CN106353385A - 用于去除氧传感器的中毒的装置和方法 - Google Patents

用于去除氧传感器的中毒的装置和方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了用于去除氧传感器的中毒的装置和方法。该氧传感器的中毒去除装置，包括：氧传感器，检测废气包含的氧浓度；以及控制单元，在发动机的倒拖情形下根据从氧传感器输出的氧信号差别化除去氧传感器的中毒的加热温度和加热时间。通过根据从氧传感器输出的氧信号的幅度加热氧传感器，可以通过燃烧使氧传感器的电极中毒的物质来抑制氧传感器劣化并且可以准确地确定氧传感器的故障。

Description

用于去除氧传感器的中毒的装置和方法
相关申请的交叉引证
本申请要求于2015年7月13日提交的韩国专利申请第10-2015-0099200号的权益，通过引证将其全部内容结合于此。
技术领域
本公开涉及去除氧传感器的中毒的装置和方法。
背景技术
本部分的陈述仅提供与本发明有关的背景资料，并不可构成现有技术。
通常，柴油发动机展现出燃料消耗和输出扭矩的优势，但其在废气上展现出劣势。即，虽然柴油发动机产生较少的一氧化碳CO和烃HC，但由于柴油发动机的高压缩比导致的燃烧室的高温其产生更多的氮氧化物(通常，称为NOx)和微粒物质。
通常，通过燃烧控制能够减少微粒物质，然而，进退两难的局面的是减少NOx的排放控制方案会导致微粒物质的增加，而减少微粒物质的排放控制方案会导致NOx的增加，因此，难以同时减少NOx和微粒物质。
通常，柴油发动机设置有减少微粒物质的柴油催化的微粒过滤器(CPF)。
CPF收集发动机排放的微粒物质，并且当收集多于预定量的微粒物质时，通过采用后喷射来燃烧通过增加废气在CPF中收集的微粒物质使CPF再生。
另一方面，柴油发动机通常设置有感测涡轮增压器的上游侧的废气温度的废气温度传感器，这种废气温度的检测可用于防止涡轮增压器过热，限制废气温度，并且防止CPF过热。
此外，为了控制EGR并且调整燃料喷射，氧传感器通常设置在涡轮增压器的下游侧以便测量空气/燃料比。
因此，发动机控制单元(ECU)基于位于涡轮增压器的上游侧和下游侧的废气温度传感器和氧传感器获得的数据控燃料喷射和后喷射。
在这种情况下，测量氧浓度的电极设置在氧传感器的内部，然而，因种种原因(例如，由于硅氧烷导致的中毒)氧传感器的电极中毒。如果氧传感器的电极中毒，那么从氧传感器输出的氧信号劣化。
在该背景技术部分中公开的以上信息仅用于加深对本公开的理解，并且其可以包含本领域普通技术人员还未知晓的信息。
发明内容
本公开提供一种去除氧传感器的中毒的装置及其方法，其用于防止由于种种原因导致的氧传感器的电极中毒而使得氧传感器的输出信号劣化。
根据本公开实施方式的氧传感器的中毒去除装置，包括：氧传感器，检测废气包含的氧浓度；以及控制单元，在发动机的倒拖阶段(overrunsection)中根据来自氧传感器的氧信号差别化用于去除氧传感器的中毒的加热温度和加热时间。
控制单元可在后运行阶段(after-run section)加热氧传感器。
后运行阶段可以是关闭发动但在预定时间期间电源被供应至控制单元的阶段。
发动机的倒拖阶段可以是车辆处于滑行状态或制动状态。
如果氧信号在预定时间或更长的时间期间大于最大预定值，控制单元可以随着氧信号增大而逐步增加加热温度和加热时间，或者如果氧信号在预定时间或更长时间期间小于最小预定值，控制单元可以随着氧信号减小而逐步增加加热温度和加热时间。
最大预定值可以被分成第一最大预定值、大于第一最大预定值的第二最大预定值、以及大于第二最大预定值的第三最大预定值，并且最小预定值可以被分成第一最小预定值、小于第一最小预定值的第二最小预定值、以及小于第二最小预定值的第三最小预定值。
如果氧信号在预定时间或更长时间期间大于第一最大预定值或者在预定时间或更长时间期间小于第一最小预定值，控制单元可以将加热温度设置为第一加热温度并将加热时间设置为第一加热时间以加热氧传感器。
如果氧信号在预定时间或更长时间期间大于第二最大预定值或者在预定时间或更长时间期间小于第二最小预定值，控制单元可以将加热温度设置为高于第一加热温度的第二加热温度并将加热时间设置为比第一加热时间长的第二加热时间以加热氧传感器。
如果氧信号在预定时间或更长时间期间是第三最大预定值以上或者在预定时间或更长时间期间是第三最小预定值以下，控制单元可以将加热温度设置为高于第二加热温度的第三加热温度并将加热时间设置为比第二加热时间长的第三加热时间以加热氧传感器。
如果氧传感器的加热次数是预定次数或更多次数，控制单元可以确定确定氧传感器出故障。
一种根据本公开另一实施方式的中毒去除方法，包括：确定在发动机驱动的状态下是否满足倒拖情形；确定在预定时间或更长时间期间从氧传感器输出的氧信号是否大于最大预定值或者在预定时间或更长时间期间是否小于最小预定值；以及根据氧信号的幅度差别化去除氧传感器的中毒的加热温度和加热时间以加热氧传感器。
可以在后运行阶段执行氧传感器的加热。
后运行阶段可以是关闭车辆的发动但在预定时间期间保持控制单元的电源的阶段。
发动机的倒拖阶段可以是车辆处于滑行状态或制动状态。
如果氧信号在预定时间或更长时间期间大于最大预定值，可以随着氧信号增大而逐步增加加热温度和加热时间，如果氧信号在预定时间或更长时间期间小于最小预定值，可以随着氧信号减小而逐步增加加热温度和加热时间。
最大预定值可以被分成第一最大预定值、大于第一最大预定值的第二最大预定值、以及大于第二最大预定值的第三最大预定值，并且最小预定值可以被分成第一最小预定值、小于第一最小预定值的第二最小预定值、以及小于第二最小预定值的第三最小预定值。
如果氧信号在预定时间或更长时间期间大于第一最大预定值或者在预定时间或更长时间期间小于第一最小预定值，加热温度可以被设置为第一加热温度并且加热时间可以被设置为第一加热时间以加热氧传感器。
如果氧信号在预定时间或更长时间期间大于第二最大预定值或者在预定时间或更长时间期间小于第二最小预定值，加热温度可以被设置为高于第一加热温度的第二加热温度并且加热时间可以被设置为比第一加热时间长的第二加热时间以加热氧传感器。
如果氧信号在预定时间或更长时间期间是第三最大预定值以上或者在预定时间或更长时间期间是第三最小预定值以下，加热温度可以被设置为高于第二加热温度的第三加热温度并且加热时间可以被设置为比第二加热时间长的第三加热时间以加热氧传感器。
该方法可以进一步包括计算氧传感器的加热次数；以及如果加热次数是预定次数或更多次数，则确定氧传感器出故障。
根据本公开实施方式的氧传感器的中毒去除装置及方法，通过根据从氧传感器输出的氧信号的幅度加热氧传感器，可以通过燃烧使氧传感器的电极中毒的材料来抑制氧传感器劣化并且可以准确地确定氧传感器的故障。
从本文所提供的描述进一步的应用领域将变得显而易见。应当理解描述和具体实例旨在仅仅用于举例说明，而并非旨在限制本公开的范围。
附图说明
为了可以更好地理解本公开，现在将参考附图通过实例的方式描述本公开的各种形式，在附图中：
图1是示出了发动机系统的配置的示意图；
图2是示出了氧传感器的中毒去除装置的配置的框图；
图3至图6是示出了氧传感器的中毒去除方法的流程图；以及
图7是说明氧传感器的中毒去除方法的曲线图。
本文中描述的附图是仅出于说明性目的并不旨在以任何方式限制本公开的范围。
具体实施方式
以下说明实际上仅是示例性的并且并不旨在限制本公开、应用，或使用。应当理解的是，贯穿所有附图，对应的参考标号指代相似或对应的部件或特征。
如本领域技术人员应当认识到的，在所有都不偏离本公开的精神或范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施方式进行修改。
为了便于描述，在附图中示出的构造的尺寸和厚度被选择性地提供，使得本公开内容不限于附图中所示出的构造，并且为使某些部件和区域清晰而放大了厚度。
现在将参考附图描述根据本公开实施方式的氧传感器的中毒去除装置。
图1是示出了发动机系统的配置的示意图。图2是示出了氧传感器的中毒去除装置的配置的框图。
如在图1和图2中示出的，氧传感器10的中毒去除装置包括：氧传感器10和控制单元20，氧传感器检测排气所包含的氧浓度并且控制单元根据从氧传感器10输出的氧信号的幅度差别化用于去除氧传感器10的中毒的加热温度和加热时间。
氧传感器10通常安装在排气管线中，在排气管线中流过发动机中排放的废气从而感测从发动机的燃烧室排放的废气所包含的氧浓度，因此输出废气的贫/富状态的信号(氧信号)。从氧传感器10输出的氧信号被提供至控制单元20。
氧传感器10包括感测废气的氧浓度的电极12和加热电极12的加热器14。
流至排气管线的废气包括各种粒状材料。如果由于粒状物质(例如，硅氧烷)，氧传感器10的电极12中毒，则从氧传感器10输出的氧信号劣化。
因此，氧传感器10的电极12中毒，控制单元20加热氧传感器10以燃烧使电极12中毒的材料。控制单元20可以是电子控制单元(ECU)。
控制单元20可以由通过预定程序操作的至少一个处理器提供，因此通过预定程序执行氧传感器10的中毒去除方法的各个步骤。
如果满足发动机的倒拖情形则执行氧传感器10是否中毒。发动机的倒拖情形可以是在车辆行驶时没有踩踏油门踏板的情况，例如车辆的滑行状态或制动状态。
如果车辆急剧加速或减速，从发动机排放的废气量急剧改变。如果废气量急剧地改变，则废气所包含的氧浓度也会急剧地改变。
因此，确定在废气量保持相对恒定的倒拖阶段中氧传感器10是否产生中毒。
当氧传感器10被加热时，控制单元20在后运行阶段中加热氧传感器10。
在这种情况下，后运行阶段是车辆的发动关闭但在预定时间期间电力从电池供应至控制单元20的阶段。
在后运行阶段中，存储发动机的各种传感器数值或几个致动器的学习值。
如果在车辆行驶时加热氧传感器10，可能会影响发动机的驱动和从发动机排放的废气。
因此，在一种形式中，在后运行阶段中可以执行氧传感器10的加热控制。
如果氧信号大于最大预定值，则控制单元20随着氧信号增大而逐步增加加热温度和加热时间。此外，如果氧信号小于最小预定值，则控制单元20随着氧信号减小而逐步增加加热温度和加热时间。
在此，如果氧信号保持在最大预定值与最小预定值之间，这意指氧传感器10处于正常状态。
因此，如果氧信号在预定时间或更长时间期间大于最大预定值或者在预定时间或更长时间期间小于最小预定值，则确定氧传感器10中毒，并且控制单元20通过加热器14加热氧传感器10的电极12以燃烧使电极12中毒的材料。
即，如果氧信号在预定时间或更长时间期间大于最大预定值，控制单元20随着氧信号增大而逐步增加加热温度和加热时间，或者如果氧信号在预定时间或更长时间期间小于最小预定值，控制单元20随着氧信号减小而增加加热温度和加热时间。
如在图7中示出的，可以将最大预定值分成第一最大预定值、大于第一最大预定值的第二最大预定值、以及大于第二最大预定值的第三最大预定值。
此外，最小预定值可以分成第一最小预定值、小于第一最小预定值的第二最小预定值、以及小于第二最小预定值的第三最小预定值。
如果氧信号在预定时间或更长时间期间大于第一最大预定值或者在预定时间或更长时间期间小于第一最小预定值，控制单元20将加热温度设置为第一加热温度并将加热时间设置为第一加热时间以加热氧传感器10。
此外，如果氧信号在预定时间或更长时间期间大于第二最大预定值或者在预定时间或更长时间期间小于第二最小预定值，控制单元20将加热温度设置为高于第一加热温度的第二加热温度并且将加热时间设置为比第一加热时间长的第二加热时间以加热氧传感器10。
此外，如果氧信号在预定时间或更长时间期间是第三最大预定值以上或者在预定时间或更长时间期间是第三最小预定值以下，控制单元20将加热温度设置为高于第二加热温度的第三加热温度并将加热时间设置为比第二加热时间长的第三加热时间以加热氧传感器10。
此外，在控制单元20执行预定次数(例如，两次)的加热氧传感器10的处理用于去除氧传感器10的中毒的之后，当氧信号大于最大预定值并且小于最小预定值时，确定氧传感器10出故障。
在下文中，将参考附图描述根据本公开实施方式的去除氧传感器10的中毒的方法。
图3至图6是示出根据本公开实施方式的去除氧传感器10的中毒的方法的流程图。
如在图3中示出的，控制单元20确定在发动机行驶的状态S10中是否满足倒拖情形(S20)。
发动机的倒拖情形可以是在车辆行驶时没有踩踏油门踏板的情况，如车辆的滑行状态或制动状态。
如果满足发动机的倒拖情形，控制单元20确定从氧传感器10输出的氧信号是否大于最大预定值或者小于最小预定值。在这种情况下，可以将最大预定值分成第一最大预定值、大于第一最大预定值的第二最大预定值、以及大于第二最大预定值的第三最大预定值。
此外，最小预定值可以分成第一最小预定值、小于第一最小预定值的第二最小预定值、以及小于第二最小预定值的第三最小预定值。
详细地，确定氧信号在预定时间或更长时间期间是否是第三最大预定值以上，或者在预定时间或更长时间期间是否是第三最小预定值以下(S30)。
如果氧信号在预定时间或更长时间期间是第三最大预定值以上，或者在预定时间或更长时间期间是第三最小预定值以下，控制单元20暂时存储氧信号(S32)，如图4所示。
此外，确定车辆是否进入后运行阶段(S34)。
如果车辆是后运行阶段，控制单元20通过将加热温度和加热时间设置为第三加热温度和第三加热时间来加热氧传感器10(S36)。
控制单元20计算氧传感器10的加热次数(S38)。
如果加热次数是预定次数(例如，两次)或更多的次数，确定氧传感器10出故障(S39)。
在步骤S30中，如果氧信号小于第三最大预定值或大于第三最小预定值，控制单元20确定氧信号在预定时间或更长时间期间是否大于第二最大预定值或者在预定时间或更长时间期间是否小于第二最小预定值(S40)。
如果氧信号在预定时间或更长时间期间大于第二最大预定值或者在预定时间或更长时间期间小于第二最小预定值，如在图5中示出的，控制单元20暂时存储氧信号(S42)。
此外，确定车辆是否进入后运行阶段(S44)。
如果车辆是后运行阶段，控制单元20将加热温度设置为低于第三加热温度的第二加热温度并将加热时间设置为比第三加热时间短的第二加热时间以加热氧传感器10(S46)。
控制单元20计算氧传感器10的加热次数(S48)。
如果加热次数是预定次数(例如，两次)或更多的次数，确定氧传感器10出故障S49。
在步骤S40中，如果氧信号小于第二最大预定值或大于第二最小预定值，控制单元20确定氧信号在预定时间或更长时间期间是否大于第一最大预定值或者在预定时间或更长时间期间是否小于第一最小预定值(S50)。
如果氧信号在预定时间或更长时间期间大于第一最大预定值或者在预定时间或更长时间期间小于第一最小预定值，如在图6中示出的，暂时存储氧信号(S52)。
此外，确定车辆是否进入后运行阶段(S54)。
如果车辆是后运行阶段，控制单元20将加热温度设置为低于第二加热温度的第一加热温度并将加热时间设置为比第二加热时间短的第一加热时间以加热氧传感器10(S56)。
控制单元20计算氧传感器10的加热次数(S58)。
如果加热次数是预定次数(例如，两次)或更多的次数，确定氧传感器10出故障(S59)。
如上所述，根据本公开实施方式，当氧信号大于最大预定值或小于最小预定值时，未确定氧传感器10的故障。
为了去除氧传感器10的中毒，在氧传感器10被加热预定次数之后，如果氧信号大于最大预定值或小于最小预定值，则确定氧传感器10出故障。
如上所述，由于在氧传感器10被加热预定次数之后确定氧传感器10的故障，所以可以正确地确定氧传感器10的故障。
另外，当加热氧传感器10时，根据氧信号的幅度差别化加热温度和加热时间，可以根据氧传感器10的中毒程度适当地设置加热温度和加热时间。
此外，计算用于氧传感器10的中毒去除的加热次数，由于仅在加热次数是预定次数或更多次数的情况下，确定氧传感器10的故障，所以可以准确地确定氧传感器10的故障。
虽然本公开结合目前认为实用的示例性实施例进行描述，可以理解的是，本公开不限于所公开的实施例，而是相反地，本公开旨在覆盖所附权利要求的精神和范围内包含的各种变形和等同布置。
<符号说明>
10：氧传感器
12：电极
14：加热器
20：控制单元
30：发动机
40：排气管线

Claims (20)

1.一种去除氧传感器的中毒的装置，包括：
氧传感器，被配置为检测废气所包含的氧浓度；以及
控制单元，被配置为根据在发动机的倒拖阶段来自所述氧传感器的氧信号来差别化加热温度和加热时间并且被配置为去除所述氧传感器的中毒。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述控制单元被配置为在后运行阶段加热所述氧传感器。
3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述后运行阶段是关闭车辆的发动但在预定时间期间电力供应至所述控制单元的阶段。
4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述发动机的所述倒拖阶段是车辆处于滑行状态或制动状态。
5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述控制单元被配置为当所述氧信号在预定时间或更长的时间期间大于最大预定值时随着所述氧信号增大而逐步增加所述加热温度和所述加热时间，或者当所述氧信号在所述预定时间或更长时间期间小于最小预定值时随着所述氧信号减小而逐步增加所述加热温度和所述加热时间。
6.根据权利要求5所述的装置，其中，所述最大预定值被分成第一最大预定值、大于所述第一最大预定值的第二最大预定值、以及大于所述第二最大预定值的第三最大预定值，并且
其中，所述最小预定值被分成第一最小预定值、小于所述第一最小预定值的第二最小预定值、以及小于所述第二最小预定值的第三最小预定值。
7.根据权利要求6所述的装置，其中，当所述氧信号在预定时间或更长时间期间大于所述第一最大预定值时，或者当所述氧信号在所述预定时间或更长时间期间小于所述第一最小预定值时，所述控制单元被配置为将所述加热温度设置为第一加热温度并将所述加热时间设置为第一加热时间以加热所述氧传感器。
8.根据权利要求7所述的装置，其中，当所述氧信号在所述预定时间或更长时间期间大于所述第二最大预定值时，或者当所述氧信号在所述预定时间或更长时间期间小于所述第二最小预定值时，所述控制单元被配置为将所述加热温度设置为高于所述第一加热温度的第二加热温度并将所述加热时间设置为比所述第一加热时间长的第二加热时间，以加热所述氧传感器。
9.根据权利要求8所述的装置，其中，当所述氧信号在所述预定时间或更长时间期间是所述第三最大预定值以上时，或者当所述氧信号在所述预定时间或更长时间期间是所述第三最小预定值以下时，所述控制单元被配置为将所述加热温度设置为高于所述第二加热温度的第三加热温度并将所述加热时间设置为比所述第二加热时间长的第三加热时间，以加热所述氧传感器。
10.根据权利要求1所述的装置，其中，所述控制单元被配置为当所述氧传感器的加热次数是预定次数或更多次数时确定所述氧传感器出故障。
11.一种去除氧传感器的中毒的方法，包括：
确定在发动机驱动的状态下是否满足倒拖情形；
确定在预定时间或更长时间期间从所述氧传感器输出的氧信号是否大于最大预定值，或者在预定时间或更长时间期间是否小于最小预定值；以及
根据输出的所述氧信号的幅度差别化用于去除所述氧传感器的中毒的加热温度和加热时间，以加热所述氧传感器。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，在后运行阶段执行所述氧传感器的加热。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述后运行阶段是关闭车辆的发动但在预定时间期间电力供应至控制单元的阶段。
14.根据权利要求11所述的方法，其中，所述发动机的所述倒拖情形是车辆处于滑行状态或制动状态。
15.根据权利要求11所述的方法，其中，当输出的所述氧信号在预定时间或更长时间期间大于最大预定值时，随着输出的所述氧信号增大而逐步增加所述加热温度和所述加热时间，并且
其中，当输出的所述氧信号在预定时间或更长时间期间小于最小预定值时，随着输出的所述氧信号减小而逐步增加所述加热温度和所述加热时间。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述最大预定值被分成第一最大预定值、大于所述第一最大预定值的第二最大预定值、以及大于所述第二最大预定值的第三最大预定值，并且
其中，所述最小预定值被分成第一最小预定值、小于所述第一最小预定值的第二最小预定值、以及小于所述第二最小预定值的第三最小预定值。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，当输出的所述氧信号在预定时间或更长时间期间大于所述第一最大预定值时，或者当输出的所述氧信号在所述预定时间或更长时间期间小于所述第一最小预定值时，所述加热温度被设置为第一加热温度并且所述加热时间被设置为第一加热时间，以加热所述氧传感器。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，当输出的所述氧信号在所述预定时间或更长时间期间大于所述第二最大预定值时，或者当输出的所述氧信号在所述预定时间或更长时间期间小于所述第二最小预定值时，所述加热温度被设置为高于所述第一加热温度的第二加热温度并且所述加热时间被设置为比所述第一加热时间长的第二加热时间，以加热所述氧传感器。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，当输出的所述氧信号在所述预定时间或更长时间期间是所述第三最大预定值以上时，或者当输出的所述氧信号在所述预定时间或更长时间期间是所述第三最小预定值以下时，所述加热温度被设置为高于所述第二加热温度的第三加热温度并且所述加热时间被设置为比所述第二加热时间长的第三加热时间，以加热所述氧传感器。
20.根据权利要求11所述的方法，进一步包括：
计算所述氧传感器的加热次数；以及
当所述加热次数是预定次数或更多次数时确定所述氧传感器出故障。
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