阅读说明：本技术 用于监测发动机的排放气体再循环系统的泄漏的方法 (Method for monitoring leakage of exhaust gas recirculation system of engine ) 是由 具本昌 于 2018-11-14 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种用于监测发动机的排放气体再循环系统的泄漏的方法,所述方法包括如下步骤：通过控制器确定发动机是否处于排放气体再循环系统不工作的空转状态；基于吸入连接至发动机的进气歧管中的气体的预测压力和当发动机处于空转状态时吸入进气歧管中的气体的测量压力通过控制器确定排放气体再循环系统是否发生小的流量泄漏；以及当测量压力大于预测压力时通过控制器确定排放气体再循环系统发生泄漏。(The invention relates to a method for monitoring leakage of an exhaust gas recirculation system of an engine, comprising the steps of: determining, by a controller, whether the engine is in an idle state in which an exhaust gas recirculation system is not in operation; determining, by a controller, whether a small flow leakage occurs in an exhaust gas recirculation system based on a predicted pressure of gas drawn into an intake manifold connected to an engine and a measured pressure of gas drawn into the intake manifold when the engine is in an idle state; and determining, by the controller, that a leak in the exhaust gas recirculation system occurs when the measured pressure is greater than the predicted pressure.)

用于监测发动机的排放气体再循环系统的泄漏的方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年7月11日在韩国知识产权局所提出的韩国专利申请第10-2018-0080381号的优先权和权益，并通过引用将其全文纳入本文。

技术领域

本发明涉及一种车辆，更特别地，涉及一种用于监测车辆发动机的排放气体再循环系统的泄漏的方法

背景技术

柴油车通常包括排放气体再循环(EGR)装置，其用于减少通过所使用的车辆发动机的驱动而产生的排放气体之中的氮氧化物(NOx)。

通常，EGR装置安装于将EGR阀连接至排气歧管和进气歧管的管道的中间位置处，而EGR量由EGR阀的开度来决定。

当在EGR装置中发生泄漏的时候，排放气体排出量增加，发生发动机空转不稳定，并且车辆的整体驾驶性能变差。因此，调节EGR装置的泄漏诊断。

通常，发动机的排放气体包含大量有害成分，例如CO、HC以及氮化物(NOx)。当发动机的燃烧温度提高时，NOx的量增加。因此，为了减少排放气体中的NOx的量，必须降低发动机的燃烧温度。

当在发动机的燃烧室中燃空混合气的密度高的状态下增大火花塞处点燃的火焰的传播速度时，可能产生瞬时高温热量，而提高发动机的燃烧温度。

排放气体再循环(EGR)方法可以通过将一部分排放气体包含在燃空混合气中而将一部分排放气体引入燃烧室，从而在不改变燃空混合气中的空燃比的情况下降低燃空混合气的密度。因此，排放气体再循环方法可以降低发动机的燃烧温度以减少排放气体中的NOx的量。

排放气体再循环方法不仅用于减少排放气体中的NOx的量，还用于提高发动机的燃料经济性。通过使用排放气体再循环方法，可以降低燃烧室的温度以减少NOx的量，同时，可以提前发动机的点火正时从而避开爆震发生区域。因此，可以提高发动机的输出，并可以提高车辆的燃料经济性。

公开于背景技术部分的上述信息仅仅旨在加深对本发明背景技术的理解，因此，其可以包含的信息并不构成在本国已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明致力于提供一种用于监测车辆发动机的排放气体再循环系统的泄漏的方法，其能够诊断或检测发动机的排放气体再循环系统的少量的流量泄漏。

本发明的示例性实施方案可以提供一种用于监测车辆发动机的排放气体再循环系统的泄漏的方法，所述方法包括如下步骤：通过控制器确定发动机是否处于排放气体再循环系统不工作的空转状态；基于吸入连接至发动机的进气歧管中的气体的预测压力和当发动机处于空转状态时吸入进气歧管中的气体的测量压力通过控制器确定排放气体再循环系统是否发生泄漏；以及当测量压力大于预测压力时通过控制器确定排放气体再循环系统发生泄漏。

用于监测车辆发动机的排放气体再循环系统的泄漏的方法可以进一步包括如下步骤：当确定发生泄漏时，基于根据排放气体再循环阀的打开角度而吸入进气歧管中的气体的测量压力、根据在排放气体再循环阀以打开角度工作之后排放气体再循环阀的关闭而吸入进气歧管中的气体的测量压力、根据排放气体再循环阀的打开角度而吸入进气歧管中的气体的预测压力，以及根据在排放气体再循环阀在切断供应至发动机的燃料的状态下以打开角度工作之后排放气体再循环阀的关闭而吸入进气歧管中的气体的预测压力，通过控制器最终确定排放气体再循环系统发生泄漏。第一测量压力可以大于第一预测压力；所述第一测量压力利用根据排放气体再循环阀的打开角度而吸入进气歧管中的气体的测量压力，以及根据在排放气体再循环阀以打开角度工作之后排放气体再循环阀的关闭而吸入进气歧管中的气体的测量压力而计算；所述第一预测压力利用根据排放气体再循环阀的打开角度而吸入进气歧管中的气体的预测压力，以及根据在排放气体再循环阀以打开角度工作之后排放气体再循环阀的关闭而吸入进气歧管中的气体的预测压力而计算。

所述控制器可以基于发动机的转数来确定气体的预测压力。

最终确定排放气体再循环系统发生泄漏的步骤可以包括如下步骤：基于根据排放气体再循环阀的第一打开角度而吸入进气歧管中的气体的测量压力、根据在排放气体再循环阀以第一打开角度工作之后排放气体再循环阀的关闭而吸入进气歧管中的气体的测量压力、根据排放气体再循环阀的第一打开角度而吸入进气歧管中的气体的预测压力，以及根据在排放气体再循环阀以第一打开角度工作之后排放气体再循环阀的关闭而吸入进气歧管中的气体的预测压力，通过控制器首先确定排放气体再循环系统发生泄漏；并且基于根据排放气体再循环阀的第二打开角度而吸入进气歧管中的气体的测量压力、根据在排放气体再循环阀以第二打开角度工作之后排放气体再循环阀的关闭而吸入进气歧管中的气体的测量压力、根据排放气体再循环阀的第二打开角度而吸入进气歧管中的气体的预测压力，以及根据在排放气体再循环阀以第二打开角度工作之后排放气体再循环阀的关闭而吸入进气歧管中的气体的预测压力，通过控制器其次确定排放气体再循环系统发生泄漏。第二测量压力可以大于第二预测压力；所述第二测量压力利用根据排放气体再循环阀的第一打开角度而吸入进气歧管中的气体的测量压力，以及根据在排放气体再循环阀以第一打开角度工作之后排放气体再循环阀的关闭而吸入进气歧管中的气体的测量压力而计算；所述第二预测压力利用根据排放气体再循环阀的第一打开角度而吸入进气歧管中的气体的预测压力，以及根据在排放气体再循环阀以第一打开角度工作之后排放气体再循环阀的关闭而吸入进气歧管中的气体的预测压力而计算。第三测量压力可以大于第三预测压力；所述第三测量压力利用根据排放气体再循环阀的第二打开角度而吸入进气歧管中的气体的测量压力，以及根据在排放气体再循环阀以第二打开角度工作之后排放气体再循环阀的关闭而吸入进气歧管中的气体的测量压力而计算；所述第三预测压力利用根据排放气体再循环阀的第二打开角度而吸入进气歧管中的气体的预测压力，以及根据在排放气体再循环阀以第二打开角度工作之后排放气体再循环阀的关闭而吸入进气歧管中的气体的预测压力而计算。

所述第二打开角度可以大于所述第一打开角度。

可以通过安装在进气歧管中的进气压力传感器来测量所述气体的测量压力。

所述用于监测发动机的排放气体再循环系统的泄漏的方法可以进一步包括如下步骤：在确定排放气体再循环系统发生泄漏之前，通过控制器确定包含在排放气体再循环系统中的节气门位置传感器的传感器值的变化值是否处于稳定状态以及与发动机的空燃比相关的控制的λ反馈值是否处于稳定状态。

所述用于监测发动机的排放气体再循环系统的泄漏的方法可以进一步包括如下步骤：当确定排放气体再循环系统发生泄漏时，氧气传感器测量表示供应至发动机的燃料的比率处于稀薄状态的λ值以提供测量值至控制器；以及通过控制器执行与发动机的燃空比相关的控制的λ反馈控制以使燃料的比率改变为处于较浓状态，从而将测量的λ值的调节为正常的λ值1。

根据本发明的示例性实施方案的用于监测车辆发动机的排放气体再循环系统的泄漏的方法可以诊断发动机的排放气体再循环系统中的少量流量泄漏从而满足与排放气体再循环(EGR)相关的车载诊断(OBD)调节。

另外，本发明的示例性实施方案从排放气体再循环系统可以去除用于流量测量的差压传感器或温度传感器，以监测排放气体再循环系统的泄漏流速或泄漏流量。

附图说明

将提供附图的简要描述以更充分地理解在本发明的详细描述中使用的附图。

图1为用于说明根据本发明的示例性实施方案的排放气体再循环(EGR)系统的视图。

图2为说明用于控制图1中显示的EGR阀的控制器的视图。

图3A和图3B为示出根据本发明的示例性实施方案的用于监测车辆发动机的排放气体再循环系统的泄漏的方法的流程图。

图4为示出其次确定图3A和图3B中显示的排放气体再循环系统的少量流量泄漏之后的步骤的流程图。

图5为用于说明其次确定图3A和图3B中显示的排放气体再循环系统的少量流量泄漏的步骤的视图。

具体实施方式

为了充分理解本发明和通过实施本发明而实现的目的，将参考示出本发明的示例性实施方案的附图和附图中描述的内容。

在下文中，将通过参考附图描述本发明的示例性实施方案来详细描述本发明。在描述本发明时，将不详细描述公知的构造或功能，因为它们可能不必要地模糊了本发明的主旨。在整个附图中，相同的附图标记将用于表示相同的部件。

本说明书中使用的术语仅用于描述特定示例性实施方案而不是限制本发明。除非上下文另有明确说明，否则单数形式应包括复数形式。还将理解在本说明书中使用的术语“包括”或“具有”指明存在本说明书中提到的特征、数字、步骤、操作、组件或部件，或者其组合，但是不排除存在或加入一种或更多种其它的特征、数字、步骤、操作、组件、部件或者其组合。

在整个说明书和随附的权利要求中，当描述元件“联接”到另一元件时，该元件可以“直接联接”到另一元件或通过第三元件“电地或机械地联接”到另一元件。

除非另外定义，否则应理解，本说明书中使用的术语(包括技术和科学术语)具有与本领域技术人员通常理解的术语相同的含义。必须理解的是，由字典定义的术语与相关领域的上下文中的含义相同，并且除非上下文另有明确规定，否则它们不应理想地或过度形式地定义。

由于引入了车载诊断(OBD)调节，因此有必要监测排放气体再循环(EGR)系统的流量泄漏。

图1为用于说明根据本发明的示例性实施方案的排放气体再循环(EGR)系统的视图。图2为说明用于控制图1中显示的EGR阀的控制器的视图。图3A和图3B为示出根据本发明的示例性实施方案的用于监测车辆发动机的排放气体再循环系统的泄漏的方法的流程图。图4为示出其次确定图3A和图3B中显示的排放气体再循环系统的少量流量泄漏之后的步骤的流程图。图5为用于说明其次确定图3A和图3B中显示的排放气体再循环系统的少量流量泄漏的视图。

参考图1至图5，在确定步骤S200中，控制器100可以确定车辆的发动机40是否处于空转状态。例如，控制器100可以基于发动机的每分钟转数(RPM)来确定发动机40是否处于空转状态。例如，在发动机40的空转状态下，排放气体再循环系统(或排放气体再循环系统的EGR阀20和EGR冷却器30)可以不工作。当EGR阀20工作的时候，EGR阀可以打开。

在图1中显示的EGR系统(或EGR装置)中，通过EGR冷却器30而冷却的EGR气体可以经过打开的EGR阀20而流动至发动机40的燃烧室，从而可以降低燃烧室的温度。EGR系统可以抑制发动机40的爆震产生区域并且可以使发动机的点火正时提前。因此，可以提高发动机40的扭矩，并可以提高车辆的燃料经济性。

EGR系统的EGR率可以根据发动机40的RPM或者发动机的负载而确定。EGR率可以通过如下等式而给出。

EGR率＝EGR气体量/燃空混合气的总量

在上述等式中，燃空混合气的总量可以为通过将新鲜空气的量或空气质量与EGR气体量(例如，EGR气体质量)相加而获得的值。

在发动机40的空转状态下，控制发动机的进气量的节气门的开度可以没有变化，并且发动机可以具有空转RPM。EGR阀20的打开角度可以根据电机来调节。当在排放气体再循环系统的非工作时段(例如，发动机40的空转部分)中发生排放气体的泄漏时，可以关闭发动机的启动并且可以增加车辆的排放气体。

作为发动机管理系统(EMS)的控制器100可以控制包括发动机40的排放气体再循环系统的整体操作。例如，发动机40可以是四缸发动机或多点喷射(MPI)发动机。例如，诸如发动机控制单元(ECU)的控制器100可以是由程序或包括微处理器的硬件操作的一个或更多个微处理器。该程序可以包括一系列命令，用于执行根据本发明示例性实施方案的用于监测排放气体再循环系统的泄漏的方法。指令可以存储在存储器中。

参考图2，控制器100可利用车辆状态信息(例如，发动机40的每分钟转数(RPM)或扭矩)、进气歧管10的前端处的进气压力、进气歧管的前端处的进气温度、吸入进气歧管的气体(即新鲜空气(或燃空混合气)和EGR气体)的压力、λ反馈控制值和节气门位置传感器(TPS)的值来确定目标EGR流量。控制器100可以基于目标EGR流量来控制EGR阀20的工作。

根据步骤S205，控制器100可以接收吸入至连接到发动机40的进气歧管10的气体(即，新鲜空气或燃空混合气和EGR气体)的预测压力以及发动机的空转状态(其中排放气体再循环系统不工作)下吸入至进气歧管的气体的测量压力(或实际测量压力)。控制器100可以基于作为车辆状态信息的发动机的转数(例如，RPM)来确定进气的预测压力。例如，预测压力可以通过测试确定为对应于根据排放气体再循环系统预测的排放气体再循环系统模型的压力，并且所确定的压力可以存储在存储器中。可以通过安装在进气歧管10中的进气压力传感器15测量进气的测量压力，并且可以将测量的压力提供给控制器100。

根据步骤S210，为了确定节气门位置传感器TPS的传感器值的变化值TPS_DIF是否处于稳定状态并且λ反馈控制是否处于稳定状态，控制器100可以确定预定时间(例如，100(ms))的节气门位置传感器的传感器值的变化值TPS_DIF的绝对值是否小于第一阈值THD1以及λ反馈控制的偏差的绝对值是否小于第二阈值THD2。

用于感测节气门的打开角度的节气门位置传感器(TPS)可以包含在EGR系统中。λ反馈控制可以为通过控制器100执行的与发动机40的空燃比(A/F)相关的控制。λ可以表示与空燃比相对应的因子，并且当λ值增加时空燃比可以增加。例如，当λ为1的时候，A/F可以为14.7，而当λ为1.01的时候，A/F可以为14.8。λ可以表示实际空燃比与化学计量空燃比的比率。如果λ小于1，则供应到发动机的燃料的比率可以处于发动机的空燃比的较浓状态。如果λ超过1，则燃料的比率可以处于发动机的空燃比的稀薄状态。

根据步骤S215，当节气门位置传感器的传感器值的变化值的绝对值小于第一阈值并且λ反馈控制偏差的绝对值小于第二阈值时，控制器100可以确定测量压力和预测压力之间的差值的绝对值是否超过第三阈值THD3。例如，第三阈值THD3可以为50hpa。当绝对值超过第三阈值预定时间时，控制器100可以首要或首先确定发生少量的排放气体再循环系统的流量泄漏。

根据步骤S220，控制器100可以确定λ反馈控制值是否超过用于移动或调节燃料的比率至较浓状态的值(例如，15％)。当在排放气体再循环系统中存在少量的流量泄漏时，第一氧气(O₂)传感器50和第二氧气传感器70可以测量表示燃料的比率处于稀薄状态的λ值，并且可以将测量值提供给控制器100。因此，控制器100可以执行λ反馈控制以燃料的比率调节或改变为较浓状态，以便将测量的λ值调节到正常的λ值1。

氧气传感器50和70可以在排气管上安装在催化剂60的前端和后端处，用于净化排放气体中所含的CO、HC和NOx的有害物质。氧气传感器50和70可以检测排放气体中包含的氧气的浓度。氧气浓度可以对应于λ值。氧气传感器50和70可以将检测到的氧气浓度提供给控制器100，使得控制器执行与空燃比相关的控制。在本发明的另一个示例性实施方案中，可以省略步骤S220。

根据步骤S225，在执行λ反馈控制之后，控制器100可以确定发生排放气体再循环系统的少量流量泄漏。

根据步骤S230，控制器100可以确定是否切断车辆的发动机40的燃料的供应。例如，切断燃料供应的状态可以包括进气压力恒定的车辆的减速状态。

根据步骤S235，当确定切断对发动机40的燃料供应时，控制器100可以将EGR阀20的打开角度控制或调节为第一打开角度(例如，总打开角度的10％)。

根据步骤S240，控制器100可以接收被吸入进气歧管10中并对应于EGR阀20的第一打开角度的气体的测量压力，并且可以接收被吸入进气歧管并对应于在EGR阀在第一打开角度工作之后执行的EGR阀的关闭的气体的测量压力。可以通过安装在进气歧管10中的进气压力传感器15测量进气的测量压力。

根据步骤S245，控制器100可以通过从被吸入进气歧管中并对应于EGR阀的第一打开角度的气体的测量压力减去被吸入进气歧管并对应于在EGR阀在第一打开角度工作之后的EGR阀20的关闭的气体的测量压力来计算标准差(标准偏差)。

根据步骤S250，控制器100可以通过从被吸入进气歧管中并对应于EGR阀的第一打开角度的气体的预测压力减去被吸入进气歧管并且对应于在EGR阀在第一打开角度工作之后的EGR阀20的关闭的气体的预测压力来计算偏差阈值(或误差阈值)。控制器100可以基于作为车辆状态信息的发动机的转数(例如，RPM)来确定进气的预测压力。例如，预测压力可以通过测试确定为根据排放气体再循环系统预测对应于的排放气体再循环系统的压力，并且所确定的压力可以存储在存储器中。

根据步骤S255，控制器100可以确定通过将偏差阈值除以标准差获得的值是否小于第四阈值THD4。例如，第四阈值THD4可以为0.75。

根据步骤S260，当通过将偏差阈值除以标准差而获得的值小于第四阈值THD4时，如图5所示，控制器100可以再次或其次确定发生少量的排放气体再循环系统的流量泄漏。

将详细地描述步骤230至260。当第一测量压力(第一测量压力利用由于EGR阀20的第一打开角度吸入进气歧管10的气体的测量压力以及在EGR阀由于在第一打开角度工作之后的EGR阀的关闭而吸入进气歧管的气体的测量压力而计算)大于第一预测压力(第一预测压力利用由于EGR阀的第一打开角度吸入进气歧管的气体的预测压力以及在EGR阀由于在第一打开角度工作之后的EGR阀的关闭而吸入进气歧管的气体的预测压力而计算)时，控制器100可以在其次确定在排放气体再循环系统中发生少的流量泄漏。

根据步骤S265，当确定切断对发动机40的燃料供应时，控制器100可以将EGR阀20的打开角度控制或调节为第二打开角度(例如，总打开角度的20％)。

根据步骤S270，控制器100可以接收被吸入进气歧管10中并对应于EGR阀20的第二打开角度的气体的测量压力，并且可以接收被吸入进气歧管并对应于在EGR阀在第二打开角度工作之后执行的EGR阀的关闭的气体的测量压力。可以通过安装在进气歧管10中的进气压力传感器15测量进气的测量压力。

根据步骤S275，控制器100可以通过从被吸入进气歧管中并对应于EGR阀的第二打开角度的气体的测量压力减去被吸入进气歧管并且对应于在EGR阀在第二打开角度工作之后的EGR阀20的关闭的气体的测量压力来计算标准差值A。

根据步骤S280，控制器100可以通过从被吸入进气歧管中并对应于EGR阀的第二打开角度的气体的预测压力减去被吸入进气歧管并且对应于在EGR阀在第二打开角度工作之后的EGR阀20的关闭的气体的预测压力来计算参考压力B。控制器100可以基于作为车辆状态信息的发动机的转数(例如，RPM)来确定进气的预测压力。例如，预测压力可以通过测试确定为根据对应于排放气体再循环系统预测的排放气体再循环系统的压力，并且所确定的压力可以存储在存储器中。

根据步骤S285，控制器100可以确定通过将参考压力B除以标准差值A获得的值是否小于第五阈值THD5。例如，第五阈值THD5可以为0.75。

根据步骤S290和S295，当通过将参考压力B除以标准差值A获得的值小于第五阈值THD5时，控制器100可以最终确定在排放气体再循环系统中发生少量的流量泄漏，如图5所示。

详细描述步骤265至295；当第二测量压力(第二测量压力利用由于EGR阀20的第二打开角度吸入进气歧管10的气体的测量压力和由于在EGR阀在第二打开角度工作之后的EGR阀的关闭而吸入进气歧管的气体的测量压力而计算)大于第二预测压力(第二预测压力利用由于EGR阀的第二打开角度吸入进气歧管的气体的预测压力和由于在EGR阀在第二打开角度工作之后的EGR阀的关闭而吸入进气歧管的气体的预测压力而计算)时，控制器100可以最终确定在排放气体再循环系统中发生少的流量泄漏。

在本示例性实施方案中使用的组件、“～单元”、块或模块能够以软件或者硬件实现，并且能够以软件和硬件的组合来实现；所述软件诸如在存储器中的预定区域中执行的任务、类、子程序、进程、对象、执行线程或程序之类，所述硬件诸如现场可编程门阵列(FPGA)或专用集成电路(ASIC)。组件、“部件”等可以嵌入在计算机可读存储介质中，并且其一些部分可以分散地分布在多个计算机中。

如上所述，已经在附图和说明书中公开了示例性实施方案。在本文中，使用了特定术语，但是仅用于描述本公开发明的目的，而不用于限定在所附权利要求中公开的本发明的含义或限制本发明的范围。因此，本领域技术人员将理解，从本发明进行各种修改和等同的示例性实施方案是可能的。因此，本发明的实际技术保护范围必须由所附权利要求的精神确定。