用于控制内燃机的方法和系统II技术方案

本发明专利技术涉及用于控制压缩点火式内燃机(101)的方法，所述内燃机(101)具有至少一个燃烧室(i1‑i6)，其中，使用进气阀，控制进入所述燃烧室的空气，并且使用排气阀，控制所述燃烧室的排出。该方法包括：‑取决于往复构件在所述燃烧室中的位置，控制所述进气阀的打开和所述排气阀的关闭，其中，所述进气阀的打开和所述排气阀的关闭分别相对于所述往复构件的位置可以被独立控制，并且‑基于第一控制参数，相对于所述往复构件的位置控制打开和关闭，其中，分别控制所述进气阀和排气阀的所述打开和关闭，使得朝向所述控制参数的期望值调节所述控制参数的实际值。

Methods and Systems for Controlling Internal Combustion Engines II

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于控制内燃机的方法和系统II
本专利技术涉及燃烧过程，尤其涉及用于控制内燃机的方法和系统。本专利技术还涉及实现根据本专利技术的方法的车辆、以及计算机程序和计算机程序制品。
技术介绍
关于一般的车辆，以及至少在某种程度上的重型/商用车辆，诸如卡车、公共汽车等，在提高燃料效率和减少废气排放方面存在不断进行的研究和开发。这经常至少部分地由于政府越来越关注污染和空气质量，例如在城市地区，这也导致了许多管辖区域中各种排放的标准和规则的采用。这些排放标准经常包括限定采用内燃机的车辆的废气排放的可接受范围的要求。例如，在这些标准中，对于大多数车辆，如氮氧化物(NOx)、烃(HC)、一氧化碳(CO)和颗粒的废气水平都受到管控。通过减少燃料消耗和/或通过使用由燃烧过程产生的废气的后处理(净化)，可以减少不期望的物质排放。例如，可以通过使用催化过程来处理来自内燃机的废气。存在各种催化转化器，其中，不同类型的催化转化器可用于不同种类的燃料和/或用于处理废气流中的不同种类的物质。例如，特别用于氮氧化物NOx还原的常见类型的催化转化器是选择性催化还原(SCR)催化转化器。用于废气流后处理的催化转化器一般具有的共同点是，必须在催化转化器中至少保持最低温度，以确保发生所需的反应。此外，催化转化器也可能是温度敏感的，因为太高的温度可能是有害的。此外，存在降低内燃机的速度以进一步降低燃料消耗的趋势。然而，在低引擎速度下的高负载可能对内燃机操作造成额外的挑战。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种控制压缩点火式内燃机的操作(特别是改进的燃烧室换气)的方法和系统。例如，可以控制进气阀和排气阀以获得适合于内燃机的当前操作条件的燃烧室的换气。该目的通过根据权利要求1的方法实现。根据本专利技术，提供一种用于控制压缩点火式内燃机的方法，所述内燃机具有至少一个燃烧室，其中，使用进气阀，控制所述燃烧室的进气，并且其中，使用排气阀，控制所述燃烧室的排出。该方法包括：-取决于往复构件在所述燃烧室中的位置，控制所述进气阀的打开和所述排气阀的关闭，其中，所述进气阀的打开和所述排气阀的关闭分别相对于所述往复构件的位置可以独立被控制，以及-基于第一控制参数，相对于所述往复构件的位置，控制所述阀的打开和关闭，其中，所述进气阀和排气阀的所述打开和关闭分别被控制，使得朝向所述控制参数的期望值调节所述控制参数的实际值。所述往复构件可以例如是所述燃烧室中的往复活塞。内燃机还可包括固定几何形状的涡轮增压器。在内燃机的燃烧室中燃烧产生的废气被排出，以便再次用后续燃烧的空气或空气/燃料填充燃烧室。该排出废气并用后续燃烧的空气或空气/燃料填充燃烧室的过程称为换气。通过使用一个或多个排气阀(排气阀打开通向排气歧管的通道)和一个或多个进气阀(进气阀打开通向进气管道的通道以吸入用于燃烧的空气)来执行换气。燃烧产生的废气经常在被释放到周围环境(诸如车辆的周围环境)中之前被处理。存在各种处理这些废气的方法，以便减少进入车辆的周围环境的有害排放物。例如，至少在重型/商用车辆中，经常减少氮氧化物NOx。氮氧化物NOx的产生是高度依赖于温度的，其中在较高的燃烧温度处产生较高的量。在废气流被释放到车辆的周围环境中之前，可以减少废气流中的氮氧化物NOx的量，例如使用选择性催化还原(SCR)催化转化器。