评估内燃机的排气管中的排气温度的方法技术

本发明专利技术的实施例提供了一种确定沿内燃机（110）的排气管（275）的预定位置中的排气温度的值（EGT）的方法，包括的步骤有：使用温度传感器（431）测量排气管（275）中的排气温度的值（EGT_m）；使用压力传感器（360）测量内燃机（110）的汽缸（125）中的压力的值（P-EVO）；基于测量的压力值（P_EVO）估计排气管（275）中的排气温度的值（EGT_es）；检测内燃机（110）是否在瞬态条件下运行；如果未检测出瞬态条件，则基于测量的排气温度值（EGT_m）确定预定位置中的排气温度的值（EGT），否则则基于估计的排气温度值（EGT_es）确定预定位置中的排气温度的值（EGT）。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及用于在沿内燃机的排气管的预定位置中评估(确定)排气温度的方法。更具体地，本专利技术涉及一种用于评估位 于排气管的涡轮增压器涡轮的入口处的排气温度的方法。
技术介绍
如所知的，内燃发动机传统地包括发动机缸体，其包括多个汽缸，每一个汽缸都容纳有往复运动的活塞且由汽缸盖闭合，该汽缸盖和活塞协作限定燃烧室。活塞被机械联接至发动机曲轴，使得由于相应的燃烧室中的燃料的燃烧产生的每一个活塞的往复运动被转换成发动机曲轴的转动。为了运行，内燃机还装备有用于将新鲜空气馈送进入燃烧室中的进气系统、用于将计量过的燃料量馈送进入燃烧室中的燃料喷射系统、以及用于在燃料燃烧后将排气从燃烧室中排出的排气系统。进气系统大致包括将新鲜空气从环境中引导进入进气歧管的进气歧管。进气歧管包括多个支路，其中每一个都经由一个或多个相应的进气口连接至相应的发动机汽缸。燃料喷射系统大致包括多个燃料喷射器，其经由燃料泵连接至燃料箱，且由发动机控制单元(ECU)根据预定的喷射策略操作。喷射策略大致规定ECU感知加速器踏板或其他由用户(驾驶者)促动的加速器装置，以使用该加速器位置以及可能的其他合适的输出以确定将在发动机循环中喷入发动机汽缸中的燃料量的请求值，并相应地操作燃料喷射器。最终排气系统包括排气歧管，该排气歧管包括多个支路以及将排气从排气歧管引导至环境的排气管，其中每一个支路都经由一个或多个相应的排气口连接至相应的发动机汽缸。一个或多个后处理装置，通常为诸如柴油氧化催化器(DOC)以及其他的催化后处理装置，通常位于排气管中，用于降低内燃机的污染物排放。大部分内燃机当前还配置有具有增加进入发动机汽缸的新鲜空气压力的功能的涡轮增压器，以加强发动机扭矩并降低燃料消耗。涡轮增压器通常包括位于进气管中的压缩机，其由位于后处理装置上游的排气管中的涡轮机械地驱动。事实上，涡轮增压器涡轮包括涡轮叶轮，其配置有多个叶片且通过刚性轴连接至压缩机。在排气管中流动的排气作用在涡轮叶片上，从而涡轮叶轮旋转并还使得压缩机轮产生旋转运动。由于这一结构，涡轮增压器涡轮是特别地受在其中流动的排气的温度影响的发动机构件。例如，如果排气过热，涡轮叶片的外侧端部(此处材料最薄)可能变得炽热(incandescent)且熔化。因此，涡轮叶轮变得不平衡，使得支撑涡轮增压器轴的轴承快速磨损。反过来，轴承的磨损可导致涡轮增压器轴失灵，并由此引发涡轮和压缩机轮的大的损害。过高的排气温度还能腐蚀涡轮壳体或使得其开裂，在该壳体中收纳有涡轮叶轮。在极端情形中，由过热的排气提供的附加的热能可驱动涡轮增压器进入过速状态，其超过设计的运行速度，从而涡轮叶轮或压缩机轮可甚至爆裂。此外，涡轮增压器涡轮并非唯一受排气温度影响的发动机构件。例如，过高的排气温度保持过长时间可损坏发动机活塞。这样的损坏可包括活塞变形、熔化、燃烧、成孔、开裂等。在另一方面，排气温度是发动机性能的指标排气温度越高，发动机产生的功率越多。因此，通常建议操作内燃机以达到由涡轮增压器涡轮的结构限制以及受其影响的其他发动机构件所允许的排气温度的较高值。 排气温度还影响后处理装置的效率，这是因为催化后处理装置的性能通常当其运行在其中转化效率最大化的温度时可观地增强，而过低或过高的温度将导致不佳的性能和/或物理损坏。出于这些原因，E⑶通常规定在内燃机的运行中控制排气温度。事实上，E⑶在沿排气管的预定位置中检测排气温度的值，通常在涡轮增压器的入口处，并可能调节排气温度，例如通过操作燃料喷射系统从而改动进入燃烧室中的燃料比，如果排气温度的检测值位于其所允许的值的范围之外的话。为了使得该控制策略生效，因此在排气温度值的确定中实现更高的精确度是必要的。当前，排气温度的确定是通过温度传感器进行的，其位于排气管中，涡轮增压器的上游或下游，并和E⑶连通。