CN104234847A - 诊断egr系统的方法和利用该方法控制燃油喷射的方法 - Google Patents

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Abstract

一种诊断EGR系统的方法和利用该方法控制燃油喷射的方法，所述诊断EGR系统的方法包括：第一测量步骤，其测量进气歧管中的压力；第二测量步骤，其测量EGR冷却器和EGR阀之间的压力和温度；确定步骤，其利用EGR的目标流量、所述进气歧管的压力以及所述EGR冷却器与所述EGR阀之间的温度和压力的函数来计算并确定满足EGR的目标流量的所述EGR阀的打开面积；以及诊断步骤，其在所述EGR阀已经确定的打开面积下排出EGR气体的时候，通过将所述EGR冷却器与所述EGR阀之间的温度与参考温度进行比较来诊断所述EGR冷却器是否异常。

Description

诊断EGR系统的方法和利用该方法控制燃油喷射的方法
相关申请的交叉引用
本申请要求2013年6月17日提交的韩国专利申请第10-2013-0068965号的优先权，该申请的全部内容结合于此用于通过该引用的所有目的。
技术领域
本发明涉及一种排放气体再循环（EGR）系统，更具体地涉及一种诊断EGR系统的方法和利用该方法控制燃油喷射的方法，所述诊断EGR系统的方法能够通过利用在进气歧管和EGR线路中测量的压力和温度值监测EGR冷却器的效率，从而诊断EGR系统的故障，而不需要单独的排放气体温度传感器，并且所述诊断EGR系统的方法能够通过计算EGR流量和新鲜气体流量来控制发动机的燃油量。
背景技术
图1示意性地显示了根据相关技术的排放气体再循环（EGR）系统的结构的视图。
参考图1，在EGR系统中，已经基于布置在电子节气门致动器控制（ETC）后端的歧管绝对压力（MAP）传感器而对EGR气体流量进行控制。
然而，在MAP传感器的信号值的可靠性较低的情况下（干扰、误差、渗漏等），对于引入到燃烧室中的新鲜空气流量的计算以及对于EGR流量的控制是不准确的，从而燃烧的稳定性可能并不令人满意，而且点火时间和阀交叠时间可能无法控制。
因此，为了避免这些问题，空气质量流量（MAF）传感器已经安装在ETC的前端，用以测量新鲜空气量的准确值，从而能够确保基本的燃烧特性，而不用考虑MAP传感器的缺陷。此外，当通过MAF传感器测量新鲜空气量时，其被转化为压力值，然后与MAP传感器测量的压力值进行比较，从而能够准确控制EGR流量。
同时，在EGR系统中使用的EGR冷却器1的根本目的在于：当EGR气体的温度通过EGR冷却器1降低时，冷却的EGR气体被引入燃烧室以降低燃烧室的温度，从而抑制爆振产生区域来使点火时间提前，由此改进扭矩和燃油效率。
也就是说，从很多方面来看，EGR系统中EGR气体的温度控制是一项重要事项，近来，在EGR系统具有结构中，EGR气体的温度是通过EGR冷却器来降低的。
这里，EGR冷却器是车载自动诊断的法规项目。为了满足美国加州空气资源协会（CARB）的用于监测不达标排放气体的故障码和欧洲车载自动诊断（EOBD）强制监控，在EGR冷却器的后端（即EGR阀的前端）安装温度传感器，用以测量通过EGR冷却器的EGR气体的温度，从而监控EGR冷却器的效率。
但是，在根据相关技术的EGR系统中，如上所述，安装MAF传感器是为了控制新鲜空气的量，而单独地安装排放气体温度传感器2是为了监控EGR冷却器，从而需要额外的成本来安装MAF传感器和排放气体温度传感器。特别地，排放气体温度传感器是相对昂贵的部件，由此导致成本增加。
同时，根据相关技术，标题为“用于控制EGR冷却器的方法”的韩国专利公开出版物No.10-2006-0069627已经被公开。
然而，即使在No.10-2006-0069627的韩国专利公开出版物中所公开的方法中，由于在EGR系统中安装了温度传感器，因此并没有解决由安装温度传感器所需而导致的部件成本增加的问题。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的各个方面提供了一种诊断排放气体再循环（EGR）系统的方法以及利用该方法控制燃油喷射的方法，所述诊断排放气体再循环（EGR）系统的方法能够通过利用在进气歧管和EGR线路中测量的压力和温度值监测EGR冷却器的效率，从而诊断EGR系统的故障，而不需要单独的排放气体温度传感器，并且通过在EGR系统中去除排放气体温度传感器而降低了车辆的成本。
本发明的各个方面提供了一种诊断EGR系统的方法以及利用该方法控制燃油喷射的方法，所述诊断排放气体再循环（EGR）系统的方法能够通过在进气歧管和EGR线路中测量的压力值来计算EGR流量和新鲜气体流量，从而控制发动机的燃油量。
根据本发明的各个方面提供了一种诊断EGR系统的方法，包括：第一测量步骤，其测量进气歧管中的压力；第二测量步骤，其测量EGR冷却器和EGR阀之间的压力和温度；确定步骤，其利用EGR的目标流量、所述进气歧管的压力和所述EGR冷却器与所述EGR阀之间的压力和温度的函数来计算并确定满足EGR的目标流量的所述EGR阀的打开面积；以及诊断步骤，其在所述EGR阀已经确定的打开面积下排出EGR气体的时候，通过将所述EGR冷却器与所述EGR阀之间测量的温度与参考温度彼此进行比较来诊断所述EGR冷却器是否异常。
所述方法可以进一步包括判断步骤，其判断反应车辆行驶状态的输出元素是否等于或大于参考值，从而判断诊断是否可行。
第一集成传感器可以安装在所述进气歧管中用以测量进气的压力和温度，并且第二集成传感器可以安装在所述EGR冷却器和所述EGR阀之间用以测量所述EGR气体的压力和温度。
在所述确定步骤中，所述EGR的目标流量依赖于所述EGR阀的目标打开面积而确定，从而计算和确定所述EGR阀的打开面积用以满足所述目标打开面积，由此满足所述EGR的目标流量。
所述诊断步骤可以包括：故障诊断步骤，当在所述EGR冷却器和所述EGR阀之间测量的温度超过所述参考温度时，诊断为在所述EGR冷却器中已经发生故障；和常态诊断步骤，当在所述EGR冷却器和所述EGR阀之间测量的温度等于或低于所述参考温度时，诊断为所述EGR冷却器正常。
所述常态诊断步骤包括：第三测量步骤，其测量所述EGR阀的打开面积；第一计算步骤，其计算通过所述EGR阀的所述EGR气体的质量流量值，该质量流量值为所述进气歧管的压力、所述EGR冷却器和所述EGR阀之间的温度和压力以及所述EGR阀的打开面积的函数；第一转换步骤，其将所计算的所述EGR气体的质量流量值转化为压力值；第二计算步骤，其计算新鲜空气的压力值，该新鲜空气的压力值为所述进气歧管中的压力和在所述第一转化步骤中转化的压力值的函数；以及第二转化步骤，其将所计算的新鲜空气的压力值转化为新鲜空气的质量流量值。
所述EGR阀的打开面积可以通过所述EGR阀的位置传感器来测量。
在所述第一转化步骤中，所述EGR气体的质量流量值可以利用所述EGR气体的质量流量值、所述EGR气体穿过所述EGR阀时移动通过的管道的单位面积以及所述EGR冷却器和所述EGR阀之间的温度的函数而被转化为压力值。
在所述第二转化步骤中，所述新鲜空气的压力值可以利用所述新鲜空气的压力、被引入到所述进气歧管的新鲜空气所通过的管道的单位面积和所述进气歧管中的温度的函数而被转化为所述新鲜空气的质量流量值。
本发明的各个方面提供了一种利用如上所述的方法控制燃油喷射量的方法，包括：第三测量步骤，其测量所述EGR阀的打开面积；第一计算步骤，其计算通过所述EGR阀的所述EGR气体的质量流量值，该质量流量值为所述进气歧管的压力、所述EGR冷却器和所述EGR阀之间的温度和压力以及所述EGR阀的打开面积的函数；第一转换步骤，其将所计算的所述EGR气体的质量流量值转化为压力值；第二计算步骤，其计算新鲜空气的压力值，该新鲜空气的压力值为所述进气歧管中的压力和在所述第一转化步骤中转化的压力值的函数；第二转化步骤，其将所计算的新鲜空气的压力值转化为新鲜空气的质量流量值；以及控制步骤，其根据所述新鲜空气的质量流量值来控制燃油喷射量。
在所述第一转化步骤中，所述EGR气体的质量流量值利用所述EGR气体的质量流量值、所述EGR气体穿过所述EGR阀时所移动通过的管道的单位面积以及所述EGR冷却器和所述EGR阀之间的温度的函数而被转化为压力值。
在所述第二转化步骤中，所述新鲜空气的压力值利用所述新鲜空气的压力、被引入到所述进气歧管的新鲜空气所通过的管道的单位面积和所述进气歧管中的温度的函数而被转化为所述新鲜空气的质量流量值。
在纳入本文的附图以及随后与附图一起用于说明本发明某些原理的具体描述中，本发明的方法和装置所具有的其它特征和优点将变得清楚或得以更为具体地阐明。
附图说明
图1为示意性地显示根据相关技术的排放气体再循环（EGR）系统的结构的视图；
图2示意性地显示根据本发明的示例性EGR系统的结构的视图；
图3为简要显示根据本发明的示例性的诊断EGR系统的方法的视图;以及
图4为描述根据本发明的诊断图3的EGR系统的方法和利用该方法控制燃油喷射的方法的诊断流程和控制流程的流程图。
具体实施方式
