[发明专利]用于确定EGR冷却器劣化的系统

说明书

技术领域

本说明涉及用于改进排气再循环(废气再循环，EGR)系统的操作和诊断的方法和系统。该途径可能对具有冷却EGR的发动机特别有用。

背景技术

发动机可能包括EGR以帮助降低发动机排放并提高发动机效率。在某些系统中，EGR可能通过与发动机排气通道和发动机进气歧管连通的冷却器而被冷却。EGR系统可进一步包括旁通阀，以用于围绕EGR冷却器引导EGR，从而使得EGR被从排气通道引导到发动机进气歧管。因此，EGR系统能够根据发动机运行状态向发动机提供被冷却的或排气温度EGR气体，以改善发动机排放和燃料经济性。但是，在一些状态期间，有可能使EGR冷却器和/或EGR冷却器旁通阀劣化(degrade)。例如，当期望EGR旁通阀呈现相反的位置时，EGR旁通阀有可能仍保持在打开或关闭的位置。进一步地，由于EGR可能包含烟尘，烟尘有可能在EGR冷却器中积累，从而导致EGR冷却器的冷却能力劣化。

一些EGR冷却系统使用一种EGR模型来尝试确定具有EGR冷却器和EGR冷却器旁通阀的EGR系统是否如所期望地运行。EGR系统模型可试图基于EGR冷却器入口和出口温度来评估EGR冷却器的运行效率和EGR阀位置。然而，EGR系统模型可需要大量的校准时间，并且在一些操作状态期间可能不能很好地与物理系统相容。例如，在打开EGR旁通阀以允许冷却的EGR流动到发动机进气系统之后不久，EGR温度估计可能不能与测得的EGR温度相适合，因为可能很难确定在未经处理的排气流向发动机进气歧管的同时已经从EGR冷却器中的排气提取了多少热量。为此，基于EGR温度的模型与实际EGR温度之间的差异可产生对EGR冷却系统劣化的指示。

发明内容

在本文中，发明人已认识到上述缺点，并已经研发了用于诊断EGR系统的方法。本说明的一个实例包括EGR系统诊断方法，该方法包括：运行发动机并使EGR旁通阀处于第一状态持续的时间大于阈值时间量；响应于使EGR旁通阀变换到第二状态的请求以及在EGR旁通阀的状态变换之前且在大于阈值的时间中实际EGR气体温度与预期EGR气体温度之间的温度差而指示EGR冷却器系统劣化的状态。

通过在将实际EGR气体温度与预期EGR气体温度进行比较之前将具有EGR冷却器和EGR旁通阀的EGR系统运行一阈值时间量，可通过很少的校准工作来确定EGR系统是否正在根据需要运行。例如，可在已经过一阈值时间量之后将实际EGR气体温度与预期EGR气体温度进行比较。所述阈值时间量可对应于用于EGR气体平衡在EGR旁通阀位置变化之后的温度的时间量。因此，不是使用建模和校准EGR冷却器和EGR旁通阀，而是将EGR气体温度值的凭经验确定的表或函数用作用来确定EGR系统劣化的基础。

在另一个实施例中，提供一种EGR系统诊断方法，该方法包括：运行发动机并使EGR旁通阀在第一状态中；命令所述EGR旁通阀变换到第二状态；以及响应于燃烧相位的差值和在命令所述EGR旁通阀变换到所述第二状态之后所确定的EGR温度而指示EGR冷却器系统温度控制劣化的状态。

在另一个实施例中，指示所述EGR冷却器系统劣化的状态进一步基于发动机NO_x产生。

在另一个实施例中，指示所述EGR冷却器系统劣化的状态进一步基于发动机进气氧浓度，其中所述发动机进气氧浓度响应于命令所述EGR旁通阀变换到所述第二状态而改变的量小于一预定量。

在另一个实施例中，提供一种EGR系统，包括：发动机；与所述发动机连通的EGR冷却器；EGR冷却器旁通回路；阀，所述阀处于第一状态中用于将EGR气体引导到所述EGR冷却器，所述阀处于第二状态中用于引导EGR气体以绕过所述EGR冷却器；以及控制器，所述控制器包括指令以用于在大于阈值时间量的时间并且在所述EGR旁通阀的状态变换之前基于使所述EGR旁通阀变换为第二状态的请求以及实际EGR温度与预期EGR温度之间的温度差来指示EGR冷却器系统劣化的状态，所述控制器包括进一步的指令以用于基于由所述发动机产生的NO_x来指示所述EGR冷却器系统劣化的状态。

在另一个实施例中，所述控制器包括进一步的指令以用于禁止响应于燃烧相位来指示所述EGR冷却器系统劣化的状态。

在另一个实施例中，所述EGR系统进一步包括用于确定燃烧相位的爆震传感器。

在另一个实施例中，所述EGR系统进一步包括用于确定燃烧相位的压力传感器。