用于计算燃烧室中氧浓度的方法技术

本发明专利技术公开了用于计算燃烧室中氧浓度的方法，包括：计算可变气门升程装置处于工作状态时的燃烧室的体积效率，并且计算可变气门升程装置处于不工作状态时的燃烧室的体积效率和根据燃烧室体积的内部排放气体再循环的体积；根据排气歧管的压力、排气歧管的温度和内部排放气体再循环的体积来计算内部排放气体再循环的质量。

【技术实现步骤摘要】
相关申请的交叉引用本申请要求2015年7月7日提交的韩国专利申请第10-2015-0096268号的优先权及权益，该申请的全部内容结合于此用于通过该引用的所有目的。
本专利技术涉及用于计算燃烧室中氧浓度的方法。
技术介绍
本部分中的陈述仅提供与本专利技术相关的背景信息并且不构成现有技术。通常，在内燃机中，由汽缸接收燃料和空气，并且进行燃烧以产生动力。当通过受驱动的凸轮轴对进气门进行致动时，空气在进气门打开时进入汽缸。另外，通过受驱动的凸轮轴而对排气门进行致动，并且空气在排气门打开时从汽缸排出。然而，进气门/排气门的最佳操作取决于发动机的每分钟转数(RPM)。即，适当的升程或气门打开/关闭时间依据发动机的RPM而改变。为了执行依据发动机的RPM的适当的气门操作，针对形状或可变气门升程(VVL)而对对气门进行驱动的凸轮进行设计，使得气门根据发动机的RPM而以不同的升程操作。另外，排放气体再循环(ExhaustGasRecirculation，简称EGR)装置设置于一般发动机系统中，所述排放气体再循环(EGR)装置将从燃烧室排出的一些排放气体(例如，5％至20％)再次引回至发动机的燃烧室。一般而言，当混合气体中空气的比例较高并且因此正常地实现燃烧时，氮氧化物(NOx)增加。因此，EGR装置将从发动机排出的一些排放气体(例如，5％至20％)再次混合于混合气体中，以减小混合气体中的含氧量并使燃烧中断，从而抑制NOx的产生。在此情况下，根据排气歧管的温度来控制经过涡轮增压器的燃烧室中的被增压的空气量以及通过EGR装置再循环的排放气体量。已经发现，在通过使用可变气门升程装置和EGR装置而将排放气体再次引入燃烧室的情况下，当根据燃烧室中的氧浓度和内部EGR量的控制没有精确执行时，在加速行驶期间氮氧化物(NOx)增加。
技术实现思路
本专利技术提供了用于计算燃烧室中的氧浓度的方法，其可以预测内部EGR量和高压EGR量。本申请提出了用于计算燃烧室中氧浓度的方法的实施方案，包括：计算可变气门升程装置处于工作状态时的燃烧室的体积效率，并且计算可变气门升程装置处于不工作状态时的燃烧室的体积效率和根据燃烧室体积的内部EGR的体积；根据排气歧管的压力、排气歧管的温度和内部EGR的体积来计算内部EGR的质量。当可变气门升程装置处于工作状态时，可以根据发动机转速、进气歧管的压力以及进气歧管和排气歧管之间的压力差来对燃烧室的体积效率进行建模。当可变气门升程装置处于不工作状态时，可以根据发动机转速、喷入燃烧室的燃料量或进气歧管的压力来对燃烧室的体积效率进行建模。可以根据内部EGR的体积、排气歧管的温度以及排气歧管的压力来计算内部EGR的质量。可以根据公式Pa*V/(R*Te)来计算内部EGR的质量，其中，Pa表示排气歧管的压力，V表示内部EGR的体积，R表示气体常数，Te表示排气歧管的温度。该方法可以进一步包括：根据内部EGR的质量和排气歧管的氧分数来计算内部EGR的氧质量；根据高压EGR的质量和排气歧管的氧分数来计算高压EGR的氧质量；根据进气的氧质量和大气中的氧分数来计算进气的氧质量；通过将内部EGR的氧质量、高压EGR的氧质量以及进气的氧质量相加来计算燃烧室中的氧质量；以及计算燃烧室中的氧浓度。排气歧管的氧分数为排气歧管的氧质量和排气歧管的总气体质量的比。根据本专利技术的实施方案，用于计算燃烧室中氧浓度的系统和方法可以准确地计算燃烧室中的氧浓度和内部EGR量。另外，由于可以根据计算的内部EGR量和燃烧室中的氧浓度来精确控制加速行驶中的进气量和涡轮增压器的增压压力，所以可以减小氮氧化物的排放量。通过本文提供的说明，其它应用领域将变得明显。应理解说明书和具体示例仅旨在用于说明的目的而不旨在限制本专利技术的范围。附图说明为了可以很好地理解本申请，将参考所附附图，通过举例的方式，对其各个实施方案进行描述，在附图中：图1为显示了根据本专利技术的示例性实施方案的发动机系统的配置的示意图；图2为显示了根据本专利技术的示例性实施方案的用于计算燃烧室中的氧浓度的系统的配置的方框图；图3为用于描述根据本专利技术的示例性实施方案的用于计算高压EGR的氧质量的方法的示意图；以及图4为显示了根据本专利技术的示例性实施方案的用于计算燃烧室中的氧浓度的方法的流程图。