CN104047741B - 用于控制混合动力车辆中的egr系统的方法 - Google Patents

用于控制混合动力车辆中的egr系统的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104047741B
CN104047741B CN201410098833.6A CN201410098833A CN104047741B CN 104047741 B CN104047741 B CN 104047741B CN 201410098833 A CN201410098833 A CN 201410098833A CN 104047741 B CN104047741 B CN 104047741B
Authority
CN
China
Prior art keywords
map
egr
engine
measurement
egr valve
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201410098833.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104047741A (zh
Inventor
道格拉斯·雷蒙德·马丁
理查德·保罗·泰勒
弗里曼·盖茨
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ford Global Technologies LLC
Original Assignee
Ford Global Technologies LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ford Global Technologies LLC filed Critical Ford Global Technologies LLC
Publication of CN104047741A publication Critical patent/CN104047741A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104047741B publication Critical patent/CN104047741B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D21/00—Controlling engines characterised by their being supplied with non-airborne oxygen or other non-fuel gas
    • F02D21/06—Controlling engines characterised by their being supplied with non-airborne oxygen or other non-fuel gas peculiar to engines having other non-fuel gas added to combustion air
    • F02D21/08—Controlling engines characterised by their being supplied with non-airborne oxygen or other non-fuel gas peculiar to engines having other non-fuel gas added to combustion air the other gas being the exhaust gas of engine
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B60W20/10—Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand
    • B60W20/15—Control strategies specially adapted for achieving a particular effect
    • B60W20/16—Control strategies specially adapted for achieving a particular effect for reducing engine exhaust emissions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B60W20/50—Control strategies for responding to system failures, e.g. for fault diagnosis, failsafe operation or limp mode
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D29/00—Controlling engines, such controlling being peculiar to the devices driven thereby, the devices being other than parts or accessories essential to engine operation, e.g. controlling of engines by signals external thereto
    • F02D29/02—Controlling engines, such controlling being peculiar to the devices driven thereby, the devices being other than parts or accessories essential to engine operation, e.g. controlling of engines by signals external thereto peculiar to engines driving vehicles; peculiar to engines driving variable pitch propellers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0047—Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F02D41/0077—Control of the EGR valve or actuator, e.g. duty cycle, closed loop control of position
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/24—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/2406—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using essentially read only memories
    • F02D41/2425—Particular ways of programming the data
    • F02D41/2429—Methods of calibrating or learning
    • F02D41/2451—Methods of calibrating or learning characterised by what is learned or calibrated
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/49—Detecting, diagnosing or indicating an abnormal function of the EGR system
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W50/00—Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
    • B60W50/02—Ensuring safety in case of control system failures, e.g. by diagnosing, circumventing or fixing failures
    • B60W50/0205—Diagnosing or detecting failures; Failure detection models
    • B60W2050/021—Means for detecting failure or malfunction
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W50/00—Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
    • B60W50/02—Ensuring safety in case of control system failures, e.g. by diagnosing, circumventing or fixing failures
    • B60W50/0205—Diagnosing or detecting failures; Failure detection models
    • B60W2050/022—Actuator failures
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2400/00—Special features of vehicle units
    • B60Y2400/43—Engines
    • B60Y2400/442—Exhaust gas recirculation [EGR]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/04—Engine intake system parameters
    • F02D2200/0402—Engine intake system parameters the parameter being determined by using a model of the engine intake or its components
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/04—Engine intake system parameters
    • F02D2200/0406—Intake manifold pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/04—Engine intake system parameters
    • F02D2200/0406—Intake manifold pressure
    • F02D2200/0408—Estimation of intake manifold pressure
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S903/00—Hybrid electric vehicles, HEVS
    • Y10S903/902—Prime movers comprising electrical and internal combustion motors
    • Y10S903/903—Prime movers comprising electrical and internal combustion motors having energy storing means, e.g. battery, capacitor
    • Y10S903/904—Component specially adapted for hev
    • Y10S903/905—Combustion engine

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)

Abstract

一种用于控制混合动力车辆中的EGR系统的方法，所述方法利用插入式监视器，并包括：当发动机转速、节气门变化和凸轮轴正时位置变化低于相应的阈值时，基于通过歧管绝对压力（MAP）传感器测量的压力与通过进入到发动机的进气歧管中的空气质量流量（MAF）确定的推断压力之间的平均压差，调节通过EGR阀的EGR流量。当EGR阀处于关闭位置和开启位置时，确定所测量的压力和所推断的压力。

