用于基于發(fā)動機速度診斷氧傳感器中的故障的系統(tǒng)和方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于基于發(fā)動機速度診斷氧傳感器中的故障的系統(tǒng)和方法。根據(jù)本公開的原理的系統(tǒng)包括錯誤計數(shù)模塊和傳感器診斷模塊。錯誤計數(shù)模塊在實際空燃比不同于所需空燃比時增加錯誤計數(shù)并基于實際發(fā)動機速度選擇性地調(diào)整錯誤計數(shù)。氧傳感器生成指示實際空燃比的信號。當錯誤計數(shù)大于第一預定計數(shù)時，傳感器診斷模塊診斷出氧傳感器中的故障。
【專利說明】用于基于發(fā)動機速度診斷氧傳感器中的故障的系統(tǒng)和方法
[0001]相關申請的交叉引用
本申請要求提交于2012年8月3日的美國臨時申請N0.61/679,285的權(quán)益。以上申請的公開內(nèi)容全文以引用方式并入本文中。
【技術(shù)領域】
[0002]本公開涉及用于基于發(fā)動機速度診斷氧傳感器中的故障的系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0003]在此提供的【背景技術(shù)】描述用于總體上介紹本公開的背景。目前署名的發(fā)明人的工作就其在該背景部分中描述的程度以及在其描述在提交時不會以其它方式被認為現(xiàn)有技術(shù)的方面，既不明確地也不隱含地認為是破壞本公開的現(xiàn)有技術(shù)。
[0004]氧傳感器可定位在排氣系統(tǒng)中以測量來自發(fā)動機的排氣中的氧含量。氧傳感器可生成指示氧含量的氧信號。氧信號還可指示發(fā)動機的空燃比，其可被稱為實際空燃比。提供給發(fā)動機的氣缸的空氣和燃料的量可基于諸如化學計量空燃比的所需空燃比和實際空燃比而控制。
[0005]燃料控制系統(tǒng)可以在閉環(huán)狀態(tài)或開環(huán)狀態(tài)下操作。在閉環(huán)狀態(tài)下，燃料噴射可被控制以最小化所需空燃比和實際空燃比之間的差值。在開環(huán)狀態(tài)下，燃料噴射可獨立于實際空燃比而控制。例如，燃料噴射可基于燃料圖(fuel map)而控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]根據(jù)本公開的原理的系統(tǒng)包括錯誤計數(shù)模塊和傳感器診斷模塊。錯誤計數(shù)模塊在實際空燃比不同于所需空燃比時增加錯誤計數(shù)并基于實際發(fā)動機速度選擇性地調(diào)整錯誤計數(shù)。氧傳感器生成指示實際空燃比的信號。當錯誤計數(shù)大于第一預定計數(shù)時，傳感器診斷模塊診斷出氧傳感器中的故障。
[0007]本發(fā)明提供下列技術(shù)方案。
[0008]1.一種系統(tǒng),包括:
錯誤計數(shù)模塊，其在實際空燃比不同于所需空燃比時增加錯誤計數(shù)并且基于實際發(fā)動機速度選擇性地調(diào)整所述錯誤計數(shù)，其中氧傳感器產(chǎn)生指示所述實際空燃比的信號；以及傳感器診斷模塊，其在所述錯誤計數(shù)大于第一預定計數(shù)時診斷所述氧傳感器中的故障。
[0009]2.根據(jù)技術(shù)方案I所述的系統(tǒng)，其中，當所述實際發(fā)動機速度與所需發(fā)動機速度的比率小于第一預定值時，所述錯誤計數(shù)模塊使用乘數(shù)選擇性地調(diào)整所述錯誤計數(shù)。
[0010]3.根據(jù)技術(shù)方案2所述的系統(tǒng)，其中所述錯誤計數(shù)模塊基于所述實際發(fā)動機速度與所述所需發(fā)動機速度的所述比率確定所述乘數(shù)。
[0011 ] 4.根據(jù)技術(shù)方案2所述的系統(tǒng)，其中，當所述錯誤計數(shù)大于第二預定計數(shù)時，所述錯誤計數(shù)模塊使用所述乘數(shù)調(diào)整所述錯誤計數(shù)，其中所述第二預定計數(shù)小于所述第一預定計數(shù)。
[0012]5.根據(jù)技術(shù)方案4所述的系統(tǒng)，其中，當所述比率大于第二預定值時，所述錯誤計數(shù)模塊停止調(diào)整所述錯誤計數(shù)，其中所述第二預定值大于所述第一預定值。
[0013]6.根據(jù)技術(shù)方案I所述的系統(tǒng)，其中所述錯誤計數(shù)模塊以基于進氣的質(zhì)量流量和所述實際發(fā)動機速度的速率增加所述錯誤計數(shù)。
[0014]7.根據(jù)技術(shù)方案I所述的系統(tǒng)，其中，當所述實際空燃比為富燃的且所述所需空燃比為貧燃的時，所述錯誤計數(shù)模塊增加所述錯誤計數(shù)。
[0015]8.根據(jù)技術(shù)方案I所述的系統(tǒng)，其中，當所述實際空燃比為貧燃的且所述所需空燃比為富燃的時，所述錯誤計數(shù)模塊增加所述錯誤計數(shù)。
