烟灰传感器功能能力监测制造技术

一种监测响应于来自排气流的烟灰(18)在传感器表面(14)上的沉积的烟灰传感器(10)的功能能力的方法包括采集烟灰传感器的测量信号(61)和运行似然性检查，在似然性检查中，确定测量信号是否与预计结果(66)一致。根据本发明专利技术，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，这样的条件被产生。似然性检查接着包括确定测量信号是否反映(60)液体的冷凝。冷凝条件的存在的所述检测包括测量或估计传感器表面（14）上的温度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】烟灰传感器功能能力监测
本专利技术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。
技术介绍
目前使用差压传感器(也称为“ΔP传感器”)可以满足EU5和USMY2010-2012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,USMY2013)规定相比目前的EU5和USMY2010-2012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WO2007/000446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。US2009/0056416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。US2011/0015824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。US2006/0107730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。US2006/0107730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。
技术实现思路
本专利技术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。根据本专利技术，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。本专利技术的方法的优点在于，来自排气的水发生冷凝的条件通常在冷启动之后不久存在于燃烧发动机的排气系统中。假设在发动机启动时排气管线是干燥的并且处于环境温度下，则来自热排气的水将在排气管线的相对冷的壁和特别是烟灰传感器的表面上冷凝。随着传感器表面接着逐渐升温，水将在短时间之后蒸发。水在传感器表面上的存在反映在由烟灰传感器输出的测量信号中(例如，作为一对电极之间的电阻的下降或电容的增加等)。如果在预计存在时(即，在物理环境使得冷凝应发生时)在测量信号中不存在冷凝的水的指纹，则烟灰传感器很有可能是有缺陷的。相比以上阐述的用于烟灰传感器诊断的方法，本专利技术采用的似然性检查可以在燃烧发动机启动之后很短时间内时进行。技术人员应理解，本专利技术的方法尤其很适合在机动车辆上使用，因为冷启动是频繁的。因此，烟灰传感器优选地布置在压缩点火发动机的排气管线中，并且似然性检查优选地在压缩点火发动机的冷启动之后立即运行。冷凝存在的条件可以假设为在每次冷启动之后(例如，在发动机保持关闭一定时间之后)存在。然而，优选地，对冷凝或蒸发条件的存在的检测包括测量或估计传感器表面上的温度。应当指出，可以直接在传感器表面上测量温度。备选地，可以在排气系统的另一个位置处测量温度，并且可以接着基于描述排气系统的热性质的数学模型而估计传感器表面上的温度。该模型可以考虑例如排气管线的材料的热容量、排气的质量流量、外部温度等。另一种可能是使用发动机参数(例如，喷射的燃料的量、空气质量流量、EGR率、发动机效率等)作为数学模型的输入参数来估计传感器表面的温度，其中该模型提供作为发动机参数的函数的烟灰传感器表面温度的演化。优选地，该方法还包括检测液体从传感器表面蒸发的条件的存在。附加地或备选地，该方法还可包括例如通过加热烟灰传感器表面而专门产生这样的条件。似然性检查接着可包括确定测量信号是否反映液体的蒸发。例如，如果来自排气的水的冷凝转化为由烟灰传感器输出的测量信号的下降，则水的后续蒸发将导致测量信号的上升。如果测量信号表现出不但下降而且随后上升，则提高了传感器正正常工作的可能性。似然性检查可以在每次检测到存在液体冷凝的条件时运行。冷凝物可以在除启动之外的其它时间形成于传感器表面上。在机动车辆中，排气系统可以充分地冷却以允许在不存在燃料喷射的“长的”下坡段之后冷凝。优选地，如果似然性检查在预定次数的连续运行中失败，则输出指示烟灰传感器故障的警告信号。警告信号可以在似然性检查仅失败一次之后输出。然而，优选地，警告信号在似然性检查已连续失败至少两次之后输出。有利地，通过例如在预定时间间隔处或在压缩点火发动机关闭之后加热传感器表面而吹扫掉沉积在烟灰传感器的传感器表面上的烟灰。为此，烟灰传感器可配有加热元件(例如，加热导体)。此类加热元件接着也可用来加热传感器表面，以便蒸发冷凝的液体。本专利技术的一个方面涉及包括指令的计算机程序(产品)，该指令在由处理器(例如，烟灰传感器控制器的处理器)执行时使处理器实施如上文所述的方法。本专利技术的另一个方面涉及一种用于压缩点火(即柴油)发动机的排气处理装置，该装置包括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和传感器控制器(例如，微处理器、专用集成电路、现场可编程门阵列等)，该传感器控制器可操作地连接烟灰传感器以接收来自烟灰传感器的测量信号并且被构造成运行包括确定测量本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.02.22 EP 1115533271.一种监测响应于来自排气流的烟灰(18)在传感器表面(14)上的沉积的烟灰传感器(10)的功能能力的方法，所述方法包括：检测来自所述排气流的液体在所述传感器表面(14)上的冷凝的条件的存在，并且如果所述条件存在：采集所述烟灰传感器(10)的测量信号(61)；运行似然性检查，其中确定所述测量信号(61)是否与预计结果(66)一致；其特征在于冷凝的条件的存在的所述检测包括测量或估计所述传感器表面(14)上的温度。2.根据权利要求1所述的方法，其中每次检测到所述液体的冷凝的条件存在时运行所述似然性检查。3.根据权利要求1或2所述的方法，包括在所述似然性检查在预定次数的连续运行中失败时输出警告信号。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述烟灰传感器布置在压缩点火发动机(24)的排气管线中。5.根据权利要求4所述的方法，其中所述似然性检查在所述压缩点火发动机(24)的冷启动之后立即运行。6.用于压缩点火发动机(24)的排气处理装置(30)，包括：具有传感器表面(14)的烟灰传感器(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：W范马里恩，
申请(专利权)人：德尔福技术控股有限公司，
类型：
国别省市：