Description

用于控制混合动力车辆中的EGR系统的方法
技术领域
本公开涉及一种用于监测混合动力车辆中的废气再循环系统的系统和方法。
背景技术
废气再循环（EGR）系统应用在机动车辆中，以使发动机废气的受控部分再循环到发动机进气歧管中，从而降低排放并提高燃料效率。这样的系统通常采用被设置在发动机排气歧管和发动机进气歧管之间并可操作的EGR阀，当该EGR阀处于开启位置时，废气的一部分从发动机的排放侧再循环回到发动机的进气侧。在一种布置中，流入进气歧管的EGR流量根据一个或更多个状况（例如，发动机温度、进入到进气歧管的进气充量和发动机转速）而变化。
期望通过车载诊断程序来监测EGR系统的操作，以确定该系统是否如所期望的那样在进行运转。在车辆中进行EGR监测的一种途径包括使用非插入式监测器。该非插入式EGR监测器需要利用少量的EGR在低负荷和高负荷下进行运转。这些运转点是低效的，结果，混合动力发动机的运转通常避免这些运转点，因而阻碍了非插入式监测器完成诊断测试。相比之下，插入式监测器完成诊断测试仅需要高效的中间负荷点。然而，在混合动力车辆中，测试结果会由于进气可变凸轮轴正时（VCT）操作而不可靠。
EGR车载诊断程序会由于快速的VCT调节而混乱。VCT的快速变化导致歧管进气延迟，使得进入到进气歧管中的空气质量流量（MAF）和歧管绝对压力（MAP）彼此不匹配。在非混合动力车辆中，不会激进地采用VCT，意味着不会经常使用高延迟气门正时，且气门正时的变化速率通常是适度的。因此，在非混合动力车辆中不会发现大体上削弱EGR车载诊断程序的精确性的延迟问题。然而，在混合动力车辆中，在高延迟正时和气门正时的快速变化这两者中，都可适合使用更激进的VCT。这样，在混合动力车辆中，需要提供稳健的和系统的方式来监测EGR。
发明内容
公开了一种利用插入式监测器来监测混合动力车辆中的废气再循环（EGR）系统的系统和方法。所述系统和方法可包括：利用所测量的歧管绝对压力（MAP）和所推断的MAP来确定EGR系统的可操作性。实施例还包括调节通过EGR阀的EGR流量，以补偿堵塞和EGR阀限制。本公开的实施例还用在期望在检测EGR系统的可操作性方面进行改善的各种EGR控制应用中。
在一个实施例中，一种混合动力车辆包括发动机、结合到发动机的进气歧管的MAP传感器以及结合到发动机的进气歧管的入口的MAF传感器。所述混合动力车辆还包括结合到发动机的进气歧管和发动机的排气歧管的EGR管道，其中，EGR管道具有被构造成使废气从排气歧管进再循环到发动机的进气歧管中的EGR阀。混合动力车辆还包括与发动机、MAP传感器、MAF传感器和EGR阀通信的控制器。所述控制器被配置成：当第一测量MAP和第二测量MAP之间的第一差与第一推断MAP和第二推断MAP之间的第二差之和低于第一阈值时，增大通过EGR阀的EGR流量。所述控制器还被配置成：当第一差与第二差之和超过第二阈值时，减小通过EGR阀的EGR流量。
第一测量MAP和第二测量MAP是基于由MAP传感器传送的压力信号的。
第一推断MAP和第二推断MAP是基于由MAF传感器测量的进入到发动机的进气歧管中的空气质量流量的。
当EGR阀处于开启位置时，收集第一测量MAP和所第一测量MAP，当EGR阀处于关闭位置时，收集第二测量MAP和第二推断MAP。
在预定数量的循环范围，收集第一测量MAP、第二测量MAP、第一推断MAP和第二推断MAP并且取平均值。
当进入所述方法的条件被保持时，收集第一测量MAP、第二测量MAP、第一推断MAP和第二推断MAP并且取平均值。
所述进入所述方法的条件包括：1）发动机转速保持基本稳定；2）发动机扭矩保持基本稳定；3）发动机转速变化低于相应的阈值；4）节气门变化低于相应的阈值；5）凸轮轴正时位置变化低于相应的阈值。
控制器还被配置成：当第一差与第二差之和低于第三阈值且大于第四阈值时，存储诊断代码。
控制器还被配置成：当第一差与第二差之和低于第三阈值且大于第四阈值时，启动车辆内的指示器，其中，所述指示器是灯、声音和消息中的至少一种。
在另一实施例中，一种用于监测混合动力车辆中的EGR系统的方法，包括：当第一测量MAP和第二测量MAP之间的第一差与第一推断MAP和第二推断MAP之间的第二差之和低于第一阈值时，增大通过EGR阀的EGR流量。所述方法还包括：当第一差与第二差之和超过第二阈值时，减小通过EGR阀的EGR流量。第一测量MAP和第二测量MAP可以是基于由被布置在发动机的进气歧管中的传感器产生的压力信号的。类似地，第一推断MAP和第二推断MAP可基于通过被结合到进气歧管的入口的传感器而测量到的进入发动机的进气歧管的空气质量流量。此外，当EGR阀处于开启位置时，收集第一测量MAP和第一推断MAP，当EGR阀处于关闭位置时，收集第二测量MAP和第二推断MAP。
在又一实施例中，一种用于监测EGR系统的方法，包括：当凸轮轴正时位置变化低于相应的阈值时，收集第一测量MAP和第二测量MAP以及第一推断MAP和第二推断MAP。所述方法还包括：当第一测量MAP和第二测量MAP之间的第一差与第一推断MAP和第二推断MAP之间的第二差之和低于第一阈值且大于第二阈值时，存储诊断代码。所述方法还可包括：当所述和低于第三阈值时，使适应性参数增大一预定数值，以增大EGR流量，并且当所述和超过第四阈值时，使适应性参数减小所述预定数值，以减小EGR流量。所述方法还包括：当第一差与第二差之和低于第一阈值并大于第二阈值时，启动车辆内的指示器。所述指示器可以是灯、声音和/或消息。
在另一实施例中，一种用于控制具有发动机和牵引电机的混合动力车辆的EGR系统的方法，所述发动机具有与多个凸轮轴正时位置相关联的可变凸轮正时，所述方法包括：当凸轮轴正时位置变化低于相应的阈值时，存储第一测量MAP值和第二测量MAP值以及第一推断MAP值和第二推断MAP值；当第一测量MAP值和第二测量MAP值之间的第一差与第一推断MAP值和第二推断MAP值之间的第二差之和低于第一阈值且大于第二阈值时，存储诊断代码。
当EGR阀处于开启位置时，存储第一测量MAP值和第一推断MAP值，当EGR阀处于关闭位置时，存储第二测量MAP值和第二推断MAP值。
所述方法还包括：当所述和低于第三阈值时，使适应性参数增大一预定数值，以增大EGR流量；当所述和超过第四阈值时，使适应性参数减小所述预定数值，以减小EGR流量。
所述方法还包括：当第一差与第二差之和低于第一阈值时，致动车辆内的指示器，其中，所述指示器是灯、声音和消息中的至少一种。
根据本公开的各个实施例可提供一个或更多个相关的优点。例如，根据本公开的实施例的插入式EGR监测器不依赖于发动机在低效的低负荷运转点和高负荷运转点所进行的运转，因此对于混合动力车辆应用而言是更有利的。根据本公开的实施例还通过使VCT位置在接近测试结束时发生改变的测试无效而避免了对于VCT位置的补偿测量有关的复杂性和潜在的错误。
通过下面结合附图对优选实施例所进行的详细描述，以上优点以及其他优点和特点将是显而易见的。
附图说明
图1是根据本公开的实施例的内燃发动机的单个汽缸示意性表示；
图2是根据本公开的实施例的包括用于推进的电动机和内燃发动机这两者的混合动力电动车辆（HEV）的示意性表示；
图3A是根据本公开的实施例的在EGR开启和EGR关闭的情况下歧管绝对压力（MAP）与负荷的曲线图；
图3B是根据本公开的实施例的在EGR开启和EGR关闭的情况下通过发动机的进气口的空气质量流量（MAF）与负荷的曲线图；
图4A和图4B是示出了根据本公开的实施例的功能性EGR系统和非功能性EGR系统之间的平均压差的曲线图；
图5A、图5B和图5C示出了根据本公开的实施例的所测量的MAP和所推断的MAP的变化（噪声）之间的关系；
图6是示出了根据本公开的实施例的用于监测混合动力车辆中的EGR系统的控制系统和/或方法的流程图。
具体实施方式
根据需要，在此公开所要求保护的主题的具体实施例。然而，应理解，所公开的实施例仅是示例，且这些实施例可以以各种和可选的形式实施。附图不一定按照比例绘制；可夸大或最小化一些特征，以示出特定部件的细节。因此，在此公开的具体结构和功能性细节不应被解释为限制，而仅仅作为用于教导本领域的技术人员多样化地使用所要求保护的主题的实施例的代表性基础。
参照图1，示出了内燃发动机10，该内燃发动机10具有由控制器12控制的多个汽缸，在图1中示出了其中一个汽缸。例如，控制器12可通过发动机控制单元（ECU）和/或动力传动系统控制模块（PCM）实现。图1中示出的控制器12是传统的微型计算机，包括：微处理器单元（CPU）60、输入/输出端口62、只读存储器（ROM）64、随机存取存储器（RAM）66以及传统的数据总线68。除了先前所讨论的那些信号之外，控制器12被示出为还从结合到发动机10的传感器接收各种信号，这些信号包括：来自结合到进气歧管22并位于节气门38之前的质量流量传感器70的质量流量（MAF）；来自压力传感器72的歧管绝对压力（MAP）的测量值；来自温度传感器74的进气歧管温度（MT）信号；来自结合到冷却套80的温度传感器78的发动机冷却液温度（ECT）；点火拾波器（profile ignition pickup(PIP)）信号，来自结合到曲轴20的霍尔效应传感器82，并用作曲轴每转动一圈产生预定数量的等间隔脉冲的发动机转速信号。此外还包括用于测量大气压力BP的气压计76。
发动机10包括燃烧室14和汽缸壁16，在汽缸壁16中布置有连接到曲轴20的活塞18。燃烧室14被示出为通过相应的进气阀26和排气阀28而与进气歧管22和排气歧管24连通。当作为凸轮轴（未示出）的一部分的凸轮29的顶部向下压到排气阀28时，凸轮29便使排气阀28动作。类似地，凸轮27使进气阀26动作。进气阀26的正时可由于可变凸轮轴正时（VCT）装置31而变化。
进气歧管22可结合有用于向发动机汽缸输送燃料的喷油器30。燃料通过包括燃料箱、燃料泵和燃料导轨的传统的燃料系统（未示出）而被输送到喷油器30。替代地，发动机可被构造成使燃料直接注射到发动机的汽缸中，这作为直喷发动机是本领域技术人员所公知的。进气歧管22经节气门板36与气节门主体34连通。节气门位置传感器38测量节气门板36的角度位置并将指示节气门板36的角度位置的节气门位置信号传送至控制器12。
点火系统50通过火花塞52向燃烧室14提供点火火花。双态废气氧传感器54、58被示出为结合到排气歧管24并分别位于催化转化器56的上游和下游。传感器54、58分别向控制器12提供EGO1和EGO2信号，控制器12可将这些信号转换成双态信号，一种状态指示废气为富燃的参考空/燃比，另一种状态指示废气为稀燃的参考空/燃比。
碳罐84经清洗阀90而结合到进气歧管22。在填充燃料期间从燃料箱(未示出)排出的燃料蒸气通过入口88进入碳罐84。燃料被吸附到碳罐84中的碳粒86上，并且空气通过开口92释放到大气中。当发动机10运转时，清洗阀90可开启。进气歧管22中的真空度使大气通过开口92经碳罐84被吸入。大气将燃料蒸气从碳粒86带入到进气歧管22中并进入燃烧室14中以进行燃烧。于是，碳罐84被净化，使得在补给燃料事件期间当携带有燃料蒸气的空气被引入到碳罐84中时，碳粒86可吸附燃料蒸气。在一个实施例中，清洗阀90是电磁阀，可通过提供脉宽调制信号来命令该电磁阀处于全开位置和全闭位置之间的位置。可基于至清洗阀90的命令以及进气歧管22和大气压力（BP）之间的压差来估计经碳罐84被引入到发动机10中的空气量。
发动机10还包括废气再循环（EGR）系统，该EGR系统用于使由发动机10产生的废气的受控部分从排气歧管24经EGR管道44重新循环到进气歧管22中。从排气歧管重新循环到进气歧管的废气量可由具有步进电机94的传统的DC步进电机驱动的EGR阀42控制，该步进电机94从控制器12接收信号EGR_RATE_DES，以使EGR阀42按照递增的步数轴向运动，从而控制EGR阀42相对于与进气歧管22连通的入口48的位置。
