本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)診斷，并且更具體地涉及對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)催化器的車內(nèi)性能診斷。

背景技術(shù)：

法規(guī)規(guī)定了發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的故障標(biāo)準(zhǔn)。其中包括：要求車載診斷(obd)系統(tǒng)監(jiān)測排放控制系統(tǒng)(包括發(fā)動(dòng)機(jī)催化器(也稱為催化轉(zhuǎn)化器))的功能和條件。發(fā)動(dòng)機(jī)催化器通過化學(xué)方式將排氣轉(zhuǎn)化為低危害副產(chǎn)物來減少廢氣排放。發(fā)動(dòng)機(jī)催化器通常在系統(tǒng)于貧燃料(富氧)情況下運(yùn)行時(shí)存儲(chǔ)氧氣。隨后，當(dāng)系統(tǒng)在富燃料(貧氧)情況下運(yùn)行時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)催化器會(huì)釋放所存儲(chǔ)的氧氣以補(bǔ)償缺氧情況。

氧存儲(chǔ)能力指的是發(fā)動(dòng)機(jī)催化器存儲(chǔ)氧氣的能力。安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)催化器前面和后面的氧氣傳感器監(jiān)測進(jìn)入和離開催化器的排氣中的氧濃度。氧氣傳感器將與排氣中的氧濃度相關(guān)的反饋信號(hào)提供給發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊(ecm)。所收集的數(shù)據(jù)用于計(jì)算osc，osc再用于監(jiān)測發(fā)動(dòng)機(jī)催化器的性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

一種用于車輛的系統(tǒng)包括：上游氧氣監(jiān)測模塊，其監(jiān)測上游氧氣傳感器，并且基于上游氧氣傳感器檢測到燃料供給從富到貧轉(zhuǎn)換的時(shí)間來確定上游轉(zhuǎn)換時(shí)段。上游氧氣傳感器監(jiān)測在發(fā)動(dòng)機(jī)催化器前面的排氣流的氧濃度。該系統(tǒng)包括：延遲確定模塊，其確定與上游氧氣傳感器檢測到燃料供給從富到貧轉(zhuǎn)換這一過程相關(guān)聯(lián)的延遲時(shí)段。該系統(tǒng)包括：上游校正模塊，其基于上游轉(zhuǎn)換時(shí)段和延遲時(shí)段來確定校正后的上游轉(zhuǎn)換時(shí)段。該系統(tǒng)包括：下游氧氣監(jiān)測模塊，其監(jiān)測下游氧氣傳感器，并且基于下游氧氣傳感器對(duì)燃料供給從富到貧轉(zhuǎn)換所做出的響應(yīng)來確定下游轉(zhuǎn)換時(shí)段。下游氧氣傳感器監(jiān)測在發(fā)動(dòng)機(jī)催化器后面的排氣流的氧濃度。該系統(tǒng)包括：氧存儲(chǔ)能力(osc)確定模塊，其基于校正后的上游轉(zhuǎn)換時(shí)段和下游轉(zhuǎn)換時(shí)段來確定osc時(shí)段。該系統(tǒng)包括：催化器故障檢測模塊，其基于osc時(shí)段選擇性地調(diào)整車輛發(fā)動(dòng)機(jī)的操作參數(shù)。

在其它特征中，該系統(tǒng)包括：催化器測試模塊，其選擇性地命令燃料供給從富到貧轉(zhuǎn)換。燃料供給從富到貧轉(zhuǎn)換是指從富燃料狀態(tài)到貧燃料狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。當(dāng)排氣的第一測量氧濃度越過第一預(yù)定值時(shí)，由上游氧氣傳感器檢測為富燃料狀態(tài)。當(dāng)排氣的第二測量氧濃度越過第二預(yù)定值時(shí)，由上游氧氣傳感器檢測為貧燃料狀態(tài)。

在其它特征中，上游氧氣監(jiān)測模塊將上游轉(zhuǎn)換時(shí)段設(shè)置為第一時(shí)間與第二時(shí)間之差，第一時(shí)間基于命令燃料供給從富到貧轉(zhuǎn)換的時(shí)間，第二時(shí)間為上游氧氣傳感器監(jiān)測到貧燃料狀態(tài)的時(shí)間。其它特征方面，第一時(shí)間為停用了預(yù)定數(shù)量的發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的時(shí)間。在其它特征中，下游氧氣監(jiān)測模塊將下游轉(zhuǎn)換時(shí)段設(shè)置為第一時(shí)間與第三時(shí)間之差，第一時(shí)間基于命令燃料供給從富到貧轉(zhuǎn)換的時(shí)間，第三時(shí)間為下游氧氣傳感器檢測到貧燃料狀態(tài)的時(shí)間。

在其它特征中，延遲確定模塊基于催化器溫度、進(jìn)氣溫度和質(zhì)量空氣流量中的至少一者，使用排氣系統(tǒng)性能診斷來確定延遲時(shí)段。其它特征方面，當(dāng)已停用了預(yù)定數(shù)量的發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸時(shí)，排氣系統(tǒng)性能診斷開始。當(dāng)上游氧氣傳感器檢測到貧燃狀態(tài)時(shí)，排氣系統(tǒng)性能診斷終止。其它特征方面，排氣系統(tǒng)性能診斷包括至少一張由催化器溫度、進(jìn)氣溫度和質(zhì)量空氣流量編索引的經(jīng)校準(zhǔn)值表。

在其它特征中，上游校正模塊將校正后的上游轉(zhuǎn)換時(shí)段設(shè)置為上游轉(zhuǎn)換時(shí)段與延遲時(shí)段的差。在其它特征中，osc模塊將osc時(shí)段設(shè)置為校正后的上游轉(zhuǎn)換時(shí)段與下游轉(zhuǎn)換時(shí)段之間的差。在其它特征中，該系統(tǒng)包括：校正模塊(其基于osc時(shí)段并且基于催化器溫度和高度來確定校正后的osc時(shí)段)、預(yù)期osc模塊(其確定預(yù)期osc時(shí)段)、歸一化模塊(其基于校正后的osc時(shí)段和預(yù)期osc時(shí)段來確定osc比率)以及比率濾波模塊(其基于osc比率來確定濾波后的osc比率)。

在其它特征中，校正模塊通過(i)使用由催化器溫度和高度編索引的校正因子值校準(zhǔn)表來確定校正因子，以及(ii)將osc時(shí)段乘以校正因子，來確定校正后的osc。預(yù)期osc模塊使用由催化器溫度和質(zhì)量空氣流量編索引的預(yù)期osc校準(zhǔn)表來確定預(yù)期osc時(shí)段。歸一化模塊通過將校正后的osc時(shí)段除以預(yù)期osc時(shí)段來確定osc比率。比率濾波模塊使用指數(shù)加權(quán)移動(dòng)平均濾波器來確定濾波后的osc比率。

