CN103670631B - 基于燃料蒸汽吹扫操作的非干扰式排气传感器监控方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及基于燃料蒸汽吹扫操作的非干扰式排气传感器监控。提供了一种监控连接在发动机的发动机排气装置中的排气传感器的方法。该方法包括响应排气传感器退化调节发动机运行，该退化在减速燃料切断（DFSO）过程中被识别，并且根据在DFSO过程中是否在发动机中发生蒸汽吹扫操作被补偿。

Description

基于燃料蒸汽吹扫操作的非干扰式排气传感器监控方法
技术领域
本发明涉及机动车辆中的排气传感器和用于监控该排气传感器的方法。
背景技术
排气传感器可以设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气/燃料比。该排气传感器的读数可以用来控制推动车辆的内燃发动机的运行。
排气传感器的退化可以引起发动机控制退化，发动机控制退化可以导致增加排放物和/或降低车辆驾驶性能。具体说，排气传感器可以表现出六种不同类型的退化情况。该退化情况的类型可以分类为仅仅影响稀-至-富或富-至-稀排气传感器响应速率的非对称型退化(例如，富-至-稀非对称延迟、稀-至-富非对称延迟等)，或影响稀-至-富和富-至-稀排气传感器的响应速率两者的对称型退化(例如，对称延迟)。该延迟型退化情况可以与排气传感器对排气组分变化的初始反应有关。
上述监控排气传感器退化的方法，具体说识别六种退化情况的其中一种或多种，依赖于干扰式(intrusive)数据收集。即，可以故意在一个或更多个富-至-稀或稀-至-富转变的情况下运行发动机，以监控排气传感器响应。已经尝试在减速燃料切断(DFSO)转换过程中监控排气传感器退化以进行非干涉式诊断操作。但是，在DFSO过程中，蒸汽吹扫操作可能不利地影响的排气退化监控。例如，如果在传感器监控期间在发动机中进行蒸汽吹扫操作，排气传感器可能错误地诊断。例如，在传感器正确地运行时可以提供传感器退化的指示，或反之亦然。也进行过其他的尝试，以简单地通过在燃料蒸汽吹扫操作时禁止传感器诊断，阻止这种不正确的指示。但是，这可能限制用于传感器诊断的窗口并且结果减少执行诊断操作的数目。因此，当在希望的时间段退化的传感器不进行诊断时，燃烧运行可能退化。
发明内容
本文的发明人已经认识到上面的问题并且发明一种可以在蒸汽吹扫操作中执行的排气传感器诊断的非干扰式的方法。在一个实施例中，提供一种监控连接在发动机的发动机排气中的排气传感器的方法。该方法包括响应排气传感器退化调节发动机运行，该退化在减速燃料切断(DFSO)过程中识别并且根据在DFSO过程中在发动机中是否发生燃料蒸汽吹扫操作进行补偿。
根据排气传感器退化调节发动机运行并且根据蒸汽吹扫/净化操作补偿该退化将减少传感器误诊断的可能性，因而增加该传感器诊断方法的可信度。此外，校正因为吹扫操作的传感器退化使得传感器诊断能够在发动机宽范围工况内进行。结果，没有退化识别的传感器故障的时间减少。此外，用在DFSO过程中收集的数据通过利用非干扰式的方法确定排气传感器的退化，可以用简单的方式进行排气传感器退化监控。
在一个例子中，排气传感器退化基于在DFSO过程中收集的一组排气传感器响应样本的线长度和时间延迟。该排气传感器时间延迟和线长度可以比前面的方法提供具有较少噪声和较高保真度的可靠信号。这样做，可以改善确定传感器退化的精度。
在另一个例子中，响应排气传感器退化调节发动机运行可以包括响应排气传感器退化调节燃料喷射量和/或喷射正时。以这种方式，可以调节燃烧运行以应对传感器的不正常工作，以改善燃烧运行并减少排放物。
在另一个实施例中，DFSO是包括进入或退出DFSO的DFSO转变。
在另一个实施例中，一组排气传感器响应样本包括在预定的时间间隔收集的多个拉姆达(λ)值。
在另一个实施例中，一种用于车辆的系统，包括：包括燃料喷射系统的发动机；连接在发动机的排气系统中的排气传感器；和包括存储在存储器中由处理器可执行的指令的控制器，该指令用于，在减速燃料切断(DFSO)转换过程中，如果在DFSO转变过程中发生燃料蒸汽吹扫操作，于是调节在DFSO过程中收集的一组排气传感器响应样本的线长度；和根据该组排气传感器响应样本的时间延迟和线长度，选择地禁止排气传感器退化的指示。
在另一个实施例中，DFSO转变是进入或退出DFSO操作。
在另一个实施例中，该时间延迟是从命令进入或退出DFSO到拉姆达的阈值变化的一段时间，并且其中该线长度根据该组排气传感器响应样本中的时间期间的拉姆达的变化来确定。
在另一个实施例中，燃料蒸汽吹扫操作根据该组排气传感器响应样本中的拉姆达值的分布来确定。
在另一个实施例中，如果调节的线长度和时间延迟至少其中之一低于预定的阈值，则禁止指示排气传感器退化。
在另一个实施例中，该排气传感器是空气-燃料传感器。
在另一个实施例中，一种监控连接在发动机排气中的排气传感器的方法，包括：在第一减速燃料切断(DFSO)转变过程中，当在第一DFSO转变过程中发生蒸汽吹扫操作时，将第一换算因子应用于第一组排气传感器响应样本的第一线长度；在第二DFSO转变过程中，当在第二DFSO转变过程中不发生蒸汽吹扫操作时，禁止将第二换算因子应用于第二组排气传感器响应样本的第二线长度；并且根据第一和第二线长度指示排气传感器退化。
在另一个实施例中，该方法还包括，调节发动机运行包括调节发动机中的燃料喷射量和燃料喷射正时至少其中之一。
本发明的上述优点以及其他优点和特征从下面单独的或结合附图的详细描述将容易明白。
应当明白，提供上面的概述是为了以简单的形式引进选择的构思，这种构思在详细描述中进一步描述。这并不意味着指出要求保护的主题的关键的或基本的特征，要求保护的主题的范围由权利要求唯一地限定。而且，要求保护的主题不限于解决上面指出的或本发明的任何部分指出的任何缺点的实施方式。
附图说明
图1示出包括排气传感器的车辆的示范性推进系统的示意图；
图2示出指示排气传感器的对称过滤型退化情况的曲线图；
图3示出排气传感器的非对称富-至-稀过滤型退化情况的曲线图；
图4示出排气传感器的非对称稀-至-富过滤型退化情况的曲线图；
图5示出排气传感器的对称延迟型退化情况的曲线图；
图6示出排气传感器的非对称富-至-稀延迟型退化情况的曲线图；
图7示出排气传感器的非对称稀-至-富延迟型退化情况的曲线图；
图8A示出当不进行燃料蒸汽吹扫操作时指示进入DFSO的曲线图；
图8B示出当进行燃料蒸汽吹扫操作时指示进入DFSO的曲线图；
图9是示出用于指示排气传感器的方法的流程图；以及
图10是示出用于指示排气传感器退化的方法的流程图。
具体实施方式
下面的描述涉及用于确定排气传感器退化的方法。更具体地说，可以执行下面所描述的系统和方法，以基于发动机中的蒸汽吹扫操作在减速燃料切断(DFSO)转换过程中确定排气传感器退化。具体说，如果该方法确定在排气传感器监控期间发生燃料蒸汽吹扫操作，则补偿因子可以应用于诊断算法，以应对由于吹扫操作引起的空气燃料比的变化。以这种方式，在DFSO过程中可以非干涉性地采用可靠的诊断算法并且大大减少由于燃料吹扫操作引起的排气传感器的误诊断的可能性。
图1示出包括排气传感器的发动机。图2-7示出针对排气传感器的六种退化情况的每一种的预期且退化的拉姆达，包括对空气燃料比干扰的响应。图8A和图8B示出在DFSO操纵过程中示范性排气传感器响应。图9和图10是可以由发动机执行以确定退化情况的示范性的方法。
图1是示出多缸发动机10的一个汽缸的示意图，发动机10可以被包括在车辆100的推进系统中，其中排气传感器126(例如，空气-燃料传感器)可以用来确定由发动机10产生的排气的空气燃料比。该空气燃料比(与其他运行参数一起)可以在各种运行模式中用于发动机10的反馈控制。发动机10可以由包括控制器12的控制系统和经由输入装置130来自车辆操作者132的输入至少部分地控制。在这个例子中，输入装置130包括加加速器踏板和用于产生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(即汽缸)30可以包括具有活塞36设置在其中的燃烧室壁32。活塞36可以连接于曲轴40，以便将活塞的往复运动转换成曲轴的旋转运动。曲轴40可以经由中间传动系连接于车辆的至少一个主动/驱动车轮。而且，起动机马达可以经由飞轮连接于曲轴40以便能够实现发动机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的进气并且经由排气通道48排出燃烧气体。进气歧管44和排气通道48可以经由相应的进气门52和排气门54选择地与燃烧室30连通。在一些实施例中燃烧室30可以包括两个或两个以上的进气门和/或两个或两个以上的排气门。包括节流板64的节气门62设置在进气通道42中。该节气门构造成调节流到燃烧室30中的气流的量。
在这个例子中，进气门52和排气门54可以经由相应的进气凸轮致动系统51和53通过凸轮致动控制。凸轮致动系统51和53每个可以包括一个或更多个凸轮并且可以利用由控制器12操作的凸轮廓线变换(CPS)、可变的凸轮正时(VCT)、可变气门正时(VVT)和/或可变气门提升(VVL)系统的其中一个或更多个，以改变气门运行。进气凸轮52和排气凸轮54的位置可以分别由位置传感器55和57确定。在可选实施例中，进气门52和/或排气门54可以由电动气门致动控制。例如汽缸30可以可选地包括经由电动气门致动控制的进气门和经由包括CPS和/或VCT系统的凸轮致动的排气门。
燃料喷嘴66被示出设置在进气歧管44中，其构造成提供到燃烧室30上游的进气道中的通常叫做进气道燃料喷射。燃料喷嘴66与经由电子驱动器68来自控制器12的信号FPW的脉冲宽度成比例喷射燃料。燃料由包括燃料箱、燃料泵和燃料轨(未示出)的燃料系统(未示出)提供给燃料喷嘴66。在一些实施例中，燃烧室30可以替换地或附加地包括直接连接于燃烧室30的燃料喷嘴，用于以通常叫做直接喷射的方式将燃料直接喷射到其中。
在选择的运行模式下，点火系统88可以响应来自控制器12的火花提前信号SA通过火花塞92为燃烧室30提供点火火花。虽然示出火花点火部件，但是在一些实施例中，燃烧室30或发动机10的一个或更多个燃烧室可以用压缩点火的模式运行，可以具有或不具有点火火花。
排气传感器126被示出在排放控制装置70的上游连接于排气系统50的排气通道148。传感器126可以是用于提供排气空气/燃料比的指示的任何合适的传感器，例如线性氧传感器或UEGO(通用或宽域排气氧)、双态氧传感器或EGO、HEGO(加热的EGO)、NOx、HC或CO传感器。在一些例子中，排气传感器126可以是设置在排气系统中的多个排气传感器的第一传感器。例如，附加的排气传感器可以设置在排放控制装置70的下游。
排放控制装置70被示出沿着排气传感器126下游的排气通道48设置。排放控制装置70可以是三元催化剂(TWC)、NOx收集器、各种其他的排放控制装置或其组合。在一些例子中，排放控制装置70可以是设置在排气系统中的多个排放物控制装置的第一排放物控制装置。在一些例子中，在发动机10的运行期间，排放控制装置70可以通过在特定的空气/燃料比运行该发动机的至少一个汽缸而被周期性地重设。
在图1中控制器12作为常规的微型计算机示出，其包括：微处理单元102、输入/输出端口104、在这个具体的例子中被示出为只读存储器106(例如只读芯片)的用于可执行的程序和校准值的电子储存介质、随机存取存储器108、保活存储器110和数据总线。控制器12可以接收来自连接于发动机10的传感器的各种信号，除了上面提到的那些信号之外，还包括：来自质量空气流传感器120的包括引入质量空气流(MAF)的测量；来自连接于冷却水套114的温度传感器112的发动机冷却剂温度(ECT)；来自连接于曲轴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)；以及来自传感器122的绝对歧管压力信号MAP。发动机速度信号RPM可以由控制器12从信号PIP产生。来自歧管压力传感器的歧管压力信号MAP可以用来提供进气歧管中的真空或压力的指示。应当指出，可以用上述传感器的各种组合，例如，MAF传感器而没有MAP传感器，或反之亦然。在化学计量运行期间，MAP传感器可以给出发动机转矩的指示。而且，这个传感器，与检测的发动机速度一道，能够提供进入汽缸中的进气(包括空气)的估测。在一个例子中，也用作发动机速度传感器的传感器118对于曲轴的每一转可以产生预定数目的等间隔脉冲。
而且，至少一些上面所述的信号可以用在在下面进一步详细描述的排气传感器退化确定方法中。例如，发动机速度的倒数(inverse)可以用来确定与喷射-进气-压缩-膨胀-排气循环有关的延迟。作为另一个例子，速度的倒数(或MAF信号的倒数)可以用来确定与从排气门54到排气传感器126的排气的移动有关的延迟。上面所述的例子与发动机传感器信号的其他应用一起可以用来确定可以在DFSO过程中发生的命令的空气燃料比的变化之间的时间延迟和排气传感器响应速率。
在一些例子中，排气传感器退化确定可以在专用控制器140中进行。专用控制器140可以包括处理资源142，以处理与排气传感器126的退化确定的产生、校准和确认有关的信号处理。具体说，用来记录排气传感器的响应速率的样本缓冲器(例如，每个发动机组每秒钟产生大约100个样本)对于车辆的动力传动系控制模块(PCM)的处理资源可能太大。因此，专用控制器140可以操作地与控制器12连接以进行排气传感器退化确定。应当指出，除了与控制器12的其他通信外，专用控制器140可以接收来自控制器12的发动机参数信号并且可以发送发动机控制信号和退化确定信息。
应当指出，存储介质只读存储器106和/或处理资源142可以用计算机可读的数据编程，该计算机可读的数据表示由处理器102和/或专用控制器140可执行的用于执行下面描述的方法的指令和其他变量。
图1还示出燃料蒸汽吹扫系统160。该燃料蒸汽吹扫系统包括燃料蒸汽储存罐162。该燃料蒸汽储存罐162(例如，炭罐)可以与燃料箱164、燃料箱加注管等流体连通。在一些例子中，燃料箱164可以包括在燃料蒸汽吹扫系统160中。用箭头166表示的蒸汽管将燃料蒸汽储存罐162连接于燃料箱164。因此，燃料蒸汽可以流过蒸汽管166。燃料箱164可以存放合适的燃料，例如，汽油、柴油、生物柴油、醇(例如，乙醇、甲醇)等。阀168可以连接于蒸汽管166。阀168可以构造成调节从燃料箱164流到燃料蒸汽储存罐162的蒸汽的量。燃料蒸汽储存罐162可以是包括用于储存燃料蒸汽的活性炭的炭罐。
