本發(fā)明涉及配裝有至少一個(gè)處于低壓的廢氣再循環(huán)管道的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，更具體地涉及所述低壓egr再循環(huán)回路的泄漏的檢測(cè)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的排放法規(guī)規(guī)定越來(lái)越嚴(yán)格的排放限制和越來(lái)越有挑戰(zhàn)性的證實(shí)周期。保持受法規(guī)控制影響最大的污染物之一是氮氧化物(nox)：egr(廢氣再循環(huán))系統(tǒng)是在大多數(shù)應(yīng)用中用來(lái)減少這種污染物的系統(tǒng)。

可能的故障包括新鮮空氣會(huì)進(jìn)入低壓egr管道。

換句話說(shuō)，引入了新鮮空氣，而不是使廢氣再循環(huán)。因此，一方面，內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)輸送的動(dòng)力/扭矩方面的性能得到提高，但另一方面，不再能夠充分地控制/限制nox的排放。

這種類型的故障基本上可能出于兩個(gè)原因：低壓egr管道的意外破裂或者駕駛員對(duì)低壓egr管道的自主開(kāi)啟恰好能夠提高內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明的目的是提出一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠監(jiān)測(cè)新鮮空氣是否進(jìn)入/通過(guò)吸氣型和增壓型內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的低壓egr管道。

本發(fā)明涉及內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的低壓egr再循環(huán)管路的泄漏檢測(cè)系統(tǒng)。

本發(fā)明的基本構(gòu)思是計(jì)算拉姆達(dá)誤差值，即計(jì)算在排氣管線處測(cè)量的拉姆達(dá)與理論的拉姆達(dá)之間的誤差，以計(jì)算再循環(huán)egr的流量并計(jì)算基于所述egr流量和拉姆達(dá)誤差值的回歸線，并且根據(jù)所述回歸線的角系數(shù)值發(fā)出糾錯(cuò)信號(hào)。

本發(fā)明還涉及實(shí)現(xiàn)以上系統(tǒng)的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)、包括上述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的車輛或固定裝置。

本發(fā)明的另一目的是內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的低壓egr回路的泄漏檢測(cè)系統(tǒng)。

權(quán)利要求描述了本發(fā)明的優(yōu)選變型，從而形成本說(shuō)明書(shū)的一體部分。

附圖說(shuō)明

本發(fā)明的其他目的和優(yōu)點(diǎn)將通過(guò)下面對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式(及其變型)和僅作為非限制性示例提供的附圖的詳細(xì)描述而變得清楚，在附圖中：

圖1示出了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的系統(tǒng)的包括低壓egr管道的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的示意圖；

圖2示出了對(duì)作為本發(fā)明的方法的基礎(chǔ)的兩個(gè)參數(shù)的回歸線的計(jì)算的示例。

在附圖中，相同的附圖標(biāo)記和字母指的是同一元件或部件。

在本說(shuō)明書(shū)中，術(shù)語(yǔ)“第二”部件并不意味著存在“第一”部件。實(shí)際上這些術(shù)語(yǔ)的使用僅出于清楚的目的而并不意在作為限制。

具體實(shí)施方式

參照?qǐng)D1，具有任意數(shù)目的氣缸例如4個(gè)或6個(gè)氣缸的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)e——優(yōu)選地是柴油循環(huán)機(jī)——配裝有進(jìn)氣歧管ip，進(jìn)氣歧管ip連接至渦輪增壓器組tc的壓縮機(jī)c的輸出口。所述壓縮機(jī)c的進(jìn)氣口通過(guò)管道fc連接至抽吸過(guò)濾器箱f。

管道rl連接低壓排氣管線的一位置——即該位置大致處于環(huán)境壓力——與位于低壓抽吸過(guò)濾器f下游的抽吸管線的一位置，即該位置大致處于環(huán)境壓力。

在抽吸過(guò)濾器箱f與管道rl和管道fc之間的連接點(diǎn)之間設(shè)置有通常存在于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)上的空氣質(zhì)量計(jì)量裝置hfm。

如下面將更清楚的，渦輪壓縮機(jī)組的存在是可選的。

同一組tc的渦輪機(jī)t具有與排氣歧管ep連接的輸入口以及與廢氣的后處理系統(tǒng)ats(dpf、nci)連接的輸出口。

就增壓發(fā)動(dòng)機(jī)而言，低壓egr的管道rl連接在渦輪機(jī)t的輸出口或廢氣處理系統(tǒng)(ats)的一個(gè)或更多個(gè)部件與壓縮機(jī)c的輸入口之間。在此管道rl的任意位置處布置有閥elv，例如在到管道fc中的出口位置處布置有閥elv，以調(diào)節(jié)要被再循環(huán)的廢氣的量。

