用于燃料乙醇含量估计和发动机控制的方法和系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及用于燃料乙醇含量估计和发动机控制的方法和系统，提供了用于基于来自排气传感器的输出确定被喷射到发动机内的燃料中的醇量的方法和系统。在一个示例中，一种方法包括，基于利用排气氧传感器估计的空燃比估计第一燃料醇含量，以及基于在第一与第二电压之间调节排气氧传感器的参考电压期间的传感器输出的改变估计第二燃料醇含量。该方法进一步包括，基于第一与第二燃料醇含量之间的差调整发动机运转。
【专利说明】
用于燃料乙醇含量估计和发动机控制的方法和系统
技术领域
[0001]本发明大体涉及耦接至内燃发动机的排气系统的排气传感器。
【背景技术】
[0002]排气传感器(例如，排气氧传感器)可以被设置在车辆的排气系统中，并且被运转为提供各种排气成分的指示。在一个示例中，排气传感器可以被用来检测从车辆的内燃发动机排出的排气的空燃比。排气传感器读数然后可以被用来控制内燃发动机的运转以推进车辆。此外，在发动机中燃烧的燃料的醇含量的第一估计可以基于空燃比来确定。例如，美国专利N0.6,016 ,796描述了一种用于在燃料再加注(re-fueling)事件后确定空燃比并且然后基于确定的空燃比更新燃料乙醇含量估计的方法。
[0003]在另一示例中，排气传感器的输出可以被用来估计排气中的水含量。利用排气氧传感器估计的水含量可以被用来推定发动机运转期间的环境湿度。此外，水含量可以被用来推定第二燃料乙醇含量估计。在选择的状况下，排气传感器可以作为可变电压(VVs)氧传感器运转，以便更准确地确定排气水含量和燃料乙醇含量。当在VVs模式下运转时，排气传感器的参考电压从更低的基本电压(例如，大约450mv)增加至更高的目标电压(例如，在900-1100mV的范围内)。在一些示例中，更高的目标电压可以是水分子在氧传感器处被部分或完全分解时的电压，而基本电压是水分子在传感器处未分解时的电压。
[0004]然而，本发明人在此已经认识到，上述用于估计燃料乙醇含量的方法中的每一种均会具有在某些工况下会降低估计的准确性的各种噪声因素(例如，环境湿度、压力、空燃比)。另外，排气氧传感器在VVs模式下的运转是不可能的，直至发动机温度已经增加至阈值水平之上。此外，使排气氧传感器在VVs模式下并且尤其是在更高的目标电压下连续运转会导致传感器劣化。不准确的燃料乙醇含量估计会导致降低的发动机控制。
【发明内容】
[0005]在一个示例中，上述问题可以通过一种方法来解决，该方法用于基于利用排气氧传感器估计的空燃比估计第一燃料醇含量;在发动机温度增加至阈值之上之后，基于在第一与第二电压之间调节排气氧传感器的参考电压期间的传感器输出的改变而估计第二燃料醇含量；以及基于第一与第二燃料醇含量之间的差调整发动机运转。以此方式，燃料醇含量估计的误差可以被减小，并且更准确的燃料醇含量估计可以被选择用于发动机控制，由此增加了发动机性能和燃料经济性。
[000?]作为一个不例，响应于在第一与第二电压之间调节排气氧传感器的电压，第一和第二栗送电流可以被产生。第一栗送电流可以表示采样气体中的氧气量，而第二栗送电流可以表示采样气体中的氧气量加上采样气体中的水分子中含有的氧气量。第一和第二栗送电流然后可以基于预期的空燃比(发动机被认为在该预期的空燃比运转)与估计的空燃比(发动机实际上正在该估计的空燃比运转)的偏差、环境湿度、压力和传感器的水蒸汽环境(例如，发动机当前是否正在喷射燃料)中的一个或更多个而被修正。经修正的值然后可以被用来计算水含量，并且以更高的准确度和可靠性来推定已燃烧的燃料的醇含量。然而，由于使氧传感器在更高的第二电压下运转会使传感器时间劣化，因此会期望基于当氧传感器正以第一电压运转时确定的第一燃料醇含量而调整发动机运转。例如，当第一与第二燃料醇含量估计之间的差小于阈值时，发动机控制器可以基于第一燃料醇含量而非第二燃料醇含量来调整发动机运转。相反，如果第一与第二燃料醇含量估计之间的差大于阈值，那么发动机控制器可以基于第二燃料醇含量而非第一燃料醇含量而调整发动机运转。以此方式，在发动机燃料再加注事件后，燃料醇含量估计可以被确定。通过比较两种不同的估计，最准确的燃料醇含量估计可以被选择，并且被用于增加的发动机控制，同时减少传感器在可变电压模式下运转花费的时间量。
[0007]应当理解，提供以上
【发明内容】
是为了以简化的形式介绍一些概念，这些概念在【具体实施方式】中被进一步描述。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或必要特征，要求保护的主题的范围被所附权利要求唯一地限定。此外，要求保护的主题不限于解决在上面或在本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。
【附图说明】
[0008]图1示出了包括排气系统和排气传感器的发动机的示意图。
[0009]图2示出了示例排气传感器的示意图。
[0010]图3A-B示出了图示用于基于在发动机中燃烧的燃料的醇含量的两种不同估计之间的误差调整发动机运转的程序的流程图。
[0011]图4示出了图示用于利用在可变电压模式下运转的排气传感器准确估计燃料中的醇量的程序的流程图。
[0012]图5-6示出了图示用于估计环境湿度的程序的流程图。
[0013]图7示出了图示用于获悉空燃比修正因数的程序的流程图。
[0014]图8示出了图示用于利用氧传感器估计干燥空气栗送电流的程序的流程图。
[0015]图9示出了图示用于确定用于排气氧传感器的压力修正因数的程序的流程图。
[0016]图10示出了图示用于基于排气氧传感器控制发动机的程序的流程图。
【具体实施方式】
[0017]以下描述涉及用于基于来自排气传感器(诸如如在图1-2中示出的氧传感器(在本文中也被称为排气氧传感器))的输出而确定燃料混合物(例如，乙醇和汽油)中的醇量的系统和方法。如在图3A-B中示出的，在第一状况期间，排气氧传感器可以被用来确定空燃比，并且然后基于空燃比确定燃料混合物的第一醇含量。当排气氧传感器正在传感器的参考电压被维持在更低的第一水平的基本模式下运转时，第一醇含量可以被确定。在第二状况期间，如在图4处示出的，排气传感器可以被用来确定采样气体中的水量，该水量表示在测量时排气中的水量。例如，第一和第二电压(第二电压高于第一电压)可以被交替地应用于传感器，以产生第一和第二栗送电流(例如，传感器输出)。在第一与第二栗送电流之间的栗送电流的改变然后可以被用来确定排气中的水量，并且随后确定燃料混合物的第二醇含量。在一些实施例中，栗送电流的改变可以针对包括环境湿度、空燃比和/或压力的各种噪声因素进行修正。经修正的栗送电流的改变然后可以被用来确定更准确的燃料混合物的第二醇含量。在图5-9处示出了用于确定排气氧传感器输出的各种修正因数的方法。通过相对于彼此比较第一与第二醇含量估计，最准确的醇含量可以被选择并且被用于发动机控制。在一个示例中，如在图10处示出的，发动机运转参数(诸如火花正时和/或燃料喷射量)可以基于检测到的燃料中的醇量而被调整。以此方式，尽管燃料中的变化的醇量，也可以维持或改善发动机性能、燃料经济性和/或排放。
[0018]现在参照图1，图示说明了示出多缸发动机1的一个汽缸的示意图，发动机1可以被包括在汽车的推进系统中。发动机10可以至少部分地由包括控制器12的控制系统以及经由输入装置130来自车辆操作者132的输入而被控制。在这个示例中，输入装置130包括加速器踏板和用于产生成比例的踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。发动机10的燃烧室(SP汽缸)30可以包括燃烧室壁32，活塞36被设置在其中。活塞36可以被耦连至曲轴40，使得活塞的往复运动被转换为曲轴的旋转运动。曲轴40可以经由中间变速器系统耦连至车辆的至少一个致动轮。另外，起动机马达可以经由飞轮耦连至曲轴40，以实现发动机10的起动运转。
[0019]燃烧室30可以经由进气通道42从进气歧管44接收进气，并且可以经由排气通道48排出燃烧气体。进气歧管44和排气通道48可以经由各自的进气门52和排气门54与燃烧室30选择性地连通。在一些实施例中，燃烧室30可以包括两个或更多个进气门和/或两个或更多个排气门。
[0020]在这个示例中，可以经由各自的凸轮致动系统51和53通过凸轮致动控制进气门52和排气门54。凸轮致动系统51和53均可以包括一个或更多个凸轮，并且可以使用可由控制器12运转的凸轮廓线变换(CPS )、可变凸轮正时(VCT )、可变气门正时(VVT)和/或可变气门升程(VVL)系统中的一个或多个，以改变气门运转。进气门52和排气门54的位置可以分别由位置传感器55和57确定。在可替代的实施例中，进气门52和/或排气门54可以由电气门致动控制。例如，汽缸30可以可替代地包括通过电气门致动控制的进气门和通过包括CPS和/或VCT系统的凸轮致动控制的排气门。
[0021]在一些实施例中，发动机10的每个汽缸可以被配置为具有一个或多个喷射器，其用于将流体提供至汽缸内。作为非限制性的示例，汽缸30被示出为包括一个燃料喷射器66。燃料喷射器66被示出为直接耦连至汽缸30，以便经由电子驱动器68与从控制器12接收的信号FPW的脉冲宽度成比例地将燃料直接喷射进汽缸30中。以此方式，燃料喷射器66提供了到汽缸30的燃烧室内的所谓的燃料的直接喷射(在下文中也被称为“DI”)。
[0022]应认识到，在替代的实施例中，喷射器66可以是进气道喷射器，其提供燃料到汽缸30上游的进气道内。也应认识到，汽缸30可以从多个喷射器接收燃料，诸如多个进气道喷射器、多个直接喷射器或其组合。
[0023]燃料系统172中的燃料箱可以容纳具有不同燃料品质(诸如不同燃料成分)的燃料。这些差别可以包括不同的醇含量、不同的辛烷值、不同的汽化热、不同的燃料混合物和/或其组合等。发动机可以使用含醇的燃料混合物，诸如E85(其约为85%乙醇和15%汽油)或M85(其约为85%甲醇和15%汽油)。可替代地，发动机可以以存储在燃料箱中的汽油和乙醇的其他比率运转，包括100%汽油和100%乙醇、以及在其之间的可变比率，这取决于操作者向燃料箱供应的燃料的醇含量。此外，燃料箱的燃料特性可能会频繁地改变。在一个示例中，驾驶员可能有一天用E85再加注燃料箱，而下次用E10，而下次用E50。因此，基于再加注时候燃料箱中剩下的燃料的水平和成分，燃料箱成分会动态地改变。
[0024]燃料箱再加注的每天的变化因此会导致频繁地改变燃料系统172中的燃料的燃料成分，由此影响通过喷射器66输送的燃料成分和/或燃料品质。通过喷射器166喷射的不同的燃料成分在本文中可以被称为燃料类型。在一个示例中，不同的燃料成分可以通过其研究法辛烷值(RON)等级、醇百分比、乙醇百分比等定性地描述。
[0025]应意识到，虽然在一个实施例中，发动机可以通过经由直接喷射器来喷射可变燃料混合物而运转，但是在替代实施例中，发动机可以通过使用两个喷射器并改变来自每个喷射器的相对喷射量而运转。还应意识到，当使发动机以来自升压装置(诸如涡轮增压器或机械增压器(未示出))的升压运转时，升压极限可以随着可变燃料混合物的醇含量的增加而增加。
[0026]继续图1，进气通道42可以包括具有节流板64的节气门62。在这个具体的示例中，控制器12可以通过提供给被包括在节气门62内的电动马达或执行器的信号来改变节流板64的位置，这种构造通常被称为电子节气门控制(ETC)。以此方式，节气门62可以被运转以改变提供给在发动机汽缸之一的燃烧室30的进气。节流板64的位置可以通过节气门位置信号TP提供给控制器12。进气通道42可以包括质量空气流量传感器120和歧管空气质量传感器122，用于向控制器12提供相应的信号MAF和MAP。在一个实施例中，进气通道42可以额外地包括用于测量环境湿度的湿度传感器121。在另一实施例中，湿度传感器121可以额外地或替代地被设置在排气通道48中。
[0027]在选择的运转模式下，响应于来自控制器12的火花提前信号SA，点火系统88可以经由火花塞92向燃烧室30提供点火火花。虽然火花点火组件被示出，但是在一些实施例中，发动机10的燃烧室30或一个或多个其他燃烧室可以在具有或不具有点火火花的情况下以压缩点火模式运转。
[0028]排气传感器126(例如，排气氧传感器)被示为耦接至排放控制装置70上游的排气通道48。传感器126可以是用于提供排气空燃比指示的任何合适的传感器，诸如线性氧传感器或UEGO(通用或宽域排气氧传感器)、双态氧传感器或EG0、HEG0(加热型EGO)、N0x、HC或CO传感器。排放控制装置70被示为在排气传感器126的下游沿着排气通道48布置。装置70可以是三元催化剂(TWC)、Ν0χ捕集器、各种其他排放控制装置或其组合。在一些实施例中，在发动机10的运转期间，排放控制装置70可以通过使发动机的至少一个汽缸在特定空燃比内运转而被周期性地重置。
[0029]另外，在所公开的实施例中，排气再循环(EGR)系统可以通过EGR通道140将期望的一部分排气从排气通道48输送至进气通道44。控制器12可以通过EGR阀142改变提供给进气通道44的EGR量。另外，EGR传感器144可以被布置在EGR通道内，并且可以提供排气的压力、温度和浓度中的一个或多个的指示。在一些情况下，EGR系统可以被用来调节燃烧室内的空气和燃料混合物的温度，因此提供了在一些燃烧模式期间控制点火正时的方法。另外，在一些情况期间，通过控制排气门正时，诸如通过控制可变气门正时机构，可以将一部分燃烧气体保存或保留在燃烧室中。
[0030]控制器12在图1中被示为微型计算机，包括微处理器单元102、输入/输出端口104、在这个具体示例中作为只读存储器芯片106示出的用于可执行程序和校准值的电子存储介质、随机存取存储器108、保活存取器110和数据总线。控制器12可以接收来自耦合至发动机10的传感器的各种信号，除了之前所讨论的那些信号外，还包括来自质量空气流量传感器120的进气质量空气流量(MAF)的测量值;来自耦合至冷却套筒114的温度传感器112的发动机冷却剂温度(ECT);来自耦合至曲轴40的霍尔效应传感器118 (或其他类型)的表面点火感测信号(PIP);来自节气门位置传感器的节气门位置(TP);以及来自传感器122的歧管绝对压力信号MAP。发动机转速信号RPM可以由控制器12根据信号PIP产生。
[0031]存储介质只读存储器106可以用计算机可读数据编程，该计算机可读数据表示可由处理器102执行的指令，用于执行以下所述方法以及可预计但没有具体列出的其他变体。
[0032]如上所述，图1仅示出了多缸发动机的一个汽缸，并且每个汽缸可以类似地包括其自己的一组进气/排气门、燃料喷射器、火花塞等。
[0033]其次，图2示出了被配置为测量排气流中的氧气(O2)浓度的UEGO传感器200的示例实施例的示意图。传感器200可以作为例如图1的UEGO传感器126运转。传感器200包含以堆叠的配置布置的一种或更多种陶瓷材料的多个层。在图2的实施例中，五个陶瓷层被描述为层201、202、203、204和205。这些层包括能够传导氧离子的固体电解质的一个或多个层。合适的固体电解质的示例包括但不限于基于氧化锆的材料。另外，在一些实施例中，加热器207可以被设置为与层热连通，以增加层的离子传导性。虽然所描述的UEGO传感器由五个陶瓷层形成，但是应意识到，UEGO传感器可以包括其他合适数量的陶瓷层。
[0034]层202包括产生扩散路径210的一种或多种材料。扩散路径210被配置为经由扩散将排气引入第一内腔222中。扩散路径210可以被配置为允许排气中的一种或更多种成分(包括但不限于期望的分析物(例如，O2))以比分析物可以被栗送电极对212和214栗入或栗出更受限的速率扩散到内腔222中。以此方式，可以在第一内腔222中获得化学计量比水平的02。
[0035]传感器200进一步包括在层204内的第二内腔224，第二内腔224通过层203与第一内腔222分开。第二内腔224被配置为维持等同于化学计量比状况的恒定氧气分压，例如，存在于第二内腔224中的氧气水平等于排气将会在空燃比为化学计量比的情况下具有的氧气水平。第二内腔224中的氧气浓度通过栗送电压Vcp来保持恒定。在本文中，第二内腔224可以被称为参考单元。
[0036]—对感测电极216和218被设置为与第一内腔222和参考单元224连通。感测电极对216和218检测由于排气中高于或低于化学计量比水平的氧气浓度而可以在第一内腔222与参考单元224之间出现的浓度梯度。高氧气浓度可以由稀排气混合物引起，而低氧气浓度可以由富混合物引起。
[0037]—对栗送电极212和214被设置为与内腔222连通，并且被配置为将选择的气体组分(例如，O2)从内腔222电化学地栗送通过层201并栗出传感器200。可替代地，该对栗送电极212和214可以被配置为将选择的气体电化学地栗送通过层201并栗入内腔222。在本文中，栗送电极对212和214可以被称为O2栗送单元。
[0038]电极212、214、216和218可以由各种合适的材料制成。在一些实施例中，电极212、214、216和218可以至少部分地由催化氧气分子分解的材料制成。这类材料的示例包括但不限于含有铂和/或银的电极。
[0039]将氧气电化学地栗出或栗入内腔222的过程包括在栗送电极对212和214两端施加电压Vp(例如，参考电压)。施加到O2栗送单元的栗送电压Vp将氧气栗入或栗出第一内腔222，以便维持腔栗送单元中的氧气的化学计量比水平。因而产生的栗送电流^与排气中的氧浓度成比例。控制系统(在图2中未示出)根据维持第一内腔222内的化学计量比水平所需的施加的栗送电压Vp的强度来产生栗送电流信号Ip。因此，稀混合物将引起氧气被栗出内腔222，而富混合物将引起氧气被栗入内腔222。
[0040]应当意识到，在本文中描述的UEGO传感器仅仅是UEGO传感器的示例实施例，并且UEGO传感器的其他实施例可以具有另外的和/或可替代的特征和/或设计。
[0041]以此方式，图2的氧传感器可以是被配置为在水分子不被分解的第一更低的电压(例如，参考电压)和水分子被完全分解的第二更高的电压(例如，参考电压)下运转的可变电压氧传感器。因此，第二电压高于第一电压。
[0042]如在下面详述的，图2的UEGO传感器也可以被有利地用来估计在发动机中燃烧的燃料中的醇量以及环境湿度。具体地，由传感器在两种不同的参考电压下输出的栗送电流的改变(△ ip)被用来确定来自水和/或CO2分解的氧气量。然而，使氧传感器在可变电压(VVs)模式下并且尤其是在更高的第二电压下连续运转会使氧传感器劣化，由此降低了传感器的寿命。因此，有利的是减少了氧传感器在更高的第二电压下运转花费的时间量。因此，传感器劣化可以被降低，由此增加传感器的寿命，并且产生用于发动机控制的更准确的传感器输出。
[0043]在另一示例中，排气氧传感器(例如，图2的UEGO传感器和/或图1的排气传感器126)可以作为常规的氧传感器(例如，空气-燃料传感器)仅在更低的第一参考电压(例如，大约450mV)下运转。该更低的电压可以在本文中被称为基本参考电压。换言之，UEGO可以作为空气-燃料传感器运转，以便确定排气空燃比。在发动机中燃烧的燃料的乙醇含量的估计(例如，EtOH估计)然后可以基于空燃比来估计。
[0044]因此，燃料乙醇含量的第一估计可以基于来自在基本的非VVs模式下运转的排气氧传感器的空燃比估计来确定，而燃料乙醇含量的第二估计可以基于当在VVs模式下(例如，在更低的与更高的电压之间调节传感器的参考电压期间)运转时由排气氧传感器输出的栗送电流的改变来确定。在一个示例中，燃料EtOH估计可以在当排气氧传感器正在非VVs模式下而非在VVs模式期间运转时的寒冷状况期间被确定。此外，对于非VVs和VVs估计方法中的每一种来说都会存在可以降低燃料EtOH估计的准确性的各种噪声因素。例如，在VVs运转期间的燃料乙醇估计可以针对环境湿度、空燃比、压力等进行修正。第一和第二燃料EtOH估计可以被比较，并且测量值之间的误差可以被用来确定两种估计中哪一种用于发动机控制。以此方式，更准确的燃料乙醇含量估计可以利用排气氧传感器来估计，由此基于燃料乙醇含量估计而增加发动机控制(诸如燃料喷射)的准确性。
[0045]图1-2的系统提供了一种系统，其包含:排气通道，其包括排气氧传感器；以及控制器，其包括计算机可读指令，所述计算机可读指令用于:基于在燃料再加注事件后利用排气氧传感器估计的空燃比来估计第一燃料乙醇含量估计;基于当发动机正在供给燃料并且发动机温度大于阈值时在将更低的第一电压和更高的第二电压施加到排气氧传感器后由排气氧传感器输出的栗送电流的改变而估计第二燃料乙醇含量估计；以及基于第一燃料乙醇含量估计和第二燃料乙醇含量估计中的一个调整发动机运转参数，其中第一或第二燃料乙醇含量估计的选择基于相对于阈值误差的第一与第二燃料乙醇含量估计之间的差。所述计算机可读指令进一步包括，当第一与第二燃料乙醇含量估计之间的差小于阈值误差时，基于第一燃料乙醇含量估计而非第二燃料乙醇含量估计而调整发动机运转参数，并且当第一与第二燃料乙醇含量估计之间的差大于阈值误差时，基于第二燃料乙醇含量估计而非第一燃料乙醇含量估计来调整发动机运转参数。
[0046]转向图3A-B，示出了用于基于在发动机中燃烧的燃料的醇含量(在本文中被称为燃料乙醇含量或EtOH估计)的两种不同的估计之间的误差来调整发动机运转的方法300。如上所述，排气氧传感器(诸如在图1中示出的排气传感器126和在图2中示出的传感器200)可以是可在更低的基本电压下和在更高的目标电压下运转的可变电压(VVs)传感器。如在上面描述的，排气氧传感器可以作为常规的空气-燃料传感器运转，其中传感器的参考电压被维持在水和二氧化碳分子在传感器处不被分解的更低的基本电压(例如，大约450mV)(在本文中被称为非VVs运转)。第一燃料乙醇含量可以基于根据排气氧传感器在非VVs运转期间的输出估计的排气空燃比来确定。然后，在选择的状况下，排气氧传感器的参考电压可以从更低的基本电压(例如，第一电压)被增加至水分子和/或二氧化碳分子被分解的更高的目标电压(例如，第二电压)。在一个示例中，第二电压可以在大约900-1 10mV的范围内。第二燃料乙醇含量然后可以基于由排气氧传感器在VVs模式运转期间在第一电压与第二电压之间输出的栗送电流的改变来确定。第一与第二燃料乙醇含量估计之间的差然后可以被用来确定两种估计中的哪一种应当被用于发动机控制。执行方法300(和在下面参照图4-10描述的其他方法)的指令可以被存储在控制器(例如，在图1中示出的控制器12)的存储器中。因此，方法300可以通过控制器来执行。
[0047]方法300在302处以估计和/或测量发动机工况开始。发动机工况可以包括发动机转速和/或负荷、发动机温度、排气空燃比、环境湿度、环境温度、质量空气流速、排气再循环(EGR)流量等。在304处，该方法包括，确定自之前的燃料乙醇含量估计起(或自方法300的上一次运行起)是否已经发生燃料再加注事件。不同的地理区域和燃料制造商可以使用不同的乙醇燃料混合物。当不同的乙醇燃料混合物被用来给发动机再次加注燃料时，燃料乙醇浓度的改变会发生。因此，在每次燃料再加注事件之后，新的燃料乙醇含量估计会被需要，以便准确地调整发动机运转(例如，燃料喷射量)。燃料再加注可以基于被设置在车辆的燃料箱内的燃料水平传感器来确定。如果在304处未检测到燃料再加注事件，那么该方法继续到306，以继续使排气氧传感器在非VVs模式下(作为空气-燃料传感器)运转，并不执行燃料乙醇(EtOH)获悉。
[0048]可替代地，如果在304处控制器确定自上一次估计起发生了燃料再加注事件，该方法继续到308，以使排气氧传感器在第一参考电压Vl (例如，基本电压)下运转并确定排气空燃比。例如，排气空燃比可以基于由排气氧传感器输出的栗送电流。继续到310，该方法包括，基于经确定的排气空燃比确定第一燃料乙醇含量估计(EtOH)。燃料乙醇含量可以是燃料中的乙醇(或其他醇)的百分比或分数。第一燃料乙醇含量估计可以是基于排气氧传感器的输出确定的空燃比的函数。例如，该函数可以是空燃比(或空燃比自化学计量比的改变)与存储在控制器的存储器中的燃料乙醇含量之间的预先确定的关系。在310处，该方法可以包括，用新确定的第一燃料乙醇含量更新之前存储的第一燃料乙醇含量估计。例如，在310处，该方法可以包括，更新被存储在控制器的存储器中的第一燃料乙醇含量估计。控制器可以将更新的第一燃料乙醇含量估计用于调整燃料喷射，如在下面进一步描述的。
[0049]在312处，该方法包括，确定发动机温度是否大于阈值温度。在一个示例中，阈值温度可以基于排气氧传感器可以在VVs模式下有效运转的温度。以此方式，与更冷的发动机温度相关的一些排气氧传感器系统噪声因素可以被减少。例如，在发动机冷启动状况期间，发动机温度可以在阈值温度之下，并且使排气氧传感器在高于基准参考电压下运转可能是不可能的，或可能给出不准确的栗送电流输出。然而，相对于在VVs运转期间利用排气氧传感器的燃料乙醇估计，在非VVs运转期间利用排气氧传感器基于空燃比的燃料乙醇估计可以具有增加的准确性。因此，如果在312处发动机温度不大于阈值温度，那么该方法进行到314，以继续使排气氧传感器在第一电压下运转，并且等待直至发动机温度增加至使传感器在VVs模式下运转。在另一实施例中，312的方法可以与步骤304-310处的方法同时发生。因此，一旦发动机温度在阈值温度之上，VVs氧传感器就可以在VVs模式下运转，并且一旦选择的状况(如在下面进一步描述的)被满足，控制器就可以请求经由VVs氧传感器的乙醇检查。因此，控制器可以不等待要在经由排气氧传感器确定燃料乙醇含量之前确定的AFR燃料乙醇估计。因此，两种燃料乙醇获悉方法(经由AFR和经由排气氧传感器)可以相对同时发生，或一个可以在另一个之前发生。
[0050]可替代地，如果在312处发动机温度大于阈值，那么该方法继续到316，以请求VVs模式燃料乙醇含量估计。例如，在316处，该方法可以包括，在控制器中设定诊断标志，以起动排气氧传感器的VVs运转，并且一旦选择的状况被满足就在VVs运转期间估计燃料乙醇含量。因此，该方法继续到318，以确定发动机是否正在燃料供给状况下运转。例如，如果燃料正被喷射到一个或更多个发动机汽缸内，那么发动机可以正在燃料供给状况下运转。如果发动机当前未正在供给燃料(例如，将燃料喷射到发动机汽缸内)，那么该方法进行到320，以不执行燃料乙醇检测并且维持排气氧传感器的非VVs运转(例如，将传感器的参考电压维持在更低的第一电压)。然而，如果发动机正在供给燃料，那么该方法改为继续到322，以使排气氧传感器在VVs模式下运转，并基于由传感器在第一与第二参考电压之间输出的栗送电流的改变和各种修正因数确定第二燃料乙醇含量估计。例如，当选择的状况被满足时，除了发动机正在被供给燃料外，氧传感器可以将其参考电压从更低的第一电压增加至水分子和/或二氧化碳在传感器处被分解时的更高的第二电压。两种电压之间的栗送电流的改变可以表示排气的水含量。该水含量值然后可以针对环境湿度、压力和/或空燃比进行修正。最后，第二燃料乙醇含量估计可以基于经修正的水含量估计来确定。关于322处的方法的进一步的细节在图4处呈现，在下面进一步讨论。
[0051]在确定第一和第二燃料乙醇估计两者之后，该方法继续到324，以确定第一与第二燃料乙醇估计之间的误差。例如，在324处，该方法可以包括，确定第一燃料乙醇估计与第二燃料乙醇估计之间的差，所述第一燃料乙醇估计基于在排气氧传感器的非VVs运转期间确定的空燃比来确定，所述第二燃料乙醇估计基于在VVs运转期间当传感器的参考电压在第一与第二电压之间被调节时由排气氧传感器输出的栗送电流的改变来确定。该方法然后继续到326，以确定第一与第二燃料乙醇含量估计之间的误差(例如，差)是否大于阈值误差(例如，阈值差)。如果第一与第二燃料乙醇含量估计之间的误差不大于阈值，那么该方法继续到328，以基于第一燃料乙醇含量估计调整发动机运转。在一个示例中，调整发动机运转可以包括，基于第一燃料乙醇含量估计到发动机汽缸内的燃料喷射量。用于基于选择的燃料乙醇含量估计调整发动机运转的方法在图10处示出，在下面进一步描述。另外，在一个示例中，在328处，该方法可以包括，继续基于第一燃料乙醇含量估计调整发动机运转，直至下一次燃料再加注事件。因此，使排气氧传感器在VVs模式下运转花费的时间量可以被减少，由此增加传感器的寿命(通过降低传感器劣化)。
[0052]否则，如果第一与第二燃料乙醇含量估计之间的误差大于阈值，那么该方法继续到330，以使排气氧传感器在VVs模式下运转，并且重复第二燃料乙醇含量估计。例如，在330处，该方法可以包括，将传感器参考电压从第一电压增加至第二电压，并基于第一与第二电压之间的栗送电流的改变重复第二燃料乙醇含量估计。因此，方法330可以包括重复如上所述的步骤322。在332处，控制器确定原始的第一燃料乙醇含量估计与新的重复的第二燃料乙醇含量估计之间的误差。如果在334处误差不大于阈值误差，则该方法进行到328，以基于第一燃料乙醇含量估计而非第二燃料乙醇含量估计而调整发动机运转(例如，发动机燃料供给)。例如，在328处，该方法可以包括，仅基于第一燃料乙醇含量调整发动机燃料供给。
[0053]可替代地，如果原始的第一燃料乙醇含量估计与新的重复的第二燃料乙醇含量估计之间的误差仍然大于阈值误差，那么该方法继续到336，以基于第二燃料乙醇含量估计而非第一燃料乙醇含量估计调整发动机运转。例如，控制器可以仅基于第二燃料乙醇含量估计调整发动机燃料供给，因为第二估计可以相对于第一燃料乙醇估计具有增加的准确性。以此方式，被喷射到发动机内的燃料量可以被更准确地确定，并且因而产生的发动机控制可以被改善。
[0054]继续图4，示出了图示用于排气氧传感器(诸如在图2中示出的UEGO 200)的估计程序400的流程图。具体地，基于在选择的发动机燃料供给状况期间应用于传感器的栗送单元的电压并且进一步基于如在下面参照图5-9描述的那样计算的多个修正因数，程序400确定被喷射到发动机的燃料中的醇量(例如，燃料乙醇含量估计)。
[0055]在程序400的410处，发动机工况被确定。发动机工况可以包括但不限于例如空燃比、进入燃烧室的EGR量和燃料供给状况。
