[发明专利]用于监控内燃机中的再循环废气的方法和装置

说明书

技术领域

本发明属于内燃机技术领域。

背景技术

内燃机将废气再循环至发动机进气系统以降低峰值燃烧温度，从而管控发动机的排放。已知的系统使用位于燃烧室内的废气流动控制系统以及被称为废气再循环(“EGR”)系统的外部再循环系统来实现此种再循环。EGR气体流率、发动机进气特性以及发动机进气中的压力和温度动态性能影响气缸充量和进气中的EGR气体和新鲜空气的质量比，从而影响燃烧温度、发动机动力和发动机排放。对EGR气体和新鲜空气的影响在高EGR稀释程度(诸如能够在火花点火直喷发动机的稀薄怠速工作期间出现)下增大。

发明内容

一种用于在持续工作期间控制内燃机中的EGR气流的方法包括：确定发动机工作点；以及基于所述发动机工作点确定用于气缸充量的优选EGR分数。基于所述用于气缸充量的优选EGR分数确定用于控制流向发动机进气歧管的外部EGR气体流率的前向馈送命令。确定所述进气歧管中的EGR比率。并且基于估计出的进气歧管中的EGR比率以及用于控制所述外部EGR气体流率的前向馈送命令而控制外部EGR气体流率。

附图说明

现在将结合附图以示例的方式描述一个或多个实施例，在所述附图中：

图1是根据本发明的发动机的示意图；以及

图2是根据本发明的算法流程的示意图。

具体实施方式

现在参见所述附图，在所述附图中示出的内容仅仅是为了说明某些示例实施例的目的，而不是为了限制所述实施例，图1示意性示出内燃机10以及根据本发明的一个实施例构造的附带的控制模块5。用于说明本发明的示例发动机10包括多缸火花点火、直喷、四冲程内燃机——其能够在包括进气、压缩、做功和排气冲程的重复燃烧循环中工作。本发明能够应用于各种不同的内燃机系统和燃烧循环。

发动机10包括多个气缸，所述气缸具有能够在其内可滑动地运动的往复式活塞14，并且限定可变容积燃烧室16。每个活塞14连接至旋转曲轴12，旋转曲轴12将线性往复运动转化成旋转运动。曲轴传感器42监测曲轴旋转位置和速度。一个或多个进气门20控制从进气通道29至每个燃烧室16内的空气流量。一个或多个排气门18控制从每个燃烧室16通过排气通道39至排气歧管的废气流量。进气和排气门20和18的打开和关闭优选地由双凸轮轴(如图所示)控制，所述双凸轮轴的旋转与曲轴12的旋转相关联并且相对应。废气传感器50监测废气(包括例如与发动机排气的空/燃比或废气的组成相关的参数状态)。

进气系统包括用于控制和监测通向进气通道29的气流的气流管路和设备。在此实施例中，进气系统将进气流导通至进气歧管30，进气歧管30将进气引导和分配至通过进气门20通向燃烧室16的进气通道29。用于控制和监测进气歧管30内的空气流的设备优选地包括空气质量流量传感器32、节气门34、压力传感器36和温度传感器33。空气质量流量传感器32监测空气质量流量和进气温度。节气门34优选地包括电控设备——其响应于来自控制模块5的控制信号(“ETC”)来控制通向发动机10的空气流。压力传感器36监测进气歧管绝对压力以及大气压力。温度传感器33适于监测进气歧管空气温度。

外部流动通道40将废气从排气通道39再循环至进气系统的进气歧管30——其具有包括废气再循环(“EGR”)阀38的空气流动控制阀。第二温度传感器35适于监测再循环气体的温度，优选的是EGR阀38处或附近的温度。EGR阀38优选地包括可控的可变流量阀，该可控的可变流量阀由操作性地连接至控制模块5的脉宽调制螺线管控制。控制模块5产生脉宽控制信号(“EGR_PW”)以通过EGR阀38控制再循环废气或外部EGR气体的流动。EGR阀38优选地产生由控制模块5监测的与工作关联的输出信号。通过EGR阀38通向进气歧管30的外部EGR气体流率能够基于EGR阀38处的压降、外部EGR气体的温度以及EGR阀38的有效打开面积来确定。控制模块5包括由用于控制EGR阀38的脉宽控制信号组成的预先确定的校准值和EGR阀38的有效打开面积的相应测量值。在工作中，控制模块5通过控制发送给EGR阀38的脉宽控制信号而控制有效打开面积。这样，控制模块5通过控制发送给EGR阀38的脉宽控制信号而控制外部EGR气体流率。例如，0％的脉宽控制信号导致EGR阀38关闭，即没有流量；100％的脉宽控制信号导致EGR阀38大开，对于EGR阀38处的压降导致最大的外部EGR气体流率。结合图2来描述系统操作，通过所述系统操作控制模块5确定脉宽控制信号以控制外部EGR气体流率。