用于調(diào)節(jié)氧傳感器的加熱功率以減少因水退化的方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)用于調(diào)節(jié)氧傳感器的加熱功率以減少因水退化的方法和系統(tǒng)。提供了用于調(diào)節(jié)氧傳感器的加熱功率的系統(tǒng)和方法。在一個(gè)例子中，一種用于發(fā)動(dòng)機(jī)的方法包括當(dāng)加熱功率增加閾值量時(shí)調(diào)節(jié)氧傳感器的加熱元件的加熱功率。該方法還包括其后響應(yīng)于該加熱元件的溫度增加加熱功率回到基線功率水平。
【專利說(shuō)明】用于調(diào)節(jié)氧傳感器的加熱功率以減少因水退化的方法和系統(tǒng)
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉參考
[0002]本申請(qǐng)要求2013年9月13日提交的名稱為“METHODS AND SYSTEMS FORADJUSTING HEATER POWER OF AN OXYGEN SENSOR TO REDUCE DEGRADAT1N FROM WATER”的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)?zhí)?1/877，853的優(yōu)先權(quán)，為了所有的目的，其整個(gè)內(nèi)容通過(guò)參考結(jié)合于此。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本申請(qǐng)涉及用于調(diào)節(jié)氧傳感器的加熱功率以減少因水退化的方法和系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0004]發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)可以利用諸如氧傳感器的一個(gè)或更多個(gè)氣體成分傳感器，用于感測(cè)流過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)空氣通道的空氣的氧濃度。在一個(gè)例子中，發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)可以包括設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣裝置中的一個(gè)或更多個(gè)進(jìn)氣氧傳感器(IA02)。例如，進(jìn)氣氧傳感器可以在壓縮機(jī)和增壓空氣冷卻器的下游設(shè)置在進(jìn)氣通道中，以提供EGR流的指示。在另一個(gè)例子中，在發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的排氣系統(tǒng)中發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)可以包括一個(gè)或更多個(gè)排氣傳感器，以檢測(cè)從該發(fā)動(dòng)機(jī)排出的排氣的空氣-燃料比。在諸如冷啟動(dòng)或冷凝物形成的一些發(fā)動(dòng)機(jī)工況下，水可以對(duì)著氧傳感器濺射并且接觸氧傳感器。當(dāng)水接觸氧傳感器時(shí)傳感器溫度下降。結(jié)果，增加該氧傳感器的加熱元件的加熱功率以升高該傳感器溫度。當(dāng)針對(duì)水在氧傳感器上處于較長(zhǎng)時(shí)間段而增加加熱功率時(shí)，該加熱元件可能破裂，因而使該氧傳感器退化。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]在一個(gè)例子中，上面所述的問(wèn)題可以通過(guò)用于響應(yīng)加熱功率增加閾值量來(lái)調(diào)節(jié)氧傳感器的加熱元件的加熱功率的方法來(lái)解決。當(dāng)加熱功率在基線功率水平之上增加閾值水平時(shí)，可以指示水滴在氧傳感器處。以這種方式，可以調(diào)節(jié)加熱功率以減少由于氧傳感器處的水而引起的氧傳感器的加熱元件的退化。
[0006]作為一個(gè)例子，響應(yīng)于水接觸加熱元件可以減少氧傳感器的加熱元件的加熱功率。在一個(gè)例子中，當(dāng)加熱功率增加高于基線功率水平閾值量時(shí)可以指示水接觸加熱元件。在另一個(gè)例子中，當(dāng)氧傳感器的泵送電流減少閾值泵送電流量時(shí)可以指示水接觸加熱元件。在一些例子中，減少加熱功率可以包括關(guān)斷加熱元件的動(dòng)力/功率。在減少加熱功率一段持續(xù)時(shí)間之后，該加熱功率可以重新接通并且增加到基線功率水平。這段持續(xù)時(shí)間可以是預(yù)定的或者是基于當(dāng)加熱元件的溫度下降低于閾值溫度的時(shí)間，該閾值溫度是閾值破裂溫度。以這種方式，當(dāng)水被指示在氧傳感器處時(shí)減少加熱功率可以減少由于加熱元件的破裂而導(dǎo)致的氧傳感器退化。
[0007]應(yīng)當(dāng)明白，提供上面的概述是為了以簡(jiǎn)單的形式引進(jìn)選擇的構(gòu)思，這種構(gòu)思在【具體實(shí)施方式】中進(jìn)一步描述。這并不意味著視為所主張主題的關(guān)鍵的或基本的特征，所主張主題的范圍由隨附于【具體實(shí)施方式】的權(quán)利要求唯一地限定。而且，所主張的主題不限于解決上面或本發(fā)明的任何部分中所提及的任何缺點(diǎn)的實(shí)施方式。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1是包括一個(gè)或更多個(gè)氧傳感器的示范性發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的示意圖。
[0009]圖2是用于響應(yīng)于氧傳感器處的水調(diào)節(jié)氧傳感器的加熱元件的加熱功率的方法的流程圖。
[0010]圖3是用于根據(jù)氧傳感器的位置確定用于調(diào)節(jié)氧傳感器的加熱元件的加熱功率的方法的參數(shù)的方法的流程圖。
[0011]圖4是氧傳感器運(yùn)行參數(shù)對(duì)氧傳感器處的水的示范性響應(yīng)的曲線圖。

【具體實(shí)施方式】
[0012]下面的描述涉及用于調(diào)節(jié)氧傳感器的加熱功率的系統(tǒng)和方法。發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，例如圖1的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，可以包括一個(gè)或更多個(gè)氧傳感器。在一個(gè)例子中，進(jìn)氣氧傳感器可以設(shè)置在該發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣通道中。在另一個(gè)例子中，排氣氧傳感器可以設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣通道中。該一個(gè)或更多個(gè)氧傳感器的每一個(gè)均包括具有可調(diào)節(jié)加熱功率的加熱元件。當(dāng)水接觸氧傳感器的加熱元件時(shí)，可以增加加熱功率。如果加熱功率保持在該增加的水平，該加熱元件可能破裂，因而使氧傳感器退化。在一些例子中，如圖2-3所示，一種方法可以包括根據(jù)氧傳感器處的水的指示調(diào)節(jié)加熱功率。在一些例子中，響應(yīng)于氧傳感器的加熱功率的初始增加和/或泵送電流的減少(這指示出水對(duì)著該氧傳感器濺射)可以減少加熱功率。在圖4示出響應(yīng)于水濺射條件對(duì)加熱功率的示范性調(diào)節(jié)。當(dāng)指示出水在氧傳感器處時(shí)通過(guò)減少加熱功率一段持續(xù)時(shí)間，可以減少氧傳感器退化。
