利用进气氧传感器进行燃料罐吹洗流量估计的方法和系统的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本申请一般涉及包括在内燃发动机的进气系统内的气体成分传感器。
【背景技术】
[0002]发动机系统可利用从发动机排气系统到发动机进气系统(进气通道)的排气的再循环(被称为排气再循环(EGR)过程)，降低规定排放量和/或改善燃料经济性。EGR系统可包括各种传感器以测量和/或控制EGR。作为一个示例，EGR系统可包括进气气体成分传感器，诸如氧传感器，该传感器可在非EGR状况期间使用以确定新鲜进气空气的氧含量。在EGR状况期间，可以使用传感器以基于因添加了作为稀释剂的EGR导致的氧浓度的变化来推断EGR。在美国6，742，379中(Matsubara等人)示出了此种进气氧传感器的一个示例。EGR系统可附加地或任选地包括排气氧传感器，该排气氧传感器耦接至排气歧管，用于估计燃烧空燃比。
[0003]同样地，由于氧传感器的位置在高压空气感应系统内的增压空气冷却器的下游，所以传感器对燃料蒸汽以及其它还原剂和氧化剂(诸如油雾)的存在会很敏感。例如，在升压发动机运转期间，在压缩机入口位置处可接收吹洗(purge)空气。从吹洗空气摄取的径(hydrocarbons)、曲轴箱强制通风装置(PCV)和/或富EGR能够消耗传感器催化剂表面上的氧并降低传感器所检测的氧浓度。在一些情况中，还原剂还可以与氧传感器的感测元件反应。当使用氧的变化来估计EGR时，传感器处氧的减少会被错误地解释为稀释剂。因此，传感器测量会受到不同敏感因素干扰，会降低传感器的精确性，因此会降低EGR测量和/或控制的精确性。
【发明内容】
[0004]在一个示例中，可通过以下方法解决发动机的上述问题中的一些，该方法包括:在排气再循环(EGR)以低于第一阈值流动的升压发动机运转期间，调制(modulating)罐吹洗阀(CPV)并响应于调制，基于进气氧传感器的输出估计吹洗流量(purge flow)速率，第一阈值基于CPV的响应时间。以这种方式，能够针对吹洗流量的量，校正进气氧传感器提供的EGR估计。
[0005]例如，在EGR流动并且启动吹洗流(例如，CPV打开)时的升压发动机运转期间，吹洗流蒸汽会造成进气氧传感器测量的进气氧减少。因此，当发动机升压且EGR流动时，可对CPV进行调制并且可在调制期间基于进气氧传感器的输出来估计吹洗流量速率。具体地，发动机控制器可以以设定频率打开和闭合CPV。该频率可以基于确定的燃料罐负荷以及进气氧传感器的灵敏度。此外，在调制CPV之前，控制器可将EGR流量速率降低至阈值以下，该阈值基于调制频率。在调制期间估计吹洗流量包括在调制期间确定进气氧传感器测量的进气氧的变化(例如，在CPV的打开位置和闭合位置之间的进气氧的变化)，然后将进气氧的变化转换成等量的烃。然后，可以利用估计的吹洗流量速率校正用于吹洗流量的进气氧传感器的输出，从而消除吹洗对进气氧测量的影响并得到更精确的EGR估计。具体地，发动机控制器可以通过已获悉的因吹洗(例如，吹洗校正因素)而导致的进气氧的变化来调节进气氧传感器的输出。所调节的输出可以是仅因EGR而无吹洗导致的进气氧的变化。因此，所获得的EGR流量估计可以更精确并且可用于调节EGR阀，以传送期望的EGR流量。
[0006]应理解，所提供的上述概要旨在以简化的形式介绍在【具体实施方式】中将进一步描述的一些概念。这并不意味着要识别所要求保护的主题的关键或基本特征，所要求保护的主题的范围仅由随附【具体实施方式】后的权利要求唯一限定。此外，所要求保护的主题并不限于解决上述或本发明的任何部分所指出的任何缺陷的【具体实施方式】。
【附图说明】
[0007]图1-2是发动机系统的示意图。
[0008]图3是示出吹洗空气对进气歧管氧传感器估计的氧浓度的影响的示意图。
[0009]图4是基于因吹洗流导致的进气氧的变化来调节EGR运转的流程图。
[0010]图5是用于确定燃料罐吹洗流导致的进气氧的变化的流程图。
[0011]图6是对燃料罐吹洗阀的示例性调节以通过进气氧传感器确定吹洗流量的曲线图。
【具体实施方式】
[0012]以下描述涉及使用进气歧管传感器感测流至发动机系统(诸如图1-2的发动机系统)的EGR流量的量的方法和系统。在升压发动机运转期间可以调制燃料罐吹洗阀，以便确定吹洗烃对进气氧传感器的输出的影响。控制器可被配置成执行控制程序，诸如图4-5中的程序，从而获悉吸收至发动机的吹洗烃的量并相应地调节EGR流量。图6处示出对燃料罐吹洗阀的示例性调节以使用进气氧传感器确定吹洗流量。可调节传感器的输出，以及传感器估计的EGR稀释，从而补偿吹洗烃对传感器的输出的影响(图3)。以这种方式，增加了进气氧传感器的EGR估计的精确性。
[0013]图1示出包括多汽缸内燃发动机10和双涡轮增压器120和130的示例性涡轮机增压发动机系统100的示意图。作为一个非限制性示例，发动机系统100能够被包括作为乘客运载工具的推进系统的部分。发动机系统100能够经由进气通道140接收进气空气。进气通道140能够包括空气过滤器156和EGR节流阀230。发动机系统100可以是分流式发动机系统，其中进气通道140在EGR节流阀230的下游分成第一和第二平行进气通道，每个通道均包括涡轮增压器压缩机。具体地，至少一部分进气空气经由第一平行进气通道142引导至涡轮增压器120的压缩机122，并且至少另一部分进气空气经由进气通道140的第二平行通道144被引导至涡轮增压器130的压缩机132。