下面将详细参考本发明的各个实施方案，这些实施方案的实例被显示在附图中并描述如下。尽管本发明将与示例性实施方案相结合进行描述，应当理解本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方案，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种选择形式、修改形式、等价形式及其它实施方案。
图2示意性地显示了根据本发明的各个实施方案的排放气体再循环（EGR）系统的结构的视图；图3为简要显示根据本发明的各个实施方案的诊断EGR系统的方法的视图；图4为描述根据本发明的各个实施方案的诊断EGR系统的方法和利用该方法控制燃油喷射的方法的诊断流程和控制流程的流程图。
根据本发明的各个实施方案的诊断EGR系统的方法包括第一测量步骤（S10）、第二测量步骤（S20）、确定步骤（S30）和诊断步骤（S40）。
根据本发明的各个实施方案的诊断EGR系统的方法将参考图2至4进行详细描述。根据本发明的各个实施方案的诊断EGR系统的方法包括第一测量步骤（S10），其测量进气歧管10中的压力；第二测量步骤（S20），其测量EGR冷却器20和EGR阀24之间的压力和温度；确定步骤（S30），其利用EGR的目标流量、进气歧管10的压力和EGR冷却器20与EGR阀24之间的压力和温度的函数来计算并确定满足EGR目标流量的EGR阀24的打开面积；和诊断步骤（S40），其在EGR阀24已经确定的打开面积下排出EGR气体的时候，通过对EGR冷却器20与EGR阀24之间的温度和参考温度进行比较来诊断EGR冷却器20是否异常。
也就是说，在第一测量步骤(S10)中，第一集成传感器12可安装于将新鲜空气引入进气歧管10的节流阀14的后端处，并且可操作地连接至控制器/处理器用以测量进气歧管10中的进气压力。这里，第一集成传感器12可以为能够同时测量温度和压力的歧管绝对压力（MAP）传感器，其测量进气歧管10中的压力和温度。这里，节流阀14可以为可操作地连接至控制器/处理器的电子节气门致动器控制（ETC）。
此外，在第二测量步骤（S20）中，第二集成传感器22可安装在EGR冷却器20的前端和EGR阀24的后端之间，并可操作地连接至控制器/处理器用以测量EGR冷却器20和EGR阀24之间的EGR气体的压力。这里，第二集成传感器22可以为能够同时测量温度和压力的MAP传感器，其测量EGR冷却器20和EGR阀24之间的压力和温度。
穿过EGR冷却器20的EGR气体可以借由上述结构通过EGR阀24而被引入进气歧管10中。
此外，根据本发明各个实施方案的诊断EGR系统的方法可以进一步包括：在第一测量步骤（S10）之前的判断步骤，其判断反应车辆行驶状态的输出元素是否等于或大于参考值，从而判断诊断是否可行。
这里，反应车辆行驶状态的输出元素可以为车速、发动机每分钟的转速（RPM）、进气量等。例如，在车速为20km/h或更大、RPM为800rpm或更大，且进气量为200kg/h或更大的情况下，EGR系统的诊断可以连续执行，而在车速小于20km/h、RPM小于800rpm，且进气量小于200kg/h的情况下，EGR阀24受控制而关闭或EGR系统停止运行，则EGR系统的诊断可能无法执行。
在确定步骤(S30)中，所映射的用于反映车辆行驶状态、第一集成传感器12测量的压力以及第二集成传感器22测量的温度和压力的EGR目标流量的函数被用于计算满足EGR目标流量的EGR阀24的打开面积，并且用于通过所计算的EGR阀24的打开面积来确定EGR阀24的打开量。
在确定步骤(S30)中确定的EGR阀24的打开面积一般通过以下方程1进行表示。
（方程1）    mp=A1·f(T2)·f(P1,P2)
在方程1中，mp表示EGR目标流量，A1表示需要计算的EGR阀24的打开面积，T2表示通过第二集成传感器22测量的温度，P1和P2分别表示通过第一和第二集成传感器12和22测量的压力。
这里，至于通过在f(T2)中输入T2而得到的常量和通过在f(P1,P2)中输入P1和P2而得到的常量，参见韩国专利公开出版物No.10-2000-0064611A1、美国专利No.5,714,683等中所公开的内容。
在确定步骤(S30)中，EGR的目标流量根据EGR阀24的目标打开面积来确定。因此，计算并确定EGR阀24的打开面积从而满足目标打开面积，由此使得能够满足EGR的目标流量。
在诊断步骤(S40)中，在由确定步骤(S30)确定的EGR阀24的打开面积下通过EGR阀24排出EGR气体的时候，将在EGR冷却器20和EGR阀24之间测量的温度（即通过第二集成传感器22测量的温度）与参考温度彼此进行比较，从而使得能够诊断EGR冷却器20是否异常。
更具体地，诊断步骤(S40)可包括故障诊断步骤和常态诊断步骤。
首先，在故障诊断步骤中，当在EGR冷却器20和EGR阀24之间测量的温度超过参考温度时，诊断为在EGR冷却器20中已经发生故障。然后，EGR阀24受控制而关闭或EGR系统停止运行。
此外，在常态诊断步骤中，当在EGR冷却器20和EGR阀24之间测量的温度等于或低于参考温度时，诊断为EGR冷却器20正常，EGR阀24的打开面积可通过脉冲宽度调制(PWM)控制而进行控制。
如上所述，根据本发明的各个实施方案，利用安装在进气歧管10处的第一集成传感器12和安装在EGR冷却器20和EGR阀24之间的第二集成传感器22来诊断EGR冷却器20的效率，从而可以不使用排放气体温度传感器而诊断EGR冷却器20的效率，排放气体温度传感器是已经在相关技术中使用的相对昂贵的部件。因此，可以去除排放气体温度传感器，从而可降低EGR系统的成本。
同时，常态诊断步骤可包括第三测量步骤，其测量EGR阀24的打开面积；第一计算步骤，其计算通过EGR阀24的EGR气体的质量流量值，该质量流量值为进气歧管10的压力、EGR冷却器20和EGR阀24之间的温度和压力以及EGR阀24的打开面积的函数；第一转换步骤，其将所计算的EGR气体的质量流量值转化为压力值；第二计算步骤，其计算新鲜空气的压力值（其为进气歧管10中的压力和在第一转化步骤中转化的压力值的函数）；以及第二转化步骤，其将所计算的新鲜空气的压力值转化为新鲜空气的质量流量值。
这里，在第三测量步骤中测量的EGR阀24的打开面积可通过EGR阀24的位置传感器进行测量。
在第一测量步骤中，穿过EGR阀24的EGR气体的质量流量值一般通过以下方程2表示。
(方程2)     m2=A2·f(T2)·f(P1,P2)
在方程2中，m2表示穿过EGR阀24的EGR气体的质量流量，A2表示通过EGR阀24的位置传感器测量的EGR阀24的打开面积，T2表示第二集成传感器22测量的温度，P1和P2分别表示第一和第二集成传感器12和22测量的压力。
因此，穿过EGR阀24的EGR气体的质量流量可通过以上方程2来计算。
此外，在第一转化步骤中，EGR气体的质量流量值可利用EGR气体的质量流量值、EGR气体穿过EGR阀24时移动通过的管道的单位面积以及EGR冷却器20和EGR阀24之间的温度的函数而被转化为压力值。
在第一转化步骤中转化的EGR气体的压力值通过以下方程3来表示。
(方程3)     P 3 · V 2 = n 2 · R · T 2 P 3 = n 2 · R · T 2 / V 2
其中n2=排放气体的分子量/穿过EGR阀24的EGR气体的质量流量(m2)。
在方程3中，P3表示穿过EGR阀24的EGR气体的压力值，R表示气体常数，T2表示通过第二集成传感器22测量的温度，V2表示EGR气体穿过EGR阀24时移动通过的管道的单位面积。
这里，对于排放气体的分子量，可以使用已知排放气体的分子量。
因此，穿过EGR阀24的EGR气体的质量流量值可通过以上方程3转化为EGR气体的压力值。
同时，在第二计算步骤中，穿过节流阀14的新鲜空气的压力通过以下方程4来表示。
(方程4)     新鲜空气压力(P4)=P1-P3
在方程4中，P4表示新鲜空气的压力，P1表示由第一集成传感器12测量的压力，P3表示穿过EGR阀24的EGR气体的压力。
因此，新鲜空气的压力可通过以上方程4来计算。
此外，在第二转化步骤中，新鲜空气的压力值可利用新鲜空气的压力、被引入到进气歧管10中的新鲜空气所通过的管道的单位面积和进气歧管10中的温度的函数而转化为新鲜空气的质量流量值。
在第二转化步骤中转化的新鲜空气的质量流量值通过以下方程5来表示。
(方程5)    P 4 · V 1 = n 1 · R · T 1 n 1 = R · T 1 / P 4 · V 1
其中n1=新鲜空气的分子量/新鲜空气的质量流量(m1)。
在方程5中，P4表示新鲜空气的压力值，R表示气体常数，T1表示由第一集成传感器12测量的温度，V1表示穿过节流阀14然后引入到进气歧管10中的新鲜空气所通过的管道的单位面积。
这里，对于新鲜空气的分子量，可能使用已知新鲜空气的分子量。
因此，新鲜空气的压力值可通过以上方程5转化为新鲜空气的质量流量值。
通过上述结构，当EGR冷却器20的效率诊断为正常时，EGR气体被吸入同时脉冲宽度调制(PWM)控制EGR阀24的打开面积。在这种情况下，利用EGR气体的质量流量和压力值来计算穿过EGR阀24的EGR气体的质量流量和压力值以及新鲜空气的压力值和质量流量。
