CN105909398B - 用可变电压氧传感器估计空燃比的方法和系统 - Google Patents

用可变电压氧传感器估计空燃比的方法和系统 Download PDF

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Abstract

提供用于基于排气氧传感器的输出来估计排气空燃比的方法和系统。在一种示例中，一种方法可以包括根据基于排气氧传感器的输出估计的空燃比和获悉的修正系数调整发动机运行。例如，所述氧传感器可以在可变电压模式下运行，其中氧传感器的参考电压可在较低第一电压和较高第二电压之间调整，且所述获悉的修正系数基于第二电压。

Description

用可变电压氧传感器估计空燃比的方法和系统
技术领域
本发明通常涉及用于操作内燃发动机的可变电压排气传感器的方法和系统。
背景技术
排气传感器(例如，排气氧传感器)可以被安装在车辆的排气系统中，并且操作成提供对各种排气成份的指示。在一种示例中，排气传感器可以被用于检测从车辆的内燃发动机排放的排气的空燃比。之后排气传感器读数可以被用于控制内燃发动机的运行以推进车辆。在另一示例中，排气传感器的输出可以被用于估计排气中的水含量。采用排气氧传感器估计的水含量可以被用于推断发动机运行期间的环境湿度。此外，水含量可以被用于推断发动机内燃烧的燃料的醇含量。在选择条件下，排气传感器可以作为可变电压(VVs)氧传感器运行以便更准确地确定排气水含量。当以VVs模式运行时，排气传感器的参考电压从较低基础电压(例如，近似450mv)升高到较高目标电压(例如，在900-1100mv范围内)。在一些示例中，较高目标电压是水分子在氧传感器处被部分或全部解离的电压，而基础电压是水分子在传感器处未解离的电压。
发明内容
然而，本发明的发明者已认识到以VVs模式运行排气传感器的潜在问题。作为一个示例，当参考电压升高到超出基础电压时，由于氧传感器不再是化学计量比的，因此用排气传感器进行空燃比估计是无效的。例如，在较高参考电压，传感器解离水蒸汽和二氧化碳，这增加了排气传感器的泵送电流输出中所呈现的氧浓度。由于水蒸汽和二氧化碳随着环境湿度和燃料中的乙醇浓度而变化并且这些参数是未知的，所以在升高的参考电压下传统泵送电流到空燃比的传递函数是不准确的。因此，车辆必须以开环燃料控制运行，而这会对排放、燃料经济性和驾驶性能产生负面影响。
在一种示例中，以上所述问题可通过一种方法来解决，该方法用于：在排气氧传感器在可变电压模式(在该可变电压模式中氧传感器的参考电压从较低第一电压被调整到较高第二电压)下运行期间，根据基于排气氧传感器的输出估计的空燃比和基于第二电压的获悉的修正系数，调整发动机运行。换句话说，当氧传感器以可变电压模式运行时，获悉的修正系数可以被用于基于氧传感器的输出调整空燃比估计。因此，可以在排气氧传感器在较高第二电压下运行的同时增加空燃比估计的准确性，从而增加基于估计的空燃比的发动机控制的准确性。
作为一种示例，排气氧传感器可以以可变电压模式运行，其中被应用于氧传感器的参考电压可以在水蒸汽和二氧化碳未解离的较低第一电压和水和/或二氧化碳被解离的较高第二电压之间被调整。修正系数可基于在较高第二电压下运行的氧传感器输出的泵送电流和参考泵送电流之间的差被获悉。参考泵送电流可以是基于具体在第二参考电压下将泵送电流关联于空燃比的已知传递函数。当氧传感器以可变电压模式运行时，修正系数可以用于调整空燃比估计。用这种方式，当排气氧传感器以可变电压模式运行以确定发动机的附加运行参数时，在无需进入开环空燃比控制的情况下，空燃比也可以基于排气氧传感器的输出被估计。
应理解上面的概述提供用于以简化的形式引入将在详细描述中进一步描述的选择的概念。不意味着确认所保护的本发明主题的关键的或实质的特征，本发明的范围将由本申请的权利要求唯一地界定。此外，所保护的主题不限于克服上文或本公开的任何部分中所述的任何缺点的实施方式。
附图说明
图1示出包括排气氧传感器的发动机示意图。
图2示出描述排气氧传感器的参考电压变化会如何影响空燃比的估计的示图。
图3示出描述参考电压对排气氧传感器的输出的影响示图。
图4示出描述燃料乙醇浓度对排气氧传感器的输出的影响示图。
图5示出一种用于在排气氧传感器的可变电压运行期间估计排气空燃比的方法的流程图。
图6示出描述图5所述方法的示图。
图7示出描述采用排气氧传感器在变化的发动机工况下的空燃比估计变化的示图。
具体实施方式
以下说明涉及估计排气中的空燃比的系统和方法。如图1所示，发动机可以包括位于发动机的排气管道中的排气氧传感器。氧传感器是可变电压氧传感器，并且正因如此氧传感器的参考电压可以在水蒸汽和二氧化碳未解离的较低第一电压和水蒸汽和二氧化碳被解离的较高第二电压之间被调整。氧传感器的输出可以是用于确定排气的空燃比的泵送电流的形式。具体地说，泵送电流从当氧传感器在非加油条件下(比如在减速燃料切断(DFSO)事件期间)运行时取得的参考点发生的变化可以被用于推断空燃比。然而，如图2所示，当在较高第二电压运行时，氧传感器的输出受到影响，并且因此空燃比估计的准确性会降低。在恒定湿度和燃料乙醇浓度的条件下，可以针对任何给定参考电压在泵送电流和空燃比之间建立传递函数，如图3所示。因此，只要环境湿度和燃料乙醇浓度保持恒定，则参考电压的变化可以通过选择与新参考电压相关联的传递函数而被考虑到。然而，如果环境湿度和燃料乙醇浓度变化，则采用传递函数估计空燃比的准确性降低。具体地说，泵送电流且因此空燃比估计会受燃料乙醇浓度变化的影响，如图4所示。图5示出了一种用于在氧传感器在较高第二参考电压运行期间提高空燃比估计准确性的方法。具体地说，可以基于在第二参考电压测量的泵送电流和参考泵送电流的比较来设立偏移，如图6所示。然后，获悉的偏移可以被用于调整空燃比。这样，当氧传感器正以可变电压模式运行时的空燃比估计的误差可以被降低，如图7所示。
现在参考图1的示意图，其示出了可被包括在机动车辆的推进系统内的多缸发动机10的一个汽缸。发动机10可由包括控制器12的控制系统和通过输入装置130来自车辆驾驶员132的输入至少部分控制。在该示例中，输入装置130包括加速踏板和用于生成比例踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。发动机10的燃烧室(即，汽缸)30可以包括燃烧室壁32，其中活塞36置于其中。活塞36可以被联接至曲轴40以便活塞的往复运动被转化为曲轴的旋转运动。曲轴40可以通过中间变速器系统被联接至车辆的至少一个驱动轮。此外，起动机马达可以通过飞轮被联接至曲轴40以实现发动机10的起动运行。
燃烧室30可以通过进气管道42接收来自进气歧管44的进气空气并通过排气管道48排出燃烧气体。进气歧管44和排气管道48可通过相应的进气门52和排气门54与燃烧室30选择相通。在一些实施例中，燃烧室30可以包括两个或更多进气门和/或两个或更多排气门。
在该示例中，进气门52和排气门54可以通过相应的凸轮致动系统51和53由凸轮致动控制。凸轮致动系统51和53中的每个可以包括一个或更多个凸轮且可利用由控制器12操作以改变气门运行的凸轮廓线变换系统(CPS)、可变凸轮正时(VCT)系统、可变气门正时(VVT)系统和/或可变气门升程(VVL)系统的一个或更多个。进气门52和排气门54的位置可分别通过位置传感器55和57确定。在替代性实施例中，进气门52和/或排气门54可通过电动气门致动控制。例如，汽缸30可以替代性地包括通过电动气门致动控制的进气门和通过凸轮致动(包括CPS和/或VCT系统)控制的排气门。
在一些实施例中，发动机10的每个汽缸可以被配置有用于向其提供燃料的一个或更多个燃料喷射器。作为非限制性示例，所示汽缸30包括一个燃料喷射器66。所示燃料喷射器66直接联接至汽缸30用于与通过电子驱动器68从控制器12接收的信号FPW的脉冲宽度成比例地直接向其内喷射燃料。用这种方式，燃料喷射器66向燃烧汽缸30提供所谓的燃料的直接喷射(以后也称为“DI”)。
应理解，在替代性实施例中，喷射器66可以是向汽缸30上游的进气道提供燃料的进气道喷射器。也应理解，汽缸30可以从多个喷射器接收燃料，比如多个进气道喷射器、多个直接喷射器或其组合。
燃料系统172中的燃料箱可以存储具有不同燃料品质的燃料，比如不同燃料成分的燃料。这些不同可以包括不同的醇含量、不同的辛烷值、不同的蒸发热、不同的燃料混合和/或其组合等等。发动机可以使用含醇燃料混合，比如E85(其是近似85％的乙醇和15％汽油)或M85(其是近似85％的甲醇和15％汽油)。替代性地，发动机可以采用存储在燃料箱中的汽油和乙醇的其他比进行运行，包括100％汽油和100％乙醇以及在此之间的各种比，这取决于驾驶员向燃料箱供给燃料的醇含量。此外，燃料箱中的燃料特性可以频繁变化。在一种示例中，驾驶员可以一天用E85燃料加注燃料箱、下一天用E10燃料加注、再下一天用E50燃料加注。因此，基于加注时燃料箱中剩余燃料的液位和成份，燃料箱成分会动态变化。
因此，燃料箱每日注油的变化能够导致频繁变化燃料系统172中的燃料的燃料成分，进而影响喷射器66供给的燃料成分和/或燃料品质。喷射器66喷射的不同燃料成分此处可以被称为燃料类型。在一种示例中，通过研究辛烷值(RON)比率、醇百分比、乙醇百分比等来定性阐述不同的燃料成分。
应了解，尽管在一种实施例中，发动机可以通过直接喷射器喷射可变燃料混合而运行，然而在另一实施例中，发动机可以通过采用两个喷射器并改变每个喷射器喷射的相对量而运行。应进一步了解，当以来自比如涡轮增压器或机械增压器(未示出)的升压装置的升压来运行发动机时，升压限制会随着可变燃料混合中的醇含量的增加而增加。
继续参考图1，进气管道42可以包括具有节流板64的节气门62。在该具体示例中，控制器12可以通过提供到包括节气门62的电动马达或致动器(这通常是被称为电子节气门控制(ETC)的构造)的信号来改变节流板64的位置。用这种方式，节气门62可以运行改变提供到燃烧室30以及其他发动机汽缸的进气空气。节流板64的位置可以通过节气门位置信号TP被提供到控制器12。进气管道42可以包括用于提供相应的信号MAF和MAP至控制器12的空气质量流量传感器120和歧管空气压力传感器122。
在选择运行模式下，点火系统88能够响应来自控制器12的点火提前信号SA经由火花塞92将点火火花提供给燃烧室30。尽管示出了火花点火组件，但在一些实施例中，发动机10的燃烧室30或一个或更多个其他燃烧室可以在有点火火花或没有点火火花的情况下以压缩点火模式运行。
所示的UEGO(通用或宽域排气氧)氧传感器126被联接至排放控制装置70上游的排气管道48。氧传感器126也可以是可变电压(VVs)氧传感器。VVs氧传感器的参考电压可以在水未被解离的较低基础电压(例如，第一电压)和水被解离的较高目标电压(例如，第二电压)之间调整。氧传感器在两个参考电压处的输出然后可以被用于确定发动机的排气空气的水含量。此外，如下面更详细的阐述，氧传感器126可以被用于提供在较低基础电压和在较高目标电压二者处运行期间的排气空燃比的指示。所示的排放控制装置70被设置成沿排气管道48在VVs氧传感器126下游。装置70可以是三元催化器(TWC)、氮氧化物捕集器、各种其他排放控制装置或其组合。在一些实施例中，在发动机10运行期间，排放控制装置70可以通过在特定空燃比范围内运行发动机的至少一个汽缸而被周期性重置。
如图1中的示例所示，系统进一步包括联接至进气管道44的进气空气传感器127。传感器127可以是VVs氧传感器，但它也可以是用于提供排气空燃比的指示的任何合适的传感器，比如线性氧传感器或UEGO(通用或宽域排气氧)、双态氧传感器或EGO、HEGO(加热型EGO)、NOx、HC或CO传感器。
此外，在公开的实施例中，排气再循环(EGR)系统可以经由EGR通道140将来自排气管道48的所需排气部分发送到进气管道44。控制器12可以经由EGR阀142改变提供到进气管道44的EGR量。此外，EGR传感器144可以被设置在EGR通道140内并可以提供对排气的压力、温度和浓度的一个或更多个的提示。在一些条件下，EGR系统可以被用于调节燃烧室内的空气和燃料混合气的温度，因此提供了一种用于在一些燃烧模式期间控制点火正时的方法。此外，在一些条件下，可以通过控制排气门正时，比如通过控制可变气门正时机构，将一部分燃烧气体保留或捕集在燃烧室中。
控制器12作为微型计算机被显示在图1中，包括微处理单元(CPU)102、输入/输出端口(I/O)104、在该具体示例中作为只读存储器芯片(ROM)106显示的可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。除先前所讨论的信号外，控制器12还可以接收来自联接至发动机10的传感器的各种信号，包括来自空气质量流量传感器120的引入空气质量流量(MAF)的测量值；来自联接至冷却套管114的温度传感器112的发动机冷却液温度(ECT)；来自联接至曲轴40的霍尔效应传感器118(或其他类型传感器)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)；和来自传感器122的绝对歧管压力信号MAP。控制器12可以从信号PIP生成发动机转速信号RPM。
存储介质只读存储器106能够用表示处理器102可执行指令的计算机可读数据被编程以用于执行以下所述方法以及预测但未具体列出的其他变体。
如上所述，图1仅示出了多缸发动机的一个汽缸并且每个汽缸可以类似地包括其自身的一套进气/排气门、燃料喷射器、火花塞等。
转到图2，图200描绘了排气氧传感器(例如，氧传感器126)的参考电压的变化是如何影响用该排气氧传感器估计的排气空燃比。图202示出了应用于氧传感器的参考电压变化，并且图204示出了基于泵送电流形式的氧传感器输出估计的空燃比，如上所述。如参考图1所述，可变电压(VVs)排气氧传感器(例如，氧传感器126)的输出可以被用于估计排气中的空燃比。具体地，氧传感器的输出可以是由施加的参考电压所产生的泵送电流(Ip)的形式。泵送电流可以响应喷射到发动机汽缸(例如，汽缸30)的燃料量的变化而变化，并且因此可用作空燃比指示。在燃料没有正被供给至发动机汽缸时，空燃比可以基于泵送电流距基线值的变化而被估计。基线值可以在非加油条件下被估计，比如在减速燃料切断(DFSO)条件下。此外，氧传感器可以被用于估计排气中的水含量，其中所述水含量可以被用于估计各种发动机运行参数，比如环境湿度、燃料醇含量以及如果发动机为双燃料发动机则是次要流体喷射量。为估计水含量，氧传感器的参考电压可在图202所示的较低基础电压V1和较高目标电压V2之间被调整，其中在所述较低基础电压(例如，近似450mV)处水未被解离，并且在所述较高目标电压(例如，近似1100mV)处水被解离。水含量可通过比较在这两个不同参考电压下泵送电流输出的差而被估计。因此，如图202所示，参考电压可在V1和V2之间被调制以测量排气中的水含量。
然而，在氧传感器在较高目标电压运行期间，燃料比的估计会受到影响。具体地，在较高参考电压V2，氧传感器解离水蒸汽和二氧化碳，这增加了用Ip信号表示的氧浓度。因此，由于参考电压升高，水蒸汽和二氧化碳解离而导致氧浓度增加，进而Ip信号增加。因此，空燃比会被过高估计。如图204所示，当参考电压从V1增加到V2时，空燃比的估计从较低第一水平L1增加到较高第二值L2，即使实际空燃比仍在相对相同的第一水平L1。因此，当氧传感器在足够高以解离水和/二氧化碳的参考电压运行时，空燃比估计准确性会降低。因此，使用可变电压排气氧传感器估计空燃比的传统方法会仅限于估计当氧传感器在其较低基础电压或足够低以致水蒸汽和二氧化碳不被解离的电压运行时的空燃比。
为了提高当氧传感器在足够高以致解离水蒸汽和二氧化碳的参考电压下运行时的空燃比估计的准确性，修正系数可以被用于补偿解离的水蒸汽和二氧化碳所产生的额外氧。
转到图3，图300示出了应用于排气氧传感器的参考电压可以如何影响氧传感器输出的泵送电流。控制器(例如，控制器12)可控制应用于氧传感器的参考电压，并且因此，应用于氧传感器的参考电压始终是已知的。图300示出了多个传递函数曲线300，其中每个传递函数曲线300示出了在给定参考电压下泵送电流和空燃比是如何相关。具体地，对于给定参考电压，空燃比可随着泵送电流的增加而增加。如上所述，泵送电流的增加可以与氧浓度增加相关，这可意味着相对于燃料的环境空气量的增加。对于任何给定参考电压，泵送电流和空燃比之间的关系可以被获悉。因此，对于给定参考电压，可建立关于泵送电流和空燃比的已知传递函数。然而，参考电压的变化也会引起泵送电流的变化。对于给定空燃比，当参考电压增加时，泵送电流也增加。如上所述，泵送电流增加是由于水和二氧化碳分子的影响，因为它们会随着参考电压的增加而被解离。传递函数形状在所有参考电压下均保持恒定，不过传递函数会位移。换句话说，对于所有参考电压，空燃比改变给定的量会与泵送电流的相同或相似的改变有关。因此，图300中显示的所有传递函数均可通过在图300的泵送电流轴线上将它们简单地向上或向下移位来彼此重叠。用这种方式，可考虑到来自解离的水蒸汽和二氧化碳的额外氧。因此，通过获悉解离的水和二氧化碳分子是如何影响泵送电流，可以基于应用于氧传感器的参考电压来修正空燃比的估计。换句话说，由于应用于氧传感器的参考电压是已知的，所以描述在已知参考电压下泵送电流和空燃比之间关系的传递函数可以从表示不同参考电压的多个传递函数中选择(例如，每个传递函数均可以作为氧传感器参考电压的函数被存储在控制器的存储器内)。在这种情况下，在足够高以致解离水和二氧化碳的参考电压下，空燃比的准确性可被提高。
应注意的是，在图300对于所述的所有传递函数，环境湿度和燃料的乙醇浓度被假设为保持恒定。具体地，对于泵送电流到空燃比的传递函数中的每个，乙醇含量可以被假设为是0％，并且环境湿度被假设为是0％。然而，环境湿度和燃料乙醇含量可以不同于这些基线值0％。例如，环境湿度可以根据驾驶环境而变化，并且在加油后燃料的乙醇浓度会变化。湿度和燃料的乙醇含量的变化会影响运行在足够高以致解离水蒸汽和/或二氧化碳的参考电压下运行的氧传感器的泵送电流。
作为一种示例，在图4中，图400描述了当氧传感器在足够高以致解离水蒸汽和二氧化碳的参考电压运行时燃料乙醇浓度是如何影响氧传感器(例如，氧传感器126)输出的泵送电流。对于给定乙醇浓度，如图400所示，空燃比会随着泵送电流的增加而增加。因此，对于给定乙醇浓度，泵送电流和空燃比之间可建立已知关系。乙醇含量的变化会导致泵送电流的变化，即使在空燃比保持恒定时。具体地说，泵送电流会响应乙醇浓度的增加而增加。然而，在不知道燃料乙醇浓度的情况下，燃料乙醇含量影响泵送电流的程度将是不可知的。在图3中，由于应用于氧传感器的参考电压是已知的，所以可以基于参考电压的变化而修正空燃比估计。然而，由于乙醇浓度是未知的，所以因燃料乙醇浓度的变化而不能修正空燃比。在不能够考虑到湿度和乙醇浓度对泵送电流影响的情况下，在足够高以致解离水蒸汽和二氧化碳的氧传感器参考电压下，空燃比估计的准确性可被降低。
转到图5，所示方法500用于因环境湿度和/或燃料乙醇浓度的变化而修正空燃比估计。具体地，排气氧传感器(例如，氧传感器126)输出的泵送电流可以与参考泵送电流相比。参考泵送电流可以是基于应用于氧传感器的参考电压以及泵送电流和空燃比之间的已知关系的预期泵送电流。换句话说，在图3介绍的传递函数可以被用于确定参考泵送电流。因此，在给定的氧传感器参考电压下泵送电流和空燃比之间的已知关系(例如，传递函数)可以相比于氧传感器输出的泵送电流以得出偏差。然后，偏差可以被用于估计空燃比。执行方法500的指令可以被存储在发动机控制器(比如图1所示的控制器)的存储器中。此外，方法500可以由控制器执行。
在502，方法500以估计和/或测量发动机工况开始。发动机工况可以是基于来自多个传感器的反馈，并且包括：发动机温度、发动机转速和负荷、进气空气质量流量、歧管压力等。
基于来自排气氧传感器(例如，氧传感器126)的反馈，控制器可以测量由应用于氧传感器的较低第一参考电压所产生的第一泵送电流(Ip)。较低第一参考电压可以是足够低以致水蒸汽和二氧化碳不会解离的参考电压(例如，450mV)。如参考图2所述，由于水蒸汽和二氧化碳未解离，所以在第一参考电压下氧传感器的第一泵送电流会相对不受环境湿度或燃料乙醇浓度的影响。因此，第一泵送电流可以与空燃比直接相关。因此，控制器可以进行到506并基于在504测量的泵送电流估计空燃比。如参考图2所述，当燃料未被喷射入发动机时，比如在减速燃料切断(DFSO)事件期间，控制器可以基于泵送电流距参考点的变化来估计空燃比。
随后在508，控制器可以确定在可变电压(VVs)模式下运行排气氧传感器的条件是否满足。具体地说，当控制器确定需要估计排气性能中的一个或更多个时，氧传感器在可变电压(VVs)模式下运行。氧传感器可以在VVs模式下运用以估计各种排气特性，比如水含量、湿度、乙醇浓度等。因参考电压在第一较低参考电压和较高第二电压之间的调制而引起的氧传感器输出的泵送电流的变化可以被用于估计排气中的水含量和其他特性。作为一种示例，如果发动机为双燃料发动机，则控制器可以确定有必要估计排气中的水含量以便调整喷射到发动机的次要燃料量。如果控制器确定不需要氧传感器的VVs运行，那么方法500进入510，并且控制器可以继续基于来自运行在较低第一参考电压下的氧传感器的输出来估计空燃比。因此，在510，氧传感器的参考电压可以被保持在水蒸汽和二氧化碳不会解离的较低第一参考电压。控制器然后可以进入520，并基于估计的空燃比调节发动机运行。作为一种示例，如果估计的空燃比不同于所需空燃比，则控制器可以调整喷射到发动机汽缸(例如，汽缸30)的燃料量，其中所需空燃比可以是基于发动机运行参数，包括：发动机负荷、发动机转速、发动机温度等。
然而，如果在508控制器确定需要氧传感器在VVs模式下运行，则方法500可以进入512，并且控制器可以将较高第二参考电压应用于氧传感器，并确定在第二参考电压下的参考Ip。第二参考电压可以是足够高以致解离水蒸汽和二氧化碳的电压(例如，1100mV)。如参考图3所述，可基于针对给定的应用的参考电压(例如针对比近似450mv的基础第一参考电压更高的给定参考电压)将泵送电流关联到空燃比的传递函数，来确定参考Ip。此外，传递函数可以限于环境湿度和乙醇浓度的基线条件。在一种示例中，基线条件是当乙醇浓度和环境湿度均为0％时。如后面所说明，在另一示例中，基线条件可以是基于更新的传递函数，其中环境湿度和乙醇浓度不是0％。因此，控制器可从多个传递函数中查找与在512处应用于传感器的第二参考电压相关联的传递函数，其中在所述多个传递函数中的每个传递函数均被指定给具体参考电压。在一种示例中，所述多个传递函数可以作为氧传感器参考电压的函数被存储在控制器的存储器中。在图6的图600中作为图602描述了示例传递函数。图602针对具体参考电压下，将空燃比关联于参考泵送电流。图602可以关联于1100mV的应用的参考电压。因此，图602可以表示当湿度和乙醇浓度在基线条件下在方法500中针对应用于氧传感器的第二参考电压在泵送电流和空燃比之间的已知关系。控制器然后可以用与第二参考电压相关联的传递函数来确定参考泵送电流。
在一种实施例中，控制器可以基于在非VVs模式运行期间(例如，在较低第一参考电压下运行氧传感器期间)在506确定的空燃比和与第二参考电压相关的传递函数来确定参考泵送电流。在506确定的空燃比表示当氧传感器在其较低第一电压下运行时的最近的空燃比估计。因此，控制器可以查找在506确定的空燃比处与第二参考电压相关的传递函数所限定的泵送电流。作为一种示例，在506估计的空燃比可以是图600所述的空燃比A1。如图600所示，空燃比A1限定了在图602上的点X1。点X1具有相关的泵送电流P1。因此，P1是在512处由控制器确定的参考泵送电流的示例。由于氧传感器的参考电压可在很短的时间间隔从较低第一电压调整到较高第二电压，所以在这两个参考电压之间转变期间空燃比可以是相对相同的。因此，点X1可表示在基线湿度和乙醇浓度条件下在排气中当前空燃比处所预期的参考泵送电流。
在另一实施例中，控制器可以基于预设空燃比和与第二参考电压相关的传递函数来确定参考泵送电流。作为一种示例，预设空燃比可以为1，如图600所示。如图600所示，空燃比1可以限定图602上的点X2。点X2具有相关的泵送电流P2。因此，P2是在512由控制器确定的参考泵送电流。因此，控制器可以通过查找在预设空燃比处与第二参考电压相关的传递函数所限定的泵送电流来确定参考泵送电流。作为一种示例，因此在图600中的点X2表示针对预设空燃比应用的第二参考电压所预期的参考泵送电流。
因此，参考Ip可以基于当氧传感器在其较低第一电压运行时的最近的空燃比估计和/或基于预设空燃比被确定的。
一旦控制器在512已确定了参考泵送电流，则控制器然后前进到在514测量氧传感器在较高第二参考电压下输出的实际泵送电流。作为一种示例，在较高第二参考电压下的测量的泵送电流可以是在图6的图600所述的P3水平处。如所述，P3大于P1和P2。在另一示例中，P3小于P2，但大于P1。在另一示例中，P3小于P1和P2。由于环境湿度和/或燃料乙醇浓度距基线条件的变化，测量的泵送电流P3不同于参考泵送电流。然后，在516，控制器可以基于在514的测量的Ip和在512确定的参考Ip确定Ip偏差。
在一种实施例中，Ip偏差可以基于在较高第二参考电压下的参考Ip和测量的实际Ip之间的差被确定。当氧传感器运行在其较低第一参考电压时，参考Ip可为基于最近空燃比估计而被确定的参考Ip。作为一种示例，在图6所示的图600中，差D可以是参考泵送电流P1和测量的实际泵送电流P3之间的差。如在上述实施例中所述，在从较低第一参考电压转变到较高第二参考电压期间假定空燃比在A1处保持恒定。因此，点X3可以限定在与在点X1限定的参考泵送电流相同的空燃比下的测量的泵送电流P3。因此，差D表示针对当前空燃比在参考泵送电流和测量的泵送电流之间的差。因此，Ip偏差可以通过在参考Ip和实际测量的Ip之间的差的量来移位相关参考电压的传递函数。作为一种示例，在图6中，图602可以垂直向上移位量D。换句话说，控制器可以基于测量的Ip和参考Ip之间的差来更新相关参考电压的传递函数。作为一种示例，更新的或移位的传递函数可以是图6所示的图600中的图604。因此，空燃比可通过查找测量的泵送电流所限定的更新传递函数上的点而被确定。
应注意的是，在当前实施例中，Ip偏差可以被连续更新或在预设的时间段后被更新。所述时间段可以为时间量、发动机循环数等。因此，如果由于传递函数的更新而导致传递函数移位，则参考Ip会变化。然而，如果传递函数未更新而测量的泵送电流变化，那么泵送电流的这些变化会与空燃比的变化相关。因此，空燃比可通过查找测量的泵送电流的相关空燃比而被确定，如最近更新的传递函数所限定的。
在另一实施例中，可通过对测量的Ip和与预设空燃比的氧传感器的较高第二参考电压相关的传递函数所限定的参考Ip相比较来建立Ip偏差。Ip距参考Ip的变化可以与空燃比测量相关联。作为一种示例，图6的图600所示的泵送电流P3是在较高的第二参考电压下测量的泵送电流。如在前面实施例中所述，建立了在测量的泵送电流和基于第二参考电压的传递函数和当氧传感器在较低第一参考电压运行时估计的最近空燃比所确定的泵送电流之间的差。然而，代替使得传递函数移位，在基线湿度和乙醇浓度条件下测量的泵送电流可重叠在较高第二参考电压的传递函数上。作为一种示例，在图6中，点X3向下移位到点X1。控制器然后基于参考泵送电流和移位的测量的Ip之间的差来确定Ip偏差。作为一种示例，在图600中，差E可以是Ip偏差，其是在X2处的预设空燃比的参考泵送电流和移位的测量泵送电流P1以及如图602所示的传递函数上的点X1之间的泵送电流的差。然后，Ip偏差的变化可以关联于空燃比的变化。应注意的是，在当前实施例中，基线传递函数未修改，并且因此可代表湿度和燃料乙醇浓度均为0％的条件。另外，Ip偏差可以被连续更新或在一段时间段后被更新，其中所述一段时间段可以基于时间量、发动机循环数等被预设。因此，可通过基于Ip偏差确定泵送电流并且然后查找在偏差泵送电流所限定的传递函数中所限定的空燃比来估计空燃比。
在516确定Ip偏差后，控制器然后可以基于Ip偏差和参考Ip在518估计空燃比。如上所述，Ip偏差可以被用于将测量的泵送电流与限定对应空燃比的传递函数相匹配。在一种示例中，传递函数可以由Ip偏差调整，并且空燃比可以由与测量的Ip相关联的调整的传递函数的值所限定的空燃比确定。在另一示例中，测量的Ip可以由Ip偏差调整，并且空燃比可以由与测量的Ip相关联的参考传递函数的值所限定的空燃比确定。
在518估计在氧传感器的较高的第二参考电压下的空燃比之后，控制器可以继续到520，并基于估计的空燃比调整发动机运行。在一种示例中，控制器可以基于所需燃料量调整喷射到发动机汽缸(例如，汽缸30)的燃料量。所需燃料量可基于发动机运行参数(比如发动机负荷、发动机转速、发动机温度、EGR流量等)被确定。
方法500然后可以进入522，并且控制器可继续基于在516的确定的Ip偏差估计空燃比。因此，只要氧传感器继续在同一较高第二参考电压下运行，则在516确定的同一Ip偏差就可以被用于估计空燃比。因此，泵送电流的随后变化可以表明空燃比的变化。作为一种示例，如果Ip偏差调整与较高第二参考电压相关联的传递函数，那么可在调整的传递函数上查找测量的泵送电流，并且相关联的空燃比可以被用作空燃比估计。因此，在Ip偏差确立后出现的泵送电流变化可以关联于空燃比的变化，其能够通过在调整的传递函数中查找与测量的泵送电流相对应的空燃比而被估计。在另一示例中，如果Ip偏差调整氧传感器输出的泵送电流且没有调整传递函数，那么调整的泵送电流的变化可以在传递函数中被查找且相关联的空燃比可以被用于估计空燃比。
当氧传感器不再在较高第二参考电压下运行时，Ip偏差不再需要，并且空燃比可以通过将氧传感器输出的泵送电流与在非注油事件期间氧传感器运行时输出的泵送电流相比较来正常估计。然而，当参考电压再次快速升高到较高的第二参考电压时，可能是由于在较高的第二参考电压下的最近运行，环境湿度或乙醇浓度会发生变化。因此，每当应用到氧传感器的参考电压从较低的第一电压调整到较高的第二电压时，可以确定新的Ip偏差。在另一示例中，在预设的持续时间段后，可确定新的Ip偏差估计，其中所述的持续时间段是可变电压循环数。因此，在第一参考电压和第二参考电压下运行之间，Ip偏差在预定的循环次数后被确定。在另一示例中，持续时间段是时间量、发动机循环数等。
用这种方式，方法包括在氧传感器在可变电压模式(氧传感器的参考电压从较低的第一电压调整到较高的第二电压)下运行期间，基于根据排气氧传感器的输出估计的空燃比和根据第二电压的获悉的修正系数来调整发动机运行。在排气氧传感器在第二电压下运行的同时排气氧传感器的输出是泵送电流输出。获悉的修正系数进一步基于在非可变电压模式下运行排气氧传感器期间的先前估计的空燃比，其中在所述非可变电压模式下所述参考电压保持在第一电压。方法可以进一步包括基于在第二电压下排气氧传感器输出的初始泵送电流、第二电压的泵送电流到空燃比的传递函数和由在先前估计的空燃比处的第二电压的泵送电流到空燃比的传递函数所确定的参考泵送电流来确定获悉的修正系数。确定获悉的修正系数进一步包括：基于第二电压的值从多个泵送电流到空燃比的传递函数中选择所述泵送电流到空燃比的传递函数；和基于初始泵送电流和参考泵送电流之间的差调整所选泵送电流到空燃比的传递函数，其中对调整的传递函数的输入是排气氧传感器的输出并且输出是空燃比。方法可以进一步包括基于获悉的修正系数调整排气氧传感器的输出和基于调整的输出和第二电压的泵送电流到空燃比的传递函数估计在第二电压运行期间的空燃比。方法可以进一步包括基于在第二电压下排气氧传感器输出的初始泵送电流和基于预设参考空燃比的第一参考泵送电流之间的差以及在初始泵送电流和在非可变电压模式下运行排气氧传感器期间在之前估计的空燃比处第二电压的泵送电流到空燃比的传递函数所确定的第二参考泵送电流之间的差来确定获悉的修正系数，其中在所述非可变电压模式下所述参考电压保持在第一电压。方法进一步可以包括当在可变电压模式下运行排气氧传感器时，基于在较低第一电压下排气氧传感器的第二输出和在较高第二电压下排气氧传感器的第二输出来确定发动机的附加发动机运行参数，其中所述附加发动机运行参数是环境湿度、排气的水含量和燃料乙醇含量中的一个或更多个。
用这种方式，方法也包括：在可变模式下运行排气氧传感器以确定发动机的第一工况，其中在所述可变模式下氧传感器的参考电压从较低第一电压升高到较高第二电压；和当在第二电压下运行时，基于在第二电压下的参考泵送电流调整排气氧传感器的输出并基于调整的输出估计空燃比。排气氧传感器的输出是测量的泵送电流。基于参考泵送电流调整排气氧传感器的输出包括将参考泵送电流与测量的泵送电流相比较并且基于测量的泵送电流和参考泵送电流之间的差确定偏差。参考泵送电流是基于当排气氧传感器在非可变电压模式下运行时、在以可变电压模式运行排气氧传感器之前估计的先前空燃比和第二电压的泵送电流到空燃比的传递函数。参考泵送电流是基于在预设空燃比时第二电压的泵送电流到空燃比的传递函数。方法可以进一步包括通过将确定的偏差应用于第二电压的已知泵送电流到空燃的传递函数来确定调整的泵送电流到空燃比的传递函数并且根据基于输入测量的泵送电流的调整的传递函数的输出来估计空燃比。方法可以进一步包括基于测量的泵送电流距初始测量的泵送电流的变化继续估计在第二电压运行排气氧传感器期间的空燃比，其中所述初始测量的泵送电流是当转变到在可变电压模式下且在第二电压运行时排气氧传感器输出的第一泵送电流。发动机的第一工况包括环境湿度、排气的水含量、次要燃料喷射量和燃料乙醇含量中的一个或更多个。
在一种实施例中，用于发动机的系统包括：被置于发动机排气管道内的排气氧传感器；和具有计算机可读指令的控制器，所述可读指令用于在当排气氧传感器在水分子不解离的基础参考电压下运行时的第一状况下，基于排气氧传感器的第一输出估计第一排气空燃比并且基于第一排气空燃比调整发动机的运行；和在当排气氧传感器在水分子解离的比基础参考电压高的第二参考电压下运行时的第二状况下，基于排气氧传感器输出的测量的泵送电流和获悉的修正系数估计第二排气空燃比，其中所述获悉的修正系数是基于第二参考电压和参考泵送电流。其中获悉的修正系数是基于当从第一状况改变为第二状况时的初始测量的泵送电流和参考泵送电流之间的差。参考泵送电流是基于第一空燃比和第二电压的泵送电流到空燃比的传递函数的参考泵送电流或基于预设的参考空燃比和第二电压的泵送电流到空燃比的传递函数的参考泵送电流中的一个。所述预定的参考空燃比近似等于1。
转到图7，图700描述了使用排气氧传感器(例如，图1所示的氧传感器126)估计的空燃比在不同的发动机工况下是如何变化的。图702示出了应用于氧传感器的参考电压变化，图704示出了燃料的乙醇浓度的变化，并且图706示出了喷射到发动机汽缸(例如，汽缸30)的燃料量的变化。图708示出了氧传感器输出的泵送电流的变化，并且图710示出了排气的估计的空燃比的变化。如上所述，参考电压可以是经由发动机控制器(例如，控制器12)应用于氧传感器的电压。当向发动机添加不同乙醇含量的混合燃料时，燃料乙醇浓度会发生变化。燃料喷射量也可以根据发动机的需要(发动机负荷、发动机转速、发动机温度、EGR流量等)由控制器控制。估计的空燃比是控制器估计的空燃比。空燃比的估计可以是基于氧传感器输出的泵送电流和针对特定电压将泵送电流关联到空燃比的传递函数。
开始于时间t1前，氧传感器的参考电压是在较低第一参考电压V1处。V1是足够低的参考电压以致水蒸汽和二氧化碳不被解离(例如，450mV)。此外，燃料喷射量和燃料的乙醇浓度分别在较低第一水平F1和E1处。因此，氧传感器输出的泵送电流在较低第一水平C1处，并且估计的空燃比是在较高的第一水平A2处。在t1，参考电压从较低第一水平V1增加到较高第二水平V2。V2是足够高以致解离水蒸汽和/或二氧化碳的参考电压(例如，1100mV)。如参考图3所述，应用于氧传感器的参考电压的升高会导致氧传感器输出的泵送电流的增加。因此，测量的泵送电流在t1从较低第一水平C1增加到较高第二水平C3。在t1，燃料乙醇浓度和燃料喷射量保持在它们各自的较低第一水平E1和F1。尽管在t1泵送电流增加，但是估计的空燃比会仍在较高第一水平A2处保持不变。由于应用于氧传感器的参考电压增加，所以控制器可以选择与较高第二参考电压V2相关的传递函数。因此，传递函数可以被用于考虑到因在t1参考电压的升高而导致的泵送电流的增加。
在t2，喷射到发动机汽缸的燃料量从较低第一水平F1增加到较高第二水平F2。参考电压在较高第二电压V2处保持不变，并且类似地燃料乙醇浓度仍保持在E1。由于在t2燃料喷射量增加，所以氧传感器输出的泵送电流会从较高第二水平C3降低到中间第三水平C2。C2大于C1但小于C3。如前所述，泵送电流可以与排气中的氧浓度直接相关。燃料喷射量的增加会导致排气中的氧浓度减小，所述氧浓度减小反映于泵送电流减小。在时间t2，控制器可以继续使用与参考电压V2相关的传递函数，并且因此控制器可以将氧传感器输出的泵送电流的减小表达为空燃比的减小。因此，在t2，估计的空燃比可从较高第一水平A2降低到较低第二水平A1。
在t3，参考电压可以从较高第二水平V2返回到较低第一水平V1。同时，燃料喷射量可以从较高第二水平F2降低到较低第一水平F1。由于参考电压降低回到V1，所以泵送电流会从中间第三水平C2降低到较低第一水平C1。在t3，控制器可以变回使用与较低的第一参考电压V1相关的传递函数而非与较高第二电压V2相关的传递函数。因此，估计的空燃比会从较低第二水平A1增加到较高第一水平A2。在时间t4，燃料乙醇浓度会从较低第一水平E1增加到较高第二水平E2。然而，由于参考电压仍保存在水蒸汽和二氧化碳未解离的电压V1，所以乙醇浓度的增加并未影响氧传感器输出的泵送电流。因此，测量的泵送电流在t4时仍然保持较低第一水平C1。因此，估计的空燃比仍然保持在较高第二水平A2。燃料喷射量保持在较低第一水平F1。
在t5，燃料喷射量保持在较低第一水平F1，并且燃料乙醇浓度保持在较高第二水平E2。然而，氧传感器的参考电压从V1增加到V2。由于参考电压的增加，泵送电流会在t5增加。然而，泵送电流会从较低第一水平C1增加到最大第四水平C4，其中C4比C3大。这是因为燃料的乙醇浓度的增加。如参考图4所述，当氧传感器在足够高以致解离水蒸汽和二氧化碳的参考电压下运行时，燃料乙醇浓度增加会导致泵送电流增加。由于在t5氧传感器在较高第二参考电压V2运行，所以燃料的乙醇浓度的确影响氧传感器的输出。由于乙醇浓度从E1增加到E2，因此在t5测量的泵送电流从C1增加到C4。因此，由于燃料乙醇浓度从E1增加到E2，所以在t5泵送电流的增加大于在t1时的增加。在t5，控制器使用与较高第二电压V2相关的传递函数来估计空燃比。然而，在没有针对乙醇浓度从E1增加到E2进行修正的情况下，控制器估计的空燃比会大于较高第一水平A2。为修正乙醇浓度的增加，在t5控制器确定Ip偏差，如图5中更详细所讨论。通过将氧传感器输出的测量的泵送电流与参考泵送电流相比较，控制器可以确定Ip偏差。然后，Ip偏差可以被用于调整空燃比的估计。在一种示例中，这可以包括使得与V2相关的传递函数移位。在另一示例中，Ip偏差可以被用于调整泵送电流测量以便它们适合于与V2相关的传递函数。
氧传感器输出的泵送电流会受喷射到发动机汽缸的燃料量的变化、燃料的乙醇浓度和应用于氧传感器的参考电压变化的影响。具体地说，参考电压增加可导致泵送电流增加。然而，燃料喷射量增加导致泵送电流降低。当运行在足够高以致解离水蒸汽和二氧化碳的电压下时，泵送电流仅仅受燃料乙醇浓度的影响。当运行在足够高以致解离水蒸汽和二氧化碳的电压下时，氧传感器输出的泵送电流会响应燃料乙醇浓度的增加而增加。然而，排气的实际空燃比仅仅受喷射到发动机汽缸的燃料量的影响。具体地说，燃料喷射量的增加会导致空燃比下降。因此，燃料乙醇浓度和氧传感器参考电压的变化实际上并不影响空燃比。因此，当氧传感器的参考电压或燃料乙醇浓度变化时，基于氧传感器输出的泵送电流的空燃比估计会受影响。因此，为考虑到与空燃比实际变化不相对应的泵送电流变化，控制器使用多个获悉的修正系数以增加空燃比估计的准确性。为考虑到由于参考电压变化所导致的泵送电流变化，控制器可以选择与氧传感器目前正在运行所处的参考电压相关的传递函数。如果当氧传感器运行在足够高以致解离水蒸气和/或二氧化碳的电压时因燃料乙醇浓度变化而导致泵送电流发生变化，则控制器可获悉Ip偏差。Ip偏差可以被用于调整氧传感器的随后输出，或调整用于估计在目前运行的参考电压下的空燃比的传递函数。
用这种方式，本发明所述系统和方法可增加在排气氧传感器在可变电压模式下运行期间空燃比估计的准确性，其中在所述可变电压模式下传感器在较低第一电压和较高第二电压之间调整。具体地说，当氧传感器运行在足够高以致解离水蒸汽和/或二氧化碳的电压时空燃比的准确性增加。氧传感器可以在较低第一参考电压和较高第二电压之间调整，其中水蒸气和二氧化碳在所述较低第一参考电压未解离，并且水蒸汽且可选地二氧化碳在所述较高第二参考电压解离。当运行在较高第二电压时，由于因解离的水蒸气和/或二氧化碳使氧浓度增加，所以泵送电流(Ip)形式的氧传感器输出受影响。空燃比可通过比较在非加油期间(比如在减速燃料切断(DFSO)期间)的氧传感器的泵送电流和氧传感器输出进行估计。因此，空燃比估计的准确性受氧传感器准确性的影响。因此，当氧传感器在其较高第二参考电压下运行时空燃比估计降低。当运行在第二参考电压时，第一偏差会被获悉以便考虑到氧传感器的泵送电流变化。然而，水蒸气和/或二氧化碳对氧传感器输出的贡献会根据环境湿度和燃料乙醇浓度而变化。因此，空燃比估计的准确性可由于环境湿度和/或燃料乙醇浓度的变化而降低。
然而，第二偏差可以被获悉以便考虑到由于环境湿度和燃料乙醇浓度变化所导致的氧传感器的泵送电流的变化。因此，通过比较氧传感器的参考泵送电流和测量的泵送电流并基于泵送电流距参考泵送电流的变化来确定偏差，实现了在排气传感器在可变电压模式运行期间增加空燃比准确性的技术效果。具体地说，当氧传感器不在可变电压模式运行而是在足够低以致不解离水蒸汽和/或二氧化碳的电压下运行时，参考泵送电流可以是基于最近空燃比估计被确定。替代性地，参考泵送电流可以是基于预设泵送电流被确定。然后，当氧传感器运行在足够高以致解离水蒸汽和/或二氧化碳的电压下时，将参考泵送电流与测量的泵送电流相比较。基于测量的泵送电流距参考泵送电流的变化而获悉Ip偏差。Ip偏差然后可以被用于估计空燃比。在一种示例中，Ip偏差可以调整针对氧传感器的较高第二参考电压将泵送电流关联到空燃比的已知传递函数。然后，可以基于与测量的泵送电流所限定的被调整传递函数上的点相关的空燃比来估计空燃比。在另一示例中，Ip偏差可以将测量的泵送电流调整到在基线湿度和乙醇燃料条件下将泵送电流关联到空燃比的已知传递函数上的点。基线湿度和乙醇燃料条件可以被限定在两者均为0％时。
应注意，本发明中所包含的示例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。本发明所公开的控制方法和程序作为可执行指令存储在非临时性存储器中并由包括控制器的控制系统和各种传感器、执行器和其他发动机硬件联合执行。本发明所述的具体程序任何数量的处理策略的一个或更多个，比如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。因此，所述的各种行动、操作和/或功能可按照所述顺序、并行执行，或在一些情况下可省略。同样地，实现本发明所述示例性实施例的特征和优点并不一定需要处理顺序，但其是为易于说明和描述而提供的。所述行动、操作和/或功能的一个或更多个可根据使用的特定策略重复执行。此外，所述行动、操作和/或功能图形化表示了编程到发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非临时性存储器中代码，其中所述行动通过执行包含各种发动机硬件组件的系统和电子控制器中指令进行执行的。
应理解，本发明所述的配置和程序是示例性的并且由于这些特定实施例可能具有各种变形，因此其不可视为是一种限制。例如，上述技术可应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4和其他发动机类型。本发明的主题包括各种系统和配置的所有新颖的和非显而易见的组合和子组合以及本发明所述的其他特征、功能和/或属性。
下面的权利要求特别指出新颖的且非显而易见的组合和子组合。这些权利要求提到“一个”元件或“第一”元件或其等同物。该权利要求应理解为包括一个或多个这样的元件组合，既不要求也不排除两个或更多这样的元件。本发明的特征、功能、元件和/或属性的组合和子组合通过本发明权利要求的修正或通过新的权利要求在本应用或相关应用中提出。无论在范围上是比原权利要求更广、更窄、相同或不同，该权利要求也将视为包括在本发明的主题内。

Claims (20)

1.一种用于发动机的方法，其包括：
在排气氧传感器以所述氧传感器的参考电压从较低第一电压调整到较高第二电压的可变电压模式运行期间，根据基于所述排气氧传感器的输出估计的空燃比和基于所述第二电压的获悉的修正系数来调整发动机运行。
2.根据权利要求1所述的方法，其中当所述排气氧传感器在所述第二电压运行时，所述排气氧传感器的所述输出为泵送电流输出。
3.根据权利要求1所述的方法，其中在所述排气氧传感器以所述参考电压保持在所述第一电压的非可变电压模式运行期间，所述获悉的修正系数进一步基于之前估计的空燃比。
4.根据权利要求3所述的方法，进一步包括，基于在所述第二电压下所述排气氧传感器输出的初始泵送电流、针对所述第二电压的泵送电流到空燃比的传递函数以及在所述之前估计的空燃比处针对所述第二电压的根据所述泵送电流到空燃比的传递函数所确定的参考泵送电流，确定所述获悉的修正系数。
5.根据权利要求4所述的方法，其中确定所述获悉的修正系数进一步包括：
基于所述第二电压的值从多个泵送电流到空燃比的传递函数中选择所述泵送电流到空燃比的传递函数；和
基于在所述初始泵送电流和所述参考泵送电流之间的差调整所述选择的泵送电流到空燃比的传递函数，其中对所述调整的传递函数的输入是所述排气氧传感器的输出，并且所述输出是所述空燃比。
6.根据权利要求1所述的方法，进一步包括，基于所述获悉的修正系数调整所述排气氧传感器的所述输出，并且基于所述调整的输出和针对所述第二电压的泵送电流到空燃比的传递函数估计在所述第二电压运行期间的所述空燃比。
7.根据权利要求1所述的方法，进一步包括，基于在所述第二电压下由所述排气氧传感器输出的初始泵送电流和根据预设参考空燃比的第一参考泵送电流之间的差或在所述初始泵送电流和根据在所述排气氧传感器在所述参考电压保持在所述第一电压的非可变电压模式运行期间在之前估计的空燃比下针对所述第二电压的泵送电流到空燃比的传递函数所确定的第二参考泵送电流之间的差确定所述获悉的修正系数。
8.根据权利要求1所述的方法，进一步包括，当在所述可变电压模式下运行所述排气氧传感器时，基于在所述较低第一电压下所述排气氧传感器的第一输出和在较高第二电压下所述排气氧传感器的第二输出，确定所述发动机的附加发动机运行参数，其中所述附加发动机运行参数是环境湿度、排气中的水含量和燃料乙醇含量中的一个或多个。
9.一种用于发动机的方法包括：
在排气氧传感器的参考电压从较低第一电压升到较高第二电压的可变电压模式下运行所述排气氧传感器，以确定发动机的第一运行状况；和
当在所述第二电压运行时，基于在所述第二电压下的参考泵送电流调整所述排气氧传感器的输出并且基于所述调整的输出估计空燃比。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述排气氧传感器的所述输出是测量的泵送电流。
11.根据权利要求10所述的方法，其中基于所述参考泵送电流调整所述排气氧传感器的所述输出包括，比较所述参考泵送电流与所述测量的泵送电流并且基于所述测量的泵送电流和所述参考泵送电流之间的差确定偏差。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述参考泵送电流是基于当所述排气氧传感器在非可变电压模式下运行时、在所述可变电压模式下运行所述排气氧传感器之前估计的先前空燃比和针对所述第二电压的泵送电流到空燃比的传递函数。
13.根据权利要求11所述的方法，其中所述参考泵送电流是基于在预设空燃比时针对所述第二电压的泵送电流到空燃比的传递函数。
14.根据权利要求11所述的方法，进一步包括，通过将所述确定的偏差应用于针对所述第二电压的已知泵送电流到空燃比的传递函数，确定调整的泵送电流到空燃比的传递函数，并且基于在输入测量的泵送电流时所述调整的传递函数的输出估计所述空燃比。
15.根据权利要求10所述的方法，进一步包括，基于所述测量的泵送电流距初始测量的泵送电流的变化在所述第二电压下运行所述氧传感器期间继续估计所述空燃比，其中所述初始测量的泵送电流是当转变到在所述可变电压模式下且在所述第二电压下运行时所述排气氧传感器输出的第一泵送电流。
16.根据权利要求9所述的方法，其中所述发动机的所述第一运行状况包括环境湿度、排气的水含量、次要流体喷射量和燃料的乙醇含量中的一个或多个。
17.一种用于发动机的系统，包括：
被置于所述发动机的排气管道中的排气氧传感器；和
具有计算机可读指令的控制器，所述计算机可读指令用于：
在当所述排气氧传感器在其中水分子不解离的基础参考电压下运行时的第一状况下，基于所述排气氧传感器的第一输出估计第一排气空燃比并基于所述第一排气空燃比调整所述发动机的运行；以及
在当所述排气氧传感器在其中水分子被解离的高于所述基础参考电压的第二参考电压运行时的第二状况下，基于所述排气氧传感器输出的测量的泵送电流和获悉的修正系数估计第二排气空燃比，所述获悉的修正系数是基于所述第二参考电压和参考泵送电流。
18.根据权利要求17所述的系统，其中所述获悉的修正系数是基于当从所述第一状况转变到所述第二状况时的初始测量的泵送电流和所述参考泵送电流之间的差。
19.根据权利要求17所述的系统，其中所述参考泵送电流是基于所述第一排气空燃比和针对所述第二参考电压的泵送电流到空燃比的传递函数的参考泵送电流或基于预设参考空燃比和针对所述第二参考电压的所述泵送电流到空燃比的传递函数的参考泵送电流中的一者。
20.根据权利要求19所述的系统，其中所述预设参考空燃比接近1。
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