[0013]圖1是示出示范性發(fā)動(dòng)機(jī)10的示意圖，該發(fā)動(dòng)機(jī)10可以被包括在汽車的推進(jìn)系統(tǒng)中。該發(fā)動(dòng)機(jī)10被示出具有四個(gè)汽缸或燃燒室30。但是根據(jù)本公開(kāi)可以用其他數(shù)目的汽缸。發(fā)動(dòng)機(jī)10可以由包括控制器12的控制系統(tǒng)和由通過(guò)輸入裝置130來(lái)自車輛操作者132的輸入被至少部分地控制。在這個(gè)例子中，輸入裝置130包括加速器踏板和用于產(chǎn)生成比例的踏板位置信號(hào)PP的踏板位置傳感器134。發(fā)動(dòng)機(jī)10的每個(gè)燃燒室(例如，汽缸)30可以包括具有設(shè)置在其中的活塞(未示出)的燃燒室壁。該活塞可以聯(lián)接到曲軸40以便將該活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。曲軸40可以經(jīng)由中間變速器系統(tǒng)150聯(lián)接于車輛的至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)輪。而且，起動(dòng)機(jī)馬達(dá)可以經(jīng)由飛輪聯(lián)接于曲軸40以便能夠進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)10的起動(dòng)操作。曲軸40也可以用來(lái)驅(qū)動(dòng)交流發(fā)電機(jī)(圖1中未示出)。
[0014]發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩可以被傳遞給變矩器(未示出)以驅(qū)動(dòng)自動(dòng)變速器系統(tǒng)150。而且，包括前進(jìn)檔離合器154的一個(gè)或更多個(gè)離合器可以被接合，以推進(jìn)汽車。在一個(gè)例子中，變矩器可以被稱為變速器系統(tǒng)150的一個(gè)部件。而且，變速器系統(tǒng)150可以包括可以根據(jù)需要被接合的多個(gè)齒式離合器152，以激活多個(gè)固定的變速器齒輪比。具體說(shuō)，通過(guò)調(diào)節(jié)多個(gè)齒式離合器的接合，變速器可以在較高檔(即，具有較低的齒輪比的檔)和較低檔(即，具有較高的齒輪比的檔)之間換檔。因此，齒輪比的差在較高檔時(shí)使得經(jīng)過(guò)變速器能夠?qū)崿F(xiàn)較低轉(zhuǎn)矩增大，而在較低的檔時(shí)使得經(jīng)過(guò)變速器能夠?qū)崿F(xiàn)較高的轉(zhuǎn)矩增大。車輛可以具有四個(gè)可用檔，其中變速器檔四(變速器第四檔)是最高的可用檔，而變速器檔一(變速器第一檔)是最低的可用檔。在另一些實(shí)施例中，車輛可以具有多于或少于四個(gè)可用檔。控制器可以改變變速器檔(例如，使變速器升檔或降檔)以調(diào)節(jié)經(jīng)過(guò)變速器和液力變矩器到車輪156轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)矩的量(即，發(fā)動(dòng)機(jī)軸輸出轉(zhuǎn)矩)。
[0015]當(dāng)變速器換檔到較低檔時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(Ne或RPM)增加，從而增加發(fā)動(dòng)機(jī)空氣流。在較高的RPM時(shí)，可以增加通過(guò)旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的進(jìn)氣歧管真空。在一些例子中，降檔可以用來(lái)增加發(fā)動(dòng)機(jī)空氣流并且凈化聚集在增壓空氣冷卻器(CAC)80中的冷凝物。
[0016]燃燒室30可以接收來(lái)自進(jìn)氣歧管44的進(jìn)氣空氣并且可以經(jīng)由排氣歧管46將燃燒氣體排放到排氣通道48。進(jìn)氣歧管44和排氣歧管46能夠經(jīng)由各自的進(jìn)氣門和排氣門(未示出)選擇性地與燃燒室30連通。在一些實(shí)施例中，燃燒室30可以包括兩個(gè)或更多個(gè)進(jìn)氣門和/或兩個(gè)或更多個(gè)排氣門。
[0017]燃料噴射器50被示出直接聯(lián)接于燃燒室30，以用于與從控制器12接收的信號(hào)的脈沖寬度FPW成比例地將燃料直接噴射到其中。以這種方式，燃料噴射器50提供被稱為直接燃料噴射的噴射到燃燒室30中；但是，應(yīng)當(dāng)明白，進(jìn)氣道噴射也是可能的。燃料可以由包括燃料箱、燃料泵和燃料軌的燃料系統(tǒng)(未示出)被輸送給燃料噴射器50。
[0018]在叫做點(diǎn)火的過(guò)程中，噴射的燃料由諸如火花塞52的已知的點(diǎn)火裝置點(diǎn)火，從而導(dǎo)致燃燒?？梢钥刂苹鸹c(diǎn)火正時(shí)使得火花在制造商規(guī)定的時(shí)間之前(提前)或之后(延遲)發(fā)生。例如，火花正時(shí)可以從最大破壞轉(zhuǎn)矩(MBT)正時(shí)延遲以控制發(fā)動(dòng)機(jī)爆震或在非常潮濕的條件下提前。具體說(shuō)，考慮到緩慢的燃燒速率，MBT可以被提前。在一個(gè)例子中，在踩加速器踏板期間火花可以被延遲。在替代性實(shí)施例中，壓縮點(diǎn)火可以用來(lái)點(diǎn)火噴射的燃料。
[0019]進(jìn)氣歧管44可以接收來(lái)自進(jìn)氣通道42的進(jìn)氣空氣。進(jìn)氣通道42包括具有節(jié)流板22的節(jié)氣門21，以調(diào)節(jié)到進(jìn)氣歧管44的流。在這個(gè)具體的例子中，節(jié)流板22的位置(TP)可以由控制器12改變以實(shí)現(xiàn)電子節(jié)氣門控制(ETC)。以這種方式，可以操作節(jié)氣門21以改變被提供給燃燒室30的進(jìn)氣空氣。例如，控制器12可以調(diào)節(jié)節(jié)流板22以增加節(jié)氣門21的開(kāi)度。增加節(jié)氣門21的開(kāi)度可以增加被提供給進(jìn)氣歧管44的空氣量。在替代性例子中，節(jié)氣門21的開(kāi)度可以減少或完全關(guān)閉以切斷到進(jìn)氣歧管44的空氣流。在一些實(shí)施例中，在進(jìn)氣通道42中可以存在額外的節(jié)氣門，例如在壓縮機(jī)60上游的節(jié)氣門(未示出)。
[0020]而且，在所公開(kāi)的實(shí)施例中，排氣再循環(huán)(EGR)系統(tǒng)可以經(jīng)由EGR通道(例如高壓EGR通道140)將希望的排氣部分從排氣通道48路由到進(jìn)氣通道42。提供給進(jìn)氣通道42的EGR的量可以經(jīng)由EGR閥(例如高壓EGR閥142)由控制器12改變。在一些情況下，EGR系統(tǒng)可以用來(lái)調(diào)節(jié)燃燒室內(nèi)的空氣和燃料混合物的溫度。圖1示出高壓EGR系統(tǒng)，其中EGR通過(guò)EGR通道140從渦輪增壓器的渦輪路由到渦輪增壓器的壓縮機(jī)下游。圖1還示出低壓EGR系統(tǒng)，其中EGR通過(guò)低壓EGR通道157從渦輪增壓器的渦輪下游路由到渦輪增壓器的壓縮機(jī)上游。低壓EGR閥155可以控制提供給進(jìn)氣通道42的EGR的量。在一些實(shí)施例中，如圖1所示，發(fā)動(dòng)機(jī)可以包括高壓EGR和低壓EGR系統(tǒng)兩者。在另一些實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)可以包括低壓EGR系統(tǒng)或者高壓EGR系統(tǒng)。正如在下面更詳細(xì)地描述的，在可運(yùn)行時(shí)，EGR系統(tǒng)可以由壓縮空氣誘發(fā)冷凝物的形成，具體說(shuō)是當(dāng)壓縮空氣被增壓空氣冷卻器冷卻時(shí)。
[0021]發(fā)動(dòng)機(jī)10還可以包括諸如渦輪增壓器或機(jī)械增壓器的壓縮裝置，該壓縮裝置至少包括沿著進(jìn)氣通道42設(shè)置的壓縮機(jī)60。對(duì)于渦輪增壓器，壓縮機(jī)60可以經(jīng)由例如軸或其他聯(lián)接設(shè)置至少部分地由渦輪62驅(qū)動(dòng)。該渦輪62可以沿著排氣通道48設(shè)置?？梢蕴峁└鞣N設(shè)置來(lái)驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)。對(duì)于機(jī)械增壓器，壓縮機(jī)60可以至少部分地由發(fā)動(dòng)機(jī)和/或電機(jī)驅(qū)動(dòng)，并且可以不包括渦輪。因此，經(jīng)由渦輪增壓器或機(jī)械增壓器提供給發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)或更多個(gè)汽缸的壓縮量可以由控制器12改變。
[0022]在圖1所示的實(shí)施例中，壓縮機(jī)60可以主要由渦輪62驅(qū)動(dòng)。渦輪62可以由流過(guò)排氣通道48的排氣驅(qū)動(dòng)。因此，渦輪62的驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)可以驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)60。因此，壓縮機(jī)60的轉(zhuǎn)速可以基于渦輪62的轉(zhuǎn)速。當(dāng)壓縮機(jī)60的轉(zhuǎn)速增加時(shí)，更多的增壓可以通過(guò)進(jìn)氣通道42提供給進(jìn)氣歧管44。
[0023]而且，排氣通道48可以包括廢氣門26，用來(lái)將排氣轉(zhuǎn)移離開(kāi)渦輪62。此外，進(jìn)氣通道42可以包括壓縮機(jī)旁通閥或再循環(huán)閥(CRV) 27，其被構(gòu)造成圍繞該壓縮機(jī)60轉(zhuǎn)向進(jìn)氣空氣。例如，當(dāng)希望較低的增壓壓力時(shí)，廢氣門26和/或CRV 27可以由控制器12被控制成打開(kāi)。例如，響應(yīng)壓縮機(jī)喘振或潛在的壓縮機(jī)喘振事件，控制器12可以打開(kāi)CRV 27，以減小壓縮機(jī)60的出口處的壓力。這可以減少或停止壓縮機(jī)喘振。
[0024]排氣通道48還可以包括諸如排氣氧傳感器的排氣傳感器172。排氣傳感器172可以是用于提供排氣空氣-燃料比的指示的任何合適的傳感器，例如線性氧傳感器或UEGO (通用或?qū)捰蚺艢庋?、雙態(tài)氧傳感器或EGO或者HEGO (加熱的EG0)。在一些實(shí)施例中，排氣傳感器172可以是設(shè)置在排氣系統(tǒng)中的多個(gè)排氣傳感器中的第一個(gè)。例如，額外的排氣傳感器可以設(shè)置在渦輪62的下游。
[0025]進(jìn)氣通道42還可以包括增壓空氣冷卻器(CAC) 80 (例如，中冷器)以降低渦輪增壓的或機(jī)械增壓的進(jìn)氣氣體的溫度。在一些實(shí)施例中，該CAC 80可以是空氣-空氣熱交換器。在另一些實(shí)施例中，該CAC 80可以是空氣-液體熱交換器。CAC 80可以是可變?nèi)莘eCAC0來(lái)自壓縮機(jī)60的熱增壓空氣(增壓的空氣)進(jìn)入CAC 80的入口，隨著流過(guò)CAC而冷卻，并且然后離開(kāi)通過(guò)節(jié)氣門21，并且然后進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管44。來(lái)自車輛外面的周圍空氣流可以通過(guò)車輛前端進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)10并且流過(guò)CAC，以幫助冷卻增壓空氣。當(dāng)周圍空氣溫度下降時(shí)，或在潮濕或下雨的天氣條件期間，在增壓空氣被冷卻到低于水露點(diǎn)溫度的情況下，冷凝物可以形成并且積累在CAC中。而且，當(dāng)進(jìn)入CAC的增壓空氣被增壓(例如增壓壓力和/或CAC壓力大于大氣壓力)時(shí)，如果CAC溫度下降低于露點(diǎn)溫度，則可以形成冷凝物。當(dāng)增壓空氣包括再循環(huán)排氣時(shí),冷凝物能夠變成酸性的并且腐蝕CAC外殼。腐蝕能夠?qū)е略鰤嚎諝?、大氣和在?空氣冷卻器的情況下可能的冷卻劑之間的滲漏。而且，如果冷凝物聚集在CAC中，則在增加空氣流的時(shí)間期間它可以被發(fā)動(dòng)機(jī)吸收。結(jié)果，可能發(fā)生不穩(wěn)定的燃燒和/或發(fā)動(dòng)機(jī)熄火。
[0026]發(fā)動(dòng)機(jī)10還可以包括設(shè)置在進(jìn)氣通道42或發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣裝置中的一個(gè)或更多個(gè)氧傳感器。例如，該一個(gè)或更多個(gè)氧傳感器可以被叫做進(jìn)氣氧傳感器。在所示的實(shí)施例中，進(jìn)氣氧傳感器(IA02) 162設(shè)置在CAC 80的下游在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣中。在一個(gè)例子中，IA02 162可以設(shè)置在CAC 80的出口處。因此，該IA02 162在這里可以叫做CAC出口氧傳感器。在另一個(gè)例子中，IA02 162可以設(shè)置在在CAC 80出口的下游在進(jìn)氣歧管44中。在又一個(gè)例子中，IA02可以設(shè)置在節(jié)氣門21的上游且在CAC 80的下游。
[0027]IA02 162可以是用于提供增壓空氣(例如，流過(guò)進(jìn)氣通道42的空氣)的氧濃度的指示的任何合適的傳感器，例如線性氧傳感器、進(jìn)氣UEGO(通用或?qū)捰蚺艢庋?傳感器、雙態(tài)氧傳感器等。在運(yùn)行期間，進(jìn)氣氧傳感器的泵送電流可以指示出氣流中的氧的量。
[0028]IA02 162包括加熱器或加熱元件，其構(gòu)造成被激活以便將IA02 162加熱到其工作溫度。具體說(shuō)，IA02可以具有例如800°C的設(shè)置點(diǎn)溫度。在另一個(gè)例子中，該IA02的設(shè)置點(diǎn)溫度可以高于或低于800°C。于是IA02的閉環(huán)控制系統(tǒng)可以控制加熱元件以保持設(shè)置點(diǎn)溫度。例如，如果傳感器的溫度下降到低于設(shè)置點(diǎn)，則加熱元件可以消耗由傳感器輸出的更多功率以便增加該傳感器溫度。換句話說(shuō)，響應(yīng)傳感器溫度下降到低于設(shè)置點(diǎn)，可以增加加熱元件的加熱功率到高于基礎(chǔ)水平。而且，在下面將討論關(guān)于調(diào)節(jié)該加熱元件的加熱功率以維持IA02的設(shè)置點(diǎn)溫度的進(jìn)一步細(xì)節(jié)。正如在上面關(guān)于IA02 126所描述的，排氣傳感器172也可以包括加熱器或加熱元件。
[0029]在給定時(shí)間的進(jìn)氣充氣的EGR稀釋百分比(例如，發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣通道中的燃燒氣體與空氣的比例)可以從IA02 126的輸出推知。具體說(shuō)，當(dāng)進(jìn)氣氧濃度減少時(shí)，由于EGR的存在可以稀釋在IA02傳感器126處的進(jìn)氣流中的氧，因此可以推知EGR的增加。相反，當(dāng)進(jìn)氣氧濃度增加時(shí)，可以由于EGR的減少而推知EGR的減少?？刂破?2可以根據(jù)來(lái)自IA02126的反饋估測(cè)EGR流的百分比稀釋。而且，控制器12然后可以根據(jù)來(lái)自IA02 126的反饋估測(cè)EGR量或EGR流率。在一些例子中，于是控制器12可以調(diào)節(jié)高壓EGR閥142 JgSEGR閥155、節(jié)氣門21、CRV 27和廢氣門26中的一個(gè)或更多個(gè)以實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣充氣的希望的EGR稀釋百分比和/或希望的EGR流率。
[0030]在圖1中控制器12被示出為微型計(jì)算機(jī)，其包括:微處理器單元(CPU) 102、輸入/輸出端口(I/o) 104、在這個(gè)具體的例子中示為只讀存儲(chǔ)芯片(ROM) 106的用于可執(zhí)行程序和校準(zhǔn)值的電子存儲(chǔ)介質(zhì)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM) 108、?；畲鎯?chǔ)器(KAM) 110和數(shù)據(jù)總線?？刂破?2可以接收來(lái)自連接于發(fā)動(dòng)機(jī)10的傳感器的各種信號(hào)，用于執(zhí)行運(yùn)行發(fā)動(dòng)機(jī)10的各種功能。除了上面提到的那些信號(hào)之外，這些信號(hào)可以包括:來(lái)自MAF傳感器120的引入空氣質(zhì)量的測(cè)量；來(lái)自在發(fā)動(dòng)機(jī)10內(nèi)的一個(gè)位置被示意地示出的溫度傳感器112的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑溫度(ECT);來(lái)自聯(lián)接于曲軸40的霍爾效應(yīng)傳感器118 (或其他類型)的表面點(diǎn)火感測(cè)信號(hào)(PIP);正如所討論的，來(lái)自節(jié)氣門位置傳感器的節(jié)氣門位置(TP);以及正如所討論的，來(lái)自傳感器122的絕對(duì)歧管壓力信號(hào)MAP。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)RPM可以由信號(hào)PIP通過(guò)控制器12產(chǎn)生。來(lái)自歧管壓力傳感器的歧管壓力信號(hào)MAP可以用來(lái)提供進(jìn)氣歧管44中的真空或壓力的指示。應(yīng)當(dāng)指出，可以用上述傳感器的各種組合，例如，有MAF傳感器而沒(méi)有MAP傳感器，或者反之亦然。在理想配比運(yùn)行期間，MAP傳感器可以給出對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的指示。而且，這個(gè)傳感器與檢測(cè)的發(fā)動(dòng)機(jī)速度一起能夠提供被引入汽缸的充氣(包括空氣)的估測(cè)。在一個(gè)例子中，也被用作發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器的霍爾效應(yīng)傳感器118針對(duì)曲軸40的每一轉(zhuǎn)產(chǎn)生預(yù)定數(shù)目的等間隔脈沖。
[0031]可以向控制器12發(fā)送信號(hào)的其他傳感器包括在增壓空氣冷卻器80的出口處的溫度和/或壓力傳感器124、IA02 126以及增壓壓力傳感器126。也可以存在未示出的其他傳感器，例如用于確定在增壓空氣冷卻器的入口處的進(jìn)入空氣速度的傳感器以及其他傳感器。在一些例子中，存儲(chǔ)介質(zhì)只讀存儲(chǔ)芯片106可以利用計(jì)算機(jī)可讀數(shù)據(jù)編程，該計(jì)算機(jī)可讀數(shù)據(jù)表示由微處理器單元102可執(zhí)行的用于實(shí)現(xiàn)下述方法以及預(yù)見(jiàn)但未列出的其他變量的指令。在本文中描述的示范性程序在圖2-3示出。
[0032]圖1的系統(tǒng)提供一種發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，該發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)包括包含有進(jìn)氣節(jié)氣門的進(jìn)氣歧管、設(shè)置在該進(jìn)氣歧管上游的增壓空氣冷卻器、設(shè)置在該增壓空氣冷卻器的出口處的第一氧傳感器(該氧傳感器包括第一加熱元件)以及具有計(jì)算機(jī)可讀指令的控制器，所述計(jì)算機(jī)可讀指令用于響應(yīng)水接觸該第一氧傳感器的指示關(guān)斷該第一加熱元件的加熱功率。在一個(gè)例子中，通過(guò)第一加熱元件的加熱功率增加高于基線功率水平第一閾值量或第一氧傳感器的泵送電流減少第二閾值量中的一個(gè)或更多個(gè)來(lái)指示水接觸該第一氧傳感器。計(jì)算機(jī)可讀指令還包括隨后在加熱功率關(guān)斷一段持續(xù)時(shí)間之后接通加熱功率，該持續(xù)時(shí)間基于從該第一加熱元件蒸發(fā)水的時(shí)間的量或降低該第一加熱元件的溫度低于閾值破裂溫度的時(shí)間的量中的一個(gè)或更多個(gè)。
[0033]該系統(tǒng)還包括設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣通道中的第二氧傳感器，該第二氧傳感器包括第二加熱元件。計(jì)算機(jī)可讀指令還包括用于響應(yīng)水接觸該第二氧傳感器的指示關(guān)斷該第二加熱元件的加熱功率的指令。通過(guò)第二加熱元件的加熱功率增加高于基線功率水平第一閾值量或第二氧傳感器的泵送電流減少第二閾值量中的一個(gè)或更多個(gè)來(lái)指示水接觸該第二氧傳感器。
[0034]發(fā)動(dòng)機(jī)中的氧傳感器(例如圖1中所示的排氣氧傳感器172和進(jìn)氣氧傳感器162)可以經(jīng)受水接觸傳感器的水濺射情況。例如，如圖1所示，進(jìn)氣氧傳感器(IA02)設(shè)置在CAC的下游。正如上面所討論的，冷凝物可以形成在該CAC內(nèi)并且然后從該CAC排出。結(jié)果，排出的冷凝物可以接觸(例如，濺射到)IA02。在冷起動(dòng)條件期間，排氣通道中的氧傳感器(例如，UEGO傳感器)也可以經(jīng)受水接觸氧傳感器的加熱元件的水濺射。
[0035]正如上面所介紹的，氧傳感器(排氣或進(jìn)氣氧傳感器)可以包括用于維持傳感器的工作溫度的加熱元件。當(dāng)水接觸或?yàn)R射到氧傳感器時(shí)，可以降低加熱元件的溫度。結(jié)果，氧傳感器的閉環(huán)溫度控制器增加提供給該加熱元件的加熱功率，以將氧傳感器的溫度保持在設(shè)置點(diǎn)溫度。該加熱功率可以保持在這個(gè)較高的水平(例如，高于基線功率水平)一段時(shí)間，直到該氧傳感器的溫度回到設(shè)置點(diǎn)溫度為止。在一個(gè)例子中，響應(yīng)于水接觸氧傳感器，加熱功率可以從基線功率水平增加到最大功率水平。而且，當(dāng)水接觸氧傳感器時(shí)，水可以填充圍繞該傳感器的加熱元件的保護(hù)管。當(dāng)水在該保護(hù)管內(nèi)部并且接觸加熱元件時(shí)將該加熱器功率保持在較高(例如，最大)功率水平一段較長(zhǎng)時(shí)間段，可以使加熱元件破裂。結(jié)果，氧傳感器會(huì)退化并且不能將氧傳感器維持在所需設(shè)置點(diǎn)溫度。
[0036]在一個(gè)例子中，可以通過(guò)在水濺射期間控制加熱功率來(lái)減少加熱元件退化。具體說(shuō)，發(fā)動(dòng)機(jī)的控制器可以減少氧傳感器的加熱功率而不是將加熱功率維持在較高水平來(lái)增加該氧傳感器的溫度。例如，當(dāng)水接觸氧傳感器時(shí)，加熱元件的加熱功率可以從基線功率水平初始地增加到第二較高(例如，最大)功率水平。響應(yīng)水濺射到(例如，水接觸)氧傳感器處的指示，控制器可以減少加熱功率或關(guān)斷加熱功率/加熱動(dòng)力。以這種方式，控制器可以通過(guò)減少加熱功率且不允許該加熱功率僅通過(guò)溫度控制而超馳或停用氧傳感器的閉環(huán)溫度控制器。通過(guò)維持加熱功率斷開(kāi)或維持在第三較低功率水平(例如，低于基線功率水平)，在水在氧傳感器處的同時(shí)，加熱元件可以不破裂。在水已經(jīng)從氧傳感器蒸發(fā)并且加熱元件溫度低于閾值溫度之后，加熱元件的加熱功率可以重新接通或增加回到基線功率水平。一旦水蒸發(fā)并且加熱元件重新接通，則氧傳感器的溫度將(獨(dú)立地)返回到設(shè)置點(diǎn)溫度或標(biāo)準(zhǔn)工作溫度。因此，加熱元件的持續(xù)的第二較高功率水平不一定使氧傳感器返回到設(shè)置點(diǎn)溫度。
[0037]在一個(gè)例子中，可以通過(guò)加熱元件的加熱功率(例如加熱元件的功率消耗)的增加來(lái)指示水接觸(例如，濺射)氧傳感器。具體說(shuō)，如果加熱元件的加熱功率增加閾值量，可以指示水在氧傳感器處。在一個(gè)例子中，在氧傳感器的校準(zhǔn)期間可以確定基線功率水平Pb_。在干燥或潮濕的空氣中(例如基本上干燥的條件)在沒(méi)有水接觸氧傳感器的條件期間可以確定該氧傳感器的基線功率水平。于是，在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行期間，如果加熱功率增加到高于基線水平閾值量，則控制器(例如，圖1所示的控制器12)可以指示水在氧傳感器處。這個(gè)概念可以用下面的公式描述:
[0038]ΔΡ = Pffleasured-Pbase
