Датчик влажности отработавших газов и способ работы двигателя

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания. Техническим результатом является настройка рабочих параметров двигателя на основании выходного сигнала из датчика влажности отработавших газов. Результат достигается тем, что, на основании точки росы отработавших газов, способ содержит настройку нагревателя датчика отработавших газов, выполненного с возможностью подогревать датчик отработавших газов, размещенный в выпускном канале двигателя, точка росы основана на выходном сигнале из датчика влажности, расположенного в выпускном канале. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

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 внесения поправки в выходной сигнал датчика влажности на основании накопленной/выпущенной воды, показания датчика влажности, используемые в вышеприведенных способах, могут иметь большую точность. Кроме того, как пояснено подробнее со ссылкой на фиг. 5, модель накопления воды каталитического нейтрализатора наряду с текущим выходным сигналом из датчика влажности может использоваться для диагностирования ухудшения характеристик каталитического нейтрализатора.

Фиг. 4 иллюстрирует способ 400 для внесения поправки датчика влажности с использованием модели накопления воды каталитического нейтрализатора. Способ 400 может выполняться контроллером 12, чтобы вносить поправку в выходной сигнал из датчика 128, скомпонованный ниже по потоку от каталитического нейтрализатора 70. Способ 400 включает в себя, на 402, определение рабочих параметров двигателя. Определенные рабочие параметры могут включать в себя число оборотов двигателя, нагрузку двигателя, температуру отработавших газов, топливовоздушное соотношение, истекшее время после запуска двигателя и/или другие параметры. На 404, оценивается количество воды, накопленной в каталитическом нейтрализаторе. Количество накопленной воды может оцениваться на основании множества параметров. Например, содержание воды отработавших газов выше по потоку от каталитического нейтрализатора, коэффициент давления на каталитическом нейтрализаторе и температура каталитического нейтрализатора могут использоваться для предсказания, накапливается ли вода в каталитическом нейтрализаторе. Содержание воды отработавших газов выше по потоку от каталитического нейтрализатора может оцениваться на основании влажности всасываемого воздуха и содержания воды, вырабатываемого во время сгорания. Влажность всасываемого воздуха может определяться с использованием датчика влажности отработавших газов во время условий отсутствия питания топливом, или она может определяться по датчику влажности на впуске. Содержание воды, вырабатываемое во время сгорания, может быть основано на топливовоздушном соотношении, массовом расходе воздуха и составе топлива (определенном с использованием способа 200 по фиг. 2 в одном из примеров). Дополнительно, если двигатель включает в себя систему рециркуляции отработавших газов, которая направляет часть отработавших газов обратно на впуск двигателя, влажность отработавших газов и/или количество отработавших газов, отведенное от каталитического нейтрализатора, также могут использоваться для определения накопленного содержания воды.

Таким образом, накопление воды в каталитическом нейтрализаторе может определяться посредством оценки содержания воды отработавших газов, которое основано на содержании воды всасываемого воздуха и воды, вырабатываемой во время сгорания. Количество воды, которое может накапливаться в каталитическом нейтрализаторе, в таком случае, может определяться на основании оцененного содержания воды и температуры каталитического нейтрализатора (которая может измеряться непосредственно или оцениваться на основании температуры отработавших газов), а в некоторых вариантах осуществления, также на основании коэффициента давления на каталитическом нейтрализаторе. Однако, в других вариантах осуществления, количество накопленной воды в каталитическом нейтрализаторе может картироваться в один или два более простых входных сигнала, таких как нагрузка двигателя и температура каталитического нейтрализатора.

