Датчик влажности отработавших газов и способ работы двигателя

Датчик влажности отработавших газов и способ работы двигателя

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее раскрытие относится к двигателю внутреннего сгорания.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ И СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Датчики отработавших газов могут использоваться для контроля многообразия рабочих параметров двигателя. Например, заявка № 2011/0132340 на выдачу патента США описывает выявление содержания воды в отработавших газах с использованием датчика отработавших газов (например, датчика UEGO), который также используется для регулирования топливовоздушного соотношения двигателя. Однако в течение длительности, в пределах которой датчик UEGO используется для выявления содержания воды в отработавших газах, датчик не измеряет топливо/воздушное соотношение отработавших газов. Поэтому во время периода выявления содержания воды, теряется контролируемость топливо/воздушного соотношения.

Авторы настоящего изобретения осознали проблемы при использовании датчика отработавших газов для выявления содержания воды в отработавших газах. Соответственно, предложены варианты осуществления для предоставления отдельного датчика содержания воды в отработавших газах на выпуске двигателя. В одном из вариантов осуществления, способ для двигателя содержит, на основании точки росы отработавших газов, настройку нагревателя датчика отработавших газов, выполненного с возможностью подогревать датчик отработавших газов, размещенный в выпускном канале двигателя, причем точка росы основана на выходном сигнале датчика влажности, расположенного в выпускном канале.

Таким образом, датчик влажности в выпускном канале двигателя может использоваться для определения содержания воды в отработавших газах (а отсюда, точки росы) вместо других датчиков отработавших газов. Посредством определения точки росы отработавших газов, временные характеристики ввода в действие нагревателя датчика отработавших газов могут настраиваться для избежания быстрого испарения конденсата, который осел на датчике, когда точка росы является большей, чем температура датчика, не затрудняя регулирование топливовоздушного соотношения двигателя. В некоторых примерах, датчик влажности также может использоваться для определения состава топлива, используемого во время сгорания (например, содержания этилового спирта и/или воды топлива), и температуры розжига каталитического нейтрализатора, расположенного на выпуске двигателя. При действии таким образом, точное топливовоздушное соотношение может поддерживаться, даже в то время как изменяется состав топлива, и может снижаться токсичность выбросов с отработавшими газами.

В первом аспекте настоящее изобретение относится к способу работы двигателя, в котором на основании точки росы отработавших газов, настраивают нагреватель датчика отработавших газов, выполненный с возможностью подогревать датчик отработавших газов, размещенный в выпускном канале двигателя, причем точка росы основана на выходном сигнале датчика влажности, расположенного в выпускном канале.

Целесообразно, если настройка нагревателя датчика отработавших газов дополнительно состоит в том, что выводят из работы нагреватель датчика отработавших газов, если точка росы является большей, чем температура датчика отработавших газов.

Также предусмотрено, что настройка нагревателя датчика отработавших газов дополнительно состоит в том, что вводят в действие нагреватель датчика отработавших газов, если точка росы является меньшей, чем температура датчика отработавших газов, и температура отработавших газов находится ниже порогового значения.

Предложенный способ дополнительно включает настройку величины впрыска топлива на основании выходного сигнала датчика влажности.

Целесообразно, если способ дополнительно включает настройку температуры отработавших газов на основании выходного сигнала датчика влажности.

В настоящем решении точка росы определяется на основании относительной влажности отработавших газов, определенной датчиком влажности, температуры отработавших газов и давления отработавших газов.

Во втором аспекте настоящее изобретение предусматривает способ работы двигателя, состоящий в том, что:

определяют температуру розжига каталитического нейтрализатора, расположенного в выпускном канале двигателя, на основании содержания воды в отработавших газах, измеренного датчиком влажности, расположенным в выпускном канале ниже по потоку от каталитического нейтрализатора; и

во время условий холодного запуска, настраивают рабочие параметры двигателя для повышения температуры отработавших газов выше температуры розжига.