[0016]9.根據(jù)技術(shù)方案I所述的系統(tǒng)，其中，當所述實際空燃比和所述所需空燃比為富燃的和貧燃的之一時，所述錯誤計數(shù)模塊將所述錯誤計數(shù)設定為零。
[0017]10.—種系統(tǒng)，包括:
錯誤計數(shù)模塊，其在實際空燃比不同于所需空燃比時以基于進氣的質(zhì)量流量和發(fā)動機速度中的至少一個的速率增加錯誤計數(shù)，其中氧傳感器產(chǎn)生指示所述實際空燃比的信號；以及
傳感器診斷模塊，其在所述錯誤計數(shù)大于預定計數(shù)時診斷所述氧傳感器中的故障。
[0018]11.一種方法，包括:
當實際空燃比不同于所需空燃比時增加錯誤計數(shù)并且基于實際發(fā)動機速度選擇性地調(diào)整所述錯誤計數(shù)，其中氧傳感器產(chǎn)生指示所述實際空燃比的信號；以及當所述錯誤計數(shù)大于第一預定計數(shù)時，診斷所述氧傳感器中的故障。
[0019]12.根據(jù)技術(shù)方案11所述的方法，還包括當所述實際發(fā)動機速度與所需發(fā)動機速度的比率小于第一預定值時使用乘數(shù)選擇性地調(diào)整所述錯誤計數(shù)。
[0020]13.根據(jù)技術(shù)方案12所述的方法，還包括基于所述實際發(fā)動機速度與所述所需發(fā)動機速度的所述比率確定所述乘數(shù)。
[0021]14.根據(jù)技術(shù)方案12所述的方法，還包括當所述錯誤計數(shù)大于第二預定計數(shù)時使用所述乘數(shù)調(diào)整所述錯誤計數(shù)，其中所述第二預定計數(shù)小于所述第一預定計數(shù)。
[0022]15.根據(jù)技術(shù)方案14所述的方法，還包括當所述比率大于第二預定值時停止使用所述乘數(shù)調(diào)整所述錯誤計數(shù)，其中所述第二預定值大于所述第一預定值。
[0023]16.根據(jù)技術(shù)方案11所述的方法，還包括以基于進氣的質(zhì)量流量和所述實際發(fā)動機速度的速率增加所述錯誤計數(shù)。
[0024]17.根據(jù)技術(shù)方案11所述的方法，還包括當所述實際空燃比為富燃的且所述所需空燃比為貧燃的時增加所述錯誤計數(shù)。
[0025]18.根據(jù)技術(shù)方案11所述的方法，還包括當所述實際空燃比為貧燃的且所述所需空燃比為富燃的時增加所述錯誤計數(shù)。
[0026]19.根據(jù)技術(shù)方案11所述的方法，還包括當所述實際空燃比和所述所需空燃比為富燃的和貧燃的之一時將所述錯誤計數(shù)設定為零。
[0027]20.—種方法，包括:
當實際空燃比不同于所需空燃比時以基于進氣的質(zhì)量流量和發(fā)動機速度中至少一個的速率增加錯誤計數(shù)，其中氧傳感器產(chǎn)生指示所述實際空燃比的信號；以及 當所述錯誤計數(shù)大于預定計數(shù)時，診斷所述氧傳感器中的故障。
[0028]本公開進一步的適用范圍將通過下文提供的詳細描述而變得顯而易見。應當理解，詳細描述和具體示例僅意圖用于舉例說明，而并非意圖限制本方面的范圍。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]通過詳細描述和附圖將會更全面地理解本公開，附圖中:
圖1是根據(jù)本公開的原理的示例發(fā)動機系統(tǒng)的功能框圖；
圖2是根據(jù)本公開的原理的示例控制系統(tǒng)的功能框圖；
圖3和圖4是示出根據(jù)本公開的原理的示例性控制方法的流程圖；以及 圖5是示出根據(jù)本公開的原理的示例錯誤信號的曲線圖。
【具體實施方式】
[0030]氧傳感器可以是窄帶傳感器或?qū)拵鞲衅?。窄帶傳感器輸出指示空燃比是為富燃還是貧燃的電壓。例如，大于第一電壓(例如，450毫伏(mV))的輸出電壓可指不富燃空燃t匕，而小于第一電壓的輸出電壓可指示貧燃空燃比。寬帶傳感器輸出指示空燃比的值的電壓。
[0031]發(fā)動機控制模塊(ECM)可使用閉環(huán)控制調(diào)節(jié)發(fā)動機中的燃料噴射以減小在發(fā)動機的所需空燃比和實際空燃比之間的誤差。ECM可基于發(fā)動機操作條件而確定所需空燃比。ECM可基于設置在發(fā)動機的排氣系統(tǒng)中的氧傳感器的輸出電壓而確定實際空燃比。
[0032]ECM可包括偏壓電路，該偏壓電路在氧傳感器和/或與氧傳感器相關聯(lián)的線路中發(fā)生斷路的情況下使氧傳感器的輸出電壓指示富燃或貧燃空燃比。例如，氧傳感器信號通?？芍甘驹?0mV和850mV之間的電壓，并且氧傳感器信號在被偏壓時可指示高達1900mV的電壓。當氧傳感器信號意外地超出正常電壓范圍時，系統(tǒng)和方法可診斷出故障。然而，氧傳感器信號可能由于氧傳感器中的故障、與氧傳感器相關聯(lián)的線路中的故障和/或偏壓電路而在正常電壓范圍內(nèi)阻滯于富燃或貧燃狀態(tài)。阻滯在富燃或貧燃狀態(tài)的傳感器可導致發(fā)動機的粗暴操作和/或發(fā)動機停轉(zhuǎn)。
