CN108343530B - 用于排气再循环系统诊断的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及用于排气再循环系统诊断的方法和系统。提供了用于排气再循环系统的车载诊断的方法和系统。在一个示例中，方法包括：基于命令的EGR流量动态地估计上EGR极限和下EGR极限，并且估计在一段持续时间内的测量的EGR流量与上EGR极限和下EGR极限中的一个之间的累积的差与累积的命令的EGR流量的比率。EGR系统劣化可以响应于所述比率高于阈值被指示。

Description

用于排气再循环系统诊断的方法和系统
技术领域
本说明书总体上涉及用于排气再循环(EGR)系统的部件的车载诊断的方法和系统。
背景技术
发动机系统可利用从发动机排气系统到发动机进气系统的排气的再循环(被称为排气再循环(EGR)的过程)，以降低调节的排放。针对给定的发动机工况，可以控制EGR阀以实现期望的进气稀释。传统上，在发动机操作期间，基于发动机速度、发动机温度和负载测量和调整途径EGR系统的低压EGR(LP-EGR)和/或高压EGR(HP-EGR)的量以保持发动机的期望的燃烧稳定性，同时提供排放和燃料经济性益处。EGR有效地降低燃烧室温度，从而降低NOx的形成。EGR还降低发动机的泵送功并增加压缩比率，这导致燃料经济性增加。诊断过程可以需要被周期性地或者适时地实施以监控EGR系统的操作。
各种方法被提供用于EGR系统的诊断。在一个示例中，如在US5,508,926中所示，Wade公开了一种用于在稳态发动机操作期间检测在EGR系统中的约束的方法。在整个测试周期，监控在发动机进气歧管中的气压，同时输送(基于发动机工况确定的)EGR的量到进气歧管。监控的气压的变化通过包含动态过滤系数的迟滞过滤过程过滤。然后过滤的气压与动态阈值比较以确定在EGR系统中的约束的存在。
然而，本文的发明人已经认识到这种系统的潜在问题。如一个示例，通过依靠单一动态阈值用于EGR系统诊断，可能无法在EGR系统中区分引起不充足的EGR流的劣化和引起过度的EGR流的劣化。而且，Wade的方法可能无法检测在未请求EGR时发生的不期望的EGR流。如另一个示例，Wade的方法限于静态状况。然而，可能期望在瞬态发动机工况期间也执行EGR诊断，以便降低尾气排放。
发明内容
在一个示例中，上面描述的问题可以至少部分通过一种用于发动机的方法来解决，该方法包含：当命令的EGR流量变化时，基于命令的EGR流量动态调整上EGR极限和下EGR极限，基于测量的EGR流量与所述上EGR极限和下EGR极限中的一个的累积差与累积的命令的EGR流量的比率相对于阈值，指示EGR系统劣化，阈值基于排气NOx水平，且基于劣化的指示调整EGR流量。以这种方式，通过基于命令的EGR流量动态更新EGR公差带，并且基于排放水平相应地调整用于EGR系统劣化检测的阈值，EGR系统诊断可以在稳态和瞬态发动机工况期间有效地被实施。
如一个示例，可以在车辆驾驶循环期间周期性地或适时地实施EGR系统的诊断程序。当发动机工况改变时，可以改变命令的EGR流量以满足变化的EGR需求。还可以计算动态EGR公差带，所述公差带具有各自基于命令的EGR流量的较低的极限和较高的极限。在一个示例中，可以使用一个乘数(multiplier)根据所述命令的EGR流量计算公差带，该乘数的值随着EGR流量的变化(例如，变化的大小和变化率)而变化，诸如基于是否存在命令的EGR流率(flow rate)的增加或减小。经由EGR流量传感器测量实际的EGR流率，EGR流量传感器诸如压力传感器(绝对压力传感器或压差传感器)。如果所测量的EGR流率高于命令的流率，则可以估计公差带的较高的极限与测量的EGR流率之间的差以获得质量流量误差。如果所测量的EGR流率低于命令流率，则可以估计公差带的较低的极限与测量的EGR流率之间的差以获得质量流量误差。如果在当EGR没有被命令时(即，命令的EGR流率是零)的状况期间检测EGR流量，则可以估计固定的EGR(上)极限和所述测量的EGR流率之间的差以获得质量流量误差。所述质量流量误差和命令的EGR质量流量可以在持续时间(在此也称为测试周期)上被累积。然后可将累积的质量流量误差与累积的命令的EGR质量流量的比率与阈值比较。应用不同的阈值用来在每种情况下考虑可接受的尾气排放的极限来诊断不充足的EGR流、不期望的EGR流和过度的EGR流事件。如果该比率高于指定阈值，则EGR系统的劣化可以被指示，并且诊断代码可以被设置。在指示EGR系统中的劣化时，通过关闭EGR阀可以暂时禁用EGR的进一步供应。在一个示例中，其中诊断方法被用于诊断高压(HP)EGR系统，响应于所述HP-EGR系统的劣化，可以增加经由低压(LP)EGR系统输送的EGR。
用这种方式，通过基于命令的EGR流量动态地调整EGR公差带，并且基于排放标准改变用于检测EGR系统劣化的阈值，可以降低由劣化的EGR系统引起的不期望的尾气排放。通过基于命令的EGR流率相对于测量的EGR流率选择用于诊断过程的不同的阈值，使导致不充足的EGR流的所述EGR系统的劣化与导致过度的EGR流的劣化区分开并且适当地被解决。通过基于累积的进气流量估计不期望的EGR流(当EGR未被命令时)，可以检测EGR阀中的泄漏。考虑到EGR流量的变化，动态计算用于EGR质量流量误差估计的所述公差带的技术效果是可以降低由于输送的和命令的EGR流率之间的输送延迟导致的EGR系统劣化的错误的指示。总体上，通过能够可靠地并且准确地实施EGR系统的诊断，EGR的燃料经济性和排放益处可以在更宽的发动机工况范围延伸。
应当理解，提供上述的发明内容是为了以简化的形式介绍一组在具体实施方式中进一步描述的概念。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或基本特征，所要求保护的主题的范围由随附权利要求唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决上述或本公开的任何部分提到的任何缺点的实施方式。
附图说明
图1示出了包括排气再循环(EGR)系统的示例性发动机系统的示意图。
图2示出了说明一种方法的流程图，该方法能够被实施用于在不充足的EGR流期间的EGR系统的整体诊断。
图3示出了说明一种方法的流程图，该方法能够被实施用于在过度的EGR流期间的EGR系统的诊断。
图4示出了说明一种方法的流程图，该方法能够被实施用于在不期望的EGR流期间的EGR系统的诊断。
图5示出了在不充足的EGR流期间的所述EGR系统的示例性诊断。
图6示出了在不期望的EGR流期间的所述EGR系统的示例性诊断。
图7示出了在过度的EGR流期间的所述EGR系统的示例性诊断。
图8示出了基于EGR系统诊断的EGR系统劣化的示例性检测。
具体实施方式
以下描述涉及用于排气再循环(EGR)系统的车载诊断的系统和方法。在图1中示出了包括低压EGR和高压EGR系统的示例增压发动机系统。发动机控制器可以被配置为执行控制程序，诸如图2、图3和图4的示例性程序，用于执行在不充足的、过度的和不期望的EGR流期间的EGR系统的车载诊断。图5-图8示出了用于检测HP-EGR系统的劣化的诊断过程的示例。
图1示意性地示出了包括发动机10的示例性发动机系统100的方面。在所描绘的实施例中，发动机10是联接到涡轮增压器13的增压发动机，涡轮增压器13包括由涡轮机116驱动的压缩机114。排气涡轮机116可以被配置为可变几何涡轮机(VGT)。具体地，新鲜空气沿着进气通道42经由空气滤清器112被引入到发动机10，并且流向压缩机114。压缩机可以是任何合适的进气压缩机，诸如电动机驱动或驱动轴驱动的机械增压器压缩机。在发动机系统10中，压缩机是经由轴19机械地联接到涡轮机116的涡轮增压器压缩机，涡轮机116通过膨胀发动机排气被驱动。废气门致动器92可以被致动打开以将至少一些排气压力从所述涡轮机的上游经由废气门90排放(dump)到所述涡轮机下游的位置。通过降低涡轮机的上游的排气压力，能够降低涡轮机速度，这进而可以有助于降低压缩机喘振和过度增压问题。
压缩机114可以通过增压空气冷却器(CAC)17被联接到节流阀20。节流阀20被联接到发动机进气歧管22。来自压缩机的压缩的进气流过增压空气冷却器17和所述节流阀到所述进气歧管。压缩机再循环通道(未示出)可以被提供用于压缩机喘振控制。具体地，为了减小压缩机喘振，诸如在驾驶员松开加速器踏板时，增压压力可以在CAC 17的下游与节流阀20的上游从进气歧管排放至进气通道42。通过使增压空气从进气节气门入口的上游流动到压缩机入口的上游，可以迅速降低增压压力，加快增压控制。
一个或多个传感器可以被联接到压缩机114的入口。例如，温度传感器55可以被联接到所述入口以用于估计压缩机入口温度，和压力传感器56可以被联接到所述入口用于估计压缩机入口压力。如另一个示例，湿度传感器57可以被联接到所述入口，用于估计进入压缩机的充气的湿度。其他传感器可以包括例如空气燃料比传感器等。在其他示例中，基于发动机工况，可以推断压缩机入口状况(诸如湿度、温度、压力等)中的一个或多个。另外，当启用排气再循环(EGR)时，传感器可以估计充气混合物的温度、压力、湿度和空气燃料比，该充气混合物包括在压缩机入口处接收的新鲜空气、再循环压缩空气和排气残余物。
在一些示例中，进气歧管22可以包括用于估计歧管压力(MAP)的进气歧管压力传感器124和/或用于估计进气歧管22中的质量空气流量(MAF)的进气流量传感器126。进气歧管22通过一系列进气门(未示出)被联接到一系列燃烧室30。所述燃烧室还经由一系列排气门(未示出)被联接到排气歧管36。在描绘的实施例中，单个排气歧管36被示出。然而，在其他实施例中，所述排气歧管可以包括多个排气歧管区段。具有多个排气歧管区段的配置使来自不同燃烧室的流出物能够被引导到发动机系统中的不同位置。
在一个实施例中，排气门和进气门中的每一个可以被电子地致动或控制。在另一个实施例中，排气门和进气门中的每一个可以被凸轮致动或控制。无论是电子致动的还是凸轮致动的，针对期望的燃烧和排放控制性能，根据需要，可调整排气门和进气门打开和关闭的正时。
经由喷射器66，燃烧室30可以被提供一种或多种燃料，诸如汽油、酒精燃料混合物、柴油、生物柴油、压缩天然气等。燃料可以经由直接喷射、进气道喷射、节流阀体喷射或者它们的任何组合被提供到燃烧室。在燃烧室中，可以经由火花点火和/或压缩点火来发起燃烧。
如图1中所示出，来自一个或多个排气歧管区段的排气被引导至涡轮机116以驱动所述涡轮机。然后来自涡轮机和废气门的组合流流过排放控制装置170。通常，一个或多个排放控制装置170可以包括一个或多个排气后处理催化剂，其被配置为催化地处理排气流，且因此减少排气流中的一个或多个物质的量。例如，一个排气后处理催化剂可以被配置为当排气流为稀时捕集来自排气流的NOx，并且当排气流为富时还原捕集的NOx。在其他示例中，排气后处理催化剂可以被配置为使NOx不成比例，或借助还原剂选择性地还原NOx。在其他示例中，排气后处理催化剂可被配置为氧化排气流中的剩余的碳氢化合物和/或一氧化碳。具有任何这样的功能的不同的排气后处理催化剂可以分开或一起布置在涂层中或排气后处理阶段中的其他地方。在一些实施例中，排气后处理阶段可以包括被配置成捕集和氧化排气流中的碳烟颗粒的可再生碳烟过滤器。来自排放控制装置170的全部或部分处理的排气可以在经过消声器172之后经由排气通道102被释放到大气中。
来自排气通道102的一部分排气可以经由排气再循环(EGR)系统140被再循环到进气歧管22，排气再循环(EGR)系统140包含低压排气再循环(LP-EGR)输送系统142和高压排气再循环(HP-EGR)输送系统140。低压排气再循环(LP-EGR)输送通道180可以在排放控制装置170的上游位置处被联接到排气通道102。来自排气管102的一部分排气可以从涡轮增压器涡轮机116的下游被输送到涡轮增压器压缩机114上游的发动机进气歧管22作为LP-EGR。EGR阀52的开度可以被调节以控制排气从排气通道102经由EGR通道180到进气歧管22的流动。EGR阀52可以被打开以允许受控量的排气到达压缩机入口用于期望的燃烧和排放控制性能。来自排气通道102的一部分排气可以从涡轮增压器涡轮机116的上游经由HP-EGR通道182输送到涡轮增压器压缩机114下游的发动机进气歧管22。EGR冷却器184可以被联接到HP-EGR通道182以在排气被输送到进气歧管之前冷却排气。HP-EGR阀组件190可被联接到HP-EGR通道以调节从排气通道102经由EGR通道182到进气歧管22的排气流。阀组件190可以包含带有EGR阀位置传感器的EGR阀192和两个100mm孔口193。压差传感器194可以联接在阀组件190和HP-EGR输送通道182上。可以基于来自EGR阀位置传感器和压差传感器194的输入估计经由HP-EGR通道182的EGR流率。
EGR阀52也可以是联接到LP-EGR通道180的阀组件的一部分(类似于HP-EGR阀组件190的)。阀52和阀192可以被配置为连续可变的阀。然而，在一个替代示例中，EGR阀52和阀192可以被配置为开/关(on/off)阀。
一个或多个传感器可以被联接到EGR通道180和182，以提供关于EGR的组成和状况的细节。例如，温度传感器197可以被提供以确定EGR的温度，绝对压力传感器198可以被提供以确定EGR的压力，湿度传感器可以被提供以确定EGR的湿度或水含量，并且空气燃料比传感器可以被提供以估计EGR的空气燃料比。替代地，EGR状况可以由联接到压缩机入口的一个或多个温度传感器、压力传感器、湿度传感器和空气燃料比传感器55-57推断。在一个示例中，空气燃料比传感器57是氧传感器。
途径EGR系统140的低压EGR(LP-EGR)和/或高压EGR(HP-EGR)的量可以被请求以达到期望的发动机稀释，由此提高燃料效率和排放质量。请求的EGR的量可以基于包括发动机负载、发动机速度、发动机温度等的发动机工况。例如，控制器可以参照查找表，该查找表具有发动机速度和负载作为输入，并且具有对应于命令至EGR阀的开度的信号作为输出，所述开度提供对应于输入发动机速度负载的稀释量。在另一个示例中，控制器可以依靠模型，该模型将发动机负载的变化与发动机的稀释要求的变化相关联，并且进一步将发动机的稀释要求的变化与EGR要求的变化相关联。例如，随着发动机负载从低负载增加到中负载时，EGR要求可增加，并且然后随着发动机负载从中负载增加到高负载，EGR要求可减少。为了降低导致不期望的排放质量的EGR系统劣化的可能性，诊断过程可能需要定期或适时地被实施以监控EGR系统的操作。例如，诊断程序可以在每个行程执行一次。
对于HP-EGR系统144，当测量的EGR流量高于命令的EGR流量时，可以基于在测量的EGR流量与公差带的上限之间的第一累积的差指示EGR系统劣化，该第一累积的差是在车辆行驶的持续时间或距离上累积的。因此，可以在该持续时间上估计所述第一累积的差与累积的命令的EGR质量流量的第一比率，并且可以响应于所述第一比率高于第一阈值来指示在EGR系统中引起过度的EGR流的劣化。当测量的EGR流量低于命令的EGR流量时，可以基于测量的EGR流量和公差带的下限之间的第二累积的差来指示EGR系统劣化，该第二累积的差是在车辆行驶的持续时间或距离上累积的。类似地，可以在持续时间内估计第二累加的差与累积的命令EGR质量流量的第二比率，并且可以响应于第二比率高于第二阈值来指示EGR系统中导致不充足的EGR流的劣化。基于所述命令的EGR流量、固定的误差容限和乘数的函数，可以动态地调整公差带的上限和下限中的每一个，所述乘数根据命令的EGR流被确定。所述第一阈值可以不同于所述第二阈值。在一个示例中，第一阈值可以高于第二阈值。动态调整公差带的上限和下限允许针对其中可发生过冲的瞬态流变化对阈值进行补偿。它还允许解除校准，以减轻与在当EGR流量被命令时和当EGR能够通过阀的控制被输送时之间的输送延迟相关的预期的误差。
对于HP-EGR系统144，当命令无EGR流量并且测量的EGR流量高于命令的无EGR流量时，可以在该持续时间内估计在测量的EGR流量与误差极限之间的第三累积的差，可以估计在持续时间内累积的所述第三累积的差与累积的命令的进气质量流量的第三比率，并且可以响应于所述第三比率高于第三阈值来指示EGR系统劣化。所述第三阈值可以不同于所述第一阈值和第二阈值中的每一个。在一个示例中，所述第三阈值可以低于所述第二阈值。第一阈值、第二阈值和第三阈值中的每一个可以基于测量的排气排放成分水平，该排气排放成分水平包括排气NOx水平和排气颗粒物水平中的一者。以这种方式，通过基于第一阈值、第二阈值和第三阈值中的一个来检测所述EGR系统的劣化，可以降低导致由于EGR系统劣化引起的NOx水平和/或颗粒物质水平的增加的不期望的排放。HP-EGR系统144的诊断过程的细节参照图2、图3和图4被讨论。对于LP-EGR系统142也可以实施类似的诊断程序。在LP-EGR的情况下，EGR质量流量可以基于来自联接到压缩机入口的温度、压力、湿度以及空气燃料比传感器55-57中的一个或多个的输入被测量。而且，排气压力传感器可以被联接到所述LP-EGR输送通道180以使用阀上压差(DPOV)方法来估计EGR流率。
发动机系统100可以进一步包括控制系统14。控制系统14被示出为接收来自多个传感器16(在此处描述其各种示例)的信息并且发送控制信号到多个致动器18(在此处描述其各种示例)。作为一个示例，传感器16可包括MAP传感器124、MAF传感器126、排气温度传感器128、排气压力传感器129、EGR温度传感器197、EGR绝对压力传感器198、EGR压差传感器194、压缩机入口温度传感器55、压缩机入口压力传感器56、压缩机入口湿度传感器57、曲轴传感器、踏板位置传感器和发动机冷却剂温度传感器。诸如附加压力、温度、空气/燃料比以及组分传感器之类的其它传感器可被联接到发动机系统100中的各个位置。致动器18可包括例如节气门20、LP-EGR阀52、HP-EGR阀192、废气门阀92和燃料喷射器66。控制系统14可以包括控制器12。控制器12可以接收来自各种传感器的输入数据、处理所述输入数据并且基于对应于一个或多个程序的在其上编程的指令或代码，响应于基于处理的输入数据来触发各种致动器。例如，控制器可以基于来自压差传感器194和绝对压力传感器198的输入来推断流经EGR通道182的EGR的流率，并且响应于命令的EGR流率与测量的流率之间的差可以执行诊断程序以监测HP-EGR系统144的操作。响应于HP-EGR系统144中的劣化的指示，为了暂停进一步的EGR流动，控制器可以向HP-EGR阀192的致动器发送信号以关闭该阀。
以这种方式，图1的系统提供了一种车辆发动机系统，其包含进气歧管和排气歧管、涡轮增压器、低压排气再循环(LP-EGR)、高压排气再循环(HP-EGR)、联接到LP-EGR系统和HP-EGR系统中的每一个的温度传感器、绝对压力传感器和压差传感器，所述涡轮增压器包含排气涡轮机和进气压缩机，所述低压排气再循环(LP-EGR)包含具有第一EGR阀的第一EGR通道，其用于将排气从排气歧管中的涡轮机下游再循环到进气歧管中压缩机的上游，所述高压排气再循环(HP-EGR)系统包括具有第二EGR通道的第二EGR阀，其用于将排气从排气歧管中的涡轮机的上游再循环到进气歧管中的压缩机的下游。所述发动机系统进一步包含控制器，其具有存储在非瞬态存储器上的计算机可读指令，用于：响应于经由所述HP-EGR系统的测量的EGR流量高于或低于命令的EGR流量，在车辆行驶的持续时间中累积所述测量的EGR流量与上限和下限中的一个之间的差，根据所述命令的EGR流量动态地调整上限和下限，在持续时间中累积所述命令的EGR流量，响应于累积的差与累积的命令的EGR流量的比率高于阈值，指示所述HP-EGR系统的劣化，并且响应于所述指示，在增加第一EGR阀的开度的同时致动第二EGR阀到关闭位置。
图2图示了示例性方法200，其可以被实施用于诊断HP-EGR系统(诸如图1中的HP-EGR系统144)。例如，该方法可以能够识别引起不充足的EGR流的EGR系统劣化。示例性方法200和此处包括的其余方法可以被实施用于LP-EGR系统和HP-EGR系统中的每一个的车载诊断。执行方法200和所述其余方法的指令可以由控制器基于存储在控制器的存储器上的指令并结合从发动机系统的传感器(诸如上面参考图1描述的传感器)接收到的信号来执行。根据下面描述的方法，控制器可以采用发动机系统的发动机致动器来调整发动机操作。
在202处，程序包括估计和/或测量发动机工况。评估的状况可以包括例如发动机温度、发动机负载、驾驶员扭矩需求、增压需求、歧管空气流量、歧管空气压力、发动机速度、节气门位置、排气压力、排气空气燃料比、环境状况(包括环境温度、压力和湿度)等。
在204处，程序包括确定是否EGR被请求用于发动机操作。EGR可以被请求以达到期望的发动机稀释，由此提高燃料效率和排放质量。在排气催化剂达到其各自的起燃温度之后，EGR可能是期望的。请求的EGR的量可以基于发动机工况，所述发动工况包括如经由踏板位置传感器估计的发动机负载、如经由曲轴加速度传感器估计的发动机速度、如经由发动机冷却剂温度传感器估计的发动机温度等。
如果确定EGR用于最佳发动机操作是期望的，则在206处，可以确定所请求的EGR量(所命令的EGR量)。例如，控制器可参照查找表，该查找表具有发动机速度和负载作为输入，并且具有对应于施加于EGR阀的开度的信号作为输出，所述开度提供对应于输入发动机速度-负载的稀释量。在另一个示例中，控制器可以通过直接考虑诸如发动机负载、发动机速度、发动机温度等的参数的确定来确定EGR量。在又一些示例中，控制器可以依赖于模型，该模型将发动机负载的变化与发动机的稀释要求的变化相关联，并且进一步将发动机的稀释要求的变化与EGR要求的变化相关联。例如，当发动机负载从低负载增加到中等负载时，EGR要求可能增加，并且然后随着发动机负载从中等负载增加到高负载，EGR要求可能减少。考虑针对期望的稀释率的最佳燃料经济性映射，控制器可进一步确定请求的EGR的量。进一步地，内部(剩余)EGR可以根据进气门/排气门开度(例如VCT CAM控制)的重叠来实现。所述控制器还可以确定要作为HP-EGR供应的EGR与要作为LP-EGR供应的EGR的比率。在一个示例中，作为HP-EGR输送的EGR的量可以在增压的发动机工况期间被增加，而作为LP-EGR输送的EGR的量可以在自然吸气的发动机工况期间被增加。
在208处，控制器可以向所述HP-EGR阀和/或LP-EGR阀发送打开(一个或多个)阀的信号以供应通过所述HP-EGR通道和/LP-EGR通道的命令的EGR的量。(一个或多个)所述EGR阀的开度可以基于命令的EGR的量被调整。作为一个示例，HP-EGR阀的开度可以随着所命令的HP-EGR的量的增加而增加，而LP-EGR阀的开度可以随着所命令的LP-EGR的量的增加而增加。
在210处，可以基于来自一个或多个EGR传感器的输入来估计EGR质量流率(流过HP-EGR通道的排气的流率)，该一个或多个EGR传感器诸如联接到EGR系统的EGR压差传感器和EGR(绝对)压力传感器(诸如图1的EGR压差传感器194和EGR压力传感器198)。替代地，EGR流率可以通过联接到压缩机入口的一个或多个温度、压力、湿度和空气燃料比传感器来推断。在一个示例中，所测量的EGR流率可以被累积达预定的时间段并且与在相同时间段内累积的命令的EGR流率进行比较。
在212处，所述程序包括确定所累积的测量的HP-EGR流率是否低于累积的命令的HP-EGR流率。替代地，累积的命令的EGR流率可以与阈值流率进行比较。
如果确定所述命令的测量的EGR流率低于所述命令的EGR流率，或者如果所述累积的命令的EGR流率低于所述阈值流率，则可以推断实际EGR流量相对于所述命令的EGR流量是不充足的。低于所述命令的EGR流量是不期望的，因为它可以导致较高的排放的水平并且增加燃料消耗。因此，所述累积的命令的EGR流率可以被用于确定何时足够的EGR已经被命令以实施所述EGR系统的诊断程序。作为一个示例，如果在排放测试(诸如FTP)周期期间所述累积的测量的HP-EGR流率与所述累积的命令的HP-EGR流率之间的差高到足以超过阈值排放水平，则诊断程序可以被启动。因此，为了检测在EGR系统中的任何劣化，可以实施如下所讨论的用于不充足的HP-EGR流的EGR诊断程序。
在214处，基于命令的EGR流率可以确定带有上限和下限的动态故障公差带(针对不充足的EGR流)。可以使用固定的误差容限(margin)来确定公差带的上限和下限。公差带的极限可以基于从预期的EGR质量流量(命令的EGR质量流量的函数)的测量的线性流动距离来计算。附加的乘数可以被使用以在EGR流动方向的改变期间(诸如在基于发动机工况的命令的EGR流率的增加或减少期间)调整公差带。例如，在命令的EGR流量的增加期间，附加的乘数可以被使用以增加上限，由此扩大公差带。作为另一示例，在命令的EGR流量的减少期间，附加的乘数可以被使用以减小下限，由此扩大公差带。乘数在改变流量的方向上提供了增加的误差公差，而在稳定的流量期间，固定的误差容限可以被使用。通过在EGR流动方向的改变期间调整公差带，可以减小由于命令的和测量的EGR流率之间的输送延迟或者由于PID控制器不准确而导致的EGR系统劣化的不准确的检测。可以基于等式1计算不充足的EGR流的公差带的上限，而所述公差带的下限可以基于等式2计算：
Figure BDA0001542829950000111
Figure BDA0001542829950000112
其中，Tlo1是公差带的下限，
Figure BDA0001542829950000113
是命令的EGR质量流量，Serr是固定的误差容限，Thi1是公差带的较高的极限，
Figure BDA0001542829950000114
是预期的EGR质量流量，以及
Figure BDA0001542829950000115
是EGR质量流量乘数。所述质量流量乘数可以基于命令的EGR流量。所述预期的EGR质量流量
Figure BDA0001542829950000116
是所述命令的EGR质量流量
Figure BDA0001542829950000117
的过滤版本。
在216处，公差带的下限与测量的EGR流率之间的质量流量误差可以在驾驶循环(或不同的测试阶段)确定。在218处，如通过等式3给出的当前驾驶循环内的累积的质量流量误差可以被确定为：
Figure BDA0001542829950000121
其中，Emf1是在当前驾驶循环内的累积的质量流量误差，Tlo1是所述公差带的下限，以及
Figure BDA0001542829950000122
是测量的EGR质量流量。
在220处，如由方程式4给出的在当前驾驶循环内累积的命令的质量流量可以被确定为：
Figure BDA0001542829950000123
其中，Ecmd是在当前驾驶循环内的所述累积的命令的质量流量，和
Figure BDA0001542829950000124
是所述命令的EGR质量流量。
在222处，如等式5所示，所述累积的质量流量误差与所述累积的命令的质量流量的比率被估计：
Figure BDA0001542829950000125
其中，Eratio1是累积的质量流量误差与累积的命令的质量流量的第一误差比率。所述第一误差比率可以与第一阈值阈值_1比较。在224处，所述程序包括确定所述第一误差比率是否高于所述第一阈值。所述第一阈值可以代表在驾驶循环中可能导致高于目标排放水平的一个点。换句话说，如果所述比率增加到所述第一阈值以上，在驾驶循环中的任何点期间，导致不期望的排放的EGR系统的劣化可被确认。
如果确认误差比率高于第一阈值，则可以推断EGR系统没有劣化并且排放水平可以保持在目标范围内。在226处，控制器可以指示EGR系统没有劣化并且当前的EGR阀位置可以被保持以输送命令量的EGR。
然而，如果确定误差比率高于第一阈值，则在228处，可以通过设置诊断代码(标志)来指示HP-EGR系统的劣化。HP-EGR阀可以关闭以暂停EGR流通过劣化的系统。在一个示例中，如果在HP-EGR系统中检测到劣化，则可以关闭HP-EGR阀，同时可以增加LP-EGR阀的开度以经由LP-EGR提供发动机稀释。
如果在212处确定所测量的EGR流率不低于命令的EGR流率，或者累积的命令的EGR流率低于阈值流率，则在230处，程序包括确定累积的测量的EGR流率是否高于累积的命令的EGR流率。
如果确定所测量的EGR流率高于所命令的EGR流率，则可以推断实际EGR流量相对于所命令的EGR流量是过度的。高于命令的EGR流量可能是不期望的，因为其可能导致不期望的发动机稀释和高于期望的排放的水平。因此，在234处，为了检测EGR系统中的劣化，用于过度的EGR流的EGR诊断程序可以被实施。用于过度的EGR流的EGR诊断程序的细节将参照图3被讨论。如果确定所测量的EGR流率不高于命令的EGR流率，则可以推断出所测量的EGR流率基本上等于命令的EGR流率。在232处，EGR供应可以在EGR阀保持在打开位置继续，而没有任何诊断过程的启动。
如果在204处确定EGR不是用于发动机操作所期望的，则在236处，程序包括基于来自一个或多个EGR压力传感器的输入来确定是否在HP-EGR通道中检测到任何EGR流。如果确定即使在EGR未被命令时也检测到EGR流，则可以推断在EGR系统中可能存在泄漏，并且在240处对不期望的EGR流的诊断可以被启动。用于不期望的EGR流的EGR诊断程序的细节参照图4讨论。如果没有检测到任何不期望的流量，则在238处，EGR阀可以保持在关闭位置并且EGR系统诊断可以不被启动。
图5示出在不充足的EGR流期间用于HP-EGR系统的示例性诊断程序500。诸如图2中的示例性程序200的诊断程序可用于检测导致测量的(实际的)EGR流率低于命令的EGR流率的EGR系统的劣化。第一曲线502示出EGR流率(以g/s为单位)随时间的变化。线504示出命令的EGR流率(基于发动机操作参数确定)，而线510示出测量的EGR流率(基于来自EGR系统压力传感器的输入估计)。在这个示例中，测得的EGR流量基本上为零，这表明相对于命令的EGR流的不充足的EGR流。
如在图2中所讨论的，为了诊断EGR系统，基于命令的EGR流量、固定的误差容限和乘数，针对不充足的EGR流，可以计算带有上限和下限的故障公差带(动态)。线506示出了所述公差带的上限和线508示出了所述公差带的下限。当命令EGR流降低时，下限508可以进一步下降(经由乘数)以增加误差公差，使得由于输送延迟引起的EGR系统劣化的错误检测被减少。类似地，当命令的EGR流量被增加时，上限506可以相应地被增加。所述公差带的下限508与测量的EGR流510之间的差可以在测试周期t1内被计算和累积以确定累积的质量流量误差。线514示出累积的质量流量误差(g/s)随时间的变化。而且，所述命令的EGR质量流量可以在测试周期t1内累积以确定累积的命令的EGR质量流量。因此，测试周期t1可以由累积的命令的EGR质量流量在排放测试(诸如FTP)循环中导致高于阈值排放水平所花费的时间来确定。可以计算累积的质量流量误差与累积的命令的EGR质量流量的比率以确定误差比率。线516表示误差比率随时间的变化。虚线517示出了阈值比率，高于该阈值比率所述EGR系统可以被指示为劣化。线518示出了可以被设置为在所述误差比率增加到所述阈值517时指示EGR系统劣化的标记(诊断代码)。如在该示例中所见，所述标记可以在所述测试周期结束时设置，在时间t1处，当误差比率增加到阈值517时，指示所述EGR系统的劣化。响应于所述劣化的指示，所述HP-EGR阀可以被致动到关闭位置，并且进一步地，HP-EGR供应可以被中止。
图3示出了示例方法300，其可以被实施用于在过度的EGR流(测量的EGR流率高于命令的EGR流率)期间的EGR系统(诸如图1中的EGR系统140)的诊断。所述方法300可以是图2所示的示例方法200的一部分并且可以在方法200的步骤234处被实施。
在302处，控制器可以基于来自一个或多个EGR传感器(诸如联接至EGR系统的EGR压差传感器和EGR压力传感器)的输入来获取实际EGR质量流率(流经HP-EGR通道的排气流率)。替代地，可以基于来自联接到压缩机入口的一个或多个温度、压力、湿度和空气燃料比传感器的输入来推断EGR流率。控制器可以基于诸如发动机速度、发动机负载、发动机温度等发动机工况来确定命令的EGR的量。控制器可基于使用查找表的运算来确定HP-EGR流率，其中该查找表的输入为发动机速度、发动机负载、发动机温度中的一个或多个而输出为EGR流率。替代地，控制器可基于作为如发动机速度、发动机负载、发动机温度的参数的函数的逻辑规则来做出逻辑确定(例如，关于EGR流率)。然后控制器然后可以生成控制信号，其被发送到HP-EGR阀。
在304处，对于过度的EGR流，基于命令的EGR流率，可确定具有上限和下限的动态故障公差带。可以使用固定的误差容限来确定公差带的上限和下限。公差带的极限可以基于从预期的EGR质量流量(命令的EGR质量流量的函数)的测量的线性流动距离来计算。附加的乘数可被用于在EGR流动方向的改变期间(诸如在基于发动机工况的命令的EGR流率的增加或减少期间)调整公差带。所述乘数在改变流的方向上提供增加的误差公差，而在稳定流期间可以使用固定的误差公差。通过在EGR流动方向的变化期间调整公差带，由于命令的和测量的EGR流率之间的输送延迟或由于PID控制器不准确性而引起的EGR系统劣化的不准确检测可能被减少。可以基于等式6来计算用于过度EGR流的公差带的上限，而公差带的下限可以基于等式7计算为：
Figure BDA0001542829950000151
Figure BDA0001542829950000152
其中Tlo2是公差带的下限，
Figure BDA0001542829950000153
是命令的EGR质量流量，Serr是固定的误差容限，Thi2是公差带的较高的极限，
Figure BDA0001542829950000154
是预期的EGR质量流量，以及
Figure BDA0001542829950000155
是基于命令的EGR流的EGR质量流量乘数。预期的EGR质量流量
Figure BDA0001542829950000156
是命令的EGR质量流量
Figure BDA0001542829950000157
的过滤版本。
在306处，公差带的上限与测量的EGR流率之间的质量流量误差可以在驾驶循环(测试时段)确定。在308处，如由等式8给出的在当前驾驶循环期间内的累积的质量流量误差可以被确定为：
Figure BDA0001542829950000158
其中Emf2是当前驾驶循环内的累积的质量流量误差，Tlo2是公差带的下限，
Figure BDA0001542829950000159
是测量的EGR质量流量。
在310处，如方程式4给出的(如之前在方法200的步骤220中所介绍的)在当前驾驶循环内的累积的命令的质量流量可以被确定为：
Figure BDA00015428299500001510
其中，Ecmd是当前驾驶循环内的累积的命令的质量流量，和
Figure BDA00015428299500001512
是命令的EGR质量流量。
在312处，累积的质量流量误差与累积的命令的质量流量的比率可以如等式9中所示被估计为：
Figure BDA00015428299500001511
其中，Eratio2是累积的质量流量与累积的命令的质量流量的第二误差比率。所述第二误差比率可以与第二阈值阈值_2比较。在314处，程序包括确定第二误差比率是否高于第二阈值。所述第二阈值可以代表驾驶循环中可能导致高于期望排放水平的点。换句话说，如果所述比率增加到高于第二阈值，则在驾驶循环中的任意点期间，导致不期望的排放的EGR系统的劣化可被确认。
如果确认误差比率高于第二阈值，则可以推断EGR系统没有劣化。在316处，控制器可以指示EGR系统没有劣化，并且可以保持当前的EGR阀位置以传送命令量的EGR。
然而，如果确定误差比率高于第二阈值，则在318处，可以通过设置诊断代码(例如，标志)来指示HP-EGR的劣化。HP-EGR阀可以被关闭以暂停HP-EGR流通过劣化的系统。
图7示出了在过度的EGR流期间HP-EGR系统的示例性诊断700。诸如图3的示例程序300的诊断程序可用于检测导致测量的(实际的)EGR流率高于命令的EGR流率的EGR系统的劣化。第一曲线(线701)示出了如基于发动机工况确定的命令的EGR流率(以g/s为单位)随时间的变化。在第二曲线中，线710示出了如基于来自EGR系统压力传感器的输入所估计的测量的EGR流率。在该示例中，所测量的EGR流率实质上高于命令的EGR流率，这表明相对于命令的EGR流量的过度的EGR流量。
如在图3中所讨论的，为了诊断EGR系统，对于过度的EGR流量，可以基于命令的EGR流率计算带有上限和下限的动态故障公差带。线706示出了公差带的上限，而线708示出了公差带的下限。公差带708的上限与测量的EGR流量710之间的差可以在测试周期t1内被计算和累积以确定累积的质量流量误差。线714示出了累积的质量流量误差(g/s)随时间的变化。而且，命令的EGR质量流量可以在测试周期t1内被累积以确定累积的命令的EGR质量流量。累积的质量流量误差与累积的命令的EGR质量流量的比率可以被计算以确定误差比率。线716示出了误差比率随时间的变化。虚线717示出了阈值比率，高于该阈值比率可以将EGR系统指示为劣化。线718示出了标志(诊断代码)，其可以被设置以在误差比率增加到阈值717时指示EGR系统劣化。如在该示例中所见，当误差比率增加到指示EGR系统劣化的阈值717时，可以在时间t1处的测试周期结束时设置标志。响应于劣化的指示，EGR阀可以被致动到关闭位置，并且进一步地EGR供应可以被中止。
图4说明了示例方法400，其可实施以用于在不期望的EGR流(在未命令EGR时检测到的EGR流)期间的HP-EGR系统(诸如图1中的HP-EGR系统144)的诊断。方法400可以是图2所示的示例方法200的一部分，并且可以在方法200的步骤240处执行。
在402处，控制器可基于来自一个或多个EGR传感器(例如，联接至EGR系统的EGR压差传感器和EGR绝对压力传感器)的输入来获取实际EGR质量流率(流经HP-EGR通道的排气的流率)。替代地，EGR流率可以通过联接到压缩机入口的一个或多个温度、压力、湿度和空气燃料比传感器来推断。即使当EGR供应由于劣化(诸如由于EGR阀泄漏)而不被命令时或当EGR阀卡在打开位置时，EGR也可以流过EGR通道。而且，控制器可以基于来自进气流量传感器(诸如图1的传感器125)的输入来确定进气质量流量。
在404处，对于不期望的EGR流，可基于排放控制规定确定固定的EGR极限。固定的EGR极限可以是恒定的值，并且在固定的EGR极限之上持续预定的持续时间的EGR流可能导致不期望的排放的水平。固定的EGR极限不同于动态调整的阈值带的上和下EGR极限，所述阈值带用于不充足的和过度EGR流的EGR系统诊断。不期望的EGR流的固定的EGR极限可以基于等式10计算为：
Figure BDA0001542829950000171
其中，T3是固定的EGR极限，和Serr是固定的误差容限。
在406处，可以在驾驶循环(没有命令EGR流的测试时段)内确定固定的EGR极限与测量的进气质量流量之间的质量流量误差。当EGR流不被期望时，使用累积的空气流量导致对于误差比率计算的可能测量的EGR质量流量的最大参考。在408处，由等式11给出的在当前驾驶循环内的累积的质量流误量差可以被确定为：
Figure BDA0001542829950000172
其中Emf3是当前驾驶循环内的累积的质量流量误差，T3是固定的EGR极限，并且
Figure BDA0001542829950000173
是测量的EGR质量流。
在410处，由等式12给出的当前驾驶循环内的进气质量流量可以被确定为：
Figure BDA0001542829950000174
其中Eaf是当前驾驶循环内的累积的命令进气质量流量，和
Figure BDA0001542829950000175
是进气质量流量。
在412处，累积的质量流量误差与累积的进气质量流量的比率可以由等式13中所示被估计为：
Figure BDA0001542829950000176
其中Eratio3是累积的质量流量与累积的进气质量流量的第三误差比率。第三误差比率可以与第三阈值(阈值_3)进行比较。在414处，程序包括确定第三误差比率是否高于第三阈值。所述第三阈值可以代表在驾驶循环中由于不期望的EGR流而可能导致高于期望的排放水平的点。换句话说，如果比率增加到第三阈值以上，则在驾驶循环中的任何点处，导致不期望的排放的EGR系统的劣化(诸如EGR阀泄漏)可以被确认。
如果确认误差比率高于第三阈值，则可以推断HP-EGR系统没有劣化，并且排放水平可以保持在可接受的极限内。在416处，控制器可以指示HP-EGR系统不劣化，并且当前的EGR阀位置可以保持在关闭位置。然而，如果确定误差比率高于第三阈值，则在418处，可以通过设置诊断代码(例如标志)来指示HP-EGR的劣化。HP-EGR阀可以保持在关闭位置以暂停进一步的EGR流通过劣化的系统。
图6示出了在不期望的EGR流期间的HP-EGR系统的示例性诊断600。诸如图4中的示例性程序400的诊断程序可被用于检测当EGR未被命令时引起不期望的EGR流的EGR系统的劣化。第一曲线(线604)示出如基于发动机工况确定的命令的EGR流率(单位g/s)随时间的变化。在这个示例中，在不期望EGR时，命令的EGR流率是零。线608示出了如基于来自EGR系统压力传感器的输入所估计的测量的EGR流率。在该示例中，所测量的EGR流率是非零的，表明相对于所命令的HP-EGR流的不期望的EGR流。
如在图4中所讨论的，为了诊断EGR系统，可以基于排放控制规定针对不期望的EGR流计算固定的EGR极限(线606)。测量的EGR流608与固定的EGR极限606之间的差可以在测试周期t1内被计算和累积以确定累积的质量流量误差。线614示出累积的质量流量误差(g/s)随时间的变化。而且，进气质量流量可以在测试周期t1内被累积以确定累积的进气质量流量。可以计算累积的质量流量误差与累积的进气质量流量的比率以确定误差比率。线616示出了误差比率随时间的变化。虚线617示出阈值比率，高于该阈值比率，EGR系统被指示为劣化。线618示出了可以被设置为在误差比率增加到阈值617时指示EGR系统劣化的标记(诊断代码)。如在该示例中所见，当误差比率增加到指示HP-EGR系统的劣化(例如，EGR阀的泄漏)的阈值617时，标记可以在测试周期结束时(在时间t1处)设置。HP-EGR阀响应于劣化的指示可以保持在关闭位置以禁用未来的HP-EGR供应。
图8示出了示例性操作顺序800，其说明图1的HP-EGR系统的诊断程序。对于LP-EGR系统也可以实施类似的诊断程序。引起不期望的、过度的或不充足的EGR流的HP-EGR系统的劣化可以遵从诊断程序被指示。水平(x轴)表示时间，并且垂直标记t1-t4标识在发动机排气系统的操作中的重要时间。
第一曲线(线802)示出如经由来自踏板位置传感器的输入所估计的发动机负载随时间的变化。第二曲线(线804)示出如经由来自发动机冷却剂温度传感器的输入所估计的发动机温度。第三曲线(线806)示出了如基于诸如发动机速度、发动机负载和发动机温度的发动机操作参数所估计的命令EGR流率。第四曲线(线808)示出了HP-EGR阀的位置。第五曲线(线810)示出了如基于来自EGR系统压力传感器的输入所估计的测量的EGR流率。第六曲线(线814)示出累积的EGR质量流量误差与累积的命令的EGR质量流量的误差比率。累积的EGR质量流量误差包括在诊断测试的时间段内累积的公差带的极限与测量的EGR流率之间的差。考虑测试时间段内的EGR质量流量，累积的命令的EGR质量流量也可以被估计。虚线815表示误差比率阈值，在该误差比率阈值之上，EGR系统可以被确定劣化。阈值815可以基于测量的排气排放水平，其包括排气NOx水平和排气颗粒物水平之一。因此，当测量的EGR流量低于命令的EGR流量时，当测量的EGR流量高于命令的EGR流量时，或者当测量的EGR流量高于命令的无EGR流量时，对于EGR诊断，阈值可以不同。第七曲线(线818)示出指示EGR系统的劣化的标志的位置。
在t1时间之前，发动机关闭，并且车辆不用发动机扭矩推进。在时间t1处，响应于操作者的扭矩需求，发动机在一段时间的不活动之后从静止发动。基于发动机工况，控制器可以确定EGR在时间t1和t2之间是不期望用于发动机操作，所述发动机工况包括发动机负载、发动机速度和发动机温度。因此，在时间t1和t2之间，EGR阀保持在关闭位置以禁用EGR流。如本示例所示，在t1和t2之间没有不期望的EGR流量，因此EGR系统诊断未被实施且标志未设置。
然而，如果EGR系统中存在劣化(诸如EGR阀中存在泄漏)，如虚线811所示出的，则不期望的EGR流可能发生。如果不期望的EGR流被检测到，则诊断程序可以被启动。其中，响应于测量的非零EGR流，EGR劣化可以基于测量的非零EGR流量和固定的EGR极限之间的累积的差与高于阈值815的累积的进气流量的误差比率(虚线812)被指示。所述累积的差和累积的进气流量可以在时间t1和t2之间被估计。如果误差比率(线812)在时间t2处达到阈值815，则引起不期望的EGR流的EGR系统的劣化可以被指示，因此如虚线816所示出的，标志(诊断代码组)可以在时间t2处被设置。响应于引起不期望的EGR流的EGR系统的劣化的指示，EGR阀可以被保持在关闭位置，以禁用未来的EGR流。
在时间t2，响应于发动机温度的增加，EGR被需要用于发动机操作。所命令的EGR的量由控制器基于诸如发动机温度、发动机负载和发动机速度的发动机操作参数来确定。EGR阀的开度被调整以允许命令量的EGR进入进气歧管。在时间t2和t3之间，所输送的EGR的测量(实际)量基本上等于所命令的EGR的量。因此，在时间t2和t3之间不实施EGR诊断，并且标志可以保持在关闭位置。
然而，如果过度的EGR流被检测到，诸如当测量的EGR流量明显高于命令的EGR流量时(如虚线811所示出的)，诊断程序可以被启动以指示导致过度的EGR流的EGR系统的劣化。当所测量的EGR流量高于所命令的EGR流量时，所测量的EGR流量与公差带的上EGR极限之间的累积的差与累积的命令EGR流的误差比率(由虚线813所示出)可以被估计。然后可以将该比率与阈值815比较，并且响应于该比率高于阈值815，EGR系统劣化可以在时间t3处被指示。响应于引起过度的EGR流的EGR系统的劣化的指示，标记可以在时间t3处被设置，并且EGR阀可以被致动到关闭位置，以禁用未来的EGR流。
在时间t3处，响应于发动机负载的减少，存在针对发动机操作命令的EGR的量的增加。EGR阀的开度被增加以供应增加的EGR量。然而，在时间t3和t4之间，观察到即使当EGR阀的开度增加时，EGR流(相对于t2和t3之间的EGR流)没有显著的增加。因此，响应于不充足的EGR流，诊断程序在时间t3处启动。当测量的EGR流量低于命令的EGR流量时，所测量的EGR流量与公差带的较低的EGR限值之间的累积的差与累积的命令的EGR流量的误差比率814被估计。然后将该比率与阈值815比较，并且响应于该比率高于阈值815，EGR系统劣化在时间t4处被指示。响应于引起不充足的EGR流的EGR系统劣化的指示，标志在时间t4处被设置。而且，响应于EGR系统的劣化的检测，EGR阀在时间t4处被致动到关闭位置以暂停排气流通过劣化的EGR系统。在时间t4后，标志继续被设置并且EGR保持禁用。
一种示例性发动机方法包括：当命令的EGR流量变化时，基于命令的EGR流量动态调整上EGR极限和下EGR极限，基于测量的EGR流量与上EGR极限和下EGR极限中的一个之间累积的差与累积的命令的EGR流量的比率相对于阈值，指示EGR系统劣化，阈值基于排气NOx水平，并且基于劣化的指示调整EGR流量。在任何前述示例中，附加地或可选地，动态调整包括选择上EGR极限和下EGR极限的每一个作为命令的EGR流量、固定的误差容限和乘数的函数，乘数根据命令的EGR流量被确定。在任何或所有前述示例中，附加地或可选地，阈值包括当测量的EGR流量高于命令的EGR流量时的第一阈值和当测量的EGR流量低于命令的EGR流量时的第二不同的阈值。在任何或所有前述示例中，附加地或可选地，基于比率指示包括，当测量的EGR流量高于命令的EGR流量时，基于所测量的EGR流量与上EGR极限之间的累积的差与累积的命令的EGR流量的比率来指示。在任何或所有前述示例中，附加地或可选地，基于比率指示还包括：当测量的EGR流量低于命令的EGR流量时，基于测量的EGR流量与下EGR极限之间的累积的差与累积的命令的EGR流量的比率指示。在任何或所有前述示例中，指示额外地或可选地包括，当测量的EGR流量高于命令的EGR流量时，比率与第一阈值比较，并且响应于比率高于第一阈值，指示EGR系统劣化。在任何或所有前述示例中，附加地或可选地，指示进一步包括：当测量的EGR流量低于命令的EGR流量时，将比率与第二阈值进行比较，并且响应于比率高于第二阈值，指示EGR系统劣化。在任何或所有前述示例中，额外地或可选地，调整EGR流量包括致动EGR阀到关闭位置以暂停EGR流量。任何或全部的前述示例进一步包括，附加地或可选地，当命令的EGR流量包括无EGR流量时，响应于测量的非零EGR流量，基于误差比率高于第三阈值指示EGR劣化，并且响应于劣化的指示，暂停EGR流量，误差比率是测量的非零EGR流量和固定EGR极限之间的累积的差与累积的进气质量流量的比率，其中第三阈值基于排气NOx水平，固定的EGR极限不同于动态调整的上EGR极限和下EGR极限。在任何或所有前述示例中，附加地或可选地，发动机被联接在车辆中，并且其中测量的EGR流量与上EGR极限和下EGR极限中的一个之间的累积的差，测量的非零EGR流量和EGR极限之间的累积的差，和累积的进气流量在车辆行驶的持续时间或距离上累积，以及其中EGR流量包括从排气涡轮机的上游到进气压缩机的下游的高压EGR流量。
用于发动机的另一示例方法包括：当测量的EGR流量高于命令的EGR流量时，基于在持续时间内累积的测量的EGR流量和上限之间的第一累积的差指示EGR系统劣化，当测量的EGR流量低于命令的EGR流量时，基于在持续时间内累积的测量的EGR流量和下限之间的第二累积的差来指示EGR系统劣化，上限和下限中的每一个基于命令的EGR流量动态地调整。任何前述示例附加地或可选地进一步包括，响应于指示，关闭EGR阀以中止EGR流量。在任何或所有前述示例中，附加地或可选地，指示包括：估计持续时间内第一累积的差与累积的命令的EGR质量流量的第一比率，并且响应于第一比率高于第一阈值，指示EGR系统劣化。在任何或所有前述示例中，附加地或可选地，指示进一步包括：估计在持续时间内累积的第二累积的差与累积的命令的EGR质量流量的第二比率，并且响应于第二比率高于不同于第一阈值的第二阈值，指示EGR系统劣化。在任何或所有前述示例中，附加地或可选地，指示进一步包括，当命令的EGR流量包括无EGR流量时，并且测量的EGR流量高于所命令的无EGR流量时，估计在持续时间内测量的EGR流量和误差极限之间的第三累积的差，估计在持续时间内累积的第三累积的差与累积的命令的进气质量流量的第三比率，并且响应于第三比率高于第三阈值，指示EGR系统劣化，第三阈值不同于第一和第二阈值中的每一个。在任何或所有前述示例中，附加地或可选地，第一阈值、第二阈值和第三阈值中的每一个基于测量的排气排放成分水平，其包括排气NOx水平和排气颗粒物水平中的一种。在任何或所有的前述示例中，附加地或可选地，根据命令的EGR流量，上限和下限连续地变化，并且其中误差极限是固定的误差极限。
在又一个示例中，车辆发动机系统包括：进气歧管和排气歧管、涡轮增压器、低压排气再循环(LP-EGR)系统、高压排气再循环(HP-EGR)系统、联接到LP-EGR和HP-EGR系统中的每一个的温度传感器、绝对压力传感器和压差传感器以及控制器，涡轮增压器包含排气涡轮机和进气压缩机，低压排气再循环(LP-EGR)系统包含带有第一EGR阀的第一EGR通道，用于将排气从排气歧管中的涡轮机的下游再循环至进气歧管中的压缩机的上游，高压排气再循环(HP-EGR)系统包含带有第二EGR阀的第二EGR通道，用于将排气从排气歧管中的涡轮机的上游再循环至进气歧管中的压缩机的下游，控制器带有存储在非瞬态存储器上的计算机可读指令，其用于响应于经由HP-EGR系统的测量的EGR流量高于或低于命令的EGR流量，在车辆行驶的持续时间内累积测量的EGR流量与上限和下限中的一个之间的差，根据命令的EGR流量动态地调整上限和下限，在持续时间内累积命令的EGR流量，响应于累积的差与累积的命令的EGR流量的比率高于阈值，指示HP-EGR系统的劣化，并且响应于指示，在增加第一EGR阀的开度的同时致动第二EGR阀到关闭位置。在任何或所有前述示例中，附加地或可选地，累积的差包括当EGR流量高于命令的流量时的测量的EGR流量和上限之间的累积的差，和当EGR流量低于命令的流量时的所测量的EGR流量和下限之间的累积的差，并且其中阈值基于排气排放水平。在任何或所有前述示例中，附加地或可选地，所测量的EGR流量基于来自绝对压力传感器和压差传感器的输入，并且其中所命令的EGR流量基于发动机温度、发动机负载和发动机速度，发动机温度经由发动机冷却剂温度传感器估计，发动机负载经由踏板位置传感器估计，发动机速度经由曲轴加速度传感器估计。
以这种方式，通过基于EGR流状况，调整用于检测EGR系统劣化的阈值，可以减小由于EGR系统的劣化而导致的非故意的排放。通过在不需要EGR流时估计不期望的EGR流量，可以检测EGR系统中的泄漏等的劣化。动态计算EGR质量流量误差公差带的技术效果包括增加EGR流量变化方向上的公差极限，由于输送和命令的EGR流率之间的输送延迟导致的EGR系统劣化的错误指示可以被减少。通过区分不期望的、过度的和不充足的EGR流问题，可以采取适当的措施来减轻具体的劣化原因。总体上，通过使得EGR系统的诊断能够可靠且准确地实施，系统的燃料经济性和排放益处可以在发动机工况下更大范围地延伸。
注意，此处包括的示例性控制和估计程序可以与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。此处公开的控制方法和程序可以作为可执行指令存储在非瞬态存储器中，并且可以由控制系统实施，所述控制系统包括与各种传感器、致动器和其他发动机硬件结合的控制器。这里描述的具体程序可以代表任何数量的处理策略中的一个或多个，诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。这样，所示出的各种动作，操作和/或功能可以以所示的顺序执行，并行执行，或者在一些情况下可以省略。同样地，处理顺序不一定需要实现这里描述的示例实施例的特征和优点，而是为了便于说明和描述而提供。所示的动作，操作和/或功能中的一个或多个可以根据所使用的具体策略而重复执行。此外，所描述的动作，操作和/或功能可以图形化地表示要被编程到发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非临时性存储器中的代码，其中所描述的动作通过在包括以下的系统中执行的系统各种发动机硬件部件与电子控制器相结合。
应该理解，此处公开的配置和程序本质上是示例性的，并且这些具体实施例不被认为是限制性的，因为许多变化是可能的。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。本公开的主题包括在此公开的各种系统和配置以及其他特征，功能和/或特性的所有新颖和非显而易见的组合和子组合。
权利要求特别指出了被认为新颖和非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可以指“一个”元件或“第一”元件或其等同物。这样的权利要求应该被理解为包括一个或多个这样的元件的结合，既不要求也不排除两个或更多个这样的元件。公开的特征、功能、元件和/或特性的其他组合和子组合可以通过修改本权利要求或通过在本申请或相关申请中提出新的权利要求来要求保护。这样的权利要求，无论在范围上与原始权利要求更宽，更窄，相等还是不同，也被认为包括在本公开的主题内。

Claims (15)

1.一种用于发动机的方法，其包括：
当命令的EGR流量变化时，
基于所述命令的EGR流量，动态调整上EGR极限和下EGR极限；基于测量的EGR流量与所述上EGR极限和所述下EGR极限中的一个之间的累积的差与累积的命令的EGR流量的比率相对于阈值，指示EGR系统劣化，所述阈值基于排气NOx水平；并且
基于劣化的所述指示，调整EGR流量。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述动态调整包括选择所述上EGR极限和所述下EGR极限中的每一个作为所述命令的EGR流量、固定的误差容限和乘数的函数，所述乘数根据所述命令的EGR流量被确定。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述阈值包括当所述测量的EGR流量高于所述命令的EGR流量时的第一阈值和当所述测量的EGR流量低于所述命令的EGR流量时的不同的第二阈值。
4.根据权利要求3所述的方法，其中基于所述比率相对于阈值指示EGR系统劣化包括，当所述测量的EGR流量高于所述命令的EGR流量时，基于所述测量的EGR流量与所述上EGR极限之间的累积的差与累积的命令的EGR流量的比率指示EGR系统劣化。
5.根据权利要求4所述的方法，其中基于所述比率相对于阈值指示EGR系统劣化还包括，当所述测量的EGR流量低于所述命令的EGR流量时，基于所述测量的EGR流量与所述下EGR极限之间的累积的差与累积的命令的EGR流量的比率指示EGR系统劣化。
6.根据权利要求4所述的方法，其中所述指示包括，当所述测量的EGR流量高于所述命令的EGR流量时，将所述比率与所述第一阈值比较，并且响应于所述比率高于所述第一阈值，指示EGR系统劣化。
7.根据权利要求5所述的方法，其中所述指示进一步包括，当所述测量的EGR流量低于所述命令的EGR流量时，将所述比率与所述第二阈值进行比较，并且响应于所述比率高于所述第二阈值，指示EGR系统劣化。
8.根据权利要求1所述的方法，其中调整EGR流量包括致动EGR阀到关闭位置以暂停EGR流量。
9.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括，当所述命令的EGR流量包括无EGR流量时，响应于测量的非零EGR流量，基于所述测量的非零EGR流量和固定的EGR极限之间的累积的差与累积的进气流量的误差比率高于第三阈值，指示EGR劣化，并且响应于劣化的所述指示，暂停EGR流量，其中所述第三阈值基于排气NOx水平，所述固定的EGR极限不同于所述动态调整的上EGR极限和下EGR极限。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述发动机被联接在车辆中，并且其中所述测量的EGR流量与所述上EGR极限和所述下EGR极限中的一个之间的所述累积的差、所述测量的非零EGR流量和所述固定的EGR极限之间的所述累积的差，以及所述累积的进气流量在车辆行进的持续时间或距离上被累积，并且其中，所述EGR流量包括从排气涡轮机的上游到进气压缩机的下游的高压EGR流量。
11.根据权利要求10所述的方法，其进一步包括，当所述测量的EGR流量高于所述命令的EGR流量时，基于在所述持续时间内累积的所述测量的EGR流量和第一上限之间的第一累积的差，指示EGR系统劣化，并且当所述测量的EGR流量低于所述命令的EGR流量时，基于在所述持续时间内累积的所述测量的EGR流量和第二下限之间的第二累积的差，指示EGR系统劣化，所述第一上限和所述第二下限中的每一个基于所述命令的EGR流量被动态地调整。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述第一上限和所述第二下限根据所述命令的EGR流量持续改变。
13.一种车辆发动机系统，其包括：
进气歧管和排气歧管；
涡轮增压器，其包含排气涡轮机和进气压缩机；
低压排气再循环系统，即LP-EGR系统，其包含带有第一EGR阀的第一EGR通道，其用于将排气从所述排气歧管中的所述涡轮机下游再循环至所述进气歧管中的所述压缩机上游；
高压排气再循环系统，即HP-EGR系统，其包含带有第二EGR阀的第二EGR通道，其用于将排气从所述排气歧管中的所述涡轮机上游再循环至所述进气歧管中的所述压缩机下游；
联接到所述LP-EGR系统和所述HP-EGR系统中的每一个的温度传感器、绝对压力传感器和压差传感器；
控制器，其具有存储在非瞬态存储器上的计算机可读指令，以：
响应于经由所述HP-EGR系统的测量的EGR流量高于或低于命令的EGR流量，
在车辆行驶的持续时间内，累积所述测量的EGR流量与上限和下限中的一个之间的差，所述上限和所述下限根据所述命令的EGR流量被动态地调整；
在所述持续时间内，累积所述命令的EGR流量；
响应于所述累积的差与所述累积的命令的EGR流量的比率高于阈值，指示所述HP-EGR系统的劣化；并且
响应于所述指示，致动所述第二EGR阀到关闭位置，同时增加所述第一EGR阀的开度。
14.根据权利要求13所述的系统，其中所述累积的差包括，当所述测量的EGR流量高于所述命令的EGR流量时所述测量的EGR流量和所述上限之间的累积的差，和当所述测量的EGR流量低于所述命令的EGR流量时所述测量的EGR流量和所述下限之间的累积的差，并且其中，所述阈值基于排气排放水平。
15.根据权利要求13所述的系统，其中所述测量的EGR流量基于来自所述绝对压力传感器和所述压差传感器的输入，并且其中所述命令的EGR流量基于经由发动机冷却剂温度传感器估计的发动机温度、经由踏板位置传感器估计的发动机负载和经由曲轴加速度传感器估计的发动机速度。
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