用于診斷排氣再循環閥上的煙粒積聚的系統和方法

用于診斷排氣再循環閥上的煙粒積聚的系統和方法
【專利摘要】本發明涉及用于診斷排氣再循環閥上的煙粒積聚的系統和方法。具體地，本發明提供用于確定用于EGR流量估計的由于EGR閥上的煙粒積聚導致的排氣再循環(EGR)閥流動面積的改變的方法和系統。在一個示例中，一種方法包括基于利用進氣氧傳感器并且利用EGR閥兩端連接的壓力傳感器估計的EGR流量的差而指示EGR閥上的煙粒積聚。EGR流量估計的差的確定可以在發動機未被升壓時發生。
【專利說明】
用于診斷排氣再循環閥上的煙粒積聚的系統和方法
技術領域
[0001]本發明總體涉及用于內燃發動機的排氣再循環系統的方法和系統。
【背景技術】
[0002]發動機系統可以利用排氣從發動機排氣系統到發動機進氣系統(進氣通道)的再循環(被稱為排氣再循環(EGR)的過程)來減少規定的排放并改進燃料經濟性。EGR系統(諸如低壓EGR系統)可以包括測量和/或控制EGR的各種傳感器。作為一個示例，發動機進氣系統可以包括進氣成分傳感器(諸如氧傳感器)，所述進氣成分傳感器可以在非EGR狀況下被用來確定新鮮進氣的氧含量。在EGR狀況下，傳感器可以被用來基于由于作為稀釋劑的EGR的添加而導致的氧氣濃度的改變來推測EGRJatsubara等人在US 6，742，379中示出了這種進氣氧傳感器的一個示例。然而，利用進氣氧傳感器的EGR估計的準確性會在當碳氫化合物正流過進氣系統時的升壓的發動機運轉和抽取狀況下降低。EGR流量然后可以利用替代的EGR傳感器來估計。例如，EGR系統還可以包括被設置在EGR閥附近的閥上壓力差(DP)傳感器，用于基于EGR閥兩端的壓力差和EGR閥流動面積估計EGR流量。EGR流量估計然后可以被用來調整EGR閥的位置，并且因此調整向發動機提供的EGR的量。
[0003]作為一個示例，EGR閥的流動面積會由于EGR閥上煙粒積聚或其他累積而改變。EGR閥流動面積的這種改變會基于來自包括DP傳感器的DPOV(differential pressure overvalve)(閥上壓力差)系統的測量而影響EGR流量估計，并且因此影響EGR控$ij。然而，發明人在此已經認識到，當EGR閥關閉時，閥的邊緣會切入到閥座內，并且由于煙粒累積導致的閥升程的改變不會被檢測到。因此，影響EGR流量的EGR閥流動面積的改變不能通過使用DPOV位置傳感器的末端停止(end-stop)學習(learning)診斷來補償，由此導致當使用DPOV系統時的不準確的EGR流量估計。

【發明內容】

[0004]在一個示例中，上述問題可以通過以下方法來解決，該方法用于基于在當發動機未被升壓的第一狀況下利用進氣氧傳感器并利用EGR閥兩端連接的壓力傳感器估計的EGR流量的差而指示排氣再循環(EGR)閥上的煙粒積聚。以此方式，由于煙粒積聚導致的EGR閥流動面積的改變可以被檢測到，并且隨后的EGR流量估計可以基于煙粒積聚來修正，由此增加EGR流量估計和因而產生的發動機控制的準確性。
[0005]作為一個示例，當發動機未被升壓并且抽取氣流關閉時，第一EGR流量估計可以利用進氣氧傳感器來確定。第二 EGR流量估計可以利用EGR閥兩端連接的壓力傳感器(諸如閥上壓力差(DP)傳感器)來確定。第一與第二 EGR流量估計之間的差然后可以被用來確定由于煙粒積聚導致的EGR閥流動面積的改變。更具體地，第二 EGR流量估計可以基于DP傳感器的輸出和EGR閥流動面積，其中EGR閥流動面積基于EGR閥的已知橫截面和基于EGR閥位置傳感器的輸出的EGR閥位置來估計。(由于煙粒累積而產生的)EGR閥流動面積的改變然后可以基于第一與第二 EGR流量估計的差、預期的EGR閥流動面積和利用進氣氧傳感器估計的第一EGR流量。預期的EGR閥流動面積基于EGR閥位置傳感器的輸出和EGR閥升程修正，其中EGR閥升程修正在EGR閥末端停止和熱補償學習程序期間被獲悉(learn)。在一個示例中，EGR閥末端停止和熱補償學習程序可以確定由于EGR閥的桿與主體之間的溫度差導致的EGR閥的流速的改變。以此方式，上述的影響利用DPOV方法的EGR流量估計的EGR閥流動面積的改變可以被確定，并且被用來修正(corr e c t) EGR流量估計。以此方式，更準確的EGR流量估計可以被用于發動機控制。
[0006]應當理解，提供以上概述是為了以簡化的形式介紹一些概念，這些概念在【具體實施方式】中被進一步描述。這并不意味著確定所要求保護的主題的關鍵或基本特征，要求保護的主題的范圍被緊隨【具體實施方式】之后的權利要求唯一地限定。此外，要求保護的主題不限于解決在上面或在本公開的任何部分中提及的任何缺點的實施方式。
【附圖說明】
[0007]圖1是包括進氣氧傳感器和排氣再循環系統的示例發動機系統的示意圖。
[0008]圖2是用于利用進氣氧傳感器或壓力差傳感器基于發動機工況估計EGR流量的方法的流程圖。
[0009]圖3是用于指示EGR閥上的煙粒積聚并基于煙粒積聚確定經修正的EGR閥流動面積的方法的流程圖。
[0010]圖4是圖示在變化的發動機工況下利用進氣氧傳感器和壓力差傳感器的EGR流量估計的改變的曲線圖。
[0011 ]圖5是用于獲悉由于EGR閥的桿與主體之間的溫度差的改變而導致的EGR閥流動面積的改變的方法的流程圖。
[0012]圖6是用于獲悉在EGR閥關閉位置處的EGR閥桿與主體之間的溫度差的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0013]以下描述涉及用于確定用于EGR流量估計的排氣再循環(EGR)閥流動面積的改變的系統和方法。在一個示例中，EGR閥流動面積的改變可能是由于EGR閥上的煙粒積聚和/或EGR閥的桿與主體之間的溫度差的改變。渦輪增壓的發動機(如在圖1中示出的)可以包括位于發動機的進氣通道中的進氣氧傳感器和位于EGR通道中的閥上壓力差(DP)傳感器。DP傳感器和進氣氧傳感器均可以被用來進行通過低壓EGR系統的EGR流量的估計。EGR流量可以通過EGR閥來調節，當EGR閥打開時EGR閥可以允許排氣從渦輪的下游向壓縮機的上游再循環到進氣通道。如在圖4中示出的，EGR流量可以利用進氣氧傳感器和/或DP傳感器基于發動機工況來估計。當EGR閥打開并且EGR正流過EGR通道時，EGR閥兩端的壓力差和EGR閥的開口的大小可以被用來確定EGR流量的量值。位置傳感器可以被用來確定EGR閥升程，并且因此估計EGR閥開口的面積，并且DP傳感器可以提供EGR閥兩端的壓力差。如在圖5和6中描述的，EGR閥開口的估計的準確性可以通過考慮由于高EGR溫度導致的EGR閥的熱膨脹而被增加。因此，綜合考慮，來自EGR閥位置傳感器和DP傳感器的測量可以被用來提供EGR質量空氣流量的估計。然而，隨著時間的過去，煙粒會EGR閥上積聚并且減小閥開口的有效流動面積。在沒有用于估計煙粒累積的方法的情況下，隨著越來越多的煙粒在EGR閥上積聚，EGR流量估計會變得越來越不準確。
[0014]如在圖2中示出的，確定是否使用用于估計EGR流速的DPOV進氣氧傳感器測量(來自包括跨越EGR閥的DP傳感器的DPOV系統)可以基于發動機運轉參數(諸如抽取、升壓和進氣質量空氣流量)。在圖3中描述的方法提供了用于估計EGR閥上的煙粒累積的技術，并且從而提供了 EGR流量的更準確的估計。利用進氣氧傳感器，可以通過比較當EGR閥打開時的進氣的氧氣含量與當EGR閥關閉時的基本水平來估計EGR流量。隨著煙粒累積，從進氣氧傳感器獲得的EGR流量估計可以與從DP和位置傳感器(在本文中也被稱為DPOV系統)獲得的EGR流量估計進行比較。圖3進一步示出了從氧傳感器與DP和位置傳感器獲得的EGR流量估計的差如何可以隨后被用來確定EGR閥上的煙粒積聚的估計。通過考慮由于煙粒積聚而導致的有效的閥流動面積的改變，隨后的基于DP和位置傳感器的EGR流量的估計可以基于確定的煙粒積聚來調整。
[0015]圖1示出了示例渦輪增壓發動機系統100的示意圖，渦輪增壓發動機系統100包括多缸內燃發動機10與兩個可以完全相同的渦輪增壓器120和130。作為一個非限制性示例，發動機系統100可以被包括作為客車的推進系統的一部分。雖然本文中沒有描述，但是在不偏離本公開的范圍的情況下，可以使用諸如具有單個渦輪增壓器的發動機的其發動機配置。
[0016]發動機系統100可以至少部分地由控制器12以及經由輸入裝置192通過來自車輛操作者190的輸入控制。在這個示例中，輸入裝置192包括加速器踏板和用于產生成比例的踏板位置信號PP的踏板位置傳感器194。控制器12可以是為微型計算機，該微型計算機包括以下:微處理器單元、輸入/輸出端口、用于可執行程序和校準數值的電子存儲介質(例如，只讀存儲器芯片)、隨機存取存儲器、不失效存儲器和數據總線。存儲介質只讀存儲器可以用計算機可讀數據編程，該計算機可讀數據表示可由微處理器執行的非暫時性指令，用于執行在下文中所描述的程序以及期望但沒有具體列出的其他變型。控制器12可以被配置為接收來自多個傳感器165的信息，并將控制信號發送至多個驅動器175(在本文中所描述的驅動器的各種示例)。其他驅動器(actuat0r)(諸如各種另外的閥和節氣門)可以被連接至發動機系統100中的各種位置。控制器12可以接收來自各種傳感器的輸入數據、處理輸入數據、并響應于經處理的輸入數據基于其中對應于一個或多個程序的被編程的指令或代碼而觸發驅動器。在本文中關于圖2-3和5-6描述了示例控制程序。
[0017]發動機系統100可以經由進氣通道140接收進氣。如在圖1中示出的，進氣通道140可以包括空氣過濾器156和進氣系統(AIS)節氣門115。可以通過控制系統經由通信地連接至控制器12的節氣門驅動器117調整AIS節氣門115的位置。
[0018]至少一部分進氣可以經由在142處指出的進氣通道140的第一分支被引導至渦輪增壓器120的壓縮機122，并且至少一部分進氣可以經由在144處指出的進氣通道140的第二分支被引導至渦輪增壓器130的壓縮機132。因此，發動機系統100包括在壓縮機122和132上游的低壓AIS系統(LP AIS) 191和在壓縮機122和132下游的高壓AIS系統(HP AIS) 193。
[0019]曲軸箱強制通風裝置(PCV)管道198(例如，推側管)可以將曲軸箱(未示出)連接至進氣通道的第二分支144，以便可以控制方式自曲軸箱排出曲軸箱中的氣體。另外，可以通過將燃料蒸汽濾罐連接至進氣通道的第二分支144的燃料蒸汽抽取(purge)管道195將來自燃料蒸汽濾罐(未示出)的蒸發性排放排入進氣通道內。
