[發明專利]用于調節發動機空燃比的方法

有效

• 申請號: 201210091250.1
• 申請日: 2012-03-30
• 公開（公告）號: CN102733972A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發明（設計）人: 丹尼斯·克雷格·雷德;布魯斯·考爾比·安德森
• 申請（專利權）人: 福特環球技術公司
• 主分類號: F02D41/14
• 分類號: F02D41/14
• 代理公司: 北京德恒律師事務所 11306
• 代理人: 陸鑫;房嶺梅

技術領域

本發明涉及用于調節發動機空燃比的方法和系統。該方法對于包括位于發動機排氣系統中的一個或多個催化劑的發動機特別有用。

背景技術

催化劑通常與發動機排氣系統相連用于減少常規發動機排出物。催化劑可配置有不同涂層用于提高催化劑效率并減少催化劑起燃時間(例如，催化劑達到預定效率所花費的時間量)。然而，即使使用較高性能的催化劑涂層，控制發動機排氣進入催化劑仍然很重要，否則催化劑效率會劣化。

美國專利6,591,605中，可通過經由來自時間變化信號和催化劑后氧傳感器(post?catalyst?oxygen?sensor)的輸出的組合的反饋調節發動機空燃比來改善催化劑效率。然而，如果在催化劑后氧傳感器的輸出和時間變化信號之間存在誤差，則單個誤差調節項同時解決振幅、相位和頻率的誤差。結果，為了催化劑后氧傳感器輸出的相位誤差而調節發動機空燃比可能引起催化劑后氧傳感器輸出在振幅和/或頻率上的不希望的擾動。因此，在一些工況期間，使得催化劑后氧傳感器的輸出與時間變化信號一致可能比較困難。

發明內容

發明人在此已經認識到上述缺點并已經開發出用于改善發動機空氣-燃料控制的方法。本發明的一個示例包括一種用于調節發動機的空燃比的方法，其包括：經由頻率調節和占空比調節來調節應用于發動機汽缸的空燃比，頻率和占空比調節基于從位于催化劑下游的氧傳感器中獲得的信號的占空比和頻率。

通過經由頻率和占空比調節來調節供給發動機的空燃比，可使得催化劑后氧傳感器的輸出以更快的速率與需求的響應一致(converge?to?a?desired?response)。特別地，當針對催化劑后氧傳感器輸出和預定信號之間的頻率誤差和/或占空比誤差對發動機空燃比做出各自調節時，可補償誤差而對于其他信號屬性有較小的影響。

本發明可提供幾個優勢。具體地，該方法可改善催化劑轉化效率。另外，由于可獨立于頻率誤差對占空比誤差進行補償，所以該方法可提供更穩定的車輛排放物。進一步地，該方法提供了可用于超出基本發動機工況的寬范圍工況的占空比和頻率調節。

根據本發明一個實施例，根據參照需求的催化劑后氧傳感器電壓的氧傳感器的輸出電壓確定第二占空比。

根據本發明另一個實施例，響應于發動機工況調節需求的催化劑后氧傳感器電壓。

根據本發明另一個實施例，響應于催化劑工況調節需求的催化劑后氧傳感器電壓。

根據本發明一個實施例，隨著發動機轉速增加而增加第二頻率。

根據本發明另一方面，提供一種用于調節發動機空燃比的系統，包括：位于發動機排氣通道中的第一氧傳感器；位于發動機排氣通道中的催化劑；位于排氣通道中催化劑下游的第二氧傳感器；和控制器，所述控制器配置用于響應于第二氧傳感器的輸出的占空比和頻率調節所述發動機的空燃比，第二氧傳感器的輸出的占空比和頻率基于需求的催化劑后氧傳感器電壓。

根據本發明一個實施例，系統進一步包括位于排氣系統中的微粒過濾器。

根據本發明一個實施例，控制器進一步配置用于基于發動機工況調節需求的催化劑后氧傳感器電壓。

根據本發明另一個實施例，控制器進一步配置用于響應于增加發動機負荷而增加需求的催化劑后氧傳感器電壓。

根據本發明另一個實施例，控制器進一步配置用于不響應于第二氧傳感器調節發動機空氣-燃料的第一模式和響應于第二氧傳感器調節發動機空氣-燃料的第二模式。

根據本發明一個實施例，第二模式為閉環燃料控制模式，且控制器進一步配置用于響應于第二氧傳感器且響應于催化劑的溫度延遲調節發動機的空燃比。

上述優勢和其他優勢，以及本發明的特征在下面單獨參考具體實施方式或者結合附圖后將變得顯而易見。

應該理解，提供上述簡要說明用于以簡化形式介紹將在詳細說明部分進一步描述的一系列概念。并不意味著確定本權利要求主題的關鍵或者重要特征，保護范圍由具體說明部分后面的權利要求唯一地確定。另外，權利要求主題不限于解決上述或者在本說明書任何部分提及的缺點的實施。

附圖說明

在此描述的優勢通過單獨閱讀實施例的示例(在此稱為具體實施方式)或者參考附圖將變得更加容易理解，其中：

圖1為發動機的示意圖；

圖2顯示了空氣-燃料控制系統的框圖；

圖3為用于調節發動機空燃比的相關信號的示例圖表；以及

圖4為示例發動機空氣-燃料控制方法的流程圖。