MAF传感器70设置到至进气歧管22的入口48的上游，且MAP传感器72设置在入口48的下游。MAF传感器70仅测量被供应到发动机10的新鲜空气，即，并不测量EGR流动。然而，来自MAP传感器72的信号受EGR的影响。可基于来自MAF传感器70的信号、指示发动机rpm的PIP信号以及发动机排量（已知）来计算推断的MAP。所测量的MAP（由MAP传感器测量的压力）和推断的MAP可用于确定EGR系统是否正确地工作。在转让给本公开的受让人并通过引用被包含于此的第5,654,501号和第5,331,936号的美国专利还公开了基于空气质量流量来推断进气歧管中的压力的方法。
如图1所示的发动机10是用于如图2所示意性示出的混合动力电动车辆（HEV）100的动力传动系统的一部分。前轮被结合到前桥102。差速器和主减速器总成104也结合到前桥102。车辆动力传动系统通过变速器106结合到差速器和主减速器总成104。变速器106通过离合器108结合到电动机110。电动机110通过离合器114结合到发动机10。在图2所示的实施例中，链传动装置112设置在发动机10和电动机110之间，从而发动机10绕第一轴线旋转，电动机110和变速器106绕大体上与第一轴线平行的第二轴线旋转。电动机110能够作为向相关车桥提供扭矩的电动机运转或者作为从相关车桥吸收扭矩的发电机运转（即，在与该车桥相关的车轮上提供制动力）。电动机110结合到作为储存电能的源和接收器（sourceand sink）的高压电池116。控制器12被示出为结合到发动机10、变速器106、电动机110、离合器114和高压电池116。图2中的构造示出了一种简单的HEV构造。还存在并未脱离本公开的范围的许多可选的HEV构造。
期望监测EGR系统的操作，以确定该系统是否如期望的那样操作。此外，有效的EGR监测系统和方法有助于确定EGR阀何时开始变得受限制。堵塞变严重或EGR阀限制是在较冷的温度下利用EGR运转发动机（利用EGR运转发动机通常用于在混合动力车辆中提高燃料经济性）的结果。可调节流经EGR阀的EGR流量以延长EGR阀的寿命。可通过使用下面描述的多个系统和方法来确定EGR系统的整体功能。
参照图3A，随着百分比负荷（MAP/BP）增大（即，随着歧管绝对压力（MAP）接近大气压力（BP）），在EGR关闭和EGR开启的情况下所测量的MAP之间的差接近于零。换句话说，在高负荷下MAP传感器数据不能单独提供对系统可操作性的精确指示。一种解决方法是使用所测量的MAP和所推断的MAP数据这两者来确定EGR系统的可操作性。如上所述，所测量的MAP可通过由MAP传感器所传送的信号而确定，且所推断的MAP可通过来自MAF传感器的信号、指示发动机rpm的PIP信号和发动机排量而计算得到。如图3B所示，随着百分比负荷增大，在EGR开启的情况下测量的MAF基本上与在EGR关闭的情况下测量的MAF不同。实质上，在低负荷下的EGR添加基本上改变了MAP但却基本上没有改变MAF；而在高负荷下的EGR添加基本上没有改变MAP但却基本上改变了MAF。
参照图4A，示出了曲线图，该曲线图示出了当所测量的MAP是数据的唯一来源时功能性（未被限制的曲线）EGR系统和非功能性（完全被限制的曲线）EGR系统之间的平均压差。可见，功能性EGR系统和非功能性EGR系统两者均具有0.5和2.0英寸泵柱（IN of HG）之间的值。这会导致对EGR系统的操作状态的不正确指示，进而会导致至服务设施的不必要行程以及消费者的不满。根据本公开的实施例，一种解决该问题的方案是将在EGR开启和关闭的情况下确定的所测量的MAP之间的平均压差与在EGR开启和关闭的情况下计算的所推断的MAP之间的平均压差加起来。通过将这两个平均压差加在一起，能够基本上减少图4A中示出的重叠区域，如图4B的曲线图所示，进而提高了EGR系统状态指示器的精确度。
在图5A至图5C中进一步示出了该控制策略，其中，示出了使用所测量的MAP和所推断的MAP得到的平均压差数据中的变化和噪声。如图5A和图5B所示，当使用通过所测量的MAP或所推断的MAP而得到的平均压差时，变化或噪声基本上覆盖了从未被限制的EGR通道到完全被限制的EGR通道的范围。而当将通过所测量的MAP和所推断的MAP两者而得到的平均压差加在一起时，变化或噪声大体上减小，如图5C所描述的。这种变化的减小使得EGR系统的正常操作不大可能会导致不正确的诊断代码或者使得其他指示器由于EGR开启和EGR关闭之间的压差（该压差位于由第一压力阈值和第二压力阈值建立的区间内）而触发。
此外，可调节EGR位置和相应的流量，以补偿EGR阀和/或EGR管道的任何堵塞或限制。可通过EGR阀传递函数FN_EGRPOS（其中，该函数基于EGR阀上的压力比率与期望的EGR质量流量）来确定期望的EGR阀位置。具体地，实现期望的EGR流量所需要的电机步数可通过从与EGR阀传递函数对应的表查询电机输出步数值而确定。例如，见下面所呈现的表。
表中的值通过发动机测功器试验而根据经验确定。在表中，阀上的压力比率egr_pres_rat位于水平轴线上，期望的EGR流量位于竖直轴线上。此外，在表中，与位于水平轴线上的egr_pres_rat和位于竖直轴线上的EGR阀位置一起还示出了实际的EGR质量流量的输出值FN_EGRMASS。如必要时将表的输出修改（clip）为与电机所能够实现的总步数（例如，52步数）对应的最大值。可通过将适应性参数egr_step_adapt添加到EGR阀传递函数来调节期望的EGR阀位置，以补偿任何的EGR阀限制。结果，正常的EGR阀运动可根据当前的发动机状况升高或降低。在转让给本公开的受让人并通过引用被包含于此的第6,098,602号的美国专利中更详细地公开了一种方法，该方法描述了用于获得期望的EGR位置的EGR阀传递函数的使用。
参照图6，示出了根据本公开的示例性实施例的用于描述混合动力车辆的EGR监测系统的操作的流程图。如本领域的技术人员将理解的，可根据具体应用和实施而通过软件和/或硬件执行图6中表达的功能。可根据具体处理策略（例如，事件驱动、中断驱动等）而按照除了图6中示出的顺序或序列之外的顺序或序列执行各种功能。类似地，虽然未明确地示出，但在具体操作条件或具体应用下，一个或更多个步骤或功能可重复地执行、并行地执行和/或省略。在一个实施例中，所示出的功能主要由软件、指令或代码实施，所述软件、指令或代码存储在计算机可读存储装置中并且通过用于控制车辆运转的一个或更多个控制器或基于微处理器的计算机执行。
更具体地，在图6中，控制器在框200处开始诊断测试。在框202处，控制器设定测试，以在预定循环数n的范围收集所测量的MAP和所推断的MAP的多个值。然后，如框204至框208所示的，控制器确定发动机状况是否适于继续进行诊断程序；如果是，则如框210至框218所示的多次收集数据，并在框216处对收集的数据取平均值。发动机状况包括：保持发动机转速和扭矩稳定（204）；获取当前的发动机转速、节气门位置和VCT位置（206）；核查发动机转速变化、节气门位置变化和VCT位置变化是否低于相应的阈值（208）。如果在框208处，发动机转速变化、节气门位置变化或VCT位置变化超过相应的阈值，则中止诊断测试。然后，在框220处，该测试获得或存储初始的发动机转速、节气门位置和VCT位置，并返回到框200处的测试开始处。
当在框208处满足了发动机状况时，便在框210处，在EGR阀开启的情况下收集所测量的MAP（PON）和所推断的MAP（PON(INF)）数据。然后，在框212处，关闭EGR阀，并且在框214处，收集所测量的MAP(POFF)和所推断的MAP(POFF(INF))。在框216处，再次开启EGR阀。在框218处，计算在EGR关闭和EGR开启的情况下所测量的MAP之间的压差(Pdiff=PON-POFF)以及在EGR关闭和EGR开启的情况下所推断的MAP之间的压差(Pdiff(INF)=PON(INF)-POFF(INF))。只要发动机状况持续，便重复该过程预定次数（n次循环）。在特定间隔内已收集了数据之后，在框222处，控制器计算在该间隔（n次循环）内所测量的MAP的平均压差和所推断的MAP的平均压差。
如果在框224处，所测量的MAP和所推断的MAP的平均压差之和(Pdiff(AVG)+Pdiff(INF)AVG)小于第一阈值(PTHRESH1)并大于第二阈值(PTHRESH2)，则在框228和230处，验证EGR系统的操作状态。如果在测试期间发动机状况大体上保持不变，则通过决策框230认为该测试是有效的，并在框232处，设定与操作状态相对应的诊断代码。如果发动机状况并未保持大体上不变，则如框234处所示的再次执行诊断程序。可基于在框232处设定或存储的诊断代码来执行各种其他的控制动作，例如，启动车辆内的指示器以利用灯、声音和/或消息警告驾驶员（例如）和/或在框236处调节EGR阀传递函数（下面将更详细地解释）。
如果所述和不在由第一阈值和第二阈值所限定的区间内，则在框226处，退出诊断程序，并在框236处继续进行控制。如框236和238所示，控制器基于所测量的MAP和所推断的MAP的平均压差之和(Pdiff(AVG)+Pdiff(INF)AVG)来调节EGR流量。当测量结果表明EGR阀开始变得受限制时，则增大EGR流量。更具体地，如果平均压差之和(Pdiff(AVG)+Pdiff(INF)AVG)低于第三阈值，则可通过以下方式来增大EGR流量：在框236处使egr_step_adapt增大一预定数值（例如，增大5），并在框238处将其添加到EGR阀传递函数中。类似地，如果平均压差之和超过第四阈值，则可通过以下方式来减小EGR流量：使egr_step_adapt减小一预定数值（例如，减小5），并在框238处将其添加到EGR阀传递函数中。在框236处，参数egr_step_adapt可被修改成与电机总步数对应的最大值，并可被存储在KAM中。在调节了EGR流量之后，在框240处诊断测试结束。通过调节废气经EGR阀而进入进气歧管的流动，可延长EGR阀的寿命。
这样，根据本公开的实施例的插入式EGR监测的使用不依赖于发动机于低效的低负荷运转点和高负荷运转点所进行的运转，因此对于混合动力车辆应用而言是更有利的。根据本公开的实施例还通过使VCT位置在接近测试结束时发生改变的测试无效而避免了与针对VCT位置的补偿测量有关的复杂性和潜在的错误。
应该理解，本发明并不限于在本公开中已示出和讨论的确切的EGR控制方法，而是在不脱离本发明的精神和范围的情况下可进行各种修改。
虽然上文描述了示例性实施例，但是并不意味着这些实施例描述了本公开的所有可能的形式。相反，说明书中使用的词语为描述性词语而非限定，并且应理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下可进行各种改变。此外，可组合多个实施的实施例的特征以形成本发明的进一步的实施例。虽然已详细描述了最佳方式，但熟悉本领域的人员将认识到，各种可选的设计和实施例均在权利要求的范围之内。虽然各个实施例已经描述为提供优点或在一个或多个期望特性方面优于其它实施例，但是本领域中的普通技术人员将明白，可以对一个或多个特性进行折衷以实现期望的系统属性，该属性取决于具体的应用和实施方式。这些属性包括但不限于：成本、强度、耐用性、生命周期成本、可销售性、外观、包装、尺寸、可维修性、重量、可制造性、装配的便利性等。因此，被描述为在一个或多个特性方面可取性低于其它实施例的实施方式的实施例并不在所要求保护的主题的范围之外，并可期望用于具体应用。

Claims (7)

1.一种用于控制混合动力车辆中的EGR系统的方法，包括：
响应于第一测量MAP和第二测量MAP之间的第一差与第一推断MAP和第二推断MAP之间的第二差之和低于第一阈值，增大通过EGR阀的EGR流量；
响应于第一差与第二差之和超过与第一阈值不同的第二阈值，减小通过EGR阀的EGR流量。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，第一测量MAP和第二测量MAP是基于由被布置在发动机的进气歧管中的传感器产生的压力信号的。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，第一推断MAP和第二推断MAP是基于由被结合到进气歧管的入口的传感器测量到的进入发动机的进气歧管的空气质量流量的。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，当EGR阀处于开启位置时，收集第一测量MAP和第一推断MAP，当EGR阀处于关闭位置时，收集第二测量MAP和第二推断MAP。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，在预定次数的循环内，收集第一测量MAP、第二测量MAP、第一推断MAP和第二推断MAP并且取平均值。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，当进入所述方法的条件被保持时，收集第一测量MAP、第二测量MAP、第一推断MAP和第二推断MAP并且取平均值。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述进入所述方法的条件包括：
1)发动机转速保持基本稳定；
2)发动机扭矩保持基本稳定；
3)发动机转速变化低于相应的阈值；
4)节气门变化低于相应的阈值；
5)凸轮轴正时位置变化低于相应的阈值。
CN201410098833.6A 2013-03-15 2014-03-17 用于控制混合动力车辆中的egr系统的方法 Active CN104047741B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/835,673 2013-03-15
US13/835,673 US9739215B2 (en) 2013-03-15 2013-03-15 Intrusive EGR monitor for a hybrid vehicle

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104047741A CN104047741A (zh) 2014-09-17
CN104047741B true CN104047741B (zh) 2018-01-30

Family

ID=51419309

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410098833.6A Active CN104047741B (zh) 2013-03-15 2014-03-17 用于控制混合动力车辆中的egr系统的方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US9739215B2 (zh)
CN (1) CN104047741B (zh)
DE (1) DE102014204624A1 (zh)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6288060B2 (ja) * 2015-12-10 2018-03-07 カシオ計算機株式会社 自律移動装置、自律移動方法及びプログラム
JP6311695B2 (ja) 2015-12-16 2018-04-18 カシオ計算機株式会社 自律移動装置、自律移動方法及びプログラム
JP6323439B2 (ja) 2015-12-17 2018-05-16 カシオ計算機株式会社 自律移動装置、自律移動方法及びプログラム
JP6187623B1 (ja) 2016-03-14 2017-08-30 カシオ計算機株式会社 自律移動装置、自律移動方法及びプログラム
US10288016B2 (en) * 2016-08-25 2019-05-14 Ford Global Technologies, Llc System and method for operating an engine
CN110073094B (zh) 2016-12-23 2022-09-13 卡明斯公司 通过起动测试进行发动机健康诊断和故障隔离
JP6528791B2 (ja) * 2017-01-27 2019-06-12 トヨタ自動車株式会社 エンジンシステム
JP7134114B2 (ja) * 2019-02-19 2022-09-09 愛三工業株式会社 エンジンのｅｇｒ装置
DE102019210027A1 (de) * 2019-07-08 2021-01-14 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zur Bestimmung zumindest eines Adaptionswertes einer Abgasrückführungsrate
CN112947361A (zh) * 2021-01-29 2021-06-11 河南职业技术学院 一种车载排放故障监控系统
US11274637B1 (en) * 2021-03-15 2022-03-15 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for EGR system

