СПОСОБ КОНТРОЛЯ ДАТЧИКА ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ (ВАРИАНТЫ), СИСТЕМА ДЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 2018 года по МПК F01N11/00 F02D41/22 G01M15/10 F02B77/08 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее раскрытие относится к датчику отработавших газов в моторном транспортном средстве.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ И СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Датчик отработавших газов может быть расположен в системе выпуска транспортного средства, чтобы выявлять отношение количества воздуха к количеству топлива отработавших газов, выпускаемых из двигателя внутреннего сгорания транспортного средства. Показания датчика отработавших газов могут использоваться для управления работой двигателя внутреннего сгорания, чтобы приводить в движение транспортное средство.

Ухудшение характеристик датчика отработавших газов может вызывать ухудшение характеристик двигателя, которое может давать в результате повышенные выбросы и/или пониженные возможности вождения транспортного средства. Соответственно, точное определение ухудшения характеристик датчика отработавших газов может снижать вероятность управления двигателем на основании показаний с подвергнутого ухудшению характеристик датчика отработавших газов. В частности, датчик отработавших газов может проявлять шесть дискретных типов поведения ухудшения характеристик. Типы поведения ухудшения характеристик могут быть категоризированы в качестве ухудшения характеристик несимметричного типа (например, с несимметричной задержкой перехода с обогащенной смеси на обедненную, с несимметричной задержкой перехода с обедненной смеси на обогащенную, с несимметричной медленной реакцией перехода с обогащенной смеси на обедненную, с несимметричной медленной реакцией перехода с обедненной смеси на обогащенную), которое оказывает влияние только на скорости реакции датчика отработавших газов на переход с обедненной смеси на обогащенную или с обогащенной смеси на обедненную, или ухудшения характеристик симметричного типа (например, с симметричной задержкой, симметричной медленной реакцией), которое оказывает влияние на обе скорости реакции датчика отработавших газов на переход с обогащенной смеси на

обедненную и с обедненной смеси на обогащенную. Поведения ухудшения характеристик типа с задержкой могут быть ассоциативно связаны с начальным откликом датчика отработавших газов на изменение состава отработавших газов, а поведения ухудшения характеристик типа с медленной реакцией могут быть ассоциативно связаны с длительностью после начальной реакции датчика отработавших газов для перехода по выходному сигналу датчика с обогащенной смеси на обедненную или с обедненной смеси на обогащенную.

Предыдущие подходы к контролю ухудшения характеристик датчика отработавших газов, в частности, идентификации одного или более из шести поведений ухудшения характеристик, полагались на интрузивный сбор данных. То есть, двигатель может специально приводиться в действие с одним или более переходов с обогащенной смеси на обедненную или обедненной смеси на обогащенную, чтобы контролировать реакцию датчика отработавших газов. Однако, эти отклонения могут ограничиваться конкретными условиями эксплуатации, которые не возникают достаточно часто, чтобы точно контролировать датчик, такими как во время условий перекрытия топлива при замедлении. Кроме того, эти отклонения могут увеличивать работу двигателя на нежелательных отношениях количества воздуха к количеству топлива, которые дают в результате повышенный расход топлива и/или повышенные выбросы.

Изобретатели в материалах настоящей заявки осознали вышеприведенные проблемы и идентифицировали неинтрузивный подход с пониженными вычислительными требованиями для определения ухудшения характеристик датчика отработавших газов. В одном из вариантов осуществления, способ включает в себя указание ухудшения характеристик датчика отработавших газов на основании профиля распределения экстремальных значений множества наборов перепадов лямбда, собранных во время выбранных условий эксплуатации, профиль идентифицируется на основании итеративного поиска, который последовательно сужает диапазон значений, внутри которого существует профиль.

Таким образом, ухудшение характеристик датчика отработавших газов может указываться посредством контроля характеристик распределения предельных значений из многочисленных множеств следующих один за другим отсчетов лямбда в установившихся условиях эксплуатации. В одном из примеров, характеристики могут быть профилем распределения обобщенных экстремальных значений (GEV) предельных перепадов лямбда, собранных во время установившихся условий эксплуатации, профиль определяется итеративно с помощью поиска методом золотого сечения. Ухудшение характеристик с несимметричной задержкой или несимметричной медленной реакцией может определяться таким образом с уменьшенными вычислительными ресурсами.

Посредством определения ухудшения характеристик датчика отработавших газов с использованием неинтрузивного подхода по данным, собранным во время выбранных условий эксплуатации, контроль ухудшения характеристик датчика отработавших газов может выполняться аналогичным образом. Кроме того, посредством использования выходного сигнала датчика отработавших газов для определения, какой из семи поведений ухудшения характеристик демонстрирует датчик, управление с обратной связью по замкнутому контуру может улучшаться приспосабливанием управления двигателем (например, величины и/или установки момента впрыска топлива) в ответ на указание конкретного поведения ухудшения характеристик датчика отработавших газов для снижения воздействия на возможности вождения и/или выбросы транспортного средства, обусловленного ухудшением характеристик датчика отработавших газов.

Вышеприведенные преимущества и другие преимущества и признаки настоящего описания будут без труда очевидны из последующего Подробного описания, когда воспринимается в одиночку или в связи с прилагаемыми чертежами.

Должно быть понятно, что сущность изобретения, приведенная выше, предоставлена для знакомства с упрощенной формой подборки концепций, которые дополнительно описаны в подробном описании. Она не предполагается для идентификации ключевых или существенных признаков заявленного предмета изобретения, объем которого однозначно определен формулой изобретения, которая сопровождает подробное описание. Более того, заявленный предмет изобретения не ограничен реализациями, которые кладут конец каким-нибудь недостаткам, отмеченным выше или в любой части этого раскрытия.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1 показывает принципиальную схему варианта осуществления силовой установки транспортного средства, включающей в себя датчик отработавших газов.

Фиг. 2 показывает график, указывающий поведение ухудшения характеристик типа с симметричными запаздываниями или медленной реакцией датчика отработавших газов.

Фиг. 3 показывает график, указывающий поведение ухудшения характеристик типа с несимметричными запаздываниями или медленной реакцией на переход с обогащенной смеси на обедненную датчика отработавших газов.

Фиг. 4 показывает график, указывающий поведение ухудшения характеристик типа с несимметричными запаздываниями или медленной реакцией на переход с обедненной смеси на обогащенную датчика отработавших газов.

Фиг. 5 показывает график, указывающий поведение ухудшения характеристик типа с симметричной задержкой датчика отработавших газов.

Фиг. 6 показывает график, указывающий поведение ухудшения характеристик типа с несимметричной задержкой перехода с обогащенной смеси на обедненную датчика отработавших газов.

Фиг. 7 показывает график, указывающий поведение ухудшения характеристик типа с несимметричной задержкой перехода с обедненной смеси на обогащенную датчика отработавших газов.

Фиг. 8 и 9 показывают блок-схемы последовательности операций способа, иллюстрирующие способы для определения поведения ухудшения характеристик датчика отработавших газов согласно варианту осуществления настоящего раскрытия.

Фиг. 10 иллюстрирует подход, использующий поиск методом золотого сечения.

Фиг. 11 показывает способ для использования поиска методом золотого сечения.

Фиг. 12 показывает график, иллюстрирующий коэффициент корреляции Пирсона.

Фиг. 13 показывает диаграмму, иллюстрирующую центральный пик в зависимости от профиля.

Фиг. 14 показывает график для первого испытания.

Фиг. 15 показывает график для второго испытания.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Последующее описание относится к подходу для определения ухудшения характеристик датчика отработавших газов. Более точно, системы и способы, описанные ниже, могут быть реализованы для определения ухудшения характеристик датчика отработавших газов на основании распознавания любого одного из шести дискретных типов поведения, ассоциативно связанного с ухудшением характеристик датчика отработавших газов.

Фиг. 1 - принципиальная схема, показывающая один цилиндр многоцилиндрового двигателя 10, который может быть включен в силовую установку транспортного средства, в которой датчик 126 отработавших газов может использоваться для определения отношения количества воздуха к количеству топлива отработавших газов, вырабатываемых двигателем 10. Отношение количества воздуха к количеству топлива (наряду с другими рабочими параметрами) может использоваться для управления с обратной связью двигателем 10 в различных режимах работы. Двигатель 10 может управляться, по меньшей мере частично, системой управления, включающей в себя контроллер 12, и входными сигналами от водителя 132 транспортного средства через устройство 130 ввода. В этом примере, устройство 130 ввода включает в себя педаль акселератора и датчик 134 положения педали для формирования пропорционального сигнала PP положения педали. Камера 30 (то есть, цилиндр) сгорания двигателя 10 может включать в себя стенки 32 камеры сгорания с поршнем 36, расположенными в них. Поршень 36 может быть присоединен к коленчатому валу 40, так чтобы возвратно-поступательное движение поршня преобразовывалось во вращательное движение коленчатого вала. Коленчатый вал 40 может быть присоединен к по меньшей мере одному ведущему колесу транспортного средства через промежуточную систему трансмиссии. Кроме того, стартерный электродвигатель может быть присоединен к коленчатому валу 40 через маховик, чтобы давать возможность операции запуска двигателя 10.

Камера 30 сгорания может принимать всасываемый воздух из впускного коллектора 44 через впускной канал 42 и может выпускать газообразные продукты сгорания отработавших газов через выпускной канал 48. Впускной коллектор 44 и выпускной канал 48 могут избирательно сообщаться с камерой 30 сгорания через соответственные впускной клапан 52 и выпускной клапан 54. В некоторых вариантах осуществления, камера 30 сгорания может включать в себя два или более впускных клапанов и/или два или более выпускных клапанов.

В этом примере, впускной клапан 52 и выпускные клапаны 54 могут управляться посредством приведения в действие кулачков через соответственные системы 51 и 53 кулачкового привода. Каждая из систем 51 и 53 кулачкового привода может включать в себя один или более кулачков и может использовать одну или более из систем переключения профиля кулачков (CPS), регулируемой установки фаз кулачкового распределения (VCT), регулируемой установки фаз клапанного распределения (VVT) и/или регулируемого подъема клапана (VVL), которые могут управляться контроллером 12 для изменения работы клапанов. Положение впускного клапана 52 и выпускного клапана 54 может определяться датчиками 55 и 57 положения, соответственно. В альтернативных вариантах осуществления, впускной клапан 52 и/или выпускной клапан 54 могут управляться посредством возбуждения клапанного распределителя с электромагнитным управлением. Например, цилиндр 30, в качестве альтернативы, может включать в себя впускной клапан, управляемый посредством приведения в действие клапанного распределителя с электромагнитным управлением, и выпускной клапан, управляемый через кулачковый привод, включающий в себя системы CPS и/или VCT.

Топливная форсунка 66 показана скомпонованной во впускном канале 44 в конфигурации, которая предусматривает то, что известно как оконный впрыск топлива во впускное окно выше по потоку от камеры 30 сгорания. Топливная форсунка 66 может впрыскивать топливо пропорционально длительности импульса сигнала FPW, принятого из контроллера 12 через электронный формирователь 68. Топливо может подаваться в топливную форсунку 66 топливной системой (не показана), включающей в себя топливный бак, топливный насос и направляющую-распределитель для топлива. В некоторых вариантах осуществления, камера 30 сгорания, в качестве альтернативы или дополнительно, может включать в себя топливную форсунку, присоединенную непосредственно к камере 30 сгорания, для впрыска топлива прямо в нее некоторым образом, известным как непосредственный впрыск.

Система 88 зажигания может выдавать искру зажигания в камеру 30 сгорания через свечу 92 зажигания в ответ на сигнал SA опережения зажигания из контроллера 12, при выбранных рабочих режимах. Хотя показаны компоненты искрового зажигания, в некоторых вариантах осуществления, камера 30 сгорания или одна или более других камер сгорания двигателя 10 могут эксплуатироваться в режиме воспламенения от сжатия, с или без свечи зажигания.

Датчик 126 отработавших газов показан присоединенным к выпускному каналу 48 системы 50 выпуска выше по потоку от устройства 70 снижения токсичности отработавших газов. Датчик 126 может быть любым подходящим датчиком для выдачи показания отношения количества воздуха к количеству топлива отработавших газов, таким как линейный датчик кислорода или UEGO (универсальный или широкодиапазонный датчик кислорода в отработавших газах), двухрежимный датчик кислорода или EGO, HEGO (подогреваемый EGO), датчик содержания NOx, HC, или CO. В некоторых вариантах осуществления, датчик 126 отработавших газов может быть первым одним из множества датчиков отработавших газов, расположенных в системе выпуска. Например, дополнительные датчики отработавших газов могут быть расположены ниже по потоку от устройства 70 снижения токсичности отработавших газов.

Устройство 70 снижения токсичности выбросов показано скомпонованным вдоль выпускного канала 48 ниже по потоку от датчика 126 отработавших газов. Устройство 70 снижения токсичности отработавших газов может быть трехкомпонентным каталитическим нейтрализатором (TWC), уловителем NOx, различными другими устройствами снижения токсичности отработавших газов или их комбинациями. В некоторых вариантах осуществления, устройство 70 снижения токсичности отработавших газов может быть первым одним из множества устройств снижения токсичности отработавших газов, расположенных в системе выпуска. В некоторых вариантах осуществления, во время работы двигателя 10, устройство 70 снижения токсичности выбросов может периодически восстанавливаться посредством приведения в действие по меньшей мере одного цилиндра двигателя в пределах конкретного отношения количества воздуха к количеству топлива.

Контроллер 12 показан на фиг. 1 в качестве микрокомпьютера, включающего в себя микропроцессорный блок 102, порты 104 ввода/вывода, электронный запоминающий носитель для исполняемых программ и калибровочных значений, показанный в качестве микросхемы 106 постоянного запоминающего устройства в этом конкретном примере, оперативное запоминающее устройство 108, дежурную память 110 и шину данных. Контроллер 12 может принимать различные сигналы с датчиков, присоединенных к двигателю 10, в дополнение к тем сигналам, которые обсуждены ранее, в том числе, измерение вводимого массового расхода воздуха (MAF) с датчика 120 массового расхода воздуха; температуру охлаждающей жидкости двигателя (ECT) с датчика 112 температуры, присоединенного к патрубку 114 охлаждения; сигнал профильного считывания зажигания (PIP) с датчика 118 на эффекте Холла (или другого типа), присоединенного к коленчатому валу 40; положение дросселя (TP) с датчика положения дросселя; и сигнал абсолютного давления в коллекторе, MAP, с датчика 122. Сигнал числа оборотов двигателя, RPM, может формироваться контроллером 12 из сигнала PIP. Сигнал давления в коллекторе, MAP, с датчика давления в коллекторе может использоваться для выдачи указания разряжения или давления во впускном коллекторе. Отметим, что могут использоваться различные комбинации вышеприведенных датчиков, такие как датчик MAF без датчика MAP, или наоборот. Во время стехиометрической работы, датчик MAP может давать показание крутящего момента двигателя. Кроме того, этот датчик, наряду с выявленным числом оборотов двигателя, может давать оценку заряда (включающего в себя воздух), введенного в цилиндр. В одном из примеров, датчик 118, который также используется в качестве датчика числа оборотов двигателя, может вырабатывать предопределенное количество равноразнесенных импульсов каждый оборот коленчатого вала.

Более того, по меньшей мере некоторые из описанных выше сигналов могут использоваться в способе определения ухудшения характеристик датчика отработавших газов, описанном ниже более подробно. Например, обратное значение числа оборотов двигателя может использоваться для определения задержек, ассоциативно связанных с циклом впрыска - впуска - сжатия - расширения - выпуска. В качестве еще одного примера, обратная величина скорости (или обратная величина сигнала MAF) может использоваться для определения задержки, ассоциативно связанной с перемещением отработавших газов от выпускного клапана 54 до датчика 126 отработавших газов. Описанные выше примеры наряду с иным использованием сигналов датчиков двигателя могут использоваться для определения временной задержки между изменением управляемого отношения количества воздуха к количеству топлива и скоростью реакции датчика отработавших газов.

В некоторых вариантах осуществления, определение ухудшения характеристик датчика отработавших газов может выполняться в выделенном контроллере 140. Выделенный контроллер 140 может включать в себя ресурсы 142 обработки, чтобы справляться с обработкой сигналов, ассоциативно связанной с производством, калибровкой и проверкой достоверности определения ухудшения характеристик датчика 126 отработавших газов. В частности, буфер замеров (например, формирующий приблизительно 100 замеров в секунду на ряд цилиндров двигателя), используемый для записи скорости реакции датчика отработавших газов, может быть слишком большим для ресурсов обработки модуля управления силовой передачей (PCM) транспортного средства. Соответственно, выделенный контроллер 140 может быть оперативно соединен с контроллером 12 для выполнения определения ухудшения характеристик датчика отработавших газов. Отметим, что выделенный контроллер 140 может принимать сигналы параметров двигателя из контроллера 12 и может отправлять сигналы управления двигателем и информацию об определении ухудшения характеристик в числе других сообщений в контроллер 12.

Отметим, что постоянное запоминающее устройство 106 и/или ресурсы 142 обработки могут быть запрограммированы машинно-читаемыми данными, представляющими команды, исполняемый процессором 102 и/или выделенным контроллером 140 для выполнения способов, описанных ниже, а также других вариантов.

Как обсуждено выше, ухудшение характеристик датчика отработавших газов может определяться на основании любого одного или, в некоторых примерах, каждого из шести дискретных поведений, указываемых задержками по скорости реакции показаний отношения количества воздуха к количеству топлива, вырабатываемых датчиком отработавших газов во время переходов с обогащенной смеси на обедненную и/или переходов с обедненной смеси на обогащенную. Фиг. 2-7 каждая показывает график, указывающий один из шести дискретных типов поведений ухудшения характеристик датчика отработавших газов. Графики графически изображают отношение количества воздуха к количеству топлива (лямбда) в зависимости от времени (в секундах). На каждом графике, пунктирная линия указывает командный сигнал лямбда, который может отправляться на компоненты двигателя (например, топливные форсунки, клапаны цилиндра, дроссель, свечу зажигания, и т.д.), чтобы формировать отношение количества воздуха к количеству топлива, которое развивается по циклу, содержащему один или более переходов с обедненной смеси на обогащенную и один или более переходов с обогащенной смеси на обедненную. На каждом графике, пунктирная линия указывает ожидаемое время реакции лямбда датчика отработавших газов. На каждом графике, сплошная линия указывает ухудшенный сигнал лямбда, который вырабатывался подвергнутым ухудшению характеристик датчиком отработавших газов в ответ на командный сигнал лямбда. На каждом из графиков, линии с двойной стрелкой указывают, где данный тип поведения ухудшения характеристик отличается от ожидаемого сигнала лямбда.

Фиг. 2 показывает график, указывающий первый тип поведения ухудшения характеристик, который может проявляться подвергнутым ухудшению характеристик датчиком отработавших газов. Этот первый тип поведения ухудшения характеристик является типом с симметричной медленной реакцией, который включает в себя медленную реакцию датчика отработавших газов на командный сигнал лямбда для обеих модуляций, перехода с обогащенной смеси на обедненную и с обедненной смеси на обогащенную. Другими словами, ухудшенный сигнал лямбда может начинать переходить с обогащенной смеси на обедненную и с обедненной смеси на обогащенную в ожидаемые моменты времени, но скорость реакции может быть более низкой, чем ожидаемая скорость реакции, что дает в результате уменьшенные промежутки времени пиков обеднения и обогащения.

Фиг. 3 показывает график, указывающий второй тип поведения ухудшения характеристик, который может проявляться подвергнутым ухудшению характеристик датчиком отработавших газов. Второй тип поведения ухудшения характеристик является типом с несимметричной медленной реакцией на переход с обогащенной смеси на обедненную, который включает в себя медленную реакцию датчика отработавших газов на командный сигнал лямбда для перехода с обогащенного на обедненное отношение количества воздуха к количеству топлива. Этот тип поведения может начинать переход с обогащенной смеси на обедненную в ожидаемый момент времени, но скорость реакции может быть более низкой, чем ожидаемая скорость реакции, что может давать в результате уменьшенный промежуток времени пика обеднения. Этот тип поведения может считаться несимметричным, так как реакция датчика отработавших газов является медленной (или более медленной, чем ожидается) во время перехода с обогащенной смеси на обедненную.

Фиг. 4 показывает график, указывающий третий тип поведения ухудшения характеристик, который может проявляться подвергнутым ухудшению характеристик датчиком отработавших газов. Третий тип поведения является типом с несимметричной медленной реакцией на переход с обедненной смеси на обогащенную, который включает в себя медленную реакцию датчика отработавших газов на командный сигнал лямбда для перехода с обедненного отношения количества воздуха к количеству топлива на обогащенное. Этот тип поведения может начинать переход с обедненной смеси на обогащенную в ожидаемый момент времени, но скорость реакции может быть более низкой, чем ожидаемая скорость реакции, что может давать в результате уменьшенный промежуток времени пика обогащения. Этот тип поведения может считаться несимметричным, так как реакция датчика отработавших газов является медленной (или более медленной, чем ожидается) только во время перехода с обедненной смеси на обогащенную.

Фиг. 5 показывает график, указывающий четвертый тип поведения ухудшения характеристик, который может проявляться подвергнутым ухудшению характеристик датчиком отработавших газов. Этот четвертый тип поведения ухудшения характеристик является типом с симметричной задержкой, который включает в себя задержанную реакцию на командный сигнал лямбда для обеих модуляций, перехода с обогащенной смеси на обедненную и с обедненной смеси на обогащенную. Другими словами, ухудшенный сигнал лямбда может начинать переходить с обогащенной смеси на обедненную и с обедненной смеси на обогащенную в моменты времени, которые задержаны от ожидаемых моментов времени, но соответственный переход может происходить с ожидаемой скоростью реакции, что дает в результате смещенные промежутки времени пиков обеднения и обогащения.

Фиг. 6 показывает график, указывающий пятый тип поведения ухудшения характеристик, который может проявляться подвергнутым ухудшению характеристик датчиком отработавших газов. Этот пятый тип поведения ухудшения характеристик является типом с несимметричной задержкой перехода с обогащенной смеси на обедненную, который включает в себя задержанную реакцию на командный сигнал лямбда у перехода с обогащенного на обедненное отношение количества воздуха к количеству топлива. Другими словами, ухудшенный сигнал лямбда может начинать переходить с обогащенной смеси на обедненную в момент времени, который задержан от ожидаемого момента времени, но переход может происходить с ожидаемой скоростью реакции, что дает в результате сдвинутые и/или уменьшенные промежутки времени пика обеднения. Этот тип поведения может считаться несимметричным, так как реакция датчика отработавших газов задерживается от ожидаемого время начала только во время перехода с обогащенной смеси на обедненную.

Фиг. 7 показывает график, указывающий шестой тип поведения ухудшения характеристик, который может проявляться подвергнутым ухудшению характеристик датчиком отработавших газов. Этот шестой тип поведения является типом с несимметричной задержкой перехода с обедненной смеси на обогащенную, который включает в себя задержанную реакцию на командный сигнал лямбда у перехода с обедненного отношения количества воздуха к количеству топлива на обогащенное. Другими словами, ухудшенный сигнал лямбда может начинать переходить с обедненной смеси на обогащенную в момент времени, который задержан от ожидаемого момента времени, но переход может происходить с ожидаемой скоростью реакции, что дает в результате сдвинутые и/или уменьшенные промежутки времени пика обеднения. Этот тип поведения может считаться несимметричным, так как реакция датчика отработавших газов задерживается от ожидаемого время начала только во время перехода с обедненной смеси на обогащенную.

Далее, с обращением к фиг. 8-9, изображены примерные способы для определения поведения ухудшения характеристик датчика отработавших газов согласно варианту осуществления настоящего раскрытия. Фиг. 8 включает в себя способ 800 для контроля датчика отработавших газов, присоединенного в выпуске двигателя. Способ 800 может выполняться системой управления транспортного средства, такой как контроллер 12 и/или выделенный контроллер 140, для контроля датчика, такого как датчик 126 отработавших газов. Фиг. 9 включает в себя способ 900, который может выполняться в качестве части фиг. 8 для определения поведения ухудшения характеристик датчика на основании характеристик распределения экстремальных значений множества наборов данных. Эти характеристики, которые будут подробнее пояснены ниже, изображены на примерных графиках, проиллюстрированных на фиг. 12A и 12B.

Более точно, со ссылкой на фиг. 8, на 802, способ 800 включает в себя определение рабочих параметров двигателя. Рабочие параметры двигателя могут определяться на основании обратной связи с различных датчиков двигателя и могут включать в себя число оборотов, нагрузку, отношение количества воздуха к количеству топлива, температуру двигателя, и т. д. Кроме того, рабочие параметры двигателя могут определяться в течение заданной длительности, например, 10 секунд, для того чтобы определять, изменяются ли определенные условия эксплуатации двигателя, или является ли двигатель работающим в установившихся условиях. По существу, способ 800 включает в себя, на 804, определение, является ли двигатель работающим в установившихся условиях, на основании определенных рабочих параметров двигателя. Установившиеся условия могут определяться на основании определенных рабочих параметров, меняющихся меньше, чем пороговая величина в течение заданной длительности. В одном из примеров, установившиеся условия могут указываться, если двигатель является работающим на холостом ходу, или если число оборотов двигателя меняется на менее, чем 20%, нагрузка двигателя меняется на менее, чем 30%, и отношение количества воздуха к количеству топлива в двигателе меняется меньше, чем на 0,15. В некоторых вариантах осуществления, установившиеся условия также могут включать в себя температуру двигателя, меняющуюся на меньшую, чем пороговая, величину, или температуру двигателя, находящуюся выше пороговой величины. Это может избегать контроля датчика во время работы холодного двигателя, когда датчик может не быть прогретым, и таким образом, может не быть вырабатывающим точный выходной сигнал.

Если на 804 определено, что двигатель не является работающим в установившихся условиях, способ 800 возвращается на 802, чтобы продолжить определять рабочие параметры двигателя. Если определены установившиеся условия, способ 800 переходит на 806, чтобы рассчитывать перепады отношения количества воздуха к количеству топлива или лямбда в течение заданной длительности на основании показаний с контролируемого датчика отработавших газов (например, датчика 126). Лямбда может определяться для заданного количества отсчетов в течение заданной временной длительности, например, отсчеты могут собираться с частотой 1 отсчет/96 мс в течение 60 секунд. Для каждого отсчета, разность между таким определенным лямбда и предыдущим лямбда может рассчитываться и сохраняться в памяти контроллера.

Был представлен основанный на статистике способ для неинтрузивной диагностики работы датчика UEGO на основании измеренного отношения A/F с датчика.

При наличии одной из шести возможных неисправностей, реакция датчика может быть

1. Симметричной (в случаях симметричной задержки, симметричного фильтра или отсутствия неисправности)

2. С несимметричной задержкой (задержкой перехода с обедненной смеси на обогащенную или задержкой перехода с обогащенной смеси на обедненную)

3. С несимметричным запаздыванием (фильтром перехода с обедненной смеси на обогащенную или фильтром перехода с обогащенной смеси на обедненную)

Симметричная задержка (SYMD), симметричный фильтр (SYMF), фильтр перехода с обогащенной смеси на обедненную (R2LF), фильтр перехода с обедненной смеси на обогащенную (L2RF), задержка перехода с обогащенной смеси на обедненную (R2LD) и задержка перехода с обедненной смеси на обогащенную (L2RD).

Посредством наблюдения функции распределения отсчетов разностных данных с датчика, где данные заполнения определены в качестве

X_p=Δλ(k)|_2<k<n=[λ(2)-λ(1)…λ(n)-λ(n-1)]

Перепады лямбда могут быть графически изображены в ненормальном распределении, а затем, характеристики распределения определяются на 808.

В одном из вариантов осуществления, определение кривой распределения на основании экстремальных значений может включать в себя распределение обобщенных экстремальных значений (GEV):

Где k - профиль, σ - масштаб, а μ - местоположение кривой распределения.

Характеристики распределения могут включать в себя амплитуду центрального пика и моду распределения. Мода является значением, которое возникает наиболее часто в распределении, а центральный пик является процентным отношением отсчетов данных, которые имеют такое значение. В распределении GEV мода может определяться уравнением:

Таким образом, мода может быть функцией профиля (K), местоположения (Мю) и среднеквадратического отклонения (сигма) функции GEV.

Однако, способ для оценки моды может требовать громадных ресурсов, включающих в себя как память, так и процессор. Например, многоэтапные процессы для оценивания профиля функции распределения для расчета моды могут быть проблематичными. Этапы для оценивания профиля могут быть основаны на нелинейной оптимизации и зачастую сходятся только после сотен итераций. Один из примеров способа с несокращенными этапами применяет двухэтапный процесс для оценивания параметров. Первым этапом является одномерный поиск с использованием линеаризации графика вероятность-вероятность по параметру K (профилю). Вторым этапом является многомерный поиск для доведения до максимума логарифмического правдоподобия относительно K, log(сигма), и мю между данными и функцией распределения GEV (определенной раньше согласно f(x) для данных k, сигма и мю). Расчет этих параметров для данной выборки данных может давать в результате относительно большие вычислительные ресурсы, делая трудным, чтобы был реализован для бортового применения, работающего в реальном времени.

В настоящей заявке, упрощенный подход с сокращенными этапами может использоваться для оценки профиля (k), на основании которого изоляция обнаружения ухудшения характеристик датчика топливо-воздушного соотношения может выполняться системой управления, а профиль используется в качестве замены для моды. Несмотря на то, что описан способ с сокращенными этапами, могут быть добавлены дополнительные этапы, если требуется. Подход, описанный ниже, может сходиться за меньшее количество итераций, уменьшая требования к обработке системы управления. Кроме того, более быстрая оценка может улучшать точность и эффективность диагностики, когда реализуется в системе управления двигателем, которая должна выполняться в течение работы двигателя в реальном времени.

Подход с сокращенными этапам основан на конкретной работе датчиков топливо-воздушного соотношения, таких как датчики UEGO, во время работы в выпуске двигателя. Более точно, изобретателями было обнаружено, что решение о типе распределения может приниматься с использованием оценки профиля функции распределения вместо моды распределения. Изоляция обнаружения неисправностей, в таком случае, может производиться благодаря этим параметрам при условии уменьшенной вычислительной обработки в конкретном примере системы контроля датчика UEGO.

Кроме того, оценка параметра K (профиля) может выполняться с уменьшенными вычислительными требованиями посредством поиска методом золотого сечения в диапазоне значений, в пределах которого оптимальное значение (оптимальный профиль) существует и уникален. Поиск методом золотого сечения является технологией для отыскания экстремума (минимума или максимума) строго унимодальной функции посредством последовательного сужения диапазона значений, внутри которого известно, что должен существовать экстремум.

Этот предложенный способ показывает привлекательные свойства сходимости, быстрый процесс оценки и хорошую точность по сравнению с двухэтапным способом, описанным выше. Преимуществом этого способа является осуществимость реализации в контроллере системы управления двигателем для интерактивной обработки данных и диагностики в реальном времени в течение рабочего функционирования двигателя.

В одном из примеров, поиск методом золотого сечения работает на предварительно заданном интервале для параметра профиля (K). Процесс максимизирует правдоподобие графика вероятности-вероятности между функцией плотности вероятности собранных данных (перепадов отношения количества воздуха к количеству топлива) и вероятностью инструментальной переменной Z, сформированной в качестве

В тех случаях, когда K должно оцениваться посредством итеративного процесса, и смоделированные данные (Y) являются упорядоченными статистическими данными, сформированными в качестве

Здесь, n - длина X_p, причем, X_p является вектором предварительно сортированных перепадов, определенным в качестве

X_p=Δλ(k)|_2<k<n=[λ(2)-λ(1)…λ(n)-λ(n-1)]

При этом, (X) затем получается посредством сортировки X_p в возрастающем порядке.

Коэффициент корреляции Пирсона используется для измерения подобия между PDF от (X) и PDF от (Z), и определен в качестве

Целевая функция для оптимизации является выпуклой кривой, которая означает, что решение существует и является уникальным в диапазоне возможных значений K. Алгоритм может начинать поиск K при заданном широком интервале профиля между экстремумами. Например, может использоваться интервал -1 и 1.

Более точно, фиг. 10 иллюстрирует подход, использующий поиск методом золотого сечения наряду с соответствующим способом 1000 на фиг. 11. Поиск методом золотого сечения находит оптимум целевой функции посредством последовательного сужения диапазона значений, внутри которого оптимальное решение существует и уникально.

Способ 1000 на фиг. 11 использует вышеописанные уравнения для оценивания профиля K.

На 1002, способ формирует моделированные данные стандартной вероятности, Y. Затем способ переходит к формированию Z на 1004.

На 1006, способ буферизует данные в памяти и рассчитывает Δλ(K). Способ затем переходит на 1008 и сортирует данные, рассчитанные на 1006 в возрастающем порядке.

На 1010, способ вводит данные с 1004 и 1006, и рассчитывает коэффициент корреляции.

На 1012, способ может определять, достигнута ли максимальная корреляция. Если нет, способ может переходить на 1014 и обновлять значение k перед повторным вступлением в способ на 1004 для формирования Z. Способ обновляет значение K с использованием поиска методом золотого сечения, как проиллюстрировано на фиг. 10.

Если да на 1012, способ может переходить на 1014 и удерживать K в качестве оценки профиля, а затем заканчиваться. Оценка профиля затем проводится в другие способы, чтобы идентифицировать один или более различных типов ухудшения характеристик датчика топливо-воздушного соотношения.

Продолжая по фиг. 8, как пояснено выше, поведение ухудшения характеристик датчика может определяться на основании характеристик распределения на 810 (смотрите фиг. 9). Например, как будет подробнее пояснено ниже, амплитуда центрального пика (которая указывает степень отклонения экстремальных перепадов лямбда) может указывать, присутствует или нет поведение ухудшения характеристик с несимметричной задержкой, так как датчики с ухудшением характеристик типа с несимметричной задержкой могут демонстрировать меньшее отклонение, чем датчики без несимметричной задержки. Дополнительно, профиль распределения может работать в качестве заменителя для амплитуды профиля (которая указывает, смещен ли выходной сигнал датчика с обогащением или обеднением), чтобы указывать, присутствует или нет поведение ухудшения характеристик с несимметричной реакцией. Посредством определения амплитуды центрального пика и профиля, а также определения других параметров датчика, как будет подробнее описано ниже, датчик может классифицироваться на одно или более из шести дискретных поведений ухудшения характеристик или классифицироваться в качестве не подвергнутого ухудшению характеристик. Определение поведения ухудшения характеристик датчика на основании характеристик распределения будет подробнее описано ниже со ссылкой на фиг. 9.

Таким образом, можно, с помощью контроллера, определять, а затем, указывать каждый из по меньшей мере следующих разных профилей на основании типа ухудшения характеристик:

1. Высокий центральный пик

2. Несимметричное распределение - низкий центральный пик

3. Симметричное распределение - низкий центральный пик

Более точно, принятие решения о том, есть ли ухудшение характеристик, а кроме того, о типе (SYMD, SYMF, R2LF, L2RF, R2LD или L2RD), может быть основано на двух характеристических параметрах функции распределения: амплитуде центрального пика (CP) и профиле (K), как описано в материалах настоящей заявки.

Возвращаясь к способу 800, на 812, способ содержит определение, указано ли ухудшение характеристик датчика. Если указано отсутствие ухудшения характеристик (например, характеристики распределения указывают, что поведение ухудшения характеристик не присутствует), способ 800 возвращается, чтобы продолжать контролировать датчик. Если указано ухудшение характеристик, способ 800 переходит на 814, чтобы определять, превышает ли поведение ухудшения характеристик датчика максимальное значение. Как описано выше, ухудшение характеристик датчика может указываться на основании характеристик распределения экстремальных значений перепадов лямбда. Характеристика, которая указывает ухудшение (например, центральный пик или профиль), может анализироваться, чтобы определять степень ухудшения характеристик. Например, амплитуда центрального пика выше заданного первого порогового значения может указывать поведение ухудшения характеристик с несимметричной задержкой. Если амплитуда находится выше первого порогового значения на достаточную величину, например, если она является большей на 20% или более, чем первое пороговое значение, поведение ухудшения характеристик может превышать максимальный предел. Если поведение ухудшения характеристик превышает максимальное значение, это может указывать, что датчик поврежден или является недействующим иным образом, и, по существу, способ 800 переходит на 816, чтобы уведомлять водителя транспортного средства об ухудшении характеристик датчика, например, вводя в действие лампу индикации неисправности. Если поведение ухудшения характеристик не превышает максимальное значение, оно может указывать, что датчик все еще является действующим. Однако, чтобы гарантировать соответствующее управление двигателем для поддержания выбросов и экономии топлива двигателя на требуемом уровне, один или более рабочих параметров двигателя могут настраиваться на 818, если требуется. Это может включать в себя настройку величины и/или установки момента впрыска топлива и может включать в себя настройку процедур управления, которые основаны на обратной связи с подвергнутого ухудшению характеристик датчика, для компенсации идентифицированного ухудшения характеристик.

Как пояснено выше, способ 800, а также способ 900, описанные ниже со ссылкой на фиг. 9, указывают ухудшение характеристик датчика на основании характеристик распределения экстремальных значений рассчитанных перепадов лямбда, собранных во время работы двигателя.

С обращением к фиг. 9, изображен способ 900 для определения поведения ухудшения характеристик датчика на основании характеристик распределения экстремальных значений. Способ 900 может выполняться в качестве части способа 800, например, на 810 способа 800. Способ 900 включает в себя, на 902, определение, является ли центральный пик распределения меньшим, чем первое пороговое значение. Как пояснено выше со ссылкой на фиг. 8, центральный пик является процентным отношением выборок данных, которые имеют наиболее общее значение. Так как распределение основано на перепадах лямбда, относительно высокая величина отклонения ожидается в распределении, когда датчик отработавших газов является нормально функционирующим. Таким образом, недостаток отклонения, который дает в результате высокий центральный пик, указывает ухудшение характеристик датчика. Более точно, высокий центральный пик указывает поведение с несимметричной задержкой, при этом, временная задержка от того, когда принято командное изменение отношения количества воздуха к количеству топлива, до того, когда изменение происходит фактически, является большей, чем ожидается. Так как задержка несимметрична, большее время будет проводиться при работе с обогащением или большее время будет проводиться при работе с обеднением. В любом случае, будет присутствовать меньшее общее отклонение. Первое пороговое значение может определяться пригодным образом. В одном из вариантов осуществления, распределение экстремальных значений может определяться автономно для нового, не подвергнутого ухудшению характеристик датчика, и первое пороговое значение может быть центральным пиком распределения не подвергнутого ухудшению характеристик датчика. Кроме того, первое пороговое значение может настраиваться, чтобы повышать или понижать чувствительность выявления ухудшения характеристик. Примерное первое пороговое значение, T1, проиллюстрировано на фиг. 12A.

Если центральный пик не является меньшим, чем первое пороговое значение, указывается поведение ухудшения характеристик датчика с несимметричной задержкой. Способ 900 переходит на 904, чтобы определять, является ли ожидаемое лямбда большим, чем определенное лямбда на холостом ходу, для того чтобы определить, какое несимметричное поведение ухудшения характеристик присутствует. Если центральный пик является большим, чем первое пороговое значение, контроллер может определять среднее лямбда за заданную длительность, когда лямбда имеет значение холостого хода. Если определенное среднее значение лямбда является меньшим, чем ожидаемое или командное среднее значение лямбда, это указывает, что большее время проводится в работе с обогащением, чем заданное командой, и, по существу, способ 900 включает в себя указание поведения ухудшения характеристик датчика с задержкой перехода с обогащенной смеси на обедненную на 906. Если определенное среднее значение лямбда является большим, чем ожидаемое значение, это указывает, что большее время проводится в работе с обеднением, и способ 900 включает в себя указание поведения ухудшения характеристик датчика с задержкой перехода с обедненной смеси на обогащенную на 908.

Возвращаясь на 902, если центральный пик является меньшим, чем первое пороговое значение, способ 900 переходит на 910, чтобы определять, является ли профиль распределения меньшим, чем второе пороговое значение. Симметричный датчик, который является датчиком, который не отображает никакого несимметричного ухудшения характеристик датчика, типично будет иметь профиль в заданном симметричном диапазоне, ограниченном вторым и третьим пороговыми значениями. Второе и третье пороговые значения могут определяться некоторым образом, подобным первому пороговому значению центрального пика.

Если профиль является меньшим или большим, чем симметричный диапазон, указывается поведение ухудшения характеристик типа с несимметричной реакцией. Если профиль является меньшим, чем симметричный диапазон, то есть, если профиль является меньшим, чем второе пороговое значение, способ 900 переходит на 912, чтобы указывать ухудшение характеристик с реакцией запаздывания на переход с обогащенной смеси на обедненную. В этом случае, датчик испытывает задержку в ответ на командное изменение перехода с обогащенной смеси на обедненную, и таким образом, проводит меньшее время на командном обедненном лямбда, чем на командном обогащенном лямбда. Таким образом, большая величина перепадов лямбда будет возникать при значениях с положительной амплитудой (обеднения).

Если профиль не является меньшим, чем второе пороговое значение, способ 900 переходит на 914, чтобы определять, является ли профиль большим, чем третье пороговое значение. Если да, профиль, поэтому, является меньшим, чем симметричный диапазон, и таким образом, способ 900 включает в себя указание ухудшения характеристик с реакцией запаздывания на переход с обедненной смеси на обогащенную на 916. Если профиль не является большим, чем третье пороговое значение, профиль находится в симметричном диапазоне. На основании характеристик распределения, ухудшение характеристик с симметричной задержкой и реакцией, а также отсутствие ухудшения характеристик не могут отличаться друг от друга.

Чтобы определять, какое симметричное состояние демонстрирует датчик, способ 900 включает в себя определение, является ли временная задержка датчика большей, чем номинальная временная задержка, на 918. Номинальная временная задержка датчика является ожидаемой задержкой реакции датчика на командное изменение отношения количества воздуха к количеству топлива на основании задержки от того, когда топливо впрыскивается, сжигается, и отработавшие газы покрывают расстояние от камеры сгорания до датчика отработавших газов. Определенная временная задержка может происходить, когда датчик фактически выводит сигнал, указывающий измененное отношение количества воздуха к количеству топлива. Если временная задержка является большей, чем номинальная временная задержка, способ 900 переходит на 920, чтобы указывать симметричную задержку.

Если временная задержка не является большей, чем номинальная временная задержка, способ 900 переходит на 922, чтобы определять, является ли постоянная времени датчика большей, чем номинальная постоянная времени. Номинальная постоянная времени может быть постоянной времени, указывающей, насколько быстро датчик реагирует на командное изменение лямбда, и может определяться автономно, на основании функционирования датчика без ухудшения характеристик. Если определенная постоянная времени является большей, чем номинальная постоянная времени, она указывает медленную скорость реакции, и таким образом, на 924, если постоянная времени является большей, чем номинальная постоянная времени, указывается поведение ухудшения характеристик с симметричной реакцией.

Если постоянная времени не является большей, чем номинальная постоянная времени, способ 900 включает в себя указание отсутствия ухудшения характеристик на 926. Отсутствие ухудшения характеристик указывается вследствие характеристик распределения, указывающих симметричное поведение датчика, и как постоянной времени, так и задержки датчика, являющихся сходными с номинальными постоянной времени и задержкой. По указанию поведения датчика, одного ли из шести дискретных поведений ухудшения характеристик или поведения отсутствия ухудшения характеристик, способ 900 осуществляет выход.

Таким образом, способы, описанные со ссылкой на фиг. 8 и 9, предусматривают контроль датчика отработавших газов, для того чтобы определять поведение ухудшения характеристик датчика. Если определено ухудшение характеристик датчика, может оцениваться серьезность ухудшения характеристик. Если ухудшение характеристик является серьезным, замена/ремонт датчика могут указываться водителю транспортного средства. Если ухудшение характеристик является менее серьезным, датчик тока может продолжать эксплуатироваться. Однако, процедуры управления, вовлекающие датчик, могут адаптироваться на основании ухудшения характеристик. Например, могут настраиваться постоянная времени и/или постоянная задержки датчика, используемые в регулировании с обратной связью отношения количества воздуха к количеству топлива. Кроме того, по мере того, как временные характеристики и величина впрыска топлива определяются на основании обратной связи с находящихся ниже по потоку датчиков отработавших газов, количество и/или временные характеристики впрыскиваемого топлива могут настраиваться, чтобы поддерживать управление двигателем и выбросы транспортного средства в требуемом диапазоне.

Кроме того, способ по фиг. 8 и 9 неинтрузивно контролирует датчик отработавших газов, собирая данные во время установившихся условий эксплуатации. Однако, в некоторых вариантах осуществления, двигателю может намеренно даваться команда работать с обогащением или обеднением во время выполнения способов. Этот тип работы может использоваться для определения действительности определения ухудшения характеристик датчика на основании характеристик распределения, как описано.

С обращением к фиг. 12, примерный график для коэффициента корреляции Пирсона показан в качестве функции профиля для разных типов неисправности. Амплитуда неисправностей имеет значение 500 мс. Фигура иллюстрирует фильтр перехода с обедненной смеси на обогащенную (L2RF), фильтр перехода с обогащенной смеси на обедненную (R2LF), симметричную задержку (SYMD), симметричный фильтр (SYMF) и отсутствие неисправности (NOF). Данные в этом примере собирались с пробного двигателя V-6. Эта фигура показывает изменение коэффициента корреляции в качестве функции параметра K профиля для различных типов неисправности с одной и той же амплитудой неисправности. Из этого примера, симметричная работа (NOF, SYMF, SYMD) имеет сопоставимый профиль амплитуды, тогда как коэффициент работы R2LF является относительно меньшим, а коэффициент L2RF является относительно большим. Выбор пороговых значений, пример, показанный на фиг. 14 (бета_1) и (бета_2), иллюстрируют пороговые значения разделения между типами неисправностей и предоставляют возможность изоляции несимметричных неисправностей фильтра от симметричных режимов работы.

Далее, с обращением к фиг. 13, показан пример центрального пика в зависимости от профиля, рассчитанный для различных неисправностей, различных амплитуд и дорожных условий. Примерные данные, показанные здесь, собирались с использованием двигателя V8-5L. Аббревиатуры являются такими же, как использованные на фиг. 13. Дополнительно, фигура иллюстрирует задержку перехода с обедненной смеси на обогащенную (L2RD) и задержку перехода с обогащенной смеси на обедненную (R2LD). Пороговые значения для принятия решения альфа α, бета 1 β₁ и бета 2 β₂ показаны пунктирными линиями. SYMD, NOF и SYMF попадают в пределы участка графика, ограниченную осью x, β₁, β₂ и α. R2LF попадает в пределы участка графика, ограниченного осью x, α, β₁ и осью y. L2RF попадает в пределы участка графика, ограниченного осью x, α, β₂ и осью y. L2RD и R2LD обе возникают выше линии α, причем, R2LD показывает центральные пики наивысшей амплитуды.

Фиг. 14 и 15 показывают примеры результатов диагностики, полученные с использованием предложенного процесса оценки профиля.

Фиг. 14 показывает первое испытание, которое является неисправностью симметричного фильтра (запаздывания). Пороговые значения для принятия решения были выбраны в качестве α=10, β₁=-0,1, и β₂=-0,5. График показывает результаты диагностики для пакетов 4, 5, а также автомагистрали и горячего запуска. Амплитуда неисправностей имеет значение 1200 мс. На графике показана верхняя линия для скорости транспортного средства, затем статистический центральный пик, затем статистический профиль, DFSO, и SYS ID. Пороговое значение для принятия решения показано в качестве пунктирных линий и соответственно помечено. Центральный пик низок, показывая, что нет несимметричной задержки. Оцененный профиль указывает симметричную работу, профиль, попадает между β₁ и β₂.

Фиг. 15 показывает второе испытание, которое является неисправностью R2LF. Пороговые значения для принятия решения были выбраны в качестве α=10, β₁=-0,55, и β₂=-0,1. График показывает результаты диагностики для пакетов 1, 2, а также CD533 и холодного запуска. Амплитуда неисправностей имеет значение 900 мс. На графике показана верхняя линия для скорости транспортного средства, затем статистический центральный пик, затем статистический профиль, DFSO, и SYS ID. Пороговое значение для принятия решения показан в качестве пунктирных линий и соответственно помечено. Центральный пик низок, показывая, что нет несимметричной задержки. Оцененный профиль указывает наличие работы с неисправностью R2LF, профиль является меньшим, чем β₁.

Будет принято во внимание, что конфигурации и способы, раскрытые в материалах настоящей заявки, являются примерными по сути, и что эти специфичные варианты осуществления не должны рассматриваться в ограничительном смысле, так как возможны многочисленные варианты. Например, вышеприведенная технология может быть применена к типам двигателя V6, I-4, I-6, V-12, оппозитному 4-цилиндровому и другим типам двигателя. Предмет настоящего раскрытия включает в себя все новейшие и не очевидные комбинации и подкомбинации различных систем и конфигураций, и другие признаки, функции и/или свойства, раскрытые в материалах настоящей заявки.

Последующая формула изобретения подробно указывает некоторые комбинации и подкомбинации, рассматриваемые в качестве новейших и неочевидных. Эти пункты формулы изобретения могут указывать ссылкой на элемент в единственном числе либо «первый» элемент или его эквивалент. Должно быть понятно, что такие пункты формулы изобретения включают в себя объединение одного или более таких элементов, не требуя и не исключая двух или более таких элементов. Другие комбинации и подкомбинации раскрытых признаков, функций, элементов и/или свойств могут быть заявлены формулой изобретения посредством изменения настоящей формулы изобретения или представления новой формулы изобретения в этой или родственной заявке. Такая формула изобретения, более широкая, более узкая, равная или отличная по объему по отношению к исходной формуле изобретения, также рассматривается в качестве включенной в предмет изобретения настоящего раскрытия.

Группа изобретений относится к способу для контроля датчика отработавших газов, установленного в системе выпуска двигателя. Техническим результатом является повышение эффективности контроля работы датчика отработавших газов. Сущность изобретений заключается в том, что контроль работы датчика реализуется путем указания ухудшения характеристик датчика отработавших газов на основании профиля распределения экстремальных значений множества наборов перепадов лямбда, собранных во время выбранных условий эксплуатации. Таким образом, датчик отработавших газов может контролироваться неинтрузивным образом. 3 н.п. и 16 з.п. ф-лы, 15 ил.

1. Способ контроля датчика отработавших газов, присоединенного на выпуске двигателя, содержащий этапы, на которых:

указывают с помощью контроллера, присоединенного к датчику отработавших газов, тип деградации датчика отработавших газов на основании профиля распределения экстремальных значений множества наборов перепадов лямбда, собранных контроллером на основании показаний датчика отработавших газов во время выбранных условий эксплуатации, причем профиль идентифицируется c помощью контроллера на основании итеративного поиска, который последовательно сужает диапазон значений, внутри которого существует профиль.

2. Способ по п. 1, в котором распределение является распределением обобщенных экстремальных значений (GEV) и при этом ухудшение характеристик дополнительно основано на центральном пике распределения GEV.

3. Способ по п. 2, в котором, если амплитуда центрального пика является большей, чем пороговое значение, указывают ухудшение датчика с несимметричной задержкой.

4. Способ по п. 3, в котором, если ожидаемое среднее отношение количества воздуха к количеству топлива является большим, чем определенное среднее отношение количества воздуха к количеству топлива на холостом ходу, указывают ухудшение характеристик датчика с задержкой перехода с обогащенной смеси на обедненную, а если ожидаемое среднее отношение количества воздуха к количеству топлива является меньшим, чем определенное среднее отношение количества воздуха к количеству топлива на холостом ходу, указывают ухудшение характеристик датчика с задержкой перехода с обедненной смеси на обогащенную.

5. Способ по п. 3, в котором, если амплитуда центрального пика является меньшей, чем пороговое значение, и профиль находится вне симметричного диапазона, указывают ухудшение характеристик датчика с несимметричной реакцией.

6. Способ по п. 5, в котором, если профиль является меньшим, чем симметричный диапазон, указывают ухудшение характеристик датчика с реакцией на переход с обогащенной смеси на обедненную, а если профиль является большим, чем симметричный диапазон, указывают ухудшение характеристик датчика с реакцией на переход с обедненной смеси на обогащенную.

7. Способ по п. 5, в котором, если профиль находится в симметричном диапазоне, указывают отсутствие ухудшения характеристик или симметричное ухудшение характеристик датчика.

8. Способ по п. 7, дополнительно содержащий этап, на котором указывают ухудшение характеристик датчика с симметричной задержкой, если определенная временная задержка является большей, чем номинальная временная задержка, и указывают ухудшение характеристик датчика с симметричной медленной реакцией, если определенная постоянная времени является большей, чем номинальная постоянная времени.

9. Способ по п. 1, в котором выбранные условия эксплуатации дополнительно содержат установившиеся условия эксплуатации.

10. Способ по п. 1, дополнительно содержащий этап, на котором настраивают с помощью контроллера величину и/или временные характеристики впрыска топлива на основании указанного типа ухудшения характеристик датчика отработавших газов, при этом профиль основан на поиске методом золотого сечения данных, отсортированных в возрастающем или убывающем порядке.

11. Система для транспортного средства, содержащая:

двигатель, включающий в себя систему впрыска топлива;

датчик отработавших газов, присоединенный в системе выпуска двигателя; и

контроллер, включающий в себя команды, исполняемые, чтобы:

указывать ухудшение характеристик датчика отработавших газов на основании итеративно идентифицированного профиля распределения экстремальных значений множества наборов перепадов лямбда, собранных во время установившегося режима работы двигателя; и

настраивать величину и/или временные характеристики впрыска топлива на основании указанного ухудшения характеристик датчика.

12. Система по п. 11, в которой команды дополнительно являются исполняемыми для уведомления водителя транспортного средства, если указанное ухудшение характеристик датчика превышает пороговое значение.

13. Система по п. 11, в которой профиль определяется из поиска методом золотого сечения.

14. Способ контроля датчика отработавших газов, присоединенного на выпуске двигателя, содержащий этапы, на которых:

указывают с помощью контроллера, присоединенного к датчику кислорода, ухудшение характеристик датчика с несимметричной задержкой, если профиль распределения экстремальных значений множества наборов перепадов лямбда превышает первое пороговое значение; и

указывают с помощью контроллера ухудшение характеристик датчика с несимметричной медленной реакцией, если профиль находится ниже первого порогового значения, и вторая характеристика распределения находится вне второго порогового диапазона, причем профиль основан на последовательном сужении диапазона значений, в котором расположен профиль.

15. Способ по п. 14, в котором указания дополнительно основаны на амплитуде центрального пика распределения.

16. Способ по п. 15, в котором профиль основан на поиске методом золотого сечения.

17. Способ по п. 16, в котором большее значение профиля указывает асимметрию ухудшения характеристик датчика при переходе с обедненной смеси на обогащенную, а меньшее значение профиля указывает асимметрию ухудшения характеристик при переходе с обогащенной смеси на обедненную.

18. Способ по п. 14, дополнительно содержащий этап, на котором настраивают с помощью контроллера величину впрыска топлива на основании указанного ухудшения характеристик датчика.

19. Способ по п. 14, в котором перепады лямбда собираются во время установившихся условий эксплуатации.