經(jīng)由氧傳感器的燃料乙醇含量確定的方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】經(jīng)由氧傳感器的燃料乙醇含量確定的方法和系統(tǒng)
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請是2014年1月9日提交的標(biāo)題為“經(jīng)由氧傳感器的燃料乙醇含量確定的方法和系統(tǒng)(METHODS AND SYSTEMS FOR FUEL ETHANOL CONTENT DETERMINAT1N VIA ANOXYGEN SENSOR) ”的美國專利申請?zhí)?4/151574的部分繼續(xù)申請，為了所有目的，其整個內(nèi)容被并入本文以供參考。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明涉及經(jīng)由氧傳感器的燃料乙醇含量確定的方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0004]進(jìn)氣和/或排氣傳感器可以被運(yùn)轉(zhuǎn)以提供各種排氣成分的指示。例如，US20120037134描述利用進(jìn)氣氧傳感器檢測發(fā)動機(jī)進(jìn)氣稀釋。在替代方法中，發(fā)動機(jī)稀釋可以通過排氣氧傳感器來估計。估計的發(fā)動機(jī)稀釋可以被用來調(diào)整各種發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)，諸如加燃料和空燃比。作為另一示例，US 5145566描述利用排氣氧傳感器檢測排氣中的水含量。在替代方法中，到發(fā)動機(jī)進(jìn)氣裝置的排氣再循環(huán)(EGR)中的水含量可以利用進(jìn)氣氧傳感器來估計。利用進(jìn)氣或排氣氧傳感器估計的水含量可以被用來推測發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)期間的環(huán)境濕度。此外，水含量可以被用來推測在發(fā)動機(jī)中燃燒的燃料的醇含量。
[0005]然而，發(fā)明人已經(jīng)意識到，氧傳感器(進(jìn)氣和排氣氧傳感器二者)能夠具有顯著的零件間(part-to-part)的差異。例如，在沒有任何補(bǔ)償?shù)那闆r下，由傳感器的氧氣測量值的差異能夠在15%的范圍內(nèi)。傳感器輸出的這種差異能夠?qū)е氯剂洗己亢桶l(fā)動機(jī)稀釋的測量中的相當(dāng)大的誤差。例如，基于傳感器的差異，醇傳遞函數(shù)(用來基于氧傳感器輸出估計燃料醇含量)可以改變。如果用于標(biāo)稱傳感器的已知傳遞函數(shù)被使用，那么燃料醇含量可能被過度估計或過低估計。因此，為了正確測量燃料醇含量，需要針對這種零件間的差異補(bǔ)償氧傳感器輸出，零件間的差異不僅受傳感器的老化影響，而且受環(huán)境狀況(尤其，環(huán)境濕度水平)以及額外稀釋劑(諸如抽取(purge)或曲軸箱通風(fēng)蒸汽)的存在影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]上述問題可以被解決，并且通過(進(jìn)氣或排氣)氧傳感器的燃料醇含量估計的準(zhǔn)確性能夠通過更好地補(bǔ)償傳感器零件間的差異的方法來改善。一種示例方法包含，在選定的狀況期間，使氧傳感器在水分子不被分解的更低的參考電壓下運(yùn)轉(zhuǎn)以產(chǎn)生第一輸出，并且在水分子被完全分解的更高的參考電壓下運(yùn)轉(zhuǎn)以產(chǎn)生第二輸出。該方法進(jìn)一步包含，基于第一和第二輸出獲悉用于傳感器的修正系數(shù)。該方法可以進(jìn)一步包含，基于醇含量調(diào)整參數(shù)，在發(fā)動機(jī)中燃燒的燃料的醇含量基于傳感器的第一輸出和獲悉的修正系數(shù)中的每一個來估計。以此方式，氧傳感器可靠性得以改善。
[0007]在一個示例中，在選定的狀況期間，氧傳感器被運(yùn)轉(zhuǎn)以確定針對干燥空氣狀況修正的氧傳感器讀數(shù)。例如，在當(dāng)抽取或曲軸箱通風(fēng)氣體不被吸入發(fā)動機(jī)進(jìn)氣歧管時的狀況期間，進(jìn)氣氧傳感器的參考電壓可以被調(diào)制?？商娲?，在氧傳感器是排氣氧傳感器的實施例中，選定的狀況可以包括發(fā)動機(jī)不加燃料狀況，諸如減速燃料切斷(DFSO)事件。具體地，氧傳感器的參考電壓可以從第一更低電壓升高到第二更高電壓，在第一更低電壓下，輸出(例如，栗送電流)表示潮濕狀況下的氧氣讀數(shù)，在第二更高電壓下，輸出(例如，栗送電流)表示由于濕度的完全分解而引起的氧氣的增加。干燥空氣栗送電流然后可以基于第一輸出與第二輸出之間的比率來確定，干燥空氣栗送電流表示干燥空氣中的氧氣讀數(shù)。干燥空氣氧氣讀數(shù)(第一與第二輸出之間的比率)然后被用來確定確定醇傳遞函數(shù)修正。修正的傳遞函數(shù)和潮濕空氣氧氣讀數(shù)(第一輸出)然后可以被用來估計燃料醇含量。估計的燃料醇含量然后能夠被用來估計發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)，諸如用于燃燒的期望的空燃比。作為一示例，控制器可以基于估計的燃料醇含量調(diào)整空燃比修正。
[0008]以此方式，可以更好地獲悉進(jìn)氣或排氣氧傳感器的零件間的差異，包括由于傳感器老化而引起的零件間的差異。通過獲悉差異，減少對被配置為補(bǔ)償零件間的差異的補(bǔ)償電阻的需要，提供成本和部件減少益處。通過利用由氧傳感器提供的干燥空氣氧氣估計來修正醇傳遞函數(shù)，可以降低燃料乙醇估計的不正確性。總的來說，傳感器輸出的可靠性增加。另外，基于氧傳感器輸出估計的燃料醇的準(zhǔn)確性也增加。由于傳感器輸出和燃料醇估計被用來調(diào)整各種發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)，因此總體發(fā)動機(jī)性能得以改善。
[0009]應(yīng)當(dāng)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(jìn)一步描述。這并不意味著確定所要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵或基本特征，要求保護(hù)的主題的范圍被隨附于【具體實施方式】的權(quán)利要求唯一地限定。此外，要求保護(hù)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(diǎn)的實施方式。
【附圖說明】
[0010]圖1示出包括排氣氧傳感器和進(jìn)氣氧傳感器的發(fā)動機(jī)的示意圖。
[0011]圖2示出示例氧傳感器的示意圖。
[0012]圖3示出圖示說明用于準(zhǔn)確估計燃料中的醇量同時針對氧傳感器零件間的差異的影響修正醇傳遞函數(shù)的程序的流程圖。
[0013]圖4示出描述在各種潮濕狀況下關(guān)于應(yīng)用的電壓的氧傳感器輸出的圖形。
[0014]圖5示出描述氧傳感器零件間的差異對燃料乙醇估計的影響的圖形。
[0015]圖6示出圖示說明基于進(jìn)氣或排氣氧傳感器的輸出控制發(fā)動機(jī)的程序的流程圖。
【具體實施方式】
[0016]以下描述涉及用于基于來自進(jìn)氣空氣或排氣傳感器(諸如氧傳感器)的輸出確定燃料混合物(例如，乙醇和汽油)中的醇量的方法。例如，傳感器可以在第一更低電壓下運(yùn)轉(zhuǎn)，以獲得指示潮濕空氣氧氣讀數(shù)的第一輸出。傳感器然后可以在第二更高電壓下運(yùn)轉(zhuǎn)，以獲得第二輸出，該第二輸出指示其中空氣中的所有濕度已經(jīng)在氧傳感器處被分解的潮濕空氣氧氣讀數(shù)。第一更低電壓與第二更高電壓之間的中等電壓可以產(chǎn)生指示其中濕度的部分分解發(fā)生的干燥空氣氧氣讀數(shù)的氧傳感器輸出。干燥空氣氧氣讀數(shù)然后可以通過第一輸出與第二輸出之間的比率來估計。醇傳遞函數(shù)可以基于估計的干燥空氣氧氣讀數(shù)來修正，并且第一輸出然后可以基于修正的醇傳遞函數(shù)來修正，以推測向發(fā)動機(jī)噴射的燃料中的醇量。以此方式，可以減小不同氧傳感器的零件間的差異，使得燃料醇含量的更準(zhǔn)確的指示可以被確定。在一個示例中，發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)(諸如火花正時和/或燃料噴射量)可以基于檢測到的燃料中的醇量來調(diào)整。以此方式，可以維持或改善發(fā)動機(jī)性能、燃料經(jīng)濟(jì)性和/或排放，而不管燃料中的醇量變化。
