CN105508000B - 积分的燃料催化剂监控器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及积分的燃料催化剂监控器。提供用于监控连接至发动机的排放控制装置的方法。在一个实例途径中，方法包括：在减速燃料切断(DFSO)持续时间之后，基于使得传感器变得比第一阈值更富所需的富产物的量指示排放装置的退化，当DFSO持续时间大于第二阈值时进行该指示。方法还包括基于入口空燃比的积分，该积分仅在预催化剂传感器达到化学计量之后开始。

Description

积分的燃料催化剂监控器
技术领域
本公开涉及催化剂监控系统。
背景技术
连接至燃烧发动机的排气的排放控制装置——诸如三元催化剂——减少燃烧副产物，诸如一氧化碳、烃和氮的氧化物。为了减少排放，可以使用催化剂监控方法以何时探测排放控制装置已经达到其阈值使用并且应被替换。可信的催化剂监控可以通过减少有用的催化剂作为消耗的催化剂的错误表征而降低成本或可通过减少退化的催化剂作为有效的催化剂的错误表征而减少排放。
用于催化剂监控的各种途径已经被开发，其包括提供用于监控排放控制装置的方法，该方法包括在减速燃料切断持续时间之后，基于积分的空燃比方法和稳态基础的指数比诊断方法指示排放控制装置的退化。如此，积分的空燃比方法估计可被消耗以与后催化剂传感器临界点的催化剂中存储的氧反应的燃料质量的量。
在此，发明人已经认识到上述途径的问题。即，积分的(integrated)空燃比方法对空燃比的测量中的噪音可能更敏感。例如，积分的空燃比方法在计算中使用校正的空燃比而不是由预催化剂气体传感器测量的空燃比，直到预催化剂气体传感器达到化学计量。通过使用校正的空燃比的常数值，在计算中可引入额外的噪音。
发明内容
至少部分解决上述问题的一种途径包括这样的方法，该方法包括在减速燃料切断(DFSO)持续时间之后，基于使得传感器变得比第一阈值更富所需的富产物的量指示排放装置的退化，当DFSO持续时间大于第二阈值时进行该指示，仅在入口空燃比达到化学计量之后基于入口空燃比的积分开始。以该方式，测量的空燃比可被用于能够使噪音和误差减少的积分。
例如，在发动机中，在DFSO事件之后催化剂监控器可被激活。在DFSO事件期间发动机中的催化剂可存储氧并且催化剂监控器可计算与存储的氧反应所需的燃料质量的量。如此，燃料质量可以作为催化剂老化的信号。从当预催化剂传感器指示入口空燃比达到化学计量的第一时间直到当后催化剂传感器达到第一阈值的第二时间燃料质量的量可以计算为递送至催化剂的燃料。在一个实例中，第一阈值可以是化学计量。可以利用积分计算来计算燃料质量，积分计算从第一时间开始并在第二时间结束。因此，在预催化剂传感器达到化学计量之前递送至催化剂的燃料的量可被忽视并且可不被包括在积分计算中。
以该方式，可利用积分的空燃比方法来以更可信的方式探测已经达到其阈值使用的催化剂。通过在预催化剂传感器达到化学计量时开始计算，仅可以估计与催化剂中存储的氧反应的燃料的量。此外，通过使用测量的入口空燃比而不是校正的空燃比，计算对噪音可较不敏感，并且可提供更稳健的催化剂监控方法。因此，可以实现催化剂状态的更精确的预测。如此，退化的催化剂作为有效的催化剂(并且反之亦然)的错误表征可被减少。整体上，与这样的误差有关的消费可被减少，并且排放可被降低。
应当理解，提供上述内容是为了以简化形式介绍在详细描述中进一步描述的概念的选择。这并不意味着确定了要求保护的主题的关键或主要特征，其范围唯一地由详细描述之后的权利要求限定。此外，要求保护的主题不限于解决上述的任何缺点或本公开的任何部分中的实施方式。
附图说明
图1示出了具有连接至发动机排气系统的排放控制装置的多缸发动机的实例气缸的示意图。
图2-4示出了根据本公开的实例催化剂监控方法的流程图。
图5示出了根据本公开催化剂监控方法的实例时间表。
图6示出了相应于使用第一方法的有效的催化剂和阈值催化剂的支持向量机分类的实例图表。
图7表示相应于根据本公开使用第二方法的有效的催化剂和阈值催化剂的支持向量机分类的实例图表。
图8和9示出了相应于使用第一方法和第二方法的支持向量机分类的实例柱状图。
图10描绘了计算的燃料质量随温度的实例变化。
图11描绘了过量供给燃料和计算的燃料质量之间的关系。
具体实施方式
以下描述涉及用于在发动机中在减速燃料切断(DFSO)事件后监控排放控制装置(例如三元催化剂)的系统和方法，发动机诸如图1中的发动机。在DFSO事件后和在驾驶员给油(tip-in)以退出DFSO事件后，可启动催化剂监控程序。图2-4中所示的实例催化剂监控方法基于排放控制装置上游的空气质量流量(AM)和空燃比(例如，进料气空燃比)的积分计算测定喷射至催化剂中的总燃料质量(FM)。从上游传感器达到化学计量直到下游空气-燃料传感器转变的时间执行积分计算(图5)。下游空气-燃料传感器可以是全容积传感器或部分容积传感器。支持向量机(support vector machine,SVM)算法可被用于将测定和提供催化剂退化的指示的FM计算分类。SVM算法可包括聚类算法和缓冲区域以增加稳健性并减少内存使用。图6和7图解了当使用第一催化剂监控方法和第二催化剂监控方法时的缓冲区域。图8和9分别示出了使用第一催化剂监控方法和第二催化剂监控方法获得的FM数据的分布。在图10中描绘了满有效寿命(FUL)排放控制装置的实例计算的FM。在下游空气-燃料传感器转变的DFSO事件后过量供给燃料的量可随总燃料质量线性增加(图11)。
关于贯穿该详细描述使用的术语，位于排放控制装置上游的排气传感器或氧传感器可以被称为预催化剂传感器或上游传感器。上游传感器可测量进料气空燃比。换句话说，上游传感器可测量排放控制装置的入口处的入口空燃比。同样地，位于催化剂下游的排气传感器或氧传感器可被称为下游传感器或称为后催化剂传感器。下游传感器可测量离开排放控制装置的气体的空燃比。
转向图1，示出了表示多缸发动机10的一个汽缸的示意图，其可被包括在交通工具的推进系统中。发动机10可以至少部分地由包括控制器12的控制系统和由经由输入装置130来自交通工具操作者132的输入控制。在该实例中，输入装置130包括加速器踏板和用于生成比例踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。发动机10的燃烧室30(也被称为汽缸30)可包括具有设置在其中的活塞36的燃烧室壁32。活塞36可被联接至曲轴40，以便活塞的往复运动被转变为曲轴的旋转运动。曲轴40可经由中间变速器系统(未示出)被连接至交通工具的至少一个驱动轮。进一步，启动器马达可经由飞轮(未示出)被连接至曲轴40以使发动机10的启动运行能够实现。
燃烧室30可经由进气道42接收来自进气歧管44的进气空气并且可经由排气歧管48排出燃烧气体。进气歧管44和排气歧管48可经由各自的进气门52和排气门54与燃烧室30选择性地连通。在一些实施方式中，燃烧室30可包括两个或更多个进气门和/或两个或更多个排气门。
显示燃料喷射器66以提供已知作为燃料的进气道喷射进入燃烧室30上游的进气口的配置被布置在进气歧管44中。燃料喷射器66可与经由电子驱动器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。燃料可通过包括燃料箱、燃料泵和燃料轨道的燃料系统(未示出)被递送至燃料喷射器66。在一些实施方式中，燃烧室30可以可选地或额外地包括直接连接至燃烧室30用于以已知为直接喷射的方式直接将燃料喷射在其中的燃料喷射器。
进气道42可包括具有节流板64的节气门62。在该具体的实例中，节流板64的位置可经由提供至包括在节气门62内的电动马达或致动器的信号由控制器12改变，该配置通常被称为电子节气门控制(ETC)。以该方式，可以操作节气门62以改变提供至燃烧室30等其它发动机汽缸的进气空气。节流板64的位置可通过节气门位置信号TP被提供至控制器12。进气道42可包括用于提供各自的信号MAF和MAP至控制器12的质量空气流量传感器120和歧管空气压力传感器122。
在选择运行模式下，响应于来自控制器12的火花提前信号SA，点火系统88可以经由火花塞92向燃烧室30提供点火火花。在一些实施方式中，尽管示出了火花点火部件，但发动机10的燃烧室30或一个或多个其它燃烧室使用或不使用点火火花可以压缩点火模式操作。
显示排气传感器126连接至排放控制装置70上游的排气通道58。传感器126可以是用于提供排气空燃比的指示的任何适合的传感器，诸如线性氧传感器或UEGO(通用或宽域排气氧)、双态氧传感器或EGO、HEGO(加热型EGO)、NOx、HC或CO传感器。显示排放控制装置70沿排气传感器126下游的排气通道58布置。装置70可以为三元催化剂(TWC)、NOx捕集器、各种其它排放控制装置或其组合。在一些实施方式中，在发动机10的运行期间，排放控制装置70可通过使发动机的至少一个汽缸在特定的空气/燃料比内运行周期性地重置。显示全容积排气传感器76连接至排放控制装置70下游的排气通道58。传感器76可以为用于提供排气空气/燃料比的指示的任何适合的传感器，诸如线性氧传感器或UEGO(通用或宽域排气氧)、双态氧传感器或EGO、HEGO(加热型EGO)、NOx、HC或CO传感器。此外，多个排气传感器可位于排放控制装置内的部分容积位置处。作为实例，实施方式可包括中床(mid-bed)传感器以探测催化剂中部内的空燃比。
其它传感器72——诸如空气质量流量(AM)和/或温度传感器——可被布置在排放控制装置70的上游以监控进入排放控制装置的排气的AM和温度。图1中示出的传感器位置仅为各种可能配置的一个实例。例如，排放控制系统可包括具有闭环连接的催化剂的部分容积设置(set-up)。
图1中示出控制器12为微型计算机，其包括微处理器单元102、输入/输出端口104、在该具体的实例中示为只读存储器106的用于可执行程序和校正数值的电子存储介质、随机存取存储器108、保活存储器110和数据总线。控制器12可接收来自连接至发动机10的传感器的各种信号，除了先前讨论的那些信号以外，还包括来自质量空气流量传感器120的引入的质量空气流量(MAF)的测量值；来自连接至冷却套筒114的温度传感器112的发动机冷却液温度(ECT)；来自连接至曲轴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)；来自传感器72的进入催化剂的排气的空气质量和/或温度；来自传感器76的排气空燃比后催化剂；和来自传感器122的绝对歧管压力信号MAP。发动机转速信号RPM可通过控制器12由信号PIP产生。来自歧管压力传感器的歧管压力信号MAP可被用于提供进气歧管中的真空或压力的指示。注意的是，可以使用上述传感器的各种组合，诸如有MAF传感器而没有MAP传感器，或者反之亦然。在化学计量运行期间，MAP传感器可以给出发动机扭矩的指示。此外，该传感器连同探测的发动机转速可以提供引入汽缸的充气(包括空气)的估计。在一个实例中，也被用作发动机转速传感器的传感器118可为曲轴的每次旋转产生预定数量的等间距脉冲。另外，控制器12可与簇显示装置136通讯，例如以警告驾驶员发动机或排气后处理系统中的故障。
存储介质只读存储器106可以用计算机可读数据编程，该计算机可读数据表示可由处理器102执行用于实施以下所述方法以及期望但没有具体列出的其他变形的指令。
现在转到图2，示出实例程序200用于在DFSO持续时间之后启动催化剂监控。具体地，可以仅在符合某些条件时监控实例发动机中的催化剂。例如，监控器可以基于概念，概念如催化剂老化、其氧存储容量减小。积分的空燃比方法计算与存储的氧反应所需的燃料质量，而不是估计存储容量减小。因此，催化剂监控器可仅在催化剂被氧饱和的时候启动。
在202处，可以估计和/或测量发动机工况。例如，可以估计和/或测量发动机条件，诸如发动机转速、扭矩、空燃比、催化剂温度(T催化剂)等。此外，在DFSO事件之前，发动机可以基本上以化学计量运行。
在204处，程序200确定是否满足DFSO进入条件。DFSO进入条件可基于各种交通工具和发动机工况。具体而言，程序可使用交通工具速度、交通工具加速度、发动机转速、发动机负载、节气门位置、踏板位置、变速器齿轮位置和各种其它参数的一个或多个的组合来确定在204处是否已经满足DFSO进入条件。在一个实例中，DFSO进入条件可基于阈值以下的发动机转速。在另一实例中，DFSO进入条件可基于阈值以下的发动机负载。在仍另一实例中，DFSO条件可基于加速器踏板位置。
如果DFSO进入条件没有满足，程序200前进至206以不能够实现DFSO并且程序200终止。因此，可以不出现DFSO事件。然而，如果在204处满足DFSO进入条件，则程序200进行至208并且能够实现DFSO。在DFSO期间，发动机可在没有燃料喷射下运行，同时发动机旋转并且泵送空气通过排放控制装置。在该时间期间，排放控制装置中的催化剂可以使用氧再活化。
DFSO事件可坚持直到满足条件以退出DFSO。例如，DFSO事件可以基于驾驶员给油或在交通工具速度达到阈值时终止。在210处，程序200确定是否满足终止DFSO的条件。如果不满足退出DFSO的条件，则程序200进行至212并且继续DFSO事件。此外，可监控可指示终止DFSO事件的各种发动机和交通工具运行参数。例如，程序可监控踏板位置。如果在210处满足退出DFSO的条件，例如响应于驾驶员给油，交通工具速度达到阈值，和/或发动机负载达到阈值，程序200进行至214。
在214处，可以确定是否满足催化剂监控器进入条件。例如，用于活化催化剂监控的进入条件可以为足够长的以使用氧饱和排放控制装置中的催化剂的DFSO持续时间。通过仅当催化剂被氧充分地饱和时启动催化剂监控，催化剂监控程序的准确性可以提高。例如，如果在运行催化剂监控程序之前排放装置中的催化剂没有被充分地饱和，则可提供退化的错误指示。在一个实例中，如果DFSO的持续时间大于阈值持续时间，程序200可活化催化剂监控器。阈值可基于在DFSO持续时间的终点处或之前下游加热型排气氧传感器(HEGO)的读数为稀。在另一个实例中，催化剂监控器的进入条件可以为小于阈值稀电压的来自下游HEGO传感器的输出电压。HEGO传感器输出电压小于阈值稀电压可以为DFSO持续时间充分长以使催化剂饱和的一个指示。在又另一实例中，催化剂监控器的进入条件可以为HEGO传感器输出电压低于阈值稀电压经过比阈值时间更长的持续时间。
如果在214处没有满足启动催化剂监控器的进入条件，例如，如果DFSO事件不够长，那么程序200进行至216。在216处，可能够实现供给燃料而没有启动催化剂监控并且程序200结束。然而，如果在214处满足启动催化剂监控程序的进入条件，例如，如果HEGO传感器输出电压低于阈值时间的阈值稀电压，程序200进行至218。在218处，能够实现供给燃料并且启动催化剂监控，其将参考图3进一步进行描述。然后程序200结束。
图3的程序300图解了实例催化剂监控程序。具体而言，计算使得传感器变得比阈值更富所需的富产物的量。富产物的计算的量不包括直到上游传感器达到化学计量递送至排放装置的富产物的部分。
在302处，可通过程序300确定是否满足启动催化剂监控器的条件。如前所述，条件可包括以下之一，充分长的DFSO事件以使用氧饱和催化剂(一个或多个)、比阈值稀电压更稀的HEGO传感器的输出和HEGO传感器输出低于阈值稀电压持续长于阈值时间。在进入条件为充分长的DFSO事件的实例中，DFSO持续时间可以大于第二阈值。
如果没有满足启动催化剂监控器的条件，程序300继续至304以不监控催化剂并且结束。另一方面，如果证实满足启动催化剂监控器的条件，程序300进行至306以开始富供给燃料。响应于驾驶员给油以退出DFSO可启动富供给燃料。此外，在催化剂监控期间可出现过量供给燃料条件。
如前面所陈述，积分的空燃比催化剂监控器方法基于催化剂的氧存储容量随着催化剂老化和/或退化而降低的知识。因此，通过测量与存储的氧反应所需的燃料质量的量可估计催化剂的老化(和其退化)。具体而言，可估计在充分长的DFSO事件(DFSO持续时间>第二阈值)之后，与催化剂中存储的氧反应所需的燃料质量的量。
第一积分的空燃比(IAF)方法可计算从DFSO事件的结束直到下游传感器转变递送的燃料质量(FM)的总量。为了详细说明，在第一积分的空燃比方法中，计算在下游传感器转变之前与催化剂中存储的氧反应所消耗的总燃料质量。在DFSO事件之后直到下游HEGO传感器转变供应至氧饱和的催化剂的总燃料质量可由方程式(1)表示：
在此，FMc表示在tstart处的DFSO事件的结束之后直到在tend处的HEGO传感器转变与催化剂中存储的氧反应所消耗的燃料质量的量。AM表示进入催化剂的空气质量流速(例如，通过MAF传感器120和/或传感器70测量的)，φ代表当量燃料/空气比，以及下标‘in’和‘out’分别表示催化剂之前和之后的位置。催化剂之后的下游传感器可位于中床(用于部分容积系统)或在尾管中(例如，用于全容积系统)。φin可由上游燃料-空气传感器诸如UEGO传感器(例如，传感器126)测量，以及φout可由下游HEGO传感器(例如，传感器76)估计。
根据方程式(2)，方程式1可以约等于催化剂氧存储容量：
在方程(2)中，AFstoich代表化学计量的空燃比，以及φin代表催化剂进料气中当量燃料与空气比。例如，φin可由UEGO传感器读数计算。根据方程式(2)，IAF在稀条件下(例如，φin<1)可以为负的以及在富条件下可为正的。因此，在时间段上的积分可产生IAF计算的误差，特别是如果空气燃料(AF)比由稀转为富的速率是低的。为了减轻该误差，IAF监控器可使用传感器依然读取为稀的时间段的可校正AF设定点(setpoint)，并且然后基于可校正值转变为UEGO传感器值。AF设定点为额外的参数，其可对催化剂监控模型引入近似值误差以及额外的复杂性。
应当注意的是，方程式(1)和(2)使用积分计算，其在tstart处的DFSO事件的结束之后立即开始。然而，由DFSO退出之后立即递送至催化剂的燃料可以不与催化剂中存储的氧反应，并且在燃料的总量的计算中包括该燃料可导致与存储的氧反应所需的燃料的错误计算。如此，可以估计较大量的总燃料质量导致不准确分类催化剂为有效寿命或绿色催化剂。更绿色的催化剂可表现比用过的催化剂更高的燃料质量。
例如，可递送以空气稀释的无限量的燃料以维持空燃比显著地高于化学计量，而没有耗尽催化剂，并且没有观察到下游传感器的输出的转变。将理解的是，在该实例中计算燃料质量可以不提供关于催化剂老化的任何信息。
在本公开中描述的第二积分的空燃比方法计算在上游传感器达到化学计量之后递送至催化剂的燃料的量。因此，可以计算实际与存储的氧反应的燃料质量。在此，在上游传感器指示化学计量的时候之前提供的燃料质量可以不包括在总燃料质量的计算中。
在第二积分的空燃比方法中，与存储的氧反应所需的总燃料质量(FM2或IAF2)可以如方程(3)中所示的进行计算：
在此，积分可在等于当上游传感器——如，通用排气氧(UEGO)传感器——达到化学计量时的时间开始。换句话说，仅当入口空燃比(例如，在催化剂的入口处)达到化学计量时开始积分。如在第一方法中，当下游传感器(例如，HEGO)经历转变时可结束积分。如前所述，下游传感器可在下游传感器变得比第一阈值更富的时候转变。在此，第一阈值可基本上处于化学计量。此外，下游传感器可为氧传感器以探测离开催化剂的排气的空燃比。作为实例，tend可为当中床空燃比达到化学计量的时间。在此，在排放装置中可以提供空燃比传感器中床。返回图3中的308，程序300可确定上游传感器是否已经达到化学计量。如此，上游传感器指示进料气是否比化学计量更稀、比化学计量更富或基本上处于化学计量比。在一个实例中，位于排放装置上游的上游传感器可以为UEGO传感器。如果确定上游传感器不指示化学计量，程序300继续至310以等待开始积分计算来计算总燃料质量。
另一方面，如果在308处确定上游传感器处于化学计量，程序300前进至312以开始积分来计算燃料质量。此外，在314处，程序300忽视在上游传感器达到化学计量之前递送的第一部分燃料。积分可继续直到下游传感器由读数稀转变至读数富。
因此，在316处，程序300可确定下游传感器是否已经转变。如前所述，当下游传感器转换为比第一阈值更富的时候，可认为下游传感器将转变。本文中，第一阈值可以为化学计量。可选地，转变阈值可以不同于化学计量。在另一个实例中，如果来自下游传感器的输出电压大于稀-富电压阈值，可以认为下游传感器将转变。可预先确定或校正稀-富电压阈值以指示稀至富转换。作为实例，稀-富电压阈值可以设定为0.45V。
如果确定下游传感器还没有转变，程序300继续至318以监控催化剂。本文中，燃料质量依然可以与催化剂中存储的氧反应。然而，如果确定下游传感器已经转变，程序300前进至320以停止燃料质量积分并且使用方程式(3)计算燃料质量。在322处，燃料质量的计算可以忽略在上游传感器达到化学计量之前喷射的燃料。
接下来，在324处，程序300可评估催化剂是否退化。评估可基于多个燃料质量积分数据。该评估将参考图4进一步描述。在326处，可停止催化剂监控器并且可按照现有发动机条件将发动机运行返回至稀或化学计量运行。
因此，例如，催化剂监控器可基于富产物的总量指示排放控制装置的退化。在一个实例中，催化剂监控的方法可以包括：在减速燃料切断(DFSO)持续时间之后，基于使得传感器变得比第一阈值更富所需的富产物的量指示排放控制装置的退化，当DFSO持续时间大于第二阈值时进行该指示，仅在入口空燃比达到化学计量之后基于该入口空燃比开始积分。第一阈值可以基本上为化学计量，并且传感器可以为放置在排放装置下游的空燃比传感器。例如，传感器可以为感测由排放控制装置排出的排气的空燃比的氧传感器。在一个实例中，传感器可以为部分容积传感器并且可以位于部分容积处。在另一个实例中，传感器可以为位于催化剂的全容积处的全容积传感器。
如所提到的，方法可包括基于由放置在排放装置上游的通用排气氧传感器确定的入口空燃比的积分。积分可进一步基于递送富产物期间的空气质量(AM)流量。又进一步，积分可忽视在入口空燃比达到化学计量之前的入口空燃比。如此，积分可以直到如由上游传感器所指示的入口空燃比达到化学计量才开始。进一步，当下游传感器比第一阈值更富时，可以结束基于入口空燃比的积分。
使得传感器变得比阈值更富所需的富产物的量可以与排放装置中存储的氧的量相关联。因此，催化剂退化的指示可以基于催化剂(一个或多个)中存储的氧的量。
根据如方程式(3)中所示的第二积分的空燃比方法对不同的燃料掺混物可以不得不校正燃料质量计算。由于可估计并且不可测量乙醇含量，在催化剂监控器中可引入误差。此外，可以期望额外的校准。为了减少不同燃料的校正精力，方程式(3)可以标准化为方程式(4)，如下：
方程式(4)中的积分不依赖于AFstoich，并且因此对燃料类型较不敏感。以该方式，可独立于燃料类型计算燃料质量。
现在转到图4，它图解从图3的燃料质量积分数据评价催化剂退化的程序400。具体而言，将计算的燃料质量数据应用于支持向量机(SVM)模型以确定催化剂是否具有有效寿命(更绿色的催化剂)或处于阈值(用过的催化剂)。
在402处，在程序300中收集的燃料质量数据可被应用于SVM模型。可在多个DFSO事件中收集数据。SVM模型采用数据聚类算法并且包括在分类平面附近校正的缓冲区域。
图6图解了使用应用至SVM模型的第一积分的空燃比方法收集的燃料质量数据的实例数据分类图600，SVM模型包括聚类算法以及其分类平面附近的缓冲区域。图7描绘了实例数据分类图700，其图解了使用应用至SVM模型的第二积分的空燃比方法。
支持向量机(SVM)可被用于催化剂监控方法以预测催化剂功能。在选定的条件下运行交通工具期间，各种未分类的输入参数可被输入训练的SVM模型中，并且在预定数目的样品已经被分类之后，可将每个分类的总和与阈值比较以确定催化剂是否起作用。SVM模型为空间中的点作为实例的代表，其被映射以便单独类别的实例由限界分开。然后将新的实例映射如该相同的空间中并且基于它们落在限界的哪一侧预测所属的类别。
SVM使用正负号函数作为线性分类器以基于其中使用已知输入的训练函数将未知的输入分类为两个组。具体地，将已知输入映射至高或无限维空间并且选择将输入分为两个隔开的组的一个或多个超平面。在另一实例中，为了增加SVM的性能和稳健性，并且为了减少可以导致催化剂退化的错误指示的输入的错误分类的风险，可将聚类算法应用于数据以进一步组织(例如，聚类)数据。聚类可帮助减少用于限定最优超平面的支持向量的数目。
对于催化剂诊断，可将各种输入参数供应给SVM。在一个实例中，输入参数可包括在下游HEGO传感器转变之前与催化剂中存储的氧反应所消耗的总燃料质量。
图6和7分别示出了实例燃料质量数据分类图600和700，其使用将数据分类为两个单独的组的具有模糊C均值聚类的SVM算法。每个图(600和700)包括沿y轴的燃料质量(FM)和沿x轴的催化剂温度。图600描绘了面积610内的满有效寿命催化剂(FUL)(描绘为圆形)和面积630内的阈值催化剂(描绘为方块)。在图600的实例中，由方程式(2)(或第一积分的空燃比方法)计算的燃料质量数据点集已经被应用于SVM算法。图700描绘了面积710内的FUL催化剂(描绘为圆形)和面积730内的阈值催化剂(描绘为方块)。进一步，图700中的燃料质量数据可由方程式(3)或方程式(4)(或第二积分的空燃比方法)导出。图700中的燃料质量数据可以不包括在上游传感器读取化学计量之前喷射入催化剂的燃料。
每个图使用具有模糊C均值聚类的SVM算法并且包括各自的缓冲区域，例如图600中的缓冲区域654和图700中的缓冲区域754。可基于数据的分布、聚类、错误分类的容许等等在各自的分类平面附近校正缓冲区域654和754。在一定程度上选择较宽的缓冲区域可增加准确性，但同时可能减少可以进行诊断的数据点的数目。因此，校正可取决于误差容许和期望的探测频率之间的权衡。落入缓冲区域654和754内的数据点可不被分类(例如，可以不做出缓冲区域内数据点是否属于FUL或阈值类的决定)。通过包括缓冲区域654(由分类平面650限定)和缓冲区域754(由分类平面750限定)，可以减少靠近或邻接分类平面的错误分类，并且可以增加模型准确性。
应当观察到，第二积分的空燃比方法(图700)在缓冲区域754中包括较少的催化剂(例如，仅仅一个)。相反，使用通过第一积分的空燃比方法获得的燃料质量数据的图600在缓冲区域654中或其边缘上显示大约5个催化剂。如此，第二积分的空燃比方法提供FUL和阈值催化剂之间更清晰的缓冲区域，使得催化剂的表征更准确。
在图8中图解了相应于图6的SVM分类的柱状分布图800，其显示了x轴上燃料质量数据的分布连同y轴上它们的频率。图9中图解了相应于图7的SVM分类的柱状分布图900，其显示了x轴上燃料质量数据(使用方程式(3)或(4)得到的)的分布连同y轴上它们的频率。分布图800示出了通过使用燃料质量计算由方程式(2)所获得的阈值催化剂的分布802和FUL催化剂的分布804。分布图900图解了使用由使用方程式(3)或方程式(4)获得的燃料质量计算的阈值催化剂的分布902和FUL催化剂的分布904。将观察到，相对于各自的分布802和804，分布902和904更窄。902和904中更窄的分布指示确定催化剂退化的更可信的和更准确的方法。
返回至程序400，在404处，如果燃料质量数据符合阈值催化剂分类(例如，图7中面积730)，那么程序400进行至设定故障标志的406。进一步，响应于催化剂退化的指示，可调整发动机运行参数。发动机运行参数可以为发动机转速、发动机负载、交通工具速度、燃料喷射、扭矩输出等。交通工具中的发动机系统可继续运行，然而性能和/或驾驶性能可被降低。在一个实例中，发动机转速和/或发动机转速限制可被降低，其可降低发动机扭矩输出。在另一个实例中，可减小交通工具速度。进一步，可调整燃料喷射，以便即使以阈值催化剂仍可由发动机排出降低的调节的排放水平。如此，对一个或多个发动机运行参数的这些调整可以与由催化剂监控器指示的退化程度成比例。
如果燃料质量数据不符合阈值催化剂分类，程序400继续至408以确定燃料质量数据是否符合有效寿命分类(例如，图7中面积710)。如果确定燃料质量数据符合有效寿命分类，程序400进行至设定通过标志的410。如果不，程序400在412处将缓冲区域(例如，图7中的缓冲区域754)内的燃料质量数据分类。进一步，程序400进行至设定未决定标志的414。
作为实例，催化剂监控系统相应于多个DFSO事件可执行多个分类，从而准确地和鲁棒地将催化剂退化状态分类。特别是，当与如果催化剂分类清楚地落入阈值或有效寿命区域内比较时，如果催化剂被分类在缓冲区域内或靠近缓冲区域，可执行更多数目的分类。作为实例，使用已知的方法可以平均或统计地组合来自多个分类的结果，来评估催化剂退化。作为进一步实例，当催化剂被分类为FUL或分类在缓冲区域内时，为了更准确地诊断阈值催化剂可执行更多数目的分类。
因此，基于通过SVM模型的FM数据的分类，可为交通工具操作者提供指示，例如通过显示器装置。例如，如果设定故障标志，可提供警示指示，提醒操作者催化剂退化。作为进一步的实例，如果SVM分类确定催化剂依然在其有效寿命内并且设定通过标志，可不为交通工具操作者提供指示。作为进一步实例，如果催化剂监控导致缓冲区域内的分类，可提供警示指示，提醒操作者即将发生的催化剂退化。
现在转到图5，它图解了时间表500，其示出在DFSO事件之后用于执行催化剂监控方法的交通工具工况的趋势。图5描绘的运行时间表可以在这样的实例发动机中，该发动机包括位于排放控制装置上游来监控进料气空燃比(也称为入口空燃比)的第一UEGO传感器。实例发动机还可包括位于排放控制装置内的中床的第二UEGO传感器和位于排放控制装置下游的HEGO传感器。由时间表500中的曲线502指示喷射进入实例发动机的燃料的量的变化，以曲线504描绘来自第一UEGO传感器的空燃比读数，来自第二UEGO传感器的空燃比读数在虚线曲线506上，和以曲线508显示HEGO传感器电压输出。所有上述相对x轴上的时间绘制曲线。此外，时间沿x轴从左至右增加。线514代表化学计量HEGO电压输出。线516代表由稀至富阈值电压转换或转变阈值。在一个实例中，线516可指示0.45V的电压。线515代表阈值稀电压。将理解的是，即使实例时间表500以UEGO和HEGO传感器输出为特征，也可以使用其它适合的排气传感器而不背离该公开内容的范围。作为实例，上游传感器可以为HEGO传感器和/或下游传感器可以为UEGO传感器，而不背离本公开内容的范围。
在t1之前，交通工具可以以如全部四条曲线所指示的化学计量的发动机运行行驶，四条曲线均在化学计量附近。在t1处，可启动DFSO事件，例如沿下坡下滑的时候，导致喷射的燃料的量下降(曲线502)，以及排放控制装置的进料气(或上游位置)、中床位置和下游中的空燃比的减小。如图5中所示，指示中床位置处的空燃比的第二UEGO传感器输出的响应可相对地低于指示进料气中的空燃比的第一UEGO传感器输出的响应。进一步，指示催化剂下游的空燃比的HEGO传感器输出可以低于第二UEGO输出。
在t1和t3之间，在DFSO事件期间，可以不喷射燃料而发动机继续旋转并且通过排放装置泵送空气。因此，在DFSO期间排放装置中催化剂可被氧饱和。
在t2处，HEGO输出减少至阈值稀电压以下(线515)并且保持在阈值稀电压以下。因此，如果催化剂监控器的进入条件为HEGO输出小于阈值稀电压，那么在t2处可满足进入条件并且在DFSO事件结束之后可激活催化剂监控。
DFSO事件可持续直到满足退出DFSO的条件。因此，在t3处响应于驾驶员给油，发动机退出DFSO运行并且可以结束DFSO事件。在一个实例中，催化剂监控器进入条件可以为充分长的DFSO事件以使催化剂被氧饱和。在描绘的时间表500中，DFSO事件从t1持续到t3并且可以具有足够的持续时间以完全使排放控制装置饱和。如果DFSO事件持续时间具有较短的持续时间，例如比持续时间阈值更短，那么可以不执行催化剂监控。
在t3处，燃料喷射的量(曲线502)增加到化学计量的发动机运行水平之上并且由于满足催化剂监控器进入条件，可以开始催化剂监控。因此，当执行催化剂监控时，响应于驾驶员给油可以以富燃料喷射运行发动机。作为实例，可以以等于ΔF的燃料量为发动机过量供给燃料(相对于化学计量)。过量供给燃料的量—ΔF可随催化剂的鲜度基本上线性地增加。换句话说，过量供给燃料的量可随催化剂老化的增加而减少。
响应于燃料喷射的增加，指示进料气空燃比的第一UEGO输出(曲线504)在t3开始增加，并且指示中床空燃比的第二UEGO输出(曲线506)在t3之后即开始增加。将注意到，在进料气空燃比经历任何变化之前，可存在短的“空载时间(td)”。类似地，在“空载时间”期间，中床空燃比也不经历变化。这可暗示当催化剂已经被来自DFSO事件的氧饱和时，氧既不被存储也不被释放，并且进料气依然比化学计量稀。因此，即使在t3处和t3之后立即喷射燃料(曲线502)，因为不存在催化剂的氧容量的变化，所以该初始量的燃料可以不包括在燃料质量计算中。
如通过曲线508所观察，HEGO输出在t3之后开始由阈值稀电压(线515)以下很大地增加。在t4处，第一UEGO传感器输出可达到化学计量。因此，在t4处根据方程式(3)和(4)可开始计算燃料质量的积分。
催化剂监控继续直到t5，此时HEGO输出与稀-富电压阈值(线516)相交并上升至稀-富电压阈值(线516)以上。因此，在t5处停止催化剂监控，并且可中断过量供给燃料。因此，在t5之后，燃料喷射的量减少，以及发动机运行可返回至化学计量运行以减少烃排放的量。此外，在t5以外，来自第一UEGO传感器的空燃比读数减小至化学计量，如HEGO输出。
如前面有关方程式(3)至(4)所描述，喷射至催化剂的燃料质量可基于第一UEGO空燃比输出和进入催化剂的空气质量通过积分计算估计。积分计算可从相应于第一UEGO传感器指示化学计量的第一时间到HEGO经历从稀转变至富的第二时间。在图5中，t4可相应于可开始积分计算的第一时间，和t5可相应于HEGO传感器经历转变的第二时间。阴影区域524可代表从t4至t5的第一UEGO传感器信号(例如，方程式3和4中术语φin)的积分。应当注意，当可能不准确地知道出口空燃比时，诸如使用HEGO传感器，该积分可具体地执行。
然而，当存在中床空燃比传感器(例如，UEGO传感器)时，如图5的实例中，积分计算可稍稍地不同。在一个实例中，当存在中床UEGO传感器时，积分可从时间t3开始。本文中，积分可包含相应于区域526和阴影区域524的和的总面积。因此，燃料质量估计可包括如阴影区域524(斜线)所描绘的面积和由区域526(水平线)所描绘的面积。因为来自第二UEGO传感器的中床空燃比和来自第一UEGO传感器的进料气空燃比从时间t3至t3-td重叠，所以相应于重叠时间的积分面积将为零。此外，区域526可非常地小于阴影区域524并可在积分计算中被忽视。在催化剂出口处缺乏准确的空燃比，催化剂监控器可假设在出口处空燃比基本上处于化学计量，其可以是可接受的假设，如图5中所见。
还应当注意，由方程式(2)代表的第一积分的空燃比方法可加算由有点的区域528所示的面积以弥补在DFSO退出之后立即递送直到第一UEGO传感器达到化学计量的燃料。然而，如前面所解释，该额外的燃料可没有被用于与催化剂中存储的氧反应，因此，在根据方程式(3)和(4)计算燃料质量中可被忽略。因此，第二积分的空燃比方法将区域528加入燃料质量的计算。本公开内容使用方程式(3)或(4)中所示计算来计算燃料质量。此外，如上述所描述，可通过合并区域524和526估计燃料质量，区域524左临接第一UEGO传感器(或进料气)达到化学计量的时间t4并且右临接HEGO传感器经历转变的时间t5。如此，相对于区域524，区域526可较小，并且因此，其在燃料质量计算中也可被忽视。
因此，实例催化剂监控器方法可包括在减速燃料切断(DFSO)事件之后，计算喷射的总燃料质量，计算包括基于从相应于第一排气传感器指示化学计量时的第一时间直到第二排气传感器经历转变时的第二时间的空气质量流量和空燃比的积分，并基于总燃料质量指示催化剂的退化。本文中，第一排气传感器可以为通用排气传感器，和第二排气传感器可以为加热型排气氧传感器。第二排气氧传感器的转变可包括第二排气氧传感器与稀-富电压阈值(图5的时间表500中线516)相交。此外，方法可包括当DFSO事件的持续时间短于第一阈值时使总燃料质量的计算无效。本文中，第一阈值可以为持续时间阈值。计算喷射的总燃料质量可忽视在第一排气传感器指示化学计量之前喷射的燃料。
现在转到图10，它图解了图1000，其显示了随着沿x轴绘制曲线的催化剂温度沿y轴绘制曲线的计算的燃料质量(通过方程式(3)或方程式(4))的变化。对于有效寿命的催化剂，图10的图1000中曲线1002可类似于图7中SVM曲线。如所观察，燃料质量稳定增加直到大约1300F的催化剂温度，然后燃料质量减少。
图11描绘了图1100，其图解了过量供给燃料(ΔF)和计算的燃料质量(来自方程式(3)或方程式(4))之间的实例关系。如所示，过量供给燃料为沿y轴绘制曲线并且计算的燃料质量为沿x轴绘制曲线。曲线1102显示过量供给燃料(ΔF)随计算的燃料质量几乎线性地增加。所前面所提到，由方程式(3)或(4)计算的较高的燃料质量可指示具有较长有效寿命的更绿色的催化剂。因此，在催化剂监控程序期间可能需要较大量的过量供给燃料来与在更绿色的催化剂中较大量的存储的氧反应。
以该方式，用于监控连接至燃烧发动机中排气系统的排放控制装置的系统可包括位于排放控制装置上游的排气系统中的第一排气传感器，连接在排放控制装置的催化剂材料的容积下游的第二排气传感器，和具有存储在非瞬时存储器中的计算机可读的指令的控制器，用于基于发动机工况启动减速燃料切断(DFSO)，在DFSO之后，响应于驾驶员给油启动供给燃料，在驾驶员给油之后，估计从当第一排气传感器获得化学计量时至第二排气传感器转变递送的燃料质量的总量，将估计的燃料质量的总量应用于支持向量机以产生分类输出，并基于分类输出指示催化剂退化。本文中，第一排气传感器可以为通用排气传感器以及第二排气传感器可以为加热型排气氧传感器。第二排气传感器的转变可包括第二排气传感器与稀-富电压阈值(例如，图5中线516)相交。燃料质量的总量可基于入口空燃比和空气质量流量。控制器可进一步包括指令，用于忽略在第一排气传感器获得化学计量之前递送的第一燃料质量的量。
以该方式，排放控制装置可用来监控退化和/或老化。催化剂的老化可通过在稀运行条件期间其氧存储的容量估计。本文中方法计算与存储的氧反应所需的燃料质量，而不是直接计算存储的氧，由此提供诊断催化剂的度量。此外，本公开内容通过具体地计算计算仅在进料气传感器(或监控进料气的UEGO传感器)达到化学计量之后递送的燃料计算燃料质量。因此，通过排除在DFSO事件之后直到UEGO传感器读数为化学计量的持续时间内递送至发动机的燃料质量的部分，可获得基本上专门与存储的氧反应的燃料质量的更准确的计算。如此，使用本公开内容中的方法计算的燃料质量可以更可信并且对噪音较不敏感。整体上，可实现催化剂老化的更准确的估计。
注意，本文中所包括的实例控制和估计程序能够与各种发动机和/或交通工具系统配置一起使用。本文中公开的控制方法和程序可作为可执行的指令存储在非瞬时存储器中并可由包括控制器的控制系统结合各种传感器、致动器和其它发动机硬件进行。本文中描述的具体程序可代表任何数目的处理策略中的一种或多种，诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。如此，图解的各种动作、操作或功能可以图解的顺序、并行地执行或在一些情况下被省略。同样，处理的顺序对实现本文中描述的实例实施方式的特征和优点不是必须需要的，但为了易于图解和描述提供该处理顺序。根据使用的具体策略，可重复地执行图解的动作、操作和/或功能中的一个或多个。此外，描述的动作、操作和/或功能可图形化表示被编程至发动机控制系统中计算机可读的存储介质的非瞬时存储器中，其中，描述的动作可通过执行系统中的指令进行，系统包括结合电子控制器的各种发动机硬件部件。
应当理解的是，本文中公开的配置和程序实质上是示例性的，并且这些具体的实施方式不被认为是限制性的，因为众多变体是可能的。例如，上述技术可被应用至V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸和其它发动机类型。本公开内容的主题包括本文中公开的各种系统和配置的所有新颖的和非显而易见的组合和子组合，以及其它特征、功能和/或性质。
下面的权利要求具体地指出被认为新颖的和非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可能涉及“一个”元件或“第一”元件或其等同物。这样的权利要求应当被理解为包括包含一个或多个这样的元件，即不需要也不排除两个或更多这样的元件。公开的特征、元件和/或性质的其它组合和子组合可通过修改本权利要求或通过在该申请或相关申请中提交新的权利要求而要求保护。这样的权利要求，无论与原始权利要求范围相比更宽、更窄、等同或不同，都被认为包括在本公开内容的主题内。

Claims (20)

1.用于发动机的方法，其包括：
在减速燃料切断持续时间之后，
基于使得传感器变得比阈值更富所需的富产物的量指示排放装置的退化，当减速燃料切断持续时间大于阈值持续时间时进行所述指示，通过积分入口空燃比来确定富产物的量，仅在所述入口空燃比达到化学计量空燃比之后开始所述积分。
2.权利要求1所述的方法，其中所述传感器的阈值基本上处于化学计量空燃比。
3.权利要求2所述的方法，其中所述传感器为放置在所述排放装置下游的空燃比传感器。
4.权利要求3所述的方法，其中所述传感器为部分容积传感器。
5.权利要求3所述的方法，其中所述传感器为全容积传感器。
6.权利要求1所述的方法，其中所述积分进一步基于在递送富产物期间的空气质量流量。
7.权利要求6所述的方法，其中所述积分忽视在入口空燃比达到化学计量空燃比之前的入口空燃比。
8.权利要求7所述的方法，其中当所述传感器比所述阈值更富时结束基于入口空燃比的所述积分。
9.权利要求8所述的方法，其中所述入口空燃比通过放置在所述排放装置上游的通用排气氧传感器确定。
10.用于发动机的方法，其包括：
在减速燃料切断事件持续时间大于阈值持续时间之后计算喷射的总燃料质量，所述计算包括基于从相应于当第一排气传感器指示化学计量空燃比时的第一时间直到当第二排气传感器经历转变时的第二时间的空气质量流量和空燃比的积分；和
基于所述总燃料质量指示催化剂的退化。
11.权利要求10所述的方法，其中所述第一排气传感器为通用排气传感器，并且其中所述第二排气传感器包括加热型排气氧传感器。
12.权利要求10所述的方法，其中所述第二排气传感器的所述转变包括所述第二排气传感器与稀-富电压阈值相交。
13.权利要求10所述的方法，进一步包括当所述减速燃料切断事件的持续时间短于阈值持续时间时，使所述总燃料质量的所述计算无效。
14.权利要求10所述的方法，其中计算喷射的所述总燃料质量忽视在所述第一排气传感器指示化学计量空燃比之前喷射的燃料。
15.一种发动机系统，其包括：
发动机，其连接至包括排放控制装置的排气系统；
第一排气传感器，其放置在所述排放控制装置上游的所述排气系统中；
第二排气传感器，其连接在所述排放控制装置的催化剂材料的容积下游；
控制器，其具有存储在非瞬时存储器中的计算机可读的指令，用于：
基于发动机工况启动减速燃料切断；
在所述减速燃料切断持续时间大于阈值持续时间之后，响应于驾驶员给油启动供给燃料；
在所述驾驶员给油之后，估计从当所述第一排气传感器获得化学计量空燃比时至所述第二排气传感器的转变递送的燃料质量的总量；
将所述估计的燃料质量的总量应用于支持向量机以产生分类输出；和
基于所述分类输出指示催化剂退化。
16.权利要求15所述的发动机系统，其中所述第一排气传感器为通用排气传感器。
17.权利要求15所述的发动机系统，其中所述第二排气传感器为加热型排气氧传感器。
18.权利要求15所述的发动机系统，其中所述第二排气传感器的所述转变包括所述第二排气传感器与稀-富电压阈值相交。
19.权利要求18所述的发动机系统，其中所述燃料质量的总量基于入口空燃比和空气质量流量。
20.权利要求19所述的发动机系统，其中所述控制器包括进一步的指令用于忽略在所述第一排气传感器获得化学计量空燃比之前递送的第一燃料质量的量。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10480368B2 (en) * 2017-08-28 2019-11-19 Ford Global Technologies, Llc Systems and methods for detecting exhaust air leak
US11274615B2 (en) * 2020-06-16 2022-03-15 Ford Global Technologies, Llc Methods and system for estimating a temperature of an after treatment device
DE102022210818B3 (de) 2022-10-13 2024-01-11 Vitesco Technologies GmbH Verfahren, Computerprogramm und Steuerungsvorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4156630B2 (ja) * 2006-04-18 2008-09-24 三菱電機株式会社 内燃機関の触媒劣化診断装置及び触媒劣化診断方法
JP2010001803A (ja) * 2008-06-20 2010-01-07 Honda Motor Co Ltd 触媒の劣化判定装置
CN102042096A (zh) * 2009-10-14 2011-05-04 通用汽车环球科技运作公司 汽缸停用以降低燃料切断模式之后的燃料富集

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4312325B2 (ja) * 1999-12-28 2009-08-12 本田技研工業株式会社 排ガス浄化用触媒装置の劣化状態評価方法
DE19963932A1 (de) * 1999-12-31 2001-07-12 Bosch Gmbh Robert Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine insbesondere eines Kraftfahrzeugs
US6594986B2 (en) 2001-06-19 2003-07-22 Ford Global Technologies, Inc. Oxidant storage capacity estimation
US7284368B2 (en) 2003-12-02 2007-10-23 Ford Global Technologies Llc Computer device to control operation during catalyst desulfurization to preserve catalytic function
US7900439B2 (en) * 2007-06-08 2011-03-08 Gm Global Technology Operations, Inc. Exhaust system monitoring methods and systems
EP2031207B1 (de) * 2007-08-31 2009-11-11 Umicore AG & Co. KG Verfahren zur Prüfung des Alterungszustandes eines Katalysators an Bord eines Fahrzeugs
US8756915B2 (en) 2009-10-13 2014-06-24 Ford Global Technologies, Llc Integrated fuel catalyst monitor
US8516796B2 (en) * 2009-11-20 2013-08-27 GM Global Technology Operations LLC System and method for monitoring catalyst efficiency and post-catalyst oxygen sensor performance
US8800356B2 (en) 2011-09-28 2014-08-12 Ford Global Technologies, Llc Engine catalyst diagnostics
US9074513B2 (en) 2012-01-18 2015-07-07 Ford Global Technologies, Llc Non-intrusive exhaust gas sensor monitoring
US9416714B2 (en) * 2012-03-01 2016-08-16 Ford Global Technologies, Llc Non-intrusive exhaust gas sensor monitoring
US20130245919A1 (en) 2012-03-19 2013-09-19 Ford Global Technologies, Llc Low dimensional three way catalyst model for control and diagnostics
US9097166B2 (en) 2013-03-22 2015-08-04 Ford Global Technologies, Llc Integrated fuel catalyst monitor
US9932877B2 (en) 2013-05-10 2018-04-03 Ford Global Technologies, Llc Integrated fuel catalyst monitor

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4156630B2 (ja) * 2006-04-18 2008-09-24 三菱電機株式会社 内燃機関の触媒劣化診断装置及び触媒劣化診断方法
JP2010001803A (ja) * 2008-06-20 2010-01-07 Honda Motor Co Ltd 触媒の劣化判定装置
CN102042096A (zh) * 2009-10-14 2011-05-04 通用汽车环球科技运作公司 汽缸停用以降低燃料切断模式之后的燃料富集

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Publication number Publication date
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