用于混合动力车的氧传感器的诊断系统和方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于混合动力车的氧传感器的诊断方法，其包括从配置成控制发动机的EMS（发动机管理系统）接收用于氧传感器的诊断的诊断请求信号；响应于接收到诊断请求信号，确定是否出现被动运行状态，在该被动运行状态下，在关闭加速器时车辆的速度在预先设置的减速范围内；以及当出现被动运行状态时使发动机离合器分离。接下来，在发动机离合器被分离时，在通过控制HSG使发动机以预先设置的参考速度工作的同时，响应于接收到诊断请求信号而切断发动机的燃料。在上述步骤完成时，然后执行氧传感器的诊断。
【专利说明】用于混合动力车的氧传感器的诊断系统和方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2012年8月24日提交的韩国专利申请第10-2012-0092949号的优先权,其全部内容引入本文以供参考。
【技术领域】
[0003]本发明涉及用于混合动力车的氧传感器的诊断系统和方法，更具体地说，涉及一种能够以监测氧传感器是否正常工作的方式在异常操作的情况下最大量地限制有害废气的产生的用于混合动力车的氧传感器的诊断方法。
【背景技术】
[0004]车辆通常装备有用于满足各个政府和国家中的排放标准的氧传感器。近年来，车辆开始配备有诊断功能，其允许车辆在其活动状态期间对氧传感器进行诊断，以同时满足OBD (车载诊断)规则。
[0005]具体地，在混合动力车中，在HCU (混合控制单元)和EMS (发动机管理系统)的控制下执行上述诊断功能，其中该HCU配置成控制车辆内执行的基本上每个功能，该EMS配置成控制发动机。开启或关闭发动机和注油的决定完全在HCU的控制之下。因而，与HCU通信的EMS基于来自HCU的控制信号开启和关闭车辆内的发动机。
[0006]当开始氧传感器诊断功能时，混合动力车需要以下条件。当从EMS (发动机管理系统)接收诊断开始请求时，HCU(混合控制单元)开始控制发动机在燃料切断状态下在某个速度范围内工作一定量时间而无需停止，所以可以满足诊断功能开始所需的条件。比如，诊断请求信号可以由长燃料切 断信号(比如，5秒/次，总共一次)和短燃料切断信号(比如，3秒/次，总共三次)组成，以满足OBD (车载诊断)规则。
[0007]常规混合动力车通常配置成具有以如下状态驱动的发动机，即使用发动机的被动运行状态来积极地接合发动机离合器以满足氧传感器的诊断功能所需条件。当存在来自EMS的氧传感器诊断请求时，HCU确定发动机是否当前处于被动运行状态。如果满足上述条件，则接合发动机离合器，关闭注油并且切断燃料。当氧传感器诊断的条件得到满足时，EMS开始执行氧传感器诊断。
[0008]然而，用于混合动力车的氧传感器的常规诊断方法具有下列问题。首先，由于发动机离合器保持接合，所以在松油门(tip-out)过程中当操作发动机制动器时，在驾驶者方面可能感觉某种程度的不舒适。这因此使驾驶者感觉车辆的操作有差异，因为基于模型计算的发动机摩擦转矩的量出现了微小误差。第二，也是由于当驾驶者踩踏制动器时发动机离合器在再生制动期间分离，制动也可能感觉不舒适。因此，驾驶者方面的这种不舒服的感觉通常是由于因发动机离合器中传递转矩误差而在再生制动操作中出现了误差。第三，由于在发动机被动地运行时出现的起动/分离情况，氧传感器诊断功能中出现延迟。因此，在车辆已经运行大约20-30分钟之后才完成诊断。
【发明内容】
[0009]因此，本发明的目的是提供用于混合动力车的氧传感器的诊断方法，该方法通过消除为满足氧传感器诊断开始的所需条件而接合发动机离合器的需求，在即使发动机离合器被分离也可以满足上述条件的程度上可以增加可再生能源，提高燃料效率，扩展氧传感器诊断开始条件并且提高车辆驾驶舒适性。
[0010]为达到以上目的，提供了一种用于混合动力车的氧传感器的诊断方法，该混合动力车具有用于驱动发动机的HSG (混合起动发电机)。具体地，该HSG配置成从EMS (发动机管理系统)接收用于触发氧传感器的诊断的诊断请求信号，该EMS配置成控制发动机。在接收到信号时，HSG配置成确定是否满足/出现被动运行状态，并且如果满足/出现则使发动机离合器分离。具体地，当响应于接收到诊断请求信号而关闭加速器，车辆速度在预先设置的减速范围内时，满足被动运行状态。此外，当发动机离合器被分离离时，在通过控制HSG使发动机以预先设置的参考速度工作时，响应于接收到诊断请求信号，切断发动机的燃料。在完成上述过程时，当以预先设置的参考速度驱动发动机时，EMS指示对氧传感器进行诊断。
[0011]根据与车辆相关的废气排放规则来预先设置诊断请求信号，使得可以在预先设置的时间内完成氧传感器的诊断。诊断请求信号可以由长燃料切断信号和短燃料切断信号形成，该长燃料切断信号配置成切断发动机的燃料一次，每次五秒，该短燃料切断信号配置成切断发动机的燃料三次，每次三秒。
[0012]更具体地，仅当发动机和电动机均分别以第一和第二预先设置的速度工作时，才确定出现被动运行状态。响应于安装在车辆内的电池的SOC值，可以确定减速范围。
[0013]被动运行状态还可以要求车辆当前以EV(电动车)模式工作。此外，可以基于车辆的冷却水温度来确定参考速度，并且是否切断发动机的燃料基于车辆的速度变化状态。
[0014]有利地，由于示例性实施方式利用不需要接合离合器的发动机速度控制来对氧传感器进行诊断，所以可以提高可再生能源和燃料效率，并且由于开始氧传感器诊断无需离合器的接合，所以车辆也更加平稳地运行。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]现在将参考附图图示的本发明的某些示例性实施方式来详细地描述本发明的上述和其它特征，下文给出的这些实施方式仅仅用于示例说明，因此不是对本发明的限制，其中:
[0016]图1是根据本发明示例性实施方式的用于混合动力车的氧传感器的诊断方法的控制流程图。
[0017]图2是示出根据本发明实施方式的执行用于混合动力车的氧传感器的诊断方法的HCU (混合控制单元)的框图。
[0018]应当理解到，所附的附图并非必然是按比例的，其说明了本发明基本原理的各种优选特征的一定程度上简化的代表。本文公开的本发明的具体设计特征，包括，例如，具体大小、方向、位置和形状将部分取决于具体的既定用途和使用环境。
[0019]在附图中，附图标记在附图的几张图中通篇指代本发明的相同或等同部件。【具体实施方式】
[0020]下面将详细地参照本发明的各个实施方式，其实施例图示在所附附图中，并在下文加以描述。尽管将结合示例性实施方式描述本发明，但应当理解，本说明书无意于将本发明局限于这些示例性实施方式。相反，本发明不仅要涵盖这些示例性实施方式，还要涵盖由权利要求所限定的本发明的精神和范围内的各种替代形式、修改、等效形式和其它实施方式。
[0021]应理解，本文使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语包括通常的机动车，例如，包括多功能运动车(SUV)、公共汽车、卡车、各种商务车的客车，包括各种船只和船舶的水运工具，飞行器等等，并且包括混合动力车、电动车、插入式混合电动车、氢动力车和其它代用燃料车(例如，来源于石油以外的资源的燃料)。如本文所提到的，混合动力车是具有两种或多种动力源的车辆，例如，具有汽油动力和电动力的车辆。
