确定再循环的废气浓度的方法和装置制造方法及图纸

一种经由再循环回路(20)确定在热力发动机(M)进气歧管(10)的入口再循环的废气浓度的方法，该再循环回路(20)的出口(23)开设在热力发动机(M)的进气流路(3)上，其中，借助于在该再循环回路(20)的出口(23)和所述进气歧管(10)之间的气体流程的建模公式确定所述浓度，该公式表示在指定时间段内的所述浓度，根据：前一时间段内的所述浓度，和在所述前一时间段内在再循环回路(20)的出口(23)的废气浓度。

【技术实现步骤摘要】
确定再循环的废气浓度的方法和装置
本专利技术涉及在热力发动机进气歧管的入口再循环的废气浓度的确定。非排他性地，本专利技术尤其适用于汽车领域，例如用于驱动机动车辆的热力发动机。
技术介绍
希望确定在热力发动机进气歧管的入口再循环的废气浓度，这是因为该比率部分地决定应用于发动机的设定，例如预先点火时间、燃油消耗率或热力发动机空气流路的阀门或蝶形阀的位置。根据本专利技术，将“热力发动机空气流路”设计为在热力发动机的进气入口和废气出口之间的流路。在所考虑的实施例中，该空气流路包括进气流路、废气流路、和再循环回路，通过再循环回路传送废气以将其回注到进气中(英文为EGR)。已知以分析的方式、借助于存储数值的缓存器(英文为buffer)、和借助于一阶过滤器来确定热力发动机进气歧管的入口处再循环的废气浓度。这种确定方法实施起来较复杂、不精确，并且就存储器来说成本高。存在能够以相对简单、精确和低成本的方式确定在热力发动机进气歧管的入口再循环的废气浓度的需要。
技术实现思路
根据其一方面，本专利技术的目的在于提供一种经由再循环回路确定在热力发动机进气歧管的入口再循环的废气浓度的方法，从而满足和实现上述需要，其中再循环回路的出口开设在热力发动机的进气流路上，其中，借助于在该再循环回路的出口和所述进气歧管之间的气体流程的建模公式来确定所述浓度，该公式表示一个时间段内的所述浓度，根据：前一时间段内的所述浓度，和在所述前一时间段内在再循环回路出口的废气浓度。根据该方法，借助于在进气流路上再循环的废气流程的物理模型来确定在热力发动机进气歧管的入口的废气浓度，而不是通过分析计算缓存器中存储的数值。而且没有必要需要这种昂贵的存储器。根据本专利技术的方法能够以令人满意的精确度确定在进气歧管的入口再循环的废气浓度。相对实际测量的误差小于绝对值的8％、最佳小于绝对值的4％、最佳小于绝对值的3％。通过与根据先前技术的确定方式相比较，根据本专利技术的方式做出的精确度改善特别有利于发动机的瞬态运转，更具体地，在发动机的加速或减速阶段或在变速箱换档时是有利的。该进气流路在热力发动机再循环回路的出口和进气歧管的入口之间没有支路。换句话说，来自该进气流路的入口或再循环回路的和在所述回路出口下游的进气歧管回路中流动的气体可采用唯一路径，通过该路径，气体可到达热力发动机的进气歧管。该再循环回路可以包括能够调节回注到热力发动机进气歧管的废气流量的阀门。可将压缩机插设于热力发动机的再循环回路的出口和进气歧管的入口之间。所述再循环回路可为低压EGR回路，即在再循环回路的废气流路的入口设置在涡轮增压机的涡轮下游，以及再循环回路的进气歧管流路设置在涡轮增压机的压缩机的上游。热力发动机例如为汽油发动机。在改型中，其可为柴油发动机或混合燃料发动机。可用“弹性燃料”、生物燃料或GPL(液化石油气)运行该发动机。该热力发动机可为机动车辆的发动机。计量阀设置在热力发动机进气歧管的入口。在所述计量阀的位置确定在进气歧管入口的废气浓度。该进气歧管流路在再循环回路的出口和进气歧管的入口之间的长度L上延伸，以及在再循环回路的出口和进气歧管的入口之间的气体流程的建模公式可定义为：xEGRR(t)表示在指定时间段“t”内在进气歧管的入口再循环的废气浓度，xEGRR(t-Te)表示在前一时间段“t-Te”内在进气歧管的入口再循环的废气浓度，xEGRsA(t-Te)表示在前一时间段“t-Te”内在再循环回路的出口再循环的废气浓度，和dx表示在持续时间Te内的气体在再循环回路的出口和进气歧管的入口之间的流程距离。可通过将形成在再循环回路的出口和进气歧管的入口之间的进气流路的直线部分长度和曲线部分长度相加来计算长度L。以迭代的方式使用上述公式且从指定初值开始，以用于循环在进气歧管的入口的废气浓度，还可确定指定时间段的该浓度。可通过计算再循环回路出口处再循环的废气质量流量和定量阀位置处的气体质量流量之比获得在再循环回路的出口再循环的废气浓度。可借助于流量计或借助于定量阀位置的分析模型来得到定量阀位置的气体质量流量。可借助于StVenant公式计算在再循环回路的出口再循环的废气质量流量：TEGR表示在所述回路的调节阀上游的再循环回路中的废气温度，SEGR表示在所述回路的调节阀位置处的再循环回路中的废气通道截面面积，Pe为在所述回路的调节阀上游的再循环回路中的废气压力，Pf为在所述回路的调节阀下游的再循环回路中的废气压力，r为理想气体常数，其值为287，和γ为理想气体伽马系数，其值为1.37。在持续时间Te内气体在再循环回路出口和进气歧管入口之间流程距离dx可借助于如下公式表示：T表示定量阀的入口温度，即上游的即刻温度，P表示定量阀的入口压力，即上游的即刻压力，r表示理想气体常数，S表示在再循环回路的出口和进气歧管的入口之间的形成进气歧管的进气流路的导管的平均截面面积，和Qpap表示在定量阀位置的气体质量流量。借助于上述公式得到的dx的值可接下来被用于较前处列出的公式中，且在各个值之间关联有不同浓度xEGRR(t)、xEGRR(t-Te)和xEGRsA(t-Te)。设置切换系统，该切换系统可在如下配置中相关转换：能够在仅有来自进气流路的入口的新鲜空气的进气歧管中路由的配置，以及能够在有经由再循环回路再循环的废气和新鲜空气的混合物的进气歧管中路由的多个配置，该多个配置的混合气体中的废气比例各不相同。切换系统可包括三向阀，该三向阀具有在再循环回路出口上游的进气流路上的入口、在再循环回路上的入口、和在再循环回路出口下游的进气流路上的出口。上面提及的再循环回路调节阀为该三向阀的一部分。例如，三向阀根据专利申请WO2010/000752实现。在改型中，该切换系统包括两个双向阀，这些阀门中的一个设置在再循环回路出口上游的进气流路上，以及这些阀门中的另一个设置在再循环回路上，且为前面提及的调节阀。可通过控制单元控制这些双向阀，以在切换系统实施在前面提及的配置。该方法包括步骤，其中确定在热力发动机的汽缸中再循环的废气浓度，根据：在进气歧管的入口再循环的废气浓度，和进气歧管模型。可通过对输入/输出于该歧管的种类即新鲜空气、再循环废气和汽油蒸气进行评估来建立进气歧管模型，进而估算新鲜空气量、歧管出口和热力发动机汽缸入口的压力和温度。再循环回路可包括冷却器、尤其是水冷冷却器。该冷却器设置在所述回路入口和所述回路的调节阀之间。另外，冷却器设置在再循环回路的出口和发动机的进气歧管之间的进气流路上。根据另一方面，本专利技术的目的还在于提供一种经由再循环回路确定在热力发动机进气歧管的入口再循环的废气浓度的装置，该再循环回路的出口开设在热力发动机的进气流路上，该装置配置成用于借助在再循环回路的出口和所述进气歧管之间的气体流程的建模公式确定所述浓度，公式表示在指定时间段的所述浓度，根据：前一时间段内的所述浓度，和在所述前一时间段内在再循环回路的出口的废气浓度。上面提及的全部或部分特征与在装置中应用的方法一致。附图说明通过对接下来的实施本专利技术的非限制性实施例的详细描述的阅读以及对所附附图的研究，能更好地理解本专利技术。其中：-图1以示意性的方式表示出可实施本专利技术的环境实施例；-图2详细地表示出由回注热力发动机进气的废气占用的部分进气流路。具体实施方式图1表示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种经由再循环回路(20)确定在热力发动机(M)的进气歧管(10)的入口再循环的废气浓度的方法，该再循环回路(20)的出口(23)开设在热力发动机(M)的进气流路(3)上，其中借助于在再循环回路(20)的出口(23)和所述进气歧管(10)之间的气体流程的建模公式来确定所述浓度，所述公式表示在指定时间段内的所述浓度，根据：‑前一时间段内的所述浓度，和‑在所述前一时间段内在再循环回路(20)的出口(23)的废气浓度。

【技术特征摘要】
2013.07.26 FR 13574201.一种经由再循环回路(20)确定在热力发动机(M)的进气歧管(10)的入口再循环的废气浓度的方法，该再循环回路(20)的出口(23)开设在热力发动机(M)的进气流路(3)上，其中借助于在再循环回路(20)的出口(23)和所述进气歧管(10)之间的气体流程的建模公式来确定所述浓度，所述公式表示在指定时间段内的所述浓度，根据：-前一时间段内的所述浓度，和-在所述前一时间段内在再循环回路(20)的出口(23)的废气浓度,该进气流路(3)在该再循环回路(20)的出口(23)和进气歧管(10)的入口之间的长度L上延伸，以及在该再循环回路(20)的出口(23)和进气歧管(10)之间的气体流程的建模公式定义为：xEGRR(t)表示在指定时间段“t”内在进气歧管(10)的入口再循环的废气浓度，xEGRR(t-Te)表示在前一时间段“t-Te”内在进气歧管(10)的入口再循环的废气浓度，xEGRSA(t-Te)表示在前一时间段“t-Te”内在再循环回路(20)的出口(23)再循环的废气浓度，和dx表示在持续时间Te内气体在再循环回路(20)的出口(23)和进气歧管(10)的入口之间的流程距离。2.根据权利要求1所述的方法，该进气流路(3)在该再循环回路(20)的出口(23)和该热力发动机(M)的进气歧管(10)的入口之间没有支路。3.根据权利要求1或2所示的方法，该再循环回路(20)包括阀门(29)，该阀门(29)能够调节回注到热力发动机(M)的进气中的废气流量。4.根据权利要求1所述的方法，该再循环回路(20)为低压EGR回路。5.根据权利要求1所述的方法，在热力发动机(M)的进气歧管(10)的入口设置计量阀(11)。6.根据权利要求5所述的方法，其中在持续时间Te内气体在所述再循环回路(20)的出口(23)和进气歧管(10)的入口之间的流程距离dx可由如下公式表示：T表示定量阀(11)的入口温度，P表示定量阀(11)的入口压力，r表示理想气体常数，S表示在所述回路(20)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·卢茨，F·戴维，
申请(专利权)人：法雷奥电机控制系统公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR