氧气浓度设定点改进制造技术

本发明专利技术涉及氧气浓度设定点改进。提供一种对发动机中的排气再循环进行控制的方法。测量发动机排气中氧气的量。获得理想的进气歧管氧气浓度。基于测量的排气中氧气的量，计算用以提供理想的进气歧管氧气浓度的排气再循环速率。基于所计算的排气再循环速率，设置排气再循环阀。

【技术实现步骤摘要】
用于对发动机中的排气再循环进行控制的方法
本申请涉及对很多个用于内燃机中燃烧的发动机运行参数的控制，且更具体地涉及通过使用发动机的数个设定点来控制该发动机的系统和方法。
技术介绍
包括环境责任努力和对发动机废气排放的现代环境法规在内的许多因素已经降低了在矿物燃料燃烧后进入大气的特定污染物的允许接受的水平。越来越多更加严格的排放标准可能需要对燃料的燃烧和排气的燃烧后处理中的一项或两项进行更大的控制。例如，氮氧化物（NOx）和颗粒物质的允许水平在过去几年中已被显著降低。已经发现，燃料喷射定时和要被喷射的燃料的量与诸如排气再循环（EGR）、可变几何形状涡轮增压器（VTG）的叶片设置、进气歧管温度和进气阀定时之类的其它方面一起是排放形成中的重要的因素。为了使发动机提供理想的性能，同时还满足所要求的排放限制，电子发动机控制系统由此可能变得非常复杂。随着发动机可能会遇到各种各样不同的运行任务和运行条件，控制各种各样的发动机运行参数，诸如燃料喷射定时、燃料喷射量、燃料喷射压力、进气阀定时、排气阀定时、EGR阀设置、涡轮增压器设置等。然而，调节一个发动机参数可能抵消对另一个发动机参数所作的调节，或可能造成对发动机运行的比当对另一个发动机参数作调节时所预期的变化更大的改变。已经发现，对于给定的发动机运行条件，可将数个发动机运行参数协调至该给定发动机运行条件的设定点，从而使得该设定点允许发动机产生所要求的功率输出，同时还产生可接受水平的NOx和颗粒物质。存在对这样一种发动机控制系统的需要，该发动机控制系统使得对于各种发动机运行条件的多个设定点基于发动机运行条件被应用至发动机。
技术实现思路
根据一个过程，提供一种对发动机中的排气再循环进行控制的方法。测量发动机排气中氧气的量。获得理想的进气歧管氧气浓度。基于测量的排气中氧气的量，计算用以提供理想进气歧管氧气浓度的排气再循环速率。基于所计算的排气再循环速率，设置排气再循环阀。根据另一个过程，提供一种对发动机中的排气再循环进行控制的方法。获得理想的进气歧管氧气浓度。计算用以提供理想的进气歧管氧气浓度的排气再循环速率。基于所计算的排气再循环速率，设置排气再循环阀。附图说明图1是根据一个实施例的设定点库控制系统的框图。图2是根据另一个实施例的设定点库控制系统的框图。图3是示出颗粒物质累积的图表。图4是示出发动机汽缸的容量的示意性视图。具体实施方式图1示出指示设定点库发动机控制方法10的框图。方法10具有设定点选择部分12。该设定点选择部分可利用各种输入以确定关于发动机的运行状态和在发动机周围的环境条件的信息。举例而言，设定点选择部分12可接收输入，该输入包括发动机冷却剂温度、进气歧管温度、环境压力或高度测量、发动机速度、发动机转矩输出、表示发动机正被使用以运行动力输出（“PTO”）的信号、从启动发动机开始对颗粒物质产生的估算、以及表示发动机运行和发动机运行条件的各种其它信号。设定点选择部分12利用这些输入来确定发动机正在工作的模式和状态。该模式表示发动机正执行的功能或任务。举例而言，发动机模式可以是正常运行、PTO运行、延长空转的停止及运转运行、高输出运行以及其它模式。从设定点选择逻辑输出的发动机运行的状态指示NOx排放和发动机燃烧稳定性运行范围。举例而言，第一状态可提供高水平的发动机燃烧稳定性和较高水平的NOx排放，而第二状态则提供较低水平的发动机燃烧能力和较低水平的NOx排放。由此，如果发动机控制系统确定发动机燃烧稳定性在预定阈值之下，则将改变状态以改进发动机燃烧稳定性。一旦获得并维持了可接受的燃烧稳定性，预期可将状态改变至较不稳定但更低的NOx产生状态，以将发动机排放最小化。一旦已在设定点选择逻辑12中选择了模式和状态，则访问设定点库14。设定点库14具有多个基于模式和状态的设定点设置。多个设定点设置中的每一个包含对于各个发动机运行参数的所有设定点，诸如燃料喷射压力、燃料喷射定时、阀定时、EGR阀设置、可变几何形状涡轮增压器设置等。由此，多个设定点设置中的每一个包含对于各个发动机运行参数的设置的完整集，使得发动机输出需要的功率同时还产生可允许水平的排放。预期填充设定点库的设定点设置可以多种方式产生。在产生设定点设置的第一种方式中，在发动机测试单元中运行发动机，其中仪器能够准确地测量发动机排放和发动机功率输出，同时还允许对测试单元中的条件进行控制。例如，可调节测试单元中的大气条件以模拟各个大气压力、温度和进气空气氧气含量。另外，测试单元可使种类繁多的发动机加载条件被模拟，该发动机加载条件诸如快速加速、高负载运行、低负载运行和空转。基于多种模拟的运行条件，发动机运行参数的设置可被优化并存储在设定点库中。另外，可以在发动机开发过程期间通过使用发动机的车辆内校准来产生设定点设置。基于在车辆内校准期间引入的附加变量（诸如改变大气条件）,车辆内校准可能没有测试单元校准理想。如图1中所示，设定点库14输出设定点，利用该设定点以控制各个发动机运行参数。举例而言，通过第一EGR算法16和第二EGR算法18来利用设定点，以控制EGR阀的位置并向发动机进气歧管提供EGR的改变量。对第一EGR算法16和第二EGR算法18两者的使用可提供对发动机上的EGR阀的更稳健的控制。对EGR阀的更稳健的控制可更好地控制发动机排放。例如，第一EGR算法16和第二EGR算法18的输出可在比较器20进行比较，以确定采用第一EGR算法16和第二EGR算法18中的哪一个。比较器20还从设定点选择逻辑12接收发动机正在运行的模式。基于来自设定点选择逻辑12、第一EGR算法16和第二EGR算法18的输入，比较器20选择用于控制EGR阀的输出。类似地，由涡轮控制算法22利用设定点库14的设定点来控制可变几何形状涡轮增压器。可变几何形状涡轮增压器通常能够改变涡轮增压器的涡轮部分上的叶片位置的几何尺寸，以使涡轮增压器更有效或响应于变化的运行条件，且还可用于控制由涡轮增压器产生的增压的水平。设定点被用于基于发动机的运行条件来定位叶片或涡轮增压器的其它可调节元件。还提供燃料控制算法24，其采用来自设定点库14的设定点。燃料控制算法24使用设定点来控制喷射到汽缸内的燃料的量、燃料喷射的定时以及数个燃料喷射事件。举例而言，来自设定点库14的设定点被燃料控制算法采用，以设定在燃烧循环期间到汽缸内的燃料喷射事件的定时。还可提供附加的发动机控制算法26，其采用来自设定点库14的设定点。例如，可变阀定时控制算法可使用设定点来控制对发动机上的进气阀和排气阀两者的打开和关闭的定时。现在转向图2，描绘了一个可替换的实施例，该实施例示出如何确定设定点库的状态。指示设定点库发动机控制方法100的框图包括模式选择部分102和状态选择部分104。如上所述，该模式基于发动机的功能，且由此大体上容易确定。状态选择部分104包括三维表106。三维表106基于多个测量的数据来设置状态输出，该测量的数据诸如大气压、冷却剂温度、进气歧管温度、环境温度、增压压力、进气歧管压力、进气气流等。基于该多个测量的数据，确定来自三维表106的状态。状态选择部分104附加地包括一维表108。如图2中所示，一维表108可基于发动机特性的模型，诸如颗粒物质累积、进气氧气百分比、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于对发动机中的排气再循环进行控制的方法，所述方法包括：测量发动机排气中氧气的量；获得理想的进气歧管氧气浓度；基于所测量的排气中氧气的量，计算用以提供所述理想的进气歧管氧气浓度的排气再循环速率；以及基于所计算的排气再循环速率，设置排气再循环阀。

【技术特征摘要】
2012.01.31 US 61/593,0591.一种用于对发动机中的排气再循环进行控制的方法，所述方法包括：确定所述发动机的模式，所述模式表示所述发动机正执行的功能或任务；确定所述发动机的状态，所述状态指示NOx排放和发动机燃烧稳定性运行范围，其中，所述发动机的状态取决于所需发动机运行而基于从三维表产生的状态和从一维表产生的状态之间的任何差异来确定，且其中所述三维表基于多个测量的数据来输出状态，以及所述一维表从基于所选择的发动机特性的模型的多个状态中输出状态；测量发动机排气中氧气的量；基于所述发动机的所述模式和所述状态获得理想的进气歧管氧气浓度；基于所测量的排气中氧气的量，计算用以提供所述理想的进气歧管氧气浓度的排气再循环率；以及基于所计算的排气再循环率，设置排气再循环阀。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述理想的进气歧管氧气浓度从设定点库获得，所述设定点库具有多个基于所述发动机的模式和状态的设定点设置。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述理想的进气歧管氧气浓度基于从设定点库获得的发动机运行条件。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述理想的进气歧管氧气浓度基于所述发动机的理想NOx排放。5.一种用于对发动机中的排气再循环进行控制的方法，所述方法包括：确定所述发动机的模式，所述模式表示所述发动机正执行的功能或任务；确定所述发动机的状态，所述状态指示NOx排放和发动机燃烧稳定性运行范围，其中，所述发动机的状态取决于所...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·J·塞伯利希，
申请(专利权)人：万国引擎知识产权有限责任公司，
类型：发明
国别省市：