CN101466931A - 用于减少内燃机烟尘排放的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于减少内燃机烟尘排放的方法，其中确定吸入空气的湿度和温度由此计算出吸入空气中的水所占的比例，而在吸气管线中存在基本废气循环率，且对于参考湿度和参考吸入空气温度预先给定每次运转(转速和燃料量)的废气循环率，并且，对于吸入空气中含水量相对于参考值的偏差，废气循环率的变化会写入到特性曲线，在吸入空气含水量相对于参考值增加了的情况下，根据特性曲线减小废气循环率。

Description

用于减少内燃机烟尘排放的方法
本发明涉及一种用于减少内燃机烟尘排放的方法。
由文献DE 19750496 A1了解到用于确定由内燃机中吸入的空气的确定方法和用于内燃机的传感器。其所述的方法改进了传统的方法，其中内燃机中吸入的空气量借助于空气量传感器获取。在传统的方法中，获取的空气量和其它燃烧过程相关的数据例如温度或用于计算喷射时间的吸气管线压力等等一起在电机控制机构中处理。
这种方法的缺点在于，在空气量大小确定时不能获取到影响空气量的变量。例如空气湿度就是该改变空气量的变量中的一种。由此在环境空气非常潮湿的情况下，根据由空气量传感器获得的空气量流量而得到的空气湿度就会出现以下错误，那就是除了内燃机中的燃烧空气同时还会获取到不会燃烧的水蒸气而因此导致非常不利的排气值变化。
此外DE 19750496 A1建议对吸入空气的湿度进行另外的获取和评估，其中引入空气湿度传感器。因此吸入的气化水的质量流量与内燃机中燃烧空气的流量区别开来。其效果在于为内燃机的控制电路提供精确的输出数据，以及计算出并输出基本上精确的负载信号和随后更多的确定燃烧过程的信号。
出自于US 6,647,972 B2的用于废气循环系统状态确定的装置全部都设有废气循环滤管用于废气循环系统状态的准确确定。该用于状态确定的装置包括安装在废气循环滤管上的湿度传感器用于废气循环滤管内部湿度的获取。采用该装置获取到循环废气的湿度，其中根绝获取到的湿度完全表示出废气循环系统的状态。通过湿度传感器间接地获取到废气循环系统的缺失，例如废气循环滤管上泄漏及类似。采用这种湿度获取装置比采用同样引入用于泄漏探测的温度传感器实现更好的可靠性。具有优点的该装置特别适用于基于特别长的废气循环管道由于水合作用而可能发生裂缝的地方，特别是在装有碳氢化合物排放装置的循环系统。
根据官方的要求，现在汽车的排放量一直在下降。由此提出了新车必须遵守的废气参考。由此不仅涉及到气体形式的排放，而且还涉及到炭黑颗粒的排放，这些炭黑颗粒在总的粉尘颗粒负荷中占有一定的分量。
然而烟尘排放还很大程度上依赖于环境条件。在应用中总系统上还装有备用品(Reserve)，从而系统在面对环境条件变化的情况依然保持耐用。例如为了减少氧化氮，在EU4应用或者EU4系统中废气循环率(EGR率)没有大幅度的提升，从而在区域内的吸入空气的湿度升高的情况下，烟尘排放没有显著地提高。在对汽车排放的要求期望更加严格的情况下，特别是EU5排放参考下，更加有必要减少这些迄今为止足够的备用品。为了减少氧化氮的排放，因而将会变得更加必要的就是废弃循环率接近边界值而即便如此保持颗粒排放没有明显的升高。
本发明的任务就是保持汽车烟尘排放度不依赖于区域环境条件，以在系统中无微粒过滤器的情况下不超过界限值.
另一任务在于，在带烟尘微粒过滤器的系统中减少过滤器再生的频率，以最终减少损耗。
任务通过具有权利要求1所述特征的方法实现。
有利的改型在从属权利要求中表述。
根据本发明的任务如下实现，那就是获得湿度和吸入空气温度和/或环境温度而在控制中考虑废气循环。
湿度的信息可以来自于传感器(例如在空调设备，组合仪表或者导航系统或其他传感器)。由获得的或者计算出的湿度和吸入空气的温度就计算出吸入空气中水部分。依赖于吸入空气中的水分比例对基本废气循环率进行修正，从而在保持氧化氮排放值的情况下，颗粒排放在湿度变化时就不会上升。在应用中，在每个工作点(转数和燃料量)和参考水分比例(参考湿度和参考吸入空气温度)下给出并应用一废气循环率。如果水分比例通过湿度相对于参考值提高了，根据写入特性曲线的数学模型降低基本废气循环率。如果水分比例通过湿度相对于参考值降低了，则根据特性曲线模型提高基本废气循环率。
在本发明有利的改型中，如果系统中存在Lambda传感器，在高负载和低Lambda值的情况下运用Lamda值用于适配测量到的空气量和/或废气循环流量和/或燃料量。在修正中通过与湿度和吸入空气温度相关信息考虑水分比例。在匹配中，测量到的Lambda值Lam_real???和计算出的Lambda值Lam_cal相比较而两者的比例或者差值用作匹配的输入。
在这Lambda值可以如下计算：
Lam_cal＝MAF/(Lst*MFF)
其中
MAF＝气缸中测量到的空气量
Lst＝化学计算比例系数
MFF＝喷入的燃料量
如果湿度变化，Lam_cal如下计算：
Lam_cal＝MAF/(Lst*K_hum*MFF)
其中
K_hum＝依赖于水分比例的系数(从而依赖于湿度和吸入空气温度)
湿度增加K_hum就会变大，而湿度减小K_hum就会变小。
本发明的优点就在于，在空气喷射阶段通过包含与空气湿度相关的信息显著提高了排放的稳固性和匹配的精确性。因此在低颗粒排放的同时保持了氧化氮的排放且减少了用于过滤器再生的燃料消耗。
相应的湿度传感器既可以远离内燃机，又可以安装在内燃机吸气区域内、吸气侧前或者吸气侧中。

Claims (7)

1.一种用于减少内燃机烟尘排放的方法，其中，确定吸入空气的湿度和温度并由此计算出吸入空气的水所占的比例，而在吸气管线中存在基本废气循环率，且对于参考湿度和参考吸入空气温度预先给定用于各工况(转速和燃料量)的废气循环率，而对于吸入空气中含水量相对于参考值的偏差，所述废气循环率的变化会写入到特性曲线，而在吸入空气含水量相对于参考值增加了的情况下，根据特性曲线减小所述废气循环率。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，如果水分比例相对于参考值比较低，则根据特性曲线模型提高所述废气循环率。
3.根据权利要求1和/或2所述的方法，其特征在于，在所述系统中存在Lambda传感器时，在高负载和较低Lambda值的情况下，运用Lamda值以适配测量到的空气量和/或废气循环流量和/或燃料量。
4.根据上述权利要求中的一项或多项所述的方法，其特征在于，在匹配中，把测量到的Lambda值和计算出的Lambda值相比较，而两者的比例或者差值用作匹配的输入。
5.根据上述权利要求中的一项或多项所述的方法，其特征在于，所述Lambda值可以计算如下：
Lam_cal＝MAF/(Lst*MFF)
其中
MAF＝气缸中测量到的空气量
Lst＝用于化学计算比例的系数
MFF＝喷入的燃料量
6.根据上述权利要求中的一项或多项所述的方法，其特征在于，
在湿度变化时，Lambda值计算如下：
Lam_cal＝MAF/(Lst*K_hum*MFF)
其中
K_hum＝依赖于水分比例的系数(由此依赖于湿度和吸入空气温度)
7.根据上述权利要求中的一项或多项所述的方法，其特征在于，采用相应的湿度传感器进行测量，所述湿度传感器既可以远离内燃机，又可以安装在内燃机吸气区域内、吸气侧前或者吸气侧中。
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PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
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C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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