CN109779774B 用于缩短氧传感器的起燃时间的系统和方法 （福特全球技术公司）

JP2000292407A,2000.10.20US4561402A,1985.12.31用于缩短氧传感器的起燃时间的系统和方法的温度小于其起燃温度时)将小于最大值的电压少所述氧传感器达到其起燃温度之前需要的时2增加所述施加的电压占空比以提供恒定的目标功率量，直到2.如权利要求1所述的方法，其中所述目标功率量是基于所述氧传感器的热容量而确3.如权利要求2所述的方法，其中增加所述施加的电压占空比包括随时间推移增加所4.如权利要求3所述的方法，其中所述恒定的加热速率是防止所述氧传感器劣化的最5.如权利要求4所述的方法，其中所述由于对流引起的热损耗是基于排气温度和对流在达到了阈值氧传感器温度之后，基于所述氧传感器加热述氧传感器的输出电流与经由所述氧传感器感测的氧浓度成9.如权利要求1所述的方法，其中提供所述目标功率量使所述氧传感器的温度以恒定当使供应给所述加热器的所述电压占空比随着所述加热器的所述电阻增加而增加到峰值3使用所述测量的氧量来控制所述空气和燃料混13.如权利要求11所述的车辆系统，其中所述提供给所述加热器的恒定的功率量是基14.如权利要求11所述的车辆系统，所述系统还包括联接到位于所述排放控制装置上游的所述排气道的排气温度传感器和联接到所述发动机的进气道的质量空气流量传感器，传感器测量的排气温度和由所述质量空气流量传感器测量的质量空气流量而确定所述电4发动机排气系统中的氧传感器可以用于确定排气的空燃比(AFR)，而位于发动机进气系统[0004]用于在发动机冷起动期间控制氧传感器加热器的其他策略包括向氧传感器加热基于加热器的阻抗(诸如当阻抗是可检测的值时)而对供应给加热器的功率量进行反馈控5在具体实施方式中进一步描述。这并不意味着识别所要求保护的主题的关键或必要特征，于解决上面或在本公开的任何部分中指出的任何缺点[0010]图2示出了说明用于使用来自氧传感器的反馈生成燃料命令的示例性控制架构的[0013]图5示出了有关在发动机冷起动期间对氧传感器进行加热的预示的示例性时间[0014]以下描述涉及用于在发动机冷起动期间控制氧传感器加热器以便加速传感器加上游的排气氧传感器。上游排气氧传感器可以是诸如图3中图示的示例性UEGO传感器等感器的输出电流与由氧传感器感测的氧浓度不成比例，这增加了冷起动期间的车辆排放。通过诸如根据图4的示例性方法减小氧传感器加热器电阻并且向加热器供应恒定的功率机冷起动期间对氧传感器进行加热的示例性时间线在图成成比例的踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。发动机10的气缸(本文也称为“燃烧活塞的往复运动转换成曲轴的旋转运动。曲轴140可以经由传动装置54联接到车辆的至少6发送信号以接合或断开离合器，以便将曲轴140与电机52和与其连接的部件连接或断开，[0018]交流发电机46可以被配置成在发动机运转期间经由曲轴140使用发动机扭矩对系[0019]发动机10的气缸14可以经由进气道142和进气歧管146接收进气。除了气缸14之出的气缸14包括位于气缸14的上部区域的至少一个进气提升阀150和至少一个排气提升阀少两个进气提升阀和至少两个排气提升阀。进气门150可以由控制器12经由致动器152控7器(或致动系统)或可变气门正时致动器(或致动[0022]气缸14可以具有压缩比，所述压缩比是当活塞138处于下止点(BDC)到上止点点火系统190可以响应于来自控制器12的火花提前信号SA而经由火花塞192向燃烧室14提大制动扭矩(MBT)正时提供火花以使发动机功率和效率最大化。控制器12可以将发动机工燃料箱可以具有向控制器12提供信号的压[0025]在一个替换实例中，燃料喷射器166可以以一配置布置在进气道中而不是直接联接到气缸14，该配置提供所谓的到气缸14上游的进气道的进气道燃料喷射(下文也称为文借助于实例描述的特定燃料喷射器配置的限制。[0026]燃料喷射器166可以被配置成以不同的相对量从燃料系统8接收不同的燃料作为[0027]燃料系统8中的燃料箱可以容纳不同燃料类型的燃料，诸如具有不同燃料品质和括汽油作为具有较低的蒸发热量的第一燃料类型和乙醇作为具有较高的蒸发热量的第二8如E85(大约85％的乙醇和15％的汽油)或M85(大约85％的甲醇和15％的汽油))作为第二燃燃料特性可以例如由于油箱再充装的每日变化而频繁[0028]示出了排气传感器126联接到排放控制装置178上游的排气歧管148，所述排放控制装置178联接在排气道158内。排气传感器126可以从各种合适的传感器中选择以便提供构200包括位于排放控制装置178上游的发动机10和UEGO[0030]控制架构200以闭环方式将发动机AFR调整到接近化学计量(例如，命令的AFR)的设定点。包括比例-积分-微分(PID)控制器的内环控制器207通过生成适当的燃料命令(例[0033]以这种方式，控制器12可以基于来自UEGO传感器126的反馈精确地控制发动机109如，信号FPW)来补偿所述燃料喷射器和/或空气计量误差，直到实际AFR达到期望的AFR为140的霍尔效应传感器120(或其他类型)的表面点火感测信号(PIP)；来自节气门位置传感RPM可以由控制器12从信号PIP生成。来自MAP传感器124的歧管压力信号MAP可以用于提供进气歧管中的真空或压力的指示。控制器12可以基于发动机冷却剂温度而推断发动机温中的每一个可以包括图1就气缸14所描述和示出的各种部[0037]接着，图3示出了用于测量发动机的进气道中的进气气流或排气道的排气流中的[0038]层302包括产生扩散路径310的一种或多种材料。扩散路径310可以被配置成允许(pumpingelectrode)312和314可以将分析物泵入或泵出第一内腔322的速率更有限的速[0039]氧传感器300还包括层304内的第二内腔324，所述第二内腔324通过层303与第一内腔322分离。第二内腔324被配置成维持等于化学计量条件的恒定氧分压(oxygen计量的情况下进气或排气将具有的氧含量。第二内腔324中的氧浓度通过泵送电压Vcp保持[0040]一对感测电极316和318被设置成与第一内腔322和第二内腔324连通。感测电极316和318检测到可能由于进气或排气中的氧浓度高于或低于化学计量水平而在第一内腔[0041]所述一对泵送电极312和314被设置成与第一内腔322连通，并且被配置成用电化[0043]用电化学方法将氧泵出第一内腔322或泵入第一内腔322的过程包括在泵送单元pppppp变热时段内的加热器功率。加热器功率的减小进而增加了氧传感器变热时间段的持续时过减小加热器的引线和/或加热器的蛇形管的电阻(诸如通过增加加热器和引线的横截面括的其余方法的指令可以由控制器(例如，图1的控制器12)基于存储在控制器的存储器上发动机长时间不活动之后的发动机起动请求(例如，在超过阈值持续时间的不活动之后)和/或当发动机温度低于阈值温度(诸如低于排放控制装置的起燃温度)时。举另一实例来氧传感器之后的给定时间内，可以基于施加到氧传感器加热器的电压(V)和得到的加热器流传感器(例如，图1的电流传感器113)进行检测。通过调整供应给加热器的电压的量(例量(Ch)、最大加热速率(rmax)和加热期间的热损耗而确定要提供给氧传感器加热器的功率器的特性，并且可以基于用于形成/烧结氧传感器的陶瓷材料(例如，图3中示出的陶瓷层(自电压最近施加到氧传感器起)基于加热器电阻-温度传递函数和有关氧传感器温度的方阻-温度传递函数和有关氧传感器的温度的方程式并入有关加热器功率的方程式中，可以[0057]通过在发动机冷起动条件期间向氧传感器加热器供应恒定的功率量而不是恒定器在小于阈值温度的温度下工作，并且第二条件可以包括发动机不在冷起动条件下工作和/或氧传感器在大于或等于阈值温度的温度下工作。阈值温度可以是氧传感器的起燃温器中的指令可以包括基于施加到加热器的电压(V)和得到的加热器电流(I)而确定电阻令可以包括当在第二条件下工作而不是在第一条件下工作时测量来自发动机的排气中的[0060]接着，图5示出了用于在发动机冷起动期间控制氧传感器加热器的示例性时间线器12)可以基于以下中的一个或多个而确定加热器功率(曲线图516)和相应的加热器电压[0063]在时间t1与时间t2之间，当加热器占空比增加时(曲线图512)，加热器电压增加度(或温度范围)。因此，氧传感器加热器电压(曲线图508)在时间t2达到峰值并且然后减[0067]在发动机冷起动期间向氧传感器加热器提供恒定功率的技术效果是以恒定速率排放控制装置上游的排气道的排气温度传感器和联接到发动机的进气道的质量空气流量量的排气温度和由质量空气流量传感器测量的质量空气流量而确定括基于加热器的电阻-温度传递函数而调整电压占空比，以维持提供给加热器的恒定的功[0072]应当注意，本文包括的示例性控制和估计例程可以与各种发动机和/或车辆系统或功能可以图形地表示要编程到发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非暂时性存储器中的代码，其中所描述的动作是通过结合电子控制器执行包括系统中的指令来实现素和/或特性的其他组合和子组合可以通过修改本权利要求或通过在该申请或相关申请中[0077]根据一个实施例，调整施加的电压占空比包括随时间推移增加施加的电压占空[0078]根据一个实施例，基本上恒定的加热速率是防止氧传感并且目标功率量是基于由于对流引起的热损耗和最大加热速[0079]根据一个