CN101382090B - 内燃机的空燃比控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及内燃机的空燃比控制系统，具体而言公开了一种发动机系统的燃料控制系统，包括前催化剂废气氧气(EGO)传感器和控制模块。所述前催化剂EGO传感器根据废气的氧浓度确定前催化剂EGO信号。所述控制模块确定至少一个燃油指令，并且确定废气的至少一个期望氧浓度。所述控制模块根据前催化剂EGO指令、燃油指令和期望氧浓度来确定发动机系统的最终燃油指令。

Description

内燃机的空燃比控制系统

相关申请的交叉引用

[0001]本申请要求2007年8月17日提交的美国临时申请No.60/956,585的优先权。上述申请的全部公开内容在此作为引用并入。

技术领域

[0002]本发明涉及发动机控制系统，并且更具体的涉及内燃机的燃料控制系统。

背景技术

[0003]这里提供的背景描述是为了总地给出本发明的背景。就本背景技术部分描述的范围而言，目前指定的发明人的工作以及在申请时不能当作现有技术的本发明的各个方面，既不明确也不隐含地被认为是抵触本发明的现有技术。

[0004]燃料控制系统降低汽油发动机的排放。所述燃料控制系统可以包括内反馈回路和外反馈回路。所述内反馈回路可以使用来自布置在发动机系统的催化转化器之前的废气氧(EGO)传感器(即，前催化剂EGO传感器)的信息来控制输送到发动机的燃油量。

[0005]例如，当所述前催化剂EGO传感器检测到废气中的浓空燃比时(即，未燃烧的燃油蒸气)，内反馈回路可以降低送到发动机的预期燃油量(即，降低燃油指令)。当所述前催化剂EGO传感器检测到废气中的稀空燃比时(即，过量的氧气)，内反馈回路可以增加燃油指令。这使得所述空燃比保持在真正的化学当量比或者理想的空燃比，从而改善了燃料控制系统的性能(例如，燃料经济性)。

[0006]所述内反馈回路可以使用比例积分控制方案来校正燃油指令。所述燃油指令还可以根据短期燃油调整量或者长期燃油调整量来进行校正。所述短期燃油调整量可以通过根据发动机工作条件转换比例积分控制方案的增益来校正所述燃油指令。当所述短期燃油调整量在预期时间周期内不能充分地校正燃油指令时，所述长期燃油调整量可以用于校正燃油指令。

[0007]所述外反馈回路可以使用来自布置在转化器之后的EGO传感器(即，后催化剂EGO传感器)的信息，以便当出现意外的测量读数时校正所述EGO传感器和/或转化器。例如，所述外反馈回路可以使用来自后催化剂EGO传感器的信息来使所述后催化剂EGO传感器保持在需要的电压水平。因而，所述转化器保持预期的氧气储量，从而改善了燃料控制系统的性能。所述外反馈回路可通过改变用于内反馈回路的阈值来控制所述内反馈回路从而确定空燃比是浓还是稀。

[0008]排气成分会影响EGO传感器的性能，从而影响EGO传感器值的准确度。因此，燃料控制系统已设计成能根据不同于那些记录的值来操作。例如，燃料控制系统已设计成能＂不对称地(asymmetrically)＂操作(即，用于指示稀空燃比的阈值不同于用于指示浓空燃比的阈值)。

[0009]由于所述不对称性是排气成分的函数，并且排气成分是发动机工作条件的函数，因此所述不对称性通常设计成发动机工作条件的函数。所述不对称性通过调整内反馈回路的增益和阈值来间接地实现，同时需要在每个发动机工作条件下的多种测试。此外，对于每个动力系和车辆类别都需要进行这些大量的标定，并且所述标定很难与包括但并不限于可变气门正时和可变气门升程的其它技术适应。

发明内容

[0010]一种发动机系统的燃料控制系统，包括前催化剂废气氧气(EGO)传感器和控制模块。所述前催化剂EGO传感器根据废气的氧浓度确定前催化剂EGO信号。所述控制模块确定至少一个燃油指令，并且确定废气的至少一个期望氧浓度。所述控制模块根据前催化剂EGO信号、燃油指令和期望氧浓度来确定发动机系统的最终燃油指令。

[0011]一种发动机系统的燃料控制系统的操作方法，包括：根据废气的氧浓度确定前催化剂EGO信号；确定至少一个燃油指令；确定至少一个废气的期望氧浓度；以及根据前催化剂EGO信号、燃油指令和期望氧浓度，确定发动机系统的最终燃油指令。

[0012]根据在下文中提供的详细说明，本发明的更多适用范围将变得显而易见。应该理解，所述详细说明和具体的范例仅仅是出于例证的目的，而不是用于限制本发明的范围。

附图说明

根据所述详细说明和附图，可更充分地理解本发明，其中：

[0014]图1是根据本发明原理的发动机系统的示范性实施例的功能框图；

[0015]图2是根据本发明原理的控制模块的示范性实施例的功能框图；

[0016]图3是根据本发明原理的指令发生器模块的示范性实施例的功能框图；

[0017]图4是根据本发明原理的外回路模块的功能框图；

[0018]图5是根据本发明原理的内回路模块的示范性实施例的功能框图；

[0019]图6是描述根据本发明原理的控制模块所执行的示范性步骤的流程图。

具体实施方式

[0020]以下描述实际上仅仅是示范性的，并且决不用于限制本发明、及其使用或者应用。为清楚起见，附图中使用相同的附图标记来表示同样的部件。在这里，措词“A、B和C中的至少一个”应该解释为利用非排他性的逻辑或来表示逻辑(A或B或C)。应该理解，在一种方法内的步骤可以在不改变本发明原理的情况下以不同的顺序执行。

[0021]在这里，术语“模块”是指专用集成电路(ASIC)、电子电路、执行一个或多个软件或者固件程序的处理器(共用的、专用的或者群组的)和存储器、组合逻辑电路和/或其它提供所述功能的适合部件。

[0022]为了降低与普通燃料控制系统有关的标定成本，本发明的燃料控制系统允许直接实现包括不均匀性能的预期性能。换句话说，所述燃料控制系统通过代替闭环控制的开环控制来实现预期性能。开环控制可包括利用一种模型来代替闭环控制增益的标定，该模型使预期性能与获得该预期性能所需的燃油指令相关联。

[0023]另外，因为燃料控制系统通过开环控制获得所述预期性能，因此其它控制指标得以实现。例如，将来自若干不同的目标(例如，保持存储在催化转化器中的氧气量)的燃油指令增加到当前燃油指令，从而改善了燃料控制系统的性能。在另一个例子中，所述燃料控制系统适应不同的动力系(例如，具有加热氧传感器和/或宽量程传感器的动力系)和车辆类别。

[0024]现在参考图1，示出了发动机系统10的示范性实施例。发动机系统10包括发动机12、进气系统14、燃料系统16、点火系统18和排气系统20。发动机12可以是具有燃油喷射的任何类型的内燃机。仅就示例而言，发动机12可以包括燃油喷射式发动机、汽油直接喷射式发动机、均质进气压燃式发动机或者其它类型的发动机。

[0025]进气系统14包括节流阀22和进气歧管24。节流阀22控制进入发动机12之内的气流。燃料系统16控制进入发动机12之内的燃油流量。点火系统18点燃由进气系统14和燃料系统16提供给发动机12的空气/燃料混合物。

[0026]所述空气/燃料混合物燃烧所产生的废气通过排气系统20从发动机12中排出。排气系统20包括排气歧管26和催化转化器28。催化转化器28接收来自排气歧管26的废气，并且在废气离开发动机系统10之前降低该废气的毒性。

[0027]发动机系统10还包括根据各种各样的发动机操作参数调节发动机12运转的控制模块30。所述控制模块30与燃料系统16和点火系统18通讯。所述控制模块30还和空气质量流量(MAF)传感器32、歧管空气压力(MAP)传感器34和发动机每分钟转数(RPM)传感器36通讯。所述控制模块30还和布置在排气歧管26中的废气氧气(EGO)传感器(即，前催化剂EGO传感器38)通讯。所述控制模块30还和布置在催化转化器28之后的EGO传感器(即，后催化剂EGO传感器40)通讯。

[0028]所述MAF传感器32根据进入进气歧管24之内的气流质量产生MAF信号。所述MAP传感器34根据进气歧管24内的气压产生MAP信号。所述RPM传感器36根据发动机12的曲轴(未示出)的旋转速度产生RPM信号。

[0029]所述前催化剂EGO传感器38根据排气歧管26中废气的氧浓度水平产生前催化剂EGO信号。所述后催化剂EGO传感器40根据在催化转化器28之后的废气的氧浓度水平产生后催化剂EGO信号。仅就示例而言，所述EGO传感器38和40每个都可以包括但是不局限于转换EGO传感器或者通用EGO(UEGO)传感器。转换EGO传感器产生以电压为单位的EGO信号，并且当氧浓度水平是稀或者浓时相应地转换所述EGO信号为低电压或者高电压。UEGO传感器产生以当量比为单位的EGO信号，并且不进行所述转换EGO传感器的稀和浓氧浓度电平之间的转换。

[0030]现在参考图2，示出了控制模块30。控制模块30包括指令发生器模块102、外回路模块104和内回路模块106。所述指令发生器模块102确定发动机工作条件。仅就示例而言，所述发动机工作条件可以包括但是不限于曲轴的旋转速度、进气歧管24中的气压和/或发动机冷却液的温度。

[0031]所述指令发生器模块102确定可获得排气歧管26中废气的预期氧浓度水平的燃油指令(即，预期燃油)。所述指令发生器模块102确定排气歧管26中废气的期望氧浓度水平(即，预期前催化剂EGO)。所述指令发生器模块102根据使预期前催化剂EGO和发动机工作条件相关联的模型来确定预期前催化剂EGO。所述指令发生器模块102根据预期前催化剂EGO确定预期燃油。

[0032]在另一个实施例中，指令发生器模块102根据使预期燃油和发动机工作条件相关联的模型来确定预期燃油。任何一个实施例均允许直接获得前催化剂EGO传感器38的不对称性能。所述指令发生器模块102还确定排气歧管26中废气的期望氧浓度水平(即，预期燃油EGO)。所述指令发生器模块102根据使预期燃油EGO和预期前催化剂EGO相关联的模型来确定预期燃油EGO。在另一个实施例中，所述指令发生器模块102根据使预期燃油EGO和发动机工作条件相关联的模型来确定预期燃油EGO。

[0033]所述指令发生器模块102还确定燃料指令，该指令将减轻一个或多个可预测故障(即，减轻燃油(mitigation fuel))的影响，以获得所述预期前催化剂EGO。仅就示例而言，所述可预测故障可以是由于空气预测误差导致的燃料系统16的基准(即，当前)燃油指令中的已知误差。指令发生器模块102根据使预期前催化剂EGO和可预测故障相关联的模型来确定预期前催化剂EGO。指令发生器模块102根据预期前催化剂EGO确定所述减轻燃油。

[0034]在另一个实施例中，指令发生器模块102根据使减轻燃油和可预测故障相关联的模型来确定所述减轻燃油。任何一个实施例均允许直接实现前催化剂EGO传感器38的不对称性能。所述指令发生器模块102还确定排气歧管26中废气的期望氧浓度水平(即，减轻燃油EGO)。指令发生器模块102根据使减轻燃油EGO和预期前催化剂EGO相关联的模型来确定减轻燃油EGO。在另一个实施例中，指令发生器模块102根据使减轻燃油EGO和可预测故障相关联的模型来确定减轻燃油EGO。

[0035]指令发生器模块102还确定从催化转化器28排出之后的废气的预期氧浓度水平(即，预期后催化剂EGO)。指令发生器模块102根据发动机工作条件确定所述预期后催化剂EGO。所述预期后催化剂EGO相当于催化转化器28中的预期贮氧量水平。

[0036]外回路模块104接收所述预期后催化剂EGO(即，预期贮氧量水平)、后催化剂EGO和前催化剂EGO。外回路模块104根据使贮氧量水平和后催化剂EGO以及前催化剂EGO相关联的模型估算催化转化器28中的贮氧量水平。外回路模块104使所述贮氧量水平保持在预期贮氧量水平。这使催化转化器28将废气毒素转变为较少有毒物质的效率达到最大值。为了进一步使贮氧量水平保持在预期贮氧量水平，外回路模块104使后催化剂EGO保持在预期后催化剂EGO。

[0037]当贮氧量水平不等于预期贮氧量水平，或者当前催化剂EGO在显示稀空燃比一段预定时间周期之后显示为化学当量比时，外回路模块104确定将获得预期贮氧量水平的燃油指令(即，存储燃油)。外回路模块104根据使存储燃油和估计贮氧量水平相关联的模型确定所述存储燃油。外回路模块104还确定排气歧管26中废气的期望氧浓度水平(即，存储燃油EGO)。外回路模块104根据使存储燃油EGO和估计贮氧量水平相关联的模型确定存储燃油EGO。

[0038]外回路模块104确定后催化剂EGO校正因子以将预期后催化剂EGO和后催化剂EGO之间的误差减到最少。外回路模块104确定将获得预期后催化剂EGO的燃油指令(即，后催化剂燃油)。外回路模块104根据使后催化剂燃油和后催化剂EGO校正因子相关联的模型来确定后催化剂燃油。外回路模块104还确定排气歧管26中废气的期望氧浓度水平(即，后催化剂燃油EGO)。外回路模块104根据使后催化剂燃油EGO和后催化剂EGO校正因子相关联的模型确定后催化剂燃油EGO。

[0039]内回路模块106接收后催化剂燃油EGO、后催化剂燃油、存储燃油EGO、存储燃油、预期燃油EGO、预期燃油、减轻燃油EGO和减轻燃油。内回路模块106还接收MAF、MAP、RPM、基准燃料和前催化剂EGO。内回路模块106确定燃油校正因子以将前催化剂EGO和排气歧管26中废气的期望氧浓度水平之间的误差减到最少。排气歧管26中的期望氧浓度水平是预期燃油EGO、减轻燃油EGO、后催化剂燃油EGO和存储燃油EGO的总和。为了进一步将所述误差减到最少，内回路模块106用预期燃油、减轻燃油、后催化剂燃油和存储燃油来修正所述基准燃料，以确定燃料系统16的新的燃油指令(即，最终燃油)。

[0040]现在参考图3，示出了指令发生器模块102。指令发生器模块102包括发动机工作条件模块202、预期后催化剂EGO模块204、预期燃油模块206和预期燃油EGO模块208。指令发生器模块102还包括可预测故障模块210、减轻燃油模块212和减轻燃油EGO模块214。

[0041]发动机工作条件模块202是确定发动机工作条件(例如，曲轴旋转速度)的开环指令发生器。预期后催化剂EGO模块204接收关于发动机工作条件的数据并且根据发动机工作条件确定预期后催化剂EGO。预期后催化剂EGO相当于预期贮氧量水平(即，预期贮氧量)。

[0042]预期燃油模块206接收关于发动机工作条件的数据。预期燃油模块206根据使预期前催化剂EGO和发动机工作条件相关联的模型确定预期前催化剂EGO。预期燃油模块206根据预期前催化剂EGO确定预期燃油。在另一个实施例中，预期燃油模块206根据使预期燃油和发动机工作条件相关联的模型确定预期燃油。

[0043]预期燃油EGO模块208接收关于发动机工作条件的数据。预期燃油EGO模块208根据使预期前催化剂EGO和发动机工作条件相关联的模型确定预期前催化剂EGO。预期燃油EGO模块208根据预期前催化剂EGO确定预期燃油EGO。在另一个实施例中，预期燃油EGO模块208根据使预期燃油EGO和发动机工作条件相关联的模型确定预期燃油EGO。

[0044]可预测故障模块210是确定一或多个可预测故障(例如，基准燃料中的误差)的开环指令发生器。减轻燃油模块212接收关于可预测故障的数据。减轻燃油模块212根据使预期前催化剂EGO和可预测故障相关联的模型确定预期前催化剂EGO。减轻燃油模块212根据预期前催化剂EGO确定减轻燃油。在另一个实施例中，减轻燃油模块212根据使减轻燃油和可预测故障相关联的模型确定减轻燃油。

[0045]减轻燃油EGO模块214接收关于可预测故障的数据。减轻燃油EGO模块214根据使预期前催化剂EGO和可预测故障相关联的模型确定预期前催化剂EGO。减轻燃油EGO模块214根据预期前催化剂EGO确定减轻燃油EGO。在另一个实施例中，减轻燃油EGO模块214根据使减轻燃油EGO和可预测故障相关联的模型确定减轻燃油EGO。

[0046]对于某些可预测故障，减轻燃油模块212可以不采取任何措施、或者确定减轻燃油为零。这种运行方式对于应该由内回路模块106所忽略的可预测故障来说是可取的。仅就示例而言，可能受益于这种运行方式的一种可预测故障是减速燃料停送(DFCO)，其中当发动机12减速一段持续的时间周期时燃料系统16停止燃油流量。

[0047]现在参考图4，示出了外回路模块104。外回路模块104包括估算贮氧量模块302、存储燃油模块304和存储燃油EGO模块306。外回路模块104还包括减法模块308、外回路补偿器310、后催化剂燃油模块312和后催化剂燃油EGO模块314。估算贮氧量模块302接收后催化剂EGO和前催化剂EGO。估算贮氧量模块302根据使估算贮氧量和后催化剂EGO以及前催化剂EGO相关联的模型来估算贮氧量水平(即，估算贮氧量)。

[0048]存储燃油模块304接收估算贮氧量、预期贮氧量和前催化剂EGO。当估算贮氧量与预期贮氧量不同，或者当前催化剂EGO在指示稀空燃比一段延长时间周期之后指示理想的化学当量比时，存储燃油模块304确定存储燃油。存储燃油模块304根据使存储燃油和估算贮氧量相关联的模型确定存储燃油。存储燃油EGO模块306接收估算贮氧量，并且根据使存储燃油EGO和估算贮氧量相关联的模型确定存储燃油EGO。

[0049]减法模块308接收预期后催化剂EGO和后催化剂EGO，并且从预期后催化剂EGO中减去后催化剂EGO以确定后催化剂EGO误差。外回路补偿器310接收后催化剂EGO误差，并且根据后催化剂EGO误差确定后催化剂EGO校正因子。在各种各样的实施例中，外回路补偿器310可以确定相当于后催化剂EGO误差的后催化剂EGO校正因子。或者，外回路补偿器310可以使用比例积分控制方案或者其它控制模式，以确定后催化剂EGO校正因子。

[0050]后催化剂燃油模块312接收后催化剂EGO校正因子，并且确定后催化剂燃油。后催化剂燃油模块312根据使后催化剂燃油和后催化剂EGO校正因子相关联的模型确定后催化剂燃油。后催化剂燃油EGO模块314接收后催化剂EGO校正因子，并且根据使后催化剂燃油EGO和后催化剂EGO校正因子相关联的模型确定后催化剂燃油EGO。

[0051]现在参考图5，示出了内回路模块106。所述内回路模块106包括第一求和模块402、减法模块404、比例模块406、内回路补偿器408和第二求和模块410。第一求和模块402接收预期燃油EGO、减轻燃油EGO、后催化剂燃油EGO和存储燃油EGO。

[0052]第一求和模块402将预期燃油EGO、减轻燃油EGO、后催化剂燃油EGO和存储燃油EGO求和，以确定排气歧管26中的期望氧浓度水平(即，期望前催化剂EGO)。当EGO传感器38，40包括一般的EGO传感器时，计算预期燃油EGO、减轻燃油EGO、后催化剂燃油EGO和存储燃油EGO的和可能得到太大的值。倘若如此，内回路模块106还可以包括饱和装置(未示出)或者其它类似的逻辑，以便将期望前催化剂EGO限制到测量的期望范围。

[0053]减法模块404接收期望前催化剂EGO和前催化剂EGO，并且从期望前催化剂EGO中减去前催化剂EGO以确定前催化剂EGO误差。比例模块406接收前催化剂EGO误差、MAF、MAP和RPM。比例模块406将前催化剂EGO误差(例如，以电压或者当量比为单位)转换成以相同单位表示的等效燃油误差。

[0054]比例模块406根据前催化剂EGO误差和MAF确定燃油误差。所述燃油误差error_fuel根据以下方程式确定：

$\begin{array}{cc}\left(1\right)& {\mathrm{error}}_{\mathrm{fuel}}=\frac{\mathrm{MAF}}{14.7}\×{\mathrm{error}}_{\mathrm{EGO}},\end{array}$

其中，MAF是MAF并且error_fuel是前催化剂EGO误差。在另一个实施例中，比例模块406根据前催化剂EGO误差、MAP和RPM来确定燃油误差。所述燃油误差根据以下方程式确定：

(2)error_fuel＝k(MAP，RPM)×error_EGO，

其中，MAP是MAP，RPM是RPM，k是由MAP和RPM表示的发动机工作条件的函数。

[0055]内回路补偿器408接收燃油误差，并且根据燃油误差确定燃油校正因子。在各种各样的实施例中，内回路补偿器408可以确定燃油校正因子使其仅仅相当于燃油误差。或者，内回路补偿器408可以使用比例积分控制方案或者其它控制方案以确定燃油校正因子。第二求和模块410接收燃油校正因子、预期燃油、减轻燃油、后催化剂燃油、存储燃油和基准燃料。第二求和模块410将燃油校正因子、预期燃油、减轻燃油、后催化剂燃油、存储燃油和基准燃料求和，以确定最终燃油。

[0056]现在参考图6，描述了由控制模块30执行的示范性步骤的流程图。控制开始于步骤502。在步骤504，确定发动机工作条件。

[0057]在步骤506，根据发动机工作条件确定预期后催化剂EGO(即，预期贮氧量)。在步骤508，根据发动机工作条件确定预期燃油。在步骤510，根据发动机工作条件确定预期燃油EGO。

[0058]在步骤512，确定可预测故障。在步骤514根据可预测故障确定减轻燃油。在步骤516，根据可预测故障确定减轻燃油EGO。

[0059]在步骤518，根据后催化剂EGO和前催化剂EGO确定估算贮氧量。在步骤520，控制器确定估算贮氧量是否等于预期贮氧量。如果是，控制器继续步骤522。如果否，控制器继续步骤524。

[0060]在步骤522，控制器确定前催化剂EGO在指示稀空燃比一个延长时间周期之后是否指示理想的化学当量比。如果是，控制器继续步骤524。如果否，控制器继续步骤526。

[0061]在步骤524，根据预期贮氧量确定存储燃油。在步骤528，根据预期贮氧量确定存储燃油EGO。控制器继续步骤526。

[0062]在步骤526，根据预期后催化剂EGO和后催化剂EGO确定后催化剂EGO误差。在步骤530，根据后催化剂EGO误差确定后催化剂EGO校正因子。在步骤532，根据后催化剂EGO校正因子确定后催化剂燃油。

[0063]在步骤534，根据后催化剂EGO校正因子确定后催化剂燃油EGO。在步骤536，根据预期燃油EGO、减轻燃油EGO、后催化剂燃油EGO和存储燃油EGO确定期望前催化剂EGO。在步骤538，根据期望前催化剂EGO和前催化剂EGO确定前催化剂EGO误差。

[0064]在步骤540，根据前催化剂EGO误差和MAF、或者前催化剂EGO和MAP和RPM，确定燃油误差。在步骤542，根据燃油误差确定燃油校正因子。在步骤544，根据燃油校正因子、预期燃油、减轻燃油、后催化剂燃油、存储燃油和基准燃料确定最终燃油。控制器返回步骤504。

[0065]本领域的技术人员现在可以意识到，根据上述描述，本发明的广泛教导可以用各种各样的形式实现。因此，虽然本公开包括具体的范例，但是本公开的真实范围却不应局限于此，因为在研究所述附图、说明书及所附权利要求书的基础上，其它的变型对于本领域的技术人员来说是显而易见的。

Claims (32)

1.一种发动机系统的燃料控制系统，包括：

前催化剂废气氧气EGO传感器，其根据废气的氧浓度确定前催化剂EGO信号；以及

控制模块，其确定至少一个燃油指令，并且确定废气的至少一个期望氧浓度，

其中，所述控制模块根据使从催化转化器排出之后的废气的期望氧浓度和发动机工作条件相关联的模型确定从催化转化器排出之后的废气的期望氧浓度，所述控制模块根据所述前催化剂EGO信号、所述燃油指令和从催化转化器排出之后的废气的期望氧浓度确定发动机系统的最终燃油指令。

2.如权利要求1所述的燃料控制系统，其中所述燃油指令包括根据排气歧管中的期望氧浓度确定的期望燃油指令。

3.如权利要求2所述的燃料控制系统，其中所述控制模块根据使所述排气歧管中的期望氧浓度和发动机工作条件相关联的模型确定所述排气歧管中的期望氧浓度。

4.如权利要求1所述的燃料控制系统，其中所述期望氧浓度包括第一氧浓度，所述第一氧浓度根据使所述第一氧浓度和排气歧管中的期望氧浓度相关联的模型来确定。

5.如权利要求1所述的燃料控制系统，其中所述燃油指令包括期望燃油指令，所述期望燃油指令根据使所述期望燃油指令和发动机工作条件相关联的模型来确定。

6.如权利要求1所述的燃料控制系统，其中所述燃油指令包括根据排气歧管中的期望氧浓度确定的减轻燃油指令。

7.如权利要求6所述的燃料控制系统，其中所述控制模块根据使所述排气歧管中的期望氧浓度和燃料控制系统的可预测故障相关联的模型确定所述排气歧管中的期望氧浓度。

8.如权利要求1所述的燃料控制系统，其中所述期望氧浓度包括第二氧浓度，所述第二氧浓度根据使所述第二氧浓度和排气歧管中的期望氧浓度相关联的模型来确定。

9.如权利要求1所述的燃料控制系统，其中所述燃油指令包括减轻燃油指令，所述减轻燃油指令根据使所述减轻燃油指令和燃料控制系统的可预测故障相关联的模型来确定。

10.如权利要求1所述的燃料控制系统，还包括根据废气氧浓度确定后催化剂EGO信号的后催化剂EGO传感器。

11.如权利要求10所述的燃料控制系统，其中，所述燃油指令包括存储燃油指令，当其中一个估算贮氧量不等于从催化转化器排出之后的期望氧浓度，并且所述前催化剂EGO信号在指示稀空燃比一段预定时间周期之后指示化学当量比时，所述存储燃油指令根据使所述存储燃油指令和催化转化器中的估算贮氧量相关联的模型来确定。

12.如权利要求11所述的燃料控制系统，其中所述控制模块根据后催化剂EGO信号和所述前催化剂EGO信号确定所述估算贮氧量。

13.如权利要求10所述的燃料控制系统，其中，所述期望氧浓度包括第三氧浓度，当其中一个估算贮氧量不等于所述从催化转化器排出之后的期望氧浓度，并且所述前催化剂EGO信号在指示稀空燃比一段预定时间周期之后指示化学当量比时，所述第三氧浓度根据使所述第三氧浓度和催化转化器中的估算贮氧量相关联的模型来确定。

14.如权利要求10所述的燃料控制系统，其中，所述燃油指令包括后催化剂燃油指令，当所述从催化转化器排出之后的期望氧浓度不等于所述后催化剂EGO信号时，所述后催化剂燃油指令根据使所述后催化剂燃油指令和所述从催化转化器排出之后的期望氧浓度相关联的模型来确定。

15.如权利要求10所述的燃料控制系统，其中，所述期望氧浓度包括第四氧浓度，当所述从催化转化器排出之后的期望氧浓度不等于所述后催化剂EGO信号时，所述第四氧浓度根据使所述第四氧浓度和所述从催化转化器排出之后的期望氧浓度相关联的模型来确定。

16.如权利要求1所述的燃料控制系统，其中当所述前催化剂EGO信号不等于所述期望氧浓度时，所述控制模块根据所述前催化剂EGO信号和所述期望氧浓度确定所述最终燃油指令。

17.一种发动机系统的燃料控制系统的操作方法，包括：

根据废气氧浓度确定前催化剂废气氧气EGO信号；

确定至少一个燃油指令；

确定至少一个废气的期望氧浓度；

根据使从催化转化器排出之后的废气的期望氧浓度和发动机工作条件相关联的模型来确定从催化转化器排出之后的废气的期望氧浓度；以及

根据所述前催化剂EGO信号、所述燃油指令和从催化转化器排出之后的废气的期望氧浓度确定发动机系统的最终燃油指令。

18.如权利要求17所述的方法，还包括根据排气歧管中的期望氧浓度确定期望燃油指令。

19.如权利要求18所述的方法，还包括根据使所述排气歧管中的期望氧浓度和发动机工作条件相关联的模型确定所述排气歧管中的期望氧浓度。

20.如权利要求17所述的方法，还包括根据使第一氧浓度和排气歧管中的期望氧浓度相关联的模型确定所述第一氧浓度。

21.如权利要求17所述的方法，还包括根据使期望燃油指令和发动机工作条件相关联的模型确定所述期望燃油指令。

22.如权利要求17所述的方法，还包括根据排气歧管中的期望氧浓度确定减轻燃油指令。

23.如权利要求22所述的方法，还包括根据使所述排气歧管中的期望氧浓度和燃油控制系统的可预测故障相关联的模型来确定所述排气歧管中的期望氧浓度。

24.如权利要求17所述的方法，还包括根据使第二氧浓度和排气歧管中的期望氧浓度相关联的模型来确定所述第二氧浓度。

25.如权利要求17所述的方法，还包括根据使减轻燃油指令和燃油控制系统的可预测故障相关联的模型来确定所述减轻燃油指令。

26.如权利要求17所述的方法，还包括根据所述废气氧浓度确定后催化剂EGO信号。

27.如权利要求26所述的方法，还包括当其中一个估算贮氧量不等于所述从催化转化器排出之后的期望氧浓度，并且所述前催化剂EGO信号在指示稀空燃比一段预定时间周期之后指示化学当量比时，根据使存储燃油指令和催化转化器中的估算贮氧量相关联的模型来确定所述存储燃油指令。

28.如权利要求27所述的方法，还包括根据所述后催化剂EGO信号和所述前催化剂EGO信号确定所述估算贮氧量。

29.如权利要求26所述的方法，所述期望氧浓度包括第三氧浓度，所述方法还包括当其中一个估算贮氧量不等于所述从催化转化器排出之后的期望氧浓度，并且所述前催化剂EGO信号在指示稀空燃比一段预定时间周期之后指示化学当量比时，根据使第三氧浓度和催化转化器中的估算贮氧量相关联的模型来确定所述第三氧浓度。

30.如权利要求26所述的方法，还包括当所述从催化转化器排出之后的期望氧浓度不等于所述后催化剂EGO信号时，根据使后催化剂燃油指令和所述从催化转化器排出之后的期望氧浓度相关联的模型来确定所述后催化剂燃油指令。

31.如权利要求26所述的方法，所述期望氧浓度包括第四氧浓度，所述方法还包括当所述从催化转化器排出之后的期望氧浓度不等于所述后催化剂EGO信号时，根据使第四氧浓度和所述从催化转化器排出之后的期望氧浓度相关联的模型来确定所述第四氧浓度。

32.如权利要求17所述的方法，还包括当所述前催化剂EGO信号不等于所述期望氧浓度时，根据所述前催化剂EGO信号和所述期望氧浓度确定所述最终燃油指令。

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