[0020]可以通過壓縮機122壓縮總進氣的第一部分，其中可以經由進氣通道146向進氣歧管160供應該第一部分。因此，進氣通道142和146形成發動機的進氣系統的第一分支。類似地，可以通過壓縮機132壓縮總進氣的第二部分，其中可以經由進氣通道148向進氣歧管160供應該第二部分。因此，進氣通道144和148形成發動機的進氣系統的第二分支。如在圖1中示出的，來自進氣通道146和148的進氣可以在到達進氣歧管160之前經由共用進氣通道149而被重新混合，其中進氣可以被提供給發動機。在一些示例中，進氣歧管160可以包括用于估計歧管壓力(MAP)的進氣歧管壓力傳感器182和/或用于估計歧管空氣溫度(MCT)的進氣歧管溫度傳感器183，每個傳感器均與控制器12連通。在所描繪的示例中，進氣通道149還包括增壓空氣冷卻器(CAC) 154和節氣門158。可以由控制系統通過被連通地連接至控制器12的節氣門驅動器157調整節氣門158的位置。如圖所示，節氣門158可以被布置在CAC 154下游的進氣通道149中，并且可以被配置為調整進入發動機10的進氣流的流量。
[0021]如在圖1中示出的，壓縮機旁通閥(CBV)152可以被布置在CBV通道150中，并且CBV155可以被布置在CBV通道151中。在一個示例中，CBV 152和155可以是電子氣動CBV(EPCBV)。可以控制CBV 152和155，以便當發動機被升壓時使進氣系統中的壓力能被釋放。CBV通道150的上游端可以與壓縮機132下游的進氣通道148連接，而CBV通道150的下游端可以與壓縮機132上游的進氣通道144連接。類似地，CBV通道151的上游端可以與壓縮機122下游的進氣通道146連接，并且CBV通道151的下游端可以與壓縮機122上游的進氣通道142連接。根據每個CBV的位置，由相應的壓縮機壓縮的空氣可以被再循環到壓縮機上游的進氣通道(例如，用于壓縮機132的進氣通道144和用于壓縮機122的進氣通道142)中。例如，CBV152可以打開，以使壓縮機132上游的壓縮的空氣再循環，和/SCBV 155可以打開，以使壓縮機122上游的壓縮空氣再循環，從而在所選狀況下釋放進氣系統中的壓力，以便降低壓縮機喘振(surge)負荷的影響。CBV 155和152可以由控制系統主動地或被動地控制。
[0022]如圖所示，壓縮機入口壓力(CIP)傳感器196被布置在進氣通道142中，并且高壓AIS系統壓力傳感器169被布置在進氣通道149中。然而，在其他可預期的實施例中，傳感器196和169可以被分別布置在低壓AIS系統和高壓AIS系統內的其他位置處。除了其他功能外，CIP傳感器196可以被用來確定EGR閥121下游的壓力。
[0023]發動機10可以包括多個汽缸14。在所描繪的示例中，發動機10包括以V形配置布置的六個汽缸。具體地，六個汽缸被布置在兩個(汽缸)組13和15上，其中每個(汽缸)組包括三個汽缸。在替代的示例中，發動機10可以包括兩個或多個汽缸諸如3、4、5、8、10或多個汽缸。這些各種汽缸對稱地分開，并且以替代的配置(諸如V形、直列式、箱形等)布置。每個汽缸14可以被配置為具有燃料噴射器166。在所描繪的示例中，燃料噴射器166是缸內直接噴射器。然而，在其他示例中，燃料噴射器166可以被配置為基于進氣道的燃料噴射器。
[0024]經由共用進氣通道149向每個汽缸14(在本文中也被稱為燃燒室14)供應的進氣可以用于燃料燃燒，然后可以經由特定組的排氣通道排出燃燒產物。在所描繪的示例中，發動機10的第一汽缸組13可以經由共用排氣通道17排出燃燒產物，而第二汽缸組15可以經由共用排氣通道19排出燃燒產物。
[0025]可以通過連接至氣門推桿的液壓致動的挺柱或通過其中使用凸輪凸角的機械活塞來調節每個汽缸14的進氣門和排氣門的位置。在這個示例中，至少每個汽缸14的進氣門可以由使用凸輪致動系統的凸輪致動控制。具體地，進氣門凸輪致動系統25可以包括一個或多個凸輪，并且可以針對進氣門和/或排氣門利用可變凸輪正時或升程。在替代實施例中，進氣門可以由電動氣門致動來控制。類似地，排氣門可以由凸輪致動系統或電動氣門致動來控制。在另一替代實施例中，凸輪可以是不可調整的。
[0026]發動機10經由排氣通道17排出的燃燒產物可以被引導通過渦輪增壓器120的排氣渦輪124，這進而可以經由軸126向壓縮機122提供機械功，以便為進氣提供壓縮。可替代地，如由廢氣門128所控制，流過排氣通道17的一些或所有排氣可以經由渦輪旁通通道123繞過渦輪124。如由控制器12操縱，可以通過驅動器(未示出)控制廢氣門128的位置。作為一個非限制性示例，控制器12可以經由通過電磁閥控制的氣動驅動器來調整廢氣門128的位置。例如，電磁閥可以接收用于便于基于布置在壓縮機122上游的進氣通道142與布置在壓縮機122下游的進氣通道149之間的空氣壓力差經由氣動驅動器致動廢氣門128的信號。在其他示例中，除了電磁閥外，其他合適的裝置也可以用于致動廢氣門128。
[0027]類似地，發動機10經由排氣通道19排出的燃燒產物可以被引導通過渦輪增壓器130的排氣渦輪134，這進而可以經由軸136為壓縮機132提供機械功，以便為流過發動機的進氣系統的第二分支的進氣提供壓縮。可替代地，流過排氣通道19的一些或所有排氣可以經由渦輪旁通通道133繞過渦輪134，這由廢氣門138控制。可以通過驅動器(未示出)控制廢氣門138的位置，這由控制器12操縱。作為一個非限制性示例，控制器12可以經由控制氣動驅動器的電磁閥調整廢氣門138的位置。例如，電磁閥可以接收用于便于基于布置在壓縮機132上游的進氣通道144與布置在壓縮機132下游的進氣通道149之間的空氣壓力差經由氣動驅動器來致動廢氣門138的信號。在其他示例中，除了電磁閥外，其他合適的裝置也可以用于致動廢氣門138。
[0028]在一些示例中，排氣渦輪124和134可以被配置為可變幾何形狀渦輪，其中控制器12可以調整渦輪葉輪槳葉(或葉片)的位置，以改變從排氣流獲得并給予(impart)其各自壓縮機的能量的水平。可替代地，排氣渦輪124和134可以被配置為可變噴嘴渦輪，其中控制器12可以調整渦輪噴嘴的位置，以改變從排氣流獲得并給予其各自壓縮機的能量的水平。例如，控制系統可以被配置為通過各自的驅動器獨立地改變排氣渦輪124和134的葉片(vane)或噴嘴位置。
[0029]汽缸經由排氣通道19排出的燃燒產物可以經由渦輪134下游的排氣通道180被引導至大氣，而經由排氣通道17排出的燃燒產物可以經由渦輪124下游的排氣通道170被引導至大氣。排氣通道170和180可以包括一個或多個排氣后處理裝置(諸如催化劑)和一個或多個排氣傳感器。例如，如在圖1中示出的，排氣通道170可以包括被布置在渦輪124下游的排放控制裝置129，并且排氣通道180可以包括被布置在渦輪134下游的排放控制裝置127。排放控制裝置127和129可以是選擇性催化還原(SCR)裝置、三元催化劑(TWC)、Ν0χ捕集器、各種其他排放控制裝置或它們的組合。另外，在一些實施例中，例如，在發動機10的運轉期間，排放控制裝置127和129可以通過使發動機中的至少一個汽缸在特定空燃比內運轉而被周期性地再生。
[0030]發動機系統100可以進一步包括一個或多個排氣再循環(EGR)系統，用于使至少一部分排氣從排氣歧管再循環到進氣歧管。這些可以包括用于提供高壓EGR(HP EGR)的一個或多個高壓EGR系統和用于提供低壓EGR(LP EGR)的一個或多個低壓EGR回路。在一個示例中，在不存在由渦輪增壓器120、130提供的升壓的情況下可以提供高壓EGR，而在存在渦輪增壓器升壓的情況下和/或當排氣溫度超過閾值時可以提供低壓EGR。在其他示例中，可以同時提供HP EGR和LP EGR0
[0031]在所描繪的示例中，發動機系統100可以包括低壓(LP)EGR系統1081PEGR系統108將期望部分的排氣從排氣通道170輸送至進氣通道142。在所描繪的實施例中，在EGR通道197中將EGR從渦輪124的下游輸送至位于壓縮機122上游的混合點處的進氣通道142。向進氣通道142提供的EGR量可以由控制器12通過連接在LP EGR系統108中的EGR閥121來改變。在圖1所示的示例實施例中，LP EGR系統108包括被設置在EGR閥121上游的EGR冷卻器113。例如，EGR冷卻器113可以將熱從再循環的排氣排放(reject)到發動機冷卻液。LP EGR系統可以包括閥上壓力差(壓力差或A壓力或DP)傳感器125。在一個示例中，可以基于包括DP傳感器125的DPOV系統來估計EGR流速，DP傳感器125檢測EGR閥121的上游區域與EGR閥121的下游區域之間的壓力差。通過DPOV系統確定的EGR流速(例如，LP EGR流速)可以進一步基于通過位于EGR閥121下游的EGR溫度傳感器135檢測到的EGR溫度和通過EGR閥升程傳感器131檢測到的EGR閥開口的面積。在另一示例中，可以基于來自包括進氣氧傳感器(在本文中被稱為IA02傳感器)168、質量空氣流量傳感器(未不出)、歧管絕對壓力(MAP)傳感器182和歧管溫度傳感器183的EGR測量系統的輸出來確定EGR流速。在一些示例中，兩個EGR測量系統(即，包括壓力差傳感器125的DPOV系統和包括進氣氧傳感器168的EGR測量系統)都可以被用來確定、監測并調整EGR流速。
[0032]在替代實施例中，發動機系統可以包括第二LPEGR系統(未示出)，該第二LP EGR系統將期望部分的排氣從排氣通道180輸送至進氣通道144。在另一替代實施例中，發動機系統可以包括上述兩個LP EGR系統(一個將排氣從排氣通道180輸送至進氣通道144，而另一個將排氣從排氣通道170輸送至進氣通道142)。
[0033]在進一步的實施例中，雖然未在圖1中示出，但是發動機系統100還可以包括高壓EGR系統，所述高壓EGR系統可以將期望部分的排氣從渦輪124上游的共用排氣通道17輸送至進氣節氣門158下游的進氣歧管160。
[0034]EGR閥121可以包括主體和桿(未示出)，其中所述桿可在EGR閥121的主體內移動，使得EGR閥121的開口可以基于桿與主體的相對位置來進行調整。EGR閥121可以被配置為調整通過EGR通道轉向的排氣的量和/或速率，以實現進入發動機的進氣充氣的期望的EGR稀釋百分比，其中具有較高EGR稀釋百分比的進氣充氣包括比具有較低EGR稀釋百分比的進氣充氣更高的再循環的排氣對空氣的比例。除了EGR閥的位置外，還應認識到，AlS節氣門115的AIS節氣門位置和其他驅動器也可以影響進氣充氣的EGR稀釋百分比。作為一個示例，AIS節氣門位置可以增加LP EGR系統上的壓力下降，允許更多LP EGR流入進氣系統。因此，這可以增加EGR稀釋百分比，而更少LP EGR流入進氣系統可以減小EGR稀釋百分比(例如，百分比EGR) ο相應地，可以通過控制EGR閥位置和AlS節氣門位置以及其他參數中的一個或多個來控制進氣充氣的EGR稀釋。因此，調整EGR閥121和/或Al S節氣門115可以調整EGR流量(或流速)并隨后調整質量空氣流量(例如，進入進氣歧管的空氣充氣)中的百分比EGR。
[0035]發動機10可以進一步包括被設置在共用進氣通道149中的一個或多個氧傳感器。因此，一個或多個氧傳感器可以被稱為進氣氧傳感器。在所描繪的實施例中，進氣氧傳感器168被設置在節氣門158的上游并且在增壓空氣冷卻器(CAC) 154的下游。然而，在其他實施例中，進氣氧傳感器168可以沿著進氣通道149(諸如，CAC 154的上游)被布置在另一位置處。進氣氧傳感器(IA02)168可以是可變電壓(VV)氧傳感器或用于提供進氣充氣空氣(例如，流過共用進氣通道149的空氣)的氧氣濃度和EGR濃度的指示的任何合適的傳感器。在一個示例中，進氣氧傳感器168可以是包括作為測量元件的加熱式元件的進氣氧傳感器。在運轉期間，進氣氧傳感器的栗送電流可以表示氣流中的氧氣量。
[0036]壓力傳感器172可以被設置在氧傳感器的旁邊，用于估計氧傳感器的輸出被接收的進氣壓力。由于氧傳感器的輸出受進氣壓力影響，因此可以在參考進氣壓力下獲悉參考氧傳感器輸出。在一個示例中，參考進氣壓力是節氣門入口壓力(TIP)，其中壓力傳感器172是TIP傳感器。在替代示例中，參考進氣壓力是由MAP傳感器182感測的歧管壓力(MAP)。
[0037]除了上面提到的那些外，發動機系統100還可以包括各種傳感器165。如在圖1中示出的，共用進氣通道149可以包括用于估計節氣門空氣溫度(TCT)的節氣門入口溫度傳感器173。另外，雖然未在本文中描繪，進氣通道142和144中的每一個都可以包括質量空氣流量傳感器，或替代地，質量空氣流量傳感器可以位于共用風道140中。
[0038]濕度傳感器189可以只被包括在并聯的進氣通道中的一個中。如在圖1中示出的，濕度傳感器189被設置在CAC 154和進入進氣通道142的LP EGR通道197的出口(例如，LPEGR進入進氣通道142的LP EGR通道197與進氣通道142的接合處)的上游的進氣通道142(例如，進氣通道的非PCV和非抽取組)中。濕度傳感器189可以被配置為估計進氣的相對的濕度。在一個實施例中，濕度傳感器189是UEGO傳感器，濕度傳感器189被配置為基于傳感器在一個或多個電壓處的輸出估計進氣的相對的濕度。由于抽取空氣和PCV空氣會使濕度傳感器的結果混淆，因此抽取端口和PCV端口被設置在與濕度傳感器不同的進氣通道中。
[0039]進氣氧傳感器168可以用于估計進氣氧濃度，以及基于EGR閥121打開之后的進氣氧濃度的改變來推測通過發動機的EGR流量。具體地，比較EGR閥121打開之后的傳感器輸出的改變與傳感器在沒有EGR的情況下運轉的參考點(零點)。基于氧氣量自沒有EGR的情況下運轉的時間的改變(例如，降低)，能夠計算當前提供給發動機的EGR流量。例如，在將參考電壓(Vs)施加于傳感器后，栗送電流(Ip)由傳感器輸出。氧氣濃度的改變可以相對于在不存在EGR(零點)的情況下的傳感器輸出在存在EGR的情況下與由傳感器輸出的栗送電流的改變(A Ip)成比例。基于估計的EGR流量相對于預期的(或目標)EGR流量的偏差，可以執行進一步的EGR控制。
[0040]進氣氧傳感器168的零點估計可以在進氣壓力波動是最小的并且當沒有PCV或抽取空氣被吸入低壓進氣系統的怠速狀況下被執行。此外，怠速自適應可以被周期性地(諸如在發動機啟動之后的每一次第一怠速時)執行，以補償傳感器老化和零件間差異對傳感器輸出的影響。
[0041]替代地，進氣氧傳感器的零點估計可以在發動機非燃料供給狀況下(諸如在減速燃料切斷(DFSO)期間)被執行。通過在DFSO狀況下執行自適應，除了減少的噪聲因素(諸如在怠速自適應期間實現的那些)外，還可以減小由于EGR閥泄露而導致的傳感器讀數變化。
[0042]因此，圖1的系統提供了一種用于發動機的系統，其包括:渦輪增壓器，其具有進氣壓縮機和排氣渦輪;低壓排氣再循環(EGR)通道，其被連接在排氣渦輪下游的排氣通道與進氣壓縮機上游的進氣通道之間，低壓EGR通道包括EGR閥和用于測量EGR流量的DPOV系統;進氣氧傳感器，其被設置在低壓EGR通道下游的發動機的進氣裝置中；以及控制器，其具有計算機可讀指令，所述計算機可讀指令用于在抽取被禁用、升壓被禁用并且質量空氣流量在閾值水平之下的發動機運轉期間基于根據DP傳感器的輸出的第一 EGR流量估計與基于進氣氧傳感器的輸出的第二 EGR流量估計之間的差指示EGR閥流動面積退化。進氣氧傳感器可以被進一步設置在發動機的進氣歧管中，并且計算機可讀指令進一步包括用于調整第三EGR流量估計的指令，第三EGR流量估計基于在當抽取被啟用、升壓被啟用和質量空氣流量大于閾值水平中的一個或多個的發動機運轉期間的DP傳感器的輸出、基于第一EGR流量估計與第二 EGR流量估計之間的差。
[0043]圖2示出了用于基于發動機工況而利用進氣氧傳感器(諸如在圖1中示出的IAO2168)和/或DPOV系統的DP傳感器(例如，在圖1中示出的DP傳感器125)來估計低壓EGR系統中的EGR流量的方法200的流程圖。執行方法200的指令可以被存儲在發動機控制器(諸如在圖1中示出的控制器12)的存儲器中。另外，方法200可以通過控制器來執行。控制器可以利用測量EGR閥兩端的壓力差的DP傳感器和閥位置傳感器(例如，諸如EGR閥升程傳感器131)來估計EGR質量流速。然而，如之前解釋的，隨著煙粒在EGR閥上積聚，上述的利用DPOV方法的EGR質量流速估計會變得越來越不準確。因此，在一些狀況下，IAO2傳感器可以被用來估計EGR質量流速，以提供具有增加的準確性的EGR流速估計。IAO2傳感器還可以被用來確定EGR閥上的煙粒積聚的估計。因為在某些發動機工況(例如升壓的發動機運轉、超過閾值的進氣質量空氣流量)下IAO2傳感器的測量中會存在顯著誤差，所以不能總是使用IAO2傳感器。因此，方法200額外地包括確定何時使用IAO2傳感器來估計EGR質量流速。方法200進一步包括對從IAO2傳感器獲得的EGR流量估計與來自DPOV系統的EGR流量估計進行比較。這可以從具有改善的EGR閥流動面積的DPOV系統輸入的準確性的DPOV系統提供準確的EGR流量估計。方法200在202處開始，并且控制器(例如控制器12)基于來自多個傳感器的反饋估計和/或測量發動機工況。發動機工況可以包括發動機溫度、發動機轉速與負荷、進氣質量空氣流量、歧管壓力、EGR閥的位置、抽取閥的位置等。
[0044]方法200進入到204，其中控制器基于來自位置傳感器(例如EGR閥升程傳感器131)的關于EGR閥的位置的反饋確定EGR是否開啟。在另一示例中，控制器可以基于大于零的EGR流量確定EGR開啟。以此方式，如果EGR從排氣通道正在流動通過低壓EGR通道(例如EGR通道197)流向進氣通道，那么EGR流可以開啟。如果控制器確定EGR閥關閉并且EGR關閉，那么方法200繼續到206，其中控制器運轉進氣氧(IAO2)傳感器(例如在圖1中示出的IAO2傳感器168)以測量進氣氧氣水平。IAO2傳感器被配置為在栗送電極對兩端施加基本參考電壓(V0)，所述栗送電極對將氧氣從內腔中栗送出來或將氧氣栗送到內腔中并且產生栗送電流，所述栗送電流可以被用來推測進氣流中的氧氣水平(即，O2的部分壓力)。在一個實施例中，IAO2傳感器可以是可變電壓(VV)氧傳感器。如果在204處控制器確定EGR開啟，那么控制器進入至IJ208以確定抽取和升壓是否關閉。
[0045]在208和214處，控制器確定抽取和升壓是否關閉并且進氣質量空氣氣流是否在閾值之下，以確定是利用來自IAO2傳感器的輸出還是利用來自DP和EGR閥位置傳感器的輸出來估計EGR流量。在208處，控制器確定抽取和升壓是否關閉。當發動機未被升壓時，IAO2傳感器可以提供比利用DPOV方法的DP傳感器更準確的EGR流速的估計。然而，如果在當燃料濾罐抽取和/或曲軸箱通風被啟用(例如，PCV氣流被啟用)時的狀況下利用來自IAO2的輸入來執行EGR估計，那么IAO2傳感器的輸出會被流至傳感器的額外碳氫化合物損害。因此，在升壓的發動機狀況下，DP傳感器可以提供更準確的EGR流量的估計。由于吸入的碳氫化合物在進氣傳感器的感測元件處與環境氧氣反應，因此IAO2傳感器輸出主要在升壓的狀況下被損害。這降低了由傳感器讀取的(局部)氧氣濃度。由于傳感器的輸出和氧氣濃度的改變被用來推測進氣空氣充氣的EGR稀釋，因此在抽取空氣和/或PCV存在的情況下由進氣氧傳感器讀取的降低的氧氣濃度會被不正確地解讀為額外的稀釋劑。因此，如果在208處控制器確定抽取或升壓開啟，那么方法200進入到210，并且控制器利用包括Δ壓力(DP)傳感器(例如，A壓力傳感器125)和位置傳感器(例如EGR閥升程傳感器131)的DPOV系統來估計EGR質量流速。EGR質量流速可以與EGR閥開口的橫截面面積和(如根據DP傳感器確定的)EGR閥兩端的壓力差成比例。EGR閥開口的橫截面面積(例如，流動面積)的估計可以根據由位置傳感器提供的EGR閥(例如，閥升程)的位移、EGR閥的已知橫截面流動面積和閥升程修正系數來計算。EGR閥的已知橫截面流動面積是垂直于通過閥的EGR流的方向的閥的標準橫截面面積。通過考慮對EGR閥的膨脹的熱效應，閥升程修正系數可以增加流動面積的估計的準確性。例如，該熱補償方法可以包括利用經確定的EGR閥的桿與主體溫度之間的差來估計已知的(或預期的)EGR閥流動面積的改變，如在下面參照圖5與6更詳細地解釋的。EGR閥開口的橫截面面積的估計(例如，垂直于通過閥的流動方向的EGR閥流動面積)以及由DP傳感器提供的估計的EGR閥兩端的壓力差可以被用來估計EGR質量流速(在本文中被稱為DPOV方法)。一旦EGR質量流速被估計，控制器然后就在212處基于估計的EGR質量流速調整發動機運轉。作為示例，如果估計的EGR質量流速小于期望的速率，那么控制器可以命令EGR閥進一步打開，并且允許更多的排氣被再循環到進氣通道(例如，共用進氣通道149)。期望的EGR速率可以由控制器基于發動機工況諸如發動機負荷和發動機轉速來確定。
[0046]如果在208處控制器確定抽取和升壓關閉，那么在214處控制器基于來自發動機的空氣進氣通道中的質量空氣流量傳感器的反饋確定進氣質量空氣流量是否大于閾值。基于IAO2的輸出估計EGR流量可以包括，將傳感器的輸出乘以基于質量空氣流量的系數，以便將輸出轉換為EGR流速或流量百分比。因此，在一個示例中，閾值質量空氣流量可以基于利用IAO2傳感器的EGR流量估計的誤差增加至可接受水平之上(或增加至利用DPOV方法估計EGR流量的誤差之上)所處的質量空氣流量。當利用IAO2傳感器和質量空氣流量來計算EGR質量估計時，EGR質量估計受質量空氣流量測量的準確性影響。EGR質量流量估計的相對空氣流量誤差在較低的空氣質量流速下會更低。閾值空氣質量流速可以被選擇為使得空氣質量流量誤差與EGR質量流量估計比較是小的。
[0047]如果在214處進氣質量空氣流量在閾值之下，那么IAO2傳感器可以提供比DPOV系統更準確的EGR質量流速的估計。因此，控制器可以進入到216，并且利用IAO2傳感器來估計EGR流速。如在圖1中描述的，進氣氧傳感器可以施加參考電壓，所述參考電壓可以產生以栗送電流(Ip)形式的輸出，所述栗送電流(Ip)可以被用來確定共用進氣通道149中的周圍氣體的氧氣濃度。控制器然后可以基于當EGR閥是打開的并且EGR是開啟(例如，EGR閥121)的時的進氣氧濃度到EGR閥是關閉的并且EGR是關閉的參考點的改變來估計進氣中的EGR濃度。換言之，基于當EGR正在運轉時到在沒有EGR的情況下運轉的時候確定的氧氣濃度的改變(例如，降低)，控制器可以估計EGR流量。隨后，在218處，控制器可以基于估計的EGR質量流速調整發動機運轉。作為示例，如果估計的EGR質量流速小于期望的速率，那么控制器可以命令EGR閥進一步打開，并且允許更多的排氣被再循環到進氣通道(例如，共用進氣通道149)。此外，控制器可以輸送更多排氣通過EGR通道197。期望的EGR速率可以由控制器基于發動機工況(諸如，發動機負荷和發動機轉速)來確定。
[0048]替代地，如果進氣質量空氣流量在閾值之上，那么利用IAO2傳感器的EGR質量流速的估計會退化。如在上面討論的，為了估計EGR質量流量，通過將進氣質量空氣流速乘以EGR與進氣的濃度比，控制器可以將通過IAO2傳感器估計的EGR濃度轉換為EGR質量流速。換言之，當乘以更高的質量空氣流量值時，EGR流量估計的誤差在量值方面會增加。以此方式，EGR流量的估計在更高的空氣流量水平下會變得越來越不準確。如果在214處進氣質量空氣流量水平在閾值之上，那么EGR質量流速的估計利用DPOV方法會比IAO2傳感器更準確。因此，如果在214處控制器確定進氣質量空氣流量在閾值之上，那么在210處控制器可以利用DPOV系統來估計EGR質量流速。隨后在212處，控制器可以基于估計的EGR質量流速調整發動機運轉。作為示例，如果估計的EGR質量流速小于期望的速率，那么控制器可以命令EGR閥進一步打開，并且允許更多的排氣被再循環到進氣通道(例如，共用進氣通道149)。如在圖1中更詳細地描述的，期望的EGR速率可以基于發動機運轉參數(諸如發動機負荷、發動機溫度等)來確定。
[0049]如在上面描述的，只要抽取和升壓關閉并且進氣質量空氣流量在閾值之下，控制器就可以利用IAO2傳感器來估計EGR質量流速。否則，DPOV系統可以被用來估計EGR質量流速。因此，在一個示例中，在未升壓的發動機狀況下，IAO2可以提供比DPOV系統更準確的EGR質量流速的估計。一旦EGR質量流速已經通過利用IAO2傳感器或DPOV系統被估計，控制器然后分別在218和212處基于估計的EGR流速調整發動機運轉。在一個實施例中，控制器可以通過以打開或關閉EGR閥用于匹配期望的EGR流速的方式增加或減少EGR量來調整發動機運轉。如果估計的EGR質量流速小于期望的速率，那么控制器可以命令EGR閥進一步打開以允許更多的EGR。在另一方面，如果估計的EGR高于期望的EGR，那么控制器可以命令EGR閥關閉一定量(amount)，由此減少EGR流量。
[0050]返回到方法200，在218處基于利用IAO2傳感器估計的EGR流速調整發動機運轉之后，然后控制器繼續到220，并且確定是否是EGR閥面積學習的時候。EGR閥面積學習可以是用于當不希望使用IAO2傳感器(諸如在升壓的發動機工況下)并且可以替代地使用DPOV系統時增加EGR質量流速估計的準確性的方法。如在圖3中更詳細地描述的，閥面積學習可以包括，通過比較兩個EGR流量估計來修正EGR閥流動面積的估計，一個流量估計獲得自IA02傳感器的輸出，而另一個流量估計獲得自DPOV系統的輸出。由于閥面積學習需要來自IAO2傳感器的測量，因此它僅會在當抽取也被禁用時并且進氣質量空氣流量在閾值之下時在未升壓的發動機狀況下發生。控制器可以基于閥面積學習的實例之間的預定時間間隔來確定閥面積學習何時發生。在一個實施例中，閥學習實例之間的時間間隔可以是若干發動機循環。因此，如果自最近的EGR閥面積學習的實例以后已經歷過預定次數的發動機循環，那么控制器可以確定該是開始另一閥面積學習順序的時候。然而，如在上面所闡述的，只要發動機正在未升壓的狀況下運轉并且進氣質量空氣流量在閾值之下，閥面積學習才會發生。在另一實施例中，閥面積學習實例之間的時間間隔可以是發動機使用的持續時間。在進一步的實施例中，時間間隔可以是一段時間。因此，重要的是注意，在發動機運轉期間，EGR閥面積學習可以多次發生，每個實例產生用于估計通過EGR閥的有效流動面積的修正系數，其中每個閥誤差修正可以更新根據之前的閥面積學習實例確定的更早的修正。
[0051 ] 如果控制器確定該是EGR閥面積(例如，EGR閥流動面積)學習的時候，那么方法200繼續到224，并且控制器利用DPOV系統(經由上述的DPOV方法)來估計EGR質量流速并將該EGR質量流速與從IAO2傳感器獲得的EGR流速估計進行比較。兩種估計之間的差可以被用來(基于EGR閥升程傳感器和任何其他升程修正)修正預期的EGR閥流動面積估計，并且用于指示EGR閥上的煙粒積聚量，如在下面參照圖3詳細說明的。具體地，由于EGR閥上的煙粒積聚，利用IAO2傳感器獲得的EGR流速估計會小于利用DPOV系統的EGR流量估計。煙粒會部分地堵塞EGR閥開口，并且減小通過閥的有效流動面積。減小的流動面積會導致氧傳感器可以被設置在其中的共用進氣通道149處的更低的EGR質量流速。兩種EGR質量流速估計之間的差隨后可以被控制器用來確定經修正的EGR閥流動面積。對于控制器如何確定經修正的EGR閥流動面積的更多描述，參見圖3。如果兩種EGR質量流速的估計之間的差大于閾值，那么控制器可以指示煙粒已經在EGR閥上積聚。
[0052]如果在220處控制器確定自最近的閥面積學習的實例以后尚未到達預定時間間隔，那么在222處控制器繼續發動機運轉而不進行EGR閥偏移學習。來自之前的閥偏移學習實例的通過EGR閥的流動面積的修正系數隨后可以在使用DPOV方法時被用來確定用于發動機控制的EGR流量。
[0053]方法200可進一步需要一種用于發動機的方法，其包括:基于在當發動機未被升壓的第一狀況下利用進氣氧傳感器并且利用連接在EGR閥兩端的壓力傳感器估計的EGR流量的差，指示排氣再循環(EGR)閥上的煙粒積聚。EGR流量的差是在第一狀況下基于進氣氧傳感器的輸出估計的第一 EGR流量與在第一狀況下利用在EGR閥兩端的壓力傳感器估計的第二 EGR流量之間的差，其中壓力傳感器是閥上壓力差傳感器(DP傳感器)。該方法可以進一步包括，基于DP傳感器的輸出和EGR閥流動面積估計第二 EGR流量，其中EGR閥流動面積基于EGR閥的已知橫截面和基于EGR閥位置傳感器的輸出的EGR閥位置來估計。所述第一狀況進一步包括當抽取被禁用并且到發動機的質量空氣流量小于閾值水平時。因此，方法200進一步包括，當發動機未被升壓、抽取被禁用并且到發動機的質量空氣流量在閾值水平之下時，基于利用進氣氧傳感器而非連接在EGR閥兩端的壓力傳感器估計的EGR流量調整發動機運轉。方法200進一步包括，基于EGR流量的差、預期的EGR閥流動面積和在第一狀況下利用進氣氧傳感器估計的第一 EGR流量確定EGR閥流動面積的改變，預期的EGR閥流動面積基于EGR閥位置傳感器的輸出和EGR閥升程修正，EGR閥升程修正在EGR閥末端停止和熱補償學習程序期間被獲悉。
[0054]EGR閥上的煙粒積聚的指示可以基于有效的EGR閥流動面積的改變而被給出。方法200可以包括，基于EGR閥流動面積的改變增加至閾值水平之上而指示EGR閥上的煙粒積聚。在另一示例中，該方法可以進一步包括，基于EGR閥流動面積的改變的改變速率增加至閾值速率之上而指示EGR閥上的煙粒積聚。
[0055]方法200可進一步需要，基于經確定的EGR閥流動面積的改變和預期的EGR閥流動面積確定經修正的EGR閥流動面積，并且在當利用DP傳感器估計EGR流量時的第二狀況下，基于DP傳感器的輸出和經修正的EGR閥流動面積估計EGR流量。第二狀況包括當發動機被升壓時、當抽取被啟用時和當到發動機的質量空氣流量大于閾值水平時中的一個或多個。
[0056]現在轉向圖3，示出了用于指示EGR閥上的煙粒積聚并且確定經修正的EGR閥流動面積的方法300。用于執行方法300的指令可以被存儲在發動機控制器(諸如在圖1中示出的控制器12)的存儲器中。另外，方法300可以通過控制器來執行。
[0057]方法300可以從方法200中的步驟224繼續。因此，方法300在302處開始，其中控制器利用IAO2傳感器和EGR閥DPOV系統估計EGR質量流速。如在上面參照圖2描述的，控制器可以通過將當EGR閥是打開的并且EGR開啟(例如EGR閥121)時通過氧傳感器估計的進氣氧濃度與當EGR閥關閉并且EGR關閉時的參考點相比較來計算EGR質量流量(例如，EGR流速或流量百分比)。控制器可以利用DPOV系統基于EGR閥兩端的壓力差和通過閥開口的流動面積的估計來估計質量流速。DP傳感器可以提供EGR閥上的壓力差。連接至EGR閥的位置傳感器可以提供EGR閥的位移(例如，升程)。通過EGR閥的流動面積然后能夠基于EGR閥的位置、閥的已知橫截面流動面積和基于EGR閥由于熱效應(例如，由于EGR閥的桿與主體之間的溫度差)而導致的膨脹和/或收縮的補償(例如，修正)來估計，如在下面參照圖5與6更詳細地描述的。
[0058]一旦控制器在302處利用IAO2傳感器和DPOV系統估計EGR質量流速，然后控制器在304處針對到IAO2傳感器的位置的延遲調整DPOV EGR估計。換言之，該延遲可以是由于IAO2傳感器和EGR閥相對于彼此的不同位置導致的測量延遲。如在圖2中描述的，DPOV EGR流速估計可以不同于IAO2傳感器EGR流速估計。該差異可以至少部分地由于IAO2傳感器和DPOV系統正在測量不同的排氣而引起，或差異可能是測量系統中的一個中的系統誤差而引起。如果EGR閥上的煙粒積聚減小了EGR閥的有效流動面積，那么DPOV系統會系統地過高估計EGR流速。方法300的目的是用于估計DPOV測量系統中的系統誤差，并且用于獲悉可以被用來提供EGR閥流動面積的更準確估計并且由此提供EGR流量估計的閥面積修正系數。因此，為了通過將DPOV系統的EGR質量流速估計與IAO2傳感器的EGR質量流速估計相比較來判斷DPOV系統的準確性，IAO2傳感器和DPOV系統在相同的時間點處測量相同的排氣是重要的。如在圖1中可以看出的，排氣必須從EGR通道197行進一距離到共用進氣通道149。因此，離開EGR通道中的EGR閥的排氣花費一段時間到達位于共用進氣通道中的IAO2傳感器。在EGR閥和IAO2傳感器兩者處測量相同的排氣會需要對DPOV和/或IAO2EGR估計的時間延遲調整。因此控制器可以將DPOV流速估計延遲到IAO2EGR估計，以考慮排氣從EGR閥行進到進氣氧傳感器花費的時間。以此方式，產生的來自IAO2傳感器和(DPOV系統的)DP傳感器的EGR流量估計可以反應針對相同的EGR氣體的EGR流量估計。
[0059]作為一個示例，控制器可以從DPOV系統和IAO2傳感器兩者獲得同時的測量。在一個實施例中，控制器然后可以將預定的時間延遲修正系數應用于IAO2傳感器測量。延遲修正系數可以基于排氣從EGR閥行進到共用進氣通道的估計時間，所述估計時間可以基于氣流速率。在另一實施例中，控制器可以將預定的時間延遲修正系數應用于DPOV系統測量。延遲修正系數可以基于排氣從EGR閥行進到共用進氣通道的估計時間，所述估計時間可以基于氣流速率。例如，在瞬變運轉中，EGR閥和EGR閥兩端的△壓力(DP)正在改變。在給定實例處計算的EGR質量流速需要與通過IAO2傳感器測量的EGR質量流速進行比較。為了能夠比較相同的EGR流量，EGR流速的DPOV測量被延遲考慮EGR測量到達IAO2傳感器花費的時間。
[0060]在另一示例中，控制器可以自DPOV系統EGR流速估計延遲利用IAO2傳感器的EGR流速估計。換言之，IAO2傳感器處的EGR的測量可以發生在略微在EGR閥處的DP傳感器測量和位置傳感器測量之后的時間點處。由IAO2傳感器進行的EGR流速估計可以被略微延遲，以考慮排氣從EGR閥行進到進氣排氣傳感器花費的時間。因此，控制器可以確定在時間上分開但是基于相同的排氣的測量的EGR質量流速的兩個估計。兩種測量之間的精確正時可以由控制器基于進氣流速、壓力(升壓壓力)和溫度來確定。因此，對于更快的流速，兩種測量之間的延遲的持續時間可以小于更慢的流速。
[0061]在另一示例中，控制器可以隨著在非升壓的發動機狀況下的EGR運轉的一段時間記錄來自DPOV系統和IAO2傳感器兩者的若干測量。控制器然后可以基于估計的氣流速率確定排氣從EGR閥行進到進氣氧傳感器花費的時間量。隨后，控制器可以確定從DPOV系統和IAO2傳感器獲得的哪些測量對應于相同的測量的排氣。對于給定的DPOV測量，控制器可以首先確定獲得測量的時刻、加上排氣行進到進氣氧傳感器花費的時間、并且然后確定在稍后的時刻發生哪個IAO2傳感器測量。控制器然后可以利用這兩種測量來獲得EGR質量流量的兩個估計。
[0062]向前移動到306，控制器可以根據IAO2與DPOVEGR流速估計之間的差確定EGR流速誤差。在步驟306中可以假設由IAO2傳感器給出的EGR流速估計比由DPOV系統給出的流速更準確。因此，IAO2EGR流速估計被視為實際估計的EGR流速。如在上面解釋的，這是在當進氣流速在閾值流速之下時在非升壓的發動機狀況下作出的合理假設。由于EGR閥上的煙粒積聚，從DPOV系統獲得EGR流速估計會具有降低的準確性。在這種情況下，從IAO2傳感器獲得的EGR流速估計會小于從DPOV系統獲得的EGR流速估計。EGR流速誤差將會是從DPOV EGR流速估計減去IAO2EGR流速估計。在估計EGR流速誤差之后，在310處，控制器基于EGR流量誤差確定EGR閥流動面積的改變。控制器可以將EGR流速誤差除以IAO2EGR流速估計，從而給出DPOV EGR流速估計的百分比誤差。然后，將DPOV EGR流速估計的百分比誤差乘以EGR閥流動面積(例如，預期的或已知的EGR閥流動面積)可以給出由于煙粒積聚而導致的EGR閥流動面積的改變的估計。EGR閥流動面積可以是在DPOV EGR流速計算中使用的相同的EGR閥流動面積估計。在另一實施例中，控制器可以在進行EGR流速的估計之后估計EGR閥流動面積。在312處，基于EGR閥流動面積的改變，控制器然后可以確定修正的EGR閥流動面積。修正的EGR閥流動面積可以是從EGR閥位置傳感器(例如，EGR閥升程傳感器)獲得的估計的流動面積與閥流動面積的估計改變之間的差。如在圖2中解釋的，EGR閥上的煙粒積聚會減小通過閥的流動面積，并且使如由IAO2傳感器估計的EGR流速小于通過DPOV系統估計的EGR流速。因此，閥流動面積的改變會與EGR閥上的煙粒積聚量直接相關，并且可以被用來指示EGR閥上的煙粒的量。
[0063]一旦EGR閥面積學習已經在312處發生，方法300然后就進入到314，并且控制器將修正的EGR閥流動面積用于隨后的DPOV EGR流速估計，并基于修正的EGR流速估計來調整EGR。如果控制器利用修正的EGR閥流動面積來估計EGR流速并且該流速不同于期望的流速，那么控制器可以調整發動機運轉以將EGR流速與期望的速率相匹配。在一個示例中，如果EGR流速小于期望的速率，那么控制器可以命令EGR閥進一步打開并且允許更多的排氣被再循環到進氣通道。控制器可以額外地增加進入EGR通道197的排氣量。期望的流速可以基于通過多個發動機傳感器測量的發動機運轉參數(諸如發動機負荷、發動機轉速、發動機溫度、排氣溫度等)。因此，當控制器利用來自DPOV系統的輸出來估計EGR流速時，控制器可以利用修正的EGR閥流動面積來這樣做。如在圖2中提及的，由于基于來自IAO2傳感器的測量的EGR流速的新的估計，控制器可以繼續更新修正的EGR閥流動面積。隨著發動機運轉繼續，EGR閥上的煙粒積聚也會繼續。如果煙粒積聚到達足夠高的水平，那么DPOV EGR流速的準確性會進一步降低。由于不準確的EGR流速估計，期望的EGR流量與實際的EGR流量之間的差在更大的煙粒水平下也會更大。在316處，控制器確定EGR閥流動面積誤差是否大于閾值。在一個示例中，EGR閥流動面積誤差可以是實際的EGR閥流動面積(基于EGR閥位置傳感器輸出)與修正的EGR閥流動面積之間的差。在另一示例中，EGR閥流動面積誤差可以基于EGR流速誤差。如果控制器確定EGR閥誤差大于閾值，那么它繼續到320以指示EGR閥退化和/或開始閥清潔程序。
[0064]在一個實施例中，閾值EGR閥誤差可以基于EGR閥面積誤差與最近確定的EGR閥面積誤差之間的差。如在圖2中解釋的，控制器可以基于來自IAO2傳感器的EGR流速的新的估計繼續更新EGR閥面積誤差。因此，如果EGR閥面積誤差大于最近確定的EGR閥面積誤差到超過閾值，那么控制器可以指示EGR閥退化和/或開始閥清潔程序。在另一實施例中，閾值EGR閥誤差可以基于EGR閥面積誤差與EGR閥流動面積的原始估計之間的差，所述EGR閥流動面積的原始估計僅基于EGR閥的位置和閥的已知面積而不利用EGR閥流量誤差修正。EGR閥流動面積的原始估計將會是在任何煙粒積聚和閥面積學習之前進行的閥流動面積的第一估計。控制器可以存檔原始估計達發動機運轉的持續時間。也可以每次DPOV系統被用來估計閥流動面積并且然后EGR閥流量誤差修正可以被應用之后產生原始估計。換言之，流動面積可以首先通過EGR閥的位置和閥的已知面積來確定。然后，EGR閥誤差可以被應用以修正流動面積的估計。控制器可以將閥誤差修正之前的EGR閥面積估計與閥誤差修正之后的EGR閥面積估計進行比較。如果兩個閥面積估計之間的差大于閾值，那么控制器可以繼續到320。閾值也可以被認為是EGR閥上的煙粒積聚的閾值量，因為EGR閥面積的改變會與EGR閥上的煙粒積聚直接相關。在另一實施例中，閾值可以基于EGR閥面積估計的改變的改變速率。如果通過EGR誤差估計的閥流動面積的改變速率增加至閾值之上，那么控制器可以進入到320。
[0065]在320處，控制器可以指示EGR閥退化。可以經由用戶反饋顯示(諸如儀表板上的照明開關)向用戶給出指示。控制器可以額外地或替代地開始閥清潔程序，所述閥清潔程序可以被用來減少EGR閥上的煙粒量。在又一示例中，指示EGR閥退化可以包括設定診斷代碼。
[0066]如果在316處，控制器確定EGR閥面積誤差不大于閾值，那么控制器繼續到318，并且繼續EGR閥運轉，而不指示EGR閥退化和/或開始閥清潔程序。
[0067]方法300包括估計由于煙粒積聚而導致的EGR閥流動面積的改變。在一個示例中，經確定的EGR流動面積的改變可以被用來修正利用DPOV方法估計的EGR流速。該方法可以進一步包括，如果煙粒積聚已經到達閾值水平，則指示EGR閥退化和/或開始EGR閥清潔程序，所述閾值水平基于EGR閥面積誤差、EGR閥流動面積的改變、和/或EGR閥流動面積的改變速率和/或EGR流速誤差來確定。
[0068]圖3包括一種用于發動機的方法，其包括:在選定的狀況下，將基于進氣氧傳感器的輸出估計的第一排氣再循環(EGR)流量與基于EGR閥兩端的壓力差估計的第二 EGR流量相比較；以及基于所述比較指示EGR閥上的煙粒累積。將第一EGR流量與第二EGR流量相比較包括，基于第一 EGR流量與第二 EGR流量之間的差獲悉EGR閥流動面積誤差。指示EGR閥上的煙粒累積包括，基于獲悉的流動面積誤差增加至閾值之上而指示由于煙粒導致的EGR閥的退化。該方法可以進一步包括，在隨后的當EGR流量基于EGR閥兩端的壓力差來估計時的發動機運轉期間，基于獲悉的流動面積誤差調整EGR流量估計。EGR閥兩端的壓力差可以經由EGR閥兩端連接的閥上壓力差(DP)傳感器來測量。指示EGR閥上的煙粒累積包括設定診斷代碼、開始EGR閥清潔程序和警告車輛操作者EGR閥退化并且需要維護中的一個或多個。選定的狀況可以包括:當發動機未被升壓、抽取被禁用并且當質量空氣流量小于閾值水平時。指示煙粒積聚包括開始清潔程序、警告車輛操作者EGR閥退化和設定診斷代碼中的一個或多個。
[0069]確定經調整的閥流動面積進一步基于由于EGR閥的煙粒積聚而導致的流動面積的第二改變。該方法可以包括:基于在當發動機未被升壓的第一狀況下利用進氣氧傳感器并且利用EGR閥兩端連接的壓力傳感器估計的EGR流量的差確定流動面積的第二改變。進一步基于預期的EGR閥流動面積和在第一狀況下利用進氣氧傳感器估計的第一 EGR流量確定流動面積的第二改變，預期的EGR閥流動面積基于EGR閥位置傳感器的輸出和EGR閥升程修正，EGR閥升程修正在EGR閥末端停止和熱補償學習程序期間被獲悉。該方法可以進一步包括，基于流動面積的第二改變增加至閾值水平之上而指示EGR閥上的煙粒積聚。
[0070]移動到圖4，示出了圖示如何可以在變化的發動機狀況下估計EGR流量的圖形。具體地，圖形400在曲線40 2處示出了通過EGR閥DPOV系統測量的EGR流量的改變，并且在曲線404處示出了通過IAO2傳感器測量的EGR流量的改變。圖形400還在曲線406處示出了EGR閥流速誤差，在曲線408處示出了估計的EGR閥上的煙粒累積量，在曲線410處示出了進氣質量空氣流速，在曲線412處示出了發動機的升壓狀況，并且在曲線414處示出了抽取狀況。EGR閥流速誤差實質上為來自DPOV系統和IAO2傳感器的EGR流速估計之間的差，如在圖3中的方法中更詳細地描述的。因此，EGR閥流速誤差是基于來自IAO2傳感器和DPOV系統的EGR流速估計之間的差的DP0VEGR流速估計的誤差。煙粒累積可以通過圖3中的方法如所描述的那樣根據EGR流速誤差來推測。更具體地，EGR流速誤差可以被用來估計EGR流動面積誤差，這是因為EGR流速誤差可以由煙粒積聚導致的EGR閥流動面積的改變而引起。EGR流動面積誤差然后可以被用來推測煙粒積聚量。進氣質量空氣流量可以通過質量空氣流量傳感器來測量。升壓和抽取的運轉狀況可以通過控制器(例如控制器12)來調節。因此，控制器可以基于抽取通道(例如，燃料蒸汽抽取管道195)中的抽取閥的位置確定抽取水平。控制器可以經由渦輪、壓縮機的運轉狀況或通過向渦輪增壓器發送的命令來確定升壓水平。
[0071]如在上面參照圖2與圖3描述的，DPOV系統和IAO2傳感器兩者都可以被用來估計渦輪增壓的發動機中的EGR質量流速。由于在如同升壓、抽取等狀況下的傳感器損害(如在圖2中詳細說明的)，DP0V系統和IAO2傳感器兩者僅可以在某些工況下被用來估計EGR質量流速估計。因此，根據發動機工況，來自DPOV系統和IAO2傳感器的EGR流速估計可以具有變化的準確性水平。例如，當進氣質量空氣流量在閾值之上時，DPOV系統可以提供比IAO2傳感器更準確的EGR流速估計。然而，在當抽取被禁用時并且當進氣質量空氣流量在閾值之下時的非升壓的發動機狀況下，IAO2傳感器測量可以提供比DPOV系統更準確的EGR質量流速的估計。控制器可以基于發動機工況確定是來自DPOV系統的EGR流速估計還是來自IAO2傳感器的EGR流速估計更準確。在另一實施例中，控制器可以利用EGR流速估計的組合來估計EGR流速。因此，如果控制器確定抽取和升壓被禁用并且進氣質量空氣流量在閾值之下，那么控制器可以利用IAO2傳感器EGR估計來修正DPOV系統EGR流速估計并增加DPOV系統EGR流速估計的準確性。因此，通過當發動機正在選定的工況(例如非升壓的、抽取禁用的、低進氣質量空氣流量的狀況)下運轉時利用IAO2測量，在所有車輛工況下的EGR質量流速的估計都可以被改善。這是尤其有用的，因為隨著煙粒在EGR閥上積聚，DPOV系統EGR流速估計會由于由煙粒引起的閥流動面積的減小而變得越來越不準確。因此，通過將IAO2傳感器用作參考點，DPOV系統EGR速率估計可以被修正，以考慮由于煙粒積聚而導致的減小的EGR閥流動面積。如果煙粒積聚到達臨界閾值，那么閥清潔程序可以被開始，或煙粒累積的指示可以被報告給車輛操作者。
[0072]在時間^之前開始，升壓開啟(曲線412)(例如，發動機被升壓)，而抽取關閉(曲線414)，并且進氣質量空氣流量在閾值Ti之下(曲線410)。由于升壓開啟，經由IAO2傳感器的EGR流量估計(曲線404)沒有正在進行，如從曲線404在時間。之前不存在可以看出。EGR閥流速誤差可以處于第一水平E1(曲線406)。第一水平扮可以是從之前的閥面積學習事件估計的EGR閥流速誤差。煙粒累積可以處于第一水平&，所述第一水平51對應于EGR閥流動面積誤差水平E1。在時間^處，升壓被關閉，但是進氣質量空氣流量猛增到閾值!^之上。因此，控制器繼續利用DPOV系統來估計EGR質量流速，而不考慮來自IAO2傳感器的輸出。因為來自IAO2傳感器的測量沒有正在進行，所以不會發生新的閥面積學習，并且因此不會存在EGR閥流速誤差或煙粒累積的新估計。因此，EGR閥流動面積誤差和煙粒累積在^之前和之后保持相同分別處于水平EjPS1處。
[0073]在時間丨2處，抽取被開啟，并且進氣質量空氣流量降回至閾值!^之下。IAO2傳感器測量繼續不被控制器所使用，并且因此EGR閥流速誤差和煙粒累積估計保持不變。在時間t3處，進氣質量空氣流量增加至閾值T1之上，并且升壓被開啟。抽取也保持開啟。控制器繼續忽略IAO2傳感器測量，并且煙粒累積估計停留在第一水平S1*，并且EGR閥流動面積誤差保持在E1*。重要的是注意，三個發動機運轉參數(進氣質量空氣流量、升壓和抽取)可以在任何組合中都開啟或在閾值水平之上。然而，只要升壓或抽取開啟或進氣質量空氣流量在T1之上，IAO2傳感器測量就保持不被控制器使用，并且針對煙粒累積和EGR閥流速誤差的估計將會保持不變。
[0074]在時間t4處，進氣質量空氣流量降至閾值!^之下，并且抽取和升壓兩者都被關閉。因此，在時間t4處，控制器可以利用IAO2傳感器輸出來估計EGR流量(在曲線404處)。此時，EGR質量流速估計從IAO2傳感器和DPOV系統兩者獲得。如在圖3的方法中描述的，控制器可以對兩個EGR流量估計進行比較，并且估計EGR閥流速誤差。因為IAO2傳感器在時間t4之前還未被用來估計EGR流量，所以煙粒量會已經在EGR閥上積聚，如在曲線408上的從第一水平5!到更高的第二水平S2的尖峰中看出的。煙粒累積會弓I起DPOV系統EGR流速估計的不準確，具體地是EGR閥流動面積的估計的不準確性。相應地，在曲線406中，在時間t4處，EGR閥流速誤差從第一誤差Edl加至更高的第二誤差Es。
[0075]從時間t4到時間t5，升壓和抽取保持關閉，并且進氣質量空氣流量停留在Ti之下。基于IAO2傳感器輸出的EGR質量流速估計繼續在該時間內被獲得，但是它們會偏離DPOVEGR質量流速估計。這是由于從時間t4到時間t5EGR閥上的煙粒積聚增加。因此，隨著越來越多的煙粒在EGR閥上積聚，DPOV系統與IAO2傳感器之間的EGR質量流速的估計之間的差會增加。如在曲線406和408中從時間t4到時間^看出的，煙粒積聚持續增加，并且EGR閥流速誤差也是如此。然后在時間^處，控制器如在圖3的方法中描述的那樣修正EGR閥面積估計。由于修正，通過DPOV系統估計的EGR質量流速變得更準確，并且更類似于從IAO2傳感器獲得的估計的EGR質量流速。因此，在時間^處，EGR閥流速誤差從更高的水平E4降至類似于E1的水平的更低水平。同時，煙粒累積繼續增加。在時間^處，盡管煙粒累積繼續增加，但是控制器使用IAO2傳感器測量作為參考點來修正利用DPOV系統的EGR閥流速的估計。具體地，控制器可以利用IAO2傳感器與DPOV系統EGR流速估計之間的差來推測EGR閥流動面積估計的誤差。由于EGR閥流動面積被用來估計DPOV系統EGR流速，因此由于煙粒積聚導致的EGR閥流動面積的誤差會引起DPOV系統EGR流速估計的誤差。因此，IAO2傳感器與DPOV系統EGR流速估計之間的差異可以歸因于由于EGR閥上的煙粒積聚引起的EGR閥流動面積估計的誤差。相應地，EGR閥流速誤差可以被用來推測EGR閥流動面積誤差。通過考慮由于EGR閥上的煙粒積聚導致的EGR閥流動面積的改變，DPOV EGR流速估計的準確性被增加。
[0076]在時間上向前移動到時間U，進氣質量空氣流量增加至閾值!^之上。如在曲線404處看出的，在時間t6處，控制器停止使用來自IAO2傳感器的針對EGR流速估計的輸出APOV系統繼續進行測量(曲線402)，并且控制器利用在時間丨5處根據EGR流速誤差估計的修正的EGR閥流動面積來估計EGR質量流速。由于沒有新的IAO2傳感器測量被用來與DPOV系統估計進行比較，因此EGR閥流速誤差在時間t6之后保持恒定。類似地，在時間U之后，煙粒會繼續在EGR閥上積聚而且沒有準確的IAO2測量，控制器不能測量和/或估計煙粒水平。因此，如在曲線408處看出的，由控制器估計的煙粒水平在時間t6之后保持恒定。
[0077]在時間t7處，進氣質量空氣流量降至閾值Ti之下，同時升壓和抽取保持關閉。因此，在時間t7處，控制器可以基于IAO2傳感器的輸出估計EGR流量。來自IAO2傳感器的EGR質量流速估計會小于來自DPOV系統的估計。相應地，由于EGR質量流速的兩個估計之間的差異，EGR閥流速誤差從類似于El的水平的水平增加至更高的水平E3。由于IAO2傳感器與DPOV傳感器EGR流量估計之間的差，由控制器估計的煙粒積聚從更低的水平S3增加至更高的水平S4。從時間t7到時間t8，由于EGR閥上的增加的煙粒積聚并且因此來自DPOV系統的EGR閥面積估計的更多誤差導致來自DPOV系統和IAO2傳感器的EGR質量流速估計分離(diverge) AGR閥流速誤差持續增加，直至在時間t8處，控制器如在圖3的方法中描述那樣修正EGR閥流動面積估計，正如它在時間t5處所做的那樣。利用修正的EGR閥面積，DPOV系統EGR質量流速估計更接近地匹配IAO2傳感器估計。EGR閥流速誤差降至類似于El的水平的更低水平。同時煙粒積聚繼續增加。因此，在時間^和時間t8處，控制器開始閥面積學習，并且修正來自DPOV系統的EGR閥面積估計，使得來自DPOV系統的EGR質量流速估計更接近地匹配來自IAO2傳感器的估
i+o
[0078]移動到時間t9，煙粒積聚到達閾值T2。如在圖3中的方法中描述的，在時間t9處，控制器可以對車輛操作者指示EGR閥退化，或控制器可以響應于煙粒積聚到達閾值T2而開始閥清潔程序。如果控制器對車輛操作者指示EGR閥退化，那么煙粒積聚會在時間t9之后繼續增加。然而，如果控制器開始閥清潔程序，那么煙粒可以從EGR閥中被去除，并且煙粒水平可以降至更低的水平&，類似于S1的水平。在時間t9之后，進氣質量空氣流量保持在閾值1^之下，并且升壓和抽取保持關閉。因此，IAO2傳感器測量繼續被用來估計EGR質量流速，并且煙粒在EGR閥積聚。相應地，EGR閥流速誤差增加，并且來自DPOV系統和IAO2傳感器的EGR質量流速估計會不同于彼此。
[0079]曲線圖400示出了控制器可以如何依據發動機工況來估計EGR質量流速。在一個實施例中，當進氣質量空氣流量在閾值之上、升壓開啟或抽取被啟用中的一個或多個時，控制器可以僅利用DPOV系統來估計EGR質量流量。在當進氣質量空氣流量在閾值之下、升壓關閉和抽取被禁用時的狀況下，由于IAO2傳感器的準確性在這些狀況下增加，控制器可以利用IAO2傳感器來估計EGR質量流速。在其他實施例中，控制器可以利用IAO2傳感器和EGR閥DPOV系統兩者來估計EGR流量;然而，控制器然后可以基于每種測量的相對準確性決定使用哪一個估計，所述相對準確性基于發動機工況(諸如升壓水平、抽取水平，和/或質量空氣流量)。控制器可以將DPOV系統EGR質量流量估計與IAO2傳感器的EGR質量流量估計進行比較，以判斷DPOV系統EGR流量估計的誤差量。控制器然后可以基于IAO2傳感器估計修正DPOV系統EGR流速估計。由于煙粒會在EGR閥上積聚，因此DPOV系統EGR質量流量估計的誤差會在發動機使用期間增加。煙粒積聚會影響EGR閥流動面積的估計，并且因此也會影響EGR流量估計。通過將IAO2傳感器測量用作比較性參考點，DPOV系統EGR質量流速估計可以通過考慮由于煙粒積聚導致的減小的EGR閥流動面積而被修正。另外，當煙粒積聚到達閾值煙粒水平時，控制器可以發出EGR閥已經退化的信號和/或控制器可以開始閥清潔程序以從EGR閥中清除煙粒。
[0080]移動到圖5，提供了用于獲悉由于EGR閥桿與主體之間的溫度差的改變而導致的EGR閥流動面積的改變的方法500 ο隨著EGR閥的主體與桿之間的溫度差增加，EGR閥的橫截面流動面積會由于熱膨脹或收縮而改變，由此增加EGR閥流動面積的誤差，并且因此增加產生的利用DPOV方法的EGR流量估計的誤差。EGR閥流動面積的更準確的估計會增加利用DPOV系統的EGR流速估計的準確性。因此，方法500可以提供用于利用DPOV系統更準確地估計EGR流速的手段。如之前在圖2和3中描述的，DPOV系統可以基于EGR閥(例如EGR閥121)兩端的壓力差和通過EGR閥的流動面積估計EGR流速。EGR閥流動面積可以基于(如通過升程傳感器確定的)EGR閥的位置和閥的已知橫截面流動面積來估計。方法500提供了用于估計EGR閥流動面積的修正系數，所述修正系數基于EGR閥的熱膨脹。執行方法500的指令可以被存儲在發動機控制器(諸如在圖1中示出的控制器12)的存儲器中。另外，方法500可以通過控制器來執行。
[0081]方法500在502處開始，其中控制器估計和/或測量發動機運轉參數。發動機運轉參數可以基于來自多個傳感器的反饋來估計，并且可以包括:發動機溫度、發動機轉速與負荷、進氣質量空氣流量、歧管壓力等。
[0082]控制器然后繼續到504，并且確定是否該是EGR閥熱補償學習的時候。閥熱補償學習可以包括，基于EGR閥的桿與主體之間的溫度差的改變估計EGR閥流動面積的改變，如在下面進一步描述的。控制器可以基于自最近的熱補償學習事件以后已經逝去多少時間確定熱補償學習的正時。因此，控制器可以在自最近的熱補償學習事件以后已經逝去預定的時間量之后開始閥熱補償學習。預定的時間量可以是若干發動機循環、發動機使用的持續時間、或一段時間。因此，如果自最近的熱補償學習事件以后還未逝去預定的時間量，那么控制器可以確定不需要熱補償，并且可以進入到506。在506處，控制器可以將來自在前的熱補償學習事件的之前確定的EGR閥面積修正用于DPOV EGR估計。之前確定的EGR閥面積修正然后可以在圖2-3的方法中被用來更準確地估計利用DPOV方法的EGR流量。
[0083]如果自最近的熱補償學習事件以后已經逝去預定的時間量，那么控制器可以確定該是熱補償學習的時候并且進入到508。在508處，控制器基于EGR溫度估計EGR閥的桿與主體之間的溫度差。具體地，EGR閥的桿與主體之間的溫度差可以根據EGR溫度被存儲在控制器的存儲器中。EGR閥桿與主體溫度差和EGR溫度之間的關系可以基于工廠測試而被預先設定。EGR溫度可以通過在EGR閥上游或下游的溫度傳感器(例如，EGR溫度傳感器135)來估計。由溫度傳感器記錄的溫度可以依據溫度傳感器相對于EGR閥的位置來調整。當排氣行進通過排氣通道(例如，EGR通道197)時排氣會變冷，并且因此由在EGR閥下游的傳感器記錄的溫度會低于實際排氣溫度，這是因為排氣經過EGR閥。相反，上游溫度傳感器會記錄比在EGR閥處的排氣溫度更暖的排氣溫度。從EGR閥的位置到溫度傳感器的排氣溫度的改變量可以通過工廠測試并且基于EGR流量而被預先確定。因此，由溫度傳感器記錄的排氣溫度可以被更改為表示EGR閥處的排氣溫度。借助于EGR溫度的估計，控制器可以利用EGR溫度和EGR閥桿與主體溫度差之間的已知關系來估計EGR閥桿與主體之間的溫度差。因而產生的溫度的改變然后可以基于EGR流量來更改。以此方式，EGR閥桿與主體之間的溫度差可以基于EGR溫度和EGR流量。
[0084]隨后，在510處，控制器可以對應于與在508處被用來確定Δ Tviv的相同的EGR溫度確定在EGR閥關閉位置處EGR閥桿與主體之間的溫度差(Δ Tesl)。更具體地，在508處，EGR閥的桿與主體溫度之間的差在當前EGR溫度下被確定。每當EGR閥關閉(例如，完全關閉使得EGR不會流過EGR通道)，控制器就會根據EGR溫度存儲EGR閥的桿與主體之間的溫度差，如在下面參照圖6進一步描述。因此，控制器可以檢索(例如，查詢)對應于在步驟508中估計的ΔTViv的相同EGR溫度的主體與桿溫度差。
[0085]方法500可以然后進入到512，并且控制器可以基于Δ 1^￥與Δ Tesl之間的差和熱膨脹系數確定EGR閥流動面積的改變。具體地，控制器可以將Δ Tvlv與Δ Tesl之間的差乘以熱膨脹系數，以給出EGR閥流動面積的改變的估計。在一個示例中，熱膨脹系數可以基于材料(包含EGR閥)的類型而被預先確定。
[0086]在確定EGR閥流動面積的改變之后，控制器可以繼續到514，并且確定用于在隨后的DPOV EGR流量估計中使用的經修正的EGR閥流動面積。因此，經修正的EGR閥流動面積可以基于EGR閥流動面積的改變來確定。具體地，如之前在圖2中描述的，EGR閥流動面積可以根據EGR閥的位置(如通過EGR閥的升程傳感器確定的)和EGR閥的已知橫截面流動面積來確定。然而，由于EGR閥的熱膨脹，EGR閥流動面積會不同于通過利用EGR閥的位置和已知面積確定流動面積。因此，利用由于EGR閥的熱膨脹而導致的閥流動面積的改變，EGR閥流動面積的估計的準確性可以被增加，并且可以更接近地匹配通過EGR閥的實際流動面積，并且因此更接近地匹配通過閥的有效EGR流速。因此當確定EGR閥流動面積時，控制器考慮閥的熱膨脹和閥上的煙粒積聚量兩者的影響。因此，控制器可以基于EGR閥的熱膨脹估計第一 EGR閥面積修正系數。控制器還可以基于EGR閥上的煙粒沉積確定第二 EGR閥面積修正系數。通過并入兩種EGR閥面積修正系數，控制器可以確定總的EGR閥流動面積修正系數。因此，EGR閥面積估計的準確性可以被增加，并且可以隨后被用來提供更準確的DPOV EGR流量估計，如之前在圖2中描述的。具體地，EGR閥面積估計和通過DP傳感器測量的EGR閥兩端的壓力差可以被用來推測EGR速率。
[0087]以此方式，一種用于發動機的方法可以包含:基于EGR流量的估計調整排氣再循環(EGR)閥，所述EGR流量基于EGR閥兩端的壓力差和經調整的閥流動面積來估計，經調整的閥流動面積基于EGR閥的桿與主體之間的第一溫度差。EGR閥兩端的壓力差可以利用EGR閥兩端的壓力傳感器來估計，其中壓力傳感器是閥上壓力差(DP)傳感器，并且其中經調整的閥流動面積進一步基于EGR閥的已知橫截面和EGR閥位置，EGR閥位置利用EGR閥位置傳感器(例如，升程傳感器)來測量。經調整的閥流動面積根據EGR閥的已知橫截面流動面積和EGR閥位置傳感器的輸出來調整。該方法可以進一步包含，基于流動面積的第一改變確定經調整的閥流動面積，流動面積的第一改變基于EGR閥的桿與主體之間的第一溫度差和EGR閥的熱膨脹系數。該方法可以進一步包括:在EGR閥的每次關閉事件處，確定在EGR閥關閉位置時的EGR閥的桿與主體之間的第二溫度差，并且將經確定的在EGR閥關閉位置時的第二溫度差存儲在控制器的存儲器中。流動面積的第一改變進一步基于EGR閥的桿與主體之間的第一溫度差和在EGR閥關閉位置處的EGR閥的桿與主體之間的第二溫度差之間的差。該方法可以進一步包含基于流過EGR閥的EGR氣體的溫度和流速估計第一溫度差。
[0088]在另一示例中，一種用于發動機的方法可以進一步包含，基于當閥打開與關閉時之間的EGR閥的桿與主體的溫度差的改變確定EGR閥升程修正，其中EGR閥的桿與主體之間的溫度差基于在EGR閥附近測量的EGR溫度和EGR流量。
[0089]在另一示例中，一種用于發動機的方法包含:基于EGR閥兩端的壓力差和總的閥流動面積估計排氣再循環(EGR)流量;基于EGR閥的桿與主體之間的第一溫度差獲悉第一閥流動面積修正系數；以及基于第一獲悉的閥流動面積修正系數調整總的閥流動面積。獲悉第一閥流動面積修正系數包括，將獲悉的第一閥流動面積修正系數存儲在控制器的存儲器中，并且在持續時間之后重復獲悉第一閥流動面積修正系數，持續時間包括發動機運轉的持續時間和若干發動機循環中的一個或多個。獲悉第一閥流動面積修正系數包括，基于EGR流量和流過EGR閥的排氣的溫度估計EGR閥的桿與主體之間的第一溫度差。獲悉第一閥流動面積修正系數包括基于EGR流量和流過EGR閥的排氣的溫度估計EGR閥的桿與主體之間的第一溫度差。獲悉第一閥流動面積修正系數包括將第一溫度差與第二溫度差之間的差乘以EGR閥的熱膨脹系數，其中熱膨脹系數是每度的EGR閥的桿與主體之間的溫度差的閥升程的熱膨脹的系數。用于發動機的方法進一步包含，在抽取被禁用、升壓被禁用并且質量空氣流量在閾值水平之下的發動機運轉期間基于根據進氣氧傳感器的輸出估計的第一 EGR流量與根據EGR閥兩端的壓力差估計的第二 EGR流量之間的差獲悉第二閥流動面積修正系數，并且進一步包含，基于第一獲悉的閥流動面積修正系數和第二閥流動面積修正系數調整總的閥流動面積。估計EGR流量包括，在當發動機抽取和升壓開啟時和當進氣質量空氣流量在閾值之上時中的一個或多個的第一狀況下基于EGR閥兩端的壓力差和總的閥流動面積估計EGR流量。該方法進一步包含，在當發動機抽取和升壓關閉并且進氣質量空氣流量在閾值之下時的第二狀況下基于進氣氧傳感器的輸出而非EGR閥兩端的壓力差估計EGR流量。
[0090]在另一示例中，一種用于發動機的系統包含:渦輪增壓器，其具有進氣壓縮機和排氣渦輪;低壓排氣再循環(EGR)通道，其被連接在排氣渦輪下游的排氣通道與進氣壓縮機上游的進氣通道之間，低壓EGR通道包括EGR閥和用于估計EGR流量的壓力差(DP)傳感器;進氣氧傳感器，其被設置在低壓EGR通道下游的發動機的進氣裝置中；以及控制器，其具有計算機可讀指令，計算機可讀指令用于基于EGR流量調整EGR閥，EGR流量基于DP傳感器的輸出和經調整的閥流動面積來估計，經調整的閥流動面積基于EGR閥的桿與主體之間的第一溫度差和在EGR閥的關閉位置時的EGR閥的桿與主體之間的第二溫度差。進氣氧傳感器被進一步設置在發動機的進氣歧管中，并且其中經調整的閥流動面積進一步基于在當升壓和抽取被禁用并且質量空氣流量在閾值水平之下時的發動機運轉期間基于DP傳感器的輸出的第一EGR流量估計與基于進氣氧傳感器的輸出的第二 EGR流量估計之間的差。發動機系統可以進一步包含被設置在低壓EGR通道內的EGR閥附近的溫度傳感器，并且其中第一和第二溫度差基于溫度傳感器的輸出和EGR流量。
[0091]移動到圖6，示出了用于估計在閥關閉位置時EGR閥桿與主體之間的溫度差的方法600 (例如，在本文中被稱為末端停止學習)ο方法600提供了用于估計當EGR閥關閉時EGR閥桿與主體之間的溫度差(ATes山因此，如之前在圖5的方法中描述的，(ATesl)可以被用來改善估計的由于EGR閥的熱膨脹而導致的EGR閥流動面積的改變的準確性。
[0092]方法600在602處開始，并且控制器估計和/或測量發動機工況。發動機運轉參數可以基于來自多個傳感器的反饋來估計，并且可以包括:發動機溫度、發動機轉速與負荷、進氣質量空氣流量、歧管壓力、EGR閥位置等。
[0093]基于發動機工況，控制器然后可以在604處確定EGR閥是否正在關閉。具體地控制器可以基于由位置傳感器(例如，EGR閥升程傳感器131)給出的EGR閥的位置確定EGR閥是否正在關閉。在一個實施例中，控制器可以繼續監測EGR閥，使得它可以在閥關閉事件時進入到608。如果控制器確定閥未正在關閉，那么控制器可以進入到606。在另一實施例中，控制器可以不在閥關閉事件時進入到608。替代地，如果EGR閥正在關閉并且已經逝去持續時間，那么控制器只會進入到608。否則，控制器可以進入到606。持續時間可以是若干閥關閉事件、時間間隔、若干發動機循環等。因此，如果還未逝去持續時間，那么即使控制器檢測到閥將會關閉，控制器也不會替代地進入到606。在606處，EGR閥位置可以基于通過發動機運轉參數(例如，發動機溫度、排氣溫度、進氣質量空氣流量等)確定的期望的EGR流速來調節。
[0094]然而，如果在604處EGR閥正在關閉并且已經逝去持續時間，那么控制器可以基于由溫度傳感器(例如，EGR溫度傳感器135)給出的EGR溫度確定EGR閥桿與主體之間的溫度差。例如，控制器可以根據EGR溫度和/或EGR流量查詢EGR閥桿與主體之間的溫度差，并且存儲該溫度差作為A TESL。當EGR閥關閉時，計算的Δ溫度被用作將被存儲用于Δ Tesl的值。在608處確定ATesl之后，控制器可以進入到610，并且將在608處確定的ATesl和EGR溫度值存儲在控制器的存儲器中(例如，在查詢表中)。因此，存儲在控制器中的△ TESL值可以被訪問，以與△ Tvlv值進行比較，從而確定用于EGR閥流動面積的估計的熱膨脹修正，如在圖5的方法中描述的。
[0095]以此方式，一種方法可以包括，基于來自DPOV系統和進氣氧傳感器的輸出估計EGR流速。包括A壓力(DP)傳感器和EGR閥位置傳感器的DPOV系統與進氣氧傳感器兩者都可以被用來給出單獨的EGR質量流速的估計。在抽取被禁用、升壓關閉并且進氣質量空氣流量在閾值之下的發動機工況下，進氣氧傳感器可以被用來給出EGR質量空氣流速的估計。根據進氣氧傳感器輸出確定的EGR質量空氣流速的估計然后可以與基于DPOV系統的輸出的EGR流量估計進行比較，以確定EGR閥上的煙粒累積量，并且由此提供具有增加的準確性的EGR質量空氣流速的估計。
[0096]DPOV系統可以基于通過DP傳感器測量的閥兩端的壓力差和EGR閥開口(以便EGR流動)的面積估計EGR質量流速。EGR閥開口的面積可以基于由位置傳感器(例如，EGR閥升程傳感器)給出的閥的位置、閥的已知橫截面流動面積和考慮在當前EGR溫度下的閥的熱膨脹的熱膨脹修正系數而被估計。閥的橫截面流動面積(例如，用于EGR流動的開口)可以依據閥的桿與主體之間的溫度差而改變。因此，EGR閥開口的面積可以基于當EGR閥關閉與打開時EGR閥的桿與主體的溫度差之間的改變和熱膨脹系數來更改。
[0097]以此方式，基于EGR閥上的煙粒積聚(如通過比較來自進氣氧傳感器與DPOV系統的EGR流量估計確定的)和EGR閥的熱膨脹或收縮(如通過EGR閥的桿與主體之間的溫度差確定的)確定經修正的EGR流動面積的技術效果將確定更準確的EGR流量估計，以增加EGR控制和額外的發動機控制的準確性。此外，EGR閥上的煙粒累積量可以被估計，并且如果煙粒水平到達閾值，則被用來開始閥清潔程序、或向車輛操作者發出信號。通過使用基于氧傳感器的EGR流速作為參考點，DPOV系統EGR流速估計可以通過考慮由EGR閥上的煙粒累積引起的減小的流動面積而具有增加的準確性。另一技術效果通過基于當閥打開與關閉時EGR閥的桿與主體的溫度差調整EGR流速來實現。閥開口可以依據閥的桿與主體之間的溫度差而改變。因此，EGR閥開口的面積可以基于當EGR閥關閉與打開時EGR閥的桿與主體的溫度差之間的改變和熱膨脹系數來更改。隨后，EGR的流速可以被調整為更接近地匹配期望的EGR流速，使得發動機的效率可以被增加。
[0098]在另一表示中，一種用于發動機的方法包含:在選定的狀況下，比較基于進氣氧傳感器的輸出估計的第一排氣再循環(EGR)量與基于EGR閥兩端的壓力差估計的第二 EGR流量；以及基于所述比較指示EGR閥上的煙粒累積。
[0099]在又一表示中，一種用于發動機的方法包含:在選定的狀況下，基于經由進氣氧傳感器與經由EGR閥兩端的閥上壓力差(DP)傳感器的EGR流量估計之間的差獲悉EGR閥流動面積誤差；以及基于獲悉的流動面積指示由于煙粒而導致的EGR閥的退化。該方法進一步包含，在隨后的當EGR利用DP傳感器來估計時的發動機運轉期間，基于獲悉的流動面積誤差調整DP0VEGR估計。
[0100]注意，本文中包括的示例控制和估計程序能夠與各種發動機和/或車輛系統配置一起使用。在本文中所公開的控制方法和程序可以作為可執行指令存儲在非臨時性存儲器中。在本文中所描述的具體程序可以代表任意數量的處理策略中的一個或多個，諸如事件驅動、中斷驅動、多任務、多線程等。因此，所描述的各種動作、操作或功能可以所示順序、并行地被執行，或者在一些情況下被省略。同樣，實現在本文中所描述的本發明的示例實施例的特征和優點不一定需要所述處理順序，但是為了便于圖釋和說明而提供了所述處理順序。取決于所使用的特定策略，所示出的動作、操作或功能中的一個或多個可以被重復執行。另外，所描述的動作、操作或功能可以圖形地表示被編入發動機控制系統中的計算機可讀存儲介質的非臨時性存儲器的代碼，其中通過配合電子控制器執行包括各種發動機硬件部件的系統中的指令而使所描述的動作得以實現。
[0101]應認識到，在本文中所公開的配置和程序本質上是示范性的，并且這些具體的實施例不被認為是限制性的，因為許多變體是可能的。例如，上述技術能夠應用于V-6、1-4、1-
6、V-12、對置4缸和其他發動機類型。本公開的主題包括在本文中所公開的各種系統和構造和其他的特征、功能和/或性質的所有新穎的和非顯而易見的組合和子組合。
[0102]本申請的權利要求具體地指出某些被認為是新穎的和非顯而易見的組合和子組合。這些權利要求可能涉及“一個”元件或“第一”元件或其等同物。這些權利要求應當被理解為包括一個或多個這種元件的結合，既不要求也不排除兩個或多個這種元件。所公開的特征、功能、元件和/或特性的其他組合和子組合可通過修改現有權利要求或通過在這個或關聯申請中提出新的權利要求而得要求保護。這些權利要求，無論與原始權利要求范圍相比更寬、更窄、相同或不相同，都被認為包括在本公開的主題內。
【主權項】
1.一種用于發動機的方法，其包括: 基于在當所述發動機未被升壓的第一狀況下利用進氣氧傳感器并且利用排氣再循環閥即EGR閥兩端連接的壓力傳感器估計的排氣再循環流量即EGR流量的差，指示所述EGR閥上的煙粒積聚。2.根據權利要求1所述的方法，其中所述EGR流量的差是在所述第一狀況下基于所述進氣氧傳感器的輸出估計的第一 EGR流量與在所述第一狀況下利用所述EGR閥兩端的所述壓力傳感器估計的第二 EGR流量之間的差，其中所述壓力傳感器是閥上壓力差傳感器即DP傳感器，并且進一步包括，基于所述DP傳感器的輸出和所述EGR閥的流動面積估計所述第二EGR流量，其中基于所述EGR閥的已知橫截面和基于EGR閥位置傳感器的輸出的EGR閥位置估計所述EGR閥的所述流動面積。3.根據權利要求2所述的方法，其進一步包括，基于所述EGR流量的差、預期的EGR閥流動面積和在所述第一狀況下利用所述進氣氧傳感器估計的第一 EGR流量確定EGR閥流動面積的改變，所述預期的EGR閥流動面積基于EGR閥位置傳感器的輸出和EGR閥升程修正，所述EGR閥升程修正在EGR閥末端停止和熱補償學習程序期間被獲悉。4.根據權利要求3所述的方法，其進一步包括，基于當所述閥打開與關閉時之間的所述EGR閥的桿與主體的溫度差的改變確定所述EGR閥升程修正，其中所述EGR閥的所述桿與主體的所述溫度差基于在所述EGR閥附近測量的EGR溫度和EGR流量。5.根據權利要求3所述的方法，其進一步包括，基于所述EGR閥流動面積的改變增加至閾值水平之上而指示所述EGR閥上的煙粒積聚。6.根據權利要求3所述的方法，其進一步包括，基于所述EGR閥流動面積的改變的改變速率增加至閾值速率之上而指示所述EGR閥上的煙粒積聚。7.根據權利要求3所述的方法，其進一步包括，基于確定的EGR閥流動面積的改變和所述預期的EGR閥流動面積確定修正的EGR閥流動面積。8.根據權利要求7所述的方法，其進一步包括，在當EGR流量利用所述DP傳感器來估計時的第二狀況下，基于所述DP傳感器的所述輸出和所述修正的EGR閥流動面積估計EGR流量。9.根據權利要求8所述的方法，其中所述第二狀況包括當所述發動機被升壓時、當抽取被啟用時和當到所述發動機的質量空氣流量大于閾值水平時中的一個或多個。10.根據權利要求1所述的方法，其中所述第一狀況進一步包括當抽取被禁用并且到所述發動機的質量空氣流量小于閾值水平時。11.根據權利要求1所述的方法，其進一步包括，當所述發動機未被升壓、抽取被禁用并且到所述發動機的質量空氣流量在閾值水平之下時，基于利用所述進氣氧傳感器而非所述EGR閥兩端的所述壓力傳感器估計的EGR流量調整發動機運轉。12.根據權利要求1所述的方法，其中指示煙粒積聚包括開始清潔程序、警告車輛操作者所述EGR閥退化和設定診斷代碼中的一個或多個。13.一種用于發動機的方法，其包括: 在選定的狀況下， 將基于進氣氧傳感器的輸出估計的第一排氣再循環流量即EGR流量與基于EGR閥兩端的壓力差估計的第二EGR流量相比較；以及 基于比較指示所述EGR閥上的煙粒累積。14.根據權利要求13所述的方法，其中將所述第一EGR流量與所述第二 EGR流量相比較包括，基于所述第一 EGR流量與第二 EGR流量之間的差獲悉所述EGR閥的流動面積誤差。15.根據權利要求14所述的方法，其中指示所述EGR閥上的煙粒累積包括，基于獲悉的流動面積誤差增加至閾值之上而指示由于煙粒的所述EGR閥的退化。16.根據權利要求14所述的方法，其進一步包括，在隨后的當EGR流量基于所述EGR閥兩端的所述壓力差來估計時的發動機運轉期間，基于獲悉的流動面積誤差調整所述EGR流量估計。17.根據權利要求13所述的方法，其中所述EGR閥兩端的所述壓力差經由所述EGR閥兩端連接的閥上壓力差傳感器即DP傳感器來測量。18.根據權利要求13所述的方法，其中指示所述EGR閥上的煙粒累積包括設定診斷代碼、開始EGR閥清潔程序和警告車輛操作者所述EGR閥退化并且需要維護中的一個或多個，并且其中所述選定的狀況包括當所述發動機未被升壓、抽取被禁用并且到所述發動機的質量空氣流量小于閾值水平時。19.一種用于發動機的系統，其包括: 具有進氣壓縮機和排氣渦輪的渦輪增壓器； 低壓排氣再循環通道即低壓EGR通道，其被連接在所述排氣渦輪下游的排氣通道與所述進氣壓縮機上游的所述進氣通道之間，所述低壓EGR通道包括EGR閥和用于測量EGR流量的壓力差傳感器即DP傳感器； 進氣氧傳感器，其被設置在所述低壓EGR通道下游的所述發動機的進氣裝置中；以及 控制器，其具有計算機可讀指令，所述計算機可讀指令用于在抽取被禁用、升壓被禁用并且質量空氣流量在閾值水平之下的發動機運轉期間基于根據所述DP傳感器的輸出的第一EGR流量估計與基于所述進氣氧傳感器的輸出的第二 EGR流量估計之間的差指示所述EGR閥的流動面積退化。20.根據權利要求19所述的系統，其中所述進氣氧傳感器被進一步設置在所述發動機的進氣歧管中，并且其中所述計算機可讀指令進一步包括用于調整第三EGR流量估計的指令，所述第三EGR流量估計基于在當抽取被啟用、升壓被啟用和質量空氣流量大于所述閾值水平中的一個或更多個時的發動機運轉期間所述DP傳感器的所述輸出、基于所述第一 EGR流量估計與所述第二 EGR流量估計之間的所述差。
【文檔編號】F02M26/48GK105863897SQ201610083822
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年2月6日
【發明人】G·蘇妮拉, J·A·海蒂奇, I·艾里, D·J·斯泰爾斯, T·J·克拉克
【申請人】福特環球技術公司