CN105863894A - 基于多传感器输出调节排气再循环阀的系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及基于多传感器输出调节排气再循环阀的系统和方法。提供基于最终EGR估计调节排气再循环(EGR)阀的方法和系统。在一个示例中,一种方法包括基于最终EGR流估计调节EGR阀,所述最终EGR流估计基于利用横跨EGR阀的差压传感器估计的第一EGR流、利用进气氧传感器估计的第二EGR流以及第一EGR流和第二EGR流中的每一者的精度值。所述精度值可基于在第一EGR流和第二EGR流的估计期间的发动机工况。
Description
技术领域
本说明书大体涉及用于内燃发动机的排气再循环系统的方法和系统。
背景技术
发动机系统可利用排气从发动机排气系统到发动机进气系统(进气通道)的再循环,即被称为排气再循环(EGR)的过程来减少规定的排放并且改善燃料经济性。EGR系统(诸如低压EGR系统)可包括各种传感器以测量和/或控制EGR。作为一个示例,发动机进气系统可包括进气成分传感器(诸如氧传感器),其可在非EGR状况期间被用于确定新鲜进气空气的氧含量。在EGR状况期间,由于EGR作为稀释剂的添加,该传感器可基于氧浓度的变化被用于推断EGR。在Matsubara等人的US 6,742,379中示出此类进气氧传感器的一个示例。然而,使用进气氧传感器的EGR估计的精度会在某些发动机工况期间(例如,当发动机被升压时或当吹扫被启用并且碳氢化合物正流经进气系统时)降低。也可使用替代的EGR传感器估计EGR流。例如,EGR系统也可包括围绕EGR阀定位的差压(DP)传感器,用于基于EGR阀两端的压差和EGR阀的流动面积估计EGR流。EGR流估计然后可用于调节EGR阀的位置并且因此调节提供给发动机的EGR量。因此,IAO2传感器和DP传感器两者可用于给出EGR流的独立估计。然而,发明人在此已经认识到IAO2传感器和DP传感器中的每一个的精度可根据发动机工况而变化,从而改变所得的EGR流估计的精度。因此,在某些发动机工况下,DP传感器可比IAO2传感器更精确,并且反之亦然。作为一个示例,当吹扫气体和/或PCV气体正流经进气系统时,DP传感器可比IAO2传感器更精确。
发明内容
在一个示例中,上述问题可通过一种基于最终气流参数估计调节发动机操作的方法来解决,所述最终气流参数估计基于利用第一传感器估计的第一气流参数、利用远离发动机的气体通道中的第一传感器定位的第二传感器估计的第二气流参数,以及第一气流参数和第二气流参数中的每一个的精度值中的每一个。以这种方式,最终气流参数估计可具有增加的精度,从而改善发动机控制。
作为一个示例,最终气流参数估计可以为最终排气再循环(EGR)流估计。例如,发动机可包括将EGR经由EGR阀从排气通道传送到发动机的进气通道的EGR通道。发动机控制器可基于EGR阀两端的压差和EGR阀的流动面积估计第一EGR流。发动机控制器也可基于定位在EGR通道下游的进气通道中的进气氧传感器的输出估计第二EGR流。另外,在估计期间,基于发动机工况,发动机控制器可将第一精度值分配给第一EGR流估计,并且将第二精度值分配给第二EGR流估计。例如,第一精度值可以基于压缩机喘振、压缩机旁通阀的位置和由差压传感器输出的差压中的一个或多个,并且第二精度值可基于进气氧传感器的状态、吹扫流和曲轴箱强制通风(PCV)流中的一个或多个。然后,可基于第一EGR流估计、第二EGR流估计、第一精度值和第二精度值确定最终EGR流估计。例如,最终EGR流估计可以更极大地基于第一EGR流估计或第二EGR流估计中的一个,所述第一EGR流估计或第二EGR流估计相对于彼此基于第一精度值和第二精度值。以这种方式,可确定更精确的EGR流估计。发动机控制器然后可调节EGR阀以便基于最终EGR流估计输送所请求的EGR流。
应当理解,提供上述发明内容以便以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的所选概念。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或必要的特征,所述要求保护主题的范围由随附于具体实施方式的权利要求书唯一地限定。此外,所要求保护的主题并不限于解决上述或本公开任何部分提及的任何缺点的实施方式。
附图说明
图1是包括进气氧传感器和排气再循环系统的示例发动机系统的示意图。
图2A至图2B是用于基于位于发动机的不同位置中的两个传感器的输出确定发动机气体通道中的气体的气流参数的方法的流程图。
图3是用于确定用于估计进气空气中的EGR比例的差压传感器的输出的精度的方法的流程图。
图4是用于确定用于估计进气空气中的EGR比例的氧传感器的输出的精度的方法的流程图。
图5示出用于确定如何基于传感器的精度使用氧传感器和差压传感器的输出估计进气空气中的EGR比例的方框图。
具体实施方式
以下描述涉及用于基于来自定位在发动机系统的分开位置中的两个传感器的输出的气流参数的估计来确定车辆发动机中气流的气流参数的系统和方法。作为一个示例,气流参数可包括涡轮增压发动机的进气系统中的排气再循环(EGR)的份额(fraction)。如图1所示的涡轮增压发动机可包括位于发动机的进气通道中的进气氧传感器和位于EGR通道中的差压(DP)传感器。DP传感器和进气氧传感器可各自用于给出通过低压EGR系统的EGR流的估计。EGR流可由EGR阀调整,当该EGR阀打开时可允许排气从涡轮下游到压缩机上游再循环到进气通道。然而,DP传感器和氧传感器的精度可根据发动机工况而变化。作为示例,当吹扫气体和/或PCV气体流经进气系统时,氧传感器的精度可低于DP传感器。另一方面,当压缩机喘振是活跃的或压缩机旁通阀(CBV)打开时,DP传感器可不如氧传感器精确。因此,EGR流估计的精度可通过用于确定传感器的精度并且将来自两个传感器的测量并入最终EGR流估计的方法来增加。用于确定DP和氧传感器EGR估计的精度的方法在图3和图4处呈现。
如图2至图4所述,传感器中的每一个的精度可基于发动机工况确定。具体地,传感器的精度可基于进气系统中的“推动侧”吹扫气体和/或PCV气体的存在、EGR阀两端的压降、压缩机喘振的存在、CBV阀的位置等。基于传感器中的每一个的精度,可获得最终EGR流估计,如图2中所述。进一步地,根据传感器的精度的变化,用于将氧传感器和DP传感器输出并入EGR流估计的方法在图5中进行描述。通过考虑来自氧传感器和DP传感器两者的输出,可在较广范围的发动机工况下增加EGR流估计的精度。
图1示出示例性涡轮增压发动机系统100的示意图,该涡轮增压发动机系统100包括多缸内燃发动机10和可以是相同的双涡轮增压器120和130。作为一个非限制性示例,发动机系统100能够作为用于客运车辆的推进系统的部分而被包括。虽然本文未示出,但是在不脱离本公开的范围的情况下,可以使用其他发动机配置(诸如具有单个涡轮增压器的发动机)。
发动机系统100可至少部分地由控制器12控制以及由车辆操作员190经由输入装置192的输入控制。在该示例中,输入装置192包括加速器踏板和用于生成比例踏板位置信号PP的踏板位置传感器194。控制器12可以是微型计算机,其包括以下项:微处理器单元、输入/输出端口、用于可执行程序和校准值的电子存储介质(例如,只读存储器芯片)、随机存取存储器、保活存储器和数据总线。存储介质只读存储器可以用计算机可读数据编程,所述计算机可读数据表示通过执行本文所述的程序以及被预期但未具体列出的其它变体的微处理器可执行的非临时性指令。控制器12可被配置成接收来自多个传感器165的信息并且将控制信号发送到多个致动器175(本文描述了多个致动器175的各种示例)。其他致动器(诸如各种附加阀和节气门)可被联接到发动机系统100中的各种位置。基于对应于一个或多个程序的指令或编程到其中的代码,控制器12可接收来自各种传感器的输入数据、处理输入数据并且响应于处理后的输入数据触发致动器。本文关于图2至图4描述了示例控制程序。
发动机系统100可经由进气通道140接收进气空气。如图1处所示,进气通道140可包括空气过滤器156和空气引入系统(AIS)节气门115。AIS节气门115的位置可通过控制系统经由通信地联接到控制器12的节气门致动器117来调节。
进气空气的至少一部分可经由进气通道140的第一分支(如142处所指示)被引导至涡轮增压器120的压缩机122,并且进气空气的至少一部分可经由进气通道140的第二分支(如144处所指示)被引导至涡轮增压器130的压缩机132。因此,发动机系统100包括压缩机122和132上游的低压AIS系统(LP AIS)191以及压缩机122和132下游的高压AIS系统(HP AIS)193。
曲轴箱强制通风(PCV)管道198(例如,推动侧管)可将曲轴箱(未示出)联接到进气通道的第二分支144,使得曲轴箱中的气体可以受控的方式从曲轴箱排放。进一步地,来自燃料蒸汽罐(未示出)的蒸发排放物可通过将燃料蒸汽罐联接到进气通道的第二分支144的燃料蒸汽吹扫管道195而被排放到进气通道中。
总进气空气的第一部分能够经由压缩机122压缩,在压缩机122中总进气空气的第一部分可经由进气空气通道146被供应到进气歧管160。因此,进气通道142和146形成发动机的空气进气系统的第一分支。类似地,总进气空气的第二部分能够经由压缩机132压缩,在压缩机132中总进气空气的第二部分可经由进气空气通道148被供应到进气歧管160。因此,进气通道144和148形成发动机的空气进气系统的第二分支。如图1处所示,来自进气通道146和148的进气空气在到达进气歧管160之前能够经由公共进气通道149被重新结合,在进气歧管中,进气空气可被提供至发动机。在一些示例中,进气歧管160可包括用于估计歧管压力(MAP)的进气歧管压力传感器182和/或用于估计歧管空气温度(MCT)的进气歧管温度传感器183,每个传感器均与控制器12通信。在所描绘的示例中,进气通道149也包括增压空气冷却器(CAC)154和节气门158。节气门158的位置可通过控制系统经由通信地联接到控制器12的节气门致动器157来调节。如图所示,节气门158可以布置在CAC 154下游的进气通道149中,并且可以被配置成调节进入发动机10的进气气流的流动。