燃料蒸汽吹扫系统还包括蒸汽吹扫导管170。箭头171表示通过蒸汽吹扫导管170的燃料蒸汽的大体流动。如图所示，蒸汽吹扫导管170包括与燃料蒸汽储存罐162流体连通的入口172和与进气歧管44流体连通的出口174。应当明白，其他的蒸汽吹扫导管出口位置也是预期的，例如在进气歧管44和/或节气门62的上游的进气导管中。蒸汽吹扫阀176连接于蒸汽吹扫导管170。蒸汽吹扫阀176构造成调节流过蒸汽吹扫导管进入进气系统中的蒸汽的量。例如，蒸汽吹扫阀176可以具有蒸汽能够从燃料蒸汽储存罐162流到进气歧管44的打开位置和燃料蒸汽基本被禁止从燃料蒸汽储存罐流到进气歧管的关闭位置。控制器12与蒸汽吹扫阀176电子连通，经由信号线178表示，并且与阀168连通。因此，控制器12可以构造成执行蒸汽吹扫策略。例如，控制器12可以构造成在DFSO操作过程中打开蒸汽吹扫阀176，尤其在发动机进入或退出DFSO的DFSO转变过程中。正如本文所描述的，DFSO可以是车辆的发动机中的如下操作，其中对燃烧室30的燃料供给被停止并且随后可以恢复供给。例如，当节气门基本关闭并且发动机速度高于阈值时，进入DFSO可以开始。同样，当控制器12接收到减速要求(例如，节气门打开)和/或发动机速度下降低于阈值时，退出DFSO可以开始。以这种方式，可以提高车辆的燃料经济性。附加地或替换地，DFSO可以根据发动机温度被触发。应当明白，其他的DFSO触发和技术是预期的。
而且，燃料箱164与燃料泵180流体连通。燃料泵180的出口与燃料喷嘴66流体连通。以这种方式，燃料供给燃料喷嘴。燃料箱164、燃料泵180和/或燃料喷嘴66可以包括在燃料喷射系统182中。燃料喷射系统182可以包括在发动机10中。燃料喷射系统可以构造成以预定的时间间隔将燃料提供给进气歧管和/或直接提供给燃烧室。
正如上面所述，排气传感器退化可以根据富-至-稀转变和/或稀-至-富转变过程中排气传感器产生的由空气/燃料比读数的响应速率中的延迟表示的六种不同行为中的任何一种(或在一些例子中根据每一种)来确定。图2-7每个示出表示六种不同类型的排气传感器退化行为之一的曲线图。该曲线图绘出空气/燃料比(拉姆达)与时间的关系。在每个曲线图中，点线表示可以发送给发动机部件(例如，燃料喷嘴、汽缸气门、节气门、火花塞等)以产生空气/燃料比的命令的拉姆达信号，该空气/燃料比经过包括一个或更多个稀-至-富转变和一个或更多个富-至-稀转变的循环。在所示的图中，发动机进入并且退出DFSO。在每个曲线图中，虚线表示排气传感器的预期的拉姆达响应时间。在每个曲线图中。实线表示响应命令的拉姆达信号由退化的排气传感器产生的退化的拉姆达信号。在每个曲线图中，双箭头线表示给定的退化行为类型与预期的拉姆达信号的不同。
图2示出表示可以由退化的排气传感器表现的第一种类型的退化行为的曲线图。这个第一种类型的退化行为是对称的过滤型，对于富-至-稀和稀-至-富两种变换，其都包括对命令的拉姆达信号的缓慢的排气传感器响应。换句话说，退化的拉姆达信号可以在预期的时间从富-至-稀和稀-至-富开始转变，但是响应速率比预期的响应速率缓慢，这导致减小的稀和富峰值时间。
图3示出表示可以由退化的排气传感器表现的第二种类型的退化行为的曲线图。第二种类型的退化行为是非对称的富-至-稀过滤型，对于富-至-稀空气/燃料比的转变，其包括对命令的拉姆达信号的缓慢的排气传感器响应。这种行为类型可以在预期的时间从富-至-稀开始转变，但是响应速率比预期的响应速率低，这导致减小的稀峰值时间。这种类型的行为可以认为是非对称的，因为在从富-至-稀的转变过程中排气传感器的响应慢(或比预期的慢)。
图4示出表示可以由退化的排气传感器表现的第三种类型的退化行为的曲线图。第三种类型的退化行为是非对称的稀-至-富过滤型，对于从稀-至-富空气/燃料比的转变，其包括对命令的拉姆达信号的缓慢的排气传感器响应。这种行为类型可以在预期的时间从稀-至-富开始转变，但是响应速率比预期的响应速率缓慢，这导致减小的富峰值时间。这种类型的行为可以认为是非对称的，因为只有在从稀-至-富的转变过程中排气传感器的响应慢(或比预期的慢)。
图5示出表示可以由退化的排气传感器表现的第四种类型的退化行为的曲线图。第四种类型的退化行为是对称的延迟型，对于富-至-稀和稀-至-富两种变换，其包括对命令的拉姆达信号的延迟的响应。换句话说，退化的拉姆达信号可以在从预期的时间延迟的时间从富-至-稀和稀-至-富开始转变，但是相应的转变可以以预期的响应速率发生。这导致移位的稀和富峰值时间。
图6示出表示可以由退化的排气传感器表现的第五种类型的退化行为的曲线图。第五种类型的退化行为是非对称的富-至-稀延迟型，其包括对来自富-至-稀空气/燃料比的命令的拉姆达信号的延迟的响应。换句话说，退化的拉姆达信号可以在从预期的时间延迟的时间从富-至-稀开始转变，但是转变可以以预期的响应速率发生，这导致移位的和/或减小的稀峰值时间。这种类型的行为可以认为是非对称的，因为只有在从富-至-稀的转变过程中排气传感器的响应才是延迟的。
