[发明专利]内燃发动机的自适应排气再循环控制

说明书

技术领域

本公开涉及内燃发动机排气再循环(EGR)的自适应控制。

背景技术

排气再循环(EGR)是在各种类型内燃发动机中使用的已知技术，用于减小燃烧过程中NO_x的产生。为了控制EGR流量，外部EGR系统一般使用线性螺线管或者DC电机来改变EGR阀的位置，其通过位置传感器提供的反馈进行闭环控制。为了向发动机进气系统提供期望的EGR质量流率，阀的位置随着对应的位置传感器的电压在车辆系统运行期间的发动机速度/负载或者扭矩的范围内改变，其中位置传感器电压被存储在查找表或映射表中。然而，随着实际运行期间内EGR流量的降低(由于在EGR阀、EGR冷却器和/或相关管路中堆积的沉积物而造成的)，先前存储的表示位置传感器电压和EGR质量流率之间关系的映射表或者查找表变得不准确。虽然已经研究出测量或估计实际EGR流量的多种策略，但是很多都需要额外的传感器，这增加了成本和复杂性并且由于EGR通道内恶劣的运行环境，可能对可靠性和持久性带来挑战。此外，很多EGR控制策略难于结合或者改装到现有系统中。

发明内容

用于控制具有EGR阀的内燃发动机的系统和方法，其包括使用存储的映射表确定基本阀位置来输送目标流量并且响应穿过孔的EGR流量的压力差来调整基本阀位置，以将阀移动到不同于基本阀位置的位置，从而提供目标流量。

在一个实施例中，实际EGR流量基于穿过锋利边缘的孔的压力差被测量或者估计，所述孔可以被定位在所述EGR阀的上游或下游。在一个实施例中，所述EGR阀的垫圈为EGR流量提供了锋利边缘的孔。在紧接所述孔的上游和下游的压力差可以通过使用专门的压力差传感器被确定，或者通过使用已有的传感器确定，例如发动机背压(EBP)传感器和歧管绝对压力(MAP)传感器。

在其他实施例中，一种系统和方法利用当前发动机速度和负载根据存储的表格确定期望的EGR质量流量。所期望的EGR质量流量被用来基于先前确定的EGR质量流量和压力差之间的关系来确定目标EGR阀的位置。当环境和发动机运行条件适当时，自适应或者校正阀位置被确定并且用来调整目标EGR阀位置，从而提供所期望的EGR质量流量。

一个实施例包括EGR流量诊断监测器，其将EGR流量的降低与预定或自适应阈值相比较，以触发诊断或者补救控制动作。

根据另一方面，提供了一种系统。所述系统包括具有进气歧管和排气歧管以及联接在二者之间的排气再循环通道的柴油燃料发动机；定位在排气再循环通道内的EGR阀；定位在排气再循环通道内的流量限制孔；定位在EGR阀上游的排气背压传感器；与进气歧管联接的MAP传感器；以及与EGR阀、排气背压传感器和MAP传感器通讯的控制器，所述控制器使用存储的映射表确定基本阀位置来输送针对当前运行条件的目标EGR质量流量，并且响应穿过孔的压力差来调整基本阀位置，以将EGR阀移动到不同于基本阀位置的位置，从而提供所述目标流量。

根据本发明的一个实施例，其中所述当前运行条件包括发动机扭矩。根据本发明的一个实施例，其中所述控制器基于排气背压和歧管绝对压力之间的差确定压力差。根据本发明的一个实施例，其中所述孔包括EGR阀的垫圈。根据本发明的一个实施例，其中所述孔被定位在所述EGR阀的上游。根据本发明的一个实施例，系统还包括压力差传感器，其用于测量紧接所述孔的上游和下游的压力。

根据另一方面，提供了计算机可读存储介质。计算机可读存储介质包括表示可由发动机控制器执行用来控制内燃发动机中的EGR流量的指令的存储数据。所述计算机可读存储介质包括使用存储映射表确定基本EGR阀位置来基于当前运行条件输送目标EGR流量的指令；和响应穿过孔的EGR流量的压力差来调整基本阀位置，以将阀移动到不同于基本位置的位置，从而提供所述目标EGR流量的指令。

根据本发明的一个实施例，所述计算机可读存储介质还包括：基于所述孔两端的压力差确定实际EGR质量流量的指令；确定所述实际EGR质量流量和目标EGR质量流量之间的差的指令；基于所述差确定EGR基本阀位置的调整的指令。根据本发明的一个实施例，所述计算机可读存储介质还包括在所述差超过相应阈值时产生诊断代码的指令。本公开的实施例提供了多种优点。例如，根据本公开的EGR流量控制可以主要以控制逻辑或软件方式实现，其中具有的孔由EGR阀垫圈提供，所述EGR阀垫圈可被应用于现有系统。本公开的实施例可被用来提供EGR流量诊断目的的流量监测器，以检测流量降低并且减少与位置传感器范围之外相关的诊断代码的出现。