[0022]除非特别说明或从上下文明显得到，否则本文所用的术语“约”理解为在本领域的正常容许范围内，例如在均值的2个标准偏差内。“约”可以理解为在所述数值的8%,7%,6%,5%,4%,3%,2%U%>0.5%,0.1%,0.05%或0.0l% 内。除非另外从上下文清楚得到，本文提供的所有数值都由术语“约”修饰。
[0023]本文使用的术语仅仅是为了说明【具体实施方式】的目的而不是意在限制本发明。如本文所使用的，单数形式“一个、一种(a、an和the) ”也意在包括复数形式，除非上下文中清楚指明。还可以理解的是，在说明书中使用的术语“包括(comprises和/或comprising) ”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件，但是不排除存在或添加一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其群组。如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关所列项目的任何和所有组合。
[0024]尽管示例性实施方式被描述为使用多个单元来实施示例性的操作，但是可以理解的是，示例性的操作也可以由一个或多个模块来实施。另外，可以理解的是，术语控制器是指包括存储器和处理器的硬件装置。存储器配置成存储模块，并且处理器具体配置成执行所述模块以实施一个或多个下面进一步描述的操作。
[0025]更进一步，本发明的控制逻辑可实施为含有通过处理器、控制器等执行的可执行程序指令的非暂时性计算机可读介质。计算机可读介质的例子包括但不限于，ROM、RAM、光盘(CD)-ROM、磁带、软盘、优盘、智能卡和光学数据存储装置。还能够在网络耦合的计算机系统中分布计算机可读记录介质，使得例如通过远程信息处理服务器或控制器局域网(CAN)以分散的方式存储并且执行计算机可读介质。
[0026]将参考附图来描述根据本发明实施方式的用于混合动力车的氧传感器的诊断方法。
[0027]应用根据本发明示例性实施方式的用于混合动力车的氧传感器的诊断方法的混合动力车包括:变速器(T/M)，配置成调整驱动轴和轮轴之间的速度比；驱动电动机，配置成借助于来自电池的电能将驱动力传递至驱动轴；发动机；发动机离合器，配置成将发动机的驱动力传递至电动机轴；以及HSG(混合起动发电机)，配置成，例如当发动机开启和关闭时，控制发动机的状态。
[0028]图1是根据本发明示例性实施方式的用于混合动力车的氧传感器的诊断方法的控制流程图。上述控制程序可以在HCU 200 (混合控制单元)(图2中所示出)的控制下，该HCU 200配置成收集驾驶者的需求请求(即加速、制动等)和与车辆有关的状态信息，并且由此控制包括发动机和驱动电动机的整个车辆运行。
[0029]参照图1，HCU 200从EMS (发动机管理系统)接收用于开始氧传感器的诊断的诊断请求信号，该EMS控制发动机执行根据本发明实施方式的用于混合动力车的氧传感器的诊断方法(S12)。考虑到OBD标准(车载诊断)和与车辆有关的废气排放规则来预先设置诊断请求信号，使得可以在设置的时间段内完成氧传感器的诊断。比如，诊断请求信号可以由长燃料切断信号和短燃料切断信号形成，该长燃料切断信号配置成切断发动机一次，每次五秒，该短燃料切断信号配置成切断发动机的燃料三次，每次三秒。
[0030]HCU配置成，响应于接收到诊断请求信号来判断是否出现被动运行状态(其中加速器断开，并且车辆的速度在预先设置的减速范围内)，并且当出现被动运行状态时允许发动机离合器分离(S14)。
[0031]在S14，为确定是否出现被动运行状态，HCU应当监测车辆的速度和电动机的速度。仅当发动机和电动机的速度在预先设置的参考值时，才出现被动运行状态。
[0032]可以根据安装在车辆内的电池的充电状态(SOC)值来确定被动运行状态的减速范围。被动运行状态还可以包括车辆须以EV(电动车)模式被驱动的状态。
[0033]接下来，在S14中发动机离合器被分离时，通过控制HSG(混合控控制单元)以预先设置的参考速度驱动发动机，并且同时响应于接收到诊断请求信号而切断燃料(S16)。响应于接收到诊断请求信号，可以基于车辆的冷却水温度来确定参考速度，并且可以考虑到车辆的速度变化状态来执行发动机的燃料切断控制。最终，在S16中在发动机开始以参考速度驱动时切断发动机的燃料时，用于控制氧传感器的诊断的控制信号传送至EMS(SlS)。
[0034]参照图2，通过由处理器执行并存储在HCU 200的存储器上的多个控制功能模块来解释上述控制程序。图2是示出根据本发明实施方式的执行用于混合动力车的氧传感器的诊断方法的HCU(混合控制单元)的框图。
[0035]如图2所示，HCU 20包括为简化描述而进行分类的离合器分离模块220、HSG速度控制模块240和燃料切断开始模块260。很明显，用于混合动力车的氧传感器的诊断方法并不局限于此。
[0036]离合器分离模块220包括，被动运行可能判断子模块222、被动运行状态判断子模块224和发动机离合器分离开始子模块226。被动运行可能判断子模块222配置成通过监测车辆的速度和电动机的速度来确定车辆是否处于被动运行状态。
[0037]被动运行判断子模块224配置成，在由被动运行可能判断子模块222确定出现被动运行状态时，在加速器响应于接收到诊断请求信号而断开时，确定车辆当前是否在设置的减速范围内。
[0038]发动机离合器分离开始子模块226配置成控制发动机离合器，具体地说配置成在确定出现被动运行状态时使发动机离合器分离。
[0039]HSG速度控制模块240通过在HSG (混合控制单元)上执行发动机速度控制功能，以预先设置的参考速度操作发动机。此处，可以基于车辆的冷却水温度来确定参考速度。
[0040]燃料切断开始模块260配置成，当通过HSG速度控制模块240以预先设置的参考速度驱动发动机时，响应于接收到诊断请求信号，通过关闭燃料注入来切断发动机的燃料。响应于接收到诊断请求信号，可以考虑车辆的速度变化状态来执行发动机的燃料切断控制。
[0041]在经HSG切断发动机的燃料时，为了控制氧传感器的诊断，根据本发明示例性实施方式的用于混合动力车的氧传感器的诊断方法旨在将控制信号传送至EMS。换句话说，可以在HCU的控制之下执行氧传感器的诊断。
[0042]如上所述，根据本发明，当通过HSG执行发动机的燃料切断时，用于控制和执行氧传感器诊断的控制信号被传送至EMS。也就是，EMS根据经HCU的发动机控制促进氧传感器的诊断，而无需离合器接合。
[0043]不同于发动机离合器保持接合的常规技术，本发明的示例说明的实施方式能够基于HSG (混合起动发电机)的恒速控制来执行氧传感器的诊断功能而无需离合器接合，使得由于不需要保持发动机离合器接合状态方面的改进，可再生能源和燃料效率得到提高，并且由于改变了氧传感器诊断开始条件，所以车辆能够更加平稳地运行。
[0044]换句话说，根据本实施方式的用于混合动力车的氧传感器的诊断方法，可以避免在不需要的发动机离合器接合保持的释放期间出现的震动和冲击(jerk)情况，并且当离合器从驱动轴分离时可以在EV(电动车)模式期间对氧传感器进行诊断，这导致车辆的NVH(噪音、振动和声振粗糙度)性能增强，并且制动性能可以增强。因此，结果可以增强混合动力车的质量。
[0045]本发明参考其示例性实施方式进行了详细描述。然而，本领域技术人员能够理解，可以在不偏离本发明的原理和精神的情况下对这些实施方式进行各种改变，本发明的范围由权利要求及其等同方式限定。
【权利要求】
1.一种用于混合动力车的氧传感器的诊断方法，所述混合动力车具有用于驱动发动机的HSG (混合起动发电机)，所述诊断方法包括: 从配置成控制所述发动机的EMS (发动机管理系统)接收用于触发氧传感器的诊断的诊断请求信号； 响应于接收到所述诊断请求信号，确定在车辆中是否出现被动运行状态，并且当出现所述被动运行状态时使发动机离合器分离； 当所述发动机离合器被分离时，在通过控制HSG使所述发动机以预先设置的参考速度运行的同时，响应于接收到所述诊断请求信号而切断所述发动机的燃料；以及 当在所述预先设置的参考速度驱动所述发动机时，在所述发动机的燃料被切断时，由所述EMS对所述氧传感器进行诊断。
2.如权利要求1所述的方法，其中根据车辆的废气排放法规来预先设置所述诊断请求信号，使得在预先设置的时间内完成所述氧传感器的诊断。
3.如权利要求2所述的方法，其中所述诊断请求信号被实施为长燃料切断信号和短燃料切断信号，所述长燃料切断信号配置成切断所述发动机的燃料一次，每次五秒，所述短燃料切断信号配置成切断所述发动机的燃料三次，每次三秒。
4.如权利要求1所述的方法，其中仅当车辆的速度和电动机的速度均分别以第一和第二预先设置的速度工作时，出现所述被动运行状态。
5.如权利要求1所述的方法，其中响应于安装在车辆中的电池的一个或多个充电状态(SOC)值来确定减速范围。
6.如权利要求 1所述的方法，其中所述被动运行状态还要求:车辆以EV(电动车)模式被驱动。
7.如权利要求1所述的方法，其中基于车辆的冷却水温度值确定所述预先设置的参考速度。
8.如权利要求1所述的方法，其中基于车辆的速度变化状态来切断所述发动机的燃料。
9.一种含有由控制器内的处理器执行的程序指令的非暂时性计算机可读介质，所述计算机可读介质包括: 从配置成控制所述发动机的EMS (发动机管理系统)接收触发氧传感器的诊断的诊断请求信号的程序指令； 响应于接收到所述诊断请求信号，确定在车辆中是否出现被动运行状态，并且当确定已出现所述被动运行状态时使发动机离合器分离的程序指令； 响应于接收到所述诊断请求信号，以及当所述发动机以预先设置的参考速度运行时出现被动运行状态，而切断所述发动机的燃料的程序指令；以及 当以所述预先设置的参考速度驱动所述发动机时，在切断所述发动机的燃料时对所述氧传感器进行诊断的程序指令。
10.如权利要求9所述的非暂时性计算机可读介质，其中根据车辆的废气排放法规来预先设置所述诊断请求信号，使得在预先设置的时间内完成所述氧传感器的诊断。
11.如权利要求2所述的非暂时性计算机可读介质，其中所述诊断请求信号被实施为长燃料切断信号和短燃料切断信号，所述长燃料切断信号配置成切断所述发动机的燃料一次，每次五秒，所述短燃料切断信号配置成切断所述发动机的燃料三次，每次三秒。
12.根据权利要求9所述的非暂时性计算机可读介质，其中仅当车辆的速度和电动机的速度均分别以第一和第二预先设置的速度工作时，执行确定是否出现所述被动运行状态的程序指令。
13.如权利要求9所述的非暂时性计算机可读介质，其中响应于安装在车辆中的电池的一个或多个充电状态(SOC)值来确定减速范围。
14.如权利要求9所述的非暂时性计算机可读介质， 其中所述被动运行状态还要求:车辆以EV(电动车)模式被驱动。
15.如权利要求9所述的非暂时性计算机可读介质，其中基于车辆的冷却水温度值确定所述预先设置的参考速度。
16.如权利要求9所述的非暂时性计算机可读介质，其中基于车辆的速度变化状态来切断所述发动机的燃料。
【文档编号】F02D41/04GK103625461SQ201210521158
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2012年12月6日 优先权日:2012年8月24日
【发明者】朴泰昱 申请人:现代自动车株式会社, 起亚自动车株式会社