用于发动机燃料和扭矩控制的方法和系统技术方案

本申请涉及用于发动机燃料和扭矩控制的方法和系统。提供了用于基于在使EGR、净化或PCV烃流动到发动机时进气氧传感器的输出来精确估计进气空气充气的方法和系统。未经调节的空气充气估计用于发动机燃料控制，而烃调节的空气充气估计用于发动机扭矩控制。控制器经配置以在时域中以均匀增量对氧传感器进行采样，在曲柄角域中标记采样数据，将该采样数据存储在缓冲器中，且然后从缓冲器中选择对应于最近点火周期的一个或多个数据样本用于估计进气空气充气。

【技术实现步骤摘要】
用于发动机燃料和扭矩控制的方法和系统
本说明书总体上涉及一种联接到内燃发动机的进气通道的氧传感器。
技术介绍
发动机可以配置有联接到进气通道的氧传感器，用于确定新鲜进气空气的氧含量。特别地，传感器测量均衡之后的空气充气中的氧分压。对于稀释剂的存在，可以进一步校正空气充气，该稀释剂能够与在传感器处的氧反应，从而影响传感器的输出。例如，氧传感器输出针对来自EGR、净化(purge)燃料蒸气、曲轴箱通风燃料蒸气等的湿度、碳氢化合物的存在被校正。Surnilla等人在美国专利申请20140251285中示出了此类方法的一个示例。然后，校正的空气充气估计能够用于控制发动机燃料供给。然而，然而，本文的专利技术人已经认识到此类用于充气估计的方法的潜在问题。作为一个示例，尽管充气估计可能对于燃料供给控制是正确的，但是对于扭矩估计可能是不正确的。这是因为在充气估计期间所校正的稀释剂烃参与气缸燃烧并因此有助于扭矩产生。因此，如果稀释剂校正的充气估计用于扭矩控制，则其可能引起过大的扭矩，从而影响驾驶性能。此外，即使稀释剂的估计中的小误差也能够导致发动机空气充气估计的显著误差，从而引起发动机燃料和扭矩估计的显著误差。另一个潜在的问题是，为了获悉实际(相对于额定)喷射器输送，需要禁用其它燃料源(诸如还原剂)和稀释剂。具体地，喷射器获悉和充气获悉都需要禁用EGR、净化和曲轴箱通风。结果，用于执行自适应获悉(诸如燃料的自适应获悉和氧传感器的诊断)的窗口受到限制。
技术实现思路
在一个示例中，上述问题中的至少一些可以通过用于发动机的方法解决，其包括：在使一种或多种稀释剂流入发动机时，响应于独立于稀释剂的进气氧传感器的输出来调节发动机燃料供给，以及获悉自适应燃料校正。以这种方式，可以使用进气氧传感器更精确地估计燃料和扭矩。另外，可以执行自适应燃料获悉，而不需要禁用EGR、燃料蒸气净化或曲轴箱通风。作为示例，在当发动机以启用的EGR、净化或曲轴箱通风中的一个或多个操作的条件期间，控制器可以基于联接到发动机的进气通道的氧传感器的输出来估计进气空气充气的净氧含量。净氧含量可以不需要补偿稀释剂(诸如净化或曲轴箱燃料蒸气以及EGR)的存在。具体地，专利技术人已经认识到，催化氧传感器测量需要匹配量的燃料的净空气浓度。因此，基于氧传感器的输出的空气充气估计对空气中稀释剂的存在不敏感(并且因此独立于空气中稀释剂的存在)。当氧传感器的未调节的输出用于燃料控制时，针对稀释剂的存在所校正的氧输出然后用于发动机扭矩控制。例如，可以基于EGR和/或湿度测量(由氧传感器或专用传感器测量)来校正氧输出，并且基于所校正的输出估计的空气充气可以用于扭矩控制。此外，在使EGR、净化或PCV烃流动时，可以执行自适应燃料获悉。例如，可以获悉燃料喷射器偏移和/或可以获悉MAF传感器偏移。以这种方式，进气氧传感器的输出可以用于燃料控制和扭矩控制。实质上，氧传感器有利地用作进气歧管压力传感器，用于在所选条件期间的空气充气估计。使用氧传感器的未调节的输出来估计用于燃料控制的空气充气的技术效果是，能够独立于稀释剂存在而精确地控制发动机燃料供给。此外，能够在EGR、净化或PCV蒸气流动时执行自适应燃料获悉，从而改善自适应燃料获悉的窗口。使用氧传感器的稀释剂调节输出来估计用于扭矩控制的空气充气的技术效果是，燃料和扭矩能够各自通过使用相同氧传感器的输出而被精确控制。另外，进气氧传感器的输出可以用于校正或确认歧管压力或发动机空气流速传感器的输出。通过使得自适应获悉能够在更宽范围的工况(包括当燃料蒸汽流入发动机时)下执行，自适应获悉能够在驱动循环上被更有效地完成。总的来说，改善了发动机性能。应当理解，提供以上
技术实现思路
是为以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的概念的选择。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或必要特征，所要求保护的主题的范围由随附的权利要求唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决上面或本公开的任何部分中提到的任何缺点的实施方案。附图说明图1示出了包括进气氧传感器(IAO2)的发动机系统的示意图。图2示出了示例进气氧传感器的示意图。图3示出了基于用于燃料控制和扭矩估计的进气氧传感器的输出的空气质量计算的框图。图4示出了用于操作图1的进气氧传感器以用于确定进入汽缸的空气充气并调节发动机操作参数的方法的流程图。图5示出了说明用于处理进气氧传感器的输出以用于至少发动机燃料供给控制的方法的流程图。图6示出了点火正时图，其示出四个单独汽缸的汽缸事件，及其对应的曲轴角和通过进气氧传感器的IAO2传感器采样事件。图7示出了以两个不同的发动机转速对正弦波进行采样和缓冲的示例。具体实施方式以下描述涉及用于使用位于发动机(诸如图1的发动机系统)的进气通道中的氧传感器，来精确估计发动机中的进气空气充气的系统和方法。图2中示出了进气氧传感器的示例实施例。在存在稀释剂流(诸如存在EGR流、净化燃料蒸气流或曲轴箱燃料蒸气流)的情况下估计的氧传感器的未校正输出可用于确定进气空气充气的净氧含量，并用于燃料和扭矩控制(图3至图4)。控制器可以经配置以均匀的时间增量(例如，1毫秒时间增量)对氧传感器输出进行采样，并对样本进行角度标记。这些曲轴角标记的氧传感器信号样本可以被缓冲，并且可以在发动机操作期间访问缓冲的样本的子集，以确定进入汽缸的空气充气，并且随后调节所述发动机的操作参数。如参考图5详细描述的，具有对应于最近点火周期的角度标记的样本可以在当前点火周期期间被检索和平均，以用于发动机燃料和扭矩控制。传感器的采样计划(图6)以均匀的时间间隔被预先指定，并且一旦每个样本已经被角度标记，则将信息存储在控制器可访问的缓冲器中。在较高和较低发动机转速下的传感器输出的采样和缓冲的示例比较在图7中示出。以这种方式，减少了信号处理时间，而不降低结果的精度。现在参考图1，示出了说明可以包括在汽车的推进系统中的多汽缸发动机10的一个汽缸的示意图。发动机10可以至少部分地由包括控制器12的控制系统和经由输入装置130来自车辆操作者132的输入来控制。在该示例中，输入装置130包括加速器踏板和踏板位置传感器134用于生成比例踏板位置信号PP。发动机10的燃烧室(即，汽缸)30可以包括燃烧室壁32，活塞36位于燃烧室壁32中。活塞36可联接到曲轴40，使得活塞的往复运动转化为曲轴的旋转运动。曲轴40可以经由中间传动系统联接到车辆的至少一个驱动轮。进一步地，起动器马达可以经由飞轮联接到曲轴40，以实现发动机10的起动操作。燃烧室30可以经由进气通道42从进气歧管44接收进气空气，并且可以经由排气通道48排出燃烧气体。进气歧管44和排气通道48能够经由相应的进气门52和排气门54选择性地与燃烧室30连通。在一些实施例中，燃烧室30可以包括两个或更多个进气门和/或两个或更多个排气门。在该示例中，进气门52和排气门54可以经由相应的凸轮致动系统51和凸轮致动系统53的凸轮致动来控制。凸轮致动系统51和凸轮致动系统53可以各自包括一个或多个凸轮，并且可以利用可由控制器12操作以改变气门操作的凸轮廓线变换(CPS)、可变凸轮正时(VCT)、可变气门正时(VVT)和/或可变气门升程(VVL)系统中的一个或多个。进气门52和排气门54的位置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于发动机的方法，其包括：在使一种或多种稀释剂流入发动机时，响应于独立于所述稀释剂的进气氧传感器的输出，调节发动机燃料供给；以及获悉自适应燃料校正。

【技术特征摘要】
2016.03.21 US 15/075,8751.一种用于发动机的方法，其包括：在使一种或多种稀释剂流入发动机时，响应于独立于所述稀释剂的进气氧传感器的输出，调节发动机燃料供给；以及获悉自适应燃料校正。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述一种或多种稀释剂包括排气再循环(EGR)、净化燃料蒸气和曲轴箱通风燃料蒸气，并且其中所述进气氧传感器联接到所述发动机的进气通道。3.根据权利要求1所述的方法，其中独立于所述稀释剂调节所述发动机燃料供给包括：基于所述进气氧传感器的未调节的输出，调节所述发动机燃料供给。4.根据权利要求1所述的方法，其中调节发动机燃料供给包括：基于所述进气氧传感器的输出估计汽缸空气充气，而不针对所述稀释剂校正输出，以及基于所述估计的汽缸空气充气估计发动机燃料供给。5.根据权利要求1所述的方法，其中调节发动机燃料供给和获悉自适应燃料校正包括：基于所述进气氧传感器的所述输出，前馈调节发动机燃料供给量，以及基于通过排气传感器估计的空气燃料比，反馈调节所述发动机燃料供给量。6.根据权利要求5所述的方法，其进一步包括：基于经调节的发动机燃料供给量，调节燃料喷射器脉宽。7.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括，在使所述一种或多种稀释剂流动到所述发动机时，获悉包括进气歧管气流传感器的一个或多个发动机组件的偏移。8.根据权利要求2所述的方法，其进一步包括，针对所述稀释剂校正所述进气氧传感器的所述输出，以及基于响应于所述校正的输出估计的汽缸扭矩来调节发动机致动器。9.根据权利要求8所述的方法，其中所述校正包括经由稀释剂传感器估计稀释剂浓度，以及基于所述稀释剂浓度减小所述进气氧传感器的所述输出。10.根据权利要求8所述的方法，其中所述进气氧传感器的所述输出包括在向所述传感器施加参考电压时所输出的泵送电流，所述参考电压包括其中水分子在所述传感器处不离解的电压，经调节的所述发动机致动器包括联接到所述进气通道的进气节气门和联接到EGR通道的EGR阀中的一个或多个。11.一种用于发动机的方法，其包括：在使燃料蒸气从净化罐、曲轴箱和排气再循环通道中的一个或多个流动到发动机进气时，响应于进气氧传感器的未调节的输出调节发动机燃料供给；以及响应于所述传感器的经调节的输出调节发动机扭矩致动器，所述经调节的输出基于所述燃料蒸气的浓度而被调节。12.根据权利要求11所述的方法，其进一步包括，基于由排气传感器输出的燃烧空气燃料比，获悉在所述流动期间的燃料喷射器偏移，基于所述进气氧传感器获悉在所述流动期间的湿度偏移，并且基于所述获悉的偏移进一步调节所述发动机燃料供给。13.根据权利要求11所述的方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·苏尼拉，J·A·海蒂奇，R·D·珀西富尔，M·麦奎林，M·布朗，I·艾里，N·高吉纳，
申请(专利权)人：福特环球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国,US