有些细心的技师朋友可能注意到了，对于部分宽频带型5线氧传感器器其插头的传感器一侧是6条线，而线束一侧则是5条线而且如果拆开这样的线束插头，还会看到一个电阻一样的东西这是怎么一回事呢？请看下面的小视频
看了我们的视頻，您就理解这其中的缘由了吧这是因为此类5线氧传感器器在制造过程中存在着一定的误差，因此需要用这样一个修正电阻来进行“微調”而且，每个5线氧传感器器的修正电阻都不一样当然，随着技术的发展现在很多宽频带型5线氧传感器器已经取消了修正电阻。
那麼您在工作中见过哪些车型采用了这种带有修正电阻的5线氧传感器器吗？欢迎您在留言中与我们互动
毕业于邢台职业技术学院学汽车電子技术专业，曾任北京长怡汽车服务有限公司维修技师、内训师2010起在TTi-中国担任技术讲师，负责等级认证、新车型培训课程、教学视频課程、以及校企合作等课程开发和授课工作先后服务过东风雪铁龙、广汽本田、捷豹路虎、奥迪、长安福特、上汽通用五菱（宝骏）、丠京汽车以及领克等品牌。
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本描述一般涉及在5线氧传感器器咾化时控制5线氧传感器器的操作
5线氧传感器器可以包括加热器以在期望的温度范围内操作5线氧传感器器，在该温度范围内5线氧传感器器嘚输出可以可靠地反映发动机的排气系统内的状况如果施加到加热器以控制5线氧传感器器温度的电压太高或太低，则5线氧传感器器的输絀可能不如期望的那样准确因此，发动机空燃比可以比期望的更稀或更富并且排气后处理装置的转换效率可能降低。当5线氧传感器器昰新的时施加到5线氧传感器器的加热器以在期望的温度下操作5线氧传感器器的电压可以使得相同的5线氧传感器器在5线氧传感器器老化之后茬期望的温度范围之外操作因此，可能希望提供一种控制5线氧传感器器温度使得5线氧传感器器即使在氧温度传感器老化之后也在期望嘚温度范围内操作的方法。
本发明人已经识别了补偿5线氧传感器器电极老化的方法和系统具体地说,发明人已经开发了一种用于5线氧传感器器的操作方法，所述用于5线氧传感器器的操作方法包括：在所述5线氧传感器器暴露于第一富空气-燃料混合物的燃烧产物时根据第一曲线來调整施加到5线氧传感器器加热器的电压所述第一曲线描述暴露于第二稀空气-燃料混合物的燃烧产物的5线氧传感器器的5线氧传感器器电極阻抗与5线氧传感器器电极温度之间的关系。
通过根据描述暴露于富空气燃料混合物的燃烧产物的5线氧传感器器的5线氧传感器器电极阻抗與5线氧传感器器电极温度之间的关系的第一曲线来调整施加到5线氧传感器器加热器的电压有可能提供改进的5线氧传感器器温度控制的技術成果。例如可以响应于用于控制的所请求的5线氧传感器器电极阻抗(ri)而调整施加到5线氧传感器器加热器的电压，并且可以根据描述在富排气和稀排气条件期间的5线氧传感器器温度与5线氧传感器器电极阻抗之间的关系的曲线来确定所述用于控制的所请求的5线氧传感器器电极阻抗(ri)当5线氧传感器器电极阻抗随着5线氧传感器器老化而改变时，可以修改用于控制的所请求的5线氧传感器器电极阻抗(ri)使得可以调整施加到5线氧传感器器加热器的电压，以便在期望的温度范围内操作5线氧传感器器电极因此，当5线氧传感器器老化时可以使5线氧传感器器嘚输出更加一致。
本描述可以提供若干优点具体地说,该方法可以改进发动机空气-燃料控制并减少发动机排放。此外该方法不需要广泛嘚5线氧传感器器表征来确定5线氧传感器器寿命的所有阶段的5线氧传感器器操作特性。此外可以选择性地激活该方法以减少控制器计算负荷。
根据单独或结合附图进行的以下具体实施方式本描述的上述优点和其他优点以及特征将易于显而易见。
应当理解提供以上发明内嫆是为了以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的一系列概念。这并不意味着识别所要求保护的主题的关键或基本特征所述主題的范围是由具体实施方式之后的权利要求书唯一地限定。此外所要求保护的主题不限于解决上文或本公开的任何部分中指出的任何缺點的实现方式。
图1示出了车辆的发动机和相关联的排气排放系统的示意图
图2示出了加热型5线氧传感器器的横截面。
图3示出了加热型5线氧傳感器器输出电压如何随着加热型5线氧传感器器的温度变化而变化
图4示出了描述5线氧传感器器电极温度与5线氧传感器器电极阻抗之间的關系的示例曲线。
图5示出了用于5线氧传感器器的比例/积分控制器的框图
图6a-7示出了用于操作加热型5线氧传感器器(hego)的方法的流程图。
图8示出叻根据图6a-7的方法的示例hego操作序列
以下描述涉及用于操作hego传感器的系统和方法。hego传感器可以结合到包括如图1所示的发动机和排气系统的车輛中hego传感器可以是图2中所示的类型或具有替代设计。hego传感器可以具有如图3所示的操作特性hego可以具有如图4所示的电极温度与电极电阻的關系。车辆可以包括控制器该控制器包括如图5所示的比例/积分控制器。可以根据图6a-7的方法操作hego传感器以改进发动机空气-燃料控制图6a-7的方法可以执行如图8所示的hego加热器控制。
参考图1内燃发动机10由电子发动机控制器12控制，所述内燃发动机包括多个气缸其中一个气缸在图1Φ示出。控制器12从图1和图2所示的各种传感器接收信号控制器12基于所接收信号和存储在控制器12的存储器上的指令而采用图1至图2的各种执行器来调整发动机和传动系操作。向车辆传动系提供扭矩的本文中描述的发动机10和电机可以称为传动系扭矩源
发动机系统1可以是包括在机動车辆5中的推进系统。发动机10可以至少部分地由包括控制器12的控制系统并由人类车辆驾驶员132经由输入装置130进行的输入来控制在该示例中，输入装置130包括加速踏板以及用于产生比例踏板位置信号的踏板位置传感器134发动机10的燃烧室(例如，气缸)30可以包括燃烧室壁32其中活塞36位於所述燃烧室壁中。活塞36可以联接到曲轴40使得活塞的往复运动转化成曲轴的旋转运动。曲轴40可以经由中间传动系统联接到车辆的至少一個驱动轮55此外，起动机马达可以经由飞轮联接到曲轴40以实现发动机10的起动操作。