图7示出表示可以由退化的排气传感器表现的第六种类型的退化行为的曲线图。第六种类型的退化行为是非对称的稀-至-富延迟型，其包括对来自稀-至-富空气/燃料比的命令的拉姆达信号的延迟的响应。换句话说，退化的拉姆达信号可以在从预期的时间延迟的时间从稀-至-富开始转变，但是转变可以以预期的响应速率发生，这导致移位的和/或减小的富峰值时间。这种类型的行为可以认为是非对称的，因为只有在从稀-至-富的转变过程中排气传感器的响应才是延迟的。
应当明白退化的排气传感器可以表现出两种或两种以上的上述退化行为的结合。例如，退化的传感器可以表现出非对称的富-至-稀过滤型退化行为(即，图3)以及非对称的富-至-稀延迟形退化行为(即，图6)。
图8A和图8B示出说明对命令进入DFSO的示范性排气传感器响应的曲线图。应当明白，每个曲线图可以用在DFSO转变过程中收集的一组排气传感器响应样本绘制。图8A和图8B示出的排气传感器响应可以是来自图1所示的排气传感器126或其他合适的排气传感器的响应。排气传感器响应可以包括如图所示的拉姆达值以及空气/燃料比。具体说，样本可以包括在对命令的进入或退出DFSO的该排气传感器响应过程中收集的拉姆达值。例如，一组样本可以包括在对命令进入DFSO的响应过程中收集的每个拉姆达值，例如，该组样本可以包括每10毫秒、100毫秒等收集的拉姆达值。
图8A示出举例说明进入DFSO而没有蒸汽吹扫操作发生的曲线图210，而图8B示出举例说明进入DFSO同时发生蒸汽吹扫操作时的曲线图220。
回到图8A，命令的拉姆达值用220示出，而测量的拉姆达值用222示出。测量的拉姆达可以是由接收来自排气传感器的输出的控制器确定的拉姆达值，或可以是排气传感器的原始输出。
箭头202示出时间延迟，这是从命令的拉姆达变化到观察到测量的拉姆达的阈值变化时的时间(t0)的时间段。拉姆达的阈值变化可以是表示对该命令的变化的响应已经开始的小变化，例如5％、10％、20％等。箭头204表示用于该响应的时间常数。在一阶系统中用于响应的时间常数可以是从T0到达到63％的稳态响应时的时间。但是其他的时间常数值也是预期的。箭头206表示线长度。该线长度可以是从T0到达到95％的希望响应时的时间段，或者叫做阈值响应时间(T95)。在一阶系统中，阈值响应时间(T95)大约等于三倍的时间常数(3*T63)。但是，其他的线长度定义也是预期的。一般而言，线长度可以根据在T0开始的响应持续期间的拉姆达的变化来确定。该线长度可以是传感器信号长度，并且可以用来确定是否存在排气传感器响应退化(例如，排气传感器退化)。该线长度可以根据下面的公式确定：
因此，从前面提到的参数能够确定关于排气传感器的响应的各种细节。首先，由箭头202表示的时间延迟可以与预期的时间延迟进行比较，以判断传感器是否正表现出延迟的退化行为。该预期的时间延迟可以是预定的值。第二，由箭头204表示的时间常数可以用来预测线长度(例如，T95)。该预测的线长度(例如，T95)可以与测量的线长度进行比较以确定传感器退化。该时间延迟可以是从命令进入或退出DFSO到拉姆达的阈值变化的一段时间。此外，该线长度可以根据在一组传感器响应样本中的时间期间的拉姆达的变化确定。
图8B示出说明在发动机中发生蒸汽吹扫操作时对命令进入DFSO的示范性排气传感器响应的曲线图。该命令的拉姆达用220'表示，而测量的拉姆达用222'表示。线224表示蒸汽吹扫操作的拉姆达值。
如图所示，测量的拉姆达222’在响应命令的信号执行的初始增加之后达到两个停滞区(plateaus)。因此，测量的拉姆达222’保持在第一拉姆达值或在第一拉姆达值范围内第一时间段。该第二拉姆达值或第二拉姆达值范围大于该第一拉姆达值或第一拉姆达值范围。相反，图8A所示的测量拉姆达值222只有一个停滞区。也就是说，在响应命令的信号初始增加之后，图8A所示测量的拉姆达值222保持在单一拉姆达范围内或保持在单一拉姆达值。因此，应当明白，吹扫操作可以与上面讨论的测量的拉姆达信号的线长度确定相干扰。为了应对由吹扫操作引起的排气传感器的输出信号的这个变化，补偿因子可以应用于测量的传感器输出的线长度计算。
在一个例子中，该补偿因子可以是能够应用于线长度计算的换算因子(例如，利用公式(1)的线长度计算)。这个换算因子可以基于对应于空气的拉姆达值和对应于吹扫操作的拉姆达值。具体说在一个例子中该换算因子可以是对应于空气的拉姆达值(例如，用于空气的校正的拉姆达值)和对应于吹扫操作的拉姆达值之间的比。
以这种方式，蒸汽吹扫操作对拉姆达值的影响在传感器诊断期间可以被补偿，因而减少拉姆达计算的统计变化并且增加在本文中详细讨论的后来的传感器诊断计算的置信度。在一些例子中，对应于空气的拉姆达值可以是2.9并且对应于吹扫操作的拉姆达值可以是2.7。因此在一些例子中该换算因子可以是1.07。
