用于估算机动车辆动力装置的内燃发动机的燃烧室中气体混合物的富燃料度的系统和方法制造方法及图纸

在此披露了一种用于估算机动车辆动力装置的内燃发动机(1)的燃烧室中气体混合物的富燃料度的系统，该系统包括用于将一股额外可燃烧气体喷射到该发动机的新鲜空气进入回路(3)中的装置(43)、对应地用于测量该新鲜空气进入回路(3)和一个发动机排气回路(4)中的该额外气体的浓度的装置(36，44)、用于确定在该进入回路中该额外气体的浓度测量值与该排气回路中该额外气体的浓度测量值之间的比率的装置(46)、以及用于根据这个确定的比率来估算该发动机的燃烧室中该气体混合物的富燃料度的装置(47)。

A system and method for the concentration of gas combustion chamber of internal combustion engine to estimate motor vehicle power device in the fuel rich mixture

Disclosed herein is a motor vehicle internal combustion engine for estimating power device (1) system of fuel rich concentration of gas mixture in the combustion chamber, the system includes for one additional combustible gas is injected into the engine of the fresh air into the loop (3) of the device (43), corresponding to measurement of the fresh air into the circuit (3) and an engine exhaust circuit device (4) concentration of the additional gas in the (36, 44), for the device into the concentration measurement loop the additional value of the gas concentration and the volume ratio between the exhaust gas outside the loop in value the (46), as well as for the device according to the determined rates to estimate the gas mixture in the combustion chamber of the engine fuel rich concentration of (47).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于估算机动车辆动力装置的内燃发动机的燃烧室中气体混合物的富燃料度的系统和方法本专利技术涉及对机动车辆动力装置的内燃发动机的、特别是二冲程式的发动机的燃烧室中气体混合物的富燃料度进行估算。对于任何类型的直喷二冲程或四冲程发动机而言，发动机在一个燃烧周期中都具有相同数目的阶段，即进气、排气、压缩以及膨胀。然而，二冲程发动机的燃烧周期与四冲程发动机的不同，因为在二冲程发动机的曲轴旋转一周而不是两周。因此在二冲程发动机中进气和排气可供使用的时间周期较短。此外，在二冲程发动机中进气阶段和排气阶段相重合到显蓍程度，这种重合也被称为重叠，并且发生扫气现象。该扫气现象相对应的事实是，部分气体被吸入到这些发动机汽缸的燃烧室中的短回路并且直接通入气体排放回路而不被燃烧。换言之，不是该发动机吸入的所有的新鲜空气的量都被截留在燃烧室中。如果四冲程发动机在进气阶段与排气阶段之间具有小的重叠，则在此类发动机中也会发生扫气的现象。具体地讲，扫气在四冲程发动机中可能是明显的，这些四冲程发动机具有，例如在多个策略(在这些策略中，排气阀门在进气阶段被重新打开)中，进气阀门和排气阀门同时打开的时期。