專利名稱：智能車輛傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)一般涉及用于測量來自內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)排氣成分的排氣傳感器的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
在機(jī)動(dòng)車輛冷啟動(dòng)時(shí)，存在使部件例如排氣成分傳感器預(yù)熱到它們各自運(yùn)行溫度 (例如，啟動(dòng)時(shí)間)的時(shí)間量。在這個(gè)時(shí)間段中，傳感器信號(hào)可能是不穩(wěn)定的，并且傳感器測 量值可能是不準(zhǔn)確的。特別地，雖然可以發(fā)展制造過程使得不同傳感器間的公差被保持在 達(dá)到啟動(dòng)時(shí)的傳感器性能的可接受低水平處，但不同傳感器間的公差在啟動(dòng)時(shí)間期間對(duì)傳 感器的響應(yīng)具有明顯影響。所以，在發(fā)生傳感器啟動(dòng)之前，傳感器信號(hào)可能是不可用的。

發(fā)明內(nèi)容
在此，本發(fā)明人已認(rèn)識(shí)到以上問題并且已設(shè)計(jì)出至少部分解決它們的多種方法。 因此，在一個(gè)示例中，提供了傳感器，該傳感器包括響應(yīng)于感測參數(shù)的輸出；和對(duì)于感測參 數(shù)的傳感器啟動(dòng)響應(yīng)(時(shí)間)的編碼指示。傳感器可以是排氣傳感器，例如排氣成分傳感 器，并且傳感器啟動(dòng)響應(yīng)的編碼指示可以包括特別用于該傳感器并且專門選擇用于該傳感 器的傳感器專用數(shù)據(jù)。這樣，因?yàn)閭鞲衅魈峁┝似鋯?dòng)響應(yīng)的編碼指示，所以使用傳感器的 系統(tǒng)能夠以感測的參數(shù)來解決制造的不同傳感器間的變化。因此，傳感器甚至在其預(yù)熱運(yùn) 行期間在達(dá)到啟動(dòng)之前可以被用來準(zhǔn)確地感測該感測參數(shù)。這能夠使得傳感器能夠在車輛 驅(qū)動(dòng)循環(huán)早期用于診斷發(fā)動(dòng)機(jī)和/或排放控制系統(tǒng)特性，因此，從而能夠改進(jìn)車輛的診斷。在另一示例中，公開了降低傳感器啟動(dòng)時(shí)間的方法。方法包括接收來自傳感器的 感測參數(shù)數(shù)據(jù)，接收來自傳感器的經(jīng)編碼的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，并且響應(yīng)感測的參數(shù)數(shù)據(jù)和經(jīng)編碼 的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)調(diào)整車輛運(yùn)行參數(shù)。經(jīng)編碼的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)可以對(duì)應(yīng)于一組限定的校準(zhǔn)代碼，所述 一組限定的校準(zhǔn)代碼指示感測參數(shù)的傳感器專用啟動(dòng)響應(yīng)，經(jīng)編碼的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)可以在運(yùn)行 開始之后傳感器達(dá)到穩(wěn)定啟動(dòng)溫度之前的時(shí)間段內(nèi)從傳感器被傳送至發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元。以 此方式，對(duì)應(yīng)的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)可以被利用來校正其他減弱的信號(hào)，因此減小了從傳感器獲得可 使用輸出信號(hào)的時(shí)間量。應(yīng)理解上述發(fā)明內(nèi)容僅以簡化形式引入了進(jìn)一步詳細(xì)描述的概念的選擇。其不意 味著確定要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵或必要特征，保護(hù)范圍是由隨附于說明書的權(quán)利要求唯一 地限定。此外，要求保護(hù)的主題不限于解決上述及本公開的任何部分提到的任何缺點(diǎn)的實(shí) 施方式。


圖1示出包括發(fā)動(dòng)機(jī)控制器和控制器局域網(wǎng)的發(fā)動(dòng)機(jī)的示意圖。圖2示出包括發(fā)動(dòng)機(jī)控制器的發(fā)動(dòng)機(jī)的示意圖。圖3示出包括發(fā)動(dòng)機(jī)控制器和控制器局域網(wǎng)的發(fā)動(dòng)機(jī)的示意圖。圖4示出說明發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)期間控制傳感器的例程的流程圖。
圖5示出說明傳送傳感器校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的第一控制例程的流程圖。圖6示出說明傳送傳感器校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的第二控制例程的流程圖。圖7示出說明傳送傳感器校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的第三控制例程的流程圖。圖8示出說明傳感器的示例性啟動(dòng)曲線和校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的曲線圖。圖9示出說明基于傳感器數(shù)據(jù)控制致動(dòng)器的例程的流程圖。
具體實(shí)施例方式下述說明涉及基于聯(lián)接在發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)中的傳感器來控制車輛運(yùn)行的方法。傳 感器包括傳感器啟動(dòng)響應(yīng)的編碼指示，在一個(gè)示例中其對(duì)應(yīng)于特別用于傳感器并且專門針 對(duì)傳感器選擇的傳感器專用數(shù)據(jù)。在傳感器運(yùn)行啟動(dòng)之后，傳感器可經(jīng)由控制器局域網(wǎng) (CAN)發(fā)送傳感器啟動(dòng)響應(yīng)的編碼指示(如，校準(zhǔn)數(shù)據(jù))至發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(ECU)或者另一 控制器，該啟動(dòng)響應(yīng)的編碼指示在該控制器局域網(wǎng)被解碼。對(duì)應(yīng)于編碼指示的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)然 后可以被應(yīng)用至對(duì)應(yīng)于感測參數(shù)的傳感器的輸出，以便更準(zhǔn)確地測量感測參數(shù)。圖1-圖3示出車輛系統(tǒng)6的示意圖。車輛系統(tǒng)6包括發(fā)動(dòng)機(jī)10，發(fā)動(dòng)機(jī)10可以 被包括在機(jī)動(dòng)車輛、卡車等等的推進(jìn)系統(tǒng)中。發(fā)動(dòng)機(jī)10可以至少部分由包括控制器12的 控制系統(tǒng)并且由車輛操作者經(jīng)由輸入裝置(未示出)的輸入來控制。發(fā)動(dòng)機(jī)10包括排氣 通道48，排氣管道48最終通向把排氣送到大氣中的尾管(未示出)。示出的發(fā)動(dòng)機(jī)10被聯(lián)接至排放控制裝置70上游的排氣通道48。裝置70可以是 柴油顆粒過濾器(DPF)、三元催化器(TWC)、NOx捕集器、NOx催化器、各種其他排放控制裝置 或其組合。例如，裝置70可以是選擇性催化還原(SCR)系統(tǒng)，其通過引入例如尿素的還原 劑至排氣流中來減小NOx排放。在一些實(shí)施例中，在發(fā)動(dòng)機(jī)10的運(yùn)行期間，可以通過以特 定空燃比運(yùn)行發(fā)動(dòng)機(jī)的至少一個(gè)氣缸或者通過由聯(lián)接至排氣的還原噴射系統(tǒng)(未示出)調(diào) 整還原劑(例如尿素)的噴射，來定期地重置排放控制裝置70。車輛系統(tǒng)6還可以包括控制器12。圖1中的控制器12可以是微型計(jì)算機(jī)，其包括 微處理器單元、輸入/輸出端口、用于可執(zhí)行程序和校準(zhǔn)值的電子存儲(chǔ)介質(zhì)(如，只讀存儲(chǔ) 器芯片)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器、磨損修正系數(shù)存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)總線。存儲(chǔ)介質(zhì)只讀存儲(chǔ)器由計(jì)算 機(jī)可讀數(shù)據(jù)編程，計(jì)算機(jī)可讀數(shù)據(jù)表示由處理器可執(zhí)行的指令，這些指令用來實(shí)現(xiàn)以下說 明的方法以及其他預(yù)期但未詳細(xì)列出的變體。在本文中，控制器12可以被稱為發(fā)動(dòng)機(jī)控制 單元(ECU) 12。示出的控制器12從多個(gè)傳感器16 (在本文說明了其多種示例)接收信息并且發(fā) 送控制信號(hào)至多個(gè)致動(dòng)器81 (在本文中說明了其多種示例)?？刂破?2還可以執(zhí)行用于確 定車輛系統(tǒng)6的部件的性能退化的診斷例程，包括基于由排氣傳感器26產(chǎn)生的感測參數(shù)數(shù) 據(jù)來確定排放控制裝置70的性能退化。作為一個(gè)示例，傳感器16可以包括位于排放控制裝置70下游的排氣通道48中的 排氣傳感器26。傳感器26可以是提供排氣成分指示的任何適當(dāng)?shù)膫鞲衅?，例如線性氧傳感 器或者UEGO(通用或者寬范圍排氣氧傳感器)、二態(tài)氧傳感器或EG0、HEG0(加熱EGO)、N0X、 HC、CO或NH3傳感器等等。此外，傳感器26可以包括用于在啟動(dòng)之前加熱傳感器和/或保 持傳感器在運(yùn)行期間的運(yùn)行溫度的加熱器。在一個(gè)具體示例中，傳感器26是具有加熱器的 加熱傳感器。
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作為另一示例，E⑶12可以接收聯(lián)接至發(fā)動(dòng)機(jī)10的傳感器16的各種信號(hào)，包 括來自空氣質(zhì)量流量傳感器的感應(yīng)的空氣質(zhì)量流量(MAF)、來自溫度傳感器的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻 劑溫度(ECT)、來自霍爾效應(yīng)(或其它類型)傳感器的分布型點(diǎn)火傳感器(PIP profile ignition pickup)信號(hào)、來自節(jié)氣門位置傳感器的節(jié)氣門位置(TP)以及歧管絕對(duì)壓力信 號(hào)MAP的測量值。發(fā)動(dòng)機(jī)速度信號(hào)RPM可由控制器12從信號(hào)PIP產(chǎn)生。來自歧管壓力傳 感器的歧管壓力信號(hào)MAP可以用于提供進(jìn)氣歧管中的真空或壓力的指示。從控制器12接收控制信號(hào)的致動(dòng)器可以包括用于例如燃料噴射器、控制閥和節(jié) 氣門的致動(dòng)器。如在圖1和圖3示出的，車輛系統(tǒng)6可以包括通信網(wǎng)絡(luò)，例如控制器局域網(wǎng) (CAN) 14。CAN 14可以包括用來與一個(gè)或者多個(gè)傳感器、致動(dòng)器和/或控制器通訊的各種微 處理器單元、用于可執(zhí)行程序和校準(zhǔn)值的電子存儲(chǔ)介質(zhì)、存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)總線等等。