而且，在一些例子中，一组排气传感器响应样本，例如图8A或图8B所示组，可以用来判断在车辆中是否发生蒸汽吹扫操作。例如，蒸汽吹扫操作可以根据在该组排气传感器响应样本中的拉姆达值的分布确定。具体说，在该组排气传感器响应样本的线长度中的尾值(trailing value)被超过之后，如果该组排气传感器响应样本的中的拉姆达值增加超过阈值，则可以确定发生蒸汽吹扫操作。换句话说，在该组排气传感器响应样本中达到第二拉姆达停滞区之后，蒸汽吹扫操作可以被确定。但是，在其他的例子中，蒸汽吹扫可以通过与图1所示的吹扫阀176电连通的图1所示的控制器12来指示。
图9示出用于监控连接在发动机排气中的排气传感器的方法300。该方法300由上面关于图1描述的车辆、发动机、系统和部件等执行，或者可以由其他合适的车辆、发动机、系统和部件执行。具体说，图9中示出的一个或更多个步骤可以经由图1的控制器12和/或控制器140执行。
在302，该方法包括判断在车辆中是否发生DFSO。在一些例子中，DFSO是命令的DFSO转变。而在另一些例子中，DFSO转变可以是进入或退出DFSO。如果确定不发生DFSO(在302，否)，则方法300返回到开始。但是，如果确定发生DFSO(在302，是)，则方法300进行到304，在304，该方法包括判断是否从排气传感器接收阈值数目的样本。在一些例子中样本的阈值数目是预定的。因此，在方法300中，一组排气传感器响应样本可以在DFSO过程中由控制器接收。该组排气传感器响应样本可以包括在DFSO过程中，在预定的时间间隔收集的多个拉姆达值。
如果没有接收阈值数目的样本(在304，否)，则方法300返回到开始。但是，如果已经接受阈值数目的样本(在304，是)，则方法前进到306。在306，该方法包括判断是否发生燃料蒸汽吹扫操作。在一些例子中，蒸汽吹扫操作根据在该组排气传感器响应样本中的拉姆达值的分布来确定。但是，在其他例子中，来自吹扫阀的信号，例如来自图1中所示的吹扫阀176的信号可以指示诸如图1所示的控制器12或控制器140的控制器，可以用来判断是否发生蒸汽吹扫操作。更一般地而言，蒸汽吹扫操作确定可以基于该组排气传感器响应样本中的拉姆达值的分布。在一些例子中，在该组排气传感器响应样本的线长度中的尾值被超过之后，如果该组排气传感器响应样本中的拉姆达值增加超过阈值，则确定发生蒸汽吹扫操作。如果发生蒸汽吹扫操作(在306，是)，则方法前进到308。在308，该方法调节退化算法。调节该退化算法可以包括在309确定用于蒸汽吹扫操作的补偿因子。正如前面所讨论的，该补偿因子可以基于对应于空气的拉姆达值和对应于吹扫操作的拉姆达值。在一些例子中，可以确定对应于吹扫操作的拉姆达值。但是在其他例子中，对应于吹扫操作的拉姆达值可以根据图1所示的吹扫阀176的打开程度、歧管空气压力、节气门位置等来确定。在一个例子中补偿因子可以是用于空气的拉姆达值对用于吹扫的拉姆达值的换算因子。
调节退化算法可以还包括在310将补偿因子(例如，换算因子)应用于退化算法。具体说，在一个例子中该补偿因子可以应用于测量的线长度计算。以这种方式，该线长度可以根据蒸汽吹扫操作来调节。收集的该组排气传感器响应样本或其一部分可以用来计算线长度。以这种方式，根据发动机中的蒸汽吹扫操作的确定，补偿因子可以应用于在DFSO过程中收集的该组排气传感器响应样本的线长度。
在312该方法包括执行该调节的退化算法。执行该调节的退化算法可以包括用补偿因子执行退化算法。在一些例子中，该退化算法可以包括确定用于在DFSO过程中收集的每个样本的预期的和测量的时间延迟和线长度。
但是，如果确定不发生燃料蒸汽吹扫操作(在306，否)，则方法进行到314，在314方法包括禁止(暂时禁止)退化算法的调节。禁止退化算法的调节可以包括在315禁止将补偿因子(例如，换算因子)应用于退化算法。在316，该方法包括执行非调节的退化算法。执行该非调节的退化算法可以包括执行没有补偿因子的退化算法。
在318，该方法包括从用或不用补偿因子的执行的退化算法判断是否已经发生排气传感器退化。在一个例子中，如果补偿的线长度和时间延迟超过预定的阈值，则指示排气传感器退化。用于确定排气传感器退化的方法示于图10并且在下面更详细地讨论。
