[发明专利]检测和缓解传感器退化的方法和系统

说明书

一种检测和缓解汽车系统中的传感器退化的方法包括：从输出与车辆系统的操作参数相关的信号数据的传感器和致动器中的至少一个收集输出信号数据；将传感器或致动器与用于故意损坏输出信号数据的故障箱连通；采用人工智能程序，与来自标称操作传感器或致动器的信号数据相比，分析输出信号数据的模式；识别出模式的统计范围何时超过第一阈值水平；以及修改控制信号以改变车辆系统的操作参数。

背景技术

本公开涉及汽车车辆传感器，并且具体涉及在排气系统中使用的氧传感器。

汽车系统采用多种不同类型的传感器和致动器。传感器类型包括压力、温度、位置、加速度、化学成分、质量流量、电压和电流等。致动器类型包括燃料喷射器、节气门叶片、涡轮废气门、CAM相位器、火花塞、燃料泵、排气再循环、主动燃料管理、可变升程凸轮、交流发电机和电流，以及可变几何形状涡轮等。虽然传感器和致动器初始是设置为最佳操作条件或正常操作条件，但是却会发生“退化”并最终失效。如本文所用，术语“传感器”也适用于致动器。

以氧传感器为例，在具有汽油发动机的汽车应用中，针对柴油发动机和汽油发动机存在有严格的排放限制。在排放方面，汽油发动机表现得更为出色，归结其原因在于：汽油发动机采用的是将大约99％的发动机输出排放转化为排气尾管中的环保成分的催化转化器。维持具有化学计量比下的平均排放成分的发动机输出排放是相当重要的。使用氧传感器来确定排气排放是在稀化学计量比下还是浓化学计量比下是已知的。无论是稀的还是浓的，发动机控制器随后都采用闭环燃料控制来改变燃料控制，进而以相反的方式驱动系统。例如，如果氧传感器指示出系统是稀的，则燃料控制系统将系统调整为浓的。

一种失效被称作稀到浓的缓慢，其中燃料控制系统指导从浓到稀的改变，以期望氧传感器将指示出预定时间和形状的改变。然而，当传感器发生退化或失效时，由于指示出该改变的时间比预期时间更长(比原始系统最佳水平下的时间更长)，因此，控制系统如同传感器正确地操作那样对延时做出反应，并且响应性地做出过度补偿和补偿不足。基于氧传感器的标称性能或预期性能，对控制系统进行调整。当氧传感器退化到标称性能以下时，系统的排放性能可发生退化。传感器信号可以被馈送到故障指示器，此故障指示器借助于传感器照明信号来指示出现了问题，然而，该系统对于正在退化但尚未失效的传感器基本上没有留有任何余地。

上述传感器和致动器具有类似的退化和失效方式。因此，尽管当前的汽车传感器和致动器实现了其预期目的，但仍需要一种用于确定传感器及致动器故障并缓解退化的新型改进系统和方法。

发明内容

根据若干方面，一种检测和缓解汽车系统中的传感器退化的方法包括：从至少一个输出与车辆系统的操作参数相关的信号数据的装置收集输出信号数据；与来自标称操作装置的信号数据相比，分析输出信号数据的模式；识别出模式何时超过指示至少一个装置正在退化条件下操作的阈值水平；以及修改控制信号以改变车辆系统的操作参数。

在本公开的其他方面，该方法包括使用人工智能程序来分析输出信号数据的模式。

在本公开的另一方面，该方法包括将损坏数据导入到至少一个装置中。

在本公开的另一方面，该方法包括从人工智能故障预测器中的至少一个装置收集损坏数据和输出信号数据。

在本公开的另一方面，该方法包括识别损坏数据与输出信号数据的偏差范围。

在本公开的另一方面中，该方法包括使用人工智能补偿模块来生成对系统控制信号的改变，并且应用改变来维持至少一个装置的信号控制。

在本公开的另一方面，该方法包括将至少一个装置与用于故意损坏输出信号数据的故障箱连通。

在本公开的另一方面，该方法包括改变故障箱中的至少一个设置以模拟至少一个装置的退化。