在圖1和 圖3中，CAN 14被示出接收來自傳感器26的信號(hào)并且發(fā)送和接收來自控制器12的信號(hào)。 此外，圖4至圖6的流程圖分別圖示出用于圖1至圖3中每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)圖解的控制例程。然 而，在參考圖5至圖7討論控制例程之前，將說明圖4中的流程圖，其說明了用于傳感器的 控制例程400。圖4示出了說明用于傳感器的控制例程400的流程圖，傳感器例如在圖1至圖3 中描繪的傳感器26。具體地，例程400展示了在發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)期間控制傳感器的方法。本 文中，“冷啟動(dòng)”指的是在發(fā)動(dòng)機(jī)已被冷卻至環(huán)境條件的情況下啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，環(huán)境條件可以 是相對(duì)較熱或者較冷的。在例程400的410處，傳感器被啟動(dòng)。在一些實(shí)施例中，傳感器可以在接通時(shí)被啟 動(dòng)。在其他實(shí)施例中，傳感器可以在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)之后或者ECU滿足特定進(jìn)入條件(例如，確 定傳感器未性能退化)之后的預(yù)定時(shí)間量內(nèi)不啟動(dòng)。一旦發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，來自發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣 開始流過排氣系統(tǒng)并且加熱傳感器。加熱傳感器至運(yùn)行溫度(如，啟動(dòng))所需要的時(shí)間量 可以取決于傳感器的位置。例如，位于排放控制裝置(如在圖1至圖3中示出的)下游的 傳感器可以比位于排放控制裝置上游(即，更接近于燃燒室)的傳感器需要更長的時(shí)間量。 此外，在接通時(shí)的環(huán)境溫度也可以影響傳感器的啟動(dòng)時(shí)間。例如，在環(huán)境溫度30°C處啟動(dòng)的 傳感器可以比在環(huán)境溫度0°C處啟動(dòng)的傳感器需要更少的預(yù)熱時(shí)間。在傳感器的預(yù)熱階段，可以存在無傳感器信號(hào)或無可使用的傳感器信號(hào)的初始時(shí) 段。這個(gè)初始時(shí)段之后，可以存在有傳感器信號(hào)但信號(hào)不穩(wěn)定或被部分削弱的時(shí)段，此時(shí)傳 感器出現(xiàn)了不同傳感器之間增加的可變性和被削弱的輸出讀數(shù)。為了減小在傳感器信號(hào)穩(wěn) 定和準(zhǔn)確并且可以用于諸如排放控制裝置(例如，選擇性催化還原(SCR)裝置)的車載診 斷之前的時(shí)間量，傳感器可以具有被發(fā)送至控制器的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，如在以下將被說明的。—旦傳感器啟動(dòng)，在例程400的412處，傳感器發(fā)送校準(zhǔn)數(shù)據(jù)信號(hào)。如隨后將參考 圖5至圖7說明的，傳感器可以發(fā)送校準(zhǔn)信號(hào)至控制器局域網(wǎng)(CAN)或者發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元 (ECU)，或者發(fā)送至兩者。校準(zhǔn)數(shù)據(jù)可以是傳感器啟動(dòng)響應(yīng)的編碼指示，并且啟動(dòng)響應(yīng)可以 是特別用于并且專門選擇用于傳感器的傳感器專用數(shù)據(jù)；因此，校準(zhǔn)數(shù)據(jù)對(duì)于每個(gè)傳感器 可以是唯一的并且一個(gè)傳感器可以具有或者不具有與另一傳感器執(zhí)行相同功能的相同校 準(zhǔn)數(shù)據(jù)。在一個(gè)示例中，傳感器可由傳感器供應(yīng)商在傳感器制造和/或組裝期間評(píng)估，并且 基于這個(gè)評(píng)估，可以用多個(gè)可能代碼中的特定校準(zhǔn)數(shù)據(jù)代碼對(duì)傳感器編碼(例如，傳感器可被三、四等具體代碼中的任一個(gè)編碼，具體代碼最佳地配合具體傳感器所感測的參數(shù)的 預(yù)熱性能)。因此，在車輛系統(tǒng)6的運(yùn)行期間，甚至在傳感器被預(yù)熱時(shí)，傳感器可被更準(zhǔn)確地 校正，從而使得傳感器輸出可以被更準(zhǔn)確地校正。在圖4中例程400的414處，傳感器發(fā)送感測的參數(shù)數(shù)據(jù)。如以上所述并且隨后 將參考圖5至圖7說明的，傳感器可以發(fā)送感測的參數(shù)數(shù)據(jù)信號(hào)至控制器局域網(wǎng)(CAN)或 發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(ECU)。感測的參數(shù)數(shù)據(jù)取決于傳感器的類型。在一些實(shí)施例中，傳感器可 以是用來檢測一個(gè)或者多個(gè)特定排氣成分的傳感器。例如，傳感器可以是NOx傳感器，其所 感測的參數(shù)是NOx的濃度。在另一示例中，傳感器可以是氨傳感器，其所感測的參數(shù)是氨的 濃度。因?yàn)閭鞲衅魅蕴幱陬A(yù)熱階段，所以被發(fā)送至CAN和/或ECU的感測參數(shù)數(shù)據(jù)可基 于校準(zhǔn)數(shù)據(jù)被調(diào)整，如以下將以更多細(xì)節(jié)說明的。在傳感器開始發(fā)送感測參數(shù)數(shù)據(jù)至CAN和/或E⑶之后，例程400在416處確定傳 感器的溫度是否大于排氣的露點(diǎn)(dewpoint)。