Целесообразно, если определение температуры розжига дополнительно состоит в том, что:

во время условий холодного запуска двигателя, предсказывают количество воды, которое должно выпускаться из каталитического нейтрализатора, когда каталитический нейтрализатор достигает температуры розжига; и

устанавливают температуру розжига в качестве температуры отработавших газов, при которой предсказанное количество воды выпускается из каталитического нейтрализатора.

Также может быть предусмотрено, что определяют, что предсказанное количество воды было выпущено из каталитического нейтрализатора, на основании выходного сигнала из датчика влажности.

В предложенном способе предсказанное количество воды, которое должно выпускаться из каталитического нейтрализатора, оценивается на основании количества составляющих отработавших газов, накопленных в каталитическом нейтрализаторе во время условий холодного запуска двигателя.

Также целесообразно, если настройка рабочих параметров двигателя для повышения температуры отработавших газов дополнительно состоит в том, что настраивают топливовоздушное соотношение.

В другом варианте целесообразным образом предусмотрено, что настройка рабочих параметров двигателя для повышения температуры отработавших газов дополнительно состоит в том, что устанавливают запаздывание момента зажигания.

В следующем аспекте настоящее изобретение предлагает способ работы двигателя, имеющего каталитический нейтрализатор, состоящий в том, что:

корректируют измеренное содержание воды в отработавших газах на основании накопления и выпускания воды в каталитическом нейтрализаторе; и

корректируют величину впрыска топлива на основании скорректированного содержания воды в отработавших газах.

Целесообразно если содержание воды в отработавших газах измеряется датчиком влажности, расположенным в выпускном канале двигателя.

В усовершенствованном варианте каталитический нейтрализатор расположен выше по потоку от датчика влажности, и при этом, накопление и выпускание воды определяется на основании количества воды, вырабатываемой во время сгорания, и температуры каталитического нейтрализатора.

Также может быть предусмотрено, что количество воды, вырабатываемой во время сгорания, оценивается на основании влажности всасываемого воздуха, топливовоздушного соотношения и состава топлива.

Целесообразно, если состав топлива определяется на основании выходного сигнала датчика влажности.

Также может быть предусмотрено, что корректировка измеренного содержания воды в отработавших газах дополнительно состоит в том, что, если вода выпускается из каталитического нейтрализатора, уменьшают измеренное содержание воды в отработавших газах на величину выпущенной воды.

В усовершенствованном варианте предусмотрено, что корректировка измеренного содержания воды в отработавших газах дополнительно состоит в том, что, если вода накапливается в каталитическом нейтрализаторе, увеличивают измеренное содержание воды в отработавших газах на величину накопленной воды.

В предложенном способе также предусмотрено, что настройка величины впрыска топлива дополнительно состоит в том, что увеличивают величину впрыска топлива, если скорректированное содержание воды в отработавших газах является большим, чем пороговое значение, и уменьшают величину впрыска топлива, если скорректированное содержание воды в отработавших газах является меньшим, чем пороговое значение.

Вышеприведенные преимущества и другие преимущества и признаки настоящего описания будут очевидны из последующего Подробного описания, которое следует рассматривать отдельно или в связи с прилагаемыми чертежами.

Должно быть понятно, что сущность изобретения, приведенная выше, предоставлена для знакомства с упрощенной формой подборки концепций, которые дополнительно описаны в подробном описании. Она не предполагается для идентификации ключевых или существенных признаков заявленного предмета изобретения, объем которого однозначно определен формулой изобретения, которая сопровождает подробное описание. Более того, заявленный предмет изобретения не ограничен реализациями, которые устраняют какие-либо недостатки, отмеченные выше или в любой части настоящего описания.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1 показывает принципиальную схему двигателя.

Фиг. 2 - блок-схема последовательности операций способа, иллюстрирующая способ для определения содержания воды в отработавших газах согласно варианту осуществления настоящего раскрытия.

Фиг. 3 - блок-схема последовательности операций способа, иллюстрирующая способ для управления нагревателем датчика отработавших газов согласно варианту осуществления настоящего раскрытия.

Фиг. 4 - блок-схема последовательности операций способа, иллюстрирующая способ для внесения поправки в выходной сигнал датчика влажности согласно варианту осуществления настоящего раскрытия.

