本申请大体涉及内燃发动机的排气氧传感器。
背景技术：
诸如通用排气氧(uego)传感器的氧传感器可以位于车辆的排气系统中以检测来自车辆的内燃发动机的排气的空气-燃料比(afr)。氧传感器读数可以用于例如通过改变喷射的燃料量来调整内燃发动机的操作，以便达到期望的afr。因此，氧传感器的劣化可导致燃料喷射控制劣化，这可引起增加的排放、降低的车辆驾驶性能以及降低的燃料经济性。
氧传感器通常使用密封剂(例如硅酮密封剂)安装。然而，排气可以达到足够高的温度，以使得密封剂释放气体，这种现象称为“放气(off-gassing)”。密封剂放气可通过干扰氧浓度测量使氧传感器劣化。与例如由于传感器老化所引起的普通劣化相比，由于密封剂放气所引起的劣化可以是迅速的。
解决由于密封剂放气所引起的氧传感器劣化的其他尝试包括施加偏移电压以调整氧传感器的测量输出。zarkhin等人在u.s.6,382,013b1中示出一种示例方法。其中，通过测量输出的反转(例如，从正伏特到负伏特)来检测由于密封剂放气所引起的劣化，并且使用施加到传感器返回的预定偏移电压来调整测量输出。其中的发明人注意到，尽管反转，但传感器测量的绝对值保持精确。
然而，本文的发明人已经认识到此类方法的潜在问题。作为一个示例，密封剂放气可以使得氧传感器读取富化(例如，由于释放的气体稀释排气中的氧的浓度)或稀化(例如，由于密封剂气体涂覆传感器)。因此，密封剂放气的影响可以比使得氧传感器输出电压反转更复杂。
技术实现要素：
在一个示例中，上述问题可以通过一种方法来解决，该方法包括：响应于在高于阈值温度的发动机排气温度下对发动机加燃料的需求的变化而没有对发动机输出的需求的变化，指示由于密封剂放气所引起的排气氧传感器的劣化，所述排气氧传感器利用密封剂连接到发动机的排气系统；以及响应于所述指示，校正排气氧传感器的测量值。以这种方式，可以识别由于密封剂放气所引起的氧传感器劣化，并且可以补偿氧传感器测量值。
作为一个示例，指示由于密封剂放气所引起的排气氧传感器的劣化进一步包括：当排气氧传感器测量发动机排气的富化空气-燃料比外加(coupledwith)减少的加燃料需求时，指示在没有传感器涂层(coating)的情况下由于密封剂放气所引起的排气氧传感器劣化，以及当排气氧传感器测量发动机排气的稀化空气-燃料比外加增加的加燃料需求时，指示在具有传感器涂层的情况下由于密封剂放气所引起的排气氧传感器劣化。以这种方式，在没有传感器涂层的情况下由于放气所引起的劣化可以与由于排气氧传感器被密封剂气体涂覆所引起的劣化区别开来。尽管通过在没有传感器涂层的情况下由于密封剂放气所引起的劣化的排气氧传感器进行的氧测量可以以与通过在具有传感器涂层的情况下由于密封剂放气所引起的劣化的排气氧传感器进行的氧测量相同的方式进行校正，但是在具有传感器涂层的情况下由于密封剂放气所引起的排气氧传感器劣化可以是不可逆的。因此，区分(例如，在具有和没有传感器涂层的情况下)由于密封剂放气所引起的两种形式的劣化以识别何时指示传感器更换是有利的。
应当理解，提供上面的概述是为了以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的概念的选择。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或基本特征，所要求保护的主题的范围由随附的权利要求唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决上面或在本公开的任何部分中所提到的任何缺点的实施方式。
附图说明
图1示出了车辆的发动机系统的示意图示。
图2示出了示例氧传感器的示意图。
图3示出了说明用于生成燃料命令的示例控制架构的框图。
图4示出了说明用于检测由于密封剂放气所引起的uego传感器劣化的示例方法的高级流程图。
图5示出了用于检测燃料喷射器劣化的示例方法。
图6示出了用于检测maf传感器劣化的示例方法。
图7示出了用于检测uego传感器延迟型和慢响应型劣化行为的示例方法。
图8示出了说明用于响应于由于密封剂放气所引起的uego传感器劣化的指示校正uego传感器测量的示例方法的流程图。
图9示出了用于检测由于密封剂放气所引起的uego传感器劣化和应用氧测量值校正的示例时间线。
具体实施方式
以下描述涉及用于确定由于车辆的发动机系统中的密封剂放气所引起的排气氧传感器劣化并且对传感器测量应用校正的系统和方法。如图1所示，发动机系统可以包括排放控制装置上游的排气氧传感器。上游排气氧传感器可以是uego传感器，诸如图2中所图示的示例uego传感器，其经配置以测量排气中的氧量。如图3所示，可以基于来自uego传感器的反馈来控制发动机操作，以便实现期望的afr。如根据图4的示例方法可以确定的，密封剂放气可以使uego传感器劣化，使得其不适当地读取富化(由于从密封剂释放的碳氢化合物)或稀化(由于传感器被涂覆有密封剂)。作为确定由于密封剂放气所引起的排气氧传感器劣化的一部分，燃料喷射器劣化和maf传感器劣化可以分别根据图5和图6的示例方法被预先排除。进一步地，由于密封剂放气所引起的排气氧传感器劣化导致与由于诸如老化的因素所引起的排气氧传感器劣化有不同的劣化行为，这可以使用图7的示例方法来确定。根据图8的示例方法，响应由于密封剂放气所引起的排气氧传感器劣化的指示，可以获悉并应用测量校正。图9示出了用于诊断(在具有和没有传感器涂层的情况下)由于密封剂放气所引起的排气氧传感器劣化并应用测量校正的示例时间线。
图1图示说明了示出可以被包括在发动机系统1中的多缸发动机10的一个汽缸的示意图。发动机系统1可以是被包括在机动车辆5中的推进系统。发动机10可以至少部分地由包括控制器12的控制系统控制并且由经由输入装置130来自车辆操作者132的输入控制。在该示例中，输入装置130包括加速器踏板和用于生成成比例的踏板位置信号pp的踏板位置传感器134。发动机10的燃烧室(例如汽缸)30可以包括燃烧室壁32，其中活塞36位于燃烧室壁32中。活塞36可以被联接到曲轴40，使得活塞的往复运动转换成曲轴的旋转运动。曲轴40可以经由中间变速器系统被联接到车辆的至少一个驱动车轮。进一步地，起动机马达可以经由飞轮被联接到曲轴40，以启用发动机10的起动操作。
燃烧室30可以经由进气通道42接收来自进气歧管44的进气空气并且可以经由排气通道48排出燃烧气体。进气歧管44和排气通道48能够经由相应的进气门52和排气门54选择性地与燃烧室30连通。在一些实施例中，燃烧室30可以包括两个或更多个进气门和/或两个或更多个排气门。在该示例中，进气门52和排气门54可以经由一个或多个凸轮通过凸轮致动来控制，并且可利用可由控制器12操作以改变气门操作的凸轮廓线变换(cps)系统、可变凸轮正时(vct)系统、可变气门正时(vvt)系统和/或可变气门升程(vvl)系统中的一个或多个。进气门52和排气门54的位置可以分别由位置传感器55和位置传感器57确定。在替代实施例中，进气门52和/或排气门54可以通过电动气门致动来控制。例如，汽缸30可以替代地包括经由电动气门致动控制的进气门以及经由包括cps和/或vct系统的凸轮致动控制的排气门。
在一些实施例中，发动机10的每个汽缸可以被配置有一个或多个燃料喷射器以向该汽缸提供燃料。作为非限制性的示例，汽缸30被示出为包括一个燃料喷射器66，其从燃料系统172供应燃料。燃料喷射器66被示出为直接联接到汽缸30，用于经由电子驱动器68与从控制器12接收的信号fpw的脉冲宽度成比例地直接将燃料喷射到汽缸中。以这种方式，燃料喷射器66提供所谓的到燃烧汽缸30中的燃料的直接喷射(以下也称为“di”)。
应该理解的是，在一个替代实施例中，燃料喷射器66可以是将燃料提供到汽缸30上游的进气道中的进气道喷射器。还应该理解的是，汽缸30可以接收来自多个喷射器的燃料，所述多个喷射器诸如多个进气道喷射器、多个直接喷射器或其组合。
