[發明專利]確定內燃發動機氣缸入口處的再循環空氣流量和可用氧氣量的方法

在審

• 申請號: 201380066221.2
• 申請日: 2013-12-18
• 公開（公告）號: CN104838119A
• 公開（公告）日: 2015-08-12
• 發明（設計）人: B.瓦羅基
• 申請（專利權）人: 法國大陸汽車公司;大陸汽車有限公司
• 主分類號: F02D41/00
• 分類號: F02D41/00;F02D35/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 張濤;胡莉莉

技術領域

本發明涉及確定內燃發動機的氣缸的入口處的循環空氣流量和氧氣量的方法。

本發明的領域為內燃發動機—并且更特別地壓縮點火發動機（也稱作狄塞爾（Diesel）發動機）—的控制和管理。

背景技術

在狄塞爾類型發動機中，空氣在燃燒室中被壓縮，然后將燃料在壓力下注入到該室內。在該室中的溫度和壓力條件為使得在注入時存在燃料的燃燒。這種燃燒是在高壓力和高溫度下實現的，并生成氮氧化物類型的污染氣體產物，尤其包括一氧化氮NO、二氧化氮NO₂，…，更一般地是以NO_x的名稱而被熟知。

尤其為了限制狄塞爾類型發動機的污染物排放，已知的是為發動機配備至少一個再循環線路。為內燃發動機供應新鮮空氣，并將燃燒過的氣體排出到排氣管。對于狄塞爾類型發動機而言，已經發現，通過使一部分燃燒過的氣體與提供應發動機的新鮮空氣混合，從而可以作用于—或者更準確地說減少—在排氣管處的污染物排放。燃燒過氣體的再循環線路通常被稱作EGR線路（英語Exhaust?Gas?Recirculation（排出氣體再循環）的縮寫，或者按法語為“排氣管氣體再循環”）。根據排氣管氣體是在高壓力下被提取（即在氣缸外的氣體出口附近被提取），還是在氣體膨脹后在氣缸的更下游被提取，存在低壓力EGR線路或高壓力EGR線路。

因此，在包括EGR線路的狄塞爾類型發動機中，再進入氣缸中的空氣部分來自外部（新鮮空氣），并且部分來自EGR線路（燃燒過的氣體）。流量計被使用于測量進入到發動機中的新鮮空氣流量，但不測量再循環氣體的流量。然而，值得關注的是一方面獲知再循環氣體的比率，并且另一方面獲知進入氣缸中的氣體混合物的氧氣含量，以用于控制并管理發動機（尤其是用于操控（多個）EGR線路的閥門的打開和關閉。這些參數（EGR比率和氧氣含量）對限制發動機扭矩和估計NO_x排放也有影響。

在已知的發動機中，如上面指示的那樣，未由流量計或類似物測量再循環氣體的流量。于是憑借帶有復雜標定裝置的不太耐用的模型和/或借助其成本非常高的氧氣探頭來獲得有關EGR流量和氧氣含量的信息。

獲知的是文獻DE?10?2011?013?481?A1，該文獻涉及計算燃燒周期中的溫度的方法。在氣門交錯階段確定溫度。計算燃燒過的氣體的殘余質量以及參考溫度。必要的是獲知在氣門交錯期間和在進入氣門打開期間的溫度。該文獻教導了根據理想流體模型的方法。

還獲知的是文獻DE?10?2009?037?272?A1，該文件涉及基于理想氣體模型的內燃發動機的運行方法。

發明內容

于是本發明的目的在于提供一種允許在不設置氧氣探頭的情況下以可靠方式獲知內燃發動機—尤其是狄塞爾類型發動機—的至少一個氣缸的入口處的再循環氣體的比率的方法。

有利的是，根據本發明的方法還將允許得到在被考慮的發動機的至少一個氣缸的入口處以及還有可能地在排氣管處的氧氣含量。

為此，本發明提出一種確定在內燃發動機中的空氣流量中的排氣管氣體再循環流量的方法，所述內燃發動機包括至少一個配備有壓力傳感器的氣缸，所述發動機包括至少一個排氣管氣體再循環線路以及允許測量被引入到發動機中的新鮮空氣流量的部件。

根據本發明，所述方法包括如下步驟：

●在當一方面任何量的氣體都不能進入或離開氣缸并且另一方面燃料被注入到所述氣缸中前之時的壓縮階段期間測量在每個氣缸中進行支配的壓力；

●根據一方面氣缸中的壓力與氣缸中的體積變化與校正項的乘積，以及另一方面氣缸中的溫度變化與氣體混合物的恒定體積熱容量的乘積間的商，來按照如下等式確定每個被考慮的氣缸中具有的氣體質量：

其中：

MAF_CYL為被考慮的氣缸中的氣體質量；

Pcyl為氣缸中的所測量的壓力；

dV/d(crk)為氣缸中的體積對于等于d(crk)的曲軸角度變化的變化；

dTcyl/d(crk)為氣缸中的溫度對于等于d(crk)的曲軸角度變化的變化；

CV為氣體質量的恒定體積的熱容量；

α-1為表示對熱損失的考慮的所述校正項，

●在完整的燃燒周期上確定在發動機的所有氣缸中所具有的氣體的質量；

●把與被再循環的排氣管氣體對應的氣體質量確定為一方面氣缸中所具有的且在先前步驟中確定的氣體質量與另一方面由允許測量與同一完整燃燒周期對應的新鮮空氣流量的部件所測量的新鮮空氣質量之間的差。