[0056]一旦发动机工况被确定，程序400就继续到412，其中确定发动机是否在非燃料供给状况下。非燃料供给状况包括车辆减速状况和燃料供应被中断但是发动机继续旋转并且至少一个进气门和一个排气门正在运转的发动机工况；因此，空气正流过一个或更多个汽缸，但是燃料不被喷射到汽缸中。在非燃料供给状况下，不进行燃烧，并且环境空气可以从进气道通过汽缸移动到排气道。以此方式，传感器(诸如UEGO传感器(例如排气氧传感器))可以接收环境空气，对该环境空气可以进行测量(诸如环境湿度检测)。
[0057]如所提及的，非燃料供给状况可以包括例如减速燃料切断(DFSO)AFSO响应于操作者踏板(例如，响应于驾驶员松加速器踏板并且其中车辆加速大于阈值量)JSFO状况可以在行驶周期期间反复地发生，并且因此，可以在整个行驶周期期间(诸如在每个DFSO事件期间)产生环境湿度的很多指示。因此，尽管在行驶周期之间或甚至在相同的行驶周期期间存在湿度的波动，仍可以基于排气中的水量准确地识别燃料类型。
[0058]继续图4，如果确定发动机在非燃料供给状况(诸如DFS0)下，那么程序400继续到418，以利用图5-6的方法来确定环境湿度，如在下面进一步描述的。可替代地，如果确定发动机不在非燃料供给状况下，那么图4的程序400移动到420，其中确定基于传感器的反馈空燃比控制或通过传感器的醇检测是否被期望或要被执行。所述选择可以基于工况(诸如自醇的上一次确定起的持续时间)或闭环空燃比控制是否被启用。例如，如果反馈空燃比控制被禁用，那么程序可以继续确定醇含量，然而如果反馈空燃比被命令或被启用，那么程序可以继续执行这种反馈空燃比控制(而不确定醇含量)。例如，如果在方法300的步骤316处存在对VVs燃料乙醇含量检测的请求，那么醇检测可以优于空燃比反馈控制而被选择。如果确定反馈控制被期望，那么程序400移动到436，并且传感器作为氧(例如，O2)传感器在非VVs模式下(例如，在更低的基本电压下)运转以确定排气的氧浓度和/或空燃比，并且程序结束。
[0059]如果醇检测被期望，那么程序400进行到421，其中确定曲轴箱强制通风装置(PCV)是否处于期望的水平。在一个示例中，PCV水平可以基于发动机转速和/或涡轮增压器运转(例如，升压的与非升压的运转)。例如，如果发动机转速高，那么可以估计可存在增加的PCV气流。其他示例状况包括增加的歧管真空、增加的曲轴箱压力、高环境状况、其组合等。如果发动机转速相对低，PCV水平可以进一步基于涡轮增压器是否开启和发动机是否被升压。如果发动机在非升压的状况下，PCV流可以被增加。另一方面，如果发动机被升压，那么来自PCV阀的流可以足够低。如果在421处确定PCV的量在期望水平之上(例如，PCV流为高)，那么程序400移动到436，并且传感器作为氧传感器(在非VVs模式下)运转以确定例如用于空燃比控制的排气的氧气浓度，并且程序结束。
[0060]另一方面，如果PCV处于期望的水平(例如，PCV流为低)，那么程序400继续到422，其中确定排气再循环(EGR)阀是否打开。如果确定EGR阀打开，那么程序400移动到423，并且EGR阀关闭。一旦在423处EGR阀关闭或如果在422处确定EGR阀关闭，并且因此进入燃烧室的EGR量基本为零，那么程序400进行到424，其中确定燃料蒸汽净化阀是否打开。
[0061]如果确定燃料蒸汽净化阀打开，那么程序400移动到425，并且燃料蒸汽净化阀关闭。被存储在燃料蒸汽罐中的燃料蒸汽可以具有与当前在燃料箱中的燃料不同的醇含量。因此，进入燃烧室的燃料蒸汽会影响通过排气氧传感器(例如，UEG0)检测的醇量，导致不准确的估计。
[0062]一旦在425处燃料蒸汽净化阀关闭或如果在424处确定燃料蒸汽净化阀关闭，那么程序400继续到426，其中第一栗送电压(Vl)(例如，在本文中也被称为参考电压)被施加到排气传感器，并且第一栗送电流(Ipl)被接收。第一栗送电压可以从氧栗送单元中栗送氧气，但可以具有足够低的值以便不在栗送单元中分解水(例如，H2O)分子(例如，Vl =大约450mV)。在一些不例中，在426处应用于传感器的第一栗送电压可以与在非VVs模式运转期间应用于传感器的第一栗送电压相同。当第一电压应用于栗送单元时，第一栗送电流(Ipl)被产生。在该示例中，因为燃料被喷射到发动机并且燃烧被执行，所以第一栗送电流可以表示排气中的氧气量。
[0063]在程序400的428处，第二栗送电压(V2)(例如，在本文中也被称为第二参考电压)应用于排气传感器的栗送单元，并且第二栗送电流(Ip2)被接收。第二栗送电压可以大于第一栗送电压，并且第二电压可以高到足以分解含氧化合物(诸如水分子)。氧栗送单元两端的第二栗送电压的施加产生第二栗送电流(Ip2)。第二栗送电流可以表示采样气体中的氧气和水的量(例如，已经存在于采样气体中的氧气加上来自当第二栗送电压被施加时被分解的水分子的氧气)。
[0064]在430处，第一栗送电流和第二栗送电流利用获悉的空燃比修正因数来修正。例如，获悉的空燃比修正可以在下面参照图7描述的程序700的720处被确定。而且，在430处，第一栗送电流和第二栗送电流可以针对压力和水蒸汽环境进行修正，如在下面参照图8-9描述的程序800和900中确定的。
[0065]继续到431，程序包括，基于环境湿度修正两种电压之间的栗送电流的改变(例如，第一与第二栗送电流之间的差)。例如，环境湿度可以从表示排气中的总水量(包括湿度)的栗送电流的改变中被减去。在一个示例中，环境湿度可以基于排气氧传感器在非燃料供给状况期间的输出来确定。在另一示例中，环境湿度可以利用替代方法基于发动机工况来确定。在431处，该方法可以包括，瞬间确定环境湿度或查询控制器的存储器中的最近的环境湿度估计。用于确定环境湿度的方法在下面参照图5-6进一步描述。
[0066]一旦第一和第二栗送电流被产生并且基于各种获悉的修正因数被修正，采样气体中的水量可以在图4中的程序400的432处被确定。例如，第一栗送电流可以从第二栗送电流中被减去，并且然后基于空燃比修正因数、压力修正因数和/或环境湿度被修正以确定对应于水量的值。
[0067]最后，燃料中的醇量(例如，在本文中被称为燃料乙醇含量)可以在434处被识别。例如，排气中的水量可以与被喷射到发动机的燃料中的醇量(例如，乙醇的百分比)成比例。在一些实施例中，从传感器接收通信的控制系统的计算机可读存储介质可以包括用于识别醇量的指令。例如，燃烧后的水(例如，排气中的水的百分比)与燃料中的乙醇的百分比之间的关系可以例如以查询表的形式被存储在计算机可读存储介质上。当燃料中的乙醇量增加时，排气中的水量增加。
[0068]因此，基于通过在发动机燃料供给状况期间顺序地施加到排气传感器的氧栗送单元的两种不同电压产生的排气氧传感器输出(例如，栗送电流)和在上面描述的各种修正因数，排气中的水量可以被确定。以此方式，燃料中的醇量(例如，乙醇的百分比)的准确指示可以被识别。在434处确定的燃料中的醇量可以是在上面描述的方法300的322处使用的第二燃料乙醇含量估计。
[0069]现在转向图5，示出了用于利用VVs排气氧传感器(诸如在图1中示出的排气氧传感器126和在图2中示出的传感器200)估计环境湿度的方法500。该方法在502处以确定是否是环境湿度估计的时刻开始。在一个示例中，方法500可以从如在上面描述的方法400的418继续。因此，如果发动机正在非燃料供给状况下运转，那么该方法可以继续到504。在另一示例中，方法500可以在某持续时间之后(诸如在发动机运转周期、多个发动机汽缸、车辆行进的持续时间之后)或在车辆行进某距离之后被执行。在另一示例中，方法500可以在发动机起动后被执行。如果不是环境湿度估计的时刻，那么该方法继续到503，从而不估计环境湿度，并且该方法结束。如果环境湿度测量是来自另一控制程序的请求，那么控制器可以查询之前存储的环境湿度估计。
[0070]在504处，该方法包括，确定是否存在即将到来的变速器换挡。即将到来的变速器换挡可以基于换挡请求标志是否已经被设定、一个或多个操作者踏板的监测和/或车辆加速度中的一个或多个来预测。在非燃料供给状况(例如，减速燃料切断)后的变速器换挡期间，利用排气氧传感器的湿度检测会由于在变速器换挡期间降低负荷的需要而不可行(并且利用排气氧传感器的湿度检测可以包括打开节气门以降低PCV噪声)。因此，如果在504处预测到变速器换挡，那么该方法继续到506，以利用如在图6示出的替代方法来确定环境湿度。
[0071]从506继续到图6，方法600在602处以确定环境湿度传感器是否可用开始。例如，在一个实施例中，发动机可以包括湿度传感器(诸如在图1中示出的湿度传感器121)，用于直接测量环境湿度(例如，测量进入的进气的湿度)。如果环境湿度传感器存在并且可用，那么该方法继续到604，以利用湿度传感器来测量环境湿度。在606处，该方法包括，基于湿度测量和用于图4中的燃料醇确定的排气氧传感器的当前电压设定点确定用于氧传感器的等效栗送电流Ip。例如，湿度传感器的输出可以被用作到存储在控制器的存储器中的查询表的输入。查询表可以使湿度测量值(例如，来自湿度传感器的原始的湿度测量值)和氧传感器电压与栗送电流相关。在一个示例中，因而产生的栗送电流可以被用作用于图4中的燃料乙醇确定的水估计的湿度修正。该方法然后可以继续到608，以基于可用的可变电压湿度估计改进在606处确定的湿度修正，如在下面继续参照图5进一步描述的。例如，在当未预期到变速器换挡时的非燃料供给状况期间利用可变电压排气氧传感器的湿度估计可以被存储在控制器的存储器中，并且被用来进一步改进湿度修正。在可替代的实施例中，方法600可以直接从606进行到610。
[0072]在610处，该方法包括，基于确定的湿度修正而在方法400的431处修正用于燃料醇确定的排气水估计。例如，在610处，该方法可以被包括作为方法400的步骤431的一部分。因此，在610处，该方法可以包括，从方法400中的栗送电流测量的改变减去在606处确定(或在608处改进)的等效栗送电流。以此方式，环境湿度可以在确定燃料中的乙醇的百分比之前从排气中的总水量的估计中被减去。
[0073]返回到602，如果环境湿度传感器不可用(例如，发动机不包括专用的环境湿度传感器)，那么该方法继续到612，以基于环境空气温度估计环境湿度。例如，环境湿度可以基于环境空气温度和利用50%相对湿度的假设估计的饱和蒸汽压力来估计。类似于606处的方法，在614处，等效栗送电流可以基于湿度估计来确定。该方法然后继续到如在上面描述的608。基于环境空气温度估计环境湿度可以不像利用专用的湿度传感器或可变电压排气氧传感器一样准确。因此，当可能时，控制器可以基于VVs排气氧传感器的输出优先确定湿度，如在下面进一步描述的。