如图1处所示,压缩机旁通阀(CBV)152可以布置在CBV通道150中,并且CBV 155可以布置在CBV通道151中。在一个示例中,CBV 152和155可以是电子气动CBV(EPCBV)。CBV 152和155可经控制以在发动机被升压时允许进气系统中压力的释放。CBV通道150的上游端可与压缩机132下游的进气通道148联接,并且CBV通道150的下游端可与压缩机132上游的进气通道144联接。类似地,CBV通道151的上游端可与压缩机122下游的进气通道146联接,并且CBV通道151的下游端可与压缩机122上游的进气通道142联接。根据每个CBV的位置,由对应压缩机压缩的空气可被再循环到压缩机上游的进气通道(例如,用于压缩机132的进气通道144和用于压缩机122的进气通道142)中。例如,CBV 152可打开以再循环压缩机132上游的压缩空气,并且/或者CBV 155可打开以再循环压缩机122上游的压缩空气,以在选定的状况期间释放进气系统中的压力,从而减小压缩机喘振加载的影响。CBV 155和152可由控制系统主动地或被动地控制。
如图所示,压缩机入口压力(CIP)传感器196布置在进气通道142中,并且HP AIS压力传感器169布置在进气通道149中。然而,在另一些预期的实施例中,传感器196和169可以分别布置在LP AIS和HP AIS内的其他位置处。除了其他功能之外,CIP传感器196可用于确定EGR阀121下游的压力。
发动机10可包括多个汽缸14。在所描绘的示例中,发动机10包括以V型配置布置的六个汽缸。具体地,六个汽缸布置在两个汽缸排13和15上,其中每个汽缸排包括三个汽缸。在替代的示例中,发动机10能够包括两个或更多个汽缸,诸如3个、4个、5个、8个、10个或更多个汽缸。这些不同汽缸能够被均等地分开并且以替代配置(诸如V形、直线形、箱形等)进行布置。每个汽缸14可配置有燃料喷射器166。在所描绘的示例中,燃料喷射器166是直接缸内喷射器。然而,在另一些示例中,燃料喷射器166能够被配置为基于进气道的燃料喷射器。
经由公共进气通道149供应到每个汽缸14(本文也称为燃烧室14)的进气空气可用于燃料燃烧,并且燃烧产物然后可经由具体汽缸排的排气通道排出。在所描绘的示例中,发动机10的第一汽缸排13能够经由公共排气通道17排出燃烧产物,并且第二汽缸排15能够经由公共排气通道19排出燃烧产物。
经由联接到阀推杆的液压致动提升器或经由其中使用凸轮凸角的机械斗可以调整每个汽缸14的进气门和排气门的位置。在该示例中,至少每个汽缸14的进气门可使用凸轮致动系统通过凸轮致动控制。具体地,进气门凸轮致动系统25可包括一个或多个凸轮,并且可利用可变凸轮正时或进气门和/或排气门的升程。在替代的实施例中,进气门可由电动气门致动控制。类似地,排气门可由凸轮致动系统或电动气门致动控制。在另一个替代的实施例中,凸轮可以是不可调节的。
发动机10经由排气通道17排出的燃烧产物能够被引导通过涡轮增压器120的排气涡轮124,该涡轮增压器120进而能够经由轴126向压缩机122提供机械功,以便对进气空气提供压缩。替代地,流经排气通道17的排气中的一些或全部能够经由如由废气门128控制的涡轮旁通通道123绕过涡轮124。废气门128的位置可由如由控制器12引导的致动器(未示出)控制。作为一个非限制性的示例,控制器12能够经由电磁阀控制的气动致动器调节废气门128的位置。例如,电磁阀可接收信号,该信号基于布置在压缩机122上游的进气通道142和布置在压缩机122下游的进气通道149之间的空气压力差经由气动致动器促进废气门128的致动。在另一些示例中,不同于电磁阀的其他合适途径可用于致动废气门128。
类似地,发动机10经由排气通道19排出的燃烧产物能够被引导通过涡轮增压器130的排气涡轮134,该涡轮增压器130进而能够经由轴136向压缩机132提供机械功,以便对流经发动机的进气系统的第二分支的进气空气提供压缩。替代地,流经排气通道19的排气中的一些或全部能够经由如由废气门138控制的涡轮旁通通道133绕过涡轮134。废气门138的位置可由如由控制器12引导的致动器(未示出)控制。作为一个非限制性的示例,控制器12能够经由控制气动致动器的电磁阀调节废气门138的位置。例如,电磁阀可接收信号,该信号用于基于布置在压缩机132上游的进气通道144和布置在压缩机132下游的进气通道149之间的空气压力差经由气动致动器促进废气门138的致动。在另一些示例中,不同于电磁阀的其他合适途径可用于致动废气门138。
在一些示例中,排气涡轮124和134可被配置为可变几何形状涡轮,其中控制器12可调节涡轮叶轮片(或叶片)的位置,以改变从排气流获得的并且分给其相应压缩机的能量的水平。替代地,排气涡轮124和134可被配置为可变喷嘴涡轮,其中控制器12可调节涡轮喷嘴的位置,以改变从排气流获得的并且分给其相应压缩机的能量的水平。例如,控制系统能够被配置成经由相应致动器独立地改变排气涡轮124和134的叶片或喷嘴位置。
汽缸经由排气通道19排出的燃烧产物可经由涡轮134下游的排气通道180引导至大气,而经由排气通道17排出的燃烧产物可经由涡轮124下游的排气通道170引导至大气。排气通道170和180可包括一个或多个排气后处理装置,诸如催化剂和一个或多个排气传感器。例如,如图1处所示,排气通道170可包括布置在涡轮124下游的排放控制装置129,并且排气通道180可包括布置在涡轮134下游的排放控制装置127。排放控制装置127和129可以为选择性催化还原(SCR)装置、三元催化剂(TWC)、NOx捕集器、各种其他排放控制装置或它们的组合。进一步地,在一些实施例中,在发动机10的操作期间,例如通过在特定空燃比范围内操作发动机的至少一个汽缸,排放控制装置127和129可周期性地再生。
发动机系统100还可包括用于将来自排气歧管的排气的至少一部分再循环到进气歧管的一个或多个排气再循环(EGR)系统。这些系统可包括用于提供高压EGR(HP EGR)的一个或多个高压EGR系统和用于提供低压EGR(LP EGR)的一个或多个低压EGR环路。在一个示例中,在没有由涡轮增压器120、130提供的升压的情况下可提供HP EGR,而在存在涡轮增压器升压和/或当排气温度高于阈值时可提供LP EGR。在又一些示例中,可同时提供HP EGR和LP EGR两者。
在所描绘的示例中,发动机系统100可包括低压(LP)EGR系统108。LP EGR系统108将来自排气通道170的排气的期望部分传送到进气通道142。在所描绘的实施例中,在涡轮124下游的EGR通道197中,EGR被传送到在位于压缩机122上游的混合点处的进气通道142。提供给进气通道142的EGR量可通过控制器12经由联接在LP EGR系统108中的EGR阀121而改变。在图1处所示的示例实施例中,LP EGR系统108包括定位在EGR阀121上游的EGR冷却器113。例如,EGR冷却器113可将来自再循环的排气的热喷射到发动机冷却液。LP EGR系统可包括阀上差压(差压或Δ压力或DP)传感器125。在一个示例中,可基于包括DP传感器125的DPOV系统估计EGR流率,该DP传感器125检测EGR阀121的上游区域和EGR阀121的下游区域之间的压差。由DPOV系统确定的EGR流率(例如,LP EGR流率)可进一步基于由位于EGR阀121下游的EGR温度传感器135检测的EGR温度以及由EGR阀升程传感器131检测的EGR阀开口的面积。在另一些示例中,EGR流率可基于固定孔系统两端的差压来估计。在更进一步的示例中,EGR流率可基于可切换(例如,分立)孔系统两端的压差来估计。在另一个示例中,EGR流率可基于来自EGR测量系统的输出来确定,该EGR测量系统包括进气氧传感器(本文称为IAO2传感器)168、质量空气流量传感器(未示出)、歧管绝对压力(MAP)传感器182和歧管温度传感器183。在一些示例中,EGR测量系统两者(即,包括差压传感器125的DPOV系统和包括进气氧传感器168的EGR测量系统)可用于确定、监测和调节EGR流率。
在一个替代的实施例中,发动机系统可包括将来自排气通道180的排气的期望部分传送到进气通道144的第二LP EGR系统(未示出)。在另一个替代的实施例中,发动机系统可包括上述的LP EGR系统两者(将来自排气通道180的排气传送到进气通道144的一个LP EGR系统和将来自排气通道170的排气传送到进气通道142的另一个LP EGR系统)。
在一个进一步的实施例中,尽管未在图1中示出,发动机系统100也可包括高压EGR系统,高压EGR系统将来自涡轮124上游的公共排气通道17的排气的期望部分传送到进气节气门158下游的进气歧管160。
EGR阀121可包括主体和阀杆(未示出),其中所述阀杆在EGR阀121的主体内是可移动的,使得EGR阀121的开口可基于阀杆和主体的相对位置进行调节。EGR阀121可被配置成调节通过EGR通道转向的排气的量和/或速率,以实现进入发动机的进气充气的期望EGR稀释百分比,其中具有较高EGR稀释百分比的进气充气包括比具有较低EGR稀释百分比的进气充气更高的再循环排气与空气的比例。除了EGR阀的位置之外,应当理解,AIS节气门115的AIS节气门位置以及其他致动器也可影响进气充气的EGR稀释百分比。作为示例,AIS节气门位置可增加LP EGR系统两端的压降,从而允许更多的LP EGR流进进气系统。因此,这可增加EGR稀释百分比,而进入进气系统中的较少的LP EGR流可降低EGR稀释百分比(例如,百分比EGR)。因此,进气充气的EGR稀释可经由EGR阀位置和AIS节气门位置等其他参数中的一个或多个的控制来控制。因此,调节EGR阀121和/或AIS节气门115可调节EGR流的量(或速率)并且随后调节质量空气流量(例如,进入进气歧管的空气充气)中的百分比EGR。
发动机10还可包括定位在公共进气通道149中的一个或多个氧传感器。因此,一个或多个氧传感器可被称为进气氧传感器。在所描绘的实施例中,进气氧传感器168被定位在节气门158的上游并且在CAC 154的下游。然而,在另一些实施例中,进气氧传感器168可沿诸如CAC 154上游的进气通道149布置在另一个位置处。进气氧传感器(IAO2)168可以是用于提供进气充气空气(例如,流经公共进气通道149的空气)的氧浓度和EGR浓度的指示的可变电压(VV)氧传感器或任何合适的传感器。在一个示例中,进气氧传感器168可以是包括作为测量元件的加热型元件的进气氧传感器。在操作期间,进气氧传感器的泵送电流可指示气流中的氧气量。
压力传感器172可定位在氧传感器的旁边用于估计进气压力,在该进气压力下,接收氧传感器的输出。由于氧传感器的输出受进气压力影响,因而在基准进气压力下可获知基准氧传感器输出。在一个示例中,基准进气压力是节气门入口压力(TIP),其中压力传感器172是TIP传感器。在替代的示例中,基准进气压力是如由MAP传感器182感测的歧管压力(MAP)。
除了上述的传感器之外,发动机系统100可包括各种传感器165。如图1中所示,公共进气通道149可包括用于估计节气门空气温度(TCT)的节气门入口温度传感器173。进一步地,虽然本文未描绘,但进气通道142和144中的每个可包括质量空气流量传感器,或替代地质量空气流量传感器能够位于公共导管140中。
湿度传感器189可被包括在平行进气通道的仅一个中。如图1中所示,湿度传感器189定位在CAC 154和进入进气通道142的LP EGR通道197的出口(例如,LP EGR通道197和进气通道142之间的汇合处,在该汇合处LP EGR进入进气通道142)的上游的进气通道142(例如,非PCV和非吹扫汽缸排的进气通道)中。湿度传感器189可被配置成估计进气空气的相对湿度。在一个实施例中,湿度传感器189为被配置成基于一个或多个电压下传感器的输出估计进气空气的相对湿度的UEGO传感器。由于吹扫空气和PCV空气能够混淆湿度传感器的结果,因而吹扫端口和PCV端口定位在与湿度传感器不同的进气通道中。
进气氧传感器168可用于估计进气氧浓度以及在EGR阀121打开时基于进气氧浓度的变化推断流过发动机的EGR的量。具体地,打开EGR阀121时传感器输出的变化与其中没有EGR情况下(零点)传感器在操作的基准点相比较。基于从没有EGR情况下操作时氧气量的变化(例如,减少),能够计算当前提供给发动机的EGR流。例如,在将基准电压(V)施加到传感器时,泵送电流(Ip)由传感器输出。相对于在没有EGR的情况下(零点)的传感器输出,氧浓度的变化可与在有EGR的情况下由传感器输出的泵送电流的变化(ΔIp)成比例。基于估计的EGR流与预期的(或目标)EGR流的偏差,可执行进一步的EGR控制。
在进气压力波动最小并且没有PCV或吹扫空气被吸入到低压引入系统中的怠速状况期间,可执行进气氧传感器168的零点估计。此外,可周期性地执行怠速适应,诸如在发动起起动之后的每个第一怠速,以补偿传感器老化和部件与部件的可变性对传感器输出的影响。
进气氧传感器的零点估计可替代地在发动机未加燃料状况期间(诸如在减速燃料切断(DFSO)期间)执行。通过在DFSO状况期间执行适应,除了减少的噪声因素(诸如在怠速适应期间实现的那些)之外,能够减小由于EGR阀泄漏所致的传感器读数变化。
图2A至图2B示出方法200的流程图,方法200可用于基于来自定位在发动机系统的不同位置中的两个传感器的输出的气流参数的分开估计来估计发动机系统(例如,发动机系统100)中的气流的参数(例如,操作参数)。因此,方法200可用于组合从时间和位置分开的流动流中的测量或计算中导出的信号。具体地,组合来自两个传感器的信号输出可包括考虑传感器位置之间的气体的轴向扩散以及传感器中的每一个的精度。然而,在本文图2A至图2B中的方法200的描述中,示出了方法200的示例应用。在该示例中,方法200应用于低压EGR系统,用于基于发动机工况使用进气氧传感器(诸如图1中所示的IAO2 168)和/或DPOV系统的DP传感器(例如,图1中所示的DP传感器125)来估计EGR流。用于执行方法200的指令可存储在发动机控制器(诸如图1中所示的控制器12)的存储器中。进一步地,方法200可由控制器执行。控制器可使用测量EGR阀两端的压差的DP传感器和阀位置传感器(例如,诸如EGR阀升程传感器131)来估计EGR质量流率,如将在下文参照图3进一步解释的。进一步地,控制器可估计来自设置在DP传感器下游的氧传感器(例如,进气氧传感器168)的进气空气中的EGR气体的份额,如将在下文参照图4进一步解释的。因为根据发动机工况(例如,PCV气体和/或吹扫气体流经进气系统、压缩机喘振活跃、CBV阀打开等),氧传感器的信号和DP传感器的信号中的每一个可存在显著误差,所以传感器的精度在不同发动机工况下变化。因此,方法200另外地包括确定何时使用来自传感器中的每一个的信号估计EGR流。方法200还涉及确定传感器信号的精度。最终组合的EGR流估计可基于每个传感器信号的精度通过合并来自DP传感器和IAO2传感器两者的信号获得。换句话说,传感器信号(例如,传感器输出)的精度可确定其信号影响最终EGR流估计的程度。
在另一些实施例中,方法200可用于基于来自定位在发动机系统100的分开位置中的两个传感器的输出对除了EGR气体之外的气体(例如,PCV气体、吹扫气体、排气等)的气流参数作出最终估计。例如,气流参数可以为发动机中PCV、吹扫或排气流的份额。气流参数可另外或替代地为在发动机系统中的两个不同位置处测量的气流的温度。因此,方法200可用于组合来自除了进气氧传感器和定位在EGR阀上的DP传感器之外的传感器的信号。然而,方法200仍可包括基于发动机工况估计用于测量所选择的气流参数(例如,发动机中一定气流的量)的两个传感器的精度,以及通过合并来自两个传感器的气流的估计对气流作出最终估计。
方法200在202处开始,并且控制器(例如,控制器12)基于来自多个传感器的反馈估计和/或测量发动机工况。发动机工况可包括发动机转速和负荷、进气质量空气流量、歧管压力、CBV的位置、PCV阀的位置、吹扫阀的位置等。方法200可前进至204,并且控制器可估计来自DP传感器的第一EGR份额并且确定DP EGR份额估计的精度和容差,如将在下文参照图3更详细地解释的。容差可以为以EGR份额估计为中心的EGR份额的范围。作为一个示例,精度可以为在0和3之间的整数值。在替代的实施例中,精度值可包括附加的整数值(例如,0、1、2、3、4等)。在又一些实施例中,精度可以为表示利用DP传感器估计的EGR份额的相对精度的替代数值(例如,诸如分数或非整数值)。换句话说,精度可以为沿连续数字线的任何数值。随后在206处,控制器可估计来自氧传感器(例如,进气氧传感器)的第二EGR份额并且确定氧传感器输出的基本第一精度。进一步地,在206处,控制器可估计进气系统中PCV气体和吹扫气体的存在,如将在下文由被包括在图4中的方法更详细地描述。在另一些示例中,在204和206处的方法可由控制器同时执行。在进一步的示例中,控制器可在204之前执行在206处的方法。
在从DP传感器和氧传感器获得信号之后,控制器可继续到208,并且可针对所有DP、PCV和吹扫信号将空间延迟施加到氧传感器的位置。更具体地,控制器可将第一校正因数施加到来自DP传感器的EGR份额估计,连同所估计的DP容差和精度。第一校正因素可施加到来自DP传感器的信号,以考虑EGR气体从DPOV系统的位置行进到下游氧传感器所花费的时间。由于氧传感器定位在DP传感器下游的一定距离处,同时从氧传感器和DP传感器进行的测量可表示不同EGR气体。因此,由于EGR气体可花费时间穿过DPOV系统以到达下游氧传感器,所以来自氧传感器的对应输出(例如,表示相同EGR气体含量的输出)可从DP传感器延迟。校正因素可用于将DP信号(例如,DP容差、DP精度、EGR份额估计)与氧传感器信号对准,使得相同或相对相同的EGR气体由两个传感器测量。换言之,校正因素调节DP测量以表示当前由氧传感器测量的EGR流。对于DP容差、DP精度和来自DP传感器的EGR份额估计,第一校正因素可以相同,因为DP容差、DP精度和来自DP传感器的EGR份额估计均取自DP传感器的位置。进一步地,第一校正因素可基于进气系统中的气体的总体积流率。控制器可基于总体积流率与DP传感器和氧传感器之间的进气系统(例如,管道系统、管材、压缩机、CAC)的体积之间的已知关系计算校正因素,其可存储在控制器的存储器中。类似地,第二校正因素和第三校正因素可分别施加到PCV和吹扫水平。第二校正因素可基于进气系统中的总体积流率与PCV入口(例如,PCV管道198)和氧传感器之间的体积之间的已知关系计算。第三校正因素可基于进气系统中的总体积流率与吹扫入口(例如,燃料蒸汽管道195)和氧传感器之间的体积之间的已知关系计算。由于PCV入口和吹扫入口彼此分开定位并且与DP传感器分开定位,PCV入口和吹扫入口均可与氧传感器分开不同体积。因此,DP信号输出、PCV和吹扫信号输出可都具有不同校正因素。
在将校正因素施加到DP、吹扫和PCV信号之后,控制器可前进至210,以将滤波器施加到DP容差和来自DP传感器的EGR份额估计信号,其表示从EGR入口管和氧传感器行进的气体混合物的轴向扩散。因此,与EGR份额估计和DP容差相关的数字信号可由控制器连续处理。作为一个示例,滤波器可以为一阶滚动平均滤波器。例如,初级滤波器可以为低通滤波器,其被设计成降低高于阈值频率的信号响应频率对DP容差和EGR份额估计的总信号的影响。在一个示例中,滤波器的时间常数可被预设定并且存储在控制器的存储器中。在另一个示例中,滤波器的时间常数可根据发动机工况变化(例如,CBV阀(例如,CBV 152和155)是否打开或关闭、进气系统中的总体积气流等)。
控制器然后可前进至212以确定DP传感器精度是否降低。如果DP传感器的精度增加,则控制器可前进至216并且基于第一阈值调节210中的第一滤波器的输出。具体地,控制器可调节DP传感器的精度,使得调节的精度可只有当在216之前的未调节的精度输出增加到高于较高第一阈值时增加。因此,当精度增加到高于第一阈值时,控制器可只从当前分配值增加分配给DP传感器的精度值。第一阈值可比当前精度值更接近从当前精度值的下一个最高精度值,以确保不过高估计DP传感器的精度。在一个示例中,在216处,控制器可使用比较器调节来自210的第一滤波器的输出。具体地,控制器可将使用接近下一个较高整数值的阈值的比较器施加到210中的滤波器的输出,使得在来自210的滤波后的输出在下一个较高整数值的小的可校准值(固定或百分比)内之后,比较器的输出改变整数状态。如将在图3中更详细地解释的,DP传感器的精度可被分配从0到3的整数值。当精度增加时施加到210中滤波后的DP精度信号的、216中的比较器使用接近下一个较高整数值的阈值来确保DP传感器的精度不增加到下一个整数值(状态),直到轴向扩散体积中的大部分气体已到达氧传感器。相反,如果在212处控制器确定DP精度降低,则控制器可前进至216并且基于较低第二阈值调节DP精度。因此,当精度降低到低于第二阈值时,控制器可从当前分配值降低分配给DP传感器的精度值。第二阈值可比最接近当前精度值的较低精度值更接近当前精度值,以确保不过高估计DP传感器的精度。在一个示例中,控制器可将使用远离下一个较低整数值的阈值的比较器施加到210中的滤波器的输出,使得在来自210的滤波后的输出在下一个较低整数值的大的可校准值(固定或百分比)内之后,比较器的输出改变整数状态。换句话说,比较器阈值将接近当前整数值,使得在来自210的滤波后的输出在当前整数值的小的可校准值(固定或百分比)内之后,比较器改变整数状态。因此,分配给DP传感器的精度值可在传感器的精度信号降低时被降低。因此,在一些示例中,只有当精度增加时将远离当前整数值的比较器阈值施加到210中的滤波后的DP精度信号将延迟DP精度信号增加整数值的时间,直到轴向扩散体积已通过氧传感器的可能性,并且可限制对DP传感器的精度的过高估计。相反,当精度降低时将接近当前整数值的比较器阈值施加到210中的滤波后的DP精度信号将不延迟DP精度信号降低整数值的时间,并且因此当轴向扩散开始的体积已到达氧传感器时降低值,并且再次限制对DP传感器的精度的过高估计。
在另一个实施例中,针对整数值增加和降低的状况,控制器可分别施加具有远离和接近当前精度整数值的阈值的比较器,针对精度整数值降低的情况,将省略210中的滤波器,并且将使用远离当前精度整数值的比较器阈值,因此在212中进入比较器的精度整数值变化时,立即具有比较器变化状态到下一个最低整数值的输出。
因此,一旦控制器已施加208处的空间延迟、210中的滤波器以及216中的比较器,来自DP传感器的EGR份额估计、DP传感器精度、DP容差、PCV流和吹扫流的信号将都与来自氧传感器的信号时间对准,使得所有信号可反映当前在氧传感器处测量的气体。
控制器然后可从216或214前进至218以确定DP传感器的精度是否等于1。如将在下文参照图3更详细地解释,当压缩机喘振为活跃的并且CBV打开的一个或多个时,DP传感器的精度可以被分配值1。如果在208处的空间延迟和216处的潜在滤波以及216中的调节之后分配给DP传感器的精度为1,则方法200可继续到222以施加第二滤波器用于DP EGR份额信号,其中如果控制器已检测到压缩机喘振状态和/或CBV阀命令的变化,对于可校准时间量,第二滤波器相比于第一滤波器具有较低的截止频率。因为喘振可以为活跃的并且/或者CBV可以打开相对短的时间尺度(例如,1秒),由于喘振和/或CBV位置所致的DP传感器的EGR份额信号的变化可利用第二滤波器衰减。因此,即使当DP传感器的精度在CBV打开或关闭事件期间和/或当喘振为活跃时可以为低的(例如,为1的精度值)时,在222处用于来自DP传感器的EGR份额信号的第二滤波器保持相对稳定的EGR估计。如果控制器在218处尚未检测到压缩机喘振的状态或CBV阀命令的变化(例如,DP精度不等于1),则控制器可前进至220并且不将第二滤波器施加到DP EGR份额信号。
控制器可从220或222前进至图2B。方法200然后可从图2A前进至图2B中的224,并且控制器可确定曲轴箱强制通风(PCV)流(来自发动机曲轴箱)是否增加。如上所述,增加PCV流可以是通过进气通道并且经过进气氧传感器的PCV流的增加。PCV流和/或吹扫流的增加(例如,来自发动机的吹扫燃料罐的吹扫流)可降低氧传感器的精度。具体地,因为氧传感器可将来自PCV气体和/或吹扫气体的附加碳氢化合物记录为EGR气体,所以来自氧传感器的EGR估计可被过高估计。具体地,来自PCV气体和/或吹扫气体的碳氢化合物的增加可导致由氧传感器记录的氧浓度的降低,这进而可导致EGR流的过高估计。如果控制器在224处确定PCV正增加,则控制器前进至226并且可基于第三阈值调节PCV信号。因此,当PCV信号增加到高于第三阈值时,控制器可增加210中的滤波器的PCV信号输出。第三阈值可比最接近当前值的较高值更接近当前值,以确保不过高估计氧传感器精度。在一个示例中,控制器可通过将使用远离下一个较高整数值的阈值的比较器施加到210中的滤波器的输出来调节PCV信号,使得在来自210的滤波后的输出在下一个较高整数值的大的可校准值(固定或百分比)内之后,比较器的输出改变整数状态。换句话说,比较器阈值将接近当前整数值,使得在来自210的滤波后的输出在当前整数值的小的可校准值(固定或百分比)内之后,比较器改变整数状态。因此,分配给PCV打开信号(PCV on signal)的整数状态可在来自210的传感器的滤波后的PCV打开信号小幅增加时增加。只有当打开标记从0增加到1时将靠近当前整数值的比较器阈值施加到210中的滤波后的PCV打开信号将不会使PCV打开信号增加整数值的时间延迟,直到轴向扩散体积已通过氧传感器的可能性,并且由于PCV可限制对氧传感器的精度的过高估计。相反,当信号正降低时将远离当前整数值的比较器阈值施加到210中的滤波后的PCV打开信号将延迟PCV打开信号降低整数值的时间,并且因此当轴向扩散结束的体积已到达氧传感器时降低值,并且再次限制对氧传感器的精度的过高估计。
在另一个实施例中,对于在施加比较器之前PCV打开整数值增加的情况,控制器可省略210中的滤波器(或在滤波常数为0的情况下施加该滤波器)。比较器阈值可以远离当前PCV打开整数值,因此,在224中进入比较器的PCV打开整数值增加时,立即具有比较器变化状态到下一个最高整数值的输出。
如下文参照图4更详细地描述,进气系统中的PCV流可基于歧管进气压力估计并且可以分类为打开或关闭(例如,通过将为0或1的整数值分配给PCV信号)。作为一个示例,基于PCV阀和/或燃料罐吹扫阀的位置可确定PCV和/或吹扫为打开或关闭(例如,流到或未流到进气通道并且经过氧传感器)。作为另一个示例,基于发动机升压(例如,发动机是否被升压)可确定PCV和/或吹扫为打开或关闭(例如,流到或未流到进气通道并且经过氧传感器)。因此,通过省略210中的滤波器,施加具有0时间常数的滤波器并且使用远离当前PCV打开整数值的比较器阈值,或施加具有“正常”时间常数的滤波器并且使用接近当前PCV打开整数值的比较器阈值,PCV水平的任何增加将由控制器记录(例如,即刻记录),并且PCV信号能够被调节到“打开”(被分配值1),使得氧传感器的精度可相应降低。因此,可以减少对氧传感器的精度的过高估计。相反,如果PCV流在224处不增加,则控制器可继续到228并且可基于第四阈值调节PCV信号。因此,当PCV信号降低超过第三阈值时,控制器可降低210中的滤波器的PCV信号输出。第四阈值可比最接近当前值的较低值离当前PCV值更远,以确保不过高估计氧传感器精度。在一个示例中,控制器可通过将远离当前整数值的比较器阈值施加到210中的滤波后的PCV打开信号调节PCV信号,并且将延迟PCV打开信号降低整数值的时间,并且因此当轴向扩散结束的体积已到达氧传感器时降低值,并且再次限制对氧传感器的精度的过高估计。在PCV信号调节到“关闭”(被分配值0)并且随后调节(例如,增加)氧传感器的精度之前,PCV信号滤波器和比较器可确保PCV碳氢化合物不再存在于进气系统中。
方法200可从226或228前进至230,在230处控制器可确定从燃料罐吹扫系统到进气氧传感器上游的进气通道的吹扫流是否正增加。类似于224,如果控制器在230处确定吹扫正增加,则控制器前进至232并且可基于第五阈值调节吹扫信号。因此,当吹扫信号增加超过第五阈值时,控制器可增加210中的滤波器的吹扫信号输出。第五阈值可以比最接近当前值的较高值更接近当前吹扫值,以确保不过高估计氧传感器精度。在一个示例中,控制器可通过将使用远离下一个较高整数值的比较器施加到210中的滤波器的输出调节吹扫信号,使得在来自210的滤波后的吹扫输出在下一个较高整数值的大的可校准值(固定或百分比)内之后,比较器的输出改变整数状态。换句话说,比较器阈值将接近当前整数值,使得在来自210的滤波后的吹扫输出在当前整数值的小的可校准值(固定或百分比)内之后,比较器改变整数状态。因此,分配给吹扫打开信号的整数状态可在来自210的传感器的滤波后的吹扫打开信号小幅增加时增加。只有当打开标记从0增加到1时将靠近当前整数值的比较器阈值施加到210中的滤波后的吹扫打开信号将不延迟吹扫打开信号增加整数值的时间,直到轴向扩散体积已通过氧传感器的可能性,并且由于吹扫可限制对氧传感器的精度的过高估计。
在另一个示例中,对于吹扫打开整数值增加的情况,控制器可省略210中的滤波器(或在滤波常数为0的情况下施加该滤波器)。进一步地,控制器可使用远离当前吹扫打开整数值的比较器阈值,因此在224中进入比较器的吹扫打开整数值增加时,立即具有比较器变化状态到下一个最高整数值的输出。
如果控制器在230处确定吹扫不增加,则控制器可前进至234并且基于第六阈值调节吹扫信号。因此,当吹扫信号降低超过第六阈值时,控制器可降低210中的滤波器的吹扫信号输出。第六阈值可比最接近当前值的较低值离当前吹扫值更远,以确保不过高估计氧传感器精度。在一个示例中,当信号正降低时,控制器可通过将远离当前整数值的比较器阈值施加到210中的滤波后的吹扫打开信号调节吹扫信号,并且可以延迟吹扫打开信号降低整数值的时间,并且因此当轴向扩散结束的体积已到达氧传感器时降低值,并且可限制对氧传感器的精度的过高估计。
如下文参照图4更详细地描述,吹扫流可基于歧管进气压力被估计并且可以分类为打开或关闭(例如,通过将为0或1的整数值分配给PCV信号)。因此,吹扫水平的任何增加将由控制器即刻记录,使得吹扫信号可以调节到“打开”(例如,被分配整数值1),并且氧传感器的精度可相应降低。因此,可以减少对氧传感器的精度的过高估计。在将吹扫信号调节到“关闭”并且随后调节氧传感器的精度之前,吹扫信号滤波器和比较器可确保吹扫碳氢化合物不再存在于进气系统中。重要的是需注意,控制器可替代地在执行步骤224-228之前前进通过方法步骤230-234。在另一些示例中,控制器可同时(同时地)执行两个系列方法步骤。
在分析PCV和吹扫信号之后,控制器可前进至236并且计算最终氧传感器精度(例如,最终精度值)。来自206的氧传感器的基本第一精度可以基于PCV和/或吹扫碳氢化合物是否可能存在于氧传感器的位置处而被更新(即,使用PCV打开整数信号和吹扫打开整数信号)。如将在下文参照图4更详细地讨论,氧传感器的基本第一精度可以为从0到2的整数值。如果氧传感器的基本第一精度为0(表示氧传感器未准备好、发生故障或怠速压力补偿还未完成的情况),则控制器可为氧传感器分配为0的最终精度(未准备好或发生故障)。如果氧传感器的基本第一精度为1或2(分别表示氧传感器还未完成其较高压力补偿的情况以及氧传感器已完成其较高压力补偿的情况),并且未确定吹扫气体和PCV气体存在于氧传感器处(由PCV打开整数信号和吹扫打开整数信号两者均为0表明),则最终精度相比于基本精度整数值可增加值1。作为示例,如果未确定吹扫气体和PCV气体存在于氧传感器处并且氧传感器的基本精度为1,则氧传感器的最终精度将被分配值2。因此,氧传感器的最终精度可以被分配从0到3的整数值。然而,如果确定吹扫气体和/或PCV气体存在于氧传感器处,则在最终氧传感器精度中保持基本第一氧传感器精度。作为示例,如果确定吹扫和/或PCV存在于氧传感器处并且基本第一精度为2,则分配给氧传感器的最终精度也可以为2。
因此,控制器可前进通过224-236以计算氧传感器的最终精度,其考虑可影响来自氧传感器的信号输出的精度的吹扫和/或PCV碳氢化合物的存在。类似地,从212到222,控制器可计算最终DP精度,该最终DP精度可根据喘振是否为活跃的以及CBV是否打开中的一个或多个,用于调节来自DP传感器的EGR份额估计。在控制器在236处计算最终氧传感器精度之后,考虑到空间延迟和轴向扩散,计算最终EGR份额(包括DP EGR份额、氧传感器EGR份额、DP容差、DP精度和氧传感器精度)所需要的所有信号已被收集且时间对准。这些信号然后可由控制器稍后在方法200中使用,以确定进气空气中的EGR气体的最终份额,如将在下文更详细地讨论。重要的是需注意,在另一些示例中,控制器可与212-222同时执行224-236。在进一步的示例中,控制器可在执行212-222之前执行224-236。
方法200可从236前进至238,并且控制器可基于EGR流的DP估计、EGR流的氧传感器估计、DP精度值和DP EGR容差值以及氧传感器精度值(例如,最终精度值)来估计进气空气中的EGR气体的份额。例如,包括DP传感器和氧传感器精度值的仲裁规则(arbitration rule)表可存储在控制器的存储器中,如下文参照图5更详细地讨论。仲裁规则可包括用于确定如何使用氧传感器和DP传感器的EGR份额和DP容差估计获得最终EGR份额估计的命令。更具体地,在214或216处分配给DP传感器并且在236处分配给氧传感器的精度值可对应于存储在控制器的存储器中的表(例如,图5中的方框图500)中的特定命令或EGR信号的组合,其然后可用于确定进气空气中的EGR气体的最终份额。作为一个示例,如果DP传感器和氧传感器的精度值均为2,则控制器可发现查找表中的对应命令规定来自氧传感器的EGR份额估计应当用于最终EGR流估计(对于对应于为2的精度值的命令,参见图5)。然而,EGR流估计可被限制为在来自DP传感器的EGR份额估计的DP容差区间内的值。因此,如果来自氧传感器的EGR份额估计低于来自DP传感器的DP容差区间的下界,则最终EGR份额估计可以为DP传感器的容差区间的下界的值。换句话说,如果EGR份额估计在容差区间的边界之外(对于用于确定最终EGR份额的仲裁规则的更多描述,参见图5),氧传感器EGR份额估计可被调节到DP传感器的容差区间的边界。因此,最终EGR份额估计可以为可合并来自氧传感器和DP传感器两者的信号的组合的EGR份额估计(例如,来自氧传感器的EGR份额、来自DP传感器的EGR份额、氧传感器精度、DP传感器精度和DP容差区间)。
在238处确定进气空气中的EGR气体的最终份额之后,控制器可前进至240以评估估计的EGR份额的变化速率是否大于阈值。在一个示例中,EGR份额的阈值变化速率可以为当前估计的EGR份额和最新估计的EGR份额(例如,最终的、组合的EGR份额)之间的差。在另一些示例中,EGR份额的阈值变化速率可以为估计的EGR份额在预设定量的时间内波动的量。如果在240处EGR份额的变化速率小于阈值,则控制器可前进至241以保持在238处确定的最终EGR份额。然而,如果控制器在240处确定EGR份额的变化速率大于阈值变化速率,则方法200可前进至242并且控制器可将EGR变化速率限制到上阈值。如果EGR流保持恒定,则由控制器估计的EGR流可仍变化,因为其易受DP传感器和氧传感器的精度的影响。因此,估计的EGR流可根据传感器的精度状态估计变化。传感器中的任一个的精度变化可导致用于确定传感器信号可如何并入最终EGR流估计中的仲裁规则的变化。因此,EGR份额的变化速率可被限制到上阈值,使得估计的EGR份额变化可反映EGR流的实际变化而不反映用于计算最终EGR份额估计的仲裁规则的变化。在一个示例中,上阈值可以为存储在控制器的存储器中的预设定常数。在另一个示例中,如果传感器的精度和指示传感器信号如何用于计算最终EGR流的仲裁规则存在变化,则上阈值可以为EGR份额的变化,其将在仲裁规则不存在变化的情况下发生。在进一步的示例中,上阈值可以为预设定常数或在仲裁规则不存在变化的情况下将发生的EGR份额的变化中的较大者。方法200可从241或242前进至244,并且控制器可基于最终EGR份额估计调节EGR阀(例如,EGR阀121)。具体地,控制器可基于最终EGR份额估计和期望的EGR份额调节EGR阀的位置。如果估计的EGR份额小于期望的EGR份额,则控制器可调节(例如,打开)EGR阀以允许较多的EGR气体再循环到进气系统。相反,如果估计的EGR份额大于期望的EGR份额,则控制器可调节(例如,关闭)EGR阀以允许较少的EGR气体再循环到进气系统。期望的EGR份额可基于发动机工况(诸如发动机转速和发动机负荷)。该方法然后可返回。
转向图3,示出方法300的流程图,方法300用于在变化的发动机工况下评估用于估计EGR流的DP传感器(例如,DP传感器125)的精度。用于执行方法300的指令可存储在发动机控制器(诸如图1所示的控制器12)的存储器中。进一步地,方法200可以由控制器执行。重要的是需注意,方法300可以在发动机操作期间连续运行。因此,控制器可以连续更新DP传感器的精度。在一些示例中,控制器也可以将精度值存储在控制器的存储器中。
方法300在302处开始,并且控制器(例如,控制器12)基于来自多个传感器的反馈估计和/或测量发动机工况。发动机工况可包括发动机转速和负荷、进气质量空气流量、歧管压力、CBV的位置、PCV阀的位置、吹扫阀的位置、发动机升压等。控制器可继续到304,并且可估计通过EGR阀(例如,EGR阀121)的第一EGR流率和DP传感器(例如,DP传感器125)的容差区间。具体地,EGR流估计可基于DP传感器的输出和EGR阀的流动面积。EGR阀的流动面积可基于EGR阀的已知横截面和EGR阀位置估计,所述EGR阀位置基于EGR阀位置传感器(例如,EGR阀升程传感器131)的输出。因此,来自包括DP传感器、EGR阀和EGR阀位置传感器的DPOV系统的信号可由控制器一起使用以确定EGR流率。容差区间(例如,估计容差)可基于容差区间与EGR阀两端的压力变化和估计或已知的阀打开面积之间的已知关系计算。因此,控制器可查找对应于EGR阀两端的由DP传感器输出的压力变化的容差区间。容差区间可给出高于或低于EGR流估计的误差容限。换言之,容差区间给出以第一EGR流估计为中心的值的范围内的EGR流估计。一旦控制器使用DP传感器估计EGR流率,方法300可前进至306并且控制器可将EGR流转换成进气空气中的EGR气体的份额。这可通过将在304处估计的EGR流率除以在压缩机入口(例如,压缩机122)处的总混合物流率实现。然后分别在306和304中计算的进气空气中的EGR气体的份额和DP容差可用在图2A中的方法200的204中。因此,EGR流率可转换成EGR份额,因为如先前参照来自图2A至图2B的方法200所讨论的,来自DP传感器和氧传感器(例如,氧传感器168)的EGR估计可并入最终EGR份额估计。由于氧传感器的输出产生EGR流的测量值(以进气空气中的EGR气体份额为单位),因而在与氧传感器进行直接比较的情况下由DP传感器估计的EGR流率可需要转换成公共单位。
方法300可前进至308并且控制器可确定是否已设定DP传感器故障标记。DP传感器故障标记可包括指示何时DP传感器未准备好被使用。作为一个示例,随时间推移和发动机的使用,碳烟可聚集在EGR阀上,并且可破坏DP传感器的输出。如果控制器检测到EGR阀上的碳烟积聚在其中补偿可以是可能的某个边界之外,则可以发信号通知DP传感器故障标记。类似地,如果DP传感器测量阀开口两端的压力或DP传感器测量阀开口(或可能阀升程),则控制器也可发信号通知DP传感器故障标记。如果控制器确定DP传感器发生故障或不起作用,则控制器可继续到310并且将DP精度设定为0。该方法可从310返回。如果在308处,控制器确定还未设定DP传感器故障标记,则控制器可前进至312以确定压缩机喘振是否为活跃的并且CBV阀(例如,CBV 152和/或155)是否打开或正在打开中的一个或多个。如果CBV正在打开和/或是打开的,或压缩机喘振为活跃的(例如,压缩机正在喘振),则控制器可前进至314并且将DP传感器精度设定为1。该方法然后可返回。然而,如果CBV关闭并且喘振为不活跃的二者,则方法300可前进至316并且控制器可确定EGR阀两端的压力变化(例如,由DP传感器输出的差压)是否大于较高第一阈值。如果EGR阀两端的压力变化大于较高第一阈值,则控制器可继续到318并且将DP传感器精度设定为3。该方法然后可返回。如果由DP传感器记录的EGR阀两端的压力变化小于较高第一阈值,则控制器可继续到320并且确定EGR阀两端的压力变化是否小于较低第二阈值。第一阈值和第二阈值可预设定并且存储在控制器的存储器中,其中第二阈值小于第一阈值。如果EGR阀两端的压力变化小于较低第二阈值,则控制器可继续到322并且将DP传感器精度设定为2。该方法然后可返回。然而,如果EGR阀两端的压力变化大于较低第二阈值,则压力变化可以在第一阈值和第二阈值之间,并且控制器可继续到324并确定最新的DP精度值是否为0或1。如果最新记录的DP传感器精度为0或1,则控制器可继续到322并且将DP传感器精度设定为2。然而,如果在324处控制器确定先前DP精度为2或3,则在326处控制器可保持先前的精度值。该方法然后可返回。分配给DP传感器信号的精度值然后可用作在图2A中的方法200的204中的输入。
因此,方法300可包括估计进气空气中的EGR气体的份额,并且进一步估计给出EGR份额估计的可接受误差容限的DP传感器容差。进一步地,方法300可包括基于传感器故障标记、压缩机喘振、CBV状态和EGR阀两端的压力变化将精度分配给DP传感器信号。因此,方法300可包括估计EGR份额在一定范围内,并且基于发动机工况计算EGR份额估计的精度。分配给DP传感器的精度值、EGR份额估计和DP传感器容差然后可用在先前参照图2A至图2B讨论的方法200中,以计算合并DP传感器信号和来自氧传感器(例如,氧传感器168)的信号输出两者的最终EGR份额。具体地,来自DP传感器的精度、容差和EGR份额信号可通过滤波以及与氧传感器时间对准被进一步处理。经处理的信号然后可基于仲裁规则用于估计最终EGR份额,如将在下文参照图5更详细地讨论。
现在转向图4,示出用于使用进气氧传感器(例如,氧传感器168)估计发动机的进气空气中的EGR气体的份额并且评估氧传感器的输出的精度的方法400的流程图。用于执行方法400的指令可被存储在发动机控制器诸(如图1所示的控制器12)的存储器中。进一步地,方法400可以由控制器12执行。重要的是需注意,方法400可以在发动机操作期间连续运行。因此,控制器可以连续更新氧传感器的精度。在一些示例中,控制器也可以将精度值存储在控制器的存储器中。
方法400在402处开始,并且控制器(例如,控制器12)基于来自多个传感器的反馈估计和/或测量发动机工况。发动机工况可包括发动机转速和负荷、进气质量空气流量、歧管压力、CBV的位置、PCV阀的位置、吹扫阀的位置等。在估计和/或测量发动机工况之后,控制器可继续到404并且使用氧传感器估计EGR流。氧传感器可用于估计进气氧浓度,并且基于EGR阀(例如,EGR阀121)打开时进气氧浓度的变化推断进气空气中的EGR气体的份额。具体地,打开EGR阀时传感器输出的变化与其中没有EGR情况下(零点)传感器在操作的基准点相比较。基于从没有EGR情况下操作时氧气量的变化(例如,减少),能够计算当前提供给发动机的EGR流。例如,在将基准电压(V)施加到传感器时,泵送电流(Ip)由传感器输出。相对于在没有EGR的情况下(零点)的传感器输出,氧浓度的变化可与在有EGR的情况下由传感器输出的泵送电流的变化(ΔIp)成比例。然后通过使用来自氧传感器的输出估计的进气空气中的EGR气体的份额可用作在图2A至图2B的方法200中的206处的输入。因此,在404处估计的EGR份额可用在上文参照图2A至图2B讨论的方法200中,以计算合并来自氧传感器和DP传感器(例如,DP传感器125)二者的信号的最终EGR估计。
方法400可继续到406,并且控制器可确定是否已完成氧传感器怠速适应程序。作为一个示例,怠速适应程序可包括获知在已知压力下的氧传感器的一个或多个零点或基线校正因数。在位于节气门上游的氧传感器的示例中,校正因数可基于在用于怠速状况的氧传感器处实现的已知大气压力。如果控制器确定氧传感器怠速适应还未完成(或确定氧传感器发生故障),则控制器前进至408并且将氧传感器的基本精度设定为0。然而,如果氧传感器怠速适应已完成,则方法400前进至410并且确定氧传感器压力适应是否已完成。压力适应可包括基于氧传感器位置处的升高到至多达本申请中的氧传感器的最大预期操作压力的进气压力处的读数校正氧传感器的输出。氧传感器可具有可影响感测元件的扩散特性的压力相关性,从而导致传感器的输出泵送电流(Ip)存在增益误差。这可以是可变电压(VV)测量的显著噪声因数。为了校正此类误差,氧传感器的输出可基于当前测量的压力、干燥空气校正因数和压力相关性因素校正,压力相关性因素基于排气氧传感器周围的水蒸气环境。如果压力适应还未完成,则在412处控制器将氧传感器的基本精度设定为1。然而,如果压力适应已完成,则在414处控制器将氧传感器的基本精度设定为2。
因此,方法400从406到414可包括基于是否检测到氧传感器故障,并且是否已完成怠速适应程序和压力适应程序,将基本精度值分配给氧传感器。然而,吹扫流和/或PCV流碳氢化合物也可影响氧传感器的读数。具体地,因为氧传感器可将来自吹扫气体和/或PCV气体的碳氢化合物记录为来自EGR气体的碳氢化合物,所以当吹扫和/或PCV碳氢化合物流经进气系统时,氧传感器可过高估计EGR流。因此,方法400从416到426可包括确定吹扫气体和/或PCV气体是否流经进气系统并且潜在地影响氧传感器的输出。然而,由于吹扫入口和PCV入口(例如,燃料蒸汽吹扫管道195和PCV管道198)定位在氧传感器上游的一定距离处,在方法400中由控制器接收的PCV信号和吹扫信号可存在时间延迟并且在并入最终氧传感器精度之前被滤波。具体地,如上文参照图2A至图2B中的方法200所讨论的,PCV信号和吹扫信号可被调节以考虑进气从PCV入口和吹扫入口行进到氧传感器花费的时间。
返回到方法400,控制器可从414继续到416,并且确定吹扫是否为活跃的并且碳氢化合物是否从吹扫入口流经发动机的进气系统。如果歧管空气压力大于第一阈值,则吹扫可以为活跃的。阈值可以预设定并且可存储在控制器的存储器中。例如,阈值可以为大气压力(例如,周围环境压力)。如果歧管空气压力处于或低于第一阈值(例如,发动机未被升压)并且吹扫为不活跃的,则控制器可前进至418并且将吹扫标记设定为0,从而指示吹扫碳氢化合物未流经吹扫端口。如果控制器确定吹扫为活跃的,则控制器可前进至420并且将吹扫标记设定为1,从而指示吹扫为活跃的。方法400可从418或420继续到422,并且控制器可确定PCV是否为活跃的并且PCV碳氢化合物是否流经PCV端口。如果歧管空气压力大于大气压力,则控制器可确定PCV为活跃的,从而指示发动机被升压。如果在422处控制器确定歧管空气压力不高于大气压力并且PCV为不活跃的,则方法400可继续到424并且控制器可将PCV标记设定为0,从而指示PCV为不活跃的。然而,如果在422处,控制器确定歧管空气压力高于大气压力,则控制器可将PCV标记设定为1,从而指示PCV为活跃的。因此,方法400可包括确定吹扫气体和PCV气体是否流经进气系统。进气系统中的吹扫气体流和PCV气体流然后可存储在控制器的存储器中并且用在方法200中以作出氧传感器精度的最终估计,如上文参照图2A至图2B更详细所讨论。应当注意,在一个示例中,方法步骤422-426可以与步骤416-420同时发生。在另一个示例中,步骤422-426可在步骤416-420之前发生。进一步地,控制器可在估计吹扫流和/或PCV流(416-426)的同时计算氧传感器的基本精度(404-414)。在进一步的示例中,控制器可在计算氧传感器的基本精度(404-414)之前估计吹扫流和/或PCV流(416-426)。
现在参照图5,方框图500示出用于确定如何使用DP传感器(例如,DP传感器125)和氧传感器(例如,氧传感器168)估计进气空气中的EGR气体的份额的表。作为一个示例,方框图500可由控制器(例如,控制器12)在上文参照图2A至图2B讨论的方法200中使用。更具体地,方框图500可包括在方法200中的步骤238处使用的仲裁规则,如上文参照图2A至图2B更详细地讨论的。然而,重要的是需注意,方框图500中包括的仲裁规则仅仅是可用在方法200中的示例仲裁规则。在另一些实施例中,另外或替代的仲裁规则可由控制器使用以进行合并来自氧传感器和DP传感器两者的输出并且基于两个不同传感器测量的精度值的最终EGR份额估计。因此,方框图500可由控制器使用以基于氧传感器和DP传感器的精度确定进气空气中的EGR气体的份额的最终估计,使用DP传感器的传感器信号和容差两者估计EGR份额。重要的是需注意,由于方框图500用在方法200中的步骤238中,因而来自DP传感器的EGR份额估计、DP传感器精度和DP容差的信号可已经与氧传感器时间对准,并且在使用方框图500中的仲裁规则之前被适当地滤波以确定最终EGR份额估计。例如,如果DP精度为1(例如,压缩机喘振为活跃的并且/或者CBV阀打开),则来自DP传感器的EGR份额的信号可已经通过在来自方法200的222处的第二滤波器(具有较低截止频率)被滤波。更具体地,当DP传感器精度大于1时,截止频率以及因此允许穿过滤波器的信号的频率从施加到EGR份额信号的第一滤波器在第二滤波器中降低。对于为2和3的DP精度,吹扫可以为不活跃的,并且CBV可以关闭。另外,最终氧传感器精度已基于时间对准的信号以及滤波后的PCV和吹扫信号计算。因此,在方法200中的步骤238处,对于DP传感器和氧传感器两者,最终精度值可以为已知的。因此,控制器可查找方框图500中的对应于氧传感器和DP传感器的精度值的规则,并且基于方框图500中描述的仲裁规则确定最终EGR份额。
如上文参照图2A至图2B更详细地讨论的,在为1或2的氧精度值下,吹扫和/或PCV碳氢化合物可存在于进气系统中(在氧传感器位置处)。在为0的氧精度下,由于怠速适应未完成,氧传感器可发生故障,如参照图4更详细地讨论。在为3的氧精度下,PCV和/或吹扫碳氢化合物可不存在于氧传感器位置处的进气系统中,如参照图2和图4更详细地讨论。
氧传感器精度在方框图500的第一行中从左向右以降低的精度沿列排序。DP精度在方框图500的第一列中从上向下以降低的精度沿行排序。方框图500中的DP传感器和氧传感器的精度值(例如,0至3)可对应于上文参照图2A至图2B讨论的方法200中计算的DP传感器和氧传感器的精度值。
现在转向方框图500中包括的用于计算进气空气中的EGR气体的最终份额的规则,如果DP传感器或氧传感器的精度为0,如505、509和513-517处所示,则控制器可不作出(例如,确定)EGR估计。
如果氧传感器精度为1并且DP传感精度为3,如510处所示,则控制器可唯一地使用来自DP传感器的EGR份额估计用于最终EGR份额估计。换句话说,最终EGR估计可与来自DP传感器的EGR份额估计相同。
如果氧传感器精度为1并且DP传感器精度为1或2,如511和512处所示,或如果氧传感器精度为2并且DP传感器精度大于0,如506-508处所示,则控制器可将氧传感器EGR份额估计限制在DP传感器容差区间的边界内。因此,如果氧传感器EGR份额估计在DP传感器的容差区间内,则最终EGR份额估计可以与从氧传感器确定的氧传感器EGR份额估计相同。然而,如果来自氧传感器的EGR份额估计在DP传感器的容差区间之外,则由控制器估计的最终EGR份额可以与DP容差的上界或下界相同,无论哪个,更接近氧传感器EGR份额。
如果氧传感器精度处于上阈值(例如,3)且DP传感器精度大于0,如502-504处所示,并且确定氧传感器上的水蒸气/水滴不存在,则控制器可使用氧传感器EGR份额估计用于进气空气中的EGR气体的份额的最终估计。氧传感器精度上阈值可以为氧传感器的最大可得到的精度。当PCV气体和吹扫气体未流过氧传感器,传感器没有发生故障且已完成怠速适应程序,并且氧传感器上不存在水蒸气/水滴时,控制器可确定已经实现上精度阈值。因此,最终EGR份额估计可与氧传感器EGR份额估计相同。在另一个示例中,如果在氧传感器的位置处可存在水滴和/或水蒸气(可能由于冷凝物从氧传感器上游的CAC排出),则控制器可将氧传感器EGR估计限制在如之前讨论的DP传感器容差区间的边界内。如果冷凝物从定位在氧传感器上游的增压空气冷却器排出,则控制器可确定在氧传感器的位置处可存在水滴和/或水蒸气。
在另一些实施例中,分配给DP传感器和氧传感器的精度值可以为与方框图500中描述的整数值(例如,0、1、2和3)不同的整数值。因此,仲裁规则可分配给与方框图500中所描述的精度值不同的对应DP传感器和氧传感器精度值。在又进一步的实施例中,除了方框图500中提及的仲裁规则之外还可存在其他仲裁规则。作为示例,最终EGR份额估计可以为基于DP传感器和氧传感器的精度的DP传感器和氧传感器EGR份额估计的加权平均数。因此,最终EGR份额估计可朝向更精确的传感器EGR份额估计较重地加权。例如,如果DP传感器的精度值高于氧传感器,则与来自氧传感器的EGR份额估计相比,最终EGR份额估计可更接近地类似来自DP传感器的EGR份额估计。
因此,方框图500可包括用于确定如何在变化的发动机工况下根据传感器的精度使用来自氧传感器和DP传感器的信号输出计算进气空气中的EGR气体的份额。更具体地,控制器可使用DP传感器EGR份额估计、氧传感器EGR份额估计或限制在DP容差区间内的氧传感器EGR份额估计作出进气空气中的EGR气体的份额的最终估计。
以这种方式,一种用于发动机的方法可包括基于最终气流参数估计调节发动机操作,最终气流参数估计基于利用第一传感器估计的第一气流参数、利用远离发动机的气体通道中的第一传感器定位的第二传感器估计的第二气流参数以及第一气流参数和第二气流参数中的每一个的精度值中的每一个。最终气流参数估计为最终排气再循环(EGR)流估计,并且其中调节发动机操作包括基于最终EGR流估计调节EGR阀,最终EGR流估计基于利用横跨EGR阀的差压传感器估计的第一EGR流、利用进气氧传感器估计的第二EGR流以及第一EGR流和第二EGR流中的每一个的精度值中的每一个。精度值可基于在第一EGR流和第二EGR流的估计期间的发动机工况,并且其中精度值为在0和3之间的整数值。该方法还可包括基于压缩机喘振、压缩机旁通阀的位置和由差压传感器输出的差压中的每一个将第一精度值分配给第一EGR流。该方法还可包括基于是否已执行用于校正进气氧传感器的输出的怠速适应和压力适应程序,将第二基本精度值分配给第二EGR流。该方法还可包括基于经过进气氧传感器的吹扫流和曲轴箱强制通风(PCV)流,修改第二基本精度值以确定第二EGR流的最终第二精度值。该方法还可包括在确定最终EGR流估计之前通过时间延迟调节第一EGR流和第一EGR流的第一精度值,时间延迟基于考虑差压传感器和进气氧传感器之间的体积的空间延迟。最终EGR流估计还可基于利用差压传感器估计第一EGR流的估计容差,该估计容差基于利用差压传感器测量的差压和EGR阀的阀升程中的一个或多个。该方法还可包括当第二EGR流的第二精度值为第一值,第二精度值为第二值,第二值大于第一值,并且进气氧传感器上的水滴是可能的中的一个时,或者当第二精度值为第三值,第三值低于第一值,并且第一EGR流的第一精度值小于第二值时,基于由第一EGR流界定的第二EGR流和估计容差来确定最终EGR流估计。该方法还可包括当第二EGR流的第二精度值处于上阈值并且进气氧传感器上的水滴不是预期的时,基于第二EGR流但不基于第一EGR流确定最终EGR流估计。该方法还可包括当第一EGR流的第一精度值为上阈值并且第二EGR流的第二精度值为第二值,第二值小于上阈值时,基于第一EGR流或由第一EGR流界定的第二EGR流中的一个来确定最终EGR流估计。
以这种方式,一种方法可包括:利用横跨EGR阀的差压传感器估计第一排气再循环(EGR)流并且利用进气氧传感器估计第二EGR流,基于发动机工况和传感器状况将第一精度值分配给第一EGR流并且将第二精度值分配给第二EGR流,以及基于最终EGR流估计调节EGR阀,所述最终EGR流估计基于第一EGR流、第二EGR流、第一精度值和第二精度值。在压缩机喘振事件期间,当由差压传感器测量的差压小于阈值时,当压缩机旁通阀正在打开时,并且当设定指示差压传感器的故障的标记时,第一精度值可降低。当校正进气氧传感器的输出的适应程序还未运行时,当至进气氧传感器的吹扫流增加时,并且当至进气氧传感器的曲轴箱强制通风(PCV)流增加时,第二精度值可降低。该方法还可包括确定第一RGR流的容差区间,所述容差区间基于由差压传感器测量的差压和EGR阀的阀升程。该方法还可包括将第一EGR流和第二EGR流组合为最终EGR流估计,其中所述组合基于第一精度值、第二精度值和估计容差。该方法还可包括当第二精度值小于第一值并且第二精度值为第一值中的一个或多个时,同时进气氧传感器上的水滴为可能的,将第二EGR流限制在第一EGR流的容差区间内,并且基于限制的第二EGR流确定最终EGR流估计。该方法还可包括当第二精度值为第一值并且进气氧传感器上的水滴是不可能的时,将最终EGR流估计确定为第二EGR流而不是第一EGR流。
以这种方式,一种系统可包括具有进气压缩机和排气涡轮的涡轮增压器;低压排气再循环(EGR)通道,其联接在排气涡轮下游的排气通道和进气压缩机上游的进气通道之间,该低压EGR通道包括EGR阀和用于测量EGR流的差压(DP)传感器;进气氧传感器,其设置在低压EGR通道下游的发动机的进气装置中;以及具有计算机可读指令的控制器,所述指令用于基于第一EGR流估计、第二EGR流估计、第一EGR流估计的第一精度值和第二EGR流估计的第二精度值确定最终EGR流估计,所述第一EGR流估计基于DP传感器的输出,所述第二EGR流估计基于进气氧传感器的输出。基于压缩机喘振、压缩机旁通阀的位置和由差压传感器输出的差压中的一个或多个,第一精度值可以为整数值。基于是否存在传感器故障、是否已执行用于校正进气氧传感器的怠速适应和压力适应程序、经过进气氧传感器的吹扫流的量以及经过进气氧传感器的PCV流的量中的一个或多个,第二精度值可以为整数值。
以这种方式,一种方法可包括基于来自进气氧传感器和包括Δ压力(DP)传感器的DPOV系统两者的输出估计发动机的进气系统中的EGR气体的份额。DP传感器和氧传感器两者可用于给出对进气系统的进气空气中的EGR份额的分开估计。根据发动机工况,可评估来自传感器中的每一个的输出的精度。氧传感器的输出的精度可基于氧传感器是否已完成一个或多个怠速适应或压力适应程序,以及吹扫气体和/或PCV气体是否流过氧传感器。DP传感器的精度可基于吹扫是否为活跃的,CBV是打开的或正在打开以及EGR阀两端的压差来确定。反映吹扫流和PCV流的输出信号以及来自DP传感器的信号可按时间对准到氧传感器的位置,以考虑气体从PCV端口、吹扫端口和DPOV系统行进到定位在它们下游的氧传感器所花费的时间。这些输出信号可进行滤波以表示轴向扩散,并且使用可校准阈值由比较器修改以获得如可由冲裁规则所要求的最终整数状态值,并且减少对传感器精度的过高估计。