如果傳感器溫度小于排氣的露點(diǎn)，那么例程 400返回至414并且傳感器繼續(xù)發(fā)送可以基于傳感器的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)調(diào)整的感測參數(shù)數(shù)據(jù)。如 果傳感器溫度大于排氣露點(diǎn)，那么例程400繼續(xù)進(jìn)行到418，在此傳感器加熱器啟動(dòng)。為了 減小傳感器的性能退化，例如由于排氣中水的熱沖擊，加熱器在傳感器溫度達(dá)到排氣露點(diǎn) 溫度之前一直不打開。加熱器被啟動(dòng)以便提高傳感器的溫度并且達(dá)到比排氣更高的溫度， 并且因此以比僅來自排氣的熱量更快的速率啟動(dòng)。加熱器啟動(dòng)之后，例程400繼續(xù)至420 并且傳感器繼續(xù)發(fā)送基于傳感器的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)調(diào)整的感測參數(shù)數(shù)據(jù)至CAN和/或ECU。在圖4中例程400的422處，確定傳感器信號(hào)是否是穩(wěn)定的并且傳感器是否已經(jīng) 達(dá)到啟動(dòng)(例如，傳感器已經(jīng)被預(yù)熱至運(yùn)行溫度)。如果傳感器已經(jīng)達(dá)到啟動(dòng)，那么例程400 結(jié)束。傳感器繼續(xù)發(fā)送感測參數(shù)數(shù)據(jù)至CAN和/或ECU，然而傳感器的輸出不再基于校正數(shù) 據(jù)被調(diào)整。另一方面，如果傳感器未達(dá)到運(yùn)行溫度，那么例程400返回到420，在此感測溫度 數(shù)據(jù)被發(fā)送至CAN和/或ECU并且數(shù)據(jù)可以基于傳感器的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)被調(diào)整。如以上說明的，專門用于在傳感器中使用的經(jīng)編碼的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)可以被傳送至控制 器，并且由傳感器輸出的感測參數(shù)數(shù)據(jù)可以基于對(duì)應(yīng)于經(jīng)編碼的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)而被 調(diào)整。例如，控制器可以具有多組基于溫度的校正值，并且經(jīng)編碼的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)可以指示哪組 基于溫度的校正值被用于具體的傳感器。以此方式，傳感器輸出可以被調(diào)整，從而使得其可 在信號(hào)不穩(wěn)定且傳感器達(dá)到啟動(dòng)之間的時(shí)間段內(nèi)更加有用。此外，經(jīng)編碼的的數(shù)據(jù)信號(hào)可 以是低分辨率參數(shù)代碼，例如2位或者3位數(shù)字，雖然之后可以選擇明顯更精確的校正值 (例如，基于溫度、時(shí)間等表示(index))用于校正感測的參數(shù)。圖5至圖7中的流程圖更詳 細(xì)地說明了圖1至圖3中示出的各個(gè)配置的傳感器與控制器之間的信息流。首先，圖5中的流程圖示出傳送傳感器校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的第一控制例程500。具體的，例 程500說明了用于發(fā)送經(jīng)編碼的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的方法，該經(jīng)編碼的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)包括圖1中描繪的 傳感器的啟動(dòng)響應(yīng)。如在圖1中示出的，傳感器26與控制器局域網(wǎng)14和發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元 12進(jìn)行通訊。在這樣的配置中，啟動(dòng)響應(yīng)的編碼指示被包括在傳感器的第二獨(dú)立輸出中。在圖5中例程500的510處，確定發(fā)動(dòng)機(jī)是否運(yùn)行在冷啟動(dòng)狀況下。根據(jù)車輛加 熱時(shí)間(soak time)，發(fā)動(dòng)機(jī)和排氣系統(tǒng)可以仍舊是熱的。在發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)處于熱的情況中， 例程500前進(jìn)至522處，在此傳感器發(fā)送感測參數(shù)數(shù)據(jù)至發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(ECU)。如果確定發(fā)動(dòng)機(jī)是在冷啟動(dòng)狀況下，那么例程500繼續(xù)至512。在圖5中例程500的512處，傳感器發(fā)送經(jīng)編碼的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)信號(hào)至控制器局域網(wǎng) (CAN)。校準(zhǔn)數(shù)據(jù)信號(hào)路徑以圖1中的虛線表示。下一步，在514處，CAN(例如，在CAN上 的處理器)在從傳感器接收校準(zhǔn)數(shù)據(jù)信號(hào)后將其解碼。例如，解碼過程可以包括將經(jīng)編碼 的數(shù)據(jù)匹配到多組預(yù)定校準(zhǔn)數(shù)據(jù)中的一個(gè)，其中校準(zhǔn)數(shù)據(jù)可以包括在給定溫度或者給定啟 動(dòng)時(shí)間下的傳感器校正值。在例程500的516處，CAN進(jìn)一步將解碼的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)發(fā)送至車 輛控制器(例如，EOT)。