[0014]压缩机122压缩的总进气空气的第一部分可经由第一平行分支进气通道146供应至进气歧管160。以这种方式，进气通道142和146形成发动机的空气进气系统的第一平行分支。类似地，经由压缩机132，能够压缩总进气空气的第二部分，其中可以经由第二平行分支进气通道148将其供应至进气歧管160。因此，进气通道144和148形成发动机的空气进气系统的第二平行分支。如图1所示，来自进气通道146和148的进气空气能够在到达进气歧管160之前经由共用进气通道149再次组合，进气空气到达进气歧管时可以被提供至发动机。
[0015]第一 EGR节流阀230可被定位在第一和第二平行进气通道142和144上游的发动机进气道内，而第二空气进气节流阀158可被定位在第一和第二平行进气通道142和144的下游以及第一和第二平行分支进气通道146和148的下游的发动机进气道内，例如，共用进气通道149内。
[0016]在一些实例中，进气歧管160可包括用于估计歧管压力(MAP)的进气歧管压力传感器182和/或用于估计歧管空气温度(MCT)的进气歧管温度传感器183，每个传感器均与控制器12连通。进气通道149能够包括增压空气冷却器(CAC) 154和/或节流阀(诸如第二节流阀158)。控制系统经由连通地耦接至控制器12的节流阀致动器(未示出)能够调节节流阀158的位置。防喘振阀152可被提供以经由旁通通道150选择性地绕过涡轮增压器120和130的压缩机阶段。作为一个示例，当压缩机下游的进气空气压力达到阈值时，防喘振阀152能够打开以允许流量通过旁通通道150。
[0017]进气歧管160可进一步包括进气气体氧传感器172。在一个示例中，氧传感器是UEGO传感器。如本文详述，进气气体氧传感器可被配置成提供关于进气歧管内所接收的新鲜空气的氧含量的估计。另外，当EGR流动时，传感器处的氧浓度的变化可用于推断EGR量并用于精确EGR流量控制。在所描绘的示例中，氧传感器172被定位在节流阀158的上游和增压空气冷却器154的下游。然而，在替代的实施例中，氧传感器可被定位在CAC的上游。压力传感器174可被定位在氧传感器旁边，以估计接收氧传感器的输出时的进气压力。由于氧传感器的输出受进气压力影响，所以可以获悉参考进气压力时的参考氧传感器输出。在一个示例中，参考进气压力是节流阀入口压力(TIP)，其中压力传感器174是TIP传感器。在替代示例中，参考进气压力是歧管压力(MAP)，如由MAP传感器182感测的。
[0018]发动机10可包括多个汽缸14。在所描绘的示例中，发动机10包括以V配置布置的六个汽缸。具体地，六个汽缸布置在两个汽缸组13和15上，其中每个组包括三个汽缸。在替代示例中，发动机10能够包括两个或多个汽缸(诸如3、4、5、8、10或更多汽缸)。这些不同汽缸能够均匀分配并且按替代配置布置，诸如V形、直线形、箱形等。每个汽缸14可配置有燃料喷射器166。在所描绘的不例中，燃料喷射器66是直接缸内喷射器。然而，在其它示例中，燃料喷射器166能够被配置为基于进气道的燃料喷射器。
[0019]经由共用进气通道149供应到每个汽缸14 (在此，也称为燃烧室14)的进气空气可用于燃料燃烧并且燃烧产物接着可经由具体组的平行排气通道排出。在所描绘的示例中，发动机10的第一组汽缸13能够经由第一平行排气通道17排出燃烧产物，并且第二组汽缸15能够经由第二平行排气通道19排出燃烧产物。第一平行排气通道17和第二平行排气通道19中的每个还可以包括涡轮增压器涡轮机。具体地，经排气通道17排出的燃烧产物能够被引导通过涡轮增压器120的排气涡轮机124，这继而能够经由轴126向压缩机122提供机械功，以便对进气空气提供压缩。可替代地，流过排气通道17的一些或所有排气能够经由涡轮机旁通通道123绕过涡轮机124，如废气门128所控制的。类似地，经由排气通道19排出的燃烧产物能够被引导通过涡轮增压器130的排气涡轮机134，这继而能够经由轴136向压缩机132提供机械功，以便对流过发动机的进气系统的第二分支的进气空气提供压缩。可替代地，流过排气通道19的一些或所有排气能够经由涡轮机旁通通道133绕过涡轮机134，如废气门138控制的。
[0020]在一些示例中，排气涡轮机124和134可被配置为可变几何结构的涡轮机，其中控制器12可调节涡轮机叶轮片(或叶片)的位置，以改变从排气流中获得的以及分给它们各自的压缩机的能量水平。可替代地，排气涡轮机124和134可被配置为可变喷嘴涡轮机，其中控制器12可调节涡轮机喷嘴的位置以改变从排气流获得的以及分给它们各自的压缩机的能量水平。例如，控制系统能够被配置为经由相应的致动器独立地改变排气涡轮机124和134的叶片或喷嘴位置。
[0021]第一平行排气通道17内的排气