[0074]返回到图5，如果在504处未预测到即将到来的变速器换挡，那么该方法继续到508，以打开进气节气门(例如，在图1中示出的节气门62)，从而进一步降低流经排气氧传感器(例如，在图1中示出的排气氧传感器126和/或在图2中示出的传感器200)的碳氢化合物的量。例如，打开节气门可以降低从PCV经过排气道的碳氢化合物的量。更具体地，如果在发动机非燃料供给状况期间进气节气门关闭，那么能够吸入曲轴箱强制通风(PCV)碳氢化合物的大的进气歧管真空被产生。因此，即使在DFSO期间PCV端口关闭，真空也可以足够强以通过活塞环吸入PCV碳氢化合物。由于PCV气体经过活塞环和阀的泄漏，被吸入的PCV流会在老化的发动机中加剧。吸入的碳氢化合物会影响排气氧传感器的输出，并且能够混淆湿度测量。具体地，碳氢化合物影响导致过高估计环境湿度的传感器输出。
[0075]在510处，该方法包括，确定排气氧传感器是否应当在可变电压(VVs)模式下运转。如上所述，VVs模式包括，将氧传感器的参考电压(在本文中也被称为栗送电压)从更低的基本电压(例如，大约450mV)调整到水分子在传感器处被分解的更高的目标电压。在一些示例中，在VVs模式下运转可以包括，在基本电压(例如，第一电压)与目标电压(例如，第二电压)之间连续调节参考电压。在一些示例中，使氧传感器在VVs模式下并且尤其是在更高的第二电压下连续运转会使传感器随时间劣化。因此，有利的是减少传感器在VVs模式下运转花费的时间量。在一个示例中，如果自之前的VVs运转周期起已经逝去某持续时间，那么传感器仅可以在VVs模式下运转。在另一示例中，如果用于一段发动机使用的VVs模式运转的总持续时间在上限阈值水平之下，那么传感器仅可以在VVs模式下运转。在又一示例中，基于自之前的测量起的持续时间(例如，逝去的时间量)，传感器可以在VVs模式下运转。如果自测量起已经逝去总阈值时间，那么传感器也可以被关闭。在另一实施例中，如果气体成分和第二电压在降低劣化的某些阈值范围内，那么使氧传感器在更高的第二电压下连续运转不会使传感器劣化。在该实施例中，如果气体成分和传感器的第二电压被维持在其阈值范围内，那么传感器可以缺省为在VVs模式下运转，并且该方法可以继续到512。
[0076]如果控制器确定能够使排气氧传感器在VVs模式下运转，那么该方法继续到512，以在第一电压(Vl)与第二电压(V2)之间调节排气氧传感器的参考电压。例如，在512处，该方法包括，第一，在514处，将第一电压(Vl)施加到排气传感器的氧栗送单元，并接收第一栗送电流(Ipl)。第一参考电压可以具有这样的值(例如，Vl =大约450mV)，该值使得氧气从所述单元中栗送，但是足够低以至于不分解含氧化合物(诸如H20(例如，水))。第一电压的施加产生第一栗送电流(Ipl)形式的表不米样气体中的氧气量的传感器输出。在该不例中，因为发动机在非燃料供给状况下，氧气量可以对应于车辆周围的新鲜空气中的氧气量。在512处，该方法进一步包括，在516处，将第二电压(V2)施加到传感器的氧栗送单元，并接收第二栗送电流(Ip2)。第二电压可以大于施加到传感器的第一电压。具体地，第二电压可以具有高到足以分解期望的含氧化合物的值。例如，第二电压可以高到足以将H2O分子分解为氢气和氧气(例如，V2 =大约1.1V)。第二电压的施加产生表示采样气体中的氧气和水的量的第二栗送电流(12)。应理解，在本文中使用的“氧气和水的量”中的术语“7K”指的是来自采样气体中的被分解的H2O分子的氧气量。在一些不例中，第一栗送电流和第二栗送电流可以利用获悉的空燃比修正因数来修正。例如，获悉的空燃比修正可以在下面参照图7描述的程序700的720处被确定。
[0077]环境湿度(例如，车辆周围的新鲜空气的绝对湿度)可以在程序500的518处基于第一栗送电流和第二栗送电流(或经修正的第一和第二栗送电流)来确定。例如，第一栗送电流可以从第二栗送电流中被减去，以获得表示来自采样气体中的被分解的水分子(例如，水量)的氧气量的栗送电流的改变。该值可以与环境湿度成比例。环境湿度值可以被用来在方法400的431处修正水估计，和/或可以被存储在控制器的存储器中。在其他示例中，发动机运转可以基于确定的环境湿度来调整。
[0078]返回到510，如果使排气氧传感器在VVs模式下运转不被期望，那么该方法可以改为包括基于排气氧传感器在第一电压下的输出和干燥空气栗送电流值来确定环境湿度。具体地，在520处，该方法包括，确定干燥空气栗送电流。用于确定排气氧传感器的干燥空气栗送电流的方法在图8处呈现，在下面进一步详细地描述。该方法可以包括，使排气氧传感器在第一更低的电压下运转以获得表示潮湿空气氧气读数的第一输出。传感器然后可以在第二更高的电压下运转以获得表示空气中的所有湿度都已经在氧传感器处被分解的潮湿空气氧气读数的第二输出。第一更低的电压与第二更高的电压之间的中间电压可以产生表示其中发生湿气的部分分解的干燥空气氧气读数的氧传感器输出。干燥空气氧气读数然后可以通过第一输出与第二输出之比来估计。以此方式，干燥空气氧气读数可以通过使氧传感器在VVs模式下运转来确定。在520处，控制器可以查询干燥空气栗送电流的最近存储的值(通过程序800被确定)，以在520处使用。
[0079]该方法继续到522，以将第一更低的参考电压(例如，基本电压VI)施加到排气氧传感器，并且栗送电流(IpB)被接收。因此，在522处，该方法包括，不使氧传感器在VVs模式下运转，并且改为将传感器的参考电压维持在降低氧传感器劣化的更低的基本水平。换言之，在522处，该方法包括，不在更低的第一电压与更高的第二电压之间调节氧传感器的参考电压。因而产生的栗送电流可以表示采样气体中的氧气量。
[0080]程序然后继续到524，以基于IpB(在522处在非VVs传感器运转期间确定的栗送电流)和在程序800期间被确定(并且在520处被查询)的干燥空气栗送电流来确定环境湿度。由于环境湿度的稀释效应引发的氧气减少的量然后可以基于干燥空气栗送电流与在522处确定的栗送电流IpB之间的差来确定。通过乘以转换因数，该差然后可以从栗送电流被转换为湿度百分比。以此方式，通过比较在非VVs模式下在基本参考电压下运转的氧传感器的输出与存储的干燥空气栗送电流值，环境湿度可以通过使氧传感器在VVs模式下连续运转来确定。在524处确定的环境湿度值然后可以被用来在方法400的431处修正水估计和/或可以被存储在控制器的存储器中。在其他示例中，发动机运转可以基于确定的环境湿度来调整。
[0081]现在转向图7，示出了图示用于获悉空燃比修正因数的程序700的流程图。具体地，程序700获悉在发动机燃料供给状况下的预期的空燃比与实际的空燃比之间的误差。例如，预期的空燃比可以基于运转参数来确定，而实际的空燃比基于排气传感器(诸如在上面参照图2描述的通用排气氧传感器200)的输出来确定。在程序700期间获悉的空燃比修正可以在程序400中的430处被用来修正排气氧传感器的栗送电流输出，如在上面参照图4描述的。
[0082]在710处，发动机工况被确定。发动机工况可以包括但不限于空燃比、进入燃烧室的EGR量和燃料供给状况。
[0083]一旦工况被确定，程序700即继续到712，其中预期的空燃比以开环的方式进行计算。例如，预期的空燃比可以基于运转参数(诸如燃料喷射和空气流量)来计算。
[0084]在714处，确定发动机是否在燃料供给状况下。例如，如果燃料正在被输送到发动机的至少一个汽缸用于燃烧，那么可以确定发动机在燃料供给状况下。如果确定发动机不在燃料供给状况下(例如，发动机在非燃料供给状况下)，那么程序结束。
[0085]另一方面，如果确定发动机在燃料供给状况下，那么程序进入到716，并且第一栗送电压(Vl)施加到排气传感器的氧栗送单元。第一电压的施加产生第一栗送电流形式的表示采样气体中的氧气量的传感器输出。在该示例中，因为燃料被喷射到发动机并且燃烧被执行，所以第一栗送电流可以表示排气中的氧气量。因此，在718处，实际的空燃比基于传感器输出(例如，响应于第一栗送电压的施加)来确定。
[0086]一旦实际的空燃比被确定，则在720处基于预期的空燃比(在712处被确定)与实际的空燃比(在718处被确定)之间的差获悉修正因数。
[0087]以此方式，空燃比修正因数可以被确定。因此，排气水含量和燃料醇含量的估计可以如在上面参照图4详细地描述的那样被准确地确定，而无需将空燃比准确地控制为目标值。
[0088]现在转向图8，示出了图示用于利用氧传感器(诸如在上面参照图2描述的氧传感器200)来确定干燥空气氧读数的程序800的流程图。具体地，程序800确定基于在选择的发动机工况期间施加到氧传感器的栗送单元的不同电压(例如，参考电压)确定干燥空气氧气读数。因而产生的干燥空气氧气读数然后可以连同在额外的选择工况期间的随后的氧传感器输出一起被用来估计环境湿度，如在上面参照图5描述的。
[0089]在程序800的810处，发动机工况被确定。发动机工况可以包括但不限于例如空燃比、进入燃烧室的EGR量和燃料供给状况。
[0090]一旦发动机工况被确定，则程序800就继续到812，其中确定选择的状况是否被满足。例如，选择的状况可以包括发动机非燃料供给状况。非燃料供给状况包括车辆减速状况和燃料供应被中断但是发动机继续旋转并且至少一个进气门和一个排气门正在运转的发动机工况；因此，空气正流过一个或多个汽缸，但是燃料不被喷射到汽缸中。在非燃料供给状况下，不进行燃烧，并且环境空气可以从进气道通过汽缸移动到排气道。以此方式，传感器(诸如排气氧传感器)可以接收对其可以进行测量(诸如环境湿度检测)的环境空气。
[0091]如所提及的，非燃料供给状况可以包括例如减速燃料切断(DFSO)JFSO响应于操作者踏板(例如，响应于驾驶员松加速器踏板，并且其中车辆减速大于阈值量或在没有操作者踏板作用的情况下的持续时间)JSFO状况可以在行驶周期期间反复地发生，并且因此，可以在整个行驶周期期间(诸如在每个DFSO事件期间)产生环境湿度的若干指示。因此，尽管在行驶周期之间或甚至在相同的行驶周期期间存在湿度的波动，但仍可以基于排气中的水量准确地识别燃料类型。
[0092]另外，在812处，选择的状况可以额外地包括在发动机起动或发动机运转的持续时间(例如，行进英里数、时间量、或发动机循环的次数)之后。例如，在812处，选择的状况可以包括在发动机非燃料供给状况期间(例如，当燃料供给如上所述地被禁用时)在发动机起动之后(或在发动机运转的持续时间之后)。以此方式，如在下面进一步描述地，获悉干燥空气氧气读数仅可以在每次发动机起动之后或在当经过氧传感器的碳氢化合物的流动减少时的发动机运转的持续时间之后周期性地发生。以此方式，更准确的传感器读数可以被获得，同时减少使氧传感器在VVs模式下运转的时间量。
[0093]继续图8，如果确定选择的工况不被满足，那么程序800继续到813，以继续当前的氧传感器运转(在当前栗送电压下，诸如在基本或更低的第一参考电压下)并基于之前确定的干燥空气栗送电流(例如，干燥空气氧气读数)确定环境湿度。因此，在图5中的524处，该方法可以包括，利用来自之前的干燥空气氧气读数获悉程序的之前存储的干燥空气氧气读数来确定环境湿度。例如，在确定干燥空气氧气读数的程序800的每次执行之后，因而产生的干燥空气氧气读数(例如，栗送电流)值可以被存储在控制器的存储器中。然后，在图5的程序期间，最近存储的干燥空气栗送电流可以在控制器的存储器中被查询，并且被用来确定环境湿度。在813处，该方法可以包括，不使氧传感器在VVs模式下运转，并且改为继续使氧传感器在更低的第一参考电压(在本文中也被称为基本参考电压)下运转。使氧传感器在基本参考电压下运转可以导致比当使氧传感器在更高的第二参考电压下运转时更少的传感器劣化。
[0094]相反在812处，如果确定选择的工况被满足，程序800继续到814，其中第一栗送电压(Vl)(例如，第一参考电压)被施加到氧传感器的氧栗送单元，并且第一栗送电流(Ipl)被接收。第一栗送电压可以具有这样的值(例如，Vl =大约450mV)，该值使得氧气从所述单元中栗送，但是足够低以至于不分解含氧化合物，诸如H20(例如，水)。例如，在第一栗送电压下，氧传感器可以不分解任何水分子。第一电压的施加产生第一栗送电流(Ipl)形式的表示采样气体中的氧气量的传感器输出。在该示例中，因为发动机在选择的状况(诸如非燃料供给状况)下，氧气量可以对应于车辆周围的新鲜空气中的氧气量或潮湿空气氧气读数。
[0095]一旦氧气量被确定，程序800就进行到816，其中第二栗送电压(V2)(例如，参考电压)被施加到氧传感器的氧栗送单元，并接收第二栗送电流(Ip2)。第二电压可以大于施加到传感器的第一电压。具体地，第二电压可以具有足够高以分解期望的含氧化合物的值。例如，第二电压可以足够高以将所有H2O分子分解为氢气和氧气(例如，V2 =大约1.1V)。第二电压的施加产生表不米样气体中的氧气和水的量的第二栗送电流(12)。应理解，在本文中使用的“氧气和水的量”中的术语“水”指的是来自采样气体中的被分解的H2O分子的氧气量。
[0096]在一个具体示例中，第二电压(例如，第二参考电压)可以是1080mV，在1080mV下空气中的水被全部(例如，完全)分解(例如，空气中的100 %的水在1080mV下被分解)。该第二电压可以大于第三中间电压，其中空气中的水被部分地分解(例如，空气中的大约40 %的水被分解)。在一个示例中，第三中间电压可以是大约920mV。在另一示例中，第三中间电压可以是大约950mV。作为一示例，在920mV下的传感器输出可以对应于在湿度状况的范围内的干燥空气读数。在1.1V下的传感器输出可以对应于空气中的所有水都已经在传感器处被分解的潮湿空气读数，而在450mV下的传感器输出可以对应于空气中已经没有水被分解的潮湿空气读数。因此，干燥空气氧气读数可以通过当氧传感器在450mV与1.1V下运转时氧传感器输出之比来获得。在替代实施例中，干燥空气氧气读数可以通过当氧传感器在水不被分解(例如，甚至不被部分地分解)的在.92V之下的电压与水被全部分解(例如，被100%分解)的在.92V之上的电压下运转时的氧传感器输出之比来获得。
[0097]在818处，干燥空气氧气读数和相关的修正因数基于第一栗送电流和第二栗送电流来确定。例如，如上所述，通过使传感器在450mV(或没有水在传感器处被分解的类似电压)下运转，可以获得更低的栗送电流和氧气读数，而通过使传感器在1SOmV(或所有水在传感器处都被分解的类似电压)运转，可以获得更高的栗送电流和氧气读数。表示干燥空气氧气读数的干燥空气栗送电流然后可以根据更低的第一栗送电流与更高的第二栗送电流之比来估计。例如，40%的更高的第二栗送电流与60%的更低的第一栗送电流之和可以基本上等于干燥空气栗送电流和氧气读数。在替代示例中，可以将不同百分比的更高的和更低的栗送电流相加在一起，以确定干燥空气栗送电流。例如，如果更高的或更低的电压分别不同于450mV和1080mV，那么用来确定更高的与更低的栗送电流之比的对应百分比可以成比例地不同。
[0098]基于更高的和更低的栗送电流(例如，对应于更高的和更低的电压的更高的和更低的氧传感器输出)之比估计的干燥空气氧气读数然后在820处可以被用来如在上面参照图5描述地确定环境湿度估计。例如，该方法在820处可以包括，将确定的干燥空气氧气读数(例如，作为干燥空气栗送电流值)存储在控制器的存储器中。然后，在图5的程序期间(例如，在步骤520-524处)，控制器可以查询最近存储的干燥空气氧气读数，并将其与在选择的发动机工况下的另一个氧传感器输出进行比较以确定环境湿度估计。另外，在820处，该方法可以包括，在控制器的存储器中用新的干燥空气氧气读数更新之前存储的干燥空气氧气读数。例如，存储的干燥空气氧气读数可以在每次发动机起动之后被更新。
[0099]转向图9，示出了用于确定用于排气氧传感器输出的压力修正因数的方法900。氧传感器可以具有可影响感测元件的扩散特性的压力依赖性，由此导致传感器的输出栗送电流(Ip)的增益误差。这可以是可变电压(VVs)测量的显著噪声因素，并且当在非VVs模式下运转时还会影响空气-燃料控制器。因此，燃料经济性、排放物和驾驶性能都会被劣化。此夕卜，这会导致如在上面参照图4描述地被用来确定燃料中的醇量的排气水含量估计的降低的准确性。如上面介绍的，排气氧传感器的栗送电流输出可以基于各种修正因数(包括压力修正因数)来修正(如在图4中的步骤430处示出的)。因而产生的经修正的栗送电流输出然后可以被用来确定更准确的燃料乙醇含量估计。在方法800中确定的干燥空气栗送电流修正可以提供氧传感器的总增益误差(包括零件间差异、老化和压力)的补偿。然而，干燥空气栗送电流获悉程序(如在图8中示出的)在为相对高的氧气环境的非燃料供给状况(例如，DFSO事件)期间被执行。然而，燃料乙醇估计在燃烧期间并且因此在为相对高的水蒸汽环境的燃料供给状况期间被执行。然而，排气氧传感器的压力依赖性在这两种不同的环境中是不同的。因此，误差可以导致干燥空气栗送电流修正在两种状况期间被应用。
[0100]取而代之地，限定测量的压力与针对每种水蒸汽环境(例如，燃料供给和非燃料供给)的用于排气氧传感器的压力修正因数之间的关系的压力修正曲线可以被使用。这些关系均可以基于不同的压力依赖因数(例如，k-因数)。例如，用于排气氧传感器的水蒸汽环境的压力修正可以基于以下关系来确定:
[0101 ]压力修正 W= ( (k-因数+Pmeas)/Pmeas)* (Pref/(k-因数+Pref )，(等式 I)
[0102]其中Pme3as是由发动机的大气压力传感器确定的当前大气压力测量值，Pre3f是选择的参考压力(例如，海平面处的参考压力)，而k-因数是用于更高水蒸汽环境(例如，燃料供给状况)或更高氧气环境(例如，非燃料供给状况)的预置压力依赖因数。在另一实施例中，Pmeas可以是基于额外的运转参数的建模值。预置k-因数可以在氧传感器测试期间被预先确定，并且然后被存储在发动机控制器的存储器中。例如，k-因数可以被设置为一组氧传感器的已知传感器平均值。在另一示例中，k-因数可以在车辆使用期间在车辆上被获悉。在又一示例中，用于水和氧气环境的k-因数可以具有基本上相同的值。
[0103]总压力补偿(例如，总压力修正因数)然后可以基于k-因数关系和在方法800期间获悉的干燥空气栗送电流修正因数来确定。例如，因而产生的用于排气氧传感器的最终压力修正的栗送电流输出可以为:
[0104]最终压力修正的Ip(非燃料供给)=Ipmeas*干燥空气修正因数*压力修正?仏_因i^_02，Pmeas)，(等式2)
[0105]最终压力修正的Ip(燃料供给)=Ipmeas*干燥空气修正因数*压力修正?仏_因数_H20，P meas )，(等式3)
[0106]其中1??^是来自排气氧传感器的栗送电流输出，干燥空气修正因数是在方法800期间获悉的修正因数，压力修正wv(k-因数_02，Pmeas)是基于氧气环境k-因数和测量的大气压力的用于更高氧气环境(例如，更低水蒸汽环境和非燃料供给状况)的压力修正因数，而压力修正wv(k-因数_H20，Pmeas)是基于水环境k-因数和测量的大气压力的用于更高水蒸汽环境(例如，燃料供给状况)的压力修正因数。以此方式，排气氧传感器的输出可以基于当前测量的压力、干燥空气修正因数和基于排气氧传感器周围的水蒸汽环境的压力依赖因数来修正。
[0107]转向方法900，该方法在910处以确定工况开始。工况可以包括空燃比、发动机转速和/或负荷、环境温度、大气压力、燃料喷射量等。在912处，该方法包括，确定非燃料供给状况是否存在。如果发动机当前未正被供给燃料(例如，燃料未正被喷射到发动机汽缸中的任何一个内)，那么该方法继续到912，以获得干燥空气栗送电流修正因数。例如，如上所述，在912处，该方法可以包括执行在图8中示出的方法800。在另一示例中，在912处，该方法可以包括，在控制器的存储器中查询在方法800期间确定的最近确定并存储的干燥空气栗送电流。在获得干燥空气栗送电流修正因数之后，该方法继续到916，以基于当前压力、参考压力和用于更高氧气环境的压力依赖因数(例如，k-因数)获得第二压力修正因数。916的方法可以包括，如在上面通过等式I示出的，确定用于更高氧气环境的压力修正因数。该方法然后继续到918，以通过将在912处确定的干燥空气栗送电流修正因数乘以在916处确定的第二压力修正因数来确定最终栗送电流压力修正因数。在920处，该方法包括，将最终栗送电流压力修正因数应用于氧传感器输出。例如，在920处，该方法可以包括，将在方法400的步骤426和428处测量的栗送电流输入到如上示出的等式3内。在920处(并且因此在方法400中的步骤430处)确定的因而产生的压力修正的栗送电流然后可以在方法400中被用来确定更准确的燃料乙醇含量估计。
[0108]返回到912，如果发动机当前正在供给燃料(例如，燃料正在被喷射到一个或更多个发动机汽缸内)，那么该方法进入到922，以获得之前确定的干燥空气栗送电流修正因数。例如，在922处，该方法可以包括，在控制器的存储器中查询在方法800的上一次执行期间确定的最近存储的干燥空气栗送电流修正因数。该方法然后继续到924，以基于当前压力、参考压力和用于更高水蒸汽环境的压力依赖因数(例如，k-因数)获得第二压力修正因数。在924处，该方法可以包括，如在上面通过等式2示出的，确定用于更高水环境的压力修正因数。该方法然后继续到918和920，如在上面描述的，确定并将最终栗送电流压力修正因数应用于排气氧传感器输出。
[0109]现在参考图10，示出了描述用于基于向发动机喷射的燃料中的醇量(在本文中还被称为燃料醇含量或燃料乙醇含量)调整发动机运转参数的总体控制程序1000的流程图。具体地，一个或多个发动机运转参数可以对应于燃料中的醇量的改变而被调整。例如，含有不同醇量的燃料可以具有不同的性质，诸如粘度、辛烷值、潜在汽化焓等。因此，如果一个或多个适当的运转参数不被调整，则会使发动机性能、燃料经济性和/或排放物劣化。
[0110]在程序1000的1010处，发动机工况被确定。发动机工况可以包括例如空燃比、燃料喷射正时和火花正时。例如，为化学计量比的空燃比可以针对变化的类型而改变(例如，对于汽油为14.7，对于E85为9.76),并且可能需要基于燃料类型来调整燃料喷射正时和火花正时。
[0111]—旦工况被确定，则在程序1000的1012处确定燃料混合物中的更新的醇量和环境湿度。在燃料醇含量被获知后，程序1000进入到1014，其中在选择的工况(诸如冷起动或瞬时燃料供给状况)下，一个或多个期望的运转参数基于燃料中的醇量而调整。例如，该系统可以基于燃料中的醇量来调整化学计量的空燃比。另外，反馈空燃比控制增益可以基于燃料中的醇量来调整。此外，在冷起动期间的期望的空燃比可以基于燃料中的醇量而调整。此夕卜，火花角度(诸如火花延迟)和/或升压水平可以基于燃料中的醇量来调整。
[0112]在一些实施例中，例如，可以调整一个或多个汽缸中的正时和/或燃料喷射量。例如，如果确定在冷起动状况期间增加燃料中的醇量(例如，从1 %乙醇到30 %乙醇)，那么可以增加向发动机喷射的燃料量。
[0113]作为另一示例，火花正时可以基于检测到的燃料中的醇量来调整。例如，如果检测到的醇百分比低于先前检测到的醇百分比(例如，从85%乙醇到50%乙醇)，那么可以延迟火花正时以便实现更高的发动机输出或升压而无爆震。
[0114]因此，可以在选择的工况期间基于检测到的向发动机的汽缸喷射的燃料中的醇量而调整各种发动机运转参数。以此方式，可以维持或改善发动机和/或排放物效率以及燃料经济性。
[0115]以此方式，通过比较利用排气氧传感器确定的两种不同的燃料醇含量估计，最准确的燃料醇含量估计可以被选择并用于发动机控制。如上所述，第一燃料醇估计可以基于在燃料再加注事件后当排气氧传感器正在更低的第一电压下运转(例如，作为常规的空气-燃料传感器运转)时由传感器确定的空燃比来确定。因此，每当存在燃料再加注事件，第一燃料醇估计可以被更新，使得更准确的燃料中的醇量的估计被获悉。然后，第二燃料醇估计可以在发动机燃料供给状况期间通过在第一电压与第二更高的电压(例如，第二电压可以是水分子在传感器处被分解的电压)之间调节排气氧传感器并且在调节期间确定栗送电流的改变来确定。栗送电流的改变然后可以针对包括湿度、压力和空燃比的各种因素进行修正。这会进一步增加基于经修正的栗送电流的改变的第二燃料醇估计的准确性。在一个示例中，第二燃料醇估计仅可以当发动机温度已经增加至阈值之上时被确定，而第一燃料醇估计可以当发动机温度在阈值之下时(诸如在冷起动期间)被确定。因此，确定第一燃料醇估计可以在确定第二燃料醇估计之前发生。如果第一与第二燃料醇含量估计之间的差大于阈值误差，那么控制器可以不基于第一燃料醇估计调整发动机运转，并且可以改为基于第二燃料醇估计调整发动机运转，或重复第二燃料醇估计并且比较第一燃料醇估计与更新的第二燃料醇估计。否则，如果两种燃料醇估计之间的差小于阈值，那么控制器可以基于第一而非第二燃料醇估计而调整发动机运转。因此，估计第一燃料醇估计和第二燃料醇估计并基于第一与第二燃料醇含量估计之间的误差调整发动机运转的技术效果是增加了用于发动机控制的燃料醇含量估计的准确性，并且由此增加了燃料效率并改善了总体发动机控制。
[0116]作为一个实施例，一种方法包含:基于利用排气氧传感器估计的空燃比估计第一燃料醇含量;在发动机温度增加至阈值之上之后，基于在第一与第二电压之间调节排气氧传感器的参考电压期间的传感器输出的改变而估计第二燃料醇含量；以及基于第一与第二燃料醇含量之间的差调整发动机运转。该方法可以进一步包含，响应于第一与第二燃料醇含量之间的差大于阈值水平，在第一与第二电压之间调节排气氧传感器的参考电压，并且重复估计第二燃料醇含量，以确定新的第二燃料醇含量。该方法进一步包含，响应于第一燃料醇含量与新的第二燃料醇含量之间的差大于阈值水平，基于第二燃料醇含量而非第一燃料醇含量调整发动机运转。可替代地，该方法包含，响应于第一与第二燃料醇含量之间的差小于阈值水平或第一燃料醇含量与新的第二燃料醇含量之间的差小于阈值水平，基于第一燃料醇含量而非第二燃料醇含量调整发动机运转。例如，第一电压是水分子在排气氧传感器处不被分解时的更低的基本电压，而第二电压是水分子在排气氧传感器处被分解时的更高的目标电压。此外，第一和第二燃料醇含量是被喷射到发动机汽缸内的燃料中的第一和第二醇量。
[0117]作为一个示例，所述调节包括在将第一电压与第二电压施加到排气氧传感器之间交替，并且估计第二燃料醇含量包括平均由排气氧传感器在调节期间输出的栗送电流的改变。在另一示例中，估计第一燃料醇含量在燃料再加注事件后被执行，并且包括使排气氧传感器在第一电压下运转，基于由排气氧传感器在第一电压下运转时输出的栗送电流确定空燃比，基于确定的空燃比确定第一燃料醇含量，以及用在燃料再加注事件后确定的第一燃料醇含量更新在燃料再加注事件之前确定的之前的第一燃料醇含量。
[0118]此外，估计第二燃料醇含量可以在发动机温度增加至阈值之上之后并且在发动机燃料供给状况期间被执行，并且包括通过在将第一电压与第二电压施加到排气氧传感器之间交替而使排气氧传感器在可变电压模式下运转。该方法可以进一步包含，基于空燃比修正因数和总压力修正因数中的一个或多个修正在第一电压和第二电压下的传感器输出，其中空燃比修正因数基于预期的空燃比与实际的空燃比之间的差，预期的空燃比基于燃料喷射和空气流量而开环计算，实际的空燃比基于在发动机燃料供给状况期间在施加第一电压后的排气氧传感器的输出来测量。例如，该方法可以进一步包括，在发动机非燃料供给状况期间，将第一电压和第二电压中的每个电压施加到排气氧传感器，第一电压是水分子不被分解时的电压，而第二电压是水分子被完全分解时的电压，并基于在分别施加第一和第二电压后产生的第一与第二输出之比而获悉用于排气氧传感器的第一压力修正因数;基于当前大气压力和基于排气氧传感器的水蒸汽环境的压力依赖因数而获悉第二压力修正因数；以及通过将第一压力修正因数乘以第二压力修正因数来确定总压力修正因数。
[0119]该方法可以进一步包含，基于环境湿度修正在调节期间的传感器输出的改变。在一个示例中，该方法可以包括，在当未预测到变速器换挡时的未供给燃料的发动机运转期间，打开进气节气门并且顺序地将第一和第二电压中的每个电压施加到排气氧传感器，并基于在施加第一与第二电压中的每个电压之间由排气氧传感器输出的栗送电流的改变而估计环境湿度。在另一示例中，该方法可以包括，在当未预测到变速器换挡时的未供给燃料的发动机运转期间，打开进气节气门并且将第一电压施加到排气氧传感器，并基于在施加第一电压后由排气氧传感器输出的栗送电流并且基于干燥空气栗送电流而估计环境湿度。在又一示例中，该方法可以包括，当预测到变速器换挡时，基于环境湿度传感器的输出或环境空气温度中的一个而估计环境湿度。
[0120]作为另一实施例，一种用于发动机的发动机包含:在燃料再加注事件后的第一状况期间，基于在更低的第一电压下运转的排气氧传感器的输出而估计空燃比，并基于空燃比确定第一燃料乙醇含量估计;在当发动机正在供给燃料时发动机温度增加至阈值之上之后，基于当在第一电压与更高的第二电压之间调节排气氧传感器的参考电压时传感器输出的改变而确定第二燃料乙醇含量估计；以及基于第一与第二燃料乙醇含量估计之间的误差而调整发动机运转参数。
[0121 ]在一个示例中，第一状况包括冷起动，并且误差包括第一与第二燃料乙醇含量估计之间的差。该方法可以进一步包含:在当误差小于阈值时的第一状况期间，基于第一燃料乙醇含量估计调整发动机运转参数；以及在当误差大于阈值时的第二状况期间，重复确定第二燃料乙醇含量估计以确定更新的第二燃料乙醇含量估计。然后，如果第一燃料乙醇含量估计与更新的第二燃料乙醇含量估计之间的误差保持在阈值之上，该方法可以包括，基于第二燃料乙醇含量估计或更新的第二燃料乙醇含量估计中的一个调整发动机运转参数。否则，如果第一燃料乙醇含量估计与更新的第二燃料乙醇含量估计之间的误差不大于阈值，该方法可以包括，基于第一燃料乙醇含量估计调整发动机运转参数。作为一个示例，发动机运转参数包括燃料喷射量和火花正时中的一个或多个。该方法可以进一步包含，当基于基于排气氧传感器的干燥空气栗送电流的第一压力修正因数、基于排气氧传感器的水蒸汽环境的第二压力修正因数、基于测量的和预期的空燃比的空燃比修正因数以及环境湿度中的一个或更多个调节参考电压时，调整传感器输出的改变。
[0122]注意，本文中包括的示例控制和估计程序能够与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。在本文中所公开的控制方法和程序可以作为可执行指令存储在非临时存储器中，并且可以由包括控制器与各种传感器、执行器和其他发动机硬件的组合的控制系统实施。在本文中描述的具体程序可以代表任意数量的处理策略中的一个或多个，诸如事件驱动的、中断驱动的、多任务的、多线程的等。因此，所描述的各种动作、操作和/或功能可以所示顺序执行、并行地执行，或者在一些情况下被省略。同样，实现在本文中描述的本发明的示例实施例的特征和优点不一定需要所述处理顺序，其被提供以便于图释和说明。取决于所使用的特定策略，示出的动作、操作和/或功能中的一个或多个可以被重复执行。另外，所描述的动作、操作和/或功能可以图形地表示被编程到发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非临时性存储器中的代码，其中通过实施包括各种发动机硬件组件和电子控制器的组合的系统中的指令而执行所描述的动作。
[0123]应认识到，在本文中公开的配置和程序本质上是示范性的，并且这些具体实施例不被认为是限制性的，因为许多变体是可能的。例如，上述技术能够应用于V-6、1-4、I_6、V-
12、对置4缸和其他发动机类型。本公开的主题包括在本文中公开的各种系统和构造和其他的特征、功能和/或性质的所有新颖的和非显而易见的组合和子组合。
[0124]本申请的权利要求具体地指出某些被认为是新颖的和非显而易见的组合和子组合。这些权利要求可能涉及“一个”元件或“第一”元件或其等价物。这些权利要求应当被理解为包括一个或多个这种元件的结合，既不要求也不排除两个或多个这种元件。所公开的特征、功能、元件和/或特性的其他组合和子组合可通过修改现有权利要求或通过在本申请或关联申请中提出新的权利要求而要求保护。这些权利要求，无论比原始权利要求范围更宽、更窄、相同或不相同，都被认为包括在本公开的主题内。
【主权项】
1.一种方法，其包含: 基于利用排气氧传感器估计的空燃比来估计第一燃料醇含量； 在发动机温度增加至阈值之上后，基于在第一电压与第二电压之间调节所述排气氧传感器的参考电压期间的传感器输出的改变而估计第二燃料醇含量;以及 基于所述第一燃料醇含量与第二燃料醇含量之间的差而调整发动机运转。2.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含，响应于所述第一燃料醇含量与第二燃料醇含量之间的所述差大于阈值水平，在所述第一电压与第二电压之间调节所述排气氧传感器的所述参考电压，并且重复估计所述第二燃料醇含量，以确定新的第二燃料醇含量。3.根据权利要求2所述的方法，其进一步包含，响应于所述第一燃料醇含量与所述新的第二燃料醇含量之间的差大于所述阈值水平，基于所述第二燃料醇含量而非所述第一燃料醇含量而调整发动机运转。4.根据权利要求2所述的方法，其进一步包含，响应于所述第一燃料醇含量与第二燃料醇含量之间的所述差小于所述阈值水平或所述第一燃料醇含量与所述新的第二燃料醇含量之间的所述差小于所述阈值水平，基于所述第一燃料醇含量而非所述第二燃料醇含量而调整发动机运转。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述调节包括在将所述第一电压与所述第二电压施加到所述排气氧传感器之间交替，并且其中估计所述第二燃料醇含量包括平均由所述排气氧传感器在所述调节期间输出的栗送电流的改变。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述估计所述第一燃料醇含量在燃料再加注事件后被执行，并且包括使所述排气氧传感器在所述第一电压下运转，基于由所述排气氧传感器在所述第一电压下运转时输出的栗送电流来确定所述空燃比，基于所述确定的空燃比确定所述第一燃料醇含量，以及用在所述燃料再加注事件后确定的所述第一燃料醇含量更新在所述燃料再加注事件之前确定的之前的第一燃料醇含量。7.根据权利要求1所述的方法，其中估计所述第二燃料醇含量在所述发动机温度增加至所述阈值之上之后并且在发动机燃料供给状况期间被执行，并且包括通过在将所述第一电压与所述第二电压施加到所述排气氧传感器之间交替而使所述排气氧传感器在可变电压模式下运转。8.根据权利要求7所述的方法，其进一步包含，基于空燃比修正因数和总压力修正因数中的一个或多个修正在所述第一电压和第二电压下的传感器输出，其中所述空燃比修正系数基于预期的空燃比与实际的空燃比之间的差，所述预期的空燃比基于燃料喷射和空气流量而开环计算，所述实际的空燃比基于在发动机燃料供给状况期间在施加所述第一电压后的所述排气氧传感器的输出而测量。9.根据权利要求8所述的方法，其进一步包含: 在发动机非燃料供给状况期间，将所述第一电压和所述第二电压中的每个施加到所述排气氧传感器，所述第一电压是水分子未被分解时的电压，而所述第二电压是水分子被完全分解时的电压，并基于在分别施加所述第一和第二电压后产生的第一与第二输出之比而获悉用于所述排气氧传感器的第一压力修正因数； 基于当前大气压力和基于所述排气氧传感器的水蒸汽环境的压力依赖因数而获悉第二压力修正因数；以及 通过将所述第一压力修正因数乘以所述第二压力修正因数来确定所述总压力修正因数。10.根据权利要求7所述的方法，其进一步包含，基于环境湿度修正在所述调节期间的所述传感器输出的改变。11.根据权利要求10所述的方法，其进一步包含，在当未预测到变速器换挡时的未供给燃料的发动机运转期间，打开进气节气门并且顺序地将所述第一压力和第二电压中的每个施加到所述排气氧传感器，并基于由所述排气氧传感器在施加所述第一电压与第二电压中的每个之间输出的栗送电流的改变而估计环境湿度。12.根据权利要求10所述的方法，其进一步包含，在当未预测到变速器换挡时的未供给燃料的发动机运转期间，打开进气节气门并且将所述第一电压施加到所述排气氧传感器，并基于由所述排气氧传感器在施加所述第一电压后输出的栗送电流并且基于干燥空气栗送电流而估计环境湿度。13.根据权利要求10所述的方法，其进一步包含，当预测到变速器换挡时，基于环境湿度传感器的输出或基于环境空气温度中的一个来估计环境湿度。14.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一电压是水分子在所述排气氧传感器处未被分解时的较低的基本电压，而所述第二电压是水分子在所述排气氧传感器处被分解时的较高的目标电压，并且其中所述第一燃料醇含量和第二燃料醇含量是被喷射到发动机汽缸内的燃料中的第一醇量和第二醇量。15.一种用于发动机的方法，其包含: 在燃料再加注事件后的第一状况期间，基于在较低的第一电压下运转的排气氧传感器的输出来估计空燃比，并基于所述空燃比确定第一燃料乙醇含量估计； 在当所述发动机正在供给燃料时发动机温度增加至阈值之上之后，基于当在所述第一电压与更高的第二电压之间调节所述排气氧传感器的参考电压时传感器输出的改变而确定第二燃料乙醇含量估计；以及 基于所述第一燃料乙醇含量估计与第二燃料乙醇含量估计之间的误差调整发动机运转参数。16.根据权利要求15所述的方法，其中所述第一状况包括冷起动，并且其中所述误差包括所述第一燃料乙醇含量估计与第二燃料乙醇含量估计之间的差。17.根据权利要求15所述的方法，其包含: 在当所述误差小于阈值时的第一状况期间，基于所述第一燃料乙醇含量估计而调整所述发动机运转参数;以及 在当所述误差大于所述阈值时的第二状况期间，重复所述确定所述第二燃料乙醇含量估计以确定更新的第二燃料乙醇含量估计，并且: 如果所述第一燃料乙醇含量估计与所述更新的第二燃料乙醇含量估计之间的所述误差保持在所述阈值之上，则基于所述第二燃料乙醇含量估计或所述更新的第二燃料乙醇含量估计中的一个调整所述发动机运转参数;以及 如果所述第一燃料乙醇含量估计与所述更新的第二燃料乙醇含量估计之间的所述误差不大于所述阈值，则基于所述第一燃料乙醇含量估计而调整所述发动机运转参数。18.根据权利要求15所述的方法，其中所述发动机运转参数包括燃料喷射量和火花正时中的一个或多个，并且进一步包含，当基于基于所述排气氧传感器的干燥空气栗送电流的第一压力修正因数、基于所述排气氧传感器的水蒸汽环境的第二压力修正因数、基于测量的和预期的空燃比的空燃比修正因数以及环境湿度中的一个或多个来调节所述参考电压时调整所述传感器输出的改变。19.一种用于发动机的系统，其包含: 排气通道，其包括排气氧传感器；以及 控制器，其包括计算机可读指令，所述计算机可读指令用于: 基于在燃料再加注事件后利用所述排气氧传感器估计的空燃比来估计第一燃料乙醇含量估计； 基于当所述发动机正在供给燃料并且发动机温度大于阈值时在将较低的第一电压和较高的第二电压施加到所述排气氧传感器后由所述排气氧传感器输出的栗送电流的改变而估计第二燃料乙醇含量估计；以及 基于所述第一燃料乙醇含量估计和所述第二燃料乙醇含量估计中的一个来调整发动机运转参数，其中所述第一或第二燃料乙醇含量估计的选择基于相对于阈值误差的所述第一燃料乙醇含量估计与第二燃料乙醇含量估计之间的差。20.根据权利要求19所述的系统，其中所述计算机可读指令进一步包括，当所述第一燃料乙醇含量估计与第二燃料乙醇含量估计之间的所述差小于所述阈值误差时，基于所述第一燃料乙醇含量估计而非所述第二燃料乙醇含量估计而调整所述发动机运转参数，并且当所述第一燃料乙醇含量估计与第二燃料乙醇含量估计之间的所述差大于所述阈值误差时，基于所述第二燃料乙醇含量估计而非所述第一燃料乙醇含量估计而调整所述发动机运转参数。
【文档编号】F02D19/08GK105909397SQ201610089026
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年2月17日
【发明人】D·A·马克莱德, G·苏尔尼拉, R·E·索尔蒂斯, E·P·斯库尔斯, J·H·维瑟, T·J·克拉克, D·J·斯库
【申请人】福特环球技术公司