CN105715392A - 用于通过两个进气氧传感器进行排气气体再循环估计的系统和方法 - Google Patents

用于通过两个进气氧传感器进行排气气体再循环估计的系统和方法 Download PDF

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Abstract

提供了用于基于布置在发动机进气系统中的两个不同的进气氧传感器的输出估计排气气体再循环(EGR)流量的方法和系统。在一个实例中，一种方法可包括：当发动机增压时，基于定位在进气通道中且暴露于EGR气体的第一氧传感器的第一输出以及未暴露于EGR气体而暴露于强制曲轴箱通风气体和抽取流气体的第二氧传感器的第二输出来调节排气气体再循环(EGR)。例如，可基于第一输出与第二输出之间的差值估计EGR流量。

Description

用于通过两个进气氧传感器进行排气气体再循环估计的系统和方法
技术领域
本描述大体而言涉及包含在内燃发动机的进气系统中的气体组分传感器。
背景技术
发动机系统可利用排气气体从发动机排气系统至发动机进气系统(进气通道)的再循环(被称为排气气体再循环(EGR)的过程)以减少管制的排放物和/或提高燃料经济性。EGR系统可包括多种传感器以测量和/或控制EGR。作为一个实例，EGR系统可包括进气气体组分传感器，例如氧传感器，其可在无EGR条件期间使用以确定新鲜进气空气的氧含量。在EGR条件期间，由于额外的EGR作为稀释剂，因此可使用该传感器基于氧浓度的变化来推断EGR。这种进气氧传感器的一个实例被Matsubara等人在US6742379中示出。该EGR系统可额外地或可选择地包括连接至排气歧管的排气气体氧传感器用于估计燃烧空气燃料比。
照此，由于该氧传感器位于高压空气进气系统中的增压空气冷却器的下游的位置，所以该传感器可感测燃料蒸汽和其他还原剂和氧化剂(例如油雾)的存在。例如，在增压发动机操作期间，抽取(purge)空气可在压缩机入口位置处被接收。从抽取空气、强制曲轴箱通风(PCV)和/或浓EGR中摄取的碳氢化合物能够消耗传感器催化剂表面的氧气并且降低由该传感器探测出的氧浓度。在一些条件中，还原剂还可与氧传感器的感测元件发生反应。当使用氧的变化来估计EGR时，可错误地将传感器处的氧的减少解释为稀释剂。因此，传感器测量值可被各种灵敏性混淆，并且传感器的准确性以及因此EGR的测量和/或控制都会降低。
发明内容
在一个实例中，一些以上问题可通过一种用于发动机的方法解决，该方法包括：在增压操作期间，基于定位在进气通道中且暴露于EGR气体的第一氧传感器的第一输出以及未暴露于EGR气体而暴露于强制曲轴箱通风和抽取流气体的第二氧传感器的第二输出来调节排气气体再循环(EGR)。以这种方式，抽取和PCV碳氢化合物对进气氧传感器输出的影响可被解决并且可用来确定使用两个进气氧传感器估计的更准确的EGR。
例如，第一氧传感器可定位在发动机的进气通道中，并且位于EGR通道连接至进气通道处的下游。第二氧传感器可定位在进气通道中，并且位于EGR通道连接至进气通道处的上游以及在增压发动机操作期间强制曲轴箱通风(PCV)和抽取流碳氢化合物进入进气通道处的下游。照此，第一进气氧传感器可暴露于EGR流和抽取以及PCV流碳氢化合物并且当发动机增压时第二氧传感器可只暴露于抽取和PCV流碳氢化合物。然后可基于第一氧传感器的第一输出与第二氧传感器的第二输出的差值估计EGR。然后控制器可基于估计的EGR调节EGR。通过采取两个氧传感器输出的差值，可去除抽取和PCV碳氢化合物对第一输出的影响，从而提高EGR估计值以及产生的EGR控制的准确性。
应当理解，提供以上概要是为了以简化的形式介绍一组将在详细的描述中进一步描述的概念。并不意在确定所声明主题的必要或关键特征，所声明主题的范围由跟随详细的说明书的权利要求唯一限定。此外，所声明的主题并不限制于解决以上提及的任何缺点或在本公开的任意部分中的实施例。
附图说明
图1至图2为发动机系统的示意图。
图3为示出了抽取空气和PCV空气对由进气歧管氧传感器估计的氧浓度的影响的图表。
图4为用于基于由两个进气氧传感器测量的进气氧的变化调节EGR操作的流程图。
图5为示出了响应于抽取流量、PCV流量以及EGR流量的变化的在两个进气氧传感器的输出中的变化的图表。
具体实施方式
以下描述涉及用于在增压和非增压发动机条件期间估计排气气体再循环(EGR)流量的系统和方法。如在图1至图2中所示，涡轮增压发动机可包括位于发动机的进气通道中的进气氧传感器以及将排气气体再循环至进气通道的低压排气气体再循环(EGR)系统。在非增压发动机条件期间，可使用氧传感器通过将该氧传感器的氧浓度与当EGR关闭时产生的估计值进行比较来估计EGR流量。然而，在增压条件期间，当抽取气体(例如，燃料罐抽取流)和强制曲轴箱通风(PCV)气体经过氧传感器时，氧传感器的输出可能被抽取气体和PCV气体中的额外的碳氢化合物破坏。如在图3中所示，在增压条件期间增加的抽取气体和PCV气体可导致由氧传感器估计出的氧浓度减小。因此，可能过高估计了EGR流量。因此，如在图1至图2中所示，第二氧传感器可包含在发动机系统中并且被定位成在增压发动机条件期间使该第二氧传感器不接收EGR气体但是可接收抽取气体和PCV气体。图5示出了由两个氧传感器估计的氧浓度如何在增压条件和非增压条件下受到抽取流、PVC流和EGR流的影响。在由两个不同定位的氧传感器估计的氧浓度之间的任何差值均可用于推断在增压和非增压发动机条件期间的EGR流量，如在图4的方法中所述。可替代地，在非增压发动机条件期间，可唯一地使用第一氧传感器来估计EGR流量，如之前所述。
图1示出了包括多汽缸内燃发动机10和双涡轮增压器120、130的示例性的涡轮增压发动机系统100的示意性描述。作为一个非限制性的实例，发动机系统100可作为乘用车辆的推进系统的一部分而被包括在内。发动机系统100可经由进气通道140接收进气空气。进气通道140可包括空气过滤器156和EGR节气门230。发动机系统100可为分离发动机系统，其中进气通道140在EGR节气门230的下游被分支为并行的第一和第二进气通道，每个第一和第二进气通道都包括涡轮增压器压缩机。具体地，至少一部分的进气空气经由第一并行进气通道142被引导至涡轮增压器120的压缩机122，并且至少另一部分的进气空气经由进气通道140的第二并行进气通道144被引导至涡轮增压器130的压缩机132。
由压缩机122压缩的总进气空气的第一部分可经由第一并行分支进气通道146被供应至进气歧管160。以这种方式，进气通道142和146形成发动机的进气系统的第一并行分支。类似地，总进气空气的第二部分可经由压缩机132压缩，在此该第二部分的进气空气经由第二并行分支进气通道148被供应至进气歧管160。因此，进气通道144和148形成发动机的进气系统的第二并行分支。如在图1中所示，来自进气通道146和148的进气空气在到达进气歧管160之前可经由共同的进气通道149被重新组合，其中在进气歧管160中进气空气可被提供至发动机。
第一EGR节气门230可定位在第一和第二并行进气通道142和144的上游的发动机进气道中，而第二进气节气门158可定位在第一和第二并行进气通道142和144的下游，以及第一和第二并行分支进气通道146和148的下游的发动机进气道中(例如，在共同的进气通道149中)。
在一些实例中，进气歧管160可包括用于估计歧管压力(MAP)的进气歧管压力传感器182和/或用于估计歧管空气温度(MCT)的进气歧管温度传感器183，进气歧管压力传感器182和进气歧管温度传感器183都与控制器12通信。进气通道149可包括增压空气冷却器(CAC)154和/或节气门(例如第二节气门158)。节气门158的位置可通过控制系统经由可通信地连接至控制器12的节气门致动器(未示出)调节。可提供防喘振气门152以选择性地经由旁通通道150绕过涡轮增压器120和130的压缩机阶段。作为一个实例，防喘振气门152可打开以当压缩机下游的进气空气压力达到阈值时使气流通过旁通通道150。
进气歧管160还可包括进气气体氧传感器172(本文也称为EGR氧传感器或进气氧传感器)。在一个实例中，氧传感器为UEGO传感器。如本文中详细说明地，该进气气体氧传感器可被构造成提供关于在进气歧管中接收的新鲜空气的氧含量的估计值。具体地，可通过施加参考电压和基于由所施加的电压产生的泵送电流来估计氧浓度来操作该氧传感器。在例示的实例中，氧传感器172定位在节气门158的上游以及增压空气冷却器154的下游。然而，在可替代的实施例中，可将氧传感器定位在CAC的上游。进一步地，进气氧传感器172定位在第一和第二并行分支进气通道146和148的下游的共同的进气通道149中。压力传感器174可定位在氧传感器旁边用于估计氧传感器的输出被接收处的进气压力。由于氧传感器的输出被进气压力影响，因此可得知在参考进气压力处的参考氧传感器输出。在一个实例中，参考进气压力为节气门入口压力(TIP)，其中压力传感器174为TIP传感器。在可替代的实例中，参考进气压力为如由MAP传感器182感测的歧管压力(MAP)。
发动机10可包括多个汽缸14。在例示的实例中，发动机10包括以V形构造布置的6个汽缸。具体地，该6个汽缸布置成两排13和15，其中每一排包括3个汽缸。在可替代的实例中，发动机10可包括两个或多个汽缸，例如3、4、5、8、10或更多个汽缸。这些多个汽缸可被同样地分开并且可以可替代的构造布置，例如V形的、成直线的、对置的等。每个汽缸14可被构造有燃料喷射器166。在例示的实例中，燃料喷射器166为直接汽缸内喷射器。然而，在其他的实例中，燃料喷射器166可被构造为基于进气道的燃料喷射器。
经由共同的进气通道149供应至每个汽缸14(本文中还称为燃烧室14)的进气空气可用于燃料燃烧，并且然后燃烧的产物可经由特定排的并行排气通道被排出。在例示的实例中，发动机10的汽缸的第一排13可经由第一并行排气通道17排出燃烧产物，汽缸的第二排15可经由第二并行排气通道19排出燃烧产物。第一和第二并行排气通道17和19中的每一者还可包括涡轮增压器涡轮机。具体地，可将经由排气通道17排出的燃烧产物引导通过涡轮增压器120的排气涡轮机124，这可继而经由轴126向压缩机122提供机械功以便压缩进气空气。可替代地，流动通过排气通道17的一些或全部排气气体可如由废气旁通阀128控制地经由涡轮机旁通通道123而绕过涡轮机124。类似地，可将经由排气通道19排出的燃烧产物引导通过涡轮增压器130的排气涡轮机134，这继而可经由轴136向压缩机132提供机械功以压缩流动通过发动机的进气系统的第二分支的进气空气。可替代地，流动通过排气通道19的一些或全部的排气气体可如由废气旁通阀138控制地经由涡轮机旁通通道133而绕过涡轮机134。
在一些实例中，排气涡轮机124和134可被构造为可变几何涡轮机，其中控制器12可调节涡轮机叶轮浆片(或叶片)的位置以改变从排气气体流中获得并且供给至它们各自的压缩机的能量的等级。可替代地，排气涡轮机124和134可被构造为可变喷嘴涡轮机，其中控制器12可调节涡轮机喷嘴的位置以改变从排气气体中获得并且供给至它们各自的压缩机的能量的等级。例如，控制系统可被构造成经由各自的致动器独立地改变排气气体涡轮机124和134的叶片或喷嘴位置。
在第一并行排气通道17中的排气气体可经由分支的并行排气通道170被引导至大气，而在第二并行排气通道19中的排气气体可经由分支的并行排气通道180被引导至大气。排气通道170和180可包括一个或多个排气后处理装置，例如催化剂、以及一个或多个排气气体传感器。
发动机10还可包括一个或更多个排气气体再循环(EGR)通道或环路，用于将来自排气歧管的至少一部分的排气气体再循环至进气歧管。这些可包括用于提供高压EGR(HP-EGR)的高压EGR环路和用于提供低压EGR(LP-EGR)的低压EGR环路。在一个实例中，可在缺乏由涡轮增压器120、130提供的增压的条件下提供HP-EGR，而在存在涡轮增压器增压和/或当排气气体温度高于阈值时提供LP-EGR。在另外其他的实例中，可同时提供HP-EGR和LP-EGR。
在例示的实例中，发动机10可包括用于将来自涡轮机124下游的第一分支并行排气通道170的至少一些排气气体再循环至压缩机122上游的第一并行进气通道142的低压EGR环路202。在一些实施例中，可同样地提供第二低压EGR环路(未示出)用于将来自涡轮机134下游的第二分支并行排气通道180的至少一些排气气体再循环至压缩机132上游的第二并行进气通道144。LP-EGR环路202可包括用于控制通过该环路的EGR流量(即，再循环的排气气体的量)的LP-EGR气门204，以及用于降低在再循环进入发动机进气道之前流动通过EGR环路的排气气体的温度的EGR冷却器206。在某些条件下，EGR冷却器206也可用于在排气气体进入压缩机之前加热流动通过LP-EGR环路202的排气气体以避免水滴在压缩机上的撞击。
发动机10还可包括用于将来自涡轮机124上游的第一并行排气通道17的至少一些排气气体再循环至进气节气门158下游的进气歧管160的第一高压EGR环路208。同样地，发动机可包括用于将来自涡轮机134上游的第二并行排气通道18的至少一些排气气体再循环至压缩机132下游的第二分支并行进气通道148的第二高压EGR环路(未示出)。流动通过HP-EGR环路208的EGR流可经由HP-EGR气门210控制。
PCV气道102可被构造成将曲轴箱通风气体(漏气气体)沿第二并行进气通道144输送至发动机进气歧管。在一些实施例中，通过PCV气道102的PCV空气流可由专门的PCV气道气门控制。同样地，抽取气道104可被构造成将来自燃料系统罐的抽取气体沿通道144输送至发动机进气歧管。在一些实施例中，流动通过抽取气道104的抽取空气流可由专门的抽取气道气门控制。
湿度传感器232和压力传感器234可包含在EGR节气门230下游的仅其中一个并行进气通道中(此处，示出为在第一并行进气空气通道142中而不在第二并行进气通道144中)。具体地，湿度传感器和压力传感器可被包含在不接收PCV或抽取空气的进气通道中。湿度传感器232可被构造成估计进气空气的相对湿度。在一个实施例中，湿度传感器232为UEGO传感器，其被构造成基于在一个或多个电压时的传感器的输出来估计进气空气的相对湿度。由于抽取空气和PCV空气会混淆湿度传感器的结果，所以抽取气道和PCV气道定位在与湿度传感器不同的进气通道中。压力传感器234可被构造成估计进气空气的压力。在一些实施例中，温度传感器也可包含在EGR节气门230下游的相同的并行进气通道中。
除了第一氧传感器172之外，第二氧传感器175也可定位在PCV气道102和抽取气道104的下游但是在共同的进气通道149的上游。第二进气气体氧传感器175可被构造成提供关于在并行进气通道144中接收的新鲜空气的氧含量的估计值。具体地，可通过施加参考电压、以及基于所施加的电压产生的泵送电流来估计氧浓度来操作第二氧传感器175。第二氧传感器175可定位在涡轮增压器130的上游或下游。如所例示地，氧传感器175可在第二并行进气通道144中定位在PCV气道102和抽取气道104的下游以及涡轮增压器130的上游。然而，在另一个实施例中，氧传感器175可在第二分支并行进气通道148中定位在涡轮增压器130的下游以及共同的进气通道149的上游。因此，与第一氧传感器172不同，第二氧传感器175定位在发动机10中EGR可流动通过的部分中。换句话说，第二氧传感器可不暴露于排气气体(例如，ERG流)，而第一氧传感器172可暴露于EGR流以及抽取流和PCV流。
照此，在增压条件期间，当PCV气体和抽取气体流动至进气通道149时，第一氧传感器172和第二氧传感器175的每一者都可用于独立的氧浓度估计。然后可使用来自每个氧传感器的氧含量的估计之间的差值来推断通过发动机10的EGR流的量。第一氧传感器172可接收在它测量的进气空气中的PCV、抽取空气以及EGR流。由于第二氧传感器175仅可接收PCV和抽取空气流，所以在由第一氧传感器172与第二氧传感器175估计的氧含量之间的任何差值都可起因于EGR流量。因此，在增压发动机条件下可使用两个氧传感器来估计EGR流量，如以下参照图4至图5详细的描述。在当涡轮增压器120和130不运行时(例如，未增压进气空气)的非增压发动机条件下，抽取气体和PCV气体可被直接地输送至第一氧传感器172和第二氧传感器175的下游的进气歧管160。当发动机在非增压条件中操作时，由第一氧传感器172和第二氧传感器175估计的氧含量之间的差值可继续用来估计EGR流量。在另一个实施例中，在非增压发动机条件中，可唯一地使用第一氧传感器172估计EGR流量。具体地，可将来自第一氧传感器172估计的氧含量与当EGR气门关闭并且因此EGR气体未被再循环至进气通道149时所确定的参考氧含量进行比较。来自第一进气空气氧传感器172的这两个测量之间的差值可用来推断EGR流量。
返回图1，每个汽缸14的进气气门和排气气门的位置可经由连接至气门推杆的液压致动升降机或经由在其中使用凸轮凸角的直接作用机械斗系统调节。在该实例中，每个汽缸14的至少进气气门可使用凸轮致动系统通过凸轮致动而被控制。具体地，进气气门凸轮致动系统25可包括一个或多个凸轮并且可利用用于进气气门和/或排气气门的可变凸轮正时或升程。在可替代的实施例中，进气气门可由电子气门致动控制。相似地，排气气门可由凸轮致动系统或电子气门致动控制。
发动机系统100可至少部分地通过包括控制器12的控制系统15以及通过经由输入装置(未示出)的来自车辆操作者的输入被控制。控制系统15被示出接收来自多个传感器16(本文中描述了传感器16的多种实例)的信息并且发送控制信号至多个致动器81。作为一个实例，控制器16可包括湿度传感器232、进气空气压力传感器234、MAP传感器182、MCT传感器183、TIP传感器174以及第一进气空气氧传感器172。在一些实例中，共同的进气通道149可进一步包括用于估计节气门空气温度(TCT)的节气门入口温度传感器。在其他的实例中，一个或更多个EGR通道可包括用于确定EGR流特性的压力传感器、温度传感器以及空气燃料比传感器。作为另一个实例，致动器81可包括燃料喷射器166、HP-EGR气门210、LP-EGR气门204、节气门158和230以及废气旁通阀128、138。其他的致动器，例如各种额外的气门或节气门，可连接至发动机系统100中的多个位置。控制器12可接收来自多种传感器的输入数据，处理该输入数据，以及基于编程在该控制器12中的对应于一个或更多个程序的指令或代码响应于经处理的输入数据而触发致动器。在本文中关于图4至图5描述了示例性的控制程序。
现转向图2，示出了图1的发动机的另一个示例性的实施例200。照此，之前在图1中介绍的部件被相同地编号并且出于简洁的目的此处不再介绍。
实施例200示出了被构造成向发动机燃料喷射器输送燃料的燃料箱218。浸入在燃料箱218中的燃料泵(未示出)可被构造成将输送至发动机10的喷射器(例如喷射器166)的燃料加压。燃料可从外部源通过加注燃料门(未示出)被泵至燃料箱中。燃料箱218可盛放多种燃料混合物，包括具有一系列乙醇浓度的燃料，例如各种汽油乙醇混合物，包括E10、E85、汽油等，以及它们的组合。位于燃料箱218中的燃料液位传感器219可向控制器12提供燃料液位的指示。如所示，燃料液位传感器219可包括连接至可变电阻器的浮标。可替代地，也可使用其他类型的燃料液位传感器。一个或更多个其他的传感器可连接至燃料箱218，例如用于估计燃料箱压力的燃料箱压力传感器220。
在燃料箱218中产生的蒸汽可在被抽取至发动机进气道23之前经由管路31被输送至燃料蒸汽罐22。这些可包括，例如，昼夜的(diurnal)和加注燃料的燃料箱蒸汽。蒸汽罐22可充满合适的吸附剂，例如活性炭，用于临时性地捕获在燃料箱中产生的蒸汽。然后，在之后的发动机操作期间，当满足抽取条件时，例如当罐饱和时，可通过打开罐抽取气门(CPV)112和罐通风气门114可将燃料蒸汽从罐中被抽取进入发动机进气道。
罐22包括用于当存储或捕获来自燃料箱218的燃料蒸汽时将离开罐22的气体输送至大气的通风装置27。通风装置27还可实现当将储存的燃料蒸汽抽取并经由抽取线路90或92(取决于增压水平)和抽取气门112输送至发动机进气道23时将新鲜空气吸入燃料蒸汽罐22中。尽管该实例示出通风装置27与新鲜未加热空气连通，但是也可进行多种修改。通风装置27可包括罐通风气门114以调节在罐22与大气之间的空气和蒸汽的流量。通风气门可在燃料蒸汽储存操作期间(例如，在燃料箱加注燃料并且同时发动机未在运行期间)打开，以使在通过罐以后已经被去除燃料蒸汽的空气被排出至大气。同样地，在抽取操作期间(例如，在罐再生并且同时发动机正在运行期间)，通风气门可打开以允许新鲜空气流去除储存在罐中的燃料蒸汽。
从罐22中释放的燃料蒸汽(例如在抽取操作期间)可经由抽取线路28被引导至发动机进气歧管160。沿抽取线路28的蒸汽流(例如，抽取流)可通过连接于燃料蒸汽罐与发动机进气道之间的罐抽取气门112调节。由罐抽取气门112释放的蒸汽的质量和速率可由相关联的罐抽取气门螺线管(未示出)的工作周期确定。照此，罐抽取气门螺线管的工作周期可由车辆的动力系统控制模块(PCM)(例如控制器12)响应于发动机操作条件被确定，其中发动机操作条件包括例如：发动机转速-载荷条件、空气燃料比、罐载荷等。工作周期可包括打开和关闭罐抽取气门112的频率(例如，速率)。
可选的罐止回阀(未示出)可包含在抽取线路28中以防止进气歧管压力使气体在与抽取流相反的方向上流动。照此，如果罐抽取气门控制未被准确的定时或罐抽取气门自身能够被高进气歧管压力强制性地打开，则止回阀可为必要的。歧管绝对压力(MAP)的估计值可从连接至进气歧管160且与控制器12通讯的MAP传感器182获得。可替代地，MAP可从可替代的发动机操作条件中推断出，例如由连接至进气歧管的MAF传感器测量的质量空气流量(MAF)。
低压EGR环路202被示出用于将来自排气通道170的至少一些排气气体再循环至涡轮增压器120上游但是在第二氧传感器175下游的进气通道140。因此，第二氧传感器175可在增压侧PCV软管252和通道99的下游以及低压EGR环路202的上游定位在进气通道140中。因此，在LP-EGR气门204打开的条件期间，EGR流可影响第一进气空气氧传感器172的输出但不会影响第二进气氧传感器175的输出。
抽取的碳氢化合物可基于发动机操作条件经由增压路径92或真空路径90被引导至进气歧管160。具体地，在操作涡轮增压器120以向进气歧管提供增压的空气充入的条件期间，在进气歧管中的升高的压力使得真空路径90中的单向阀94关闭同时打开增压路径92中的单向阀96。因此，抽取空气经由增压路径92被引导至空气过滤器156下游和增压空气冷却器154上游的进气通道140中。在此，抽取空气被引入进气空气氧传感器172的上游。在一些实施例中，如所例示地，文丘里管98可定位在增压路径中以使抽取空气在经过该文丘里管和通道99时被引导至进气道。这实现了抽取空气流用于真空产生的有利地利用。
在发动机无增压操作的条件期间，进气歧管中升高的真空度使真空路径中的单向阀94打开，同时关闭增压路径中的单向阀96。因此，抽取空气经由真空路径90被引导至节气门158下游的进气歧管160中。在此，抽取空气被引入第一进气空气氧传感器172和第二氧传感器175的下游，并且因此不会影响第一氧传感器172和第二氧传感器175的输出。
PCV碳氢化合物也可基于发动机操作条件经由增压侧PCV软管252或真空侧PCV软管254被引导至进气歧管160。具体地，来自发动机汽缸14的漏气气体流动经过活塞环并且进入曲轴箱255。在操作涡轮增压器120以向进气歧管提供增压的空气充入的条件期间，进气歧管中的升高的压力使得在真空侧PCV软管254中的单向阀256关闭。因此，在增压发动机操作期间，PCV气体在第一方向上(箭头264)流动并且被接收在进气空气氧传感器172的上游的发动机进气道中。具体地，PCV空气经由增压侧PCV软管252被引导至空气过滤器156下游以及第二氧传感器175上游的进气通道140中。PCV流在通过增压侧油分离器260后可被引导至进气通道中。增压侧油分离器可以集成到凸轮盖中或者可以是外部部件。因此，在增压条件期间，PCV气体被引入第一进气空气氧传感器172和第二氧传感器175的上游并且因此会影响两个氧传感器的输出。增压条件可包括进气歧管压力高于环境压力。
相比之下，在发动机在未增压的条件操作期间，在进气歧管中升高的真空度使得在真空侧PCV软管254中的单向阀256打开。因此，在非增压发动机操作期间，PCV气体在不同于第一方向的第二方向上流动并且被接收在进气氧传感器下游的发动机进气道中。在例示的实例中，在非增压发动机操作期间的PCV流动的第二方向与在增压发动机操作期间的PCV流动的第一方向相反(比较箭头262和264)。具体地，在非增压操作期间，PCV空气经由真空侧PCV软管254被直接地引导进入节气门158下游的进气歧管160中。PCV流可在通过真空侧油分离器258之后被引导至进气歧管160中。在此，PCV空气被引入第一进气空气氧传感器172和第二氧传感器175的下游，并且因此不会影响第一氧传感器172和第二氧传感器175的输出。因此，由于具体的发动机构造，在增压发动机操作期间，PCV和抽取空气碳氢化合物被摄取进入进气氧传感器上游的发动机进气歧管中以及在非增压条件期间被摄取进入进气氧传感器下游的发动机进气歧管中。
因此提供用于发动机系统的图1至图2的系统，该系统包括具有进气歧管、经由PCV气门连接至进气歧管的曲轴箱、带有进气压缩机的涡轮增压器、排气涡轮机以及增压空气冷却器的发动机；连接至增压空气冷却器下游的进气歧管的节气门；被构造成接收来自燃油箱的燃料蒸汽的罐，该罐经由抽取气门连接至进气歧管；包括用于将来自涡轮机下游的排气残留物经由EGR气门再循环至压缩机的上游的EGR系统、连接至增压空气冷却器下游和进气节气门上游的进气歧管的第一进气氧传感器；第二氧传感器，从第二氧传感器的下游PCV气体进入进气通道并且在第二氧传感器的上游EGR气体进入进气通道；以及控制器，该控制器具有计算机可读指令，用于：在发动机增压的第一条件期间，基于来自两个氧传感器的氧含量测量值之间的差值确定EGR流量并且基于确定的EGR流量操纵EGR气门的位置，以及在发动机未增压的第二条件期间，基于来自两个氧传感器的输出中的差值或基于仅来自第一氧传感器的输出而确定EGR流量。得知EGR流量包括当发动机增压、抽取启动并且EGR流量高于阈值时确定在两个氧传感器中的氧含量的差值。
计算机可读指令可进一步包括如下指令用于：在调节抽取气门的位置期间基于进气氧传感器中的改变确定抽取流量，其中进气氧中的改变为在当抽取气门打开时第二进气氧传感器的第一输出与当抽取气门关闭时第二进气氧传感器的第二输出之间的测量到的进气氧的改变。
如上所讨论地，由于增添了作为稀释剂的EGR，可使用进气空气氧传感器来测量作为每个传感器的氧含量估计值之间的差值量的函数的进气空气充入中的EGR的量。因此，当引入更多的EGR时，其中一个传感器可输出对应于较低氧浓度的读数或泵送电流。基于两个氧传感器的输出，可得知在这两个传感器之间的氧浓度中的差值，并且推断出通过EGR的进气稀释。
图1至图2可进一步地提供一种用于发动机的系统，包括第一和第二并行进气通道，该第一和第二并行进气通道分别地包括第一和第二涡轮增压器，并且使增压空气流动进入连接至发动机的进气歧管的共同的进气通道中；经由PCV增压路径连接至第二进气通道的曲轴箱；被构造成接收来自燃料箱的燃料蒸汽的罐，该罐经由抽取增压路径连接至第二进气通道；连接于第一涡轮增压器的排气涡轮机下游的排气通道与第一涡轮增压器的进气压缩机上游的第一进气通道之间的低压排气气体再循环(EGR)通道，低压EGR通道包括低压EGR气门；设置在共同的进气通道中的第一进气氧传感器；设置在第二进气通道中的第二进气氧传感器，在第二进气通道的下游PCV增压路径和抽取增压路径连接至第二进气通道；以及控制器，该控制器具有计算机可读指令，用于：在发动机增压的第一条件期间，基于第一进气氧传感器的第一输出和第二进气氧传感器的第二输出调节低压EGR气门。该计算机可读指令还包括如下的指令，用于：在发动机未增压的第二条件期间，基于第一进气氧传感器的第一输出或者在第一进气氧传感器的第一输出与第二氧传感器的第二输出之间的差值中的其中一者调节EGR。发动机系统还可包括连接至增压空气冷却器下游和第一进气氧传感器上游的进气歧管的进气节气门。
图1至图2还可包括一种系统，包括：设置在来自EGR通道的排气气体再循环(EGR)入口的下游的进气通道中的第一氧传感器；设置在EGR入口的上游的进气通道中的第二氧传感器，其中在EGR入口下游的强制曲轴箱通风(PCV)和燃料罐抽取气体在增压条件下进入进气通道；以及控制器，该控制器具有计算机可读指令，用于：在增压条件期间基于第一氧传感器的第一输出和第二氧传感器的第二输出调节EGR流量。该计算机可读指令还包括指令用于在增压条件期间基于第一输出与第二输出之间的差值调节EGR流量。计算机可读指令还包括指令用于在非增压条件期间(例如，当发动机未增压使得涡轮增压器未增加进气空气的压力)，基于第一输出而非第二输出或者基于第一输出与第二输出之间的差值中的其中一者来调节EGR流量。该系统还包括涡轮增压器，该涡轮增压器包括驱动压缩机的涡轮机，并且其中增压条件包括涡轮机驱动压缩机以向进气通道中的空气提供增压的时候。该系统还包括排气通道，并且其中EGR通道输送来自涡轮机下游的排气通道的排气气体并且将其输送至压缩机上游的进气通道。该系统还包括连接至进气歧管的进气节气门，并且其中第一进气氧传感器还被设置在压缩机的下游以及进气节气门的上游的进气通道中。EGR通道包括EGR气门，并且其中调节EGR流量包括在增压发动机操作期间响应于第一输出与第二输出之间的差值调节EGR气门的位置。
图3示出了图表300，其例示了抽取空气和PCV空气对由第一进气歧管氧传感器(例如，在图1至图2中示出的第一进气空气氧传感器172)估计的氧浓度的影响。具体地，图300例示了在给定的EGR水平下沿y轴的由进气歧管氧传感器估计的氧浓度以及沿x轴的来自抽取空气和PCV空气两者的碳氢(HC)含量。当被摄取进入低压进气系统中的抽取空气和PCV空气中的HC的量增加时，例如在增压条件期间当抽取气门和/或PCV气门启动时，碳氢化合物与氧气在进气氧传感器的感测元件处发生反应。氧气被消耗并且释放出水和二氧化碳。因此，即使EGR流量可保持恒定，估计的氧浓度也会减小。这种由氧传感器估计的氧浓度的减小可被推断为增加的稀释(或用EGR替换氧)。因此，控制器可能推断出存在比实际上存在的更大量的可获得的EGR量(例如，控制器高估了EGR量)。如果不更正碳氢化合物影响，则控制器可响应于高EGR稀释的错误指示而减少EGR流量，从而使EGR控制退化。例如，在导致EGR过高估计的抽取和/或PCV流动条件期间，控制器可响应于较高的EGR估计值(基于来自进气氧传感器的较低进气氧测量值)而减小EGR气门的开度。然而，实际的EGR量可能低于估计水平。因此，EGR流量可能被错误的减小而不是保持不变或增加。这继而可导致增加的发动机排放和/或退化的燃料经济性和/或发动机性能。
因此，应当理解的是抽取和/或PCV碳氢化合物在非增压条件期间流动进入进气歧管中(直接地)。因此，在非增压条件期间，抽取流在进气氧传感器下游被接收并且因此不会混淆传感器结果。然而在增压条件期间，抽取流被接收在进气氧传感器上游的低压空气进气系统中。因此，仅在增压条件期间传感器输出会被抽取流混淆。
在一个实例中，基于抽取流量和PCV流量更正进气氧测量可增加EGR流量估计值的准确性。具体地，当发动机增压时，发动机控制器(例如在图1中示出的控制器12)可使用第二氧传感器(例如在图1至图2中示出的氧传感器175)，其中第二氧传感器定位在PCV气体和抽取气体进入进气通道处的下游，但是位于EGR气体进入进气通道处的上游。因此，两个氧传感器都可被PCV流和抽取流影响。然而，仅第一进气空气氧传感器可被EGR流影响。因此，由每个氧传感器估计的氧含量之间的差值可对应于EGR流量。
现转向图4，示出了用于基于由在进气系统中相对于EGR通道、PCV气道和抽取气道定位在不同位置处的两个氧传感器测量的进气氧的改变来调节EGR操作的方法。EGR通道可为使来自涡轮增压器涡轮机下游的发动机排气通道的排气气体流动至涡轮增压器压缩机上游的进气通道的低压EGR通道。如上所描述地，当EGR流动时，EGR估计基于来自两个氧传感器的进气空气的氧含量的估计值之间的差值，其中，一个氧传感器经受PCV和抽取气体而不经受EGR气体，并且另一个氧传感器经受PCV、抽取和EGR气体。因此，可确定更加准确的EGR流量估计值，从而导致提高的EGR系统控制以及减少的排放物。如上所描述地，在一个实例中，进气氧可由两个进气氧传感器测量，例如在图1至图2中示出的第一氧传感器172和第二进气氧传感器175。第一氧传感器(例如EGR氧传感器172)可被定位成使得在增压发动机条件中，PCV、抽取和EGR气体流动经过该传感器。第二氧传感器(例如第二进气氧传感器175)可被定位成使得在增压条件中，PCV和抽取气体流动经过该传感器而EGR气体不经过该传感器。用于执行方法400的指令可存储在发动机的控制器(例如在图1中示出的控制器12)的存储器中。
该方法在402通过估计和/或测量发动机操作条件开始。在一个实例中，发动机操作条件可包括发动机转速和载荷、转矩需求、质量空气流量、歧管压力(MAP)、EGR、EGR气门的位置、PCV气门的位置和燃料罐抽取气门(CPV)的位置、增压、需要的发动机稀释、发动机温度、BP等。在404，该方法包括确定是否EGR启动。如以上所讨论地，如果EGR气门(例如，在图1中示出的低压EGR气门204)至少部分地打开，EGR流动通过低压EGR通道并且进入发动机进气道中，则EGR可为启动的。如果EGR未启动(例如，EGR气门处于关闭位置并且EGR未流动)，则该方法返回。可替代地，如果在404处EGR启动，则方法进入406以确定是否发动机被增压。当布置在进气通道与排气通道之间的涡轮增压器(例如，涡轮增压器130)向流动通过进气通道的增压空气供应增压时，发动机可被增压。在一个实例中，确定是否发动机被增压可包括确定是否歧管压力大于压缩机入口压力(CIP)。
如果在406处发动机被增压，则该方法继续至410并且从第一氧传感器(例如，第一进气氧传感器)和第二氧传感器(例如，第二进气氧传感器)获得氧含量测量值，如下文中将详细描述。因此，每个氧传感器都可用来给出进气空气的两个不同的氧浓度的估计。如上所述，第一氧传感器定位在EGR气体(例如，低压EGR气体)被再循环处的下游，而第二氧传感器定位在EGR进入点的上游。照此，当EGR开启时，流动经过两个传感器的进气空气的组分可为不同的。流动经过第一氧传感器的进气空气可包括来自PCV、抽取和EGR的碳氢化合物，而流动通过第二氧传感器的进气空气可仅包括来自PCV和抽取气体的碳氢化合物。来自EGR的额外的碳氢化合物可作为稀释剂以使由第一氧传感器测量的进气空气的氧含量可具有比流动经过第二氧传感器的进气空气更低的氧浓度。因此，两个氧传感器可提供进气空气的氧含量的不同估计值。具体地，相比于第二氧传感器，第一氧传感器可给出在进气空气中的氧含量的更低的估计值。
额外地，在410处该方法可包括同时地获得来自第一氧传感器的第一氧含量估计值(例如，经由第一输出)和来自第二氧传感器的第二氧含量估计值(例如，经由第二输出)。以这种方式，来自两个不同的氧传感器的两个氧含量测量值可同时获取并进行彼此比较。在另一个实例中，从第一氧传感器获得第一氧含量估计值可稍微地比从第二氧传感器获得第二氧含量估计值的时间延迟以解决由于两个传感器沿进气通道的位置的差异而导致的传输延时。以这种方式，两个氧传感器可近似地取样相同的进气空气。
可替代地，如果发动机未增压(例如，也称为非增压条件，其中MAP小于CIP)，则在一个实施例中方法400可继续至408以通过第一氧传感器测量进气氧浓度以及确定进气氧的从参考点的变化。该参考点可为当EGR气门(例如，EGR气门204)关闭且EGR未流动至进气歧管时由第一氧传感器估计的氧含量。因此，在408处该方法可包括从当EGR关闭时采取的参考点减去进气氧测量值(例如，从进气氧传感器的输出)。如上所讨论地，参考点可为当传感器无EGR操作时的预定点(零点)。因此，结果值可为由于在空气流(例如，空气充入)中的稀释剂引起的在进气氧中(在进气氧传感器处)的总体变化。由于发动机未增压，即使抽取流启动，它也将在第一进气氧传感器下游被喷射，因而不会影响传感器测量。因此，在此条件中，在408处的空气充入中的稀释剂可仅为EGR(或主要仅为EGR)且不是来自抽取或PCV流中的碳氢化合物。然后可使用氧浓度的变化推断EGR流量。然后该方法可返回。
然而，在另一个实施例中，如果发动机未增压，方法400可进入410而非如上所述地进入408。因为当增压关闭时，来自PCV和抽取系统的碳氢化合物进入两个传感器下游的进气歧管中，它们不会影响任何一个传感器的测量值。因此，EGR碳氢化合物可为在EGR氧传感器而非第二氧传感器中存在的唯一组分。流动经过第二氧传感器的空气中存在的所有组分还可存在于流动经过EGR氧传感器的空气中。因此，在非增压发动机条件下由两个传感器测量的氧含量中的任何差值可为来自EGR碳氢化合物的稀释剂的结果并且因此可为EGR流量的指示。以这种方式，第二氧传感器的输出可替代使用如以上在408处所述的参考点而用作第一氧传感器的输出的参考。照此，可继续使用这两个氧传感器以在增压和非增压发动机条件下估计EGR流量。
在另一个实施例中，如果发动机未增压，则可唯一地使用第一氧传感器以估计EGR流量，如以上在408处所述，但是额外地，来自第二氧传感器的测量值可被保存在控制器(例如，控制器12)的存储器中。因此，在非增压发动机条件期间当PCV和抽取气体未流动经过第二氧传感器时，来自第二氧传感器的输出可保存在控制器的存储器中。当发动机增压时，来自第二氧传感器的输出可与当增压关闭时保存的参考输出进行比较以估计抽取和/或PCV流量。具体地，由于来自在进气空气中流动的抽取和/或PCV气体的额外的碳氢化合物，当增压启动时由第二氧传感器估计的氧浓度可低于当增压关闭时估计的氧浓度。因此，当抽取启动时和当抽取关闭时所测量的氧浓度之间的差值可指示在增压发动机条件期间流动经过第二氧传感器的抽取气体和PCV气体的量。从410继续，在412处，控制器可使用两个氧传感器估计值(或输出)之间的差值来确定EGR流量。具体地，可将由第二氧传感器估计的氧浓度减去由第一氧传感器估计的氧浓度。剩余的氧含量可为被碳氢化合物从EGR气体稀释或替代的量。换句话说，来自两个氧传感器估计的氧浓度的差值可代表经过EGR氧传感器的进气空气中的EGR气体的浓度。
一旦在412处已经估计了进气空气的EGR含量，则方法400可继续至414以及基于估计的EGR流量(在412处确定的)和期望的EGR流量调节EGR气门和发动机操作。期望的流率可基于发动机操作参数，例如发动机载荷、发动机转速、发动机温度、排气气体温度等，如由多个发动机传感器所测量的。例如，如果估计的EGR流率大于期望的EGR流率，则控制器可减小EGR气门的开度以将EGR流减小至期望的流率。在另一个实例中，如果估计的EGR流小于期望的EGR流率，则控制器可增大EGR气门的开度以将EGR流率增大至期望的流率。在一些实例中，额外的发动机操作参数可基于确定的EGR流量调节。例如，火花正时、节气门角度、和/或燃料喷射可基于确定的EGR流量调节。
因此，图4可包括用于在增压和非增压发动机条件期间估计EGR流量的方法。该方法可包括：在增压条件期间，确定如由两个氧传感器估计的进气空气氧含量之间的差值。第一氧传感器172可定位在EGR气体被再循环至进气歧管处的下游，使得在增压发动机条件期间，流动经过氧传感器的进气空气可包括来自PCV、抽取和EGR的碳氢化合物。另一个传感器(第二氧传感器175)可定位在PCV和抽取入口的下游但是EGR入口的上游，使得在增压条件期间，仅PCV和抽取碳氢化合物可影响氧传感器的氧含量估计值。因此，在增压条件期间，在氧传感器的氧含量估计值之间的差值可代表EGR流量。在非增压发动机条件期间，可使用与在增压条件期间使用的相同的方法估计EGR流，或仅使用第一氧传感器172来估计进气空气的氧含量并且将该氧含量与当EGR关闭时估计的参考氧含量进行比较。额外地，在增压发动机条件期间，可使用第二氧传感器175通过将由该第二氧传感器估计的氧含量与当停止增压时估计的参考氧含量进行比较来估计抽取和/或PCV流量。
以这种方式，作为一个实施例，一种用于发动机的方法，包括：在增压操作期间，基于定位在进气通道中并且暴露于EGR气体的第一氧传感器的第一输出以及未暴露于EGR气体而同时地暴露于每个强制曲轴箱通风和抽取流气体的第二氧传感器的第二输出来调节排气气体再循环(EGR)。基于第一输出和第二输出调节EGR包括基于第一输出和第二输出之间的差值调节EGR。该方法还包括当发动机未增压时，基于以下其中一者调节EGR：第一氧传感器的第一输出或第一氧传感器的第一输出与第二氧传感器的第二输出之间的差值。当发动机被增压时，第一氧传感器暴露于从EGR通道流动至进气通道的EGR气体和强制曲轴箱通风(PCV)以及抽取气体。调节EGR包括调节设置在使EGR气体从排气通道流动至进气通道的EGR通道中的EGR气门的位置。第一氧传感器定位在进气通道中并且位于EGR通道连接至进气通道处的下游。第二氧传感器定位在进气通道中并且位于EGR通道连接至进气通道处的上游和强制曲轴箱通风(PCV)和抽取流碳氢化合物在增压发动机操作期间进入进气通道处的下游。该方法还包括：当发动机增压时，基于在第二氧传感器的第二输出与在发动机未增压的条件期间第二氧传感器的第三输出之间的差值估计抽取和PCV流量中的一者或多者。在一个实例中，发动机包括两个涡轮增压器，涡轮增压器具有第一进气通道和第二进气通道，其中第一进气通道连接至PCV入口并且燃料罐抽取流入口连接至该第一进气通道，第二进气通道连接至EGR通道，其中第二氧传感器定位在第一进气通道中并且位于PCV入口和燃料罐抽取流入口的下游，并且其中，第一氧传感器定位在共同的进气通道中，在此处来自第一进气通道和第二进气通道的气体流动进入共同的进气通道。增压操作包括当布置于进气通道与排气通道之间的涡轮增压器向流动通过进气通道的增压空气供应增压时。
移动至图5，图表500为示出了在增压和非增压发动机条件期间响应于燃料罐抽取流、PCV流和EGR流中的变化而描述了两个进气氧传感器的输出中的变化的图表。图表500示出了在曲线502处的增压、曲线504处的抽取流量、在曲线506处的PCV流量，以及在曲线508处的EGR流量的变化。额外地，图表500还示出了如由第一进气氧传感器测量的(图表512)以及如由第二进气氧传感器测量的(图表510)进气氧浓度如何响应于EGR流量、增压、抽取流量和PCV流量的变化而变化。当一个或多个涡轮增压器运行并且向流动通过进气通道的增压空气供应增压时增压可开启，并且当所述涡轮增压器未运行时增压可关闭。抽取和PCV流量可为流动至进气歧管的抽取和PCV气体的量。在非增压条件期间抽取和PCV气体可直接地流动至进气歧管而不经过氧传感器。在增压条件期间，抽取和PCV气体可流动经过氧传感器。第一进气氧传感器可为图1中的第一氧传感器172，并且第二进气氧传感器可为图1中的第二氧传感器175。第一和第二进气氧传感器可定位在进气通道中，使得在增压条件期间，PCV和/或抽取气体可流动经过传感器并且影响传感器的输出。然而，在非增压条件期间，PCV和/或抽取气体可直接地流动至进气歧管而不经过传感器且不会影响它们的输出。进一步地，第一氧传感器可定位在EGR气体被再循环处的下游，使得在增压和非增压发动机条件期间，只要EGR气门(例如，EGR气门204)打开并且EGR被再循环至进气歧管，则EGR气体就可影响第一氧传感器的输出。
如以上参照图4所述，可使用两个进气氧传感器估计涡轮增压发动机中的EGR流量。在增压发动机条件期间来自两个氧传感器的输出可被PCV和/或抽取流影响。因此，来自抽取气体和PCV气体的碳氢化合物可降低由两个氧传感器显示的在进气空气中的氧含量。换句话说，进气空气可被PCV气体和抽取气体稀释，并且因此可具有较低的氧浓度，这可在来自氧传感器的估计值中反应出。然而，在非增压条件期间，PCV和/或抽取气体不流动经过氧传感器并且因此不会影响它们的输出。额外地，来自第一氧传感器而非来自第二氧传感器的输出会被EGR流量的改变影响。因此，EGR流量的增加可导致由第一氧传感器显示的进气空气的氧含量的减少。因此，只要EGR在流动，则如由第一氧传感器估计的进气空气的氧含量就会低于由第二氧传感器估计的氧含量。然后可使用由每个氧传感器估计的氧含量之间的差值来推断EGR流量。这在增压条件期间当第一氧传感器的输出可被EGR、抽取和/或PCV流影响时是尤其地有帮助的。在增压条件期间仅通过第一氧传感器很难从PCV和/或抽取流中区分EGR流。因此，第一氧传感器可使抽取和/或PCV流表现为额外的EGR稀释剂并且可给出比实际EGR流量更高的EGR流量估计值。因此，可使用第二氧传感器从可影响由第一氧传感器显示的氧含量的PCV和/或抽取流中减去该组分。在这种条件下，可隔离流动经过第一氧传感器的EGR气体并且推断出EGR流量。
在时间t1之前开始，增压被关闭(曲线502)，抽取流量处于较低的第一水平P1(曲线504)，PCV流量处于较低的第一水平F1(曲线506)，以及EGR流量处于较低第一水平E1(曲线508)。P1和F1可相对为零从而有效地使得无抽取气体和/或PCV气体流动至进气歧管。在另一个实例中，P1和/或F1可大于零以使抽取和/或PCV气体流动至进气歧管。然而，由于增压在t1之前被关闭，所以流动至进气歧管的任何的抽取和/或PCV气体不会经过任何一个氧传感器，并且因此不会影响由氧传感器估计的氧含量。E1可大于零并且因此可影响第一氧传感器的输出，如在曲线512中所见。具体地，由于EGR气体在时间t1之前以第一水平E1流动，因此第一氧传感器可估计出比第二氧传感器更低的氧浓度(曲线510)。第二氧传感器可估计出第一较高氧浓度O1，并且由两个氧传感器估计的氧浓度之间的差值可为量D1，使得由第一氧传感器估计的氧浓度比O1低该较低第一量D1。因此，在t1之前D1可与EGR流量E1相同或相对相同。
在时间t1，PCV流量从较低的第一水平F1增加至较高的第二水平F2，如在曲线506处所见。在t1处增压保持关闭，并且抽取流量和EGR流量保持在它们各自的较低第一水平P1和E1。因为发动机在t1处未被增压，因此第一氧传感器和第二氧传感器都不会受到PCV流量的增压的影响，并且因此由氧传感器测量的氧浓度与在t1之前保持相同。因此，由第二氧传感器估计的氧浓度在t1之后保持在O1，并且由第一氧传感器估计的氧浓度比O1低相同的量D1。如早前所述，D1可代表流动经过第一氧传感器的EGR流量E1的量。
在时间t2，抽取流量从较低的第一水平P1增加至较高的第二水平P2，如在曲线504处所见。与此同时，PCV流量从较高的第二水平F2降低至较低的第一水平F1，如在t2处的曲线506所见。在t2处增压保持关闭，并且EGR流量保持在较低第一水平E1。因为发动机在t2时未被增压，所以第一氧传感器和第二氧传感器都不会受到抽取流量的增加或PCV流量的减少的影响，并且因此由氧传感器测量的氧浓度在t2之后保持与t2之前相同。因此，由第二氧传感器估计的氧浓度在t2之后保持在O1，并且由第一氧传感器估计的氧浓度比O1低相同的量D1。如早前所述，D1可代表流动经过第一氧传感器的EGR流量E1的量。
在时间t3，抽取流量从较高的第二水平P2降低至较低的第一水平P1，如在曲线504处所见。与此同时，PCV流量从较低的第一水平F1增加至较高的第二水平F2，如在t3时的曲线506所见。EGR流量保持在它的较低的第一水平E1。在t3时增压开启，并且因此PCV气体和可以忽略的抽取气体开始流动经过两个氧传感器(例如，经过第一进气氧传感器和第二进气氧传感器)。响应于在进气空气中的PCV和抽取组分，由第二氧传感器估计的氧浓度(曲线510)从较高的第一水平O1降低至较低的第二水平O2。相应地，由第一氧传感器估计的氧浓度(曲线512)降低与第二氧传感器估计的氧浓度相似的量，使其比O2低量D1。因此，在t3时，由于暴露于进气空气的两个传感器包含相对相等量的PCV气体和抽取气体，所以由两个氧传感器估计的氧浓度可降低相对相等的量。
在时间t4，增压继续开启，抽取流量保持在较低的第一水平P1，并且PCV流量保持在较高的第二水平F2。因此，在t4时，由第二氧传感器估计的氧浓度保持在相对相同的第二水平O2。然而，在t4时EGR流量从较低的第一水平E1增加至较高第二水平E2。响应于EGR流量的增加，由第一氧传感器估计的氧浓度降低至可低于O2的第三水平O3，使得由两个氧传感器测量的氧浓度之间的差值从较低的第一量D1增加至较高的第二量D2。D1与D2之间的差值可与E1与E2之间得差值成比例。因此，在t4时EGR流量增加的量可引起由第一氧传感器估计的氧浓度降低相应的量。照此，在t4时估计的氧浓度O2和O3之间的差值可代表在t4时的EGR流量E2。
在时间t5，增压保持开启，抽取流量保持在P1，并且PCV保持在F2。因此，在t5时，由第二氧传感器估计的氧浓度保持在相对相同的第二水平O2。然而，在t5时，EGR流量从较高的第二水平E2降低至较低的第一水平E1。响应于EGR流量的降低，由第一氧传感器估计的氧浓度从O3增加返回至与在t3时的氧浓度相似的水平，使得由两个氧传感器测量的氧浓度之间的差值从较高的第二量D2降低至较低的第一量D1。因此在t5时，由第一氧传感器估计的氧浓度可比O2低量D1，其中D1可代表较低的第一EGR流量E1。
在时间t6，增压保持启动，EGR流量保持在E1，并且PCV保持在F2。然而，在t6时抽取流量从较低的第一水平P1增加至较高的第二水平P2。因此，响应于在t5时抽取流量的增加，由第二氧传感器估计的氧浓度从O2降低至更低的第四水平O4。相应地，由第一氧传感器估计的氧浓度降低与第二氧传感器估计的氧浓度相似的量，使其比O4低量D1。D1可直接地涉及在时间t6的EGR流量E1的量。
因此，图5示出了两个不同的进气氧传感器如何测量氧浓度，定位在EGR至进气通道的入口下游的第一氧传感器和定位在EGR至进气通道的入口上游的第二氧传感器可受到发动机操作条件中的改变的影响。在增压发动机条件期间，两个氧传感器可相似地被PCV流量以及抽取流量影响。具体地，抽取和/或PCV流量的增加可导致由该两个传感器估计的氧浓度的降低。在非增压发动机条件期间，由氧传感器估计的氧浓度不会被PCV流量和抽取流量的改变影响。在增压和非增压发动机条件期间，EGR流量的改变可影响定位在EGR气体进入进气通道处的下游的第一氧传感器的输出。具体地，EGR流量的增加可导致由氧传感器估计的氧浓度的降低。进一步地，由两个氧传感器估计的氧浓度之间的差值可涉及EGR流量的量。因此，可基于由该两个氧传感器估计的氧浓度之间的差值来估计EGR流量。
以这种方式，本文描述的系统和方法可提高在增压发动机条件期间EGR流量的估计值的准确性。具体地，使用两个不同的进气氧传感器估计的氧浓度之间的差值可用来推断在增压和非增压发动机操作条件期间的EGR流量。第一氧传感器可定位在EGR气体被再循环处的下游以及在增压发动机条件期间PCV和抽取气体被引入发动机系统处的下游。第二氧传感器可被定位成使得它不接收EGR气体，但是使得它在增压发动机条件期间接收抽取和/或PCV气体。因此，当EGR启动时，使用第一氧传感器估计的氧浓度可低于使用第二氧传感器估计的氧浓度。两个氧传感器的输出可被在增压发动机条件期间的PCV和/或抽取流量的增加相似地影响。两个氧传感器的氧浓度估计值之间的差值可指示EGR流量。
因此，通过比较来自两个氧传感器(其中一个氧传感器经受EGR流并且另一个氧传感器未经受EGR流)的氧浓度估计值可实现在增压发动机条件期间确定EGR流量的技术效果。具体地，可将由位于EGR流动路径中的氧传感器估计的氧浓度从由不在EGR流动路径中的氧传感器估计的氧浓度中减去。两个氧浓度估计值之间的差值可直接地涉及EGR流量。在非增压发动机条件期间，可继续使用两个传感器来估计EGR流量。可替代地，在非增压发动机条件期间，可唯一地使用第一传感器来估计EGR流量。氧传感器可将当前估计出的氧浓度与EGR未流动时的氧浓度进行比较以得出EGR流量。
在另一种表示中，一种用于发动机的方法包括：在增压和非增压条件期间，基于第一氧传感器的第一输出与第二氧传感器的第二输出之间的差值确定EGR流量，其中在增压发动机条件期间两个传感器都暴露于PCV气体和抽取气体，并且其中在增压和非增压发动机条件期间仅其中一个传感器暴露于EGR气体。
在另一种表示中，一种用于发动机的方法包括：在增压条件期间基于第一氧传感器的第一输出与第二氧传感器的第二输出之间的差值确定EGR流量，以及在非增压条件期间基于第一氧传感器的第一输出与第二氧传感器的第二输出之间的差值确定EGR流量，其中氧传感器的第二输出为当EGR气体未流动时获取的，并且其中第一输出为当EGR流动时获取的。当发动机被增压时，第一氧传感器可暴露于抽取流和PCV流。当发动机被增压时，第二氧传感器可暴露于抽取流和PCV流而不暴露于EGR流。
值得注意，本文包含的示例性的控制和估计程序可用于各种发动机和/或车辆系统构造。本文公开的控制方法和程序可作为可执行的指令存储在永久性存储器中并且可由包括与多种传感器、致动器和其他发动机硬件结合的控制器的控制系统执行。本文描述的具体程序可代表任意数量的处理策略(例如，事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等)中的一个或多个。照此，所例示的多种动作、操作和/或功能可被如所示的顺序地、并行地执行，或在一些条件中可省略。同样地，处理的顺序并不一定要求实现本文所述的示例性的实施例的特征和优势，但是是出于易于例示和描述的目的。所示出的动作、操作和/或功能中的一个或多个可取决于使用的具体策略而被反复执行。进一步地，所描述的动作、操作和/或功能可图示地代表被编程到发动机控制系统中的计算机可读存储媒介的永久性存储器中，其中所述的动作可通过执行包括与电子控制器组合的多种发动机硬件的系统中的指令而被执行。
应当领会的是，本文中公开的构造和程序本质上是示例性的，并且并认为这些具体的实施例具有限制意义，因为多种变体也是可行的。例如，以上技术可应用至V-6、I-4、I-6、V-12、对置4以及其他的发动机类型。本公开的主题包括本文公开的各种系统和构造、以及其他的特征、功能和/或特性的所有新颖的和不明显的组合以及它们的子组合。
以下权利要求尤其地指出了被认为新颖和不明显的特定的组合和子组合。这些权利要求可能涉及“一”元件或“第一”元件或它们的等同文字。应当将这样的权利要求理解成包括一个或多个该元件，既不要求也不排除两个或更多个该元件。本公开的特征、功能、元件和/或特性的组合和子组合可通过本权利要求被声明，或者通过在该申请或相关申请中的新的权利要求的呈现而被声明。与原始权利要求的范围相比，这种权利要求无论是更宽泛、更狭窄、相同或不同，都被认为包含在本公开的主题内。

Claims (20)

1.一种用于发动机的方法，包括：
在增压操作期间，基于第一氧传感器的第一输出和第二氧传感器的第二输出调节排气气体再循环(EGR)，其中所述第一氧传感器设置在进气通道中并且暴露于EGR气体，所述第二氧传感器未暴露于EGR气体但暴露于强制曲轴箱通风气体和抽取流气体。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，基于所述第一输出和所述第二输出调节EGR包括基于所述第一输出与所述第二输出之间的差值调节EGR，并且其中，所述第二输出为未暴露于EGR气体并且与此同时暴露于强制曲轴箱通风气体和抽取流气体中的每一者的所述第二氧传感器的输出。
3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括，当所述发动机未被增压时，基于以下其中一者调节EGR：所述第一氧传感器的所述第一输出，或所述第一氧传感器的所述第一输出与所述第二氧传感器的第二输出之间的差值。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，当所述发动机被增压时，所述第一氧传感器暴露于从EGR通道流动至进气通道的EGR气体以及强制曲轴箱通风(PCV)气体和抽取流气体。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，调节EGR包括调节设置在EGR通道中的EGR气门的位置，其中EGR通道使EGR气体从排气通道流动至进气通道。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述第一氧传感器设置在所述进气通道中，并且位于所述EGR通道连接至所述进气通道处的下游。
7.根据权利要求5所述的方法，其中，所述第二氧传感器设置在所述进气通道中，并且位于所述EGR通道连接至所述进气通道处的上游和在增压发动机操作期间强制曲轴箱通风(PCV)和抽取流碳氢化合物进入所述进气通道处的下游。
8.根据权利要求7所述的方法，进一步包括，当所述发动机被增压时，基于所述第二氧传感器的所述第二输出与在所述发动机未被增压时的条件期间所述第二氧传感器的第三输出之间的差值估计抽取流量和PCV流量中的一者或多者。
9.根据权利要求5所述的方法，其中，所述发动机包括两个涡轮增压器，第一进气通道连接至PCV入口并且燃料罐抽取流入口连接至所述第一进气通道，第二进气通道连接至EGR通道，其中所述第二氧传感器定位在所述第一进气通道中，且位于PCV入口和燃料罐抽取流入口的下游，并且其中，所述第一氧传感器定位在共同的进气通道中，其中来自所述第一进气通道和所述第二进气通道的气体流动进入所述共同的进气通道中。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，增压操作包括当布置在所述进气通道和排气通道之间的涡轮增压器向流动通过所述进气通道的增压空气供应增压。
11.一种系统，包括：
第一氧传感器，所述第一氧传感器设置在进气通道中并且位于来自EGR通道的排气气体再循环(EGR)入口的下游；
第二氧传感器，所述第二氧传感器设置在进气通道中并且位于所述EGR入口的上游以及在增压条件下强制曲轴箱通风(PCV)和燃料罐抽取气体进入所述进气通道处的下游；以及
控制器，所述控制器具有计算机可读指令，用于：
在增压条件期间基于所述第一氧传感器的第一输出和所述第二氧传感器的第二输出调节EGR流量。
12.根据权利要求11所述的系统，其中，所述计算机可读指令还包括用于在增压条件期间基于所述第一输出与所述第二输出之间的差值调节EGR流量的指令。
13.根据权利要求11所述的系统，其中，所述计算机可读指令还包括指令，用于在非增压条件期间，基于所述第一输出而不基于所述第二输出，或基于所述第一输出与所述第二输出之间的差值中的其中一者调节EGR流量。
14.根据权利要求11所述的系统，进一步包括涡轮增压器，所述涡轮增压器包括驱动压缩机的涡轮机，并且其中，增压条件包括当所述涡轮机驱动所述压缩机以向所述进气通道中的空气提供增压时。
15.根据权利要求14所述的系统，进一步包括排气通道，并且其中所述EGR通道将排气气体从所述涡轮机下游的所述排气通道输送至所述压缩机上游的进气通道。
16.根据权利要求14所述的系统，进一步包括连接至进气歧管的进气节气门，并且其中所述第一进气氧传感器被进一步地设置在所述压缩机下游和进气节气门上游的所述进气通道中。
17.根据权利要求11所述的系统，其中，所述EGR通道包括EGR气门，并且其中，调节所述EGR流量包括响应于在增压发动机操作期间所述第一输出与所述第二输出之间的差值调节所述EGR气门的位置。
18.一种用于发动机的系统，包括：
第一并行进气通道和第二并行进气通道，所述第一并行进气通道和所述第二并行进气通道分别包括第一涡轮增压器和第二涡轮增压器，并且所述第一并行进气通道和所述第二并行进气通道使增压空气流动进入连接至所述发动机的进气歧管的共同的进气通道中；
曲轴箱，所述曲轴箱经由PCV增压路径连接至所述第二进气通道；
罐，所述罐被构造成接收来自燃料箱的燃料蒸汽，所述罐经由抽取增压路径连接至所述第二进气通道；
低压排气气体再循环(EGR)通道，所述低压排气气体再循环(EGR)通道连接于所述第一涡轮增压器的排气涡轮机下游的排气通道与所述第一涡轮增压器的进气压缩机上游的所述第一进气通道之间，所述低压EGR通道包括低压EGR气门；
设置在所述共同的进气通道中的第一进气氧传感器；
第二进气氧传感器，所述第二进气氧传感器设置在所述第二进气通道中并且位于所述PCV增压路径和抽取增压路径连接至所述第二进气通道处的下游；以及
控制器，所述控制器具有计算机可读指令，用于：
在所述发动机被增压时的第一条件期间，基于所述第一进气氧传感器的第一输出和所述第二进气氧传感器的第二输出调节低压EGR气门。
19.根据权利要求18所述的系统，其中，所述计算机可读指令还包括指令，用于：在发动机未被增压的第二条件期间，基于所述第一进气氧传感器的第一输出，或基于所述第一进气氧传感器的所述第一输出与所述第二氧传感器的第二输出之间的差值中的其中一者调节EGR。
20.根据权利要求18所述的系统，其中，调节低压EGR气门包括基于所述第一输出与所述第二输出之间的差值调节所述低压EGR气门，并且还包括连接至增压空气冷却器下游和所述第一进气氧传感器上游的所述进气歧管的进气节气门。
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