[发明专利]烟灰传感器功能能力监测

说明书

技术领域

本发明大体上涉及烟灰感测领域，特别地涉及监测烟灰传感器的功能能力。

背景技术

目前使用差压传感器(也称为“ΔP传感器”)可以满足EU5和US MY 2010-2012排放法规的要求。此类传感器能通过测量排气流中的压力而检测颗粒过滤器的效率和/或故障。如果颗粒过滤器损坏，例如它开裂，则实际压力读数将不同于预计的读数，由此可以诊断出故障。

即将出台的排放法规(EU6, US MY2013)规定相比目前的EU5和US MY 2010-2012法规显著降低尾气管排放的容许水平。这种改变的结果将是差压传感器将不能够可靠地(在未来法规的意义上)检测颗粒过滤器的故障。为了稳健地检测导致尾气管烟灰排放超出OBD (车载诊断)阈值的降低的过滤效率，将需要安装在颗粒过滤器下游的烟灰传感器。

各种类型的烟灰传感器是目前已知或正在开发的。例如，专利申请WO 2007/000446公开了一种带有至少两个电极的烟灰传感器，该至少两个电极彼此间隔较小间隙且两者间的电阻随着烟灰从排气沉积并跨接两者间的间隙而减小。烟灰传感器包括用于在每次测量之后燃尽烟灰沉积物的加热元件。美国专利申请2007/0158191描述了一种具有相同构造的烟灰传感器，其带有施加在电极顶部上的附加的高电阻保护层。随着烟灰沉积在保护层上，电极之间的电阻减小。US 2009/0056416公开了一种颗粒物传感器，其具有以面向关系布置在排气流中的相互隔离的电极-高压电极和检测电极。通过测量积聚在检测电极上的电荷或由检测电极上电荷的积聚所产生的电压来测量颗粒物。我们可以想到其它烟灰传感器，例如，测量由至少两个电极之间的烟灰的沉积所产生的在电极之间的电容变化的传感器，或光学烟灰传感器。

已经认识到，能够检测烟灰传感器是否正确工作是有必要的。诸如接地短路或电池短路的简单故障可以使用简单的诊断检查容易地检测。当输出传感器信号位于正常范围内时，检查传感器的似然性/合理性(即，它是否正确工作)是更困难的。例如，烟灰传感器可能卡滞在范围内并且因此提供错误的读数。US 2011/0015824公开了一种用于烟灰传感器的功能诊断的方法，其中传感器的电压系数被测量并与存储的无故障烟灰传感器的电压系数相比较。US 2006/0107730公开了一种用于监测颗粒传感器的功能能力的方法，其中实际测量值与预计结果相比较。如果检测到在测量值与预计结果之间的显著偏差，则认为传感器有缺陷。

这两种方法都具有“循环引用”的问题。这些方法的目的是检测排气中的过度高的烟灰量，诊断传感器故障中的困难在于区别反映排气的异常条件的正确(但例外的)读数与这样的故障。当传感器实际上正确工作，但排气出现问题时，存在检测到传感器故障的显著的风险。存在这样的方法：该方法在烟灰层在传感器表面上积聚期间随时间推移而监测烟灰传感器信号。然而，如果烟灰传感器布置在现代化的颗粒过滤器下游，则仅有很少量的烟灰将到达烟灰传感器处。因此，将花费相对长的时间使烟灰在传感器表面上积聚至传感器读数可与预测值相比较的水平。然而，在典型应用中，不可接受的是在能够确定传感器是否正确工作之前必须等待较长的时间。US 2006/0107730在上游烟灰过滤器再生期间监测烟灰传感器的行为。这里的缺点是传感器诊断必须延迟到颗粒过滤器再生之后。

发明内容

本发明的目的是允许更快地检测烟灰传感器故障。该目的由根据权利要求1所述的方法或根据权利要求10所述的装置实现。

一种监测响应于来自排气流的烟灰在传感器表面上的沉积的烟灰传感器的功能能力的方法包括采集烟灰传感器的测量信号并运行似然性检查，在似然性检查中，确定测量信号是否与预计结果一致。根据本发明，检测是否存在来自排气流的液体(例如水)在传感器表面上冷凝的条件。附加地或备选地，这样的条件具体地例如通过主动冷却传感器表面而产生。似然性检查接着包括确定测量信号是否反映液体的冷凝。