用于进气氧传感器的方法和系统技术方案

本发明专利技术提供用于基于从燃料系统滤罐和/或发动机曲轴箱吸入碳氢化合物而调整进气歧管氧传感器的参考电压的方法和系统。当在进气充气中吸入了抽送碳氢化合物或曲轴箱通风碳氢化合物的工况期间，将进气氧传感器从在较低参考电压下操作转变到在较高参考电压下操作，其中在较高参考电压下所吸入的碳氢化合物对传感器输出的影响被抵消。基于传感器在较高参考电压下的输出估计所述进气充气的EGR稀释，同时基于在较高参考电压和较低参考电压下的传感器输出之间的差值估计所吸入的碳氢化合物的量。

【技术实现步骤摘要】
用于进气氧传感器的方法和系统
本申请总体涉及一种包含在内燃发动机的进气系统中的气体成分传感器。
技术介绍
发动机系统可以利用排气从发动机排气系统到发动机进气系统(进气通路)的再循环(称为排气再循环(EGR)的过程)来减少受管制的排放。EGR系统可以包含各种传感器来测量和/或控制EGR。作为一个示例，EGR系统可以包含进气气体成分传感器，例如氧传感器，其可以在非EGR工况期间被用以确定新鲜进气空气的氧含量。在EGR工况期间，所述传感器可以被用于基于添加EGR作为稀释剂所导致的氧浓度变化而推断出EGR。此类进气氧传感器的一个示例由Matsubara等人在US 6，742，379中示出。EGR系统可以额外或任选地包含耦合到排气歧管以便估计燃烧空燃比的排气氧传感器。 因而，由于氧传感器的位置在高压吸气系统中的增压空气冷却器下游，所述传感器可能对燃料蒸气以及其它还原剂和氧化剂(例如，油雾)的存在敏感。例如，在增压发动机操作期间，可以在压缩机进口位置处接收抽送(purge)空气。从抽送空气、曲轴箱强制通风(PCV)和/或富集EGR吸入的碳氢化合物可能消耗传感器催化剂表面上的氧，且减少由传感器检测到的氧浓度。在一些情况下，还原剂还可以与氧传感器的感测元件发生反应。在使用氧的变化来估计EGR时，传感器处的氧的减少可能被不正确地解释为是稀释剂。因此，传感器测量可能因各种敏感度而混乱，且传感器的准确度以及因此对EGR的测量和/或控制可能受到减损。
技术实现思路
在一个示例中，以上问题中的一些问题可以通过一种用于发动机的方法来解决，所述方法包括:当EGR流动时，调制进气歧管氧传感器的参考电压；以及基于调制期间的传感器输出估计EGR中的抽送碳氢化合物和曲轴箱通风碳氢化合物的量。以此方式，可以针对抽送含量和/或PCV含量而校正由进气氧传感器提供的EGR估计值。 例如，在启用抽送和/或曲轴箱强制通风(PCV)时的EGR工况期间，抽送碳氢化合物和/或窜气碳氢化合物可以与传感器处的氧发生反应以产生水和二氧化碳。因此，当EGR流动且启用抽送和PCV时，施加到进气歧管氧传感器的参考电压可以在较高参考电压与较低参考电压之间交替。较低电压可以是标称电压，例如450mV，其不允许水或二氧化碳分子的解离，而较高电压可以处于或高于阈值电压，例如处于或高于800mV，其允许反应的碳氢化合物的产物(即，水和二氧化碳)的解离。通过比较传感器在较高和较低电压下输出的泵浦电流，氧浓度的变化可以被用于推断充气中所含的抽送碳氢化合物和PCV碳氢化合物的总量。接着，可以例如通过关闭抽送阀而选择性地停用抽送。可以接着再次在较高与较低参考电压之间调制参考电压。在不存在抽送空气的情况下，传感器在较高和较低参考电压下输出的泵浦电流之间的差值可以被用于推断充气的PCV含量。然后充气中的抽送碳氢化合物和PCV碳氢化合物的总量(在启用抽送的情况下估计)和充气的PCV含量(在停用抽送的情况下估计)可以用于计算充气的抽送含量。然后控制器可以基于所获知的抽送含量和PCV含量来校正EGR估计值，并且使用经校正的EGR估计值进行更准确的EGR流量控制。 以此方式，通过在抽送和曲轴箱通风工况期间向进气歧管氧传感器施加较高参考电压，所吸入碳氢化合物对传感器的输出的影响可以被抵消。另外，通过将较高参考电压下的传感器输出与较低标称参考电压下的传感器输出进行比较，可以确定充气的抽送含量和PCV含量中的每一个。通过针对抽送碳氢化合物含量和PCV碳氢化合物含量而校正进气歧管氧传感器估计的EGR，抽送碳氢化合物或窜气碳氢化合物对传感器输出造成的讹误得以抵消。通过改进在存在抽送空气或曲轴箱气体的情况下EGR稀释估计的准确性，可以改进EGR控制。 应当理解，提供以上概述是为了以简化形式介绍在【具体实施方式】中进一步描述的概念的选择。其并不意味着识别要求保护的主题的关键或必要特征，要求保护的主题的范围由所附权利要求唯一地界定。此外，要求保护的主题不限于解决上文或本专利技术的任何部分中所述的任何缺点的实施方案。 【附图说明】 图1-2是发动机系统的示意图。 图3是描绘抽送空气对进气歧管氧传感器所估计的氧浓度的影响的图。 图4描绘用于当在存在抽送碳氢化合物或曲轴箱碳氢化合物的情况下感测EGR流量时调整施加到进气歧管传感器的参考电压的流程图。 图5描绘用于估计EGR流量的抽送含量或曲轴箱含量的流程图。 【具体实施方式】 本说明书涉及用于使用进气歧管传感器来感测至发动机系统(例如，图1-2的发动机系统)的EGR流量的方法和系统。可以基于抽送碳氢化合物或曲轴箱通风碳氢化合物的存在来调整施加到传感器的参考电压。控制器可以被配置为执行控制程序，例如图4-5的程序，以获知吸入到发动机中的抽送碳氢化合物和/或曲轴箱碳氢化合物的量并相应地调整EGR流量。可以调整传感器的输出以及传感器估计的EGR稀释以补偿抽送碳氢化合物和/或曲轴箱碳氢化合物对传感器输出的影响(图3)。以此方式，进气氧传感器进行的EGR估计的准确度增加。 图1示出包含多气缸内燃发动机10以及双涡轮增压器120和130的示例性涡轮增压发动机系统100的示意性绘图。作为一个非限制性示例，可以包含发动机系统100作为客运车辆的推进系统的一部分。发动机系统100可以经由进气通路140接收进气空气。进气通路140可以包含空气过滤器156和EGR节流阀230。发动机系统100可以是分离式发动机系统，其中进气通路140在EGR节流阀230下游分支到第一和第二并行进气通路中，第一和第二并行进气通路各自包含涡轮增压器压缩机。具体来说，进气空气的至少一部分经由第一并行进气通路142被导引到涡轮增压器120的压缩机122，而进气空气的至少另一部分经由进气通路140的第二并行进气通路144被导引到涡轮增压器130的压缩机132。 由压缩机122压缩的总进气空气的第一部分可以经由第一并行分支进气通路146供应到进气歧管160。以此方式，进气通路142和146形成发动机的空气进气系统的第一并行分支。类似地，总进气空气的第二部分可以经由压缩机132压缩，在压缩机132处其可以经由第二并行分支进气通路148供应到进气歧管160。因此，进气通路144和148形成发动机的空气进气系统的第二并行分支。如图1所示，来自进气通路146和148的进气空气可以在到达进气歧管160之前经由共同进气通路149重组，在进气歧管160处进气空气可以被提供给发动机。 第一 EGR节流阀230可以被定位在发动机进气口中第一和第二并行进气通路142和144上游，而第二空气进气节流阀158可以被定位在发动机进气口中第一和第二并行进气通路142和144下游，以及第一和第二并行分支进气通路146和148下游(例如，在共同进气通路149中)。 在一些示例中，进气歧管160可以包含用于估计歧管压力(MAP)的进气歧管压力传感器182，和/或用于估计歧管空气温度(MCT)的进气歧管温度传感器183，其每一个都与控制器12通信。进气通路149可以包含增压空气冷却器(CAC) 154和/或节流阀(例如，第二节流阀158)。节流阀158的位置可以由控制系统经由通信地耦本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于发动机的方法，其包括：当EGR流动时，调制进气歧管氧传感器的参考电压；以及基于所述调制期间的传感器输出估计所述EGR中的抽送碳氢化合物和曲轴箱通风碳氢化合物的量。

【技术特征摘要】
2013.09.19 US 14/032,1031.一种用于发动机的方法，其包括: 当EGR流动时， 调制进气歧管氧传感器的参考电压；以及 基于所述调制期间的传感器输出估计所述EGR中的抽送碳氢化合物和曲轴箱通风碳氢化合物的量。2.根据权利要求1所述的方法，其中调制所述氧传感器的所述参考电压包含在施加第一较低参考电压与施加第二较高参考电压之间交替。3.根据权利要求2所述的方法，其中当所述发动机在增压下进行操作时EGR流动，且其中在所述调制期间，将燃料系统滤罐耦合到进气歧管的抽送阀打开，且沿着真空侧曲轴箱软管将曲轴箱耦合到所述进气歧管的PCV阀关闭。4.根据权利要求3所述的方法，其中基于所述调制期间的传感器输出进行估计包含基于在施加所述第一参考电压时所述氧传感器输出的第一泵浦电流与在施加所述第二参考电压时所述氧传感器输出的第二泵浦电流之间的差值进行估计。5.根据权利要求4所述的方法，其进一步包括在允许PCV流动的同时关闭所述抽送阀，再调制所述参考电压，以及基于所述再调制期间的传感器输出，区分所述EGR中的曲轴箱通风碳氢化合物的量与所述EGR中的抽送碳氢化合物的量。6.根据权利要求5所述的方法，其中所述区分包含基于所述氧传感器在所述调制期间输出的第一泵浦电流与第二泵浦电流之间的第一差值以及所述氧传感器在所述再调制期间输出的第一泵浦电流与第二泵浦电流之间的第二差值进行区分。7.根据权利要求6所述的方法，其中在所述调制期间估计的所述第一差值表示所述EGR中的抽送碳氢化合物和曲轴箱通风碳氢化合物的总量，且其中在所述再调制期间估计的所述第二差值表示所述EGR中的抽送碳氢化合物和曲轴箱通风碳氢化合物的所述总量中的曲轴箱通风含量。8.根据权利要求7所述的方法，其进一步包括基于抽送碳氢化合物和曲轴箱通风碳氢化合物的估计量校正到所述发动机的EGR流量。9.根据权利要求1所述的方法，其中使EGR流动包含使低压EGR从排气涡轮下游向进气压缩机上游流动。10.根据权利要求9所述的方法，其中使EGR流动进一步包含使低压EGR相对于进气气流以固定速率流动。11.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括基于所述EGR中的抽送碳氢化合物和曲轴箱通风碳氢化合物的估计量调整一个或多个发动机操作参数。12.根据权利要求11所述的方法，其中所述一个或多个发动机操作参数包含EGR流量、燃料喷射量、燃料喷射正时和火花点火正时。13.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括基于在所述调制期间的传感器输出估计到进气歧管的EGR流量。14.一种用于发动机的方法,其包括: 在第一 EGR工况期间，在抽送阀和PCV阀中的每一个打开的情况下，使进气歧管氧传感器的参考电压在第一较低电压与第二较高电压之间交替，且基于传感器输出估计EGR中的抽送碳氢化合物和PCV碳...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·苏尼拉，D·A·马克德，J·A·希尔迪奇，R·E·索蒂斯，M·H·谢白，D·J·斯黛奥兹，
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