[实用新型]用于控制柴油发动机的空气系统的设备和柴油发动机

权利要求书

1.一种用于控制柴油发动机的空气系统的设备，所述空气系统包括废气再循环EGR系统和涡轮增压系统，其中所述EGR系统包括EGR阀，并且所述涡轮增压系统包括空气压缩机和增压阀，所述设备包括：

工况获取装置，配置用于获取所述柴油发动机的气缸排气压力的测量值以及流经所述空气压缩机的空气流量的测量值；

目标流量确定装置，其耦合至所述工况获取装置，配置用于根据所述工况获取装置获取的测量值，以及根据所述柴油发动机的气缸排气压力的目标值和流经所述空气压缩机的空气流量的目标值，使用表征所述空气系统的非线性物理模型来确定流经所述EGR阀的目标废气流量和流经所述增压阀的目标废气流量；以及

信号产生装置，其耦合至所述目标流量确定装置，配置用于根据所述目标流量确定装置确定的所述流经所述EGR阀的目标废气流量和流经所述增压阀的目标废气流量，产生用于所述EGR系统的第一驱动信号和用于所述涡轮增压系统的第二驱动信号。

2.如权利要求1所述的设备，其中所述目标流量确定装置进一步包括：

基于滑动控制的确定装置，配置用于基于滑动控制策略来确定流经所述EGR阀的目标废气流量和流经所述增压阀的目标废气流量。

3.如权利要求1所述的设备，其中所述信号产生装置进一步包括：

EGR阀目标开度确定装置，配置用于根据所述流经所述EGR阀的目标废气流量确定所述EGR阀的目标开度；以及

增压阀目标开度确定装置，配置用于根据所述流经所述增压阀的目标废气流量确定所述增压阀的目标开度。

4.如权利要求3所述的设备，其中所述第一驱动信号用于控制所述EGR阀的开度，并且其中所述第二驱动信号用于控制所述增压阀的开度。

5.如权利要求1所述的设备，其中所述设备利用片上系统SoC或集成电路IC来实现。

6.如权利要求1所述的设备，其中所述非线性物理模型与所述柴油发动机的以下方面相关：

进气压力，排气压力，空气流量，进入气缸的气体流量，气缸排气阀出口流量，进气阀流量系数，转速，气缸位移，进气热常数，进气温度，进气管等效容积，排气热常数，排气温度，排气管等效容积，所述EGR系统的增压器机械效率，增压器涡轮效率，增压器涡轮热容量，大气环境温度，大气环境压力，进气空气热容量比，排气热容量比，压缩机效率，增压器转轴转动惯量，增压器转速，增压器涡轮排气能量，增压器压缩空气能量，压缩空气热容量，以及燃油喷射流量。

7.如权利要求6所述的设备，其中所述非线性物理模型进一步与所述柴油发动机的所述空气系统的动态干扰源相关。

8.一种柴油发动机，包括：

气缸；

进气管道，耦合至所述气缸的入口端，配置用于向所述气缸输送气体；

排气管道，耦合至所述气缸的出口端，配置用于排出所述气缸燃烧的废气；

燃油喷射系统，耦合至所述气缸，配置用于向所述气缸喷射燃油；

空气系统，包括：

废气再循环EGR系统，耦合至所述排气管道和所述进气管道，并且包括EGR阀，所述EGR系统配置用于将来自所述排气管道的部分废气通过所述进气管道输送回所述气缸；

涡轮增压系统，耦合至所述排气管道，并且包括空气压缩机和增压阀，所述涡轮增压系统配置用于利用来自所述排气管道的废气来增大通过所述气缸的进气压力；以及

控制单元，包括如权利要求1所述的设备，以用于控制所述空气系统。