用于预测NOx传感器的即将发生的故障的方法和控制装置与流程

本公开涉及预测和检测车辆中的nox传感器的故障。具体来说，本公开涉及一种用于预测nox传感器的即将发生的故障的方法。本公开还涉及对应控制装置和计算机程序，并且涉及包括所述控制装置的车辆。

背景技术：

1、废气后处理系统通常被设计成减少颗粒物、氮氧化物(nox)、碳氢化合物和其它对环境有害的污染物的排放。后处理系统通常包括nox传感器，其插入废气流中以用于管理向废气流中添加还原剂材料(例如废气流体)和其它后处理实践。后处理系统的可靠功能当然是非常重要的。然而，当检测到无效nox值时，可能难以指出后处理系统中的实际问题，因为无效nox值通常不指示实际问题。因此，当存在导致错误的另一问题时，无效nox值也可能导致nox传感器更换。为了解决此问题，已经提出用于nox传感器诊断的不同解决方案。

2、例如，wo 2020/222641 a1提出一种用于测试气体传感器的诊断方法，所述气体传感器安装在具有后处理系统和诊断电机管理模块的内燃机的废气流中。所述方法基于从气体传感器信号检测噪声分量以导出故障传感器状况。然而，仍需要用于nox传感器诊断的改进方法。

技术实现思路

1、本公开的目的是缓解现有技术的至少一些缺点。具体地说，目的是提供用于nox传感器诊断的改进方法。

2、许多nox传感器在正常使用时往往会在使用寿命结束时变为有噪声。然而，当噪声如此严重，使得即将发生或甚至已经发生彻底崩溃时，向驾驶员通知错误可能非常不方便，这通常是在使用wo 2020/222641 a1中提出的技术时的结果。相反，希望提供nox传感器的使用寿命结束的早期警告，使得驾驶员可以计划去修理厂。因此，本公开的一个目的是提供一种识别正要发生故障的nox传感器以及确定所述传感器何时发生故障的方法。

3、根据第一方面，本公开提出一种用于预测布置在车辆中的nox传感器的即将发生的故障的方法。所述方法包括估计nox传感器的输出信号的噪声水平。估计是在至少一次传感器启动之后并且在以从至少一次传感器启动的特定偏移开始的至少一个启动时间间隔期间执行。在启动时间间隔期间，nox传感器的输出信号电平正朝向有效值稳定。至少一个启动时间间隔之后是操作时间间隔，在所述操作时间间隔期间，nox传感器的输出信号预期有效。所述方法进一步包括基于在至少一个启动时间间隔期间所估计的噪声水平超过特定噪声水平而预测nox传感器的即将发生的故障。所提出的方法提供用于在故障程序的早期阶段识别或排除发生故障的nox传感器的更好诊断。识别可以用作传感器更换的合理条件。

4、在一些实施例中，至少一个启动时间间隔在传感器启动之后最晚20秒开始，并且在传感器启动之后最晚180秒结束。通过在传感器刚启动之后收集nox传感器数据，可以以有效的方式执行早期故障检测。

5、在一些实施例中，传感器启动被定义为当nox传感器开始传递“非静态”值时传感器接通之后的时间点。以此方式，识别用于测量噪声的相关时间间隔。

6、在一些实施例中，传感器启动之前是预热操作，所述预热操作将nox传感器从待机温度带向nox传感器传递“非静态”值时的操作温度。通过在预热后立即测量噪声，可以在nox传感器发生故障之前及时地识别故障，因为这是预期噪声首先出现的时间点。

7、在一些实施例中，所述方法包括在操作时间间隔期间估计nox传感器的输出信号的噪声水平，并且还基于在操作时间间隔期间的所估计的噪声水平来预测nox传感器的即将发生的故障。通过估计在启动间隔和操作间隔两者期间的噪声，对故障的预测和/或检测可能更准确。

8、在一些实施例中，至少一个启动时间间隔包括第一启动时间间隔和第二启动时间间隔，并且其中预测基于在第一和第二启动时间间隔期间的相应的所估计的噪声水平。通过在启动期间估计不同时间间隔中的噪声，对故障的预测可能更准确。

9、在一些实施例中，第一启动时间间隔在启动nox传感器之后2-10秒开始，并且在启动nox传感器之后5-15秒结束。在一些实施例中，第二启动时间间隔在启动nox传感器之后5-15秒开始，并且在启动nox传感器之后20-40秒结束。这些可以是用于估计一些nox传感器的噪声的合适时间间隔。

10、在一些实施例中，所述方法包括基于期间输出信号的噪声水平超过特定噪声水平的时间间隔来估计预测的即将发生的故障的定时。因此，驾驶员可以在错误发生之前计划去修理厂。

11、在一些实施例中，所述方法包括基于在至少一个启动时间间隔期间输出信号的噪声水平仅超过特定噪声水平来估计nox传感器将在特定时间内发生故障。通过将在启动间隔期间的噪声水平与阈值相比较，可以预测即将发生的nox传感器故障。

12、在一些实施例中，所述方法包括基于在操作时间间隔期间输出信号的噪声水平也超过特定噪声水平来估计nox传感器在特定时间之前正发生故障。通过还将操作间隔期间的噪声水平与阈值相比较，可以检测到更换nox传感器故障的迫切需求。

