[发明专利]用于确定λ探测器的电压λ特性曲线的偏移的极限值的方法

说明书

本发明提出一种用于确定至少在布置在内燃机(10)的废气通道(14)中的第一λ探测器(14)的电压λ特性曲线的一个区域中确定相对于参考电压λ特性曲线的偏移的极限的方法，其中，使用所述第一λ探测器(14)的第一测量信号、第二λ探测器(18)的第二测量信号和所述第一λ探测器(14)与所述第二λ探测器(18)之间的催化器(16)的氧平衡，其中，基于第一假设确定上限，由所述第一假设得出氧输出量与氧存储水平差的总和的第一值，并且基于第二假设确定下限，由所述第二假设得出氧输出量与氧存储水平差的总和的第二值，其中，所述第一值大于第二值。

背景技术

由现有技术已知多个传感器和用于在测量气体室中检测测量气体的至少一个特性的方法。在此，原则上能够涉及测量气体的任意的物理特性和/或化学特性，其中，能够检测测量气体(Messgas)的一个或多个特性。以下尤其参照对测量气体的气体成分含量的定性检测和/或定量检测、尤其参照对测量气体部分中的氧含量的检测描述本发明。例如能够以分压的形式和/或百分比的形式来检测氧含量。然而，替代地或附加地也能检测测量气体的其他特性，例如温度。

由现有技术尤其已知基于陶瓷传感器元件的传感器，所述陶瓷传感器元件基于对特定固体的电解特性的使用，即基于该固体的离子传导特性。所述固体尤其能够涉及陶瓷固体电解质，例如二氧化锆(ZrO₂)，尤其钇稳定二氧化锆(YSZ)和掺杂钪的二氧化锆(ScSZ)，它们能包含少量的氧化铝(Al₂O₃)添加剂和/或氧化硅(SiO₂)添加剂。

例如，这种传感器可以构型为所谓的λ探测器，如其例如由Konrad Reif(编)的《Sensoren im Kraftfahrzeug》(2010年，第一版，160-165页)已知的那样。借助宽带λ探测器、尤其借助平面宽带λ探测器，例如能够在大范围中确定废气中的氧浓度并且因此推断出在燃烧室中的空气/燃料比。空气系数λ描述了该空气/燃料比。

为了优化有害物质排放和废气后处理，在现代内燃机中采用了λ探测器用于确定废气组成和用于控制内燃机。λ探测器确定废气的氧含量，这被用于调节供给内燃机的空气/燃料混合物并且因此被用于在催化器前面调节废气λ。在此，通过λ调节回路(Regelkreis)如此调节内燃机的空气供给与燃料供给，使得针对废气后处理通过在内燃机的废气通道中设置的催化器实现优化的废气组成。在汽油发动机中，λ通常调节为1，即空气与燃料的化学计量比。如此能够使有害物质排放最小化。

采用了不同形式的λ探测器。也称为连续的或线性的λ探测器的宽带λ探测器能够在围绕λ＝1的宽的范围中测量废气中的λ值。因此，例如也能够将内燃机调节为具有过量空气的贫油(mager)运行。

通过探测器特性曲线的线性化也能够借助成本较低的双点λ探测器实现在催化器前面连续λ调节，即使在受限的λ范围中。在这样的、也称为跳变探测器或内恩斯特探测器的双点λ探测器中，电压λ特性曲线在λ＝1时具有跳变式下降。因此，其基本允许内燃机在具有过量燃料的运行时的富油(fett)的废气(λ1)和在具有过量空气的运行时的贫油(mager)的废气(λ1)之间进行区分并且能够将废气调节到λ＝1。

连续λ调节的前提是，在λ探测器的探测器电压与λ之间存在唯一明确的关系。该关系必须在λ探测器的整个使用寿命上存在，因为，否则调节的准确性可能不足并且可能出现不允许的高排放。由于λ探测器的制造公差和老化效应而不能满足所述前提。替代地，实际的探测器特性曲线可能由于多个叠加效应而相对于参考探测器特性曲线移位。

在很大一部分具有汽油发动机的车辆中，废气通道配备有催化器前面或上游的宽带λ探测器、催化器和催化器后面或下游的跳变探测器(Sprungsonde)。为了优化排放，尽可能准确地化学计量地调节混合物。对此，在第一步骤中，使用催化器前面的宽带λ探测器用于调节。借助基于催化器后面的跳变探测器的信号的辅助调节(Führungsregelung)来实现更准确的调节。