[发明专利]内燃机的废气管道上的氧传感器装置的运行方法和装置

说明书

本发明涉及一种用于运行在内燃机的废气管道中的氧传感器装置的方法，其中，确定进入氧传感器的水输入和由所述氧传感器排出的水量，并且据此算出留在所述氧传感器中的水量，其中，在超过氧传感器中最大允许水量的情况下提高用于所述氧传感器的加热功率，以便把水从所述氧传感器排出。本发明还涉及一种具有废气通道和布置在废气通道中的氧传感器的内燃机，其中，内燃机具有控制设备，控制设备设置用于以按照本发明的方法运行所述氧传感器。

技术领域

本发明涉及一种用于运行在内燃机的废气管道上的氧传感器装置的方法。

背景技术

废气传感器可以用于控制和用于调节内燃机的各种参数。这种废气传感器的一个典型的例子是氧传感器，其用于调节内燃机的燃烧空气比，以便通过三元催化器实现尽可能最有效的废气后处理。

在冷启动时或者在内燃机热身阶段中，水分会在废气侧渗入氧传感器的探头体中并在此凝聚。若在氧传感器的探头体与传感器线缆的触点区域中达不到阈值温度，则这些水就通过多次冷启动过程而积累。当在探头体中汇聚了足够多的水，就会通过水发生短路，其导致氧传感器的功能故障。通过该短路形成升高的传感器电压，该电压通过控制设备的诊断功能被识别并且因而表示氧传感器失灵。因为在此大多涉及到的是暂时的故障表现，其可以通过把水从探头体排出而“治愈”，所以在氧传感器上发生短路之前，若在确定的运行小时数之后、在探头体和传感器线缆之间的接触区域中达到最低温度，就可以避免更换氧传感器。

由专利文献US 2014 0156172 A1已知一种方法，其中，根据在废气管路中水蒸汽的露点调整废气传感器中加热元件的功率，以便抵抗水在氧传感器的传感器元件的尖部上凝聚。

由专利文献US 2010 0300068 A1已知一种方法，其中，根据测得的废气温度、废气体积流和环境温度估计废气管路的壁的温度。在此，根据空气质量和燃烧空气比估计在废气管路的壁上的露点，并且由此估计在废气管路的壁上凝聚的冷凝水量。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于，实现在水输入较高的情况下更快速地加热氧传感器、并且在发动机负荷较低时实现较高的温度水平，以便在探头体上产生足够大的蒸汽压力用于把水从探头体排出，并且因而防止短路和氧传感器的功能故障。

上述技术问题通过按照本发明的、用于运行在内燃机的废气管道上的氧传感器装置的方法解决，包括下述步骤：

-确定进入布置在内燃机的废气管道中的氧传感器的水输入，

-确定由氧传感器向废气管道中的废气输出的水量，

-结算留在氧传感器中的水量，

-把存在于氧传感器中的水量与最大许用阈值比较，其中，在超过最大许用阈值的情况下提高用于氧传感器的加热功率，以便把水从氧传感器排出。

为了更快速地加热探头并且在低负荷情况下实现较高的温度水平，氧传感器可以通过存在于氧传感器中的加热器比在相同条件和水输入较少情况下更强烈地加热。然而因为频繁的、强烈的加热会导致氧传感器的急速老化，所以按照本发明的解决方案在于，仅当用于进入氧传感器的探头体的水输入的临界阈值被超过时才开始强化的加热过程，以便此后干燥氧传感器。氧传感器装置在此包括至少一个布置在废气通道中的氧传感器以及控制设备，通过该控制设备可以控制氧传感器。

在本发明优选的设计方案中规定，配设有水量计数器，当未达到用于启动把水从氧传感器排出的阈值温度时，水量计数器累加经内燃机的多个启动过程进入氧传感器的水输入。因为尤其是具有多次冷启动阶段的频繁的短途交通导致积累的加强的进入氧传感器的水输入，所以安装水量计数器特别有利于实现根据需求控制氧传感器的加热器。