[發明專利]用于發動機燃料和扭矩控制的方法和系統

有效

• 申請號: 201710163703.X
• 申請日: 2017-03-17
• 公開（公告）號: CN107218145B
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發明（設計）人: R·D·珀西富爾;J·切恰克;J·N·尤瑞;G·蘇尼拉
• 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;F02D41/18;F02D41/38;F02D41/26
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 趙志剛;趙蓉民

本申請涉及用于發動機燃料和扭矩控制的方法和系統。提供了用于基于在使EGR、凈化或PCV烴流動到發動機時進氣氧傳感器的輸出來精確估計進氣空氣充氣的方法和系統。未經調節的空氣充氣估計用于發動機燃料控制，而烴調節的空氣充氣估計用于發動機扭矩控制?？刂破鹘浥渲靡栽跁r域中以均勻增量對氧傳感器進行采樣，在曲柄角域中標記采樣數據，將該采樣數據存儲在緩沖器中，且然后從緩沖器中選擇對應于最近點火周期的一個或多個數據樣本用于估計進氣空氣充氣。

技術領域

本說明書總體上涉及一種聯接到內燃發動機的進氣通道的氧傳感器。

背景技術

發動機可以配置有聯接到進氣通道的氧傳感器，用于確定新鮮進氣空氣的氧含量。特別地，傳感器測量均衡之后的空氣充氣中的氧分壓。對于稀釋劑的存在，可以進一步校正空氣充氣，該稀釋劑能夠與在傳感器處的氧反應，從而影響傳感器的輸出。例如，氧傳感器輸出針對來自EGR、凈化(purge)燃料蒸氣、曲軸箱通風燃料蒸氣等的濕度、碳氫化合物的存在被校正。Surnilla等人在美國專利申請20140251285中示出了此類方法的一個示例。

然后，校正的空氣充氣估計可以用于控制發動機燃料供給。然而，本文的發明人已經認識到，氧傳感器具有需要經濾波以確定平均信號值的噪聲。例如，可以使用經由模擬電子器件或經由數字計算機算法進行的無限脈沖響應(IIR)濾波來處理傳感器的輸出。此類處理增加了延遲，而該延遲降低了使用氧傳感器數據的控制器的性能潛能。此外，該處理在計算上是昂貴的，并且在當前的ECU架構的情況下可能是不可行的。進一步地，信號處理在瞬態操作期間(例如當發動機轉速增加時)可能失去精確性和/或發動機轉速需要甚至更多的計算資源。

發明內容

上述問題可以通過用于發動機的方法至少部分地解決，其包括：以均勻的時間增量對進氣氧傳感器信號進行采樣，將每個采樣信號存儲在緩沖器中，以發動機曲柄角的均勻增量在緩沖器中處理所存儲的采樣信號，以及基于所處理的采樣信號中選擇的一個來調節發動機操作參數(諸如發動機燃料供給)。以這種方式，可以在最小化延遲的同時去除氧傳感器噪聲。

作為示例，在當發動機以啟用的EGR、凈化或曲軸箱通風中的一個或多個來操作的條件期間，控制器可以基于聯接到發動機的進氣通道的氧傳感器的輸出，來估計進氣空氣充氣的凈氧含量。凈氧含量可以不需要被補償稀釋劑(諸如凈化或曲軸箱燃料蒸氣以及EGR)的存在。具體地，本發明人已經認識到，催化氧傳感器測量需要匹配燃料量的凈空氣濃度。因此，基于氧傳感器的輸出的空氣充氣估計對空氣中的稀釋劑的存在不敏感(因此獨立于稀釋劑的存在)，允許氧傳感器用作歧管壓力傳感器。氧傳感器信號可以以均勻的時間增量進行采樣，并且每個采樣的信號存儲在緩沖器中。傳感器樣本中的每個可以在采樣時用曲軸的相應角度標記。當要計算空氣充氣(例如，每一點火周期一次)時，從緩沖器中檢索具有對應于期望的角度周期(諸如過去的一個點火周期)的角度標記的氧傳感器樣本(例如，來自緊接在前的點火周期的樣本)。這些信號被平均并且用于計算特定汽缸的空氣充氣。一旦確定了汽缸的空氣充氣，就可以計算出適當的燃料噴射量。

以均勻的時間增量采樣氧傳感器信號然后在緩沖器中以發動機曲柄角的均勻增量來處理它們的技術效果是，現有ECU在曲軸角的精細增量(例如，6曲軸度)下對樣本和過程傳感器信號兩者的無能力被克服。對于發送到緩沖器的每個傳感器信號使用角度標記，避免了需要在預先指定的角度處具有控制器中斷，因為每個樣本不需要被立即處理。如此，這允許在下一個汽缸點火事件即將發生時(例如，在三汽缸發動機上每240°)，執行用于給定汽缸點火事件的一組信號的處理。結果，可以使用現有的氧傳感器提供空氣充氣的精確估計，同時最小化估計空氣充氣所需的處理功率。因此，這允許更快和更精確的發動機燃料供給和扭矩控制，從而改善發動機性能。

應當理解，提供以上發明內容是為以簡化的形式介紹在具體實施方式中進一步描述的概念的選擇。這并不意味著確定所要求保護的主題的關鍵或必要特征，所要求保護的主題的范圍由隨附的權利要求唯一地限定。此外，所要求保護的主題不限于解決上面或本公開的任何部分中提到的任何缺點的實施方案。

附圖說明