[0039]其中Λ P是在傳感器工作期間加熱功率的變化，Pmeasured是該加熱元件的測(cè)量的加熱功率，而Pbase是該加熱元件的基線功率水平(沒(méi)有水接觸該傳感器)。如果ΛΡ大于閾值功率(例如，水濺射閾值)，可以指示水在氧傳感器處。該閾值功率或功率增加的閾值量，可以基于可以填充圍繞加熱元件的保護(hù)管或接觸該加熱元件并且當(dāng)加熱功率增加時(shí)使它破裂的水的閾值量。因此，響應(yīng)加熱功率的初始增加高于該基線功率水平，控制器可以調(diào)節(jié)加熱功率以減少由于加熱元件的破裂而導(dǎo)致的氧傳感器退化。
[0040]在另一個(gè)例子中，水接觸(例如，濺射)氧傳感器可以通過(guò)該氧傳感器的泵送電流的減少來(lái)指示。正如在上面所描述的，氧傳感器的泵送電流可以指示(在該氧傳感器處的)氣流中的氧的量。當(dāng)水撞擊氧傳感器時(shí)，水濺射導(dǎo)致圍繞氧傳感器的水蒸汽從而減少氧濃度。氧傳感器的泵送電流將響應(yīng)空氣流中的氧濃度的減少而減少。因此，當(dāng)氧傳感器的泵送電流減少閾值量時(shí)，可以指示水在氧傳感器處。作為響應(yīng)，該控制器可以調(diào)節(jié)加熱功率以減少加熱元件退化。
[0041]以這種方式，一種發(fā)動(dòng)機(jī)方法可以包括響應(yīng)加熱功率增加閾值量調(diào)節(jié)氧傳感器的加熱元件的加熱功率。氧傳感器是設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)排氣裝置中的排氣氧傳感器或設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣裝置中的進(jìn)氣氧傳感器中的一個(gè)。該方法還可以包括當(dāng)加熱功率增加到高于基線功率水平閾值量時(shí)指示水滴在氧傳感器處。在一個(gè)例子中，調(diào)節(jié)該加熱元件的加熱功率包括由于水滴撞擊該加熱元件從第一、增加的水平減少加熱功率并且到減少到第二水平，該第二水平低于第一水平并且低于基線功率水平。在一些例子中，該第二水平基本為零以致加熱功率被關(guān)斷。
[0042]在一個(gè)例子中，該方法還包括，在減少加熱功率之后，響應(yīng)加熱元件的溫度下降到低于閾值溫度，增加加熱功率到基線功率水平，該閾值溫度基于加熱元件在水濺射條件下可能破裂的溫度。在另一個(gè)例子中，該方法還包括，在減少加熱功率之后，在一段持續(xù)時(shí)間之后增加加熱功率到基線功率水平，該持續(xù)時(shí)間基于蒸發(fā)加熱元件處的水并且降低加熱元件的溫度到低于閾值破裂溫度的時(shí)間。在另一個(gè)例子中，該方法包括響應(yīng)氧傳感器的泵送電流減少閾值量附加地或可選地調(diào)節(jié)加熱元件的加熱功率，該閾值量基于指示水在氧傳感器處的氧濃度。
[0043]圖2示出用于響應(yīng)于在氧傳感器處的水濺射條件調(diào)節(jié)氧傳感器的加熱元件的加熱功率的方法200。具體說(shuō)，氧傳感器可以是設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣裝置(例如，排氣通道)中的排氣氧傳感器和/或設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣裝置(例如進(jìn)氣通道)中的進(jìn)氣氧傳感器中的一個(gè)或更多個(gè)。例如，進(jìn)氣氧傳感器可以設(shè)置在CAC的出口附近(例如，圖1所示的進(jìn)氣氧傳感器162)。在另一個(gè)例子中，該進(jìn)氣氧傳感器可以設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣歧管中。
[0044]雖然對(duì)于兩種類型的氧傳感器的任何一種可以執(zhí)行方法200，但是響應(yīng)水濺射啟動(dòng)并執(zhí)行加熱功率調(diào)節(jié)程序所用的參數(shù)根據(jù)該氧傳感器設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中何處可以不同。例如，對(duì)于排氣氧傳感器和進(jìn)氣氧傳感器，響應(yīng)水濺射減少加熱功率的持續(xù)時(shí)間可以不同。而且，由于氣流中的不同成分，對(duì)于排氣氧傳感器和進(jìn)氣氧傳感器，用于指示氧傳感器處的水濺射的加熱功率的閾值增加或泵送電流的閾值減少可以不同。
[0045]圖3示出用于根據(jù)氧傳感器設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)中何處而確定哪組參數(shù)應(yīng)該被用在方法200中的方法300。在一個(gè)例子中，方法200和方法300由圖1所示的控制器12可執(zhí)行。方法300通過(guò)估測(cè)和/或測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)工況在302處開(kāi)始。發(fā)動(dòng)機(jī)工況可以包括發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷、踏板位置、質(zhì)量空氣流量、轉(zhuǎn)矩要求、EGR流、氧傳感器測(cè)量值、CAC的條件(例如溫度和壓力)、環(huán)境溫度和壓力等。在304處，該方法包括判斷控制器是否正測(cè)量進(jìn)氣氧傳感器(IA02)處的加熱功率。如果控制器正測(cè)量IA02處的加熱功率，方法繼續(xù)到308，以便當(dāng)執(zhí)行圖2所示的功率調(diào)節(jié)方法時(shí)利用第一持續(xù)時(shí)間、第一功率閾值和第一泵送電流閾值。圖2所示的方法可以被叫做傳感器保護(hù)程序。當(dāng)執(zhí)行方法200中示出的傳感器保護(hù)程序時(shí)，如果針對(duì)IA02正運(yùn)行該方法，則控制器可以利用第一組參數(shù)。在方法200的214處可以利用第一持續(xù)時(shí)間。此外，第一功率閾值可以是該閾值功率并且第一泵送電流閾值可以是在方法200的206處所用的閾值泵送電流。
[0046]替代性地，如果控制器正測(cè)量排氣傳感器(例如，排氣氧傳感器)處的加熱功率，則該方法從306繼續(xù)到310，以便當(dāng)執(zhí)行圖2所示的功率調(diào)節(jié)方法時(shí)利用第二持續(xù)時(shí)間、第二功率閾值和第二泵送電流。因此，當(dāng)運(yùn)行在圖2示出的傳感器保護(hù)程序時(shí)，如果針對(duì)排氣氧傳感器正運(yùn)行該方法，則控制器可以利用第二組參數(shù)。在這個(gè)例子中，在方法200的214處可以利用第二持續(xù)時(shí)間。此外，第二功率閾值可以是該閾值功率并且第二泵送電流閾值可以是在方法200的206處所用的閾值泵送電流。
[0047]在一個(gè)例子中，在308處所用的第一持續(xù)時(shí)間可以比在310處所用的第二持續(xù)時(shí)間更短或更長(zhǎng)。正如上所描述的，在一個(gè)例子中，用于維持加熱功率關(guān)斷或維持在減少的水平處的持續(xù)時(shí)間可以是在發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試期間預(yù)先確定的。因此，由于氧傳感器的不同位置，每個(gè)傳感器可以要求用于該傳感器的水蒸發(fā)的不同的持續(xù)時(shí)間。例如，進(jìn)氣氧傳感器可以處在較冷的位置(例如，CAC的下游)并且要求第一持續(xù)時(shí)間來(lái)從氧傳感器的加熱元件蒸發(fā)水。替代性地，排氣氧傳感器可以處在較暖的位置(例如，發(fā)動(dòng)機(jī)排氣裝置中)并且要求第二持續(xù)時(shí)間來(lái)從該氧傳感器的加熱元件蒸發(fā)水，該第二持續(xù)時(shí)間比第一持續(xù)時(shí)間短。
[0048]在替代性例子中，在308和310處的持續(xù)時(shí)間可以基于諸如發(fā)動(dòng)機(jī)溫度的發(fā)動(dòng)機(jī)工況。例如，在冷起動(dòng)期間，該第二持續(xù)時(shí)間可以比當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)充分預(yù)熱(例如，發(fā)動(dòng)機(jī)溫度和催化劑溫度高于各自的閾值溫度)時(shí)更長(zhǎng)。而且，在冷凝物可以從CAC釋放的條件期間(例如，在增加的空氣流的時(shí)段期間和/或在冷凝物形成條件期間)，該第一持續(xù)時(shí)間可以更長(zhǎng)，因?yàn)獒槍?duì)更長(zhǎng)的持續(xù)時(shí)間更多的水可以接觸IA02。因此，IA02加熱元件功率可以需要被關(guān)斷較長(zhǎng)的持續(xù)時(shí)間。
[0049]同樣，第一功率閾值和第一泵送電流閾值可以比第二功率閾值和第二泵送電流更高或更低。例如，在當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)充分預(yù)熱(例如，發(fā)動(dòng)機(jī)溫度和催化劑溫度高于各自的閾值溫度)時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行期間，第一泵送電流閾值可以小于第二泵送電流閾值。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)不在冷起動(dòng)條件下運(yùn)行并且發(fā)動(dòng)機(jī)被充分預(yù)熱時(shí)，與排氣氧傳感器相比，水會(huì)更可能接觸IA02。因此，IA02的第一泵送電流閾值可以比第二泵送電流閾值小，以便更精確地檢測(cè)水何時(shí)接觸IA02。以這種方式，對(duì)于IA02和排氣氧傳感器，在水濺射條件期間用于調(diào)節(jié)加熱功率的方法可以利用不同的參數(shù)。參數(shù)可以基于該氧傳感器的位置、冷凝物形成條件(例如，環(huán)境濕度、溫度和壓力，以及CAC溫度和壓力)、發(fā)動(dòng)機(jī)溫度(例如，冷起動(dòng)與充分預(yù)熱工況相比)、氣體溫度等。
[0050]在根據(jù)氧傳感器的位置確定哪組參數(shù)用于方法200之后，控制器可以執(zhí)行圖2所示的方法200。方法200通過(guò)估測(cè)和/或測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)工況在202處開(kāi)始。發(fā)動(dòng)機(jī)工況可以包括發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷、踏板位置、質(zhì)量空氣流、轉(zhuǎn)矩要求、EGR流、氧傳感器測(cè)量值、CAC的條件(例如溫度和壓力)、環(huán)境溫度和壓力等。在204處，該方法包括確定氧傳感器的加熱元件的加熱功率。換句話說(shuō)，在204處，控制器可以確定由加熱元件消耗的功率的量。然后，在206處，該方法包括判斷加熱功率變化△ P是否大于閾值功率和/或泵送電流的變化Λ Ip是否大于閾值泵送電流。在一個(gè)例子中，在206處，控制器可以判斷該加熱元件的測(cè)量的加熱功率和基線功率水平之間的差(例如，是否大于閾值。正如上所討論的，該閾值可以是閾值功率或功率增加的閾值量。該閾值可以基于對(duì)應(yīng)于可以導(dǎo)致加熱元件退化和破裂的閾值功率水平的功率的閾值增加。此外，該閾值功率可以基于氧傳感器的位置，如方法300所確定的。
[0051]在另一個(gè)例子中，在206處，控制器可以判斷基線或在先泵送電流和測(cè)量的泵送電流之間的差是否大于閾值泵送電流。正如上所討論的，在存在水的情況下，氧傳感器的泵送電流可以減少閾值量。因此，在一個(gè)例子中，該閾值量可以基于指示水在傳感器處的氧濃度。換句話說(shuō)，該閾值量可以基于由于氧傳感器處的水所引起的氧濃度的減少。此外，閾值泵送電流可以基于氧傳感器的位置，如方法300所確定的。
[0052]如果加熱功率不增加閾值功率并且泵送電流不減少閾值泵送電流，在208處，控制器可以維持加熱器工作。具體說(shuō)，在208處，控制器可以根據(jù)加熱元件的溫度和/或額外的氧傳感器控制維持加熱元件的加熱功率。例如，該加熱功率可以根據(jù)來(lái)自該氧傳感器的閉環(huán)溫度控制器的反饋來(lái)控制。在一個(gè)例子中，該溫度控制器可以是通過(guò)調(diào)節(jié)加熱功率將加熱元件的溫度維持在設(shè)置點(diǎn)溫度附近的PI控制器。
[0053]但是，如果加熱功率增加(功率的)閾值量和/或泵送電流減少(泵送電流的)閾值量，該方法繼續(xù)到210，以指示水在氧傳感器處。然后該方法繼續(xù)到212，以減少該加熱功率到較低的閾值水平，在一個(gè)例子中，該較低的閾值水平可以是小于基線功率水平的功率水平。該較低的閾值水平可以基于可以不導(dǎo)致加熱元件破裂的功率水平。在另一個(gè)例子中，該較低的閾值水平可以是基本為零的功率水平，以致加熱功率被關(guān)斷。因此，在一個(gè)例子中，控制器可以關(guān)斷加熱元件使得無(wú)功率加熱功率被傳感器輸出。而且，在212處，該方法可以包括關(guān)閉(例如，超馳)氧傳感器的閉環(huán)溫度控制器，該閉環(huán)溫度控制器響應(yīng)于加熱元件溫度調(diào)節(jié)加熱功率。以這種方式，即使氧傳感器(例如，加熱元件)的溫度可以低于設(shè)置點(diǎn)溫度，加熱功率也可以被減少或關(guān)斷。因此，加熱功率可以不根據(jù)來(lái)自閉環(huán)溫度控制器的反饋被控制。換句話說(shuō)，可以獨(dú)立于氧傳感器溫度變化來(lái)控制該加熱功率直到在214處加熱元件溫度達(dá)到閾值溫度。
[0054]在214處，該方法包括確定加熱元件溫度是否低于閾值溫度和/或加熱功率是否已經(jīng)減少(或關(guān)斷)一段持續(xù)時(shí)間。在一個(gè)例子中，該閾值溫度可以是閾值破裂溫度。換句話說(shuō)，該閾值溫度可以基于高于它該加熱元件將退化或破裂的溫度。因此，當(dāng)加熱元件溫度低于該閾值溫度時(shí)，該方法可以繼續(xù)到218以增加加熱功率或?qū)⒓訜嵩募訜峁β手匦陆油?。在另一個(gè)例子中，一旦加熱元件溫度低于閾值溫度一段第一持續(xù)時(shí)間，則該方法可以繼續(xù)到218。在又一個(gè)例子中，該方法在214處可以包括確定加熱功率是否斷開(kāi)一段第二持續(xù)時(shí)間。在一些情況下，加熱元件的溫度可能不能夠被測(cè)量或估測(cè)。在這種情況下，在第二持續(xù)時(shí)間之后，加熱功率可以重新接通或增加到基線功率水平。該第二持續(xù)時(shí)間可以是預(yù)定的并且可以基于蒸發(fā)加熱元件處的水和/或加熱元件的溫度下降到低于閾值破裂溫度的時(shí)間。如果在214處滿足一個(gè)或更多個(gè)條件，該方法繼續(xù)到218，以增加加熱功率回到基線功率水平。在一些例子中，如果在212處加熱功率被關(guān)斷，則在218處該方法可以包括將加熱功率重新接通。在又一個(gè)例子中，該方法在218處可以包括逐漸增加加熱功率到基線功率水平。如果，在214處，該加熱元件溫度不低于閾值溫度并且加熱功率不被減少或關(guān)閉一段持續(xù)時(shí)間，該方法繼續(xù)到216，以將該加熱功率保持在較低的閾值功率。然后該方法循環(huán)回到214。
[0055]在一些例子中，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)充分預(yù)熱并且發(fā)動(dòng)機(jī)溫度在閾值溫度以上時(shí)該方法200可以僅對(duì)設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣裝置中(例如CAC的下游)的氧傳感器執(zhí)行。因此，在冷起動(dòng)條件期間，方法200可以僅對(duì)設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)排氣裝置中的傳感器(例如，排氣氧傳感器)，而不對(duì)設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣裝置中的氧傳感器(例如，進(jìn)氣氧傳感器)執(zhí)行。在又一個(gè)例子中，在冷起動(dòng)條件和充分預(yù)熱的發(fā)動(dòng)機(jī)工況期間，方法200可以對(duì)進(jìn)氣氧傳感器和排氣氧傳感器兩者執(zhí)行。但是，對(duì)于進(jìn)氣氧傳感器和排氣氧傳感器，在方法200中所用的參數(shù)(例如，持續(xù)時(shí)間和閾值)可以不同。
[0056]圖4示出基于氧傳感器處的水調(diào)節(jié)氧傳感器的加熱功率的曲線圖。正如上所討論的，氧傳感器包括具有可調(diào)節(jié)的加熱功率的加熱元件。具體說(shuō)，曲線圖400用曲線402示出氧傳感器的加熱元件溫度的變化，用曲線404示出該加熱元件的加熱功率的變化，用曲線406示出氧傳感器的泵送電流的變化，并且用曲線408示出在該氧傳感器處的水(例如，濺射到該氧傳感器處的水)。在一個(gè)例子中，該氧傳感器可以是設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)排氣通道中的排氣氧傳感器。在另一個(gè)例子中，該氧傳感器可以是設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣通道中(例如在CAC下游的進(jìn)氣通道中)的進(jìn)氣氧傳感器。
[0057]在時(shí)間tl之前，加熱元件溫度可以在該設(shè)置點(diǎn)溫度410附近(曲線402)。該加熱功率可以在該基線功率水平Pbase附近(曲線404)。此外，氧傳感器的泵送電流可以在第一水平(曲線406)。該第一水平可以是在該氧傳感器處指示出很少的水或沒(méi)有水的水平。在一些例子中，該第一水平可以對(duì)應(yīng)于在干燥條件下的氧濃度水平。
[0058]在時(shí)間tl處，水可以對(duì)著氧傳感器濺射并且接觸加熱元件(用曲線408示出)。響應(yīng)水接觸該加熱元件，加熱元件溫度下降到低于設(shè)置點(diǎn)溫度(曲線402)。作為響應(yīng)，力口熱功率可以增加第一閾值量(用曲線412示出)到較高的閾值功率水平Pthresh(例如，高于Pbase) ο在一個(gè)例子中，該P(yáng)thresh可以是該加熱元件的最大功率水平。同時(shí)，該氧傳感器的泵送電流可以減少第二閾值量(用曲線416示出)。如果加熱功率根據(jù)加熱元件溫度(和該傳感器的閉環(huán)溫度控制器)繼續(xù)被控制，則正如曲線420所示，在時(shí)間tl和幾乎時(shí)間t3之間該加熱功率可以保持在Pthresh。加熱元件溫度于是可以增加，如曲線418所示。在增加返回到設(shè)置點(diǎn)溫度410之后，由于水仍然在保護(hù)管(例如，腔室)內(nèi)并且接觸該加熱元件，所以該溫度可以波動(dòng)。由于加熱功率保持在Pthresh附近，所以在時(shí)間t2附近該加熱元件可以破裂，如在422 (曲線420)所表示的。
[0059]實(shí)際上，響應(yīng)泵送電流減少第二閾值量(曲線408)和/或加熱功率增加第一閾值量(曲線404)，控制器減少加熱功率到低于基線功率水平(曲線408)。在一些例子中，如曲線圖400所示，控制器可以減少加熱功率到基本為零使得加熱元件被關(guān)斷。
[0060]在一些例子中，加熱元件可以關(guān)斷(或加熱功率減少到較低的閾值水平)一段持續(xù)時(shí)間dl。該持續(xù)時(shí)間dl可以是預(yù)先確定的并且基于從傳感器蒸發(fā)水和降低該加熱元件溫度的時(shí)間。在另一個(gè)例子中，該加熱元件可以被關(guān)斷直到該加熱元件溫度下降到閾值溫度414或低于閾值溫度414。如在時(shí)間t2所示，該加熱元件溫度達(dá)到閾值溫度414。正如上所討論的，該閾值溫度414可以是閾值破裂溫度。作為響應(yīng)，在時(shí)間t2處，加熱功率可以重新接通。然后加熱功率增加到基線功率水平Pbase (曲線404)。在當(dāng)加熱功率重新接通時(shí)和加熱元件溫度增加之間會(huì)存在滯后。如圖4所示，在時(shí)間t3處，該加熱元件溫度增加返回到設(shè)置點(diǎn)溫度410。在一些例子中，該加熱功率可以在時(shí)間t2處逐漸增加返回到基線功率水平，使得加熱功率在時(shí)間t3之前不達(dá)到基線功率水平。
[0061]如在圖4的時(shí)間tl處所示，一種發(fā)動(dòng)機(jī)方法可以包括響應(yīng)加熱功率的增加高于基線功率水平閾值量減少氧傳感器的加熱元件的加熱功率。之后，如在時(shí)間t2處所示，該發(fā)動(dòng)機(jī)方法可以包括只有在加熱元件的溫度下降到低于閾值溫度之后增加加熱功率到基線功率水平。在一個(gè)例子中，減少加熱功率包括關(guān)斷加熱功率。在另一例子中，減少加熱功率包括減少該加熱功率到較低的閾值水平，該較低的閾值水平低于基線功率水平。
[0062]該方法還包括，當(dāng)加熱元件溫度不能被確定時(shí)，減少加熱功率一段持續(xù)時(shí)間(例如，圖4中的dl)，該持續(xù)時(shí)間基于從加熱元件蒸發(fā)水的時(shí)間被預(yù)先確定，并且然后增加該加熱功率返回到基線功率水平。該閾值溫度基于在存在水的情況下高于它該加熱元件可以破裂(例如，退化)的溫度。如曲線406所示，該方法還可以包括響應(yīng)泵送電流減少閾值量而減少加熱元件的加熱功率，該閾值量基于由于氧傳感器處的水引起的氧濃度的減少。此夕卜，在減少加熱功率期間，該方法可以包括停用該氧傳感器的閉環(huán)溫度控制器。
[0063]此外，在圖4中討論的氧傳感器可以是設(shè)置在增壓空氣冷卻器下游的進(jìn)氣氧傳感器。在這個(gè)例子中，響應(yīng)加熱功率增加高于基線功率水平減少加熱功率包括當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)充分預(yù)熱時(shí)在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行期間減少加熱功率。
[0064]以這種方式，一種方法可以包括當(dāng)指示水在傳感器處時(shí)調(diào)節(jié)氧傳感器的加熱元件的加熱功率。在一個(gè)例子中，響應(yīng)加熱功率增加高于基線功率水平指示水在氧傳感器處。在另一個(gè)例子中，響應(yīng)該氧傳感器的泵送電流的減少指示水在氧傳感器處。當(dāng)指示水在氧傳感器處時(shí)，加熱功率可以從初始的較高的水平減少到第二較低的水平。在一些例子中，該加熱功率可以關(guān)斷一段持續(xù)時(shí)間直到水已經(jīng)從該氧傳感器蒸發(fā)并且加熱元件的溫度低于閾值溫度為止。因此，通過(guò)響應(yīng)指示水在氧傳感器處減少加熱元件的加熱功率實(shí)現(xiàn)技術(shù)效果。以這種方式，可以減少由于加熱元件破裂而使氧傳感器退化。
[0065]應(yīng)當(dāng)指出，這里包括的示范性控制和估測(cè)程序能夠與各種發(fā)動(dòng)機(jī)和/或車輛系統(tǒng)結(jié)構(gòu)一起應(yīng)用。這里公開(kāi)的控制方法和程序可以被存儲(chǔ)在非瞬時(shí)存儲(chǔ)器中作為可執(zhí)行指令。這里描述的具體的程序可以表示任何數(shù)目處理策略的其中一個(gè)或更多個(gè)，例如事件驅(qū)動(dòng)的、中斷驅(qū)動(dòng)的、多任務(wù)的、多線程的等。因此，所示的各種動(dòng)作、操作和/或功能可以以所示的順序進(jìn)行，同時(shí)進(jìn)行，或在一些情況下可以省略。同樣，為了實(shí)現(xiàn)這里所述的示例性實(shí)施例的特征和優(yōu)點(diǎn)，處理的次序不是必需要求的，而是為了容易示出和描述而提供。一個(gè)或更多個(gè)所示的動(dòng)作、操作和/或功能根據(jù)所用的特定策略可以重復(fù)地進(jìn)行。而且，所述的動(dòng)作、操作和/或功能可以圖示地表示被編程為發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)可讀的儲(chǔ)存介質(zhì)的非瞬時(shí)存儲(chǔ)器中的編碼。
[0066]應(yīng)當(dāng)明白，本文所公開(kāi)的結(jié)構(gòu)和程序在本質(zhì)上是示范性的，并且這些具體的實(shí)施例不被認(rèn)為是限制性的，因?yàn)樵S多變化是可能的。例如，上述技術(shù)可以用于V-6、1-4、1-6、V-12、對(duì)置4缸以及其他發(fā)動(dòng)機(jī)類型。本公開(kāi)的主題包括本文所公開(kāi)的各種系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)、以及其他特征、功能和/或性質(zhì)的所有新穎的和非顯而易見(jiàn)的組合和子組合。
