本描述大體涉及用于控制車輛發(fā)動機的排氣再循環(huán)系統(tǒng)的方法和系統(tǒng)。

背景技術：

發(fā)動機控制系統(tǒng)使用排氣再循環(huán)(EGR)機構來調節(jié)排氣排放和改善燃料經(jīng)濟性。EGR機構可包含EGR系統(tǒng)，其經(jīng)由EGR通道將排氣的一部分從排氣通道再循環(huán)到進氣通道。EGR系統(tǒng)使用跨位于EGR通道中的EGR閥下游的孔口的差量壓力(DP)傳感器來提供EGR質量流量的估計。估計的EGR質量流量接著用于確定火花提前的程度。

然而，在某些發(fā)動機工況下(例如，在高負荷狀況下)和/或當歧管絕對壓力(MAP)大于閾值壓力時，由于排氣的脈動流動，調制孔口兩端的差壓。因此，由于排氣脈動的均方根值，DP傳感器可能輸出較高電壓。換句話說，排氣脈動可能使DP傳感器輸出比實際高的電壓。結果，在高負荷狀況期間，可能將EGR質量流量估計為比實際流量高。由于火花提前基于估計的EGR質量流量(例如，通常對于每一百分比的估計的EGR，火花提前一個程度)，EGR質量的過高估計可能導致潛在火花爆震(由于過于提前的火花正時)。結果，可能有必要延遲火花正時以減少爆震，這可能導致降低的燃料經(jīng)濟性和性能。

技術實現(xiàn)要素：

本文中的發(fā)明人已認識到以上所提到的問題。因此，在一個實例中，以上問題中的一些可至少部分由一種用于發(fā)動機的方法解決，該方法包括：當發(fā)動機負荷低于閾值時，基于差壓傳感器輸出估計排氣再循環(huán)(EGR)質量流量；當發(fā)動機負荷高于所述閾值，基于進氣二氧化碳傳感器輸出且獨立于差壓傳感器輸出，估計EGR質量流量；以及基于所估計的EGR質量流量調整火花正時。以此方式，可以在各種負荷狀況中執(zhí)行更準確的EGR流動估計。因此，可以安排(schedule)更準確的火花提前，這減小了火花爆震的可能性。

作為一個實例，在某些發(fā)動機工況期間，例如，當發(fā)動機負荷高于閾值負荷和/或當MAP高于閾值壓力時，可以在開環(huán)控制模式中運轉EGR系統(tǒng)。在開環(huán)控制模式中，獨立于DP傳感器輸出但基于前饋映射的進氣二氧化碳數(shù)據(jù)(基于發(fā)動機轉速和負荷)來估計EGR質量流量；且根據(jù)基于進氣二氧化碳值估計的EGR質量流量來安排火花提前的程度。進一步，在開環(huán)模式期間，EGR閥未基于DP傳感器輸出來控制，而相反地，被維持在全開位置中或被維持在基于閾值負荷的幾乎全開位置中。

在低于閾值的發(fā)動機運轉狀況期間，可以在閉環(huán)控制模式中運轉EGR系統(tǒng)。在閉環(huán)控制模式中，基于DP傳感器輸出估計EGR質量流量，且根據(jù)基于DP傳感器的EGR質量流量估計來安排火花提前的程度。進一步，在閉環(huán)控制模式期間，基于DP傳感器輸出控制EGR閥。例如，基于實際DP傳感器輸出與期望DP傳感器輸出之間的誤差調整EGR閥。

以此方式，通過在EGR系統(tǒng)的開環(huán)控制與閉環(huán)控制之間切換，可以執(zhí)行更準確的EGR流量估計。因此，可以安排更準確的火花提前，這可以減少火花爆震。結果，可以減小無故的火花延遲，從而獲得改善的燃料經(jīng)濟性和性能。因此，通過基于負荷和進氣歧管壓力利用EGR系統(tǒng)的開環(huán)控制和閉環(huán)控制，可以實現(xiàn)更準確的EGR流量估計、更準確的火花提前和減少的火花爆震的技術效果，且因此可以改善燃料經(jīng)濟性。

應理解，提供以上概述以簡化形式介紹在詳細描述中進一步描述的概念的選擇。它并非意味著確定所要求保護的主題的關鍵或必要特征，所要求保護的主題由具體實施方式之后的權利要求唯一限定。此外，所要求保護的主題并不限于解決以上或在本發(fā)明的任何部分中所提到的任何缺點的實施方案。

附圖說明

圖1展示包含高壓EGR系統(tǒng)的雙渦輪增壓發(fā)動機系統(tǒng)的示意圖。

圖2展示描繪開環(huán)和閉環(huán)EGR控制模式的一種實例轉速-負荷圖。

圖3展示說明實例開環(huán)和閉環(huán)EGR控制的一個實例控制框圖。

圖4展示說明一種用于在閉環(huán)與開環(huán)EGR控制模式之間切換的實例方法的流程圖。

圖5展示說明一種用于閉環(huán)EGR控制的實例方法的流程圖。

圖6說明根據(jù)本發(fā)明的一個實例EGR系統(tǒng)運轉。

具體實施方式

以下描述涉及用于基于負荷和/或進氣歧管壓力進行發(fā)動機系統(tǒng)(例如，圖1的發(fā)動機系統(tǒng))中的EGR系統(tǒng)的開環(huán)和閉環(huán)控制以改善高排氣脈動區(qū)域中的EGR質量流量估計的系統(tǒng)和方法。具體地，如在圖2展示，在低于閾值負荷的發(fā)動機工況下，可以在閉環(huán)反饋模式中運轉EGR系統(tǒng)，且當發(fā)動機正在高于閾值負荷的負荷下運轉時，可以在開環(huán)前饋模式中運轉EGR系統(tǒng)。在一些實例中，附加或替代地，當歧管絕對壓力(MAP)低于閾值壓力時，可以在閉環(huán)反饋模式中運轉EGR系統(tǒng)，且當MAP高于閾值壓力時，可以在閉環(huán)前饋模式中運轉EGR系統(tǒng)。開環(huán)前饋模式和閉環(huán)反饋模式的一個實例在圖3的框圖中示出。控制器(例如，圖1的控制器)可以被配置以執(zhí)行控制例程，例如，用于在開環(huán)與閉環(huán)模式之間切換EGR系統(tǒng)運轉的圖4的實例例程，和用于在閉環(huán)模式中運轉EGR系統(tǒng)的圖5的實例例程。根據(jù)本發(fā)明的EGR系統(tǒng)的一個實例開環(huán)和閉環(huán)控制在圖6中示出。

轉到圖1，其展示包含多缸內燃發(fā)動機10和可以是相同的雙渦輪增壓器120、130的一個實例渦輪增壓發(fā)動機系統(tǒng)100的示意性描繪。作為一個非限制性實例，發(fā)動機系統(tǒng)100能夠包含作為客車的推進系統(tǒng)的部分。本文中雖未描繪，但在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可以使用例如具有單個渦輪增壓器的發(fā)動機或不具有渦輪增壓器的發(fā)動機的其它發(fā)動機配置。

