CN103850818A

CN103850818A - 排气湿度传感器

Info

Publication number: CN103850818A
Application number: CN201310652733.9A
Authority: CN
Inventors: G·苏尼拉; R·E·索尔蒂斯; J·H·维瑟; S·B·史密斯; T·J·克拉克
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2012-12-05
Filing date: 2013-12-05
Publication date: 2014-06-11
Anticipated expiration: 2033-12-05
Also published as: RU2628105C2; US20140156172A1; RU2013153931A; DE102013224887A1; CN103850818B; US9410466B2

Abstract

本发明涉及一种提供根据排气湿度传感器的输出调整发动机操作参数的实施例。发动机的一个示例性方法包含，根据排气露点，调整排气传感器加热器，该加热器经配置用于加热发动机排气通道内所设置的排气传感器，其中所述露点根据排气通道内所设置的湿度传感器的输出。

Description

排气湿度传感器

技术领域

本公开涉及内燃机。

背景技术

排气传感器可以用于控制各种发动机操作参数。例如，美国专利申请号2011/0132340描述了使用排气传感器（例如，UEGO传感器）检测排气水含量，该传感器还用于控制发动机空气燃料比。然而，在UEGO传感器用于检测排气水含量的过程中，传感器无法测量排气空气/燃料比。因此，在水含量检测期间，失去了空气/燃料可控性。

发明内容

本文的发明人已认识到使用排气传感器检测排气水含量所存在的问题。因此，提供了在发动机排气内提供专用排气水含量传感器的实施例。在一个实施例中，用于发动机的方法包含，基于排气露点，调整排气传感器加热器，该加热器经配置用于加热发动机排气通道内设置的排气传感器，其中露点基于排气通道内所设置的湿度传感器的输出。

以这种方式，发动机排气通道内的湿度传感器而不是其他的排气传感器可以用于确定排气水含量（因此确定露点）。通过确定排气的露点，可以调整排气传感器加热器的启用正时，从而避免当露点大于传感器温度时已经留在传感器上的冷凝物的快速蒸发，而不使发动机空气燃料比控制让步。在一些示例中，湿度传感器还可以用于确定燃烧期间所使用的燃料成分（例如，燃料的乙醇和/或水含量）以及放置在发动机排气内的催化剂起燃温度。这样，即使燃料成分改变，也能维持准确的空气燃料比，并且控制排气排放。

当单独通过附图或结合附图时，本说明的以上优点和其他优点以及特征将在下面的具体实施方式中变得明显。

应理解的是，上面的概述是以简化的形式被提供以介绍选择性概念，其将在具体实施方式中被进一步描述。并旨在指明要求保护的主题关键或重要特征，其范围仅由具体实施方式后面的权利要求确定。此外，要求保护的主题不局限于解决在本公开在上面或任何部分提到的缺点的实施方式。

附图说明

图1示出发动机的示意图。

图2示出根据本公开实施例的流程图，其示出用于确定排气水含量的方法。

图3示出根据本公开实施例的流程图，其示出用于控制排气传感器加热器的方法。

图4示出根据本公开实施例的流程图，其示出用于校正湿度传感器输出的方法。

图5示出根据本公开实施例的流程图，其示出用于诊断催化剂的方法。

图6是根据本公开实施例的曲线图，其示出发动机冷起动期间的发动机操作参数。

图7是根据本公开另一个实施例的曲线图，其示出发动机冷起动期间的发动机运行参数。

具体实施方式

排气湿度传感器可用于确定或者调整各种发动机运行参数。例如，湿度传感器输出可以指示燃烧的燃料的醇或者水含量，并且冷起动期间的发动机加油量可以根据所确定的醇含量被调整。在另一个示例中，湿度传感器可用于确定何时启用排气传感器加热器，从而防止由于加热器上的冷凝物的快速蒸发造成的传感器破裂。由于设置在湿度传感器上游的催化剂，湿度传感器的输出可以受到排气水含量变化的影响。为补偿这些变化，湿度传感器输出可以根据所估算的来自催化剂储存或者释放的水分被校正。这些估算的催化剂水量可还与湿度传感器输出一起使用，从而确定催化剂的起燃温度。图1是包括催化剂下游的湿度传感器和发动机控制器的发动机，其可被用于执行图2-5所示方法。图6和图7示出上述方法执行过程中的各种操作发动机参数。

具体参考图1，其包括示出多汽缸内燃机10的一个汽缸的示意图。发动机10可以至少部分地由包括控制器12的控制系统和由来自车辆操作员130经输入装置132的输入控制。在这个示例中，输入装置130包括加速器踏板和用于产生比例踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。

发动机10的燃烧汽缸30可包括其中放置活塞36的燃烧汽缸壁32。活塞36可被联接至曲轴40，以便活塞的往复运动被转换成曲轴的旋转运动。曲轴40可经中间传动系统联接至车辆的至少一个驱动轮。此外，起动机可经飞轮联接至曲轴40，从而使能发动机10的起动运行。

燃烧汽缸30可以经进气通道42接收来自进气歧管44的进气，并且可以经排气通道48排出燃烧气体。进气歧管44和排气通道48能够经各个进气门52和排气门54选择性地与燃烧汽缸30连通。在一些实施例中，燃烧汽缸30可包括两个或者更多进气门和/或两个或者更多排气门。

在这个示例中，进气门52和排气门54可以经各自的凸轮致动系统51和53由凸轮致动控制。凸轮致动系统51和53可以每个包括一个或更多凸轮，并且可以使用一个或更多凸轮轮廓线变换（CPS）、可变凸轮正时（VCT）、可变气门正时（VVT）和/或可变气门升程（VVL）系统中的一个或更多以改变气门操作。进气门52和排气门54的位置可以分别由位置传感器55和57确定。在可选实施例中，进气门52和/或排气门54可以通过电动气门致动控制。例如，汽缸30可以可选地包括经电动气门致动控制的进气门和经包括CPS和/或VCT系统的凸轮致动控制的排气阀。

燃料喷射器66被示出直接联接至燃烧汽缸30用于在那里直接喷射与经由电子驱动器68从控制器12接收的信号FPW的脉冲宽度成比例的燃料。以这种方式，燃料喷射器66提供被称为直接喷射的燃料至燃烧汽缸30。例如，燃料喷射器可以被安装在燃烧汽缸侧边或者在燃烧汽缸顶部。燃料可通过包括燃料箱、燃料泵、和燃料轨道的燃料输送系统（未示出）被输送至燃料喷射器66。在一些实施例中，燃烧汽缸30可选地或者可附加地包括布置在进气通道42内以提供被称为进气道喷射的燃料至燃烧汽缸30上游进气口的燃料喷射器。

燃料系统172中的燃料箱可容纳具有不同燃料品质（例如不同燃料成分）的燃料。这些不同可包括不同的醇含量、不同的辛烷值、不同的蒸发热、不同的燃料混合物，和/或其组合等。发动机可以使用含醇燃料混合物，例如E85(约85%乙醇和15%汽油）或M85(约85%甲醇和15%汽油）。可选地，发动机可使用存储在油箱内的汽油和乙醇的其他比例，包括100%汽油和100%乙醇，以及其之间的可变比例，取决于由操作者供应至油箱的燃料醇含量。此外，燃料箱的燃料特性可以频繁地被改变。在一个示例中，驾驶员某天可用E85为燃料箱再加油，接着是E10，接着是E50。类似地，根据再加油时油箱内所剩的燃料水平和成分，燃料箱成分可以动态地改变。

因此，再加油的油箱内日复一日的改变可以导致频繁改变燃料系统172内的燃料的燃料成分，从而影响喷射器66所输送的燃料成分和/或燃料品质。由喷射器66喷射的不同燃料成分在此可被称为燃料类型。在一个示例中，不同的燃料成分可以由其研究辛烷值（RON）率、醇百分比、乙醇百分比等被定性地描述。

应理解虽然在一个实施例中，发动机可以通过经直接喷射器喷射可变燃料混合物来操作，但是在可替换的实施例中，可以通过使用两种喷射器和改变来自每个喷射器的相对喷射量操作发动机。还应理解当发动机通过增压装置，例如涡轮增压器或者机械增压器（未示出）的增压来操作时，增压限度可以随可变燃料混合物的醇含量增加而增加。

进气通道42可以包括充气运动控制阀（CMCV）74和CMCV板72，并且可还包括具有节气门挡板64的节气门62。在这个具体的示例中，节气门挡板64的位置可通过控制器12经提供至包括节气门62的电动机或者致动器的信号改变，配置可以被称为电子节气门控制（ETC）。以这种方式，可操作节气门62，从而改变提供至其他发动机燃烧汽缸中的燃烧汽缸30的进气空气。进气通道42可包括空气质量流量传感器120和歧管空气压力传感器122，用于将各个信号MAF和MAP提供至控制器12。

在选择的运行模式下，点火系统88能够响应于来自控制器12的点火提前信号SA经由火花塞192向燃烧室30提供点火火花。虽然示出火花点火部件，但在一些实施例中，发动机10的燃烧室30或者一个或更多燃烧室可以在压缩点火模式运行，带有或不带点火火花。

排气传感器126被示出联接至催化转换器70（还被简单地称为催化剂70）上游的排气通道48。传感器126可以是用于提供排气空气/燃料比指示的任何合适的传感器，例如线性氧传感器或UEGO（通用或宽范围排气氧）、双态氧传感器或EGO、HEGO（加热型EGO）、NOx、HC、或CO传感器。排气传感器126可包括加热器，该加热器经配置在排气温度较低时被启用，以便将排气传感器126加热至运行温度。排气系统可包括起燃催化剂和车身底部催化剂，以及空气燃料比传感器上游和/或下游的排气歧管。在一个示例中，催化转换器70能够包括多个催化剂快。在另一个示例中，能够使用每个均带有多个催化剂块的多个排放控制装置。在一个示例中，催化转换器70能够是三元催化剂。

湿度传感器128可被设置在排气通道48内。如图1所示，湿度传感器128可被设置在催化剂70下游。然而，其他位置也是可能的，例如催化剂70的上游。湿度传感器128可测量排气通道48内的排气的相对湿度和温度。根据相对湿度和温度，可确定排气的特定湿度（例如，单位排气流质量中的水量）。湿度传感器128的输出可被发送至控制器12。

控制器12在图1中被示为微型计算机，该微型计算机包括微处理器单元102、输入/输出端口104、用于可执行程序和校准值的电子存储介质，其在该特定示例中被示为只读存储芯片106、以及数据总线。控制器12可从被联接至发动机10的传感器接受各种信号和信息，除了以前讨论的那些信号外，这些信号还包括：来自空气质量流传感器120的进入的质量空气流量（MAF)的测量；来自被联接至冷却套筒114的温度传感器112的发动机冷却液温度（ECT）；来自被联接至曲轴40的霍尔效应传感器（或者其他类型）118的表面点火感测信号（PIP）；来自节气门位置传感器的节气门位置（TP）；以及来自传感器122的绝对歧管压力信号（MAP）。能够使用计算机可读数据编程存储媒介只读存储器106，该计算机可读数据表示可由处理器102执行的指令，以执行以下所述方法以及其变体。

存储介质只读存储器106能够通过计算机可读数据被编程，所述计算机可读数据表示由处理器102执行用于实施以下描述的方法以及被预期但并未具体列出的其他变体的指令。

如上所述，图1仅示出多汽缸发动机中的一个汽缸，每个汽缸可类似地包括其自身一组进气/排气门、燃料喷射器、火花塞等。

转向图2，示出使用湿度传感器确定燃料成分的方法200，其中传感器放置在发动机排气内。可由发动机控制器（例如控制器12）根据存储在其中的指令实行方法200，以便使用湿度传感器（例如，传感器128）确定燃料醇含量。每当发动机运行时均可执行方法200，或者仅当指示确定燃料成分时可执行该方法200。例如，可以响应燃料箱再加油事件执行方法200。方法200可选地包括，在202，在非加油条件下确定基准进气空气湿度。湿度传感器可以输出排气的相对湿度，该湿度可以与排气温度一起用于确定排气的具体湿度（例如，排气水含量）。排气水含量不仅反映出发动机燃烧的燃料中的醇和水的量，还反映出进气空气中所呈现的水的量。为确定进气空气内的水的量，湿度传感器输出可以在非加油条件期间被收集。非加油条件可包括燃料切断减速，其中在减速事件期间，发动机暂时在不接收燃料的情况下运行、在发动机起动期间的燃料喷射开始之前或者其他合适的条件。然而，在非加油条件期间，并非用排气湿度传感器确定进气湿度，而是湿度传感器可以存在于进气内以确定加油条件下的进气空气湿度。

在204，根据排气湿度传感器输出确定排气水含量。如上所述，排气湿度传感器输出可用于确定排气的水含量。水含量指单位质量的排气内的水量，因此，还确定流经发动机和排气系统的空气质量，从而计算排气水含量。在206，根据进气空气湿度、催化剂水存储、和/或可影响排气水含量确定的其他额外的参数，可调整排气水含量。可以校正由湿度传感器所确定的排气水含量，从而移除源自进气空气的排气内的水含量。按这种方式，调整后的排气水含量将仅反映来自被燃烧燃料的水量。此外，如果湿度传感器放置在排气催化剂或者其他后处理装置下游，则可以估算存储在催化剂内或者在排气水含量确定期间由催化剂所释放的水量，从而补偿关于催化剂内所存储或者释放的水的湿度传感器读数。例如，如果催化剂存储水，来自湿度传感器的输出可指示低于实际上发动机所产生的排气水含量。参考图4，以下将说明关于确定催化剂内所存储或释放水量的额外的信息。

在208，根据排气水含量确定燃料成分。燃料醇含量可以被映射到排气水含量。例如，83g/Kg左右的排气水含量可指示发动机燃烧汽油，而111g/Kg左右的排气水含量可指示发动机燃烧85%乙醇和15%汽油的燃料混合物。控制器可以访问查询表，以确定燃料醇含量。根据空气燃料比例或者其他参数，可修正根据查询表所确定的燃料醇含量，以便说明不完全燃烧或者其他变量。此外，可在一些条件下确定燃料内的水量。例如，如果使用100%乙醇燃料运行发动机，则燃料内的水量将发生改变，因此可使用湿度传感器来确定燃料的水含量。

在210，可以根据所确定的燃料成分调整发动机操作参数。被调整的发动机操作参数可以包括燃料喷射量、火花正时、或者其他参数。在一个示例中，根据所确定的燃料醇含量，可以调整发动机冷起动期间喷射至发动机的燃料量，以便防止加油不足或者加油过量，而加油不足或者加油过量可能会导致发动机起动问题或者过度排放。在一个示例中，如果排气水含量大于阈值，则燃料喷射量可能增加，而如果排气水含量小于阈值则减少。阈值可以是预期的排气水含量（例如，通过燃烧默认燃料，例如汽油所产生的预期的水量）。一旦确定燃料成分，可立即调整发动机运行参数。然而，燃料成分可以被存储在控制器的存储器内，运行参数可以在随后的发动机操作期间被调整。

因此，方法200提供使用排气湿度传感器确定燃料成分。所测量的排气水含量可还用于控制加热器的操作，所述加热器经配置加热设置在发动机排气通道内的排气传感器。图3示出根据湿度传感器反馈，控制排气传感器加热器的方法300。排气传感器加热器可放置在接近或者排气传感器内，并且在传感器低于其运行温度时，可被启用以便加热传感器。排气传感器可以是用于空气燃料比反馈控制的氧传感器，例如传感器126。如果在启用加热器并且加热器温度快速增加时，冷凝物将落在传感器上，冷凝物蒸发可以导致传感器裂开。因此，来自湿度传感器的反馈将指示冷凝物是否可能会聚在传感器上，如果是，可控制加热器，以防止冷凝物快速蒸发。

在302，方法300包括确定发动机运行参数。发动机运行参数可以包括发动机温度、排气温度、是否在冷起动条件下运行发动机等。在304，确定排气传感器是否低于其运行温度。运行温度可以是传感器开始有效起作用时的温度，由排气传感器的制造商确定，并且可能是固定的数值，例如300℃。传感器可由排气加热；然而，与经排气加热传感器关联的时间延迟将导致令人不满的空气燃料比控制，从而导致排放增加。为防止此事发生，在确定传感器低于运行温度时，可以启用传感器内的加热元件快速加热传感器。确定传感器低于运行温度可以包括确定发动机是否通过发动机冷起动操作、根据发动机温度或者排气温度，估算传感器温度、或者直接测量传感器温度。

如果确定传感器不低于运行温度，方法300前进至306，以维持当前运行参数，然后方法300返回。如果传感器低于运行温度，则方法300前进至308，根据湿度传感器输出确定排气露点。排气露点是这样的温度，低于该温度时水蒸气排放将凝结成液态水，并且根据排气的相对湿度（由湿度传感器确定）和排气压力可确定。确定露点可还包括，在310，根据湿度传感器上游的催化剂所存储或者释放的水量，调整湿度传感器输出。如果催化剂或者其他排气成分被设置在排气传感器和湿度传感器之间的排气通道内，则通过湿度传感器所确定的相对湿度可能不会反映排气传感器处的相对湿度，这是因为通过催化剂存储或者释放水所造成的。参考图4，以下将呈现关于确定催化剂内所存储或释放水量的额外的信息。

在312，确定露点是否小于排气传感器温度。如果露点小于排气传感器温度，则在传感器上不会形成冷凝物，从而方法300前进至316以启用加热器。然而，如果露点不小于排气传感器温度，在传感器上可以形成冷凝物。因此，方法300前进至314，停用加热器直到发动机温度超过露点。当加热器停用时，可通过排气慢慢加热传感器。等待直到传感器温度大于露点时启用加热器，可避免快速蒸发传感器上的冷凝物。然而，在一些实施例中，不是停用加热器，而是调整加热器以慢于未出现冷凝物时的速度加热传感器。

无论是在316，立即启用加热器，还是在314处，停用加热器直到排气传感器温度大于露点，方法300前进至318，确定传感器是否处于运行温度。如果传感器还未达到操作温度，则方法300循环回至316，继续启用加热器。如果传感器处于运行温度，则方法300前进至320，停用加热器，然后方法300返回。

因此，图2和图3所示方法200和300根据被设置在发动机排气通道内的湿度传感器反馈，提供各种参数调整。湿度传感器的湿度读数输出可受到传感器上游催化剂的影响，因此，可以确定催化剂对下游水含量的影响，从而提高湿度传感器读数的准确性。催化剂水存储模型可用于预测催化剂何时存储水，以及多少水存储在催化剂内。此外，催化剂水存储模型可预测催化剂何时释放以及释放多少水。通过根据所存储的/释放的水来校正湿度传感器输出，上述方法中所使用的湿度传感器的读数可具有较大准确性。此外，如参考图5更加详细的说明，催化剂水存储模型连同湿度传感器的当前输出可用于诊断催化剂降解。

图4示出使用催化剂水存储模型校正湿度传感器的方法400。可通过控制器12实行方法400，从而校正来自布置在催化剂70下游的传感器128的输出。方法400包括，在402，确定发动机运行参数。确定的运行参数可以包括发动机转速、发动机负荷、排气温度、空气燃料比、发动机起动后经过的时间、和/或其他参数。在404，估算催化剂内所存储的水量。可以根据多个参数估算所存储的水量。例如，催化剂上游的排气水含量、催化剂中的压力比、以及催化剂温度可用于预测水是否存储在催化剂内。根据燃烧期间所产生的进气空气的湿度和水含量，可以估算催化剂上游排气水含量。在非加油条件期间可以使用排气湿度传感器确定进气空气湿度，或者其可以根据进气湿度传感器确定。燃烧期间所产生的水含量可根据空气燃料比、空气质量流量、以及燃料成分（在一个例子中使用图2所示方法200确定）。另外，如果发动机包括排气再循环系统，该系统将部分排气引导回发动机进气，还可使用排气湿度和/或转移至远离催化剂的排气量确定所存储的水含量。

因此，通过估算排气水含量可以确定催化剂内的水存储，所述排气水含量是根据进气空气的水含量和燃烧期间所产生的水。然后，根据所估算的水含量和催化剂温度（其可根据排气温度直接测量或者估算），以及在一些实施例中，还可以根据催化剂中的压力比，确定积聚在催化剂内的水含量。然而，在其他实施例中，所存储的催化剂水量可已被映射到一个或两个较简单输入，例如发动机负荷和催化剂温度。

在406，估算从催化剂所释放的水量。取决于催化剂温度，所释放的水量可以是催化剂温度、先前存储在催化剂内的水量（按如上描述确定）、以及通过催化剂的排气质量流量的函数。例如，在催化剂温度低于起燃温度时，从催化剂中所释放的（例如，蒸发）水可以是先前积聚在催化剂内，但现在随催化剂加热而蒸发的水。然而，在起燃温度左右，排气中所呈现的组分（例如，NOx、未燃烧烃、CO）在催化剂中减少，从而释放作为反应副产物的水。因此，确定所释放的水量可包括确定当前被释放的先前所存储的水的量以及由催化剂反应所产生的水量。这些水源中的一种水源还是两种水源被释放取决于催化剂温度。例如，低于起燃温度时，几乎所有的被释放水可以是先前积聚在催化剂内的被蒸发的水。然后，在催化剂到达起燃温度时，所有积聚的水可以已经被蒸发，因此所释放的水可以是通过催化剂中所出现的反应而产生的水。

根据空气燃料比、发动机负荷、和发动机温度、以及催化剂温度，可以确定由排气组分的还原反应所释放的水量。另外，如果在发动机起动后确定所释放的水量，通过排气组分所释放的水量可以包括在冷催化剂运行期间（例如，在达到起燃温度之前），与已经存储在催化剂中的组分一起出现的反应。因此，特定催化剂（例如，催化剂类型、尺寸等）以及自达到起燃温度后的时间也可用于确定所释放的水量。

在408，可以根据水存储和催化剂释放校正湿度传感器输出。例如，通过所估算的被存储和被释放水之间的差异，可以校正湿度传感器输出。因此，如果被存储的水多于被释放的水，湿度传感器输出可经调整反映高于所测量的排气水含量。如果被释放的水多于被存储的水，湿度传感器输出可经调整反映低于所测量的排气水含量。

以这种方式，催化剂水存储模型可用于估算在何种催化剂温度下，水将存储在催化剂内和/或从催化剂中释放，以便校正催化剂下游的湿度传感器输出。然而，催化剂水存储模型和来自湿度传感器的输出可还被用于诊断催化剂降解。具体地，当催化剂老化时，将会花费较长时间量达到起燃温度，和/或催化剂起燃温度将增加或者否则改变。催化剂水存储模型可用于预测何时水被存储在催化剂内，以及何时水从催化剂中被释放，湿度传感器输出可用于确定水实际上是否按所预测的存储和释放。如果预测在起燃温度从催化剂中释放指定量的水，但是湿度传感器指示水实际上在高于起燃温度的温度下被释放，例如发动机操作运行可被调整以补偿延迟的点火时间。

图5示出使用催化剂水存储模块和来自湿度传感器的输出来诊断催化剂的方法500。在合适的发动机运行时期，例如在发动机冷起动期间和之后，催化剂温度增加至起燃温度，可通过控制器12实行执行500。方法500包含，在502，确定催化剂是否低于阈值温度。阈值温度可以是指定催化剂起燃温度（如由催化剂制造商确定或者由先前诊断确定）。如果催化剂温度不低于阈值，方法500返回。如果催化剂低于阈值温度，方法500前进至504，从而预测在指定起燃温度从催化剂所释放的水量。可以使用催化剂水存储模型，如上参考图4说明，可以预测所释放的水量，其中将指定起燃温度输入作为催化剂温度用于估算被释放的水量。该水量是在催化剂一旦到达起燃温度时将释放的水的预测。在506，确定排气温度（或者催化剂温度），在该温度下释放所预测的水量。可以通过湿度传感器确定实际上由催化剂所释放的水量。当湿度传感器输出所有排气水含量指示时，在一个示例中，可根据湿度传感器读数移除因进气空气和燃烧所导致的湿度。

在508，确定排气温度是否与指定起燃温度不同，其中在排气温度下实际上释放预测的水量。词语“不同于”可包括不同于起燃温度的任何温度。然而，在其他实施例中，测量的排气温度可以与起燃温度差异大于阈值量，例如在起燃温度10℃内。类似地，当确定在何种温度下催化剂所释放的实际水量等于预测量时，等于可以包括完全相同量、或者可以包括在阈值范围内，例如预测量的5%内。如果排气温度与指定起燃温度相同，方法500前进至510，维持当前操作参数（如确定的起燃温度等于指定起燃温度），方法500返回。

如果排气温度不同于指定起燃温度，方法500前进至512，设定催化剂的实际起燃温度等于被测量排气温度，在该温度下释放预测量的水。在514，根据新设定的起燃温度可调整发动机运行参数。这可以包括，在随后冷起动时，与使用指定起燃温度运行时相比，将排气温度增加较高的温度，更快增加排气温度等。因为使用不同于先前运行的起燃温度运行催化剂，为防止增加的排气排放，催化剂被排气加热至新的起燃温度。为了更快增加排气温度或者将其增加至较高温度，可以延迟火花正时、可以调整空气燃料比、可以调整发动机冷却管路等。例如，发动机冷却管路可以包括这样的阀门，该阀门可经控制以调整由发动机热交换器所冷却的冷却剂的量。为加热排气，可减少被冷却的冷却剂的量，从而造成发动机和排气温度上升。可调整其他运行参数，例如发动机升压（如果发动机是涡轮增压机）、排气再循环量等。此外，如果催化剂的起燃温度发生相对大的改变，操作者将被告知催化剂降解。

因此，图5的方法500，通过在催化剂起燃温度下比较排气湿度和预期排气湿度，可以诊断催化剂起燃温度。如果湿度不相等（或者在阈值范围内，例如5%），可以确定未在预期的催化剂起燃温度下运行催化剂。为了防止当起燃温度不同于预期温度时排放增加，可以调整发动机操作参数。例如，可以延迟火花正时和/或增加空气燃料比，从而将排气温度增加至新的起燃温度。

图6和图7示出在弹性燃料车辆内的上述方法执行期间的各种发动机运行参数，其中所述车辆经配置使用各种类型的燃料运行。例如，所述车辆可使用汽油燃料运行，以及在随后油箱加油后，可使用E85燃料运行。具体地，图6的曲线图600示出发动机使用汽油燃料冷起动期间（例如，当发动机起动时从环境温度开始运行）的排气温度、燃料醇含量、排气湿度、排气传感器加热器操作、以及催化剂水存储水平。图7的曲线图700示出发动机使用E85燃料（85%乙醇、15%汽油）冷起动期间的排气温度、燃料醇含量、排气湿度、排气传感器加热器操作、以及催化剂水存储水平。对于每个曲线图，水平轴上示出时间，而垂直轴上示出各自的运行参数。

首先参考图6，由曲线602示出冷起动期间的排气温度。在起动时，发动机可在相对低排气温度（例如环境温度）下运行。随着发动机预热，排气温度也增加。发动机使用汽油燃料（或者由少到不含醇的燃料）运行。如曲线604所示，喷射至发动机的燃料的燃料醇含量是0%。

此外，如曲线606所示，排气湿度（由湿度传感器128测量）在冷起动的初始阶段期间（时间T₁之前）保持相对不变。同样在曲线图600所示的时间的开始期间，露点大于排气传感器的温度（该温度可与排气温度相对相似），因此排气传感器加热器关闭，如曲线608所示。然而，在时间T₁，排气传感器的温度增加高于露点，加热器打开。

发动机排气通道中可还包括催化剂。当紧随发动机起动后催化剂是冷的时，催化可以将存储水（例如，在催化剂内可积聚冷凝物）。因此，如曲线610所示，当潮湿排气经过催化剂时，催化剂内所存储的水量将逐渐增加。然而，当催化剂由于排气温度增加开始变暖时，积聚在催化剂内的冷凝物的量可以减少。在时间T₃，排气温度足够高（并且可以足够高的速度流动），从而催化剂加热至所存储的水开始释放的点（例如，冷凝物开始蒸发）。作为结果，催化剂内所存储的水量开始减少直到催化剂内不存在水。催化剂所释放的水可以反映在排气湿度上，其中由湿度传感器测量该湿度，如曲线606所示，在时间T₃后随催化剂水释放增加。

此外，由于催化剂在由曲线图600所示的多数时间段期间存储水，所以如果湿度传感器被设置在催化剂下游，通过湿度传感器确定的排气湿度将可以不准确的。例如，存储在催化剂中的水不会到达湿度传感器，因此传感器将会输出比催化剂上游的实际湿度要低的湿度水平。如先前说明的，如果存储在催化剂内的水量是已知的（例如，如果使用催化剂水存储摸型估算），可校正由传感器所确定的排气湿度，以说明或体现催化剂存储。

现在转向图7，曲线702所示，在冷起动期间，排气温度开始降低，并且随发动机预热上升。发动机喷射E85燃料，这样曲线704所示的该燃料醇含量约85%。由于在燃烧期间E85燃料产生比汽油燃料要多的水，曲线706所示排气湿度高于图6所示曲线606。由于较高量的排气湿度，排气露点将会较高，这样在加热器打开之前，而不是发动机通过汽油燃料运行时，排气温度将增加至较高温度。因此，曲线708所示，排气传感器加热器在时间T₂被打开，这与曲线图600中启用排气传感器加热器时相比延迟。另外，如曲线710所示，当使用E85燃料操作时催化剂中所存储的水量大于使用汽油燃料时的水量。然而，类似于图6所示的水存储，一旦排气温度到达足够高的温度时，在时间T₃后释放催化剂内的水，并且排气湿度增加。

将理解，本文公开的配置和方法实质上是示例性的，并且这些具体的实施例不在限制意义上考虑，因为许多变体是可能的。例如，上述技术可以应用于V-6、1-4、1-6、V-12、对置4以及其他发动机类型。本公开的主题包括多种系统和配置以及在此公开的其他特征、功能和/或特性的所有新颖的且非显而易见的组合和子组合。

下面的权利要求特别指出了被认为是新颖的和非显而易见的某些组合以及子组合。这些权利要求可能提到“一个”元件或“第一”元件或者其等同物。这种权利要求应该被理解为包括一个或多于一个这种元件的结合，既不要求也不排除两个或多于两个这种元件。所公开的这些特征、功能、元件和/或特性的其他组合以及子组合可通过当前权利要求的修改或者通过在本申请或相关申请中提出新权利要求而要求保护。这些权利要求不管是否比原始权利要求的范围更宽、更窄、等同或者不同，均被视为包括在本公开的主题内。

Claims

1.一种用于发动机的方法，所述方法包含：

根据排气露点，调整经配置用于加热所述发动机排气通道内设置的排气传感器的排气传感器加热器，所述露点根据所述排气通道内所设置的湿度传感器的输出。

2.根据权利要求1所述的方法，其中调整所述排气传感器加热器还包含：如果所述露点大于所述排气传感器温度，停用所述排气传感器加热器。

3.根据权利要求1所述的方法，其中调整所述排气传感器加热器还包含：如果所述露点小于所述排气传感器温度并且排气温度低于阈值，启用所述排气传感器加热器，。

4.根据权利要求1所述的方法，还包含根据所述湿度传感器输出调整燃料喷射量。

5.根据权利要求1所述的方法，还包含根据所述湿度传感器输出调整排气温度。

6.根据权利要求1所述的方法，其中根据由所述湿度传感器、排气温度、以及排气压力确定的排气的相对湿度，确定所述露点。

7.一种发动机的方法，所述方法包含：

根据由设置在催化剂下游的所述排气通道内的湿度传感器所测量的排气水含量，确定设置在所述发动机排气通道内的所述催化剂的起燃温度；以及

在冷起动期间，调整发动机运行参数，从而将排气温度增加至所述起燃温度以上。

8.根据权利要求7所述的方法，其中确定所述起燃温度还包含：

在发动机冷起动条件下，预测当所述催化剂达到起燃温度时从所述催化剂所释放的水量；以及

将所述起燃温度设定为排气温度，在该温度下，从所述催化剂释放所述预测水量。

9.根据权利要求8所述的方法，还包含根据所述湿度传感器输出，确定所述预测水量已经从所述催化剂释放出。

10.根据权利要求8所述的方法，其中在冷起动条件下，根据存储在所述催化剂中的排气组分的量估算从所述催化剂释放的预测水量。

11.根据权利要求7所述的方法，其中调整发动机运行参数以增加排气温度还包含调整空气燃料比。

12.根据权利要求7所述的方法，其中调整发动机运行参数以增加排气温度还包含延迟火花正时。

13.一种用于具有催化剂的发动机的方法，其包含：

根据所述催化剂内的水存储和释放，调整测量的排气水含量；以及

根据所述调整的排气水含量，调整燃料喷射量。

14.根据权利要求13所述的方法，其中通过设置在所述发动机排气通道内的湿度传感器测量所述排气水含量。

15.根据权利要求14所述的方法，其中所述催化剂被放置在所述湿度传感器上游，并且其中所述水存储和释放根据燃烧期间所产生的水量和催化剂温度来确定。

16.根据权利要求15所述的方法，其中根据进气空气湿度、空气燃料比以及燃料成分估算燃烧期间所产生的所述水量。

17.根据权利要求16所述的方法，其中根据所述湿度传感器输出，确定所述燃料成分。

18.根据权利要求13所述的方法，其中调整所述测量的排气水含量还包含：如果水被所述催化剂释放，则使所述被测量的排气水含量减少所释放的水量。

19.根据权利要求13所述的方法，其中调整所述测量的排气水含量还包含：如果水被存储在所述催化剂内，则使所述被测量的排气水含量增加所存储的水量。

20.根据权利要求13所述的方法，其中调整所述燃料喷射量还包含如果所述被调整的排气水含量大于阈值，则增加所述燃料喷射量，以及如果所述被调整的排气水含量小于所述阈值，则减少所述燃料喷射量。