[0033]根據(jù)本公開的原理的系統(tǒng)和方法在實際空燃比不同于所需空燃比時增加了錯誤計數(shù)，并且基于該錯誤計數(shù)選擇性地診斷氧傳感器中的故障。當所需空燃比為貧燃的且實際空燃比為富燃的時，可增加錯誤計數(shù)。當所需空燃比為富燃的且實際空燃比為貧燃的時，也可增加錯誤計數(shù)。當錯誤計數(shù)大于第一預定計數(shù)時，可診斷出氧傳感器中的故障。
[0034]當實際發(fā)動機速度小于所需發(fā)動機速度時，根據(jù)本公開的原理的系統(tǒng)和方法可以將乘數(shù)施加到錯誤計數(shù)。當實際發(fā)動機速度與所需發(fā)動機速度的比率小于第一預定值并且錯誤計數(shù)大于第二預定計數(shù)時，可以將乘數(shù)施加到錯誤計數(shù)。第二預定計數(shù)可小于第一預定計數(shù)。第二預定計數(shù)可以預定成確保僅當由于阻滯的富燃故障導致的燃料短缺或由阻滯的貧燃故障導致的燃料過剩而使實際發(fā)動機速度小于所需發(fā)動機速度時施加乘數(shù)。
[0035]當診斷出故障氧傳感器時，根據(jù)本公開的原理的系統(tǒng)和方法可以在開環(huán)狀態(tài)或偽開環(huán)狀態(tài)下操作。在開環(huán)狀態(tài)下，可以獨立于任何氧傳感器輸入而控制燃料噴射。在偽開環(huán)狀態(tài)下，可基于來自無故障的氧傳感器的輸入而控制燃料噴射。例如，當故障氧傳感器設置在發(fā)動機的一個氣缸排下游時，可基于來自設置在發(fā)動機的另一個氣缸排下游的氧傳感器的輸入而控制該氣缸排中的燃料噴射。
[0036]基于錯誤計數(shù)診斷氧傳感器中的故障提供了在維修車輛時可檢索和利用的診斷信息。在實際發(fā)動機速度小于所需發(fā)動機速度時使用乘數(shù)調(diào)整錯誤計數(shù)加速了故障發(fā)動機傳感器的診斷。在診斷出故障氧傳感器時在開環(huán)狀態(tài)或偽開環(huán)狀態(tài)下控制燃料噴射防止了發(fā)動機粗暴操作和發(fā)動機停轉(zhuǎn)。防止發(fā)動機粗暴操作和發(fā)動機停轉(zhuǎn)提高了客戶滿意度。
[0037]現(xiàn)在參看圖1，發(fā)動機系統(tǒng)10包括發(fā)動機12，發(fā)動機12燃燒空氣燃料混合物以產(chǎn)生用于車輛的驅(qū)動扭矩和/或產(chǎn)生驅(qū)動發(fā)電機以對諸如電動車電池的電池(未示出)充電的扭矩。空氣通過進氣系統(tǒng)14吸入發(fā)動機12中。進氣系統(tǒng)14包括節(jié)流閥16和進氣歧管18。節(jié)流閥16可包括具有可旋轉(zhuǎn)葉片的蝶閥。節(jié)流閥16打開以將空氣吸入進氣歧管18中。發(fā)動機控制模塊(ECM) 20輸出節(jié)流控制信號22以控制吸入進氣歧管18的空氣量。
[0038]來自進氣歧管18的空氣通過進氣閥26吸入發(fā)動機12的氣缸24中。雖然發(fā)動機12描繪為具有八個氣缸，但發(fā)動機12可具有額外的或更少的氣缸。發(fā)動機12示出為雙排發(fā)動機，并且氣缸24分布在第一排28和第二排30之間。備選地,發(fā)動機12可以是單排發(fā)動機。
[0039]一個或多個燃料噴射器32將燃料噴入發(fā)動機12中。燃料可以在中央位置處或多個位置處(例如，在每個氣缸24的進氣閥26附近)噴入進氣歧管18中。在各種實施方式中，燃料可以直接噴入氣缸24中或噴入與氣缸24相關聯(lián)的混合室中。ECM 20輸出燃料控制信號34以控制由燃料噴射器32噴射的燃料的量。
[0040]噴射的燃料在氣缸24中與空氣混合并產(chǎn)生空氣燃料混合物。氣缸24內(nèi)的活塞(未示出)壓縮空氣燃料混合物。發(fā)動機12可以是壓縮點火發(fā)動機，在這種情況下，在氣缸24中的壓縮點燃空氣燃料混合物。備選地，發(fā)動機12可以是火花點火發(fā)動機，在這種情況下，氣缸24中的火花塞(未示出)產(chǎn)生點燃空氣燃料混合物的火花。ECM 20可輸出火花控制信號(未示出)以控制火花正時(即火花塞產(chǎn)生火花的時間)。
[0041]燃燒的副產(chǎn)物通過排氣閥36被排出并通過排氣系統(tǒng)38從車輛排出。排氣系統(tǒng)38包括排氣歧管40和三元催化劑(TWC) 42。TffC 42減少氮氧化物并使一氧化碳和烴氧化。當發(fā)動機12的空燃比為貧燃的時，TffC 42可以儲存氧，并且儲存在TWC 42中的氧可以在空燃比為富燃時隨著一氧化碳和烴氧化而被消耗。ECM 20可以使空燃比在接近化學計量空燃比的窄范圍內(nèi)在富燃和貧燃之間波動以最小化排放。
