车辆组合传感器的制造方法
【专利摘要】本申请公开一种在稳态和瞬态期间用于EGR质量和空气质量估测的系统。通过利用包括歧管绝对压力传感元件和压差传感元件的组合传感器，该组合传感器共用具有至进气歧管连接件的公共压力室，可以减少EGR质量估测误差。
【专利说明】车辆组合传感器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及在稳态和瞬态工况期间排气再循环和进气的估测。
【背景技术】
[0002]发动机控制系统采用排气再循环(EGR)机制以调节排气排放物并改善燃料经济性。车辆制造商也采用外部EGR以改善燃料经济性。通过在部分节气门减少泵气损失(即，通过增加进气歧管压力，EGR能够降低发动机泵气工作)EGR改善燃料经济性。此外，通过添加冷却的EGR，可以减少经由火花点火的燃烧引起的自发点火的趋势。
[0003]EGR涉及通过放置在在排气歧管和进气歧管之间的EGR流量的路径中的流量控制阀将排气从排气歧管再循环到进气歧管中。这样做，排气被添加到空气-燃料混合物中。基于进气歧管的歧管绝对压力(MAP)和从位于流量控制阀的下游的固定孔的两端所测量的压差，可以由控制器计算EGR量。基于该EGR量，估测汽缸进气，并且因此可以调节燃料喷射以控制空气/燃料比。
[0004]用于EGR流量和空气流量估测的一种示例性方法由Russell等人公开在US6944530中。其中，歧管压力传感器用来测量该孔下游的压力并且单个绝对压力传感器用来测量该孔上游的压力。基于所计算的孔两端的压差，估测EGR流量并且其后可以估测汽缸进气。
[0005]但是，本实用新型人已经认识到关于这种方法的潜在缺点。作为一个示例，上述方法利用两个不同的传感器测量MAP和孔两端的压差。这种方法可以导致MAP传感器或者定位在远离进气歧管中所期望的测量位置(导致潜在的MAP读数不精确)，或者能够使MAP传感器定位在远端位置的测量管(导致MAP读数滞后)。在一个示例中，由于MAP和EGR压差信号之间的滞后，能够产生EGR估测的不精确性。ERG质量估测的瞬态误差可以弓I起估测的空气质量的误差，这可以因此导致(准确地说，当最需要精确的EGR测定时)燃料输送和空气-燃料比控制的误差，(由于识别这种瞬态燃料误差的空气-燃料比传感器反馈延迟)。
实用新型内容
[0006]在一个示例中，以上问题可以通过一种系统至少部分地解决，该系统包括:进气歧管、通过EGR阀耦接至该进气歧管的EGR通道、直接耦接至歧管的传感器壳体，该传感器壳体具有共用至该歧管的连接件的绝对压力和压差传感元件。在一些示例中，孔可以定位在EGR阀的下游。以这种方式，通过将压差传感器和歧管绝对压力传感器封装在利用公共压力室的单个单元中，其中在该公共压力室中可以测量进气歧管压力、将导致压差同时变化的MAP的任何变化，以此消除MAP和压差信号之间的滞后。此外，通过将组合传感器直接插入进气歧管中，可以消除单独使用的压差传感器以及附加的电连接器和传感器安装机构，导致成本节省。
[0007]在另一个示例中，该系统进一步包括具有计算机可读指令的控制器，该指令用于基于绝对压力和压差传感元件的输出测定排气再循环量；并且基于绝对压力传感元件的输出和排气再循环量测定空气流。
[0008]在另一个示例中，系统包括:进气歧管，其具有直接安装在其上的传感器壳体，该传感器壳体包括与该进气歧管的内部连通的内部歧管以及第一压差传感元件和第二绝对压力传感元件；以及该压差传感元件和测量孔上游的排气再循环系统之间的连接件。
[0009]在另一个示例中，该系统进一步包括具有储存在存储器中的非瞬态指令的控制器，其包括用于响应于第一和第二压力传感元件的输出来调节排气再循环阀的指令。
[0010]在另一个示例中，该控制器进一步包括用于响应于第一和第二压力传感元件来调节燃料喷射量的指令。
[0011]应当理解，提供以上概述以便以简化的形式介绍在【具体实施方式】中进一步描述的一些概念。这并不意味着测定要求保护的主题的关键或基本特征，要求保护的主题的范围仅由随附在具体实施例之后的权利要求测定。此外，要求保护的主题不限于解决在上面或在本公开的任何部分提及的任何缺点的实施方式。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]当参考附图时，通过阅读以下【具体实施方式】的非限制性实施例将更好地理解本实用新型的主题。
[0013]图1示出内燃发动机的燃烧室的示意图。
[0014]图2示出组合传感器的侧视示意图。
[0015]图3示出组合传感器的俯视示意图。
[0016]图4A示出组合传感器的功能示意图。
[0017]图4B示出说明组合传感器的位置的示意图。
[0018]图5示出说明排气再循环的压力反馈控制的方块图。
[0019]图6示出说明用于估测空气质量的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0020]提供一种方法和系统，其用于在瞬态和稳态状况期间利用速度密度空气估测和排气再循环策略减少发动机系统(诸如图1所示的发动机系统)中的空气质量估测误差。在图1所示的发动机系统中可以采用图2和图3所示的组合传感器模块(如图4A和4B所描述的)以减少排气再循环质量测定误差。此外，如图5方块图所说明的反馈调节机构可以被利用以控制排气再循环流。控制器(诸如图1所示的控制器)可以配置成执行控制程序，诸如图6所示的示例程序，以使用图2-4的组合传感器和图5的机构基于排气再循环质量估测空气质量。
[0021]图1是示出多汽缸发动机10的一个汽缸的示意图，该发动机10可以包括在车辆的推进系统中。发动机10可以通过包括控制器12的控制系统和通过经由输入装置130来自车辆操作者132的输入至少部分地控制。在这个示例中，输入装置130包括加速器踏板和用于产生成比例的踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。发动机10的燃烧室30(例如，汽缸)包括具有定位在其中的活塞36的燃烧室壁32。活塞36可以被耦接至曲轴40以便将活塞的往复运动转变成曲轴的旋转运动。曲轴40可以经由中间传动系统耦接至车辆的至少一个驱动轮。此外，起动机可以经由飞轮耦接至曲轴40以使发动机10能够起动运行。
[0022]燃烧室30可以经由进气通道42接收来自进气歧管44的进气并且可以经由排气通道48排出燃烧气体。该进气歧管44和排气通道48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可以包括两个或更多个进气门和/或两个或更多个排气门。
[0023]在这个示例中，进气门52和排气门54可以经由各自的凸轮致动系统51和53通过凸轮致动来控制。凸轮致动系统51和53每个可以包括一个或更多个凸轮并且可以利用由控制器12操作的凸轮廓线变换系统(CPS)、可变凸轮正时(VCT)、可变气门正时(VVT)和/或可变气门升程(VVL)系统中的一个或更多个来改变气门运行。进气门52和排气门54的位置可以分别由位置传感器55和57测定。在可替换的实施例中，进气门52和/或排气门54可以由电动阀致动控制。例如，汽缸30可以可替换地包括经由电动阀致动控制的进气门和经由包括CPS和/或VCT系统的凸轮致动控制的排气门。
[0024]燃料喷嘴66被示为直接耦接至燃烧室30，以此与经由电子驱动器68从控制器12接收的信号FPW的脉冲宽度成比例地将燃料直接喷射至燃烧室30中。以这种方式，燃料喷射器66提供已知的称为直接喷射将燃料喷入燃烧室30。例如，燃料喷嘴可以安装在燃烧室的侧面或燃烧室的顶部。燃料由包括燃料箱、燃料泵和燃料导轨的燃料系统(未示出)递送至燃料喷嘴66。在一些实施例中，燃烧室30可以可替换地或额外地包括以这样的配置布置在进气通道42中的燃料喷嘴，即提供已知的称为进气端口燃料喷射将燃料喷入燃烧室30上游的进气端口中。
[0025]进气通道42可以包括具有节流板64的节气门62。在这个具体的示例中，节流板64的位置可以经由提供给包括在节气门62中的电动马达或致动器信号而通过控制器12改变，这种配置通常称为电子节气门控制(ECT)。以这种方式，可以操作节气门62以改变提供给燃烧室30以及发动机汽缸的进气空气。节流板64的位置可以通过节气门位置信号TP提供给控制器12。进气通道42可以包括质量空气流量传感器120，其用于向控制器12提供质量空气流量MAF信号。
[0026]在选择运行模式下，点火系统88可以响应于来自控制器12的火花提前信号SA经由火花塞92为燃烧室30提供点火火花。虽然示出火花点火部件，但是在一些实施例中，燃烧室30或发动机10的一个或更多个其他燃烧室可以以具有或不具有点火火花的压缩点火模式运行。
[0027]排气传感器126被示为耦接至排放物控制装置70上游的排气通道48。传感器126可以是用于提供排气空气/燃料比指示的任何合适的传感器，诸如线性氧传感器或UEGO (通用或宽域排气氧传感器)、双态氧传感器或EGO、HEGO (加热型EGO)、NOx, HC或CO传感器。排放物控制装置70被示为在排气传感器126的下游沿着排气通道48布置。装置70可以是三元催化剂(TWC)、Nox捕集器、各种其他排放物控制装置或其组合。在一些实施例中，在发动机10运行期间，排放物控制装置70可以通过在特定的空气/燃料比内运行发动机的至少一个汽缸来周期性地重置。
[0028]此外，在所公开的实施例中，排气再循环(EGR)系统可以经由EGR通道140将期望的排气部分从排气通道48发送至进气歧管44。在涡轮增压发动机中，EGR系统可以是高压系统(从涡轮的上游到压缩机的下游)或低压EGR系统(从涡轮的下游到压缩机的上游)。提供给进气歧管44的EGR的量可以由控制器12经由EGR阀142改变。此外，组合传感器144可以布置在进气歧管并且可以与EGR通道连通。该组合传感器144可以提供排气的压力、温度和浓度中的一个或更多个的指示。示例性的组合传感器的额外细节将参考图2-4进行描述。在一些示例中，传感器144可以包括歧管绝对压力(MAP)传感元件和压差(DP)传感元件、以及歧管温度传感元件。该MAP传感元件可以感测歧管绝对压力并且向控制器12提供MAP信号。该DP传感元件可以检测放置在EGR阀下游的EGR流量控制孔141两端的压力降，该压力降与MAP结合时可以提供EGR的量的指示。DP传感元件可以向控制器12提供EGR流量孔两端的压差信号DP。在一些示例中，如图所示，该流量控制孔141可以放置在EGR流量控制阀142的上游或该阀142的下游。传感器144可以通过上游连接器143在EGR流量控制孔141的上游耦接至EGR通道。传感器144可以通过上游连接器143感测该流量控制孔141上游的压力。在一些示例中，额外传感器可以基于来自控制器12的命令感测EGR阀位置以指示改变EGR阀流量面积，并且因此提供用于阀位置控制的反馈控制。
[0029]在图1中控制器12被示出为微型计算机，其包括:微处理器单元(CPU) 102、输入/输出端端口(I/o) 104、用于可执行程序和校准值的电子存储介质，在这个具体的示例中示为只读存储芯片(ROM) 106、随机存取存储器(RAM) 108、保活存储器(KAM) 110和数据总线。控制器12可以接收来自耦接至发动机10的传感器的各种信号，除了上面提到的那些信号之外，还包括来自质量空气流量传感器120的感应质量空气流量(MAF)的测量值；来自耦接至冷却水套114的温度传感器112的发动机冷却液温度(ECT);来自耦接至曲轴40的霍尔效应传感器118 (或其他类型)的表面点火感测信号(PIP);来自节气门位置传感器的节气门位置(TP);来自组合传感器144的绝对歧管压力信号(MAP)和压差(DP)信号。发动机转速信号RPM可以由控制器12从信号PIP产生。应当指出，可以使用上述传感器的各种组合，诸如，MAF传感器而无需MAP传感器，反之亦然。在一个示例中，传感器118也被用作发动机转速传感器，其对曲轴40的每次旋转可以产生预定数量的等间隔脉冲。
[0030]存储介质只读存储器106可以被编程为具有表示通过处理器102可执行的指令的计算机可读数据。
[0031]如上所述，图1仅示出多汽缸发动机的一个汽缸，并且每个汽缸可以类似地包括其自己的进气/排气门、燃料喷嘴、火花塞等的设置。
[0032]以这种方式，图1的发动机系统使单个组合传感器能够检测MAP信号和DP信号，其在图2和图3中进一步详细描述。
[0033]图2和图3示出组合传感器144的示例性组合传感器模块20，其可以用来基于所测量的进气歧管的歧管绝对压力和所测量的排气流量再循环(EGR)孔两端的压差测定排气再循环(EGR)的量，诸如EGR质量流速。EGR质量随后可以用来测定如本文所描述的用于空气-燃料比控制的空气质量。本文所描述的该组合传感器可以用来测定更精确的EGR质量，这可以产生改进的空气质量估测，并且因此改进燃料递送。
[0034]现在转向图2，图2示出组合传感器模块20的侧视图，其在节气门(未示出)的下游插入并且安装至进气歧管44的壁211中。模块20可以包括外壳体202。该模块进一步包括面板204，该面板可以包含至少一个印刷电路板、一个或更多个电源、以及多个电连接件(未示出)。内部歧管壳体208可以安装在耦接至该面板204的后侧面板206上。垫片210可以用来将该内部歧管壳体208安装在位于该后侧面板206中的凹槽212中。内部歧管壳体208可以设计成便于形成压力室214。在一个示例中，内部歧管壳体208可以朝着进气歧管弯曲，该弯曲的一侧具有凹形表面，该弯曲的相对侧具有对应的凸形表面，以便沿着该弯曲形成比较一致的截面面积。该凸形表面可以位于比凹形表面更加接近进气歧管，并且可以包括将压力室214耦接至进气歧管的一个或更多个连接件216。该一个或更多个连接件可以提供平行连接件，该平行连接件具有内部连接件，其具有椭圆形横截面，以及两个外部连接件，其具有较小的圆形横截面。
[0035]内部歧管壳体208可以包括两个端部，每个端部具有弯曲的形状并且该弯曲的形状包括凸形表面。该内部歧管壳体208的两个弯曲的端部可以朝着该组件的与最靠近进气歧管的一侧相对的一侧(即，朝着组件的顶侧)折弯(弯曲)。此外，内部歧管壳体208的两个端部可以相对于该进气歧管位于相同的水平并且可以相互分开一定距离，该距离取决于该内部歧管壳体208的长度。可替换地，该内部壳体208可以是水平圆柱或可以设计成U形形状或使均匀的压力能够出现在整个压力室中的其他形状。
[0036]正如在上面所指出的，压力室214可以通过一个或更多个连接件直接或间接地耦接至该进气歧管。在一个示例中，连接件在数目上可以是三个，每个连接件将压力室平行地耦接至内部歧管壳体。该一个或更多个连接件可以定位成从内部歧管壳体的两端之间的歧管中心偏移,与DP传感元件228相比，更加靠近MAP传感元件226。三个连接件中的两个具有相等的截面面积，并且第三连接件可以具有不同于另外两个连接件的截面面积。第三连接件可以被布置在具有相等的截面面积的两个连接件的任何一个侧面的一侧。此外，所有三个连接件可以具有不相等的高度。在另一个示例中，可以具有将压力室耦接至该进气歧管的单个连接件。
[0037]连接件216的一端可以直接开口在压力室214中。在本文所示的这个实例中，该连接件216的相对端可以开端口在直接耦接至进气歧管的歧管连接件218中。在另一个示例中，连接件216的相对端可以直接开口在进气歧管中。连接件216可以部分地位于连接件壳体220中。同样，歧管连接件218可以部分地位于歧管壳体222中。每个连接件可以从一端到另一端具有一致的宽度，以允许气体在压力室和进气歧管之间不受限制的运动。密封件224可以用来耦接该连接件壳体220和歧管壳体222。
[0038]安装在板204上的歧管绝对压力(MAP)传感元件226和压差(DP)传感元件228可以通过该板上的孔206与压力室214直接连通。例如，歧管绝对压力(MAP)传感元件226可以通过压力室214与压差传感元件228直接连通。每个传感元件可以位于或靠近弯曲的壳体208的每端。此外，可以确保传感元件相对于进气歧管位于相同的水平处。该歧管绝对压力传感元件和压差传感元件可以在压力室内分别安装在平台232和230上。绝对压力传感元件和压差传感元件可以电连接至面板204。使绝对压力传感元件和压差传感元件位于同一个压力室中，可以减少由不同元件进行压力检测的滞后。通过减少通过传感元件测定压力中的滞后，可以估测更精确的EGR质量。
[0039]在一个示例中，MAP传感元件226可以配置成检测歧管绝对压力。在另一个示例中，该MAP传感元件226还可以是温度-歧管绝对压力(T-MAP)传感器，并且除了检测歧管绝对压力之外，还可以检测进气歧管的温度。来自歧管绝对压力传感元件的歧管压力信号可以用来提供进气歧管的中的真空的指示。在理想配比运行期间，MAP传感器可以给出发动机转矩的指示。此外，这个传感器，与所检测的发动机转速一起，能够提供引进汽缸中的进气(包括空气)的估测。
[0040]DP传感元件可以包括包含上游DP传感元件的上游DP端口 234 (见图3)和包含下游DP传感元件228的下游DP端口。上游DP端口 234可以位于下游DP端口的相对侧。上游DP端口 234可以配置成感测来自该固定EGR孔上游位置的上游DP压力信号。类似地，与经由内部歧管壳体208的MAP传感元件一样，下游DP端口可以配置成检测来自该固定的EGR孔下游的位置的压力信号。因此，压差元件可以产生上游压力信号和下游压力信号，并且该EGR孔两端的压差可以基于该上游和下游压力信号之间的压差来测定。
[0041]MAP传感元件226可以位于紧靠该下游DP传感元件，以便MAP信号紧靠该下游DP信号。结果，通过公共压力室214歧管压力可以基本上同时暴露于MAP传感元件和下游DP传感元件(因此，两者之间任何延迟误差小于传感元件的分辨率)。因此，MAP信号和DP信号两者可以在压力室内检测。通过在同一个压力室内使MAP信号位于紧靠下游DP信号，可以减少歧管容积影响，特别是在瞬态发动机工况下。因此，可以减小EGR质量估测误差。
[0042]在这个示例中所示的传感器模块20是长方形的。在其他示例中，传感器模块可以是正方形的、圆形的或使传感器元件能够位于紧靠在公共压力室中的其他形状。
[0043]以这种方式，通过使MAP传感元件和下游DP传感元件位于用于检测进气歧管压力的公共压力室中，可以减少MAP信号和DP信号之间的任何滞后。结果，可以估测更精确的EGR质量。因此可以估测更精确的空气质量，提供改进的空气/燃料控制和燃料提供。
[0044]转向图3，图3示出组合传感器的顶视示意图。正如在图2所示出的，组合传感器模块20可以通过包括连接件216并且耦接至歧管壳体的连接件壳体插入进气歧管中。另夕卜，刚性地耦接至壳体220的安装支架316被示出具有用于接纳附接元件的孔。该附接元件可以连接至进气歧管，以将传感器固定于该进气歧管。此外，如图2所示，组合传感器的所述部件可以封闭在外壳202内。包围在内部歧管壳体208中的压力室214(在图2示出)可以位于面板204的后侧面板206上。面板204可以是印刷电路板并且可以包括上游DP端口 234、壳体304、上游连接件143、一个或更多个电源单元(未示出)、DP传感元件的上游传感元件310、以及一个或更多个处理元件(未示出)。此外，面板204可以包括MAP传感元件226的零件312。
[0045]上游DP端口 234可以位于与下游DP传感元件228相对的一侧上。该上游DP端口可以屏蔽来自压力室214的压力信号。上游DP传感元件可以位于上游DP端口内，它可以通过上游连接件143耦接至固定的EGR孔上游的和EGR阀下游的区域。上游DP端口可以封闭在壳体304中使得该上游DP端口只检测来自该孔上游的信号(例如，上游DP端口可以检测上游压力信号)。虽然上游连接件143的管容积可以大于MAP和DP传感器至进气歧管之间的连接件的容积，但是由于下面描述的EGR流量估测程序的性质，这种延迟的作用不明显，因此在EGR质量测定期间可以忽略管容积影响。应当指出，实际的情况是MAP和DP传感器的上游压力检测之间的延迟被校准以具有公共的延迟。在一个示例中，上游连接件管容积可以是大约0.002升。
[0046]处理元件(未示出)可以处理来自MAP传感元件和DP传感元件的信号。在一个示例中，处理元件可以与比例-积分-微分(PID)控制器连通。可替换地，处理元件可以与控制器12中的另一种反馈或前馈控制器连通。如本文所描述的，PID控制器可以被用于基于期望的EGR流量和实际的EGR流量之间的计算误差，控制位于EGR孔上游的EGR阀。
[0047]向绝对压力传感元件和压差传感元件供电的一个或更多个电源单元可以被提供在面板内。该面板也可以包括将MAP和DP传感元件联接至电源和处理元件的内部电连接件。
[0048]在所描述的一个不例中，传感器模块可以包括内部歧管壳体,其中多个传感器可以位于其内。每个传感器均可以位于该壳体内的基底上，使得在一侧上，这些传感器通过由该内部歧管壳体形成的公共压力室相互连通。在与该公共压力室连通的一侧相对的一侧上，传感器之一可以与EGR流量的路径中的位置连通(通过壳体)。另一个传感器，诸如绝对压力传感器，可以与该组件内的相对侧上的参考室连通。
[0049]该内部歧管壳体可以开口在至进气歧管的连接件中。结果，压力室可以与进气歧管流体连通。通过一个或更多个圆柱形管在传感器之间的位置，在内部歧管壳体内可以产生压力室和进气歧管之间的连通。
[0050]传感器可以位于靠近内部歧管壳体的端部。检测进气歧管压力的传感器的一部分可以位于耦接至该进气歧管的压力室内，并且该传感器的另一部分可以或者感测该内燃发动机的另一个位置的压力，或者感测参考压力或通过参考室的真空。
[0051 ] 通过一起利用如上所述的组合传感器中的MAP传感元件和DP传感元件，可以减少不期望的进气歧管填充效果并且可以估测更精确的EGR质量。结果，可以测定更精确的空气质量并且随之改善空气/燃料比控制并且可以实现燃料输送。此外，通过将MAP和DP传感器封装成一个组合传感器，可以消除在其他情况下需要的独立应用的DP传感器。因此，可以消除用于单独的DP传感器的电连接件和传感器安装机构，导致节省成本。
[0052]转向图4，图4A示出在图2-3中所示的组合传感器的功能示意图并且在图4B示出传感器位置的额外细节。
[0053]在图4A，示出连接至5.0V电源和地的MAP传感元件402和DP传感元件404。MAP传感元件402通过如图2所示的公共压力室检测歧管压力。通过检测歧管压力产生的歧管压力信号406和参考信号408可以从MAP传感兀件发送给运算放大器410。该放大器410可以放大歧管压力信号和参考信号之间的差，以产生歧管绝对压力(MAP)信号420。
[0054]EGR流量控制孔两端的压差可以由DP传感元件检测。指示流量控制孔上游压力的信号412可以由DP传感元件404产生。压力信号412和参考信号414可以发送给运算放大器416的输入,其可以放大两个输入信号之间的差并且可以产生上游压力信号P1422。
[0055]如图2所示，MAP传感元件和DP传感元件可以共用公共压力室并且可以检测通过该公共压力室的进气歧管压力。因此，在相应的放大器410和416中，由MAP传感元件产生的MAP信号420和由DP传感元件产生的上游压力信号P1422，可以用作另一个运算放大器418的输入，在这里(运算放大器418)，可以放大Pl和MAP信号之间的差，以产生压差(DP)信号424。这样得到的压差可以表示经过该EGR流量控制孔的压差。如图4B所示，该EGR流量控制孔可以位于使得在该流量控制孔下游的压力可以是歧管压力。因此，MAP和Pl之间的压差可以表示经过该EGR流量控制孔的压差。
[0056]在一个示例中，如图4B所示，组合传感器144可以位于进气歧管44，并且上游压力信号Pi可以通过将该组合传感器连接至该孔的上游的连接件来检测。
[0057]以这种方式，该组合传感器可以用来产生MAP和DP信号，其可以用来测定EGR质量和流量。MAP和DP信号可以与PCM控制器连通以测定EGR质量，并且因此，测定空气质量和空气/燃料比。此外，通过单个组合传感器测定EGR质量，可以减小由于歧管填充影响(特别是在瞬态条件期间)引起的EGR质量估测误差。结果，可以获得改进的空气/燃料比控制。
[0058]转向图5，图5示出通过PID控制器控制EGR阀来控制EGR流量的压力反馈机制，其(压力反馈控机制)可以储存在控制器12的存储器中。
[0059]在502，控制器基于发动机转速和负荷测定期望的新鲜空气流量的EGR百分比EGR)。然后，在506，基于当前的空气质量(由MAP和速度密度计算值测定，或由质量空气流量传感器测定)，控制器测定期望的EGR质量(DES EM)。
[0060]其次，在508，基于期望的EGR质量和从方框510测量的MAP可以测定期望的压差(DES DP)。方框510可以包含基于位于进气歧管的组合传感器检测的压力所计算的MAP (如在图4所示计算的)。其次，在512，可以基于期望的DP和从组合传感器测量的DP509计算误差信号ERR 0R。然后方框514所示的PID控制器可以基于计算的ERROR信号测定致动信号。该致动信号可以用来通过PID控制器控制EGR阀142，调节EGR流量。
[0061]以这种方式，基于计算的期望流量和估测的流量之间的误差，通过用EGR阀控制EGR流量的压力反馈机制可以调节EGR流量。
[0062]转向图6，图6示出与图5的运行协调工作以计算空气质量的程序600。在602，来自组合传感器的MAP传感元件的MAP信号可以由控制器12读出。同时，指示EGR流量控制孔的上游的压力的Pl信号可以由控制器12从该组合传感器的DP传感元件读出。在606，基于该MAP和Pl之间的差，可以测定EGR流量控制孔两端的压差(DP)。
[0063]在608，EGR质量可以计算为MAP和DP的函数，例如基于积的平方根。在610，基于测定的EGR质量，可以由速度密度方程计算空气质量，其中:
[0064]空气质量=体积效率* [(发动机转速(Rev) /最小值(Min)) * (位移/发动机转速Rev) * (歧管压力/ (空气的气体常数*温度))]-EGR质量
[0065]其次，在612，基于计算的空气质量可以测定燃料喷射量。以这种方式，可以根基EGR质量计算空气质量。
[0066]例如，由于节气门位置的快速变化，或实际的EGR要求的突然变化，可以发生瞬态状况。结果，如果利用滞后于用于空气估测的实际歧管压力的下游压力检测压差，歧管充填作用可以影响EGR质量计算误差。在采用速度密度空气估测燃料策略和利用EGR的发动机控制系统中，基于EGR质量和包括发动机转速(见上面的速度密度方程式)的发动机工况可以估测空气质量。结果，计算的EGR质量的误差可以导致估测的空气质量的误差。因此减少EGR质量误差可以减少估测的空气质量的误差，这可以得到改进的空气-燃料比控制。
[0067]通过利用包括共用与进气歧管连通的公共压力室的MAP和DP传感器的组合传感器，歧管压力可以由MAP传感元件和DP传感元件同时检测。结果，MAP的任何变化都可以同时引起DP的变化。以这种方式，通过减少MAP和DP信号之间的滞后，可以减少瞬态状况期间由于进气歧管充填引起的EGR质量估测误差。通过减少EGR质量估测误差可以测定比较精确的空气质量，并且因此可以减少燃料供给误差，产生改进的燃料经济性。
[0068]应当指出，虽然上面的一些示例示出具有测量孔的EGR阀，但是可替换地途径可以消除该孔并且利用EGR阀两端的压差。这种途径可以基于压差和基于阀打开面积(例如，基于阀位置反馈)的下游(歧管)压力提供孔流量测量的补偿。例如，EGR流量可以映射成阀位置、速度、负荷、MAP和压差的函数。在这种途径中，传感器的压差端口通过连接件143可以通向该EGR通道中EGR阀的上游。
[0069]应当明白，本文所公开的配置其本质是示例性的，并且这些具体的实施例不认为是限制性的，因为许多变化是可能的。例如，上述技术可以在V-6、1-4、1-6、V-12、对置4缸以及其他发动机类型中应用。本实用新型的主题包括本文所公开的各种系统和配置以及其他特征、功能和/或性质的所有新颖和非显而易见的组合和子组合。
[0070]随附权利要求具体指出认为新颖的和非显而易见的一些组合和子组合。这些权利要求可能涉及“一种”元件或“第一”元件或其等同物。这些权利要求应当理解为包括一个或更多个这种元件的结合，既不要求也不排除两个或更多个这种元件。所公开的特征、功能、元件和/或性质的其他组合或子组合可以通过修改本权利要求或在本申请和相关申请中提出新权利要求来主张。这些权利要求比原权利要求在范围上无论是更宽、更窄、相同或不同都被认为包含在本实用新型的主题内。
【权利要求】
1.一种系统，其特征在于包括: 进气歧管； 通过排气再循环阀耦接到所述进气歧管的排气再循环通道；和直接耦接到所述进气歧管的传感器壳体，其中绝对压力传感元件和压差传感元件共用至所述进气歧管的连接件。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于其进一步包括定位在所述阀下游的孔，其中所述压差传感元件通过单独连接件耦接到所述孔的上游区域，并且其中所述共用连接件包括定位在所述传感器壳体内的内部歧管，所述传感器壳体耦接所述绝对压力传感元件和压差传感元件，所述内部歧管包括与所述进气歧管的内部连通的至少一个端口。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于其中所述单独连接件是在所述传感器壳体的相对侧上作为所述共用连接件。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于其中所述传感器壳体由塑料构成，所述进气歧管也由塑料构成，所述壳体通过密封端口和外部紧固件安装到所述进气歧管。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于进一步包括具有计算机可读指令的控制器。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于其中所述绝对压力传感元件和压差传感元件共用公共压力室，所述公共压力室在所述传感器壳体内的基底的第一侧上耦接到所述进气歧管。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于其中所述压差传感元件通过单独连接件耦接到所述阀的上游区域，并且其中所述共用连接件包括定位在所述传感器壳体内的内部歧管，所述传感器壳体耦接所述绝对压力传感元件和压差传感元件，所述内部歧管包括与所述进气歧管的内部连通的至少一个端口。
8.一种系统，其特征在于包括: 进气歧管； 耦接到所述进气歧管的传感器壳体，并且所述传感器壳体包围:与所述进气歧管以及分开的第一和第二压力传感元件连通的内部歧管；和经由通道将排气再循环即EGR系统与所述第二传感元件耦接的端口； 包括用于控制EGR阀的指令的控制器，以基于所述第一和第二传感元件的输出调节EGR流量。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于其中所述端口从内部歧管定位在所述第二传感元件的相对侧上。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于其中所述第二传感元件是压差传感元件而所述第一传感元件是绝对压力传感元件。
11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于其中所述端口经由孔的上游的通道耦接所述第二传感元件和所述EGR系统，所述孔定位在所述EGR阀的下游。
12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于其中所述内部歧管经由定位在所述第一和第二传感元件之间的与所述第二传感元件相比更靠近所述第一传感元件的连接件与所述进气歧管连通。
13.根据权利要求10所述的系统，其特征在于其中所述第一和第二传感元件中的每个均定位在所述传感器壳体内的公共板上，所述传感器壳体是直接安装在所述进气歧管上的整体壳体。
14.根据权利要求8所述的系统，其特征在于其中所述内部歧管在所述第一和第二传感元件之间是弯曲的，弯曲从所述第一和第二传感元件朝着所述进气歧管折弯。
15.根据权利要求14所述的系统，其特征在于其中所述内部歧管的所述弯曲的截面是一致的。
16.根据权利要求14所述的系统，其特征在于其中所述第一和第二传感元件相互位于所述弯曲的相对侧。
17.—种系统，其特征在于其包括: 传感器壳体直接安装在其上的进气歧管，所述传感器壳体包括与所述进气歧管的内部连通的内部歧管以及第一压差传感元件和第二绝对压力传感元件；以及 仅在所述压差传感元件和测量孔的上游的排气再循环系统之间的连接件。
18.根据权利要求17所述的系统，其特征在于其进一步包括控制器，所述控制器具有储存在存储器中的非暂时性指令。
19.根据权利要求17所述的系统，其特征在于进一步包括定位在所述传感器壳体内的板、安装在所述板上的第一和第二压力传感元件、耦接到所述板的第一侧上的内部歧管、以及耦接到所述板的第二、相对侧上的连接件。
20.根据权利要求19所述的系统，其特征在于其中所述内部歧管是弯曲的。
【文档编号】F02M35/104GK203939599SQ201420203905
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2014年4月24日 优先权日:2013年4月24日
【发明者】F·C·盖特斯, D·弗罗曼, F·M·纳达夫, G·麦克罗伊 申请人:福特环球技术公司