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4173205A (en) * 1977-11-28 1979-11-06 The Bendix Corporation Closed loop exhaust gas recirculation system
US6257214B1 (en) * 2000-02-03 2001-07-10 Ford Global Technologies, Inc. Exhaust gas recirculation monitor
CN101849093A (zh) * 2007-11-06 2010-09-29 丰田自动车株式会社 用于控制内燃机的装置及方法
CN102287279A (zh) * 2010-06-03 2011-12-21 福特全球技术公司 用于检测发动机中的废气再循环故障的方法
CN102470858A (zh) * 2009-08-10 2012-05-23 罗伯特·博世有限公司 对布置在混合动力车中的内燃机进行适应处理和/或诊断的方法和装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4142493A (en) * 1977-09-29 1979-03-06 The Bendix Corporation Closed loop exhaust gas recirculation control system
US5331936A (en) 1993-02-10 1994-07-26 Ford Motor Company Method and apparatus for inferring the actual air charge in an internal combustion engine during transient conditions
JPH08270492A (ja) 1995-03-30 1996-10-15 Ford Motor Co 電子機関制御装置
US6098602A (en) 1999-01-15 2000-08-08 Ford Global Technologies, Inc. Exhaust gas recirculation system
US6164270A (en) 1999-08-09 2000-12-26 Ford Global Technologies, Inc. Exhaust gas recirculation fault detection system
JP2002371868A (ja) * 2001-06-19 2002-12-26 Unisia Jecs Corp 可変バルブタイミング機構のコントローラ
US6763708B2 (en) * 2001-07-31 2004-07-20 General Motors Corporation Passive model-based EGR diagnostic
US6850834B1 (en) * 2003-11-17 2005-02-01 Ford Global Technologies, Llc Method and system for detecting degradation of EGR flow delivery

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4173205A (en) * 1977-11-28 1979-11-06 The Bendix Corporation Closed loop exhaust gas recirculation system
US6257214B1 (en) * 2000-02-03 2001-07-10 Ford Global Technologies, Inc. Exhaust gas recirculation monitor
CN101849093A (zh) * 2007-11-06 2010-09-29 丰田自动车株式会社 用于控制内燃机的装置及方法
CN102470858A (zh) * 2009-08-10 2012-05-23 罗伯特·博世有限公司 对布置在混合动力车中的内燃机进行适应处理和/或诊断的方法和装置
CN102287279A (zh) * 2010-06-03 2011-12-21 福特全球技术公司 用于检测发动机中的废气再循环故障的方法

Also Published As

Publication number Publication date
DE102014204624A1 (de) 2014-09-18
US20140261343A1 (en) 2014-09-18
CN104047741A (zh) 2014-09-17
US9739215B2 (en) 2017-08-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104047741B (zh) 用于控制混合动力车辆中的egr系统的方法
RU2566192C2 (ru) Способ определения состояния впускного воздушного фильтра двигателя (варианты) и система диагностики впускного воздушного фильтра
US8608374B2 (en) Outside air temperature sensor diagnostic systems for a vehicle
RU2605167C2 (ru) Способ управления двигателем (варианты) и система двигателя
US9850833B2 (en) Diagnosis device for internal combustion engine, and diagnosis method for internal combustion engine
US20140288801A1 (en) Control device and control method for vehicle
CN102287279B (zh) 用于检测发动机中的废气再循环故障的方法
CN105257436A (zh) 用于加速发动机暖机的方法和系统
US8504280B2 (en) Fuel control diagnostic system and method
US6378505B1 (en) Fuel tank pressure control system
US20200300148A1 (en) Method and system for leak detection at a particulate filter
JP6304296B2 (ja) エンジンの制御装置
US20200173388A1 (en) Control Device for Controlling an Internal Combustion Engine and Method for Heating an Exhaust Emission Control Device
JP2008180180A (ja) 内燃機関装置およびその制御方法並びに車両
RU2714598C2 (ru) Способ и система для выявления потери связи в информационной сети транспортного средства и способ для выявления потери связи в системе управления транспортного средства
WO2017204805A1 (en) Engine stop/start enablement based on combustion parameters
US20230294661A1 (en) Control apparatus for hybrid vehicle
US11143127B2 (en) Vehicle controller and control method performing fuel feeding process while stopping combustion for filter regeneration
CN105209742A (zh) 用于内燃发动机的控制装置和控制方法
CN117028050A (zh) 混合动力汽车断油的控制方法及装置
US6422214B1 (en) Fuel tank pressure control system
JP2009046076A (ja) 自動車およびその制御方法
JP5287506B2 (ja) センサの異常診断装置
JP4835274B2 (ja) 車両用排気特性検出装置
JP5760931B2 (ja) エンジンの制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant