Egr閥升程和egr閥流傳遞函數(shù)的獲悉的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及EGR閥升程和EGR閥流傳遞函數(shù)的獲悉。提供了用于在低閥升程狀況期間通過獲悉EGR閥升程的誤差和/或EGR閥流傳遞函數(shù)來改善基于閥兩端的Δ壓力(DPOV)的EGR流測量的準(zhǔn)確性的方法和系統(tǒng)。
【專利說明】EGR閥升程和EGR閥流傳遞函數(shù)的獲悉

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本申請涉及用于基于排氣再循環(huán)（EGR)閥泄露調(diào)整運轉(zhuǎn)的系統(tǒng)和方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 發(fā)動機(jī)系統(tǒng)可以裝有將一部分排氣從發(fā)動機(jī)排氣裝置再循環(huán)至發(fā)動機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng) 的排氣再循環(huán)系統(tǒng)，以改善燃料經(jīng)濟(jì)性并減少規(guī)定的排放。再循環(huán)的排氣可以稀釋進(jìn)氣空 氣的氧濃度，從而導(dǎo)致降低的燃燒溫度，并且因此可以減少排氣中的氮氧化物的形成。為了 實現(xiàn)改善發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)和減少排放，可以通過調(diào)整發(fā)動機(jī)致動器來維持目標(biāo)EGR流率和空燃 比。
[0003] EGR閥可以被包括在排氣再循環(huán)路徑中，以控制被再循環(huán)的排氣量，從而實現(xiàn)期望 的空氣進(jìn)氣稀釋。渦輪增壓發(fā)動機(jī)系統(tǒng)可以包括低壓EGR(LP-EGR)系統(tǒng)，其將排氣從渦輪 下游的排氣通道再循環(huán)至渦輪增壓器壓縮機(jī)上游的進(jìn)氣通道。因此，排氣可以被再循環(huán)到 壓縮機(jī)上游的低壓進(jìn)氣系統(tǒng)（LP-AIS)內(nèi)，從而導(dǎo)致新鮮進(jìn)氣與壓縮機(jī)下游的EGR的壓縮混 合氣。
[0004] 可以基于EGR閥兩端的壓差和通過EGR閥升程確定的流動面積測量EGR流。EGR 流測量的誤差會導(dǎo)致燃料經(jīng)濟(jì)性降低、發(fā)動機(jī)性能退化以及排放增加。因此，在發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn) 期間必須監(jiān)測并控制EGR流，以便為燃燒提供最佳的EGR和空氣/燃料混合物。Song等人 在US 2012/0073179A1中例舉說明了一種用于控制EGR流率的示例方法。在Song等人的 公開中，基于進(jìn)氣裝置處的氧濃度估計第一 EGR流率，并基于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和發(fā)動機(jī)負(fù)荷估 計第二EGR流率?；趦蓚€流率之間的差，指示EGR系統(tǒng)的故障。
[0005] 然而，發(fā)明人在此已經(jīng)認(rèn)識到這類系統(tǒng)的問題。例如，在確定EGR流時，Song沒有 考慮由于碳煙在EGR閥處累積會發(fā)生的閥升程或閥面積的變化。不均勻的碳煙累積會導(dǎo)致 有效的閥面積的變化，有效的閥面積的變化會導(dǎo)致EGR測量誤差。因此，EGR流的延遲和不 充分可能發(fā)生，這進(jìn)而會導(dǎo)致燃料經(jīng)濟(jì)性、發(fā)動機(jī)性能與排放退化。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 因此，在一個示例中，可以通過一種用于發(fā)動機(jī)的方法至少部分地解決一些上述 問題，該方法包含：關(guān)閉排氣再循環(huán)（EGR)閥；減小進(jìn)氣節(jié)氣門開度，直至關(guān)閉的EGR閥兩 端的壓差到達(dá)閾值；以及當(dāng)壓差被維持時，基于進(jìn)氣氧獲悉EGR泄露流修正，并在打開的 EGR閥運轉(zhuǎn)期間基于運轉(zhuǎn)參數(shù)和EGR泄露流修正調(diào)整EGR閥。
[0007] 在另一示例中，一種用于發(fā)動機(jī)的方法可以包含：減小進(jìn)氣節(jié)氣門開度，同時關(guān)閉 EGR閥；以及基于位于節(jié)氣門上游的進(jìn)氣歧管氧傳感器估計EGR閥泄漏面積。該方法還可 以包含基于估計的EGR閥泄漏面積修正EGR流率。
[0008] 在另一示例中，一種用于發(fā)動機(jī)的方法可以包含：減小進(jìn)氣節(jié)氣門開度，同時調(diào)整 EGR閥的升程；以及基于位于稀釋的氣流中的進(jìn)氣歧管氧傳感器獲悉EGR流與閥升程的傳 遞函數(shù)。該方法還可以包含基于獲悉的傳遞函數(shù)修正EGR流率。