该传感器可为模拟温度传感器，例如正热力学系数(PTC)电热调节器或负热力学系数(NTC)电热调节器，或其可为数字温度传感器，例如热电偶。虽然这些温度传感器被广泛地使用，其通常通过长的响应时间(S卩，传感器所需要的感知温度变化的时间)来检测，这极大地降低了温度测量的准确度，特别是当内燃机在快速瞬态条件下运行时，从而排气温度的控制策略并不一直是有效的。因此，为了确定保护涡轮增压器涡轮以及后处理装置不受损坏，通常必须限制排气温度的允许值的范围，其副作用为降低内燃机的最大性能。有鉴于此，本专利技术的实施例的目标是提供用于在沿排气管的预定位置中(通常在涡轮入口处)评估排气温度的策略，其在稳态或瞬态发动机运行条件中都具有很好的准确度。另一个目标是使用简单、合理以及较不昂贵的解决方案实现上述目标。
技术实现思路
通过如在独立权利要求中报告的本专利技术的实施例的特征来实现所述以及其他目标。从属权利要求涉及本专利技术的各个实施例的优选和/或特别有优势的方面。特别地，本专利技术的实施例提供了一种在沿内燃机的排气管的预定位置中确定排气温度的值的方法，通常是在涡轮增压器的涡轮的入口处，其包括的步骤有-使用温度传感器测量排气管中排气温度的值，-使用压力传感器测量内燃机的汽缸中的压力的值， -基于测量的压力值估计排气管中的排气温度的值，-检测内燃机是否在瞬态条件中运行，-如果未检测到瞬态条件，则基于测量的排气温度值确定预定位置中的排气温度的值，否则-基于估计的排气温度值确定预定位置中的排气温度的值，归功于该方案，不论是内燃机在瞬态条件中运行或是内燃机在非瞬态条件中运行(即在稳态条件中)，都可以足够的准确度评估预定位置中的排气温度。事实上，如果内燃机在稳态条件下运行，排气温度被期望为不发生大的变动，从而通过使用温度传感器的直接测量评估更可靠和准确，这是因为在该情形中温度传感器的相对长的响应时间不影响测量。如果相反地，内燃机在瞬态条件下运行，排气温度被期望为针对温度传感器的响应时间变动过快，从而预定位置中的排气温度通过基于发动机汽缸中压力值评估更加可靠和准确，该压力值由汽缸内压力传感器准确地测量，其具有较温度传感器快得多的响应时间，这是因为汽缸内的压力和驾驶者/踏板请求同时变化。根据本专利技术的实施例的方面，瞬态条件的检测包括下列步骤-检测和发动机扭矩相关的发动机运行参数在时间上的变动的值，该参数通常是在发动机循环中喷射的燃料的请求的量，-如果该发动机运行参数在时间上的变动的值超过其预定的阈值则识别出瞬态条件。假设发动机运行参数的阈值被恰当地校准，本专利技术的该方面的优势是提供用于确定发动机是否运行在瞬态条件下的可靠的标准。为了增加该标准的鲁棒性，本专利技术的该实施例的方面规定瞬态条件的检测包括检测内燃机的加速器(通常是加速器踏板)的位置在时间上的变动的值的附加步骤；如果检测到的加速器位置在时间上变动的值也超过其预定的阈值则识别出瞬态条件。假设加速器位置的阈值被恰当地校准，本专利技术的该方面具有增加对瞬态条件的检测的鲁棒性的优势。根据本专利技术此外的另一方面，基于估计的排气温度值确定预定位置中的排气温度值所包括的步骤有-计算排气温度的估计值和此前的发动机循环(previousengine cycle)中估计的排气温度的值之间的差值，-将预定位置中的排气温度的值计算为所述差值和在此前的发动机循环中确定的预定位置中的排气温度的值的和。根据该方案，通过基于压力的估计所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于确定沿内燃机（110）的排气管（275）的预定位置中的排气温度的值（EGT）的方法，包括步骤：？使用温度传感器（431）测量排气管（275）中排气温度的值（EGT_m），？使用压力传感器（360）测量内燃机（110）的汽缸（125）中的压力的值（P_EVO），？基于测量的压力值（P_EVO）估计排气管（275）中的排气温度的值（EGT_es），？检测内燃机（110）是否在瞬态条件中运行，？如果未检测到瞬态条件，则基于测量的排气温度值（EGT_m）确定所述预定位置中的排气温度的值（EGT），否则：？基于估计的排气温度值（EGT_es）确定所述预定位置中的排气温度的值（EGT）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：M图格诺洛，F查恩弗朗，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：