診斷排氣傳感器的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本申請(qǐng)涉及檢測(cè)排氣氣體傳感器劣化的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 排氣傳感器可以被定位在車輛的排氣系統(tǒng)內(nèi)，以便檢測(cè)離開(kāi)車輛的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的 排氣的空燃比。排氣傳感器讀數(shù)可以被用于控制內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的操作以推進(jìn)車輛。具體地， 響應(yīng)于所檢測(cè)到的空燃比，可以調(diào)整汽缸的燃料噴射量。排氣傳感器的劣化可能導(dǎo)致排放 物增加和/或車輛操縱性能降低。因此，準(zhǔn)確確定傳感器劣化（特別是在交付車輛以便道 路運(yùn)行之前）可以提供增強(qiáng)的發(fā)動(dòng)機(jī)操作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到以上問(wèn)題并且找到至少部分解決這些問(wèn)題的途徑。在一個(gè)示例 中，方法包括將由氣體分析器測(cè)得的多個(gè)排氣成分的每個(gè)相應(yīng)濃度分類成氧化劑或還原劑 之一，氣體分析器從發(fā)動(dòng)機(jī)接收排氣流。該方法還包括基于所分類的濃度來(lái)確定排氣空燃 比，并且基于所確定的排氣空燃比來(lái)驗(yàn)證從發(fā)動(dòng)機(jī)接收排氣流的排氣傳感器的輸出。
[0004] 例如，測(cè)試臺(tái)上的車輛內(nèi)的發(fā)動(dòng)機(jī)控制器和氣體分析器可以各自與驗(yàn)證控制器單 獨(dú)地通信。氣體分析器可以測(cè)量離開(kāi)車輛的尾管排放物的各成分的濃度，并且將各成分濃 度數(shù)據(jù)傳輸?shù)津?yàn)證控制器。這些各個(gè)濃度可以被分類成氧化劑或還原劑之一，并且驗(yàn)證控 制器可以基于所分類的成分來(lái)確定第一空燃比。接著，可以將該第一空燃比與暴露于車輛 排氣系統(tǒng)內(nèi)的排氣的排氣傳感器的輸出（例如，空燃比）進(jìn)行比較?？梢赃M(jìn)行該比較，使得 第一空燃比和排氣傳感器輸出是時(shí)間同步的并且因此指代同一部分的排氣。如果檢測(cè)到兩 個(gè)空燃比之間的差值，則排氣傳感器劣化可以被確認(rèn)。
[0005] 以此方式，在使車輛上路之前，可以檢測(cè)劣化的排氣傳感器。通過(guò)采用氣體分析器 確定多個(gè)排氣成分的各濃度，能夠更準(zhǔn)確地計(jì)算空燃比，從而允許更穩(wěn)健地確定排氣傳感 器劣化。
[0006] 當(dāng)單獨(dú)或結(jié)合附圖閱讀以下【具體實(shí)施方式】時(shí)，本說(shuō)明書(shū)的以上優(yōu)點(diǎn)和其他優(yōu)點(diǎn)以 及特征將是顯而易見(jiàn)的。
[0007] 應(yīng)該理解，提供以上
【發(fā)明內(nèi)容】
是為了以簡(jiǎn)化的形式引入一批概念，這些概念在具 體實(shí)施方式中被進(jìn)一步描述。這并不意味著識(shí)別了所主張的主題的關(guān)鍵特征或必要特征， 所主張的主題的范圍由【具體實(shí)施方式】之后的權(quán)利要求唯一地限定。而且，所主張的主題不 局限于解決了上文指出的或者本公開(kāi)的任何部分中指出的任何缺點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0008] 圖1示意性地示出示例車輛系統(tǒng)。
[0009] 圖2示出圖1的示例車輛系統(tǒng)的示意診斷設(shè)置。
[0010] 圖3是根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例示出用于發(fā)動(dòng)機(jī)控制器的示例方法的流程圖。
