内燃发动机的低压废气再循环回路的泄漏检测系统技术方案

一种用于对内燃发动机的低压废气再循环回路(RL)的检测系统的泄漏/故障进行检测的方法和系统，该方法包括下述步骤：(步骤1)获取通过用于测量或估算(λ和/或NOx)的所述第三装置在排气处测量的拉姆达值(λmeasured)；(步骤2)计算所述空气/燃料比的理论值(λexp)，该理论值(λexp)是基于所述测量或估算的新鲜空气的量(mHFM)和燃料的量(mFUEL)来计算的；(步骤3)计算空气/燃料比的所述测量值与理论值之间的误差(λerr)(λmeasured‑λexp)；(步骤4)计算/估算再循环低压废气的量/流量(mEGR)；(步骤5)计算所述再循环废气的量(mEGR)与所述误差(λerr)的线性回归；以及(步骤6)当所述线性回归的角系数(b)超过预定的第一正阈值(bmax)时，发出所述低压废气再循环回路泄漏/故障的信号。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】内燃发动机的低压废气再循环回路的泄漏检测系统
本专利技术涉及配装有至少一个处于低压的废气再循环管道的内燃发动机领域，更具体地涉及所述低压EGR再循环回路的泄漏的检测系统。
技术介绍
内燃发动机的排放法规规定越来越严格的排放限制和越来越有挑战性的证实周期。保持受法规控制影响最大的污染物之一是氮氧化物(NOx)：EGR(废气再循环)系统是在大多数应用中用来减少这种污染物的系统。可能的故障包括新鲜空气会进入低压EGR管道。换句话说，引入了新鲜空气，而不是使废气再循环。因此，一方面，内燃发动机输送的动力/扭矩方面的性能得到提高，但另一方面，不再能够充分地控制/限制NOx的排放。这种类型的故障基本上可能出于两个原因：低压EGR管道的意外破裂或者驾驶员对低压EGR管道的自主开启恰好能够提高内燃发动机的性能。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提出一种系统，该系统能够监测新鲜空气是否进入/通过吸气型和增压型内燃发动机的低压EGR管道。本专利技术涉及内燃发动机的低压EGR再循环管路的泄漏检测系统。本专利技术的基本构思是计算拉姆达误差值，即计算在排气管线处测量的拉姆达与理论的拉姆达之间的误差，以计算再循环EGR的流量并计算基于所述EGR流量和拉姆达误差值的回归线，并且根据所述回归线的角系数值发出纠错信号。本专利技术还涉及实现以上系统的内燃发动机、包括上述内燃发动机的车辆或固定装置。本专利技术的另一目的是内燃发动机的低压EGR回路的泄漏检测系统。权利要求描述了本专利技术的优选变型，从而形成本说明书的一体部分。附图说明本专利技术的其他目的和优点将通过下面对本专利技术的具体实施方式(及其变型)和仅作为非限制性示例提供的附图的详细描述而变得清楚，在附图中：图1示出了实现本专利技术的系统的包括低压EGR管道的内燃发动机的示意图；图2示出了对作为本专利技术的方法的基础的两个参数的回归线的计算的示例。在附图中，相同的附图标记和字母指的是同一元件或部件。在本说明书中，术语“第二”部件并不意味着存在“第一”部件。实际上这些术语的使用仅出于清楚的目的而并不意在作为限制。具体实施方式参照图1，具有任意数目的气缸例如4个或6个气缸的内燃发动机E——优选地是柴油循环机——配装有进气歧管IP，进气歧管IP连接至涡轮增压器组TC的压缩机C的输出口。所述压缩机C的进气口通过管道FC连接至抽吸过滤器箱F。管道RL连接低压排气管线的一位置——即该位置大致处于环境压力——与位于低压抽吸过滤器F下游的抽吸管线的一位置，即该位置大致处于环境压力。在抽吸过滤器箱F与管道RL和管道FC之间的连接点之间设置有通常存在于内燃发动机上的空气质量计量装置HFM。如下面将更清楚的，涡轮压缩机组的存在是可选的。同一组TC的涡轮机T具有与排气歧管EP连接的输入口以及与废气的后处理系统ATS(DPF、NCI)连接的输出口。就增压发动机而言，低压EGR的管道RL连接在涡轮机T的输出口或废气处理系统(ATS)的一个或更多个部件与压缩机C的输入口之间。在此管道RL的任意位置处布置有阀ELV，例如在到管道FC中的出口位置处布置有阀ELV，以调节要被再循环的废气的量。因此，出于本专利技术的目的，低压EGR管道也被理解为吸气式发动机的单个EGR管，吸气式发动机没有增压器组TC。在上下文中，低压概念对于以下事实是清楚的：废气的排出几乎在环境压力下操作，或者在(最终)可能的涡轮机T的下游(根据废气的排出)的任何情况下操作。内燃发动机——如果是增压的——可以可选地配装有高压EHEGR管道，高压EHEGR管道连接在排气歧管EP与进气歧管IP之间，因此，高压EHEGR管道连接在涡轮机T的入口的上游与压缩机C的输出口的下游之间。在图1中，低压管道RL示出为通过标有标注的AF锁定件的添加而被截断，标注理想地表示低压EGR管道RL的气密性损失，低压EGR管道RL的气密性损失允许新鲜空气穿过EGR的低压阀ELV进入发动机E。这种新鲜空气不被空气质量计量装置HFM计算。如下面将阐明的，新鲜空气的入口也可以沿着管道FC设置在空气质量计量装置HFM与压缩机C——如果有的话——的输入口之间，或者在发动机没有配备有任何压缩机的情况下，新鲜空气的入口也可以设置在空气质量计量装置HFM下游的任何位置处。发动机E还配备有燃料喷射系统IS，燃料喷射系统IS包括测量或估算喷射到气缸中的燃料量的装置。此外，发动机在排气管线上配备有至少一个拉姆达(λ)传感器或NOx传感器，通过所述至少一个拉姆达(λ)传感器或NOx传感器可以测量或估算给送到内燃发动机E中的空气(新鲜空气)与燃料之间的关系。图1示出了多个拉姆达传感器，假定在示出的应用示例中，拉姆达传感器布置在发动机的排气管线上，即沿着ATS布置。出于本专利技术的目的，至少一个拉姆达和/或NOx传感器足以实现本专利技术。应当指出的是，符号λ(拉姆达)表示拉姆达或NOx传感器自身。根据本专利技术，步骤1为例如通过所述拉姆达和/或NOx传感器在排气处获取拉姆达值。此外，在步骤2中，通过用于测量或估算吸入的新鲜空气量和喷射的燃料量的装置来计算拉姆达λexp的理论值：STK是可变系数，柴油通常为14.6，生物柴油通常为13.5，乙醇通常为10.1，甲烷通常为17.4。随后，在步骤3中，估算由所述传感器λ和/或NOx在排气管线上测量的拉姆达λmeasured与理论的拉姆达λexp之间的误差；λerr＝λmeasured-λexp在现有技术中，λexp的小于10％的较小值可以认为是能够接受的。然而，本专利技术必须被认为是扩展到要求更严格的操作公差或允许更宽的操作公差的发动机的更一般情况。在步骤4中，计算再循环低压EGR的流量可以以任何方式计算或估算低压EGR流量当没有提供同时进行的高压再循环时，用于计算低压EGR流量的优选方法涉及下述步骤：从进入发动机的总进气量中减去通过所述空气质量计量装置HFM在吸气处测量的新鲜空气的流量其中进入发动机的总进气量是在所述进气管线中、优选地在进气歧管IP处测量的温度、压力、排量和发动机转数的函数。US2012138027的段落[0034]和[0035]中给出了这种估算的示例。相反，当提供了同时进行的高压再循环时，用于计算低压EGR流量的优选方法提供了下述步骤：从进入发动机的总进气量中减去适当估算的高压EGR流量和通过所述空气质量计量装置HFM在进气处测量的空气新鲜的流量其中进入发动机的总进气量是在所述进气管线中、优选地在进气歧管IP处测量的温度、压力、排量和发动机转数。例如，可以基于EGR高压阀的开度来进行高压EGR流量的估算，优选地，将EGR阀建模为流出再循环气体的喷嘴以计算出流出的面积值，从而根据流动形态校正再循环气体的流量。EP2728150给出了这种技术的示例。一旦计算出λerr和就在步骤5中，通过计算出回归线来计算所述误差λerr与低压EGR流量之间的相关性。优选地，对于回归线的计算，使用拉姆达误差λerr的绝对值，从而确保低压EGR回路中的压力或负压情形具有符号相反但绝对值相同的拉姆达误差值。回归线的示例在图2中示出。在步骤6中，如果回归线的角系数b的绝对值大于第一预定正阈值bmax，则发出低压EGR回路的泄漏/故障的信号。优选地，这种阈值bmax设定为0.01h/kg。前述回归线的系数为：其中X是Y本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内燃发动机的低压废气再循环回路(RL)的泄漏/故障检测系统，所述内燃发动机包括：‑进气管线(IL)和排气管线(EL)，‑第一装置(HFM)，所述第一装置(HFM)用于测量或估算流入所述进气管线(IL)中的新鲜空气的量

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.04 IT TO2014A0010131.一种内燃发动机的低压废气再循环回路(RL)的泄漏/故障检测系统，所述内燃发动机包括：-进气管线(IL)和排气管线(EL)，-第一装置(HFM)，所述第一装置(HFM)用于测量或估算流入所述进气管线(IL)中的新鲜空气的量-第二装置，所述第二装置用于测量或估算喷射到所述发动机(E)中的燃料的量-第三装置，所述第三装置用于在所述排气管线上测量或估算(λ和/或NOx)，所述第三装置适于提供供给至所述内燃发动机(E)的空气/燃料比的测量值(λmeasured)，所述系统包括处理器装置(ECU)，所述处理器装置(ECU)配置成与用于测量或估算(λmeasured)的所述第一装置、所述第二装置和所述第三装置相连接并且执行下述步骤：-(步骤1)获取通过用于测量或估算(λ和/或NOx)的所述第三装置在排气处测量的拉姆达值(λmeasured)，-(步骤2)计算所述空气/燃料比的理论值(λexp)，所述理论值(λexp)基于所测量或估算的所述新鲜空气的量和所述燃料的量来计算，-(步骤3)计算所述空气/燃料比的所述测量值与所述理论值之间的误差(λerr)(λmeasured-λexp)，-(步骤4)计算/估算再循环低压废气的量/流量-(步骤5)计算所述再循环废气的量与所述误差(λerr)的线性回归，-(步骤6)当所述线性回归的角系数(b)超过预定的第一正阈值(bmax)时，发出所述低压废气再循环回路存在泄漏/故障的信号。2.根据权利要求1所述的系统，其中，在不存在同时进行的高压再循环的情况下，所述再循环低压废气的流量由所述处理器装置(ECU)通过从进入所述内燃发动机的总进气量中减去流入所述进气管线(IL)中的所述新鲜空气的量来计算，其中，进入所述内燃发动机的所述总进气量是在所述进气管线(IL)中测量的温度、压力、排量和发动机转数的函数。3.根据权利要求2所述的系统，其中，如果执行同时进行的高压再循环，则所述再循环低压废气的流量由所述处理器装置(ECU)通过从进入所述内燃发动机的总进气量中减去再循环高压废气的流量和流入所述进气管线(IL)中的新鲜空气的量来计算，其中，进入所述内燃发动机的所述总进气量是在所述进气管线(IL)中测量的温度、压力、排量和发动机转数的函数。4.根据权利要求1至3中的任一项所述的系统，还包括用于监测用于测量或估算(λmeasured)的所述装置的效率状态的装置，并且其中，所述处理器装置还配置成在至少检测到用于测量或估算的所述装置中的一者上的一个错误时至少禁止发出信号的所述步骤(步骤6)的执行。5.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其中，所述处理器装置还配置成执行下述检查中的至少一者：-(CH2)检查从最后一次发动机起动开始以及所述方法的执行期间再循环低压废气的总质量(M_EGR)是否大于第三预定阈值(M_EGR_min)；-(CH3)检查所述再循环低压废气的量的均方差是否大于第四预定阈值并且所述处理器装置配置成在所述检查(CH2、CH3)中的至少一个所述检查不满足时禁止发出信号的所述步骤(步骤6)的执行。6.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其中，所述处理器装置还配置成执行下述步骤：检查所述低压废气再循环的流量与拉姆达误差(λerr)之间的皮尔逊相关指数(R2)是否大于第二预定最小阈值(R_m...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗朗切斯科·德伦托，法比奥·奥代洛，乌戈·波齐，
申请(专利权)人：FPT工业股份公司，
类型：发明
国别省市：意大利,IT