發(fā)動機系統(tǒng)100可以至少部分由控制器12和經(jīng)由輸入裝置192的來自車輛操作員190的輸入來控制。在此實例中，輸入裝置192包含加速器踏板和用于產(chǎn)生比例踏板位置信號PP的踏板位置傳感器194?？刂破?2可以為包含以下項的微型計算機：微處理器單元、輸入/輸出端口、用于可執(zhí)行程序和校準值的電子存儲介質(例如，只讀存儲器芯片)、隨機存取存儲器、?；畲鎯ζ骱蛿?shù)據(jù)總線。存儲介質只讀存儲器可以用表示由微處理器可執(zhí)行以執(zhí)行本文描述的例程以及想到但未具體列出的其它變體的非暫時性指令的計算機可讀數(shù)據(jù)編程?？刂破?2可以被配置以接收來自多個傳感器165的信息和將控制信號發(fā)送到多個致動器175(其各種實例在本文中描述)。其它致動器(例如，多種額外閥和節(jié)流閥)可以耦合到發(fā)動機系統(tǒng)100的各種位置?？刂破?2可以接收來自各種傳感器的輸入數(shù)據(jù)、處理輸入數(shù)據(jù)且基于對應于一個或多個例程在其中編程的指令或代碼，響應于處理的輸入數(shù)據(jù)觸發(fā)致動器。換句話說，控制器12接收來自圖1的各種傳感器(包含DP傳感器217、進氣二氧化碳傳感器220、歧管空氣壓力(MAP)傳感器182和進氣氧傳感器168)的信號且使用圖1的各種致動器(例如，用于高壓EGR閥210、火花正時等的馬達致動器)，基于接收的信號和存儲于控制器的存儲器上的指令調整發(fā)動機運轉。實例控制例程在本文中關于圖3-圖5描述。

發(fā)動機系統(tǒng)100可以經(jīng)由進氣通道140接收進氣空氣。如圖1展示，進氣通道140可以包含空氣過濾器156和進氣系統(tǒng)(AIS)節(jié)流閥115。AIS節(jié)流閥115的位置可以由控制系統(tǒng)經(jīng)由通信耦合到控制器12的節(jié)流閥致動器117調整。

進氣空氣的至少一部分可以經(jīng)由進氣通道140的第一分支(如指示于142)引到渦輪增壓器120的壓縮機122，且進氣空氣的至少一部分可以經(jīng)由進氣通道140的第二分支(如指示于144)引到渦輪增壓器130的壓縮機132。因此，發(fā)動機系統(tǒng)100包含壓縮機122、132上游的低壓AIS系統(tǒng)(LP AIS)191，和壓縮機122、132下游的高壓AIS系統(tǒng)(HPAIS)193。

曲軸箱強制通風裝置(PCV)管道198可以將曲軸箱(未示出)耦接到進氣通道的第二分支144，使得可以以受控方式從曲軸箱排出曲軸箱中的氣體。進一步，可以通過將燃料蒸氣罐(未示出)耦接到進氣通道的第二分支144的燃料蒸氣沖洗管道195將來自燃料蒸氣罐的蒸發(fā)性排放物排出到進氣通道中。

能夠經(jīng)由壓縮機122壓縮總進氣空氣的第一部分，在壓縮機122處，可以經(jīng)由進氣通道146將該部分進氣空氣供應到進氣歧管160。因此，進氣通道142、146形成發(fā)動機的進氣系統(tǒng)的第一分支。類似地，能夠經(jīng)由壓縮機132壓縮總進氣空氣的第二部分，在壓縮機132處，可以經(jīng)由進氣通道148將該部分進氣空氣供應到進氣歧管160。因此，進氣通道144、148形成發(fā)動機的進氣系統(tǒng)的第二分支。如圖1展示，來自進氣通道146、148的進氣空氣能夠在到達進氣歧管160前經(jīng)由共同進氣通道149再組合，在進氣歧管160處，可以將進氣空氣提供到發(fā)動機。在一些實例中，進氣歧管160可以包含用于估計歧管壓力(MAP)的進氣歧管壓力傳感器182和/或用于估計歧管空氣溫度(MCT)的進氣歧管溫度傳感器183，每一者傳感器都與控制器12通信。在所描繪的實例中，進氣通道149還包含空氣冷卻器154和節(jié)流閥158。節(jié)流閥158的位置可以由控制系統(tǒng)經(jīng)由通信耦合到控制器12的節(jié)流閥致動器157調整。如所展示的，節(jié)流閥158可以布置于空氣冷卻器154下游的進氣通道149中，且可以被配置以調整進入發(fā)動機10的進氣氣流的流量。

如圖1展示，壓縮機旁通閥(CBV)152可以布置于CBV通道150中，且CBV 155可以布置于CBV通道151中。在一個實例中，CBV 152、155可以為電子氣動CBV(EPCBV)?？梢钥刂艭BV 152、155以當發(fā)動機增壓時釋放進氣系統(tǒng)中的壓力。CBV通道150的上游端可以與壓縮機132上游的進氣通道144耦接，且CBV通道150的下游端可以與壓縮機132下游的進氣通道148耦接。類似地，CBV通道151的上游端可以與壓縮機122上游的進氣通道142耦接，且CBV通道151的下游端可以與壓縮機122下游的進氣通道146耦接。取決于每一個CBV的位置，由對應壓縮機壓縮的空氣可以再循環(huán)到壓縮機上游的進氣通道(例如，壓縮機132的進氣通道144和壓縮機122的進氣通道142)內。例如，CBV 152可以打開以再循環(huán)壓縮機132上游的壓縮空氣和/或CBV 155可以打開以再循環(huán)壓縮機122上游的壓縮空氣，以在選定狀況期間釋放進氣系統(tǒng)中的壓力從而降低壓縮機喘振負荷的影響。CBV 155、152可以由控制系統(tǒng)主動或被動控制。

如所展示，壓縮機入口壓力(CIP)傳感器196布置于進氣通道142中。且HPAIS壓力傳感器169布置于進氣通道149中。然而，在其它預料到的實施例中，傳感器196、169可以分別布置于LPAIS和HPAIS內的其它位置處。

發(fā)動機10可以包含多個汽缸14。在所描繪的實例中，發(fā)動機10包含按V型配置的六個汽缸。具體地說，六個汽缸布置于兩個邊13、15上，其中每一邊包含三個汽缸。在替代實例中，發(fā)動機10能夠包含兩個或更多個汽缸，例如，3、4、5、8、10或更多個汽缸。這些各種汽缸能夠被等分且以交替配置布置，例如，V型、同軸、方形等。每個汽缸14可以配置有燃料噴射器166。在所描繪的實例中，燃料噴射器166為直接汽缸內噴射器。然而，在其它實例中，燃料噴射器166可以被配置為基于進氣道的燃料噴射器。

經(jīng)由共同進氣通道149供應到每一汽缸14(本文中，也被稱作燃燒室14)的進氣空氣可以用于燃料燃燒且燃燒的產(chǎn)物可以接著經(jīng)由具體一邊的排氣通道排出。在所描繪的實例中，發(fā)動機10的汽缸的第一邊13能夠經(jīng)由共同排氣通道17排出燃燒的產(chǎn)物，且汽缸的第二邊15能夠經(jīng)由共同排氣通道19排出燃燒的產(chǎn)物。

可以經(jīng)由耦接到閥推桿的液壓驅動挺柱或經(jīng)由其中使用凸輪凸角的機械活塞調節(jié)每一汽缸14的進氣閥和排氣閥的位置。在此實例中，每一汽缸14的至少進氣閥可以通過使用凸輪致動系統(tǒng)的凸輪致動來控制。具體地，進氣閥凸輪致動系統(tǒng)25可以包含一個或更多個凸輪且可以利用可變凸輪正時或升程用于進氣閥和/或排氣閥。在替代性實施例中，進氣閥可以通過電動閥致動來控制。類似地，排氣閥可以通過凸輪致動系統(tǒng)或電動閥致動來控制。在再一替代性實施例中，凸輪可以是不可調整的。

由發(fā)動機10經(jīng)由排氣通道17排出的燃燒產(chǎn)物能夠被引導通過渦輪增壓器120的排氣渦輪124，這接著能夠經(jīng)由軸126對壓縮機122提供機械工以便對進氣空氣提供壓縮。替代地，流過排氣通道17的排氣中的一些或全部能夠經(jīng)由如由廢氣門128控制的渦輪旁路通道123繞過渦輪124。廢氣門128的位置可以由如由控制器12命令的致動器(未示出)控制。作為一個非限制性實例，控制器12能夠經(jīng)由電磁閥控制的氣動致動器調整廢氣門128的位置。例如，電磁閥可以接收信號以用于幫助基于布置于壓縮機122上游的進氣通道142與布置于壓縮機122下游的進氣通道149之間的空氣壓力的差、經(jīng)由氣動致動器的廢氣門128致動。在其它實例中，可以將不同于電磁閥的其它合適方法用于致動廢氣門128。

類似地，由發(fā)動機10經(jīng)由排氣通道19排出的燃燒產(chǎn)物能夠被引導通過渦輪增壓器130的排氣渦輪134，這接著能夠經(jīng)由軸136對壓縮機132提供機械工以便對流過發(fā)動機的進氣系統(tǒng)的第二分支的進氣空氣提供壓縮。替代地，流過排氣通道19的排氣中的一些或全部能夠經(jīng)由如由廢氣門138控制的渦輪旁路通道133繞過渦輪134。廢氣門138的位置可以由如由控制器12命令的致動器(未示出)控制。作為一個非限制性實例，控制器12能夠經(jīng)由控制氣動致動器的電磁閥調整廢氣門138的位置。例如，電磁閥可以接收信號以用于幫助基于布置于壓縮機132上游的進氣通道144與布置于壓縮機132下游的進氣通道149之間的空氣壓力的差、經(jīng)由氣動致動器的廢氣門138致動。在其它實例中，可以將不同于電磁閥的其它合適方法用于致動廢氣門138。

在一些實例中，排氣渦輪124、134可以被配置為可變幾何形狀渦輪，其中控制器12可以調整渦輪葉輪片(或葉片)的位置以改變從排氣流獲得且被施加到它們的相應壓縮機的能量水平。替代地，排氣渦輪124、134可以被配置為可變噴嘴渦輪，其中控制器12可以調整渦輪噴嘴的位置以改變從排氣流獲得且被施加到它們的相應壓縮機的能量水平。例如，控制系統(tǒng)能夠被配置以經(jīng)由相應致動器獨立改變排氣渦輪124、134的葉片或噴嘴位置。

由汽缸經(jīng)由排氣通道19排出的燃燒產(chǎn)物可以經(jīng)由渦輪134下游的排氣通道180引導到大氣，而經(jīng)由排氣通道17排出的燃燒產(chǎn)物可以經(jīng)由渦輪124下游的排氣通道170引導到大氣。排氣通道170、180可以包含一個或多個排氣后處理裝置(例如，催化器)和一個或更多個排氣傳感器。例如，如在圖1展示，排氣通道170可以包含布置于渦輪124下游的排放控制裝置129，且排氣通道180可以包含布置于渦輪134下游的排放控制裝置127。排放控制裝置127、129可以為選擇性的催化還原(SCR)裝置、三元催化器(TWC)、NOx捕集器、各種其它排放控制裝置或其組合。另外，在一些實施例中，在發(fā)動機10的運轉期間，排放控制裝置127、129可以通過例如按具體空氣/燃料比運轉發(fā)動機的至少一個汽缸被周期性地再生。

發(fā)動機系統(tǒng)100可以進一步包含一個或多個排氣再循環(huán)(EGR)系統(tǒng)，其用于將排氣的至少一部分從排氣歧管再循環(huán)到進氣歧管。這些系統(tǒng)可以包含用于提供高壓EGR(HP EGR)的一個或更多個高壓EGR系統(tǒng)和用于提供低壓EGR(LP EGR)的一個或更多個低壓EGR回路(未示出)。

在所描繪的實例中，發(fā)動機系統(tǒng)100可以包含HP EGR系統(tǒng)206。在所描繪的實例中，發(fā)動機系統(tǒng)100可以在V型發(fā)動機的僅一個邊上(on only one bank of the V engine)配備有HP EGR系統(tǒng)。HP EGR系統(tǒng)206將來自渦輪124上游的共同排氣通道17的排氣的期望部分傳送到進氣節(jié)流閥158下游的進氣歧管160。替代地，HP EGR系統(tǒng)206可以定位于排氣通道17與進氣通道193之間，處于壓縮機122的下游。提供到進氣歧管160的HP EGR的量可以由控制器12經(jīng)由耦接在HP EGR通道208中的EGR閥210來改變。例如，控制器12可以通過將控制信號(例如，電信號，例如，電壓或電流)發(fā)送到EGR閥的致動器(例如，馬達，其可以為dc馬達)來調整EGR閥210的位置，以提供期望量的HP EGR。在圖1處展示的實例實施例中，HP EGR系統(tǒng)206包含定位于EGR閥210上游的EGR冷卻器212。例如，EGR冷卻器212可以將來自再循環(huán)的排氣的熱量排到發(fā)動機冷卻劑。

另外，差壓(DP)傳感器217可以布置于EGR通道內。DP傳感器217可以提供排氣的壓力、溫度和濃度中的一個或更多個的指示。在一個實例中，來自DP傳感器217的輸出可以與來自MAP傳感器182的輸出連用以估計EGR質量流量。例如，DP傳感器217可以檢測放置于EGR閥210下游的EGR流量控制孔口219兩端的壓降，當其與MAP組合時，能夠提供EGR量的指示。因而，DP傳感器217可以將EGR孔口兩端的差壓信號DP提供到控制器12。在一些實例中，傳感器217可以包括歧管絕對壓力(MAP)感測元件和差壓(DP)感測元件以及歧管溫度感測元件。在一些實例中，可以將流量控制孔口219放置于EGR閥210的上游或EGR閥210的下游(如所展示)。在一些實例中，額外傳感器可以基于來自控制器12的命令感測EGR閥位置以指示EGR閥流動區(qū)改變并因此提供用于閥位置控制的反饋控制。

發(fā)動機系統(tǒng)100還可以包含第二高壓EGR回路(未示出)，其用于將來自渦輪134上游的排氣通道19的至少一些排氣再循環(huán)到壓縮機132下游的進氣通道148或到進氣節(jié)流閥158下游的進氣歧管160。通過HP EGR回路208的EGR流量可以經(jīng)由HP EGR閥210控制。

EGR閥210可以被配置以調整通過對應EGR通道轉向的排氣的量和/或速率，以實現(xiàn)期望EGR稀釋百分比的進氣充氣進入發(fā)動機。作為一個具體實例，在低于閾值負荷的較低負荷狀況下的發(fā)動機運轉期間，可以基于閉環(huán)反饋機制控制EGR閥210以實現(xiàn)期望EGR質量流量。例如，當發(fā)動機負荷低于閾值時，可以利用來自DP傳感器217的輸出估計實際EGR質量流量(即，給定時間的EGR質量流量)。基于發(fā)動機工況(例如，發(fā)動機轉速和發(fā)動機負荷)，可以確定期望EGR質量流量。發(fā)動機控制器可以接著確定實際與期望EGR質量流量之間的誤差并基于誤差調整EGR閥210。另外，根據(jù)基于DP傳感器輸出確定的實際EGR質量流量，可以安排火花提前的程度。在一些實例中，實際(或測量的)DP傳感器輸出與期望DP傳感器輸出之間的誤差可以由控制器用于調整EGR閥210。

以此方式，當在低于閾值負荷的負荷下運轉時，可以利用來自DP傳感器的反饋控制EGR閥以提供期望EGR質量流量。換句話說，低于閾值負荷的發(fā)動機運轉期間，在閉環(huán)模式中利用來自DP傳感器的反饋運轉EGR系統(tǒng)。

然而，當在高于閾值負荷的較高負荷下運轉時，脈動排氣流可能使DP傳感器指示比實際EGR質量流量高的EGR質量流量。例如，由于排氣脈動的均方根值，DP傳感器可能輸出比實際電壓高的電壓。因此，DP傳感器可能指示比實際高的EGR質量流量。因此，為了改善EGR流量估計的準確性，當在高于閾值的較高負荷下運轉發(fā)動機時，給定時間的實際EGR質量流量可以獨立于DP傳感器輸出確定，但根據(jù)進氣二氧化碳傳感器220的輸出推斷。例如，將各種轉速和負荷狀況下的進氣二氧化碳含量與EGR百分比相關的映射圖被存儲在控制器的存儲器內。接著，基于由進氣二氧化碳傳感器測量的進氣二氧化碳濃度和由MAF傳感器測量的發(fā)動機空氣流量，可以確定EGR質量流量。接著，根據(jù)基于進氣二氧化碳傳感器估計的EGR流量，確定火花提前的程度。

另外，在高于閾值的負荷下的發(fā)動機運轉期間，由于如上文所論述的破壞DP傳感器輸出的排氣脈動，發(fā)動機控制器可以基于DP傳感器輸出不調整EGR閥，而相反地，可以使用EGR系統(tǒng)的開環(huán)控制機制。即，當發(fā)動機正在高于閾值負荷下運轉時，可以將EGR閥維持在開環(huán)位置，且基于進氣二氧化碳傳感器估計實際EGR質量流量。在一個實例中，開環(huán)位置可以為EGR閥210的全開位置。在另一實例中，開環(huán)位置可以基于閾值負荷。例如，在閾值負荷下，控制器可以調整EGR閥處于閾值負荷位置以提供期望EGR流量。接著，只要負荷保持在閾值負荷或高于閾值負荷，那么可以將EGR閥維持在閾值負荷位置，且可以基于映射的進氣二氧化碳值估計實際EGR質量流量。

在一些實例中，閾值負荷可以基于EGR閥210的全開位置。在此類情況下，閾值負荷位置可以為全開位置。在一些實例中，閾值負荷位置可以為幾乎全開位置。

在所描繪的實例中，進氣二氧化碳傳感器定位于進氣通道149與HP EGR通道208的結合處。然而，在其它實施例中，進氣二氧化碳傳感器可以定位在節(jié)流閥158下游的進氣通道149內。進氣二氧化碳傳感器可以為提供進氣充氣中的二氧化碳濃度的指示的任意合適傳感器。

以此方式，當在閾值或高于閾值的負荷下運轉時，可以不利用來自DP傳感器的反饋控制EGR閥；而是可以將EGR閥維持在對應于閾值負荷的具體位置或EGR閥可以全開，且用于安排火花的EGR流量估計可以基于映射的進氣二氧化碳值。換句話說，在低于閾值負荷的發(fā)動機運轉期間，在沒有來自DP傳感器的反饋的情況下，而是基于進氣二氧化碳傳感器輸出，在開環(huán)模式中運轉EGR系統(tǒng)。

雖然以上實例描述EGR系統(tǒng)的開環(huán)與閉環(huán)運轉之間響應于負荷的切換，但本文中的發(fā)明人已進一步認識到，當基于MAP傳感器182確定的歧管絕對壓力(MAP)高于閾值壓力(例如，26英寸Hg)時，排氣脈動造成DP傳感器測量誤差。因此，EGR系統(tǒng)運轉可以響應于MAP在閉環(huán)與開環(huán)運轉之間切換。因此，在一個實例中，在低于閾值負荷的發(fā)動機運轉期間和/或當MAP低于閾值壓力時，可以在閉環(huán)模式中運轉EGR系統(tǒng)；且在高于閾值負荷的發(fā)動機運轉期間和/或當MAP高于閾值壓力時，可以在開環(huán)模式中運轉EGR系統(tǒng)。

因此，通過在EGR系統(tǒng)的開環(huán)與閉環(huán)運轉模式之間切換，可以減小排氣脈動對EGR流量估計的影響。因此，可以獲得更準確的EGR流量估計，從而獲得更準確的火花提前安排。結果，可以減少火花爆震，這實現(xiàn)改善的燃料經(jīng)濟性和性能。

另外，雖然本文中描繪的實例展示增壓發(fā)動機系統(tǒng)，但必須注意，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可以在其它發(fā)動機配置(例如，自然進氣式發(fā)動機)中應用EGR系統(tǒng)的開環(huán)與閉環(huán)運轉之間的切換以減少排氣脈動對EGR流量估計的影響。

描繪沿著X軸線的發(fā)動機轉速和沿著Y軸線的發(fā)動機負荷以及指示EGR系統(tǒng)的開環(huán)和閉環(huán)運轉區(qū)域的實例曲線圖展示于圖2。具體地，圖2展示EGR系統(tǒng)在高于閾值202的負荷下的開環(huán)模式的運轉和EGR系統(tǒng)在低于閾值202的負荷下的閉環(huán)模式的運轉。雖然圖2中展示的實例以轉速-負荷映射圖指示開環(huán)和閉環(huán)EGR系統(tǒng)控制的區(qū)域，但必須注意，EGR系統(tǒng)運轉可以附加或替代地基于MAP，如上文簡要論述的。例如，當發(fā)動機負荷高于閾值負荷202時和/或當MAP(例如，基于MAP傳感器182確定)高于閾值壓力時，可以在開環(huán)模式中運轉EGR系統(tǒng)；否則，可以在閉環(huán)模式中運轉EGR系統(tǒng)。以下關于圖3到圖6進一步描述在開環(huán)模式和閉環(huán)模式中運轉EGR系統(tǒng)以及在兩個模式之間切換的細節(jié)。

雖然以上實例說明基于進氣二氧化碳傳感器估計開環(huán)控制模式期間的EGR質量流量，但應了解，在一些實例中，進氣氧傳感器168可以用于EGR質量流量估計。在所描繪的實例中，進氣氧傳感器定位于空氣冷卻器154的下游。然而，在其它實施例中，傳感器168可以布置于進氣通道146、148、149與空氣冷卻器154上游的接合點處，或沿著進氣通道149的另一位置(例如，節(jié)流閥158的下游)處。進氣氧傳感器(IAO2)168可以為用于提供進氣充氣的氧濃度的指示的任意合適傳感器，例如，線性氧傳感器、進氣UEGO(通用或寬域排氣氧)傳感器、雙態(tài)氧傳感器等?？刂破?2可以基于來自進氣氧傳感器168的反饋估計EGR流量稀釋百分比。在一些實例中，控制器可以接著調整EGR閥121、AIS節(jié)流閥115或其它致動器中的一個或更多個以實現(xiàn)期望的進氣充氣的EGR稀釋百分比。

除了以上提到的傳感器之外，發(fā)動機系統(tǒng)100還可以包含各種傳感器165。如圖1中所展示，共同進氣通道149可以包含用于估計節(jié)流閥入口壓力(TIP)的節(jié)流閥入口壓力(TIP)傳感器172和/或用于估計節(jié)流閥空氣溫度(TCT)的節(jié)流閥入口溫度傳感器173，每一個傳感器都與控制器12通信。另外，雖然本文中未示出，進氣通道142、144中的每一個能夠包含質量空氣流量傳感器，或替代地，質量空氣流量傳感器能夠位于共同管道140中。

轉到圖3，以框圖形式展示用于EGR系統(tǒng)(例如，圖1處的EGR系統(tǒng)206)的閉環(huán)和開環(huán)運轉的一個實例方法300。具體地，方法300包含在高于閾值的負荷下，在開環(huán)模式330中運轉EGR系統(tǒng)，其中EGR流量估計基于映射的進氣二氧化碳值；以及在低于閾值的負荷下，通過經(jīng)PID控制器控制EGR閥，基于用于EGR流量控制的壓力反饋機制，在閉環(huán)模式320中運轉EGR系統(tǒng)。

當發(fā)動機負荷低于閾值時，控制器基于發(fā)動機轉速和負荷確定新鮮氣流的期望EGR百分比(％EGR)。接著，基于發(fā)動機空氣質量流量(如根據(jù)MAP和轉速密度計算或質量空氣流量傳感器確定)，在306，控制器確定期望EGR質量流量(DES EM)。

接下來，在308，可以基于期望EGR質量流量和測量的MAP(來自塊310)確定期望差壓(DES DP)。塊310可以含有基于由位于進氣歧管處的DP傳感器(例如，圖1處的傳感器217)檢測的壓力的計算的MAP。接下來，在312，可以基于DES DP計算期望DP傳感器電壓(DES VOLTAGE)。接著，在313，可以基于來自塊312的DES VOLTAGE和來自DP傳感器的實際DP傳感器電壓(塊314)計算誤差信號(ERROR)。在塊316展示的PID控制器可以接著基于計算的ERROR信號確定致動信號。致動信號可以用于通過經(jīng)PID控制器控制EGR閥(例如，EGR閥210)來調整EGR流量。例如，通過將致動信號供應到馬達致動器(例如，致動器340)，可以將EGR閥的位置調整到期望位置以將期望EGR質量流量(DES EM)提供到發(fā)動機。致動信號例如可以為占空比或電壓信號。

進一步，在閉環(huán)控制期間，可以基于實際DP傳感器電壓估計實際EGR流量，且可以根據(jù)基于實際DP傳感器電壓估計的實際EGR流量安排火花提前的程度。

以此方式，在閉環(huán)模式期間，可以基于來自DP傳感器的壓力反饋機制調整EGR流量，這包含基于期望傳感器電壓與實際傳感器電壓之間的計算的誤差控制通過EGR閥的EGR流量。在一些實例中，基于實際傳感器電壓確定的實際EGR質量流量與期望EGR質量流量(DESEM)之間的誤差可以用于提供EGR閥的反饋控制。

當發(fā)動機負荷高于閾值時，可以在開環(huán)控制模式中運轉EGR系統(tǒng)，在330處指示。在開環(huán)模式期間，控制器可以將EGR閥調整到全開位置，且如在332處指示，可以基于位于進氣歧管內的二氧化碳傳感器/分析器(例如，圖1處展示的傳感器220)測量的進氣二氧化碳含量來估計實際EGR質量流量。例如，進氣二氧化碳含量可以與各種轉速和負荷狀況下的EGR百分比映射，且存儲在控制器的存儲器中的查找表或映射圖中。接著，基于測量/估計的進氣二氧化碳含量，可以計算EGR百分比。隨后，可以根據(jù)EGR百分比和發(fā)動機空氣質量流量確定實際EGR質量流量。接著，在334，基于實際EGR質量流量，可以安排火花提前的程度。

在一個實例中，響應于從低于閾值的第一負荷到大于閾值的第二負荷的負荷改變，從閉環(huán)EGR流量控制轉變到開環(huán)EGR流量控制，其中在過渡期間，EGR閥斜變(ramp)打開到全開位置。進一步，在轉變期間，隨著EGR閥斜變打開，可以假定EGR閥在全開位置中且可以基于如由位于進氣歧管內的二氧化碳傳感器測量的進氣二氧化碳含量來估計EGR質量流量。例如，映射針對開環(huán)控制的進氣二氧化碳含量與EGR百分比的查找表可以存儲于控制器的存儲器中。在估計進氣二氧化碳含量時，控制器可以基于查找表估計EGR百分比。接著可以基于估計的EGR百分比計算估計的EGR質量流量，且可以基于估計的EGR質量流量來安排火花提前的程度。以此方式，在高負荷狀況期間，通過基于進氣二氧化碳含量且獨立于DP傳感器輸出估計EGR流量，可以減小由于影響DP傳感器輸出的排氣脈動造成的EGR流量估計的誤差。

進一步，響應于從高于閾值的第二負荷到低于閾值的第一負荷的負荷改變，從開環(huán)EGR流量控制轉變到閉環(huán)EGR流量控制，其中在到閉環(huán)EGR流量控制的轉變期間，EGR閥從全開位置斜變到較多閉合的位置。用于將EGR閥調整到較多閉合的位置的致動信號基于期望EGR流量，基于當前轉速和負荷狀況確定該期望EGR流量。然而，為了在轉變時間段期間安排火花提前，當EGR閥斜變到較多閉合的位置時，可以基于進氣二氧化碳含量確定EGR流量，且可以基于進氣二氧化碳含量調整火花提前。在完成轉變后，可以根據(jù)基于DP傳感器輸出確定的EGR質量流量速率安排火花提前。

以此方式，可以基于負荷在開環(huán)模式與閉環(huán)模式之間切換EGR系統(tǒng)的運轉以獲得EGR質量流量的更準確估計。

雖然以上實例說明僅基于負荷的EGR系統(tǒng)運轉，但在一個實例中，當負荷低于閾值時和/或當MAP(基于來自例如圖1處的傳感器182的MAP傳感器的輸出)低于閾值壓力時，可以在閉環(huán)模式中運轉EGR系統(tǒng)；以及當負荷高于閾值時和/或當MAP高于閾值壓力時，可以在開環(huán)模式中運轉EGR系統(tǒng)。在一個實例中，閾值壓力可以為26英寸Hg。

轉到圖4，展示說明一種用于運轉發(fā)動機(例如，圖1處的發(fā)動機10)中的包含EGR閥(例如，圖1處的閥210)的EGR系統(tǒng)(例如，圖1處的EGR系統(tǒng)206)的實例方法400的流程圖。具體地，方法400說明在EGR系統(tǒng)的閉環(huán)與開環(huán)運轉之間的切換。雖然方法400針對圖1處描繪的增壓發(fā)動機系統(tǒng)描述EGR系統(tǒng)的閉環(huán)和開環(huán)運轉，但必須注意，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，方法400和本文中包含的方法的其余部分可以適用于其它發(fā)動機系統(tǒng)(例如，自然進氣式發(fā)動機)。另外，用于執(zhí)行方法400和本文中包含的方法的其余部分的指令可以由控制器(例如，圖1處展示的控制器12)基于存儲于控制器的存儲器上的指令且結合從發(fā)動機系統(tǒng)的傳感器(例如，以上參看圖1描述的傳感器)接收的信號執(zhí)行。控制器可以使用發(fā)動機系統(tǒng)的發(fā)動機致動器根據(jù)以下描述的方法調整發(fā)動機運轉。

方法400開始于402。在402，方法400包含估計和/或測量發(fā)動機工況。這些工況可以包含(例如)發(fā)動機轉速和負荷、駕駛員扭矩需求(基于加速器踏板位置)、升壓、MAP、MAF、BP、發(fā)動機溫度、EGR質量流量、空燃比等?；诎l(fā)動機工況和扭矩需求，車輛控制器可以調整一個或更多個發(fā)動機致動器設定。調整的致動器設定可以包含(例如)火花正時、EGR閥開度、可變凸輪正時(VCT)、AFR、節(jié)流閥開度等。

接下來，在404，方法400包含確定發(fā)動機負荷是否大于閾值負荷。在一些實例中，附加或替代地，可以確定MAP大于閾值壓力。在一個實例中，閾值可以對應于較高負荷范圍中的負荷。例如，閾值負荷可以為9巴平均有效制動壓力(BMEP)。在另一實例中，閾值可以基于EGR閥的全開位置。在閾值負荷和高于閾值負荷時，由于渦輪增壓發(fā)動機中的排氣脈動，用于估計EGR質量流量的差壓(DP)傳感器(例如，圖1處的傳感器217)可能輸出較高電壓，從而導致比實際EGR流量高的EGR流量估計。因此，當發(fā)動機正在閾值發(fā)動機負荷或高于閾值發(fā)動機負荷下運轉時，可以在開環(huán)模式中運轉EGR系統(tǒng)，這不依賴于用于EGR流量估計的DP傳感器輸出，而是基于進氣二氧化碳傳感器(例如，圖1處的傳感器220)估計EGR流量，如下文所論述。另外，在本文中論述的實例方法400中，當在開環(huán)模式中運轉時，可以將EGR閥維持在全開位置中。

相應地，如果發(fā)動機負荷大于閾值，那么方法400進行到406。在406，方法400包含確定EGR閥是否全開。例如，當在低于閾值的第一發(fā)動機負荷下運轉時，在從第一發(fā)動機負荷轉變到處于或高于閾值的第二發(fā)動機負荷前，發(fā)動機可以正在用于EGR流量控制的閉環(huán)模式中運轉。因此，在轉變前，可以基于來自DP傳感器的反饋調整EGR閥位置以提供期望EGR流量。因此，在轉變前，EGR閥可以不全開，且當負荷從第一負荷改變到第二負荷時，EGR閥可以不全開。因此，如果確定在負荷高于閾值時EGR閥未全開，那么方法400進行到408。

在408，方法400包含將EGR閥斜變到全開位置。例如，將EGR閥斜變到全開位置可以包含將EGR閥從較少打開位置調整到中間較多打開位置，且最后，到全開位置。從較少打開位置到全開位置的轉變可以包含一個或更多個中間較多打開位置。在一些實例中，例如，當在較少打開位置處的EGR閥打開量大于閾值打開量時，EGR閥可以從較少打開位置轉變到全開位置，而無任何中間較多打開位置。另外，在斜變期間，可以根據(jù)基于映射的進氣二氧化碳值估計的EGR流量安排火花。在將EGR閥斜變打開到全開位置后，方法400進行到412。

返回到406，如果確定EGR閥全開，那么方法400進行到410。在410，方法400包含將EGR閥維持在全開位置。只要負荷保持在閾值或大于閾值，那么就可以將EGR閥維持在全開位置。

雖然在此實例方法400中將EGR閥斜變打開到全開位置，但必須注意，在一些實例中，當負荷增大高于閾值時，可以將EGR閥斜變打開到閾值負荷位置，該位置可以不是全開位置，且只要負荷保持高于閾值，那么就將其維持在閾值負荷位置。例如，閾值負荷位置可以為幾乎全開位置。

接下來，方法400進行到412。在412，方法400包含基于映射的進氣二氧化碳值且獨立于DP傳感器輸出估計EGR質量流量(414)，同時將EGR閥維持在全開位置。即，在開環(huán)模式前饋模式中運轉EGR系統(tǒng)，其中，將EGR閥維持在全開位置，直到負荷降低到閾值以下，且當EGR閥為全開位置時，基于來自二氧化碳傳感器的輸出、發(fā)動機負荷和發(fā)動機轉速以及質量空氣流量來估計EGR質量流量。例如，可以基于將進氣二氧化碳值映射到EGR百分比(基于發(fā)動機轉速和發(fā)動機負荷)的查找表來估計EGR質量流量?；趤碜杂成涞亩趸贾档墓烙嫷腅GR百分比和質量空氣流量，可以估計EGR質量流量。另外，在414，方法400包含在開環(huán)模式的EGR運轉期間關閉EGR系統(tǒng)診斷(416)。

在估計EGR質量流量后，方法400進行到418。在418，方法400包含基于估計的EGR質量流量安排火花。以此方式，通過在發(fā)動機正在負荷閾值下或高于負荷閾值運轉時切換到EGR流量的開環(huán)前饋控制，且基于來自映射的進氣二氧化碳值的估計的EGR流量而非DP傳感器輸出安排火花，可以減少潛在火花爆震。因此，可以減小無故的火花延遲，這可以獲得改善的燃料經(jīng)濟性和性能。

在一個實例中，可以響應于MAP達到或增大高于閾值壓力來執(zhí)行從EGR流量的閉環(huán)反饋控制到開環(huán)前饋控制的切換。在一個實例中，閾值壓力可以基于EGR閥全開時的MAP。在另一實例中，閾值壓力可以為預定值，例如，26英寸Hg。

返回到404，如果確定負荷不大于閾值，那么方法400進行到420。在420，方法400包含確定是否在開環(huán)模式中運轉EGR流量控制。例如，如果響應于DP傳感器輸出不調整EGR閥且如果EGR流量估計基于映射的進氣二氧化碳值而不是DP傳感器輸出，那么可以確定將EGR流量控制運轉在開環(huán)模式中。在一些實例中，附加或替代地，如果設定了開環(huán)指示符標記，那么可以確定將EGR流量控制運轉在開環(huán)模式中。

如果420處的回答為是，那么方法400進行到422。例如，當在處于或高于閾值的第三發(fā)動機負荷下運轉時，在從第三發(fā)動機負荷轉變到低于閾值的第四發(fā)動機負荷前，發(fā)動機可以在用于EGR流量控制的開環(huán)模式中運轉。因此，當負荷從第三負荷改變到第四負荷時，EGR流量控制可以在開環(huán)模式中。因此，如果確定當負荷低于閾值時，EGR流量控制在開環(huán)模式中運轉，那么方法400進行到422。在422，方法400包含基于當前發(fā)動機轉速和發(fā)動機負荷確定期望EGR流量。

在確定了期望EGR流量后，方法400進行到424。在424，方法400包含將EGR閥從全開位置斜變到期望打開位置，期望打開位置基于期望EGR流量。例如，期望打開位置可以為較少打開位置，且因此，可以將EGR閥從全開位置斜變關閉到較少打開位置。在斜變期間，直到達到期望EGR閥位置，EGR系統(tǒng)可以繼續(xù)在開環(huán)模式中運轉。相應地，在斜變期間，可以基于來自映射的進氣二氧化碳含量的EGR估計來安排火花。

接下來，在將EGR閥調整到期望位置后，方法400進行到426。在426，在閉環(huán)反饋模式中運轉EGR流量控制。在閉環(huán)反饋模式中運轉包含基于來自DP傳感器的反饋調整EGR閥以提供實際EGR流量的估計，和基于來自DP傳感器輸出的實際EGR流量估計調整火花。將進一步關于圖5闡述在閉環(huán)配置中運轉EGR系統(tǒng)的細節(jié)。

轉到圖5，展示說明一種用于在閉環(huán)模式中運轉EGR系統(tǒng)的實例方法500的流程圖。

在502，方法500包含基于發(fā)動機轉速和負荷確定期望排氣再循環(huán)百分比(EGR％)。接下來，在504，方法500包含基于期望EGR百分比和發(fā)動機空氣流量(如從MAP和速度密度計算或質量空氣流量傳感器確定)計算期望EGR流量(DESEM)。可以根據(jù)以下等式計算期望EGR流量：

期望EGR流量(DESEM)＝發(fā)動機空氣流量*EGR％/(1-EGR％)

接下來，在506，方法500包含基于來自DP傳感器(例如，圖1處的傳感器217)的輸出測量或估計實際EGR流量。例如，從DP傳感器輸出確定EGR流量控制孔口(例如，圖1處的孔口219)兩端的差壓。接著，可以根據(jù)差壓和MAP確定實際EGR流量，例如，基于積的平方根。接著，基于實際EGR流量安排火花。

接下來，在510，方法500包含確定實際EGR流量與期望EGR流量之間的誤差。在一個實例中，可以利用比例-積分-微分(PID)控制器計算誤差。能夠使用各種其它控制架構，例如，比例控制器，或比例積分控制器，或包含反饋與前饋組合控制動作的各種其它控制器。

接下來，在512，方法500包含基于誤差調整EGR閥，例如，圖1處的閥210。例如，致動信號基于計算的ERROR信號。致動信號可以用于通過控制EGR閥來調整EGR流量。具體地，致動信號可以由控制器發(fā)送到控制EGR閥的DC馬達致動器(例如，圖3處的致動器340)。

以此方式，可以在低于閾值的負荷下的發(fā)動機運轉期間，在閉環(huán)反饋模式中運轉EGR系統(tǒng)。

轉到圖6，展示說明實例EGR流量控制的實例圖600。具體地，圖6說明根據(jù)本發(fā)明響應于負荷在包含EGR閥(例如，圖1處的EGR閥210)的EGR系統(tǒng)(例如，圖1處的EGR系統(tǒng)206)的開環(huán)控制與閉環(huán)控制之間切換。

可以通過根據(jù)圖4的方法結合圖5的方法執(zhí)行圖1的系統(tǒng)中的指令來提供圖6的序列。時間t0到t4的豎直標記表示序列期間的關注的時間。

具體地，從圖6的頂部的第一曲線描繪負荷隨時間的變化，且負荷在Y軸線箭頭的方向上增加。跡線602描繪負荷的改變，且水平線604描繪閾值負荷。

從圖6的頂部的第二曲線描繪EGR系統(tǒng)控制模式。跡線606描繪在開環(huán)模式或閉環(huán)模式中的EGR系統(tǒng)的運轉。

從圖6的頂部的第三曲線描繪EGR閥位置隨時間的變化，且EGR閥開度在Y軸線箭頭的方向上增大。跡線608描繪EGR閥開度的實際改變。

從圖6的頂部的第四曲線描繪EGR系統(tǒng)診斷狀態(tài)。跡線610描繪EGR系統(tǒng)診斷狀態(tài)。

在t0以及t0與t1之間，發(fā)動機可以在低于閾值的負荷下運轉。因此，EGR系統(tǒng)可以在閉環(huán)模式中運轉。因此，可以基于來自DP傳感器(例如，圖1處的傳感器217)的反饋調整EGR閥。即，如圖3處所論述，在閉環(huán)控制期間，可以基于實際DP傳感器電壓與期望DP傳感器電壓之間的誤差調整EGR閥，其中期望DP傳感器電壓根據(jù)基于當前轉速和負荷狀況下的發(fā)動機質量空氣流量和期望EGR百分比估計的期望EGR流量。另外，當負荷低于閾值且EGR系統(tǒng)在閉環(huán)模式中運轉時，可以基于實際DP傳感器電壓計算實際EGR流量，且可以基于確定的實際EGR流量安排火花。另外，在t0以及t0與t1之間的時間期間，如果符合進入條件，那么可以執(zhí)行EGR系統(tǒng)診斷。

在t1，發(fā)動機負荷達到閾值。響應于負荷達到閾值，在t1和t2之間，EGR系統(tǒng)運轉可以從閉環(huán)控制模式切換到開環(huán)控制模式。切換到開環(huán)控制包含將EGR閥從較少打開位置斜變到全開位置。在一些實例中，切換到開環(huán)控制包含將EGR閥斜變到閾值負荷位置，閾值負荷位置可以是或可以不是全開位置。切換到開環(huán)控制進一步包含基于進氣二氧化碳含量而非DP傳感器輸出(例如，DP傳感器電壓)估計實際EGR流量。具體地，在切換期間，隨著EGR閥斜變打開，可以基于使各種發(fā)動機轉速和負荷下的進氣二氧化碳含量與EGR百分比相關的映射圖來估計EGR流量。可以基于來自二氧化碳傳感器(例如，圖1處的傳感器220)的輸出測量進氣二氧化碳含量。另外，在切換到開環(huán)控制模式期間，隨著EGR閥斜變打開到全開位置，可以根據(jù)基于映射的進氣二氧化碳含量估計的實際EGR流量安排火花。

在t2以及t2與t3之間，發(fā)動機負荷保持高于閾值。結果，基于開環(huán)控制運轉EGR系統(tǒng)。在開環(huán)控制模式中運轉EGR系統(tǒng)包含將EGR閥維持在全開位置，以及基于映射的進氣二氧化碳含量估計實際EGR流量。在一些實例中，可以將EGR閥維持在閾值負荷位置。另外，在開環(huán)控制期間，根據(jù)基于映射的進氣二氧化碳含量估計的實際EGR流量安排火花。

以此方式，在高負荷狀況(例如，高于9巴BMEP)下，通過基于進氣二氧化碳含量且不基于DP傳感器輸出估計實際EGR流量，可以減小實際EGR流量估計的誤差(由于使DP傳感器輸出比實際電壓高的電壓的排氣脈動引起所述誤差)。因此，可以減少由于DP傳感器輸出導致的實際EGR流量的過高估計的過多火花提前。結果，可以減少火花爆震。

在t3，發(fā)動機負荷降低低于閾值。響應于發(fā)動機負荷降低低于閾值，EGR系統(tǒng)運轉被切換到閉環(huán)控制。因此，在t3以及t3與t4之間，基于發(fā)動機轉速和負荷狀況計算期望EGR流量，且將EGR閥調整到第一期望位置以提供期望EGR流量。例如，如上關于圖3所論述，第一期望位置可以根據(jù)基于期望差壓確定的期望傳感器電壓，其中期望差壓通過使用來自期望EGR流量的圖形表示確定?？梢愿鶕?jù)期望EGR百分比和發(fā)動機空氣流量計算期望EGR流量，其中期望EGR百分比基于發(fā)動機轉速和負荷。在計算了期望傳感器電壓后，將控制信號發(fā)送到EGR閥的致動器，以將EGR閥從全開位置調整到第一期望位置。控制信號可以為例如電壓電平或占空比。

進一步，將EGR閥從全開位置調整到第一期望位置包含將EGR閥從全開位置斜變到期望位置。例如，如果第一期望位置為較多閉合的位置，那么EGR閥可以從全開位置斜變到中間較少閉合位置且接著斜變到較多閉合位置。從全開位置到較多閉合(或較少打開)位置的轉變可以包含一個或更多個中間較少閉合(或較多打開)位置。另外，在從全開位置斜變到第一期望位置期間，直到達到第一期望位置，基于進氣二氧化碳含量計算實際EGR流量且根據(jù)基于進氣二氧化碳含量計算的實際EGR流量來安排火花。

合起來看，在從開環(huán)控制模式到閉環(huán)控制模式的切換期間，將EGR閥從全開位置調整到第一期望位置，其中第一期望位置基于當前轉速和負荷狀況下針對期望EGR流量的期望差壓傳感器電壓來估計。另外，在切換期間，直到將EGR閥調整到第一期望位置，從進氣二氧化碳含量估計實際EGR流量，且基于從進氣二氧化碳含量估計的實際EGR流量安排火花。

另外，在t1與t4之間，當EGR流量估計基于進氣二氧化碳傳感器且在開環(huán)模式中運轉EGR系統(tǒng)時，可以不執(zhí)行EGR系統(tǒng)診斷(例如，可以不執(zhí)行EGR閥、DP傳感器或EGR冷卻器診斷)。

接下來，在t4，EGR閥處于第一期望位置。另外，在t4和超過t4，發(fā)動機負荷保持低于閾值。因此，在t4和超過t4，在閉環(huán)控制模式中運轉EGR系統(tǒng)，且因此，基于DP傳感器輸出計算實際EGR流量，且根據(jù)基于DP傳感器輸出計算的EGR流量安排火花。另外，在t4與超過之間，基于實際DP傳感器電壓與期望DP傳感器電壓之間的誤差調整EGR閥的位置，其中期望DP傳感器電壓基于當前轉速和負荷狀況下的期望EGR流量。換句話說，在閉環(huán)控制期間，來自DP傳感器的反饋用于EGR閥位置的控制。

以此方式，通過根據(jù)發(fā)動機負荷狀況在開環(huán)控制模式與閉環(huán)控制模式之間切換EGR系統(tǒng)的運轉，可以執(zhí)行更準確的EGR流量估計。因此，可以執(zhí)行更準確的火花安排。結果，可以減少(例如)由于來自過多EGR流量估計的過多火花提前導致的火花爆震。因此，可以減少火花延遲測量以抵消火花爆震，從而改善燃料經(jīng)濟性和效率。

雖然本實例說明響應于負荷在EGR系統(tǒng)的開環(huán)與閉環(huán)運轉之間切換，但EGR系統(tǒng)運轉可以響應于歧管絕對壓力(MAP)在閉環(huán)與開環(huán)運轉之間切換。因此，在一個實例中，在低于閾值負荷的發(fā)動機運轉期間和/或當MAP低于閾值壓力時，可以在閉環(huán)模式中運轉EGR系統(tǒng)；且在高于閾值負荷的發(fā)動機運轉期間和/或當MAP高于閾值壓力時，可以在開環(huán)模式中運轉EGR系統(tǒng)。另外，如本文中所論述的在閉環(huán)模式和開環(huán)模式中的EGR系統(tǒng)運轉和在這兩個模式之間的轉變可以應用于各種發(fā)動機配置，例如，具有高壓力和/或低壓力EGR的增壓發(fā)動機和自然進氣式發(fā)動機。

在一個實例中，一種用于發(fā)動機的方法包含當發(fā)動機負荷低于閾值時，基于差壓傳感器輸出估計排氣再循環(huán)(EGR)質量流量；當發(fā)動機負荷高于閾值時，基于進氣二氧化碳傳感器輸出且獨立于差壓傳感器輸出，估計EGR質量流量；以及基于所估計的EGR質量流量調整火花正時。在所述方法的第一實例中，當發(fā)動機負荷高于閾值時，EGR閥處于全開位置。所述方法的第二實例任選地包含第一實例，且進一步包含當發(fā)動機負荷高于閾值時，關閉EGR系統(tǒng)診斷。所述方法的第三實例任選地包含第一、第二實例中的一個或更多個，且進一步包含在從低于閾值的第一負荷到高于閾值的第二負荷的第一轉變期間，獨立于差壓傳感器輸出且基于進氣二氧化碳傳感器輸出來估計排氣再循環(huán)質量流量。所述方法的第四實例任選地包含第一到第三實例中的一個或更多個，且進一步包含其中在轉變期間，將EGR閥斜變打開到全開位置。所述方法的第五實例任選地包含第一到第四實例中的一個或更多個，且進一步包含在從高于閾值的第二負荷到低于閾值的第一負荷的第二轉變期間，獨立于差壓傳感器輸出且基于進氣二氧化碳傳感器輸出估計排氣再循環(huán)質量流量。所述方法的第六實例任選地包含第一到第五實例中的一個或更多個，且進一步包含其中將EGR閥從全開位置斜變關閉到較少打開位置，所述較少打開位置基于第二負荷下的期望EGR流量。所述方法的第七實例任選地包含第一到第六實例中的一個或更多個，且進一步包含其中EGR為高壓EGR(HP EGR)。所述方法的第八實例任選地包含第一到第七實例中的一個或更多個，且進一步包含其中發(fā)動機為V型發(fā)動機；且其中HP EGR在發(fā)動機的僅一邊上。

在另一實例中，一種用于發(fā)動機的方法包含響應于歧管絕對壓力增加高于閾值壓力，將EGR閥斜變到全開位置；和基于進氣二氧化碳傳感器輸出調整火花。在所述方法的第一實例中，基于進氣二氧化碳傳感器輸出調整火花包含基于映射的數(shù)據(jù)確定EGR百分比，所述映射的數(shù)據(jù)使各種發(fā)動機轉速和負荷狀況下的EGR百分比與進氣二氧化碳傳感器輸出相關；基于EGR百分比和發(fā)動機空氣質量流量確定EGR流量；以及基于EGR流量安排火花提前的程度。所述方法的第二實例任選地包含所述第一實例，且進一步包含響應于MAP降低低于閾值壓力，將EGR閥從全開位置斜變到期望位置，所述期望位置基于發(fā)動機轉速和負荷；以及基于來自測量EGR通道中的孔口兩端的差壓的差壓(DP)傳感器的輸出，調整火花。所述方法的第三實例任選地包含第一和第二實例中的一個或更多個，且進一步包含其中所述期望位置為較多閉合的位置；且其中處于較多閉合的位置中的EGR閥的打開程度基于發(fā)動機轉速和負荷。所述方法的第四實例任選地包含第一到第三實例中的一個或更多個，且進一步包含其中基于差壓(DP)傳感器輸出調整火花包括：基于差壓傳感器輸出確定EGR流量；和基于EGR流量安排火花提前的程度。所述方法的第五實例任選地包含第一到第四實例中的一個或更多個，且進一步包含當MAP高于閾值壓力時，將EGR閥維持于全開位置中；和當MAP低于閾值壓力時，基于DP傳感器輸出與期望傳感器輸出之間的誤差，控制EGR閥，所述期望傳感器輸出基于當前發(fā)動機轉速和負荷下的期望EGR流量。

在另一實例中，一種用于發(fā)動機的方法包含在第一狀況期間，基于期望DP傳感器輸出與測量的DP傳感器輸出之間的誤差來運轉EGR閥，和基于測量的DP傳感器輸出來調整火花正時；和在第二狀況期間，獨立于DP傳感器輸出運轉EGR閥，和基于進氣二氧化碳傳感器電壓來調整火花正時。在所述方法的第一實例中，第一狀況包含發(fā)動機負荷低于閾值，且第二狀況包含發(fā)動機負荷高于閾值，所述閾值負荷基于EGR閥在全開位置。所述方法的第二實例任選地包含所述第一實例，且進一步包含在從第一狀況到第二狀況的第一轉變事件期間，將EGR閥斜變到全開位置，同時基于假定的全開EGR閥位置和進氣二氧化碳傳感器電壓來調整火花正時；且其中獨立于DP傳感器輸出運轉EGR閥包含將EGR閥運轉在全開位置。所述方法的第三實例任選地包含第一和第二實例中的一個或更多個，且進一步包含在從第二狀況到第一狀況的第二轉變事件期間，基于期望EGR，將EGR閥從全開位置斜變到較少打開位置，同時基于假定的全開EGR閥位置和進氣二氧化碳傳感器電壓來調整火花正時；和在第二狀況期間以及第一和第二轉變事件期間，關閉EGR系統(tǒng)診斷。所述方法的第四實例任選地包含第一到第三實例中的一個或更多個，且進一步包含其中第一狀況包含歧管絕對壓力(MAP)低于閾值壓力，且第二狀況包含MAP高于閾值壓力。

注意，本文所包括的示例控制和估計程序能夠與各種發(fā)動機和/或車輛系統(tǒng)配置一起使用。本文所公開的控制方法和程序可被存儲為非暫時存儲器中的可執(zhí)行指令，并且可由包括與各種傳感器、致動器和其他發(fā)動機硬件組合的控制器的控制系統(tǒng)實施。本文所述的特定程序可表示任何數(shù)目的處理策略中的一種或多種，諸如事件驅動、中斷驅動、多任務、多線程等。因此，所說明的各種動作、操作和/或功能可按說明的順序執(zhí)行、并行執(zhí)行或在一些情況下省略。同樣，處理的順序不是實現(xiàn)本文所述的示例性實施例的特征和優(yōu)點所必需的，而是為易于說明和描述提供。根據(jù)所使用的具體策略，可重復執(zhí)行所說明的動作、操作和/或功能中的一種或多種。進一步地，所述動作、操作和/或功能可用圖形表示待編程到發(fā)動機控制系統(tǒng)中的計算機可讀存儲介質的非暫時性存儲器內的代碼，其中所述動作通過執(zhí)行包括與電子控制器組合的各種發(fā)動機硬件部件的系統(tǒng)中的指令實施。

應當理解，因為許多變化是可能的，所以本文所公開的配置和程序實際上是示例性的，并且這些具體實施例不應被視為具有限制意義。例如，上述技術可應用于V-6、I-4、I-6、V-12、對置4缸和其他發(fā)動機類型。本公開的主題包括本文所公開的各種系統(tǒng)和配置，以及其它特征、功能和/或性質的所有新穎的和非顯而易見的組合和子組合。

隨附權利要求特別指出被視為新穎的和非顯而易見的某些組合和子組合。這些權利要求可指“一個”元件或“第一”元件或其等效物。此類權利要求應被理解成包括一個或多個此類元件的結合，既不要求也不排除兩個或更多此類元件。所公開的特征、功能、元件和/或性質的其他組合和子組合可通過本權利要求的修正或通過在本申請或相關申請中呈現(xiàn)的新權利要求加以要求。此類權利要求，無論比原始權利要求范圍更寬、更窄、相同或不同，仍被視為包括在本公開的主題內。