继续图1，进气通道42可以包括具有节流板64的节气门62。在该特定示例中，节流板64的位置可以经由提供给节气门62包括的电动马达或致动器的信号通过控制器12改变，其为通常被称为电子节气门控制(etc)的配置。以这种方式，节气门62可以被操作以改变通过进气通道42和进气歧管44提供给燃烧室30以及其他发动机汽缸的进气空气。节流板64的位置可以通过节气门位置信号tp被提供给控制器12。进气通道42可以包括用于向控制器12提供相应的信号maf和信号map的质量空气流量(maf)传感器120和歧管空气压力(map)传感器122。
点火系统88能够响应于来自控制器12的点火提前信号sa在选择的操作模式下经由火花塞92向燃烧室30提供点火火花。虽然示出了火花点火部件，但是在一些实施例中，燃烧室30或发动机10的一个或多个其他燃烧室可以在具有或不具有点火火花的压缩点火模式下操作。
上游排气传感器126被示出为联接到排放控制装置70上游的排气通道48。上游传感器126可以是用于提供排气afr的指示的任何合适的传感器，诸如线性宽带氧传感器或uego；双态窄带氧传感器或ego；加热的ego(hego)；或者nox传感器、hc传感器或co传感器。在本文所描述的非限制性实施例中，上游排气传感器126是uego传感器，其经配置以提供与排气中所存在的氧量成比例的输出，诸如电压信号。控制器12使用该输出来确定排气afr。
排放控制装置70被示出为沿着排气传感器126下游的排气通道48进行布置。在本文所描述的非限制性实施例中，排放控制装置70是三元催化剂(twc)，其经配置以还原nox并氧化co和未燃烧的碳氢化合物。然而，在其他实施例中，排放控制装置70可以是nox捕集器、各种其他排放控制装置或其组合。
第二下游排气传感器128被示出为联接到排放控制装置70下游的排气通道48。下游传感器128可以是用于提供排气afr的指示的任何合适的传感器，诸如uego传感器、ego传感器、hego传感器等。例如，下游排气传感器128可以是hego传感器，其经配置以指示在排气通过催化剂之后排气的相对富化度或者稀化度。hego传感器可以以开关点的形式提供输出，或者在排气从稀转换为富的点处提供电压信号。
如图1所示，发动机系统1可以包括排气再循环(egr)系统，以经由egr通道140将排气的期望部分从排气通道48传送到进气歧管44。提供给进气歧管44的egr的量可以通过控制器12经由egr阀142改变。进一步地，egr传感器144可以被布置在egr通道内并且可以提供排气的压力、温度和氧气浓度中的一个或多个的指示。在一些状况下，egr系统可以被用于调节燃烧室内的空气和燃料混合物的温度。
控制器12在图1中被示出为微型计算机，所述微型计算机包括微处理器单元(cpu)102、输入/输出端口(i/o)104、在该特定示例中被示为只读存储器芯片(rom)106的用于可执行程序和校准值的电子存储介质、随机存取存储器(ram)108、保活存储器(kam)110和数据总线。控制器12可以接收来自联接到发动机10的传感器的各种信号，除了之前讨论的那些信号之外，还包括：来自质量空气流量传感器120的进气质量空气流量(maf)的测量值，来自联接到冷却套筒114的温度传感器112的发动机冷却剂温度(ect)，来自联接到曲轴40的霍尔效应传感器118(或其他类型)的表面点火感测信号(pip)，来自节气门位置传感器的节气门位置(tp)，来自map传感器122的绝对歧管压力(map)信号，来自uego传感器126的uego传感器输出(uego)以及来自hego传感器128的hego传感器输出(hego)。发动机转速信号rpm可以由控制器12从信号pip生成。
存储介质只读存储器106能够用表示由处理器102可执行的非暂时性指令的计算机可读数据编程，用于执行下面描述的方法以及预期但未具体列出的其他变体。
如上所述，图1仅示出多汽缸发动机的一个汽缸，并且每个汽缸可以类似地包括其自身的一组进气门/排气门、(一个或多个)燃料喷射器、(一个或多个)火花塞等。
接着，图2示出了经配置以测量发动机的进气通道中的进气气流或排气通道中的排气流中的氧(o2)浓度的氧传感器200的示例实施例的示意图。例如，传感器200可以作为图1的uego传感器126操作。传感器200包括以堆叠配置布置的一种或多种陶瓷材料的多个层。在图2的实施例中，五个陶瓷层被描绘为层201、层202、层203、层204和层205。这些层包括能够传导氧离子的一层或多层固体电解质。合适的固体电解质的示例包括但不限于氧化锆基材料。进一步地，在一些实施例中，可以将加热器207设置成与层热连通，以增加层的离子电导率。尽管所描绘的氧传感器由五个陶瓷层形成，但是应当了解，氧传感器可包括其他合适数目的陶瓷层。
层202包括形成扩散路径210的一种或多种材料。扩散路径210可以经配置以允许进气空气或排气中的一种或多种组分(包括但不限于期望的分析物(例如o2))以比能够通过一对泵浦(pumping)电极212和214被泵浦入或泵浦出的分析物更加限制的速率扩散到第一内腔222中。以这种方式，可以在第一内腔222中获得化学计量水平的o2。
传感器200进一步包括在层204内的第二内腔224，该第二内腔224通过层203与第一内腔222隔开。第二内腔224经配置以保持等于化学计量状况的恒定氧分压。如果空气-燃料比是化学计量的，则存在于第二内腔224中的氧水平(例如，浓度)等于进气空气或排气将具有的氧水平。第二内腔224中的氧浓度由泵浦电压vcp保持恒定。在本文，第二内腔224可以被称为参考单元。
一对感测电极216和218被设置为与第一内腔222和参考单元224连通。感测电极216和感测电极218检测由于进气空气或排气中的氧浓度高于或低于化学计量水平而可在第一内腔222和参考单元224之间形成的浓度梯度。由稀化进气空气或排气混合物可引起高的氧浓度，而由富化混合物可引起低的氧浓度。如本文所述，密封剂放气也可影响由感测电极216和感测电极218测量的浓度梯度。例如，由密封剂释放的碳氢化合物可扩散到第一内腔222中，稀释氧浓度并使传感器200读取富化。在另一个示例中，密封剂可以涂覆传感器200，阻塞扩散路径210并且防止诸如o2的气体组分离开第一内腔222并且使传感器200读取稀化。这也可引起传感器200的响应时间延迟。例如，如果排气从稀化成分转换到富化成分，则传感器200上的涂层可以延迟稀化排气扩散出第一内腔222以及新的富化排气扩散到第一内腔222中，从而即使当稀化燃料状况不再存在时也使传感器200读取稀化。相反，当从富化排气成分转换到稀化排气成分时，传感器200上的涂层可以延迟富化排气扩散出第一内腔222以及新的稀化排气扩散到第一内腔222中，从而即使当富化燃料状况不再存在时也使传感器200读取富化。
在又一些示例中，由密封剂释放的气体可以与排气的组分反应以改变排气的化学成分。根据密封剂的化学成分，这可能会以几种方式影响排气的成分。例如，如果由密封剂释放的气体含有卤素，诸如氯(cl)或溴(br)，则排气的高热可促进卤化反应，其中由于燃烧已经存在于排气中的碳氢化合物中的氢被卤素取代。由于与氢相比卤素的质量和尺寸增加，卤代碳氢化合物的扩散速率可能较慢，从而使得传感器200读取稀化。在另一个示例中，如果由密封剂释放的气体是氧化剂，则氧化剂可以与排气中的碳氢化合物反应，并使得传感器200读取稀化。
一对泵浦电极212和214被设置为与第一内腔222连通，并且经配置以将所选择的气体成分(例如，o2)从第一内腔222电化学泵浦通过层201并且泵浦出传感器200。替代地，一对泵浦电极212和214可以经配置以将所选择的气体电化学泵浦通过层201并进入内腔222中。在本文，泵浦电极212和泵浦电极214可以被称为o2泵浦单元。
电极212、电极214、电极216和电极218可以由各种合适的材料制成。在一些实施例中，电极212、电极214、电极216和电极218可以至少部分地由催化分子氧分解的材料制成。此类材料的示例包括但不限于铂和银。
将氧电化学地泵浦出或泵浦入第一内腔222的过程包括在泵浦电极对212和214两侧施加泵浦电压vp。施加于o2泵浦单元的泵浦电压vp将氧泵浦入或泵浦出第一内腔222以便保持其中氧的化学计量水平。所产生的泵浦电流ip与排气中的氧浓度成比例。控制系统(图2中未示出)根据维持第一内腔222内的化学计量水平所需施加的泵浦电压vp的强度来生成泵浦电流信号ip。因此，稀化混合物将使得氧被泵浦出第一内腔222，并且富化混合物将使得氧被泵浦入第一内腔222。