在一個(gè)實(shí)施例中，CAN可不對(duì)信號(hào)進(jìn)行解碼并且可替代地，可將經(jīng) 編碼的的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)發(fā)送至ECU進(jìn)行解碼。一旦E⑶接收了解碼的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，在例程500的518處，傳感器可以發(fā)送感測參數(shù) 數(shù)據(jù)至E⑶。感測參數(shù)數(shù)據(jù)在圖1中被表示為傳感器26和控制器12之間的實(shí)線。在圖5中例程500的520處，E⑶基于對(duì)應(yīng)于經(jīng)編碼的的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)調(diào) 整傳感器輸出。例如，如果傳感器是NOx傳感器，那么傳感器的輸出可以表示當(dāng)預(yù)熱時(shí)存在 高出正常的NOx濃度，即使在排氣中不存在高出正常的NOx濃度。因?yàn)閭鞲衅饕呀?jīng)將校準(zhǔn)數(shù) 據(jù)經(jīng)由CAN傳送至ECU，所以ECU可以調(diào)整傳感器輸出，從而增加從傳感器接收的數(shù)據(jù)的準(zhǔn) 確性并且輸出不再指示高出正常的NOx濃度。圖8中的曲線圖800示出兩個(gè)傳感器的示例啟動(dòng)曲線，例如圖1中的傳感器26，其 中在預(yù)熱期間的傳感器輸出指示高出正常的NOx濃度。圖8中實(shí)曲線812示出在傳感器預(yù) 熱期間排氣中實(shí)際的NOx濃度。虛曲線810示出傳感器1感測的NOx參數(shù)數(shù)據(jù)并且點(diǎn)劃曲 線814示出傳感器2感測的NOx參數(shù)數(shù)據(jù)。此外，實(shí)曲線816示出傳感器1的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)并且 點(diǎn)劃曲線818示出傳感器2的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。曲線816和818可以表示對(duì)應(yīng)于不同代碼的多個(gè) 校準(zhǔn)數(shù)據(jù)中的兩個(gè)。因此，從傳感器1產(chǎn)生的第一經(jīng)編碼的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)(例如，第一 3位二進(jìn) 制代碼，例如001)可以指示傳感器最佳配合曲線816，而從傳感器2產(chǎn)生的第二代碼(如， 第二 3位二進(jìn)制代碼，例如010)可以指示第二傳感器最佳配合曲線818。以此方式，控制系 統(tǒng)能夠通過專門用于那個(gè)傳感器的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)來校正傳感器，而不必要在傳感器上存儲(chǔ)所有 校準(zhǔn)值。然而，在可替代的實(shí)施例中，傳感器本身可以存儲(chǔ)整個(gè)專用校準(zhǔn)數(shù)據(jù)組并且將其發(fā) 送至控制系統(tǒng)，或者傳感器可以發(fā)送多項(xiàng)式方程常數(shù)(polynomial equation constants) 至E⑶，E⑶然后可被用來根據(jù)常數(shù)值產(chǎn)生校準(zhǔn)曲線816和818。轉(zhuǎn)至圖6，圖6中的流程圖說明了用于傳送傳感器校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的第二控制例程600。 具體地，例程600說明了用于發(fā)送校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的方法，校準(zhǔn)數(shù)據(jù)包括圖2中描繪的傳感器的啟 動(dòng)響應(yīng)。如在圖2中示出的，傳感器26與發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元12通訊，并且車輛系統(tǒng)6不包括 控制局域網(wǎng)。在這種配置中，啟動(dòng)響應(yīng)的經(jīng)編碼的指示在傳感器的輸出中被編碼。在圖6中例程600的610處，確定發(fā)動(dòng)機(jī)是否運(yùn)行在冷啟動(dòng)狀況下。如以上說 明的，如果發(fā)動(dòng)機(jī)仍然是熱的，那么例程600前進(jìn)至620，在此傳感器發(fā)送感測參數(shù)數(shù)據(jù)至 E⑶。相反地，如果確定發(fā)動(dòng)機(jī)在冷啟動(dòng)狀況下，那么例程600繼續(xù)至612。在例程600的612處，傳感器發(fā)送經(jīng)編碼的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)信號(hào)至E⑶。經(jīng)編碼的校準(zhǔn)數(shù) 據(jù)信號(hào)在圖2中由點(diǎn)劃線指示。在一些實(shí)施例中，啟動(dòng)響應(yīng)的編碼指示可由傳感器輸出的 可選擇電阻產(chǎn)生。例如，傳感器可以使用獨(dú)立的線并引腳連接(pin)E⑶的header來檢測 傳感器連接器中的電阻器的電阻。因此，在傳感器的制造期間，例如，傳感器26可以通過特 定的電阻器來修改，該特定的電阻器考慮到不同傳感器之間的可變性具有對(duì)于特定的電阻
