废气再循环系统的低效率指示期间的旁通致动检测

摘要

一种执行旁通致动检测的系统和方法，其包括在车辆的废气再循环(EGR)系统内交替地控制旁通阀，以将气体的流引导通过EGR系统内的冷却器模块或旁通模块。该方法还包括确定将气体引导到EGR系统中的EGR阀的位置，以及基于EGR阀的位置来验证旁通阀的操作。

权利要求

1.一种执行旁通致动检测的方法，所述方法包括：

在车辆的废气再循环系统内交替地控制旁通阀，以将气体的流分别引导通过所述废气再循环系统内的冷却器模块、旁通模块；

确定废气再循环阀的位置，所述废气再循环阀将所述气体引导到所述废气再循环系统中；以及基于所述废气再循环阀的位置验证所述旁通阀的操作，其中，所述验证包括确定所述废气再循环阀的位置是否指示所述废气再循环阀在所述气体的流通过所述冷却器模块时比在所述气体的流通过所述旁通模块时更为打开。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述废气再循环阀的位置包括使用位置传感器。

3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括在验证所述旁通阀的操作之前确定所述冷却器模块的效率低于阈值数值。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，确定所述冷却器模块的效率低于所述阈值数值包括控制所述旁通阀以将所述气体的流引导通过所述冷却器模块，以及确定在所述废气再循环系统的输入处和在所述冷却器模块的输出处的气体的温度。

5.根据权利要求3所述的方法，进一步包括基于指示所述旁通阀的操作正确的验证而发出所述冷却器模块的效率低于所述阈值数值的信息，或者基于指示所述旁通阀的操作并不正确的验证而发出所述旁通阀的操作并不正确的信息。

6.一种执行旁通致动检测的系统，所述系统包括：

废气再循环阀，所述废气再循环阀将气体引导到车辆的废气再循环系统中；

旁通阀，所述旁通阀在所述废气再循环系统内；以及

控制器，所述控制器构造成交替地控制所述旁通阀，以将所述气体的流分别引导通过所述废气再循环系统内的冷却器模块、旁通模块，针对所述旁通阀中控制的每次改变确定所述废气再循环阀的位置，以及基于所述废气再循环阀的位置来验证所述旁通阀的操作；

进一步包括位置传感器，所述位置传感器联接于所述废气再循环阀以提供所述废气再循环阀的位置，其中，所述控制器进一步构造成确定所述废气再循环阀的位置是否指示所述废气再循环阀在所述气体的流通过所述冷却器模块时比在所述气体的流通过所述旁通模块时更为打开。

7.根据权利要求6所述的执行旁通致动检测的系统，其中，所述控制器进一步构造成在验证所述旁通阀的操作之前确定所述冷却器模块的效率低于阈值数值，且所述控制器进一步构造成基于控制所述旁通阀以将所述气体的流引导通过所述冷却器模块来确定所述冷却器模块的效率低于所述阈值数值，且确定在所述废气再循环系统的输入处和在所述冷却器模块的输出处的气体的温度。

8.根据权利要求7所述的执行旁通致动检测的系统，其中，所述控制器进一步构造成基于验证所述旁通阀的操作正确而发出所述冷却器模块的效率低于所述阈值数值的信息，或者基于验证所述旁通阀的操作并不正确的验证而发出所述旁通阀的操作并不正确的信息。

说明书

废气再循环系统的低效率指示期间的旁通致动检测

[0001] 引言

[0002] 本发明涉及一种废气再循环(EGR)系统的低效率指示期间的旁通致动检测。

[0003] 例如，在诸如柴油发动机的内燃机中，EGR系统可用于还原氮氧化物(NOx)排放物。许多车辆(例如，汽车、卡车、建筑设备、农用设备)使用内燃机。EGR系统使得发动机废气的一部分返回再循环至发动机汽缸，稀释进入的空气流中的氧气并且提供对于燃烧惰性的气体，以用作对于燃烧热量的吸收剂。这减小汽缸内温度的峰值，而产生NOx则需要这些汽缸内温度连同高汽缸压力一起。EGR系统可具有两种不同的路径，一种是通过冷却器模块而一种是通过旁通模块，以使得通过EGR系统的气体有时除了再循环以外也冷却。随着时间的推移，在EGR系统变得被烟雾堵塞时，冷却器模块的效率降低，以使得通过EGR冷却器模块的气体的温度降低减小。当这发生时，通常用于辨别气体遵循通过EGR冷却器模块还是EGR旁通模块的路径的温度差异较不有效。因此，在EGR系统的低效率指示期间需要旁通致动检测。

发明内容

[0004] 在一个示例性实施例中，一种执行旁通致动检测的方法包括在车辆的废气再循环(EGR)系统内交替地控制旁通阀，以将气体的流引导通过EGR系统内的冷却器模块或旁通模块。该方法还包括确定将气体引导到EGR系统中的EGR阀的位置，以及基于EGR阀的位置来验证旁通阀的操作。

[0005] 除了这里描述的一个或多个特征以外，确定EGR阀的位置包括使用位置传感器。

[0006] 除了这里描述的一个或多个特征以外，验证包括确定EGR阀的位置是否指示EGR阀在流通过冷却器模块时比在流通过旁通模块时更为打开。

[0007] 除了这里描述的一个或多个特征以外，该方法包括在验证旁通阀的操作之前确定冷却器模块的效率低于阈值数值。

[0008] 除了这里描述的一个或多个特征以外，确定冷却器模块的效率低于阈值数值包括控制旁通阀，以将气体的流引导通过冷却器模块。

[0009] 除了这里描述的一个或多个特征以外，确定冷却器模块的效率低于阈值数值进一步包括确定气体在EGR系统的输入处和在冷却器模块的输出处的温度。

[0010] 除了这里描述的一个或多个特征以外，该方法包括基于指示旁通阀的操作正确的验证而发出冷却器模块的效率低于阈值数值的信息。

[0011] 除了这里描述的一个或多个特征以外，该方法包括基于指示旁通阀的操作不正确的验证而发出旁通阀操作不正确的信息。

[0012] 在另一示例性实施例中，执行旁通致动检测的系统包括EGR阀，该EGR阀将气体引导到车辆的废气再循环(EGR)系统中。该系统还包括旁通阀和控制器，该旁通阀在EGR系统内，且该控制器用于交替地控制旁通阀，以引导气体的流通过EGR系统内的冷却器模块或旁通模块，针对旁通阀中控制的每次改变确定EGR阀的位置，以及基于EGR阀的位置来验证旁通阀的操作。

[0013] 除了这里描述的一个或多个特征以外，位置传感器联接于EGR阀，以提供EGR阀的位置。

[0014] 除了这里描述的一个或多个特征以外，控制器构造成确定EGR阀的位置是否指示EGR阀在气体的流通过冷却器模块时比在气体的流通过旁通模块时更为打开。

[0015] 除了这里描述的一个或多个特征以外，该控制器确定在验证旁通阀的操作之前冷却器模块的效率低于阈值数值。

[0016] 除了这里描述的一个或多个特征以外，控制器基于控制旁通阀以将气体的流引导通过冷却器模块来确定冷却器模块的效率低于阈值数值。

[0017] 除了这里描述的一个或多个特征以外，控制器确定气体在EGR系统的输入处和在冷却器模块的输出处的温度，以确定冷却器模块的效率低于阈值数值。

[0018] 除了这里描述的一个或多个特征以外，控制器基于验证旁通阀的操作正确而发出冷却器模块的效率低于阈值数值的信息。

[0019] 除了这里描述的一个或多个特征以外，控制器基于验证旁通阀的操作不正确而发出旁通阀操作不正确的信息。

[0020] 除了这里描述的一个或多个特征以外，EGR阀包括直流(dc)电机。

[0021] 除了这里描述的一个或多个特征以外，旁通阀是气动阀。

[0022] 除了这里描述的一个或多个特征以外，控制器是电子控制单元(ECU)，该电子控制单元控制车辆的各个操作。

[0023] 除了这里描述的一个或多个特征以外，控制器包括电子控制单元(ECU)和处理电路，该电子控制单元控制车辆的各个操作，该处理电路联接于ECU。

[0024] 当结合附图时，从以下具体实施方式中，本发明的上述特征和优点以及其它特征和优点会变得显而易见。

附图说明

[0025] 仅仅借助示例，其它特征、优点以及细节仅仅出现在以下具体实施方式中，该具体实施方式参照附图，附图中：

[0026] 图1是具有根据一个或多个实施例的联接于内燃机的废气再循环(EGR)系统的车辆的框图；

[0027] 图2详示根据一个或多个实施例的图1中示出的EGR系统；以及

[0028] 图3示出根据一个或多个实施例的在EGR系统的低效率指示期间执行旁通致动检测的方法的过程流。

具体实施方式

[0029] 以下描述在本质上仅仅是示例性的，且并不旨在限制本发明、其应用或使用。应理解的是，在整个附图中，对应的附图标记指示类似或对应的部件和特征。

[0030] 如前所述，内燃机的EGR系统通过降低汽缸中的峰值温度来还原NOx排放物。EGR系统通过将发动机废气的一部分重新引导返回至发动机汽缸来实现此种温度降低。还注意到的是，EGR系统可具有经由冷却器模块进一步冷却废气的路径，以及经由旁通模块(例如，管)简单地转移废气的路径。EGR系统的每个路径在不同情形下可能是较佳的，且在某些状况下，须避免冷却器模块。例如，在低负载状况中或者当气体温度低于特定数值时，旁通模块路径可能是较佳的。此外，当冷却剂温度低于特定数值时，将气体引导通过冷却器可导致不期望的碳氢化合物冷凝，以使得旁通模块路径是较佳的。致动旁通阀，以在给定时刻控制由EGR系统中废气所采取的路径。通常，此种旁通阀并不包括位置传感器，该位置传感器便于阀操作的验证。

[0031] 须监控EGR系统的冷却器模块的效率，以使得当冷却器不再如同其应该那样起作用时，可更换或维修该冷却器。当将冷却效率评估为低于所限定阈值时，可发出诊断故障码(DTC)。通常，进入EGR系统的气体的温度和离开EGR系统的冷却器模块的气体的温度之间的差异用于评估冷却效率。当温度差异指示效率处于或高于特定阈值时，验证旁通阀的功能。这是由于旁通模块无法实现由针对冷却器模块的阈值所规定的冷却效率。因此，当控制旁通阀来将气体的流引导通过冷却器模块且冷却器模块的输出处的温度根据特定效率充分地下降时，则旁通阀必须已将气体引导通过(充分有效的)冷却器模块而非通过旁通模块。

[0032] 然而，当温度差异指示效率低于特定阈值时，旁通阀的正确起作用受到质疑。这是因为，当旁通阀并未正确地起作用时，即使控制旁通阀以将流引导通过冷却器模块，气体仍可流动通过旁通模块。在此种情形中，即使气体实际上并不流动通过冷却器模块，冷却器模块的输出处的气体的温度仍会错误地指示低效的冷却器操作。也就是说，在EGR冷却器的低效操作期间，在EGR冷却器和EGR旁通效率中可能存在重叠，以使得离开EGR系统的气体的温度并不指示通过EGR系统采取哪个路径。因此，验证旁通阀的合适功能便于效率确定的验证。由于旁通阀并不包括襟翼位置传感器或者指示阀操作的其它直接装置且无法依赖于温度差异来指示流动路径，因而须以其它方式来验证旁通阀操作。

[0033] 这里详述的系统和方法的实施例涉及在EGR冷却器的低效率指示期间的旁通致动检测。确切地说，当针对冷却器模块指示低于特定阈值的效率时，压力差异而非温度差异用于确定气体会采取哪个路径，例如进一步详述的那样。通过确保仅仅当气体实际上流动通过冷却器模块时发出指示低效冷却器操作的DTC，可避免冷却器模块的不必要维修或更换。

[0034] 根据示例性实施例，图1是具有联接于内燃机120的EGR系统110的车辆100的框图。图1中示出的车辆100是汽车101。车辆100示作具有处理电路130和电子控制单元(ECU)140。
出于解释旁通致动检测的目的，单独地示出并且讨论处理电路130。然而，处理电路130可以是车辆100的其它系统的一部分或者联接于车辆的其它系统。例如，处理电路130可以是EGR系统110的一部分或者可联接于EGR系统110和各个传感器，这些传感器在图2的讨论中作为EGR系统110的一部分进行讨论。处理电路可替代地是ECU 140的一部分或者可联接于ECU 
140，以获得关于EGR系统110的各部件的信息并且提供关于旁通致动的信息。除了控制各个车辆操作以外，ECU 140控制EGR系统110的EGR阀230(图2)和旁通阀240(图2)。处理电路130和ECU 140可包括专用集成电路(ASIC)、电子电路、处理器(共享、专用或集群)以及执行一个或多个软件或固件程序的存储器、组合逻辑电路和/或提供所描述功能性的其它合适部件。

[0035] 图2详示根据一个或多个实施例的图1中示出的EGR系统110。EGR系统110包括冷却器模块210和旁通模块205。冷却器模块210是已知的冷却器。根据示例性实施例，冷却器模块210按照传导热交换的原理操作。冷却器模块210中的气体将热量耗散至冷却剂(例如，水和乙二醇)。旁通模块205可例如简单地是管。EGR阀230用于控制进入EGR系统110的气体流。EGR阀230可由直流(dc)电机致动。这样，EGR阀230打开的程度基于EGR系统110内的压力差异，例如进一步详述的那样。位置传感器235用于确定EGR阀230打开程度有多大。EGR阀230可由ECU 140控制。除了控制EGR阀230的已知方式以外，此种控制可受到来自处理电路130的信息(例如，针对冷却器模块210的效率确定)所影响。

[0036] 旁通阀240用于控制在EGR系统110内的气体流是通过冷却器模块210还是通过旁通模块205。旁通阀240可以是气动阀，该气动阀基于来自处理电路130的信息(例如，冷却器模块210的效率)或者其它信息(例如，负载水平)而由ECU 140控制为处于两个位置之一。

[0037] 已知的温度传感器220-1、220-2b、220-2c(通常称为220)用于测量EGR系统110的不同部分处的废气的温度。温度传感器220-1测量废气在其进入EGR阀230时的温度T1。温度传感器220-2b测量在旁通模块205的输出处的废气的温度T2b，且温度传感器220-2c测量在冷却器模块210的输出处的废气的温度T2c。在替代的实施例中，一个温度传感器220可测量在EGR系统110的输出处的气体的温度，而不管气体是通过冷却器模块210还是旁通模块205。

[0038] 当EGR阀230设定为将废气引导到EGR系统110中且旁通阀240设定为将废气引导到冷却器模块210中时，温度T1和T2c用于确定冷却器模块210的效率。当将效率确定为处于或高于阈值数值时，则旁通阀240实际上将废气传送通过冷却器模块210的功能不成问题。这是因为，如果废气替代地通过旁通模块205的话，则使得T2c的数值足够低以至效率处于或高于所需的阈值水平所要求的废气的温度下降是不可能的。此外，当气体流动通过冷却器模块210时，T2c比T2b低得多，且冷却器模块210的效率充分高。

[0039] 另一方面，如果将效率确定为低于阈值数值，则对于确保不采取不必要的动作而言，验证旁通阀240的功能是重要的。例如，低于冷却器模块210的阈值效率会导致EGR阀230将气体转移，而使得该气体不会流入到EGR系统110中。作为另一示例，可发出DTC以触发冷却器模块210的维修或更换。为了防止不必要地采取这些动作，须验证旁通阀240的功能性。

[0040] 如果将旁通阀240设定为控制气体的流通过冷却器模块210且将效率确定为低于阈值数值，则T2c和T2b可几乎是相同的。然而，在冷却器模块210和旁通模块205的输出处的温度的类似性可意指两个不同状况之一。T2c和T2b中的类似性意指气体的流如同其应该那样事实上通过冷却器模块210，且冷却器模块210的效率事实上低于特定阈值。另一方面，T2c和T2b中的类似性可意指气体的流通过旁通模块205，即使根据旁通阀240的设定，气体的流应已通过冷却器模块210。因此，冷却器模块210根本不具有冷却气体并且降低T2c的机会。

[0041] 按照两种状况的描述指示，温度T2b和T2c并不有助于确定发生了哪种状况。而是，即使并不使用且并不需要压力传感器，仍使用压力差异来验证旁通阀240的功能。当冷却器模块210的效率处于或高于阈值数值时，压力差异(从旁通阀240至冷却器模块210的输出(ΔPc)或者从旁通阀240至旁通模块205的输出(ΔPb))几乎是相同的，或者ΔPb略高于ΔPc。然而，当冷却器模块210的效率下降至低于阈值时，ΔPc增大至比ΔPb高得多的数值。于是，比起通过旁通模块205，当流通过(低效的)冷却器模块210时，EGR阀230更为打开。EGR阀230的开度中的此种差异(例如由位置传感器235所确定)可用于验证旁通阀240的功能。

[0042] 图3示出根据一个或多个实施例的在EGR系统110的低效率指示期间执行旁通致动检测的方法的过程流。在框310处，控制EGR阀230以将气体的流引导通过EGR系统110包含ECU 140，可包括该ECU或者该ECU可联接于处理电路130。在框320处，控制旁通阀240以引导流通过冷却器模块210包含ECU 140，该ECU设定气动阀。在框330处，确定冷却器模块210的效率是指分别使用温度传感器220-1和220-2c来检查气体在其进入EGR系统110时气体的温度T1和在冷却器模块210的输出处的气体的温度T2c。根据示例性实施例，该效率可由处理电路130确定，该处理电路在ECU 140内或者联接于ECU。

[0043] 在框340处，由处理电路130来判定冷却器模块210的效率是否低于所建立的阈值。如果效率并不低于阈值，则在框345处恢复正常操作。如果在框340处确定效率低于阈值，则须根据框350和360处的过程来验证旁通阀240的正确操作，这些过程如图所示迭代地执行。
可通过ECU 140与处理电路130相组合地预先限定并且控制重复框350和360处过程的次数。

[0044] 在框350处，旁通阀240的交替控制是指改变由旁通阀240所确定的气体流的方向。例如，由于当做出效率判定时气体流一开始流向冷却器模块210，因而框350处过程的第一次迭代可包含改变旁通阀240的位置，以替代地将流控制为通过旁通模块205。框350处过程的下个迭代会包含改变回旁通阀240的位置，以将气体的流引导通过冷却器模块210。

[0045] 在框350处，每当气体的流在通过冷却器模块210的路径和通过旁通模块205的路径之间改变，就执行框360处的过程。在框360处，基于EGR阀230的位置验证旁通阀240的操作是指使用位置传感器235。当旁通阀240应将流引导通过冷却器模块210时，位置传感器235会指示EGR阀230与当旁通阀240应将流引导通过旁通模块205时相比更为打开。这是因为通过冷却器模块210和旁通模块205的路径的压力下降中的前述差异所引起的。

[0046] 当在360处验证旁通阀240的操作时，在框370处采取动作可包括发出DTC，以指示冷却器模块210的效率下降。当在框360处发现旁通阀240并不正确地操作时，则在框370处采取动作可包括发出DTC，以指示旁通阀240故障。

[0047] 虽然上文公开已参照示例性实施例进行了描述，但本领域技术人员会理解的是，可做出各种改变且等同物可替代其元件，而不会偏离本发明的范围。此外，可做出许多修改以使得特定情况或材料适应于本发明的教示，而不会偏离本发明的基本范围。因此，本发明并不旨在限制于所公开的特定实施例，而是会包括落在本发明范围内的所有实施例。