[0011] 圖4是根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例描繪用于驗(yàn)證控制器的示例方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012] 排氣傳感器可以被提供在車輛（例如，圖1和圖2中所示的車輛）的排氣道內(nèi)，以 確定離開(kāi)發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣的空燃比。在道路上運(yùn)行車輛之前，通過(guò)在測(cè)試臺(tái)上評(píng)估排氣傳感 器的性能，可以診斷排氣傳感器的劣化。在此，發(fā)動(dòng)機(jī)可以以特定的空燃比運(yùn)行，并且可以 由發(fā)動(dòng)機(jī)控制器根據(jù)排氣傳感器的輸出來(lái)確定排氣空燃比（圖3)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)繼續(xù)以特定 空燃比運(yùn)行時(shí)，來(lái)自排氣管的排放物可以被輸送到氣體分析器中，氣體分析器耦接到驗(yàn)證 控制器。諸如氧氣（O 2)、氫氣（H2)、一氧化炭（CO)、碳化氫（HC)、一氧化氮（NO)以及氨氣 (NH 3)的排放物成分種類的濃度可以由氣體分析器測(cè)量，并且被傳遞到驗(yàn)證控制器。第二排 氣空燃比可以由驗(yàn)證控制器通過(guò)將這些種類分類成還原劑和氧化劑來(lái)確定。通過(guò)將由驗(yàn)證 控制器基于成分濃度確定的空燃比和根據(jù)排氣傳感器輸出確定的空燃比進(jìn)行比較，可以檢 測(cè)出排氣傳感器的劣化（圖4)。
[0013] 圖1示出車輛系統(tǒng)6的示意描述。車輛系統(tǒng)6包括具有多個(gè)汽缸30的發(fā)動(dòng)機(jī)10。 發(fā)動(dòng)機(jī)10包括進(jìn)氣23和排氣25。進(jìn)氣23包括經(jīng)由進(jìn)氣道42流體耦接到發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧 管44的節(jié)氣門62。排氣25包括通向排氣道35的排氣歧管48,排氣道35將排氣輸送到大 氣。排氣25可以包括一個(gè)或多個(gè)排放控制裝置70,排放控制裝置70可以被安裝在排氣內(nèi) 緊密耦接的位置。一個(gè)或多個(gè)排放控制裝置可以包括三元催化劑、稀NO x捕集器、柴油或汽 油顆粒過(guò)濾器、氧化催化劑等。應(yīng)當(dāng)理解，其他部件可以被包括在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)，例如各種氣門 和傳感器。
[0014] 發(fā)動(dòng)機(jī)10可以從燃料系統(tǒng)（未顯示）接收燃料，燃料系統(tǒng)包括燃料箱以及一個(gè)或 多個(gè)用于對(duì)被輸送到發(fā)動(dòng)機(jī)10的噴射器66的燃料加壓的泵。雖然僅示出單個(gè)噴射器66， 但是額外的噴射器可以被提供給每個(gè)汽缸。應(yīng)當(dāng)理解，燃料系統(tǒng)可以是非回流燃料系統(tǒng)、回 流燃料系統(tǒng)或者不同其他類型的燃料系統(tǒng)。燃料箱可以保持多種燃料混合物，包括具有一 范圍的酒精濃度的燃料，例如各種汽油-乙醇混合物，包括EKKE85、汽油等及其組合。
[0015] 車輛系統(tǒng)6可以進(jìn)一步包括控制系統(tǒng)14?？刂葡到y(tǒng)14被示為從多個(gè)傳感器16 (傳 感器的各種示例將在本文中描述）接收信息并且向多個(gè)執(zhí)行器81 (執(zhí)行器的各種示例將在 本文中描述）發(fā)送控制信號(hào)。作為一個(gè)示例，傳感器16可以包括位于排放控制裝置上游的 排氣傳感器126 (例如，線性UEGO傳感器）、溫度傳感器128以及下游排氣傳感器129 (例 如，二元HEGO傳感器）。諸如壓力傳感器、溫度傳感器以及組分傳感器的其他傳感器可以被 耦接到車輛系統(tǒng)6內(nèi)不同的位置，如本文更加詳細(xì)討論的。歧管氣流（MF)的估計(jì)值可以 從耦接到進(jìn)氣歧管44并且與控制器12通信的MAF傳感器125獲取。替換地，MAF可以從 替換的發(fā)動(dòng)機(jī)工況（例如由耦接到進(jìn)氣歧管44的MP傳感器124所測(cè)得的質(zhì)量空氣壓力 (MAP))推斷出。