同时，根据本发明的各个实施方案，利用诊断EGR系统的方法来控制燃油喷射。
更具体地，控制燃油喷射的方法可包括第三测量步骤，其测量EGR阀24的打开面积；第一计算步骤，其计算通过EGR阀24的EGR气体的质量流量值，该质量流量值为进气歧管10的压力、EGR冷却器20和EGR阀24之间的温度和压力以及EGR阀24的打开面积的函数；第一转换步骤，其将所计算的EGR气体的质量流量值转化为压力值；第二计算步骤，其计算新鲜空气的压力值（其为进气歧管10中的压力和在第一转化步骤中转化的压力值的函数）；第二转化步骤，其将所计算的新鲜空气的压力值转化为新鲜空气的质量流量值；以及控制步骤，其根据新鲜空气的质量流量值来控制燃油喷射量。
这里，在第一转化步骤中，EGR气体的质量流量值可利用EGR气体的质量流量值、EGR气体穿过EGR阀24时移动通过的管道的单位面积以及EGR冷却器20和EGR阀24之间的温度的函数而转化为压力值。
此外，在第二转化步骤中，新鲜空气的压力值可利用新鲜空气的压力、被引入到进气歧管10中的新鲜空气所通过的管道的单位面积和进气歧管10中的温度的函数而被转化为新鲜空气的质量流量值。
也就是说，在第一转化步骤、第二转化步骤、第一计算步骤和第二计算步骤中计算的值可通过上述方程2至5来表示。
因此，在控制步骤中，燃油喷射量可根据在第二转化步骤中转化并计算的新鲜空气的质量流量值来进行控制。
下文中将描述根据本发明的各个实施方案的诊断EGR系统的方法和利用该方法控制燃油喷射的方法的诊断流程和控制流程。
首先，在发动机启动后，测量车速、发动机RPM和进气量，在测量车速、发动机RPM和进气量等于或大于参考值的情况下连续执行EGR系统的诊断，而当测量车速、发动机RPM和进气量小于参考值的情况下不执行EGR系统的诊断。
然后，在EGR系统进行诊断的情况下，EGR的目标流量被设定为反映车辆的行驶状态，通过第一集成传感器12测量进气歧管10中的压力，通过第二集成传感器22测量EGR冷却器20和EGR阀24之间的压力和温度。
之后，将第一集成传感器12测量的压力和第二集成传感器22测量的压力和温度代入上述方程1用以计算并确定满足EGR目标流量的EGR阀24的打开面积，由此控制穿过EGR阀24的EGR气体的流量，从而与EGR的目标流量对应。
此时，通过第二集成传感器22测量温度。当所测量的温度超过参考温度时，诊断为EGR冷却器20中已经产生故障，由此控制EGR阀24使其关闭或停止EGR系统的运行，当所测量的温度等于或低于参考温度时，EGR冷却器20诊断为正常。
同时，当EGR冷却器20诊断为正常的情况下，EGR阀24的打开面积被控制从而控制穿过EGR阀24的EGR气体的流量。
在这种情况下，通过第一集成传感器12测量的压力、通过第二集成传感器22测量的压力和温度以及通过EGR阀24的位置传感器测量的打开面积被带入上述方程2用以计算穿过EGR阀24的EGR气体的质量流量值。
然后，所计算的EGR气体的质量流量值、EGR阀24的后端的管道的单位面积以及通过第二集成传感器22测量的温度被代入上述方程3用以将EGR气体的质量流量值转化为压力值。
接着，通过由第一集成传感器12测量的压力与穿过EGR阀24的EGR气体的压力之间的差值来计算新鲜空气的压力。
之后，所计算的新鲜空气的压力、节流阀14后端的管道的单位面积以及由第一集成传感器12测量的温度被代入上述方程5用以将新鲜空气的压力转化为新鲜空气的质量流量值。
因此，喷入到发动机的燃油量通过根据所测得的新鲜空气的质量流量而确定的燃油喷射映射表进行而控制。
如上所述，根据本发明的各个实施方案，利用在进气歧管和EGR线路中测量的压力和温度来执行对EGR冷却器效率的监控（这是法律规定的项目），而不需要排放气体温度传感器来测量EGR气体的温度，由此使得能够通过去除排放气体温度传感器而降低成本。此外，系统结构和监测项目被简化从而降低了异常控制，由此使得能够降低系统误差并确保EGR系统的质量。
为了方便解释和精确限定所附权利要求，术语前或后等被用于参考附图中所显示的这些特征的位置来描述示例性实施方式的特征。
前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并非意欲穷尽，或者将本发明严格限制为所公开的具体形式，显然，根据上述教导可能进行很多改变和变化。选择示例性实施方案并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方案及其不同选择形式和修改形式。本发明的范围意在由所附权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (12)

1.一种诊断EGR系统的方法，包括：
第一测量步骤，其测量进气歧管中的压力；
第二测量步骤，其测量EGR冷却器和EGR阀之间的压力和温度；
确定步骤，其利用EGR的目标流量、所述进气歧管的压力以及所述EGR冷却器与所述EGR阀之间的压力和温度的函数来计算并确定满足所述EGR的目标流量的所述EGR阀的打开面积；以及
诊断步骤，其在所述EGR阀已经确定的打开面积下排出EGR气体的时候，通过将所述EGR冷却器与所述EGR阀之间的温度与参考温度进行比较来诊断所述EGR冷却器是否异常。
2.根据权利要求1所述的诊断EGR系统的方法，进一步包括判断步骤，其判断反应车辆行驶状态的输出元素是否等于或大于参考值，从而判断诊断是否可行。
3.根据权利要求1所述的诊断EGR系统的方法，其中第一集成传感器安装在所述进气歧管中用以测量进气的压力和温度，并且
第二集成传感器安装在所述EGR冷却器和所述EGR阀之间用以测量所述EGR气体的压力和温度。
4.根据权利要求1所述的诊断EGR系统的方法，其中在所述确定步骤中，所述EGR的目标流量根据所述EGR阀的目标打开面积而确定，从而计算和确定所述EGR阀的打开面积用以满足所述目标打开面积，由此满足所述EGR的目标流量。
5.根据权利要求1所述的诊断EGR系统的方法，其中所述诊断步骤包括：
故障诊断步骤，当在所述EGR冷却器和所述EGR阀之间测量的温度超过所述参考温度时，诊断为在所述EGR冷却器中已经发生故障；和
常态诊断步骤，当在所述EGR冷却器和所述EGR阀之间测量的温度等于或低于所述参考温度时，诊断为所述EGR冷却器正常。
6.根据权利要求5所述的诊断EGR系统的方法，其中所述常态诊断步骤包括：
第三测量步骤，其测量所述EGR阀的打开面积；
第一计算步骤，其计算通过所述EGR阀的所述EGR气体的质量流量值，该质量流量值为所述进气歧管的压力、所述EGR冷却器与所述EGR阀之间的温度和压力以及所述EGR阀的打开面积的函数；
第一转换步骤，其将所计算的所述EGR气体的质量流量值转化为压力值；
第二计算步骤，其计算新鲜空气的压力值，该新鲜空气的压力值为所述进气歧管中的压力和在所述第一转化步骤中转化的压力值的函数；以及
第二转化步骤，其将所计算的新鲜空气的压力值转化为新鲜空气的质量流量值。
7.根据权利要求6所述的诊断EGR系统的方法，其中所述EGR阀的打开面积通过所述EGR阀的位置传感器来测量。
8.根据权利要求6所述的诊断EGR系统的方法，其中在所述第一转化步骤中，所述EGR气体的质量流量值利用所述EGR气体的质量流量值、所述EGR气体穿过所述EGR阀时移动通过的管道的单位面积以及所述EGR冷却器与所述EGR阀之间的温度的函数而被转化为压力值。
9.根据权利要求6所述的诊断EGR系统的方法，其中在所述第二转化步骤中，所述新鲜空气的压力值利用所述新鲜空气的压力、被引入到所述进气歧管的新鲜空气所通过的管道的单位面积以及所述进气歧管中的温度的函数而被转化为所述新鲜空气的质量流量值。
10.一种利用权利要求1所述的诊断EGR系统的方法来控制燃油喷射量的方法，包括：
第三测量步骤，其测量EGR阀的打开面积；
第一计算步骤，其计算通过所述EGR阀的EGR气体的质量流量值，该质量流量值为进气歧管的压力、EGR冷却器与所述EGR阀之间的温度和压力以及所述EGR阀的打开面积的函数；
第一转换步骤，其将所计算的所述EGR气体的质量流量值转化为压力值；
第二计算步骤，其计算新鲜空气的压力值，该新鲜空气的压力值为所述进气歧管中的压力以及在所述第一转化步骤中转化的压力值的函数；
第二转化步骤，其将所计算的新鲜空气的压力值转化为新鲜空气的质量流量值；以及
控制步骤，其根据所述新鲜空气的质量流量值来控制所述燃油喷射量。
11.根据权利要求10所述的方法，其中在所述第一转化步骤中，所述EGR气体的质量流量值利用所述EGR气体的质量流量值、所述EGR气体穿过所述EGR阀时移动通过的管道的单位面积以及所述EGR冷却器与所述EGR阀之间的温度的函数而被转化为压力值。
12.根据权利要求10所述的方法，其中在所述第二转化步骤中，所述新鲜空气的压力值利用所述新鲜空气的压力、被引入到所述进气歧管的新鲜空气所通过的管道的单位面积以及所述进气歧管中的温度的函数而被转化为所述新鲜空气的质量流量值。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104747307A (zh) * 2015-02-13 2015-07-01 长城汽车股份有限公司 应用egr系统的增压汽油机的控制方法、系统及车辆
CN107366579A (zh) * 2016-05-13 2017-11-21 宝沃汽车（中国）有限公司 发动机系统的控制方法、装置及车辆
CN112901378A (zh) * 2019-12-03 2021-06-04 现代自动车株式会社 Egr有效流量诊断方法
CN114962039A (zh) * 2022-06-29 2022-08-30 东风汽车集团股份有限公司 一种egr阀性能失效监测方法

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014185546A (ja) * 2013-03-22 2014-10-02 Toyota Motor Corp 車両の制御装置および制御方法
JP5965343B2 (ja) * 2013-03-28 2016-08-03 ヤンマー株式会社 エンジン
CN111736456B (zh) * 2020-06-24 2024-01-23 中国重汽集团济南动力有限公司 一种egr系统的控制和诊断机构，重型汽车和方法
DE102020212594A1 (de) 2020-10-06 2022-04-07 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zur Diagnose eines Hochdruck-Abgasrückführ-Kühlers einer Brennkraftmaschine
US11687071B2 (en) * 2021-08-19 2023-06-27 Garrett Transportation I Inc. Methods of health degradation estimation and fault isolation for system health monitoring
US20230212993A1 (en) * 2022-01-06 2023-07-06 Transportation Ip Holdings, Llc Sensor system and method

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03138444A (ja) * 1989-10-25 1991-06-12 Hitachi Ltd Ｅｇｒ装置の故障診断装置
CN101429905A (zh) * 2007-11-09 2009-05-13 现代自动车株式会社 用于控制涡轮增压柴油发动机的低压egr阀的方法和装置
US20090277431A1 (en) * 2006-11-16 2009-11-12 Volkswagen Aktiengesellschaft Internal combustion engine with an exhaust-gas recirculation and method for operating an internal combustion engine
JP2012087676A (ja) * 2010-10-19 2012-05-10 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Ｅｇｒシステムの故障診断装置
CN102828840A (zh) * 2011-06-13 2012-12-19 现代自动车株式会社 低压egr系统和低压egr冷却器的效率检测方法
US20130074494A1 (en) * 2011-09-25 2013-03-28 John N. Chi System and method for estimating engine exhaust manifold operating parameters

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2595148B2 (ja) 1991-08-26 1997-03-26 株式会社日立製作所 内燃機関制御装置
KR100462458B1 (ko) 1996-03-15 2005-05-24 지멘스 악티엔게젤샤프트 외부배기가스를재순환하는내연기관의실린더로유입되는맑은공기의질량을모델을이용하여결정하는방법
US5714683A (en) 1996-12-02 1998-02-03 General Motors Corporation Internal combustion engine intake port flow determination
KR100217460B1 (ko) 1997-06-24 1999-09-01 류정열 Egr시스템용 재순환 배기가스의 질량유량/온도 예측회로 및 그 방법
JP2003021000A (ja) 2001-07-04 2003-01-24 Hino Motors Ltd エンジンの排ガス再循環装置
KR20060069627A (ko) 2004-12-17 2006-06-22 기아자동차주식회사 이지알 쿨러의 제어 방법
US7260468B2 (en) * 2005-07-29 2007-08-21 Caterpillar Inc Control strategy for an internal combustion engine
US7587892B2 (en) * 2005-12-13 2009-09-15 Cummins Ip, Inc Apparatus, system, and method for adapting a filter regeneration profile
US8201442B2 (en) * 2009-09-25 2012-06-19 Cummins Inc. System and method for estimating EGR mass flow rates
KR101229461B1 (ko) 2011-10-28 2013-02-04 주식회사 현대케피코 배기가스 재순환 장치 밸브 고장진단 방법
KR20130068965A (ko) 2011-12-16 2013-06-26 현대모비스 주식회사 에어백 장치

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03138444A (ja) * 1989-10-25 1991-06-12 Hitachi Ltd Ｅｇｒ装置の故障診断装置
US20090277431A1 (en) * 2006-11-16 2009-11-12 Volkswagen Aktiengesellschaft Internal combustion engine with an exhaust-gas recirculation and method for operating an internal combustion engine
CN101429905A (zh) * 2007-11-09 2009-05-13 现代自动车株式会社 用于控制涡轮增压柴油发动机的低压egr阀的方法和装置
JP2012087676A (ja) * 2010-10-19 2012-05-10 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Ｅｇｒシステムの故障診断装置
CN102828840A (zh) * 2011-06-13 2012-12-19 现代自动车株式会社 低压egr系统和低压egr冷却器的效率检测方法
US20130074494A1 (en) * 2011-09-25 2013-03-28 John N. Chi System and method for estimating engine exhaust manifold operating parameters

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104747307A (zh) * 2015-02-13 2015-07-01 长城汽车股份有限公司 应用egr系统的增压汽油机的控制方法、系统及车辆
CN107366579A (zh) * 2016-05-13 2017-11-21 宝沃汽车（中国）有限公司 发动机系统的控制方法、装置及车辆
CN112901378A (zh) * 2019-12-03 2021-06-04 现代自动车株式会社 Egr有效流量诊断方法
CN114962039A (zh) * 2022-06-29 2022-08-30 东风汽车集团股份有限公司 一种egr阀性能失效监测方法

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KR101509889B1 (ko) 2015-04-07
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