背景技術(shù)：
由現(xiàn)有技術(shù)已知多個傳感器和用于在測量氣體室中檢測測量氣體的至少一個特性的方法。在此，原則上能夠涉及測量氣體的任意的物理特性和/或化學(xué)特性，其中，能夠檢測測量氣體(messgas)的一個或多個特性。以下尤其參照對測量氣體的氣體成分含量的定性檢測和/或定量檢測、尤其參照對測量氣體部分中的氧含量的檢測描述本發(fā)明。例如能夠以分壓的形式和/或百分比的形式來檢測氧含量。然而，替代地或附加地也能檢測測量氣體的其他特性，例如溫度。
由現(xiàn)有技術(shù)尤其已知基于陶瓷傳感器元件的傳感器，所述陶瓷傳感器元件基于對特定固體的電解特性的使用，即基于該固體的離子傳導(dǎo)特性。所述固體尤其能夠涉及陶瓷固體電解質(zhì)，例如二氧化鋯(zro2)，尤其釔穩(wěn)定二氧化鋯(ysz)和摻雜鈧的二氧化鋯(scsz)，它們能包含少量的氧化鋁(al2o3)添加劑和/或氧化硅(sio2)添加劑。
例如，這種傳感器可以構(gòu)型為所謂的λ探測器，如其例如由konradreif(編)的《sensorenimkraftfahrzeug》(2010年，第一版，160-165頁)已知的那樣。借助寬帶λ探測器、尤其借助平面寬帶λ探測器，例如能夠在大范圍中確定廢氣中的氧濃度并且因此推斷出在燃燒室中的空氣/燃料比?？諝庀禂?shù)λ描述了該空氣/燃料比。
為了優(yōu)化有害物質(zhì)排放和廢氣后處理，在現(xiàn)代內(nèi)燃機(jī)中采用了λ探測器用于確定廢氣組成和用于控制內(nèi)燃機(jī)。λ探測器確定廢氣的氧含量，這被用于調(diào)節(jié)供給內(nèi)燃機(jī)的空氣/燃料混合物并且因此被用于在催化器前面調(diào)節(jié)廢氣λ。在此，通過λ調(diào)節(jié)回路(regelkreis)如此調(diào)節(jié)內(nèi)燃機(jī)的空氣供給與燃料供給，使得針對廢氣后處理通過在內(nèi)燃機(jī)的廢氣通道中設(shè)置的催化器實(shí)現(xiàn)優(yōu)化的廢氣組成。在汽油發(fā)動機(jī)中，λ通常調(diào)節(jié)為1，即空氣與燃料的化學(xué)計(jì)量比
采用了不同形式的λ探測器。也稱為連續(xù)的或線性的λ探測器的寬帶λ探測器能夠在圍繞λ＝1的寬的范圍中測量廢氣中的λ值。因此，例如也能夠?qū)?nèi)燃機(jī)調(diào)節(jié)為具有過量空氣的貧油(mager)運(yùn)行。
通過探測器特性曲線的線性化也能夠借助成本較低的雙點(diǎn)λ探測器實(shí)現(xiàn)在催化器前面連續(xù)λ調(diào)節(jié)，即使在受限的λ范圍中。在這樣的、也稱為跳變探測器或內(nèi)恩斯特探測器的雙點(diǎn)λ探測器中，電壓λ特性曲線在λ＝1時具有跳變式下降。因此，其基本允許內(nèi)燃機(jī)在具有過量燃料的運(yùn)行時的富油(fett)的廢氣(λ<1)和在具有過量空氣的運(yùn)行時的貧油(mager)的廢氣(λ>1)之間進(jìn)行區(qū)分并且能夠?qū)U氣調(diào)節(jié)到λ＝1。
連續(xù)λ調(diào)節(jié)的前提是，在λ探測器的探測器電壓與λ之間存在唯一明確的關(guān)系。該關(guān)系必須在λ探測器的整個使用壽命上存在，因?yàn)?，否則調(diào)節(jié)的準(zhǔn)確性可能不足并且可能出現(xiàn)不允許的高排放。由于λ探測器的制造公差和老化效應(yīng)而不能滿足所述前提。替代地，實(shí)際的探測器特性曲線可能由于多個疊加效應(yīng)而相對于參考探測器特性曲線移位。
在很大一部分具有汽油發(fā)動機(jī)的車輛中，廢氣通道配備有催化器前面或上游的寬帶λ探測器、催化器和催化器后面或下游的跳變探測器(sprungsonde)。為了優(yōu)化排放，盡可能準(zhǔn)確地化學(xué)計(jì)量地調(diào)節(jié)混合物。對此，在第一步驟中，使用催化器前面的寬帶λ探測器用于調(diào)節(jié)。借助基于催化器后面的跳變探測器的信號的輔助調(diào)節(jié)(führungsregelung)來實(shí)現(xiàn)更準(zhǔn)確的調(diào)節(jié)。
因此，為了調(diào)節(jié)催化器前面的寬帶λ探測器，基于催化器后面的跳變探測器的信號來確定偏移。通過所謂的車載診斷將幅度大的偏移識別為催化器前面的寬帶λ探測器的偏移誤差，然而，為了通過第一調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)盡可能化學(xué)計(jì)量的混合物并且因此能夠確保低排放，也必須已知小的偏移。
在偏移確定時的困難由位于中間的催化器引起并且由以下事實(shí)引起：催化器后面的跳變探測器僅僅在圍繞λ＝1的窄范圍中提供關(guān)于混合物的準(zhǔn)確信息。為了確定偏移，在匹配的條件下并且在干擾之后的去抖動時間之后，使輔助調(diào)節(jié)的平均的調(diào)節(jié)干預(yù)過濾地適應(yīng)為前調(diào)節(jié)或前探測器的偏移。作為去抖動以及為了過濾，已知廢氣質(zhì)量流積分(abgasmassenstromintegrale)和時間條件。為了診斷的目的已知的是，在催化器后面的跳變探測器的信號的持續(xù)強(qiáng)烈的偏差的情況下，盡管輔助調(diào)節(jié)的很大的調(diào)節(jié)干預(yù)，仍進(jìn)行偏移適應(yīng)中的快速步驟，以便快速地識別錯誤的偏移。在這里也已知用于識別持續(xù)的偏差的廢氣質(zhì)量流積分和時間條件。
盡管由現(xiàn)有技術(shù)已知的用于識別電壓偏移的方法的優(yōu)點(diǎn)，所述方法仍具有改善潛力。
因此，在已知的方法中，不能在每種情況下使用偏移確定的可能性，或不能求取所述可能性，或可能錯誤地適應(yīng)所述可能性。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
因此，提出一種用于確定至少在布置在內(nèi)燃機(jī)的廢氣通道中的第一λ探測器的電壓λ特性曲線的一個區(qū)域中相對于參考電壓λ特性曲線的偏移的確定的極限的方法，借助所述方法能夠提供一種標(biāo)準(zhǔn)，借助該標(biāo)準(zhǔn)能夠計(jì)算偏移確定的可能性。
本發(fā)明尤其包括不窮舉列出的方面：
1.一種用于確定至少在布置在內(nèi)燃機(jī)的廢氣通道中的第一λ探測器的電壓λ特性曲線的一個區(qū)域中相對于參考電壓λ特性曲線的偏移的確定的極限的方法，其中，使用第一λ探測器的第一測量信號、第二λ探測器的第二測量信號和在第一λ探測器與第二λ探測器之間的催化器的氧平衡(sauerstoffbilanz)用于所述確定，其中，所述氧平衡包括：到催化器中的氧輸入量、從催化器中的氧輸出量和催化器的氧存儲水平差，其中，基于第一假設(shè)確定上限，由所述第一假設(shè)得出氧輸出量與氧存儲水平差的總和的第一值，基于第二假設(shè)確定下限，由所述第二假設(shè)得出氧輸出量與氧存儲水平差的總和的第二值，其中，所述第一值大于第二值。
2.根據(jù)上一方面所述的方法，其中，基于第一λ探測器的λ測量值和廢氣質(zhì)量流求取催化器上游的第一氧量，其中，基于第二λ探測器的λ測量值求取催化器下游的第二氧量。
3.根據(jù)上一方面所述的方法，其中，對于第一假設(shè)和第二假設(shè)，確定第二λ探測器的λ電壓特性曲線的上限和下限。
4.根據(jù)方面以上兩個方面之一所述的方法，其中，對于第一假設(shè)和第二假設(shè)，確定催化器的氧存儲水平差的上限和下限。
5.根據(jù)上一方面所述的方法，其中，將催化器的最大氧存儲能力確定為催化器的氧存儲水平差的上限，并且將催化器的負(fù)最大氧存儲能力確定為催化器的氧存儲水平差的下限。
6.根據(jù)以上三個方面之一所述的方法，其中，基于催化器上游的第一氧濃度、催化器下游的第二氧濃度和廢氣質(zhì)量流在預(yù)確定的時間上的積分確定第一氧量和第二氧量。
7.根據(jù)上一方面所述的方法，其中，如此選擇預(yù)確定的時間，使得低于第二探測器的λ測量值的不準(zhǔn)確度(ungenaugigkeit)的閾值。
8.一種計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序設(shè)置用于執(zhí)行根據(jù)上述方面之一所述的方法的每個步驟。
9.一種電子存儲介質(zhì)，在所述電子存儲介質(zhì)上存儲根據(jù)上一個方面所述的計(jì)算機(jī)程序。
10.一種電子控制設(shè)備，所述電子控制設(shè)備包括根據(jù)上一個方面所述的電子存儲介質(zhì)。
所述標(biāo)準(zhǔn)作為偏移的上限和下限給出。因此，既能盡可能快速地確定所述偏移，又能防止過大的調(diào)節(jié)(verstellen)或?qū)W習(xí)(verlernen)。減小了用于確定去抖動和過濾的應(yīng)用開銷。
本發(fā)明的基本思想是，通過計(jì)算確定由催化器前面和后面的λ探測器的測量信號可確定的催化器前面的寬帶λ探測器的偏移的極限。
附圖說明
本發(fā)明的其他可選細(xì)節(jié)和特征從優(yōu)選實(shí)施例的以下描述中得出，所述優(yōu)選實(shí)施例示意性地在附圖中示出。
附圖示出:
圖1示出一種內(nèi)燃機(jī)。
具體實(shí)施方式
圖1示出一種內(nèi)燃機(jī)10。所述內(nèi)燃機(jī)10例如是汽油發(fā)動機(jī)(ottomotor)。內(nèi)燃機(jī)10具有廢氣通道12。在廢氣通道12中布置有第一λ探測器14、催化器16和第二λ探測器18。朝流動方向20看，在內(nèi)燃機(jī)的燃燒室中的燃燒過程中所產(chǎn)生的廢氣首先流過第一λ探測器14、隨后流過催化器16并且最后流過第二λ探測器18。相應(yīng)地，第一λ探測器14布置在催化器16的上游或催化器16的前面，并且第二λ探測器18布置在催化器16的下游或催化器16的后面，其中，說明“上游”、“下游”或“前面”和“后面”涉及流動方向20的定向。在示出的實(shí)施例中，第一λ探測器14是寬帶λ探測器22。替代地，第一λ探測器14是跳變探測器。第二λ探測器18是跳變探測器24。由開始提到的現(xiàn)有技術(shù)并且尤其由konradreif(編)的《sensorenimkraftfahrzeug》(2010年，第一版，160-165頁)已知寬帶λ探測器22和跳變探測器24的基本結(jié)構(gòu)以及它們的工作原理，從而省略了其詳細(xì)描述，而替代地關(guān)于結(jié)構(gòu)和功能參閱所述現(xiàn)有技術(shù)。
出于診斷的目的并且為了優(yōu)化排放，盡可能準(zhǔn)確化學(xué)計(jì)量地
λ探測器的精確的λ調(diào)節(jié)的前提是，在λ探測器的探測器電壓與λ之間存在唯一明確的關(guān)系。該關(guān)系必須在λ探測器的整個使用壽命上存在，因?yàn)榉駝t調(diào)節(jié)的準(zhǔn)確性不足并且可能出現(xiàn)不允許的高排放。由于λ探測器的制造容差和老化效應(yīng)，所述前提無法得到滿足。替代地，實(shí)際的探測器特性曲線可能由于多個疊加的效應(yīng)而相對于參考探測器特性曲線移位。所述移位(verschiebung)也稱為偏移(offset)。
因此，為了調(diào)節(jié)催化器16前面的寬帶λ探測器22，基于催化器16后面的跳變探測器24的信號確定偏移。通過所謂的車載診斷將幅度大的偏移識別為催化器16前面的寬帶λ探測器22的偏移誤差，然而，也必須已知小的偏移，以便通過第一調(diào)節(jié)來調(diào)節(jié)盡可能化學(xué)計(jì)量的混合物并且因此能夠確保低排放。
本發(fā)明利用如下基本假設(shè)：偏移可以由以下用于催化器16的氧存儲的平衡方程計(jì)算出：
0＝氧輸入量–氧輸出量+氧存儲水平差
能夠由寬帶λ探測器22和跳變探測器24的信號計(jì)算出廢氣中的氧含量。借助廢氣質(zhì)量流能夠由此計(jì)算出在所述平衡中積分的氧流，從而得出：
0＝∫covk＊msdt-∫conk＊msdt+δos，
其中，covk是催化器16前面的廢氣中的氧濃度，
conk是催化器16后面的廢氣中的氧濃度，
ms是廢氣質(zhì)量流，并且
δos是催化器16的氧存儲水平差。
能夠由催化器16前面的寬帶λ探測器22和所述催化器后面的跳變探測器24的信號來確定氧濃度：
0＝∫(1-1/(λvk_s-δvk))＊msdt-∫(1-1/(λnk-δnk))＊msdt+δos
其中，λvk_s是催化器16前面的寬帶λ探測器22的由于偏移而錯誤的λ測量值，
δvk是催化器16前面的寬帶λ探測器22的偏移，
λnk是催化器16后面的跳變探測器24的λ測量值，并且
δnk是催化器16后面的跳變探測器24的λ測量值的確定的不準(zhǔn)確度。
在此，值得注意的是，在假設(shè)催化器后面的探測器作為參考并且因此無偏移的情況下，δvk是實(shí)際的、在運(yùn)行范圍上恒定的偏移。與之相反地，δnk不是這種偏移，而是由于非系統(tǒng)性偏差在不同運(yùn)行時刻下λ測量值的檢測中的不準(zhǔn)確度。能夠由上一個所提到的公式通過如下方式實(shí)現(xiàn)δvk的計(jì)算：提出對δos和δnk的假設(shè)。這些假設(shè)包括至少一個第一假設(shè)和第二假設(shè)，所述第一假設(shè)導(dǎo)致氧輸出量與水平差的總和的大的值，所述第二假設(shè)導(dǎo)致氧輸出量與水平差的總和的小的值。根據(jù)催化器16后面的跳變探測器24的λ電壓特性曲線，基于由跳變探測器24所提供的電壓信號根據(jù)催化器16后面的跳變探測器24的λ電壓特性曲線來計(jì)算催化器16后面的氧濃度conk。為了計(jì)算氧輸出量和氧存儲水平差的總和的最小值和最大值，確定λ電壓特性曲線的上限和下限。為了確定上限和下限，例如能夠使用固定的電壓不確定性(spannungsunsicherheit)(例如+/-20mv)和溫度偏差(例如+/-30k)。
可將氧存儲能力osc假設(shè)為水平差的極限。在此，最大可假設(shè)為+osc，最小可假設(shè)為-osc。在特定的狀態(tài)中，存在關(guān)于氧水平的附加信息并且可以限制δos的值：因此，例如在長的推進(jìn)階段(schubphase)之后，催化器16完全充滿了氧。如果隨后開始積分，則δos的范圍為[0...-osc]。既可以為最大osc假設(shè)一個固定值，或與如催化器溫度或廢氣質(zhì)量流的運(yùn)行條件相關(guān)的值?？梢匀我獯_定積分時間段。更有利地選擇所述積分區(qū)間，使得上限和下限得出盡可能小的值或盡可能大的值。這對于長的積分區(qū)間得出，在所述長的積分區(qū)間中不包含具有大δnk的值。例如可將|λnk_min-λnk_max|<閾值假設(shè)為積分開始的標(biāo)準(zhǔn)，并且連續(xù)地評估δnk的值。
如果關(guān)于催化器16前面的寬帶λ探測器22的λ測量值λvk_s以λvk_s＝1的形式展開催化器16前面的氧濃度covk的項(xiàng)，則可以近似地求解上面的公式的δvk，從而得出以下公式：
δvk＝(∫(1-1/(λvk_s))＊msdt-∫(1-1/(λnk-δnk))＊ms+δos)/∫ms
偏移δvk的上限δvk_max和下限δvk_min從用于催化器16后面的跳變探測器24的λ電壓特性曲線的上限(λnk-δnk)和下限δos的使用中得出。由多個積分時間段可以得出不同的值。最小值用于上限，最大值用于下限。
如果如此計(jì)算出的上限δvk_max低于偏移δvk的目前假設(shè)的值或如此計(jì)算出的下限δvk_min高于偏移δvk的目前假設(shè)的值，則校正對偏移δvk的假設(shè)。如果目前的假設(shè)位于δvk_max與δvk_min之間，則不改變或僅僅非常緩慢地改變偏移δvk的值。只要δvk_max低于偏移δvk的診斷極限值，就可以報告對最大偏移δvk_max的正常運(yùn)行檢查。只要δvk_min高于偏移δvk診斷極限值，就可以報告對最小偏移δvk_min的正常運(yùn)行檢查。只要δvk_max或δvk_min超過診斷極限值，就可以報告對偏移δvk的非正常運(yùn)行檢查。