利用進(jìn)氣氧傳感器的pcv流估計(jì)的方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】
【背景技術(shù)】
[0001]發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)可以利用排氣從發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)道發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)(進(jìn)氣通道)的再循環(huán)(被稱為排氣再循環(huán)(EGR)的過程)來減少規(guī)定的排放并改善燃料經(jīng)濟(jì)性。EGR系統(tǒng)可以包括測(cè)量和/或控制EGR的各種傳感器。作為一個(gè)示例，EGR系統(tǒng)可以包括進(jìn)氣成分傳感器(諸如氧傳感器)，其可以在非EGR狀況下被用來確定新鮮空氣的氧含量。在EGR狀況下，傳感器可以被用來基于由于作為稀釋劑的EGR的添加導(dǎo)致的氧濃度的變化推測(cè)EGR。Matsubara等人在US6，742，379中示出了這樣的進(jìn)氣氧傳感器的一個(gè)示例。EGR系統(tǒng)可以額外地或可選地包括耦接至排氣歧管的排氣氧傳感器，用于估計(jì)燃燒空燃比。
[0002]因此，由于氧傳感器在高壓吸氣系統(tǒng)中的增壓空氣冷卻器的下游的布置，傳感器對(duì)燃料蒸汽以及其他還原劑和氧化劑(諸如油霧)的存在敏感。例如，在升壓的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行期間，抽送(purge)空氣和/或漏氣可以被接收在壓縮機(jī)入口位置處。從抽送空氣、曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)(PCV)和/或濃EGR吸入的碳?xì)浠衔飼?huì)消耗傳感器催化劑表面上的氧氣，因此會(huì)減小由傳感器檢所測(cè)到的氧濃度。在一些情況下，還原劑還會(huì)與氧傳感器的感測(cè)元件反應(yīng)。當(dāng)利用氧氣的變化來估計(jì)EGR時(shí)，傳感器處的氧氣的減少可能會(huì)被錯(cuò)誤地理解為稀釋劑。因此，傳感器測(cè)量會(huì)被各種敏感性混淆，會(huì)降低傳感器的準(zhǔn)確性，并且會(huì)使EGR的測(cè)量和/或控制退化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]在一個(gè)示例中，可以通過一種用于發(fā)動(dòng)機(jī)的方法來解決在上文中所描述的問題，該方法包含:在EGR流動(dòng)的運(yùn)行期間，基于進(jìn)氣氧傳感器的輸出和PCV流調(diào)整EGR閥，在之前的利用EGR的運(yùn)行期間識(shí)別PCV流，并且基于在具有升壓以及沒有升壓的情況下的進(jìn)氣氧傳感器的輸出停用抽送。以此方式，能夠使由于PCV流導(dǎo)致的碳?xì)浠衔飳?duì)傳感器的影響無效，并且能夠改善EGR估計(jì)的準(zhǔn)確性。
[0004]例如，在EGR被停用(EGR沒有正在流動(dòng))并且抽送(purge)被停用(例如，燃料罐抽送閥關(guān)閉)時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行期間，可以獲悉用于進(jìn)氣氧傳感器的基于PCV流的修正系數(shù)。具體地，修正系數(shù)可以基于進(jìn)氣氧傳感器處的非升壓的與升壓的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行之間的之間的進(jìn)氣氧濃度(或讀數(shù))的變化。這是因?yàn)?，?dāng)使發(fā)動(dòng)機(jī)在沒有升壓并且抽送停用的情況下運(yùn)行時(shí)，PCV流在進(jìn)氣氧傳感器的下游被直接接收在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管內(nèi)。由于傳感器輸出沒有受PCV碳?xì)浠衔镉绊?，因此傳感器輸出反映進(jìn)氣氧濃度。