这种减少可能并不总是充分的，并且还可以通过再循环部分废气(经常表示为EGR)来降低燃烧期间产生的最高温度，以减少氮氧化物，也因此还减少在燃烧期间产生的氮氧化物NOx的量。然而，存在这样的系统，其中后处理能够使用例如SCR催化转化器而无需EGR再循环来将氮氧化物还原到令人满意的程度。本专利技术特别涉及这种系统，尽管也适用于利用EGR的系统。后处理部件，诸如可能特别是SCR催化转化器，经常相对温度敏感。例如，如果内燃机产生的废气的温度达到过高的水平，则热废气可能会损坏后处理部件，诸如SCR催化转化器。由于存在减低速度也因此在低引擎速度高负载处操作内燃机的趋势，由于较少量的冷空气被供应到燃烧和随后的后处理中，由于废气温度可能增加。这可能部分地是由于使用较低的引擎速度，但也是由于来自内燃机的热废气的排出不充分，也因此降低了向燃烧供应空气的可能性，导致不太理想的换气。关于换气，这基本上意味着在做功冲程之后，在活塞返回冲程上朝向上死点(TDC)打开排气阀，以在随后的进气之前排出废气。根据本专利技术，提供了一种用于控制压缩点火式内燃机的方法，其方式利用被控制的换气(例如在上述情况下)。本专利技术还可以通过取决于内燃机操作条件使进气阀和排气阀的操作变化来提供额外的优点或可能性。例如，可以使用本专利技术，通过使用不同程度的换气，控制排气温度和控制内燃机效率。根据本专利技术，提供了一种方法，其中进气阀的打开和排气阀的关闭取决于往复构件(诸如活塞)的位置分别被独立控制。也就是说，可以控制进气阀以在变化的活塞位置处打开，以及因此可以相对于例如当活塞到达上死点(TDC)时，更早或更晚地打开进气阀。相应地，也可以控制排气阀在变化的活塞位置处关闭，以及因此相对于例如活塞到达TDC时，更早或更晚关闭。因此，根据本专利技术，在不同的情况下，进气阀的打开和排气阀的关闭可以分别被独立地控制和在活塞的不同位置处执行，并且可以以可变的方式取决于活塞的位置。根据本专利技术，基于第一控制参数，相对于所述往复构件的位置，分别控制进气阀和排气阀的打开和关闭，其中，通过如上所述使排气阀的关闭和/或进气阀的打开变化，朝向所述控制参数的期望值调节所述控制参数的实际值。例如，根据本专利技术，空气/燃料比和/或燃烧循环中的废气残余物在燃烧室中保持到后续的燃烧循环的程度可以用作控制参数。可以提供控制进气阀和排气阀的打开和关闭的高自由度，并且进气阀和排气阀可以是可控的，使得至少在一个操作模式中，进气阀和排气阀两者同时打开，从而允许当两个阀打开时，进气流通过燃烧室。两个阀同时打开的时间段，诸如燃烧循环的一部分，也可以是可控的。因此，根据至少一个操作模式，在关闭排气阀之前打开进气阀，使得进气穿通过燃烧室并同时与废气残余物混合并排出，即在排气冲程后部分废气残留在燃烧室中，使得残留在燃烧室中的废气残余物显着减少。这有利于燃烧室的排出，使得使热废气以更高程度地排出。这改善了换气，这是因为进气通过促进燃烧残余物排出来减少燃烧残余物，并且对燃烧室/可能仍残留在燃烧室中的燃烧残余物具有冷却效果。当要增加所述内燃机的效率时，控制参数的期望值可以被控制，使得当朝向所述期望值控制所述控制参数的实际值时，相对于往复构件在所述燃烧室中的位置，提前所述进气阀的打开和/或延迟所述排气阀的关闭。以这种方式，当两个阀打开时，空气被允许(或在更长的时间段内被允许)穿通过燃烧室，从而冷却废气残余物并且还更高程度地排出废气残余物。此外，当期望提高排气温度时，可以调节所述控制参数的期望值，使得当朝向所述期望值控制所述控制参数的实际值时，相对于往复构件在所述燃烧室中的位置，提前所述进气阀的打开和/或延迟所述排气阀的关闭。以这种方式，可以减少打开时间的交叠，和/或控制阀使得不存在交叠，从而减少冷空气通过燃烧室并增加燃烧室中残留的热废气残余物的量。控制参数可以例如是所期望的空气/燃料比，如可以用λ(lambda)表示。