[发明专利]用于检测内燃机空气系统中的故障的方法

说明书

技术领域

本发明涉及内燃机空气系统中的故障检测。

背景技术

内燃机中的燃烧过程产生NO_x(主要是NO和NO₂)、CO、CO₂、HC(碳氢化合物)和PM(颗粒物质)。

CO₂的量取决于喷入气缸中的燃料的量，CO和HC的量取决于内燃机的燃烧效率。NO_x的量取决于燃烧温度以及引入到气缸的氧气的量，而PM的量严格取决于空燃比(λ)。

为了优化产生的PM和NO_x的量，内燃机设置有EGR(废气再循环)回路。EGR系统使废气从排气歧管再循环到进气歧管以便稀释引入到内燃机中的新鲜空气。这导致在燃烧过程中排放优化，因为引入了更大量的H₂O和CO₂，其具有降低了燃烧温度的高热容量。稀释吸入气流的另一效果在于能够控制吸入气流中的O₂的量。该系统的相反效果在于新鲜空气越稀释，空燃比(λ)减小越大。这导致更大量的PM排放。

流入气缸的废气量受到EGR阀的控制。

在传统的内燃机中，还存在空气质量传感器(或空气流量计)、空气压力传感器、空气温度传感器和进气歧管处的氧气传感器。

空气质量传感器适合于测量通过节流阀进入进气歧管的新鲜气流。

空气压力和温度传感器分别适合于测量进入气缸的燃气的温度和压力。它们布置在新鲜空气流和循环燃气流之间的混合点的下游的进气歧管中。

在传统的发动机中，存在电子控制单元(ECU)，该电子控制单元被布置成以估计进入气缸的燃气流以及控制进气歧管中的废气再循环。

为了检测发动机运行中的故障，所述ECU通过计算给定实体的所需(或设定点)值和从传感器得到的对应测量值之间的差值进行偏差误差检测，从而检测由于其内部故障引起的空气系统性能的偏差。

已经表明，排放物能通过引入在进气歧管中的废气再循环的控制中的氧气浓度监测而受到限制。

然而，适合于测量进气歧管中的实际氧气量的氧气传感器比较昂贵，并且不能快速地提供数据，这导致在从预定氧气设定点获得实际氧气量的偏差的指示延迟。

发明内容

鉴于以上所述，本发明的目的是提供一种改进的方法，该方法不使用由氧气传感器直接提供的数据而检测将进气歧管中的氧气浓度考虑在内的空气系统中的故障。

该目的和其他目的是通过根据本发明的一种用于检测具有进气歧管和排气歧管的内燃机的空气系统中的故障的方法得以实现的。

附图说明

从以下参照附图且仅通过非限制性的例子提供的描述，本发明的其他特征和优点将变得明显，其中：

图1是根据本发明的要执行以检测空气系统中的故障的操作的流程图；

图2是要被执行以实现空气流的偏差误差监测的操作的流程图。

具体实施方式

简要地，根据本发明的方法是基于使用双重检查以监测氧气浓度估计偏差；首先检查进气歧管中的氧气浓度值，另一检查是基于排气歧管中的氧气浓度值。

图1表示根据本发明的方法的要被执行以检测空气系统中的故障的操作的流程图。

该方法包括第一步骤100，其测量通过布置在发动机排气管路中的通用排气氧气(UEGO)传感器的排气流中的氧气浓度。UEGO传感器被布置成以提供与所述排气中的氧气百分比成比例的模拟输出[O₂]_{em_UEGO}。

在步骤200中，发动机的电子控制单元ECU估计进气歧管中的进入氧气的控制值[O₂]_{im_control}，例如如美国专利No.7,117,078所公开的。

在步骤300中，ECU根据以下公式估计进气歧管中的进入氧气的参考值[O₂]_{im_ECU}：