因此，出于本發(fā)明的目的，低壓egr管道也被理解為吸氣式發(fā)動(dòng)機(jī)的單個(gè)egr管，吸氣式發(fā)動(dòng)機(jī)沒(méi)有增壓器組tc。

在上下文中，低壓概念對(duì)于以下事實(shí)是清楚的：廢氣的排出幾乎在環(huán)境壓力下操作，或者在(最終)可能的渦輪機(jī)t的下游(根據(jù)廢氣的排出)的任何情況下操作。

內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)——如果是增壓的——可以可選地配裝有高壓ehegr管道，高壓ehegr管道連接在排氣歧管ep與進(jìn)氣歧管ip之間，因此，高壓ehegr管道連接在渦輪機(jī)t的入口的上游與壓縮機(jī)c的輸出口的下游之間。

在圖1中，低壓管道rl示出為通過(guò)標(biāo)有標(biāo)注的af鎖定件的添加而被截?cái)?，?biāo)注理想地表示低壓egr管道rl的氣密性損失，低壓egr管道rl的氣密性損失允許新鮮空氣穿過(guò)egr的低壓閥elv進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)e。這種新鮮空氣不被空氣質(zhì)量計(jì)量裝置hfm計(jì)算。

如下面將闡明的，新鮮空氣的入口也可以沿著管道fc設(shè)置在空氣質(zhì)量計(jì)量裝置hfm與壓縮機(jī)c——如果有的話——的輸入口之間，或者在發(fā)動(dòng)機(jī)沒(méi)有配備有任何壓縮機(jī)的情況下，新鮮空氣的入口也可以設(shè)置在空氣質(zhì)量計(jì)量裝置hfm下游的任何位置處。

發(fā)動(dòng)機(jī)e還配備有燃料噴射系統(tǒng)is，燃料噴射系統(tǒng)is包括測(cè)量或估算噴射到氣缸中的燃料量的裝置。

此外，發(fā)動(dòng)機(jī)在排氣管線上配備有至少一個(gè)拉姆達(dá)(λ)傳感器或nox傳感器，通過(guò)所述至少一個(gè)拉姆達(dá)(λ)傳感器或nox傳感器可以測(cè)量或估算給送到內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)e中的空氣(新鮮空氣)與燃料之間的關(guān)系。

圖1示出了多個(gè)拉姆達(dá)傳感器，假定在示出的應(yīng)用示例中，拉姆達(dá)傳感器布置在發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣管線上，即沿著ats布置。出于本發(fā)明的目的，至少一個(gè)拉姆達(dá)和/或nox傳感器足以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。

應(yīng)當(dāng)指出的是，符號(hào)λ(拉姆達(dá))表示拉姆達(dá)或nox傳感器自身。

根據(jù)本發(fā)明，步驟1為例如通過(guò)所述拉姆達(dá)和/或nox傳感器在排氣處獲取拉姆達(dá)值。

此外，在步驟2中，通過(guò)用于測(cè)量或估算吸入的新鮮空氣量和噴射的燃料量的裝置來(lái)計(jì)算拉姆達(dá)λexp的理論值：

stk是可變系數(shù)，柴油通常為14.6，生物柴油通常為13.5，乙醇通常為10.1，甲烷通常為17.4。

隨后，在步驟3中，估算由所述傳感器λ和/或nox在排氣管線上測(cè)量的拉姆達(dá)λmeasured與理論的拉姆達(dá)λexp之間的誤差；

λerr＝λmeasured-λexp

在現(xiàn)有技術(shù)中，λexp的小于10％的較小值可以認(rèn)為是能夠接受的。然而，本發(fā)明必須被認(rèn)為是擴(kuò)展到要求更嚴(yán)格的操作公差或允許更寬的操作公差的發(fā)動(dòng)機(jī)的更一般情況。

在步驟4中，計(jì)算再循環(huán)低壓egr的流量

可以以任何方式計(jì)算或估算低壓egr流量

當(dāng)沒(méi)有提供同時(shí)進(jìn)行的高壓再循環(huán)時(shí)，用于計(jì)算低壓egr流量的優(yōu)選方法涉及下述步驟：從進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的總進(jìn)氣量中減去通過(guò)所述空氣質(zhì)量計(jì)量裝置hfm在吸氣處測(cè)量的新鮮空氣的流量其中進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的總進(jìn)氣量是在所述進(jìn)氣管線中、優(yōu)選地在進(jìn)氣歧管ip處測(cè)量的溫度、壓力、排量和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)的函數(shù)。

us2012138027的段落[0034]和[0035]中給出了這種估算的示例。

相反，當(dāng)提供了同時(shí)進(jìn)行的高壓再循環(huán)時(shí)，用于計(jì)算低壓egr流量的優(yōu)選方法提供了下述步驟：從進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的總進(jìn)氣量中減去適當(dāng)估算的高壓egr流量和通過(guò)所述空氣質(zhì)量計(jì)量裝置hfm在進(jìn)氣處測(cè)量的空氣新鮮的流量其中進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的總進(jìn)氣量是在所述進(jìn)氣管線中、優(yōu)選地在進(jìn)氣歧管ip處測(cè)量的溫度、壓力、排量和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)。

例如，可以基于egr高壓閥的開(kāi)度來(lái)進(jìn)行高壓egr流量的估算，優(yōu)選地，將egr閥建模為流出再循環(huán)氣體的噴嘴以計(jì)算出流出的面積值，從而根據(jù)流動(dòng)形態(tài)校正再循環(huán)氣體的流量。

ep2728150給出了這種技術(shù)的示例。

一旦計(jì)算出λerr和就在步驟5中，通過(guò)計(jì)算出回歸線來(lái)計(jì)算所述誤差λerr與低壓egr流量之間的相關(guān)性。

優(yōu)選地，對(duì)于回歸線的計(jì)算，使用拉姆達(dá)誤差λerr的絕對(duì)值，從而確保低壓egr回路中的壓力或負(fù)壓情形具有符號(hào)相反但絕對(duì)值相同的拉姆達(dá)誤差值。

回歸線的示例在圖2中示出。

在步驟6中，如果回歸線的角系數(shù)b的絕對(duì)值大于第一預(yù)定正閾值bmax，則發(fā)出低壓egr回路的泄漏/故障的信號(hào)。

優(yōu)選地，這種閾值bmax設(shè)定為0.01h/kg。

前述回歸線的系數(shù)為：

其中x是y是λerr。

優(yōu)選的是，x和y一對(duì)值是“足夠”同源的，在此意義上，x和y不受測(cè)量或估算相對(duì)于要觀察的實(shí)際物理量的可察覺(jué)的延遲的影響，或至少這種延遲對(duì)于x和y的幅度是相似的。出于該原因，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選變型，從兩個(gè)思路考慮計(jì)算延遲，一個(gè)是對(duì)egr低壓流量的計(jì)算，另一個(gè)是對(duì)拉姆達(dá)的誤差的計(jì)算，以正確地匹配這對(duì)值。替代性地，優(yōu)選的是當(dāng)x和y在時(shí)間上不變或穩(wěn)定時(shí)獲得x和y值，使得一個(gè)信號(hào)相對(duì)于另一信號(hào)的任何延遲對(duì)于該方法的目的是不相關(guān)的。以上提出的求和σ根據(jù)按照以上描述的標(biāo)準(zhǔn)而認(rèn)為是代表性的樣本x和y的集合來(lái)執(zhí)行。

顯然，以上步驟1、2和3必須按順序執(zhí)行。第四個(gè)步驟可以在執(zhí)行步驟1、2和3之前、期間或之后執(zhí)行。

步驟5和6反而僅可以在執(zhí)行步驟1、2、3和4之后進(jìn)行。

根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選變型，可以根據(jù)初步證實(shí)的結(jié)果來(lái)禁止以上步驟1至6或至少步驟6的執(zhí)行：

-ch0：可以看出，對(duì)于本方法中涉及的傳感器和致動(dòng)器，例如進(jìn)氣歧管ip上的溫度或壓力傳感器或空氣質(zhì)量計(jì)量裝置hfm或低壓egr閥的致動(dòng)器等，處理單元ecu中不存儲(chǔ)有誤差。

根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選變型，在前述步驟6之前執(zhí)行以下步驟中的至少一個(gè)步驟。

