[发明专利]用于调节发动机空燃比的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于调节发动机空燃比的方法和系统。该方法对于包括位于发动机排气系统中的一个或多个催化剂的发动机特别有用。

背景技术

催化剂通常与发动机排气系统相连用于减少常规发动机排出物。催化剂可配置有不同涂层用于提高催化剂效率并减少催化剂起燃时间(例如，催化剂达到预定效率所花费的时间量)。然而，即使使用较高性能的催化剂涂层，控制发动机排气进入催化剂仍然很重要，否则催化剂效率会劣化。

美国专利6,591,605中，可通过经由来自时间变化信号和催化剂后氧传感器(post catalyst oxygen sensor)的输出的组合的反馈调节发动机空燃比来改善催化剂效率。然而，如果在催化剂后氧传感器的输出和时间变化信号之间存在误差，则单个误差调节项同时解决振幅、相位和频率的误差。结果，为了催化剂后氧传感器输出的相位误差而调节发动机空燃比可能引起催化剂后氧传感器输出在振幅和/或频率上的不希望的扰动。因此，在一些工况期间，使得催化剂后氧传感器的输出与时间变化信号一致可能比较困难。

发明内容

发明人在此已经认识到上述缺点并已经开发出用于改善发动机空气-燃料控制的方法。本发明的一个示例包括一种用于调节发动机的空燃比的方法，其包括：经由频率调节和占空比调节来调节应用于发动机汽缸的空燃比，频率和占空比调节基于从位于催化剂下游的氧传感器中获得的信号的占空比和频率。

通过经由频率和占空比调节来调节供给发动机的空燃比，可使得催化剂后氧传感器的输出以更快的速率与需求的响应一致(converge to a desired response)。特别地，当针对催化剂后氧传感器输出和预定信号之间的频率误差和/或占空比误差对发动机空燃比做出各自调节时，可补偿误差而对于其他信号属性有较小的影响。

本发明可提供几个优势。具体地，该方法可改善催化剂转化效率。另外，由于可独立于频率误差对占空比误差进行补偿，所以该方法可提供更稳定的车辆排放物。进一步地，该方法提供了可用于超出基本发动机工况的宽范围工况的占空比和频率调节。

根据本发明一个实施例，根据参照需求的催化剂后氧传感器电压的氧传感器的输出电压确定第二占空比。

根据本发明另一个实施例，响应于发动机工况调节需求的催化剂后氧传感器电压。

根据本发明另一个实施例，响应于催化剂工况调节需求的催化剂后氧传感器电压。

根据本发明一个实施例，随着发动机转速增加而增加第二频率。

根据本发明另一方面，提供一种用于调节发动机空燃比的系统，包括：位于发动机排气通道中的第一氧传感器；位于发动机排气通道中的催化剂；位于排气通道中催化剂下游的第二氧传感器；和控制器，所述控制器配置用于响应于第二氧传感器的输出的占空比和频率调节所述发动机的空燃比，第二氧传感器的输出的占空比和频率基于需求的催化剂后氧传感器电压。

根据本发明一个实施例，系统进一步包括位于排气系统中的微粒过滤器。

根据本发明一个实施例，控制器进一步配置用于基于发动机工况调节需求的催化剂后氧传感器电压。

根据本发明另一个实施例，控制器进一步配置用于响应于增加发动机负荷而增加需求的催化剂后氧传感器电压。

根据本发明另一个实施例，控制器进一步配置用于不响应于第二氧传感器调节发动机空气-燃料的第一模式和响应于第二氧传感器调节发动机空气-燃料的第二模式。

根据本发明一个实施例，第二模式为闭环燃料控制模式，且控制器进一步配置用于响应于第二氧传感器且响应于催化剂的温度延迟调节发动机的空燃比。

上述优势和其他优势，以及本发明的特征在下面单独参考具体实施方式或者结合附图后将变得显而易见。

应该理解，提供上述简要说明用于以简化形式介绍将在详细说明部分进一步描述的一系列概念。并不意味着确定本权利要求主题的关键或者重要特征，保护范围由具体说明部分后面的权利要求唯一地确定。另外，权利要求主题不限于解决上述或者在本说明书任何部分提及的缺点的实施。

附图说明

在此描述的优势通过单独阅读实施例的示例(在此称为具体实施方式)或者参考附图将变得更加容易理解，其中：

图1为发动机的示意图；

图2显示了空气-燃料控制系统的框图；

图3为用于调节发动机空燃比的相关信号的示例图表；以及

图4为示例发动机空气-燃料控制方法的流程图。