專利名稱：增壓的柴油內(nèi)燃發(fā)動機(jī)以及控制這種發(fā)動機(jī)中的氣流的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的控制，S卩，涉及使用其所有的傳感器以及致動器來控制該發(fā)動機(jī)的技術(shù)。實(shí)質(zhì)上，考慮的是增壓的柴油內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，該柴油內(nèi)燃發(fā)動機(jī)包括用于使排出氣體部分地再循環(huán)的回路。所有的控制法規(guī)或軟件策略以及特征參數(shù)，如發(fā)動機(jī)的不同校準(zhǔn)，都包合在一個計算機(jī)或電子控制單元(ECU)中。
背景技術(shù)：
限制車輛的排放中產(chǎn)生的污染物數(shù)量的標(biāo)準(zhǔn)正變得越來越嚴(yán)格，這些污染物包括氮氧化物(稱為NOx，其中χ根據(jù)所考慮的氧而變化)和碳煙顆粒。為滿足這些標(biāo)準(zhǔn)，已知在柴油發(fā)動機(jī)上設(shè)置用于使排出氣體部分地再循環(huán)的回路(稱為“排氣再循環(huán)”的EGR)，一部分的排出氣體因此被再次引入到進(jìn)氣中。其結(jié)果是，進(jìn)入發(fā)動機(jī)的氣體混合物由來自壓縮機(jī)的新鮮空氣與來自排氣歧管的排出氣體混合構(gòu)成。通常，插入一個閥(稱為“EGR閥”) 以便調(diào)節(jié)再循環(huán)的排出氣體的流量。當(dāng)再循環(huán)的排出氣體對于燃燒是惰性的時，與未設(shè)置排出氣體再循環(huán)的類似發(fā)動機(jī)相比，這具有降低最大燃燒溫度并且因此減少過量氧氣的作用。更確切地說，在溫度和氧氣率升高的燃燒過程中促進(jìn)了氮氧化物的形成，而低的氧氣率促進(jìn)碳煙顆粒的形成。因此，排出氣體的部分再循環(huán)具有減少氮氧化物的量并且增加燃燒過程所產(chǎn)生的碳煙顆粒的數(shù)目的直接結(jié)果。為了補(bǔ)救碳煙顆粒增加的問題，在渦輪增壓器的渦輪機(jī)與消音器之間的排氣管線中安裝顆粒過濾器，該顆粒過濾器可以例如由一組微通道形成，在這些微通道中大部分的碳煙顆粒被捕獲。一旦過濾器被顆粒飽和，就不得不通過在稱為再生的階段中燃燒這些顆粒來清空它。這種再生在適當(dāng)?shù)臅r刻被觸發(fā)，并且通過由加熱裝置所產(chǎn)生的溫度提高或者通過具有提高經(jīng)過過濾器的氣體溫度作用的、對發(fā)動機(jī)的特定調(diào)整來實(shí)現(xiàn)。為了進(jìn)一步減少燃燒過程中產(chǎn)生的氮氧化物的量，可以設(shè)想借助于安放在排出氣體的再循環(huán)回路中的空氣/水冷卻裝置來冷卻被引入到發(fā)動機(jī)中的氣體混合物。進(jìn)入發(fā)動機(jī)的氣體溫度的降低使之有可能引入更大質(zhì)量的排出氣體，因為發(fā)動機(jī)的填充隨著被引入的混合物溫度的降低而增加。排出的氮氧化物的量因此通過溫度降低的作用并且通過再循環(huán)的排出氣體質(zhì)量增加的作用二者而減少。還已經(jīng)設(shè)想布置用于低壓排出氣體的再循環(huán)的回路，該回路移除渦輪增壓器的渦輪機(jī)下游的顆粒過濾器的出口處的排出氣體，并且將它們再注入到壓縮機(jī)的上游。這種低壓再循環(huán)回路比常規(guī)的高壓再循環(huán)回路更有利，常規(guī)的高壓再循環(huán)回路將排出氣體直接帶入到排氣歧管中并且將它們再注入到壓縮機(jī)下游的進(jìn)氣壓力通風(fēng)系統(tǒng)中。更確切地說，在高壓再循環(huán)回路中，再循環(huán)的排出氣體未被過濾，并且有堵塞再循環(huán)回路、再循環(huán)閥以及進(jìn)氣壓力通風(fēng)系統(tǒng)和發(fā)動機(jī)的風(fēng)險。為了以最簡單的方式確定在發(fā)動機(jī)的一個具體操作點(diǎn)處產(chǎn)生的氮氧化物與碳煙顆粒的量之間的折衷，重要的是能通過被引導(dǎo)經(jīng)過空氣過濾器并被允許進(jìn)入發(fā)動機(jī)中的氣流速率來精確地調(diào)節(jié)再循環(huán)的排出氣體的速率。氣流速率的這種調(diào)節(jié)通常通過在兩個構(gòu)件上起作用而實(shí)現(xiàn)，這兩個構(gòu)件是用于調(diào)節(jié)再循環(huán)的排出氣體的閥或定位在低壓再循環(huán)回路中的EGR閥，以及在再循環(huán)回路的分支的下游并且在安裝于排氣管線中的消音器的上游安裝在排氣管線中的排氣閥瓣。專利申請US2004/0006978中公開了用于低壓排出氣體的再循環(huán)的回路的使用， 在該回路中用于有待再循環(huán)的排出氣體的分支定位在顆粒過濾器與消音器之間，排出氣體的返回定位在空氣過濾器與壓縮機(jī)之間。低壓再循環(huán)回路中安裝有受控的再循環(huán)閥或EGR 閥以及冷卻裝置。所述回路還包括文丘里裝置，從而產(chǎn)生有可能將再循環(huán)的排出氣體吸入的部分真空。專利US 5 806 308和專利申請US2005/0045407提出消除文丘里裝置并且用安放在排氣管線中的排氣閥瓣來代替它。因此，有可能不考慮發(fā)動機(jī)的運(yùn)行點(diǎn)而在EGR閥的邊界處產(chǎn)生壓力差。專利申請W02007/066033 (RENAULT)提出一種通過對進(jìn)入氣流速率的調(diào)節(jié)來控制具有低壓再循環(huán)回路的增壓發(fā)動機(jī)的方法，其方式為對布置在再循環(huán)回路中的EGR閥和安裝在排氣管線中的排氣閥瓣進(jìn)行作用。進(jìn)入氣流速率的設(shè)定點(diǎn)值與測量值之間的差值被送到空氣調(diào)節(jié)器，該空氣調(diào)節(jié)器將該差值轉(zhuǎn)換成一個位置設(shè)定點(diǎn)值。該設(shè)定點(diǎn)值被轉(zhuǎn)發(fā)到一個設(shè)定點(diǎn)值分離器，該分離器提供兩個分離的設(shè)定點(diǎn)值一個用于EGR閥的位置，另一個用于排氣閥瓣的位置。盡管該文獻(xiàn)中提出的裝置是令入滿意的，但是已經(jīng)觀察到其校準(zhǔn)是復(fù)雜的并且控制法規(guī)缺少穩(wěn)健性，調(diào)節(jié)器不但必須補(bǔ)償干擾，而且必須將由EGR閥和排氣閥瓣的組件構(gòu)成的待調(diào)節(jié)的系統(tǒng)的非線性考慮在內(nèi)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是改進(jìn)這種調(diào)節(jié)并且使調(diào)節(jié)器更穩(wěn)健、更好地適配于待控制的系統(tǒng)并且校準(zhǔn)更簡單。在一個實(shí)施方案中，增壓的柴油內(nèi)燃發(fā)動機(jī)包括安裝在排氣管道中的顆粒過濾器和受控的排氣閥瓣(活門，volet)用于使低壓排出氣體部分地再循環(huán)的回路，該回路包括受控的再循環(huán)閥，所述回路將該顆粒過濾器下游的排氣管道與增壓器上游的空氣進(jìn)入管道相連接。一電子控制單元能夠接收發(fā)動機(jī)運(yùn)行參數(shù)值，并且能夠控制該發(fā)動機(jī)的各種不同構(gòu)件。該電子控制單元能確定排出氣體流中的壓降和進(jìn)入發(fā)動機(jī)的進(jìn)入空氣流中的壓降。特別地，該電子控制單元包括用于計算再循環(huán)閥的位置或排氣閥瓣的位置的設(shè)定點(diǎn)值的裝置，該計算使用進(jìn)入發(fā)動機(jī)的進(jìn)入氣流速率的設(shè)定點(diǎn)值并根據(jù)上述的壓降進(jìn)行。將經(jīng)過低壓再循環(huán)回路的再循環(huán)排出氣體的流動速率(流量)的設(shè)定點(diǎn)值分離成兩個位置設(shè)定點(diǎn)值，一個用于再循環(huán)閥而另一個用于排氣閥瓣。為了以最少的燃料消耗進(jìn)行最佳的運(yùn)行，僅控制這些構(gòu)件中的一個，而另一構(gòu)件保持在打開位置。待控制構(gòu)件的選擇基于排出氣體中的壓降和進(jìn)入發(fā)動機(jī)的進(jìn)入空氣中的壓降進(jìn)行。在一個有利的實(shí)施方案中，該電子控制單元包括比較裝置，該比較裝置將當(dāng)再循環(huán)閥或排氣閥瓣處于完全打開位置時該再循環(huán)回路中的排出氣體流中的壓降的估算值與在該空氣進(jìn)入管道中的空氣流中的壓降以及在該排氣管道中的氣體流中的壓降之和進(jìn)行比較，所述壓降是從氣流速率的設(shè)定點(diǎn)值估算得出的。該電子控制單元優(yōu)選包括用于從所進(jìn)行的比較來推斷未處于打開位置的再循環(huán)閥或排氣閥瓣的位置設(shè)定點(diǎn)值的裝置。有利的是，該電子控制單元包括用于對壓降建模的裝置，該建模的形式為作為再循環(huán)閥及排氣閥瓣的位置的函數(shù)的、壓降系數(shù)的所存儲的映射。因此，進(jìn)入氣流速率的調(diào)節(jié)除了通過使用進(jìn)入發(fā)動機(jī)的進(jìn)入空氣中的壓降實(shí)現(xiàn)以外，還通過使用低壓再循環(huán)回路中和排氣管線中的排出氣體的壓降的模型來實(shí)現(xiàn)。結(jié)果是受空氣調(diào)節(jié)器控制的系統(tǒng)線性化，這改進(jìn)了這種調(diào)節(jié)的性能。在一個另外的實(shí)施方案中，該發(fā)動機(jī)可以進(jìn)一步包括用于使高壓排出氣體部分地再循環(huán)的回路，該回路包括受控的高壓再循環(huán)閥。因此，該電子控制單元包括用于計算高壓再循環(huán)閥的位置設(shè)定點(diǎn)值的裝置。根據(jù)一個另外的特征，提出一種用于控制增壓的柴油內(nèi)燃發(fā)動機(jī)中的氣流速率的方法，該發(fā)動機(jī)包括安裝在排氣管道中的顆粒過濾器和受控的排氣閥瓣用于使低壓排出氣體部分地再循環(huán)的回路，該回路包括受控的再循環(huán)閥，所述回路將顆粒過濾器下游的排氣管道與增壓器上游的空氣進(jìn)入管道相連接。根據(jù)這個方法，確定排出氣體流中的壓降以及進(jìn)入發(fā)動機(jī)的進(jìn)入空氣中的壓降， 并且通過將所述壓降考慮在內(nèi)而作用在再循環(huán)閥上或作用在排氣閥瓣上來調(diào)節(jié)與將這些氣體引入發(fā)動機(jī)中相關(guān)聯(lián)的參數(shù)。有利的是，通過單獨(dú)地作用在排氣閥瓣上來調(diào)節(jié)進(jìn)入發(fā)動機(jī)的進(jìn)入氣流速率，該再循環(huán)閥保持在打開位置中，該排氣閥瓣的位置是利用所造成的壓降來確定的?；蛘撸ㄟ^單獨(dú)地作用在再循環(huán)閥上來調(diào)節(jié)進(jìn)入發(fā)動機(jī)的進(jìn)入氣流速率，該排氣閥瓣保持在打開位置中，該再循環(huán)閥的位置是利用所造成的壓降來確定的。


通過研究一個實(shí)施方案將更清楚地理解本發(fā)明，該實(shí)施方案作為非限制性示例給出并且通過附圖展示，在附圖中-圖1示出根據(jù)本發(fā)明的增壓的柴油內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的主要元件；-圖2展示了用于調(diào)整氣流速率的系統(tǒng)的主要構(gòu)件；以及-圖3展示了根據(jù)本發(fā)明的設(shè)定點(diǎn)值分離裝置的一個實(shí)際實(shí)施方案。
具體實(shí)施例方式如圖1中所示的，內(nèi)燃發(fā)動機(jī)1包括四個氣缸2，該內(nèi)燃發(fā)動機(jī)例如為柴油型的發(fā)動機(jī)。被引入發(fā)動機(jī)1中的新鮮空氣在經(jīng)過空氣過濾器3之后被傳送經(jīng)過空氣進(jìn)入管道4， 該空氣進(jìn)入管道4在壓縮機(jī)6的入口處包括流量計5，該壓縮機(jī)形成渦輪增壓器7的一部分，該渦輪增壓器包括安裝在同一機(jī)械軸9上的該壓縮機(jī)6以及一渦輪機(jī)8，該壓縮機(jī)6由此被渦輪機(jī)8驅(qū)動而轉(zhuǎn)動。由發(fā)動機(jī)1中的燃燒過程產(chǎn)生的排出氣體被排氣歧管10收集，所述排出氣體經(jīng)過管道IOa到達(dá)渦輪機(jī)8的入口，在此處它們釋放出它們的部分能量以便驅(qū)動壓縮機(jī)6轉(zhuǎn)動。 在渦輪機(jī)8的出口處，流入排氣管道11的排出氣體首先經(jīng)過顆粒過濾器12，然后在被排放進(jìn)大氣中之前經(jīng)過消音裝置13。在排氣管道11中在消音器13的上游安裝有受控的排氣閥瓣14。自然地應(yīng)該理解，也可以在排氣管線中安裝用于處理排出氣體的其它裝置，例如氧化催化劑或類似裝置。標(biāo)號為15的用于低壓排出氣體的部分再循環(huán)的回路包括稱為“EGR閥”的受控的再循環(huán)閥16，并且該回路將排氣管道11連接到壓縮機(jī)6上游的空氣進(jìn)入管道4上。再循環(huán)回路15在排氣管道11上的分支布置在排氣閥瓣14的上游。以此方式，已經(jīng)穿過膨脹式渦輪機(jī)8和顆粒過濾器12的一部分排出氣體被再循環(huán)回路15收集，以便與管道4中的進(jìn)入空氣混合，該混合物被壓縮機(jī)6壓縮。被壓縮的混合物的溫度已經(jīng)由于壓縮而升高，該被壓縮的混合物經(jīng)過管道17到達(dá)熱交換器18，該熱交換器允許在混合物經(jīng)過進(jìn)氣管道19和進(jìn)氣歧管19a被引入到發(fā)動機(jī)1中之前被冷卻。在進(jìn)氣管道19中在交換器18的下游還安裝有受控的進(jìn)氣閥瓣20。在圖1中標(biāo)為21的電子控制單元(ECU)接收關(guān)于該發(fā)動機(jī)和與其相關(guān)聯(lián)的構(gòu)件的運(yùn)行的不同信息，并且允許計算對于發(fā)動機(jī)的控制是必要的致動器的不同信號。進(jìn)入發(fā)動機(jī)1的進(jìn)入氣流速率的調(diào)節(jié)通過既對閥EGR 16的位置起作用又對排氣閥瓣14的位置起作用而進(jìn)行。為此，電子控制單元21包括調(diào)節(jié)器26或“空氣調(diào)節(jié)器”，該調(diào)節(jié)器在其輸入端接收氣流速率的設(shè)定點(diǎn)值QaiI·—。。ns與由流量計5測量并且通過連接(連接線)27傳送到電子控制單元21的氣流速率值之間的差值。該空氣調(diào)節(jié)器26的輸出信號表示低壓再循環(huán)回路15中的排出氣體的流動速率Qect BP。應(yīng)該指出，還可以對再循環(huán)的排出氣體的流動速率Qf或?qū)υ傺h(huán)的排出氣體的比率(、#)進(jìn)行這種調(diào)節(jié)，這些不同的變量通過下面的關(guān)系式彼此相關(guān)聯(lián)^egr=^—T-Qigr = , Qair =Qmo~Qair
l~Tegr其中，Qmot是進(jìn)入發(fā)動機(jī)1中的氣體的流動速率。電子控制單元21還包括設(shè)定點(diǎn)值分離單元28，該設(shè)定點(diǎn)值分離單元接收空氣調(diào)節(jié)器26的輸出信號Qbp，并且能夠確定分別用于EGR閥16和用于排氣閥瓣14的設(shè)定點(diǎn)位置值。用于EGR閥16的設(shè)定點(diǎn)值經(jīng)由連接29傳遞到閥16。用于排氣閥瓣14的設(shè)定點(diǎn)值經(jīng)由連接30傳遞到閥瓣14。圖1還示出一連接20a，該連接允許電子控制單元21傳遞進(jìn)氣閥瓣20的位置的設(shè)定點(diǎn)值。圖2以更精確的方式示出了空氣調(diào)節(jié)器26的一種實(shí)施方案。在所示的示例中，調(diào)節(jié)器26是積分比例類型的調(diào)節(jié)器。輸入信號對應(yīng)于測量出的氣流速率Qm與設(shè)定點(diǎn)值Qm 。。ns之間差值，該輸入信號被供應(yīng)到具有增益Kp的比例單元29的輸入端以及供應(yīng)到具有增益Ki的積分單元30的輸入端。如圖2的實(shí)例所示，還可能提供對設(shè)定點(diǎn)信號的預(yù)定位，以便加速調(diào)節(jié)響應(yīng)。為此，將設(shè)定點(diǎn)值Q&—。。ns提供給一預(yù)定位單元31，該預(yù)定位單元還接收進(jìn)入發(fā)動機(jī)的氣體的流動速率Qm。t的估計值，并且能發(fā)送預(yù)定位信號，該預(yù)定位信號通過連接32供應(yīng)到加法裝置33，該加法裝置還接收調(diào)節(jié)器26的比例分支和積分分支的對應(yīng)輸出信號。輸出信號Qehlbp如上所述地被提供給設(shè)定點(diǎn)值分離裝置28。如作為示例的圖3中所示的，設(shè)定點(diǎn)值的分離是通過計算用于使低壓排出氣體部分地再循環(huán)的回路中的壓降來執(zhí)行的。如果考慮整個再循環(huán)回路15，應(yīng)該指出，大氣壓位于空氣過濾器3的上游和消音器13的下游。因此，等式可以被表示為(Patmo_Pamontvolet) + (Pamontvolet_Paval_FaA) + (Paval_FaA_Patmo) — 其中，Patm。是由圖中未示出的傳感器測得的大氣壓，Paval FaA是空氣過濾器3下游的壓力，并且Pa_t—v。let是排氣閥瓣14上游的壓力。當(dāng)經(jīng)過排氣閥瓣14和消音裝置13時，排出氣體中的壓降取決于設(shè)定點(diǎn)氣流速率和注入發(fā)動機(jī)中的燃料的流動速率。這些壓降的值是
「0046 HP =P-P
LvvI^Jvolet 1 atmo 1 amont_volet以相同的方式，有可能定義再循環(huán)回路15中的排出氣體的壓降，它取決于所述低壓再循環(huán)回路中的排出氣體的流動速率QEeK—BP。這個壓降是dPBp 一 PaVal_FaA_Pamont_volet最后，取決于氣流速率的設(shè)定點(diǎn)值的、經(jīng)過空氣過濾器的空氣中的壓降可以表示為dPFaA 一 PaVal_FaA_Patmo因此，考慮到等式(1)，還可將其表示為dPvolet-dPBF+dPFaA = 0 (2)這使之有可能指示在每個瞬間dPvolet+dPFaA = dPBP (3)為了確定哪個致動器應(yīng)該被用于調(diào)節(jié)，即，或者是EGR閥16或者是排氣閥瓣14，設(shè)定點(diǎn)值分離單元28考慮當(dāng)EGR閥16打開時低壓再循環(huán)回路中估算出的壓降的值，并且對于再循環(huán)的排出氣體的流動速率Qehlbp等于再循環(huán)的排出氣體(稱為EGR)的流動速率的設(shè)定點(diǎn)值。這個估算出的壓降的值被標(biāo)示為dPBP。UVCTt。如可從圖3中通過作為示例示出的分離單元28的實(shí)施例看出的，比較單元34在其輸入端之一處接收該估算出的壓降的值dPBP。UVCTt并且在其另一個輸入端處接收空氣過濾器的壓降dPFaA和排氣閥瓣的壓降dPv。let。uvert之和，該和是在求和裝置34a中計算出的，該求和裝置接收分別由傳感器23和25執(zhí)行的測量結(jié)果。壓降dPv。let。uvert是由在打開位置中的排氣閥瓣14所引起的壓降。比較器34的輸出信號被傳送到一決策單元35，該決策單元然后可以將一起動信號發(fā)送到控制單元36a或36b中的一個。當(dāng)控制單元36a被起動時， 輸出連接37a處發(fā)出的EGR閥16的位置的設(shè)定點(diǎn)值使EGR閥保持在打開位置中。輸出連接38a傳遞一個信號，該信號觸發(fā)單元39中的計算以便確定排氣閥瓣14的位置的設(shè)定點(diǎn)值。該位置的設(shè)定點(diǎn)值可以例如通過對經(jīng)過排氣閥瓣14的氣體流動中的壓降進(jìn)行建模來獲得，即，通過存儲在電子控制單元21中的、作為排氣閥瓣14位置的函數(shù)的、對壓降系數(shù)值的映射來獲得。因此，這個關(guān)系是dPvolet = kvolet · Qvolet cons (4)其中
QVolet_cons 一 Qmot—cons_QEGR—BP+Qinj其中，Qvolet cons是經(jīng)過排氣閥瓣的流動速率的設(shè)定點(diǎn)值，Qinj是注入發(fā)動機(jī)中的燃料的流動速率，并且Qmot—直是被引入到發(fā)動機(jī)中的氣體的流動速率的設(shè)定點(diǎn)值。更確切地說，經(jīng)過排氣閥瓣14的流動速率等于來自發(fā)動機(jī)的氣體的流動速率減去在部分再循環(huán)回路15中的再循環(huán)氣體的流動速率。壓降系數(shù)！^。^是排氣閥瓣的位置的函數(shù)。因此，反過來有可能定義一個函數(shù)，其中排氣閥瓣的位置作為壓降系數(shù)的函數(shù)。
考慮前面的等式，有可能通過以下等式計算壓降系數(shù)k
volet
Ir = HP /0
volet Ui volet' ^volet cons即Kvolet = dPvolet/(Qmotcons+QinJ-QEGOp)然而，當(dāng)單元36b被—起動時，通過連接38b提供排氣閥瓣14位置的設(shè)定點(diǎn)值的信號，以將該閥瓣14保持在打開位置。相對地，在輸出連接37b處，一信號觸發(fā)計算單元40 中的計算，以便確定EGR閥16的位置的設(shè)定點(diǎn)值。以如之前在計算單元39中一樣的方式， 利用經(jīng)過再循環(huán)閥16的壓降的一個模型來進(jìn)行計算。即dPBP = kvanne · Qegop如以上，被標(biāo)示為kvameW、經(jīng)過再循環(huán)閥EGR16的壓降系數(shù)取決于該閥的位置，從而通過反轉(zhuǎn)該函數(shù)，有可能確定對應(yīng)于一個具體的壓降系數(shù)的閥位置。存儲在該電子控制單元中的映射允許將壓降系數(shù)的值提供為該閥的位置的一個函數(shù)。作為由比較器34執(zhí)行的比較的結(jié)果的函數(shù)，因此可能有兩種情況。在第一種情況中，當(dāng)該EGR閥打開時低壓再循環(huán)回路15的估算出的壓降大于通過空氣過濾器和處于打開狀態(tài)的排氣閥瓣的壓降之和。因此dPBF_0Uvert〉dPFaA+dPvolet_ouvert在這種情況中，決策單元35發(fā)出一信號以便起動計算單元39。EGR閥16保持寬 (大)地打開，并且排氣閥瓣14的位置的設(shè)定點(diǎn)值作為該壓降的函數(shù)而被確定dPvolet_ouvert 一 dPBF_0Uvert+dPFaA然而，在第二種情況中，對于該EGR閥的打開位置，該EGR再循環(huán)回路中估算出的壓降小于通過空氣過濾器和打開的排氣閥瓣的壓降之和，結(jié)果是dPBF_0Uvert〈 dPFaA+dPvolet_ouvert決策單元35起動計算單元40，這樣使得排氣閥瓣14保持寬地打開位置，并且閥 EGR16的位置作為低壓再循環(huán)回路中的壓降的函數(shù)而根據(jù)以下公式確定dPBP = dPFaA+dPvoletouvert其中，對于經(jīng)過排氣閥瓣的等于氣流速率的設(shè)定點(diǎn)值加上注入發(fā)動機(jī)中的燃料的流動速率的流動速率，dPv。lrt—。UVCTt是當(dāng)排氣閥瓣保持在打開位置中時該排氣閥瓣14與消音器13構(gòu)成的組件的估算出的壓降。以上提到的所有壓降都是從再循環(huán)排出氣體的流動速率的設(shè)定點(diǎn)值Qect BP和引入發(fā)動機(jī)中的氣體的流動速率的設(shè)定點(diǎn)值Qmot—直估算出的。由于這種調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)使用了通過估算在用于使低壓排出氣體部分地再循環(huán)的回路中的壓降來進(jìn)行物理建模，因此有可能使由該空氣調(diào)節(jié)器控制的系統(tǒng)線性化，這改進(jìn)了這種調(diào)節(jié)的性能。
應(yīng)該指出，相同的控制結(jié)構(gòu)可以被用在為排出氣體的再循環(huán)提供兩個回路的情況中。在這種情況中，以上提到的低壓再循環(huán)回路是與用于使排出氣體部分地再循環(huán)-這次是在高壓下_的第二回路相關(guān)聯(lián)的，從而將排氣收集器直接連接到進(jìn)入管道上。在這種情況下，可修改如圖2中所示的調(diào)節(jié)的預(yù)定位值，還根據(jù)以下的關(guān)系將高壓再循環(huán)的排出氣體的流動速率的估算值考慮在內(nèi)Qmot = Qair+QEGE_BP+QEGE_HP其中，Qkr bp是回路15中的低壓再循環(huán)的排出氣體的流動速率，而其中Qehuip是高壓再循環(huán)的排出氣體的流動速率。高壓再循環(huán)的排出氣體的流動速率可以通過使用BarrSSaint Venant公式并且根據(jù)以下公式來估算
權(quán)利要求
1.一種增壓的柴油內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，包括安裝在排氣管道中的顆粒過濾器(1 和受控的排氣閥瓣(14)；用于使低壓排出氣體部分地再循環(huán)的回路(15)，該回路包括受控的再循環(huán)閥(16)，所述回路將該顆粒過濾器下游的排氣管道(11)與增壓器(6)上游的空氣進(jìn)入管道(4)相連接；以及電子控制單元(21)，該電子控制單元能接收發(fā)動機(jī)運(yùn)行參數(shù)值并且能控制發(fā)動機(jī)的不同構(gòu)件，其特征在于，該電子控制單元能確定排出氣體流中的壓降和進(jìn)入發(fā)動機(jī)的進(jìn)入空氣中的壓降，所述電子控制單元包括用于計算再循環(huán)閥(16)的位置或排氣閥瓣(14)的位置的設(shè)定點(diǎn)值的裝置，該計算根據(jù)前述壓降并使用進(jìn)入發(fā)動機(jī)的進(jìn)入氣流速率的設(shè)定點(diǎn)值進(jìn)行。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)動機(jī)，其中，該電子控制單元包括用于進(jìn)行比較的裝置(34)， 該用于進(jìn)行比較的裝置將當(dāng)再循環(huán)閥或排氣閥瓣處于完全打開位置時該再循環(huán)回路中的排出氣體流中的壓降的估算值與該空氣進(jìn)入管道中的空氣流中的壓降以及該排氣管道中的氣體流中的壓降之和進(jìn)行比較，這些壓降是從氣流速率的設(shè)定點(diǎn)值估算得出的。
3.如權(quán)利要求2所述的發(fā)動機(jī)，其中，該電子控制單元包括用于從所進(jìn)行的比較來推斷未處于打開位置的再循環(huán)閥或排氣閥瓣的位置設(shè)定點(diǎn)值的裝置(35，39，40)。
4.如權(quán)利要求3所述的發(fā)動機(jī)，其中，該電子控制單元包括用于對該壓降建模的裝置， 該建模的形式為壓降系數(shù)的作為再循環(huán)閥以及排氣閥瓣的位置的函數(shù)的、所存儲的映射。
5.如前述權(quán)利要求之一所述的發(fā)動機(jī)，它還包括用于使高壓排出氣體部分地再循環(huán)的回路，該用于使高壓排出氣體部分地再循環(huán)的回路包括受控的高壓再循環(huán)閥，該電子控制單元包括用于計算該高壓再循環(huán)閥的位置的設(shè)定點(diǎn)值的裝置。
6.一種用于控制增壓的柴油內(nèi)燃發(fā)動機(jī)中的氣流速率的方法，該發(fā)動機(jī)包括安裝在排氣管道中的顆粒過濾器(1 和受控的排氣閥瓣(14)；用于使低壓排出氣體部分地再循環(huán)的回路(15)，該回路包括受控的再循環(huán)閥(16)，所述回路將該顆粒過濾器下游的排氣管道與增壓器上游的空氣進(jìn)入管道相連接，其特征在于，確定排出氣體流中的壓降以及進(jìn)入發(fā)動機(jī)的進(jìn)入空氣中的壓降，以及通過將所述壓降考慮在內(nèi)而作用在該再循環(huán)閥上或作用在該排氣閥瓣上來調(diào)節(jié)與將氣體引入發(fā)動機(jī)相關(guān)聯(lián)的參數(shù)。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，通過單獨(dú)地作用在排氣閥瓣上來調(diào)節(jié)進(jìn)入發(fā)動機(jī)的進(jìn)入氣流速率，該再循環(huán)閥保持在打開位置中，該排氣閥瓣的位置是從所造成的壓降來確定的。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，通過單獨(dú)地作用在再循環(huán)閥上來調(diào)節(jié)進(jìn)入發(fā)動機(jī)的進(jìn)入氣流速率，該排氣閥瓣保持在打開位置中，該再循環(huán)閥的位置是從所造成的壓降來確定的。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種增壓的柴油內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，它包括安裝在排氣管道中的顆粒過濾器(12)和受控的排氣閥瓣(14)；用于使低壓排出氣體部分地再循環(huán)的回路(15)，該回路包括受控的再循環(huán)閥(16)，所述回路將該顆粒過濾器下游的排氣管道(11)與增壓器(6)上游的空氣進(jìn)入管道(4)相連接；以及能夠接收發(fā)動機(jī)運(yùn)行參數(shù)值并且能控制該發(fā)動機(jī)的不同構(gòu)件的電子控制單元(21)。本發(fā)明的特征在于，該電子控制單元能確定排出氣體的流中和進(jìn)入發(fā)動機(jī)的進(jìn)入空氣中的壓降，所述電子控制單元包括根據(jù)上述壓降、使用進(jìn)入發(fā)動機(jī)的進(jìn)入氣流的設(shè)定點(diǎn)值來計算再循環(huán)閥(16)的位置或排氣閥瓣(14)的位置的設(shè)定點(diǎn)值的裝置。
文檔編號F02M25/07GK102317602SQ200980156535
公開日2012年1月11日 申請日期2009年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月11日
發(fā)明者A·吉努瓦, E·比伊, F·諾斯, J·O·隆巴爾丹, N·勒貝魯耶 申請人:雷諾股份公司