這基本上是進(jìn)行檢查，如果檢查不通過(guò)，則阻止步驟6的執(zhí)行，即阻止發(fā)出故障信號(hào)。

-ch1：計(jì)算皮爾遜相關(guān)指數(shù)r2，皮爾遜相關(guān)指數(shù)r2定義為兩個(gè)變量x(低壓egr流量)和y(誤差拉姆達(dá))的協(xié)方差除以此兩個(gè)變量的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差的乘積；皮爾遜相關(guān)指數(shù)r2可以寫(xiě)為：

在這樣的計(jì)算之后，檢查r2是否大于第二預(yù)定最小閾值r_min2，第二預(yù)定最小閾值r_min2例如為0.8。以上示出的求和σ是相對(duì)于用于計(jì)算已經(jīng)描述的回歸線的系數(shù)的同一組樣本x和y進(jìn)行的。

-(ch2)，計(jì)算從最后一次發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)開(kāi)始以及本方法的執(zhí)行期間再循環(huán)低壓egr的總質(zhì)量m_egr，并且檢查該總質(zhì)量m_egr是否大于第三預(yù)定閾值(m_egr_min)，第三預(yù)定閾值例如為10kg。

-ch3：為了確保方法足夠準(zhǔn)確，優(yōu)選的是確保該方法適用于適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)庫(kù)，使得在執(zhí)行該方法期間計(jì)算低壓egr流量的均方差并且檢查該均方差是否大于第四預(yù)定閾值第四預(yù)定閾值例如可以為50kg/h。

檢查ch2和ch3僅禁止步驟6的執(zhí)行。

根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選變型，目前示出的每個(gè)求和σ都可以由下述積分替換：

其中v對(duì)應(yīng)于x、y、xy、x²等，時(shí)間區(qū)間t2至t1對(duì)應(yīng)于對(duì)于求和σ所考慮的變量x和y的樣本的數(shù)目n。

積分的實(shí)現(xiàn)使得可以對(duì)計(jì)算進(jìn)行管理，從而避免存儲(chǔ)大數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)的負(fù)擔(dān)較大。

由于本發(fā)明，可以連續(xù)地檢測(cè)低壓egr再循環(huán)回路中的任何泄漏/故障。

如果涉及單個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)，則該方法/系統(tǒng)指的是流量的估算/計(jì)算，或者如果涉及若干個(gè)循環(huán)，則該方法/系統(tǒng)指的是總體流量(的估算/計(jì)算)。換句話說(shuō)，概念保持不變。

這種監(jiān)測(cè)可以由車輛控制單元或發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元ecu執(zhí)行。因此，本發(fā)明可以有利地由計(jì)算機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)，該計(jì)算機(jī)程序包括用于在該程序在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行時(shí)執(zhí)行該方法的一個(gè)或更多個(gè)步驟的編碼裝置。因此，應(yīng)當(dāng)理解的是，保護(hù)范圍擴(kuò)展到所述計(jì)算機(jī)程序，并且還擴(kuò)展到包括記錄消息的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)包括用于在所述程序在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行時(shí)實(shí)現(xiàn)該方法的一個(gè)或更多個(gè)步驟的編碼裝置。

在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的非限制性示例做出實(shí)施方式的變型，這些實(shí)施方式的變形包括所有等效的實(shí)施方式。

例如，檢測(cè)到可能類型的故障中的一個(gè)故障可以確定為由車輛儀表板中的指示器發(fā)出異常信號(hào)，以及/或者可以確定為恢復(fù)程序的激活，該恢復(fù)程序的激活限制由內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)e輸送的最大扭矩和/或最大動(dòng)力或者實(shí)施本發(fā)明的車輛的最大速度。

通過(guò)以上描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不引入任何進(jìn)一步的構(gòu)造細(xì)節(jié)的情況下實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。可以在本申請(qǐng)的保護(hù)范圍內(nèi)對(duì)包括附圖在內(nèi)的各種優(yōu)選實(shí)施方式中示出的元件和特征進(jìn)行組合。在與現(xiàn)有技術(shù)相關(guān)的章節(jié)中的描述僅僅是為了更好地理解本發(fā)明，而不是對(duì)所描述的元件和特征的存在的陳述。此外，除了在詳細(xì)描述中特別排除之外，可以結(jié)合本發(fā)明的特征來(lái)考慮現(xiàn)有技術(shù)的章節(jié)的內(nèi)容而使現(xiàn)有技術(shù)的章節(jié)的內(nèi)容形成本發(fā)明的一體部分。除了獨(dú)立權(quán)利要求中所指出的以外，不同變型的特征都不是必需的，因此，每個(gè)優(yōu)選變型或附圖的各個(gè)特征可以與所描述的其他變型組合。