用于排气再循环系统的开环和闭环控制的方法和系统技术方案

本申请公开用于排气再循环系统的开环和闭环控制的方法和系统。提供用于估计包含排气再循环(EGR)系统的发动机中的EGR流量的方法和系统。在一个实例中，一种方法包含基于进气二氧化碳传感器输出高于阈值发动机负荷和/或当歧管绝对压力(MAP)高于阈值压力时，在开环前馈模式中运转EGR系统，以及当发动机负荷降低低于阈值负荷时和/或当MAP降低低于阈值压力时，基于差压传感器输出，在闭环反馈模式中运转EGR系统。

Method and system for open loop and closed loop control of exhaust gas recirculation system

The present disclosure discloses methods and systems for open loop and closed loop control of exhaust gas recirculation systems. Methods and systems for estimating EGR flow in an engine including an exhaust gas recirculation (EGR) system are provided. In one embodiment, a method includes the air carbon dioxide sensor output is higher than the threshold of engine load and / or when the manifold absolute pressure (MAP) based on the above threshold pressure, operation of the EGR system in the open loop mode, and when the engine load is reduced below the threshold load and / or when MAP drops below the threshold pressure based on the differential pressure sensor, the output feedback mode, the operation of the EGR system.

【技术实现步骤摘要】
用于排气再循环系统的开环和闭环控制的方法和系统
本描述大体涉及用于控制车辆发动机的排气再循环系统的方法和系统。
技术介绍
发动机控制系统使用排气再循环(EGR)机构来调节排气排放和改善燃料经济性。EGR机构可包含EGR系统，其经由EGR通道将排气的一部分从排气通道再循环到进气通道。EGR系统使用跨位于EGR通道中的EGR阀下游的孔口的差量压力(DP)传感器来提供EGR质量流量的估计。估计的EGR质量流量接着用于确定火花提前的程度。然而，在某些发动机工况下(例如，在高负荷状况下)和/或当歧管绝对压力(MAP)大于阈值压力时，由于排气的脉动流动，调制孔口两端的差压。因此，由于排气脉动的均方根值，DP传感器可能输出较高电压。换句话说，排气脉动可能使DP传感器输出比实际高的电压。结果，在高负荷状况期间，可能将EGR质量流量估计为比实际流量高。由于火花提前基于估计的EGR质量流量(例如，通常对于每一百分比的估计的EGR，火花提前一个程度)，EGR质量的过高估计可能导致潜在火花爆震(由于过于提前的火花正时)。结果，可能有必要延迟火花正时以减少爆震，这可能导致降低的燃料经济性和性能。
技术实现思路
本文中的专利技术人已认识到以上所提到的问题。因此，在一个实例中，以上问题中的一些可至少部分由一种用于发动机的方法解决，该方法包括：当发动机负荷低于阈值时，基于差压传感器输出估计排气再循环(EGR)质量流量；当发动机负荷高于所述阈值，基于进气二氧化碳传感器输出且独立于差压传感器输出，估计EGR质量流量；以及基于所估计的EGR质量流量调整火花正时。以此方式，可以在各种负荷状况中执行更准确的EGR流动估计。因此，可以安排(schedule)更准确的火花提前，这减小了火花爆震的可能性。作为一个实例，在某些发动机工况期间，例如，当发动机负荷高于阈值负荷和/或当MAP高于阈值压力时，可以在开环控制模式中运转EGR系统。在开环控制模式中，独立于DP传感器输出但基于前馈映射的进气二氧化碳数据(基于发动机转速和负荷)来估计EGR质量流量；且根据基于进气二氧化碳值估计的EGR质量流量来安排火花提前的程度。进一步，在开环模式期间，EGR阀未基于DP传感器输出来控制，而相反地，被维持在全开位置中或被维持在基于阈值负荷的几乎全开位置中。在低于阈值的发动机运转状况期间，可以在闭环控制模式中运转EGR系统。在闭环控制模式中，基于DP传感器输出估计EGR质量流量，且根据基于DP传感器的EGR质量流量估计来安排火花提前的程度。进一步，在闭环控制模式期间，基于DP传感器输出控制EGR阀。例如，基于实际DP传感器输出与期望DP传感器输出之间的误差调整EGR阀。以此方式，通过在EGR系统的开环控制与闭环控制之间切换，可以执行更准确的EGR流量估计。因此，可以安排更准确的火花提前，这可以减少火花爆震。结果，可以减小无故的火花延迟，从而获得改善的燃料经济性和性能。因此，通过基于负荷和进气歧管压力利用EGR系统的开环控制和闭环控制，可以实现更准确的EGR流量估计、更准确的火花提前和减少的火花爆震的技术效果，且因此可以改善燃料经济性。应理解，提供以上概述以简化形式介绍在详细描述中进一步描述的概念的选择。它并非意味着确定所要求保护的主题的关键或必要特征，所要求保护的主题由具体实施方式之后的权利要求唯一限定。此外，所要求保护的主题并不限于解决以上或在本专利技术的任何部分中所提到的任何缺点的实施方案。附图说明图1展示包含高压EGR系统的双涡轮增压发动机系统的示意图。图2展示描绘开环和闭环EGR控制模式的一种实例转速-负荷图。图3展示说明实例开环和闭环EGR控制的一个实例控制框图。图4展示说明一种用于在闭环与开环EGR控制模式之间切换的实例方法的流程图。图5展示说明一种用于闭环EGR控制的实例方法的流程图。图6说明根据本专利技术的一个实例EGR系统运转。具体实施方式以下描述涉及用于基于负荷和/或进气歧管压力进行发动机系统(例如，图1的发动机系统)中的EGR系统的开环和闭环控制以改善高排气脉动区域中的EGR质量流量估计的系统和方法。具体地，如在图2展示，在低于阈值负荷的发动机工况下，可以在闭环反馈模式中运转EGR系统，且当发动机正在高于阈值负荷的负荷下运转时，可以在开环前馈模式中运转EGR系统。在一些实例中，附加或替代地，当歧管绝对压力(MAP)低于阈值压力时，可以在闭环反馈模式中运转EGR系统，且当MAP高于阈值压力时，可以在闭环前馈模式中运转EGR系统。开环前馈模式和闭环反馈模式的一个实例在图3的框图中示出。控制器(例如，图1的控制器)可以被配置以执行控制例程，例如，用于在开环与闭环模式之间切换EGR系统运转的图4的实例例程，和用于在闭环模式中运转EGR系统的图5的实例例程。根据本专利技术的EGR系统的一个实例开环和闭环控制在图6中示出。转到图1，其展示包含多缸内燃发动机10和可以是相同的双涡轮增压器120、130的一个实例涡轮增压发动机系统100的示意性描绘。作为一个非限制性实例，发动机系统100能够包含作为客车的推进系统的部分。本文中虽未描绘，但在不脱离本专利技术的范围的情况下，可以使用例如具有单个涡轮增压器的发动机或不具有涡轮增压器的发动机的其它发动机配置。发动机系统100可以至少部分由控制器12和经由输入装置192的来自车辆操作员190的输入来控制。在此实例中，输入装置192包含加速器踏板和用于产生比例踏板位置信号PP的踏板位置传感器194。控制器12可以为包含以下项的微型计算机：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表示由微处理器可执行以执行本文描述的例程以及想到但未具体列出的其它变体的非暂时性指令的计算机可读数据编程。控制器12可以被配置以接收来自多个传感器165的信息和将控制信号发送到多个致动器175(其各种实例在本文中描述)。其它致动器(例如，多种额外阀和节流阀)可以耦合到发动机系统100的各种位置。控制器12可以接收来自各种传感器的输入数据、处理输入数据且基于对应于一个或多个例程在其中编程的指令或代码，响应于处理的输入数据触发致动器。换句话说，控制器12接收来自图1的各种传感器(包含DP传感器217、进气二氧化碳传感器220、歧管空气压力(MAP)传感器182和进气氧传感器168)的信号且使用图1的各种致动器(例如，用于高压EGR阀210、火花正时等的马达致动器)，基于接收的信号和存储于控制器的存储器上的指令调整发动机运转。实例控制例程在本文中关于图3-图5描述。发动机系统100可以经由进气通道140接收进气空气。如图1展示，进气通道140可以包含空气过滤器156和进气系统(AIS)节流阀115。AIS节流阀115的位置可以由控制系统经由通信耦合到控制器12的节流阀致动器117调整。进气空气的至少一部分可以经由进气通道140的第一分支(如指示于142)引到涡轮增压器120的压缩机122，且进气空气的至少一部分可以经由进气通道140的第二分支(如指示于144)引到涡轮增压器130的压缩机132。因此，发动机系统100包含压缩机122、132上游的低压AI本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于发动机的方法，包括：当发动机负荷低于阈值时，基于差压传感器输出，估计排气再循环质量流量，即估计EGR质量流量；当所述发动机负荷高于所述阈值时基于进气二氧化碳传感器输出且独立于所述差压传感器输出，估计所述EGR质量流量；以及基于所估计的EGR质量流量调整火花正时。

【技术特征摘要】
2015.11.05 US 14/933,7141.一种用于发动机的方法，包括：当发动机负荷低于阈值时，基于差压传感器输出，估计排气再循环质量流量，即估计EGR质量流量；当所述发动机负荷高于所述阈值时基于进气二氧化碳传感器输出且独立于所述差压传感器输出，估计所述EGR质量流量；以及基于所估计的EGR质量流量调整火花正时。2.根据权利要求1所述的方法，其中当所述发动机负荷高于所述阈值时，EGR阀处于全开位置中。3.根据权利要求2所述的方法，进一步包括：当所述发动机负荷高于所述阈值时，关闭EGR系统诊断。4.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：在从低于所述阈值的第一负荷到高于所述阈值的第二负荷的第一转变期间，独立于所述差压传感器输出且基于所述进气二氧化碳传感器输出估计所述排气再循环质量流量。5.根据权利要求4所述的方法，其中，在所述转变期间，将EGR阀斜变打开到全开位置。6.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：在从高于所述阈值的所述第二负荷到低于所述阈值的所述第一负荷的第二转变期间，独立于所述差压传感器输出且基于所述进气二氧化碳传感器输出估计所述排气再循环质量流量。7.根据权利要求6所述的方法，其中将EGR阀从全开位置斜变关闭到较少打开位置，所述较少打开位置基于所述第二负荷下的期望EGR流量。8.根据权利要求1所述的方法，其中所述EGR为高压EGR即HPEGR。9.根据权利要求8所述的方法，其中所述发动机为V型发动机；且其中所述HPEGR在所述发动机的仅一边上。10.一种用于发动机的方法，包括：响应于歧管绝对压力即MAP增大高于阈值压力，将EGR阀斜变到全开位置；以及基于进气二氧化碳传感器输出调整火花。11.根据权利要求10所述的方法，其中基于所述进气二氧化碳传感器输出调整火花包括：基于映射的数据确定EGR百分比，所述映射的数据使各种不同的发动机转速和负荷状况下的EGR百分比与进气二氧化碳传感器输出相关；基于所述EGR百分比和发动机空气质量流量确定EGR流量；以及基于所述EGR流量安排火花提前的程度。12.根据权利要求10所述的方法，进一步包括：响应于所述MAP降低低于所述阈值压力，将所述EGR阀从所述全...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·C·盖特斯，K·普莱，S·G·拉斯，
申请(专利权)人：福特环球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国,US