非介入式排气传感器监测的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及机动车辆中的排气传感器。
【背景技术】
[0002] 排气传感器可以被置在车辆的排气系统中，以检测从车辆的内燃发动机排出的排 气的空燃比。排气传感器的读数可以用于控制内燃发动机的运转从而推进车辆。
[0003] 排气传感器的劣化可能引起发动机控制的劣化，而发动机控制的劣化可能导致增 加的排放和/或降低的车辆驾驶性能。因此，排气传感器劣化的准确确定可以降低基于来 自劣化排气传感器的读数的发动机控制的可能性。特别地，排气传感器可以显示6种离散 类型的劣化行为。劣化行为的类型可以被分类为非对称型劣化或者对称型劣化，其中非对 称型劣化（例如，富至稀非对称延迟，稀至富非对称延迟，富至稀非对称慢响应，稀至富非 对称慢响应）仅影响稀至富或富至稀排气传感器响应速率，而对称型劣化（例如，对称延 迟，对称慢响应）影响稀至富以及富至稀排气传感器响应速率两者。延迟类型劣化行为可 以与排气传感器对排气成分变化的初始反应相关，而慢响应类型劣化行为可以与初始的排 气传感器对富至稀或稀至富排气传感器输出的转变做出响应之后的持续时间相关。
[0004] 早先的监测排气传感器劣化的方法，特别是确认6种劣化行为中的一个或多个行 为的方法依赖于介入式数据收集。也就是说，发动机可以故意以一个或多个富至稀或稀至 富转变运转，从而监测排气传感器响应。然而，这些冲程可能会被限制于特定工况，诸如在 减速燃料切断状况期间，这些特定工况对于准确监测传感器来说发生得不够频繁。此外，这 些冲程可能以非期望的空燃比增加发动机的运转，这导致了燃料消耗的增加和/或排放的 增加。
【发明内容】
[0005] 本发明人已经意识到了上述问题并且已经确认了一种非介入式方法，其降低用于 确定排气传感器劣化的计算要求。在一个实施例中，方法包括基于在选择的工况期间收集 的多组X(lambda)微分的极限值分布的形状，指示排气传感器的劣化，所述形状基于连续 缩窄该形状存于其内的值的范围的迭代（iterative)搜索而被确认。
[0006] 以这种方式，排气传感器的劣化可以通过监测来自在稳态工况下的多组连续入 样本的极限值分布的特征而被指示。在一个示例中，该特征可以是在稳态工况期间收集的 极限A微分的广义极值（GEV)分布的形状，该形状经由黄金分割搜索迭代地确定。非对称 延迟或非对称慢响应劣化可以按照这种方式以减少的计算资源来确定。
[0007] 通过使用非介入方法利用在选择工况期间收集的数据来确定排气传感器的劣化， 排气传感器的劣化监测可以以简单的方式来实现。此外，通过使用排气传感器的输出确定 传感器显示的是7种劣化行为中的哪一种，闭环反馈控制可以通过以下步骤被提高，即通 过响应于排气传感器的具体劣化行为的指示，调整（tailoring)发动机控制（例如，燃料喷 射量和/或正时），从而降低由于排气传感器的劣化带来的对于车辆驾驶性能和/或排放的 影响。
[0008]当单独或结合附图时，上述优点和其他优点，以及本说明书的特征将通过下面的
【具体实施方式】而变得显而易见。
[0009]应该理解的是提供上述
【发明内容】
以便以简化方式引入将进一步在【具体实施方式】 部分中描述的一系列概念。其不旨在确认要求保护的主题的关键或必要的特征，其范围唯 一地通过所附的权利要求来限定。此外，要求保护的主题不限于解决任何上述缺点或本发 明任何部分中的缺点的实现方式。
【附图说明】
[0010] 图1示出包含排气传感器的车辆推进系统的实施例的示意图。
[0011] 图2示出指示排气传感器的对称迟滞或慢响应类型劣化行为的曲线图。
[0012] 图3示出指示排气传感器的非对称富至稀迟滞或慢响应类型劣化行为的曲线图。
[0013] 图4示出指示排气传感器的非对称稀至富迟滞或慢响应类型劣化行为的曲线图。
[0014] 图5示出指示排气传感器的对称延迟类型劣化行为的曲线图。
[0015] 图6示出指示排气传感器的非对称富至稀延迟类型劣化行为的曲线图。
[0016] 图7示出指示排气传感器的非对称稀至富延迟类型劣化行为的曲线图。
[0017] 图8和9示出根据本发明实施例图示说明用于确定排气传感器劣化行为的方法的 流程图。
[0018] 图10图示说明使用黄金分割搜索的方法。
[0019] 图11示出了用于使用黄金分割搜索的方法。
[0020] 图12示出了图示说明皮尔逊相关系数的曲线图。
[0021] 图13示出了图示说明中央峰值与形状的图表。
[0022] 图14示出第一测试的曲线图。
[0023] 图15示出第二测试的曲线图。
【具体实施方式】
[0024] 下列说明涉及用于确定排气传感器劣化的方法。更具体地，下述系统和方法可以 被实施为基于确认与排气传感器劣化相关联的6种离散行为中的任意一个来确定排气传 感器劣化。
[0025]图1是示出多汽缸发动机10中的一个汽缸的示意图，发动机可以被包含于车辆的 推进系统中，其中排气传感器126可以用于确定由发动机10产生的排气的空燃比。该空燃 比（与其他的运转参数一起）可以用于各种运转模式中的发动机10的反馈控制。发动机 10可以至少部分地通过包含控制器12的控制系统以及通过来自车辆操作者132经由输入 设备130的输入来控制。在这个示例中，输入设备130包括用于产生比例踏板位置信号PP 的加速器踏板和踏板位置传感器134。发动机10的燃烧室（即汽缸）30可以包括燃烧室 壁32,并且活塞36位于其中。活塞36可以连接于曲轴40,以便将活塞往复运动转换为曲 轴的旋转运动。曲轴40可以经由中间传动系统连接至车辆的至少一个驱动轮。此外，起动 机马达可以经由飞轮连接至曲轴40以使能发动机10的起动运转。
[0026] 燃烧室30可以经由进气道42接收来自进气歧管44的进气，并且可以经由排气道 48排出燃烧气体。进气歧管44和排气道48可以经由各自的进气门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可以包含两个或多个进气门和/或两个 或多个排气门。
[0027] 在这个示例中，进气门52和排气门54可以通过凸轮驱动经由相应的凸轮驱动系 统51和53来控制。凸轮驱动系统51和53可以分别包含一个或多个凸轮并且可以利用可 被控制器12运转以改变气门运转的凸轮廓线变换系统（CPS)、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的位置可以分别通过位置传感器55和57来确定。在替换的实施例中，进气门52 和/或排气门54可以通过电动气门驱动来控制。例如，汽缸30可以可替换地包含经由电 动气门驱动控制的进气门以及经由包含CPS和/或VCT系统的凸轮驱动控制的排气门。
[0028] 燃料喷射器66被显示成按照提供被称为到燃烧室30上游的进气端口中的进气道 燃料喷射的配置而被布置在进气道44中。燃料喷射器66可以与经由电动驱动器68从控 制器12接收的信号FPW的脉冲宽度成比例地喷射燃料。燃料可以通过燃料系统（未示出） 被输送到燃料喷射器66,所述燃料系统包含燃料箱、燃料泵和燃料导轨。在一些实施例中， 燃烧汽缸30可以可替换地或另外地包含燃料喷射器，该燃料喷射器被直接连接至燃烧室 30用于以被称为直接喷射的方式在其中直接喷射燃料。
[0029] 在选择运转模式下，点火系统88可以响应于来自控制器