用于進氣氧傳感器的方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請大體涉及一種被包含在內(nèi)燃發(fā)動機的進氣系統(tǒng)中的氣體成分傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)動機系統(tǒng)可利用從發(fā)動機排氣系統(tǒng)至發(fā)動機進氣系統(tǒng)(進氣通道)的排氣再循環(huán)(被稱為排氣再循環(huán)(EGR)的過程)以減少管制的排放并提高燃料經(jīng)濟性。EGR系統(tǒng)可包括各種傳感器以測量和/或控制EGR。作為一個示例，EGR系統(tǒng)可包括進氣成分傳感器，諸如氧傳感器，其在非-EGR狀況期間被使用以確定新鮮進氣空氣中的氧氣含量。在EGR狀況期間，該傳感器可被用來基于由于作為稀釋劑添加EGR而造成的氧氣濃度的變化來推斷EGR0由Matsubara等人在US6742379中展示了這種進氣氧傳感器的一個示例。該EGR系統(tǒng)可附加地或可選地包括連接到排氣歧管用于估算燃燒空燃比的排氣氧傳感器。
[0003]同樣地，由于氧傳感器位于EGR通道的出口的下游，所以該傳感器可對EGR的空燃比敏感。例如，當發(fā)動機使用富EGR運轉(zhuǎn)時，EGR中有過量的燃料(如，過量的C(^PH2)。過量的燃料在進氣氧傳感器的感測元件處能夠與氧氣反應(yīng)，從而減小由該傳感器檢測到的氧氣濃度。除了空氣中的一些氧氣與來自EGR的CO和H2變得均衡之外，還有由于較小的H2分子快速擴散通過氧傳感器的感測元件的氧擴散膈膜而帶來的次生效應(yīng)，從而使得傳感器輸出讀數(shù)比EGR中的過量燃料的實際量更富足/高。作為另一個示例，當發(fā)動機以稀EGR運轉(zhuǎn)時，EGR包括額外的空氣，且對于給定的質(zhì)量流率，在EGR中實際稀釋的量較低。稀的EGR中的過量氧氣可被進氣氧傳感器解讀為較低的EGR速率。
[0004]Matsubara講授當傳感器被充分地加熱時在選定的狀況期間獲知進氣氧傳感器的初始的校準系數(shù)并且如果EGR太富足或太稀則進一步調(diào)整校準系數(shù)。該調(diào)整的校準系數(shù)然后被用于修正進氣傳感器的輸出。
[0005]然而，發(fā)明人已經(jīng)認識到使用這種方法的潛在的問題。一個或更多個其他的發(fā)動機運行參數(shù)也受由在富的或稀的(相對于化學計量比)EGR情況下的進氣氧傳感器錯誤讀出的EGR的特征而影響。例如，在稀的EGR的情況下，盡管傳感器測量到EGR的偏低的(絕對的)量，但是傳感器輸出正確地反應(yīng)燃燒氣體分數(shù)。結(jié)果，基于調(diào)整的校準系數(shù)對火花正時、節(jié)氣門位置和/或燃料噴射的任何調(diào)整可能是不正確的。作為另一個示例，在富EGR情況下，傳感器沒有對EGR中有多少過量燃料給出準確的估算。同樣地，如果汽缸的燃料噴射中沒有適當考慮過量燃料，則噴射的燃料將高于預(yù)期。這可引起發(fā)動機的開環(huán)燃料供給比預(yù)期的更富。在閉環(huán)燃料控制中，自適應(yīng)燃料可適應(yīng)于EGR中的過量燃料，但是自適應(yīng)修正將歸因于燃料系統(tǒng)錯誤。如果修正在閾值之上則可錯誤地觸發(fā)燃料系統(tǒng)錯誤。該問題可能由于燃料噴射正時和在進氣氧傳感器處的燃料感應(yīng)之間的延遲而被加重。同樣，在排氣氧傳感器處估算的EGR相對于在進氣氧傳感器處估算的EGR之間會有延遲。不論哪種情況，發(fā)動機燃料供給和EGR控制均會被破壞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]在一個示例中，上述問題中的一些可通過一種用于發(fā)動機的方法解決，該方法包括:響應(yīng)于EGR空燃比富于閾值，基于EGR空燃比的富足性使用修正系數(shù)修正進氣歧管氧傳感器輸出，以及基于修正的傳感器輸出調(diào)整EGR率和汽缸燃料噴射中的每個。以此方式，EGR空燃比變化對進氣氧傳感器的影響可被考慮到并且EGR估算和發(fā)動機燃料供給被相應(yīng)地補償。
[0007]例如，在EGR狀況期間，當EGR率由進氣氧傳感器估算時，EGR空燃比(AFR)可通過排氣氧傳感器被估算。如果EGR空燃比被確定為比閾值富足(如，比化學計量比富足)，則基于EGR富足的程度和被燃燒的燃料的醇(如，乙醇)含量可獲知(第一)修正系數(shù)。然后該修正系數(shù)被施加到進氣氧傳感器的輸出以基于富足度降低測得的EGR率。然后EGR閥可被反饋調(diào)整以提供目標EGR率。此外，富EGR的過量的燃料含量可基于進氣傳感器的輸出和排氣傳感器的輸出被估算。當將排氣傳感器信號和進氣燃料噴射正時之間的傳遞延遲的因素被納入時，汽缸燃料噴射可基于過量的燃料含量被調(diào)整。
[0008]相比之下，如果EGR空燃比被確定為比閾值稀(如，比化學計量比稀)，則基于EGR的稀貧程度和被燃燒的燃料的醇(如，乙醇)含量可獲知(第二)修正系數(shù)。然后該修正系數(shù)被施加到進氣氧傳感器的輸出以基于稀貧度增加測得的EGR率。然后EGR閥可被反饋調(diào)整以提供目標EGR率。可替代地，修正系數(shù)可只在富EGR的情況下被施加且在稀EGR時不施加修正系數(shù)。此外，因為進氣傳感器輸出正確地反應(yīng)在EGR中的燃燒氣體的量，所以基于未修正的傳感器輸出來調(diào)整火花正時和進入發(fā)動機的空氣流。
[0009]以此方式，進氣氧傳感器輸出能夠針對由于改變流經(jīng)傳感器的EGR的空燃比而產(chǎn)生的變化被修正。通過適當?shù)匦拚齻鞲衅鬏敵鲆匝a償富或稀EGR的影響，能夠由傳感器給出更精確的稀釋估算，從而改善EGR控制。通過基于富EGR的已知的或校準的成分和從修正的傳感器輸出確定的EGR率推斷富EGR中的過量燃料的量，并據(jù)此調(diào)整發(fā)動機燃料噴射，改善了開環(huán)和閉環(huán)燃料控制。此外，較少的燃料系統(tǒng)錯誤可以被錯誤地觸發(fā)。通過基于未修正的傳感器輸出推斷稀EGR中的燃燒氣體的量，并據(jù)此調(diào)整火花正時和進氣節(jié)氣門位置，改善了開環(huán)和閉環(huán)火花和空氣流控制?？偟膩碚f，當EGR空燃比改變時的傳感器輸出的損壞/不可靠被降低。通過提高在富或稀EGR情況下的EGR稀釋估算的精確度，能夠改善發(fā)動機燃料供給和EGR控制。
[0010]應(yīng)當理解，提供以上概述是為了以簡化的形式介紹一些概念，這些概念在【具體實施方式】中被進一步描述。這并不意味著確定所要求保護的主題的關(guān)鍵或基本特征，要求保護的主題的范圍由隨附于【具體實施方式】的權(quán)利要求唯一地限定。此外，要求保護的主題不限于解決在上面或在本公開的任何部分中提及的任何缺點的實施方式。
【附圖說明】
[0011]圖1-2是發(fā)動機系統(tǒng)的原理圖。
[0012]圖3A-C是描述變化的EGR空燃比對于由進氣歧管氧傳感器估算的氧氣濃度的影響的繪圖。
[0013]圖4描述了在富或稀EGR情況下用于調(diào)整進氣歧管氧傳感器的輸出和一個或更多個發(fā)動機運行參數(shù)的流程圖。
【具體實施方式】
[0014]本說明涉及用于使用進氣歧管傳感器來感測流入發(fā)動機系統(tǒng)的EGR流動的量的方法和系統(tǒng)，該發(fā)動機系統(tǒng)諸如圖1-2所示發(fā)動機系統(tǒng)。為克服富或稀EGR(如由排氣氧傳感器確定的)對進氣氧傳感器輸出的影響，可使用修正系數(shù)調(diào)整推斷的EGR估算(如圖3A-C所示)?？刂破骺杀慌渲脼閳?zhí)行控制程序，如圖4所示的程序，以獲知被吸入發(fā)動機中的富EGR中的過量燃料的量或稀EGR中的過量氧氣的量，并據(jù)此調(diào)整EGR流。傳感器的輸出和由傳感器估算的EGR稀釋可被調(diào)整以補償變化EGR空燃比對傳感器的輸出的影響。以此方式，提高了由進氣氧傳感器做出的EGR估算的準確性。
[0015]圖1示出了示例性渦輪增壓發(fā)動機系統(tǒng)100的示意圖描繪，渦輪增壓發(fā)動機系統(tǒng)100包括多缸內(nèi)燃發(fā)動機10和雙渦輪增壓器120和130。作為一個非限制性示例，能夠包括發(fā)動機系統(tǒng)100以作為用于客運車輛的推進系統(tǒng)的一部分。發(fā)動機系統(tǒng)100能夠經(jīng)由進氣通道140接收進氣空氣。進氣通道140能夠包括空氣濾清器156和EGR節(jié)氣門230。發(fā)動機系統(tǒng)100可以是分離式發(fā)動機系統(tǒng)，其中進氣通道140在EGR節(jié)氣門230的下游被分支成第一和第二平行進氣通道，每個通道包括一個渦輪增壓器壓縮機。具體地，至少一部分進氣空氣經(jīng)由第一平行進氣通道142被引導(dǎo)至渦輪增壓器120的壓縮機122，且至少另一部分進氣空氣經(jīng)由進氣通道140的第二平行進氣通道144被引導(dǎo)至渦輪增壓器130的壓縮機132。
[0016]壓縮機122壓縮的總進氣空氣的第一部分可以經(jīng)由第一平行分支進氣通道146向進氣歧管160供應(yīng)。以此方式，進氣通道142和146形成發(fā)動機的空氣進氣系統(tǒng)的第一平行分支。類似地，能夠經(jīng)由壓縮機132壓縮總進氣空氣的第二部分，其中可以經(jīng)由第二平行分支進氣通道148向進氣歧管160供應(yīng)該第二部分。因此，進氣通道144和148形成發(fā)動機的空氣進氣系統(tǒng)的第二平行分支。如圖1所示，來自進氣通道146和148的進氣空氣能夠在到達進氣歧管160前經(jīng)由共用進氣通道149被重新混合，在進氣歧管160處進氣空氣可被提供給發(fā)動機。
[0017]第一 EGR節(jié)氣門230可被設(shè)置在第一和第二平行進氣通道142和144上游的發(fā)動機進氣裝置中，同時第二空氣進氣節(jié)氣門158可被設(shè)置在第一和第二平行進氣通道142和144的下游且在第一和第二平行分支進氣通道146和148的下游的發(fā)動機進氣裝置中，例如，在共用進氣通道149中。
[0018]在一些示例中，進氣歧管160可包括用于估算歧管壓力(MAP)的進氣歧管壓力傳感器182和/或用于估算歧管空氣溫度(MCT)的進氣歧管溫度傳感器183，每個均與控制器12通信。進氣通道149能夠包括增壓空氣冷卻器(CAC) 154和/或節(jié)氣門(諸如第二節(jié)氣門158)。節(jié)氣門158的位置能夠由控制系統(tǒng)經(jīng)由通信地連接到控制器12的節(jié)氣門致動器(未示出)調(diào)整。防喘振閥152可被提供以選擇性地經(jīng)由旁通通道150繞開渦輪增壓器120和130的壓縮機級。作為一個示例，當壓縮機上游的進氣空