На 406, оценивается количество воды, выпущенной из каталитического нейтрализатора. В зависимости от температуры каталитического нейтрализатора, количество выпущенной воды может быть функцией температуры каталитического нейтрализатора, количества воды, накопленной ранее в каталитическом нейтрализаторе (определяемого, как описано выше), и массового расхода отработавших газов через каталитический нейтрализатор. Например, при температуре каталитического нейтрализатора ниже розжига, вода, выпускаемая (например, испаренная) из каталитического нейтрализатора, может быть водой, которая накопилась раньше в каталитическом нейтрализаторе, но сейчас является испаряющейся, так как каталитический нейтрализатор нагревается. Однако около температуры розжига составляющие, присутствующие в отработавших газах (например, NOx, несгоревшие углеводороды, CO), могут восстанавливаться в каталитическом нейтрализаторе, давая воду в качестве побочного продукта реакций. Таким образом, определение количества выпущенной воды может включать в себя определение как количества накопленной ранее воды, на данный момент выпускаемой, так и количества воды, вырабатываемой реакциями в каталитическом нейтрализаторе. Один или оба из этих источников воды выпускаются, является зависящим от температуры каталитического нейтрализатора. Например, ниже температуры розжига, почти вся выпущенная вода может быть испаренной водой, которая была накоплена раньше в каталитическом нейтрализаторе. Затем, к моменту времени, когда каталитический нейтрализатор достигает температуры розжига, вся накопленная вода может испариться и, таким образом, выпущенная вода может быть водой, вырабатываемой реакциями, происходящими в каталитическом нейтрализаторе.

Количество воды, образуемой посредством реакций восстановления составляющих отработавших газов, может определяться на основании топливовоздушного соотношения, нагрузки двигателя и температуры двигателя, а также температуры каталитического нейтрализатора. Дополнительно, если количество выпущенной воды определяется вслед за холодным запуском двигателя, количество воды, выпущенной благодаря составляющим отработавших газов, может учитывать реакции, происходящие с составляющими, которые были накоплены в каталитическом нейтрализатора во время работы холодного каталитического нейтрализатора (например, до того, как была достигнута температура розжига). Таким образом, особенности каталитического нейтрализатора (такие как тип катализатора, размер, и подобное), а также время после того, как была достигнута температура розжига, также могут использоваться для определения количества выпущенной воды.

На 408 выходной сигнал датчика влажности может корректироваться на основании накопления и выпуска воды каталитического нейтрализатора. Например, выходной сигнал датчика влажности может корректироваться путем внесения поправки на разность между оцененной накопленной и выпущенной водой. Таким образом, если большее количество воды накапливается, чем выпускается, выходной сигнал датчика влажности может корректироваться, чтобы отражать большее, чем измеренное, содержание воды в отработавших газах. Если большее количество воды выпускается, чем накапливается, выходной сигнал датчика влажности может корректироваться, чтобы отражать меньшее, чем измеренное, содержание воды в отработавших газах.

Таким образом, модель накопления воды каталитического нейтрализатора может использоваться для оценки, при каких температурах каталитического нейтрализатора вода будет накапливаться и/или выпускаться из каталитического нейтрализатора, для того чтобы вносить поправку в выходной сигнал из датчика влажности ниже по потоку от каталитического нейтрализатора. Однако модель накопления воды каталитического нейтрализатора и выходной сигнал датчика влажности также могут использоваться для диагностирования ухудшения характеристик каталитического нейтрализатора. Более точно, по мере того, как каталитический нейтрализатор стареет, может отнимать большее время, чтобы достигать температуры розжига, и/или температура розжига каталитического нейтрализатора может повышаться или изменяться иным образом. Модель накопления воды каталитического нейтрализатора может использоваться для предсказания, когда вода накапливается, и когда вода выпускается из каталитического нейтрализатора, и выходной сигнал датчика влажности может использоваться для определения, является ли вода фактически накапливаемой и выпускаемой, как предсказано. Если предсказано, что заданное количество воды должно выпускаться из каталитического нейтрализатора при температуре розжига, но датчик влажности указывает, что вода фактически выпускается при температуре, более высокой, чем температура розжига, например, рабочие параметры двигателя могут настраиваться, чтобы компенсировать задержку на время розжига.

