[发明专利]基于零相位滤波的空气-燃料不平衡检测

说明书

技术领域

本发明涉及发动机控制，并且更具体地涉及利用空气-燃 料不平衡检测的发动机排放控制。 背景技术

此处的背景资料陈述只是为了大体上介绍本发明的背景。 以在此背景技术部分中所描述的为限、在提交时可能不构成现有技术 的当前署名发明人的工作以及该描述的各方面，既不明确地也不默示 地被承认为是针对本发明的现有技术。

内燃发动机压缩并点燃气缸中的空气和燃料混合物以产 生动力。空气-燃料混合物中的不平衡会在排出气缸的排气中产生过多 排放物。氧浓度传感器可以测量排气中的氧浓度水平。通过测量排气 中的氧浓度，可以调整空气-燃料混合物，从而提高燃烧效率并且减少 过多的排放物。 发明内容

因此，本发明提供一种控制系统，包括：氧传感器，其 基于发动机排气中的氧浓度水平产生氧信号；滤波模块，其基于氧信 号确定已滤波信号；以及空气-燃料不平衡检测模块，其基于氧信号和 已滤波信号检测发动机中的空气-燃料不平衡。此外，本发明提供一种 方法，包括：基于发动机排气中的氧浓度水平产生氧信号；基于氧信 号确定已滤波信号；以及，基于氧信号和已滤波信号检测发动机中的 空气-燃料不平衡。

从下面提供的具体实施方式将明显看出本发明的更多适 用领域。应当理解，具体实施方式和特定例子仅用于说明的作用而不 意图限制本发明的范围。 附图说明

通过具体实施方式和附图将更充分地理解本发明，其中：

图1是依据本发明的包含空气-燃料不平衡系统的车辆的原 理框图；

图2是依据本发明的控制模块的原理框图；

图3是流程图，示出了依据本发明的空气-燃料不平衡检测 方法的示例性步骤；

图4示出了代表没有空气-燃料不平衡的发动机排气中的氧 含量的示例性信号；

图5示出了代表有空气-燃料不平衡的发动机排气中的氧含 量的示例性信号；以及

图6示出了基于指示空气-燃料不平衡和无空气-燃料不平 衡的氧传感器信号的示例性信号。 具体实施方式

下列描述本质上只是示例性的，绝不是用于限制本发明、 其应用或使用。为了清楚起见，在附图中，会使用相同的附图标记表 征相似的元件。本文所使用的措辞“A、B和C中的至少一个”应当解 释成意味着使用非排它逻辑“或”的逻辑(A或B或C)。应当理解，方 法中的步骤可以按不同顺序执行，只要不改变本发明的原理。

本文所用的术语“模块”是指专用集成电路(ASIC)、电 子电路、执行一种或多种软件或固件程序的处理器(共享的、专用的 或成组的)和存储器、组合逻辑电路、和/或其它的提供所述功能的适 当部件。

现在参照图1，车辆10包括发动机12、排气系统14和控制 模块16。空气通过进气歧管18吸入发动机中。空气在发动机12的气缸 (未示出)内与燃料一起燃烧。燃烧过程产生的排气经由排气系统14 排出发动机12。排气系统14包括催化转化器22、催化剂前或进口氧(O₂) 传感器24和催化剂后或出口氧(O₂)传感器26。在催化转化器22中对 排气进行处理，并排入大气。

进口和出口O₂传感器24、26基于排气的O₂含量产生信号。 这些信号被传递给控制模块16。控制模块16基于这些信号确定A/F比。 控制模块16与燃料系统28通讯，燃料系统28调节至发动机12的燃料流 量。通过这种方式，控制模块16调整并调节供给发动机12的A/F比。

进口和出口O₂传感器24、26通常是窄范围开关传感器。 然而，应当认识到，进口和出口O₂传感器24、26并不局限于窄范围型 开关传感器。由O₂传感器24、26产生的电压输出信号是基于流过该O₂传感器的排气的相对于化学计量(stoichiometry)的O₂含量。这些信号 在稀A/F比与浓A/F比范围之间变化，该范围包括化学计量A/F比。由进 口O₂传感器24产生的O₂传感器信号在浓值与稀值之间来回转换。