[0042]進氣溫度(IAT)傳感器44測量通過進氣系統(tǒng)14吸入的空氣的溫度并產(chǎn)生指示進氣溫度的IAT信號46?？諝饬髁?MAF)傳感器48測量通過進氣系統(tǒng)吸入的空氣的質(zhì)量流量并產(chǎn)生指示進氣的質(zhì)量流量的MAF信號50。歧管絕對壓力(MAP)傳感器52測量進氣歧管18中的壓力并產(chǎn)生指示歧管壓力的MAP信號54。曲軸位置(CKP)傳感器56測量發(fā)動機12中的曲軸(未示出)的位置并產(chǎn)生指示曲軸位置的CKP信號58。ECM 20基于CKP信號58確定發(fā)動機12的實際速度。
[0043]第一氧(02)傳感器60測量來自第一排28的排氣中的第一氧含量并產(chǎn)生指示第一氧含量的第一 02信號62。第二 02傳感器64測量來自第二排30的排氣中的第二氧含量并產(chǎn)生指示第二氧含量的第二 02信號66。排氣溫度(EGT)傳感器68測量排氣的溫度并產(chǎn)生指示排氣溫度的EGT信號70。第三02傳感器72測量TWC 42下游的排氣中的第三氧含量并產(chǎn)生指示第三氧含量的第三02信號74。氧傳感器60、64、72可以是窄帶傳感器或?qū)拵鞲衅鳌?br> [0044]ECM 20接收由以上討論的傳感器產(chǎn)生的信號并基于所接收的信號控制發(fā)動機12。ECM 20可診斷第一 02傳感器60和/或第二 02傳感器64中的故障。雖然ECM 20可診斷氧傳感器60、64中任一個的故障，但為了簡明起見，下面的討論描述診斷第一 02傳感器60中的故障的ECM 20。ECM 20可以類似方式診斷第二 02傳感器64中的故障。
[0045]ECM 20調(diào)整燃料控制信號34以實現(xiàn)所需空燃比。ECM 20基于第一 02信號62來確定實際空燃比。當實際空燃比不同于所需空燃比時，ECM 20增加錯誤計數(shù)。當錯誤計數(shù)大于第一預定計數(shù)時，ECM 20診斷出第一 02傳感器60中的故障。
[0046]當所需空燃比為貧燃的且實際空燃比為富燃的時，ECM 20可增加錯誤計數(shù)。當所需空燃比為富燃的且實際空燃比為貧燃的時，ECM 20可增加錯誤計數(shù)。ECM 20可以基于實際發(fā)動機速度和/或由MAF信號50指示的進氣的質(zhì)量流量的速率增加錯誤計數(shù)。
[0047]當實際發(fā)動機速度與所需發(fā)動機速度的比率小于第一預定值并且錯誤計數(shù)大于第二預定計數(shù)時，ECM 20可調(diào)整錯誤計數(shù)。第二預定計數(shù)可小于第一預定計數(shù)。當實際發(fā)動機速度與所需發(fā)動機速度的比率大于第二預定值時，ECM 20可停止使用乘數(shù)調(diào)整錯誤計數(shù)。第二預定值可大于第一預定值。
[0048]現(xiàn)在參看圖2，ECM 20的示例性實施包括空燃比模塊202、發(fā)動機速度模塊204、錯誤計數(shù)模塊206、傳感器診斷模塊208、燃料控制模塊210和節(jié)流閥控制模塊212?？杖急饶K202基于第一 02信號62確定實際空燃比是為富燃的還是貧燃的。例如，當?shù)谝?02信號62大于預定電壓(例如，450mV)時，實際空燃比可以是富燃的，并且當?shù)谝?02信號62小于預定電壓時，實際空燃比可以是貧燃的。預定電壓可對應于化學計量空燃比?？杖急饶K202輸出指示實際空燃比是為富燃還是貧燃的信號。
[0049]空燃比模塊202可基于第一 02信號62和/或由發(fā)動機12燃燒的燃料的類型來確定實際空燃比的值。例如，當?shù)谝?02信號62等于預定電壓并且燃料類型為汽油時，空燃比模塊202可確定實際空燃比為14.7。燃料類型可以是預定的、基于接收自傳感器(例如乙醇傳感器)的輸入確定的、和/或使用例如儀表板和/或維修工具提供至空燃比模塊202?？杖急饶K202可輸出實際空燃比的值。
[0050]發(fā)動機速度模塊204基于CKP信號58確定發(fā)動機12的實際速度。例如，發(fā)動機速度模塊204可基于當發(fā)動機12中的曲軸完成一個或多個轉(zhuǎn)時經(jīng)過的時期計算實際發(fā)動機速度。發(fā)動機速度模塊204輸出實際發(fā)動機速度。
[0051]當實際空燃比不同于所需空燃比時，錯誤計數(shù)模塊206增加錯誤計數(shù)。所需空燃比可以是預定比率，例如化學計量的、富燃的或貧燃的空燃比。附加地或備選地，燃料控制模塊210可如下文所討論的確定所需空燃比并將所需空燃比輸出到錯誤計數(shù)模塊206。錯誤計數(shù)可以是富燃錯誤計數(shù)或貧燃錯誤計數(shù)。
[0052]當所需空燃比為貧燃的且實際空燃比為富燃的時，錯誤計數(shù)模塊206可增加富燃錯誤計數(shù)。當所需空燃比為富燃的且實際空燃比為貧燃的時，錯誤計數(shù)模塊206可增加貧燃錯誤計數(shù)。當所需空燃比和實際空燃比均為富燃的或均為貧燃的時，錯誤計數(shù)模塊206可將錯誤計數(shù)設為零。錯誤計數(shù)模塊206輸出錯誤計數(shù)。
[0053]錯誤計數(shù)模塊206可以一定速率增加錯誤計數(shù)，該速率基于諸如由MAF信號50所指示的進氣的質(zhì)量流量和實際發(fā)動機速度的發(fā)動機操作條件。該速率可與發(fā)動機操作條件成正比。速率與發(fā)動機操作條件之間的關系可以是預定的并且可以是線性的或非線性的。
[0054]當錯誤計數(shù)大于第一預定計數(shù)且錯誤值小于第一預定值時，錯誤計數(shù)模塊206可將乘數(shù)施加到錯誤計數(shù)。錯誤計數(shù)模塊206可基于實際發(fā)動機速度和所需發(fā)動機速度確定錯誤值。例如，錯誤計數(shù)模塊206可將錯誤值設為實際發(fā)動機速度與所需發(fā)動機速度的比率。因此，錯誤值可相對于所需發(fā)動機速度隨著實際發(fā)動機速度減小而減小。
[0055]當錯誤值大于第二預定值時，錯誤計數(shù)模塊206可停止使用乘數(shù)調(diào)整錯誤計數(shù)。第二預定值可大于第一預定值。這防止當錯誤值在小于和大于第一預定值之間轉(zhuǎn)變時在施加乘數(shù)和不施加乘數(shù)之間切換。代替停止將乘數(shù)施加到錯誤計數(shù),錯誤計數(shù)模塊206可將乘數(shù)設定為1，以使得施加乘數(shù)不影響錯誤計數(shù)。
[0056]錯誤計數(shù)模塊206可將乘數(shù)設定為預定值或在預定范圍內(nèi)的值(例如，在O和8之間的值)。例如，錯誤計數(shù)模塊206可將乘數(shù)設定為8，以確保當將乘數(shù)施加到錯誤計數(shù)時立即診斷出第一 02傳感器60中的故障。在另一示例中，錯誤計數(shù)模塊206可將乘數(shù)設定為1.1以加速在第一 02傳感器60中的故障的診斷，而不在施加乘數(shù)時立即診斷出第一02傳感器60中的故障。
[0057]錯誤計數(shù)模塊206可基于錯誤值(例如，實際發(fā)動機速度與所需發(fā)動機速度的比率)來確定乘數(shù)。例如，當錯誤值為0.8時，錯誤計數(shù)模塊206可將乘數(shù)設定為1.1。在另一示例中，當錯誤值為0.75時，錯誤計數(shù)模塊206可將乘數(shù)設定為1.5。
[0058]傳感器診斷模塊208基于錯誤計數(shù)診斷第一 02傳感器60中的故障。當富燃錯誤計數(shù)大于第二預定計數(shù)時，傳感器診斷模塊208可以診斷出阻滯的富燃故障。當貧燃錯誤計數(shù)大于第二預定計數(shù)時，傳感器診斷模塊208可以診斷出阻滯的貧燃故障。第二預定計數(shù)可大于第一預定計數(shù)。第一預定計數(shù)、第二預定計數(shù)、第一預定值和/或第二預定值可基于是診斷出阻滯的富燃故障還是阻滯的貧燃故障而進行調(diào)整。傳感器診斷模塊208輸出指示診斷出傳感器故障的時間的信號。傳感器診斷模塊208也可設定診斷故障碼和/或啟動維修指示器，該指示器發(fā)送指示需要維修的消息(例如，光、文本、鐘聲、振動)。
[0059]當?shù)谝?02信號62和第三02信號74指示貧燃空燃比時，或者當?shù)谝?02信號62和第三02信號74指示富燃空燃比時，傳感器診斷模塊208可以不診斷第一 02傳感器60中的故障。當貧燃錯誤計數(shù)大于第二預定計數(shù)且第三02信號74指示富燃空燃比時，傳感器診斷模塊208可診斷阻滯貧燃故障。當富燃錯誤計數(shù)大于第二預定計數(shù)且第三02信號74指示貧燃空燃比時，傳感器診斷模塊208可診斷阻滯富燃故障。
[0060]燃料控制模塊210輸出燃料控制信號34以控制由燃料噴射器32噴射燃料的速率。燃料控制模塊210可基于進氣的質(zhì)量流量來控制燃料加注速率以實現(xiàn)所需空燃比。燃料控制模塊210可基于發(fā)動機操作條件來確定所需空燃比以最小化排放。發(fā)動機操作條件可包括進氣溫度、進氣質(zhì)量流量、歧管壓力、發(fā)動機速度和/或排氣溫度。
[0061]當?shù)谝?02傳感器60正常操作時，燃料控制模塊210可在閉環(huán)狀態(tài)下操作。在閉環(huán)狀態(tài)下，燃料控制模塊210調(diào)整燃料加注速率以最小化所需空燃比和實際空燃比之間的差值。燃料控制模塊210可基于從第一 02傳感器60接收的輸入而控制到第一排28的燃料噴射，并且基于從第二 02傳感器64接收的輸入而控制到第二排30的燃料噴射。備選地，第一 02傳感器60可以在第一排28和第二排30的下游，并且燃料控制模塊210可基于從第一 02傳感器60接收的輸入而控制在第一排28和第二排30中的燃料噴射。[0062]當在第一 02傳感器60中診斷出故障時，燃料控制模塊210可在開環(huán)狀態(tài)或偽開環(huán)狀態(tài)下操作。當在發(fā)動機12下游設置不止一個02傳感器并且02傳感器之一無故障時，燃料控制模塊210可在偽開環(huán)狀態(tài)中操作。當在發(fā)動機12下游僅設置故障02傳感器時，燃料控制模塊210可在開環(huán)狀態(tài)下操作。
[0063]在開環(huán)狀態(tài)下，燃料控制模塊210可獨立于從第一 02傳感器60和第二 02傳感器64接收的輸入而控制燃料噴射。例如，燃料控制模塊210可基于燃料圖而控制燃料噴射。燃料圖可基于發(fā)動機操作條件而指定燃料噴射參數(shù)(例如，燃料質(zhì)量、燃料加注速率)。發(fā)動機操作條件可包括進氣溫度、進氣質(zhì)量流量、歧管壓力、發(fā)動機速度和/或排氣溫度。
[0064]在偽開環(huán)狀態(tài)下，當在第一 02傳感器60中診斷出故障時，燃料控制模塊210可基于從第二 02傳感器64接收的輸入而控制在第一排28和第二排30中的燃料噴射。例如，燃料控制模塊210可控制在第一排28和第二排30中的燃料噴射以最小化實際空燃比和所需空燃比之間的差值。空燃比模塊202可基于第二 02信號66而確定實際空燃比。反之，當在第二 02傳感器64中診斷出故障時，燃料控制模塊210可基于從第一 02傳感器60接收的輸入而控制在第一排28和第二排30中的燃料噴射。
[0065]節(jié)流閥控制模塊212輸出節(jié)流閥控制信號22以控制節(jié)流閥16的節(jié)流面積。節(jié)流閥控制模塊212可調(diào)整節(jié)流面積以最小化在所需質(zhì)量流量和實際質(zhì)量流量之間的差值。節(jié)流閥控制模塊212可基于駕駛員輸入而確定所需質(zhì)量流量。例如，駕駛員輸入可基于加速器踏板位置和/或巡航控制設置而產(chǎn)生。
[0066]節(jié)流閥控制模塊212可基于發(fā)動機操作條件而確定實際空氣質(zhì)量。發(fā)動機操作條件可包括進氣溫度、質(zhì)量空氣流量和/或歧管壓力。發(fā)動機操作條件還可包括節(jié)流閥位置。節(jié)流閥位置可基于節(jié)流控制信號22而測量和/或確定。節(jié)流閥控制模塊212可調(diào)整節(jié)流閥位置以最小化所需節(jié)流閥位置和實際節(jié)流閥位置之間的差值。節(jié)流閥控制模塊212可基于駕駛員輸入而確定所需節(jié)流閥位置并輸出得出的空氣質(zhì)量。
[0067]現(xiàn)在參看圖3，用于診斷氧傳感器中的故障的方法始于302。氧傳感器可以是窄帶傳感器或?qū)拵鞲衅?。?04處，該方法確定所需空燃比是否為貧燃的。如果304為肯定的，則該方法在306處繼續(xù)。否則，該方法在308處繼續(xù)。
[0068]所需空燃比可以是諸如化學計量比的預定比率或者在預定范圍內(nèi)在富燃和貧燃之間波動的比率。該方法可基于發(fā)動機操作條件而確定所需空燃比。發(fā)動機操作條件可包括進氣溫度、進氣質(zhì)量流量、歧管壓力、發(fā)動機速度和/或排氣溫度。
[0069]在306處，該方法確定實際空燃比是否為富燃的。如果306為肯定的，則該方法在310處繼續(xù)。否則，該方法在312處繼續(xù)。該方法基于氧傳感器的輸出電壓而確定實際空燃比是否為富燃的或貧燃的。例如，當輸出電壓大于450mV時，實際空燃比可以是富燃的，并且當輸出電壓小于450mV時，實際空燃比可以是貧燃的。
[0070]在310處，該方法增加富燃錯誤計數(shù)。在314處，該方法確定富燃錯誤計數(shù)是否大于第一預定計數(shù)。如果314為肯定的，則該方法在316處繼續(xù)。否則，該方法在304處繼續(xù)。在316處，該方法將乘數(shù)施加到富燃錯誤計數(shù)。該方法可基于所需發(fā)動機速度和實際發(fā)動機速度而調(diào)整乘數(shù)，如下文參照圖4更詳細討論的。例如，該方法可在實際發(fā)動機速度與所需發(fā)動機速度的比率大于預定比率時將乘數(shù)設定為I并且在該比率小于預定比率時將乘數(shù)設定為大于I的值。附加地或備選地，該方法可以僅在實際發(fā)動機速度與所需發(fā)動機速度的比率小于預定比率時施加乘數(shù)。
[0071]在318處，該方法確定富燃錯誤計數(shù)是否大于第二預定計數(shù)。第二預定計數(shù)可大于第一預定計數(shù)。第一預定計數(shù)和/或第二預定計數(shù)可基于是診斷出阻滯的富燃故障還是阻滯的貧燃故障而進行調(diào)整。如果318為肯定的，則該方法在320處繼續(xù)。否則，該方法在304處繼續(xù)。
[0072]在320處，該方法診斷出氧傳感器中的阻滯富燃故障。該方法可設定診斷故障代碼和/或在診斷出阻滯富燃故障時啟動維修指示器。維修指示器使用可視消息(例如文本)、聲音消息(例如鐘聲)和/或觸覺消息(例如振動)來指示需要維修。