[0017]現(xiàn)在參照圖1，其圖示說明示出多汽缸發(fā)動機(jī)10的一個汽缸的示意圖，發(fā)動機(jī)10可以被包括在汽車的推進(jìn)系統(tǒng)中。發(fā)動機(jī)10可以至少部分地由包括控制器12的控制系統(tǒng)以及經(jīng)由輸入裝置130來自車輛操作者132的輸入控制。在這個示例中，輸入裝置130包括加速器踏板和用于產(chǎn)生成比例的踏板位置信號PP的踏板位置傳感器134。發(fā)動機(jī)10的燃燒室(即，汽缸)30可以包括活塞36被設(shè)置在其中的燃燒室壁32?；钊?6可以被耦接至曲軸40，使得活塞的往復(fù)運(yùn)動被轉(zhuǎn)換為曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。曲軸40可以經(jīng)由中間變速器系統(tǒng)耦接至車輛的至少一個驅(qū)動輪。另外，啟動器馬達(dá)可以經(jīng)由飛輪耦接至曲軸40，以實現(xiàn)發(fā)動機(jī)10的啟動運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0018]燃燒室30可以經(jīng)由進(jìn)氣通道42從進(jìn)氣歧管44接收進(jìn)氣空氣，并且可以經(jīng)由排氣通道48排出燃燒氣體。進(jìn)氣歧管44和排氣通道48能夠經(jīng)由各自的進(jìn)氣門52和排氣門54與燃燒室30選擇性地連通。在一些實施例中，燃燒室30可以包括兩個或更多個進(jìn)氣門和/或兩個或更多個排氣門。
[0019]在這個示例中，可以經(jīng)由各自的凸輪致動系統(tǒng)51和53通過凸輪致動控制進(jìn)氣門52和排氣門54。凸輪致動系統(tǒng)51和53均可以包括一個或多個凸輪，并且可以使用可以由控制器12運(yùn)轉(zhuǎn)的凸輪廓線變換(CPS)、可變凸輪正時(VCT)、可變氣門正時(VVT)和/或可變氣門升程(VVL)系統(tǒng)中的一個或多個，以改變氣門運(yùn)轉(zhuǎn)。進(jìn)氣門52和排氣門54的位置可以分別由位置傳感器55和57確定。在可替代的實施例中，進(jìn)氣門52和/或排氣門54可以由電子氣門致動控制。例如，汽缸30可以可替代地包括經(jīng)由電子氣門致動控制的進(jìn)氣門和經(jīng)由包括CPS和/或VCT系統(tǒng)的凸輪致動控制的排氣門。
[0020]在一些實施例中，發(fā)動機(jī)10的每個汽缸可以被配置為具有一個或多個噴射器，用于將燃料提供至汽缸內(nèi)。作為非限制性的示例，汽缸30被示為包括一個燃料噴射器66。燃料噴射器66被示為直接耦接至汽缸30，用于經(jīng)由電子驅(qū)動器68與從控制器12接收的信號FPW的脈沖寬度成比例地將燃料直接噴射進(jìn)的汽缸30中。以此方式，燃料噴射器66提供到燃燒汽缸30內(nèi)的所謂的燃料直接噴射(在下文中也被稱為“DI”)。
[0021]應(yīng)認(rèn)識到，在替代的實施例中，噴射器66可以是進(jìn)氣道噴射器，其提供燃料到汽缸30上游的進(jìn)氣道內(nèi)。也應(yīng)認(rèn)識到，汽缸30可以從多個噴射器接收燃料，諸如多個進(jìn)氣道噴射器、多個直接噴射器或其組合。
[0022]燃料系統(tǒng)172中的燃料箱可以容納具有不同燃料性質(zhì)(諸如不同燃料成分)的燃料。這些差別可以包括不同的醇含量、不同的辛烷值、不同的汽化熱、不同的混合燃料和/或其組合等。發(fā)動機(jī)可以使用含醇的混合燃料，諸如E85(其約為85%乙醇和15%汽油)或M85(其約為85%甲醇和15%汽油)?？商娲兀l(fā)動機(jī)可以以存儲在燃料箱中的汽油和乙醇的其他比率運(yùn)轉(zhuǎn)，包括100%汽油和100%乙醇、以及在