Фиг. 5 иллюстрирует способ 500 диагностики каталитического нейтрализатора с использованием модели накопления воды каталитического нейтрализатора и выходного сигнала датчика влажности. Способ 500 может выполняться контроллером 12 в течение подходящего периода эксплуатации двигателя, такого как во время и вслед за холодным запуском двигателя, где температура каталитического нейтрализатора повышается до температуры розжига. Способ 500 содержит, на 502, определение, находится ли каталитический нейтрализатор ниже пороговой температуры. Пороговая температура может быть заданной температурой розжига каталитического нейтрализатора (в качестве определяемой по производителю каталитического нейтрализатора или по результатам предыдущей диагностики). Если температура каталитического нейтрализатора не находится ниже порогового значения, способ 500 осуществляет возврат. Если каталитический нейтрализатор находится ниже пороговой температуры, способ 500 переходит на 504, чтобы предсказывать количество выпущенной воды из каталитического нейтрализатора при заданной температуре розжига. Количество выпущенной воды может быть предсказанием с использованием модели накопления воды каталитического нейтрализатора, поясненной выше со ссылкой на фиг. 4, с входным сигналом заданной температуры розжига в качестве температуры каталитического нейтрализатора, используемой для оценки количества выпущенной воды. Это количество воды является предсказанием воды, которую каталитический нейтрализатор будет выпускать, как только он достигает температуры розжига. На 506, определяется температура отработавших газов (или температура каталитического нейтрализатора), при которой выпускается предсказанное количество воды. Количество воды, фактически выпущенное каталитическим нейтрализатором, может определяться датчиком влажности. В то время как датчик влажности выводит указание всего содержания воды отработавших газов, влажность, обусловленная всасываемым воздухом и сгоранием, может удаляться из показания датчика влажности в одном из примеров.

На 508, определяется, является ли температура отработавших газов, при которой предсказанное количество воды выпускается фактически, иной, чем заданная температуры розжига. Термин «иной чем» может включать в себя любые температуры, которые являются иными, чем температура розжига. Однако в других вариантах осуществления измеренная температура отработавших газов может быть иной, чем температура розжига, на более чем пороговую величину, такую как в пределах 10°C от температуры розжига. Подобным образом, при определении, на какой температуре фактическое количество воды, выпущенной из каталитического нейтрализатора, равно предсказанному количеству, равенство может включать в себя в точности идентичные количества, или оно может включать в себя пределы диапазона пороговых значений, такие как в пределах 5% предсказанного количества. Если температура отработавших газов не является иной, чем заданная температура розжига, способ 500 переходит на 510, чтобы поддерживать текущие рабочие параметры (так как определенная температура розжига равна заданной температуре розжига), и способ 500 осуществляет возврат.

Если температура отработавших газов является иной, чем заданная температура розжига, способ 500 переходит на 512, чтобы устанавливать фактическую температуру розжига каталитического нейтрализатора в качестве являющейся равной измеренной температуре отработавших газов, при которой выпускалось предсказанное количество воды. На 514, рабочие параметры двигателя могут настраиваться на основании вновь установленной температуры розжига. Это может включать в себя, при последующем холодном запуске, повышение температуры отработавших газов до более высокой температуры, более быстрое повышение температуры отработавших газов, и подобное, чем при работе с заданной температурой розжига. Так как каталитический нейтрализатор является работающим с иной температурой розжига, чем предыдущие операции, для предотвращения повышенных выбросов с отработавшими газами, каталитический нейтрализатор разогревается до новой температуры розжига отработавшими газами. Для более быстрого повышения температуры отработавших газов или до более высокой температуры, может производиться установка запаздывания момента зажигания, может настраиваться топливовоздушное соотношение, может настраиваться контур охлаждения двигателя, и подобное. Например, контур охлаждения двигателя может включать в себя клапан, управляемый для настройки количества охлаждающей жидкости, охлаждаемой теплообменником двигателя. Чтобы разогревать отработавшие газы, количество охлаждающей жидкости, которое охлаждается, может уменьшаться, таким образом, вызывая подъем температур двигателя и отработавших газов. Другие рабочие параметры также могут настраиваться, такие как давление наддува двигателя (если двигатель имеет турбонаддув), величина рециркуляции отработавших газов, и подобное. Кроме того, если температура розжига каталитического нейтрализатора изменилась на относительно большую величину, водитель может извещаться, что каталитический нейтрализатор проявляет ухудшение характеристик.

Таким образом, способ 500 по фиг. 5 может диагностировать температуру розжига каталитического нейтрализатора посредством сравнения влажности отработавших газов с ожидаемой влажностью отработавших газов при температуре розжига каталитического нейтрализатора. Если влажности не равны (или находятся в пределах диапазона пороговых значений, такого как 5%), может определяться, что каталитический нейтрализатор не является работающим с ожидаемой температурой розжига каталитического нейтрализатора. Для предотвращения повышенных выбросов, когда температура розжига является иной, чем ожидается, могут настраиваться рабочие параметры двигателя. Например, устанавливаться запаздывание момента зажигания, и/или топливовоздушное соотношение увеличиваться для повышения температура отработавших газов до новой температуры розжига.

Фиг. 6 и 7 иллюстрируют различные рабочие параметры двигателя во время выполнения описанных выше способов в транспортном средстве с изменяемым топливом, выполненном с возможностью работать на меняющихся типах топлива. Например, транспортное средство может работать на бензиновом топливе, а при следующей дозаправке бака, может работать на топливе E85. Более точно, диаграмма 600 по фиг. 6 иллюстрирует температуру отработавших газов, содержание спиртов в топливе, влажность отработавших газов, работу нагревателя датчика отработавших газов и уровень накопления воды в каталитическом нейтрализаторе во время холодного запуска двигателя (например, когда двигатель является работающим, начиная с температуры окружающей среды при запуске) на бензиновом топливе. Диаграмма 700 по фиг. 7 иллюстрирует температуру отработавших газов, содержание спиртов в топливе, влажность отработавших газов, работу нагревателя датчика отработавших газов и уровень накопления воды в каталитическом нейтрализаторе во время холодного запуска двигателя на топливе E85 (85% этилового спирта, 15% бензина). Для каждой диаграммы, время проиллюстрировано на горизонтальной оси наряду с тем, что каждый соответственный рабочий параметр проиллюстрирован на вертикальной оси.

Со ссылкой, прежде всего, на фиг. 6, температура на выпуске во время холодного запуска проиллюстрирована кривой 602. При запуске, двигатель может быть работающим с относительно низкой температурой на выпуске, такой как температура окружающей среды. По мере того, как двигатель прогревается, температура на выпуске также возрастает. Двигатель является работающим на бензиновом топливе (или топливе, которое, в ином случае, содержит немного или нисколько спиртов). Как показано кривой 604, содержание спиртов в топливе у топлива, впрыскиваемого в двигатель, имеет значение 0%.

Кроме того, как изображено кривой 606, влажность отработавших газов (измеренная датчиком 128 влажности) остается относительно постоянной во время начальной стадии холодного запуска (до момента T₁ времени). К тому же, во время начала промежутка времени, изображенного на диаграмме 600, точка росы является большей, чем температура датчика отработавших газов (которая может находиться на сравнительно сходной температуре, как отработавшие газы), и таким образом, нагреватель датчика отработавших газов выключен, как проиллюстрировано кривой 608. Однако, в момент T₁ времени, температура датчика отработавших газов возрастает выше точки росы, и нагреватель включается.

Двигатель также может включать в себя каталитический нейтрализатор в выпускном канале. Когда каталитический нейтрализатор является холодным вслед за запуском двигателя, он может накапливать воду (например, конденсат может скапливаться внутри каталитического нейтрализатора). Таким образом, как показано кривой 610, количество воды, накопленной в каталитическом нейтрализаторе, может постепенно возрастать по мере того, как влажные отработавшие газы проходят через каталитический нейтрализатор. Однако по мере того, как каталитический нейтрализатор начинает прогреваться вследствие повышающейся температуры отработавших газов, количество конденсата, который скапливается в каталитическом нейтрализаторе, может уменьшаться. В момент T₃ времени, температура отработавших газов может быть достаточно высокой (и может быть течение на достаточно высокой скорости), чтобы нагревать каталитический нейтрализатор до точки, где накопленная вода начинает выпускаться (например, конденсат начинает испаряться). Как результат, количество накопленной воды в каталитическом нейтрализаторе начинает уменьшаться до тех пор, пока воды не остается в каталитическом нейтрализаторе. Выпущенная вода из каталитического нейтрализатора может отражаться во влажности отработавших газов, измеренной датчиком влажности, которая, как показано на кривой 606, возрастает после момента T₃ времени, так как выпускается вода каталитического нейтрализатора.

Кроме того, так как каталитический нейтрализатор является накапливающим воду во время большей части продолжительности времени, изображенной диаграммой 600, влажность отработавших газов, определенная датчиком влажности, может быть неточной, если датчик влажности расположен ниже по потоку от каталитического нейтрализатора. Например, вода, накопленная в каталитическом нейтрализаторе, не достигает датчика влажности, и таким образом, датчик может выдавать более низкий уровень влажности, чем фактическая влажность выше по потоку от каталитического нейтрализатора. Как пояснено раньше, если количество воды, накопленной в каталитическом нейтрализаторе, известно (например, если оно оценено с использованием модели накопления воды каталитического нейтрализатора), влажность отработавших газов, определенная датчиком, может подвергаться поправке, чтобы учитывать накопление воды в каталитическом нейтрализаторе.

Далее, со ссылкой на фиг. 7, температура отработавших газов, проиллюстрированная кривой 702, начинается низко и поднимается по мере того, как прогревается двигатель, во время холодного запуска. Двигатель является впрыскивающим топливо E85 и, по существу, содержание спиртов в топливе, проиллюстрированное кривой 704, находится приблизительно на 85%. Так как топливо E85 вырабатывает большее количество воды во время сгорания, чем бензиновое топливо, влажность отработавших газов, изображенная на кривой 706, находится выше, чем влажность отработавших газов, изображенная кривой 606 по фиг. 6. Вследствие более высокой величины влажности отработавших газов, точка росы отработавших газов может быть более высокой, и, по существу, температура отработавших газов может возрастать до более высокой температуры до того, как включен нагреватель, чем когда двигатель работает на бензиновом топливе. Таким образом, нагреватель датчика отработавших газов, проиллюстрированный кривой 708, включается в момент T₂ времени, который задержан по сравнению с тем, когда нагреватель датчика отработавших газов вводился в действие на диаграмме 600. Дополнительно, количество воды, накопленное в каталитическом нейтрализаторе, является большим при работе на топливе E85, чем на бензиновом топливе, что проиллюстрировано на кривой 710. Однако подобно накоплению воды, проиллюстрированному на фиг. 6, как только температура отработавших газов достигает достаточно высокой температуры, вода в каталитическом нейтрализаторе выпускается после момента T₃ времени, и влажность отработавших газов снижается.

Будет принято во внимание, что конфигурации и способы, раскрытые в материалах настоящей заявки, являются примерными по сути, и что эти специфичные варианты осуществления не должны рассматриваться в ограничительном смысле, так как возможны многочисленные варианты. Например, вышеприведенная технология может быть применена к типам двигателя V6, I-4, I-6, V-12, оппозитному 4-цилиндровому и другим типам двигателя. Предмет настоящего раскрытия включает в себя все новейшие и неочевидные комбинации и подкомбинации различных систем и конфигураций, и другие признаки, функции и/или свойства, раскрытые в материалах настоящей заявки.

Последующая формула изобретения подробно указывает некоторые комбинации и подкомбинации, рассматриваемые в качестве новейших и неочевидных. Эти пункты формулы изобретения могут указывать ссылкой на элемент в единственном числе либо «первый» элемент или его эквивалент. Должно быть понятно, что такие пункты формулы изобретения включают в себя объединение одного или более таких элементов, не требуя и не исключая двух или более таких элементов. Другие комбинации и подкомбинации раскрытых признаков, функций, элементов и/или свойств могут быть заявлены формулой изобретения посредством изменения настоящей формулы изобретения или представления новой формулы изобретения в этой или родственной заявке. Такая формула изобретения, более широкая, более узкая, равная или отличная по объему по отношению к исходной формуле изобретения, также рассматривается в качестве включенной в предмет изобретения настоящего раскрытия.

1. Способ работы двигателя, содержащий:

на основании точки росы отработавшего газа регулировку нагревателя датчика отработавшего газа, выполненного с возможностью подогревать датчик отработавшего газа, размещенный в выпускном патрубке двигателя, причем точка росы основана на выходном сигнале датчика влажности, расположенного в выпускном патрубке, и

регулировку количества впрыскиваемого топлива на основании выходного сигнала датчика влажности,

причем точку росы определяют на основании относительной влажности отработавшего газа, определенной датчиком влажности, температуры отработавшего газа и давления отработавшего газа.

2. Способ по п. 1, причем регулировка нагревателя датчика отработавшего газа дополнительно содержит выключение нагревателя датчика отработавшего газа, если точка росы больше, чем температура датчика отработавшего газа.

3. Способ по п. 1, причем регулировка нагревателя датчика отработавшего газа дополнительно содержит включение нагревателя датчика отработавшего газа, если точка росы меньше, чем температура датчика отработавшего газа, а температура отработавшего газа находится ниже порогового значения.

4. Способ по п. 1, дополнительно содержащий регулировку температуры отработавшего газа на основании выходного сигнала датчика влажности.

5. Способ работы двигателя, содержащий:

определение температуры розжига каталитического нейтрализатора, расположенного в выпускном патрубке двигателя, на основании содержания воды в отработавшем газе, измеренного датчиком влажности, расположенным в выпускном патрубке ниже по потоку от каталитического нейтрализатора; и

во время условий холодного запуска двигателя

прогнозирование количества воды, которое должно выделяться из каталитического нейтрализатора, когда каталитический нейтрализатор достигает температуры розжига;

установку температуры розжига в качестве температуры отработавшего газа, при которой прогнозное количество воды выделяется из каталитического нейтрализатора; и

регулировку рабочих параметров двигателя для повышения температуры отработавшего газа выше температуры розжига.

6. Способ по п. 5, дополнительно содержащий определение того, что прогнозное количество воды было выделено из каталитического нейтрализатора, на основании выходного сигнала датчика влажности.

7. Способ по п. 5, причем прогнозное количество воды, которое должно выделяться из каталитического нейтрализатора, оценивают на основании количества составляющих отработавшего газа, накопленного в каталитическом нейтрализаторе во время условий холодного запуска.

8. Способ по п. 5, причем регулировка рабочих параметров двигателя для повышения температуры отработавшего газа дополнительно содержит регулировку соотношения компонентов топливовоздушной смеси.

9. Способ по п. 5, причем регулировка рабочих параметров двигателя для повышения температуры отработавшего газа дополнительно содержит задержку момента зажигания.

10. Способ, выполняемый электронным контроллером в комбинации с двигателем и одним или более датчиками, содержащий:

регулировку посредством электронного контроллера измеренного содержания воды в отработавшем газе на основании накопления и выделения воды в каталитическом нейтрализаторе, причем содержание воды в отработавшем газе измеряют датчиком влажности, расположенным в выпускном патрубке двигателя; и

регулировку количества впрыскиваемого топлива, которое впрыскивается инжектором, на основании отрегулированного содержания воды в отработавшем газе.

11. Способ по п. 10, причем каталитический нейтрализатор расположен выше по потоку от датчика влажности, и при этом накопление и выделение воды определяют на основании количества воды, вырабатываемого во время сгорания, и температуры каталитического нейтрализатора.

12. Способ по п. 11, причем количество воды, вырабатываемое во время сгорания, оценивают на основании влажности всасываемого воздуха, соотношения компонентов топливовоздушной смеси и состава топлива.

13. Способ по п. 12, причем состав топлива определяют на основании выходного сигнала датчика влажности.

14. Способ по п. 10, причем регулировка измеренного содержания воды в отработавшем газе дополнительно содержит уменьшение измеренного содержания воды в отработавшем газе на количество выделенной воды, если вода выделяется из каталитического нейтрализатора.

15. Способ по п. 10, причем регулировка измеренного содержания воды в отработавшем газе дополнительно содержит увеличение измеренного содержания воды в отработавшем газе на количество накопленной воды, если вода накапливается в каталитическом нейтрализаторе.

16. Способ по п. 10, причем регулировка количества впрыскиваемого топлива дополнительно содержит увеличение количества впрыскиваемого топлива, если отрегулированное содержание воды в отработавшем газе больше, чем пороговое значение, и уменьшение количества впрыскиваемого топлива, если отрегулированное содержание воды в отработавшем газе меньше, чем пороговое значение.

17. Способ по п. 12, в котором датчик влажности является первым датчиком влажности и дополнительно содержится определение влажности всасываемого воздуха на основании выходного сигнала от второго датчика влажности, расположенного во всасывающем патрубке двигателя.

18. Способ по п. 10, дополнительно содержащий определение точки росы отработавшего газа на основании отрегулированного содержания воды в отработавшем газе и регулировку нагревателя датчика отработавшего газа, выполненного с возможностью нагревать датчик отработавшего газа, расположенный в выпускном патрубке двигателя, на основании точки росы отработавшего газа.

19. Способ по п. 18, причем регулировка датчика отработавшего газа дополнительно содержит выключение нагревателя датчика отработавшего газа, если точка росы больше, чем температура датчика отработавшего газа.

20. Способ по п. 18, причем регулировка датчика отработавшего газа дополнительно содержит включение нагревателя датчика отработавшего газа, если точка росы ниже, чем температура датчика отработавшего газа, а температура отработавшего газа ниже порогового значения.

21. Способ по п. 10, содержащий:

определение температуры розжига каталитического нейтрализатора на основании содержания воды в отработавшем газе, измеренного датчиком влажности; и

во время условий холодного запуска регулировку рабочих параметров двигателя для увеличения температуры отработавшего газа выше температуры розжига.

22. Способ по п. 21, причем определение температуры розжига дополнительно содержит:

во время условий холодного запуска прогнозирование количества воды, которое должно выделяться из каталитического нейтрализатора, когда каталитический нейтрализатор достигает температуры розжига; и

установление температуры розжига в качестве температуры отработавшего газа, при которой прогнозное количество воды выделяется из каталитического нейтрализатора.

23. Способ по п. 22, дополнительно содержащий определение того, что прогнозное количество воды было выделено из каталитического нейтрализатора, на основании выходного сигнала датчика влажности.

24. Способ по п. 23, причем прогнозное количество воды, которое должно выделяться из каталитического нейтрализатора, оценивают на основании количества составляющих отработавшего газа, накопленного в каталитическом нейтрализаторе во время условий холодного запуска.

25. Способ по п. 10, дополнительно содержащий определение количества воды, накопленного в каталитическом нейтрализаторе, на основании нагрузки двигателя и температуры каталитического нейтрализатора, и определение количества воды, выделенного из каталитического нейтрализатора, на основании температуры каталитического нейтрализатора, количества воды, ранее накопленного в каталитическом нейтрализаторе, и массового расхода отработавшего газа через каталитический нейтрализатор.

26. Способ по п. 10, дополнительно содержащий регулировку задержки момента зажигания свечи зажигания на основании отрегулированного содержания воды в отработавшем газе.