一種用于車輛的系統(tǒng)包括：催化器測試模塊，其選擇性地命令燃料供給從富燃料狀態(tài)向貧燃料狀態(tài)轉(zhuǎn)換。該系統(tǒng)包括：上游氧氣監(jiān)測模塊，其監(jiān)測上游氧氣傳感器，并且將上游轉(zhuǎn)換時(shí)段設(shè)置為上游氧氣傳感器對(duì)燃料供給從富到貧轉(zhuǎn)換做出響應(yīng)的時(shí)間與命令燃料供給從富到貧轉(zhuǎn)換的時(shí)間之差。上游氧氣傳感器監(jiān)測在發(fā)動(dòng)機(jī)催化器前面的排氣。該系統(tǒng)包括：延遲確定模塊，其基于催化器溫度、進(jìn)氣溫度和質(zhì)量空氣流量來確定與上游氧氣傳感器對(duì)燃料供給從富到貧轉(zhuǎn)換的響應(yīng)相關(guān)聯(lián)的延遲時(shí)段。該系統(tǒng)包括：上游校正模塊，其通過從上游轉(zhuǎn)換時(shí)段中減去延遲時(shí)段來確定校正后的上游轉(zhuǎn)換時(shí)段。該系統(tǒng)包括：上游氧氣監(jiān)測模塊，其監(jiān)測上游氧氣傳感器，并且將上游轉(zhuǎn)換時(shí)段設(shè)置為上游氧氣傳感器對(duì)燃料供給從富到貧轉(zhuǎn)換做出響應(yīng)的時(shí)間與命令燃料供給從富到貧轉(zhuǎn)換的時(shí)間之差。下游氧氣傳感器監(jiān)測在發(fā)動(dòng)機(jī)催化器后面的排氣。該系統(tǒng)包括氧存儲(chǔ)能力(osc)確定模塊，其將osc時(shí)段設(shè)置為下游轉(zhuǎn)換時(shí)段與校正后的上游轉(zhuǎn)換時(shí)段之間的差。該系統(tǒng)包括：校正模塊，其通過(i)使用由催化器溫度和高度編索引的校正因子值的校準(zhǔn)表來確定校正因子，以及(ii)將osc時(shí)段乘以校正因子，來確定校正后的osc時(shí)段。該系統(tǒng)包括：預(yù)期osc模塊，其使用由催化器溫度和質(zhì)量空氣流量編索引的預(yù)期osc的校準(zhǔn)表來確定預(yù)期osc時(shí)段。該系統(tǒng)包括：歸一化模塊，其將osc比率設(shè)置為用校正后的osc時(shí)段除以預(yù)期osc時(shí)段。該系統(tǒng)包括：比率濾波模塊，其使用指數(shù)加權(quán)移動(dòng)平均濾波器來確定濾波后的osc比率。該系統(tǒng)包括：催化器故障檢測模塊，其基于濾波后的osc比率選擇性地調(diào)整車輛發(fā)動(dòng)機(jī)的操作參數(shù)。

一種方法包括：命令燃料供給從富燃料狀態(tài)向貧燃料狀態(tài)轉(zhuǎn)換，以及基于上游氧氣傳感器對(duì)燃料供給從富到貧轉(zhuǎn)換做出的響應(yīng)來確定上游轉(zhuǎn)換時(shí)段。上游氧氣傳感器監(jiān)測車輛發(fā)動(dòng)機(jī)催化器前面的排氣流。該方法進(jìn)一步包括：確定與上游氧氣傳感器對(duì)燃料供給從富到貧轉(zhuǎn)換的響應(yīng)相關(guān)聯(lián)的延遲時(shí)段。該方法進(jìn)一步包括基于上游轉(zhuǎn)換時(shí)段和延遲時(shí)段確定校正后的上游轉(zhuǎn)換時(shí)段。該方法進(jìn)一步包括基于下游氧氣傳感器對(duì)燃料供給從富到貧轉(zhuǎn)換的響應(yīng)來確定下游轉(zhuǎn)換時(shí)段。下游氧氣傳感器監(jiān)測發(fā)動(dòng)機(jī)催化器后面的排氣流。該方法進(jìn)一步包括：基于校正后的上游轉(zhuǎn)換時(shí)段和下游轉(zhuǎn)換時(shí)段來確定氧存儲(chǔ)能力(osc)時(shí)段。該方法進(jìn)一步包括：基于osc時(shí)段來檢測催化器中的故障。該方法進(jìn)一步包括：選擇性地調(diào)整車輛發(fā)動(dòng)機(jī)的操作參數(shù)。

在其它特征中，該方法包括：通過(i)使用由催化器溫度和高度編索引的校正因子值校準(zhǔn)表來確定校正因子，以及(ii)通過將osc時(shí)段乘以校正因子，來校正osc時(shí)段。該方法包括：通過使用由催化器溫度和質(zhì)量空氣流量編索引的預(yù)期osc值的校準(zhǔn)表來確定預(yù)期osc時(shí)段。該方法包括：通過將校正后的osc時(shí)段除以預(yù)期osc時(shí)段來對(duì)校正后的osc時(shí)段進(jìn)行歸一化。該方法包括：使用指數(shù)加權(quán)移動(dòng)平均濾波器來確定根據(jù)經(jīng)歸一化的osc時(shí)段所濾波后的osc比率。

在其它特征中，延遲時(shí)段使用排氣系統(tǒng)性能診斷來加以確定，排氣系統(tǒng)性能診斷在已停用了預(yù)定數(shù)量的發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸時(shí)開始，并且在上游氧氣傳感器檢測到貧燃料狀態(tài)時(shí)停止。排氣系統(tǒng)性能診斷以催化器溫度、進(jìn)氣溫度和質(zhì)量空氣流量為依據(jù)。通過取用上游轉(zhuǎn)換時(shí)段和延遲時(shí)段的差來確定校正后的上游轉(zhuǎn)換時(shí)段。

在其它特征中，該方法包括：通過(i)使用由催化器溫度和高度編索引的校正因子值的校準(zhǔn)表來確定校正因子，以及(ii)通過將osc時(shí)段乘以校正因子，來校正osc時(shí)段。在其它特征中，該方法包括：通過使用由催化器溫度和質(zhì)量空氣流量編索引的預(yù)期osc值的校準(zhǔn)表來確定預(yù)期osc時(shí)段。在其它特征中，該方法包括：通過將校正后的osc時(shí)段除以預(yù)期osc時(shí)段來將校正后的osc時(shí)段進(jìn)行歸一化。在其它特征中，該方法包括：使用指數(shù)加權(quán)移動(dòng)平均濾波器來確定根據(jù)歸一化后的osc時(shí)段所濾波后的osc比率。

本發(fā)明適用的其它領(lǐng)域?qū)脑敿?xì)描述、權(quán)利要求書和附圖中變得顯而易見。詳細(xì)描述和具體示例僅旨在用于說明的目的，并不旨在限制本發(fā)明的范圍。

附圖說明

本發(fā)明將從詳細(xì)說明和附圖中變得更易于充分理解，其中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明的示例性發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的功能框圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊(ecm)內(nèi)的示例性催化器監(jiān)測模塊的功能框圖；以及

圖3a、圖3b和圖3c各自描繪了說明用于確定濾波后的osc比率的示例性方法的流程圖的一部分。

在附圖中，附圖標(biāo)記可以重復(fù)用于標(biāo)識(shí)類似和/或相同的元件。

具體實(shí)施方式

車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)將排氣輸出到催化器中或一系列催化器中。廢氣與催化器中的一種或多種組分反應(yīng)以減少有害排放物。當(dāng)排氣處于貧氧、富燃料狀態(tài)時(shí)，催化器利用所存儲(chǔ)的氧氣進(jìn)行化學(xué)轉(zhuǎn)化。當(dāng)排氣處于貧燃料、富氧狀態(tài)時(shí)，催化器補(bǔ)充所消耗的氧氣。催化器的功能通過催化器存儲(chǔ)氧氣的能力來測量。催化器存儲(chǔ)氧氣的能力由催化器氧存儲(chǔ)能力(osc)來表示。催化器存儲(chǔ)氧氣的能力隨著時(shí)間而退化。

貧燃料狀態(tài)和富燃料狀態(tài)是與優(yōu)選的化學(xué)計(jì)量狀態(tài)相對(duì)而言的?；瘜W(xué)計(jì)量操作狀態(tài)表示優(yōu)選的燃料空氣比。氧氣濃度對(duì)應(yīng)于所檢測到的電壓。與富氧狀態(tài)(貧燃料狀態(tài))下相比，在缺氧狀態(tài)(富燃料狀態(tài))下檢測到的電壓將更大。在其它實(shí)施方式中，在富氧狀態(tài)(貧燃料狀態(tài))下檢測到的電壓可以大于缺氧狀態(tài)(富燃料狀態(tài))下所檢測到的電壓。

第一氧氣傳感器位于催化器的上游(“前傳感器”)。第二氧氣傳感器位于催化器的下游(“后傳感器”)。這些傳感器由發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊(ecm)用于監(jiān)測催化器的功能。廣泛而言，ecm控制發(fā)動(dòng)機(jī)的操作。例如，ecm控制發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料供給情況。在某些情況下，ecm可以發(fā)起從富燃料狀態(tài)到貧燃料狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。ecm可以將發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料供給從富燃料轉(zhuǎn)換為貧燃料，以確定氧氣傳感器中是否存在故障和/或確定催化器中是否存在故障。

當(dāng)存在某些啟用條件時(shí)，例如在系統(tǒng)即將自然進(jìn)入減速燃料切斷模式(dfco)之前，ecm可以觸發(fā)燃料轉(zhuǎn)換以確定催化器中是否存在故障?？商鎿Q地，當(dāng)識(shí)別出特定速度、歧管絕對(duì)壓力(map)和/或質(zhì)量空氣流量(maf)時(shí)，ecm可以觸發(fā)燃料轉(zhuǎn)換。當(dāng)已經(jīng)確定需要更低功率時(shí)，例如當(dāng)駕駛員釋放加速器踏板以允許車輛減速時(shí)，dfco開啟。當(dāng)在dfco狀態(tài)下操作時(shí)，可以停用一個(gè)或多個(gè)汽缸。

ecm基于濾波后的氧存儲(chǔ)能力(osc)比率來確定催化器中是否存在故障。濾波后的osc比率以確定的osc時(shí)段為依據(jù)。osc時(shí)段為在ecm啟動(dòng)燃料供給從富到貧轉(zhuǎn)換之后，后傳感器與前傳感器對(duì)貧燃料狀態(tài)的響應(yīng)之間的差。當(dāng)由相應(yīng)傳感器檢測到的電壓小于預(yù)定值時(shí)，發(fā)生對(duì)貧燃料狀態(tài)的響應(yīng)。前傳感器或后傳感器對(duì)貧燃料狀態(tài)的響應(yīng)的延遲會(huì)導(dǎo)致對(duì)osc時(shí)段的錯(cuò)誤判定。因此，任一傳感器中的延遲都可能影響ecu正確識(shí)別故障和催化器故障的能力。

本發(fā)明的ecm監(jiān)測上游氧氣傳感器的性能，以便確定在啟動(dòng)燃料供給從富到貧轉(zhuǎn)換之后，上游氧氣傳感器對(duì)貧燃料狀態(tài)的響應(yīng)是否存在延遲。若有延遲，則使用所確定的延遲來校正上游轉(zhuǎn)換時(shí)段。然后，校正后的上游轉(zhuǎn)換時(shí)段將用于計(jì)算osc時(shí)段，osc時(shí)段用于確定濾波后的osc比率。濾波后的osc比率用于確定催化器中是否存在故障。如果故障重復(fù)出現(xiàn)，則催化器故障可以由故障指示燈指示。

圖1描繪了示例性發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100的功能框圖。發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100包括發(fā)動(dòng)機(jī)102，其基于來自駕駛員輸入模塊104的駕駛員輸入來燃燒空氣/燃料混合物，以產(chǎn)生車輛的驅(qū)動(dòng)扭矩。空氣通過節(jié)流閥112被吸入進(jìn)氣歧管110中。僅用于示例，節(jié)流閥112可以包括具有可旋轉(zhuǎn)葉片的蝶閥。ecm114控制節(jié)流閥驅(qū)動(dòng)器模塊116，其調(diào)節(jié)節(jié)流閥112的開度以控制吸入到進(jìn)氣歧管110中的空氣量。

來自進(jìn)氣歧管110的空氣被吸入發(fā)動(dòng)機(jī)102的汽缸中。雖然發(fā)動(dòng)機(jī)102可以包括多個(gè)汽缸，但是為了圖示的目的，示出了單個(gè)代表性汽缸118。僅用于示例，發(fā)動(dòng)機(jī)102可以包括2、3、4、5、6、8、10、12個(gè)或另一合適數(shù)量的汽缸。ecm114可以指示汽缸致動(dòng)器模塊120選擇性地停用一些汽缸，這在某些發(fā)動(dòng)機(jī)操作條件下可以提高燃料經(jīng)濟(jì)性。

發(fā)動(dòng)機(jī)102可以使用四沖程循環(huán)操作。如下所述的四個(gè)沖程可以稱為進(jìn)氣沖程、壓縮沖程、燃燒沖程和排氣沖程。在曲軸(未示出)每次旋轉(zhuǎn)期間，在汽缸118內(nèi)發(fā)生四個(gè)沖程中的兩個(gè)。因此，汽缸118要經(jīng)歷全部四個(gè)沖程需要兩次曲軸旋轉(zhuǎn)。

在進(jìn)氣沖程期間，來自進(jìn)氣歧管110的空氣通過進(jìn)氣閥122被吸入汽缸118中。ecm114控制燃料致動(dòng)器模塊124，其調(diào)節(jié)燃料噴射以實(shí)現(xiàn)期望的空氣/燃料比。燃料可以噴射到進(jìn)氣歧管110中的中心位置處或多個(gè)位置處(諸如每個(gè)汽缸的進(jìn)氣閥122附近)。在各種實(shí)施方式(未示出)中，燃料可以直接噴射到汽缸中或噴射到與汽缸相關(guān)聯(lián)的混合室中。燃料致動(dòng)器模塊124可以停止向停用的汽缸噴射燃料。

噴射的燃料與空氣混合，并在汽缸118中產(chǎn)生空氣/燃料混合物。在壓縮沖程期間，汽缸118內(nèi)的活塞(未示出)壓縮空氣/燃料混合物。發(fā)動(dòng)機(jī)102可以是壓縮點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)，在這種情況下，汽缸118中的壓縮點(diǎn)燃空氣/燃料混合物?？商鎿Q地，發(fā)動(dòng)機(jī)102可以是火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)，在這種情況下，火花致動(dòng)器模塊126基于來自ecm114的信號(hào)來激勵(lì)汽缸118中的火花塞128，點(diǎn)燃空氣/燃料混合物?？梢韵鄬?duì)于活塞處于其最高位置(稱為上止點(diǎn)(tdc))的時(shí)間來指定火花正時(shí)。

火花致動(dòng)器模塊126可由規(guī)定在tdc之前或之后多遠(yuǎn)就產(chǎn)生火花的正時(shí)信號(hào)來控制。因?yàn)榛钊恢门c曲軸旋轉(zhuǎn)直接相關(guān)，所以火花致動(dòng)器模塊126的操作可與曲軸角度同步。在各種實(shí)施方式中，火花致動(dòng)器模塊126可停止向停用汽缸提供火花。

產(chǎn)生火花可以被稱為點(diǎn)火事件?；鸹ㄖ聞?dòng)器模塊126可具有單獨(dú)改變每個(gè)點(diǎn)火事件的正時(shí)的能力。當(dāng)火花正時(shí)在上一次點(diǎn)火事件與下一次點(diǎn)火事件之間改變時(shí)，火花致動(dòng)器模塊126甚至能夠改變用于下一次點(diǎn)火事件的正時(shí)。

在燃燒沖程期間，空氣/燃料混合物的燃燒驅(qū)動(dòng)活塞向下，從而驅(qū)動(dòng)曲軸。燃燒沖程可被定義為活塞達(dá)到tdc時(shí)與活塞返回至下止點(diǎn)(bdc)時(shí)之間的時(shí)間。

在排氣沖程期間，活塞開始從bdc向上移動(dòng)，并且通過一個(gè)或多個(gè)排氣閥(諸如排氣閥130)排出燃燒的副產(chǎn)物。燃燒的副產(chǎn)物經(jīng)由排氣系統(tǒng)134從車輛排出。排氣系統(tǒng)134包括催化器136，諸如三元催化器(twc)。催化器136與流經(jīng)其自身的排氣中的一種或多種成分反應(yīng)。當(dāng)排氣處于貧燃料(富氧)時(shí)，催化器136存儲(chǔ)氧氣。

進(jìn)氣閥122可由進(jìn)氣凸輪軸140控制，而排氣閥130可由排氣凸輪軸142控制。在各種實(shí)施方式中，多個(gè)進(jìn)氣凸輪軸(包括進(jìn)氣凸輪軸140)可控制汽缸118的多個(gè)進(jìn)氣閥(包括進(jìn)氣閥122)和/或可控制多排汽缸(包括汽缸118)的進(jìn)氣閥(包括進(jìn)氣閥122)。類似地，多個(gè)排氣凸輪軸(包括排氣凸輪軸142)可控制汽缸118的多個(gè)排氣閥和/或可控制多排汽缸(包括汽缸118)的排氣閥(包括排氣閥130)。

汽缸致動(dòng)器模塊120可通過禁止進(jìn)氣閥122和/或排氣閥130的打開來停用汽缸118。在各種其它實(shí)施方式中，進(jìn)氣閥122和/或排氣閥130可由除凸輪軸以外的裝置(諸如電磁致動(dòng)器)來控制。

進(jìn)氣閥122被打開的時(shí)間可由進(jìn)氣凸輪相位器148相對(duì)于活塞tdc改變。排氣閥130被打開的時(shí)間可由排氣凸輪相位器150相對(duì)于活塞tdc改變。相位器致動(dòng)器模塊158可基于來自ecm114的信號(hào)來控制進(jìn)氣凸輪相位器148和排氣凸輪相位器150。在實(shí)施的時(shí)候，也可由相位器致動(dòng)器模塊158來控制可變閥升程(未示出)。

發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100可包括升壓裝置，該裝置向進(jìn)氣歧管110提供加壓空氣。例如，圖1示出了包括渦輪160-1的渦輪增壓器，該渦輪160-1通過流經(jīng)排氣系統(tǒng)134的熱廢氣提供動(dòng)力。渦輪增壓器還包括由渦輪160-1驅(qū)動(dòng)的冷空氣壓縮機(jī)160-2，該冷空氣壓縮機(jī)160-2壓縮進(jìn)入節(jié)流閥112的空氣。在各種實(shí)施方式中，由曲軸驅(qū)動(dòng)的增壓器(未示出)可壓縮來自節(jié)流閥112的空氣，并且將壓縮后的空氣傳送至進(jìn)氣歧管110。

廢氣門162可允許排氣旁路繞過渦輪160-1，從而減少渦輪增壓器的升壓(進(jìn)入空氣壓縮量)。ecm114可經(jīng)由升壓致動(dòng)器模塊165來控制渦輪增壓器。升壓致動(dòng)器模塊165可通過控制廢氣門162的位置來調(diào)節(jié)渦輪增壓器的升壓。在各種實(shí)施方式中，多個(gè)渦輪增壓器可由升壓致動(dòng)器模塊165控制。渦輪增壓器可具有可變的幾何形狀，這可由升壓致動(dòng)器模塊165控制。

中間冷卻器(未示出)可使包含在壓縮空氣充量中的一些熱量消散，該熱量在空氣被壓縮時(shí)產(chǎn)生。壓縮空氣充量也可具有從排氣系統(tǒng)134的部件吸收的熱量。盡管為了說明的目的單獨(dú)示出，但是渦輪160-1和冷空氣壓縮機(jī)160-2可彼此附接，將進(jìn)氣置于靠近熱排氣的位置。

發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100可包括廢氣再循環(huán)(egr)閥164，該排氣再循環(huán)(egr)閥164選擇性地將廢氣重新定向使其返回至進(jìn)氣歧管110。egr閥164可位于渦輪增壓器的渦輪160-1的上游。egr致動(dòng)器模塊166可基于來自ecm114的信號(hào)控制egr閥164。

發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100可使用rpm傳感器170以每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(rpm)來測量曲軸的速度。發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑的溫度可使用發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑溫度(ect)傳感器171來測量。etc傳感器171可位于發(fā)動(dòng)機(jī)102內(nèi)或者位于冷卻劑在其中循環(huán)的其它位置，諸如散熱器(未示出)。

進(jìn)氣歧管110內(nèi)的壓力可使用歧管絕對(duì)壓力(map)傳感器172來測量。在各種實(shí)施方式中，發(fā)動(dòng)機(jī)真空(其是環(huán)境空氣壓力與進(jìn)氣歧管110內(nèi)的壓力之間的差)可以被測量。流入進(jìn)氣歧管110的空氣的質(zhì)量流率可使用質(zhì)量空氣流量(maf)傳感器173來測量。在各種實(shí)施方式中，maf傳感器173可位于殼體中，該殼體也包括節(jié)流閥112。

節(jié)流閥致動(dòng)器模塊116可使用一個(gè)或多個(gè)節(jié)流閥位置傳感器(tps)174來監(jiān)測節(jié)流閥112的位置。例如，第一節(jié)流閥位置傳感器174-1和第二節(jié)流閥位置傳感器174-2監(jiān)測節(jié)流閥112的位置，并且基于該節(jié)流閥位置分別生成第一節(jié)流閥位置和第二節(jié)流閥位置(tps1和tps2)。吸入發(fā)動(dòng)機(jī)102中的空氣的環(huán)境溫度可使用進(jìn)氣溫度(iat)傳感器175來測量。

上游氧氣傳感器176(上游氧氣傳感器)測量流入催化器136的排氣中的氧氣量(例如，濃度)。下游氧氣傳感器180(下游氧氣傳感器)測量催化器136下游的排氣中的氧氣量(例如，濃度)。氧氣濃度對(duì)應(yīng)于確定的電壓。與富氧狀態(tài)(貧燃料狀態(tài))下相比，缺氧狀態(tài)(富燃料狀態(tài))下檢測到的電壓將更高。在其它實(shí)施方式中，富氧狀態(tài)(貧燃料狀態(tài))下確定的電壓將比缺氧狀態(tài)(富燃料狀態(tài))下確定的電壓更高。

ecm114可使用來自這些傳感器和/或一個(gè)或多個(gè)其它傳感器的信號(hào)做出發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100(見圖2)的決策。ecm114存儲(chǔ)故障代碼，并且將在預(yù)定數(shù)量的故障已經(jīng)被記錄且指示了故障時(shí)照亮故障指示燈188并且指示故障。

變速器控制模塊194可控制變速器的操作。ecm114可因?yàn)楦鞣N原因與變速器控制模塊194進(jìn)行通信，例如以共享參數(shù)以及協(xié)調(diào)發(fā)動(dòng)機(jī)操作與變速器中的換檔。例如，ecm114可在換擋期間選擇性地減小發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩。ecm114可與混合控制模塊196進(jìn)行通信，以協(xié)調(diào)發(fā)動(dòng)機(jī)102與電動(dòng)機(jī)198的操作。

電動(dòng)機(jī)198也可用作發(fā)電機(jī)，并且可用來生產(chǎn)電能，用于車輛電氣系統(tǒng)使用和/或用于存儲(chǔ)在電池中。在各種實(shí)施方式中，ecm114、變速器控制模塊194和混合控制模塊196的各種功能可以被集成在一個(gè)或多個(gè)模塊中。

改變發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)的每一個(gè)系統(tǒng)都可被稱為致動(dòng)器。每個(gè)致動(dòng)器接收致動(dòng)器值。例如，節(jié)流閥致動(dòng)器模塊116可稱為致動(dòng)器，并且節(jié)流閥開度面積可稱為致動(dòng)器值。在圖1的示例中，節(jié)流閥致動(dòng)器模塊116通過調(diào)整節(jié)流閥112的葉片角度實(shí)現(xiàn)節(jié)流閥開度面積。

類似地，火花致動(dòng)器模塊126可稱為致動(dòng)器，而對(duì)應(yīng)的致動(dòng)器值可為相對(duì)于汽缸tdc的火花提前量。其它致動(dòng)器可包括汽缸致動(dòng)器模塊120、燃料致動(dòng)器模塊124、相位器致動(dòng)器模塊158、升壓致動(dòng)器模塊165以及egr致動(dòng)器模塊166。針對(duì)這些致動(dòng)器，致動(dòng)器值可分別對(duì)應(yīng)于若干激活的汽缸、燃料供給速率、進(jìn)氣和排氣凸輪相位器角度、升壓以及egr閥開度面積。ecm114可控制這些致動(dòng)器值，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)102產(chǎn)生期望的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩。

圖2是ecm114內(nèi)的示例性催化器監(jiān)測模塊290的功能框圖。催化器測試模塊218產(chǎn)生測試指示符208，其被傳輸?shù)街聞?dòng)模塊224、延遲確定模塊252、上游氧氣監(jiān)測模塊214以及下游氧氣監(jiān)測模塊234。例如，催化器測試模塊218可以在系統(tǒng)自然進(jìn)入到減速燃料切斷模式(dfco)之前產(chǎn)生測試指示符208。通常，當(dāng)獲取了特定速度、齒輪以及每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(rpm)時(shí)，或者在系統(tǒng)正在進(jìn)入或已經(jīng)進(jìn)入減速狀態(tài)的情況下，觸發(fā)dfco。當(dāng)識(shí)別到預(yù)定啟用條件時(shí)，催化器測試模塊218將傳輸測試指示符208。

在接收到測試指示符208時(shí)，致動(dòng)模塊224可向燃料致動(dòng)器模塊124發(fā)送信號(hào)，從而誘使燃料致動(dòng)器模塊124迫使系統(tǒng)相對(duì)于優(yōu)選的化學(xué)計(jì)量狀態(tài)是富燃料狀態(tài)。相對(duì)的富狀態(tài)和貧狀態(tài)由工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)確定。僅用于示例，對(duì)于某個(gè)傳感器，針對(duì)所測量的氧濃度，可選擇450mv電壓作為化學(xué)計(jì)量界限。這也可以是用于閉環(huán)燃料的目標(biāo)電壓。在燃料致動(dòng)器模塊124產(chǎn)生誘導(dǎo)之后，系統(tǒng)被認(rèn)為在可校準(zhǔn)的延遲時(shí)段之后以富狀態(tài)運(yùn)行，該可校準(zhǔn)的延遲時(shí)段在由下游氧氣傳感器180測量的電壓大于預(yù)定值時(shí)開始。在識(shí)別出系統(tǒng)以富燃料狀態(tài)運(yùn)行之前包括可校準(zhǔn)的延遲，使得催化器能夠充分地飽和。優(yōu)選30-40％的富狀態(tài)。

一旦識(shí)別出富狀態(tài)，系統(tǒng)將被迫進(jìn)入貧狀態(tài)。僅用于示例，為了迫使系統(tǒng)進(jìn)入貧狀態(tài)，燃料致動(dòng)器模塊124可以簡單地停止提供燃料。在另一種情況下，燃料致動(dòng)器模塊124可向汽缸致動(dòng)器模塊120發(fā)送汽缸停用指示符242，從而誘使汽缸致動(dòng)器模塊120選擇性地停用一些汽缸并發(fā)送汽缸已停用指示符256。

在接收到測試指示符208時(shí)，上游氧氣監(jiān)測模塊214可重置并且啟動(dòng)內(nèi)部上游計(jì)時(shí)器。類似地，在接收到測試指示符208時(shí)，下游氧氣監(jiān)測模塊234可重置并且啟動(dòng)內(nèi)部下游計(jì)時(shí)器?？商鎿Q地，當(dāng)下游氧氣傳感器180在誘導(dǎo)之后已經(jīng)檢測到富狀態(tài)時(shí)，可以啟動(dòng)相應(yīng)的計(jì)時(shí)器。在另一實(shí)施方式中，當(dāng)命令從富到貧轉(zhuǎn)換時(shí)，可以啟動(dòng)相應(yīng)的計(jì)時(shí)器。

上游計(jì)時(shí)器和下游計(jì)時(shí)器將運(yùn)行直到檢測到貧燃料(富氧)排氣狀態(tài)。計(jì)時(shí)器將持續(xù)直到檢測到的電壓小于預(yù)定值。計(jì)時(shí)器值分別用于計(jì)算初始上游轉(zhuǎn)換時(shí)段220和下游轉(zhuǎn)換時(shí)段232。然后，轉(zhuǎn)換時(shí)段可用于計(jì)算osc時(shí)段。在從富到貧轉(zhuǎn)換開始之后，任一傳感器對(duì)貧燃料狀態(tài)的響應(yīng)的延遲都可能導(dǎo)致確定不正確的osc時(shí)段。不正確的osc時(shí)段可能引起錯(cuò)誤地指示催化器故障。類似地，由傳感器中的一個(gè)發(fā)出的非典型加速響應(yīng)可導(dǎo)致確定不正確的osc時(shí)段。因此，本發(fā)明中對(duì)于調(diào)整osc時(shí)段或單個(gè)傳感器響應(yīng)時(shí)間的任何討論都應(yīng)當(dāng)被理解為根據(jù)實(shí)施方式允許在任一方向上的調(diào)整。

上游氧氣監(jiān)測模塊214通過取用接收到測試指示符208的時(shí)間與由上游氧氣傳感器176測量到貧燃料、富氧狀態(tài)時(shí)的時(shí)間之間的差，來確定初始上游轉(zhuǎn)換時(shí)段220。例如，當(dāng)與氧氣濃度對(duì)應(yīng)的電壓從大于預(yù)定值轉(zhuǎn)換為小于預(yù)定值時(shí)，確定貧燃料、富氧狀態(tài)。以這種方式，初始上游轉(zhuǎn)換時(shí)段220指示命令從富燃料向貧燃料轉(zhuǎn)換的時(shí)間(在此時(shí)間接收到測試指示符208)與上游氧氣傳感器176指示排氣為貧燃料的時(shí)間之間的時(shí)段。

下游氧氣監(jiān)測模塊234通過取用接收到測試指示符208時(shí)間與由下游氧氣傳感器180測量到貧燃料、富氧狀態(tài)時(shí)的時(shí)間之間的差，來確定下游轉(zhuǎn)換時(shí)段232。例如，當(dāng)與氧氣濃度對(duì)應(yīng)的電壓從大于預(yù)定值轉(zhuǎn)換為小于預(yù)定值時(shí)，確定貧燃料、富氧狀態(tài)。以這種方式，下游轉(zhuǎn)換時(shí)段232指示命令從富燃料向貧燃料轉(zhuǎn)換的時(shí)間(在此時(shí)間接收到測試指示符208)與下游氧氣傳感器180指示排氣為貧燃料的時(shí)間之間的時(shí)段。

與上游氧氣傳感器對(duì)貧燃料狀態(tài)的響應(yīng)相關(guān)聯(lián)的延遲時(shí)段210可由延遲確定模塊252來確定。延遲時(shí)段210可用于校正初始上游轉(zhuǎn)換時(shí)段220，用以確定校正后的上游轉(zhuǎn)換時(shí)段216。延遲確定模塊252使用排氣系統(tǒng)性能診斷(espd)來確定上游氧氣傳感器的延遲時(shí)段210。當(dāng)汽缸致動(dòng)器模塊120停用預(yù)定數(shù)量的汽缸時(shí)，可以啟動(dòng)espd。

當(dāng)已停用了預(yù)定數(shù)量的汽缸時(shí)，汽缸致動(dòng)器模塊120將向延遲確定模塊252發(fā)送汽缸停用指示符256。僅用于示例，當(dāng)已經(jīng)停用兩個(gè)汽缸時(shí)，汽缸致動(dòng)器模塊120可向延遲確定模塊252發(fā)送汽缸停用指示符256。當(dāng)上游氧氣傳感器176指示排氣為貧燃料時(shí)，也就是說，當(dāng)上游氧氣傳感器傳輸?shù)陀陬A(yù)定值的電壓時(shí)，espd將終止。

上游校正模塊250可使用初始上游轉(zhuǎn)換時(shí)段220和延遲時(shí)段210來確定校正后的上游轉(zhuǎn)換時(shí)段216。例如，上游校正模塊250可通過從初始上游轉(zhuǎn)換時(shí)段220減去延遲時(shí)段210，來確定校正后的上游轉(zhuǎn)換時(shí)段216。

在圖2中，osc模塊236使用校正后的上游轉(zhuǎn)換時(shí)段216和下游轉(zhuǎn)換時(shí)段232來確定osc時(shí)段240。osc時(shí)段240對(duì)應(yīng)于催化器136能夠存儲(chǔ)的氧氣量。osc模塊236可將osc時(shí)段240設(shè)置為下游氧氣傳感器對(duì)燃料轉(zhuǎn)換的響應(yīng)與上游氧氣傳感器對(duì)燃料轉(zhuǎn)換的響應(yīng)之間的差。以這種方式，通過取用校正后的上游轉(zhuǎn)換時(shí)段216與下游轉(zhuǎn)換時(shí)段232之間的差，確定osc時(shí)段240。

在可替代方案中，對(duì)于與上游氧氣傳感器相關(guān)聯(lián)的延遲的校正可以發(fā)生在初始o(jì)sc時(shí)段確定之后。例如，可通過將初始o(jì)sc時(shí)段加上延遲時(shí)段210來確定校正后的osc時(shí)段，該初始o(jì)sc時(shí)段通過取用下游轉(zhuǎn)換時(shí)段232與(未校正的)初始上游轉(zhuǎn)換時(shí)段220之間的差來計(jì)算。另外，針對(duì)與催化器之前的傳感器相關(guān)聯(lián)的延遲的校正可以伴隨額外的校正，該額外的校正用于針對(duì)與下游氧氣傳感器對(duì)貧燃料狀態(tài)的響應(yīng)相關(guān)聯(lián)的任何延遲。參見2011年8月30日提交的美國申請(qǐng)?zhí)杗o.13/221,135，其整個(gè)公開內(nèi)容通過引用并入本文。

一旦確定了osc時(shí)段240，校正模塊244就確定校正后的osc時(shí)段254。例如，校正模塊244可將校正后的osc時(shí)段確定為系統(tǒng)的高度204與催化器溫度202的函數(shù)。需要這些校正是因?yàn)椋?，熱催化器存?chǔ)了更多的氧氣。同樣地，與熱催化器一起運(yùn)行的系統(tǒng)可計(jì)算人為確定的高osc時(shí)段。可以基于空氣燃料比、maf248以及發(fā)動(dòng)機(jī)壓力變量使用連續(xù)開環(huán)模型來確定催化器溫度202。

變化的高度204可由于可用于系統(tǒng)的大氣氧的量而影響osc時(shí)段240的確定。有可能的是，由于催化器在從富到貧轉(zhuǎn)換之后重新捕獲所損失的氧氣所需要時(shí)間變長，所以大氣氧的量越低(也就是說，高度越高)，osc時(shí)段240就越長?？梢允褂孟到y(tǒng)的氣壓傳感器來確定高度204。當(dāng)不存在氣壓傳感器時(shí)，可以基于歧管絕對(duì)壓力的值來確定大氣壓力。僅用于示例，校正模塊244可以隨著催化器溫度202的升高而增加osc時(shí)段240，或者隨著高度204的增加而減小osc時(shí)段240。

預(yù)期osc模塊258可使用一組存儲(chǔ)的校準(zhǔn)表來識(shí)別產(chǎn)生于系統(tǒng)的當(dāng)前操作條件的預(yù)期osc222。校準(zhǔn)表可通過催化器溫度、發(fā)動(dòng)機(jī)rpm226和maf248來進(jìn)行編索引。歸一化模塊可將預(yù)期osc222與校正后的osc時(shí)段254進(jìn)行比較，以確定osc比率276。僅用于示例，歸一化模塊272可基于下面的公式來確定osc比率276：

比率濾波模塊277可將濾波器應(yīng)用于osc比率276，以產(chǎn)生濾波后的osc比率268。例如，濾波器可為指數(shù)加權(quán)移動(dòng)平均(ewma)濾波器。比率濾波模塊277可基于ewma濾波器來產(chǎn)生濾波后的osc比率268，該ewma濾波器包括osc比率276的當(dāng)前值以及osc比率276之前的m個(gè)值266(其來自于之前的m個(gè)從富到貧轉(zhuǎn)換)，其中m是大于零的整數(shù)。所述之前的m個(gè)值266存儲(chǔ)在歷史存儲(chǔ)模塊262內(nèi)，并且可表示指定時(shí)間段內(nèi)所有確定的濾波后的osc比率。

催化器故障檢測模塊280基于濾波后的osc比率268來確定催化器136中是否存在故障。故障可指示催化器136存儲(chǔ)氧的能力低于可接受水平。例如，當(dāng)濾波后的osc比率268降低到低于預(yù)定值時(shí)，催化器故障檢測模塊280可確定催化器136中存在故障。相反，當(dāng)濾波后的osc比率268大于預(yù)定值時(shí)，催化器故障檢測模塊280可確定催化器136中不存在故障。

當(dāng)催化器136中存在故障時(shí)，催化器故障檢測模塊280可選擇性地采取一個(gè)或多個(gè)補(bǔ)救動(dòng)作。例如，催化器故障檢測模塊280可選擇性地調(diào)整一個(gè)或多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)操作參數(shù)。例如，可能由于濾波后的osc比率268而誘發(fā)燃料供給改變。催化器故障檢測模塊280可另外或替代地將催化器故障指示符284存儲(chǔ)在系統(tǒng)的故障存儲(chǔ)裝置288中。催化器故障指示符284可包括例如預(yù)定診斷故障碼(dtc)。故障監(jiān)測模塊292可監(jiān)測故障存儲(chǔ)裝置288，并且在催化器中存在故障已被指示預(yù)定次數(shù)時(shí)點(diǎn)亮指示燈(諸如故障指示燈(mil)188)，以指示催化器故障。例如，濾波后的osc比率268在指定時(shí)間段內(nèi)三次、四次、五次或六次下降至預(yù)定值以下，可引起mil188點(diǎn)亮。

現(xiàn)在參考圖3a、圖3b和圖3c，流程圖描述了確定濾波后的osc比率268以及確定催化器故障和失效的示例性方法。

在圖3a中，在304處，催化器測試模塊218確定是否滿足一個(gè)或多個(gè)啟動(dòng)條件。如果不滿足啟動(dòng)條件，則系統(tǒng)將保持在304。如果滿足啟動(dòng)條件，則在308處，催化器測試模塊218將產(chǎn)生測試指示符208。測試指示符208被發(fā)送至致動(dòng)模塊224、延遲確定模塊252、上游氧氣監(jiān)測模塊214和下游氧氣監(jiān)測模塊234。

在312處，在接收到測試指示符208時(shí)，致動(dòng)模塊224將發(fā)信號(hào)給燃料致動(dòng)器模塊124以迫使系統(tǒng)變?yōu)楦蝗剂?。例如，致?dòng)模塊224可以命令從化學(xué)計(jì)量狀態(tài)向富燃料狀態(tài)轉(zhuǎn)換。如果在314處確定系統(tǒng)為富燃料，則在315處控制等待預(yù)定時(shí)間段，然后進(jìn)行到316。在316處，燃料致動(dòng)器模塊124將命令從富向貧轉(zhuǎn)換，從而引起系統(tǒng)變貧。例如，燃料致動(dòng)器模塊124可向汽缸致動(dòng)器模塊120發(fā)送汽缸停用指示符242，從而誘使汽缸致動(dòng)器模塊120選擇性地停用一些汽缸并發(fā)送汽缸停用指示符256。將汽缸停用包括中斷向那些汽缸供應(yīng)燃料。

在318處，上游氧氣監(jiān)測模塊214監(jiān)測所檢測到的與排氣的氧濃度對(duì)應(yīng)的電壓212是否小于預(yù)定值。如果是，則控制流程繼續(xù)行進(jìn)至320；否則，控制流程保持在318處。在320處，上游氧氣監(jiān)測模塊214可將初始上游轉(zhuǎn)換時(shí)段220設(shè)置為等于催化器測試模塊218命令燃料供給轉(zhuǎn)換的時(shí)間(即，催化器測試模塊218發(fā)送測試指示符208的時(shí)間)與由上游氧氣傳感器檢測到的電壓小于預(yù)定值且認(rèn)為燃料貧料的時(shí)間之間的時(shí)段。在320處，上游氧氣監(jiān)測模塊214將存儲(chǔ)所確定的上游轉(zhuǎn)換時(shí)段。

在328處，延遲確定模塊252將使用espd來確定與上游氧氣傳感器176對(duì)于燃料供給轉(zhuǎn)換的響應(yīng)相關(guān)聯(lián)的延遲時(shí)段210(如果有的話)。espd可使用由maf、iat和催化器溫度編索引的校準(zhǔn)表。

在圖3b中，在330處，上游校正模塊250將通過把校正后的上游轉(zhuǎn)換時(shí)段設(shè)置為初始上游轉(zhuǎn)換時(shí)段220與延遲時(shí)段210的差來確定校正后的上游轉(zhuǎn)換時(shí)段216。

在336處，下游氧氣監(jiān)測模塊234監(jiān)測所檢測到的與下游氧氣濃度228對(duì)應(yīng)的電壓是否小于預(yù)定值且貧燃料。如果電壓小于預(yù)定值，則在340處，下游氧氣監(jiān)測模塊234將確定下游轉(zhuǎn)換時(shí)段232。下游氧氣監(jiān)測模塊234可將下游轉(zhuǎn)換時(shí)段232設(shè)置為等于催化器測試模塊218命令燃料供給轉(zhuǎn)換的時(shí)間與電壓小于預(yù)定值且認(rèn)為燃料貧料的時(shí)間之間的時(shí)段。下游氧氣監(jiān)測模塊234可存儲(chǔ)下游轉(zhuǎn)換時(shí)段232。

在344處，osc模塊236可通過將osc時(shí)段240設(shè)置為340中的下游轉(zhuǎn)換時(shí)段232與330中的校正后上游轉(zhuǎn)換時(shí)段216之間的差來確定osc時(shí)段240。在348處，校正模塊244可使用由系統(tǒng)操作條件編索引的一組存儲(chǔ)的校準(zhǔn)表來確定校正因子。例如，校準(zhǔn)表可由高度和催化器溫度編索引。

在350處，可通過將osc時(shí)段240乘以348中所確定的校正因子來確定校正后的osc時(shí)段。在354處，預(yù)期osc模塊258通過對(duì)所選系統(tǒng)操作條件與一組存儲(chǔ)的校準(zhǔn)表進(jìn)行比較來確定預(yù)期osc222。在358處，可通過將校正后的osc時(shí)段254除以預(yù)期osc222來確定osc比率276。

在圖3c中，在364處，比率濾波模塊277可使用ewma來確定濾波后的osc比率268。在366處，將濾波后的osc比率268與預(yù)定值進(jìn)行比較。如果濾波后的osc比率268低于預(yù)定值，則控制流程轉(zhuǎn)換至370。如果濾波后的osc比率268高于預(yù)定值，則在372處，催化器故障檢測模塊280指示催化器中不存在故障。故障檢測過程在304處重新開始，等待出現(xiàn)適當(dāng)?shù)膯?dòng)條件。

在370處，催化器故障檢測模塊280可以選擇并不選擇性地改變發(fā)動(dòng)機(jī)102的一個(gè)或多個(gè)操作參數(shù)，諸如燃料供給量、燃料空氣比或火花提前。如果滿足條件，則在380處，將改變操作參數(shù)。控制流程在386處繼續(xù)。

如果在指定時(shí)段內(nèi)已經(jīng)檢測到故障預(yù)定次數(shù)，則催化器故障檢測模塊280可以選擇改變操作參數(shù)。如果在指定時(shí)段內(nèi)已檢測到故障預(yù)定次數(shù)，則可指示催化器故障。在386處，如果確定濾波后的osc比率已低于預(yù)定值的次數(shù)超過預(yù)定次數(shù)，則可發(fā)現(xiàn)催化器故障。因此，可在376處點(diǎn)亮故障指示燈188。

僅用于示例，當(dāng)濾波后的osc比率已低于預(yù)定值的次數(shù)超過預(yù)定最大限制，則在386處將發(fā)現(xiàn)催化器故障，并且將在376處點(diǎn)亮故障指示燈188。如果在386處，濾波后的osc比率已低于預(yù)定值的次數(shù)并未超過預(yù)定最大限制，則故障檢測過程將在304處重新開始。

以上描述在本質(zhì)上只是說明性的，且不以任何方式旨在限制本發(fā)明、其應(yīng)用或用途。本發(fā)明的廣泛教導(dǎo)可以以多種方式實(shí)施。因此，盡管本發(fā)明包含特定示例，但本發(fā)明的實(shí)際范圍應(yīng)當(dāng)不限于此，因?yàn)樵谘芯繄D式、說明書和隨附權(quán)利要求書之后，其它修改將變得顯而易見。應(yīng)理解，方法中的一個(gè)或多個(gè)步驟可按不同順序(或同時(shí))來執(zhí)行，而不改變本發(fā)明的原理。另外，盡管在上文將每一實(shí)施方式描述為具有特定特征，但關(guān)于本發(fā)明的任一實(shí)施方式描述的那些特征中的任一個(gè)或多個(gè)可以實(shí)施在任意其它實(shí)施方式中和/或與任意其它實(shí)施方式的特征組合，即使所述組合并未明確描述。換句話說，所描述的實(shí)施方式并不互斥，且一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式彼此的排列組合保留在本發(fā)明的范圍內(nèi)。

使用各種術(shù)語描述了元件之間(例如，模塊、電路元件、半導(dǎo)體層等之間)的空間和功能關(guān)系，包括“連接”、“嚙合”、“耦合”、“鄰近”、“靠近”、“在頂部”、“上方”、“下方”以及“布置”。除非明確描述為“直接”，否則當(dāng)在以上公開內(nèi)容中描述第一元件與第二元件之間的關(guān)系時(shí)，所述關(guān)系可以是第一元件與第二元件之間不存在其它中間元件的直接關(guān)系，但也可以是第一元件與第二元件之間存在(空間或功能上)一個(gè)或多個(gè)中間元件的間接關(guān)系。在本文中使用的，短語a、b和c中的至少一者應(yīng)解釋為意指邏輯(a或b或c)，使用非排他性邏輯“或”，而不應(yīng)解釋為意指“a中的至少一者、b中的至少一者，以及c中的至少一者”。

在包含以下定義的本申請(qǐng)中，術(shù)語“模塊”或術(shù)語“控制器”可以用術(shù)語“電路”替換。術(shù)語“模塊”可指以下各項(xiàng)的一部分或包含以下各項(xiàng)：專用集成電路(asic)；數(shù)字、模擬或混合模擬/數(shù)字離散電路；數(shù)字、模擬或混合模擬/數(shù)字集成電路；組合式邏輯電路；現(xiàn)場可編程門陣列(fpga)；執(zhí)行代碼的處理器電路(共享、專用或群組)；存儲(chǔ)由處理器電路執(zhí)行的代碼的存儲(chǔ)器電路(共享、專用或群組)；提供所描述功能性的其它適合的硬件組件；或上述各項(xiàng)中的一些或全部的組合，例如組合在芯片上系統(tǒng)中。

模塊可包括一個(gè)或多個(gè)接口電路。在一些示例中，接口電路可包括有線或無線接口，其連接至局域網(wǎng)(lan)、因特網(wǎng)、廣域網(wǎng)(wan)或其組合。本發(fā)明的任何給定模塊的功能可以分布在經(jīng)由接口電路連接的多個(gè)模塊當(dāng)中。例如，多個(gè)模塊可允許負(fù)載平衡。在另一示例中，服務(wù)器(也稱為遠(yuǎn)端或云)模塊可代表客戶端模塊完成一些功能。

如上文所使用的術(shù)語代碼可包括軟件、固件和/或微碼，且可指程序、例程、函數(shù)、類別、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，和/或?qū)ο?。術(shù)語共享處理器電路包含執(zhí)行來自多個(gè)模塊的一些或全部代碼的單個(gè)處理器電路。術(shù)語群組處理器電路包含與額外處理器電路組合地執(zhí)行來自一個(gè)或多個(gè)模塊的一些或全部代碼的處理器電路。對(duì)多個(gè)處理器電路的提及包含在離散管芯上的多個(gè)處理器電路、在單個(gè)管芯上的多個(gè)處理器電路、單個(gè)處理器電路的多個(gè)核心、單個(gè)處理器電路的多個(gè)線程，或以上各項(xiàng)的組合。術(shù)語共享存儲(chǔ)器電路包含存儲(chǔ)來自多個(gè)模塊的一些或全部代碼的單個(gè)存儲(chǔ)器電路。術(shù)語群組存儲(chǔ)器電路包含與額外存儲(chǔ)器組合地存儲(chǔ)來自一個(gè)或多個(gè)模塊的一些或全部代碼的存儲(chǔ)器電路。

術(shù)語存儲(chǔ)器電路是術(shù)語計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的子集。在本文中使用時(shí)，術(shù)語計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)并不包含通過介質(zhì)(例如在載波上)傳播的暫時(shí)性電信號(hào)或電磁信號(hào)；術(shù)語計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)因此可認(rèn)為是有形的且非暫時(shí)性的。非暫時(shí)性、有形計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的非限制性示例有：非易失性存儲(chǔ)器電路(諸如快閃存儲(chǔ)器電路、可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器電路，或掩膜只讀存儲(chǔ)器電路)、易失性存儲(chǔ)器電路(諸如靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器電路或動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器電路)、磁性存儲(chǔ)介質(zhì)(諸如模擬或數(shù)字磁帶或硬盤驅(qū)動(dòng)器)，以及光學(xué)存儲(chǔ)介質(zhì)(諸如cd、dvd或藍(lán)光光盤)。

本申請(qǐng)中描述的設(shè)備和方法可以部分或全部由通過配置專用計(jì)算機(jī)執(zhí)行體現(xiàn)在計(jì)算機(jī)程序中的一個(gè)或多個(gè)特定功能而產(chǎn)生的專用計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)。上文描述的功能塊、流程圖組件和其它元件用作軟件說明書，其可通過所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員或程序員的常規(guī)工作而轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)程序。

計(jì)算機(jī)程序包括存儲(chǔ)在至少一個(gè)非暫時(shí)性、有形計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的處理器可執(zhí)行指令。計(jì)算機(jī)程序還可以包括或依賴于所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)程序可包含與專用計(jì)算機(jī)的硬件交互的基本輸入/輸出系統(tǒng)(bios)、與專用計(jì)算機(jī)的特定裝置交互的裝置驅(qū)動(dòng)器、一個(gè)或多個(gè)操作系統(tǒng)、用戶應(yīng)用程序、背景服務(wù)、背景應(yīng)用程序等。

計(jì)算機(jī)程序可包括：(i)待解析的描述性文本，諸如html(超文本標(biāo)記語言)或xml(可擴(kuò)展標(biāo)記語言)，(ii)匯編語言代碼，(iii)由編譯器根據(jù)源代碼產(chǎn)生的目標(biāo)代碼，(iv)用于由解釋器執(zhí)行的源代碼，(v)用于由即時(shí)編譯器編譯并執(zhí)行的源代碼，等。僅用于示例，可使用根據(jù)包括以下語言的語法來撰寫源代碼：c、c++、c#、objectivec、haskell、go、sql、r、lisp、fortran、perl、pascal、curl、ocaml、html5、ada、asp(動(dòng)態(tài)服務(wù)器頁面)、php、scala、eiffel、smalltalk、erlang、ruby、visuallua知

權(quán)利要求中引述的元件并不旨在是根據(jù)美國法典第35條112(f)款的意義的裝置加功能元件，除非使用短語“用于......的裝置”明確地引述了元件，或者在使用短語“用于......的操作”或“用于......的步驟”的方法權(quán)利要求的情況下。