CN104454166B - 经由排气传感器用于湿度和pcv流检测的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及经由排气传感器用于湿度和PCV检测的方法和系统。提供基于排气氧传感器的输出估计至发动机的PCV流的方法和系统。在DFSO条件期间，首先在进气节气门打开的情况下且然后在进气节气门关闭的情况下调制传感器的基准电压。在进气节气门打开和关闭的调制期间，基于传感器的输出推知经过老化的发动机中的活塞阀的PCV流泄漏，以及环境湿度估计。

Description

经由排气传感器用于湿度和PCV流检测的方法和系统
相关申请的交叉引用
本申请是提交于2013年1月18日的美国专利申请13/745,639的继续部分，其全部内容通过参考被合并于此用于所有目的。
技术领域
本申请一般地涉及经由耦接在内燃发动机的排气系统中的排气传感器的环境湿度检测。
背景技术
在其中至少一个进气门和一个排气门正运行的发动机不加燃料条件期间，如减速燃料切断(DFSO)，环境空气可流过发动机汽缸并进入排气系统。在一些例子中，在发动机不加燃料条件期间，排气传感器可用于确定环境湿度。然而，由于在发动机不加燃料条件期间进气节气门关闭，产生大的进气歧管真空，这样可吸入曲轴箱强制通风(PCV)碳氢化合物。这样，即使在DFSO期间PCV端口关闭，真空可以足够强以吸入PCV碳氢化合物通过活塞环。由于泄露的PCV气体经过活塞环和气门，吸入的PCV流可能加重发动机的老化。吸收的碳氢化合物影响排气传感器的输出且能够混淆(confound)湿度测量。特别是，碳氢化合物的影响导致传感器输出过高估计环境湿度。
发明内容
本发明人在此已经认识到上述问题并且已经设计出一种至少部分地解决这一问题的方法。因此，公开了一种用于包括排气传感器的发动机系统的方法。在一个例子中，该方法包括：在发动机不加燃料条件期间，其中至少一个进气门和一个排气门正运行，调制在进气节气门关闭和打开情况下的排气传感器的基准电压；以及基于PCV流指示发动机退化，基于在调制期间的传感器的输出指示曲轴箱强制通风(PCV)流。该方法还包括基于在进气节气门关闭的情况下的排气传感器的输出和估计的PCV流产生环境湿度的指示。以这种方式，可以得到更精确的环境湿度估计且PCV流可以被更好地估计和计算。
例如，在选定的减速燃料切断(DFSO)事件期间，发动机控制器可以调制进气氧传感器的基准电压以估计环境湿度和PCV流中的每一个。控制器可首先在进气节气门打开的情况下调制基准电压并且然后在进气节气门关闭的情况下再调制电压。在进气节气门打开的情况下，进气压力增加且至进气装置的PCV流减少。在这样的条件期间，在调制期间在传感器处读取的泵送电流的变化是环境湿度的指示。在进气节气门关闭的情况下，歧管压力减小且至进气装置的PCV流增加。在这样的条件期间，在调制期间在传感器处读取的泵送电流的变化是环境湿度以及PCV碳氢化合物的影响的指示。通过比较在进气节气门打开和关闭的情况下所估计的泵送电流的变化，可以确定在节气门关闭的条件期间在发动机中所接收的PCV流的量。在调制期间，如果PCV端口也是关闭的，PCV流可与阈值相比以确定经过活塞环的PCV流泄漏并且可以发出发动机老化和部件退化的指示的信号。基于获知的PCV流可以进一步地修改环境湿度。然后更可靠的环境湿度估计，没有来自PCV的碳氢化合物的影响，可用于调整发动机运行参数而不会导致发动机控制问题。
以这种方式，PCV对排气氧传感器的湿度测量的影响被减小。在当需要湿度测量的DFSO期间，通过选择性地打开进气节气门，降低进气歧管真空，从而降低被吸入发动机的PCV碳氢化合物的量。此外，即使任何PCV碳氢化合物被吸收，在DFSO期间增加的气流减少了由排气传感器所感测的PCV浓度。因此，可以更精确地和可靠地确定环境湿度。
应当理解，提供以上概述是为了以简化的形式介绍一些概念，这些概念在具体实施方式中被进一步描述。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或基本特征，要求保护的主题的范围被紧随具体实施方式之后的权利要求唯一地限定。此外，要求保护的主题不限于解决在上面或在本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。
附图说明
图1示出在包括排气系统和排气再循环系统的发动机系统中的燃烧室的示例实施例。
图2示出示例排气传感器的示意图。
图3是图示说明用于确定排气传感器的测量模式的程序的流程图。
图4是图示说明基于排气传感器用于确定环境湿度的程序的流程图。
图5是图示说明基于通过排气传感器产生的环境湿度用于调整发动机运行参数的程序的流程图。
图6示出排气水含量和通过传感器输出的泵送电流之间的线性关系。
图7示出PCV流对湿度确定的示例影响。
具体实施方式
以下描述涉及用于具有排气氧传感器的发动机系统的方法和系统，如图1的发动机系统和图2的排气氧传感器。在选择的发动机不加燃料条件期间，排气氧传感器可用于湿度估计和/或PCV流估计。发动机系统的控制器可经配置带有代码以执行控制程序，如在进气节气门打开且然后进气节气门再关闭的情况下的发动机不加燃料条件期间，执行图3-4的程序以调制施加到排气氧传感器的基准电压。在调制期间，通过比较传感器的输出，控制器可以获知环境湿度以及PCV流率。该获知可以基于排气水含量和通过传感器输出的泵送电流之间的线性关系(图6)。然后，基于所获知的湿度和PCV流，控制器可调整一个或更多个发动机运行参数(图5)。此外，基于所获知的PCV流，控制器也可确定导致PCV泄漏的发动机部件退化。参考图7示出示例调整。
图1是示出在发动机系统100中的多汽缸发动机10的一个汽缸的示意图，该发动机系统可以包括在汽车的推进系统中。发动机10可通过包括控制器12的控制系统和通过经由输入装置130来自车辆操作员132的输入至少部分地控制。在该例子中，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的燃烧室(即，汽缸)30可包括具有活塞36位于其中的燃烧室壁32。活塞36可耦接至曲轴40使得活塞的往复运动被转换成曲轴的旋转运动。曲轴40可经由中间变速器系统耦接至车辆的至少一个驱动轮。此外，起动器马达可经由飞轮耦接至曲轴40，以确保发动机10的起动运行。
燃烧室30可经由进气通道42接收来自进气歧管44的进气空气并可经由排气通道48排出燃烧气体。进气歧管44和排气通道48可经由各自的进气门52和排气门54选择地与燃烧室30连通。在一些实施例中，燃烧室30可包括两个或更多个进气门和/或两个或更多个排气门。
在该例子中，进气门52和排气门54可通过经由各自的凸轮致动系统51和53凸轮致动来控制。凸轮致动系统51和53可各包括一个或更多个凸轮且可利用可由控制器12操作的凸轮廓线变换(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个，以改变气门运行。进气门52和排气门54的位置可分别地通过位置传感器55和57来确定。在替代实施例中，进气门52和/或排气门54可以通过电气门致动来控制。例如，汽缸30可以替代地包括经由电气门致动控制的进气门和经由包括CPS和/或VCT系统的凸轮致动控制的排气门。
燃料喷射器66被示出直接耦接至燃烧室30，用于经由电子驱动器68直接喷射成比例于从控制器12接收的信号FPW的脉冲宽度的燃料在其中。以此方式，燃料喷射器66向燃烧室30中提供被称为直接喷射的燃料。例如，燃料喷射器可被安装在燃烧室的侧面或在燃烧室的顶部(如图所示)。燃料可通过包括燃料箱、燃料泵和燃料轨的燃料系统(未示出)被输送至燃料喷射器66。在一些实施例中，燃烧室30可替代地或额外地包括被安排在向燃烧室30上游的进气道中提供被称为进气道喷射的燃料的配置中的进气歧管44中的燃料喷射器。
进气通道42可包括具有节流板64的节气门62。在该特定的例子中，节流板64的位置可通过控制器12经由提供至电动马达或包括节气门62的致动器的信号来改变，该配置通常被称为电子节气门控制(ETC)。以此方式，节气门62可以被操作以改变提供至其他发动机汽缸之间的燃烧室30的进气空气。节流板64的位置可通过节气门位置信号TP提供至控制器12。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，用于提供各自的信号MAF和MAP至控制器12。
排气传感器126被示出耦接至排放控制装置70上游的排气通道48。传感器126可以是用于提供排气空气/燃料比的指示的任何合适的传感器，如线性氧传感器或UEGO(通用或宽域排气氧)，双态氧传感器或EGO、HEGO(加热的EGO)、NOx、HC或CO传感器。排放控制装置70被示出沿排气传感器126下游的排气通道48设置。装置70可以是三元催化剂(TWC)、NOx捕集器、各种其他的排放控制装置或它们的组合。在一些实施例中，在发动机10的运行期间，排放控制装置70可在特定的空气/燃料比内通过操作发动机的至少一个汽缸被周期性地重新设置。
此外，在所公开的实施例中，排气再循换(EGR)系统140可经由EGR通道142从排气通道48路由排气的期望的部分至进气歧管44。可通过控制器12经由EGR阀144来改变提供至进气歧管44的EGR的量。此外，EGR传感器146可被安排在EGR通道142内并可提供排气的压力、温度和成分浓度中的一个或更多个的指示。在某些条件下，EGR系统140可用于调节燃烧室内的空气和燃料混合物的温度，从而在一些燃烧模式期间提供点火正时的控制方法。此外，在某些条件期间，通过控制排气门正时燃烧气体的一部分可被保留或限制在燃烧室中，如通过控制可变气门正时机构。
控制器12在图1中被示为微型计算机，包括微处理器单元(CPU)102、输入/输出端口(I/O)104、在这个特定的例子中所示为只读存储器芯片(ROM)106的用于执行程序和校准值的电子存储介质、随机存取存储器(RAM)108、保活存储器(KAM)110和数据总线。控制器12可接收来自耦接至发动机10的传感器的各种信号，除了前面讨论过的那些信号，还包括：来自空气质量流量传感器120的所引入的空气质量流量(MAF)的测量值；来自耦接至冷却套管114的温度传感器112的发动机冷却液温度(ECT)；来自耦接至曲轴40的霍尔效应传感器118(或其他类型)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。发动机转速信号，RPM，可通过控制器12从信号PIP产生。来自歧管压力传感器的歧管压力信号MAP可用于提供在进气歧管中的真空或压力的指示。注意，可以使用以上传感器的各种组合，如有MAF传感器没有MAP传感器，或反之亦然。在化学计量运行期间，MAP传感器可给出发动机转矩的指示。此外，随着检测到的发动机转速，该传感器可提供引入至汽缸内的充气(包括空气)的估计。在一个例子中，也被用作发动机转速传感器的传感器118可以在曲轴的每次回转产生预定数量的等间隔脉冲。
存储介质只读存储器106可以用计算机可读数据编程，所述计算机可读数据表示由处理器102执行下面所述方法以及预期的但未具体列出的其他变量的可执行的非临时性指令。
如上所述，图1仅示出多汽缸发动机的一个汽缸，且每个汽缸可类似地包括其自身的一组进气/排气门、燃料喷射器、火花塞等。
图2示出排气传感器的示例实施例的示意图，如经配置以测量在排气流中的氧(O2)的浓度的UEGO传感器200。例如，传感器200可运行为如上参考图1所述的排气传感器126。传感器200包含安排在堆叠结构中的一种或更多种陶瓷材料中的多个层。在图2的实施例中，五个陶瓷层被描述为层201、202、203、204和205。这些层包括能够传导离子氧的固体电解质的一个或更多个层。合适的固体电解质的例子包括，但不限于，氧化锆基材料。此外，在一些实施例中，如在图2中所示的，加热器207可被设置为与所述层进行热交换以增加层的离子传导性。虽然描述的UEGO传感器200是由五个陶瓷层形成，但是应当理解的是，UEGO传感器可包括其他合适数量的陶瓷层。
层202包括产生扩散路径210的一种或多种材料。扩散路径210被配置为经由扩散将排气引入第一内腔222。扩散路径210可被配置为允许排气的一种或更多种成分，包括但不限于期望的分析物(例如，O2)，以比该分析物可通过泵送电极对212和214被泵入或泵出更限制性的速率扩散进入内腔222。以此方式，可以得到在第一内腔222中的O2的化学计量水平。
传感器200进一步包括通过层203从第一内腔222分离的层204内的第二内腔224。第二内腔224被配置以维持相当于化学计量条件的恒定氧分压，例如，在第二内腔224中存在的氧水平等于如果空气-燃料比是化学计量比的排气可能具有的氧水平。在第二内腔224中的氧浓度通过泵送电流Icp保持恒定。在此，第二内腔224可以被称为基准单元。
一对感测电极216和218被布置成与第一内腔222和基准单元224连通。由于在排气中的氧浓度高于或低于化学计量水平，感测电极对216和218检测可在第一内腔222和基准单元224之间产生的浓度梯度。例如，高氧浓度可以由稀排气混合物引起，而低氧浓度可以由浓混合物引起。
泵送电极对212和214被布置成与内腔222连通，并被配置为从内腔222电化学地将选定的气体成分(例如，O2)泵送通过层201且泵出传感器200。可替代地，泵送电极对212和214可以被配置成电化学地将选定的气体泵送通过层201并泵入内腔222。在此，泵送电极对212和214可被称为O2泵送单元。
电极212、214、216和218可以由各种合适的材料构成。在一些实施例中，电极212、214、216和218可至少部分地由催化分子氧的离解的材料构成。这样的材料的示例包括，但不限于，含有铂和/或金的电极。
电化学地将氧泵出或泵入内腔222的过程包括施加电流Ip穿过泵送电极对212和214。施加于O2泵送单元的泵送电流Ip将氧泵入或泵出第一内腔222以便维持在腔泵送单元中的氧的化学计量水平。泵送电流Ip与在排气中的氧的浓度成比例。因此，稀混合物将会导致氧被泵出内腔222且浓混合物将会导致氧被泵入内腔222。
控制系统(图2中未示出)产生泵送电压信号Vp作为在第一内腔222内的维持化学计量水平所需要的泵送电流Ip的强度的函数。
因此，在第一、较低的基准电压(Vs)(如450mV)下运行排气氧传感器。然而，当电压变至第二、较高的基准电压，如高于800mV(例如，1080mV)，传感器分解排气中的水并测量来自水的额外的氧。这种现象然后可被有利地利用于测量环境湿度。具体地，当以较低的基准电压(450mV)运行时，泵送电流与氧浓度[O2]成比例。然后，当传感器以较高的基准电压(1080mV)运行时，由于水的分解(H2O->H2+1/2O2)释放的额外的氧和对应于被测量到的过量氧的泵送电流的变化，从而确定水浓度[H2O]。如在图6的曲线图600所示，泵送电流(Ip，沿y-轴线)与水浓度([H2O]，沿着x-轴线)呈线性变化。该关系可以由下式定义：
Ip＝0.114[H2O]mA5–0.00011mA
图6的曲线图600的线性回归拟合提供回归系数R2为0.999。在1080mV的较高的基准电压下，传感器分辨率大约是2μA。
应当理解的是，本文所描述的UEGO传感器仅仅是UEGO传感器的示例实施例，并且UEGO传感器的其他实施例可具有额外的和/或替代的特征和/或设计。
然而，排气氧传感器被排气中存在的碳氢化合物影响。具体地，在传感器处排气碳氢化合物可以被氧化成二氧化碳和水，从而导致排气氧传感器的感测元件读取氧的量低于实际存在的量。因此，这导致基于UEGO的输出估计的环境湿度不正确(例如，环境湿度被高估)。虽然这个问题可以在当发动机不加燃料的DFSO条件期间通过测量在空气中的水的量在某种程度上被解决，但该测量仍然可能受通过从PCV端口吸收的存在的碳氢化合物影响。这些包括漏气和曲轴箱强制通风(PCV)碳氢化合物。即使PCV端口被关闭(例如，通过关闭PCV阀)，PCV碳氢化合物可通过活塞环被吸收。例如，在DFSO条件期间，当进气节气被打开时，进气MAP可以足够低以吸入PCV碳氢化合物。该问题可能使发动机老化恶化，其中额外的PCV泄漏可能是由于活塞环和气门的退化。增加的PCV增加发动机油耗、峰值转矩的损失，并影响湿度传感器的输出。因此，为了控制PCV流并且为了确定在发动机部件中的任何重大退化，需要监测PCV流。然而，目前没有鲁棒性机构可用于确定PCV流和/或确定PCV含量。
如参考图3-5详述的，发明人在此已经认识到在DFSO事件期间通过打开进气节气门PCV碳氢化合物的影响可被最小化，或甚至消除，同时通过排气氧传感器湿度可被估计。通过打开进气节气门，可以增加歧管压力。这减小了PCV端口两侧的△压力，从而减少被吸入进气歧管的PCV流的量。增加的MAP也增加在汽缸中的压力，从而减小流动穿过活塞环进入汽缸空气的碳氢化合物(或机油)流。此外，在DFSO事件期间增加的MAP增加空气流，从而降低机油或碳氢化合物蒸气的浓度。组合的效果降低PCV流对排气传感器对来自分解的环境湿度水的氧的测量的总体影响。
此外，当估计环境湿度时，同一排气传感器可以有利地用于估计发动机的PCV流和确定导致PCV流泄漏的发动机部件退化。具体地，在进气门打开且然后进气门关闭的情况下的DFSO事件期间排气氧传感器的基准电压可被调制，并且在这两种情况下△Ip可与估计PCV流量相比。发动机运行参数然后可基于环境湿度和PCV流的更准确的估计被调整。
图3-5示出，分别用于排气传感器和发动机系统的程序的流程图。例如，在图3中示出的程序基于发动机加燃料条件确定该传感器是否应当被运行以测量排气氧浓度或环境湿度或PCV流。在图4中示出的程序基于参考图2描述的排气传感器200确定环境湿度和PCV流量。图5示出基于经由在图3中示出的程序确定的环境湿度和PCV流用于调整发动机运行参数的程序。此外，基于与阈值有关的PCV流量，图5的程序允许发动机部件退化被确定。
现转至图3，流程图示出程序300，该程序300被示出用于控制排气传感器，如上述参考图2所述和如图1中所示被定位的排气氧传感器。传感器的运行模式至少基于发动机加燃料条件被控制。具体地，该程序确定发动机系统是否在不加燃料条件下运行并相应地调整传感器的测量模式。例如，在不加燃料条件期间，传感器以确定环境湿度和/或PCV流的模式运行，而在加燃料条件期间，传感器以测量排气氧浓度以确定空气燃料比的模式运行。
在图3中程序300的302处，确定发动机工况。作为非限制性的例子，发动机工况可包括EGR的实际/期望的量、点火正时、空气-燃料比、发动机转速、大气压力、发动机冷却液温度等。
一旦确定工况，可以确定发动机是否处在程序300的304处的不加燃料条件下。不加燃料条件包括其中燃料供应被中断但发动机继续旋转且至少一个进气门和一个排气门正运行的发动机工况；因此，空气流过汽缸中的一个或更多个，但在汽缸中不喷射燃料。在不加燃料条件下，燃烧不被执行且环境空气可从进气通道至排气通道移动通过汽缸。以此方式，传感器(如排气氧传感器)可接收环境空气，对其可执行诸如环境湿度检测的测量。
不加燃料条件可包括，例如，减速燃料切断(DFSO)。DFSO响应于操作员踏板(例如，响应与驾驶员松加速器踏板和车辆加速超过阈值量的情况)。在循环工况期间DFSO条件可重复地发生，且因此，可以产生贯穿循环工况的环境湿度的若干指示，如在每个DFSO事件期间。因此，在其中环境湿度波动的循环工况期间，可以维持发动机的总效率。例如，由于海拔或温度的变化或当车辆进入/退出雾或雨时，环境湿度可波动。
如果确定发动机在不加燃料条件下不运行，例如，燃料被喷射至发动机的一个或更多个汽缸内，程序300移动到308。在308处，排气传感器作为空气-燃料比传感器运行。在这种运行模式下，例如，传感器可作为拉姆达(λ)传感器运行。作为拉姆达传感器，输出电压可确定排气空气-燃料比是否为稀或浓。可替代地，传感器可作为通用排气氧传感器(UEGO)运行以及可从传感器的泵送单元的泵送电流获得空气-燃料比(例如，从化学计量比的偏差度)。
在程序300的310处，响应于排气氧传感器空气-燃料比(FAR)被控制。因此，在发动机加燃料条件期间，期望的排气FAR可基于来自传感器的反馈来维持。例如，如果期望的空气-燃料比是化学计量比和传感器确定排气为稀(即，排气包含过量的氧并且FAR小于化学计量)，额外的燃料在后来的发动机加燃料运行期间可被喷射。作为另一例子，如果期望的空气-燃料比是化学计量比和传感器确定排气为浓(即，排气包含过量的燃料和FAR大于化学计量)，燃料喷射在后来的发动机加燃料运行期间可被减少。
另一方面，如果确定发动机处在不加燃料条件下，程序进行到306，并且传感器被运行以确定环境湿度和/或至发动机的PCV流。可基于传感器输出确定环境湿度和PCV流，如在下面参考图4更详细描述的。例如，传感器的基准电压可在最小电压之间被调制，其中在此氧被检测且电压在此可以分解水分子，使得可以确定环境湿度。该过程可在进气节气门打开的情况下(其中PCV流被减少或消除)以及进气节气门关闭(其中PCV流已被启用)重复进行并且在两个节气门条件下的传感器输出的不同可以用于推知PCV流。应当理解的是，作为确定的环境湿度(以下参照图4所描述的)是绝对环境湿度。可替代地，通过进一步使用温度检测装置(如温度传感器)可以获得相对湿度。
图4示出流程图，该流程图示出经由排气传感器用于确定环境湿度和PCV流的程序400，例如，如上述参照图2所述和如图1中所示被定位的氧传感器。
在401处，程序包括关闭PCV端口。例如，如果存在将发动机曲轴箱耦接至进气歧管的PCV阀，该阀可以关闭。通过关闭该阀，降低PCV碳氢化合物的吸收，并且它们对排气氧传感器的输出的影响被最小化。
在402处，程序包括打开进气节气门以增加歧管压力(MAP)并从而降低经过活塞环的PCV流的吸入。在一个例子中，打开进气节气门包括完全打开进气节气门。在另一例子中，进气节气门可以至少15度被打开。如先前所讨论的，通过打开进气节气门，PCV流的影响(如经过活塞环泄漏的任何PCV流)被降低。这是由于MAP的增加导致PCV端口两侧的△压力的降低，这样减少进入进气歧管的PCV流的量。增加的MAP也增加汽缸压力，这减少穿过活塞环进入汽缸空气的PCV碳氢化合物的流。最后，在DFSO事件期间增加的MAP也增加总空气流，从而降低有效的碳氢化合物蒸汽浓度。
在404处，该程序包括，在进气节气门打开的情况下，调制排气传感器的基准电压。在此，排气传感器是排气氧传感器。调制基准电压包括在第一、较低的基准电压和第二、较高的基准电压之间切换基准电压。具体地，在406处，传感器以较低的基准电压运行且读取通过传感器输出的第一泵送电流(IP1)。然后，在408处，增加基准电压，传感器以较高的基准电压运行且读取通过传感器输出的第二泵送电流(IP2)。作为一个非限制性的例子，第一电压可以是450mV且第二电压可以是1080mV。在进气节气门打开的情况下，在450mV，例如，第一泵送电流(IP1＝Ip_450_no_pcv)可以是在排气中的氧的量的指示。在1080mV，水分子可以被分解使得第二泵送电流(IP2＝Ip_1080_no_pcv)是在排气中的氧的量加上来自分解的水分子的氧的量的指示。例如，第一电压可以是在此排气中的氧的浓度可以被确定的电压，而第二电压可以是在此水分子可以被分解的电压。
因此，在1080mV，除了水分子二氧化碳(CO2)分子可以被分解。然而，在当进气节气门被打开且发动机不加燃料的条件期间，可能不会产生来自碳氢化合物(例如，燃料或机油)氧化的二氧化碳，因此可以不影响湿度估计。
在408处，程序包括在调制期间确定在泵送电流的变化(△Ip)。在410处，可以确定泵送电流的变化的平均值。例如，在进气节气门打开的情况下的DFSO事件期间，调制可执行持续一段时间，且可以在每个调制中获知泵送电流的变化。然后，获知的值可以被平均。因此，因为这个△Ip基于在进气节气门打开的情况下的传感器输出读数，△Ip只代表来自环境湿度的泵送电流的变化(没有来自PCV流的任何贡献)。因此，泵送电流的这种第一改变可以被存储为△_ip_no_pcv并且可以由下面的公式获知：
△_ip_no_pcv＝Ip_1080_no_pcv-Ip_450_no_pcv＝IP2-IP1
通过调制基准电压并确定泵送电流的变化的平均值，例如，在当残留的燃烧气体可能存在于排气中时，在燃料切断持续时间的开始变化空气燃料比的影响可以被消除。因此，在燃料喷射被中止之后可以相对快地产生环境湿度的指示，即使排气无法摆脱残留的燃烧气体。
在412处，可基于泵送电流的第一变化(△_ip_no_pcv)估计环境湿度。具体地，由于通过传感器在第二电压(其中水分子被分解)下输出的泵送电流是在排气中的氧的量加上来自分解的水分子的氧的量的指示，而通过传感器在第一电压(其中水分子未被分解)下输出的第一泵送电流是在排气中的氧的量的指示，在其中至少一个进气门和一个排气门正运行的发动机不加燃料条件期间，所估计的泵送电流的第一变化(在进气节气门打开的情况下的第一泵送电流和第二泵送电流之间的差)是环境湿度的指示。
应当理解，在一些例子中，用于环境湿度的确定的基准电压的调制可基于燃料切断的持续时间。例如，该程序可以选择地确定自燃料切断以来的持续时间。如果自燃料切断以来的持续时间小于阈值持续时间，传感器的基准电压被调制在第一电压和第二电压之间以便确定环境湿度。当自燃料切断以来的持续时间大于阈值持续时间时，基准电压不被调制。在一些例子中，自燃料切断以来的持续时间可以是自燃料切断以来的时间。在其他例子中，自燃料切断以来的持续时间可以是自燃料切断以来的若干发动机循环。因此，阈值持续时间可以是大量时间直至排气基本上不含来自在发动机中的燃烧的碳氢化合物。例如，来自一个或更多个先前的燃烧循环的残留的气体可保留在排气中用于在燃料切断后的多个循环且来自燃烧室被排出的气体可包含多于用于在燃料喷射被停止后的持续时间的环境空气。另外，其中燃料被切断的时期可能变化。例如，车辆操作员可释放加速器踏板并逐渐停止，导致长的DFSO时期。在某些情况下，燃料切断时期(例如，从燃料供给的中断至燃料供给的重新开始的时间)可能不是足够用于环境空气在排气系统中建立平衡状态的时间长度。例如，在释放加速器踏板后，车辆操作员可能短暂地踩加速器踏板，导致DFSO在开始后不久停止。在这种情况下，控制器可调节基准电压，如在404处讨论的。相比之下，如果自燃料切断以来的持续时间大于阈值持续时间，增加基准电压到阈值电压，但不调制。阈值电压可以是在此期望的分子被分解的电压，如第二、较高的基准电压(1080mV)。在另一例子中，在仅湿度估计期间(没有PCV流估计)，使用的第二、较高的基准电压可以是950mV或在此水分子可以被分解的其他电压。
返回至程序400，在估计环境湿度后，在414处，该程序包括关闭进气节气门以减小歧管压力(MAP)，且从而升高经过活塞环进入发动机进气歧管的PCV流的吸入。关闭进气节气门包括完全关闭进气节气门。因此，通过关闭进气节气门，增加PCV流的影响。
然后，在416处，在进气节气阀关闭的情况下，排气氧传感器的基准电压被调制。如参考404所讨论的，调制基准电压包括在第一、较低的基准电压(例如，450mV)和第二、较高的基准电压(例如，1080mV)之间切换基准电压。具体地，在418处，传感器以较低的基准电压运行并且读取通过传感器输出的第一泵送电流(IP1'＝Ip_450_w_pcv)。然后，在419处，增加基准电压，传感器以较高的基准电压运行，并且读取通过传感器输出的第二泵送电流(IP2'＝Ip_1080_w_pcv)。在进气节气门关闭的情况下，例如在450mV，泵送电流可以是在排气中的氧的量的指示。在进气节气门关闭的情况下，在1080mV，除了水分子之外二氧化碳(CO2)分子可以被分解。具体地，在当进气节气门关闭的条件期间，发动机不加燃料，可以产生来自碳氢化合物(例如，燃料或机油)氧化的二氧化碳并因此可能影响湿度估计。因此，在1080mV，水分子和二氧化碳分子可以被分解使得泵送电流是在排气中的氧的量加上来自分解的水分子的氧的量加上来自分解的二氧化碳(CO2)分子的氧的量的指示。在排气氧传感器的感测元件处CO2由PCV碳氢化合物与氧反应产生，以产生CO2和水。
在420处，程序包括在调制期间确定泵送电流(△Ip)的变化。在422处，可以确定泵送电流的变化的平均值。例如，在进气节气门关闭的情况下的DFSO事件期间，调制可执行持续一段时间，且可以获知在每个调制下泵送电流的变化。然后，获知的值可以被平均。因此，因为这个△Ip基于在进气节气门关闭的情况下的传感器输出读数，△Ip代表来自环境湿度的泵送电流的变化，其中具有来自PCV流的额外的贡献。因此，泵送电流的这种第二变化可以被存储为△_ip_w_pcv并由下面的公式获知：
△_ip_w_pcv＝Ip_1080_w_pcv-Ip_450_w_pcv＝IP2’–IP1’
在424处，在进气节气门打开和关闭的情况下的调制期间，PCV流可基于排气氧传感器的输出被估计。具体地，PCV流率(在关闭的节气门条件下)基于在进气节气门打开的情况下的调制期间通过传感器输出的泵送电流的第一变化(△_ip_no_pcv,如在408处确定的)和在进气节气门关闭的调制期间通过传感器输出的泵送电流的第二变化(△_ip_w_pcv，如在422处确定的)之间的差(例如，作为函数)被估计。换句话说，可根据如下等式确定PCV流：
PCV_流＝f(△_ip_w_pcv-△_ip_no_pcv)，其中f为函数
如参考图5所详述的，发动机控制器然后可基于估计的PCV流指示发动机退化(例如，发动机部件退化)。另外，控制器可基于环境湿度(如在412处获知的)的指示和估计的PCV流(如在424处获知的)调整发动机运行参数。
应当理解的是在一些实施例中，环境湿度的指示可在排气节气门打开的情况下基于传感器的输出并且进一步基于估计的PCV流产生。
以此方式，控制器可首先在进气节气门打开的情况下将排气传感器的基准电压调制在第一、较低的基准电压和第二、较高的基准电压之间，且然后关闭进气节气门并再次将基准电压调制在进气节气门关闭的情况下的第一和第二电压之间。控制器然后可基于在进气节气门打开的情况下的调制期间的传感器的输出估计环境湿度，同时基于相对于在进气节气门关闭的情况下的调制期间的传感器的输出的在进气节气门打开的情况下的调制期间的传感器的输出估计PCV流。
如上面所详细描述的，排气传感器可以以各种模式运行，其中泵送单元的泵送电压或泵送电流被监测。因此，传感器可以被使用以确定车辆周围空气的绝对环境湿度、通过发动机的PCV流以及排气的空气-燃料比。随后为了检测环境湿度、PCV流和空气-燃烧比，多个发动机运行参数可被调整用于优化发动机性能，这将在下面详细说明。这些参数包括，但不限于，排气再循环(EGR)的量、火花正时、空气-燃料比、燃料喷射和气门正时。在一个实施例中，在排气传感器的基准电压的调制期间，这些运行参数(例如，EGR、火花正时、空气-燃料比、燃料喷射、气门正时等)中的一个或更多个不被调整。
图5示出流程图，该流程图示出基于通过排气传感器产生的环境湿度用于调整发动机运行参数的程序500，例如，如参考图4所述的产生的环境湿度。发动机运行参数可基于估计的PCV流被进一步地调整。例如，增加在车辆周围的空气中的水浓度可稀释输送到发动机的燃烧室的充气混合物。如果一个或更多个运行参数不被响应于湿度的增加而调整，发动机性能和燃料经济性可减小且排放可增加；因此，发动机的总效率会降低。作为另一例子，进入发动机的PCV流的存在可增加进入汽缸的空气的燃料含量。如果汽缸燃料喷射不根据燃料的增加被调整，发动机性能和燃料经济性会降低且排放可增加；因此，发动机的总效率会降低。
在502处，确定发动机工况。发动机工况可包括EGR、火花正时和空气燃料比等，这可能受在环境空气中的水浓度的波动的影响。
一旦确定工况，在图4的程序被检索期间，程序进行到504，在此获知估计的环境湿度。一旦环境湿度被检索，在图4的程序被检索期间，程序继续到506，在此获知PCV流量。在508处，在检索PCV流和环境湿度估计两者时，基于估计的环境湿度和PCV流调整一个或更多个运行参数。这样的运行参数可包括EGR的量、火花正时和空气-燃烧比等。如上所述，在内燃发动机中，安排发动机运行参数(如火花正时)是可取的，以便优化发动机性能。此外，由环境湿度影响的发动机控制功能被调整。这些可包括，例如，火花补偿(例如，火花补偿因子)、凝结模型(例如，凝结建模系数)，以及湿度传感器诊断(例如，用于湿度传感器OBD程序的阈值)。由PCV流影响的发动机运行参数可包括，例如，燃料喷射量。在一些实施例中，仅一个参数可以响应于湿度和PCV流被调整。在其他实施例中，这些运行参数的任何组合或子组合可以响应于测量的环境湿度的波动被调整。
在一个示例实施例中，EGR的量可基于测量的环境湿度被调整。例如，在一种情况下，由于气候条件(如雾)，在车辆周围的空气中的水浓度可以增加；因此，在发动机不加燃料条件期间，较高的湿度通过排气传感器被检测。响应于增加的湿度测量，在随后的发动机加燃料运行期间，可以减少EGR流进入至少一个燃烧室。因此，可以维持发动机效率。
响应于绝对环境湿度的波动，在至少一个燃烧室中EGR流可以增加或减少。因此，仅在一个燃烧室中，在一些燃烧室中，或在所有燃烧室中EGR流可以增加或减少。此外，基于每个汽缸的特定工况所有汽缸的EGR流的变化幅度可以是相同的或通过汽缸EGR流的变化幅度可以变化。
在另一实施例中，火花正时可响应于环境湿度被调整。在至少一个条件下，例如，响应于较高的湿度读数，在随后的发动机加燃料运行期间，在一个或更多个汽缸中的火花正时可被提前。例如，火花正时可被安排以便降低在低湿度条件下(例如，从峰值转矩正时的延迟)的爆震。当增加湿度通过排气传感器被检测时，火花正时可以提前以便维持发动机性能并且接近于或处在峰值转矩火花正时运行。
此外，响应于环境湿度的减小，火花正时可被延迟。例如，从较高的湿度减小环境湿度可能导致爆震。如果在不加燃料的条件(如DFSO)期间通过排气传感器检测到湿度的减小，火花正时在随后的发动机加燃料运行期间可被延迟且爆震可减少。
应当指出，在随后的发动机加燃料运行期间，在一个或更多个汽缸中的火花可被提前或延迟。此外，用于所有汽缸的火花正时的变化的幅度可以是相同的或一个或更多个汽缸可具有变化的火花提前或延迟的幅度。
在又一示例实施例中，在随后的发动机加燃料运行期间，排气空气燃料比可响应于测量的环境湿度被调整。例如，发动机可以以用于低湿度的优化的稀空气燃料比运行。如果湿度增加，则混合物可能变稀，从而导致发动机失火。在不加燃料的条件期间，如果通过排气传感器检测到湿度的增加，然而，空气燃料比可被调整使得在随后的加燃料运行期间发动机将以更小地稀，稀空气燃料比运行。同样地，在随后的发动机加燃料运行期间响应于测量的环境湿度的减小，空气燃料比可被调整至更大的稀，稀空气燃料比。以此方式，由于湿度波动而引起的条件(如发动机失火)会被减少。
在一些例子中，发动机可以以化学计量的空气燃料比或浓空气燃料比运行。因此，空气燃料比可不依赖环境湿度且测量的湿度波动不会导致空气燃料比的调整。
在另一实施例中，在随后的发动机加燃料条件期间(即，接着DFSO事件的发动机加燃料条件，其中获知湿度和PCV流)燃料喷射随PCV流增加而减少的情况下，燃料喷射可响应于PCV流被调整。
从506处，基于估计的PCV流，程序也可移动至510-512以确定发动机部件退化。具体地，在510处，估计的PCV流可以与阈值比较。在已知的发动机退化期间，阈值可基于测量的PCV流水平。可替代地，基于PCV流，阈值可以基于在模型化的空气燃烧比的变化。在512处，程序包括基于估计的PCV流大于阈值，指示发动机退化。指示发动机退化可包括指示发动机部件(如活塞环或阀)的退化。因此，如果估计的PCV流不大于阈值，可以确定没有退化且程序可结束。
在一些实施例中，响应于退化的指示，可以设置诊断代码。一个或更多个发动机运行参数可选择地基于指示被进一步调整。例如，基于估计的PCV流大于阈值，可以降低EGR的量。
在一个例子中，发动机方法包括，在第一发动机不加燃料条件期间，打开进气节气门，调制排气氧传感器的基准电压，并获知在调制期间传感器输出的第一变化。然后，在第二发动机不加燃料条件期间，该方法包括关闭进气节气门，调制排气氧传感器的基准电压，并获知在调制期间传感器输出的第二变化。该方法然后基于第一变化相对于第二变化产生PCV流的指示。在此，在进气门打开的情况下的调制期间，传感器输出的第一变化是通过传感器输出的泵送电流的第一变化，而在进气门关闭的情况下的调制期间，传感器输出的第二变化是通过传感器输出的泵送电流的第二变化。该方法进一步包括基于传感器输出的第一变化而不是第二变化产生环境湿度的指示。
另外，第一变化可以是第一平均变化，其中在第一不加燃料条件期间基于第一变化产生环境湿度的指示包括产生用于每个调制的泵送电流的变化、泵送电流的平均变化、以及基于泵送电流的平均变化产生环境湿度的指示。
该方法进一步包括，在第一和第二发动机不加燃料条件之后的发动机加燃料条件期间，基于环境湿度的指示和PCV流的指示中的每一个调整发动机运行参数，发动机运行参数包括排气再循环的量、火花正时、燃料喷射量和发动机空气燃料比中的一个或更多个。因此，在第一和第二发动机不加燃料条件的每一个期间，将发动机曲轴箱耦接至进气歧管的端口是关闭的。此外，响应于PCV流大于阈值的指示来指示活塞阀退化。
现转向图7，示出PCV流对湿度确定的影响。特别地，图700示出在不同的基准电压下排气氧传感器的泵送电流的示例变化。图700示出在曲线702处的DFSO条件，在曲线704处的施加至传感器的基准电压，在曲线706处的没有PCV流的泵送电流输出相对于在曲线708处具有PCV流的泵送电流输出。
从t0到t5，可以发生发动机DFSO事件(曲线702)。在t0处响应于DFSO事件，施加到排气氧传感器的基准电压(Vref)可被调制在较高的电压(如1080mV)和较低的电压(如450mV)之间，如在曲线704处所示。响应于基准电压的施加，观察通过传感器输出的泵送电流(Ip)。曲线706(较黑的线)示出响应于不存在任何PCV流的基准电压的调制排气氧传感器的泵送电流的变化，如当在进气节气门打开的情况下调制被执行时。如在710处所示，不存在PCV流时，注意到泵送电流的较小的变化(△Ip 710)，其中由于分解的水分子△Ip 710对应于进气氧浓度。因此，在DFSO条件期间，环境湿度可从△Ip 710被推知。
曲线708(较浅的线)示出响应于存在PCV流的基准电压的调制排气氧传感器的泵送电流的变化，如当在进气节气门关闭的情况下的调制被执行时。如在712处所示，存在PCV流时，注意到泵送电流的较大的变化(△Ip 712)，其中由于分解的水分子以及来自在排气氧传感器处的PCV碳氢化合物的氧化分解的二氧化碳分子，△Ip 712对应于进气氧浓度。可以看出，PCV流的存在对传感器的输出有大影响，因此基于△Ip 712在PCV流存在的情况下执行任何湿度估计可能错误地估计比实际的环境湿度更高的环境湿度。如在图4处解释的，△Ip 712可用于获知PCV流率。具体地，通过比较△Ip 712与△Ip 710，PCV流的影响可被获知且PCV流可被推知。具体地，在选择的DFSO条件期间，PCV流率可以被作为在△Ip 710和△Ip 712之间的差的函数获知。
在t5处，可以结束DFSO条件，可以恢复汽缸加燃料，以及传感器的输出可以不用于湿度估计。因此，在加燃料条件期间，排气氧传感器的输出可被使用用于估计排气空气-燃料比(如在图3处讨论的)以及在发动机中燃烧的燃料的乙醇含量。
在一个例子中，发动机系统包含具有进气和排气歧管的发动机、布置在排气催化剂上游的排气歧管中的排气氧传感器、布置在排气歧管中的进气节气门、配置为从发动机的曲轴箱到进气歧管输送漏气的PCV端口；以及与传感器通信的控制系统。控制系统包括非临时性指令，用以：在发动机减速燃料切断(DFSO)期间，关闭PCV端口；完全打开进气节气门；调制在第一、较低的电压和第二、较高的电压之间的传感器的基准电压；以及基于响应于基准电压的调制的泵送电流的第一变化产生环境湿度的指示。控制器还包括指令，用于：维持PCV端口关闭；完全关闭进气节气门；重新调制传感器的基准电压；以及基于相对于泵送电流的第一变化的响应于基准电压的重新调制的泵送电流的第二变化产生PCV流进入进气歧管的指示。然后，在发动机DFSO之后的发动机加燃料条件期间，控制器可基于环境湿度调整排气再循环、发动机空气燃料比和火花正时中的一个或更多个。
以此方式，在PCV流对环境湿度具有最小影响的DFSO条件期间，环境湿度估计可通过排气氧传感器准确地产生。通过在当湿度被估计时的DFSO条件期间关闭节气门，发动机PCV流被减少，且PCV的碳氢化合物对传感器输出的影响被减小。在同一DFSO条件期间，通过在进气节气门打开和进气节气门关闭的情况下调制传感器的基准电压，在传感器处的泵送电流的变化可以有利地用于获知至发动机的PCV流。这不仅允许PCV流被测量，而且确保早期识别导致PCV碳氢化合物泄漏的发动机部件退化和发动机老化。一个或更多个发动机运行参数然后可响应于环境湿度估计和PCV流估计被调整。因为DFSO在循环工况期间可以发生若干次，环境湿度测量可以在整个循环工况产生多次且一个或更多个发动机运行参数可相应地被调整，从而得到优化的发动机整体性能而不管环境湿度的波动。此外，发动机运行参数可响应于环境湿度被调整，不管发动机不加燃料条件的持续时间，因为通过调制基准电压环境湿度的指示可在很短的时间内产生，即使排气并不缺少残留的燃烧气体。
注意，本文中所包含的示例性控制和估计程序可与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。本文所公开的控制方法和程序可以在非临时性存储器中被存储为可执行的指令。本文所描述的具体程序可代表任何数量的处理策略中的一个或更多个，如事件驱动的、中断驱动的，多任务的、多线程的等等。因此，所示的各种动作、操作和/或功能可按所示的顺序执行、并行地执行，或在某些情况下省略。同样地，处理的顺序并不是实现本文所描述的示例实施例的特征和优点所需要的，而是为了便于说明和描述而提供。根据使用的特定策略，示出的动作、操作和/或功能中的一个或更多个可以重复地执行。此外，所述的动作、操作和/或功能可以图形化表示代码被程序化到在发动机控制系统中的计算机可读存储介质内。
应认识到，本文中所公开的构造和程序本质上是示范性的，并且这些具体的实施例不被认为是限制性的，因为许多变体是可能的。例如，上述技术能够应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸和其它发动机类型。本公开的主题包括本文中所公开的各种系统和构造和其它的特征、功能和/或性质的所有新颖的和非显而易见的组合和子组合。
所附权利要求特别指出被认为是新颖的和非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可以涉及“一个”元件或“第一”元件或其等同物。应当理解，这样的权利要求包括纳入一个或更多个这样的元件，既不必也不排除两个或更多个这样的元件。在这个或相关的申请中，通过修改本权利要求或提出新权利要求，所公开的特征、功能、元件和/或性质的其它组合和子组合可以被要求保护。这样的权利要求，无论是比原权利要求范围更宽、更窄、等同或不同，均被认为包含在本公开的主题内。

Claims (19)

1.一种用于发动机系统的方法，其包含：
在发动机不加燃料条件期间，其中至少一个进气门和一个排气门正运行：
在进气节气门关闭和打开的情况下，调制排气传感器的基准电压；以及
基于曲轴箱强制通风流，即PCV流，指示发动机退化，所述PCV流基于在所述调制期间所述传感器的输出。
2.根据权利要求1所述的方法，其中打开所述进气节气门包括完全打开所述进气节气门。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述排气传感器是排气氧传感器。
4.根据权利要求1所述的方法，其中调制所述基准电压包括在较低的第一电压和较高的第二电压之间切换所述基准电压。
5.根据权利要求1所述的方法，其中基于估计的PCV流指示发动机退化包括基于估计的PCV流大于阈值指示发动机退化。
6.根据权利要求4所述的方法，其中在所述进气节气门关闭和打开的情况下调制所述排气传感器的所述基准电压包括首先在所述进气节气门打开的情况下调制所述基准电压在所述第一电压和所述第二电压之间，然后关闭所述进气节气门，并且然后在所述进气节气门关闭的情况下调制所述基准电压在所述第一电压和所述第二电压之间。
7.根据权利要求6所述的方法，其中在所述调制期间基于所述传感器的输出估计PCV流包括基于在所述进气节气门打开的所述调制期间通过所述传感器输出的泵送电流的第一变化和在所述进气节气门关闭的所述调制期间通过所述传感器输出的泵送电流的第二变化之间的差估计PCV流。
8.根据权利要求7所述的方法，进一步包含：在所述进气节气门打开的情况下基于所述排气传感器的输出产生环境湿度的指示。
9.根据权利要求8所述的方法，进一步包含：基于环境湿度的所述指示和估计的PCV流调整发动机运行参数。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述发动机运行参数包括排气再循环的量，并且其中调整排气再循环的量包括响应于较高的环境湿度的指示和高于阈值PCV流的指示中的一个或多个减少排气再循环的所述量。
11.根据权利要求1所述的方法，其中所述发动机不加燃料条件包括减速燃料切断，即DFSO。
12.一种用于发动机的方法，其包含：
在第一发动机不加燃料条件期间，打开进气节气门，调制排气氧传感器的基准电压，并且在所述调制期间获知传感器输出的第一变化；
在第二发动机不加燃料条件期间，关闭所述进气节气门，调制所述排气氧传感器的所述基准电压，并且在所述调制期间获知传感器输出的第二变化；以及
基于相对于所述第二变化的所述第一变化产生PCV流的指示。
13.根据权利要求12所述的方法，其中传感器输出的所述第一变化是在所述进气节气门打开的情况下的所述调制期间通过所述传感器输出的泵送电流的第一变化，并且其中传感器输出的所述第二变化是在所述进气节气门关闭的情况下的所述调制期间通过所述传感器输出的泵送电流的第二变化。
14.根据权利要求13所述的方法，进一步包含：基于传感器输出的所述第一变化而不是所述第二变化产生环境湿度的指示。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述第一变化是第一平均变化且其中在所述第一发动机不加燃料条件期间基于所述第一变化产生环境湿度的指示，
产生用于每个调制的泵送电流的变化；
平均泵送电流的所述变化；以及
基于泵送电流的所述变化的平均值产生环境湿度的指示。
16.根据权利要求15所述的方法，进一步包含，在所述第一发动机不加燃料条件和所述第二发动机不加燃料条件之后的发动机加燃料条件期间，基于所述环境湿度的指示和所述PCV流的指示中的每一个调整发动机运行参数，所述发动机运行参数包括排气再循环的量、火花正时、燃料喷射量和发动机空气燃料比中的一个或多个。
17.根据权利要求12所述的方法，其中在所述第一发动机不加燃料条件和所述第二发动机不加燃料条件的每一个期间，将发动机曲轴箱耦接至进气歧管的端口是关闭的。
18.根据权利要求17所述的方法，进一步包含，响应于PCV流大于阈值的指示来指示活塞阀退化。
19.一种发动机系统，其包含：
发动机，其具有进气歧管和排气歧管；
排气氧传感器，其被布置在排气催化剂上游的所述排气歧管中；
进气节气门，其被布置在所述排气歧管中；
PCV端口，其被配置以从所述发动机的曲轴箱输送漏气至所述进气歧管；以及
控制系统，其与所述传感器通信，所述控制系统包括非临时性指令，用于：
在发动机减速燃料切断，即DFSO，期间，
关闭所述PCV端口；
完全打开所述进气节气门；
调制所述传感器的基准电压在较低的第一电压和较高的第二电压之间；
基于响应于所述基准电压的所述调制的泵送电流的第一变化产生环境湿度的指示；以及
维持所述PCV端口关闭；
完全关闭所述进气节气门；
重新调制所述传感器的所述基准电压；以及
基于响应于所述基准电压的所述重新调制的泵送电流的相对于泵送电流的所述第一变化的第二变化，产生进入所述进气歧管的PCV流的指示；以及
在所述发动机DFSO之后的发动机加燃料条件期间，基于所述环境湿度调整排气再循环、发动机空气燃料比和火花正时中的一个或多个。
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9328684B2 (en) 2013-09-19 2016-05-03 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for an intake oxygen sensor
US9926871B2 (en) * 2016-01-25 2018-03-27 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for estimating an air-fuel ratio with a variable voltage oxygen sensor
DE102017112638A1 (de) * 2016-06-09 2017-12-14 Ford Global Technologies, Llc System und verfahren zum einstellen des drucks im ansaugkrümmer
US10208644B2 (en) * 2016-11-08 2019-02-19 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for operating an exhaust oxygen sensor based on water contact at the sensor
DE102018203490A1 (de) * 2018-03-08 2019-09-12 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Brennkraftmaschine mit einer Kurbelgehäuseentlüftung und Verfahren zur Detektion einer Leckage
JP7135950B2 (ja) * 2019-03-15 2022-09-13 いすゞ自動車株式会社 内燃機関の診断装置
JP7188275B2 (ja) * 2019-05-16 2022-12-13 トヨタ自動車株式会社 車載内燃機関の異常診断装置
CN113514248B (zh) * 2021-05-11 2024-06-18 潍柴动力股份有限公司 发动机中传感器的数据处理方法及装置
DE102021213901B3 (de) 2021-12-07 2023-02-02 Vitesco Technologies GmbH Verfahren zum Überwachen der Entlüftung eines Kurbelgehäuses einer Brennkraftmaschine und Brennkraftmaschine

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4993386A (en) * 1988-12-29 1991-02-19 Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho Operation control system for internal combustion engine
CN101900040A (zh) * 2009-05-26 2010-12-01 福特环球技术公司 用于发动机的可变文氏管系统及其方法
CN102086814A (zh) * 2009-12-04 2011-06-08 福特环球技术公司 通过排气传感器检测燃料酒精含量

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5392598A (en) * 1993-10-07 1995-02-28 General Motors Corporation Internal combustion engine air/fuel ratio regulation
JP2007100631A (ja) * 2005-10-06 2007-04-19 Toyota Motor Corp ブローバイガス還元装置
RU2423614C2 (ru) * 2006-06-14 2011-07-10 Вольво Ластвагнар Аб Способ и система регенерации устройства очистки отработавших газов
CA2594138A1 (en) * 2007-07-19 2009-01-19 Desmond Knowles Method and apparatus for enhanced engine aspiration
DE102007058234A1 (de) 2007-12-04 2009-06-10 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE102011086361B4 (de) 2011-11-15 2021-02-25 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zum Erkennen von Leckagen im Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4993386A (en) * 1988-12-29 1991-02-19 Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho Operation control system for internal combustion engine
CN101900040A (zh) * 2009-05-26 2010-12-01 福特环球技术公司 用于发动机的可变文氏管系统及其方法
CN102086814A (zh) * 2009-12-04 2011-06-08 福特环球技术公司 通过排气传感器检测燃料酒精含量

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