本发明涉及一种用于诊断用于燃烧式发动机的氧探头的诊断方法，尤其用于机动车辆。
背景技术
为了符合污染气体排放标准，市场上的车辆配备有去污系统，该去污系统转化排出气体中所包括的大部分污染物。该去污系统包括催化剂。车辆认证标准要求用于控制发动机的运行的系统在车辆运行的整个持续时间期间监控催化剂的良好运行。
为此，众所周知的方法是使用氧探头，该氧探头布置在催化器下游的排气回路中。“下游”指的是排出气体在达到氧探头之前首先穿过催化剂。在下文中，通过术语“下游探头”表示该氧探头。该类型的探头提供电压，该电压根据围绕该探头的气体中的氧量而强烈变化。根据发动机的运行情况，对由下游探头所提供的信号的分析允许推断出催化剂进行的污染物转化率。所谈及的催化剂的诊断功能，也就是说：系统评估催化剂的效率，并且如果发生运行故障，则告知驾驶员。
催化剂的正确诊断的先决条件是具有可靠的下游探头信号。因此，已知在良好地进行催化剂诊断之前实施下游探头的诊断。
因此，分析了下游探头的多个运行标准。多个运行标准中之一是切换时间，也就是说：当排出气体的成分从丰富的变为贫瘠的或相反地切换时，探头从第一电压水平变为第二电压水平所需的时间。
该切换时间表示下游探头的反应速度。当切换时间过长时，这意味着下游探头的反应速度不足，并且因此意味着下游探头是有缺陷的。
实际上，以额定方式运行（也就是说处于良好运行状态）的探头的切换时间取决于发动机的运行情况。因此，对于探头的切换时间，可能难以准确地定义可接受的极限值，因为探头的切换时间可能受较大的离差影响。
技术实现要素：
本发明的目的是通过经改善的诊断方法来改善下游探头的诊断可靠性。
为此目的，本发明提出了一种用于诊断燃烧式发动机的氧探头的诊断方法，包括以下步骤：
-当发动机的燃料喷射未激活时，测量氧探头的输出电压，（步骤51）
-如果氧探头的所测量的输出电压大于预先确定的最小电压阈值，则测量发动机的进气分配器中存在的压力，（步骤52）
-如果在进气分配器中所测量的压力小于预先确定的最小压力阈值，则增加压力直到大于预先确定的最小压力阈值的值，（步骤53）
-确定探头的输出电压变为预先确定的第二电压阈值以下的时刻与探头的输出电压变为预先确定的第三电压阈值以下的时刻之间所经过的持续时间，（步骤54）
-根据所经过的持续时间，实施氧探头的诊断（步骤55）。
仅当探头输出大于最小阈值的电压时（即，当气体的组成对应于丰富的混合物时），才实施该方法。
如果在进气分配器中所测量的压力不是足够的，则通过下面将详述的装置增加该压力。
使探头的电压从对应于第二电压阈值的值变为对应于第三电压阈值的值所需要的转变时间被确定，并且将允许直接地推断氧探头的状态。
通过确保进气分配器中的最小压力，减小影响氧探头的转变时间的离差。因此诊断的可靠性得到改善。
根据优选的实施例，通过改变设置在进气分配器的入口处的旋转活门的角度位置，获得进气分配器中所测量的压力的增加，其中活门的角度位置的增加允许增加分配器中存在的压力。在活门的角度位置上的动作允许快速地且精确地改变进气分配器中存在的压力值。
可替代地或额外地，通过改变发动机的凸轮轴与发动机的曲轴之间的角度相位，获得进气分配器中所测量的压力的增加，其中凸轮轴致动发动机的进气阀。
仍然可替代地，或额外地，通过改变发动机的凸轮轴与发动机的曲轴之间的角度相位，获得进气分配器中所测量的压力的增加，其中凸轮轴致动发动机的排气阀。
通过改变阀的打开时刻和关闭时刻，可以改变进气分配器中的压力。可以通过或者使用控制四冲程循环的进气阶段的阀、或者使用控制四冲程循环的排气阶段的阀，或者共同地使用两者，来使用该方法。另外，该动作可以与在进气活门的打开上的动作相结合。
有利地，诊断方法包括以下步骤：
-如果所经过的持续时间大于预先确定的最大持续时间阈值，则诊断氧探头具有异常慢的反应时间。
随着探头的老化，其响应时间趋于增加，因为探头的结构变得较不易受氧的影响。当转变时间变得大于可允许的最大阈值时，认为探头是有缺陷的，缺陷的起因是反应时间异常慢。
根据优选的实施例，预先确定的最小压力阈值取决于发动机的旋转转速。影响氧探头的转变时间的离差极大地受发动机转速的影响。在氧探头的诊断阶段期间，通过使最小压力值根据转速而改变，在发动机的整个转速范围上改善诊断的可靠性。
有利地，预先确定的第二电压阈值包括在500毫伏至700毫伏之间，优选地在580毫伏至620毫伏之间。该阈值对应于一值，该值接近于当在排出气体中几乎不再有氧时（即当混合物是丰富的时）所输出的电压。
有利地，探头电压的预先确定的第三阈值包括在200毫伏至400毫伏之间，优选地在280毫伏至320毫伏之间。该阈值对应于一值，该值接近于当氧浓度接近于环境空气的氧浓度时（即当在发动机中没有燃烧时）所输出的电压。
优选地，诊断方法包括以下步骤：
-在测量氧探头的输出电压之前，确认氧探头的估计温度大于预先确定的最小温度阈值（步骤50）。
如果探头未达到其运行温度，则其性能不具有代表性。因此，仅当探头已经达到接近于其额定温度的温度时，才进行探头的诊断。
根据实施例，氧探头设置在用于污染物的转化的催化剂的下游。因此，探头的诊断是实施催化剂的诊断的先决条件。
本发明还涉及一种实施如上所述的方法的诊断单元。
本发明还涉及一种组件，包括：
-燃烧式发动机，所述燃烧式发动机包括排气回路，在排气回路中设置有氧探头，所述氧探头布置用于根据穿过排气回路的气体的氧浓度来输出可变的输出电压，
-如上所述的诊断单元，其布置用于诊断氧探头的运行。
根据优选的实施例，燃烧式发动机是点火控制式发动机。
根据实施例，燃烧式发动机是直接喷射式发动机。
根据实施例，燃烧式发动机由气态状态的燃料供应。
根据实施例，燃烧式发动机包括增压装置，该增压装置被布置用于增加发动机中的进气口上游的气体压力。发动机的性能（如其扭矩和其最大功率）得到改善。
根据实施例，燃烧式发动机包括再循环系统，该再循环系统允许将在排气回路中流通的气体的一部分再循环至进气回路。该技术尤其允许减少由增压所引起的热应力。
附图说明
通过阅读附图将更好的理解本发明：
-图1示意性地示出了根据本发明的实施示例的组件，
-图2是说明根据本发明所实施的方法的各个步骤的示意图，
-图3示出了在氧浓度的改变期间由氧探头所输出的电压随时间的变化，
-图4说明了氧探头诊断根据发动机的运行区域的可靠性，
-图5示出了在本方法的实施示例期间各种参数随时间的变化。
具体实施方式
在图1中示出了组件100，该组件100包括：
-燃烧式发动机1，该燃烧式发动机1包括排气回路3，在排气回路3中设置有氧探头14，该氧探头14布置用于根据穿过排气回路的气体的氧浓度而提供可变输出电压，
-诊断单元20，其被布置用于诊断氧探头14的运行。
燃烧式发动机1是控制点火式发动机。
运行是以内燃发动机的传统方式进行。发动机1包括助燃气体的进气回路2和由燃烧所产生的气体的排气回路3。通过喷射器10将燃料提供给发动机，该喷射器10供应发动机的每个气缸。为了简化起见，未示出燃料供应回路的其它部件。
新鲜空气经由空气入口4进入进气回路2，随后穿过空气过滤器5，并到达蝶形阀盒6中，该蝶形阀盒6位于进气分配器8的入口处。蝶形阀盒包括旋转活门7，该旋转活门7能够在关闭位置和完全打开位置之间枢转，在关闭位置中，旋转活门7阻塞进气分配器的入口，在完全打开位置中，旋转活门7释放进气分配器8的入口。
在进气分配器8上布置绝对压力传感器9，并且该绝对压力传感器9允许测量进气分配器8的内部所存在的压力。
在控制进气阀的打开及关闭的凸轮轴上和控制排气阀的打开及关闭的凸轮轴上各自存在着凸轮轴的相移致动器16和17。由此可以改变阀的控制的角度相位。
在发动机的每个气缸中，由燃料混合物的燃烧所产生的排出气体被集中至排气收集器11。气体随后穿过包括催化剂的去污装置13，催化剂通过氧化和还原反应转化存在的大部分污染物。排出气体最终在排气出口15处被排出到外部。
氧探头12设置在去污装置13的上游。由称为“上游”氧探头的该氧探头提供的信号允许调节在化学计量比组成附近的气体的丰富度组成。
氧探头的运行原理是本领域技术人员众所周知的，并且不再详细描述。简而言之，当围绕探头的气体包括过量的氧（对应于贫瘠的混合物）时，氧探头提供大约100毫伏的输出电压，并且当几乎不再有氧时（这对应于丰富的混合物），该探头提供大约700毫伏的输出电压。
作为回顾，当燃料量大于获得空气/燃料混合物的化学计量比组成所需的燃料量时（这等于说，混合物相对于化学计量比具有过多的燃料），称混合物是丰富的。
相反，当燃料量小于获得空气/燃料混合物的化学计量比组成所需的燃料量时（这等于说，混合物相对于化学计量比具有过多的空气），混合物是贫瘠的。
氧探头14设置在用于转化污染物的催化剂13的下游。
该探头允许确定催化剂的下游的氧的存在。因此，通过一种不再进一步描述的方法，可以如同车辆认证标准所要求的那样实施催化剂的诊断。
诊断单元20从各种传感器获取信号，并且控制发动机运行所需的各种机电致动器。诊断单元20具有存储器和计算装置。诊断单元20实施所描述的方法。
用于诊断燃烧式发动机1的氧探头14的诊断方法包括以下步骤：
-当发动机1的燃料喷射未激活时，测量氧探头14的输出电压，（步骤51）
-如果氧探头14的所测量的输出电压大于预先确定的最小电压阈值v1，则测量发动机1的进气分配器8中存在的压力，（步骤52）
-如果在进气分配器8中所测量的压力小于预先确定的最小压力阈值pmini，则增加压力直到大于预先确定的最小压力阈值pmini的值，（步骤53）
-确定探头的输出电压变为预先确定的第二电压阈值v2以下的时刻和探头的输出电压变为预先确定的第三电压阈值v3以下的时刻之间所经过的持续时间t，（步骤54）
-根据所经过的持续时间t实施氧探头14的诊断（步骤55）。
仅当探头提供大于最小阈值的电压时（即当气体的组成对应于丰富的混合物时），才实施该方法。对于v1，将选择大约700毫伏的值。
如果在进气分配器中所测量的压力是不足够的，则通过下面将详述的装置增加该压力。
在整个诊断阶段期间连续计算预先确定的最小值pmini。实际上，发动机转速在氧探头的诊断阶段的开始和结束之间可能会变化，并且期望更新在进气分配器中应该被确保的最小压力值。
使探头的电压从对应于第二电压阈值的值变为对应于第三电压阈值的值所需要的转变时间被确定，并且将允许直接推断出氧探头的状态。
通过确保进气分配器中的最小压力，减小影响氧探头的转变时间的离差。因此诊断的可靠性得到改善。
根据优选的实施例，通过改变设置在进气分配器8的入口处的旋转活门7的角度位置，获得进气分配器8中所测量的压力的增加，其中活门7的角度位置的增加允许增加分配器中存在的压力。在活门角度位置上的动作允许快速地且准确地改变进气分配器中存在的压力值。
有利地，诊断方法包括以下步骤：
-如果所经过的持续时间t大于预先确定的最大持续时间阈值tmax，则诊断氧探头14具有异常慢的反应时间。
图3示出了当围绕探头的气体从丰富组成变为贫瘠组成时氧探头的电压随时间的变化。
曲线c1示出了气体的丰富度。直到时间t0，提供给发动机的燃料量被调节使得排出气体的组成是丰富的。在时间t0，停止燃料的提供使得不再有燃烧，因此，从时间t0开始，排出气体仅由空气组成。因此，如曲线c2所示，由探头所输出的电压从对应于丰富组成的水平（即大约700毫伏）变为对应于贫瘠组成的水平（即大约100毫伏）。该变化不是瞬时的，因为两种现象：离开发动机的气体到达探头所需要的时间，以及探头本身的反应时间。通过计算在t1和t2之间所经过的持续时间t来估计探头的反应时间，这两个时刻各自对应于穿过阈值v2和阈值v3时的时刻。
当持续时间t大于预先确定的阈值tmax时，这意味着探头由于异常缓慢因而是有缺陷的。
随着探头的老化，其响应时间趋于增加，因为探头的结构变得较不易受到氧影响。
根据另外的实施例，对于计算所使用的变量是氧探头的电压根据时间变化的曲线的斜率，也就是说氧探头的电压的变化速度。
根据优选的实施例，预先确定的最小压力阈值pmini取决于发动机的旋转转速。影响氧探头的转变时间的离差极大地受到发动机转速的影响。在氧探头的诊断阶段期间，通过使最小压力值根据转速而改变，在发动机的整个旋转转速范围上改善诊断的可靠性。
图4示出了根据发动机的运行区域的诊断的可靠性。水平轴线对应于发动机的旋转转速，且竖直轴线对应于在进气分配器中所测量的压力。
