[發明專利]控制具有EGR和內部燃燒廢氣再循環的內燃機汽缸內的燃燒廢氣分數的方法

有效

• 申請號: 201210461829.2
• 申請日: 2012-11-15
• 公開（公告）號: CN103122797B
• 公開（公告）日: 2016-10-12
• 發明（設計）人: T·勒魯瓦;J·肖萬
• 申請（專利權）人: IFP新能源公司
• 主分類號: F02D13/02
• 分類號: F02D13/02
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 錢慰民

技術領域

本發明涉及內燃機控制領域，更具體地涉及配有VVT型(Variable?ValveTiming，定時可變閥門定時)的可變定時裝置并配有用于低壓排氣（exhaustgas）的外部再循環回路(EGR)的汽油內燃機的空氣系統控制的一部分?？勺兌〞r是允許內燃機中的若干參數改變、特別定時、進氣閥和排氣閥的開啟時間和/或抬升的技術。

背景技術

在這種類型的內燃機中，進氣閥關閉時汽缸內的燃燒廢氣（burnt?gas）的量是通過下面兩種方式獲得的：通過經由進氣閥和排氣閥致動器的內部燃燒廢氣再循環(IGR)，這是被稱為VVT致動器的可變定時手段，以及通過經由EGR回路的外部再循環。

事實上，可變定時允許通過控制進氣閥和排氣閥的開啟/關閉實現燃燒廢氣的內部再循環。當進氣閥和排氣閥同時開啟時，排氣從排氣管流回到進氣管。在內部氣體再循環的情形下，閥同時開啟的持續時間和幅度是再循環氣體量的決定因素。在這種情形下，可變定時裝置能使至少一個進氣閥受控，以使其在汽缸內活塞上止點之前開啟，同時使至少一個排氣閥受控，以使其就在該活塞上止點之前關閉。然后使兩個閥同時開啟并使排氣再循環。內部氣體再循環相比外部再循環的優勢在于，系統的快速響應以及再循環氣體的良好分布。

這兩個燃燒廢氣源具有極為不同的響應時間。實際上，IGR通過閥的相移受到控制，閥的相移是非?？斓?。另一方面，因為燃燒廢氣在排氣再循環回路中的流動時間很長(由于該回路的長度)，因此EGR控制非常緩慢。這似乎與控制瞬時條件下的快速量(藉由VVT致動器的IGR)以補償EGR緩慢性(藉由EGR閥)有關；事實上，對于瞬時條件，快速響應時間是必需的。

瞬時條件的常見例是在高負載下放松氣動踏板。在瞬態開始時，EGR速率很高；實際上，EGR速率在高負載下很高以將內燃機爆震的極限向回推。在瞬態結束時，在部分負載下，速率為零而IGR速率增加；事實上，IGR速率在部分負載下較高，因為考慮到減小內燃機泵送損失的閥重疊。然而，在瞬時條件下，由于燃燒廢氣遍布進氣管，進入汽缸的EGR量不為零。因此存在高風險，即腔室內存在過量的燃燒廢氣(EGR加上IGR)并因此內燃機燃燒中斷。在瞬態情形下，目的則是盡可能地限制IGR量，直到進氣管排空其含有的燃燒廢氣為止。

圖3示出根據現有技術的帶EGR和IGR的汽油內燃機的空氣環路的設定點確定方案。從內燃機扭矩設定點和內燃機速度測量N_e來看，內燃機圖(MAP)允許相對于抽吸空氣質量設定點進氣歧管中的燃燒廢氣分數對于內燃機扭矩設定點尋求的穩態的進氣閥和排氣閥致動器的位置和來定義設定點。隨后使用進氣歧管中的燃燒廢氣分數的值X_int將空氣質量設定點修正為抽吸質量設定點進氣歧管中的這種燃燒廢氣分數可通過任何手段獲得，特別是估算方法或測量方法。從抽吸質量設定點和排氣(13)閥和進氣(12)閥的致動器(8、9)的位置VVT_exh和VVT_int的測量來看，填充模型(MR)允許給出進氣歧管中的壓強設定點

控制器(15)允許控制進氣壓強、EGR和變化定時裝置(8、9)以保證壓強設定點進氣歧管中的燃燒廢氣分數設定點以及穩態下的進氣閥和排氣閥致動器的位置和

圖3中描述的方法因此不允許控制在瞬時條件下汽缸中的燃燒廢氣分數。

根據本發明的內燃機控制方法允許通過在瞬時條件下優化汽缸中的燃燒廢氣分數而控制EGR和IGR組合的汽缸中的燃燒廢氣分數。根據本發明的方法基于使用基于汽缸填充模型的燃燒廢氣流模型對進氣閥和排氣閥的致動器的控制。該方法不需要校正，除了使用能估計汽缸中的抽吸質量和燃燒廢氣質量的汽缸填充模型外。

發明內容

本發明涉及控制內燃內燃機的方法，該內燃機包括至少一個汽缸、在汽缸中的至少一個進氣閥以及用于將燃燒廢氣從所述汽缸中排出的至少一個排氣閥，所述內燃機配有排氣再循環回路并配有可變定時裝置，所述可變定時裝置包括所述進氣閥的第一致動器和所述排氣閥的第二致動器。所述方法包括以下階段：

－獲取所述內燃機的扭矩設定點

－通過應用將所述致動器的位置設定點關聯于內燃機扭矩設定點的燃燒廢氣流模型(MEGB)，確定所述第一致動器的位置設定點和所述第二致動器的位置設定點所述燃燒廢氣流模型(MEGB)包括汽缸填充模型(MR)，以及

－通過將位置設定點和應用于所述可變定時裝置來控制所述汽缸中的燃燒廢氣分數。