在涡轮增压的压缩点火发动机系统中控制排气再循环技术方案

技术编号:4507976 阅读:220 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术的一个实施方案可以包括一种方法,该方法控制包括在高压(HP)EGR通道和低压(LP)EGR通道的一个涡轮增压的压缩点火发动机系统中的排气再循环(EGR)。该方法可以包括确定符合排气排放指标的一个目标总EGR分数,以及在所确定的该目标总EGR分数的约束下确定一个目标HP/LP EGR比率来优化其他发动机系统指标。该目标HP/LP EGR比率的确定可以包括至少将发动机速度和负载用作到一个基础模型的输入以输出一个基础EGR值、将至少另一个发动机系统参数用作到至少一个调节模型的输入以输出至少一个EGR调节值,以及通过至少一个EGR调节值对该基础EGR值进行调节以产生至少一个被调节的EGR值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本披露总体上涉及的领域包括在涡轮增压的压缩点火发动机系统中控制排气 再循环。
技术介绍
涡轮增压发动机系统包括具有用于将空气和燃料燃烧以转化为机械功的燃烧 室的发动机、用于将进气输送到这些燃烧室的进气子系统以及发动机排气子系统。 这些排气子系统通常将排气从这些发动机燃烧室中运走、压抑发动机排气噪音,并且减少排气微粒和随着发动机燃烧室的温度升高而增加的氮氧化物(NOx)。排 气通常被再循环到该排气子系统之外而进入该进气子系统以便与新鲜空气混合, 并且回到发动机。排气再循环增加了惰性气体的量并同时减少进气中的氧气,由 此P争低发动机燃烧温度并且因此减少了 NOx的形成。
技术实现思路
一个示例性实施方案包括一种方法,该方法在包括高压(HP)EGR通道以及 低压(LP )EGR通道的涡轮增压的压缩点火发动机系统中控制排气再循环(EGR )。 该方法可包括确定符合排气排放指标的一个目标总EGR分数,以及在所确定的 该目标总EGR分数的约束下确定一个目标HP/LP EGR比率来优化其他发动机系 统指标。该目标HP/LP EGR比率的确定可以包括使用至少发动机速度和负载作 为一个基础模型的输入以输出一个基础EGR值;使用至少一个另外的发动机系统 参数作为至少一个调节模型的输入以输出至少一个EGR调节值;以及用该至少一 个EGR调节值对该基础EGR值进行调节以产生至少一个经过调节的EGR值。另一个示例性实施方案包括在涡轮增压的压縮点火发动机系统中控制排气再 循环(EGR)的一种方法,该系统包括一个高压(HP )EGR通道以及一个低压(LP ) EGR通道。该方法可以包括确定符合排气排放指标的一个目标总EGR分数,以及在所确定的该目标总EGR分数的约束下确定一个目标HP/LP EGR比率来优化 其他发动机系统指标。该目标HP/LP EGR比率的确定可以包括至少《吏用发动^L 速度以及在至少一个模型中的负载来输出 一个LP EGR值和一个HP EGR值;将 该目标总EGR分数应用到该LP和HP EGR值上以确立LP和HP EGR设置点;并 且延迟该HP EGR值的下游通信以便将LP EGR与HP EGR之间的滞后时间计算 在内。从以下的详细说明中本专利技术的其他示例性实施方案将会变得清楚。应该理解, 该详细的说明以及多个具体的实例虽然指明了本专利技术的示例性实施方案,但是旨 在仅用于说明的目的而并非旨在限制本专利技术的范围。附图说明从详细的说明以及这些附图中将会更加全面地理解本专利技术的示例性实施方 案,在附图中图1是包括一个示例性控制子系统的一个发动机系统的示例性实施方案的示 意图;图2是图1的发动机系统的示例性控制子系统的框图;图3是可以与图1的发动机系统一起使用的一个示例性EGR控制方法的流程图;图4是说明图3的方法的一个优选控制流程部分并且包括一个总的EGR估算框以及多个高压和低压EGR开环控制框的一个框图;图5A至图5C示出了图4的估算框的多个示例性实施方案; 图6A至图6B示出了图4的高压和低压EGR开环控制框的多个示例性实施方案;图7是说明阀门位置对比目标总EGR分数的示例性描图的一个曲线图;图8是说明图3的方法的一个第二控制流程部分的框图;图9是说明图3的方法的一个第三控制流程部分的框图;图IO是说明图3的方法的一个第四控制流程部分的框图;图11是HP/LP EGR比率佳化的一个示例性控制流程部分的框图并包括一个HP/LP EGR比率确定框以及一个HP/LP EGR补偿框;图12是图11的HP/LP EGR比率确定框的一个示例性控制流程部分的框图;图13是图11的HP/LPEGR比率确定框的一个瞬态负载调节模型的一个示例 性控制流程部分的框图;图14是图11的HP/LPEGR比率确定框的一个进气温度调节模型的一个示例 性控制流程部分的框图;并且图15A和15B是图11的HP/LPEGR比率确定框的一个涡轮增压器保护调节 模型的示例性控制流程部分的框图。