[发明专利]用于基于传感器处的水接触操作排气氧传感器的方法和系统

说明书

本发明涉及用于基于传感器处的水接触操作排气氧传感器的方法和系统。公开了用于响应于传感器处检测水而操作联接到内燃发动机的排气通道的排气氧传感器的方法和系统。在一个实例中，方法包括：基于排气氧传感器的传感器参数指示位于发动机排气通道中的所述排气氧传感器处的水，同时以可变电压(VVs)模式操作所述排气氧传感器，在所述可变电压(VVs)模式中将参考电压从较低的第一电压调整到较高的第二电压；以及基于指示水调整传感器操作和发动机操作中的一个或多个。

技术领域

本说明书大体涉及用于响应于传感器处的水检测操作联接到内燃发动机的排气通道的排气氧传感器的方法和系统。

背景技术

发动机系统可以利用一个或多个气体成分传感器(诸如氧传感器)，以用于感测流动通过发动机空气通道的空气的氧浓度。在一个实例中，发动机系统可以包括位于发动机进气中的一个或多个进气氧传感器(IAO2)。例如，进气氧传感器可以位于进气通道中(在压缩机和增压空气冷却器的下游)以便提供EGR流的指示。在另一个实例中，发动机系统可以包括在发动机系统的排气系统中的一个或多个排气传感器，以便检测从发动机排出的排气的空燃比。在某些发动机工况(诸如冷启动或冷凝物形成)下，水可飞溅到氧传感器并接触氧传感器。当水接触氧传感器时，传感器的温度开始降低。因此，氧传感器的加热元件的加热功率增加，以便增加传感器温度。在水位于氧传感器上的情况下，当加热功率在长时间段内增加时，加热元件可破裂，由此使氧传感器劣化。

解决由于水接触传感器而引起的氧传感器劣化的其他尝试包括调整氧传感器的加热元件的加热功率。Surnilla等人在US 2015/0076134中示出了一种示例性方法。其中，响应于加热功率增加了阈值量，调整氧传感器的加热元件的加热功率。作为实例，在没有水接触传感器的情况下，确定氧传感器的基线功率水平。当加热功率增加到基线功率水平以上(例如，由于水飞溅在传感器上)时，可以通过使传感器的加热元件断电来减少加热功率。在特定持续时间之后，加热功率可重新开启并且增加到基线功率水平。以此方式，在氧传感器处指示水时减少加热功率可以减少通过加热元件的破裂而引起的氧传感器劣化。

然而，本文的发明人已经认识到此类系统的潜在问题。例如，在传感器上指示水时关闭到加热元件的加热功率、并且然后在一定时间之后再打开加热器导致传感器温度的波动。因此，传感器温度的波动可不利地影响传感器感测排气中氧浓度的能力。此外，传感器在此类条件下的输出可能不准确，由此影响空气燃料控制并且从而影响发动机的性能。

发明内容

在一个实例中，上述问题可以通过用于发动机方法的方法来解决，所述方法包括：基于排气氧传感器的传感器参数来指示位于发动机排气通道中的排气氧传感器处的水，同时以可变电压(VVs)模式操作排气氧传感器，在所述可变电压(VVs)模式中将参考电压从较低的第一电压调整到较高的第二电压；以及基于指示水来调整传感器操作和发动机操作中的一个或多个。以此方式，可以减少传感器劣化。

作为实例，排气氧传感器可以传统上以非VVs模式操作，在所述非VVs模式中传感器在较低电压下操作，并且排气氧传感器的输出可用于确定空燃比(AFR)。因此，可以基于传感器参数(诸如排气氧传感器的泵送电流或泵送电流的改变)来检测排气氧传感器处的水。例如，当传感器的泵送电流下降到阈值电流以下时，可以指示传感器上的水飞溅。在另一个实例中，如果泵送电流的改变高于泵送电流的基线改变(例如，当传感器上不存在水时)，则可以指示传感器上的水飞溅。当指示了传感器上的水飞溅时，排气氧传感器可以不再用作传统的空燃传感器；相反，传感器可以从非VVs模式转换到VVs模式，在所述VVs模式中传感器在较高电压下操作和/或在较低电压与较高电压之间被调制(modulated)。虽然排气氧传感器不像传统空燃传感器那样操作，但可以使用不同的下游传感器和/或使用先前确定的AFR来估计AFR。以此方式，当以VVs模式操作排气氧传感器时，空气燃料控制可不受影响。