利用進氣氧傳感器進行燃料罐吹洗流量估計的方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本申請一般涉及包括在內(nèi)燃發(fā)動機的進氣系統(tǒng)內(nèi)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)到發(fā)動機進氣系統(tǒng)(進氣通道)的排氣的再循環(huán)(被稱為排氣再循環(huán)(EGR)過程)，降低規(guī)定排放量和/或改善燃料經(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)可包括進氣氣體成分傳感器，諸如氧傳感器，該傳感器可在非EGR狀況期間使用以確定新鮮進氣空氣的氧含量。在EGR狀況期間，可以使用傳感器以基于因添加了作為稀釋劑的EGR導致的氧濃度的變化來推斷EGR。在美國6，742，379中(Matsubara等人)示出了此種進氣氧傳感器的一個示例。EGR系統(tǒng)可附加地或任選地包括排氣氧傳感器，該排氣氧傳感器耦接至排氣歧管，用于估計燃燒空燃比。
[0003]同樣地，由于氧傳感器的位置在高壓空氣感應系統(tǒng)內(nèi)的增壓空氣冷卻器的下游，所以傳感器對燃料蒸汽以及其它還原劑和氧化劑(諸如油霧)的存在會很敏感。例如，在升壓發(fā)動機運轉(zhuǎn)期間，在壓縮機入口位置處可接收吹洗(purge)空氣。從吹洗空氣攝取的徑(hydrocarbons)、曲軸箱強制通風裝置(PCV)和/或富EGR能夠消耗傳感器催化劑表面上的氧并降低傳感器所檢測的氧濃度。在一些情況中，還原劑還可以與氧傳感器的感測元件反應。當使用氧的變化來估計EGR時，傳感器處氧的減少會被錯誤地解釋為稀釋劑。因此，傳感器測量會受到不同敏感因素干擾，會降低傳感器的精確性，因此會降低EGR測量和/或控制的精確性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]在一個示例中，可通過以下方法解決發(fā)動機的上述問題中的一些，該方法包括:在排氣再循環(huán)(EGR)以低于第一閾值流動的升壓發(fā)動機運轉(zhuǎn)期間，調(diào)制(modulating)罐吹洗閥(CPV)并響應于調(diào)制，基于進氣氧傳感器的輸出估計吹洗流量(purge flow)速率，第一閾值基于CPV的響應時間。以這種方式，能夠針對吹洗流量的量，校正進氣氧傳感器提供的EGR估計。
[0005]例如，在EGR流動并且啟動吹洗流(例如，CPV打開)時的升壓發(fā)動機運轉(zhuǎn)期間，吹洗流蒸汽會造成進氣氧傳感器測量的進氣氧減少。因此，當發(fā)動機升壓且EGR流動時，可對CPV進行調(diào)制并且可在調(diào)制期間基于進氣氧傳感器的輸出來估計吹洗流量速率。具體地，發(fā)動機控制器可以以設(shè)定頻率打開和閉合CPV。該頻率可以基于確定的燃料罐負荷以及進氣氧傳感器的靈敏度。此外，在調(diào)制CPV之前，控制器可將EGR流量速率降低至閾值以下，該閾值基于調(diào)制頻率。在調(diào)制期間估計吹洗流量包括在調(diào)制期間確定進氣氧傳感器測量的進氣氧的變化(例如，在CPV的打開位置和閉合位置之間的進氣氧的變化)，然后將進氣氧的變化轉(zhuǎn)換成等量的烴。然后，可以利用估計的吹洗流量速率校正用于吹洗流量的進氣氧傳感器的輸出，從而消除吹洗對進氣氧測量的影響并得到更精確的EGR估計。具體地，發(fā)動機控制器可以通過已獲悉的因吹洗(例如，吹洗校正因素)而導致的進氣氧的變化來調(diào)節(jié)進氣氧傳感器的輸出。所調(diào)節(jié)的輸出可以是僅因EGR而無吹洗導致的進氣氧的變化。因此，所獲得的EGR流量估計可以更精確并且可用于調(diào)節(jié)EGR閥，以傳送期望的EGR流量。
[0006]應理解，所提供的上述概要旨在以簡化的形式介紹在【具體實施方式】中將進一步描述的一些概念。這并不意味著要識別所要求保護的主題的關(guān)鍵或基本特征，所要求保護的主題的范圍僅由隨附【具體實施方式】后的權(quán)利要求唯一限定。此外，所要求保護的主題并不限于解決上述或本發(fā)明的任何部分所指出的任何缺陷的【具體實施方式】。
【附圖說明】
[0007]圖1-2是發(fā)動機系統(tǒng)的示意圖。
[0008]圖3是示出吹洗空氣對進氣歧管氧傳感器估計的氧濃度的影響的示意圖。
[0009]圖4是基于因吹洗流導致的進氣氧的變化來調(diào)節(jié)EGR運轉(zhuǎn)的流程圖。
[0010]圖5是用于確定燃料罐吹洗流導致的進氣氧的變化的流程圖。
[0011]圖6是對燃料罐吹洗閥的示例性調(diào)節(jié)以通過進氣氧傳感器確定吹洗流量的曲線圖。
【具體實施方式】
[0012]以下描述涉及使用進氣歧管傳感器感測流至發(fā)動機系統(tǒng)(諸如圖1-2的發(fā)動機系統(tǒng))的EGR流量的量的方法和系統(tǒng)。在升壓發(fā)動機運轉(zhuǎn)期間可以調(diào)制燃料罐吹洗閥，以便確定吹洗烴對進氣氧傳感器的輸出的影響。控制器可被配置成執(zhí)行控制程序，諸如圖4-5中的程序，從而獲悉吸收至發(fā)動機的吹洗烴的量并相應地調(diào)節(jié)EGR流量。圖6處示出對燃料罐吹洗閥的示例性調(diào)節(jié)以使用進氣氧傳感器確定吹洗流量?？烧{(diào)節(jié)傳感器的輸出，以及傳感器估計的EGR稀釋，從而補償吹洗烴對傳感器的輸出的影響(圖3)。以這種方式，增加了進氣氧傳感器的EGR估計的精確性。
[0013]圖1示出包括多汽缸內(nèi)燃發(fā)動機10和雙渦輪增壓器120和130的示例性渦輪機增壓發(fā)動機系統(tǒng)100的示意圖。作為一個非限制性示例，發(fā)動機系統(tǒng)100能夠被包括作為乘客運載工具的推進系統(tǒng)的部分。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能夠包括空氣過濾器156和EGR節(jié)流閥230。發(fā)動機系統(tǒng)100可以是分流式發(fā)動機系統(tǒng)，其中進氣通道140在EGR節(jié)流閥230的下游分成第一和第二平行進氣通道，每個通道均包括渦輪增壓器壓縮機。具體地，至少一部分進氣空氣經(jīng)由第一平行進氣通道142引導至渦輪增壓器120的壓縮機122，并且至少另一部分進氣空氣經(jīng)由進氣通道140的第二平行通道144被引導至渦輪增壓器130的壓縮機132。
[0014]壓縮機122壓縮的總進氣空氣的第一部分可經(jīng)由第一平行分支進氣通道146供應至進氣歧管160。以這種方式，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，經(jīng)由壓縮機132，能夠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將其供應至進氣歧管160。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之前經(jīng)由共用進氣通道149再次組合，進氣空氣到達進氣歧管時可以被提供至發(fā)動機。
[0015]第一 EGR節(jié)流閥230可被定位在第一和第二平行進氣通道142和144上游的發(fā)動機進氣道內(nèi)，而第二空氣進氣節(jié)流閥158可被定位在第一和第二平行進氣通道142和144的下游以及第一和第二平行分支進氣通道146和148的下游的發(fā)動機進氣道內(nèi)，例如，共用進氣通道149內(nèi)。