[0067]下面的權(quán)利要求具體指出認(rèn)為新穎的和非顯而易見(jiàn)的一些組合和子組合。這些權(quán)利要求可能涉及“一種”元件或“第一”元件或其等同物。這些權(quán)利要求應(yīng)當(dāng)理解為包括一個(gè)或更多個(gè)這種元件的結(jié)合，既不要求也不排除兩個(gè)或更多個(gè)這種元件。所公開(kāi)的特征、功能、元件和/或性質(zhì)的其他組合或子組合可以通過(guò)修改本權(quán)利要求或在本申請(qǐng)或相關(guān)申請(qǐng)中提出新權(quán)利要求來(lái)主張。這些權(quán)利要求，無(wú)論比原權(quán)利要求在范圍上是更寬、更窄、相等或不同都被認(rèn)為包含在本發(fā)明的主題內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種發(fā)動(dòng)機(jī)方法，包括: 響應(yīng)氧傳感器加熱元件的加熱功率增加閾值量，減少所述加熱功率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括當(dāng)所述加熱功率增加到基線水平之上所述閾值量時(shí)指示水滴在所述氧傳感器處。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中減少所述加熱元件的所述加熱功率包括從由于水滴撞擊所述加熱元件的增加的第一水平減少所述加熱功率，并減小到第二水平，所述第二水平低于所述第一水平并且低于基線功率水平。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述第二水平基本為零，以致所述加熱功率被關(guān)斷。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，還包括在減少所述加熱功率之后，響應(yīng)所述加熱元件的溫度下降到低于閾值溫度，增加所述加熱功率到所述基線功率水平，所述閾值溫度基于在水濺射條件下所述加熱元件會(huì)破裂所處的溫度。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，還包括在減少所述加熱功率之后，在一段持續(xù)時(shí)間之后增加所述加熱功率到所述基線功率水平，所述持續(xù)時(shí)間基于蒸發(fā)所述加熱元件處的水并且降低所述加熱元件的溫度到低于閾值斷裂溫度的時(shí)間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括響應(yīng)所述氧傳感器的泵送電流減少閾值量，調(diào)節(jié)所述加熱元件的所述加熱功率，所述閾值量基于指示所述氧傳感器處的水的氧濃度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述氧傳感器是設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)排氣裝置中的排氣氧傳感器或設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣裝置中的進(jìn)氣氧傳感器之一。
9.一種用于發(fā)動(dòng)機(jī)的方法，包括: 響應(yīng)氧傳感器的加熱元件的加熱功率增加到高于基線功率水平閾值量，減少所述加熱功率；以及 隨后僅在所述加熱元件的溫度下降到低于閾值溫度之后增加加熱功率到所述基線功率水平。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中減少所述加熱功率包括關(guān)斷所述加熱功率或減少所述加熱功率到較低的閾值水平之一，該較低的閾值水平小于所述基線功率水平。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，還包括，當(dāng)不能確定所述加熱元件的所述溫度時(shí)，減少所述加熱功率一段持續(xù)時(shí)間，該持續(xù)時(shí)間基于從所述加熱元件蒸發(fā)水的時(shí)間被預(yù)先確定，并且然后增加所述加熱功率回到所述基線功率水平。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述閾值溫度基于高于它所述加熱元件會(huì)破裂的溫度。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，還包括，響應(yīng)泵送電流減少閾值量，減少所述加熱元件的所述加熱功率，所述閾值量基于由于所述氧傳感器處的水引起的氧濃度的下降。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，還包括，在所述減少所述加熱功率期間，停用所述氧傳感器的閉環(huán)溫度控制器。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述氧傳感器是設(shè)置在增壓空氣冷卻器下游且發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸上游的進(jìn)氣氧傳感器，并且其中響應(yīng)所述加熱功率增加高于所述基線功率水平減少所述加熱功率包括當(dāng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)充分預(yù)熱時(shí)在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行期間減少所述加熱功率。
16.—種發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，包括: 包含進(jìn)氣節(jié)氣門的進(jìn)氣歧管； 設(shè)置在所述進(jìn)氣歧管上游的增壓空氣冷卻器； 設(shè)置在所述增壓空氣冷卻器的出口處的第一氧傳感器，所述第一氧傳感器包括第一加熱元件；以及 具有計(jì)算機(jī)可讀指令的控制器，所述計(jì)算機(jī)可讀指令用于響應(yīng)水接觸所述第一氧傳感器的指示關(guān)斷所述第一加熱元件的加熱功率。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中水接觸所述第一氧傳感器通過(guò)所述第一加熱元件的加熱功率增加高于基線功率水平第一閾值量或所述第一氧傳感器的泵送電流減少第二閾值量其中一個(gè)或多個(gè)來(lái)指示。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中所述計(jì)算機(jī)可讀指令還包括隨后在所述加熱功率被關(guān)斷一段持續(xù)時(shí)間之后接通所述加熱功率，所述持續(xù)時(shí)間基于從所述第一加熱元件蒸發(fā)水的時(shí)間量或降低所述第一加熱元件的溫度到低于閾值破裂溫度的時(shí)間量其中一個(gè)或多個(gè)。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，還包括設(shè)置在所述發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣通道中的第二氧傳感器，所述第二氧傳感器包括第二加熱元件。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其中所述計(jì)算機(jī)可讀指令還包括響應(yīng)水接觸所述第二氧傳感器的指示關(guān)斷所述第二加熱元件的加熱功率的指令，并且其中水接觸所述第二氧傳感器通過(guò)所述第二加熱元件的加熱功率增加高于基線功率水平第一閾值量或所述第二氧傳感器的泵送電流減少第二閾值量其中一個(gè)或多個(gè)來(lái)指示。
【文檔編號(hào)】F02D41/00GK104454200SQ201410466286
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年9月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月13日
【發(fā)明者】G·蘇妮拉, M·麥奎林, D·A·馬克德, R·E·索蒂斯, S·B·史密斯 申請(qǐng)人:福特環(huán)球技術(shù)公司