不知道实际被截留在燃烧室中的空气的量或剩余气体(称作IGR)的量使得难以精确地控制发动机(例如，确定合适的设置以便响应驾驶员的需求)。还难以优化效率、特别是发动机的燃料消耗，并且难以控制污染物排放水平，污染物排放高度地取决于空气和剩余气体在燃烧室中混合的条件。此外，这些污染物排放掺入有从扫气现象得到的空气量。这种掺入然后干扰一个富燃料度探头的常规使用。具体地讲，在发动机排气中的气体混合物的富燃料度的测量值不对应于在发动机的燃烧室内的气体混合物的富燃料度。在发动机的燃烧室内的气体混合物的富燃料度是本领域技术人员已知的一个参数并且一般对应于燃料的量与发动机吸入的新鲜空气的量的比率，即燃料的量与吸入到这些汽缸的燃烧室的新鲜空气的量的比率。特别困难的是确定实际被截留在燃烧室中的新鲜空气的量以及剩余气体的量，因为这样做将需要从燃烧室分接出气体样本，这在大批量生产的发动机中是不可想象能完成的事情。因此，确定有待喷射的燃料的量以便获得希望的发动机扭矩水平并且符合就碳烟、氮的氧化物、烃类和一氧化碳而言的污染标准是困难的。这是因为这些污染物排放高度地依赖于燃烧室中的热力学条件。例如，在碳烟的情况下，至关重要的是对发动机燃烧室中气体混合物的富燃料度加以控制，因为一旦超过某一富燃料度阈值，碳烟水平的提高极快。具体地讲，如果对一个发动机运行点而言燃料的量过高，或者被截留在燃烧室中的空气质量过低，或者甚至是剩余气体的量过高，则存在碳烟水平将过高的风险。此外，对于氮氧化物的排放而言，由于剩余气体的比例具有非常强的影响，不能够准确地确定这个比例水平使得从使这种类型的污染物排放最小化的角度来控制发动机是非常困难的。因此，提出了一种用于估算燃烧周期开始时发动机燃烧室中气体混合物的富燃料度的系统和方法，以便值得注意地能够控制机动车辆发动机同时使燃料消耗和污染物排放最优。还提出了一种用于估算燃烧周期开始时剩余气体的量的装置。本专利技术的一个方面提出了一种用于估算机动车辆动力装置的内燃发动机的燃烧室中气体混合物的富燃料度的系统。该系统包括用于将一股额外可燃烧气体喷射到该发动机的新鲜空气进入回路中的装置、对应地用于测量该发动机的新鲜空气进入回路和气体排放回路中的该额外气体的浓度的装置、用于确定在该进入回路中该额外气体的浓度测量值与该排放回路中该额外气体的浓度测量值之间的比率的装置、以及用于根据这个确定的比率来估算该发动机的燃烧室中该气体混合物的富燃料度的装置。这种系统生产简单并且特别好地适合于任何类型的发动机，二冲程或四冲程。该发动机可以包括若干个汽缸，并且该估算装置还被配置成根据这个确定的比率来估算这些汽缸中剩余气体的一个流量、并且用于根据这个估算的剩余气体的流量来估算该发动机的燃烧室中该气体混合物的富燃料度。提供了一个用于估算剩余气体的量的装置以便能够更准确地控制该发动机的污染物排放。该额外气体可以是一种烃，该烃的碳链包含少于5个的碳原子，该额外气体优选是甲烷。该动力装置可以包括被连接到该新鲜空气进入回路上的一个部分排气再循环回路。该内燃发动机可以是二冲程式的。该估算装置可以被进一步配置成根据该发动机速度、一个新鲜空气流量、一个喷射到该发动机中的燃料的流量、以及一个再循环排气的流量的一个函数来建立这个确定比率的一个图谱。本专利技术的另一个方面提出了一种用于估算机动车辆动力装置的内燃发动机的燃烧室中气体混合物的富燃料度的方法。该方法包含将一股额外可燃烧气体喷射到该发动机的一个新鲜空气进入回路中、确定在该新鲜空气进入回路中该额外气体的一个浓度测量值与该发动机的气体排放回路中该额外气体的一个浓度测量值之间的比率、并且根据这个确定的比率来估算该发动机的燃烧室中该气体混合物的富燃料度。该发动机可以包括若干个汽缸，该方法包含根据这个确定的比率对这些汽缸中剩余气体的一个流量进行的一次中间估算，并且这个估算该发动机的燃烧室中该气体混合物的富燃料度的步骤包括根据这个估算的剩余气体的流量对所述富燃料度进行的一次估算。该动力装置可以包括被连接到该新鲜空气进入回路上的一个用于排气的部分再循环的回路，并且该方法可以进一步包含根据该发动机速度、一个新鲜空气流量、一个喷射到该发动机中的燃料的流量、以及一个再循环排气的流量的一个函数来制定这个确定比率的一个图谱。