基于氧传感器的输出调节发动机气流的方法和系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及基于氧传感器的输出调节发动机气流的方法和系统。
【背景技术】
[0002]发动机系统可利用废气从发动机排气系统至发动机进气系统(进气通道)的再循环来减少管制排放物并提高燃料经济性，上述过程被称作废气再循环(EGR)。EGR系统可包括多种传感器来测量和/或控制EGR。作为一个实例，EGR系统可包括进气成分传感器，诸如氧传感器，其可在非EGR条件下使用来确定新鲜进气的氧含量。在EGR条件下，传感器可被用以基于由于添加EGR作为稀释剂而导致的氧浓度的变化来推测EGR。Matsubara等人的US 6，742，379中示出了这种进气氧传感器的一个实例。该EGR系统可另外地或可选地包括排气氧传感器，其连接至排气歧管用于估测燃烧空燃比。
[0003]由此，由于氧传感器位于进气歧管中的增压空气冷却器(CAC)的下游，该传感器可感测增压空气流中的水蒸气和其它稀释剂的存在。例如，在某些运行条件(诸如增压气流增加)下，CAC内形成的冷凝液可以水滴形式释放到增压气流中。氧传感器处的水滴可被错误地解释为EGR，从而导致对EGR的高估。因此，可能会高估输送期望扭矩所需的充气(aircharge)并导致错误的节气门控制。
【发明内容】
[0004]在一个实例中，上面描述的问题可通过用于一种用于发动机的方法来解决，包括:当总充气稀释度水平大于稀释度阈值时，基于稀释度阈值调节节气门的位置，该总充气稀释度水平基于进气氧传感器的输出。在一个实例中，假设EGR是充气中的主要稀释剂，所估测的EGR率可基于总充气稀释度水平来确定。
[0005]根据本发明的一个实施例，当废气再循环未流动时，稀释度阈值基于处于节气门入口温度的饱和蒸气压力，并且当废气再循环正在流动时，稀释度阈值进一步基于目标废气再循环率。
[0006]根据本发明的一个实施例，还包括基于总充气稀释度水平调节火花正时，并且调节火花正时包括:当总充气稀释度水平超过阈值且踏板位置高于阈值时，将火花正时提前；以及当总充气稀释度水平超过阈值且踏板位置低于阈值位置时，将火花正时提前。
[0007]根据本发明的一个实施例，还包括:当总充气稀释度水平低于稀释度阈值时，基于总充气稀释度水平调节节气门的位置。
[0008]根据本发明的一个实施例，调节节气门的位置包括随着总充气稀释度水平增加而增大节气门的开度。
[0009]根据本发明的一个实施例，还包括基于扭矩需求调节节气门的位置。
[0010]根据本发明的一个实施例，氧传感器在增压空气冷却器的下游和节气门的上游安置在进气通道中。
[0011]根据本发明的另一方面，提供了一种发动机方法，包括:
[0012]在总充气稀释度水平低于稀释度阈值的第一条件下，基于总充气稀释度水平调节节气门；以及
[0013]在总充气稀释度水平大于稀释度阈值的第二条件下，基于稀释度阈值调节节气门，总充气稀释度水平基于进气氧传感器的输出。
[0014]根据本发明的一个实施例，稀释度阈值基于进气氧传感器处的蒸气压力阈值，蒸气压力阈值基于邻近进气氧传感器的温度。
[0015]根据本发明的一个实施例，还包括:当废气再循环未流动时，基于蒸气压力阈值估测稀释度阈值；以及当废气再循环正在流动时，基于蒸气压力阈值和目标废气再循环率估测稀释度阈值。
[0016]根据本发明的一个实施例，在第一条件下调节节气门包括随着总充气稀释度水平增加而增大节气门的开度，并且调节节气门进一步基于扭矩需求。
[0017]根据本发明的一个实施例，还包括在第一条件和第二条件下基于总充气稀释度水平调节火花正时。
[0018]根据本发明的一个实施例，还包括在第一条件和第二条件下基于稀释度阈值调节火花正时。
[0019]根据本发明的一个实施例，还包括在第一条件和第二条件下基于总充气稀释度和稀释度阈值的校准混合值调节火花正时。
[0020]根据本发明的一个实施例，进气氧传感器在增压空气冷却器的下游安置在发动机进气口中。
[0021]根据本发明的又一方面，提供了一种发动机系统，包括:
[0022]进气歧管；
[0023]增压空气冷却器，在进气歧管的上游安置在进气通道中；
[0024]进气节气门，在增压空气冷却器的下游连接至进气歧管；
[0025]废气再循环(EGR)系统，包括用于使废气残留物从排气通道经由EGR阀再循环至进气通道的通道；
[0026]氧传感器，在增压空气冷却器的下游和进气节气门的上游连接至进气通道；以及
[0027]具有用于基于总充气稀释度相对于稀释度阈值调节进气节气门的位置的计算机可读指令的控制器，总充气稀释度基于氧传感器的输出。
[0028]根据本发明的一个实施例，调节进气节气门的位置包括:当总充气稀释度低于稀释度阈值时，基于总充气稀释度调节进气节气门的位置。
[0029]根据本发明的一个实施例，调节进气节气门的位置包括:当总充气稀释度大于稀释度阈值时，基于稀释度阈值调节进气节气门的位置。
[0030]根据本发明的一个实施例，当EGR阀打开时，稀释度阈值基于处于进气节气门入口条件的饱和蒸气压力和目标EGR流率，当EGR阀关闭时，稀释度阈值仅基于处于进气节气门入口条件的饱和蒸气压力。
[0031]根据本发明的一个实施例，进气节气门入口条件包括增压空气冷却器的下游和进气节气门的上游的温度。
[0032]作为一个实例，稀释度阈值可基于处于节气门入口温度的饱和蒸气压力。当EGR流动时(例如，当EGR阀打开时)，稀释度阈值可进一步基于目标EGR率。当总充气稀释度水平(例如，由于充气中的稀释剂而使进气氧下降)低于稀释度阈值时，节气门可基于总充气稀释度水平进行调节。然而，当总充气稀释度水平大于稀释度阈值时，水滴可能存在于充气中并增加稀释度水平。因此，节气门可基于稀释度阈值而非较高的总充气稀释度水平进行调节。即便是在总充气稀释度水平大于稀释度阈值的情况下，火花定时仍可基于总充气稀释度水平进行调节。通过这种方式，不会高估输送期望扭矩所需的充气，从而引起发动机输送所需扭矩。
[0033]应当理解，提供上面的综述是为了以简化的形式引入将在下面的详细说明书中进一步描述的概念的集合。这并不意味着确定要求保护主题的关键或必要特征，其范围由说明书后面的权利要求来唯一地限定。另外，所要求保护的主题不限于解决上面提到的或在本公开的任何部分中提到的任何缺点的实施方式。
【附图说明】
[0034]图1是包括进气氧传感器和增压空气冷却器的示例性发动机系统的示意图。
[0035]图2是基于氧传感器输出调节节气门的方法的流程图。
[0036]图3示出了表示基于进气氧传感器输出调节节气门和火花正时(spark timing)的实例的曲线图。
【具体实施方式】
[0037]以下描述涉及用于基于进气氧传感器的输出调节进气节气门的系统和方法。在一个实例中，进气氧传感器可如图1所示在增压空气冷却器(CAC)的下游和节气门的上游安置在进气管道或通道内。进气氧传感器的输出可包括对进气充气的氧浓度的估测。充气中的稀释剂(诸如EGR)可降低进气氧传感器处测量的氧浓度。因此，可基于稀释度由进气氧传感器输出估测EGR率。然而，充气中的另外的稀释剂(诸如水蒸气和/或水滴)也可降低氧浓度并提高总充气稀释度水平。如果所估测的EGR率被假定为总充气稀释度水平，则当水滴存在于进气充气中时，可高估EGR率。在一个实例中，在冷凝条件下，水可从CAC被释放到充气中。可基于处于节气门入口条件的饱和蒸气压力确定稀释度阈值。如果进气氧传感器处测量的总充气稀释度水平增加至高于稀释度阈值，则水滴可存在于进气气流中。在冷凝条件下，当总充气稀释度高于稀释度阈值时，发动机控制器可基于稀释度阈值而非较高的总充气稀释度(例如，相当于估测的EGR)调节节气门位置。用于基于总充气稀释度、稀释度阈值和EGR流量调节节气门的方法在图2示出。图3示出了响应于改变总充气稀释度水平对节气门位置和火花正时的示例性调节。
[0038]图1为示出示例性发动机10的示意图，发动机10可包括在汽车的推进系统中。发动机10被示出具有四个汽缸或燃烧室30。然而，根据本公开可采用其它数目的汽缸。发动机10可至少部分地由包括控制器12的控制系统和经由输入装置130来自车辆操作者132的输入进行控制。在该实例中，输入装置130包括加速器踏板和用于生成比例踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。发动机10的每个燃烧室(例如，汽缸)30可包括燃烧室壁，活塞(未示出)安置其中。活塞可连接至曲轴40以便活塞的往复运动转变成曲轴的旋转运动。曲轴40可经由中间传动系统150连接至车辆的至少一个驱动轮。此外，启动器马达可经由飞轮连接至曲轴40以实现发动机10的启动操作。曲轴40还可被用以驱动交流发电机(图1中未示出)。
[0039]发动机输出扭矩可被传输至扭矩转换器(未示出)以驱动自动传动系统150。此夕卜，包括前进离合器154的一个或多个离合器可被接合以推动汽车。在一个实例中，扭矩变换器可