8器所需要的啟動(dòng)校準(zhǔn)最佳編碼的電阻。在其他實(shí)施例中，啟動(dòng)響應(yīng)的編碼指示可以是單獨(dú) 的電信號(hào)或者是電信號(hào)的一部分。例如，占空比信號(hào)可以被用于濃度信號(hào)，并且編碼的 啟動(dòng)信息可以用信號(hào)頻率的方式被編碼，或者反之亦可。此外，在直流(DC)電壓表示濃度 的地方，頻率信號(hào)可以被疊加到模擬DC電壓信號(hào)上，以表示編碼的啟動(dòng)信息。一旦E⑶接收經(jīng)編碼的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)信號(hào)，在例程600的614處，信號(hào)由E⑶解碼。然 后，在616處，傳感器開始發(fā)送感測參數(shù)數(shù)據(jù)至ECU。如以上所述，感測參數(shù)數(shù)據(jù)取決于傳 感器的類型，并且傳感器可以是多種傳感器中的一種，包括但不限于排氣成分傳感器例如 NOx傳感器。在從傳感器接收感測參數(shù)數(shù)據(jù)時(shí)，ECU可以基于校準(zhǔn)數(shù)據(jù)調(diào)整傳感器輸出。最后，圖7中的流程圖說明了用于傳送傳感器校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的第三控制例程700。具體 地，例程700示出了發(fā)送校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的方法，校準(zhǔn)數(shù)據(jù)包括如在圖3中描繪的傳感器的啟動(dòng)響 應(yīng)。如在圖3中示出的，傳感器26與發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元12和控制局域網(wǎng)14通訊。在這種配 置中，啟動(dòng)響應(yīng)的編碼指示在傳感器的輸出中被編碼。在圖7中例程700的710處，確定發(fā)動(dòng)機(jī)是否在冷啟動(dòng)狀況下。如果發(fā)動(dòng)機(jī)未在 冷啟動(dòng)狀況下，那么例程700前進(jìn)至724，在此傳感器發(fā)送感測參數(shù)數(shù)據(jù)至CAN。另一方面， 如果發(fā)動(dòng)機(jī)在冷啟動(dòng)狀態(tài)下，例程700繼續(xù)至712，在此傳感器發(fā)送經(jīng)編碼的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)信號(hào) 至CAN(在圖3中由點(diǎn)劃線指示)。一旦CAN接收校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，在例程700的714處，CAN對(duì)信 號(hào)進(jìn)行解碼并且然后在716處發(fā)送解碼校準(zhǔn)數(shù)據(jù)信號(hào)至ECU(在圖3中由虛線指示)。在 一些實(shí)施例中，CAN可以不對(duì)校準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼并且可替代地，CAN發(fā)送經(jīng)編碼校準(zhǔn)數(shù)據(jù)至 E⑶，在此其可被解碼。在例程700的716處，傳感器開始發(fā)送感測參數(shù)數(shù)據(jù)至控制器局域網(wǎng)(CAN)。結(jié) 果，在720處CAN發(fā)送傳感器輸出至發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(EOT)。在例程700的722處，在接收 解碼的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)之后由ECU接收的感測參數(shù)數(shù)據(jù)可以基于校準(zhǔn)數(shù)據(jù)被調(diào)整。如由圖5至圖7中的控制例程和圖1至圖3中所示的配置展示的，存在傳感器可 以發(fā)送校準(zhǔn)數(shù)據(jù)至控制器的多種方式。一旦控制器從傳感器接收校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，隨后的傳感器 輸出可以基于校準(zhǔn)數(shù)據(jù)由ECU調(diào)整。在調(diào)整傳感器輸出之后，ECU可以響應(yīng)于被調(diào)整的傳 感器輸出信號(hào)調(diào)整致動(dòng)器，如參考圖9將被說明的。圖9示出說明用于調(diào)整致動(dòng)器的控制例程900的流程圖。具體地，在冷啟動(dòng)狀況 下例程900基于傳感器輸出和校準(zhǔn)數(shù)據(jù)調(diào)整致動(dòng)器。致動(dòng)器控制車輛運(yùn)行參數(shù)，例如點(diǎn)火 時(shí)刻。在例程900的910處，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀況被確定。發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀況可以包括但不限 于空燃比和點(diǎn)火時(shí)刻。一旦發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀況被確定，那么例程900繼續(xù)至912，在此確定發(fā)動(dòng)機(jī)是否在冷 啟動(dòng)狀況下。如果發(fā)動(dòng)機(jī)未在冷啟動(dòng)狀況下(例如，發(fā)動(dòng)機(jī)是熱的)，那么例程900結(jié)束。 如果發(fā)動(dòng)機(jī)由于例如短暫加熱時(shí)間是熱的或者如果發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)運(yùn)行一段時(shí)間并且傳感器 已經(jīng)達(dá)到啟動(dòng)，那么傳感器的輸出可能不能受益于基于指示傳感器啟動(dòng)響應(yīng)的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的調(diào)整?？商娲?，如果確定發(fā)動(dòng)機(jī)在冷啟動(dòng)狀況下，那么圖9的例程900繼續(xù)至914。在 914處，一個(gè)或者多個(gè)致動(dòng)器可以基于傳感器的輸出和傳感器校準(zhǔn)數(shù)據(jù)被調(diào)整。例如，NOx 傳感器可以被定位在SCR裝置的下游，以便檢測流出SCR裝置的排氣中的NOx濃度(即，用