[0009] 以此方式，可以提供用于發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)的方法，以便準(zhǔn)確地獲悉EGR閥升程的 變化，并基于基于閥升程調(diào)整流率。通過在閥關(guān)閉狀況期間獲悉EGR閥的有效泄露面積，和 /或通過在不同閥升程狀況期間獲悉壓差傳遞函數(shù)，可以執(zhí)行對有效的EGR閥面積的調(diào)整。 因此，可以獲得更準(zhǔn)確的EGR流測量，并且因此可以獲得改善的燃料經(jīng)濟(jì)性、改善的發(fā)動機(jī) 性能和減少的排放。另外，可以通過利用獲悉的泄露面積和傳遞函數(shù)來計算EGR流相對于 標(biāo)稱流的變化。一旦確定EGR流的變化大于閾值變化，就可以指示EGR閥退化。通過基于 獲悉的泄露面積和/或傳遞函數(shù)確定EGR閥退化，可以獲得更準(zhǔn)確的泄露診斷，并且可以實 現(xiàn)更準(zhǔn)確的EGR控制。
[0010] 應(yīng)當(dāng)理解，提供以上概述是為了以簡化的形式介紹一些概念，這些概念在具體實 施方式中被進(jìn)一步描述。這并不意味著確定所要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵或基本特征，要求保 護(hù)的主題的范圍被緊隨【具體實施方式】之后的權(quán)利要求唯一地限定。此外，要求保護(hù)的主題 不限于解決在上面或在本公開的任何部分中提及的任何缺點的實施方式。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011] 參照附圖，通過閱讀非限制性實施例的【具體實施方式】，將會更好地理解本公開的 主題。
[0012] 圖1示出了雙渦輪增壓的發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的示意圖，包括低壓EGR系統(tǒng)和進(jìn)氣氧傳感 器。
[0013] 圖2示出了圖1所示的雙渦輪增壓的發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的低壓EGR系統(tǒng)的示意圖，包括 來自LP-EGR系統(tǒng)的可以被用來確定EGR流率的信號。
[0014] 圖3A示出了圖示說明用于基于EGR泄露速率執(zhí)行EGR閥診斷的程序的流程圖。
[0015] 圖3B示出了圖示說明用于基于EGR泄露速率確定EGR流的程序的流程圖。
[0016] 圖3C示出了圖示說明用于確定EGR閥泄露速率的程序的流程圖。
[0017] 圖4A示出了圖示說明用于基于閥兩端的A壓力（DP0V)傳遞函數(shù)執(zhí)行EGR閥診 斷的程序的流程圖。
[0018] 圖4B示出了圖示說明用于基于DP0V傳遞函數(shù)確定EGR流的程序的流程圖。
[0019] 圖4C示出了圖示說明用于確定DP0V傳遞函數(shù)的程序的流程圖。
[0020] 圖5和圖6示出了用于通過DP0V的EGR測量的示例獲悉過程。
[0021] 圖7示出了圖示說明為在發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)期間供應(yīng)期望的EGR的獲悉的EGR流修正的 應(yīng)用的流程圖。

【具體實施方式】
[0022] 提供了用于通過獲悉EGR流的誤差來增加基于基于發(fā)動機(jī)系統(tǒng)（諸如圖1的發(fā)動 機(jī)系統(tǒng)）中的閥兩端的A壓力（DP0V)測量系統(tǒng)確定的EGR流測量的準(zhǔn)確性的方法和系 統(tǒng)?；谌鐖D2所示的來自EGR系統(tǒng)的信號，可以執(zhí)行DP0V測量方法，以確定EGR流。碳 煙累積會引起EGR閥升程的誤差，從而導(dǎo)致通過DP0V的EGR流測量的誤差?？刂破骺梢栽?關(guān)閉的EGR閥狀況期間執(zhí)行程序（諸如圖3C處的程序）以確定EGR閥泄露速率。因此，獲 得的EGR泄露速率可以被用于EGR閥診斷（如在圖3A處所描述的），并且被用來修正用于 EGR流測量的有效的EGR流動面積（如在圖3B處所描述的）。另外，控制器可以執(zhí)行程序 (諸如圖4C處的程序）以確定DPOV傳遞函數(shù)，該函數(shù)可以允許在不同閥升程位置獲悉EGR 閥流特性的變化。經(jīng)確定的傳遞函數(shù)可以被用于EGR閥診斷（如在圖4A處所描述的），并 且可以被用來修正用于EGR流測量和準(zhǔn)確控制的有效的EGR流動面積（如在圖4B處所描 述的）。在圖5處示出了 EGR閥泄露速率的獲悉示例。在圖6處示出了 DP0V傳遞函數(shù)的獲 悉示例。如圖7所示，基于EGR閥泄露速率和DP0V傳遞函數(shù)獲悉的EGR流修正可以被用來 在發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)期間提供期望的EGR。
[0023] 圖1示出了示例渦輪增壓發(fā)動機(jī)系統(tǒng)100的示意圖，渦輪增壓發(fā)動機(jī)系統(tǒng)100包 括多缸內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10與可以完全相同的雙渦輪增壓器120和130。作為一個非限制性示 例，發(fā)動機(jī)系統(tǒng)100可以被包括作為客車推進(jìn)系統(tǒng)的一部分。盡管本文中沒有描述，在不背 離本公開的范圍的情況下，可以使用諸如具有單渦輪增壓器的發(fā)動機(jī)的其他發(fā)動機(jī)構(gòu)造。
[0024] 發(fā)動機(jī)系統(tǒng)100可以至少部分地被控制器12以及經(jīng)由輸入裝置192來自車輛操 作者190的輸入控制。在這個示例中，輸入裝置192包括加速器踏板和用于產(chǎn)生成比例的 踏板位置信號PP的踏板位置傳感器194?？刂破?2可以是微型計算機(jī)，其包括以下：微處 理器單元、輸入/輸出端口、用于可執(zhí)行程序和校準(zhǔn)值的電子存儲介質(zhì)（例如，只讀存儲器 芯片）、隨機(jī)存取存儲器、?；畲鎯ζ骱蛿?shù)據(jù)總線。存儲介質(zhì)只讀存儲器可以用計算機(jī)可讀 數(shù)據(jù)編程，該計算機(jī)可讀數(shù)據(jù)表示可由微處理器執(zhí)行的永久指令，用于執(zhí)行在本文中所描 述的程序以及期望但沒有具體列出的其他變體?？刂破?2可以被配置為接收來自多個傳 感器165的信息，并將控制信號發(fā)送至多個致動器175 (在本文中所描述的各種示例）。其 他致動器（諸如各種附加的閥和節(jié)氣門）可以被耦接至發(fā)動機(jī)系統(tǒng)100中的各種位置?？?制器12可以可以接收來自各種傳感器的輸入數(shù)據(jù)，處理輸入數(shù)據(jù)，并響應(yīng)于經(jīng)處理的輸入 數(shù)據(jù)基于其中對應(yīng)于一個或更多個程序的被編程的指令或代碼而觸發(fā)致動器。在本文中關(guān) 于圖3A-4C描述了示例控制程序。
[0025] 發(fā)動機(jī)系統(tǒng)100可以經(jīng)由進(jìn)氣通道140接收進(jìn)氣空氣。如圖1所示，進(jìn)氣通道140 可以包括空氣過濾器156和進(jìn)氣系統(tǒng)（AIS)節(jié)氣門115。AIS節(jié)氣門115可以被配置為調(diào) 整并控制LP EGR流的量。在一個示例中，可以調(diào)整AIS節(jié)氣門，以設(shè)定EGR閥121兩端的 期望壓差?？刂葡到y(tǒng)可以經(jīng)由可通信地耦接至控制器12的節(jié)氣門致動器117調(diào)整AIS節(jié) 氣門115的位置。
[0026] 至少一部分進(jìn)氣空氣可以經(jīng)由在142處指出的進(jìn)氣通道140的第一分支引導(dǎo)至渦 輪增壓器120的壓縮機(jī)122,并且至少一部分進(jìn)氣空氣可以經(jīng)由在144處指出的進(jìn)氣通道 140的第二分支引導(dǎo)至渦輪增壓器130的壓縮機(jī)132。因此，發(fā)動機(jī)系統(tǒng)100包括在壓縮機(jī) 122和132上游的低壓AIS系統(tǒng)191和在壓縮機(jī)122和132下游的高壓AIS系統(tǒng)193。
[0027] 曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)（PCV)管道198可以將曲軸箱（未示出）耦接至進(jìn)氣通道的第二 分支144,以便可以以控制方式自曲軸箱排出曲軸箱中的氣體。另外，可以通過將燃料蒸汽 罐（未示出）耦接至進(jìn)氣通道的第二分支144的燃料蒸汽凈化管道195將來自燃料蒸汽罐 的蒸發(fā)排放排到進(jìn)氣通道內(nèi)。
[0028] 可以經(jīng)由壓縮機(jī)122壓縮總進(jìn)氣空氣的第一部分，其中可以經(jīng)由進(jìn)氣通道146向 進(jìn)氣歧管160供應(yīng)該第一部分。因此，進(jìn)氣通道142和146形成發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)的第一分 支。類似地，可以經(jīng)由壓縮機(jī)132壓縮總進(jìn)氣空氣的第二部分，其中可以經(jīng)由進(jìn)氣通道148 向進(jìn)氣歧管160供應(yīng)該第二部分。因此，進(jìn)氣通道144和148形成發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)的第 二分支。如圖1所示，來自進(jìn)氣通道146和148的進(jìn)氣空氣可以在到達(dá)進(jìn)氣歧管160之前 經(jīng)由共用的進(jìn)氣通道149被重新混合，其中進(jìn)氣空氣可以被提供給發(fā)動機(jī)。在一些示例中， 進(jìn)氣歧管160可以包括用于估計歧管壓力（MAP)的進(jìn)氣歧管壓力傳感器182和/或用于估 計歧管空氣溫度（MCT)的進(jìn)氣歧管溫度感器183,每個傳感器均與控制器12通信。在所描 述的示例中，進(jìn)氣通道149還可以包括空氣冷卻器154和節(jié)氣門158?？梢酝ㄟ^控制系統(tǒng)經(jīng) 由被可通信地耦接至控制器12的節(jié)氣門致動器157來調(diào)整節(jié)氣門158的位置。如圖所示， 節(jié)氣門158可以被布置在空氣冷卻器154下游的進(jìn)氣通道149中，并且可以被配置為調(diào)整 進(jìn)入發(fā)動機(jī)10的進(jìn)氣氣流的流動。
[0029] 如圖1所示，壓縮機(jī)旁通閥（CBV)152可以被布置在CBV通道150中，而CBV155可 以被布置在CBV通道151中。在一個示例中，CBV152和155可以是電子氣動CBV(EPCBV)。 可以控制CBV152和155,以便當(dāng)發(fā)動機(jī)被升壓時使進(jìn)氣系統(tǒng)中的壓力能夠被釋放。CBV通 道150的上游端可以與壓縮機(jī)132上游的進(jìn)氣通道144耦接，而CBV通道150的下游端可 以與壓縮機(jī)132下游的進(jìn)氣通道148耦接。類似地，CBV通道151的上游端可以與壓縮機(jī) 122上游的進(jìn)氣通道142耦接，而CBV通道151的下游端可以與壓縮機(jī)122下游的進(jìn)氣通 道146耦接。取決于每個CBV的位置，通過相應(yīng)壓縮機(jī)壓縮的空氣可以再循環(huán)到壓縮機(jī)上 游的進(jìn)氣通道（例如，用于壓縮機(jī)132的進(jìn)氣通道144和用于壓縮機(jī)122的進(jìn)氣通道142) 內(nèi)。例如，CBV152可以打開，以使壓縮機(jī)132上游的壓縮空氣再循環(huán)，和/或CBV155可以 打開，以使壓縮機(jī)122上游的壓縮空氣再循環(huán)，從而在所選狀況期間釋放進(jìn)氣系統(tǒng)的壓力， 以便降低壓縮機(jī)喘振載荷的影響。CBV155和152可以由控制系統(tǒng)主動地或被動地控制。
[0030] 如圖所示，LP AIS壓力傳感器196被布置在進(jìn)氣通道140、142和144的接合點處， 而HP AIS壓力傳感器169被布置在進(jìn)氣通道149中。然而，在其他可預(yù)期的實施例中，傳 感器196和169可以被分別布置在LP AIS和HP AIS內(nèi)的其他位置處。在其他功能中，來 自LP AIS壓力傳感器196和HP AIS壓力傳感器169的測量還可以被用來確定壓縮機(jī)壓力 t匕，壓縮機(jī)壓力比會是壓縮機(jī)喘振危險估計的因素之一。
[0031] 發(fā)動機(jī)10可以包括多個汽缸14。在所描述的示例中，發(fā)動機(jī)10包括以V形構(gòu)造 形式布置的六個汽缸。具體地，六個汽缸被布置在兩個（汽缸）組13和15上，其中每個 (汽缸）組包括三個汽缸。在替代的示例中，發(fā)動機(jī)10可以包括兩個或更多個汽缸諸如3、 4、5、8、10或更多個汽缸。這些各種汽缸能夠被對等地分開，并且以替代的構(gòu)造（諸如V形、 直列式、箱形等）布置。每個汽缸14可以被配置為具有燃料噴射器166。在所描述的示例 中，燃料噴射器166是缸內(nèi)直接噴射器。然而，在其他示例中，燃料噴射器166可以被配置 為基于進(jìn)氣道的燃料噴射器。
[0032] 經(jīng)由共用的進(jìn)氣通道149向每個汽缸14(在本文中也被稱為燃燒室14)供應(yīng)的進(jìn) 氣空氣可以用于燃料燃燒，然后可以經(jīng)由（汽缸）組特定的排氣通道排出燃燒產(chǎn)物。在所 描述的示例中，發(fā)動機(jī)10的第一汽缸組13可以經(jīng)由共用的排氣通道17排出燃燒產(chǎn)物，而 第二汽缸組15可以經(jīng)由共用的排氣通道19排出燃燒產(chǎn)物。
[0033] 可以經(jīng)由耦接至氣門推桿的液壓致動的挺柱或經(jīng)由使用凸輪凸角的機(jī)械式桶來 調(diào)節(jié)每個汽缸14的進(jìn)氣和排氣門的位置。在這個示例中，至少每個汽缸14的進(jìn)氣門可以 由使用凸輪致動系統(tǒng)的凸輪致動來控制。具體地，進(jìn)氣門凸輪致動系統(tǒng)25可以包括一個或 更多個凸輪，并且針對進(jìn)氣和/或排氣門可以使用可變凸輪正時或升程。在替代實施例中， 進(jìn)氣門可以由電動氣門致動來控制。類似地，排氣門可以由凸輪致動系統(tǒng)或電動氣門致動 來控制。在另一替代實施例中，凸輪可以是不可調(diào)整的。
[0034] 由發(fā)動機(jī)10經(jīng)由排氣通道17排出的燃燒產(chǎn)物可以被引導(dǎo)通過渦輪增壓器120的 排氣渦輪124,這進(jìn)而可以經(jīng)由軸126為壓縮機(jī)122提供機(jī)械功，以便為進(jìn)氣提供壓縮。可 替代地，流過排氣通道17的一些或所有排氣可以經(jīng)由渦輪旁通通道123繞過渦輪124,這 由廢氣門128控制?？梢酝ㄟ^致動器（未示出）控制廢氣門128的位置，這由控制器12引 導(dǎo)。作為一個非限制性示例，控制器12可以經(jīng)由電磁閥調(diào)整廢氣門128的位置。在這個具 體示例中，電磁閥可以接收壓差，以便于根據(jù)布置在壓縮機(jī)122上游的進(jìn)氣通道142與布置 在壓縮機(jī)122下游的進(jìn)氣通道149之間的空氣壓差經(jīng)由致動器的廢氣門128的致動。在其 他示例中，除了電磁閥外，其他合適的方法也可以用于致動廢氣門128。
[0035] 類似地，發(fā)動機(jī)10經(jīng)由排氣通道19排出的燃燒產(chǎn)物可以被引導(dǎo)通過渦輪增壓器 130的排氣渦輪134,這進(jìn)而可以經(jīng)由軸136為壓縮機(jī)132提供機(jī)械功，以便為流過發(fā)動機(jī) 的進(jìn)氣系統(tǒng)的第二分支示的進(jìn)氣空氣提供壓縮?？商娲兀鬟^排氣通道19的一些或所有 排氣可以經(jīng)由渦輪旁通通道133繞過渦輪134,這由廢氣門138控制。可以通過致動器（未 示出）控制廢氣門138的位置，這由控制器12引導(dǎo)。作為一個非限制性示例，控制器12可 以經(jīng)由電磁閥調(diào)整廢氣門138的位置。在這個具體示例中，電磁閥可以接收壓差，以便于根 據(jù)布置在壓縮機(jī)132上游的進(jìn)氣通道144與布置在壓縮機(jī)132下游的進(jìn)氣通道149之間的 空氣壓差經(jīng)由致動器的廢氣門138的致動。在其他示例中，除了電磁閥外，其他合適的方法 也可以用于致動廢氣門138。
[0036] 在一些示例中，排氣渦輪124和134可以被配置為可變幾何形狀渦輪，其中控制器 12可以調(diào)整渦輪葉輪槳葉（或葉片）的位置，以改變從排氣流獲得并傳遞給其各自壓縮機(jī) 的能量的水平?？商娲?，排氣渦輪124和134可以被配置為可變噴嘴渦輪，其中控制器12 可以調(diào)整渦輪噴嘴的位置，以改變從排氣流獲得并傳遞給其各自壓縮機(jī)的能量的水平。例 如，控制系統(tǒng)可以被配置為經(jīng)由各自的致動器獨立地改變排氣渦輪124和134的葉片或噴 嘴位置。
[0037] 由汽缸經(jīng)由排氣通道19排出的燃燒產(chǎn)物可以經(jīng)由渦輪134下游的排氣通道180 被引導(dǎo)至大氣，而經(jīng)由排氣通道17排出的燃燒產(chǎn)物可以經(jīng)由渦輪124下游的排氣通道170 被引導(dǎo)至大氣。排氣通道170和180可以包括一個或更多個排氣后處理裝置（諸如催化劑） 和一個或更多個排氣傳感器。例如，如圖1所示，排氣通道170可以包括被布置在渦輪124 下游的排放控制裝置129,而排氣通道180可以包括被布置在渦輪134下游的排放控制裝置 127。排放控制裝置127和129可以是選擇性催化還原（SCR)裝置、三元催化劑（TWC)、N0 X 捕集器、各種其他排放控制裝置或其組合。另外，在一些實施例中，例如，在發(fā)動機(jī)10的運 轉(zhuǎn)期間，排放控制裝置127和129可以通過使發(fā)動機(jī)的至少一個汽缸在特定空燃比內(nèi)運轉(zhuǎn) 而被周期性地重置。
[0038] 發(fā)動機(jī)系統(tǒng)100還包括低壓（LP)EGR系統(tǒng)108。LP EGR系統(tǒng)108將期望部分的排 氣從排氣通道170路由至進(jìn)氣通道142。在所描述的實施例中，在EGR通道197中將EGR從 渦輪124的下游在位于壓縮機(jī)122上游的混合點處路由至進(jìn)氣通道142?？梢酝ㄟ^控制器 12經(jīng)由耦接在LPEGR系統(tǒng)108中的EGR閥121來改變向進(jìn)氣通道142提供的EGR量。在圖 1所示的示例實施例中，LP EGR系統(tǒng)108包括被設(shè)置在EGR閥121上游的EGR冷卻器113。 例如，EGR冷卻器113可以將熱從再循環(huán)的排氣排放到發(fā)動機(jī)冷卻液。在替代實施例中，發(fā) 動機(jī)系統(tǒng)可以包括第二LPEGR系統(tǒng)（未示出），其將期望部分的排氣從排氣通道180路由至 進(jìn)氣通道144。在另一替代實施例中，發(fā)動機(jī)系統(tǒng)可以包括上述的兩個LP EGR系統(tǒng)（一個 將排氣從排氣通道180路由至進(jìn)氣通道144,而另一個將排氣從排氣通道170路由至進(jìn)氣通 道 142)。
[0039] EGR閥121可以被配置為調(diào)整通過相應(yīng)EGR通道轉(zhuǎn)向的排氣的量和/或速率，以 實現(xiàn)進(jìn)入發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣充氣的期望的EGR稀釋百分比，其中具有更高EGR稀釋百分比的進(jìn) 氣充氣包括比具有更低EGR稀釋百分比的進(jìn)氣充氣更高的再循環(huán)的排氣與空氣的比例。除 了 EGR閥的位置外，應(yīng)認(rèn)識到，AIS節(jié)氣門位置和其他致動器也可以影響進(jìn)氣充氣的EGR稀 釋百分比。作為示例，AIS節(jié)氣門位置會影響進(jìn)入進(jìn)氣系統(tǒng)的新鮮空氣流；更多新鮮空氣流 入進(jìn)氣系統(tǒng)會減小EGR稀釋百分比，而更少新鮮空氣流入進(jìn)氣系統(tǒng)會增加EGR稀釋百分比。 因此，可以通過控制EGR閥位置和AIS節(jié)氣門位置以及其他參數(shù)中的一個或更多個來控制 進(jìn)氣充氣的EGR稀釋。
[0040] 可以根據(jù)進(jìn)氣氧傳感器168的輸出推測進(jìn)氣充氣在給定時間的EGR稀釋百分比 (例如，發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣通道中的已燃燒的氣體與空氣的比例）。在所描述的實施例中，進(jìn)氣 氧傳感器被設(shè)置在空氣冷卻器154的下游。然而，在其他實施例中，傳感器168可以被布置 在進(jìn)氣通道146、148和149的接合點處且在空氣冷卻器154的上游，或被布置在沿進(jìn)氣通 道149的另一位置處。進(jìn)氣氧傳感器（IA02) 168可以是用于提供進(jìn)氣充氣的氧濃度的指示 的任何合適的傳感器，諸如線性氧傳感器，進(jìn)氣UEG0(通用或?qū)捰蚺艢庋酰﹤鞲衅鳌㈦p態(tài)氧 傳感器等?？刂破?2可以基于來自進(jìn)氣氧傳感器168的反饋估計EGR流的稀釋百分比。在 一些示例中，控制器然后可以調(diào)整EGR閥121、AIS節(jié)氣門115、或其他致動器中的一個或更 多個，以實現(xiàn)進(jìn)氣充氣的期望的EGR稀釋百分比。
[0041] 在一個示例中，可以基于閥兩端的壓差（DP0V)系統(tǒng)估計EGR流率，其中閥兩端的 壓差（DP0V)系統(tǒng)包括檢測EGR閥121的上游區(qū)域與EGR閥121的下游區(qū)域之間的壓差的 壓差傳感器125。通過DP0V系統(tǒng)確定的EGR流率可以進(jìn)一步基于通過位于EGR閥121下游 的EGR溫度傳感器135檢測到的EGR溫度和通過EGR閥升程傳感器131檢測到的EGR閥打 開的面積。在另一不例中，可以基于包括進(jìn)氣氧傳感器168、質(zhì)量空氣流傳感器（未不出）、 歧管絕對壓力傳感器182和歧管溫度傳感器183的EGR測量系統(tǒng)的輸出來確定EGR流率。 在一些示例中，兩種EGR測量系統(tǒng)（即，包括壓差傳感器125的DP0V系統(tǒng)和包括進(jìn)氣氧傳 感器168的EGR測量系統(tǒng)）都可以被用來確定、監(jiān)測并調(diào)整EGR流率。
[0042] 另外，應(yīng)認(rèn)識到，在替代實施例中，發(fā)動機(jī)10可以包括一個或更多個高壓（HP) EGR 系統(tǒng)以及LP EGR系統(tǒng)，以使至少一些排氣從渦輪上游的發(fā)動機(jī)排氣通道轉(zhuǎn)向至壓縮機(jī)下游 的發(fā)動機(jī)進(jìn)氣裝置。
[0043] 除了在上文中提到那些外，發(fā)動機(jī)系統(tǒng)100還可以包括各種傳感器165。如圖1所 示，共用的進(jìn)氣通道149可以包括用于估計節(jié)氣門入口壓力（TIP)的節(jié)氣門入口壓力（TIP) 傳感器172和/或用于估計節(jié)氣門空氣溫度（TCT)的節(jié)氣門入口溫度感器173,每個傳感器 均與控制器12通信。另外，盡管在本文中沒有描述，但進(jìn)氣通道142和144中的每一個都 可以包括質(zhì)量空氣流傳感器。
[0044] 轉(zhuǎn)向圖2,圖示說明了用于基于DPOV EGR流測量系統(tǒng)確定EGR流的LP EGR閥組件 和信號的示意圖?？梢岳肈POV測量系統(tǒng)基于EGR閥的打開面積（其可以根據(jù)EGR閥升 程來進(jìn)行計算）、EGR閥兩端的壓差、EGR的溫度和EGR閥下游的壓力來確定EGR質(zhì)量流率。
[0045] 渦輪124下游與壓縮機(jī)122上游的EGR通道197中的EGR閥121可以由控制器調(diào) 整，以允許期望量的EGR進(jìn)入進(jìn)氣通道142?；趤碜源_定EGR閥的開度量的EGR閥升程傳 感器131的EGR閥升程信號、來自確定EGR溫度的EGR溫度傳感器135的EGR溫度信號、來 自檢測EGR閥121兩端的壓差的壓差傳感器125的壓差（DP)信號和來自檢測EGR閥下游的 壓力的LP AIS壓力傳感器196的下游壓力信號，可以計算通過EGR閥的EGR質(zhì)量流率。在 本文中所描述的示例中，EGR溫度傳感器被布置在EGR閥121的下游。在一些示例中，EGR 溫度傳感器可以被布置在EGR閥121的上游。
[0046] 控制器可以接收來自上述各個傳感器的EGR閥升程、DP、EGR溫度和下游壓力信 號，以便基于DP0V測量系統(tǒng)確定EGR質(zhì)量流率。經(jīng)確定的EGR流率可以在反饋回路中被用 來調(diào)整EGR流，例如，通過控制EGR閥升程量。然而，碳煙在EGR閥處的累積會導(dǎo)致EGR閥 升程量的誤差。例如，一旦碳煙累積，EGR閥面積會小于EGR閥沒有碳煙累積時的EGR閥面 積。在此類狀況下，如果沒有針對碳煙累積調(diào)整EGR閥面積，EGR流測量則會是不正確的。 因此，在一個示例中，IA02傳感器測量系統(tǒng)可以被用來確定EGR流率，并且經(jīng)確定的EGR流 率可以被用來獲悉EGR閥升程的誤差。在一個示例中，如在圖3B處所詳述的，可以基于獲 悉的閥升程的誤差（諸如由于碳煙累積而導(dǎo)致閥升程誤差）調(diào)整EGR閥升程，以確定更準(zhǔn) 確的EGR流率。在另一示例中，如在圖4B處所詳述的，例如，在當(dāng)閥升程誤差可能不超過閾 值時（即，當(dāng)閥升程誤差較小時）的狀況期間，可以基于DP0V傳遞函數(shù)調(diào)整EGR閥升程。
[0047] 以此方式，EGR流可以基于來自EGR系統(tǒng)的信號進(jìn)行確定，并且可以基于經(jīng)確定的 EGR閥升程的誤差通過調(diào)整EGR閥升程來糾正。
[0048] 如上所述，在基于DP0V的EGR測量系統(tǒng)中，EGR閥升程的誤差可以被轉(zhuǎn)換為EGR流 測量的誤差。在一個示例中，可以基于關(guān)閉的EGR閥位置時的EGR泄露速率確定EGR閥升 程的誤差。將在圖3C處進(jìn)一步詳述EGR閥泄露速率的確定。在一個示例中，如在圖3A處 進(jìn)一步描述的，EGR閥泄露速率可以用于EGR閥診斷。在另一示例中，如在圖3B處進(jìn)一步 描述的，在基于DP0V測量方法確定EGR流時EGR閥泄露速率可以用于改善EGR流測量的準(zhǔn) 確性。
[0049] 轉(zhuǎn)向圖3A，圖3A示出了用于基于EGR閥泄露速率確定EGR閥缺陷的程序300a。
[0050] 在304處，控制器可以基于通過IA02傳感器測量的EGR流和EGR閥兩端的壓差 來確定EGR閥泄露速率。將在圖3C處進(jìn)一步詳述泄露速率確定的細(xì)節(jié)。在確定EGR閥泄 露速率之后，程序可以進(jìn)入到306,在306中可以確定EGR閥泄露速率是否大于預(yù)定的閾值 速率。如果是，可以指示在EGR閥處存在泄漏，并且在308處，程序可以執(zhí)行附加的EGR閥 診斷，以確認(rèn)EGR閥泄漏的存在。在一個示例中，通過IA02傳感器確定的EGR流可以用于 EGR閥診斷。在確認(rèn)EGR閥泄漏之后，可以告知車輛操作者泄漏的存在（例如，經(jīng)由車載顯 示器），并且可以催促車輛操作者采取必要的步驟來修復(fù)泄漏。如果泄露速率不大于閾值速 率，可以指示沒有泄漏，并且可以不執(zhí)行額外的EGR閥診斷。
[0051] 以此方式，可以至少基于來自IA02傳感器的輸出來確定EGR閥泄漏流。另外，基 于EGR泄露速率大于閾值速率，可以執(zhí)行EGR閥診斷。
[0052] 轉(zhuǎn)向圖3B，圖3B示出了用于基于EGR閥泄露速率確定EGR流的程序300b。例如， 基于EGR閥泄露速率，可以調(diào)整通過DPOV測量系統(tǒng)測量的估計的EGR流，以確定更準(zhǔn)確的 EGR 流。
[0053] 在312處，可以確定EGR閥泄露速率?？梢曰谕ㄟ^IA02傳感器測量系統(tǒng)測量的 EGR流和EGR閥兩端的DP來確定EGR閥泄露速率。將在圖3C處進(jìn)一步詳述EGR泄露速率 確定的細(xì)節(jié)。
[0054] 其次在314處，在確定EGR閥泄露速率之后，可以確定有效的閥泄露面積。例如， 由于碳煙的積聚和/或腐蝕，EGR閥會泄露。在一個示例中，排氣中的未燃的燃料和機(jī)油會 引起碳煙顆粒的累積。因此，EGR閥不能完全關(guān)閉，并且因此，即使在EGR閥處于關(guān)閉位置 時的狀況期間也不能完全停止EGR流。換句話說，一部分EGR會泄露通過EGR閥。在一些 示例中，EGR閥的腐蝕也會引起通過EGR閥的EGR泄露?；谟蒊A02傳感器在EGR閥兩端 的預(yù)定壓差下測量的通過關(guān)閉的EGR閥的EGR流，可以確定EGR閥泄露速率。基于通過關(guān) 閉的EGR閥的EGR流（或EGR泄露），可以確定有效的泄露面積。換句話說，可以確定EGR 可以泄露通過的關(guān)閉的EGR閥的打開面積。
[0055] EGR質(zhì)量流率

【權(quán)利要求】
1. 一種用于發(fā)動機(jī)的方法，其包含： 關(guān)閉排氣再循環(huán)（EGR)閥； 減小進(jìn)氣節(jié)氣門開度，直至關(guān)閉的EGR閥兩端的壓差到達(dá)閾值；以及 當(dāng)維持所述壓差時，基于進(jìn)氣氧獲悉EGR泄露流修正，并在打開的EGR閥運轉(zhuǎn)期間基于 運轉(zhuǎn)參數(shù)和所述EGR泄露流修正調(diào)整所述EGR閥。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其還包含，基于在所述EGR閥壓差下的進(jìn)氣氧估計第一 EGR質(zhì)量流，并基于所述第一 EGR質(zhì)量流估計EGR泄漏面積。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其還包含，基于所述EGR泄漏面積修正有效的EGR閥面 積，并基于所述有效的EGR閥面積調(diào)整所述EGR閥，以提供期望的EGR量。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其還包含，基于修正的有效的EGR閥面積修正第二EGR 質(zhì)量流，基于所述壓差確定所述第二EGR質(zhì)量流。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其還包含，基于所述第一EGR質(zhì)量流大于泄露閾值執(zhí)行 EGR閥診斷。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述第一 EGR質(zhì)量流估計進(jìn)一步基于質(zhì)量空氣流、 歧管絕對壓力和歧管溫度。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述第二EGR質(zhì)量流確定基于所述有效的EGR閥 面積、EGR溫度、所述EGR閥下游的壓力和所述EGR閥兩端的所述壓差。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中在多個EGR閥壓差下估計所述第一 EGR質(zhì)量流。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中基于在所述多個EGR閥壓差下估計的所述第一 EGR質(zhì)量流的平均值確定所述EGR泄漏面積。
10. -種用于發(fā)動機(jī)的方法，其包含： 在EGR閥兩端建立壓差； 改變EGR閥開度； 在每個EGR閥開度下估計第一 EGR質(zhì)量流； 基于所述第一 EGR質(zhì)量和相應(yīng)的EGR閥開度獲悉傳遞函數(shù)；以及 基于響應(yīng)于所述傳遞函數(shù)的有效的EGR閥流動面積調(diào)整所述EGR閥開度。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其還包含，基于所述有效的EGR閥流動面積修正第二 EGR質(zhì)量流。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中在所述改變之前關(guān)閉所述EGR閥，并且其中所述 估計在維持所述EGR閥兩端的所述壓差時發(fā)生。
13. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中通過改變進(jìn)氣節(jié)氣門來調(diào)整所述EGR閥壓差。
14. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中基于進(jìn)氣氧傳感器估計所述第一 EGR質(zhì)量流。
15. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述第二EGR質(zhì)量流確定基于所述有效的EGR 閥面積、EGR溫度，所述EGR閥下游的壓力和所述EGR閥兩端的所述壓差。
16. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其還包含，基于所述傳遞函數(shù)和標(biāo)稱傳遞函數(shù)確定 EGR質(zhì)量流的變化。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其還包含，基于EGR流的變化大于閾值變化執(zhí)行EGR 閥診斷。
18. -種系統(tǒng)，其包含： 發(fā)動機(jī)，其具有包括EGR閥的排氣再循環(huán)（EGR); 進(jìn)氣節(jié)氣門，其在進(jìn)氣系統(tǒng)中的EGR入口的上游； 控制器，其具有包括指令的存儲器，當(dāng)所述EGR閥關(guān)閉時，調(diào)整進(jìn)氣節(jié)氣門開度以維持 所述EGR閥兩端的壓差，同時基于進(jìn)氣氧獲悉EGR閥泄漏流修正，并將所述修正存儲在存儲 器中。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其中所述EGR是低壓EGR。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其中所述EGR僅在V-發(fā)動機(jī)的一組上。
【文檔編號】F02D41/00GK104421053SQ201410407908
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2014年8月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月22日
【發(fā)明者】G·蘇尼拉, D·J·斯泰爾斯, J·A·希爾迪奇, I·艾里 申請人:福特環(huán)球技術(shù)公司