[0016] 在一個(gè)示例中，執(zhí)行器可以包括"消息中心"，消息中心包括操作顯示器82,其中例 如，響應(yīng)于排氣傳感器劣化的指示，消息可以被輸出給車輛操作者，指示需要替換傳感器。 作為另一示例，執(zhí)行器可以包括燃料噴射器66和節(jié)氣門62。控制系統(tǒng)14可以包括發(fā)動(dòng)機(jī) 控制器12?？刂破骺梢曰诒痪幊淘谄渲械呐c一個(gè)或多個(gè)例程對(duì)應(yīng)的指令或代碼從各種傳 感器接收輸入數(shù)據(jù)、處理輸入數(shù)據(jù)、以及響應(yīng)于所處理的輸入數(shù)據(jù)而觸發(fā)執(zhí)行器。本文針對(duì) 圖3-4描述示例控制例程。
[0017] 通過(guò)在如圖2中描繪的試驗(yàn)臺(tái)上測(cè)試圖1的車輛系統(tǒng)，可以為排氣傳感器126和 129診斷劣化。在圖2中描繪了車輛200,其包括車體203,車體203具有被標(biāo)為"前"的前 端和被標(biāo)為"后"的后端。車輛200可以包括多個(gè)車輪53。發(fā)動(dòng)機(jī)10被示為具有多個(gè)汽缸 30,每個(gè)汽缸由燃料噴射器66供給燃料。因此，先前在圖1中介紹的車輛和發(fā)動(dòng)機(jī)部件在 圖2中類似地編號(hào)，并且不再重新介紹。
[0018] 氣體分析器20可以經(jīng)由探測(cè)器（未顯示）從車輛200接收排氣。氣體分析器20 可以是紅外氣體分析器，其中基于成分氣體對(duì)所發(fā)射的紅外光中的特定波長(zhǎng)的吸收來(lái)確定 排氣樣品內(nèi)的成分氣體。氣體分析器可以測(cè)量一范圍的種類的濃度，一些示例中包括4個(gè) 種類、5個(gè)種類或者更多。這些種類可以包括H 2、CO、NO、HC、NH3以及O2中的一個(gè)或多個(gè)。 通過(guò)使用氣體分析器來(lái)測(cè)量各種類的濃度，可以更加準(zhǔn)確且可靠地確定空燃比。
[0019] 氣體分析器20被示為位于遠(yuǎn)離車輛200并且（例如，從尾管的末端）接收尾管排 放物，尾管排放物可以表示已經(jīng)離開(kāi)了排放裝置70的排放物。借助這種設(shè)置，可以監(jiān)測(cè)排 氣傳感器129的穩(wěn)健性。在另一示例中，氣體分析器20可以從預(yù)排放裝置排出孔（tap)接 收排氣。在此，來(lái)自排放裝置70的上游的排氣可以被分析并且被用于診斷位于排放裝置70 上游的排氣傳感器126。
[0020] 如圖2中描繪的，氣體分析器20可以連接到驗(yàn)證控制器36。驗(yàn)證控制器36可以 遠(yuǎn)離車輛200。在一個(gè)示例中，驗(yàn)證控制器36可以是計(jì)算機(jī)，其包括處理器，處理器被配置 為接收并處理輸入數(shù)據(jù)，并且執(zhí)行存儲(chǔ)在其存儲(chǔ)器內(nèi)非暫時(shí)性指令。驗(yàn)證控制器36還可以 與發(fā)動(dòng)機(jī)控制器12通信，并且從發(fā)動(dòng)機(jī)控制器12接收數(shù)據(jù)。因此，驗(yàn)證控制器36可操作 地耦接到發(fā)動(dòng)機(jī)控制器12和氣體分析器20。
[0021] 以此方式，驗(yàn)證控制器36可以命令發(fā)動(dòng)機(jī)控制器12以給定的空燃比操作發(fā)動(dòng)機(jī) 10,并且從發(fā)動(dòng)機(jī)控制器12接收與來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)10的排氣系統(tǒng)中的排氣傳感器的輸出有關(guān) 的反饋。同樣地，驗(yàn)證控制器36可以從氣體分析器20接收多個(gè)排氣成分濃度。每個(gè)排氣 成分濃度可以由驗(yàn)證控制器36分類成聚合還原劑或氧化劑?；跉怏w分析器20可以測(cè)量 的成分的范圍，還原劑組可以包括四個(gè)或更少的種類，而氧化劑組可以包括兩個(gè)或更少的 種類?；谘趸瘎┖瓦€原劑的這些分類，可以確定空燃比，如將參考圖4所描述的。
[0022] 圖3是根據(jù)本公開(kāi)示出用于發(fā)動(dòng)機(jī)