13、在一些实施例中，所述方法包括在预测时提供指示nox传感器的即将发生故障的警告信号。因此，通知驾驶员nox传感器状况。

14、在一些实施例中，传感器启动被定义为当nox传感器开始传递第一高nox值，例如大于3000ppm时。以此方式，可以识别或检测应启动噪声测量的时间。

15、在一些实施例中，噪声水平被估计为对应于nox传感器的输出信号在评估周期内的变化，其中针对在评估周期内的输出信号电平改变来补偿所述变化。这是可以如何估计噪声水平的一个实例。

16、根据第二方面，本公开涉及一种控制装置，所述控制装置被配置成执行根据第一方面的实施例中任一项所述的方法。

17、根据第三方面，本公开涉及一种车辆，所述车辆包括第二方面的控制装置。

18、根据第四方面，本公开涉及一种包括指令的计算机程序，当所述程序由计算机执行时，所述指令使得所述计算机执行根据第一方面所述的方法。

19、根据第五方面，本公开涉及一种包括指令的计算机可读介质，当所述指令由计算机执行时，使得所述计算机执行根据第一方面所述的方法。

技术特征：

1.一种用于预测布置在车辆(1)中的nox传感器(3)的即将发生的故障的方法，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一个启动时间间隔(t1、t2)在传感器启动之后最晚20秒开始，并且在传感器启动之后最晚180秒结束。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中传感器启动被定义为当所述nox传感器(3)开始传递“非静态”值时所述传感器接通之后的时间点。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述传感器启动之前是预热操作，所述预热操作将所述nox传感器(3)从待机温度带向所述nox传感器(3)传递“非静态”值时的操作温度。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其包括：

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述至少一个启动时间间隔(t1、t2)包括第一启动时间间隔(t1)和第二启动时间间隔(t2)，并且其中所述预测(s3)基于在所述第一和第二启动时间间隔(t1、t2)期间的相应的所估计的噪声水平。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述第一启动时间间隔(t1)在所述nox传感器(3)的所述启动之后2-10秒开始，并且在所述nox传感器(3)的所述启动之后5-15秒结束。

8.根据权利要求6或7所述的方法，其中所述第二启动时间间隔(t2)在所述nox传感器(3)的所述启动之后5-15秒开始，并且在所述nox传感器(3)的所述启动之后20-40秒结束。

9.根据前述权利要求2至8中任一项所述的方法，其包括：

10.根据权利要求9所述的方法，其包括基于在所述至少一个启动时间间隔(t1、t2)期间所述输出信号的所述噪声水平仅超过所述特定噪声水平来估计(s4)所述nox传感器(3)将在特定时间内发生故障。

11.根据权利要求9和10中任一项所述的方法，其包括基于在所述操作时间间隔(t3)期间所述输出信号的所述噪声水平也超过所述特定噪声水平来估计(s4)所述nox传感器(3)在所述特定时间之前正发生故障。

12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其包括：

13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中传感器启动被定义为当传感器开始传递第一高nox值，例如大于3000ppm时。

14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述nox传感器(3)是尾气管传感器或发动机熄火传感器。

15.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述噪声水平被估计为对应于所述nox传感器(3)的所述输出信号在评估周期内的变化，其中针对在所述评估周期内的输出信号电平改变来补偿所述变化。

16.一种包括指令的计算机程序，所述指令在计算机执行所述程序时使所述计算机执行根据权利要求1至15中任一项所述的方法。

17.一种包括指令的计算机可读存储介质，所述指令在由计算机执行时使所述计算机执行根据权利要求1至15中任一项所述的方法。

18.一种用于包括nox传感器(3)的车辆的控制装置(10)，其中所述控制装置(10)被配置成：

19.根据权利要求15所述的控制装置(10)，其中所述控制装置被配置成执行根据权利要求2至15中任一项所述的方法。

20.一种车辆(1)，其包括：

技术总结本公开涉及预测和检测车辆中的NO<subgt;X</subgt;传感器的即将发生的故障。具体来说，本公开涉及一种用于预测NO<subgt;X</subgt;传感器的即将发生的故障的方法。本公开还涉及对应控制装置和计算机程序，并且涉及一种包括所述控制装置的车辆。根据第一方面，本公开提出一种用于预测布置在车辆中的NO<subgt;X</subgt;传感器的即将发生的故障的方法。所述方法包括估计所述NO<subgt;X</subgt;传感器的输出信号的噪声水平。所述估计是在至少一次传感器启动之后并且在所述NO<subgt;X</subgt;传感器的输出信号电平正朝向有效值稳定时的至少一个启动时间间隔(t<subgt;1</subgt;t<subgt;2</subgt;)期间执行。所述方法进一步包括基于在所述至少一个启动时间间隔(t<subgt;1</subgt;t<subgt;2</subgt;)期间所估计的噪声水平超过特定噪声水平来预测所述NO<subgt;X</subgt;传感器的即将发生的故障。技术研发人员：P·林德奎斯特受保护的技术使用者：斯堪尼亚商用车有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/20