9以保證裝置是有效移除排氣中的NOx)。被調(diào)整的NOx傳感器輸出可以指示排出SCR裝置的 NOx量的升高。作為響應(yīng)，聯(lián)接至SCR裝置的致動(dòng)器可以被調(diào)整為噴射更大尿素量，以與進(jìn) 入SCR裝置中的排氣內(nèi)的NOx反應(yīng)并且減少排出催化劑的NOx的量。在另一示例中，氧傳感器可以被定位在排放控制裝置上游的排氣歧管中，以便檢 測排出燃燒室的排氣的空燃比。在冷啟動(dòng)期間，在傳感器輸出基于校準(zhǔn)數(shù)據(jù)調(diào)整后，氧傳感 器可以指示比期望的空燃比更稀薄的空燃比。響應(yīng)于被調(diào)整的氧傳感器輸出，聯(lián)接至燃料 噴射器的致動(dòng)器可以被調(diào)整為增加噴射至氣缸的燃料量，因此在排氣中產(chǎn)生更稀薄的空燃 比。在一些示例中，致動(dòng)器可以被調(diào)整為提前或者推遲點(diǎn)火正時(shí)以便產(chǎn)生更稀薄的空燃比。如在本文中說明的，傳感器可以包括專用于傳感器并且指示傳感器啟動(dòng)響應(yīng)的代 碼校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。校準(zhǔn)數(shù)據(jù)可以被發(fā)送至在其內(nèi)校準(zhǔn)數(shù)據(jù)被解碼的控制器，并且信息可以被用 來改變冷啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)狀況期間的傳感器的輸出信號(hào)，以便在比傳感器啟動(dòng)所需的更短的時(shí) 間量內(nèi)產(chǎn)生可使用的傳感器信號(hào)。此外，多種致動(dòng)器可以基于改變(例如，調(diào)整)的傳感器 信號(hào)被調(diào)整。應(yīng)注意本文包括的示例性控制和估計(jì)程序可以用于不同的發(fā)動(dòng)機(jī)和/或車輛系 統(tǒng)配置。本文描述的具體例程可以表示一個(gè)或多于一個(gè)任意數(shù)量的處理策略，例如事件驅(qū) 動(dòng)、中斷驅(qū)動(dòng)、多任務(wù)、多線程等等。就此而言，所述的各種步驟、操作或功能可以以所示的 順序?qū)嵤?、并行?shí)施或者在一些情況下被省略。類似地，處理的順序并不是實(shí)現(xiàn)在此所述的 示例性實(shí)施例的特征和優(yōu)點(diǎn)所必需的，只不過被提供以便于展示和說明。根據(jù)所使用的特 別策略可以重復(fù)實(shí)施一個(gè)或多于一個(gè)所示的動(dòng)作或者功能。此外，所述動(dòng)作可以圖表地表 示有待編程到發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)內(nèi)的代碼。應(yīng)該理解的是，在此公開的這些配置和例程本質(zhì)上是示例性的，并且這些具體的 實(shí)施例不應(yīng)從限定的角度進(jìn)行解釋，因?yàn)榭赡艽嬖诙喾N變體。例如，上述技術(shù)可以應(yīng)用于 V-6、L-4、L-6、V-12、對(duì)置4以及其他類型的發(fā)動(dòng)機(jī)。本公開的主題包括多種系統(tǒng)和配置以 及在此公開的其他特征、功能和/或特性的所有新穎的且非顯而易見的組合。隨附的權(quán)利要求特別指出了被認(rèn)為是新穎的和非顯而易見的某些組合以及子組 合。這些權(quán)利要求可能提到“一個(gè)”元件或“第一”元件或者其等價(jià)物。這種權(quán)利要求應(yīng) 被理解為包括一個(gè)或多于一個(gè)這種元件的結(jié)合，既不必需也不排除兩個(gè)或多于兩個(gè)這種元 件。所公開的特征、功能、元件和/或特性的其他組合和子組合可以通過當(dāng)前權(quán)利要求的修 改或者通過在本申請(qǐng)或相關(guān)申請(qǐng)中提出新權(quán)利要求而要求保護(hù)。這些權(quán)利要求與原始權(quán)利要求相比，無論其范圍更寬、更窄、等同或不同，均被視 為包括在本公開的主題內(nèi)。
權(quán)利要求
一種傳感器，其包括響應(yīng)感測參數(shù)的輸出；以及對(duì)于所述感測參數(shù)的傳感器啟動(dòng)響應(yīng)的編碼指示。
2.如權(quán)利要求1所述的傳感器，其中所述傳感器是排氣傳感器，并且其中所述傳感器 啟動(dòng)響應(yīng)的所述編碼指示包括特別用于所述傳感器并且專門選擇用于所述傳感器的傳感 器專用數(shù)據(jù)。
3.如權(quán)利要求2所述的傳感器，其中所述排氣傳感器是NOx傳感器并且所述感測參數(shù) 是NOx的濃度，并且其中所述傳感器包括加熱器。
4.如權(quán)利要求2所述的傳感器，其中所述啟動(dòng)響應(yīng)的所述編碼指示被包括在所述傳感 器的第二獨(dú)立輸出中。
5.如權(quán)利要求2所述的傳感器，其中所述啟動(dòng)響應(yīng)的所述編碼指示被編碼在所述輸出 中，所述啟動(dòng)響應(yīng)的所述編碼指示由所述傳感器輸出的可選擇電阻產(chǎn)生，所述啟動(dòng)響應(yīng)的 所述編碼指示是獨(dú)立的控制器局域網(wǎng)信號(hào)，并且所述啟動(dòng)響應(yīng)的所述編碼指示是獨(dú)立的電 信號(hào)。