[0073]在322處，該方法在開環(huán)狀態(tài)或偽開環(huán)狀態(tài)下操作。在開環(huán)狀態(tài)下，該方法獨立于從氧傳感器接收的輸入而控制燃料噴射。在偽開環(huán)狀態(tài)下，該方法基于從無故障的氧傳感器接收的輸入而控制燃料噴射。
[0074]在308處，該方法確定實際空燃比是否為富燃的。如果308為肯定的，則該方法在312處繼續(xù)。否則，該方法在324處繼續(xù)。在312處，該方法將富燃錯誤計數(shù)和/或貧燃錯誤計數(shù)設定為零。在324處，該方法增加貧燃錯誤計數(shù)。
[0075]在326處，該方法確定貧燃錯誤計數(shù)是否大于第一預定計數(shù)。如果326為肯定的，則該方法在328處繼續(xù)。否則，該方法在304處繼續(xù)。在328處，該方法將乘數(shù)施加到貧燃錯誤計數(shù)。
[0076]在330處，該方法確定貧燃錯誤計數(shù)是否大于第二預定計數(shù)。如果330為肯定的，則該方法在332處繼續(xù)。否則，該方法在304處繼續(xù)。
[0077]在332處，該方法診斷氧傳感器中有阻滯貧燃故障。該方法可設定診斷故障代碼和/或在診斷出阻滯貧燃故障時啟動維修指示器。
[0078]現(xiàn)在參看圖4，用于確定乘數(shù)的方法始于402。乘數(shù)可在諸如以上參照圖3描述的方法的用于診斷氧傳感器中的故障的方法中使用。在404處，該方法基于實際發(fā)動機速度和所需發(fā)動機速度來確定錯誤值。該方法可將錯誤值設定為實際發(fā)動機速度與所需發(fā)動機速度的比率。
[0079]在406處，該方法確定錯誤值是否大于第一預定值。如果406為肯定的，則該方法在408處繼續(xù)。否則，該方法在410處繼續(xù)。
[0080]在408處，該方法將乘數(shù)設定為大于I的值。該方法可將乘數(shù)設定為預定值或在預定范圍內(nèi)的值(例如，在O和8之間的值)。該方法可基于錯誤值來確定乘數(shù)。
[0081]在412處，該方法再次確定錯誤值。在414處，該方法確定錯誤值是否大于第二預定值。第二預定值可大于第一預定值。第一預定值和/或第二預定值可基于是否診斷出阻滯的富燃故障或阻滯的貧燃故障而進行調(diào)整。如果414為肯定的，則該方法在410處繼續(xù)。否則，該方法在412處繼續(xù)。在410處，該方法將乘數(shù)設定為I。
[0082]現(xiàn)在參看圖5，示出了 02傳感器錯誤信號502和發(fā)動機速度錯誤信號504。02傳感器錯誤信號502指示當發(fā)動機的實際空燃比不同于發(fā)動機的所需空燃比時增加的錯誤計數(shù)。實際空燃比使用位于發(fā)動機的排氣系統(tǒng)中的02傳感器測量。
[0083]當所需空燃比為富燃的且實際空燃比為貧燃的時，02傳感器錯誤信號502在506、508和510處增加。當所需空燃比為貧燃的且實際空燃比為富燃的時，02傳感器錯誤信號502在512和514處增加。發(fā)動機速度錯誤信號504指示等于實際發(fā)動機速度和所需發(fā)動機速度的比率的錯誤值。
[0084]當02傳感器錯誤信號502大于第一預定計數(shù)516 (例如24)且發(fā)動機速度錯誤信號504小于第一預定值518 (例如0.75)時，將乘數(shù)施加到02傳感器錯誤信號502。當02傳感器錯誤信號502大于第二預定計數(shù)520時，診斷出02傳感器故障。在522處，將第一乘數(shù)(例如8)施加到02傳感器錯誤信號502以將02傳感器錯誤信號502增加至大于第二預定計數(shù)520 (例如40)，從而導致02傳感器故障的立即診斷。
[0085]在524處，將第二乘數(shù)(例如1.1)施加到02傳感器錯誤信號502以加速02傳感器故障的診斷，而不導致02傳感器故障的立即診斷。在526處，將發(fā)動機速度錯誤信號504增加至大于第二預定值528 (例如0.85)。結(jié)果，第二乘數(shù)不再被施加到02傳感器錯誤信號502。
[0086]上面的描述本質(zhì)上僅是示例性的并且決不是要限制本公開、其應用或用途。本公開的廣義教導可以以各種形式實施。因此，雖然本公開包括具體示例，但本公開的真正范圍不應局限于此，因為在研究附圖、說明書和隨附權(quán)利要求書的基礎上其它修改將變得顯而易見。為了清楚起見，在附圖中將使用相同的附圖標記標識相似的元件。如本文所用，短語A、B和C中的至少一個應當被解釋為是指使用非排他邏輯“或”的邏輯(A或B或C)。應當理解，在不改變本公開的原理的情況下，可以以不同的順序(或同時地)執(zhí)行方法內(nèi)的一個或多個步驟。
[0087]如本文所用，術(shù)語模塊可以指屬于或包括:專用集成電路(ASIC);離散電路；集成電路；組合邏輯電路；現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA);執(zhí)行代碼的處理器(共享、專用或成組)；提供所描述功能的其它合適的硬件部件；或以上的一些或全部的組合，例如在片上系統(tǒng)中。術(shù)語模塊可包括存儲由處理器執(zhí)行的代碼的存儲器(共享、專用或成組)。
[0088]如在上面所使用的術(shù)語代碼可包括軟件、固件和/或微代碼并可指程序、例程、函數(shù)、類和/或?qū)ο蟆Ｈ缭谏厦嫠褂玫男g(shù)語“共享”意味著來自多個模塊的一些或全部代碼可使用單個(共享)處理器來執(zhí)行。此外，來自多個模塊的一些或全部代碼可由單個(共享)存儲器來存儲。如在上面所使用的術(shù)語“成組”意味著來自單個模塊的一些或全部代碼可使用一組處理器來執(zhí)行。此外，來自單個模塊的一些或全部代碼可使用一組存儲器來存儲。
[0089]本文所述設備和方法可通過由一個或多個處理器執(zhí)行的一個或多個計算機程序來部分或完全地實現(xiàn)。計算機程序包括存儲在至少一個非暫時的有形計算機可讀介質(zhì)上的處理器可執(zhí)行指令。計算機程序還可包括和/或依賴于所存儲的數(shù)據(jù)。非暫時的有形計算機可讀介質(zhì)的非限制性示例包括非易失性存儲器、易失性存儲器、磁存儲器和光存儲器。
【權(quán)利要求】
1.一種系統(tǒng)，包括: 錯誤計數(shù)模塊，其在實際空燃比不同于所需空燃比時增加錯誤計數(shù)并且基于實際發(fā)動機速度選擇性地調(diào)整所述錯誤計數(shù)，其中氧傳感器產(chǎn)生指示所述實際空燃比的信號；以及 傳感器診斷模塊，其在所述錯誤計數(shù)大于第一預定計數(shù)時診斷所述氧傳感器中的故障。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，當所述實際發(fā)動機速度與所需發(fā)動機速度的比率小于第一預定值時，所述錯誤計數(shù)模塊使用乘數(shù)選擇性地調(diào)整所述錯誤計數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述錯誤計數(shù)模塊基于所述實際發(fā)動機速度與所述所需發(fā)動機速度的所述比率確定所述乘數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，當所述錯誤計數(shù)大于第二預定計數(shù)時，所述錯誤計數(shù)模塊使用所述乘數(shù)調(diào)整所述錯誤計數(shù)，其中所述第二預定計數(shù)小于所述第一預定計數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中，當所述比率大于第二預定值時，所述錯誤計數(shù)模塊停止調(diào)整所述錯誤計數(shù)，其中所述第二預定值大于所述第一預定值。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述錯誤計數(shù)模塊以基于進氣的質(zhì)量流量和所述實際發(fā)動機速度的速率增加所述錯誤計數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，當所述實際空燃比為富燃的且所述所需空燃比為貧燃的時，所述錯誤計數(shù)模塊增加所述錯誤計數(shù)。
8.一種系統(tǒng),包括: 錯誤計數(shù)模塊，其在實際空燃比不同于所需空燃比時以基于進氣的質(zhì)量流量和發(fā)動機速度中的至少一個的速率增加錯誤計數(shù)，其中氧傳感器產(chǎn)生指示所述實際空燃比的信號；以及 傳感器診斷模塊，其在所述錯誤計數(shù)大于預定計數(shù)時診斷所述氧傳感器中的故障。
9.一種方法，包括: 當實際空燃比不同于所需空燃比時增加錯誤計數(shù)并且基于實際發(fā)動機速度選擇性地調(diào)整所述錯誤計數(shù)，其中氧傳感器產(chǎn)生指示所述實際空燃比的信號；以及 當所述錯誤計數(shù)大于第一預定計數(shù)時，診斷所述氧傳感器中的故障。
10.一種方法，包括: 當實際空燃比不同于所需空燃比時以基于進氣的質(zhì)量流量和發(fā)動機速度中至少一個的速率增加錯誤計數(shù)，其中氧傳感器產(chǎn)生指示所述實際空燃比的信號；以及 當所述錯誤計數(shù)大于預定計數(shù)時，診斷所述氧傳感器中的故障。
【文檔編號】F02D41/22GK103573447SQ201310333218
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年8月2日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月3日
【發(fā)明者】S.P.利瓦伊喬基, T.J.馬歇爾, S.杰弗里, J.W.西基寧 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作有限責任公司