CN101487425B - 发动机进气歧管漏气的检测 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及发动机进气歧管漏气的检测。具体地,提供了一种确定发动机进气泄漏的方法,其包括测量进入内燃机的空气流速;比较该测定的空气流速与第一预定空气流量限值;当该测定空气流速小于第一预定空气流量限值时计算进入发动机的估算空气流速;将该估算空气流速与第二和第三预定空气流量限值进行比较;以及当该估算空气流速大于所述第二预定空气流量限值并小于所述第三预定空气流量限值时指示漏气。

Description

发动机进气歧管漏气的检测
技术领域
本发明涉及发动机进气系统诊断,并且更具体地是发动机进气系统中的漏气检测。
背景技术
本节陈述只是提供与本发明相关的背景信息,而不构成现有技术。
内燃机燃烧空气和燃料混合物以产生驱动转矩。更具体地,空气经由节气门被吸入发动机中。该空气与燃料混合并且该混合物在气缸内燃烧以在该气缸内往复驱动活塞,这进而又旋转驱动发动机的曲轴。
基于多个参数包括供给发动机的空气流速,可来调整发动机运转。供给发动机的空气流量(flow)可以由质量空气流量(MAF)传感器确定。如果在MAF传感器的下游位置处存在漏气,那么由MAF传感器测定的进入发动机的空气流量就不会精确反映供给发动机的实际空气量。
不精确的MAF传感器测量值会导致发动机基于不正确的空气燃料比进行运转。更具体地,当MAF传感器的下游存在漏气时,进入发动机的实际空气流量会大于测定值。因而,供给发动机的实际空气燃料比会稀于命令的空气燃料比。不精确的MAF传感器测量值会导致发动机不良运转包括发动机熄火。
发明内容
一种确定发动机进气泄漏的方法,可包括测量进入内燃机的空气流速;比较该测定空气流速与第一预定空气流量限值;当该测定空气流速小于该第一预定空气流量限值时计算进入发动机的估算空气流速;将该估算空气流速与第二和第三预定空气流量限值进行比较;以及当估算空气流速大于所述第二预定空气流量限值并小于所述第三预定空气流量限值时指示漏气。
该方法另外可包括在指示了漏气之后基于估算空气流速来控制供给发动机的燃料量。
控制模块可包括空气流量测量模块、空气流量计算模块和漏气确定模块。该空气流量测量模块可测量进入内燃机的空气流速。该空气流量计算模块可计算进入发动机的估算空气流速。该漏气确定模块可与所述空气流量测量模块和所述空气流量计算模块通信,并且可在所述测定空气流速小于第一预定空气流量限值且所述估算空气流速大于第二预定空气流量限值并小于第三预定空气流量限值时确定发动机进气系统中的漏气状况。
从本文提供的描述可以明显看出更多的适用领域。应当理解的是,描述和特定例子只是意在示例的目的,并非意图限制本发明的范围。
附图说明
本文所描述的附图只是用于示例目的,并非意图以任何方式限制本发明的范围。
图1是根据本发明的车辆的示意图;
图2是图1所示控制模块的控制框图;以及
图3是例示图1所示车辆控制步骤的流程图。
具体实施方式
下列描述实际上只是示例性的,并非意图限制本发明、应用或用途。为了清楚起见,附图中用相同的参考数字标示相似元件。如本文所用,术语“模块”是指专用集成电路(ASIC)、电子电路、执行一种或多种软件或固件程序的处理器(共享的、专用的或成组的)和存储器、组合逻辑电路、或提供所述功能的其它适当部件。
参照图1,车辆10可包括发动机总成12和控制模块14。发动机总成12可包括发动机16、进气系统18、排气系统20和燃料系统22。进气系统18可与发动机16相通,并且可包括进气歧管24、节气门26和电子节气门控制器(ETC)28。ETC 28可致动节气门26从而控制进入发动机16的空气流量。排气系统20可与发动机16相通,并且可包括排气歧管30和催化剂32例如催化转化器。燃料系统22可向发动机16提供燃料。空气燃料混合物的燃烧所产生的排气通过排气系统20排出发动机16。
控制模块14可与燃料系统22、ECT 28、进气温度(IAT)传感器33、质量空气流量(MAF)传感器34、大气压力(PBARO)传感器35、歧管绝对压力(MAP)传感器36、发动机转速传感器38和氧传感器40相通信。IAT传感器33可向控制模块14提供表示进气系统18内的空气温度的信号。MAF传感器34可被设在进气歧管24和节气门26的上游并且向控制模块14提供表示经过MAF传感器34并进入发动机16的发动机空气流速(EFRMAF)的信号。MAP传感器36可被设在MAF传感器34的下游,通常位于节气门26与发动机16之间,并且向控制模块14提供表示进气歧管24内的MAP的信号。发动机转速传感器38可向控制模块14提供表示发动机16的运转速度的信号。PBARO传感器35可向控制模块14提供表示大气压力的信号。氧传感器40可被设在排气歧管30与催化剂32之间,通常位于催化剂32的入口处,并且向控制模块14提供表示排出发动机16的排气中的氧含量的信号。
参照图2,控制模块14可包括空气流量测量模块42、空气流量计算模块44、燃料控制模块46、排气评估模块48、漏气确定模块50和漏气控制模块52。空气流量测量模块42可从MAF传感器34接收空气流量测量信号。空气流量测量模块42可与燃料控制模块46和漏气确定模块50二者通信,并可基于来自MAF传感器34的测量值为其提供发动机空气流速(EFRMAF)。
空气流量计算模块44可从MAP传感器36接收MAP测量信号。空气流量计算模块44可另外与发动机转速传感器38通信并且接收发动机转速信号。空气流量计算模块44可基于MAP传感器36提供的MAP测量和发动机转速传感器38提供的发动机转速来确定计算出的发动机空气流速(EFRMAP)。
更具体地说,EFRMAP可由下列函数确定:EFRMAP=RPM*MAP*NoCyl*Disp*VE*Bcorr/(120*R*Tm)式中,RPM是发动机转速,MAP是歧管绝对压力,NoCyl是气缸数,Disp是发动机排量,VE是容积效率(其为RPM和MAP的函数),Bcorr是VE的气压修正值(其为PBARO和RPM的函数),R是空气的气体常数(287m2/(s2*°K)),Tm是歧管充气温度。空气流量计算模块44可与燃料控制模块46和漏气确定模块50二者通信,并为其提供EFRMAP
燃料控制模块46可与燃料系统22通信,并可确定满足期望的空气燃料比所需的燃料量。燃料控制模块46可从空气流量测量模块42接收EFRMAF,并从空气流量计算模块44接收EFRMAP。燃料控制模块46还可与漏气确定模块50和漏气控制模块52通信。
排气评估模块48可与氧传感器40通信,并且可确定来自发动机16的排气中的氧浓度。排气评估模块48可与漏气确定模块50通信并且为其提供确定的氧浓度。
漏气确定模块50可基于来自空气流量测量模块42、空气流量计算模块44、燃料控制模块46和排气评定模块48的输入来确定进气系统18中是否存在漏气。漏气确定模块50可将EFRMAF和EFRMAP与预定限值LIMITLOW和LIMITHIGH作比较。LIMITLOW和LIMITHIGH是进入发动机16的空气流量的上、下标定限值,并且可由下列函数定义:LIMITLOW=f1(RPM,IAT,PBARO,EngDes);知LIMITHIGH=f2(RPM,IAT,PBARO,EngDes)式中,EngDes包括发动机冲程、排量和气门定时/凸轮相位。
漏气控制模块52可与漏气确定模块50通信,并且在漏气确定模块50处检测到漏气时确定补救动作。漏气控制模块52还可与燃料控制模块46通信,并且可在检测到漏气时调整供给发动机16的燃料,这将在下文描述。
参照图3,控制逻辑100大体上阐明了用于进气系统18的漏气检测和管理系统。控制逻辑100可从块102开始,其中评定适当的主动诊断故障(active diagnostic faults)。如果存在主动诊断故障,控制逻辑100就返回块102。适当的主动故障可包括阻止诊断系统做出正确或健壮性检测的故障。适当的主动故障可包括MAF传感器故障和MAP传感器故障。应当理解的是,还可考虑到其它故障信号。如果没检测到适当的主动故障,控制逻辑100可前进到块104,其中评估发动机怠速状况。可采用车速和节气门位置来确定发动机16处于怠速运转。更具体地说,约为0英里每小时的车速和关闭的节气门位置对应于怠速状况。如果满足怠速状况,控制逻辑100可前进到块106。否则,控制逻辑100可返回块102。
块106可评估来自MAF传感器34的EFRMAF。如果EFRMAF小于第一预定空气流量限值,控制逻辑100就前进到块108。在目前的例子中,该第一预定空气流量限值可包括LIMITLOW。否则,控制逻辑100可返回块102。如上所述,块108可确定EFRMAP。然后控制逻辑100可前进到块110,其中相对于第二和第三空气流量限值评估EFRMAP
在目前的例子中,该第二空气流量限值可包括LIMITLOW,并且第三空气流量限值可包括LIMITHIGH。因此,该第二空气流量限值可等于所述第一空气流量限值。如果EFRMAP处在LIMITLOW与LIMITHIGH之间,控制逻辑100可前进到块112。否则,控制逻辑100可返回块102。块112可评估排气氧含量。如果排气氧含量大于预定上限(LIMITO2),控制逻辑100可前进到块114。LIMITO2可通常对应于用于大致的化学计量空气燃料比的,且和EFRMAF相关的氧含量。
当MAF传感器34的下游存在漏气时,因为进入发动机16的空气多于MAF传感器34所测得的,所以用以保持命令的空气燃料比而供给发动机16的燃料量可能少于用于该命令的空气燃料比所实际需要的量。更具体地,当命令的空气燃料比为化学计量的时,更多的空气量会导致稀的空气燃料比(大于14.7比1),从而导致和大致化学计量的空气燃料比相比会得到更大的排气氧含量。
块114可相对于来自燃料控制模块46的命令的空气燃料比来评定排气氧含量。该命令的空气燃料比可包括化学计量的空气燃料比(14.7比1),或浓的空气燃料比(小于14.7比1)。更具体地,块114通常可确定排气中的高氧含量是否归因于命令的空气燃料比。块114处的评估可包括在与命令的空气燃料比相关的预期排气氧含量以及测定的排气氧含量之间作比较。如果氧含量对应于命令的空气燃料比,控制逻辑100可返回块102。否则,控制逻辑100可前进到块116。
例如,如果命令的空气燃料比是浓的(小于14.7比1),就期望在排气中有相对低的氧含量。因此,高氧含量通常会指示漏气。然而,如果命令的空气燃料比是稀的(大于14.7比1),那么高氧含量就可能归因于命令的空气燃料比,而不是漏气。
块116通常可指示进气系统18中的漏气。然后控制逻辑100可前进到块118,其中可启动补救动作。补救动作可包括基于EFRMAP而不是EFRMAF控制供给发动机16的燃料。然后可终止控制逻辑100。

Claims (20)

1.一种确定发动机进气漏气的方法,包括:
测量进入内燃机的空气流速;
将所述测定的空气流速与第一预定空气流量限值进行比较;
当所述测定的空气流速小于所述第一预定空气流量限值时计算进入所述发动机的估算空气流速;
将所述估算空气流速与第二和第三预定空气流量限值进行比较;以及
当所述估算空气流速大于所述第二预定空气流量限值并且小于所述第三预定空气流量限值时指示漏气。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,进一步包括确定排出所述发动机的排气中的氧含量并且当所述氧含量大于预定氧含量限值时指示漏气。
3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述确定发生在对所述估算空气流速的所述比较之后。
4.如权利要求2所述的方法,其特征在于,进一步包括基于所述测定的空气流速确定命令的空气燃料比,并且基于所述空气燃料比向所述发动机提供燃料量,所述指示发生在所述排气的氧含量大于与所述空气燃料比相关的预期氧含量之时。
5.如权利要求4所述的方法,其特征在于,所述空气燃料比小于14.7比1。
6.如权利要求1所述的方法,其特征在于,进一步包括在指示了所述漏气之后基于所述估算空气流速控制供给所述发动机的燃料量。
7.如权利要求1所述的方法,其特征在于,对所述测定的空气流速的所述比较发生在所述发动机运转在怠速状况之时。
8.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第一预定空气流量限值大致小于所述第三预定空气流量限值。
9.如权利要求8所述的方法,其特征在于,所述第一预定空气流量限值大致等于所述第二预定空气流量限值。
10.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述估算空气流速是基于所述发动机的进气系统内的空气压力测量值而算出的。
11.一种确定发动机进气漏气的方法,包括:
测量进入内燃机的空气流速;
比较所述测定的空气流速与第一预定空气流量限值;
当所述测定的空气流速小于所述第一预定空气流量限值时计算进入所述发动机的估算空气流速;
将所述估算空气流速与第二和第三预定空气流量限值进行比较;以及
当所述估算空气流速大于所述第二预定空气流量限值并小于所述第三预定空气流量限值时,基于所述估算空气流速控制供给所述发动机的燃料量。
12.如权利要求11所述的方法,其特征在于,进一步包括当所述估算空气流速大于所述第二预定空气流量限值且小于所述第三预定空气流量限值时指示漏气。
13.如权利要求11所述的方法,其特征在于,进一步包括确定排出所述发动机的排气中的氧含量,并且当所述氧含量大于预定氧含量限值时基于所述估算空气流速控制供给所述发动机的燃料量。
14.如权利要求13所述的方法,其特征在于,进一步包括当所述氧含量大于所述预定氧含量限值时指示漏气。
15.如权利要求13所述的方法,其特征在于,进一步包括基于所述测定空气流速确定命令的空气燃料比,并且基于所述空气燃料比向所述发动机提供燃料量,所述控制发生在所述氧含量大于与所述空气燃料比相关的氧含量的时候。
16.一种用于确定发动机进气系统中的漏气状况的控制模块,包括:
空气流量测量模块,其测量进入内燃机的空气流速;
空气流量计算模块,其计算进入所述发动机的估算空气流速;以及
与所述空气流量测量模块和所述空气流量计算模块通信的漏气确定模块,其在所述测定的空气流速小于第一预定空气流量限值且所述估算空气流速大于第二预定空气流量限值并小于第三预定空气流量限值时确定所述发动机进气系统中的漏气状况。
17.如权利要求16所述的控制模块,其特征在于,进一步包括与所述漏气确定模块通信的排气评估模块,其确定排出所述发动机的排气中的氧含量,当所述氧含量大于预定氧含量限值时所述漏气确定模块指示漏气。
18.如权利要求17所述的控制模块,其特征在于,进一步包括与所述空气流量计算模块和所述漏气确定模块通信的燃料控制模块,在确定了所述漏气状态之后,该燃料控制模块基于所述估算空气流速控制提供给所述发动机的命令的空气燃料比。
19.如权利要求17所述的控制模块,其特征在于,进一步包括与所述空气流量测量模块和所述漏气确定模块通信的燃料控制模块,其基于所述测定的空气流速控制提供给所述发动机的命令的空气燃料比,当排出所述发动机的排气的氧含量大于与所述空气燃料比相关的氧含量时,所述漏气确定模块指示漏气
20.如权利要求16所述的控制模块,其特征在于,所述估算空气流速是基于所述发动机的进气系统内的空气压力测量值算出的。
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