.按前述權(quán)利要求之一所述的方法，其中內(nèi)燃機(jī)是混合動(dòng)力裝置的組件并且觸發(fā)事件是信號(hào)，該信號(hào)表示在檢測(cè)到觸發(fā)事件之后在預(yù)定的時(shí)間點(diǎn)上激活內(nèi)燃機(jī)。
11.按前述權(quán)利要求之一所述的方法，其中加熱元件在預(yù)熱運(yùn)行中受控制或受調(diào)節(jié)地運(yùn)行。
12.按前述權(quán)利要求之一所述的方法，其中陶瓷的傳感器元件具有至少一個(gè)熱沖擊保護(hù)層。
13.按前述權(quán)利要求之一所述的方法，其中內(nèi)燃機(jī)是汽車的汽油機(jī)。
14.內(nèi)燃機(jī)，包括至少一個(gè)用于檢測(cè)內(nèi)燃機(jī)的廢氣的至少一個(gè)參數(shù)的陶瓷的傳感器元件，此外還包括至少一個(gè)控制裝置，其中控制裝置設(shè)置用于實(shí)施按前述權(quán)利要求之一所述的方法。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于運(yùn)行內(nèi)燃機(jī)的方法，其中，內(nèi)燃機(jī)具有至少一個(gè)用于檢測(cè)內(nèi)燃機(jī)的廢氣的至少一個(gè)參數(shù)的陶瓷的傳感器元件尤其至少一個(gè)λ傳感器和/或至少一個(gè)NOx傳感器和/或至少一個(gè)HC傳感器，其中陶瓷的傳感器元件具有至少一個(gè)用于加熱陶瓷的傳感器元件的加熱元件，其中該方法包括下列步驟，優(yōu)選按所示順序a)檢測(cè)至少一個(gè)用于在內(nèi)燃機(jī)激活前激活加熱元件的觸發(fā)事件，b)激活用于在預(yù)熱運(yùn)行中借助加熱元件加熱陶瓷的傳感器元件的加熱元件，以及c)激活內(nèi)燃機(jī)。
文檔編號(hào)F02D41/02GK102758696SQ20121012756
公開日2012年10月31日 申請(qǐng)日期2012年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月28日
發(fā)明者K.溫克勒, R.霍爾貝格, T.蔡恩 申請(qǐng)人:羅伯特·博世有限公司