区域b1对应于其中对探头的诊断是最可靠的运行点，因为在该区域中，探头的切换时间几乎没有离差。
区域a1对应于其中诊断是不太可靠的区域，因为在该区域中，探头的切换时间是非常离散的。曲线c3示出了这两个区域之间的边界。
位于区域b1中的、由发动机旋转转速和进气分配器中的压力所限定的运行点距离曲线c3越远，则诊断越可靠。因此，通过增加进气分配器8中的压力，所述方法允许从诊断是不太可靠的区域a1变为诊断是可靠的的区域b1。
注意到，旋转转速越低，则进气分配器8中的压力应该越高，以便获得可靠的诊断。
图5图示了该方法的实践示例。曲线c4说明了当本方法激活时，在通过中止喷射而减速期间，进气分配器中的压力随时间的变化。
曲线c4b图示了当本方法未激活时，同样的参数随时间的变化。
曲线c5图示了当本方法激活时，预期用于实施探头的诊断的最小压力的变化。
曲线c6图示了燃料喷射的状态。
曲线c7图示了探头诊断的激活。
时刻t3是由车辆驾驶员所控制的减速阶段的开始。蝶形阀盒关闭，这使得进气分配器8中的压力（在曲线c4上可见）开始降低。同时，停止向发动机提供燃料，这由曲线c6所图示，当曲线c6处于状态1时，这意味着燃料喷射中止是激活的。氧探头的诊断阶段开始，这是由曲线c7变为状态1所图示。
曲线c5图示为了获得可靠的诊断在进气分配器8中应该存在的最小压力。直到时刻t4，进气分配器中的压力大于所预期的最小值。在时刻t4之后，当本方法未激活时，进气分配器中的压力变为最小值以下，如在呈虚线的曲线c4b上看到的。
当根据本发明的方法激活时，在时刻t4之后，提供活门7的额外的打开，使得在时刻t4和时刻t5之间，在进气分配器中所测量的压力（呈实线）与所预期的最小压力（呈虚线）重合。因此诊断的可靠性得到改善。
在时刻t5，诊断完成，曲线c7重新变为状态0。因此，不再需要确保进气分配器8中的最小压力。对活门7所实施的额外的打开被取消，并且进气分配器8中的压力恢复到与当本方法未激活时相同的水平。
在时刻t6，驾驶员重新加速，这引起分配器8中的压力增加以及恢复燃料提供。
也可以通过改变发动机1的凸轮轴和发动机1的曲轴之间的角度相位，获得进气分配器8中所测量的压力的增加，其中凸轮轴致动发动机1的进气阀。为此，可变分配机构的致动器16被激活。
也可以通过改变发动机1的凸轮轴和发动机1的曲轴之间的角度相位，获得进气分配器8中所测量的压力的增加，其中凸轮轴致动发动机1的排气阀。如前所述，可变分配机构的致动器17被激活。
可以只作用于进气阀上，或者只作用于排气阀上，或者共同地作用于进气阀和排气阀上。
在可变分配机构的致动器16和17上的动作可以与在进气活门7的打开上的动作相结合。
有利地，预先确定的第二电压阈值v2包括在500毫伏至700毫伏之间，优选地在580毫伏至620毫伏之间。该阈值对应于一值，该值接近于当在排出气体中几乎不再有氧气时（即当混合物是丰富的时）所输出的电压。
有利地，探头电压的预先确定的第三阈值v3包括在200毫伏至400毫伏之间，优选地在280毫伏至320毫伏之间。该阈值对应于一值，该值接近于当氧浓度接近于环境空气的氧浓度时（即当在发动机中没有燃烧时）所输出的电压。
优选地，选择v2和v3，使得v2和v3的平均值为450毫伏。换言之，v2和v3相对于混合物是按照化学计量比时所输出的电压间隔开相同的值。
优选地，诊断方法包括以下步骤：
-在测量氧探头14的输出电压之前，确认氧探头14的估计温度大于预先确定的最小温度阈值temp。（步骤50）
如果探头的由陶瓷制成的有效元件未达到其额定运行温度，则探头的性能不具有代表性。因此，仅当探头已经达到接近于其额定温度的温度时，才进行探头的诊断。氧探头一方面由排出气体所加热，并且还具有类似于电阻的加热元件。因此，通过选择性地控制加热元件的激活和去激活，可以准确地调节探头的有效元件的温度。
根据未示出的实施例，燃烧式发动机1是直接喷射式发动机。
根据也未示出的实施例，燃烧式发动机1由气态状态的燃料所供应。
根据也未示出的实施例，燃烧式发动机1包括增压装置，该增压装置被布置用于增加发动机1中的进气口上游的气体压力。
这些后面的特征可以彼此独立地或者组合地存在。