专利名称：排气再循环(egr)系统的制作方法
排气再循环(EGR)系统技术领域：
本发明总体涉及机动车辆中连接至发动机的排气再循环系统。
背景技木可能希望发动机包括涡轮增压器和排气再循环(EGR)系统以減少NOx、CO和其它气体的排放并且改善燃料经济性。EGR系统可包括例如低压排气再循环(LP-EGR)系统、高压排气再循环(HP-EGR)系统、或者LP-EGR和HP-EGR两者。在发动机运行期间测量并调节通过EGR系统传送的EGR量以维持发动机的期望的燃烧稳定性。測量在LP-EGR系统中的EGR量的ー个方案为LP-EGR系统包括在热、湿排气下游并且在涡轮增压器压缩器上游的空气质量流量(MAF)传感器。然而，MAF传感器可能暴露于高排气温度、高浓度的烟粒和排气中碳氢化合物、冷凝水以及排气脉冲(pulsation)。这些状况可減少MAF传感器的寿命并降低其在测量EGR率时的精确度。另外地，双排式(dual bank)发动机可包括两个MAF传感器，从而增加了发动机成本。
发明内容发明人在此已经认识到上述问题并已经发明出ー种方法以至少部分地解决它们。例如，通过测量发动机进气道的多个其他、较冷并且较干燥的位置(例如，在EGR引入之前和之后)处的气流可以解决在LP-EGR系统中的EGR量，其中该处气体包括较低浓度的烟粒和排气碳氢化合物，且该气体较小受到排气脉冲的影响。在ー个不例中，揭不了一种用于控制发动机的方法。将低压EGR传输至进气节气门下游和涡轮增压器压缩器上游。进ー步地，基于从测量的进入进气节气门的空气质量流量和从涡轮增压器压缩器下游测量的总质量流量之间的差异识别的EGR质量流量调节运行參数。这样，可測量EGR率并维持在期望水平，同时MAF传感器可暴露于较低温度、较低浓度的烟粒和排气碳氢化合物、较少冷凝水以及更少的排气脉沖。因此MAF传感器可潜在地具有更长的寿命和更高的精确度。根据本发明一个实施例，其中通过从清洁空气质量流量和排气质量流量的组合减除清洁空气质量流量估算排气质量流量。根据本发明另ー个方面，提供一种用于车辆中发动机的系统，包含包括压缩器和涡轮的涡轮增压器；压缩器上游的第一节气门；第一节气门上游的第一质量流量传感器；低压排气再循环(LP-EGR)系统，该LP-EGR系统将EGR从涡轮下游传送至压缩器上游和第ー节气门下游；压缩器下游的第二节气门；以及压缩器下游和第二节气门上游的第二质量流量传感器。根据本发明一个实施例，其中系统进一歩包含高压排气再循环(HP-EGR)系统，该HP-EGR系统将HP-EGR从涡轮上游传送至第二节气门下游。根据本发明一个实施例，其中系统进一歩包含压缩器下游和第二节气门上游的增压空气冷却器，增压空气冷却器位于第二质量流量传感器下游。
根据本发明一个实施例，其中系统进一歩包含压缩器下游和第二节气门上游的增压空气冷却器，增压空气冷却器位于第二质量流量传感器上游。根据本发明一个实施例，其中系统进一歩包含包括计算机可读的存储媒介的控制系统，其配置用于从第一质量流量传感器測量第一质量流量；从第二质量流量传感器測量第二质量流量；根据第一质量流量、第二质量流量以及校正项计算EGR质量流量；以及基于EGR质量流量调节发动机运行參数。根据本发明一个实施例，其中通过调节LP-EGR系统的阀调节发动机运行參数。根据本发明一个实施例，其中系统包含可变凸轮正时系统并且通过调节可变凸轮正时系统的正时參数而调节发动机运行參数。根据本发明一个实施例，其中通过调节第一节气门和第二节气门中的至少ー者而调节发动机运行參数。 根据本发明一个实施例，其中媒介进ー步包含指令用于当LP-EGR系统关闭时校
准第二质量流量传感器。应该理解提供上述简要说明用于以简化的形式引入将在详细描述中进ー步描述的一系列选择的概念。不意味着确认所保护的本发明主题的关键的或基本的特征，本发明的范围将由本申请的权利要求唯一地界定。此外，所保护的主题不限于克服上文或本公开的任何部分中所述的任何缺点的实施方式。
图I显示了具有涡轮增压器和排气再循环系统的发动机的实施例的示意图。图2显示了具有两个汽缸组的发动机的实施例的示意图，该发动机包括排气再循环系统。图3显示了示例排气再循环控制方法的流程图。图4显示了用于校准和诊断MAF传感器的控制程序的实施例的流程图。
具体实施方式本发明涉及机动车辆中连接至涡轮增压发动机的EGR系统。在一个非限制性示例中，发动机可配置为图I中所说明的系统的部分。其中发动机包括涡轮增压器压缩器、涡轮增压器压缩器上游的进气节气门、涡轮增压器压缩器下游的进气歧管、以及传输EGR至进气节气门下游和压缩器上游的EGR系统。如图2所示发动机可配置有多个汽缸组。图I和图2的系统可以通过例如图3所示的示例的方法运行。例如，该方法可包含測量进入进气节气门的清洁空气质量流量以及测量涡轮增压器压缩器下游和进气歧管上游的总质量流量。可以通过总质量流量和清洁空气质量流量之间相减的差异并进行瞬时质量流量误差校正而计算EGR质量流量。可以基于EGR质量流量调节发动机运行參数。这样，可以测量EGR率并维持在期望水平，同时MAF传感器可暴露于较低温度、较低浓度的烟粒和排气碳氢化合物、以及更少的排气脉沖。此外，可以如图4所示校准或诊断MAF传感器。现在參考图1，其显示多缸发动机10的一个汽缸的示意图，其可包括在车辆的驱动系统中。可至少部分由包括控制器12的控制系统和由车辆操作者132经过输入装置130的输入控制发动机10。在这个例子中，输入装置130包括加速器踏板和用于成比例地产生踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。发动机10的燃烧室(即汽缸)30可包括带有定位于其内的活塞36的燃烧室壁32。在一些实施例中，汽缸30内的活塞36的表面可具有碗状物(bowl)。活塞36可连接至曲轴40以便使活塞的往复运动转换成曲轴的旋转运动。曲轴40可经由中间传动系统连接至车辆的至少ー个驱动轮。此外，起动马达可经由飞轮连接至曲轴40以能够开始发动机10的起动运转。燃烧室30可经由进气道42从进气歧管44接收进气并且可经由排气道48排出燃烧气体。进气歧管44和排气道48可经由各自的进气门52和排气门54选择性地与燃烧室30连通。在一些实施例中，燃烧室30可包括两个或更多的进气门和/或两个或更多的排气门。可经由电动气门驱动器(EVA) 51通过控制器12控制进气门52。类似地，可经由EVA 53通过控制器12控制排气门54。可替代地，可变气门驱动器可为电动液压或能够实现气门驱动的任何其它可想到的机构。在ー些状况期间，控制器12可改变提供至驱动器51和
53的信号以控制各自进气门和排气门的开启和闭合。可分别由位置传感器55和57确定进气门52和排气门54的位置。在可替代实施例中，可由ー个或多个凸轮驱动ー个或多个进气门和排气门，并且可利用凸轮廓线变换(CPS)、可变凸轮正时(VCT)、可变气门正时(VVT)和/或可变气门升程(VVL)系统中的一个或多个以改变气门运转。例如，汽缸30可替代地包括经由电动阀门驱动控制的进气门和由包括CPS和/或VCT系统的凸轮驱动控制的排气门。燃料喷射器66显示为直接地连接至燃烧室30用于将燃料与经由电子驱动器68从控制器12接收的FPW信号的脉冲宽度成比例地喷射进燃烧室内。这样，燃料喷射器66将燃料以称为燃料直接喷射的方式提供至燃烧室30内。燃料喷射器可安装在例如燃烧室内的侧面或者在燃烧室顶部。可通过包括燃料箱、燃料泵和燃料轨的燃料系统(未显示)将燃料传送至燃料喷射器66。在选定运转模式下，点火系统88可响应来自控制器12的火花提前信号SA经由火花塞92将点火火花提供至燃烧室30。尽管显示了火花点火部件，在一些实施例中，无论有无点火火花，可以压缩点火模式运转燃烧室30或发动机10的ー个或多个其他燃烧室。进气道42可包括分别具有节流板64和65的节气门62和63。在这个具体例子中，控制器12经由提供至包括有节气门62和63的电动马达或电动驱动器(ー种通常称为电子节气门控制(ETC)的配置)的信号改变节流板64和65的位置。以这种方法，可运转节气门62和63以改变提供至(除了其它发动机汽缸之外的)燃烧室30内的进气。通过节气门位置信号TP可将节流板64和65的位置提供至控制器12。可在沿着进气道42和进气歧管44的多个点测量压力、温度以及质量空气流量。例如，进气道42可包括质量空气流量传感器120用于测量通过节气门63进入的清洁空气质量流量。清洁空气质量流量可经由MAF信号通信至控制器12。发动机10可进ー步包括压缩装置，例如至少包括设置在进气歧管44上游的压缩器162的涡轮增压器或机械增压器。对于涡轮增压器，压缩器162可至少部分由沿着排气道48设置的涡轮164 (例如经由轴)驱动。对于机械增压器，压缩器162可至少部分由发动机和/或电机驱动，并且可不包括涡轮。因此，可通过控制器12改变经由涡轮增压器或机械增压器提供至发动机的一个或多个汽缸的压缩量。在压缩器162的下游且进气门52的上游可包括增压空气冷却器154。增压空气冷却器154可配置用于例如冷却已经通过经由压缩器162压缩而加热的气体。在一个实施例中，增压空气冷却器154可以在节气门62的上游。可以在压缩器162下游(例如通过传感器145或147)测量压力、温度以及质量空气流量。測量结果可从传感器145和147各自经由信号148和149传输至控制器12。可以在压缩器162上游(例如通过传感器153)测量压力和温度，并经由信号155传输至控制器12。进ー步地，在掲示的实施例中，EGR系统可将需求的部分排气从排气道48传送至进气道44。图I显示了 HP-EGR系统和LP-EGR系统，但是可替代的实施例可仅包括LP-EGR系统。可经由HP-EGR通道140将HP-EGR从涡轮164的上游传输至压缩器162下游。可以通过控制器12经由HP-EGR阀142改变提供至进气歧管44的HP-EGR量。可经由LP-EGR通道150将LP-EGR从涡轮164的下游传送至增压器162上游。可以通过控制器12经由LP-EGR阀152改变提供至进气歧管44的LP-EGR量。HP-EGR系统可包括HP-EGR冷却器146且LP-EGR系统可包括LP-EGR冷却器158以例如将热量从EGR气体排出至发动机冷却齐 。
在一些状况下，EGR系统可用于调整在燃烧室30内的空气和燃料混合物的温度。因此，可能希望測量或估算EGR质量流量。EGR传感器可设置在EGR通道内并且可提供质量流量、压カ、温度、02浓度、以及排气浓度中ー个或多个的指示。例如，HP-EGR传感器144可设置在HP-EGR通道140中。可替代地并且如在此进ー步的展开描述，可从清洁空气质量流量的測量值以及清洁空气质量流量和排气质量流量的组合的測量值估算EGR质量流量。例如,可以通过传感器120测量清洁空气质量流量且可以通过MAF传感器(例如传感器145或传感器147)測量清洁空气质量流量和低压排气质量流量的组合。在一个发动机エ况下，可以仅从清洁空气质量流量以及清洁空气质量流量和排气质量流量的组合估算排气质量流量，例如可通过从清洁空气质量流量和排气质量流量的组合减除清洁空气质量流量。排气传感器126显示为连接至排气道48中排放控制系统(71、72)上游以及涡轮164下游。传感器126可以为用于提供排气空燃比指示的任何适合的传感器，例如线性氧传感器或UEGO (通用或宽域排气氧传感器)、两态氧传感器或EGO (排气氧传感器)、HEGO (カロ热型EGO)、氮氧化物、碳氢化合物或一氧化碳传感器。排放控制装置71和72显示为沿排气道48设置于排气传感器126下游。装置71和72可为选择性催化还原(SCR)系统、三元催化剂(TWC)、NOx捕集器、多种其他排放控制装置或其组合。例如，装置71可为TWC并且装置72可为微粒过滤器(PF)。在一些实施例中，PF72可设置在TWC71的下游(如图I所示)，而在其它实施例中，PF72可位于TWC71的上游(未在图I中显示)。此外，在一些实施例中，在发动机10运转期间，可通过在特定的空燃比内运转发动机的至少ー个汽缸而周期性地重置排放控制装置71和72。图I中控制器12显示为微型计算机，包括微处理器単元102、输入/输出端ロ104、用于可执行的程序和校准值的电子存储介质(在本特定示例中显示为只读存储器芯片106)、随机存取存储器108、不失效(ke印alive)存储器110和数据总线。控制器12可从连接至发动机10的传感器接收多种信号，除了之前论述的那些信号，还包括来自质量空气流量传感器120的引入的质量空气流量(MAF)测量值、来自连接至冷却套筒114的温度传感器112的发动机冷却剂温度(ECT)、来自连接至曲轴40霍尔效应传感器118(或其他类型)的脉冲点火感测信号(PIP)、来自节气门位置传感器的节气门位置TP和来自传感器122的绝对歧管压カ信号MAP。发动机转速信号RPM可由控制器12从脉冲点火感测PIP信号生成。来自歧管压カ传感器的歧管压力信号MAP可用于提供进气歧管内的真空或压カ指示。注意的是可使用上述传感器的多种组合，例如不具有MAP传感器的MAF传感器，反之亦然。在化学计量运转期间，MAP传感器可给出发动机扭矩的指示。此外，该传感器与检测到的发动机转速一起可提供进入汽缸内的充气(包括空气)的估算。在一个示例中，还可用作为发动机转速传感器的传感器118也可用于在曲轴每转产生预定数目的等距脉沖。存储介质只读存储器106能够被编程有计算机可读数据表示的指令，可由处理器102执行该指令用于执行上述方法以及可以预期的但没有具体列出的其它变形。如上所述，图I显示了多汽缸发动机中的仅ー个汽缸，且每个汽缸可类似地包括其各自的一组进气/排气门、燃料喷射器、火花塞等。在图2中，示出了包括排气再循环系统和多个汽缸组的发动机系统的不例。在一个实施例中，发动机10可包含包括压缩器162和涡轮164的涡轮增压器、压缩器162上游的节气门63、以及低压排气再循环(LP-EGR)系统。 LP-EGR系统可将EGR从涡轮164下游传送至压缩器162上游以及节气门63下游。发动机系统可进一歩包含节气门63上游的质量流量传感器120、压缩器162下游的节气门62、以及压缩器162下游和节气门62上游的第二质量流量传感器。现在转到图2，空气可通过空气滤清器210进入发动机10。空气滤清器210可配置用于从空气中去除固体颗粒从而清洁空气质量流量可进入发动机10。随着清洁空气质量流量流经质量空气流量传感器120并且随后通过进气节气门63可以测量清洁空气质量流量。通过质量空气流量传感器120测量的清洁空气质量流量可以传输至控制器12。在ー个实施例中，可在进气节气门63下游和涡轮增压器压缩器162的上游在发动机10的不同汽缸组之间分配清洁空气质量流量。EGR系统可将排气喷射至涡轮增压器压缩器162上游使得能够通过涡轮增压器压缩器162压缩清洁空气和排气的混合物。在一个实施例中，涡轮增压器压缩器162可包括用于第一汽缸组的第一压缩器162a以及用于第二汽缸组的第二压缩器162b。由于热、湿排气与较冷和较干燥的空气混合，清洁空气和排气的混合物会比排气更冷和更干燥。类似地，排气中的烟粒和排气碳氢化合物可以在清洁空气和排气的组合中得到稀释。类似地，在排气中的压カ脉冲可在清洁和排气的组合中得到减弱。可以通过第二节气门62上游的增压空气冷却器(CAC)154冷却涡轮增压器压缩机162下游的压缩的清洁空气和排气的混合物。在一个实施例中，可以通过CAC154上游的传感器145测量涡轮增压器压缩器162下游的空气质量流量。可以通过传感器145测量压力和温度。在可替代的实施例中，可以通过CAC154下游的传感器147测量涡轮增压器压缩器162下游的质量空气流量。可以通过传感器147测量压力和温度。来自传感器145和147的测量值可以传输至控制器12。在CAC154上游的清洁空气和排气的混合物会更干燥，所以相比于传感器147传感器145可暴露于更少的冷凝水中。在一个实施例中，在节气门62下游且在进气歧管44上游高压排气可以与压缩的清洁空气和排气的混合物混合。气体混合物可以通过进气歧管44传送至一个或多个汽缸组。在汽缸中燃烧后，可以通过排气通道48传送排气。在一个实施例中，排气通道48包括每个汽缸组的排气歧管，例如用于第一汽缸组的排气歧管48a和用于第二汽缸组的排气歧管 48b。
至少一部分排气可驱动涡轮增压器的涡轮164。在一个实施例中，涡轮164可包括用于第一汽缸组的第一汽缸164a以及用于第二汽缸组的第二涡轮164b。在一个实施例中，可以通过HP-EGR系统传送至少一部分排气。例如，HP-EGR系统可包括HP-EGR冷却器146和阀142用于将冷却的排气传送至进气歧管44的上游。在一个实施例中，HP-EGR系统可包括用于第一汽缸组的第一 HP-EGR冷却器146a以及阀142a以及用于第二汽缸组的第ニ HP-EGR冷却器146a以及阀142a。涡轮164的下游，至少一部分排气可 往下游流动经过排放控制装置71和消声器220。在一个实施例中，排放控制装置71可包括用于第一汽缸组的第一起燃(Iight-off )催化剂71a以及用于第二汽缸组的第二起燃催化剂71a。消声器220可配置用于减小来自发动机10的排气噪音。因为当返回大气时排气流受到限制，消声器220还可产生排气背压。至少一部分来自涡轮164下游的排气可通过LP-EGR系统传送至涡轮增压器162上游。例如，LP-EGR系统可包括LP-EGR冷却器158和阀152用于将冷却的排气传送至压缩器162上游。在一个实施例中，LP-EGR系统可包括用于第一汽缸组的第一 LP-EGR冷却器158a和阀152a以及用于第二汽缸组的第二 LP-EGR冷却器158b和阀152b。为了维持发动机10的稳定燃烧，可能希望知道通过LP-EGR系统传送的排气量，也称为LP-EGR量，或者EGR量。测量LP-EGR系统的EGR量的ー个方案为LP-EGR系统包括在热排气下游和涡轮增压器压缩器上游的质量空气流量(MAF)传感器。例如，MAF传感器可位于EGR阀152a和152b的下游。然而，甚至冷却的排气也足够热以潜在地减小MAF传感器的寿命。进ー步的，LP-EGR冷却器158下游的排气可包括可降低MAF传感器寿命和精确度的冷凝水。排气道48下游的高浓度烟粒和排气碳氢化合物可降低MAF传感器寿命和精确度。排气道48下游的压カ波动可降低MAF传感器的精确度。因此，可希望从在发动机较冷部分的測量值估算LP-EGR的量，其中气体更冷并且包括较低浓度的水、烟粒以及排气碳氢化合物，且该气体较少受到排气脉冲的影响。例如，如进ー步在图3中展开描述的，方法300可通过发动机控制器例如12执行，用于控制发动机10。发动机10包括涡轮增压器压缩器162、涡轮增压器压缩器162上游的进气节气门63、涡轮增压器压缩器162下游的进气歧管44、以及喷射EGR至进气节气门63下游和压缩器162上游的EGR系统。可以测量进入进气节气门63的清洁空气质量流量。可以测量涡轮增压器压缩器162下游和进气歧管44上游的总质量流量。可以通过总质量流量和清洁空气质量流量之间的差异识别EGR质量流量。该差异可以进行瞬时质量流量误差的校正。可以基于EGR质量流量调节发动机10的运行參数。继续图3，在310处，可以确定EGR系统是否为开启的。如果EGR系统为开启的，方法300可用于估算EGR量且可以基于EGR量而调节发动机运行參数。如果EGR系统为关闭的，如图4中进ー步展开描述的可校准MAF传感器。如果EGR系统为开启的，方法300可继续至320处。否则，方法300继续至400处。在320处，可以确定一组发动机エ况。例如，该组发动机エ况可包括涉及用于期望的燃烧的EGR量的状況。例如，可以通过温度传感器112測量发动机冷却剂温度。可以通过传感器例如传感器147測量充气温度。可以通过传感器118測量发动机速度。可以从由传感器例如MAF传感器120或MAP传感器122的多个组合产生的发动机參数计算发动机负荷。如另ー示例，该组发动机エ况可包括用于确定发动机10是否以稳态运行或瞬变状况运行的状況。例如，踏板位置传感器134可产生成比例的踏板位置信号，可监视该信号在预定时间间隔内的变化以潜在地指示发动机10的瞬变状況。可以监视发动机速度和负荷在预定时间间隔内的变化以潜在地指示发动机10的瞬变状況。如另ー示例，发动机10的瞬变状况可包括涡轮增压器的加速和減速。如另ー个示例，该组发动机エ况可包括沿着进入和来自发动机10的气流的多个点处的压力和温度。取决于在相关点(point of interest)处的传感器的存在或缺失,可以测量、估算或计算在每个点处的压カ和温度。例如，可以测量压缩器162上游、压缩器162下游和CAC154上游、CAC154下游和节气门62上游、阀152下游的压力和温度。在330处，可測量节气门63上游的质量空气流量。在一个实施例中，可測量节气 门63上游和空气滤清器210下游的空气质量流量。这样，可以测量进入发动机10的清洁空气质量流量(进气MAF)。在340处，可以测量压缩器162下游和进气歧管44上游的质量空气流量。在ー个实施例中，可以例如通过传感器145测量压缩器162下游和CAC154上游的质量空气流量。在可替代的实施例中，可以例如通过传感器147测量CAC154下游和节气门62上游的质量空气流量。在又一个可替代的实施例中，可以通过速度-密度法(speed-density method)(例如基于利用校准数据和歧管压カ以及发动机速度的发动机进气排气映射图)估算空气质量流量。例如，可以从MAP、充气温度、节气门位置、以及发动机速度估算进入发动机10的空气质量流量。这样，可以测量进入发动机10的清洁空气和低压排气的组合的空气质量流量(总MAF)。在350处，可以计算EGR质量流量。在一个实施例中，EGR质量流量可以估算为进行了瞬时质量流量误差校正的总MAF与进气MAF之间的差异。在发动机10的ー个或多个工作点，例如在发动机10的稳态状况期间，通过LP-EGR系统喷射的EGR质量流量可以估算为总MAF和进气MAF之间的差异。因此，仅使用清洁空气质量流量的测量值(例如来自传感器120)以及清洁空气质量流量和排气质量流量的组合的测量值(例如来自传感器145)可以估算在预定发动机工作点处的排气质量流量。然而，在发动机10的不同的工作点期间，例如在发动机10的瞬变状况期间，可能期望补偿瞬时质量流量误差。例如，通过LP-EGR系统喷射的EGR质量流量可以被估算为在发动机10的瞬变状况期间对瞬时质量流量误差校正的总MAF和进气MAF之间的差异。该瞬时质量流量误差可包括传输延时项和压カ改变项。传输延时项可解决(account for) EGR阀的位置和测量总MAF的传感器的位置之间的传输延时。在一个实施例中，传输延时可解决阀152和传感器145之间沿着空气通道的距离。在可替代的实施例中，传输延时可解决阀152和传感器147之间的沿着空气通道的传输延吋。压カ波以声速传播并且因而传输延时可以计算为声速乘以EGR阀和测量总MAF的传感器的位置之间的距离。压カ改变项可解决由于EGR阀的位置和测量总MAF的传感器的位置之间的压カ变化的误差。例如，在EGR阀的位置和测量总MAF的传感器的位置之间的瞬时压カ改变期间，质量可影响(contribute to)压カ变化。例如，当在阀152处压カ上升,传感器145可测量比在阀152处的该压カ下预期的更少的总MAF。因此，压カ项可随着阀152处的压力增加而増加。类似地，当在阀152处压カ下降，传感器145可測量比在阀152处的该压カ下预期的更多的总MAF。因此，压カ改变项可随着在阀152处的压カ减小而减小。在一个实施例中，压カ改变项可以从理想气体定律获得，PV=mRT，其可以重写为m=PV/RT。在第一位置和第二位置之间的质量变化可以为(m2 - ml) =V/R* (P2/T2 - P1/T1)。因此，在EGR阀处以及在测量总MAF的传感器的位置处的压力和温度的測量值可以用于计算压カ改变项。在可替代的实施例中，可以从其它參数估算在EGR阀处的以及在测量总MAF的传感器位置处的压力和温度，并且该压カ和温度随后用于计算压カ改变项。在360处，可以基于在350处估算的EGR质量流量调节发动机运行參数。例如，可以基于EGR质量流量例如通过调节阀152而调节EGR质量流量。如另ー个示例,可以基于EGR质量流量调节VCT系统的正时參数。在又另ー个示例中，可以基于EGR质量流量调节节气门62或63的节气门位置。 因此，可以根据估算的通过LP-EGR系统传送的EGR量调节发动机运行參数。可以从清洁空气质量流量以及清洁空气和低压排气质量流量的组合的測量值估算EGR量。在一个或多个エ况期间可以关闭LP-EGR系统使得LP-EGR系统不喷射排气至压缩器162上游。因此，当LP-EGR系统关闭时，清洁空气质量流量可等于清洁空气和低压排气的组合的空气质量流量。在一个实施例中，当LP-EGR系统关闭时，可以校准一个或多个质量流量传感器。图4显示了用于校准和诊断MAF传感器的方法400的实施例的流程图。方法400可通过发动机控制器例如12执行用于控制发动机10。转到图4，在410处，可以确定EGR系统是否开启。如果EGR系统没有开启，例如EGR系统处于关闭,方法400可用于校准质量流量传感器。在一个实施例中，当阀152关闭时EGR系统可关闭。如果EGR系统开启，方法400可终止。如果EGR系统关闭，方法400可继续至420处。在420处，可以测量节气门63上游的质量空气流量。在一个实施例中，可以测量节气门63上游和空气滤清器210下游的质量空气流量。这样，可以测量进入发动机10的清洁空气质量流量(进气MAF)。在430处，可以测量压缩器162下游和进气歧管44上游的质量空气流量。在ー个实施例中，可以例如通过传感器145测量压缩器162下游和CAC154上游的质量空气流量。在可替代的实施例中，可以例如通过传感器147测量CAC154下游和节气门62上游的质量空气流量。这样，可以测量进入发动机10的清洁空气和低压排气的组合的质量空气流量(总 MAF )。在440处，确定发动机10是否正以稳态状况运转。例如如果在预定时间间隔内发动机速度和负荷变化小于阈值，发动机10可为稳态状况运转。如另ー个示例，如果在预定时间间隔内测量的清洁空气质量流量变化小于阈值，发动机10可为稳态状况运转。在ー个实施例中，如果发动机不是正以稳态运转，方法400可终止。如果发动机10正以稳态运转，方法400可继续至450处。当EGR系统关闭且发动机10以稳态运转吋，总MAF与清洁空气质量流量可大体相同。因此，来自传感器120的进气MAF的测量值以及来自传感器(例如传感器145)的总MAF的测量值可大体相同。然而，传感器可能不能在不同发动机エ况下相互追踪(track)或传感器的特性可能会随着传感器的使用寿命变化。因此，可能希望校准一个或多个传感器使得每个传感器对于大体相同的空气质量流量记录大体相同的测量值。然而，有时候，传感器可失效而来自传感器的测量值可能是错误的。可能希望检测传感器何时失效。在450处，从在420处测量的进气MAF减除在430处测量的总MAF以产生测量值的差异。如果测量值差异处于容限阈值内，则测量总MAF和进气MAF的传感器可为正常运行的，且方法400可继续至460处。然而，如果测量值差异高于容限阈值，可能发生了失效且方法可继续至470处。在460处，可以校准一个或多个传感器。例如，可以校准一个或多个传感器120、145和147。在一个实施例中，如果来自传感器120和145的测量值的差异高于校准阈值则可以校准传感器145。在可替代的实施例中，如果来自传感器120和147的测量值的差异高于校准阈值则可以校准传感器147。在完成校准之后方法400可終止。在470处，可能发生了失效。例如，传感器120、145、147中的ー个或多个可能已经失效。进ー步地，EGR阀例如阀152可能已经劣化使得总MAF明显不同于进气MAF。例如，如 果阀152在关闭位置时不完全关闭，总MAF会大于进气MAF，因为会喷射排气至压缩器162的上游。可能很难辨别EGR阀或者传感器中的ー个是否已经失效，因而在ー个实施例中，诊断码可以发送至控制器12，指示EGR阀或者传感器已经失效。在另ー个示例中，传感器可失效并发送范围之外(例如超出阈值的电压)的信号。在一个实施例中，当超出电压阈值时诊断码可发送至控制器指示传感器已经失效。方法可在470后終止。这样，可以通过測量比EGR阀的输出处更冷的发动机部位(在其中气体包括较低浓度的烟粒和排气碳氢化合物，且其中气体较少受到排气脉冲影响的位置处)的质量空气流量而计算在LP-EGR系统中的EGR量。注意本发明包括的示例控制和估值程序可与多种发动机和/或车辆系统配置一同使用。本发明描述的具体例程可代表任意数量处理策略(例如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等)中的ー个或多个。这样，可以以所说明的顺序执行、并行执行所说明的各种行为或功能，或在一些情况下有所省略。类似地，处理的顺序也并非实现此处所描述的实施例的特征和优点所必需的，而只是为了说明和描述的方便。可根据使用的具体策略，可重复执行一个或多个说明的步骤或功能。此外，所述的步骤用图形表示了将编程入发动机控制系统中的计算机可读存储介质的代码。应该理解，此处公开的配置与例程实际上为示例性，且这些具体实施例不应认定为是限制，因为可能存在多种变形。例如，上述技术可应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸、和其他发动机类型。本发明的主题包括在此掲示的多种系统与配置以及其它特征、功能和/或性质的所有新颖和非显而易见的组合与子组合。本申请的权利要求特别指出某些被认为是新颖的和非显而易见的组合和次组合。这些权利要求可引用“ー个”元素或“第一”元素或其等同物。这些权利要求应该理解为包括一个或多个这种元素的结合，既不要求也不排除两个或多个这种元素。所公开的特征、功能、元件和/或特性的其他组合和次组合可通过修改现有权利要求或通过在该申请或关联申请中提出新的权利要求而主张权利。这些权利要求，无论与原始权利要求范围相比更宽、更窄、相同或不相同，都被认为包括在本发明主题内。
权利要求
1.一种发动机控制方法，包含 传输低压排气再循环(EGR)至进气节气门下游和涡轮增压器压缩器上游；以及 基于从测量的进入所述进气节气门的清洁空气质量流量和测量的所述涡轮增压器压缩器下游总质量流量之间的差异识别的EGR质量流量调节运行參数。
2.如权利要求I所述的方法，其中基于瞬时压カ变化校正所述差异。
3.如权利要求I所述的方法，其中基于所述涡轮增压器压缩器上游和下游的压力和温度变化率校正所述差异。
4.如权利要求I所述的方法，其中基于所述涡轮增压器压缩器加速或減速的压カ和温度变化率校正所述差异。
5.如权利要求I所述的方法，其中基于传输延时校正值而校正所述差异。
6.如权利要求I所述的方法，其中调节所述发动机运行參数包括调节EGR控制阀，所述方法进ー步包含在当EGR控制阀为关闭时质量流量传感器运行期间更新校准值。
7.一种用于在发动机运行期间控制车辆中的发动机的方法，其中所述发动机包括涡轮增压器压缩器和排气再循环(EGR)系统，所述方法包含 通过所述涡轮增压器压缩器上游的节气门传送清洁空气； 通过所述EGR系统传送排气，所述排气喷射至所述涡轮增压器压缩器上游和所述节气门下游； 仅使用清洁空气质量流量測量值以及清洁空气质量流量和排气质量流量的组合的测量值估算在预定发动机工作点处的排气质量流量；以及 基于所述估算的排气质量流量调节发动机运行參数。
8.如权利要求7所述的方法，其中在所述涡轮增压器的下游测量所述清洁空气质量流量和排气质量流量的组合。
9.如权利要求8所述的方法，其中在增压空气冷却器的上游测量所述清洁空气质量流量和排气质量流量的组合。
10.如权利要求7所述的方法，其中所述预定发动机工作点为稳态发动机转速和负荷。
全文摘要
本发明涉及排气再循环(EGR)系统。描述了用于在车辆中连接至发动机的排气再循环(EGR)系统的多种系统和方法。一个示例方法包含，从清洁空气质量流量和总质量流量的测量值之间的差异计算EGR质量流量，以及进行瞬时质量流量误差校正。
文档编号F02D21/08GK102865149SQ20121021458
公开日2013年1月9日 申请日期2012年6月26日 优先权日2011年7月5日
发明者G·苏尼拉, D·J·斯泰尔斯, M·J·杰克维斯, J·H·巴克兰, A·Y·卡尼克 申请人:福特环球技术公司