[發明專利]對排氣系統的反饋更精確響應的燃料控制系統和方法

有效

• 申請號: 201010299050.6
• 申請日: 2010-09-29
• 公開（公告）號: CN102032060A
• 公開（公告）日: 2011-04-27
• 發明（設計）人: J·邁爾;S·W·米德拉姆-莫勒;K·P·杜德克;S·于爾科維奇;Y·G·蓋真內克
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作公司
• 主分類號: F02D41/14
• 分類號: F02D41/14;F01N11/00;F02D41/30
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 彭武

相關申請的交叉引用

本申請要求于2009年9月29日提交的美國臨時申請No.61/246,685的權益。上述申請的公開內容在此作為參考全文引入。

技術領域

本發明涉及內燃機，且更具體地涉及用于在空氣/燃料當量比(EQR)偏移的情況下對來自于排氣系統中排氣氧(EGO)傳感器的反饋改善響應的燃料控制系統和方法。

背景技術

在此提供的背景說明是為了總體上介紹本發明背景的目的。當前所署名發明人的工作(在背景技術部分描述的程度上)和本描述中否則不足以作為申請時的現有技術的各方面，既不明顯地也非隱含地被承認為與本發明相抵觸的現有技術。

內燃機在氣缸中燃燒空氣/燃料(A/F)混合物以驅動活塞并產生驅動扭矩。A/F混合物中空氣與燃料的比可稱為A/F比。A/F比可通過控制節氣門和燃料控制系統中的至少一個來調節。然而，A/F比還可通過控制其它發動機部件(例如，排氣再循環或EGR系統)來調節。例如，A/F比可被調節，以控制發動機的扭矩輸出和/或控制發動機所產生的排放。

燃料控制系統可包括內反饋回路和外反饋回路。更具體地，內反饋回路可使用來自于排氣氧(EGO)傳感器的數據，EGO傳感器位于發動機系統的排氣系統中催化轉化器的上游(即，催化劑前EGO傳感器)。內反饋回路可使用來自于催化劑前EGO傳感器的數據，以控制供應給發動機的期望燃料量(即，燃料指令)。

例如，當催化劑前EGO傳感器感測發動機所產生的排氣中的濃A/F比時(即，未燃燒燃料蒸汽)，內反饋回路可減少燃料指令。替代性地，例如，當催化劑前EGO傳感器感測排氣中的稀A/F比時(即，過量氧)，內反饋回路可增加燃料指令。換句話說，內反饋回路可將A/F比保持在理想A/F比或者接近理想A/F比(例如，化學計量比，或14.7∶1)，因而增加了發動機的燃料經濟性和/或減少了發動機所產生的排放。

特別地，內反饋回路可執行比例積分(PI)控制以校正燃料指令。而且，燃料指令可基于短期燃料調整或長期燃料調整進一步被校正。例如，短期燃料調整可通過改變PI控制的增益來校正燃料指令。此外，例如當短期燃料調整不能在期望時間段內將燃料指令完全校正時，長期燃料調整可校正燃料指令。

在另一方面，外反饋回路可使用來自于設置在催化轉化器之后的EGO傳感器(即，催化劑后EGO傳感器)的信息。外反饋回路可使用來自于催化劑后EGO傳感器的數據，以校正(即，標定)來自于催化劑前EGO傳感器、催化劑后EGO傳感器、和/或催化轉化器的意外讀數。例如，外反饋回路可使用來自于催化劑后EGO傳感器的數據，以將催化劑后EGO傳感器保持在期望電壓水平。換句話說，外反饋回路可保持期望量的氧存儲在催化轉化器中，因而改善排氣系統的性能。此外，外反饋回路可通過改變閾值來控制內反饋回路，該閾值由內反饋回路使用以確定A/F比是濃的還是稀的。

排氣成分(例如，A/F比)可影響EGO傳感器的性能，因而影響EGO傳感器值的精確性。結果是，燃料控制系統被設計成基于不同于所期望的值進行操作。例如，燃料控制系統被設計成“不對稱地”操作。換句話說，例如，燃料控制系統對于稀A/F比的偏差響應可不同于燃料控制系統對于濃A/F比的偏差響應。

不對稱性通常設計成根據發動機操作參數而定。具體地，不對稱性根據排氣成分而定，排氣成分根據發動機操作參數而定。通過調節內反饋回路的增益和閾值而間接實現該不對稱性，需要在各個發動機操作狀態下進行大量測試。此外，對于每個動力系和車輛類型需要該大量標定，且該大量標定不容易適用其它技術，包括但不局限于可變閥定時和升程。

發明內容

發動機控制系統包括飽和確定模塊、調節因子生成模塊和燃料控制模塊。飽和確定模塊確定第一排氣氧(EGO)傳感器何時飽和，其中第一EGO傳感器位于催化劑的上游。調節因子生成模塊在第一EGO傳感器飽和時產生用于燃料控制模塊的積分增益的調節因子。燃料控制模塊基于發動機所產生的排氣中氧的預期量與測量值之間的差、比例增益、積分增益和積分增益調節因子來調節發動機的燃料指令。

一種方法，包括：確定第一排氣氧(EGO)傳感器何時飽和，其中第一EGO傳感器位于催化劑的上游；在第一EGO傳感器飽和時產生用于積分增益的調節因子；以及基于發動機所產生的排氣中氧的預期量與測量值之間的差、比例增益、積分增益和積分增益調節因子來調節發動機的燃料指令。

本發明涉及下述技術方案。

1.一種發動機控制系統，包括：