如果确定排气传感器不退化(在318，否)，则方法包括在319指示排气传感器像预期的那样工作。在一些例子中，该方法可以包括响应不退化确定(在318，否)根据排气传感器退化暂时禁止调节发动机运行，或方法可以返回到开始。应当明白，排气传感器退化的指示可以根据该组排气传感器响应样本的时间延迟和补偿(例如，换算的)的或未补偿的(例如，未换算的)线长度被禁止，该线长度可以利用诊断算法计算。在一个例子中，上面讨论的公式(1)可以用在诊断算法中。例如，如果换算的线长度和时间延迟至少其中之一低于预定阈值，则排气传感器退化可以被禁止指示。而且，在一些例子中，排气传感器退化可以根据在进入DFSO过程中换算的线长度和退出DFSO过程中未换算的线长度、在进入DFSO过程中的蒸汽吹扫和退出DFSO过程中不发生蒸汽吹扫来确定。这样，两个测量的线长度可以用于确定排气传感器退化。此外，对于诊断程序的迭代或预定的时间周期，指示可以暂时被禁止。以这种方式，根据排气传感器响应样本的时间延迟和换算的线长度，选择地禁止排气传感器退化的指示。当与在吹扫操作期间可以禁止传感器诊断的诊断程序相比时，当换算的线长度用来确定排气传感器退化时，该方法可以在发动机的宽范围工况内应用。结果，减少了没有退化识别的传感器故障的时间。而且，当利用换算因子时可以增加该传感器诊断方法的置信度。但是，在其他例子中，步骤319可以从方法300中省去。
但是，如果确定已经发生排气传感器退化(在318，是)，则方法包括在320响应该退化。响应该退化可以包括调节发动机运行。应当明白在DFSO过程中确定排气传感器退化。响应该退化可以包括在321指示排气传感器退化。该指示可以是可视的指示，例如在车辆的车厢内向驾驶员显示的报警信号灯。附加地或替换地，可以提供音频指示。指示排气传感器退化可以还可以包括在控制器中设置标志或在控制器中提供其他指示。调节发动机运行可以包括在322调节燃料喷射量和/或燃料喷射正时。以这种方式，发动机中的燃料喷射量和/或燃料喷射正时至少其中之一可以响应指示的排气传感器退化来调节。
图10是示出根据在退出和进入DFSO过程中的确定的和预期的时间延迟和线长度用于确定排气传感器退化情况的方法400的流程图。该方法400可以由上面关于图1描述的车辆、发动机、系统、部件等来执行，或可以用另外的合适的车辆、发动机、系统和部件来执行。具体说，图10中的一个或更多个步骤可以通过图1的控制器12和/或控制器140来执行。在402，方法400包括将测量的进入时间延迟和退出时间延迟与预期的进入时间延迟和退出时间延迟进行比较。在一些例子中，对于进入和退出DFSO两者，针对在DFSO进入和退出过程中收集的每个样本可以确定预期的和测量的时间延迟和线长度。每个测量的时间延迟可以与其相应的预期的时间延迟进行比较，以确定该时间延迟的差。如图所示，进入和退出DFSO两者用在该诊断方法中。但是，应当明白，在其他例子中恰巧是进入和退出DFSO可以用在该诊断方法中。
在404，判断进入和退出时间延迟两者是否大于其相应的预期的时间延迟阈值量。该阈值量可以是合适的量，例如5％或10％，其允许不影响驾驶性能或排放物的排气传感器响应的一些变化，并且允许预期的时间延迟误差。如果进入和退出时间延迟两者大于其相应的预期的时间延迟(在404，是)，则在406示出对称的延迟退化行为，并且方法400进行到408。如果两者不大于其相应的预期的时间延迟(在404，否)，则方法400也进行到408，以判断进入或退出时间延迟其中之一是否大于其对应的预期的时间延迟。如果不(在408，否)，则方法400进行到412。如果是(在408，是)，则方法进行到410，以指示非对称的延迟退化。如果进入时间延迟大于预期的时间延迟，则指示富-至-稀延迟退化。如果退出时间延迟大于预期的时间延迟，则指示稀-至-富延迟退化。然后方法400进行到412。
在412，测量的进入线长度与预期的进入线长度进行比较，并且测量的退出线长度与预期的退出线长度进行比较。正如前面所讨论的，如果在DFSO转变过程中执行蒸汽吹扫操作，补偿因子可以应用于线长度其中之一或两者。例如，如果确定在DFSO转变过程中(例如，进入或退出DFSO)发生蒸汽吹扫操作，补偿因子可以应用于测量的线长度计算(例如，公式(1))。具体说，如果确定在进入DFSO转变过程中发生蒸汽吹扫操作，补偿因子可以应用于用于进入的测量的线长度计算。但是，如果在同一个DFSO的退出过程中不发生蒸汽吹扫操作，则用于退出的该测量的线长度计算不被补偿。以这种方式，根据在DFSO过程中发生蒸汽吹扫操作，补偿应用于诊断(例如，测量的线长度计算)。正如前面所讨论的，补偿因子可以根据对应于空气的拉姆达值和对应于蒸汽吹扫操作的拉姆达值来确定(公式(2))。
在414，类似于在404进行的判断，判断进入和退出线长度两者是否大于其对应的预期线长度阈值量。如果两者大于预期的线长度(在414，是)，则方法400进行到416，以指示对称的过滤退化，并且然后方法400进行到418。如果不(在414，否)，则方法400进行到418，以判断进入或退出线长度之一是否大于其对应的预期的线长度。应当明白，如果测量的线长度被补偿它可以影响退化确定。
如果确定进入或退出线长度之一大于预期的线长度(在418，是)，则方法400进行到420以指示非对称的过滤退化。如果进入线长度大于预期的线长度，则指示富-至-稀过滤退化。如果退出线长度大于预期的线长度，则指示稀-至-富过滤退化。然后方法400进行到422。而且，如果在418回答是“否”则方法400进行到422，以基于时间延迟和线长度的比较来判断是否至少一种退化行为被指示。如果至少一个退化行为被指示，则方法400退出。如果没有退化被指示，则方法400进行到424，以指示无退化行为，并且然后方法400退出。
图1-10提供监控连接于发动机排气中的排气传感器。该方法包括在第一减速燃料切断(DFSO)转换过程中，当在第一DFSO转变过程中发生蒸汽吹扫操作时，将第一换算因子应用于第一组排气传感器响应样本的第一线长度。该方法还包括，在第二DFSO转变过程中，当在第二DFSO转变过程中不发生蒸汽吹扫操作时，禁止将第二换算因子应用于第二组排气传感器响应样本的第二线长度。该方法还包括根据第一和第二线长度确定排气传感器退化，并且如果排气传感器退化被确定，则调节发动机运行或指示该退化。以这种方式，来自进入和退出DFSO的数据可以用来确定排气传感器退化。
应当指出，这里包括的示范性的控制和估测程序可以与各种发动机和/或车辆系统结构一起应用。这里描述的具体的子程序可以表示任何数目处理策略的其中一个或更多个，例如事件驱动的、中断驱动的、多任务的、多线程的等。因此，所示的各种动作、操作或功能可以以所示的顺序进行，同时进行，或在一些情况下可以省略。同样，为了实现这里所述的示例性实施例的特征和优点，处理的次序不是必需要求的，而是为了容易示出和描述而提供。一个或更多个所示的动作或功能根据所用的特定策略可以重复地进行。而且，所述的动作可以图示地表示被编程为在发动机控制系统中的计算机可读的储存介质中的编码。
应当明白，本文所公开的结构和方法在性质上是示范性的，并且这些具体的实施例不被认为是限制性的，因为许多变化是可能的。例如，上述技术可以用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸以及其他发动机类型。本发明的主题包括本文所公开的各种系统和结构、以及其他特征、功能和/或性质的所有新颖并且非显而易见的组合和子组合。
权利要求具体指出关于新颖且非显而易见的一些实施例和子组合。这些权利要求可能涉及“一”元件或“第一”或类似用语。这些权利要求应当理解为包括一个或更多个的这种元件的结合，既不要求也不排除两个或以上的这种元件。所公开的特征、功能、元件和/或性质的其他组合或子组合可以通过修改本权利要求或通过在这个或相关申请中提出新的权利要求来主张。因此，权利要求，无论比原权利要求的范围更宽、更窄、相等或不同都认为包含在本发明的主题内。

Claims (10)

1.一种监控连接在发动机的发动机排气装置中的排气传感器的方法，包括：
响应排气传感器退化调节发动机运行，所述退化在减速燃料切断过程中被识别，并且通过当确定在减速燃料切断过程中发生蒸汽吹扫操作时，将补偿因子应用于在减速燃料切断过程中收集的一组排气传感器响应样本的线长度而被补偿。
2.根据权利要求1所述的方法，其中响应排气传感器退化调节发动机运行包括响应指示排气传感器退化，调节所述发动机中的燃料喷射量和燃料喷射正时中的至少一个，该方法还包括指示所述排气传感器退化。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，根据所述排气传感器响应样本组的被补偿的线长度和时间延迟，调节所述发动机运行。
4.根据权利要求3所述的方法，其中如果所述被补偿的线长度和所述时间延迟中的至少一个超过预定的阈值，则调节发动机运行。
5.根据权利要求1所述的方法，其中根据对应于空气的拉姆达值和对应于吹扫操作的拉姆达值来确定所述补偿因子。
6.根据权利要求1所述的方法，其中蒸汽吹扫操作根据所述排气传感器响应样本组中的空气-燃料比被确定。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述蒸汽吹扫操作确定基于所述排气传感器响应样本组的拉姆达值的分布。
8.根据权利要求6所述的方法，其中如果所述排气传感器响应样本组中的拉姆达值增加超过阈值，则确定发生蒸汽吹扫操作。
9.根据权利要求8所述的方法，其中在所述排气传感器响应样本组的线长度的尾拉姆达值被超过之后，所述阈值产生。
10.一种监控连接在发动机排气装置中的排气传感器的方法，包括：
在第一减速燃料切断转换过程中，当在所述第一减速燃料切断转换过程中发生燃料蒸汽吹扫操作时，将第一换算因子应用于第一组排气传感器响应样本的第一线长度；
在第二减速燃料切断转换过程中，当在所述第二减速燃料切断转换过程中不发生燃料蒸汽吹扫操作时，禁止将第二换算因子应用于第二组排气传感器响应样本的第二线长度；并且
根据所述第一线长度和所述第二线长度指示排气传感器退化。
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