使用dpov傳感器確定排氣再循環冷卻器結垢的制作方法
【技術領域】
[0001] 本申請涉及用于確定排氣再循環（EGR)冷卻器結垢的系統和方法。
【背景技術】
[0002] 渦輪增壓發動機系統可以包括使排氣從渦輪下游的排氣通道再循環到渦輪增壓 器壓縮機上游的進氣通道的低壓EGR(LP EGR)系統或者使排氣從渦輪上游的排氣通道再循 環到渦輪增壓器壓縮機下游的進氣通道的高壓（HP EGR)系統。可替代地，可以在自然吸氣 式發動機上實施EGR，其中EGR是從排氣歧管獲取的并且被噴射到進氣歧管中。再循環的排 氣可以稀釋進氣的氧濃度，從而導致燃燒溫度降低，并且因此，可以減少排氣中的氮氧化物 的形成。LP或HP EGR系統可以包括位于將發動機排氣通道耦接到發動機進氣系統的EGR 通道內的EGR冷卻器。EGR冷卻器可以向發動機提供冷卻的EGR氣體以進一步改善排放和 燃料經濟性。然而，排氣可包含碳煙，該碳煙可以在一段時間內累積在EGR冷卻器中。在 EGR冷卻器內碳煙的累積可導致EGR冷卻器積垢。因此，可能降低EGR冷卻效率，導致退化 的燃料經濟性和增加的排放。此外，由于EGR冷卻器內碳煙的累積，EGR冷卻器兩端可能存 在增大的壓力降，這可能額外地影響燃料經濟性和排放。
[0003] Freund等人在US 2012/0096927 Al中提供了一種用于確定EGR冷卻器退化的示 例性方法。其中，基于進入和排出EGR冷卻器的排氣的入口和出口壓力、排出EGR冷卻器的 排氣的溫度、以及進入和排出EGR冷卻器的EGR冷卻劑的入口和出口溫度來檢測在EGR冷 卻器中的結垢層。在說明的Freund等人的方法中，一種用于確定EGR冷卻器結垢的檢測系 統包括用于感測進入冷卻器的排氣的入口壓力的第一傳感器以及用于感測排出EGR冷卻 器的排氣的出口壓力的第二傳感器。
[0004] 然而，本文的發明人已經確定了這種方法所具有的問題。例如，需要兩個額外的傳 感器來確定EGR冷卻器兩端的壓力差，一個用于感測進入冷卻器的排氣的入口壓力，而另 一個用于感測排出冷卻器的排氣的出口壓力。此外，需要額外的電氣連接和控制流程來傳 輸和處理來自這些傳感器的信號。這些額外的傳感器和連接導致增加用于實施EGR冷卻器 系統的成本和尺寸。
【發明內容】
[0005] 因此，在一個示例中，可以通過一種用于發動機的方法至少部分地解決一些上述 問題，該方法包括：基于EGR冷卻器兩端的壓力差的變化大于閾值變化來確定排氣再循環 (EGR)冷卻器的退化，EGR冷卻器兩端的壓力差是基于位于EGR冷卻器下游的EGR閥兩端的 壓力差和該EGR閥下游的壓力而確定的。
[0006] EGR系統采用基于閥上壓力差（DPOV)的測量系統來確定EGR流速。DPOV系統可 以包括DPOV傳感器以確定位于EGR冷卻器下游的EGR閥兩端的壓力差。此外，發動機可以 包括一個或多個EGR系統，該一個或多個EGR系統包括高壓EGR(HP EGR)系統、低壓EGR(LP EGR)系統或自然吸氣式EGR系統中的一個或多個。在LP EGR系統中，LP EGR閥下游的壓 力可以是用壓縮機入口壓力（CIP)傳感器測量的壓縮機入口壓力。在HP EGR系統中，HP EGR閥下游的壓力可以是用進氣歧管壓力（MAP)傳感器測量的進氣歧管壓力。可以與CIP 或MP測量（取決于EGR系統的類型）一起使用該DPOV傳感器以確定EGR冷卻器兩端的 壓力差。
[0007] 例如，當EGR閥關閉時，EGR冷卻器兩端的壓力差為零。因此，當EGR閥關閉時，可 以基于CIP或MAP測量之一和DPOV傳感器測量確定EGR冷卻器上游的壓力。當EGR流動 時（也就是說，當EGR閥未關閉時），可以基于DPOV傳感器測量和CIP或MP確定EGR冷卻 器下游的壓力。可以基于測量的EGR冷卻器上游的壓力和下游壓力確定EGR冷卻器兩端的 壓力損失或壓力差。可以在不同的EGR流動條件下計算該壓力差。EGR冷卻器兩端的確定 的壓力差可以被使用以確定該EGR冷卻器兩端的壓力差與新的EGR冷卻器兩端的壓力差相 比的變化。如果EGR冷卻器兩端的壓力差的變化大于閾值變化，則可以表示EGR冷卻器結 垢。
[0008] 以這種方式，通過使用用于EGR冷卻器結垢確定的現有DPOV測量系統，可以不需 要額外的傳感器和連接。因此，可以減少用于實施EGR冷卻器結垢的檢測系統的成本。
[0009] 應當理解的是，提供以上
【發明內容】
是為了以簡化的形式介紹在【具體實施方式】中進 一步闡述的選擇的概念。這并不意味著確認要求保護的主題的關鍵或必要特征，其范圍是 由所附權利要求唯一限定的。此外，要求保護的主題并不局限于解決以上或在本發明的任 何部分內所述的任何缺點的實施方式。
【附圖說明】
[0010] 通過閱讀以下非限制性實施例的詳細描述，參考附圖，將更好地理解本公開的主 題。
[0011] 圖1示出了雙渦輪增壓發動機系統的示意圖，其包括帶有EGR冷卻器的低壓和高 壓EGR系統。
[0012] 圖2示出了在圖1示出的雙渦輪增壓發動機系統的低壓EGR系統的示意圖，其包 括可用于確定EGR冷卻器兩端的壓力差的來自LP EGR系統的信號。
[0013] 圖3A示出了說明用于基于EGR冷卻器兩端的壓力差指示EGR冷卻器退化的例程 的流程圖。
[0014] 圖3B示出了說明用于使用閥上壓力差（DPOV)系統確定EGR冷卻器上游的壓力的 例程的流程圖。
[0015] 圖3C示出了說明一種用于使用DPOV系統確定EGR冷卻器下游的壓力的例程的流 程圖。
[0016] 圖3D示出了說明用于確定EGR冷卻器兩端的壓力差的例程的流程圖。
[0017] 圖4示出了一種示例性EGR退化確定。
【具體實施方式】
[0018] 多種方法和系統被提供用于基于EGR閥兩端的壓力差（DP)和自發動機系統（如 圖1的發動機系統）內的EGR閥的下游的壓力來確定EGR冷卻器的退化。該發動機系統可 以包括低壓（LP)EGR系統、高壓（HP)EGR系統、和/或自然吸氣式EGR系統。在LP EGR系 統中，EGR閥下游的壓力可以是壓縮機入口壓力（CIP)，并且在HP和自然吸氣式EGR系統 中，EGR閥下游的壓力可以是進氣歧管壓力（MAP)。EGR閥兩端的DP和CIP或MP (取決于 EGR系統的類型）可以基于分別來自閥上壓力差（DPOV)傳感器、以及CIP或MAP傳感器的 信號來確定，如圖2所示。控制器可以執行一種例程（如圖3A的例程）以確定和指示EGR 冷卻器退化。為了確定EGR冷卻器退化，可以如圖3B所示地確定EGR冷卻器上游的壓力， 可以如圖3C所示地確定EGR冷卻器下游的壓力，并且可以如圖3D所示地確定EGR冷卻器 兩端的壓力差的函數。在圖4示出了一種EGR冷卻器退化的示例性確定。應當指出的是， 雖然圖1和圖2示意性地描述了 LP和HP EGR系統，但是該概念可以適用于包括LP EGR系 統、HP EGR系統或自然吸氣式EGR系統之中的一個或多個系統的發動機系統。
[0019] 圖1示出了一種示例性渦輪增壓發動機系統100的示意圖，該發動機系統包括多 缸內燃發動機10和可以相同的雙級渦輪增壓器120和130。作為一個非限制性示例，發動 機系統100可以被包含作為乘用車輛推進系統的一部分。盡管在此沒有描繪，但在不背離 本發明的范圍的情況下可以使用其他發動機構型、例如帶有單一渦輪增壓器的發動機。
[0020] 發動機系統100可以至少部分地由控制器12以及由來自車輛操作者190經由輸 入裝置192的輸入而控制。在這個示例中，輸入裝置192包括加速器踏板以及用于產生比 例踏板位置信號PP的踏板位置傳感器194。控制器12可以是包括以下各項的微計算機： 微處理器單元，輸入/輸出端口，用于可執行程序和校準值的電子存儲介質（如，只讀存儲 器芯片），隨機存取存儲器，保活存儲器和數據總線。存儲介質只讀存儲器可以用計算機可 讀數據進行編程，該計算機可讀數據代表可由微處理器執行的用于執行本文所述例程的非 臨時性指令以及預期的但未具體列舉的其他變體。控制器12可以被配置成接收來自多個 傳感器165的信息并且將控制信號發送到多個致動器175 (本文描述了其多個示例）。其 他致動器（如各種額外的閥和節氣門）可以被耦接到發動機系統100的不同位置。控制器 12可以接收來自這些不同的傳感器的輸入數據、處理這些輸入數據、并且響應于這些處理 過的輸入數據基于在其中編程的對應于一個或多個例程的指令或代碼觸發這些致動器。在 此關于圖3A至圖3D描述了多個控制例程示例。
[0021] 發動機系統100可以經由進氣通道140接收進氣。如圖1所示，進氣通道140可 以包括空氣濾清器156和進氣系統（AIS)節氣門115。可以通過該控制系統經由通信地耦 合到控制器12的節氣門致動器117來調整AIS節氣門115的位置。
[0022] 至少一部分進氣可以經由以142表示的進氣通道140的第一分支被引導至渦輪 增壓器120的壓縮機122,以及至少一部分進氣可以經由以144表示的進氣通道140的第 二分支被引導至渦輪增壓器130的壓縮機132。相應地，發動機系統100包括壓縮機122 和132上游的低壓AIS系統（LP AIS) 191以及壓縮機122和132下游的高壓AIS系統（HP AIS)193〇
[0023] 曲軸箱強制通風（PCV)管道198可將曲軸箱（未示出）耦接到該進氣通道的第二 分支144,使得曲軸箱內的氣體能夠以一種可控的方式從曲軸箱排出。此外，來自燃料蒸汽 濾罐（未示出）的蒸發排放物可以通過將該燃料蒸汽濾罐耦接到進氣通道的第二分支144 的燃料蒸汽抽取管道195排出到進氣通道內。
[0024] 總進氣的第一部分可以經由壓縮機122壓縮，在壓縮機中，這部分空氣可以經由 進氣通道146供給到進氣歧管160。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，總進氣的第二部分可經由壓縮機132壓縮，在壓縮機中，這部分空氣可以 經由進氣通道148供給到進氣歧管160。因此，進氣通道144和148形成發動機的進氣系統 的第二分支。如圖1所示，來自進氣通道146和148的進氣可以在到達進氣歧管160之前 經由共同的進氣通道149被重新組合，在進氣歧管中，進氣可以被提供至發動機。在一些示 例中，進氣歧管160可以包括用于估算歧管壓力（MP)的進氣歧管壓力傳感器182和/或 用于估算歧管空氣溫度（MCT)的進氣歧管溫度傳感器183,每個傳感器均與控制器12通信。 在所描繪的示例中，進氣通道149還包括空氣冷卻器154和節氣門158。可以通過該控制系 統經由通信地耦合到控制器12的節氣門致動器157來調節節氣門158的位置。如圖所示， 節氣門158可以被布置在空氣冷卻器154下游的進氣通道149中，并且可以被配置成調節 進入發動機10的進氣流的流動。
[0025] 如圖1所示，可以將壓縮機旁通閥（CBV)152布置在CBV通道150內，并且可 以將CBV 155布置在CBV通道151內。在一個示例中，CBV 152和155可以是電子氣動 CBV(EPCBV)。CBV 152和155可以被控制成使得當發動機被增壓時能夠釋放進氣系統中的 壓力。CBV通道150的上游端部可以與壓縮機132上游的進氣通道144耦接，并且CBV通 道150的下游端部可以與壓縮機132下游的進氣通道148耦接。同樣地，CBV通道151的 上游端部可與壓縮機122上游的進氣通道142耦接，并且CBV通道151的下游端部可與壓 縮機122下游的進氣通道146耦接。取決于每個CBV的位置，由相應的壓縮機壓縮的空氣 可以被再循環進入該壓縮機上游的進氣通道中（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)。例如，CBV152可以打開以使壓縮機132上游的壓縮空氣 再循環，和/或CBV 155可以打開以使壓縮機122上游的壓縮空氣再循環，以便在選擇的狀 況期間釋放進氣系統中的壓力，以減少壓氣機喘振負載的影響。可以由該控制系統主動地 或被動地控制CBV 155和152。
[0026] 如所示出的，壓縮機入口壓力（CIP)傳感器196被布置在進氣通道142內。而且 HP AI