应当理解的是，本文所描述的氧传感器仅仅是氧传感器的示例实施例，并且氧传感器的其他实施例可以具有附加的和/或替代的特征和/或设计。
氧传感器输出(例如，ip)可以用于调整发动机的操作。例如，可以使用前馈(例如，基于期望的发动机扭矩、发动机气流等)和/或反馈(例如，使用氧传感器输出)方法来改变输送到发动机的汽缸的燃料量。转到图3，示出了用于生成燃料命令的可以由发动机控制器(诸如图1的控制器12)实现的控制架构300的框图。控制架构300包括twc335上游的发动机327和uego传感器330。例如，发动机327可对应于图1的发动机10，uego传感器330可对应于图1的uego传感器126，并且twc335可对应于图1的排放控制装置70。
控制架构300将发动机afr调节到接近化学计量的设定点(例如，命令的afr)。包括比例-积分-微分(pid)控制器的内环控制器307通过生成适当的燃料命令(例如，燃料脉冲宽度)来控制发动机afr。求和节点322任选地将来自内环控制器307的燃料命令与来自前馈控制器320的命令进行组合。该组合的命令组被输送到发动机327的燃料喷射器。
uego传感器330向内环控制器307提供反馈信号。uego反馈信号与发动机327和twc335之间的发动机排气的氧含量成比例。例如，uego传感器330的输出能够被用于评估命令的(例如，期望的)afr与由uego传感器330检测到的实际afr之间的误差。在标称(nominal)的uego传感器工况下(例如，排气温度大于用于uego操作所需的最小温度并且小于用于密封剂放气发生的阈值温度)，此类误差可能是由于燃料喷射器误差和/或空气计量误差，例如分别由于燃料喷射器劣化或maf传感器劣化。
外环控制器305生成提供给内环控制器307的uego参考信号。该uego参考信号对应于指示命令的afr的uego输出。uego参考信号在接合点316处与uego反馈信号组合。然后内环控制器307使用由接合点316提供的误差或差信号，以调整燃料命令以将发动机327内的实际afr驱动到期望的afr。外环控制器305可以是包含积分项的任何合理的控制器，诸如比例积分(pi)控制器。
以这种方式，发动机控制器能够基于uego传感器反馈精确地控制发动机的afr并且适应性地获悉燃料喷射器误差和/或空气计量误差，然后能够通过调整燃料命令来补偿，直到发动机的实际afr达到期望的afr。例如，如果uego传感器读取富化，则输送的燃料量将会减少。相反，如果uego传感器读取稀化，则输送的燃料量将会增加。然而，由于密封剂放气引起的uego传感器劣化可能导致uego传感器反馈不能反映发动机的实际afr，从而使燃料控制劣化。
图4示出了图示说明用于确定由于发动机系统(例如，图1的发动机系统1)中的密封剂放气所引起的uego传感器劣化的示例方法的高级流程图，然后可以使用补偿算法(如将参照图8进行描述的)进行校正。进一步地，可以排除发动机系统中的可模糊放气的确定的劣化源，诸如燃料喷射器劣化和maf传感器劣化。可以由控制器(例如，图1的控制器12)基于存储在控制器的存储器上的指令并结合从发动机系统的传感器(诸如上面参考图1所述的传感器(例如，图1的uego传感器126))所接收的信号来执行用于执行方法400和本文包括的其余方法的指令。控制器可以采用发动机系统的发动机致动器以根据下面所描述的方法来调整发动机操作。
方法400在402处开始并且包括估计/测量发动机工况。可基于可用数据估计、测量和/或推断工况，所述可用数据可包括命令的afr、排气温度、发动机转速和负载、驾驶员需求的扭矩量、燃料使用等。
在404处，方法400任选地包括诊断一个或多个燃料喷射器，如将参照图5所描述的。例如，劣化的燃料喷射器输送比命令的更多的燃料可导致发动机运行富化。相反，劣化的燃料喷射器输送比命令的更少的燃料可导致发动机运行稀化。因此，如下所述，排除这些可能性是有益的，以便确定uego传感器读取富化或稀化分别是在没有或具有传感器涂层的情况下由于密封剂放气所引起的。
在406处，方法400任选地包括诊断maf传感器(例如，图1的maf传感器120)，如将参考图6所描述的。例如，如果maf传感器过度报告(over-report)进入发动机的气流，则命令的燃料量可能大于适合于实际空气量和期望的afr的量，从而使得发动机运行富化。在另一个示例中，如果maf传感器少报告进入发动机的气流，则命令的燃料量可能小于适合于实际空气量和期望的afr的量，从而使得发动机运行稀化。与燃料喷射器劣化一样，排除maf传感器劣化以便确定由于密封剂放气和/或具有高置信度的涂层所引起的uego传感器劣化会是有益的。
作为诊断在404处的一个或多个燃料喷射器和406处的maf传感器的替代方案，控制器可以利用由劣化的燃料喷射器或劣化的maf传感器引起的afr偏移的自适应获悉，如关于图3所描述的并且如将在412处进一步描述的。
在408处，方法400包括确定是否满足用于诊断由于密封剂放气所引起的uego传感器劣化的进入条件。用于诊断由于密封剂放气所引起的uego传感器劣化的进入条件可以包括例如，恒定的驾驶员需求的扭矩(或发动机负载)的指示，外加加燃料需求的变化(增加或减少)。用于诊断由于密封剂放气所引起的uego传感器劣化的进入条件可以进一步包括排气温度高于阈值温度。阈值温度可以是高于该阈值温度足够热以使得密封剂放气的温度。排气温度可以直接根据排气温度传感器测量。替代地，可以基于uego加热器功率估计排气温度。例如，uego加热器，诸如图2的加热器207，可以使用闭环控制策略来操作以保持恒定的uego温度；随着排气温度升高，供应给uego加热器的功率量减少。因此，在另一个示例中，用于诊断由于密封剂放气所引起的uego传感器劣化的进入条件可以包括uego加热器功率小于阈值功率。用于诊断uego传感器劣化的进入条件可以进一步包括uego传感器最近(例如，在预定持续时间内)被修理或更换，或者排气系统部件的其他维护已经发生的指示。更进一步地，用于诊断uego传感器劣化的进入条件可以包括以下指示：如果不利用afr偏移的自适应获悉，则(一个或多个)燃料喷射器没有被劣化(如在404处被诊断的)，并且maf传感器没有被劣化(如在406处被诊断的)。如果利用afr偏移的自适应获悉，则可能已经解释(accountfor)燃料和/或空气计量的任何误差。
如果不满足用于诊断由于密封剂放气所引起的uego传感器劣化的进入条件，则方法400前进至410并且包括检查uego传感器的延迟型和慢响应型劣化行为，如将参考图7所描述的。
在412处，方法400任选地包括确定由于燃料和空气计量误差所引起的测量的afr中的偏移。例如，在标称的uego操作(例如，排气温度大于用于uego操作所需的最小温度并且小于放气发生的阈值温度，并且未指示uego劣化)期间，命令的afr与测量的afr之间的差异可以是由于燃料或空气计量误差，如参照图3描述的。这些误差可能是长期的，且因此可以连续地施加偏移以适当的加燃料。如果稍后确定uego传感器被劣化，则获悉偏移对于afr控制可以是有益的，将参照图7和图8进行描述。进一步地，确定偏移可以用作确定燃料喷射器劣化的替代方案，如关于图5所描述的，并且用作确定maf传感器劣化的替代方案，如关于图6所描述的。在412之后，方法400结束。
如果在408处满足用于诊断由于密封剂放气所引起的uego传感器劣化的进入条件，则方法400前进至414并且包括基于uego传感器输出确定afr。例如，afr可以根据uego传感器的泵浦电流来确定，如关于图2所描述的。
在416处，方法400包括确定uego传感器是否读取富化。确定uego传感器读取富化可以包括uego传感器泵浦电流低于第一阈值量。如果uego传感器读取富化，则方法400前进至418，并且包括指示在没有传感器涂层的情况下由于密封剂放气所引起的uego传感器劣化。例如，即使不存在富化燃料状况，通过密封剂放气释放的碳氢化合物也可能使得uego传感器读取富化。然而，由于uego传感器输出作为用于afr控制的反馈的使用，燃料需求可能被减少，其中输送的燃料少于发动机工况(例如，请求的扭矩和发动机转速)所需的量，如关于图3所描述的。指示在没有传感器涂层的情况下由于密封剂放气所引起的uego传感器劣化可以包括将结果记录在控制器处。然而，由于放气可以是暂时的(例如，在高排气温度期间并且同时密封剂含有要发射的气体时发生)，可以不通知车辆的驾驶员。在418之后，方法400前进至426，如将在下面进行描述。
如果uego传感器不读取富化，则方法400前进至420并且包括确定uego传感器是否读取稀化。确定uego传感器读取稀化可包括uego传感器泵浦电流高于第二阈值量。如果uego传感器没有读取稀化，则方法400前进至422并且包括指示不存在由于密封剂放气所引起的uego传感器劣化。例如，如果uego传感器测量指示化学计量afr，则即使排气温度高于阈值温度，密封剂放气也不会发生。在422之后，方法400结束。
如果传感器读取稀化，则方法400前进至424并且包括指示在具有传感器涂层的情况下由于密封剂放气所引起的uego传感器劣化。例如，如果通过放气释放的密封剂涂覆uego传感器并使其即使在不存在稀化燃料状况的情况下也读取稀化，则燃料需求被增加，使得比发动机工况所需的更多的燃料被输送，如关于图3所描述的。这可能引起高排气温度。应该理解，在传感器涂覆之前发生放气，并且因此uego传感器先前已经被指示为在没有传感器涂层的情况下(例如，在方法400的418处)由于密封剂放气被劣化。指示在具有传感器涂层的情况下由于密封剂放气所引起的uego传感器劣化可以包括将结果记录在控制器处，并照亮故障指示灯(mil)。进一步地，指示在具有传感器涂层的情况下由于密封剂放气所引起的uego传感器劣化可以包括例如通过人机界面指示用于mil的原因以警告车辆的驾驶员传感器涂层问题。因此，在具有传感器涂层的情况下由于密封剂放气所引起的uego传感器劣化可以是在没有传感器涂层的情况下由于密封剂放气所引起的uego传感器劣化的更严重形式。方法400然后前进至426。
在426处，方法400包括校正uego氧测量值，如将参照图8所描述的。通过校正uego氧测量值，确定的afr将是精确的，并且燃料命令将被相应地调整。在426之后，方法400结束。
转到图5，其示出用于在将燃料喷射到发动机的每个汽缸之后基于发动机(例如，图1的发动机10)的速度加速度的变化来诊断一个或多个燃料喷射器的状况的示例方法500。例如，如果排气传感器(诸如图1的uego传感器126)读取稀化并且尽管加燃料需求增加仍继续读取稀化，则发动机可能不会接收所请求的燃料量(例如，加燃料不足)，这可能是由于燃料喷射器劣化，特别是在低于阈值水平的排气温度下使得密封剂放气(如关于图4所描述的)。uego传感器读取富化且尽管加燃料需求减少仍持续读取富化也可能是由于发动机未接收到所请求的燃料量(例如，过度加燃料)。因此，方法500可以作为图4的方法400的一部分(例如，在404处)来执行，使得在不存在发动机输出需求的变化的情况下加燃料需求的变化可最终归因于由于密封剂放气所引起的uego传感器劣化。在替代实施例中，自适应获悉afr偏移，如关于图3并且在图4的412处所描述的，可以用来代替确定燃料喷射器劣化。
方法500在502处开始并且包括在单个发动机循环内将燃料喷射到每个汽缸中。例如，每个汽缸(例如，图1的汽缸30)可以经由对应的燃料喷射器(例如，图1的燃料喷射器66)以已知的点火顺序按其时间接收燃料的喷射。结果，每个燃料喷射器可以在单个发动机循环中输送一次燃料。
在504处，方法500包括确定由将燃料喷射到每个汽缸中以及空气-燃料混合物的燃烧所导致的各个发动机转速加速。例如，发动机转速可以与所喷射的燃料量成比例地增加(例如，加速)。在喷射事件期间，控制器(例如，图1的控制器12)可以接收来自发动机转速传感器(诸如图1的霍尔效应传感器118)的发动机转速信号并且基于汽缸的已知点火顺序使每个发动机转速加速(例如，在发动机转速的每个峰值)与每个燃料喷射器/汽缸相关联。结果，控制器可以基于逻辑规则关于针对每个燃料喷射器/汽缸的各个发动机转速加速进行逻辑确定，该逻辑规则是接收到的(例如，测量的)发动机转速信号和已知点火顺序的函数。
在506处，该方法包括比较针对每个燃料喷射器/汽缸的各个发动机转速加速值并确定汽缸之间的发动机转速加速的变化。在一个示例中，可以在502处经由每个对应的燃料喷射器将相同量的燃料喷射到每个汽缸中。在另一个示例中，不同量的燃料可以被喷射到每个汽缸中(例如，由于燃料喷射器的性能或特性的老化、恶化或劣化所引起的)。然而，在这两个示例中，由于在每个汽缸处要求喷射的燃料量是相同的，因此可以预期大致相同的发动机转速加速响应。因此，在一个示例中，确定汽缸之间的发动机转速加速的变化可以包括控制器计算对应于每个汽缸的确定的各个发动机转速加速之间的标准偏差。
在508处，方法500包括确定在506确定的变化是否大于预定阈值水平。在一个示例中，由于在同一个喷射器的多个喷射事件之间或在喷射器之间的少量变化(例如，在1.5％之内)是可允许的，预定阈值水平可以是指示燃料喷射器中的一个或多个相对于剩余燃料喷射器的性能变化或劣化的水平。
如果确定的变化不大于阈值水平，则方法500继续到510并且包括指示不存在燃料喷射器劣化。在512处，方法500包括基于发动机操作参数(例如，afr、发动机负载等)继续喷射燃料。替代地，在508处，如果变化大于阈值水平，则方法500继续到514，并且包括基于各个发动机转速加速和已知的发动机汽缸点火顺序指示燃料喷射器中的一个或多个的劣化并且识别哪个燃料喷射器(或哪些喷射器)被劣化。例如，控制器可以知道(从曲轴位置或速度传感器的输出)发生的每个各个发动机转速加速的曲轴位置(例如，角度)。通过将其与已知点火顺序和每个汽缸的每个燃料喷射器点火时的已知曲柄角进行比较，控制器可以确定哪个发动机转速加速属于每个汽缸(以及对应的燃料喷射器)。然后，控制器可以确定哪个发动机转速加速偏离其他发动机转速加速(或者所有发动机转速加速的平均值)，且然后指示对应的燃料喷射器(例如，与从平均值变化阈值量的发动机转速加速对应的喷射燃料的燃料喷射器)的劣化。
在516处，方法500包括确定由经由指示的燃料喷射器的喷射所引起的所识别的发动机转速加速是否大于预期的发动机转速加速。在一个示例中，预期的发动机转速加速可以是所有发动机汽缸的平均发动机转速加速。在另一个示例中，预期的发动机转速加速可以根据查找表确定，该查找表具有作为输入的命令的燃料喷射量(或脉冲宽度)和作为输出的预期的发动机转速加速。如果指示的燃料喷射器的发动机转速加速大于预期的发动机转速加速，则方法500继续到518并且包括指示喷射误差和/或喷射器的一个或多个喷嘴孔的尺寸的增加，因为可能已经由识别的喷射器喷射的燃料比预期的燃料多。在一个示例中，指示喷射误差和/或喷射器的一个或多个喷嘴孔的尺寸的增加可以包括照亮mil，并且可以进一步包括指示用于mil的原因(例如，维修或更换指示的燃料喷射器)。在518之后，方法500结束。
如果指示的燃料喷射器的发动机转速加速不大于(例如小于)预期的发动机转速加速，则方法500前进至520并且包括指示堵塞的燃料喷射器、燃料喷射器的机械劣化以及燃料喷射器的螺线管的劣化中的一个或多个。例如，可能已经由识别的燃料喷射器输送的燃料比预期的燃料少。在一个示例中，指示堵塞的燃料喷射器、燃料喷射器的机械劣化和/或燃料喷射器的螺线管的劣化可以包括照亮mil，并且进一步可以包括指示用于mil的原因。在520之后，方法500结束。
图6示出用于诊断定位成测量进入车辆(例如，图1的车辆5)中的发动机(例如，图1的发动机10)的空气的量的质量空气流量传感器(诸如图1的maf传感器120)的示例方法600。方法600可以通过存储在诸如图1的控制器12的控制器的存储器中的指令来执行，以确定由maf传感器指示的进入发动机的空气的量是否精确。例如，过度报告或少报告进入发动机的气流的maf传感器将分别使得发动机操作富化或稀化，这可能会混淆(在具有或没有后续的传感器涂层的情况下)由于密封剂放气所引起的uego传感器劣化的诊断。因此，方法600可以作为图4的方法400的一部分(例如，在406处)来执行，使得在不存在发动机输出需求的变化的情况下的加燃料需求的变化可最终归因于由于密封剂放气所引起的uego传感器劣化。在替代实施例中，自适应获悉afr偏移(如关于图3并且在图4的412处所描述的)可以用来代替确定maf传感器劣化。
方法600在602处开始，并且包括估计和/或测量发动机操作参数。发动机操作参数可以包括发动机转速和负载、大气压力、map和maf、发动机和/或歧管温度、节气门位置、驾驶员请求的扭矩等。基于可用数据，可以测量或推断工况。
在604处，方法600包括使用maf传感器测量空气流量(maf1)。例如，可以使用maf传递函数将原始maf传感器输出转换为空气流量值。
在606处，方法600包括基于发动机操作参数估计空气流量(maf2)。例如，maf2可以至少部分地通过将发动机转速(如由曲轴位置传感器，诸如图1的霍尔效应传感器118所测量的)、map(如由歧管空气压力传感器，诸如图1的map传感器122所测量的)以及进气空气温度输入等式中而被计算。进一步地，maf2的计算可以包括发动机排量和容积效率作为等式中的输入。在另一个示例中，节气门位置(例如，如节气门位置传感器所确定的)可以被包括在maf2的计算中。
在608处，方法600包括计算maf1和maf2之间的差的绝对值。因此，确定测量的空气流量maf1与估计的空气流量maf2之间的差。
在610处，方法600包括确定maf1与maf2之间的差的绝对值是否大于阈值。通过使用绝对值，差的大小而不是符号(正或负)被用于确定差是否大于阈值。该阈值可以是预定值，其被设定为使得在大于阈值的值处，可以确定maf1和maf2不一致。
如果maf1和maf2之间的差的绝对值不大于阈值(例如，差小于或等于阈值)，则方法600前进至612并且包括指示不存在maf传感器劣化。例如，由maf传感器进行的测量可以被认为是可靠的，用于确定输送到发动机用于期望的afr的燃料量。在612之后，方法600结束。
如果maf1和maf2之间的差的绝对值大于阈值，则方法600前进至614并且包括指示maf传感器劣化。指示maf传感器劣化可以包括照亮mil并且可以进一步包括将用于mil的原因传达给车辆的驾驶员。进一步地，控制器可以估计空气流量，如在606处所述，并且使用估计的空气流量值(而不是由劣化的maf传感器所测量的值)来确定用于期望的afr的输送到发动机的燃料量。在614之后，方法600结束。
图7示出用于诊断例如由于传感器老化所引起的uego传感器劣化的示例方法700。由于密封剂放气(以及随后的传感器涂层)，由uego传感器表现出的劣化行为不同于通用uego传感器劣化；密封剂放气可能导致快速变化，而通用劣化可能导致随着时间的推移的逐渐变化。例如，初始排气传感器响应的对称和不对称延迟以及当从富至稀和/或从稀至富排气转换时的对称和不对称慢响应指示通用uego传感器劣化。这些劣化响应模式可以被称为“六种模式故障”。方法700可以帮助使通用uego传感器劣化与由于放气所引起的劣化相区分，并且例如可以响应于未满足用于诊断由于密封剂放气所引起的uego传感器劣化的进入条件而作为图4的方法400的一部分(例如在410处)来执行。进一步地，可周期性地执行方法700(例如，自从先前执行该方法以来已经过了一段时间)，以检查通用uego传感器劣化。
方法700在702处开始并且包括通过至少一个循环调制由车辆(例如，图1的车辆5)的发动机(例如，图1的发动机10)排出的气体的afr，该至少一个循环包括富至稀转换和稀至富转换。控制命令可以由发动机控制单元(例如，图1的控制器12)或通过专用控制器生成并且被发送到发动机控制单元以调整燃料喷射(例如，发送到图1的驱动器68的信号fpw的脉冲宽度)以调整进入发动机的汽缸的燃料量，并且/或者调整气门(例如，图1的进气门52)和节气门(例如，图1的节气门62)操作中的一个或多个以控制进入发动机的汽缸的空气。在一个示例中，命令的afr调制是侵入式拉姆达方波。afr可以通过足够的富至稀转换和稀至富转换被调制，用于积累充足的响应时间统计。例如，afr可以通过六个富至稀循环和稀至富循环被调制，以便收集合适量的数据以进行劣化确定。
在一些实施例中，当转换到(进入)或离开(退出)减速燃料切断(dfso)状态时，可以调制空气/燃料比。车辆可响应于车辆操作者踏板位置(例如，响应于驾驶员松加速器踏板)并且车辆减速大于阈值量而进入dfso。通过在dfso期间利用afr调制，可以减少侵入式afr调制，由此减少或消除对排放和车辆驾驶性能的不利影响。
注意，在afr在富化与稀化之间的调制期间，如果车辆操作者要求改变发动机工况(例如，基于踏板位置)，则可以暂停调制，直到工况再次适合于确定uego传感器劣化。
在704处，方法700包括确定预期的uego传感器响应持续时间(例如，uego传感器响应于命令的afr的变化的预期时间量)。预期的响应持续时间可以是从命令的afr的变化到初始传感器响应的持续时间(延迟时间)与传感器输出改变达用于命令的afr的变化的校准量的加权转换时间(weightedslewtime)之间的和。命令的afr的变化与初始uego传感器响应之间的延迟时间可以从几个延迟源被确定。首先，从燃料喷射时间到排气时间存在延迟贡献，这可能与发动机转速的倒数成比例。其次，从排气从发动机汽缸行进到排气传感器的时间存在延迟贡献，这可能随着排气通道中的气体的速度或质量空气流率的倒数而变化。最后，存在由处理时间引起的延迟贡献，应用于排气传感器信号的滤波等几乎是恒定的。加权转换时间可以根据排气速度被确定，该排气的速度影响排气扩散到uego传感器中(例如，诸如通过图2的传感器200的扩散路径210)的速率。进一步地，转换时间可能会随着所应用的afr步长的大小而变化，其中转换时间随着步长的的大小增加而增加。
在706处，方法700包括测量uego传感器响应持续时间。例如，测量的延迟时间和用于uego传感器响应的测量的加权转换时间被用于计算uego传感器响应持续时间。
在708处，方法700包括确定预期的响应持续时间和测量的响应持续时间的差。该差可以通过从总响应持续时间中减去用于标称传感器预期的响应持续时间被确定。测量的响应和预期的响应之间的差可以被累积并且在多个富至稀转换和稀至富转换循环上被平均，以便增加响应持续时间差的置信水平作为用于确定劣化的度量。
在710处，方法700包括确定平均稀至富响应时间差和平均富至稀响应时间差是否大于第一校准阈值。标称排气传感器的响应时间差的小变化可能对排放或驾驶性能没有任何影响。作为示例，第一阈值可以被校准到约200毫秒(ms)，这可以是阈值，在该阈值下不对称劣化可以开始影响发动机控制的稳定性和影响排放和驾驶性能。如果平均稀至富响应时间差和平均富至稀响应时间差不大于第一校准阈值，则方法700进行至712并且包括指示不存在uego传感器劣化。在712之后，方法700结束。
如果平均稀至富响应时间差和平均富至稀响应时间差大于第一校准阈值，则方法700前进至714并且包括确定平均稀至富响应时间差或平均富至稀响应时间差是否大于第二校准阈值(延迟阈值，例如600ms)。如果在一个方向(例如，从稀至富)或两个方向(例如，从稀至富和从富至稀)中的响应时间大于第二校准阈值，则方法700前进至720并且包括指示uego传感器劣化。例如，在一个方向上的响应时间延迟是非对称延迟，而在两个方向上的响应时间延迟是对称延迟。指示uego传感器劣化可以包括在控制器处设置诊断故障代码(dtc)，并且可以进一步包括照亮mil以警报车辆操作者维护车辆以便维修或更换劣化的uego传感器。进一步地，指示uego传感器劣化进一步可以包括切换到不依赖于uego传感器反馈的开环燃料控制策略。例如，可以使用前馈控制器(例如，图3的前馈控制器320)确定燃料量。进一步地，由于燃料和/或空气计量误差(例如，如在图4的412处所获悉的)的任何获悉的偏移可以被用于产生燃料命令。在720之后，方法700结束。
返回到714，如果平均稀至富响应时间差或平均富至稀响应时间差不大于第二校准阈值，则方法700前进至716。在716处，方法700包括确定平均富至稀响应时间差与平均稀至富响应时间差的比率是否在以1为中心的阈值范围内。如果平均富至稀响应时间差与平均稀至富响应时间差的比率等于1，则平均富至稀响应时间差和平均稀至富响应时间差是相等的。因此，阈值范围限定其中响应时间差对称(例如，在两个方向上发生)的范围。例如，当从稀至富比从富至稀转换更多时，如果uego传感器响应时间从标称传感器响应时间更延迟，则背离阈值范围对应于在一个方向比另一个方向更大的响应时间差。除非伴随有大的延迟(例如，响应时间差超过第二校准阈值，如在714处所确定的)，否则对称类型劣化几乎没有对排放和驾驶性能的影响。然而，即使在延迟是小的时，不对称类型的劣化也可能对排放产生显著影响，因为它可能偏向空气/燃料控制。因此，对于平均响应时间差的中间值(例如，响应时间在第一校准阈值和第二校准阈值之间)，可以确定给定的afr调制响应循环存在多少不对称性。
如果平均富至稀响应时间差与平均稀至富响应时间差的比率不在阈值范围内，则方法700进行至720并且包括指示uego传感器劣化，如上所述。如果平均富至稀响应时间差与平均稀至富响应时间差的比率在阈值范围内，则方法700进行至718并且包括指示不存在uego传感器劣化。在720之后，方法700结束。
因此，方法700可以允许单个响应持续时间参数(包括延迟时间和加权转换时间两者)被用作通过/失败度量，以基于六种离散的劣化行为类型(例如，对称延迟、富至稀非对称延迟、稀至富非对称延迟、对称慢响应、富至稀非对称慢响应和稀至富非对称慢响应)诊断uego传感器的通用劣化。进一步地，六种离散的劣化行为类型都不同于由密封剂放气引起的uego传感器响应的快速变化。需注意，表现出六种模式故障中的一种的uego传感器也可能表现出由于密封剂放气引起的劣化。
继续图8，示出图示说明在发动机系统(例如，图1的发动机系统1)中用于对诸如图1的uego传感器126的排气氧传感器施加测量校正的方法800的流程图。例如，方法800可以由控制器(例如，图1的控制器12)响应于(在具有或没有传感器涂层的情况下)由于密封剂放气所引起的uego传感器劣化的指示而被执行，如关于图4所描述的。具体地，可以执行方法800以基于在不加燃料状况期间施加到传感器的泵浦单元的电压来确定泵浦电流校正因子，并且可以应用方法800以校正受密封剂放气影响的uego传感器的泵浦电流输出。进一步地，如果uego传感器输出不能被校正，则方法800提供用于在没有uego传感器反馈的情况下确定排气afr的选项。
方法800从802处开始并包括估计和/或测量发动机工况。发动机工况可以包括但不限于例如命令的afr、进入发动机的汽缸的egr量以及加燃料状况。
在804处，方法800包括确定是否存在不加燃料状况。例如，不加燃料状况包括车辆减速状况和发动机工况，其中燃料供应被中断，但发动机继续旋转并且至少一个进气门和至少一个排气门正在操作；因此，空气流过汽缸中的一个或多个，但是燃料不被喷射到汽缸中。在不加燃料状况下，不进行燃烧，并且环境空气可以通过汽缸从进气口移动到排气口。以这种方式，uego传感器可以接收其上可以执行测量(诸如环境氧浓度测量)的环境空气。
如指出的，不加燃料状况可以包括例如dfso。车辆可以响应于操作者踏板位置(例如，响应于驾驶员松加速器踏板)并且车辆减速大于阈值量而进入dfso。dsfo状况可以在驾驶循环期间重复地发生，并且因此可以在整个驾驶循环期间“诸如在每个dfso事件期间”生成大量的环境氧测量值的指示。
继续图8，如果确定不存在不加燃料状况，则方法800继续至806并且包括确定是否在阈值持续时间内指示由于密封剂放气所引起的uego传感器劣化。如果在阈值持续时间内不指示由于密封剂放气所引起的uego传感器劣化(例如，已经在小于阈值持续时间内指示劣化)，则方法800返回到802。以这种方式，控制器可以继续评估发动机工况直到不加燃料状况存在或阈值持续时间已经过去。
如果在阈值持续时间内指示(在具有或没有传感器涂层的情况下)由于密封剂放气所引起的uego传感器劣化，则方法800前进至808，并且包括基于估计的汽缸质量空气充气和没有uego传感器反馈情况下的燃料量在前馈模式中确定afr。例如，可以基于来自maf传感器(例如，图1的maf传感器120)的输出来估计汽缸质量空气充气，并且可以从信号fpw确定燃料量。进一步地，可以使用来自催化剂(例如，图1的排放控制装置70)下游的第二排气氧传感器(例如，图1的hego传感器128)的反馈。另外，可以使用由于燃料和/或空气计量误差(例如，如在图4的412处所获悉的)所引起的任何获悉的偏移。因此，以前馈方式确定afr可以比使用已知由于密封剂放气所引起的劣化的uego传感器的输出更精确。当uego传感器由于传感器涂层而长时间读取稀化时，这可能是特别有利的。但是，此类操作可能会对车辆满足排放要求的能力产生负面影响。因此，在步骤808之后，方法800返回到步骤802以便继续评估发动机工况。
如果在804处存在不加燃料状况，则方法800前进至810，并且包括将第一泵浦电压(v1)施加到排气传感器的氧泵浦单元并接收第一泵浦电流(ip1)。第一泵浦电压可具有足够高的值使得氧被从单元泵浦但是足够低以使得诸如水(h2o)的含氧分子不离解(例如，v1＝450mv)。第一电压的施加以第一泵浦电流(ip1)的形式生成传感器的输出，该第一泵浦电流(ip1)对于标称起作用的氧传感器而言是样品气体(例如，在不加燃料状况期间的环境空气)中的氧量的指示。环境空气中的氧浓度是已知值(例如21％)。
在812处，方法800包括将第二泵浦电压(v2)施加到接收第二泵浦电流(ip2)的传感器的氧泵浦单元。第二电压可以大于施加到传感器的第一电压。特别地，第二电压可以具有足够高的值以将h2o分子解离成氢和氧(例如v2＝1.1v)。第二电压的施加生成第二泵浦电流(ip2)，第二泵浦电流(ip2)对于标称起作用的氧传感器而言是样品气体中的氧和水的量的指示。应该理解，本文所使用的“氧和水的量”中的术语“水”是指来自样品气体中的离解的h2o分子的氧量。
在814处，方法800包括基于ip1和ip2确定干燥空气氧读数(ipdry)。控制器(例如，图1的控制器12)可以将ip1和ip2输入到函数中以计算ipdry。例如，ipdry可以被计算为：ipdry＝(ip2×0.4)+(ip1×0.6)。因此，ipdry解释环境空气中氧浓度的差异(例如，偏离21％)，这可能是由于湿度差异引起的。
在816处，方法800包括基于ipdry确定uego传感器校正因子(o2cf)。uego传感器校正因子是补偿传感器的零件间变化以及由于密封剂放气所引起的劣化的因子。在一个示例中，校正因子可以被确定为参考传感器输出(例如，标称uego传感器的标称氧读数)与ipdry的比率。
在818处，方法800包括确定o2cf是否大于阈值。该阈值可以定义校正因子，在该校正因子之上，uego传感器被认为显著地劣化，并且校正因子不能令人满意地校正uego传感器测量。如果o2cf大于阈值，则方法800前进至820并且包括指示推荐uego传感器更换。进一步地，如在808处所述，控制器可以在前馈模式下确定afr，直到传感器被更换。在820之后，方法800结束。
如果o2cf不大于阈值(例如，o2cf小于或等于阈值)，则方法800前进至822并且包括使用o2cf校正uego传感器测量。例如，通过uego传感器的氧测量值可以乘以o2cf以生成校正的氧测量值(例如，将由标称的uego传感器测量的氧量)。进一步地，如果在前馈模式下确定afr，则控制器可切换回使用uego传感器输出用于确定afr。在822之后，方法800结束。
因此，基于参考传感器输出和响应于在发动机不加燃料状况期间施加到uego传感器的氧泵浦单元的电压所生成的传感器输出(例如泵浦电流)，可以确定校正因子。通过在加燃料状况期间对uego传感器测量施加校正因子，即使uego传感器测量受到密封剂放气的影响，也可以确定正确的氧浓度，从而确定正确的afr。由于密封剂放气的影响可以随着时间的推移而变化，所以校正因子可以在每个不加燃料状况期间被更新。进一步地，如果在确定uego传感器由于密封剂放气而劣化以及确定校正因子(例如，由于不存在不加燃料状况)之间存在时间延迟，则通过禁用uego传感器输出的使用，可以防止不恰当的发动机操作，用于确定afr。
图9示出图示说明诊断由于发动机系统中的密封剂放气和涂层所引起的uego传感器劣化的示例的图表900。响应于在高排气温度下加燃料需求的变化而不存在驾驶员需求的扭矩的变化，可以确定由于密封剂放气和涂层所引起的uego传感器劣化(例如，根据图4的方法)。在曲线902处示出扭矩需求，在曲线904处示出排气温度，在曲线908处示出燃料使用，在曲线910处示出uego传感器泵浦电流，在曲线916处示出uego传感器劣化的指示，在曲线918处示出燃料喷射器劣化的指示，并且在曲线920处示出maf传感器劣化的指示，并且在曲线922处示出uego传感器测量校正的应用。此外，由虚线906指示阈值排气温度，由虚线912指示等于化学计量的uego传感器泵浦电流(在虚线912下方，传感器指示富化燃料状况，并且在虚线912上方，传感器指示稀化燃料状况)，由虚线914a指示第一uego传感器泵浦电流阈值(用于指示富化燃料状况)，并且由虚线914b指示第二uego传感器泵浦电流阈值(用于指示稀化燃料状况)。对于上述所有情况，x轴线表示时间，其中时间从左向右增加。y轴线是指所标记的参数，其中值从底部到顶部增加，除了以下曲线之外：曲线916，其中给出uego传感器劣化的类型(或者当未指示uego传感器劣化时为“关闭”)；曲线918，其中燃料喷射器劣化的指示是“关闭”或“打开”；曲线920，其中maf传感器劣化的指示是“关闭”或“打开”；以及曲线922，其中uego传感器测量校正的应用是“关闭”或“打开”。
在时间t0处开始，发动机以恒定的驾驶员需求的扭矩操作，如曲线902所示。作为恒定扭矩需求的结果，燃料使用也是恒定的(曲线908)，并且发动机以化学计量的afr操作，如uego传感器泵浦电流(曲线910)所指示，uego传感器泵浦电流等于化学计量泵浦电流(虚线912)。未指示uego传感器劣化(曲线916)，且因此不应用uego传感器测量校正(曲线922)。进一步地，未指示燃料喷射器劣化(例如，如通过图5的方法所诊断的)(曲线918)，并且也未指示maf传感器劣化(例如，如通过图6的方法所诊断的)(图920)。然而，在时间t0和时间t1之间，排气温度增加，如曲线904所示，并且超过阈值排气温度(虚线906)，该阈值排气温度限定了其上可以发生密封剂放气的温度。因此，在图9的示例中，在排气温度高于阈值温度的情况下，在uego传感器安装期间从所使用的密封剂释放气体。
在时间t1之后，uego传感器泵浦电流(曲线910)从化学计量(虚线912)减小。因为uego传感器输出被用作用于生成燃料命令的反馈，所以尽管扭矩需求(曲线902)保持恒定，但燃料使用(曲线908)也减少。即使燃料使用减少，由于由密封剂释放的碳氢化合物量的增加进一步稀释了排气中的氧浓度，所以uego传感器泵浦电流继续下降。在时间t2处，响应于uego传感器泵浦电流(曲线910)下降到第一uego传感器泵浦电流阈值以下，指示在没有传感器涂层的情况下由于密封剂放气所引起的uego传感器劣化(曲线916)，所述第一uego传感器泵浦电流阈值用于结合恒定扭矩需求(曲线902)、减少的加燃料(908)、大于阈值排气温度(虚线906)的排气温度(曲线904)、没有燃料喷射器劣化的指示(曲线918)以及没有maf传感器劣化的指示(曲线920)指示富化燃料状况(虚线914a)。
在时间t2和时间t3之间，uego传感器泵浦电流(曲线910)继续减小，直到达到最小值。尽管扭矩需求(曲线902)保持不变，但是燃料使用(曲线908)相应地减少，并且在由于使用uego传感器输出作为用于燃料命令的反馈的性质而达到uego传感器泵浦电流最小值之后，达到最低限度的短暂延迟。即使指示(在没有传感器涂层的情况下)由于密封剂放气所引起的uego传感器劣化，由于在不加燃料状况期间发生校正因子的确定，并且发动机保持被加燃料，因此不应用uego测量校正(曲线922)。
在时间t3处，响应于uego传感器泵浦电流超过用于指示富化燃料状况的第一uego传感器泵浦电流阈值(虚线914a)，关闭(在没有传感器涂层的情况下)由于密封剂放气所引起的uego传感器劣化的指示。例如，可以完成放气(例如，所有气体已经从密封剂中释放)，并且uego传感器可以返回到标称功能。在另一个示例中，uego传感器由于传感器变得被涂覆有密封剂而从指示富化燃料状况转换。在时间t3和时间t4之间，随着uego传感器泵浦电流(曲线910)增加，燃料使用(曲线908)相应地增加。然而，扭矩需求(曲线902)保持恒定，并且排气温度(曲线904)保持在阈值排气温度(虚线906)以上。
在时间t4处，响应于uego传感器泵浦电流(曲线910)超过用于指示稀化燃料状况的第二阈值泵浦电流(虚线914b)，指示在具有传感器涂层的情况下由于密封剂放气所引起的uego传感器劣化(曲线916)。即使燃料使用(曲线908)高(例如，对于相同的扭矩需求，从时间t0的燃料使用增加)，通过放气释放的密封剂气体也涂覆传感器，使得其读取稀化。在时间t4和时间t5之间，由于发动机保持被加燃料(曲线908)，所以不应用uego测量校正，如曲线922所指示。高燃料使用使得排气温度进一步升高。
在时间t5处，达到用于指示(在具有或没有传感器涂层的情况下)由于密封剂放气所引起的uego传感器劣化而不应用uego测量校正的阈值持续时间。响应于达到阈值持续时间，afr确定被切换到前馈模式。因此，uego传感器的不正确的稀化读数(曲线910)不再被用作用于生成燃料命令的反馈，并且燃料使用(曲线908)减少。随着燃料使用减少，排气温度(曲线906)也开始减小。
从时间t6处开始，扭矩需求(曲线902)响应于驾驶员松加速器踏板而快速减少。当发动机进入dfso时，燃料输送被切断，如曲线908所示。在存在不加燃料状况的情况下，获悉uego测量校正(例如根据图8的方法)，且然后应用该uego测量校正，如曲线922所指示。在校正uego传感器测量的情况下，由于不加燃料状况导致uego传感器正确地读取稀化。响应于驾驶员需求的扭矩的增加(曲线902)，uego传感器泵浦电流(曲线910)随着燃料使用的增加而减小(曲线908)。afr确定可以使用校正的uego传感器测量被切换返回到闭环策略。即使在应用uego测量校正(曲线922)并且排气温度(曲线904)降低到低于引起放气的阈值温度(虚线906)的情况下，在具有传感器涂层的情况下由于密封剂放气所引起的uego传感器劣化的指示仍然保持打开(曲线916)，因为传感器涂层可以是不可逆的。
以这种方式，可以诊断在具有或者没有后续的传感器涂层的情况下由于密封剂放气所引起的uego传感器劣化。进一步地，响应于由于密封剂放气所引起的uego传感器劣化的指示，可以调整发动机控制，以便避免由于不恰当的加燃料而引起不恰当的发动机操作。在一个示例中，可以在前馈模式中确定afr，而不是使用来自劣化的uego传感器测量的反馈来生成燃料命令。在另一个示例中，可以获悉测量校正以使用劣化的uego传感器正确地确定afr。因此，将生成适当的燃料命令。
检测由于密封剂放气所引起的uego传感器劣化的技术效果是由于减少不恰当的加燃料而损坏发动机和下游部件，诸如催化剂。
一种示例方法，其包括：响应于在高于阈值温度的发动机排气温度下对发动机加燃料的需求的变化而没有对发动机输出的需求的变化，指示由于密封剂放气所引起的排气氧传感器的劣化，所述排气氧传感器利用密封剂连接到所述发动机的排气系统；并且响应于该指示，校正排气氧传感器的测量值。在前面的示例中，附加地或任选地，指示由于密封剂放气所引起的排气氧传感器的劣化进一步包括：当排气氧传感器测量发动机排气的富化空气-燃料比外加减少的加燃料需求时，指示在没有排气氧传感器的涂层的情况下由于密封剂放气所引起的排气氧传感器劣化；并且当排气氧传感器测量发动机排气的稀化空气-燃料比外加增加的加燃料需求时，指示在具有排气氧传感器的涂层的情况下由于密封剂放气所引起的排气氧传感器劣化。在前述示例中的任意个或所有中，附加地或任选地，指示在具有排气氧传感器的涂层的情况下由于密封剂放气所引起的排气氧传感器劣化进一步包括：指示排气氧传感器更换状况。在前述示例中的任意个或所有中，附加地或任选地，校正排气氧传感器的测量值进一步包括：在发动机不加燃料状况期间，以第一较低电压操作所述排气氧传感器以产生第一输出，并且以第二较高电压操作所述排气氧传感器以产生第二输出；基于第一输出和第二输出以及参考传感器输出，确定排气氧传感器的校正因子；并且将每个排气氧传感器测量乘以校正因子。在前述示例中的任意个或所有中，该方法附加地或任选地进一步包括：当校正因子大于阈值时，指示排气氧传感器更换状况，并且确定前馈模式下的发动机排气的空气-燃料比；并且响应于在由于密封剂放气所引起的排气氧传感器劣化的指示之后在阈值持续时间内不存在不加燃料状况，确定在前馈模式中的发动机排气的空气-燃料比。在前述示例中的任意个或所有中，附加地或任选地，第一较低电压是不解离水分子的电压并且第二较高电压是解离水分子的电压。在前述示例中的任意个或所有中，附加地或任选地，确定在前馈模式下的发动机排气的空气-燃料比包括：使用质量空气流量传感器的输出来估计发动机的汽缸的质量空气充气，并且基于用于致动发动机的燃料喷射器的信号的脉冲宽度来估计输送到汽缸的燃料量。在前述示例中的任意个或所有中，附加地或任选地，指示由于密封剂放气所引起的排气氧传感器的劣化进一步包括：确认不存在燃料喷射器劣化和质量空气流量传感器劣化。在前述示例中的任意个或所有中，附加地或任选地，指示由于密封剂放气所引起的排气氧传感器的劣化进一步包括：利用空气-燃料比偏移解释(thataccountsfor)燃料喷射器劣化和质量空气流量传感器劣化。在前述示例中的任意个或所有中，附加地或任选地，当发动机排气温度低于阈值温度时，基于命令的空气-燃料比与由排气氧传感器测量的发动机排气的空气-燃料比的差，确定空气-燃料比偏移。
另一示例方法，其包括：响应于在对发动机输出的持续需求外加对加燃料的减少需求以及排气温度大于阈值温度期间，利用密封剂联接到发动机的排气系统的排气氧传感器测量由发动机排出的气体的富化空气-燃料比，指示在没有排气氧传感器的涂层的情况下由于密封剂放气所引起的排气氧传感器劣化；响应于在排气温度已经超过阈值温度之后，在对发动机输出的持续需求外加对加燃料的增加需求期间，排气氧传感器测量由发动机排出的气体的稀化空气-燃料比，指示在具有排气氧传感器的涂层的情况下由于密封剂放气所引起的排气氧传感器劣化；并且响应于在没有排气氧传感器的涂层的情况下由于密封剂放气所引起的排气氧传感器劣化的指示以及响应于在具有排气氧传感器的涂层的情况下由于密封剂放气所引起的排气氧传感器劣化的指示，校正排气氧传感器的测量值。在前面的示例中，附加地或任选地，校正排气氧传感器的测量值进一步包括：在不加燃料状况期间，将不解离水分子的第一较低电压和解离水分子的第二较高电压中的每一个施加到排气氧传感器；基于分别施加第一电压和第二电压后生成的第一输出和第二输出以及参考输出，来获悉用于排气氧传感器的校正因子；并且将排气氧传感器的每个测量值乘以校正因子。在前述示例中的任意个或所有中，附加地或任选地，校正排气氧传感器的测量值进一步包括：在排气温度达到阈值温度之前应用所确定的空气-燃料比偏移。在前述示例中的任意个或所有中，该方法附加地或任选地进一步包括：响应于对发动机输出的需求的改变，确定由于延迟和慢响应所引起的排气氧传感器的劣化。在前述示例中的任意个或所有中，附加地或任选地，确定由于延迟和慢响应所引起的排气氧传感器的劣化进一步包括：通过包括至少一个富至稀转换和至少一个稀至富转换的循环调制由发动机排出的气体的空气-燃料比；响应于排气氧传感器的富至稀响应持续时间以及排气氧传感器的稀至富响应持续时间中的至少一个大于延迟阈值，指示排气氧传感器的劣化状况，富至稀响应持续时间和稀至富响应持续时间中的每一个是排气氧传感器的预期响应持续时间以及排气氧传感器的测量的响应持续时间的差；并且响应于富至稀响应持续时间与稀至富响应持续时间的比率在以1为中心的阈值范围之外，指示排气氧传感器的劣化状况。
一种示例系统，其包括：发动机，其包括多个汽缸；燃料喷射器，其经配置以将加压燃料输送到汽缸；进气通道，其用于将空气输送到发动机；质量空气流量(maf)传感器，其联接到进气通道并且经配置以测量进入发动机的空气量；排气通道，其用于从发动机排出排气；排气氧传感器，其利用密封剂联接到排放控制装置上游的排气通道并且经配置以测量排气中的氧量；以及控制器，其在非临时性存储器中存储指令，该指令在被执行时使所述控制器：确定燃料喷射器的劣化状况；确定maf传感器的劣化状况；并确定排气氧传感器的劣化状况。在前面的示例中，附加地或任选地，确定排气氧传感器的劣化状况包括确定延迟和慢响应型劣化状况以及确定由于密封剂放气所引起的劣化状况中的一个或多个。在前述示例中的任意个或所有中，附加地或任选地，确定由于密封剂放气所引起的劣化状况进一步包括：响应于在对发动机输出的持续需求外加对加燃料的减少需求以及排气温度大于阈值温度期间，排气氧传感器测量排气的富化空气-燃料比，指示在没有利用密封剂的排气氧传感器的涂层的情况下由于密封剂放气所引起的排气氧传感器劣化；响应于在排气温度已经超过阈值温度之后在对发动机输出的持续需求外加对加燃料的减少需求期间，排气氧传感器测量排气的稀化空气-燃料比，指示在具有利用密封剂的排气氧传感器的涂层的情况下由于密封剂放气所引起的排气氧传感器劣化；并且响应于排气氧传感器测量化学计量空气-燃料比，指示不存在由于密封剂放气所引起的排气氧传感器劣化。在前述示例中的任意个或所有中，附加地或任选地，控制器在非临时性存储器中存储进一步的指令，所述进一步的指令在被执行时使得控制器：在不加燃料状况期间，响应于在没有利用密封剂的排气氧传感器的涂层的情况下由于密封剂放气所引起的排气氧传感器劣化的指示，并且响应于在具有利用密封剂的排气氧传感器的涂层的情况下由于密封剂放气所引起的排气氧传感器劣化的指示，确定用于排气氧传感器的校正因子；并且将校正因子应用于排气氧传感器的每个测量。在前述示例中的任意个或所有中，附加地或任选地，确定由于密封剂放气所引起的劣化状况进一步包括：确认不存在燃料喷射器劣化和质量空气流量传感器劣化。
注意，本文所包括的示例控制和估计例程能够与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。本文所公开的控制方法和例程可以作为可执行指令存储在非临时性存储器中，并且可以由包括控制器的控制系统结合各种传感器、致动器和其他发动机硬件来执行。本文所描述的具体例程可以代表任意数量的处理策略中的一个或多个，诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。由此，所示出的各种动作、操作和/或功能可以以所示的顺序执行、并行执行，或者在一些情况下可以被省略。同样地，处理顺序不是实现本文所描述的示例实施例的特征和优点所必须要求的，而是为了便于说明和描述而提供。所示的动作、操作和/或功能中的一个或多个可以根据所使用的具体策略被重复执行。进一步地，所描述的动作、操作和/或功能可以图形化地表示要被编程到发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非临时性存储器中的代码，其中所描述的动作通过结合电子控制器执行包括各种发动机硬件组件的系统中的指令来执行。
将理解的是本文公开的配置和例程在本质上是示例性的，并且这些具体实施例不应当考虑为具有限制意义，因为许多变化都是可能的。例如，上述技术能够应用于v-6、i-4、i-6、v-12、对置4缸和其他发动机类型。本公开的主题包括本文所公开的各种系统和配置以及其他特征、功能和/或属性的所有新颖且非显而易见的组合和子组合。
随附权利要求特别指出被视为新颖且非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可以指“一个”元件或“第一”元件或他们的等同物。此类权利要求应该被理解为包括一个或多个此类元件的结合，既不要求也不排除两个或更多个此类元件。所公开的特征、功能、元件和/或属性的其他组合和子组合可以通过对本申请权利要求的修改或通过在本申请或相关申请中提出新的权利要求来要求保护。此类权利要求，无论在范围上比原始权利要求更宽、更窄、相等或不同，都被视为包括在本公开的主题内。