經(jīng)由氧傳感器確定燃料乙醇含量的方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請大體涉及調(diào)節(jié)內(nèi)燃發(fā)動機的氧傳感器的乙醇傳遞函數(shù)以補償傳感器的部件與部件的變化性。
【背景技術(shù)】
[0002]進(jìn)氣傳感器和/或排氣傳感器可以被操作以提供各種排氣成分的指示。例如美國20120037134描述了通過使用進(jìn)氣氧傳感器檢測發(fā)動機進(jìn)氣稀釋。在替代方法中，發(fā)動機稀釋可以通過排氣氧傳感器估計。估計的發(fā)動機稀釋可以用于調(diào)整各種發(fā)動機操作參數(shù)，如加燃料和空-燃比。作為另一示例，美國51545566描述了通過使用排氣氧傳感檢測排氣中的水含量。在替代方法中，再循環(huán)到發(fā)動機進(jìn)氣裝置的排氣(EGR)中的水含量可以使用進(jìn)氣氧傳感器估計。在發(fā)動機操作期間使用進(jìn)氣或排氣氧傳感器估計的水含量可以用于推斷環(huán)境濕度。更進(jìn)一步地，水含量可以用于推斷發(fā)動機中燃燒的燃料的醇含量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]然而，本發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識到氧傳感器(進(jìn)氣和排氣氧傳感器兩者)能夠具有顯著的部件與部件變化性。例如，沒有任何補償，通過傳感器測量的氧變化可以在15%的范圍內(nèi)。傳感器輸出的變化能夠?qū)е氯剂洗己亢桶l(fā)動機稀釋的測量中的顯著誤差。例如，基于傳感器的變化，醇傳遞函數(shù)(用于基于氧傳感器輸出估計燃料醇含量)可以變化。如果使用標(biāo)稱傳感器的已知傳遞函數(shù)，燃料醇含量可被高估或低估。因此，為了正確地測量燃料醇含量，氧傳感器輸出需要補償部件到部件變化，該變化不僅受傳感器的壽命影響，而且受環(huán)境條件(具體地，環(huán)境濕度水平)以及存在的附加稀釋液(如吹掃(purge)蒸汽或曲軸箱通風(fēng)蒸汽)影響。
[0004]上述問題可以被解決并且(進(jìn)氣或排氣)氧傳感器估計燃料醇含量的準(zhǔn)確性可以通過更好地補償傳感器部件與部件變化性的方法來提高。一個示例方法包括，在所選擇的條件期間，在較低的基準(zhǔn)電壓下操作氧傳感器以產(chǎn)生第一輸出并且在較高的基準(zhǔn)電壓下操作氧傳感器以產(chǎn)生第二輸出。該方法進(jìn)一步包括基于第二傳感器輸出獲悉傳感器的修正系數(shù)，并且基于醇含量調(diào)整參數(shù)，基于第一輸出和基于第二輸出獲悉的傳感器的修正系數(shù)中的每個來估計發(fā)動機中燃燒的燃料的醇含量。以此方式，提高了氧傳感器可靠性。
[0005]在一個示例中，在所選擇的條件期間，氧傳感器被操作以確定干燥空氣條件下已修正的氧傳感器讀數(shù)。例如，在當(dāng)吹掃和曲軸箱通風(fēng)氣體沒有被吸取至發(fā)動機進(jìn)氣歧管的條件期間，進(jìn)氣氧傳感器的基準(zhǔn)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，所選擇的條件可以包括發(fā)動機不加燃料條件，如減速燃料切斷(DFSO)事件。具體地，氧傳感器的基準(zhǔn)電壓可以從第一較低的電壓被提高到第二較高的電壓，在該第一較低的電壓下，輸出(例如，泵送電流)代表潮濕條件中的氧讀數(shù)，在第二較高的電壓下，輸出(例如，泵送電流)代表干燥空氣中的氧讀數(shù)。干燥空氣氧讀數(shù)(第二輸出)然后被用于確定醇傳遞函數(shù)修正值。已修正的傳遞函數(shù)和潮濕空氣氧讀數(shù)(第一輸出)然后可以用于估計燃料醇含量。估計的燃料醇含量然后可以用于估計發(fā)動機操作參數(shù)，如期望的燃燒空-燃比。作為一個示例，控制器基于估計的燃料醇含量可以調(diào)整空-燃比修正值。
[0006]以此方式，進(jìn)氣或排氣氧傳感器的部件與部件之間的變化可以被更好的獲悉，包括由于傳感器老化引起的部件與部件之間的變化。通過獲悉這種變化，對經(jīng)配置補償部件與部件之間變化的補償電阻器的需求被降低，從而提供低成本和減少組件的益處。通過使用由氧傳感器提供的干燥空氣氧估計值以修正醇傳遞函數(shù)，燃料乙醇估計值的奇異性可以被減小。總之，增加了傳感器輸出的可靠性。此外，基于氧傳感器輸出而估計的燃料醇的準(zhǔn)確性也被增加。由于傳感器輸出和燃料醇估計值被用于調(diào)整各種發(fā)動機操作參數(shù)，所以提高了發(fā)動機總的性能。
[0007]應(yīng)當(dāng)理解，提供以上概要是以簡化的形式介紹一些概念，其將在【具體實施方式】中被進(jìn)一步地描述。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)的主題的范圍被緊隨【具體實施方式】之后的權(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的實施方式。
【附圖說明】
[0008]圖1示出包括排氣氧傳感器和進(jìn)氣氧傳感器的發(fā)動機的示意圖；
[0009]圖2示出示例氧傳感器的示意圖；
[0010]圖3示出流程圖的示出用于準(zhǔn)確地估計燃料中的醇量并修正氧傳感器部件與部件之間變化影響的醇傳遞函數(shù)的程序；
[0011]圖4示出的曲線圖示出在各種潮濕條件下關(guān)于施加電壓的氧傳感器輸出；
[0012]圖5示出的曲線圖示出氧傳感器部件與部件之間變化對燃料乙醇估計的影響；
[0013]圖6示出的流程圖示出基于進(jìn)氣或排氣氧傳感器的輸出控制發(fā)動機的程序。
【具體實施方式】
[0014]下面的描述涉及一種基于來自進(jìn)氣空氣傳感器或排氣傳感器(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，傳感器可以在第一較低的電壓下被操作以獲得指示潮濕空氣氧讀數(shù)的第一輸出。然后，傳感器可以在第二較高的電壓下被操作以獲得指示干燥空氣氧讀數(shù)的第二輸出。醇傳遞函數(shù)可以基于干燥空氣氧讀數(shù)被修正并且第一輸出然后可以基于已修正的醇傳遞函數(shù)被修正以推斷噴射到發(fā)動機的燃料中的醇量。以此方式，不同氧傳感器的部件與部件之間的變化可以被減小，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)動機操作參數(shù)(如火花正時和/或燃料噴射量)可以基于燃料中已檢測的醇量而被調(diào)整。以此方式，盡管燃料中的醇量變化，但是仍可以維持或改善發(fā)動機性能、燃料經(jīng)濟性和/或排放。
[0015]現(xiàn)參考圖1，其示出多汽缸發(fā)動機10的其中一個汽缸的示意圖，多汽缸發(fā)動機可以被包括在汽車的推進(jìn)系統(tǒng)中。發(fā)動機10可以由包括控制器12的控制系統(tǒng)和來自車輛操作員132、經(jīng)由輸入裝置130的輸入至少部分地控制。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10的燃燒室(即，汽缸)30可以包括具有布置在其中的活塞36的燃燒室壁32?；钊?6可以被耦接到曲軸40，使得活塞的往復(fù)運動被轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運動。曲軸40可以經(jīng)由中間變速器系統(tǒng)耦接到車輛的至少一個驅(qū)動輪。此外，啟動器馬達(dá)可以經(jīng)由飛輪被耦接到曲軸40以能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)動機10的啟動操作。
[0016]燃燒室30可以經(jīng)由進(jìn)氣通道42接收來自進(jìn)氣歧管44的進(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選擇地與燃燒室30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。
[0017]在這個示例中，進(jìn)氣門52和排氣門54可以經(jīng)由各自的凸輪致動系統(tǒng)51和53通過凸輪致動來控制。凸輪致動系統(tǒng)51和53的每個可以包括一個或更多個凸輪并且可以利用凸輪廓線變換(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)中的一個或更多個，這些系統(tǒng)可以通過控制器12來操作以改變氣門操作。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來確定。在替代實施例中，進(jìn)氣門52和/或排氣門54可以通過電動氣門致動來控制。例如，汽缸30可以替代性地包括經(jīng)由電動氣門致動控制的進(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。
[0018]在一些實施例中，發(fā)動機10的每個汽缸可以被配置有用于向汽缸提供燃料的一個或更多個燃料噴射器。作為非限制性不例，汽缸30被不出包括一個燃料噴射器66。燃料噴射器66被示出直接耦接到汽缸30，從而將與經(jīng)由電子驅(qū)動器68從控制器12接收的信號FPff的脈沖寬度成比例的燃料直接噴射至汽缸30。以這種方式，燃料噴射器66提供被稱為將燃料噴射至燃燒汽缸30的直接噴射(下文也稱為“DI”)。
[0019]應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，在一個替代實施例中，噴射器66可以是將燃料提供至汽缸30上游的進(jìn)氣道的進(jìn)氣道噴射器。還應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，汽缸30可以從多個噴射器接收燃料，如多個進(jìn)氣道噴射器、多個直接噴射器或其組合。