[发明专利]用于检测后氧传感器的故障的方法和系统

说明书

本发明涉及用于检测后氧传感器的故障的方法和系统。一种用于检测安装在车辆的排气管上的后氧传感器的故障的方法可包括：确定后氧传感器是否满足诊断启动条件；将后氧传感器的输出电压与预设故障确定电压范围相比较以便确定后氧传感器的输出电压是否包括在故障确定电压范围内；当后氧传感器的输出电压包括在故障确定电压范围内时，改变后氧传感器的加热器的占空比；确定通过改变加热器占空比来控制的后氧传感器的输出电压是否包括在故障确定电压范围内；以及当后氧传感器的输出电压包括在故障确定电压范围内时，确认后氧传感器具有故障。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2014年8月1日提交的韩国专利申请第10-2014-0099170号的优先权，通过引用将其全部公开内容结合于此。

技术领域

本公开涉及用于检测安装在车辆排气管上的后氧传感器的故障的方法和系统；并且具体地，涉及在用于触发(activate)后氧传感器的加热器的电力被切断达预设时间的状态下监控后氧传感器的输出电压并检测后氧传感器的故障的用于检测后氧传感器的故障的方法和系统。

背景技术

通常，车辆利用氧传感器来测量在从发动机排放的尾气中所包含的氧气浓度，并且确定尾气的状态。然后，车辆控制燃烧以减少尾气。

例如，如图1所示，催化转换器13安装在用于将尾气从发动机11排放至车辆外部的排气管12上。前氧传感器14和后氧传感器15安装在排气管12上的催化转换器13的前部和后部，并且通过前氧传感器14和后氧传感器15测量的氧气浓度被输出至电子控制单元(ECU)16以监控在催化转换器13的前部和后部的尾气的氧气含量。具体地，ECU 16利用通过后氧传感器15测量的氧气浓度监控催化转换器13的储氧能力，并且降低最终从车辆排放的尾气。

因此，当在后氧传感器15中发生异常时，ECU 16可能不能正常地监控催化转换器13的催化功能。在这种情况下，由于ECU 16不能确定催化转换器13是否具有故障，因此可能不能正常地控制尾气。

传统地，使用加载脉冲(load pulse)方法或电压偏置(voltage bias)方法来检测后氧传感器的故障。根据在图2中示出的加载脉冲方法，+5V的电压被强制输出至后氧传感器15的输出端子，并且与预设值比较。根据在图3至图4中示出的电压偏置方法，当在启动之后启用后氧传感器15时，连续监控在后氧传感器15的高输入端子15a和低输入端子15b之间的电压差以检测故障。

加载脉冲方法比较脉冲之前和之后的电压，并且当电压差(A-B)大于阈值时确定后氧传感器是正常的。此外，当电压差小于阈值时，加载脉冲方法确定后氧传感器短路，并且当电压差接近于参考值时，确定后氧传感器开路。

然而，加载脉冲方法具有如下问题：加载脉冲方法不能连续监控后氧传感器的故障并且不能考虑发动机的状态。因此，加载脉冲方法不能处理其中必须考虑发动机的状态的各种调整(regulation)。

此外，尽管当后氧传感器被启用时，电压偏置方法可连续地监控后氧传感器，但是电压偏置方法具有如下问题：电压偏置方法可能根据驾驶员的驾驶习惯确定后氧传感器开路。在电压偏置方法中，在尾气的温度增加至预定温度之后，后氧传感器的两个输入端子15a和15b的参考电压通过多个电阻器R1、R2和R3来偏置。然后，当输入到控制器的、高输入端子15a和低输入端子15b之间的电压差维持在参考电压附近持续预定时间时，电压偏置方法可能检测到后氧传感器开路。即，如图4所示，当在高和低输入端子之间的电压差偏离预定范围A的状态下过去了预定时间时，电压偏置方法可确定后氧传感器15开路。

然而，即使当驾驶员在下坡路上不踩踏制动踏板或加速踏板的情况下操作车辆时，也可出现如图4所示的电压行为(behavior)，图4示出了持续其中后氧传感器15具有对应于参考电压的电压差的状态。在这种情况下，电压偏置方法可确定后氧传感器开路。

发明内容