根据氧传感器和DP传感器的精度,可不同地估计进气空气中的EGR气体的份额。氧传感器和DP传感器可各自被分配从0到3的精度值。如果DP传感器或氧传感器的精度为0,则控制器可不作出EGR估计。如果氧传感器精度为1并且DP传感器精度为3,则控制器可唯一地使用来自DP传感器的EGR份额估计用于最终EGR份额估计。如果氧传感器精度为1并且DP传感器精度为1或2,或如果氧传感器精度为2并且DP传感器精度大于0,则控制器可将氧传感器EGR份额估计限制在DP传感器容差区间的边界内。如果氧传感器精度为3并且DP传感器精度大于0,则控制器可使用氧传感器EGR份额估计用于进气空气中EGR气体的份额的最终估计。因此,在某些发动机工况下,氧传感器可唯一地用于估计EGR份额。在其他发动机工况下,DP传感器可唯一地用于估计EGR份额。在进一步的发动机工况下,来自氧传感器和DP传感器的信号输出可与最终EGR份额估计中的DP传感器容差合并在一起。
以这种方式,实现基于氧传感器和Δ压力传感器两者的输出和精度确定更精确的EGR流估计的技术效果。因此,经由EGR阀的EGR流控制可以更精确。通过基于发动机工况确定两个传感器的输出的精度,EGR流的更精确估计可通过使用来自用于EGR流的估计的更精确的传感器的输出获得。另外,在当传感器的精度可以相同或相似的一些状况下,两个传感器输出的组合可以被合并,以提供进气系统中EGR流的更精确估计。因此,不仅EGR流的总体精度可增加,而且也可以在较广范围的发动机工况下维持EGR流估计的精度。
在另一种表示中,一种方法包括:利用横跨EGR阀的差压传感器估计第一排气再循环(EGR)流并且利用进气氧传感器估计第二EGR流;在第一状况期间,基于第一EGR流估计但不基于第二EGR流估计调节EGR;在第二状况期间,基于第二EGR流估计但不基于第一EGR流估计调节EGR;以及在第三状况期间,将第一EGR流估计和第二EGR流估计组合成单个组合的EGR估计并且基于组合的EGR估计调节EGR。
注意,本文所包括的示例控制和估计程序能够与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。本文所公开的控制方法和程序可被存储为非暂时存储器中的可执行指令,并且可由包括与各种传感器、致动器和其他发动机硬件组合的控制器的控制系统实施。本文所述的特定程序可表示任何数目的处理策略中的一种或多种,诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。因此,所说明的各种动作、操作和/或功能可按说明的顺序执行、并行执行或在一些情况下省略。同样,处理的顺序不是实现本文所述的示例性实施例的特征和优点所必需的,而是为易于说明和描述提供。根据所使用的具体策略,可重复执行所说明的动作、操作和/或功能中的一种或多种。进一步地,所述动作、操作和/或功能可用图形表示待编程到发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非暂时性存储器内的代码,其中所述动作通过执行包括与电子控制器组合的各种发动机硬件部件的系统中的指令实施。
应当理解,因为许多变化是可能的,所以本文所公开的配置和程序实际上是示例性的,并且这些具体实施例不应被视为具有限制意义。例如,上述技术可应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸和其他发动机类型。本公开的主题包括本文所公开的各种系统和配置,以及其它特征、功能和/或性质的所有新颖的和非显而易见的组合和子组合。
随附权利要求特别指出被视为新颖的和非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可指“一个”元件或“第一”元件或其等效物。此类权利要求应被理解成包括一个或多个此类元件的结合,既不要求也不排除两个或更多此类元件。所公开的特征、功能、元件和/或性质的其他组合和子组合可通过本权利要求的修正或通过在本申请或相关申请中呈现的新权利要求加以要求。此类权利要求,无论比原始权利要求范围更宽、更窄、相同或不同,仍被视为包括在本公开的主题内。
Claims (20)
1.一种用于发动机的方法,其包括:
基于最终气流参数估计调节发动机操作,所述最终气流参数估计基于利用第一传感器估计的第一气流参数、远离所述发动机的气体通道中的远离所述第一传感器定位的第二传感器估计的第二气流参数以及所述第一气流参数和所述第二气流参数中的每一者的精度值中的每一者。
2.根据权利要求1所述的方法,其中所述最终气流参数估计为最终排气再循环流估计,即最终EGR流估计,并且其中调节发动机操作包括基于所述最终EGR流估计调节EGR阀,所述最终EGR流估计基于利用横跨所述EGR阀的差压传感器估计的第一EGR流、利用进气氧传感器估计的第二EGR流以及所述第一EGR流和所述第二EGR流中的每一者的精度值中的每一者。
3.根据权利要求2所述的方法,其中所述精度值基于在所述第一EGR流和所述第二EGR流的估计期间的发动机工况,并且其中所述精度值为0和3之间的整数值。
4.根据权利要求2所述的方法,还包括:基于压缩机喘振、压缩机旁通阀的位置和由所述差压传感器输出的差压中的每一者,将第一精度值分配给所述第一EGR流。
5.根据权利要求2所述的方法,还包括:基于是否已执行用于校正所述进气氧传感器的输出的怠速适应和压力适应程序,将第二基本精度值分配给所述第二EGR流。
6.根据权利要求5所述的方法,还包括:基于吹扫和经过所述进气氧传感器的曲轴箱强制通风流,即PCV流,修改所述第二基本精度值以确定所述第二EGR流的最终第二精度值。
7.根据权利要求2所述的方法,还包括:在确定所述最终EGR流估计之前,通过时间延迟调节所述第一EGR流和所述第一EGR流的第一精度值,所述时间延迟基于考虑流率以及所述差压传感器和所述进气氧传感器之间的体积的空间延迟。
8.根据权利要求2所述的方法,其中所述最终EGR流估计还基于利用所述差压传感器估计所述第一EGR流的估计容差,所述估计容差基于利用所述差压传感器测量的差压和所述EGR阀的阀升程中的一个或多个。
9.根据权利要求8所述的方法,还包括:当所述第二EGR流的第二精度值为第一值,所述第二精度值为第二值,所述第二值大于所述第一值,并且所述进气氧传感器上的水滴是可能的中的一者时,或者当所述第二精度值为第三值,所述第三值低于所述第一值,并且所述第一EGR流的第一精度值小于所述第二值时,基于由所述第一EGR流界定的所述第二EGR流和所述估计容差,确定所述最终EGR流估计。
10.根据权利要求2所述的方法,还包括:当所述第二EGR流的第二精度值为上阈值并且所述进气氧传感器上的水滴不是预期的时,基于所述第二EGR流但不基于所述第一EGR流,确定所述最终EGR流估计。
11.根据权利要求2所述的方法,还包括:当所述第一EGR流的第一精度值为上阈值并且所述第二EGR流的第二精度值为第二值时,基于所述第一EGR流或由所述第一EGR流界定的所述第二EGR流中的一者,确定所述最终EGR流估计,其中所述第二值小于所述上阈值。
12.一种方法,其包括:
利用横跨EGR阀的差压传感器估计第一排气再循环流,即第一EGR流,并且利用进气氧传感器估计第二EGR流;
基于发动机工况和传感器状况,将第一精度值分配给所述第一EGR流并且将第二精度值分配给所述第二EGR流;以及
基于最终EGR流估计,调节所述EGR阀,所述最终EGR流估计基于所述第一EGR流、所述第二EGR流、所述第一精度值和所述第二精度值。
13.根据权利要求12所述的方法,其中当在压缩机喘振事件期间由所述差压传感器测量的差压小于阈值时,当压缩机旁通阀正在打开时,并且当设定标记指示所述差压传感器故障时,所述第一精度值降低。
14.根据权利要求12所述的方法,其中当校正所述进气氧传感器的输出的适应程序还未运行时,当至所述进气氧传感器的吹扫流增加时,并且当至所述进气氧传感器的曲轴箱强制通风流即PCV流增加时,所述第二精度值降低。
15.根据权利要求12所述的方法,还包括:确定所述第一RGR流的容差区间,所述容差区间基于由所述差压传感器测量的差压和所述EGR阀的阀升程。
16.根据权利要求15所述的方法,还包括将所述第一EGR流和所述第二EGR流组合为所述最终EGR流估计,其中所述组合基于所述第一精度值、所述第二精度值和所述估计容差。
17.根据权利要求12所述的方法,还包括:当所述第二精度值小于第一值并且所述第二精度值为所述第一值中的一者或多者时,同时所述进气氧传感器上的水滴为可能的,将所述第二EGR流限制在所述第一EGR流的所述容差区间内,并且基于所述限制的第二EGR流,确定所述最终EGR流估计;并且还包括:当所述第二精度值为第一值并且所述进气氧传感器上的水滴是不可能的时,将所述最终EGR流估计确定为所述第二EGR流而不是所述第一EGR流。
18.一种系统,其包括:
涡轮增压器,其具有进气压缩机和排气涡轮;
低压排气再循环通道,即低压EGR通道,其联接在所述排气涡轮下游的排气通道和所述进气压缩机上游的所述进气通道之间,所述低压EGR通道包括EGR阀和用于测量EGR流的差压传感器即DP传感器;
进气氧传感器,其设置在所述低压EGR通道下游的所述发动机的进气装置中;和
控制器,其具有计算机可读指令,所述指令用于:
基于第一EGR流估计、第二EGR流估计、所述第一EGR流估计的第一精度值和所述第二EGR流估计的第二精度值,确定最终EGR流估计,所述第一EGR流估计基于所述DP传感器的输出,所述第二EGR流估计基于所述进气氧传感器的输出。
19.根据权利要求18所述的系统,其中所述第一精度值基于压缩机喘振、压缩机旁通阀的位置和由所述差压传感器输出的差压中的一者或多者,所述第一精度值为整数值。
20.根据权利要求18所述的系统,其中所述第二精度值基于是否已执行用于校正所述进气氧传感器的怠速适应和压力适应程序、经过所述进气氧传感器的吹扫流的量以及经过所述进气氧传感器的PCV流的量中的一者或多者,所述第二精度值为整数值。
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