诊断排气传感器的方法
【技术领域】
[0001] 本申请涉及检测排气气体传感器劣化的方法。
【背景技术】
[0002] 排气传感器可以被定位在车辆的排气系统内，以便检测离开车辆的内燃发动机的 排气的空燃比。排气传感器读数可以被用于控制内燃发动机的操作以推进车辆。具体地， 响应于所检测到的空燃比，可以调整汽缸的燃料喷射量。排气传感器的劣化可能导致排放 物增加和/或车辆操纵性能降低。因此，准确确定传感器劣化（特别是在交付车辆以便道 路运行之前）可以提供增强的发动机操作。
【发明内容】
[0003] 发明人已经认识到以上问题并且找到至少部分解决这些问题的途径。在一个示例 中，方法包括将由气体分析器测得的多个排气成分的每个相应浓度分类成氧化剂或还原剂 之一，气体分析器从发动机接收排气流。该方法还包括基于所分类的浓度来确定排气空燃 比，并且基于所确定的排气空燃比来验证从发动机接收排气流的排气传感器的输出。
[0004] 例如，测试台上的车辆内的发动机控制器和气体分析器可以各自与验证控制器单 独地通信。气体分析器可以测量离开车辆的尾管排放物的各成分的浓度，并且将各成分浓 度数据传输到验证控制器。这些各个浓度可以被分类成氧化剂或还原剂之一，并且验证控 制器可以基于所分类的成分来确定第一空燃比。接着，可以将该第一空燃比与暴露于车辆 排气系统内的排气的排气传感器的输出（例如，空燃比）进行比较。可以进行该比较，使得 第一空燃比和排气传感器输出是时间同步的并且因此指代同一部分的排气。如果检测到两 个空燃比之间的差值，则排气传感器劣化可以被确认。
[0005] 以此方式，在使车辆上路之前，可以检测劣化的排气传感器。通过采用气体分析器 确定多个排气成分的各浓度，能够更准确地计算空燃比，从而允许更稳健地确定排气传感 器劣化。
[0006] 当单独或结合附图阅读以下【具体实施方式】时，本说明书的以上优点和其他优点以 及特征将是显而易见的。
[0007] 应该理解，提供以上
【发明内容】
是为了以简化的形式引入一批概念，这些概念在具 体实施方式中被进一步描述。这并不意味着识别了所主张的主题的关键特征或必要特征， 所主张的主题的范围由【具体实施方式】之后的权利要求唯一地限定。而且，所主张的主题不 局限于解决了上文指出的或者本公开的任何部分中指出的任何缺点。
【附图说明】
[0008] 图1示意性地示出示例车辆系统。
[0009] 图2示出图1的示例车辆系统的示意诊断设置。
[0010] 图3是根据本公开的实施例示出用于发动机控制器的示例方法的流程图。
[0011] 图4是根据本公开的实施例描绘用于验证控制器的示例方法的流程图。
【具体实施方式】
[0012] 排气传感器可以被提供在车辆（例如，图1和图2中所示的车辆）的排气道内，以 确定离开发动机的排气的空燃比。在道路上运行车辆之前，通过在测试台上评估排气传感 器的性能，可以诊断排气传感器的劣化。在此，发动机可以以特定的空燃比运行，并且可以 由发动机控制器根据排气传感器的输出来确定排气空燃比（图3)。当发动机继续以特定 空燃比运行时，来自排气管的排放物可以被输送到气体分析器中，气体分析器耦接到验证 控制器。诸如氧气（O 2)、氢气（H2)、一氧化炭（CO)、碳化氢（HC)、一氧化氮（NO)以及氨气 (NH 3)的排放物成分种类的浓度可以由气体分析器测量，并且被传递到验证控制器。第二排 气空燃比可以由验证控制器通过将这些种类分类成还原剂和氧化剂来确定。通过将由验证 控制器基于成分浓度确定的空燃比和根据排气传感器输出确定的空燃比进行比较，可以检 测出排气传感器的劣化（图4)。
[0013] 图1示出车辆系统6的示意描述。车辆系统6包括具有多个汽缸30的发动机10。 发动机10包括进气23和排气25。进气23包括经由进气道42流体耦接到发动机进气歧 管44的节气门62。排气25包括通向排气道35的排气歧管48,排气道35将排气输送到大 气。排气25可以包括一个或多个排放控制装置70,排放控制装置70可以被安装在排气内 紧密耦接的位置。一个或多个排放控制装置可以包括三元催化剂、稀NO x捕集器、柴油或汽 油颗粒过滤器、氧化催化剂等。应当理解，其他部件可以被包括在发动机内，例如各种气门 和传感器。
[0014] 发动机10可以从燃料系统（未显示）接收燃料，燃料系统包括燃料箱以及一个或 多个用于对被输送到发动机10的喷射器66的燃料加压的泵。虽然仅示出单个喷射器66， 但是额外的喷射器可以被提供给每个汽缸。应当理解，燃料系统可以是非回流燃料系统、回 流燃料系统或者不同其他类型的燃料系统。燃料箱可以保持多种燃料混合物，包括具有一 范围的酒精浓度的燃料，例如各种汽油-乙醇混合物，包括EKKE85、汽油等及其组合。
[0015] 车辆系统6可以进一步包括控制系统14。控制系统14被示为从多个传感器16 (传 感器的各种示例将在本文中描述）接收信息并且向多个执行器81 (执行器的各种示例将在 本文中描述）发送控制信号。作为一个示例，传感器16可以包括位于排放控制装置上游的 排气传感器126 (例如，线性UEGO传感器）、温度传感器128以及下游排气传感器129 (例 如，二元HEGO传感器）。诸如压力传感器、温度传感器以及组分传感器的其他传感器可以被 耦接到车辆系统6内不同的位置，如本文更加详细讨论的。歧管气流（MF)的估计值可以 从耦接到进气歧管44并且与控制器12通信的MAF传感器125获取。替换地，MAF可以从 替换的发动机工况（例如由耦接到进气歧管44的MP传感器124所测得的质量空气压力 (MAP))推断出。
[0016] 在一个示例中，执行器可以包括"消息中心"，消息中心包括操作显示器82,其中例 如，响应于排气传感器劣化的指示，消息可以被输出给车辆操作者，指示需要替换传感器。 作为另一示例，执行器可以包括燃料喷射器66和节气门62。控制系统14可以包括发动机 控制器12。控制器可以基于被编程在其中的与一个或多个例程对应的指令或代码从各种传 感器接收输入数据、处理输入数据、以及响应于所处理的输入数据而触发执行器。本文针对 图3-4描述示例控制例程。
[0017] 通过在如图2中描绘的试验台上测试图1的车辆系统，可以为排气传感器126和 129诊断劣化。在图2中描绘了车辆200,其包括车体203,车体203具有被标为"前"的前 端和被标为"后"的后端。车辆200可以包括多个车轮53。发动机10被示为具有多个汽缸 30,每个汽缸由燃料喷射器66供给燃料。因此，先前在图1中介绍的车辆和发动机部件在 图2中类似地编号，并且不再重新介绍。
[0018] 气体分析器20可以经由探测器（未显示）从车辆200接收排气。气体分析器20 可以是红外气体分析器，其中基于成分气体对所发射的红外光中的特定波长的吸收来确定 排气样品内的成分气体。气体分析器可以测量一范围的种类的浓度，一些示例中包括4个 种类、5个种类或者更多。这些种类可以包括H 2、CO、NO、HC、NH3以及O2中的一个或多个。 通过使用气体分析器来测量各种类的浓度，可以更加准确且可靠地确定空燃比。
[0019] 气体分析器20被示为位于远离车辆200并且（例如，从尾管的末端）接收尾管排 放物，尾管排放物可以表示已经离开了排放装置70的排放物。借助这种设置，可以监测排 气传感器129的稳健性。在另一示例中，气体分析器20可以从预排放装置排出孔（tap)接 收排气。在此，来自排放装置70的上游的排气可以被分析并且被用于诊断位于排放装置70 上游的排气传感器126。
[0020] 如图2中描绘的，气体分析器20可以连接到验证控制器36。验证控制器36可以 远离车辆200。在一个示例中，验证控制器36可以是计算机，其包括处理器，处理器被配置 为接收并处理输入数据，并且执行存储在其存储器内非暂时性指令。验证控制器36还可以 与发动机控制器12通信，并且从发动机控制器12接收数据。因此，验证控制器36可操作 地耦接到发动机控制器12和气体分析器20。
[0021] 以此方式，验证控制器36可以命令发动机控制器12以给定的空燃比操作发动机 10,并且从发动机控制器12接收与来自发动机10的排气系统中的排气传感器的输出有关 的反馈。同样地，验证控制器36可以从气体分析器20接收多个排气成分浓度。每个排气 成分浓度可以由验证控制器36分类成聚合还原剂或氧化剂。基于气体分析器20可以测量 的成分的范围，还原剂组可以包括四个或更少的种类，而氧化剂组可以包括两个或更少的 种类。基于氧化剂和还原剂的这些分类，可以确定空燃比，如将参考图4所描述的。
[0022] 图3是根据本公开示出用于发动机