通过阅读以下仅仅通过非限制性举例的方式给出的并且参照附图作出的说明，本专利技术的其他目的、特征和优点将会变得清楚，在附图中：-图1是用于内燃发动机的扫气现象的示意图；-图2是一种根据本专利技术的用于估算发动机的燃烧室中气体混合物的富燃料度的方法的一个实施例的关键步骤的示意图；并且图3示意性地展示了一种根据本专利技术的用于估算内燃发动机的燃烧室中气体混合物的富燃料度的系统的一个实施例。图1示意地描绘了针对一台机动车辆内燃发动机1的扫气现象。发动机1可以是一台四冲程发动机、优选是二冲程发动机，以柴油或汽油或任何其他燃料运行。此外，发动机1可以被装配到机动车辆、海上船舶、摩托车上。发动机1包括若干个汽缸，并且为了简洁起见已经描绘了一个汽缸的一个燃烧室2。燃烧室2首先是被连接到一个进气歧管3上并且其次被连接到一个排气歧管4上，该进气歧管用于将可能混合有一些排气的新鲜空气喷射到燃烧室2中。发动机1还可以包括一个用于排气部分再循环的回路5，该回路被分接在排气歧管4与进气歧管3之间。图1还描绘了一个参考标记为6的短回路，仅仅通过示意性展示的方式，该短回路展示了在扫气现象中气体从进气歧管3直接通到排气歧管4的循环。此外，已经描绘了一个参考标记为7的内部再循环，并且单纯地通过示意性展示的方式，这种内部再循环展示了被称作剩余气体的部分排气的内部再循环，这部分排气在气体排放阶段中被继续截留在燃烧室2中。发动机1还包括一个喷射器8，该喷射器通过一个喷射管9将在此以阴影线描绘的一定量的燃料并且可能连同未以阴影线描绘的一定量的空气一起喷射到燃烧室2中，该空气是与进气歧管3中吸入的新鲜空气分开的。总体上，图1中的这些箭头描绘了流体流动的方向，并且这些带阴影线的部分除了描绘燃料喷射的部分之外代本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于估算机动车辆的动力装置的内燃发动机(1)的燃烧室中气体混合物的富燃料度的系统，其特征在于，该系统包括用于将一股额外可燃烧气体喷射到该发动机的新鲜空气进入回路(3)中的装置(43)、对应地用于测量该发动机的该新鲜空气进入回路(3)和气体排放回路(4)中的该额外可燃烧气体的浓度的装置(36，44)、用于确定在该新鲜空气进入回路中该额外可燃烧气体的浓度测量值与该排放回路中该额外可燃烧气体的浓度测量值之间的比率的确定装置(46)、以及用于根据这个确定的比率来估算该发动机的燃烧室中该气体混合物的富燃料度的估算装置(47)，其中，该额外可燃烧气体是一种烃，该烃的碳链包含少于5个的碳原子。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.11.14 FR 11603271.一种用于估算机动车辆的动力装置的内燃发动机(1)的燃烧室中气体混合物的富燃料度的系统，其特征在于，该系统包括用于将一股额外可燃烧气体喷射到该发动机的新鲜空气进入回路(3)中的装置(43)、对应地用于测量该发动机的该新鲜空气进入回路(3)和气体排放回路(4)中的该额外可燃烧气体的浓度的装置(36，44)、用于确定在该新鲜空气进入回路中该额外可燃烧气体的浓度测量值与该排放回路中该额外可燃烧气体的浓度测量值之间的比率的确定装置(46)、以及用于根据这个确定的比率来估算该发动机的燃烧室中该气体混合物的富燃料度的估算装置(47)，其中，该额外可燃烧气体是一种烃，该烃的碳链包含少于5个的碳原子。2.如权利要求1所述的系统，其中该发动机(1)包括若干个汽缸，并且该估算装置(47)还被配置成根据这个确定的比率来估算这些汽缸中剩余气体的一个流量、并且用于根据这个估算的剩余气体的流量来估算该发动机的燃烧室中该气体混合物的富燃料度。3.如权利要求1或2所述的系统，其中该动力装置包括被连接到该新鲜空气进入回路(3)上的一个部分排气再循环回路(5)。4.如权利要求1或2所述的系统，其中该内燃发动机(1)是二冲程式的。5.如权利要求3所述的系统，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：N·奎琼，P·奥贝尼瑟，V·迪盖，
申请(专利权)人：雷诺股份公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR