排气热再循环机构诊断的制作方法
【专利摘要】一种用于诊断EGHR的自动化方法，该EGHR具有冷却剂路径、排气路径、热交换器和阀。冷却剂路径通过热交换器，且阀选择性地引导排气路径通过热交换器。该方法包括监视冷却剂路径的入口温度和出口温度，由被监视入口温度和出口温度确定瞬时冷却剂功率，和对瞬时冷却剂功率求积分以确定由冷却剂路径回收的总能量。所述方法监视瞬时排气功率，由瞬时排气功率确定瞬时可获得的EGHR功率，并且对瞬时可获得的EGHR功率求积分以确定名义EGHR能量。计算名义EGHR能量和由冷却剂路径回收的总能量之间的差值。如果计算的差值大于可允许容差，发送EGRH错误信号。
【专利说明】排气热再循环机构诊断
【技术领域】
[0001] 本公开涉及排气热回收（EGHR,exhaustgasheatrecovery)机构的诊断和控制。
【背景技术】
[0002] -些车辆具有排气热回收（EGHR)机构。例如，来自车辆排气的排放废能量可被抽 取以增强发动机冷却剂的升温。另外，车辆内部、液体调温电池、或热电系统可也利用排气 热能升温。
【发明内容】
[0003] 提供了一种用于诊断排气热再循环（EGHR)机构的自动化方法。该EGHR机构具有 冷却剂路径、排气路径、热交换器和阀。冷却剂路径通过热交换器，且阀选择性地指引、导通 或引导排气路径通过热交换器。
[0004] 自动化方法包括监视冷却剂路径的入口温度和监视冷却剂路径的出口温度。该方 法由被监视入口温度和出口温度确定瞬时冷却剂功率。瞬时冷却剂功率被求积分，以确定 由冷却剂路径回收的总能量；
[0005] 该方法还包括监视瞬时排气功率和监视瞬时EGHR效率。该方法由瞬时排气功率 和瞬时EGHR效率确定瞬时可获得的EGHR功率。
[0006] 该方法包括由瞬时可获得EGHR功率计算最小平均回收和最大平均回收中的至少 一个，且对计算的最小或最大平均回收求积分，以确定最小能量容差和最大能量容差中的 至少一个。所述方法包括将回收的总能量与最小能量容差或最大能量容差比较。如果回收 的总能量小于被确定的最小能量容差，或如果回收的总能量大于最大能量容差，该方法包 括确定EGHR机构存在错误，且发送EGHR错误信号。
[0007] 结合附图，从用于实施如所附的权利要求中定义的本发明的一些最佳模式和其它 实施例的以下详细描述中，本发明的上述特征和优势及其他特征和优势将是显见的。
【专利附图】
【附图说明】
[0008] 图1是具有排气热回收（EGHR)机构的动力传动系的一部分的不意图；
[0009] 图2是示出通过EGHR机构实现的能量捕获的示意图；和
[0010] 图3是示出用于控制和诊断诸如图1所示的EGHR机构的算法或方法的示意流程 图。
【具体实施方式】
[0011] 参考附图，其中只要有可能在几幅图中相同的附图标记对应于相同或相似的构 件。图1中示出动力传动系10的一部分，该部分可以是传统或混合动力传动系。所示的示 意性动力传动系10包括内燃发动机12和电马达14。发动机12可以是火花点火或压缩点 火。
[0012] 尽管可以关于汽车或车辆应用详细描述了本发明，但本领域技术人员将认识到本 发明的更宽的适用性。具有本领域常规技术的人将认识到，诸如"之上"、"之下"、"向上"、 "向下"等的术语用来描述附图，且不表示对本发明的范围的限制，所述范围如由所附的权 力要求所限定的。任何数字指代，诸如"第一"或"第二"仅是示意性的，且不以任何方式意 图限制本发明的范围。
[0013] 一个附图中示出的特征可与任何图中示出的特征组合、被其替代或被其改变。除 非另行指出，特征、元素或限制不与任何其他特征、元素或限制相互排斥。此外，没有特征、 元件或限制是操作必须需要的。图中示出的任何特定构造仅是示意性的，且所示的特定构 造并不限制权利要求或说明书。
[0014] 如在图1中示出的，控制系统16与动力传动系的部分通信且能够操作所述部分。 控制系统16以高度示意的方式示出。控制系统16安装在车上，且与动力传动系10的多个 部件通信。控制系统16进行用于动力传动系10的实时、车载检测、诊断和计算功能。
[0015] 控制系统16可以包括一个或多个具有存储介质和合适量的可编程存储器的构 件，所述构件能够储存和执行一个或多个算法和方法，以实现动力传动系10的控制。控制 系统16的每个构件可以包括分布式控制器架构，且可以是电子控制单元（ECU)的一部分。 附加的模块或处理器可以存在于控制系统16内。如果动力传动系10是混合动力传动系， 控制系统16可替换地称为混合动力控制处理器（HCP)。
[0016] 控制系统16可构造为执行用于诊断排气热回收或再循环机构的自动化方法，或 简单地，诊断EGHR机构20的自动化方法。通常EGHR机构20允许动力传动系10选择性地 捕获由于燃烧而从发动机12排放的热能。
[0017] EGHR机构20包括热交换器22和阀24。包括冷却剂入口31和冷却剂出口32的 冷却剂路径30穿过热交换器22。冷却剂路径30还通过或流动通过发动机12,且可通过其 他部件，诸如变速器（未示出）或加热器芯部（未示出）。
[0018] 在所示的高度示意图中，在冷却剂路径30内的冷却剂流体基本恒定地流动通过 热交换器22。但是，一些系统可包括旁通通道或变量泵，以选择性地防止冷却剂流动通过热 交换器22。
[0019] 具有排气入口 35和排气出口 36的排气路径34也穿过EGHR机构20。但是，取决 于动力传动系10的操作条件，阀24选择性地引导排气路径34穿过热交换器22的流。排气 路径34运送来自发动机12的排气，以最终从车辆排放。排气具有水平变化的热能（热）， 其一些可被EGHR机构20的热交换器22捕获，且经由冷却剂路径30重新引导到发动机12 或其他部件。
[0020] 阀24在至少两个位置之间选择性地可移动或可调整：回收模式和旁通模式。回收 模式示意性地在图1中示出，且构造为将排气流引导通过穿过热交换器22的排气路径34。 在回收模式中，冷却剂路径30和排气路径34通过热交换器22直接热传递连通。通常，当 阀24和EGHR机构20处于回收模式中，排气路径34将热能传递至冷却剂路径30,且将使其 中的冷却剂升温。
[0021] 当阀24和EGHR机构20处于旁通模式时，排气路径34不通过热交换器22。尽管 冷却剂路径30和排气路径34没有通过热交换器22直接热传递连通，但是一些热能可从排 气路径34传递至冷却剂路径30。该能量传递可称为寄生热，且可以是冷却剂路径30紧密 接近排气路径34的结果，甚至在旁通模式中时。
[0022] 阀24可以是能够在回收模式和旁通模式之间切换EGHR机构20的任何适当机构。 需指出，阀24可还能够将仅一部分排放路径34引导通过热交换器22,这可称为部分回收模 式。阀24可例如是：蜡马达或机电开关，但这不是限制性的。
[0023] 蜡马达可通过冷却剂路径30内的冷却剂的温度促动，从而随着冷却剂升温，蜡马 达将热交换器22自排气路径34关闭。机电开关可响应来自控制系统16的信号，以将阀24 布置到旁通或回收模式中。需注意，无论所用的机构如何，阀24可根据系统设计默认设置 为旁通模式或回收模式。
[0024] 第一传感器41布置在冷却剂入口 31内或邻近其，从而第一传感器41确定进入 EGHR机构20和热交换器22的冷却剂的温度。类似地，第二传感器42布置在冷却剂出口 32 内或邻近其，从而第二传感器42确定离开EGHR机构20和热交换器22的冷却剂的温度。
[0025] 第一传感器41测量冷却剂的入口温度1\，第二传感器测量冷却剂的出口温度T。。 控制系统16读取第一温度和第二温度，或从其他部件（诸如中间信号处理器）接收读数。
[0026] 现参考图2,且继续参考图1，示出图表50,其示出在回收模式和旁通模式中通过 EGHR机构20实现的能量捕获。图表50包括表示时间的轴线52,和表示由EGHR机构20回 收到冷却剂路径30内的冷却剂的热能的轴线54。
[0027] 模式切换线56示出阀24从回收模式切换到旁通模式的大约时间。在模式切换线 56左侧的第一时间段表不EGHR机构20处于热回收模式。
[0028] 第一时间段可就在发动机20起动之后发生，从而其可有助于捕获通过排放路径 34传播的热能，且利用该能量使发动机20或其他部件升温。在第一时间段期间，EGHR机构 20应理想地尽可能多地捕获排气路径34中可获得的热能。第二时间段可在发动机20-一 且可行地还有加热器芯部一一温热且不再需要被回收的热能之后发生。
[0029] 需注意，模式切换线56表示阀24的位置的期望变化。在一些情况下，即便控制系 统16确定阀24应该切换位置，阀24也可能被阻挡或阀24的促动也可能存在问题。
[0030] 实际的冷却剂能量线60表示通过EGHR机构20回收到冷却剂路径30的总能量。 被回收的总能量是由第一传感器41和第二传感器42所测得的冷却剂路径30捕获的瞬时 功率的累积。瞬时冷却剂功率可通过来自冷却剂的质量流量、冷却剂的比热和温度变化由 第一等式确定。
【权利要求】
1. 一种用于诊断排气热再循环（EGHR)机构的自动化方法，该排气热再循环机构具有 冷却剂路径、排气路径、热交换器和阀，其中，所述冷却剂路径通过所述热交换器，且所述阀 选择性地引导所述排气路径通过热交换器，所述自动化方法包括： 监视冷却剂路径的入口温度； 监视冷却剂路径的出口温度； 从被监视的入口温度和出口温度确定瞬时冷却剂功率； 对瞬时冷却剂功率求积分，以确定由冷却剂路径回收的总能量； 监视瞬时排气功率； 由所述瞬时排气功率确定瞬时可获得的排气热再循环功率； 对瞬时可获得的排气热再循环功率求积分以确定名义排气热再循环能量； 计算所述名义排气热再循环能量和由冷却剂路径回收的总能量之间的差值；和 如果所计算的差值大于可允许容差，发送排气热再循环错误信号。
2. 如权利要求1所述的方法，还包括： 监视瞬时排气热再循环效率； 由瞬时排气功率和瞬时排气热再循环效率二者确定瞬时可获得的排气热再循环功率。
3. 如权利要求2所述的方法，还包括： 命令所述阀进入回收模式，在回收模式中，所述冷却剂路径和排气路径二者在第一时 间段内通过热交换器； 由所述第一时间段期间的最小平均回收计算可允许容差； 命令所述阀进入旁通模式，在旁通模式中，仅所述冷却剂路径在第二时间段内通过热 交换器，所述第二时间段与第一时间段不同； 由所述第二时间段期间的最大平均回收计算可允许容差。
4. 如权利要求3所述的方法，还包括： 响应于所述错误信号显示指示器光。
5. 如权利要求4所述的方法，还包括： 防止在第三时间段期间通过排气路径的流动； 在第三时间段逝去之后，将被监视的入口温度与被监视的出口温度比较；和 如果被监视的出口温度不基本等于被监视的入口温度，发送传感器错误信号。
6. 如权利要求5所述的方法，其中，最小平均回收是瞬时排气功率的百分之五十五，最 大平均回收是瞬时排气功率的百分之九。
7. -种用于诊断排气热再循环（EGHR)机构的自动化方法，该排气热再循环机构具有 冷却剂路径、排气路径、热交换器和阀，其中，所述冷却剂路径通过所述热交换器，且所述阀 选择性地引导所述排气路径通过热交换器，所述自动化方法包括： 监视所述冷却剂路径的入口温度； 监视所述冷却剂路径的出口温度； 从被监视的入口温度和出口温度确定瞬时冷却剂功率； 对所述瞬时冷却剂功率求积分，以确定由冷却剂路径回收的总能量； 监视瞬时排气功率； 监视瞬时排气热再循环效率； 由所述瞬时排气功率和瞬时排气热再循环效率确定瞬时可获得的排气热再循环功 率； 由所述瞬时可获得排气热再循环功率计算最小平均回收和最大平均回收中的一个； 对最小平均回收和最大平均回收中的被计算的一个求积分，以确定最小能量容差和最 大能量容差中的一个；和 如果回收的总能量小于最小能量容差或如果回收的总能量大于最大能量容差，发送排 气热再循环错误信号。
8. 如权利要求7所述的方法，还包括： 命令所述阀进入回收模式，其中，所述冷却剂路径和排气路径二者在第一时间段内通 过热交换器； 由第一时间段期间的最小平均回收计算可允许容差； 命令所述阀进入旁通模式，在旁通模式中，仅所述冷却剂路径在第二时间段内通过热 交换器，所述第二时间段与第一时间段不同；和 由第二时间段期间的最大平均回收计算可允许容差。
9. 如权利要求8所述的方法，还包括： 响应于所述错误信号显示指示器光。
10. 如权利要求9所述的方法，还包括： 防止在第三时间段期间通过排气路径的流动； 在第三时间段逝去之后，将被监视的入口温度与被监视的出口温度比较；和 如果被监视的出口温度不基本等于被监视的入口温度，发送传感器错误信号。
【文档编号】F02N19/10GK104514630SQ201410460943
【公开日】2015年4月15日 申请日期:2014年9月11日 优先权日:2013年9月11日
【发明者】P.S.隆巴尔多, B.L.斯庞 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司