專利名稱：確定egr流量的車載方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及一種確定質(zhì)量流量的方法，更具體地涉及一種確定 車載內(nèi)燃機的排氣再循環(huán)質(zhì)量流量的方法。
背景技術(shù)：
發(fā)動機一一包括柴油機、汽油機、天然氣發(fā)動機以及本領(lǐng)域已知的其 它發(fā)動機一一排放空氣污染物的復雜混合物?？諝馕廴疚锟砂鈶B(tài)和固 態(tài)的物質(zhì)，其中包括氮氧化物(NOx)和顆粒物質(zhì)。由于對環(huán)境的關(guān)注日 益增加，排氣排放標準已變得更加嚴格，可根據(jù)發(fā)動機類型、發(fā)動機尺寸 和/或發(fā)動機等級來控制從發(fā)動機排放的NOx和顆粒物質(zhì)的量。發(fā)動機制造商用來遵照關(guān)于向環(huán)境排放的NOx和顆粒物質(zhì)的規(guī)定的 一種方法是使來自發(fā)動機的排氣再循環(huán)而回到發(fā)動機中以用于后續(xù)燃燒。 再循環(huán)的排氣減少了向發(fā)動機供給的進氣中的氧濃度，這又可降低發(fā)動機 氣缸內(nèi)的最高燃燒溫度。降低的溫度可減少NOx的形成。另外，排氣中含 有一定量的顆粒物質(zhì)，該顆粒物質(zhì)在再循環(huán)經(jīng)過發(fā)動機時被燃燒，從而降 低了排放到環(huán)境中的顆粒物質(zhì)的量。在進行排氣再循環(huán)(EGR)時，有必要嚴格控制再循環(huán)經(jīng)過發(fā)動機的 排氣相對于吸入發(fā)動機的新鮮空氣的比例。例如，如果再循環(huán)經(jīng)過發(fā)動機 的排氣量過大，則發(fā)動機可能無法接收對于適當運行足夠的氧并且可能引 起熄火，產(chǎn)生的動力水平不足，和/或由于發(fā)動機氣缸內(nèi)的燃料質(zhì)量差而產(chǎn) 生過量的煙和顆粒物質(zhì)。相反，如果再循環(huán)到發(fā)動機中的排氣的量過少， 則發(fā)動機可能不符合NOx規(guī)定。通常，返回發(fā)動機的排氣流響應于一個或多個輸入由氣門機構(gòu)(裝置) 來調(diào)節(jié)。氣門機構(gòu)通常包括設(shè)置在排氣通路內(nèi)并可在打開位置和關(guān)閉位置件。該閥元件基于所檢測到的排氣質(zhì)量流量而在打開位置和關(guān)閉位置之間 移動。即，在排氣通路內(nèi)在氣門機構(gòu)的上游或下游設(shè)有質(zhì)量流量傳感器以 產(chǎn)生表示流向發(fā)動機的排氣流量的信號。位于發(fā)動機上別處的控制器接收 排氣流量信號，并產(chǎn)生傳給氣門機構(gòu)的驅(qū)動電機的位置指令。在2006年2月14日授予Hirayama等人的美國專利No. 6，997，162(，162專利)中公開了一種以緊湊的機構(gòu)來確定流量并調(diào)節(jié)空氣流量的方法。具 體地，，162專利記載了一種具有主空氣通路和設(shè)于其中的閥元件的電子控 制氣門體。該閥元件由電機驅(qū)動，該電機在基本垂直于主空氣通路的方向 上安裝到氣門體的外部。，162專利還記載了經(jīng)由熱線式空氣流量計和與主 空氣通路、閥元件及電機相集成而形成一體的微型計算機來確定質(zhì)量流量。 微型計算機從流量計接收表示進入發(fā)動機的新鮮空氣的流量的信號，基于 來自流量計的信號計算空氣壓力，并基于流量信號和所計算的壓力來控制 驅(qū)動電積W吏閥元件移動。盡管，162專利描述了對進入內(nèi)燃機的空氣流量的調(diào)節(jié)，其應用還是有 限的。特別地，因為該方法從質(zhì)量流量傳感器接收質(zhì)量流量信號，而不是 基于溫度和壓力來確定質(zhì)量流量，所以該方法成本更高或要求更大的計算 能力。所公開的確定EGR質(zhì)量流量的方法旨在克服前述問題中的一個或多水發(fā)明內(nèi)容一方面，本發(fā)明涉及一種確定和調(diào)節(jié)再循環(huán)到發(fā)動機中的排氣的質(zhì)量 流量的方法。該方法可包括引導排氣通過文丘里管，以及檢測文丘里管上 的排氣差壓。該方法還可包括檢測文丘里管處的絕對排氣壓力，和檢測排 氣溫度。該方法還可包括基于所檢測到的流體差壓、絕對流體壓力和溫度來確定排氣的質(zhì)量流量。另 一方面，本發(fā)明涉及一種確定和調(diào)節(jié)再循環(huán)到發(fā)動機中的排氣的質(zhì)量流量的方法。該方法可包括收縮(壓縮，constrict)排氣流，以及基于 所檢測到的收縮部上的流體差壓以及在收縮部上游所測得的絕對壓力來確 定排氣的質(zhì)量流量。


圖l是所公開的示例性動力源的概略示圖；圖2是用于圖1動力源的所公開的示例性排氣再循環(huán)閥機構(gòu)的示意圖；圖3是圖2的排氣再循環(huán)閥機構(gòu)的剖視圖；以及圖4是示出圖l動力源的所公開的示例性操作的控制框圖。
具體實施方式
圖1示出具有示例性排氣處理系統(tǒng)12的動力源10。動力源10可包括 發(fā)動機，例如柴油機、汽油機、氣體燃料動力發(fā)動機(如天然氣發(fā)動機) 或本領(lǐng)域的技術(shù)人員熟知的任何其它發(fā)動機。或者，動力源IO可包括其它 的動力來源，如爐子。排氣處理系統(tǒng)12可包括進氣系統(tǒng)14、排氣系統(tǒng)16、 以及與動力源IO相連接以將流體傳入和傳出動力源10的再循環(huán)系統(tǒng)18。進氣系統(tǒng)14可包括用于將增壓的空氣導入動力源IO的燃燒室(未示 出)的裝置。例如，進氣系統(tǒng)14可包括進氣閥22， 一個或多個壓縮機24 以及空氣冷卻器26?？上氲?，進氣系統(tǒng)14可包括附加的和/或不同的部件， 例如一個或多個空氣濾清器27、與壓縮機24相聯(lián)的廢氣門或旁通回路、 控制系統(tǒng)以及本領(lǐng)域已知的用于將增壓的空氣導入動力源10的燃燒室的 其它裝置。進氣閥22可調(diào)節(jié)大氣從濾清器27向壓縮機24的流動。進氣閥22可 包括，例如，蝶形元件、閘板元件、門形元件、球形元件、球體元件、或 本領(lǐng)域已知的任何其它類型的閥元件。進氣閥22的元件可設(shè)置在通路28 內(nèi)，并且可抵抗彈簧的偏壓從流動導通位置移動到流動限制位置。在一個例子中，進氣閥22的元件可連接到可朝流動限制位置偏壓所述元件的扭簧 (未示出)。當處于流動導通位置時，大氣可基本不受限制地經(jīng)壓縮機24 ;故導入動力源10?？墒箟嚎s機24成串聯(lián)關(guān)系地設(shè)置并流體連接到動力源10，以將流入 動力源10的空氣壓縮到預定程度。各壓縮機24可具體表現(xiàn)為固定幾何形 狀壓縮機、可變幾何形狀壓縮機或本領(lǐng)域已知的任何其它類型的壓縮機。 可想到，壓縮機24也可設(shè)置成并聯(lián)關(guān)系，或者進氣系統(tǒng)14可包括僅一個 壓縮機24。還可想到，當需要非加壓式進氣系統(tǒng)時可省去壓縮機24?？諝饫鋮s器26可以是空氣-空氣式換熱器或空氣-液體式換熱器并設(shè)置 成有利于與導入動力源10的空氣進行來回傳熱。例如，空氣冷卻器26可 具體表現(xiàn)為管殼式換熱器、板式換熱器、片管式換熱器或本領(lǐng)域已知的任 何其它類型的換熱器。空氣冷卻器26可設(shè)置在將壓縮機24流體地連接到 動力源10的通路30中。排氣系統(tǒng)16可包括用于將排氣流導出動力源IO的裝置。例如，排氣 系統(tǒng)16可包括一個或多個串聯(lián)的渦輪機32?？上氲剑艢庀到y(tǒng)16可包括 附加的和/或不同的部件，例如，排放控制裝置，如顆粒過濾器42、 NOx 吸收器43或其它催化裝置；衰減裝置；以及本領(lǐng)域已知的用于將排氣流導 出動力源10的其它裝置。各渦輪機32可連接到一個壓縮機24來驅(qū)動相連接的壓縮機24。特別 地，隨著離開動力源10的熱排氣向渦輪機32的葉片(未示出)膨脹，渦 輪機32可旋轉(zhuǎn)并驅(qū)動相連接的壓縮才幾24?？上氲剑瑴u輪機32也可i殳置成 并聯(lián)關(guān)系，或者排氣系統(tǒng)16中僅包括一個渦輪機32。也可想到，如需要， 可省略渦輪才幾32,而由動力源10才幾械地、液力地、電動地或以本領(lǐng)域已 知的任何其它方式驅(qū)動壓縮才幾24。顆粒過濾器42可設(shè)置在渦輪機32的下游以從由動力源10導出的排氣 流中除去顆粒?？上氲?，顆粒過濾器42可包括導電性的或非導電的大孔濾 網(wǎng)元件。也可想到，顆粒過濾器42可包括用于降低由顆粒過濾器42捕集 的顆粒物質(zhì)的燃點的催化劑、用于再生由顆粒過濾器42捕集的顆粒物質(zhì)的裝置、或催化劑和用于再生的裝置二者。催化劑可用于減少HC、 CO和/ 或顆粒物質(zhì)，并且可包括，例如，普通金屬催化劑、熔鹽和/或貴金屬。用 于再生的裝置可尤其包括燃料動力爐、電阻加熱器、發(fā)動機控制策略、或 本領(lǐng)域已知的其它用于再生的裝置。也可想到，如需要，顆粒過濾器42 可省略或位于進入口 40的下游。還可想到，如需要，可在再循環(huán)系統(tǒng)18 中設(shè)置附加的顆粒過濾器(未示出)。NOx吸收器43可包括一個或多個涂布有或以其它方式包含有液體或 氣體催化劑(例如含貴金屬的涂層)的基底。催化劑可用于通過選擇性催 化還原(SCR)或NOx捕集來減少排氣流中的燃燒副產(chǎn)品。在一個例子中， 試劑(如尿素)可被噴射到NOx吸收器43上游的排氣流中。尿素可分解 成與排氣中的NOx反應以生成H20和N2的氨。在另一例子中，排氣中的 NOx被含鋇鹽的裝置捕集，并周期性地被釋放出且在催化劑上被還原而生 成C02和N2。如需要，NOx吸收器43也可用于氧化存留在通過了顆粒過 濾器42的排氣流中的顆粒物質(zhì)。再循環(huán)系統(tǒng)18可包括用于將動力源10的排氣流的一部分從排氣系統(tǒng) 16引入進氣系統(tǒng)14的裝置。例如，再循環(huán)系統(tǒng)18可包括進入口 40、排氣 冷卻器44、再循環(huán)閥機構(gòu)46和排出口 48。可想到，再循環(huán)系統(tǒng)18可包括 附加的和/或不同的部件，如催化器、電除塵裝置、保護氣體系統(tǒng)以及本領(lǐng) 域已知的其它用于將排氣從排氣系統(tǒng)16引入進氣系統(tǒng)14的裝置。隨著來 自動力源10的排氣的一部分經(jīng)進入口 40進入再循環(huán)系統(tǒng)18,這部分排氣 的溫度可被冷卻器44降低到可接受的水平，由再循環(huán)閥機構(gòu)46限制到期 望的流量，并經(jīng)排出口 48導入進氣系統(tǒng)14。it^口 40可與排氣系統(tǒng)16相連接以接收至少一部分來自動力源10 的排氣流。具體地，iivV口 40可設(shè)置在渦輪機32的下游以從渦輪機32 接收低壓排氣。可想到，如需要，進入口 40也可位于渦輪機32的上游以 接收高壓排氣。排氣冷卻器44可在流體通路52內(nèi)設(shè)置在顆粒過濾器42的下游以冷卻 流過進入口 40的那一部分排氣。排氣冷卻器44可包括液體-空氣式換熱器、空氣-空氣式換熱器或本領(lǐng)域已知的任何其它類型的用于冷卻排氣流的換熱器?？上氲?，如需要，可省去排氣冷卻器44。再循環(huán)閥機構(gòu)46可經(jīng)由流體通路54流體地連接到排氣冷卻器44以調(diào) 節(jié)通過再循環(huán)系統(tǒng)18的排氣流。再循環(huán)閥機構(gòu)46可操作以選擇性地導通 或限制從其通過的排氣流。盡管圖1中示出為再循環(huán)閥機構(gòu)46位于排氣冷 卻器44的下游，但可想到，如需要，再循環(huán)閥機構(gòu)46也可位于排氣冷卻 器44的上游。排出口 48可流體地連接到再循環(huán)閥機構(gòu)46以將由再循環(huán)閥機構(gòu)46 調(diào)節(jié)的排氣流引入進氣系統(tǒng)14。具體地，排出口 48可在壓縮機24的上游 連接到進氣系統(tǒng)14，使得壓縮機24可從排出口 48抽取排氣。如圖2所示，再循環(huán)閥機構(gòu)46可以是相互作用以調(diào)節(jié)排氣流的多個部 件的組件。例如，再循環(huán)閥機構(gòu)46可包括7>共殼體56、閥元件58、驅(qū)動 電機60和控制系統(tǒng)62。響應于一個或多個輸入，控制系統(tǒng)62可選擇性地 致動驅(qū)動電4幾60以4吏閥元件58在流動導通與流動阻斷位置之間移動，從 而可變地限制通過公共殼體56的排氣流。公共殼體56可包括入口 64、出口 66、文丘里管68和多個外部流體通 路。排氣可經(jīng)由入口 64進入公共殼體56，流過文丘里管68，并經(jīng)由出口 66離開公共殼體56。隨著排氣流過文丘里管68的喉部區(qū)域69，排氣流被 收縮，使得排氣速度增加而排氣壓力降低。在流經(jīng)文丘里管68時，來自喉 部區(qū)域69上游的排氣的一部分可經(jīng)由第一流路70被導入到控制系統(tǒng)62， 來自喉部區(qū)域69的排氣的一部分可經(jīng)由第二流路72被導入到控制系統(tǒng) 62。由喉部區(qū)域69處的收縮造成的流過第一流路70的排氣與流過第二流 路72的排氣之間的壓差可用于確定流過再循環(huán)閥機構(gòu)46的排氣流量，這 將在下文中詳細說明。應當指出，雖然第一和第二流路70和72在圖2中 示出為大致與驅(qū)動電機60位于公共殼體56的同一側(cè)，但可想到，如需要， 流路70和72也可位于公共殼體56的相對的或相鄰的兩側(cè)。閥元件58在7>共殼體56中可設(shè)置在文丘里管68的下游，以選擇性地 限制排氣向動力源10的流動。因為閥元件58的位置在文丘里管68的下游，所以閥元件58、更具體地是經(jīng)過閥元件58的排氣的受到干擾的流動對于 第一和第二流路70和72內(nèi)的部件的影響非常小或沒有影響。閥元件58 可具體表現(xiàn)為，例如，固定連接到可轉(zhuǎn)動驅(qū)動軸74的蝶形元件。隨著驅(qū)動 軸74被轉(zhuǎn)動，閥元件58可從流動阻礙位置朝流動限制位置移動。就本發(fā) 明的目的而言，用語"限制"應當解釋為至少部分地阻斷流體流動。也可 想到，當閥元件58處于流動限制位置時，其可完全阻斷流體流動。驅(qū)動電才幾60可設(shè)置成使驅(qū)動軸74和相連的閥元件58轉(zhuǎn)動。例如，驅(qū) 動電機60可具體表現(xiàn)為安裝到公共殼體56上并連接到驅(qū)動軸74以使閥元 件58在流動導通與流動限制位置之間以平滑連續(xù)的方式或步進的方式移 動的無刷直流旋轉(zhuǎn)致動器。驅(qū)動電機60可直接連接到驅(qū)動軸74，或者可 經(jīng)由傳動機構(gòu)76、棘輪裝置、滑輪系統(tǒng)或以任何其它合適的方式連接到驅(qū) 動軸74。可想到，驅(qū)動電機60可響應于一個或多個來自控制系統(tǒng)62的輸 入指令選擇性地使驅(qū)動軸74轉(zhuǎn)動。在一個實施例中，驅(qū)動電機60可安裝成節(jié)省空間的形式。具體地，驅(qū) 動電機60的軸向可大致垂直于驅(qū)動電機60的旋轉(zhuǎn)(方向)。驅(qū)動電機60 可在公共殼體56上安裝成，使得驅(qū)動電機60的軸向基本平行于通過公共 殼體56的排氣的流動方向。在該結(jié)構(gòu)中，傳動機構(gòu)76可具體表現(xiàn)為蝸輪/ 正齒輪結(jié)構(gòu)以適應平行布置。通過將驅(qū)動電機60設(shè)置成與公共殼體56平 行，驅(qū)動電機60在橫向上(即，橫向于流過殼體56的排氣流的方向)消 耗的空間可減到最小。如圖3所示，控制系統(tǒng)62可包括相互作用以確定流過再循環(huán)閥機構(gòu) 46的排氣的工作特性并響應于該特性調(diào)節(jié)流動的部件。特別地，控制系統(tǒng) 62可包括絕對壓力傳感器78、差壓傳感器80、溫度傳感器82和控制器84。 控制器84可從絕對壓力傳感器78、差壓傳感器80和溫度傳感器82接收 輸入，并響應于該輸入來指示驅(qū)動電機60的運動。具有散熱片88的冷卻 蓋86可與控制系統(tǒng)62的部件相連接以便于其冷卻?？上氲剑缧枰?，可 替換地或附加地使流體經(jīng)冷卻蓋86循環(huán)而加強冷卻。絕對壓力傳感器78可安置成與進入再循環(huán)閥機構(gòu)46的排氣流體連通以確定排氣壓力。例如，絕對壓力傳感器78可安置成經(jīng)由公共殼體56的 外表面與冷卻蓋86的內(nèi)表面之間的凹部90與第一流路70流體連通。絕對 壓力傳感器78可具體表現(xiàn)為真空型壓力傳感器并產(chǎn)生表示凹部卯內(nèi)的絕 對壓力(即，高于基準真空壓力的壓力幅值)的信號。然后可將該絕對壓 力信號傳遞到控制器84。差壓傳感器80可安置成與進入再循環(huán)閥機構(gòu)46的排氣以及喉部區(qū)域 69處的排氣流體連通以確定這兩個區(qū)域之間的壓差。例如，差壓傳感器80 可安置成經(jīng)由凹部卯與第一流路70和第二流路72流體連通。差壓傳感器 80可比較第一流路70內(nèi)的排氣壓力與第二流路72內(nèi)的排氣壓力，并產(chǎn)生 表示壓差的信號。然后可將該差壓信號傳遞到控制器84。溫度傳感器82可安置成與進入再循環(huán)閥機構(gòu)46的排氣流體連通以確 定排氣溫度。例如，溫度傳感器82可以是測量公共殼體56的在排氣離開 再循環(huán)閥機構(gòu)46的出口 66處的溫度的表面溫度型傳感器。或者，溫度傳 感器82可以是直接測量離開的排氣的溫度的空氣溫度型傳感器?？上氲?， 如需要，溫度傳感器82也可安置在公共殼體56的入口 64處。溫度傳感器 82可產(chǎn)生表示排氣溫度的信號，并將該溫度信號傳遞到控制器84?？刂破?4可具體表現(xiàn)為一個微處理器或多個微處理器，其包括用于控 制再循環(huán)閥機構(gòu)46的工作的裝置?？蓪⒍喾N商售的微處理器構(gòu)造成執(zhí)行控 制器84的功能。應當意識到，控制器84可容易地實施為能夠控制多種發(fā) 動機功能的通常的發(fā)動機微處理器。控制器84可包括存儲器、二級存儲裝 置、處理器以及其它用于實現(xiàn)應用的部件?？刂破?4可與各種其它電路相 連接，如供電電路、信號調(diào)制電路、螺線管驅(qū)動電路以及其它類型的電路。在控制器84的存儲器中可存儲有一個或多個關(guān)于絕對壓力、差壓、溫 度、實際流量和/或期望流量的脈鐠圖。所述各脈語圖可以是表、圖和/或乂> 式的形式?？刂破?4可接收由絕對壓力傳感器78、差壓傳感器80和溫度 傳感器82產(chǎn)生的信號，并參照存儲于其存儲器中的脈鐠圖。通過這些脈鐠 圖，控制器84可確定位置指令、轉(zhuǎn)矩指令、速度指令或其它相似的傳遞到 驅(qū)動電機60以影響閥元件58的期望運動及隨后影響通過再循環(huán)閥機構(gòu)46的排氣流量的指令。在一個例子中，在控制器84的存儲器中可存儲有等式EQ.1,如下文 所述，該等式EQ.l用于計算排氣質(zhì)量流量 EQ.l<formula>formula see original document page 12</formula>其中6=排氣質(zhì)量流量；P-排氣密度；D一,-喉部處的直徑；"砲=入口處直徑； =入口與喉部之間的壓差。如上面的EQ.1所示，基于壓差信號，入口 64和喉部區(qū)域69的已知 幾何形狀以及流過再循環(huán)閥機構(gòu)46的排氣密度，可計算出流過再循環(huán)閥機 構(gòu)46的排氣質(zhì)量流量。用作EQ.l的輸入的排氣密度可根據(jù)下面的EQ.2來計算.-EQ.2<formula>formula see original document page 12</formula>其中P-排氣密度；戶-入口處的排氣的絕對壓力；及=排氣的氣體常數(shù)；和 r-排氣溫度?；趯ε艢赓|(zhì)量流量6與期望排氣質(zhì)量流量的比較，控制器84可增加 或者減小由閥元件58提供的限制。例如，如果^小于期望質(zhì)量流量，則控制器84可命令驅(qū)動電機60使閥元件58朝流動導通位置移動。反之，如果^大于期望質(zhì)量流量，則控制器84可命令驅(qū)動電機60使閥元件58朝流動 限制位置移動。圖4示出與再循環(huán)閥機構(gòu)46的工作相關(guān)的控制圖。從該圖可見，與再 循環(huán)閥機構(gòu)46相關(guān)的控制的大部分可在內(nèi)部實現(xiàn)。即，因為再循環(huán)閥機構(gòu) 46與控制器84、絕對壓力傳感器78、差壓傳感器80、溫度傳感器82、驅(qū) 動電才幾60和閥元件58集成為一個組件，所以在再循環(huán)閥4幾構(gòu)46與動力源 IO的控制器之間僅有的通信可包括對期望流量的接收。這樣，在將再循環(huán) 閥機構(gòu)46組裝到動力源10上之前可對該再循環(huán)閥機構(gòu)46進行大量的測試 和標定。工業(yè)適用性所公開的流量確定方法可應用于任何燃燒型裝置，例如，發(fā)動機、爐 子、或本領(lǐng)域已知的任何其它的有必要進行精確和可靠的流體調(diào)節(jié)的燃燒 裝置。所公開的方法可特別應用于排氣處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)得益于以簡單、 成本低、緊湊的解決方案來控制導入燃燒裝置的排氣的量。下面說明排氣 處理系統(tǒng)12的工作。由壓縮機24經(jīng)進氣閥22可抽取大氣，在壓縮機24處大氣在進入動力 源10的燃燒室之前可被加壓到預定水平?？稍谶M入動力源10的燃燒室之 前或之后使加壓空氣與燃料混合，并使所產(chǎn)生的混合物燃燒而產(chǎn)生機械功 以及包含氣態(tài)化合物和固態(tài)顆粒物質(zhì)的排氣流?？蓪⒃撆艢饬鲝膭恿υ?0 導引到渦輪機32，在該渦輪機處熱排氣的膨脹會使渦輪機32旋轉(zhuǎn)，從而 使相連接的壓縮機24旋轉(zhuǎn)以壓縮進氣。在離開渦輪機32并流過顆粒過濾 器42之后，排氣流可被分成基本無顆粒的兩股流，包括導入進氣系統(tǒng)14 的第 一股流和導向大氣中的第二股流。被導引通過進入口 40的顆粒減少的排氣流可由排氣冷卻器44冷卻到 預定的溫度，然后凈皮壓縮才幾24抽取經(jīng)過再循環(huán)閥機構(gòu)46而返回進氣系統(tǒng) 14。為調(diào)節(jié)返回進氣系統(tǒng)14的排氣流，驅(qū)動電機60可轉(zhuǎn)動驅(qū)動軸74以使 閥元件58在流動導通位置與流動阻斷位置之間移動。閥元件58對排氣進行的受控的限制可影響由壓縮機24經(jīng)進氣系統(tǒng)14向動力源10抽取的排氣 量。然后，可使再循環(huán)的排氣流與進入燃燒室的空氣相混合。被導入動力 源10的燃燒室的排氣可減小燃燒室中的氧濃度，這又會降低動力源10內(nèi) 的最高燃燒室溫度。降低的最高燃燒室溫度可減慢燃燒過程的化學反應， 因此減少氮氧化物的形成。這樣，可在不會由導入動力源IO的過多的顆粒 物質(zhì)導致有害作用和較差性能的情況下，降低由動力源10產(chǎn)生的氣體污 染。隨著排氣的第二股流經(jīng)過進入口 40，其可被引導通過催化劑以從排氣 中除去NOx和其它污染物?？刂破?4可控制再循環(huán)閥機構(gòu)46的操作。隨著排氣被導引通過再循 環(huán)閥機構(gòu)46，控制器84可確定并調(diào)節(jié)再循環(huán)入動力源10的排氣的質(zhì)量流 量。為確定通過再循環(huán)閥機構(gòu)46的排氣的質(zhì)量流量，差壓傳感器80可確 定第一和第二流路70和72之間的差壓，并將表示該差壓的信號發(fā)送給控 制器84。絕對壓力傳感器78可確定經(jīng)過第一流路70的排氣的絕對壓力， 并將表示該絕對壓力的信號發(fā)送給控制器84。另外，溫度傳感器82可確 定流過再循環(huán)閥^L構(gòu)46的排氣的溫度，并將表示該溫度的信號發(fā)送給控制 器84。盡管溫度傳感器82示出為位于文丘里管68的下游和閥元件58的 上游，也可想到溫度傳感器82可位于文丘里管68的上游或任何其它的合 適的位置?？刂破?4可從絕對壓力傳感器78、差壓傳感器80和溫度傳感 器82接收信號，并基于這些信號來確定排氣的質(zhì)量流量?？刂破?4可基于所檢測到的差壓和排氣密度通過從所存儲的表獲取 質(zhì)量流量而確定質(zhì)量流量。在確定質(zhì)量流量后，控制器84可比較所確定的 質(zhì)量流量與期望質(zhì)量流量。然后，控制器84可確定所確定的質(zhì)量流量與期 望質(zhì)量流量之間的差異，并響應于所確定的差異來移動閥元件58。由于驅(qū)動電機60與公共殼體56的獨特的組件構(gòu)型，所以可節(jié)省動力 源10上的空間。即，因為驅(qū)動電機60的軸向可基本平行于排氣通過公共 殼體56的流動方向，所以在橫向上消耗的空間非常小。這樣地節(jié)省空間可 提高與動力源10的其它部件和系統(tǒng)相關(guān)的設(shè)計靈活性。因為再循環(huán)閥才幾構(gòu)46利用文丘里式流量計，所以與現(xiàn)有沖支術(shù)相比，再 循環(huán)閥機構(gòu)46的使用范圍可擴大。具體地，即使是用在排氣處理的情況下， 因為由再循環(huán)閥才幾構(gòu)46用來確定流量的差壓傳感器受炭黑的影響可最低， 所以再循環(huán)閥機構(gòu)46的壽命和控制精度可提高。因為所公開的方法利用壓力傳感器和溫度傳感器來確定和調(diào)節(jié)排氣流 量，所以與現(xiàn)有才支術(shù)相比，也可擴大其使用范圍。具體地，因為所述確定 質(zhì)量流量的方法受排氣中存在的污物和炭黑的影響可最低，所以該方法在 排氣再循環(huán)系統(tǒng)中是有益的，并且能夠延長部件的壽命。本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯然清楚，可對所公開的方法做出各種不同的修改 和變型。鑒于本"^兌明書以及對所公開方法的實踐，其它實施例對于本領(lǐng)域 的技術(shù)人員而言是顯而易見的。本說明書和示例都應當認為僅是示例性的， 而本發(fā)明的真實范圍由所附權(quán)利要求及其等同物表示。
權(quán)利要求
1.一種確定和調(diào)節(jié)再循環(huán)到發(fā)動機中的排氣的質(zhì)量流量的方法，該方法包括引導排氣通過文丘里管；檢測所述文丘里管上的排氣差壓；檢測所述文丘里管處的絕對排氣壓力；檢測所述排氣的溫度；基于所檢測到的流體差壓、絕對流體壓力和溫度來確定所述排氣的質(zhì)量流量。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，檢測所述文丘里管處 的絕對排氣壓力包括檢測所述文丘里管上游的緊鄰位置處的絕對排氣壓 力。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，確定質(zhì)量流量包括基 于所檢測到的流體差壓、絕對流體壓力和溫度來計算所述排氣的密度。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，確定質(zhì)量流量包括基 于所檢測到的差壓和所述排氣的密度從所存儲的表獲取排氣流量。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，還包括比較所確定的 質(zhì)量流量與所期望的質(zhì)量流量。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所期望的質(zhì)量流量對 應于所期望的發(fā)動機燃燒特性。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，還包括 確定所確定的質(zhì)量流量與所期望的質(zhì)量流之間的差；和 響應于所確定的所述所確定的質(zhì)量流量與所期望的質(zhì)量流之間的差，通過在所述文丘里管下游的位置處改變對所述排氣的限制來改變所述排氣 的流量。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，檢測排氣溫度包括檢 測通道壁的溫度。
9. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，檢測所述文丘里管處 的絕對排氣壓力包括比較排氣壓力與真空基準壓力。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，檢測所述文丘里管上 的排氣差壓包括確定收縮部的上游位置與所述文丘里管的喉部位置之間的 排氣差壓。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種確定EGR流量的車載方法。該方法用于確定和調(diào)節(jié)再循環(huán)到發(fā)動機中的排氣的質(zhì)量流量。該方法可包括引導排氣通過文丘里管，以及檢測文丘里管上的排氣差壓。該方法還可包括檢測文丘里管處的絕對排氣壓力，和檢測排氣溫度。該方法還可包括基于所檢測到的流體差壓、絕對流體壓力和溫度來確定排氣的質(zhì)量流量。
文檔編號F02M25/07GK101333981SQ20081012727
公開日2008年12月31日 申請日期2008年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月29日
發(fā)明者A·卡塔里, B·V·特拉內(nèi)爾, C·F·加爾邁爾, D·C·阿特金森 申請人:卡特彼勒公司