建模AFR以补偿WRAF传感器的方法技术

在发动机中，一种提供模型的方法，该模型提供所述发动机的排气系统中空气/燃料传感器所在的位置处的空气/燃料(A/F)比(AFR3)的参数，包括a)提供第一模型，该第一模型提供从所述发动机的排气歧管排出的空气/燃料比(AFR1)；b)测量或估算通过排气口的体积流量；c)将传递函数应用于根据所述第一模型确定的所述A/F比(AFR1)以提供所述传感器的位置处的A/F比(AFR3)的模型，所述传递函数包括一阶(滞后)滤波器，所述传递函数取决于根据b)确定的所述体积流量，所述传递函数具有时间常数τ，相当于滤波器系数K，其中K＝1/τ；所述时间常数τ或滤波器系数根据流速来确定，其特征在于，通过应用校正因子来修改所确定的时间常数τ或滤波器系数K的值；基于以下进一步的步骤来确定或更新所述校正因子：d)通过所述A/F传感器测量所述点处的A/F比(AFR4)；e)在一段时间内，将来自步骤c)的模型传感器位置处的A/F比的计算值(AFR34)与来自实际A/F传感器的值(AFR4)进行比较；f)基于所述比较针对所述应用的传递函数的滤波器系数(K)或时间常数(τ)确定或修改一个或更多个校正因子(cf/CR1)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】建模AFR以补偿WRAF传感器的方法
本公开涉及诸如宽域空气燃料传感器(WRAF)的空气燃料传感器和为其设置的模型。这样的模型用于控制适当的加料。其可用于提高这种传感器信息以及这样的模型的可靠性。其对使用废气再循环的发动机系统具有特殊但非排它性的应用。
技术介绍
已知使用诸如位于内燃机排气管线中的宽域空气燃料传感器(WRAF)的传感器来评估废气中的燃料和空气的比。使用来自这种传感器的信息使得发动机控制单元能够精确地调节输送的燃料量以满足预期或要求的空气/燃料比。一种方式是，这样做是ECU基于进入(例如，通过发动机再循环的)发动机废气的空气以及注入到燃烧室中的燃料来预测传感器位置处预期的空气燃料比。然后，将预期的A/F比与来自WRAF传感器的值进行比较并且任何差异提供数据以调节和校正燃料供应(例如，分配给注射器的燃料)中的(例如，反馈)控制。因此，ECU在很大程度上依赖于WRAF传感器的精确度以确保良好的控制。传感器固有地对特定条件敏感，诸如压力。在一些系统中，调节传感器信号值以补偿压力变化。此外，为了减小稳态误差，传感器信号值有时在纯空气混合物中进行自调节。但是，问题在于传感器老化，和特性改变以及因此传感器的精度的改变。这部分由于使用中的化学和机械效应。本专利技术的一个目的是克服这些问题。
技术实现思路
在一方面，提供一种发动机、一种提供模型的方法，该模型提供所述发动机的排气系统中空气/燃料传感器所在的点处的空气/燃料(A/F)比(AFR3)的参数，该方法包括；a)提供第一模型，该第一模型提供从所述发动机的排气歧管输出的空气/燃料比(AFR1)；b)测量或估算通过排气口的体积流量；c)将传递函数应用于由所述第一模型确定的所述A/F比(AFR1)，以提供所述传感器的位置处的A/F比的模型(AFR3)，所述传递函数包括一阶(滞后)滤波器，所述传递函数取决于根据b)确定的所述体积流量，所述传递函数具有时间常数τ，相当于滤波器系数K，其中K＝1/τ；所述时间常数τ或滤波器系数根据流速来确定，其特征在于，通过应用校正因子来修改所确定的时间常数τ或滤波器系数K的值；所述校正因子基于以下进一步的步骤来确定或更新：d)通过所述A/F传感器测量所述点处的A/F比(AFR4)；e)在一段时间内，将来自步骤c)的传感器位置处的模型A/F比的计算值(AFR34)与来自实际A/F传感器的值(AFR4)进行比较；f)基于所述比较针对所述应用的传递函数的滤波器系数(K)或时间常数(τ)确定或修正一个或更多个校正因子(cf/CR1)。步骤c)可以包括将除所述传递函数之外的延迟应用于由所述第一模型确定的所述A/F比(AFR1)以提供所述传感器的位置处的A/F的模型(AFR3)。步骤e)可以包括将传感器位置处的模型A/F比的计算值(AFR3)的梯度与来自实际A/F传感器的值(AFR4)进行比较。该方法可以包括确定所述梯度的比并且根据所述比确定所述校正因子。还可以根据流速确定所述系数校正因子。该方法可以包括存储流速相对于所述校正因子的MAP或查找表，以及根据步骤d)和步骤e)的结果修改所述存储的校正因子。步骤e)中的所述比较可以包括确定滤波器系数(cf)校正因子偏移值，所述校正因子偏移值被定义为可校准增益*(1-梯度比)，其中梯度比是来自传感器传感器的AFR(AFR4)的梯度/传感器位置处的模型A/F比(AFR3)的梯度。所述校正因子偏移值可以应用于并且用于修改一个或更多个存储的或初始的校正因子。所述一阶滤波器可以被定义为(1(/τs+1))的滞后(lag)函数，其中τ是所述时间常数。步骤e)可以包括根据以下等式修改步骤c)中提到的一阶滤波器的时间常数τ的确定值：τamended＝τdeterminedl*CF1，其中CF1是根据步骤f)确定的时间常数校正因子。步骤e)可以包括根据以下等式修改一阶滤波器的滤波器系数K的确定值：Kamended＝Kdetermined*cf，其中cf是根据步骤f)确定的滤波器系数校正因子。滤波器系数K的存储的校正因子(cf)的初始值可以根据以下等式进行修改：更新的校正因子＝校正因子(cf)的初始值-(可校准增益*(1-梯度比))。在A/F比从浓到稀的变化之后优选地实施所述方法。涡轮增压器可以位于排气歧管与传感器位置之间。因此，在一方面，评估WRAF传感器的老化或传感器动态偏差。附图说明现在将通过示例并且参考以下附图来描述本专利技术：图1示出了涡轮增压发动机系统的示意图；图2例示了空气燃烧比模型；图3相对于时间示出了以下参数：排气端口处的AFRAFR1(由模型提供)、根据在排气口处的模型AFR导出的在AFR传感器位置处的模型AFRAFR2、AFR模型的传感器信号(AFR3)以及来自传感器的实际AFRAFR4；图4a示出了A/F比动态增加的短时间跨度曲线图：WRAF位置处的AFR模型(AFR3)、标称(假设完美的非老化传感器)WRAF传感器AFR信号(AFR41)、以及老化的WRAF传感器AFR信号(AFR42)；图4b示出了WRAF处的AFR模型(AFR3)、老化的WRAF传感器AFR信号AFR41、以及随着一般AFR变化之后在很长时间跨度上的燃料校正乘数(FCM)；图5类似于图4a并且还示出了示出实际老化的AFR传感器AFR42和AFR模型信号AFR3的梯度的箭头；图6示出了例示本专利技术的一个示例的框图；图7示出了工作的示例；以及图8a和图8b详细示出了工作的示例。背景图1示出了涡轮增压发动机系统1的示意图。入口或进口空气穿过滤波器2并且被压缩机3压缩，压缩机3可以由两个压缩机级形成：低压压缩机3a和高压压缩机3b。然后，进气流可以穿过中间冷却器4并且经由进气节流阀5到达气缸6，在那里进气流在燃烧之前与注入的燃料混合。所产生的废气经由排气歧管7并且穿过可以包括各种单元9(诸如柴油颗粒过滤器SCR催化剂系统消声器等)的排气系统/管线8离开发动机。在穿过排气歧管离开时，气体也可以经由(涡轮增压器的)涡轮机10穿过以便为压缩机提供动力。涡轮机可以包括低压级10a和高压级10b。如图所示，可以提供从排气歧管到进气歧管的废气再循环路径11，其通过废气再循环阀12进行控制。冷却器13可以各自设置有可以被控制的旁通阀13。还可以在EGRL阀的控制下再次提供另一废气再循环路径14。在该路径中，从DPF过滤器15离开的气流被传递到空气进口；在图中，空气过滤器与压缩机入口之间是进口部分。通常地，如图所示定位WRAF传感器16。应该提到的是，本专利技术的各方面适用于没有涡轮增压器或EGR的发动机。图2例示了空气燃料比模型。在21处提供排气出口处的AFR模型(AFR1)。这用于提供在传感器位置处的AFR的延迟模型(AFR2)。通过对AFR1应用纯时间延迟有效地提供这种延迟的AFR模型。将一阶低通滤波器应用于信号AFR2以提供“传感器内部”(即如应由传感器所看到)的有效建模AFR的(最终)传感器AFR模型AFR3。因此总的来说，模型传感器AFR是具有时间延迟和一阶(滞后)滤波器的排气口AFR模型。因此扼要重述，在排气口处对AFR进行建模并且在(WRAF传感器处的)排气口下游位置建模的AFR被建模为在排气口处建模的AFR的延迟函数。因此，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.在一种包括发动机和排气系统的发动机系统中的提供模型的方法，所述排气系统包括出口排气歧管，所述模型提供所述发动机的所述排气系统中的空气/燃料传感器所在的位置处的空气/燃料A/F比(AFR3)的参数，所述方法包括a)提供第一模型，所述第一模型提供从所述发动机的所述排气歧管排出的空气/燃料比(AFR1)；b)测量或估算通过排气口的体积流量；c)将传递函数应用于由所述第一模型确定的所述A/F比(AFR1)以提供所述传感器的所述位置处的所述A/F比(AFR3)的模型，所述传递函数包括一阶滞后滤波器，所述传递函数取决于由b)确定的所述体积流量，所述传递函数被认为具有时间常数τ，或滤波器系数K，其中K＝1/τ；所述时间常数τ或滤波器系数是根据流速来确定的，其特征在于，通过应用校正因子来修改所确定的时间常数τ或所述滤波器系数K的值；基于以下进一步的步骤来确定或更新所述校正因子：d)通过所述A/F传感器测量所述点处的A/F比(AFR4)；e)在一段时间内，将由步骤c)计算出的所述传感器位置处的模型A/F比的值(AFR34)与来自实际A/F传感器的值(AFR4)进行比较；f)基于所述比较，针对所应用的传递函数的滤波器系数K或时间常数τ确定或修改一个或更多个校正因子(cf/CR1)；g)在所述系统的控制中使用所述模型。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.05.24 GB 1609103.51.在一种包括发动机和排气系统的发动机系统中的提供模型的方法，所述排气系统包括出口排气歧管，所述模型提供所述发动机的所述排气系统中的空气/燃料传感器所在的位置处的空气/燃料A/F比(AFR3)的参数，所述方法包括a)提供第一模型，所述第一模型提供从所述发动机的所述排气歧管排出的空气/燃料比(AFR1)；b)测量或估算通过排气口的体积流量；c)将传递函数应用于由所述第一模型确定的所述A/F比(AFR1)以提供所述传感器的所述位置处的所述A/F比(AFR3)的模型，所述传递函数包括一阶滞后滤波器，所述传递函数取决于由b)确定的所述体积流量，所述传递函数被认为具有时间常数τ，或滤波器系数K，其中K＝1/τ；所述时间常数τ或滤波器系数是根据流速来确定的，其特征在于，通过应用校正因子来修改所确定的时间常数τ或所述滤波器系数K的值；基于以下进一步的步骤来确定或更新所述校正因子：d)通过所述A/F传感器测量所述点处的A/F比(AFR4)；e)在一段时间内，将由步骤c)计算出的所述传感器位置处的模型A/F比的值(AFR34)与来自实际A/F传感器的值(AFR4)进行比较；f)基于所述比较，针对所应用的传递函数的滤波器系数K或时间常数τ确定或修改一个或更多个校正因子(cf/CR1)；g)在所述系统的控制中使用所述模型。2.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤c)包括除所述传递函数之外还将延迟应用于由所述第一模型确定的所述A/F比(AFR1)，以提供所述传感器的所述位置处的所述A/F比(AFR3)的模型。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，步骤e)包括将所述传感器位置处的模型A/F比的值(AFR3)相对于时间的梯度与来自实际A/F传感器的A/F比的值(AFR4)的梯度进行比较。4.根据权利要求3所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·迪迪奥特，J·阿尔德奥伊斯，
申请(专利权)人：德尔福汽车系统卢森堡有限公司，
类型：发明
国别省市：卢森堡,LU