[發(fā)明專利]用于排氣熱交換器診斷的方法和系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710968626.5
• 申請(qǐng)日: 2017-10-18
• 公開（公告）號(hào): CN107956587B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: K·E·貝文;R·D·普斯弗;M·J·尤瑞奇;J·N·阿勒瑞
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 福特環(huán)球技術(shù)公司
• 主分類號(hào): F02D41/22
• 分類號(hào): F02D41/22;F02D9/04;F02D21/08;F02D41/00;F02M26/22;F01N11/00
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 徐東升;趙蓉民

本申請(qǐng)涉及用于排氣熱交換器診斷的方法和系統(tǒng)。提供了用于對(duì)排氣熱交換系統(tǒng)的多個(gè)部件進(jìn)行車載診斷的方法和系統(tǒng)。在一個(gè)示例中，基于在熱交換器上游估計(jì)的第一溫度、在熱交換器下游估計(jì)的第二溫度、冷卻劑溫度以及在熱交換器上游估計(jì)的壓力檢測(cè)熱交換器和流體地耦接到熱交換器的冷卻劑系統(tǒng)中的一個(gè)或多個(gè)的劣化。此外，可以基于耦接到轉(zhuǎn)向閥的位置傳感器的輸入檢測(cè)熱交換系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向閥的劣化。

技術(shù)領(lǐng)域

本說明書整體涉及用于排氣熱交換系統(tǒng)的部件的車載診斷的方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

發(fā)動(dòng)機(jī)可以配置有用于從排氣中回收熱的排氣熱回收系統(tǒng)。排氣熱可以用于加熱發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑，其可以向發(fā)動(dòng)機(jī)提供熱并且還使乘客艙溫暖，從而改善發(fā)動(dòng)機(jī)和燃料效率。另外，排氣可以經(jīng)由EGR系統(tǒng)再循環(huán)到進(jìn)氣歧管，并用于減少排氣NOx排放。排氣再循環(huán)(EGR)冷卻器可以耦接到EGR系統(tǒng)，以在再循環(huán)的排氣被遞送到進(jìn)氣歧管之前使再循環(huán)的排氣的溫度降低。組合的熱交換系統(tǒng)可以用于排氣熱回收和EGR冷卻兩者。可能需要定期或適時(shí)地執(zhí)行診斷程序來監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的不同部件。

提供了用于排氣熱交換器和EGR冷卻器的診斷的各種方法。在一個(gè)示例中，如US6,848,434所示，Li等人公開了一種用于診斷耦接到EGR遞送通道的EGR冷卻器的方法。基于包括排氣溫度、EGR冷卻器出口溫度和發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑溫度的因素計(jì)算EGR冷卻器的有效性因素。將有效性因素與閾值進(jìn)行比較，如果有效性因素低于閾值，則確定EGR冷卻器的故障。閾值可以基于通過遞送通道的EGR流率。

然而，本發(fā)明人在此已經(jīng)認(rèn)識(shí)到了上述方法的潛在問題。作為一個(gè)示例，在具有組合的熱交換系統(tǒng)的實(shí)施例中，其中公共熱交換器用于排氣熱回收和EGR冷卻兩者，不可以使用單一有效性因素可靠地檢測(cè)EGR冷卻器功能的劣化。具體地，可能難以將組合的熱交換系統(tǒng)的EGR冷卻功能的問題與排氣熱回收功能的問題區(qū)分開來。另外，由于存在允許EGR功能和排氣熱回收功能的不同組合的多個(gè)閥，可能難以從與熱交換器相關(guān)聯(lián)的問題或從與使冷卻劑循環(huán)通過熱交換器的冷卻劑管線相關(guān)聯(lián)的問題分析出與閥相關(guān)聯(lián)的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明人在此已經(jīng)確定了一種可以至少部分地解決上述問題的方法。一個(gè)示例方法包括：指示將排氣從排氣催化劑的下游經(jīng)由轉(zhuǎn)向閥轉(zhuǎn)向到排氣旁路中的熱交換器中的熱交換系統(tǒng)的劣化，該指示基于在熱交換器上游估計(jì)的第一排氣溫度和排氣壓力、在熱交換器下游估計(jì)的第二排氣溫度、以及循環(huán)通過熱交換器的冷卻劑的溫度中的每一個(gè)。以這種方式，通過使用多個(gè)溫度傳感器、壓力傳感器和轉(zhuǎn)向閥位置傳感器，可以可靠地診斷排氣熱交換系統(tǒng)的每個(gè)部件。

在一個(gè)示例中，發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)可以配置有用于EGR冷卻和排氣熱回收的單個(gè)熱交換器。熱交換器可以定位在平行于主排氣通道設(shè)置的排氣旁通通道中，并且耦接到主排氣通道的轉(zhuǎn)向閥可用于允許(enable)排氣轉(zhuǎn)向到旁通通道中或引導(dǎo)通過主通道進(jìn)入尾管。包括EGR閥的EGR遞送通道可以耦接到熱交換器下游的旁通通道。一個(gè)或多個(gè)溫度傳感器和壓力傳感器可以耦接到熱交換器的上游和下游的旁通通道。此外，溫度傳感器可以容納在流體地耦接到熱交換器的冷卻劑系統(tǒng)的流出冷卻劑管線中。熱交換器系統(tǒng)可以通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)向閥和EGR閥的位置而以多種模式操作，并且基于操作模式，來自溫度傳感器和壓力傳感器中的每一個(gè)的輸入可以周期地或適時(shí)地用于診斷熱交換系統(tǒng)的部件。作為一個(gè)示例，在僅執(zhí)行排氣熱回收的操作模式期間，高于熱交換器上游的閾值壓力的存在可用于推斷熱交換器的劣化(諸如由于堵塞)。在同一模式期間，冷卻劑溫度的下降可用于推斷冷卻劑系統(tǒng)的劣化(諸如由于冷卻劑管線堵塞)。作為另一示例，在正在執(zhí)行排氣熱回收和EGR遞送兩者的操作模式期間，低于閾值的冷卻劑溫度可用于推斷作為EGR冷卻器的熱交換器的劣化。在僅排氣熱回收模式期間施加的閾值可與在組合的排氣熱回收和EGR遞送模式期間施加的閾值不同。在每個(gè)模式中，來自耦接到轉(zhuǎn)向閥的位置傳感器的輸入和來自溫度傳感器和壓力傳感器的輸入一起可以用于推斷轉(zhuǎn)向閥的劣化。另外，在排氣不經(jīng)由旁通通道引導(dǎo)的操作模式期間，可以基于熱交換器上游的排氣溫度基本上等于熱交換器下游的排氣溫度以及排氣壓力基本上等于大氣壓力來診斷各種溫度傳感器和壓力傳感器。