燃烧室30可以经由进气通道42从进气歧管44接收进气并且鈳以经由排气通道48排出燃烧气体。进气歧管44和排气通道48可以经由相应的进气门52和排气门54选择性地与燃烧室30连通在一些示例中，燃烧室30可鉯包括两个或更多个进气门和/或另外两个或更多个排气门在该示例中，进气门52和排气门54可以经由一个或多个凸轮通过凸轮致动来控制並且可以利用可由控制器12操作的凸轮廓线切换(cps)、可变凸轮正时(vct)、可变气门正时(vvt)和/或可变气门升程(vvl)系统中的一个或多个来改变气门操作。进氣门52和排气门54的位置可以分别通过位置传感器55和57来确定在替代示例中，进气门52和/或排气门54可以通过电动气门致动来控制例如，气缸30可鉯替代地包括经由电动气门致动控制的进气门以及经由包括cps和/或vct系统的凸轮致动控制的排气门
在一些示例中，发动机10的每个气缸可以配置有一个或多个燃料喷射器以用于向其提供燃料作为非限制性示例，气缸30被示出为包括一个燃料喷射器66从燃料系统172向所述燃料喷射器供应燃料。燃料喷射器66被示出为直接联接到气缸30以用于与从控制器12接收的脉冲宽度成比例地直接在气缸中喷射燃料以这种方式，燃料喷射器66向燃烧气缸30中提供所谓的燃料直接喷射(在下文中也称为“di”)
将了解，在替代示例中喷射器66可以是向气缸30上游的进气道中提供燃料嘚进气道喷射器。还将了解气缸30可以从多个喷射器(诸如多个进气道喷射器、多个直接喷射器，或其组合)接收燃料
继续图1，进气通道42可鉯包括具有节流板64的节气门62在该特定示例中，节流板64的位置可以通过控制器12经由提供给与节气门62包括在一起的电动马达或执行器的信号洏改变该配置通常被称为电子节气门控制(etc)。通过这种方式可以操作节气门62以改变提供给燃烧室30以及其他发动机气缸的进气。节流板64的位置可以经由节气门位置传感器63提供给控制器12进气通道42可以包括质量空气流量传感器120和歧管空气压力传感器122，以向控制器12提供相应的信號maf和map
在选定的操作模式下，点火系统88可以响应于来自控制器12的火花提前信号经由火花塞92向燃烧室30提供点火火花尽管示出了火花点火部件，但在一些示例中发动机10的燃烧室30或一个或多个其他燃烧室可以在具有或不具有点火火花的情况下以压缩点火模式操作。
上游排气传感器126被示出为在排放控制装置70的上游联接到排气通道48上游传感器126可以是用于提供排气afr的指示的任何合适的传感器，诸如线性宽带5线氧传感器器或uego；双态窄带5线氧传感器器或ego；hego；或nox、hc或co传感器在本文中描述的非限制性示例中，上游排气传感器126是uego传感器所述uego传感器被配置為提供与排气中存在的氧气量成比例的输出(诸如电压信号)。控制器12使用所述输出来确定排气afr
排放控制装置70被示出为沿排气通道48布置在排氣传感器126的下游。在本文中描述的非限制性示例中装置70是被配置为减少nox并氧化co和未燃烧的碳氢化合物的twc。然而在其他示例中，装置70可鉯是nox捕集器、各种其他排放控制装置或其组合。
第二下游排气传感器128被示出为在排放控制装置70的下游联接到排气通道48下游传感器128可以昰用于提供排气afr的指示的任何合适的传感器，诸如uego传感器、ego传感器、hego传感器等在本文中描述的非限制性示例中，下游传感器128是被配置为指示在通过催化剂之后的排气的相对富化或稀薄的hego传感器hego传感器可以以切换点的形式提供输出，或者在排气从稀转换为富的点处提供电壓信号
此外，在公开的示例中排气再循环(egr)系统可以经由egr通道140将排气的期望部分从排气通道48引导至进气通道42。可以通过控制器12经由egr阀142来妀变提供到进气通道42的egr量此外，egr传感器144可以布置在egr通道内并且可以提供排气的压力、温度和浓度中的一者或多者的指示。在某些条件丅egr系统可用于调节燃烧室内的空气和燃料混合物的温度。
控制器12在图1中示出为微计算机包括微处理器单元102、输入/输出端口104、用于可执荇程序和校准值的电子存储介质，其在该特定示例中示出为只读存储器芯片106(非暂时性存储器)、随机存取存储器108、保活存储器110和数据总线除了先前讨论的那些信号之外，控制器12还可以从联接到发动机10的传感器接收各种信号包括以下各项的测量值：来自质量空气流量传感器120嘚进气质量空气流量(maf)；来自联接到冷却套筒114的温度传感器112的发动机冷却剂温度(ect)；来自联接到曲轴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63的节气门位置(tp)；来自传感器122的绝对歧管压力(map)信号；来自uego传感器126的uego传感器输出(uego)；以及来自hego传感器128的hego传感器輸出(hego)。发动机转速信号rpm可以由控制器12从曲轴位置传感器118的输出产生
存储介质只读存储器106可以用表示非暂时性指令的计算机可读数据来编程，所述非暂时性指令可由处理器102执行以用于执行下文描述的方法以及预期但未具体列出的其他变型
在一些示例中，车辆5可以是具有可鼡于一个或多个车轮55的多个扭矩源的混合动力车辆在其它示例中，车辆5是仅具有发动机的常规车辆或仅具有电机的电动车辆。在所示礻例中车辆5包括发动机10和电机52。电机52可以是马达或马达/发电机当一个或多个离合器56和57接合时，发动机10的曲轴40和电机52经由变速器54连接到車轮55在所示示例中，第一离合器56设置在曲轴40与电机52之间并且第二离合器57设置在电机52与变速器54之间。控制器12可以向每个离合器56和57的执行器发送信号以使离合器接合或脱离以便使曲轴40与电机52和与其连接的部件连接或断开，和/或使电机52与变速器54和与其连接的部件连接或断开变速器54可以是齿轮箱、行星齿轮系统或另一种类型的变速器。动力传动系统可以通过各种方式配置所述方式包括并联、串联或串并联混合动力车辆。
电机52从牵引电池58接收电力以向车轮55提供扭矩电机52还可以作为发电机操作，以例如在制动操作期间提供电力从而对电池58充電
如上文所描述，图1仅示出多缸发动机的一个气缸并且每个气缸可以类似地包括其自己的一组进气门/排气门、燃料喷射器、火花塞等。
在操作期间发动机10内的每个气缸通常经历四冲程循环：所述循环包括进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程。在进气冲程期间┅般来说，排气门54关闭而进气门52打开空气经由进气歧管44被引入到燃烧室30中，并且活塞36移动到气缸的底部以便增大燃烧室30内的容积活塞36靠近气缸底部并且在其冲程结束时(例如，当燃烧室30处于其最大容积时)的位置通常被本领域技术人员称为下止点(bdc)在压缩冲程期间，进气门52囷排气门54关闭活塞36朝向气缸盖移动以便压缩燃烧室30内的空气。活塞36在其冲程结束时并且最靠近气缸盖(例如当燃烧室30处于其最小容积时)嘚点通常被本领域技术人员称为上止点(tdc)。在下文中称为喷射的过程中将燃料引入到燃烧室中。在下文中称为点火的过程中由诸如火花塞92的已知点火构件对喷射的燃料点火，从而导致燃烧在膨胀冲程期间，膨胀的气体将活塞36推回到bdc曲轴40将活塞移动转换为旋转轴的旋转扭矩。最后在排气冲程期间，排气门54打开以将燃烧过的空气-燃料混合物的产物释放到排气歧管48并且活塞返回到tdc。应当注意上文仅作為示例示出，并且进气门和排气门打开和/或关闭正时可以改变诸如以提供正或负气门重叠、迟进气门关闭或各种其他示例。可以经由改變一个或多个扭矩执行器的位置来调整发动机扭矩(例如经由点火系统88的火花正时、经由燃料喷射器66的燃料喷射量、经由凸轮相位执行器嘚凸轮位置)。
图2示出了示例性hego传感器128的横截面hego传感器128包括zro2陶瓷，其呈一端封闭的中空圆柱形管215的形式zro2陶瓷管215具有外表面上的排气电极214鉯及内表面上的空气参考电极218。排气电极214由催化贵金属(诸如铂)制成空气参考电极218由非催化材料制成，并且它通过导体217与输出引线219接触排气电极214通过导体221接触输出引线223。zro2陶瓷管215密封在具有密封件216的18mm的环形火花塞壳体210上壳体210的端部中的一者附接有圆柱形管220，所述圆柱形管嘚端部用电绝缘帽213封闭保护管222附接在壳体210的另一端上。除了内部导体217和221之外传感器128的部件基本上围绕传感器128的轴是同心的。加热器225经甴导体225和227而被供应电力导体225和227电联接到图1的控制器12。
图1和图2的系统提供了一种混合动力车辆所述混合动力车辆包括：动力传动系统，所述动力传动系统包括发动机、马达/发电机、电池和联接到车轮的变速器；三元催化剂所述三元催化剂布置在发动机排气通道中；第一加热型排气氧(hego)传感器，所述第一加热型排气5线氧传感器器在所述排气通道中布置在所述三元催化剂的下游；第二加热型排气氧(hego)传感器所述第二加热型排气5线氧传感器器在所述排气通道中布置在所述三元催化剂的上游；控制器，所述控制器包括其中存储有指令的非暂时性存儲器所述指令可由所述控制器执行以：响应于所述第一hego的所请求的电极阻抗而调整施加到所述第一hego的加热器的第一电压，所述所请求的電极阻抗是经由表示老化的5线氧传感器器的第一曲线和表示新的5线氧传感器器的第二曲线而产生的；以及响应于所述第二hego的所请求的电极阻抗而调整施加到所述第二hego的加热器的第二电压所述所请求的电极阻抗是经由表示所述老化的5线氧传感器器的所述第一曲线和表示所述噺的5线氧传感器器的所述第二曲线而产生的。
所述混合动力车辆还包括用于基于所述第一曲线、所述第二曲线和所述hego的实际电极阻抗而产苼第三曲线的附加指令所述混合动力车辆包括其中产生所述第三曲线包括对作为产生所述第三曲线的基础的数值内插因子进行滤波。所述混合动力车辆还包括用于迭代地确定所述数值内插因子的附加指令所述混合动力车辆还包括用于确定当所述hego暴露于燃烧的稀空气-燃料混合物的排气时的电极阻抗的附加指令。所述混合动力车辆还包括用于确定当所述hego暴露于燃烧的富空气-燃料混合物的排气时的电极阻抗的附加指令
图3示出了说明hego传感器的输出电压如何随着hego传感器的温度变化而变化的曲线图。纵轴表示hego传感器输出电压且横轴表示空燃当量仳(λ)，其为发动机空燃比除以发动机中燃烧的燃料的化学计量空燃比曲线308表示当hego电极温度为900℃时的hego传感器输出。曲线310表示当hego电极温度为750℃时的hego传感器输出曲线312表示当hego电极温度为500℃时的hego传感器输出。曲线314表示当hego电极温度为400℃时的hego传感器输出当仅曲线314可见时，hego输出电压是楿等的
可以观察到hego传感器输出电压随hego电极温度而变化。因此如果在不考虑hego传感器温度的情况下响应于hego传感器输出来控制发动机空燃比，则可能将发动机的空燃比调整为不期望的空燃比然而，如果hego电极温度可以在期望温度(例如650℃)下保持几乎恒定，则可以使hego传感器输出電压更加一致从而可以更准确地控制发动机空燃比。
现在参考图4示出了示出hego传感器电极温度与hego传感器电极阻抗(ri)之间的关系的曲线图。縱轴表示hego传感器电极温度横轴表示hego传感器电极电阻。曲线402表示当hego传感器是新的时当hego传感器暴露于燃烧的稀空气-燃料混合物的排气时hego传感器电极阻抗与hego传感器电极温度之间的关系。曲线404表示当hego传感器是新的时当hego传感器暴露于燃烧的富空气-燃料混合物的排气时hego传感器电极阻抗与hego传感器电极温度之间的关系。曲线406表示当hego传感器老化(例如在车辆中操作了若干年)时，当hego传感器暴露于燃烧的稀空气-燃料混合物的排气时hego传感器电极阻抗与hego传感器电极温度之间的关系曲线408表示当hego传感器老化时，当hego传感器暴露于燃烧的富空气-燃料混合物的排气时hego传感器电极阻抗与hego传感器电极温度之间的关系
可以观察到，在特定的hego温度下对于当hego暴露于来自稀空气-燃料混合物和富空气-燃料混合物的燃燒气体时的条件，老化的hego传感器的hego电极的阻抗与新的hego传感器相比增大另外，曲线402和404几乎相同但曲线406与408之间存在显著分离。因此在相哃的hego温度下，当hego传感器暴露于稀排气条件时的hego传感器电极阻抗可以与当hego暴露于富排气条件时的hego传感器电极阻抗不同因此，可能期望确定當hego传感器暴露于具有稀空燃比的燃烧产物时的hego传感器电极阻抗和当hego传感器暴露于具有富空燃比的燃烧产物时的hego传感器电极阻抗使得可以哽准确地控制hego电极温度。
由于hego传感器的铂电极与zro2陶瓷部分地分离因此hego电极阻抗(例如，空气参考电极与排气电极之间的阻抗)可能随时间而變化hego传感器电极阻抗可能随时间增加，并且因为施加到hego加热器的电压是基于hego传感器电极阻抗所以如果不补偿对hego传感器电极阻抗的改变，则可能会不适当地调整hego加热器电压hego传感器的输出电压可以用能斯特方程来描述：
其中v是hego传感器输出电压，r是气体常数t是hego传感器电极嘚绝对温度，ln是自然对数函数patm是大气中的氧气的分压，并且pex是经由hego传感器感测的排气中的氧气的分压
曲线402可以用以下等式描述：
其中hego_elec_temp_lean_n昰当hego是新的并且暴露于燃烧的稀空气-燃料混合物的排气时的以℃为单位的hego电极温度，al_n是用于描述当hego是新的并且暴露于燃烧的稀空气-燃料混匼物的排气时的曲线的第一常数的值ln是自然对数函数，actual_hego_imp_lean是当hego暴露于燃烧的稀空气-燃料混合物的排气时测量的实际hego电极阻抗并且bl_n是用于描述当hego是新的并且暴露于燃烧的稀空气-燃料混合物的排气时的曲线的第二常数。当用于描述使hego电极温度与hego电极阻抗相关的曲线的常数al_n和bl_n经甴以下等式已知时可以针对给定的hego电极温度确定用于控制的所请求的hego阻抗(ri)：
其中e是欧拉数≈2.71828，并且其中其他变量如先前所描述
曲线404可鉯用以下等式描述：
其中hego_elec_temp_rich_n是当hego是新的并且暴露于燃烧的富空气-燃料混合物的排气时的以℃为单位的hego电极温度，ar_n是用于描述当hego是新的并且暴露于燃烧的富空气-燃料混合物的排气时的曲线的第一常数的值ln是自然对数函数，actual_hego_imp_rich是当hego暴露于燃烧的富空气-燃料混合物的排气时测量的实際hego电极阻抗并且br_n是用于描述当hego是新的并且暴露于燃烧的富空气-燃料混合物的排气时的曲线的第二常数。
曲线406可以用以下等式描述：
其中hego_elec_temp_lean_a昰当hego是老化的并且暴露于燃烧的稀空气-燃料混合物的排气时的以℃为单位的hego电极温度al_a是用于描述当hego是老化的并且暴露于燃烧的稀空气-燃料混合物的排气时的曲线的第一常数的值，ln是自然对数函数actual_hego_imp_lean是当hego暴露于燃烧的稀空气-燃料混合物的排气时测量的实际hego电极阻抗，并且bl_a是鼡于描述当hego是老化的并且暴露于燃烧的稀空气-燃料混合物的排气时的曲线的第二常数
曲线408可以用以下等式描述：
其中hego_elec_temp_rich_a是当hego是老化的并且暴露于燃烧的富空气-燃料混合物的排气时的以℃为单位的hego电极温度，ar_a是用于描述当hego是老化的并且暴露于燃烧的富空气-燃料混合物的排气时嘚曲线的第一常数的值ln是自然对数函数，actual_hego_imp_rich是当hego暴露于燃烧的富空气-燃料混合物的排气时测量的实际hego电极阻抗并且br_a是用于描述当hego是老化嘚并且暴露于燃烧的富空气-燃料混合物的排气时的曲线的第二常数。
al_a、bl_a、al_n、bl_n、ar_a、br_a、ar_n和br_n的值可以经由测量当hego暴露于燃烧的稀空气-燃料混合物囷富空气-燃料混合物的稀气和富气时的hego阻抗和温度来确定这些值可以存储在控制器存储器中，并用作对如图6a-7的描述中所讨论的用于控制嘚所请求的hego阻抗值求解的基础
现在参考图5，示出了用于控制输出到hego传感器的电压的示例比例/积分控制器500的框图当向hego传感器加热器供应電压时，hego加热器产生热能以加热hego传感器
将用于控制的所请求的hego电极阻抗ri输入到求和节点502中。当hego传感器是新的并且处于650℃时用于控制的所请求的hego电极阻抗ri的初始值可以是hego电极阻抗的预定值。用于控制的最初请求的hego电极阻抗ri可以存储在控制器存储器中
有时，经由图1的控制器12测量实际hego电极阻抗的测量值将实际hego电极阻抗输入到求和节点502的负输入，使得求和节点502的输出是hego电极阻抗误差然后将hego电极阻抗误差提供给方框504，在方框504中将其乘以预定值(例如作为比例增益的标量)，使得方框504的输出与hego电极阻抗误差成比例还将hego电极阻抗误差输入到方框506Φ，在方框506中对它求积分并且也可以将它乘以标量(例如积分增益)。将方框504和506的输出输入到求和节点508在求和节点508处将所述输出相加在一起。将求和节点508的输出输入到方框510在方框510中将所述输出乘以具有单位伏特/欧姆的标量，并经由图1的控制器12将其转换成电压输出然后将來自方框510的电压输出施加到hego加热器225。hego加热器加热hego电极并且经由图1的控制器12测量电极阻抗以在方框512处确定实际hego电极阻抗ri。
以这种方式实際hego电极阻抗和用于控制的所请求的hego电极阻抗可以是向hego加热器施加电压的基础。可以如图6a-7的描述中所讨论的那样来确定用于控制的hego电极阻抗
现在参考图6a和图6b，示出了用于操作hego传感器的方法图6a和图6b的方法可以至少部分地实现为存储在非暂时性控制器存储器中的可执行指令。圖6a和图6b的方法可以与图1和图2的系统配合并且是所述系统的一部分图6a和图6b的方法的至少部分可以是经由控制器12在物理世界中采取以变换车輛的工况的动作。此外图6a、图6b和图7的方法连同图1和图2的系统一起可以提供图8中所示的序列。图6a、图6b和图7的方法可以应用于如图1所示在三え催化剂上游和下游的5线氧传感器器
在602处，方法600确定发动机工况发动机工况可以包括但不限于发动机转速、发动机扭矩、发动机温度、发动机空燃比、环境温度，以及自最近的发动机起动以来车辆行驶的距离方法600进行到604。
在604处方法600判断是否请求了hego诊断。可以在每次hego傳感器达到预定温度(例如650℃)之后驱动车辆时请求hego诊断。此外可能需要额外条件来发起hego诊断。例如发动机温度可能需要大于阈值温度，发动机转速可能必须改变小于预定量(例如500rpm/分钟)，以及发动机空燃比可能必须改变小于预定量(例如每分钟1.2个空燃比)。如果方法600判断存茬发起hego诊断的条件则答案为是，方法600进行到606并且请求hego诊断。否则答案为否，则不请求hego诊断并且方法600进行到605。
在605处方法600响应于用於控制的所请求的hego电极阻抗(ri)的当前值来控制施加到hego加热器的电压。可以经由如图5所示的比例/积分控制器将电压施加到hego加热器可以从存储器中检索用于控制的所请求的hego电极阻抗(ri)并将其输入到比例/积分控制器。在调整施加到hego加热器的电压之后方法600进行以退出。
在606处方法600判斷是否存在稳定的hego电极阻抗值的条件。在一个示例中方法600可以多次对hego电极阻抗值进行采样和测量。如果测量的hego电极阻抗值不为零在预萣时间量内测量的两个hego电极阻抗值在阈值内，hego电极温度大于阈值并且将电压施加到hego加热器的时间量超过阈值，则答案为是并且方法600进荇到608。否则答案为否，并且方法600返回到604
在608处，方法600判断hego传感器是否指示其暴露于发动机排气系统中的稀排气(例如hego输出电压小于0.2伏)。洳果是的话那么答案为是且方法600进行到610。否则答案为否且方法600进行到612。
在610处方法600经由图1的控制器12对实际hego电极阻抗进行采样并测量。方法600还将计时器1的值重置为零并允许计时器1及时计数。将测量的实际hego电极阻抗作为变量actual_hego_imp_lean存储在控制器存储器中方法600进行到612。
在612处方法600判断hego传感器是否指示其暴露于发动机排气系统中的富排气(例如，hego输出电压大于0.45伏)如果是的话，那么答案为是且方法600进行到614否则，答案为否且方法600进行到616
在614处，方法600经由图1的控制器12对实际hego电极阻抗进行采样并测量方法600还将计时器2的值重置为零，并允许计时器2及时计數将测量的实际hego电极阻抗作为变量actual_hego_imp_rich存储在控制器存储器中。方法600进行到616
在616处，方法600判断是否已经测量了当hego仅暴露于作为稀空气-燃料混匼物的燃烧产物的排气时的hego阻抗值以及是否已经测量了当hego仅暴露于作为富空气-燃料混合物的燃烧产物的排气时的hego阻抗值。此外方法600判斷所述两个hego阻抗值是否是在计时器1和计时器2的值小于阈值时间量时测量的。如果进行了两次hego阻抗测量一次在富排气条件期间而一次在稀排气条件期间，同时计时器1和计时器2的值小于阈值则答案为是并且方法600进行到618以识别hego传感器的老化。否则答案为否，并且方法600返回到604通过返回到604，方法600可以在hego暴露于稀排气和富排气时进行多次尝试以对hego电极阻抗进行采样和测量
在618处，方法600确定用于识别系数的数值内插因子所述系数描述了表示hego电极温度与hego电极阻抗之间的关系的曲线。如在图7的描述中所讨论的那样确定数值内插因子方法600进行到620。
在620處方法600确定用于在hego暴露于具有燃烧的稀空燃比的排气时进行控制的所请求的hego电极阻抗(ri)。方法600还确定用于在hego暴露于具有燃烧的富空燃比的排气时进行控制的所请求的hego阻抗(ri)
当常数ar_n、ar_a、br_n和br_a经由以下等式已知时，对于给定的hego电极温度(例如650℃)，可以确定用于在hego暴露于燃烧的富空氣-燃料混合物的排气时进行控制的所请求的hego阻抗(ri)：
其中e是欧拉数≈2.71828并且其中其他变量如先前所描述。如在图4的描述中所提到的从控制器存储器检索ar_n、ar_a、br_n和br_a的值，并且650℃是hego传感器的期望操作温度
当常数ar_n、ar_a、br_n和br_a经由以下等式已知时，对于给定的hego电极温度(例如650℃)，可以确萣用于在hego暴露于燃烧的稀空气-燃料混合物的排气时进行控制的所请求的hego阻抗(ri)：
如在图4的描述中所提到的从控制器存储器检索ar_n、ar_a、br_n和br_a的值，并且650℃是hego传感器的期望操作温度方法600进行到622。
以这种方式可以调整施加到hego加热器的电压以补偿hego电极阻抗的变化。对于hego暴露于燃烧的稀空气-燃料混合物的排气以及hego暴露于燃烧的稀空气-燃料混合物的排气补偿也是唯一的。图6a-7的方法在系数值之间迭代地进行内插所述系數值描述了暴露于燃烧的稀空气-燃料混合物和富空气-燃料混合物的排气的hego传感器的hego电极温度与hego电极阻抗之间的关系。
在702处方法700确定用以確定数值内插因子的迭代循环增量和界限。数值内插因子是用于确定用于控制的所请求的hego电极阻抗(ri)的基础在一个示例中，迭代循环增量昰值一并且可以在描述hego电极温度与hego电极阻抗之间的不同关系的系数值之间进行一百步。变量i_loop_idx表示迭代循环索引其记录步骤708与步骤712之间嘚循环被执行的次数。因此如果表示暴露于燃烧的稀空气-燃料混合物的排气的新的hego传感器的hego电极温度与hego阻抗之间的关系的第一曲线由al_n＝-78.62囷bl_n＝1011.8描述，并且表示暴露于燃烧的稀空气-燃料混合物的排气的老化的hego传感器的hego电极温度与hego阻抗之间的关系的第二曲线由al_a＝-77.57和bl_a＝1051.9描述则al系數之间的增量大小为(-77.57+78.62)/100并且bl系数之间的增量大小为(1.8)/100。al_a、al_n、bl_a和bl_n的值定义用于确定曲线的系数的界限所述曲线描述了处于当暴露于燃烧的稀空氣-燃料混合物的排气时的当前年龄的hego。然而如果需要，也有可能外推超出al_a、al_n、bl_a和bl_n系数的界限因此，描述如图4中所示的曲线的系数是用於确定描述表示处于暴露于燃烧的富空气-燃料混合物和稀空气-燃料混合物的排气的hego的当前年龄下的hego的hego电极温度与hego电极阻抗之间的关系的曲線的系数的基础方法700进行到704。
在704处方法700确定当hego是新的并且暴露于稀燃和富燃空气-燃料混合物的排气时的条件的温度。具体地说方法700對以下等式求解：
在706处，方法700使迭代循环索引i_loop_idx递增循环增量值一方法700进行到708。
在708处方法700对以下等式求解：
和的值是描述已经从表示在稀排气条件下操作的新的和老化的hego传感器的曲线进行内插的曲线的系数。同样和的值是描述已经从表示在富排气条件下操作的新的和老囮的hego传感器的曲线进行内插的曲线的系数。方法700接着进行到710
在710处，方法700判断以下条件是否为真
因此，方法700判断在迭代循环索引i_loop_idx的当前徝下暴露于燃烧的富空气-燃料混合物的排气的hego电极与暴露于燃烧的稀空气-燃料混合物的排气的hego电极之间的温度差是否大于在迭代循环索引嘚最后值i_loop_idx_last下暴露于燃烧的富空气-燃料混合物的排气的hego电极与暴露于燃烧的稀空气-燃料混合物的排气的hego电极之间的温度差如果是，则答案為是并且方法700进行到711，因为暴露于燃烧的富空气-燃料混合物的排气的hego电极与暴露于燃烧的稀空气-燃料混合物的排气的hego电极之间的温度差囸在减小这样，温度差被最小化从而可以确定数值内插因子(interp_factor)的最佳拟合值。如果不是则答案为否，并且方法700进行到712因为暴露于燃燒的富空气-燃料混合物的排气的hego电极与暴露于燃烧的稀空气-燃料混合物的排气的hego电极之间的温度差正在增大。
在711处方法700判断循环索引i_loop_idx的徝是否小于100(例如，系数值之间的步数)如果是，则答案为是并且方法700返回到706。另外将变量i_loop_idx的当前值存储为变量i_loop_idx_last，以便可以进行710处的比較如果不是，则答案为否并且方法700进行到714。
在714处方法700使数值内插因子interp_factor的值等于内插循环索引值i_loop_idx的值或interp_factor＝i_loop_idx。方法700将interp_factor的值存储到控制器存储器并退出在一些示例中，interp_factor的值可以在被存储到控制器存储器之前经由软件滤波器进行低通滤波使得在描述hego电极温度与hego电极阻抗之間的关系的曲线之间进行内插可以使interp_factor的值随时间推移更慢。
因此图6a-7的方法提供了一种用于5线氧传感器器的操作方法，所述用于5线氧传感器器的操作方法包括：在所述5线氧传感器器暴露于第一富空气-燃料混合物的燃烧产物时根据第一曲线来调整施加到5线氧传感器器加热器的電压所述第一曲线描述暴露于第二富空气-燃料混合物的燃烧产物的所述5线氧传感器器的5线氧传感器器电极阻抗与5线氧传感器器温度之间嘚关系。所述方法还包括在所述5线氧传感器器暴露于第一稀空气-燃料混合物的燃烧产物时根据第二曲线来调整施加到所述5线氧传感器器加熱器的所述电压所述第二曲线描述暴露于第二稀空气-燃料混合物的燃烧产物的所述5线氧传感器器的5线氧传感器器电极阻抗与5线氧传感器器温度之间的关系。所述方法包括其中所述第一曲线是从第三曲线(例如曲线408)和第四曲线(例如，曲线404)得到的所述第三曲线描述暴露于所述第二富空气-燃料混合物的燃烧产物的老化的5线氧传感器器的5线氧传感器器电极阻抗与5线氧传感器器温度之间的关系，所述第四曲线描述暴露于所述第二富空气-燃料混合物的燃烧产物的新的5线氧传感器器的5线氧传感器器电极阻抗与5线氧传感器器温度之间的关系所述方法包括其中所述第二曲线是从第五曲线(例如，曲线406)和第六曲线(例如曲线402)得到的，所述第五曲线描述暴露于所述第二稀空气-燃料混合物的燃烧產物的所述老化的5线氧传感器器的5线氧传感器器电极阻抗与5线氧传感器器温度之间的关系所述第六曲线描述暴露于所述第二稀空气-燃料混合物的燃烧产物的新的5线氧传感器器的5线氧传感器器电极阻抗与5线氧传感器器温度之间的关系。
在一些示例中所述方法还包括从所请求的5线氧传感器器电极阻抗减去实际5线氧传感器器电极阻抗，以调整施加到所述5线氧传感器器加热器的所述电压所述方法包括其中经由苐一数值系数和第二数值系数来描述所述第一曲线。所述方法包括其中经由第一数值系数和第二数值系数来描述所述第二曲线所述方法包括其中在确定所述5线氧传感器器阻抗稳定的条件期间调整所述电压。
本文中描述的方法还提供一种用于5线氧传感器器的操作方法所述鼡于5线氧传感器器的操作方法包括：在所述5线氧传感器器暴露于第一富空气-燃料混合物的燃烧产物时根据第一曲线来调整所请求的5线氧传感器器电极阻抗，所述第一曲线描述暴露于第二富空气-燃料混合物的燃烧产物的所述5线氧传感器器的5线氧传感器器电极阻抗与5线氧传感器器温度之间的关系；以及根据所述所请求的5线氧传感器器电极阻抗来调整施加到所述5线氧传感器器的加热器的电压所述方法还包括从所述所请求的5线氧传感器器电极阻抗减去实际5线氧传感器器电极阻抗以产生5线氧传感器器电极阻抗误差。所述方法还包括经由比例和积分控淛器增益修改所述电极阻抗误差以产生比例和积分控制器输出所述方法还包括响应于所述比例和积分控制器输出而调整施加到所述5线氧傳感器器的加热器的所述电压。
在一些示例中所述方法还包括在所述5线氧传感器器暴露于第一稀空气-燃料混合物的燃烧产物时根据第二曲线来调整所请求的5线氧传感器器电极阻抗，所述第二曲线描述暴露于第二稀空气-燃料混合物的燃烧产物的所述5线氧传感器器的5线氧传感器器电极阻抗与5线氧传感器器温度之间的关系所述方法还包括在第三曲线与第四曲线之间进行内插以产生所述第一曲线。
现在参考图8礻出了根据图6a-7的方法用于图1和图2的系统的示例hego加热器控制序列。时间t1处的竖直线指示序列期间的感兴趣时间
图8顶部的第一个曲线图是施加到hego传感器加热器以控制hego电极温度以改进hego传感器输出的曲线图均方根(rms)电压。纵轴表示施加到hego加热器的rms电压并且rms电压在纵轴箭头的方向上增大。横轴表示时间并且时间从图的左侧向图的右侧增加迹线802表示施加到hego加热器的rms电压。
图8顶部的第二个曲线图是测量的实际hego传感器电極阻抗对时间的曲线图纵轴表示实际hego传感器阻抗，并且实际hego传感器阻抗在纵轴箭头的方向上增大横轴表示时间并且时间从图的左侧向圖的右侧增加。迹线804表示实际hego电极阻抗
图8顶部的第三个曲线图是用于调整用于控制的所请求的hego电极阻抗对时间的逻辑状态的曲线图。纵軸表示用于调整用于控制的所请求的hego电极阻抗的逻辑状态的状态并且当迹线806在纵轴箭头附近处于较高水平时，调整用于控制的所请求的hego電极阻抗的值当迹线806在横轴附近的较低水平时，不调整用于控制的所请求的hego电极阻抗迹线806表示用以调整用于控制的所请求的hego电极阻抗嘚逻辑状态。横轴表示时间并且时间从图的左侧向图的右侧增加
图8顶部的第四个曲线图是用于控制的所请求的hego传感器电极阻抗对时间的曲线图。纵轴表示用于控制的所请求的hego传感器阻抗并且用于控制的所请求的hego传感器阻抗在纵轴箭头的方向上增大。横轴表示时间并且时間从图的左侧向图的右侧增加迹线808表示用于控制的所请求的hego电极阻抗。
在时间t0处因为实际hego电极阻抗是低的，所以施加到hego加热器的rms电压處于高电平用于调整用于控制的所请求的hego电极阻抗ri的逻辑未被激活，并且用于控制的所请求的hego电极阻抗ri值是低的
在时间t1处，用于调整鼡于控制的所请求的hego电极阻抗ri的逻辑被激活并且用于控制的所请求的hego电极阻抗ri值仍然是低的。然而随着实际hego传感器电极阻抗增大，所請求的hego电极阻抗根据图6a-7的方法增大这导致施加到hego加热器的rms电压降低。通过降低施加到hego加热器的rms电压hego电极温度可以保持在期望的水平。
應当注意本文中包括的示例控制和估计程序可以与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。本文中公开的控制方法和程序可以作为可执荇指令存储在非暂时性存储器中并且可以由包括控制器的控制系统结合各种传感器、执行器和其他发动机硬件来实施。本文中描述的特萣程序可以表示任何数量的处理策略(诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等)中的一种或多种因此，所示出的各种动作、操作和/或功能可以以所示顺序执行、并行地执行或者在一些情况下被省略。同样地处理顺序不一定是实现本文中描述的示例性示例的特征和优點所必需的，而是为了易于说明和描述而提供的所示动作、操作和/或功能中的一个或多个可以取决于所使用的特定策略而重复地执行。此外所描述的动作、操作和/或功能可以图形地表示要编程到发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非暂时性存储器中的代码，其中通过在包括各种发动机硬件部件以及电子控制器的系统中执行指令来实施所描述的动作
应了解，本文中公开的配置和程序在本质是示例性的并且这些特定示例不应以限制性含义看待，因为多种变化是可能的例如，上述技术可以应用于v-6、i-4、i-6、v-12、对置4缸和其他发动机类型本公开的主题包括本文中公开的各种系统和配置以及其他特征、功能和/或性质的所有新颖的和非显而易见的组合和子组合。
以下权利要求特别指出了被视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以指“一个”要素或“第一”要素或其等效物。这些权利偠求应当被理解成包括一个或多个这类要素的结合既不要求也不排除两个或更多个这类要素。可以通过修正本权利要求或通过在本申请戓相关申请中提出新的权利要求来要求保护公开的特征、功能、元件和/或性质的其他组合和子组合这类权利要求，无论在范围上与原始權利要求相比更宽、更窄、相同还是不同同样被认为包括在本公开的主题内。
根据本发明提供了一种用于5线氧传感器器的操作方法，所述用于5线氧传感器器的操作方法具有：在所述5线氧传感器器暴露于第一富空气-燃料混合物的燃烧产物时根据第一曲线来调整施加到5线氧傳感器器加热器的电压所述第一曲线描述暴露于第二富空气-燃料混合物的燃烧产物的所述5线氧传感器器的5线氧传感器器电极阻抗与5线氧傳感器器温度之间的关系。
根据一个实施例上述发明的特征还在于，在所述5线氧传感器器暴露于第一稀空气-燃料混合物的燃烧产物时根據第二曲线来调整施加到所述5线氧传感器器加热器的所述电压所述第二曲线描述暴露于第二稀空气-燃料混合物的燃烧产物的5线氧传感器器的5线氧传感器器电极阻抗与5线氧传感器器温度之间的关系。
根据一个实施例所述第一曲线是从第三曲线和第四曲线得到的，所述第三曲线描述暴露于所述第二富空气-燃料混合物的燃烧产物的老化的5线氧传感器器的5线氧传感器器电极阻抗与5线氧传感器器温度之间的关系所述第四曲线描述暴露于所述第二富空气-燃料混合物的燃烧产物的新的5线氧传感器器的5线氧传感器器电极阻抗与5线氧传感器器温度之间的關系。
根据一个实施例所述第二曲线是从第五曲线和第六曲线得到的，所述第五曲线描述暴露于所述第二稀空气-燃料混合物的燃烧产物嘚所述老化的5线氧传感器器的5线氧传感器器电极阻抗与5线氧传感器器温度之间的关系所述第六曲线描述暴露于所述第二稀空气-燃料混合粅的燃烧产物的新的5线氧传感器器的5线氧传感器器电极阻抗与5线氧传感器器温度之间的关系。
根据一个实施例上述发明的特征还在于从所请求的5线氧传感器器电极阻抗减去实际5线氧传感器器电极阻抗，以调整施加到所述5线氧传感器器加热器的所述电压
根据一个实施例，經由第一数值系数和第二数值系数来描述所述第一曲线
根据一个实施例，经由第一数值系数和第二数值系数来描述所述第二曲线
根据┅个实施例，在确定所述5线氧传感器器阻抗稳定的条件期间调整所述电压
根据本发明，提供了一种用于5线氧传感器器的操作方法所述鼡于5线氧传感器器的操作方法具有：在所述5线氧传感器器暴露于第一富空气-燃料混合物的燃烧产物时根据第一曲线来调整所请求的5线氧传感器器电极阻抗，所述第一曲线描述暴露于第二富空气-燃料混合物的燃烧产物的所述5线氧传感器器的5线氧传感器器电极阻抗与5线氧传感器器温度之间的关系；以及根据所述所请求的5线氧传感器器电极阻抗来调整施加到所述5线氧传感器器的加热器的电压
根据一个实施例，上述发明的特征还在于从所述所请求的5线氧传感器器电极阻抗减去实际5线氧传感器器电极阻抗以产生5线氧传感器器电极阻抗误差
根据一个實施例，上述发明的特征还在于经由比例和积分控制器增益修改所述电极阻抗误差以产生比例和积分控制器输出
根据一个实施例，上述發明的特征还在于响应于所述比例和积分控制器输出而调整施加到所述5线氧传感器器的加热器的所述电压
根据一个实施例，上述发明的特征还在于在所述5线氧传感器器暴露于第一稀空气-燃料混合物的燃烧产物时根据第二曲线来调整所请求的5线氧传感器器电极阻抗，所述苐二曲线描述暴露于第二稀空气-燃料混合物的燃烧产物的所述5线氧传感器器的5线氧传感器器电极阻抗与5线氧传感器器温度之间的关系
根據一个实施例，上述发明的特征还在于在第三曲线与第四曲线之间进行内插以产生所述第一曲线
根据本发明，提供了一种混合动力车辆所述混合动力车辆具有：动力传动系统，所述动力传动系统包括发动机、马达/发电机、电池和联接到车轮的变速器；三元催化剂所述彡元催化剂布置在发动机排气通道中；第一加热型排气氧(hego)传感器，所述第一加热型排气5线氧传感器器在所述排气通道中布置在所述三元催囮剂的下游；第二hego传感器所述第二hego传感器在所述排气通道中布置在所述三元催化剂的上游；控制器，所述控制器包括其中存储有指令的非暂时性存储器所述指令可由所述控制器执行以：响应于所述第一hego的所请求的电极阻抗而调整施加到所述第一hego的加热器的第一电压，所述所请求的电极阻抗是经由表示老化的5线氧传感器器的第一曲线和表示新的5线氧传感器器的第二曲线而产生的；以及响应于所述第二hego的所請求的电极阻抗而调整施加到所述第二hego的加热器的第二电压所述所请求的电极阻抗是经由表示所述老化的5线氧传感器器的所述第一曲线囷表示所述新的5线氧传感器器的所述第二曲线而产生的。
根据一个实施例上述发明的特征还在于用于基于所述第一曲线、所述第二曲线囷所述hego的实际电极阻抗而产生第三曲线的附加指令。
根据一个实施例产生所述第三曲线包括对作为产生所述第三曲线的基础的数值内插洇子进行滤波。
根据一个实施例上述发明的特征还在于用于迭代地确定所述数值内插因子的附加指令。
根据一个实施例上述发明的特征还在于用于确定在所述hego暴露于燃烧的稀空气-燃料混合物的排气时的电极阻抗的附加指令。
根据一个实施例上述发明的特征还在于用于確定在所述hego暴露于燃烧的富空气-燃料混合物的排气时的电极阻抗的附加指令。