6.一種基于傳感器控制車輛運(yùn)行的方法，所述方法包括從所述傳感器中接收感測的參數(shù)數(shù)據(jù)；從所述傳感器中接收校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的指示；以及響應(yīng)所述感測的參數(shù)數(shù)據(jù)和所述校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的指示來調(diào)整車輛運(yùn)行參數(shù)。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其進(jìn)一步包括在選擇的運(yùn)行狀況下，基于所述校準(zhǔn)數(shù)據(jù) 改變所述傳感器的所述感測的參數(shù)數(shù)據(jù)，并且響應(yīng)所改變的參數(shù)數(shù)據(jù)調(diào)整所述車輛運(yùn)行參數(shù)。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其中所述校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的指示是對(duì)應(yīng)于所述感測的參數(shù)的傳 感器啟動(dòng)響應(yīng)的一組限定的校準(zhǔn)代碼中的一個(gè)。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中所述傳感器是排氣成分傳感器并且所述傳感器具有 加熱器，所述方法進(jìn)一步包括在傳感器預(yù)熱運(yùn)行期間，加熱所述傳感器，所述車輛的控制器 局域網(wǎng)的控制器接收且解碼用于識(shí)別所述校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的所述指示，并且進(jìn)一步將解碼的校準(zhǔn) 數(shù)據(jù)發(fā)送至車輛控制器，所述車輛控制器調(diào)整車輛運(yùn)行參數(shù)，所述校準(zhǔn)數(shù)據(jù)被編碼并且車 輛控制器對(duì)所述信號(hào)解碼，并且所選擇的運(yùn)行狀況包括所述車輛的冷啟動(dòng)。
10.如權(quán)利要求6所述的方法，其中所述傳感器是NOx傳感器并且所述感測的參數(shù)是 NOx濃度，并且其中所述車輛的控制器局域網(wǎng)接收并且發(fā)送所述校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的指示并且進(jìn)一 步將所述校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的指示發(fā)送至車輛控制器，在此處NOx濃度基于對(duì)應(yīng)于所述指示的所述 校準(zhǔn)數(shù)據(jù)被改變，并且發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)響應(yīng)于所改變的NOx濃度而被調(diào)整。
11.一種車輛系統(tǒng)，其包括車輛部件；車輛致動(dòng)器；聯(lián)接至所述車輛部件的可加熱傳感器；所述傳感器包括響應(yīng)感測參數(shù)的輸出信號(hào)，所 述傳感器進(jìn)一步包括所述感測參數(shù)的傳感器啟動(dòng)響應(yīng)的傳感器專用指示；以及控制系統(tǒng)，其被配置為從所述傳感器接收所述輸出信號(hào)和所述傳感器啟動(dòng)響應(yīng)的指 示；并且響應(yīng)于所述傳感器輸出信號(hào)和所述傳感器啟動(dòng)響應(yīng)的指示調(diào)整所述致動(dòng)器。
12.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述車輛部件是排氣系統(tǒng)并且所述傳感器是排氣 成分傳感器。
13.如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中所述傳感器是NOx傳感器并且所述感測參數(shù)是NOx 濃度，所述控制系統(tǒng)被進(jìn)一步配置為基于所述啟動(dòng)響應(yīng)的指示調(diào)整所述傳感器輸出信號(hào)， 并且響應(yīng)于被調(diào)整的傳感器輸出信號(hào)調(diào)整所述致動(dòng)器。
14.如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中所述車輛部件是排氣系統(tǒng)并且所述傳感器是排 氣成分傳感器，所述傳感器專用指示包括經(jīng)編碼的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)信號(hào)，所述控制系統(tǒng)進(jìn)一步被 配置為解碼所述經(jīng)編碼的校準(zhǔn)信號(hào)，并且所述控制系統(tǒng)包括控制器局域網(wǎng)和發(fā)動(dòng)機(jī)控制系 統(tǒng)，所述控制器局域網(wǎng)接收并解碼所述經(jīng)編碼的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)信號(hào)，所述控制器局域網(wǎng)進(jìn)一步 將解碼的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)發(fā)送至發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)。
全文摘要
本文說明了用于基于傳感器控制機(jī)動(dòng)車輛運(yùn)行的多種系統(tǒng)和方法。一個(gè)示例方法包括接收從傳感器感測的參數(shù)數(shù)據(jù)，從傳感器接收校準(zhǔn)數(shù)據(jù)和響應(yīng)該感測的參數(shù)數(shù)據(jù)和該校準(zhǔn)數(shù)據(jù)調(diào)整車輛的運(yùn)行參數(shù)。
文檔編號(hào)B60W40/12GK101954911SQ20101022921
公開日2011年1月26日 申請(qǐng)日期2010年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月13日
發(fā)明者D·C·韋伯, D·J·庫賓斯基, M·J·凡·紐斯塔特 申請(qǐng)人:福特環(huán)球技術(shù)公司