本文描述的附图仅用于说明的目的并且不旨在以任何方式限制本申请的范围。附图标记：10：发动机11：燃烧室13：进气门15：排气门17：进气歧管19：节气门20：排气歧管30：涡轮增压器40：高压EGR装置41：高压EGR气门43：高压EGR冷却器50：可变气门升程装置60：驱动信息检测单元70：控制单元。具体实施方式如下描述本质上仅为示例性并且决不旨在限制本申请或其应用或用途。应理解在整个附图中，相应的附图标记表示相同或相应的部件和特征。省略了与描述无关的部分，从而清楚地描述本专利技术，并且贯穿整个说明书，相同的附图标记指示相同的元件。另外，由于附图中示出的每个组件的尺寸和厚度是为了便于说明而随意表示的，所以本专利技术不特别限制于每个组件所示出的尺寸和厚度，并且将厚度进行放大并示出，从而清楚地表示各个部分和区域。下面将参考附图对根据本专利技术的一个实施方案的发动机系统进行详细描述。图1为显示了根据本专利技术的一个实施方案的发动机系统的配置的示意图。如图1所示，根据本专利技术的一个实施方案的发动机系统包括：提供驱动力的发动机10、打开/关闭燃烧室11的至少一个进气门13和至少一个排气门15、控制进气门13和排气门15的升程的可变气门升程装置、将经加压的空气提供至发动机10的涡轮增压器30、以及高压EGR装置40，高压EGR装置40在涡轮增压器30的前端处提取排放气体，以将提取的排放气体再循环至燃烧室11。发动机10通过燃料的燃烧而产生驱动力。即，汽缸(燃料在所述汽缸中燃烧以产生动力)设置于发动机10，用于引入包括待燃烧的燃料的混合气体的进气门13和用于排出燃烧后的气体的排气门15设置于汽缸中。进气歧管17设置于发动机10，并且经由进气歧管17来将混合气体供应至燃烧室11。另外，排气歧管20设置于发动机10，并且在燃烧室11中燃烧后的排放气体经由排气歧管20而被供应至涡轮增压器30的涡轮。利用连接至凸轮轴的气门开/闭机构，进气门13和排气门15将燃烧室11打开和关闭。可变气门升程装置控制进气门13或排气门15在进气门13或排气门15打开/关闭时的升程。可变气门升程装置通常通过使用液压压力、根据工作区段而以低升程或高升程模式对进气门13或排气门15的升程进行控制。在本专利技术所属
中，可变气门升程装置的配置和操作是已知的，将省略其详细描述。涡轮增压器30由涡轮和压缩机构成，所述涡轮由排放气体操作，所述压缩机通过与涡轮进行互锁而对外部空气进行压缩。压缩机在旋转时对从外部引入的空气进行压缩，以将经压缩的空气供应至燃烧室11，从而提高发动机10的燃烧效率。排放气体再循环(EGR)装置提取在涡轮增压器30的前端处形成的高温排放气体，以将提取的排放气体再循环至发动机10的燃烧室11。EGR装置包括高压EGR气门41和高压EGR冷却器43，高压EGR气门41控制EGR的流动，高压EGR冷却器43对经过高压EGR气门41再循环的高压排放气体进行冷却，并且本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于计算燃烧室中的氧浓度的方法，所述方法包括：计算可变气门升程装置处于工作状态时的燃烧室的体积效率，并且计算可变气门升程装置处于不工作状态时的燃烧室的体积效率和根据燃烧室的体积的内部EGR的体积；以及根据排气歧管的压力、排气歧管的温度和内部EGR的体积来计算内部EGR的质量。

【技术特征摘要】
2015.07.07 KR 10-2015-00962681.一种用于计算燃烧室中的氧浓度的方法，所述方法包括：计算可变气门升程装置处于工作状态时的燃烧室的体积效率，并且计算可变气门升程装置处于不工作状态时的燃烧室的体积效率和根据燃烧室的体积的内部EGR的体积；以及根据排气歧管的压力、排气歧管的温度和内部EGR的体积来计算内部EGR的质量。2.根据权利要求1所述的用于计算燃烧室中的氧浓度的方法，其中：当可变气门升程装置处于工作状态时，根据发动机转速、进气歧管的压力以及进气歧管和排气歧管之间的压力差来对燃烧室的体积效率进行建模。3.根据权利要求1所述的用于计算燃烧室中的氧浓度的方法，其中：当可变气门升程装置处于不工作状态时，根据发动机转速、喷入燃烧室的燃料量和进气歧管的压力中的至少一个对燃烧室的体积效率进行建模。4.根据权利要求1所述的用于计...

【专利技术属性】
技术研发人员：李壮洙，韩昇澈，
申请(专利权)人：现代自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR