用于診斷壓差傳感器的方法和診斷單元的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于診斷壓差傳感器的方法，所述壓差傳感器確定經(jīng)過在廢氣線 路中布置的、內(nèi)燃機的廢氣清潔設(shè)備的廢氣后處理單元的壓差，并且所述壓差傳感器利用 前連接件在廢氣后處理單元之前聯(lián)接在廢氣線路上并且利用后連接件在廢氣后處理單元 之后聯(lián)接在廢氣線路上，其中，所述診斷基于由廢氣后處理單元之前的廢氣壓力的變化而 引起的測量壓差的測量時間壓差梯度與預(yù)期壓差的預(yù)期時間壓差梯度之比來進行。
[0002] 本發(fā)明還涉及一種用于診斷壓傳感器的診斷單元，所述壓差傳感器用于確定經(jīng)過 在內(nèi)燃機的廢氣線路中布置的、廢氣清潔設(shè)備的廢氣后處理單元的壓差，其中，向診斷單元 輸送壓差傳感器的測量信號，其中，診斷單元設(shè)計用于從測量壓差中形成測量壓差梯度并 且用于從通過廢氣后處理單元的至少一個廢氣體積流和廢氣后處理單元的流動阻力中確 定預(yù)期壓差梯度。
【背景技術(shù)】
[0003] 排放法規(guī)，尤其在美國和歐洲，設(shè)定了針對內(nèi)燃機的有害物質(zhì)排放的極限值。為了 維持該規(guī)定，在內(nèi)燃機的廢氣線路中設(shè)置廢氣清潔設(shè)備，其包括廢氣后處理單元，例如以催 化器或顆粒過濾器為形式。它們的正確的工作情況必須被監(jiān)控。除了排放極限值之外，同 樣提出了診斷極限值，在超過該診斷極限值的情況下必須顯示出故障。為此在車輛中實施 診斷功能，其在車輛運行期間在在線診斷（0BD)中監(jiān)控為了減小排放而裝配的構(gòu)件和部件 并且顯示出導(dǎo)致診斷極限值被超過的故障。
[0004] 為了監(jiān)控廢氣后處理單元、尤其顆粒過濾器的工作情況，已知的是監(jiān)控經(jīng)過廢氣 后處理單元的壓降。在顆粒過濾器的情況下其流動阻力隨著升高的煙塵沉積而升高。這可 以通過測量經(jīng)過顆粒過濾器的壓差來監(jiān)控并且在達到容量極限的情況下導(dǎo)入顆粒過濾器 的再生。顆粒過濾器在此可以布置在汽油驅(qū)動或柴油驅(qū)動的內(nèi)燃機的廢氣線路中，其中，可 以是純的、未涂層的顆粒過濾器或催化涂層的顆粒過濾器作為顆粒過濾器與三路徑催化器 的組合。
[0005] 除了監(jiān)控廢氣后處理單元本身以外，還設(shè)置為此所需的傳感器的監(jiān)控。壓差傳感 器通常利用兩個連接件與廢氣線路連接，其中，一個連接件布置在要監(jiān)控的廢氣后處理單 元之前且一個連接件布置在之后。在此所述連接件可以實施成簡單的軟管。如果連接件之 一脫開或損壞，則廢氣后處理單元的診斷結(jié)果被歪曲。壓差傳感器的連接件的脫開的可靠 識別有時是特別困難的，因為壓差傳感器的測量信號在一個連接件脫開之后仍然可以處于 有效的值范圍中。
[0006] 文獻DE 10 2005 034 270 A1公開了用于監(jiān)控一平行于廢氣構(gòu)件、尤其顆粒過濾 器布置的壓差傳感器的方法和裝置。在此，評價在廢氣構(gòu)件之前上游的由于廢氣壓力的預(yù) 先給定的變化而引起的壓差信號的動態(tài)行為。根據(jù)一種實施變型，在廢氣壓力變化的情況 下確定壓差信號的梯度并且與第二閾值進行比較。第二閾值在此根據(jù)內(nèi)燃機的運行參數(shù)來 形成并且至少近似表示一預(yù)期的梯度信號。如果壓力信號的梯度未超過第二閾值，則推斷 出至壓差傳感器的前輸入管道中的故障(輸入管道堵塞或脫開)。在另一種實施變型中時間 上地評價壓差信號的超調(diào)（Uberschwingen )。
[0007] 因此在廢氣壓力的單個變化的情況下評價信號走向。為了提高診斷可靠性，可以 實施多個這種單個評價并且只有在重復(fù)的故障報告的情況下才推斷出有故障的前連接件。
[0008] 文獻DE 10 2011 003 748 A1描述了用于監(jiān)控一借助于連接件平行于顆粒過濾器 布置的壓差傳感器的工作情況的方法和裝置。沿著流動方向在顆粒過濾器之后設(shè)置一廢氣 翻板。為了監(jiān)控壓差傳感器的連接件，以如下方式改變廢氣翻板的位態(tài)，使得廢氣翻板前面 的廢氣反壓力且因此顆粒過濾器前面和后面的壓力提高。在正確聯(lián)接的壓差傳感器的情況 下，測量壓差在預(yù)先給定的公差以內(nèi)保持不變。如果連接件之一已松開，則壓力變化不繼續(xù) 傳導(dǎo)到壓差傳感器上。由此改變了測量壓差且識別出故障。如果壓差升高到預(yù)先給定的預(yù) 期值以上，則可以推斷出后連接件的損壞，因為顆粒過濾器出口處的壓力升高不繼續(xù)傳導(dǎo) 到壓差傳感器上。相反，如果前連接件損壞，則通過廢氣翻板引起的壓力變化導(dǎo)致測量壓差 的負變化。
[0009] 根據(jù)該發(fā)明的一種變型規(guī)定，還評價在廢氣翻板的位態(tài)變化之后的測量壓差的時 間走向。如果改變的壓力、例如由于堵塞或卡住的連接件所造成，時間上延遲地施加在壓差 傳感器的一個側(cè)面上，則也可以識別出該故障。
[0010] 該方法要求，在廢氣通道中在顆粒過濾器的后面設(shè)置廢氣翻板，這在大多數(shù)廢氣 設(shè)備中不是這種情況，從而在這里無法應(yīng)用該方法。
[0011] 文獻DE 10 2007 000 892 B4公開了一種診斷設(shè)備，利用其可以識別到用于檢測 壓差的設(shè)備的堵塞的連接件。在此，該設(shè)備測量經(jīng)過廢氣清潔裝置的壓差。該壓差在穩(wěn)定 運行點的情況下確定。接下來設(shè)定第二穩(wěn)定運行點，其盡可能可以預(yù)期與在第一穩(wěn)定運行 點相比較大的壓差變化。在堵塞的連接件管道的情況下，測量壓差僅緩慢地收斂到一穩(wěn)定 的端值。如果直至達到這種端值的時間過長，則推斷出設(shè)備的連接件的受阻的氣體傳輸(堵 塞)。
[0012] 該方法無法實現(xiàn)脫開的連接件的識別。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013] 因此本發(fā)明的任務(wù)是，提出一種方法，利用該方法可以針對不同的可能的構(gòu)造原 因來監(jiān)控壓差傳感器。
[0014] 本發(fā)明的任務(wù)還在于，提出一種用于實施該方法的相應(yīng)的診斷單元。
[0015] 本發(fā)明的涉及所述方法的任務(wù)通過如下方式解決，即確定所述測量壓差梯度的 走向與預(yù)期壓差梯度的走向之間的關(guān)聯(lián)，并且在高關(guān)聯(lián)的情況下推斷出具有功能正常的 (intakten)連接件的功能正常的壓差傳感器，并且在低關(guān)聯(lián)的情況下推斷出損壞的壓差傳 感器或推斷出壓差傳感器的一個或兩個損壞的連接件。
[0016] 在此可以規(guī)定，所述關(guān)聯(lián)經(jīng)過至少廢氣壓力的兩個或多于兩個的變化來確定并且 評價。
[0017] 通過壓差梯度的評價，所述方法與測量絕對壓差無關(guān)，該測量絕對壓差即使在例 如壓差傳感器的脫開的連接件的情況下仍可處于有效的值區(qū)域中。通過形成測量壓差梯度 與預(yù)期壓差梯度的關(guān)聯(lián)，兩個梯度可以在更長的時間區(qū)間中進行比較，由此可以明顯減小 錯誤診斷相對于單個的壓差變化的評價的風(fēng)險。這尤其當在確定所述關(guān)聯(lián)的評價時間區(qū)域 以內(nèi)發(fā)生廢氣壓力且因此壓差的多個變化時特別有效。
[0018] 測量壓差梯度和預(yù)期壓差梯度之間的關(guān)聯(lián)的可簡單轉(zhuǎn)換且可靠的確定可以通過 如下方式進行，即借助于從測量壓差梯度的走向和預(yù)期壓差梯度的走向的標準化的交互關(guān) 聯(lián)（Kreuzkorrelation)的形成來形成一交互關(guān)聯(lián)值，并且測量壓差梯度的走向和預(yù)期壓差 梯度的走向之間的關(guān)聯(lián)借助于交互關(guān)聯(lián)值來進行評價。此外例如按照下面的關(guān)系式形成交 互關(guān)聯(lián)值KKF :
I儀 其中，d ( A p(k)) /dk表示測量壓差梯度以及d ( A p*(k)) /dk表示經(jīng)過功能正常的廢氣后 處理單元的預(yù)期壓差梯度。如此獲得的、標準化的交互關(guān)聯(lián)值與梯度的信號高度無關(guān)且具 有針對不足關(guān)聯(lián)的較高值或較低值以及針對良好關(guān)聯(lián)的等于1的值。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明的一種特別優(yōu)選的設(shè)計變型可以規(guī)定，當所述交互關(guān)聯(lián)值處于預(yù)先給 定的第一關(guān)聯(lián)閾值之上，優(yōu)選處于大于1的第一關(guān)聯(lián)閾值之上，特別優(yōu)選處于大于1. 2的第 一關(guān)聯(lián)閾值之上時，推斷出壓差傳感器的損壞的或斷開的后連接件，和/或當所述交互關(guān) 聯(lián)值處于預(yù)先給定的第二關(guān)聯(lián)閾值之下，優(yōu)選處于小于〇的第二關(guān)聯(lián)閾值之下，特別優(yōu)選 處于小于_〇. 2的第二關(guān)聯(lián)閾值之下時，推斷出壓差傳感器的損壞的或斷開的前連接件。因 此，該診斷能夠?qū)崿F(xiàn)故障的識別和準確定位。當壓差傳感器的后連接件脫開或損壞時，壓差 信號的時間梯度顯著升高，因為壓差傳感器現(xiàn)在不僅檢測經(jīng)過廢氣后處理單元的壓差，也 測量相對于環(huán)境壓力的壓差。因此，壓差傳感器還檢測經(jīng)過廢氣部件的壓降，所述廢氣部件 在廢氣線路中，例如以消音器為形式沿著廢氣的流動方向連接在廢氣后處理單元的后面。 標準化的交互關(guān)聯(lián)由此得到了明顯大于1. 〇的值且因此處于針對交互關(guān)聯(lián)值的值范圍以 上，該值范圍在功能正常的且正確聯(lián)接的壓差傳感器以及功能正常的廢氣后處理單元的情 況下設(shè)定出。當壓差傳感器的前連接件脫開或損壞時，壓差傳感器在其它區(qū)域中測量負的 壓差和負的壓差梯度。標準化的交互關(guān)聯(lián)由此顯示出明顯小于〇的值。因此，獲得的交互 關(guān)聯(lián)值處于在功能正常的壓差傳感器的情況下經(jīng)過功能正常的廢氣后處理單元或在拆卸 的廢氣后處理單元的情況下所設(shè)定出的值范圍以外。
[0020] 預(yù)期壓差梯度可以通過如下方式確定，即至少從通過廢氣后處理單元的廢氣體積 流量和廢氣后處理單元的流動阻力中獲知預(yù)期壓差走向。在此所述預(yù)期壓差由此可以簡 單的作為存在的廢氣體積流量和流動阻力的乘積來獲知。從廢氣體積流量的時間變化中 得出在至少近似地經(jīng)過診斷持續(xù)時間而保持不變的流動阻力的情況下得出預(yù)期壓差