可以确定实际的空气/燃料比，并本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于控制压缩点火式内燃机(101)的方法，所述内燃机(101)具有至少一个燃烧室(i1‑i6)，其中，使用进气阀控制所述燃烧室的进气，并且其中，使用排气阀控制所述燃烧室的排出，该方法的特征在于：‑取决于往复构件在所述燃烧室中的位置，控制所述进气阀的打开和所述排气阀的关闭，其中，所述进气阀的打开和所述排气阀的关闭分别相对于所述往复构件的位置被独立地可控制，并且‑基于第一控制参数，控制相对于所述往复构件的位置的打开和关闭，其中，分别控制所述进气阀和排气阀的所述打开和关闭，使得朝向所述控制参数的期望值调节所述控制参数的实际值，所述第一控制参数是空气/燃料比或所述燃烧室中残留废气残余物的表示，‑在一个操作模式中，基于所述控制参数，分别控制所述排气阀的关闭和所述进气阀的打开，使得两个所述阀在可变长度的时段期间同时打开，以便进气穿通过燃烧室并同时与废气残余物混合并排出。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于控制压缩点火式内燃机(101)的方法，所述内燃机(101)具有至少一个燃烧室(i1-i6)，其中，使用进气阀控制所述燃烧室的进气，并且其中，使用排气阀控制所述燃烧室的排出，该方法的特征在于：-取决于往复构件在所述燃烧室中的位置，控制所述进气阀的打开和所述排气阀的关闭，其中，所述进气阀的打开和所述排气阀的关闭分别相对于所述往复构件的位置被独立地可控制，并且-基于第一控制参数，控制相对于所述往复构件的位置的打开和关闭，其中，分别控制所述进气阀和排气阀的所述打开和关闭，使得朝向所述控制参数的期望值调节所述控制参数的实际值，所述第一控制参数是空气/燃料比或所述燃烧室中残留废气残余物的表示，-在一个操作模式中，基于所述控制参数，分别控制所述排气阀的关闭和所述进气阀的打开，使得两个所述阀在可变长度的时段期间同时打开，以便进气穿通过燃烧室并同时与废气残余物混合并排出。2.根据权利要求1所述的方法，还包括：-控制所述排气阀和所述进气阀，使得以可变的方式取决于所述往复构件在所述燃烧室中的位置，分别执行所述排气阀的关闭和所述进气阀的打开。3.根据权利要求1-2中任一项所述的方法，还包括：当要增加废气温度时：-控制所述控制参数的期望值，使得当朝向所述期望值控制所述控制参数的实际值时，相对于往复构件在所述燃烧室中的位置，提前所述排气阀的关闭和/或延迟所述进气阀的打开。4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，还包括：当要增加所述内燃机的燃料效率时：-控制所述控制参数的期望值，使得当朝向所述期望值控制所述控制参数的实际值时，相对于往复构件在所述燃烧室中的位置，提前所述进气阀的打开和/或延迟所述排气阀的关闭。5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，所述第一控制参数是空气/燃料比，所述方法还包括：-确定实际的空气/燃料比，和-当所述实际的燃料比与期望的空气/燃料比不同时，控制所述排气阀的关闭和/或所述进气阀的打开，使得朝向所述期望的空气/燃料比调节所述实际的空气/燃料比。6.根据权利要求5所述的方法，还包括：-当所述确定的空气/燃料比低于所述期望的空气/燃料比时，相对于所述往复构件在所述燃烧室中的位置，延迟所述排气阀的关闭和/或提前所述进气阀的打开，和/或-当所述确定的空气/燃料比高于所述期望的空气/燃料比时，相对于所述往复构件在所述燃烧室中的位置，提前所述排气阀的关闭和/或延迟所述进气阀的打开。7.根据权利要求5-6中任一项所述的方法，还包括：将所述期望的空气/燃料比确定为一空气/燃料比，其考虑到当所述排气阀和所述进气阀同时打开时空气通过所述燃烧室的通道。8.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，所述第一控制参数是所述燃烧室中残留废气残余物的表示，该方法还包括：-当实际的废气残余物与期望的废气残余物不同时，控制所述排气阀的关闭和/或所述进气阀的打开，使得朝向所述期望的废气残余物调节所述实际的废气残余物。9.根据权利要求8所述的方法，还包括：-当要增加废气温度时，控制残留废气残余物的期望值，使得期望的废气...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·盖纳，T·埃利亚森，A·达尔，
申请(专利权)人：斯堪尼亚商用车有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞典,SE