[0016]在一些實例中，進氣歧管160可包括用于估計歧管壓力(MAP)的進氣歧管壓力傳感器182和/或用于估計歧管空氣溫度(MCT)的進氣歧管溫度傳感器183，每個傳感器均與控制器12連通。進氣通道149能夠包括增壓空氣冷卻器(CAC) 154和/或節(jié)流閥(諸如第二節(jié)流閥158)?？刂葡到y(tǒng)經(jīng)由連通地耦接至控制器12的節(jié)流閥致動器(未示出)能夠調(diào)節(jié)節(jié)流閥158的位置。防喘振閥152可被提供以經(jīng)由旁通通道150選擇性地繞過渦輪增壓器120和130的壓縮機階段。作為一個示例，當壓縮機下游的進氣空氣壓力達到閾值時，防喘振閥152能夠打開以允許流量通過旁通通道150。
[0017]進氣歧管160可進一步包括進氣氣體氧傳感器172。在一個示例中，氧傳感器是UEGO傳感器。如本文詳述，進氣氣體氧傳感器可被配置成提供關(guān)于進氣歧管內(nèi)所接收的新鮮空氣的氧含量的估計。另外，當EGR流動時，傳感器處的氧濃度的變化可用于推斷EGR量并用于精確EGR流量控制。在所描繪的示例中，氧傳感器172被定位在節(jié)流閥158的上游和增壓空氣冷卻器154的下游。然而，在替代的實施例中，氧傳感器可被定位在CAC的上游。壓力傳感器174可被定位在氧傳感器旁邊，以估計接收氧傳感器的輸出時的進氣壓力。由于氧傳感器的輸出受進氣壓力影響，所以可以獲悉參考進氣壓力時的參考氧傳感器輸出。在一個示例中，參考進氣壓力是節(jié)流閥入口壓力(TIP)，其中壓力傳感器174是TIP傳感器。在替代示例中，參考進氣壓力是歧管壓力(MAP)，如由MAP傳感器182感測的。
[0018]發(fā)動機10可包括多個汽缸14。在所描繪的示例中，發(fā)動機10包括以V配置布置的六個汽缸。具體地，六個汽缸布置在兩個汽缸組13和15上，其中每個組包括三個汽缸。在替代示例中，發(fā)動機10能夠包括兩個或多個汽缸(諸如3、4、5、8、10或更多汽缸)。這些不同汽缸能夠均勻分配并且按替代配置布置，諸如V形、直線形、箱形等。每個汽缸14可配置有燃料噴射器166。在所描繪的不例中，燃料噴射器66是直接缸內(nèi)噴射器。然而，在其它示例中，燃料噴射器166能夠被配置為基于進氣道的燃料噴射器。
[0019]經(jīng)由共用進氣通道149供應到每個汽缸14 (在此，也稱為燃燒室14)的進氣空氣可用于燃料燃燒并且燃燒產(chǎn)物接著可經(jīng)由具體組的平行排氣通道排出。在所描繪的示例中，發(fā)動機10的第一組汽缸13能夠經(jīng)由第一平行排氣通道17排出燃燒產(chǎn)物，并且第二組汽缸15能夠經(jīng)由第二平行排氣通道19排出燃燒產(chǎn)物。第一平行排氣通道17和第二平行排氣通道19中的每個還可以包括渦輪增壓器渦輪機。具體地，經(jīng)排氣通道17排出的燃燒產(chǎn)物能夠被引導通過渦輪增壓器120的排氣渦輪機124，這繼而能夠經(jīng)由軸126向壓縮機122提供機械功，以便對進氣空氣提供壓縮?？商娲兀鬟^排氣通道17的一些或所有排氣能夠經(jīng)由渦輪機旁通通道123繞過渦輪機124，如廢氣門128所控制的。類似地，經(jīng)由排氣通道19排出的燃燒產(chǎn)物能夠被引導通過渦輪增壓器130的排氣渦輪機134，這繼而能夠經(jīng)由軸136向壓縮機132提供機械功，以便對流過發(fā)動機的進氣系統(tǒng)的第二分支的進氣空氣提供壓縮?？商娲?，流過排氣通道19的一些或所有排氣能夠經(jīng)由渦輪機旁通通道133繞過渦輪機134，如廢氣門138控制的。
[0020]在一些示例中，排氣渦輪機124和134可被配置為可變幾何結(jié)構(gòu)的渦輪機，其中控制器12可調(diào)節(jié)渦輪機葉輪片(或葉片)的位置，以改變從排氣流中獲得的以及分給它們各自的壓縮機的能量水平?？商娲兀艢鉁u輪機124和134可被配置為可變噴嘴渦輪機，其中控制器12可調(diào)節(jié)渦輪機噴嘴的位置以改變從排氣流獲得的以及分給它們各自的壓縮機的能量水平。例如，控制系統(tǒng)能夠被配置為經(jīng)由相應的致動器獨立地改變排氣渦輪機124和134的葉片或噴嘴位置。
[0021]第一平行排氣通道17內(nèi)的排氣