具体实施方式以下对这些实施方案的说明在本质上仅仅是示例性的,并且绝非旨在对本发 明、其应用或用途进行限制。示例性系统图1示出了可以用来实施目前所披露的一种EGR控制方法的示例性运行环 境。该方法可以使用任何适当的系统来实现并且优选地与一个发动机系统(例如 系统10 ) —起实现。以下系统说明只是提供了 一个示例性发动机系统的简要概述, 但在此未示出的其他系统和部件也能够支持目前所披露的方法。总体上而言,系统IO可以包括从燃料与进气的混合物的内部燃烧来形成机械 功的一台内燃机12、用于总体上为发动机12提供进气的一个进气子系统14以及 用于将燃烧气体总体地从发动机12运走的一个排气子系统16。发动机12可以被 构造和安排为燃烧柴油、汽油或其他可燃烧的燃料。在此使用时,短语进气可以 包括新鲜空气以及再循环的排气。系统10总体上还可以包括跨过排气和进气子系 统14、 16而联通的一台涡轮增压器18,用于压缩输入空气来改进燃烧并由此提高 发动机的输出。系统10进一步地总体上可以包括跨接排气子系统和进气子系统 14、 16的一个排气再循环子系统20,以便对与新鲜空气混合的排气进行再循环来 改进发动机系统10的排;^文性能。系统10进一步地总体上可以包括一个控制子系 统22,以控制发动机系统10的运行。本领域中熟练的技术人员将会认识到, 一个 燃料子系统(未示出)被用来向发动机12提供任何适当的液态和/或气态燃料,以便在其中与这些进气一起燃烧。内燃发动机12可以是任何适当的发动机类型,例如像柴油机发动机那样的一 种自动点火或者压缩点火发动机。发动机12可以包括在其中带有多个汽缸和活塞(未单独示出)的一个气缸体24,它与一个汽缸盖(也未单独示出) 一起限定了用于燃料与进气的混合物的内部燃烧的多个燃烧室(未示出)。除了适当的管道与接头之外,进气子系统14还可以包括可以具有用于过滤进 入空气的一个空气过滤器(未示出)的进气端26,以及位于进气端26的下游用于 压縮输入空气的一个涡轮增压压縮机28。进气子系统14还可以包括位于涡轮增压 压缩机28的下游用于冷却被压缩的空气的一个增压空气冷却器30以及位于增压 空气冷却器30的下游用于调节到发动机12的被冷却空气的流量的一个进气节流 阀32。进气子系统14还可以包括位于节流阀32的下游并且位于发动机12的上游 的一个进气歧管34,用于接收被节流的空气并且将它分配给发动机的这些燃烧室。除适当的管道和接头外,排气子系统16还可以包括一个排气歧管36,该排气 歧管用于收集来自发动机12的这些燃烧室的排气并且将它们向下游输送到排气子 系统16的其余部分。排气子系统16还可以包括在下游与排气歧管36联通的一个 涡轮增压器的涡轮机38。涡轮增压器18可以是一种可变涡轮几何形状(VTG)的 涡轮增压器类型、双级涡轮增压器类型或者带有废气门或旁通装置的涡轮增压器 类型或者是类似的涡轮增压器。在任何情况下,可以调节涡轮增压器18和/或任何 涡轮增压辅助装置以影响以下参数中的一个或多个涡轮增压器提升压力、空气 质量流量和/或EGR流量。排气子系统16还可以包括任何适当的排放装置40,例 如, 一个催化转化器,这种催化转化器如一个紧密连接的柴油氧化催化剂本文档来自技高网...

【技术保护点】
在包括一个高压(HP)EGR通道和一个低压(LP)EGR通道的一个涡轮增压的压缩点火发动机系统中控制的排气再循环(EGR)的一种方法,该方法包括: 确定符合排气排放指标的一个目标总EGR分数;并且 在所确定的目标总EGR分数的约 束下确定一个目标HP/LP EGR比率来优化其他发动机系统指标,并且包括: 使用至少发动机速度和负载作为一个基础模型的输入,以输出一个基础EGR值; 使用至少另一个发动机系统参数作为到至少一个调节模型的输入,以输出至少一个EGR 调节值;并且 用该至少一个EGR调节值来调节该基础EGR值,以产生一个经过调节的EGR值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:J舒蒂V乔尔格
申请(专利权)人:博格华纳公司
类型:发明
国别省市:US[美国]

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