Фиг. 5 - блок-схема последовательности операций способа, иллюстрирующая способ диагностики каталитического нейтрализатора согласно варианту осуществления настоящего раскрытия.

Фиг. 6 - диаграмма, иллюстрирующая рабочие параметры двигателя во время холодного запуска двигателя, согласно варианту осуществления настоящего раскрытия.

Фиг. 7 - диаграмма, иллюстрирующая рабочие параметры двигателя во время холодного запуска двигателя, согласно еще одному варианту осуществления настоящего раскрытия.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Датчик влажности отработавших газов может использоваться для определения или настройки многообразия рабочих параметров двигателя. Например, выходной сигнал датчика влажности может указывать содержание спиртов или воды сожженного топлива, причем снабжение топливом двигателя во время холодного запуска может настраиваться на основании определенного содержания спиртов. В еще одном примере, датчик влажности может использоваться для определения, когда следует ввести в действие нагреватель датчика отработавших газов для предотвращения растрескивания датчика, происходящего вследствие быстрого испарения конденсата на нагревателе. Выходной сигнал датчика влажности может находиться под отрицательным влиянием изменений содержания воды в отработавших газах вследствие каталитического нейтрализатора, расположенного выше по потоку от датчика влажности. Чтобы компенсировать эти изменения, выходной сигнал датчика влажности может корректироваться на основании оцениваемой накопленной или выпущенной воды из каталитического нейтрализатора. Эти оцененные количества воды также могут использоваться наряду с выходным сигналом датчика влажности для определения температуры розжига каталитического нейтрализатора. Фиг. 1 показывает двигатель, включающий в себя датчик влажности ниже по потоку от каталитического нейтрализатора и контроллер двигателя, который может использоваться для выполнения способов, проиллюстрированных на фиг. 2-5. Фиг. 6 и 7 иллюстрируют различные рабочие параметры двигателя во время выполнения вышеприведенных способов.

Более точно, со ссылкой на фиг. 1, она включает в себя принципиальную схему, показывающую один цилиндр многоцилиндрового двигателя 10 внутреннего сгорания. Двигатель 10 может управляться, по меньшей мере частично, системой управления, включающей в себя контроллер 12, и входными сигналами от водителя 132 транспортного средства через устройство 130 ввода. В этом примере, устройство 130 ввода включает в себя педаль акселератора и датчик 134 положения педали для формирования пропорционального сигнала PP положения педали.

Цилиндр 30 сгорания двигателя 10 может включать в себя стенки 32 цилиндра сгорания с поршнем 36, расположенным в них. Поршень 36 может быть присоединен к коленчатому валу 40, так чтобы возвратно-поступательное движение поршня преобразовывалось во вращательное движение коленчатого вала. Коленчатый вал 40 может быть связан с по меньшей мере одним ведущим колесом транспортного средства через промежуточную систему трансмиссии. Кроме того, стартерный электродвигатель может быть присоединен к коленчатому валу 40 через маховик, чтобы давать возможность операции запуска двигателя 10.

Цилиндр 30 сгорания может принимать всасываемый воздух из впускного коллектора 44 через впускной канал 42 и могут выпускать газообразные продукты сгорания отработавших газов через выпускной канал 48. Впускной коллектор 44 и выпускной канал 48 могут избирательно сообщаться с цилиндром 30 сгорания через соответственные впускной клапан 52 и выпускной клапан 54. В некоторых вариантах осуществления, цилиндр 30 сгорания может включать в себя два или более впускных клапана и/или два или более выпускных клапана.

В этом примере, впускной клапан 52 и выпускной клапан 54 могут управляться посредством приведения в действие кулачков через соответственные системы 51 и 53 кулачкового привода. Каждая из систем 51 и 53 кулачкового привода может включать в себя один или более кулачков и может использовать одну или более из систем переключения профиля кулачков (CPS), регулируемой установки фаз кулачкового распределения (VCT), регулируемой установки фаз клапанного распределения (VVT) и/или регулируемого подъема клапана (VVL), которые могут управляться контроллером 12 для изменения работы клапанов. Положение впускного клапана 52 и выпускного клапана 54 может определяться датчиками 55 и 57 положения, соответственно. В альтернативных вариантах осуществления, впускной клапан 52 и/или выпускной клапан 54 могут управляться посредством возбуждения клапанного распределителя с электромагнитным управлением. Например, цилиндр 30, в качестве альтернативы, может включать в себя впускной клапан, управляемый посредством возбуждения клапанного распределителя с электромагнитным управлением, и выпускной клапан, управляемый через кулачковый привод, включающий в себя системы CPS и/или VCT.

Топливная форсунка 66 показана присоединенной непосредственно к цилиндру 30 сгорания для впрыска топлива непосредственно в него пропорционально длительности импульса сигнала FPW, принятого из контроллера 12 через электронный формирователь 68. Таким образом, топливная форсунка 66 обеспечивает то, что известно в качестве непосредственного впрыска топлива в цилиндр 30 сгорания. Топливная форсунка, например, может быть установлена сбоку цилиндра сгорания или сверху камеры сгорания. Топливо может подаваться в топливную форсунку 66 топливной системой (не показана), включающей в себя топливный бак, топливный насос и направляющую-распределитель топлива. В некоторых вариантах осуществления, цилиндр 30 сгорания, в качестве альтернативы или дополнительно, может включать в себя топливную форсунку, скомпонованную во впускном канале 42, в конфигурации, которая обеспечивает то, что известно как впрыск топлива во впускное окно, выше по потоку от цилиндра 30 сгорания.

Топливный бак в топливной системе 172 может хранить топливо с разными качествами топлива, такими как разные составы топлива. Эти различия могут включать в себя разное содержание спиртов, разное октановое число, разную теплоту парообразования, разные топливные смеси и/или их комбинацию, и подобное. Двигатель может использовать спиртосодержащую топливную смесь, такую как E85 (которая приблизительно состоит из 85% этилового спирта и 15% бензина) или M85 (которая приблизительно состоит из 85% метилового спирта и 15% бензина). В качестве альтернативы, двигатель может работать с другими соотношениями бензина и этилового спирта, хранимых в баке, в том числе, бензина 100% и этанола 100%, и переменными соотношениями между ними, в зависимости от содержания спиртов топлива, добавляемого водителем в бак. Более того, характеристики топлива топливного бака могут часто меняться. В одном из примеров, водитель может пополнять топливный бак с помощью E85 в один день, а E10 в следующий, и E50 в следующий. По существу, на основании уровня и состава топлива, оставшегося в баке, во время дозаправки топлива, состав в топливном баке может динамически изменяться.

Изменения изо дня в день дозаправки бака, таким образом, могут давать в результате часто меняющийся состав топлива у топлива в топливной системе 172, тем самым, оказывая отрицательное влияние на состав топлива и/или качество топлива, подаваемое форсункой 66. Разные составы топлива, впрыскиваемый форсункой 66, вследствие этого, могут характеризоваться ссылкой на тип топлива. В одном из примеров, разные составы топлива могут качественно описываться своей номинальной характеристикой октанового числа по исследовательскому методу (RON), процентным содержанием спиртов, процентным содержанием этилового спирта, и так далее.

Будет принято во внимание, что, несмотря на то, что в одном из вариантов осуществления двигатель может приводиться в действие посредством впрыска переменной смеси топлива через форсунку непосредственного впрыска, в альтернативных вариантах осуществления, двигатель может приводиться в действие посредством использования двух форсунок и изменения относительного количества впрыска из каждой форсунки. Кроме того, целесообразно, что, при эксплуатации двигателя с наддувом из устройства наддува, такого как турбонагнетатель или компрессор наддува (не показан), предельное значение наддува может повышаться по мере того, как увеличивается содержание спиртов переменной смеси топлива.

Впускной канал 42 может включать в себя клапан 74 управления конфигурацией впускного коллектора (Charge Motion Control Valve, CMCV) и заслонку 72 CMCV, и также может включать в себя дроссель 62, имеющий дроссельную заслонку 64. В этом конкретном примере, положение дроссельной заслонки 64 может регулироваться контроллером 12 посредством сигналов, выдаваемых на электродвигатель или исполнительный механизм, соединенный с дросселем 62, конфигурацией, которая может указываться ссылкой как электронный регулятор дросселя (ETC). Таким образом, дроссель 62 может приводиться в действие, чтобы регулировать всасываемый воздух, выдаваемый в цилиндр 30 сгорания, среди других цилиндров сгорания двигателя. Впускной канал 42 может включать в себя датчик 120 массового расхода воздуха и датчик 122 давления воздуха в коллекторе для выдачи соответственных сигналов MAF и MAP в контроллер 12.

Система 88 зажигания может выдавать искру зажигания в камеру 30 сгорания через свечу 92 зажигания в ответ на сигнал SA опережения зажигания из контроллера 12, при выбранных рабочих режимах. Хотя показаны компоненты искрового зажигания, в некоторых вариантах осуществления, камера 30 сгорания или одна или более других камер сгорания двигателя 10 могут приводиться в действие в режиме воспламенения от сжатия, с или без свечи зажигания.

Датчик 126 отработавших газов показан присоединенным к выпускному каналу 48 выше по потоку от каталитического нейтрализатора 70 отработавших газов (также указываемого ссылкой просто как каталитический нейтрализатор 70). Датчик 126 может быть любым подходящим датчиком для выдачи показания топливо/воздушного соотношения в отработавших газах, таким как линейный датчик кислорода или UEGO (универсальный или широкодиапазонный датчик кислорода в отработавших газах), двухрежимный датчик кислорода или EGO, HEGO (подогреваемый EGO), датчик содержания NO_x, HC, или CO. Датчик 126 отработавших газов может включать в себя нагреватель, который выполнен с возможностью вводиться в действие при низкой температуре отработавших газов, для того чтобы разогревать датчик 126 отработавших газов до его рабочей температуры. Система выпуска отработавших газов может включать в себя розжиговые каталитические нейтрализаторы и каталитические нейтрализаторы, устанавливаемые ниже кузова, а также выпускной коллектор, расположенные выше по потоку и/или ниже по потоку датчики топливовоздушного соотношения. Каталитический нейтрализатор 70 отработавших газов может включать в себя многочисленные блоки нейтрализатора в одном из примеров. В еще одном примере, могут использоваться многочисленные устройства снижения токсичности выбросов, каждое с многочисленными брикетами. Каталитический нейтрализатор 70 отработавших газов, в одном из примеров, может быть каталитическим нейтрализатором трехкомпонентного типа.

Датчик 128 влажности может быть расположен в выпускном канале 48. Как изображено на фиг. 1, датчик 128 влажности может быть расположен ниже по потоку от каталитического нейтрализатора 70. Однако, возможны другие местоположения, такие как выше по потоку от каталитического нейтрализатора 70. Датчик 128 влажности может измерять относительную влажность и температуру отработавших газов в выпускном канале 48. На основании относительной влажности и температуры, может определяться удельная влажность отработавших газов (например, количество воды на единичную массу потока отработавших газов). Выходной сигнал из датчика 128 влажности может отправляться в контроллер 12.

Контроллер 12 показан на фиг. 1 в качестве микрокомпьютера, включающего в себя микропроцессорный блок 102, порты 104 ввода/вывода, электронный запоминающий носитель для исполняемых программ и калибровочных значений, показанный в качестве микросхемы 106 постоянного запоминающего устройства в этом конкретном примере, оперативное запоминающее устройство 108, энергонезависимая память (КАМ)110 и шину данных. Контроллер 12 может принимать различные сигналы и информацию с датчиков, присоединенных к двигателю 10, в дополнение к тем сигналам, которые обсуждены ранее, в том числе, измерение вводимого массового расхода воздуха (MAF) с датчика 120 массового расхода воздуха; температуру охлаждающей жидкости двигателя (ECT) с датчика 112 температуры, присоединенного к патрубку 114 охлаждения; сигнал профильного считывания зажигания (PIP) с датчика 118 на эффекте Холла (или другого типа), присоединенного к коленчатому валу 40; положение дросселя (TP) с датчика положения дросселя; и сигнал абсолютного давления в коллекторе, MAP, с датчика 122. Постоянное запоминающее устройство 106 носителя данных может быть запрограммировано машинно-читаемыми данными, представляющими собой команды, исполняемые процессором 102 для выполнения способов, описанных ниже, а также их вариантов.

Постоянное запоминающее устройство 106 носителя данных может быть запрограммировано машинно-читаемыми данными, представляющими команды, исполняемые процессором 102 для выполнения способов, описанных ниже, а также вариантов, которые предусматриваются, но специально не перечислены.

Как описано выше, фиг. 1 показывает только один цилиндр многоцилиндрового двигателя, и у которого каждый цилиндр может подобным образом включать в себя свой собственный набор впускных/выпускных клапанов, топливную форсунку, свечу зажигания, и подобное.

Обращаясь к фиг. 2, проиллюстрирован способ 200 для определения состава топлива с использованием датчика влажности, расположенного на выпуске двигателя. Способ 200 может выполняться контроллером двигателя (таким как контроллер 12) согласно командам, хранимым в нем, для того чтобы определять содержание спиртов в топливе с использованием датчика влажности (например, датчика 128). Способ 200 может выполняться всегда, когда эксплуатируется двигатель, или он может выполняться, только когда показано, чтобы определялся состав топлива. Например, способ 200 может выполняться в ответ на событие дозаправки топливного бака. Способ 200 по выбору включает в себя, на 202, определение влажности всасываемого воздуха базового уровня во время условий без питания топливом. Датчик влажности может выводить относительную влажность отработавших газов, которая может использоваться с температурой отработавших газов для определения удельной влажности отработавших газов (например, содержания воды в отработавших газах). Количество воды в отработавших газах отражает не только количество спиртов и воды в топливе, которое сожжено в двигателе, но также количество воды, присутствующее во всасываемом воздухе. Для определения количества воды во всасываемом воздухе, выходной сигнал датчика влажности может собираться во время состояния без питания топливом. Состояние без питания топливом может включать в себя перекрытие топлива при замедлении, где двигатель временно работает, не принимая топливо, во время события замедления до начала впрыска топлива во время запуска двигателя или другого пригодного условия. Однако, вместо использования датчика влажности отработавших газов для определения влажности во время условий без питания топливом, датчик влажности может присутствовать на впуске для определения влажности всасываемого воздуха во время условий с питанием топливом.

На 204, содержание воды в отработавших газах определяется по выходному сигналу датчика влажности отработавших газов. Как пояснено выше, выходной сигнал датчика влажности отработавших газов может использоваться для определения содержания воды в отработавших газах. Содержание воды указывает количество воды на единичную массу отработавших газов и, таким образом, массовый расход воздуха через систему двигателя и выпуска также определяется для расчета содержания воды в отработавших газах. На 206, содержание воды в отработавших газах может корректироваться на основании влажности всасываемого воздуха, накопления воды в каталитическом нейтрализаторе и/или других дополнительных параметров, которые могут оказывать влияние на определение содержания воды в отработавших газах. Содержание воды в отработавших газах, определенное датчиком влажности, может корректироваться для удаления содержания воды в отработавших газах, возникающего из всасываемого воздуха. Таким образом, скорректированное содержание воды в отработавших газах может отражать только количество воды, являющееся результатом сожженного топлива. Кроме того, если датчик влажности расположен ниже по потоку от каталитического нейтрализатора отработавших газов или другого устройства последующей очистки, количество воды, накопленной в каталитическом нейтрализаторе или выпущенной из каталитического нейтрализатора во время определения содержания воды в отработавших газов, может оцениваться для компенсации показания датчика влажности на воду, накопленную или выпущенную каталитическим нейтрализатором. Например, если каталитический нейтрализатор является накапливающим воду, выходной сигнал с датчика влажности может указывать меньшее содержание воды в отработавших газах, чем фактически вырабатывается двигателем. Дополнительная информация касательно определения количества накопленной или выпущенной воды в каталитическом нейтрализаторе, будет пояснена ниже со ссылкой на фиг. 4.

На 208, состав топлива определяется на основании содержания воды в отработавших газах. Содержание спиртов в топливе может картироваться в содержание воды в отработавших газах. Например, содержание воды в отработавших газах около 83 г/кг может указывать, что двигатель осуществляет сгорание бензина, наряду с тем, что содержание воды в отработавших газах около 111 г/кг может указывать, что двигатель осуществляет сжигание топливной смеси 85% этилового спирта и 15% бензина. Контроллер может осуществлять доступ к справочной таблице для определения содержания спиртов в топливе. Содержание спиртов в топливе, определенное по справочной таблице, может модифицироваться на основании топливовоздушного соотношения или других параметров, для того чтобы учитывать неполное сгорание или другие переменные. Кроме того, количество воды в топливе может определяться в некоторых условиях. Например, если двигатель является работающим на 100% топливном этаноле, количество воды в топливе может меняться и, таким образом, датчик влажности может использоваться для определения содержания воды топлива.

На 210, рабочие параметры двигателя могут настраиваться на основании определенного состава топлива. Настроенные рабочие параметры двигателя могут включать в себя величину впрыска топлива, установку момента зажигания или другие параметры. В одном из примеров, количество впрыскиваемого топлива в двигатель во время холодного запуска двигателя может настраиваться на основании определенного содержания спиртов в топливе, для того чтобы предотвращать недостаточное или избыточное питание топливом, которое может приводить к проблемам запуска двигателя или чрезмерным выбросам. В одном из примеров, величина впрыска топлива может повышаться, если содержание воды в отработавших газах является большим, чем пороговое значение, и снижаться, если содержание воды в отработавших газах является меньшим, чем пороговое значение. Пороговое значение может быть ожидаемой величиной содержания воды в отработавших газах (например, ожидаемым количеством воды, вырабатываемой посредством сжигания используемого по умолчанию топлива, такого как бензин). Рабочие параметры двигателя могут настраиваться незамедлительно по определению состава топлива. Однако состав топлива может сохраняться в памяти контроллера, и рабочие параметры могут настраиваться во время последующей эксплуатации двигателя.

Таким образом, способ 200 предусматривает определение состава топлива с использованием датчика влажности отработавших газов. Измеренное содержание воды отработавших газов также может использоваться для управления работой нагревателя, выполненного с возможностью подогревать датчик отработавших газов, расположенный в выпускном канале двигателя Фиг. 3 иллюстрирует способ 300 для управления нагревателем датчика отработавших газов на основании обратной связи от датчика влажности. Нагреватель датчика отработавших газов может быть расположен около или в датчике отработавших газов и может вводиться в действие, для того чтобы подогревать датчик, когда датчик находится ниже своей рабочей температуры. Датчик отработавших газов может быть датчиком кислорода, используемым для регулирования с обратной связью топливовоздушного соотношения, таким как датчик 126. Если конденсат осел на датчике, когда нагреватель вводится в действие, и температура датчика быстро повышается, испарение конденсата может приводить к растрескиванию датчика. Таким образом, обратная связь от датчика влажности может указывать, вероятно ли, что конденсат скопился на датчике, и если так, нагреватель может управляться для предотвращения быстрого испарения конденсата.

Способ 300 включает в себя, на 302, определение рабочих параметров двигателя. Рабочие параметры двигателя могут включать в себя температуру двигателя, температуру отработавших газов, является ли двигатель работающим при условиях холодного запуска, и подобное. На 304, определяется, находится ли датчик отработавших газов ниже своей рабочей температуры. Рабочая температура может быть температурой, при которой датчик начинает эффективно функционировать, определяемой производителем датчика отработавших газов, и может быть постоянным значением, таким как 300°C. Датчик может нагреваться отработавшими газами; однако, запаздывание по времени, ассоциативно связанное с нагревом датчика посредством отработавших газов, может давать в результате неудовлетворительное регулирование топливовоздушного соотношения, приводя к повышенным выбросам. Для предотвращения этого, нагревательный элемент в датчике может вводиться в действие, чтобы быстро разогревать датчик, когда определено, что датчик находится ниже рабочей температуры. Определение, что датчик находится ниже рабочей температуры, может включать в себя определение того, является ли двигатель работающим при холодном запуске двигателя, оценку температуры датчика на основании температуры двигателя или температуры отработавших газов, или непосредственное измерение температуры датчика.

Если определено, что датчик не находится ниже рабочей температуры, способ 300 переходит на 306, чтобы поддерживать текущие рабочие параметры, а затем, способ 300 осуществляет возврат. Если датчик находится ниже рабочей температуры, способ 300 переходит на 308, чтобы определять точку росы отработавших газов на основании выходного сигнала датчика влажности. Точка росы отработавших газов является температурой, ниже которой выпуск водяного пара будет конденсироваться в жидкую воду, и может определяться на основании относительной влажности отработавших газов (определяемой датчиком влажности) и давления на выпуске. Определение точки росы также может включать в себя, на 310, коррекцию выходного сигнала датчика влажности на основании количества воды, накопленной или выпущенной в каталитическом нейтрализаторе выше по потоку от датчика влажности. Если каталитический нейтрализатор или другой выпускной компонент расположен в выпускном канале между датчиком отработавших газов и датчиком влажности, относительная влажность, определенная датчиком влажности, может не отражать относительную влажность на датчике отработавших газов вследствие воды, накопленной или выпущенной из каталитического нейтрализатора. Дополнительная информация об определении количества накопленной или выпущенной воды в каталитическом нейтрализаторе представлена ниже со ссылкой на фиг. 4.

На 312, определяется, является ли точка росы меньшей, чем температура датчика отработавших газов. Если точка росы является меньшей, чем температура датчика отработавших газов, конденсат не будет формироваться на датчике, и таким образом, способ 300 переходит на 316, чтобы вводить в действие нагреватель. Однако, если точка росы не является меньшей, чем температура датчика отработавших газов, конденсат может формироваться на датчике. Таким образом, способ 300 переходит на 314, чтобы выводить из работы нагреватель до тех пор, пока температура датчика не превышает точку росы. Датчик может медленно нагреваться отработавшими газами, когда нагреватель выведен из работы. Посредством выжидания, чтобы ввести в действие нагреватель, до тех пор, пока температура датчика не является большей, чем точка росы, быстрое испарение конденсата на датчике может предотвращаться. Однако в некоторых вариантах осуществления вместо вывода из работы нагревателя, нагреватель может настраиваться, чтобы подогревать датчик медленнее, чем если бы конденсат не присутствовал.

Вводится ли нагреватель в действие незамедлительно на 316, или выводится ли нагреватель из работы до тех пор, пока температура датчика отработавших газов не является большей, чем точка росы, на 314, способ 300 переходит на 318, чтобы определять, находится ли датчик на рабочей температуре. Если датчик еще не достиг рабочей температуры, способ 300 возвращается к началу цикла на 316, чтобы продолжать вводить в действие нагреватель. Если датчик находится на рабочей температуре, способ 300 переходит на 320, чтобы выводить из работы нагреватель, а затем, способ 300 осуществляет возврат.

Таким образом, способ 200 и 300 по фиг. 2 и 3 предусматривает различные настройки параметров на основании обратной связи от датчика влажности, расположенного в выпускном канале двигателя. Выходной сигнал показания влажности с датчика влажности может находиться под влиянием каталитического нейтрализатора выше по потоку от датчика, и таким образом, действие каталитического нейтрализатора на содержание воды ниже по потоку может определяться для повышения точности показаний датчика влажности. Модель накопления воды каталитического нейтрализатора может использоваться для предсказания, когда каталитический нейтрализатор является накапливающим воду, и сколько воды накоплено в каталитическом нейтрализаторе. Кроме того, модель накопления воды каталитического нейтрализатора может предсказывать, когда и сколько воды выпускается каталитическим нейтрализатором. Посредством вн