相比之下，當(dāng)使發(fā)動(dòng)機(jī)在具有升壓并且抽送停用的情況下運(yùn)行時(shí)，PCV流在進(jìn)氣氧傳感器的上游被直接接收在吸氣系統(tǒng)內(nèi)。這里，傳感器輸出受PCV碳?xì)浠衔镉绊懀⑶覀鞲衅鬏敵龇从砅CV流。因此，通過比較在具有與沒有升壓的情況下的傳感器輸出，由于PCV流導(dǎo)致的進(jìn)氣氧的變化可以被獲悉，并且可以被用來修正來自傳感器的隨后的輸出。例如，在隨后的EGR正在流動(dòng)并且燃料罐抽送閥關(guān)閉時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行期間，可以基于修正系數(shù)調(diào)整進(jìn)氣歧管氧傳感器的輸出。因此，可以從傳感器的輸出去掉PCV流對(duì)進(jìn)氣氧的影響。導(dǎo)致的經(jīng)調(diào)整的輸出可以更準(zhǔn)確地反映由于EGR導(dǎo)致的進(jìn)氣氧的變化。可以基于經(jīng)調(diào)整的輸出調(diào)整EGR流率，并且可以相應(yīng)地調(diào)整EGR閥，以便改善EGR控制。以此方式估計(jì)EGR流可以增加EGR流率估計(jì)的準(zhǔn)確性，由此增加EGR系統(tǒng)控制并將發(fā)動(dòng)機(jī)排放維持在目標(biāo)水平。
[0005]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(shí)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)的主題的范圍被緊隨【具體實(shí)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(diǎn)的實(shí)施方式。
【附圖說明】
[0006]圖1-2是發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的示意圖。
[0007]圖3是描述抽送空氣對(duì)通過進(jìn)氣歧管氧傳感器估計(jì)的氧濃度的影響的映射圖。
[0008]圖4描述了用于確定由于PCV流導(dǎo)致的進(jìn)氣氧的變化的流程圖。
[0009]圖5描述了用于基于由于PCV流導(dǎo)致的進(jìn)氣氧的變化調(diào)整EGR運(yùn)行的流程圖。
[0010]圖6描述了基于由于PCV流導(dǎo)致的進(jìn)氣氧的變化對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)的示例調(diào)整。
【具體實(shí)施方式】
[0011]以下描述涉及利用進(jìn)氣氧傳感器來估計(jì)到發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)(諸如圖1-2的系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī))的EGR流量的系統(tǒng)和方法?？刂破骺梢员慌渲脼閳?zhí)行控制方法(諸如圖4的方法)，以便當(dāng)EGR和抽送流被停用時(shí)獲悉吸入發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸箱碳?xì)浠衔?例如，PCV)的量。具體地，可以基于在具有以及沒有升壓的情況下讀取的傳感器輸出估計(jì)PCV流?；讷@悉的PCV流，可以隨后調(diào)整EGR流。然后可以基于估計(jì)的PCV流調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行(諸如發(fā)動(dòng)機(jī)燃料供給)?？梢哉{(diào)整傳感器的輸出以及通過傳感器估計(jì)的EGR稀釋，以補(bǔ)償曲軸箱碳?xì)浠衔飳?duì)傳感器的輸出的影響(圖3)。如在圖5處示出的，控制器在EGR被啟用、抽送被停用并且PCV被啟用時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行期間可以基于獲悉的曲軸箱碳?xì)浠衔锏牧?例如，PCV流)調(diào)整傳感器的輸出。以此方式，通過進(jìn)氣氧傳感器的EGR估計(jì)的準(zhǔn)確性得以增加。在圖6處示出了基于由于PCV流導(dǎo)致的進(jìn)氣氧的變化對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)的示例調(diào)整。
[0012]圖1示出了包括多缸內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)10與雙渦輪增壓器120和130的示例渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100的示意圖。作為一個(gè)非限制性示例，發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100可以被包括作為客車推進(jìn)系統(tǒng)的一部分。發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100可以經(jīng)由進(jìn)氣通道140接收進(jìn)氣。進(jìn)氣通道140可以包括空氣過濾器156和EGR節(jié)流閥230。發(fā)動(dòng)機(jī)100可以是分體式發(fā)動(dòng)機(jī)(split-engine)系統(tǒng)，其中進(jìn)氣通道140在EGR節(jié)流閥230的下游被分為第一和第二平行進(jìn)行進(jìn)氣通道，每個(gè)進(jìn)氣通道均包括渦輪增壓器壓縮機(jī)。具體地，至少一部分進(jìn)氣經(jīng)由第一平行進(jìn)氣通道142被引導(dǎo)至渦輪增壓器120的壓縮機(jī)122，并且至少另一部分進(jìn)氣可以經(jīng)由在進(jìn)氣通道140的第二平行進(jìn)氣通道144被引導(dǎo)至渦輪增壓器130的壓縮機(jī)132。
[0013]可以經(jīng)由經(jīng)第一平行分支的進(jìn)氣通道146向進(jìn)氣歧管160供應(yīng)由壓縮機(jī)122壓縮的總進(jìn)氣的第一部分。以此方式，進(jìn)氣通道142和146形成發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)的第一平行分支。類似地，可以通過壓縮機(jī)132壓縮總進(jìn)氣的第二部分，其中可以經(jīng)由第二平行分出的進(jìn)氣通道148向進(jìn)氣歧管160供應(yīng)該第二部分。因此，進(jìn)氣通道144和148形成發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)的第二平行分支。如圖1所示，來自進(jìn)氣通道146和148的進(jìn)氣可以在到達(dá)進(jìn)氣歧管160之前經(jīng)由共用的進(jìn)氣通道149而被重新混合，其中進(jìn)氣可以被提供給發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0014]第一 EGR節(jié)流閥230可以被設(shè)置在第一和第二平行進(jìn)氣通道142和144上游的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣裝置中，而第二進(jìn)氣節(jié)流閥158可以被設(shè)置在第一和第二平行進(jìn)氣通道142和144下游與第一和第二平行分出的進(jìn)氣通道146和148下游的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣裝置中，例如，被設(shè)置在共同的進(jìn)氣通道149中。
[0015]在一些示例中，進(jìn)氣歧管160可以包括用于估計(jì)歧管壓力(MAP)的進(jìn)氣歧管壓力傳感器182和/或用于估計(jì)歧管空氣溫度(MCT)的進(jìn)氣歧管溫度感器183，每個(gè)傳感器均與控制器12通信。進(jìn)氣通道149可以包括增壓空氣冷卻器154 (CAC)和/或節(jié)流閥(諸如第二節(jié)流閥158)。節(jié)流閥158的位置可以由控制系統(tǒng)通過被通信地耦接至控制器12的節(jié)氣門致動(dòng)器(未示出)來調(diào)整?？梢蕴峁┓来耖y152，以便經(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(jī)段。作為一個(gè)示例，當(dāng)壓縮機(jī)上游的進(jìn)氣壓力到達(dá)閾值值時(shí)，防喘振閥152可以打開以使進(jìn)氣能流過旁通通道150。
[0016]進(jìn)氣歧管160還可以包括進(jìn)氣氧傳感器172。在一個(gè)示例中，氧傳感器是UEGO傳感器。如在本文中所描述的，進(jìn)氣氧傳感器可以被配置為提供關(guān)于進(jìn)氣歧管中接收的新鮮空氣的氧含量的估計(jì)。此外，當(dāng)EGR流動(dòng)時(shí)，傳感器處的氧濃度的變化可以被用來推測(cè)EGR量，以及用于準(zhǔn)確的EGR流控制。在所描述的示例中，氧傳感器172被設(shè)置在節(jié)氣門158的上游且在增壓空氣冷卻器154的下游。然而，在替代實(shí)施例中，氧傳感器可以被設(shè)置在CAC的上游。壓力傳感器174可以被設(shè)置在氧傳感器的旁邊，用于估計(jì)氧傳感器的輸出被接收的進(jìn)氣壓力。由于氧傳感器的輸出受進(jìn)氣壓力影響，因此可以在參考進(jìn)氣壓力處獲悉參考氧傳感器輸出。在一個(gè)示例中，參考進(jìn)氣壓力是節(jié)氣門入口壓力(TIP)，其中壓力傳感器174是TIP傳感器。在替代示例中，參考進(jìn)氣壓力是通過MAP傳感器182所感測(cè)的歧管壓力(MAP)ο
[0017]發(fā)動(dòng)機(jī)10可以包括多個(gè)汽缸14。在所描述的示例中，發(fā)動(dòng)機(jī)10包括以V形構(gòu)造形式布置的六個(gè)汽缸。具體地，六個(gè)汽缸被布置在兩個(gè)(汽缸)組13和15上，其中每個(gè)(汽缸)組包括三個(gè)汽缸。在替代的示例中，發(fā)動(dòng)機(jī)10可以包括兩個(gè)或更多個(gè)汽缸，諸如3、4、5、8、10或更多個(gè)汽缸。這些各種汽缸對(duì)稱地分開，并且以替代的構(gòu)造(諸如V形、直列式、箱形等)形式布置。每個(gè)汽缸14可以被配置為具有燃料噴射器166。在所描述的示例中，燃料噴射器166是缸內(nèi)直接汽缸噴射器。然而，在其他不例中，燃料噴射器166可以被配置為基于端口的燃料噴射器。
[0018]經(jīng)由共同的進(jìn)氣通道149向每個(gè)汽缸14 (在本文中也被稱為燃燒室14)供應(yīng)的進(jìn)氣可以用于燃料燃燒，然后可以經(jīng)由特定(汽缸)組的平行排氣通道排出燃燒產(chǎn)物。在所描述的示例中，發(fā)動(dòng)機(jī)10的第一汽缸組13可以經(jīng)由經(jīng)由第一平行排氣通道17排出燃燒產(chǎn)物，而第二汽缸組15可以經(jīng)由第二平行排氣通道19排出燃燒產(chǎn)物。第一和第二平行排氣通道17和19中的每一個(gè)均可以進(jìn)一步包括渦輪增壓器渦輪。具體地，經(jīng)由排氣通道17排出的燃燒產(chǎn)物可以被引導(dǎo)通過渦輪增壓器120的排氣渦輪124，這進(jìn)而可以經(jīng)由軸126為壓縮機(jī)122提供機(jī)械功，以便為進(jìn)氣提供壓縮?？商娲兀鬟^排氣通道17的一些或所有排氣可以經(jīng)由由廢氣門128控制的渦輪旁通通道123繞過渦輪124。類似地，經(jīng)由排氣通道19排出的燃燒產(chǎn)物可以被引導(dǎo)通過渦輪增壓器130的排氣渦輪134，這進(jìn)而可以經(jīng)由軸136為壓縮機(jī)132提供機(jī)械功，以便為流過發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)的第二分支的進(jìn)氣提供壓縮?？商娲?，流過排氣通道19的一些或所有排氣可以經(jīng)由由廢氣門138控制的渦輪旁通通道133繞過渦輪134。
[0019]在一些示例中，排氣渦輪124和134可以被配置為可變幾何形狀渦輪，其中控制器12可以調(diào)整渦輪葉輪槳葉(或葉片)的位置，以便改變從排氣流獲得并傳遞給其各自壓縮機(jī)的能量的水平?？商娲?，排氣渦輪124和134可以被配置為可變噴嘴渦輪，其中控制器12可以調(diào)整渦輪噴嘴的位置，以便改變從排氣流獲得并傳遞給其各自壓縮機(jī)的能量的水平。例如，控制系統(tǒng)可以被配置為通過各自的致動(dòng)器獨(dú)立地改變排氣渦輪124和134的葉片或噴嘴。
[0020]第一平行排氣通道17中的排氣