CN101600870A - 用于控制内燃机的废气再循环的方法 - Google Patents

用于控制内燃机的废气再循环的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101600870A
CN101600870A CNA2008800029835A CN200880002983A CN101600870A CN 101600870 A CN101600870 A CN 101600870A CN A2008800029835 A CNA2008800029835 A CN A2008800029835A CN 200880002983 A CN200880002983 A CN 200880002983A CN 101600870 A CN101600870 A CN 101600870A
Authority
CN
China
Prior art keywords
egr
exhaust gas
gas recirculation
rate
vvt
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CNA2008800029835A
Other languages
English (en)
Inventor
F·韦斯
H·张
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Continental Automotive GmbH
Original Assignee
Continental Automotive GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Continental Automotive GmbH filed Critical Continental Automotive GmbH
Publication of CN101600870A publication Critical patent/CN101600870A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/0203—Variable control of intake and exhaust valves
    • F02D13/0215—Variable control of intake and exhaust valves changing the valve timing only
    • F02D13/0219—Variable control of intake and exhaust valves changing the valve timing only by shifting the phase, i.e. the opening periods of the valves are constant
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0047—Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F02D41/006—Controlling exhaust gas recirculation [EGR] using internal EGR
    • F02D41/0062—Estimating, calculating or determining the internal EGR rate, amount or flow
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0047—Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F02D41/0065—Specific aspects of external EGR control
    • F02D41/0072—Estimating, calculating or determining the EGR rate, amount or flow
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04—Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/06—Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up
    • F02D41/068—Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up for warming-up
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/01—Internal exhaust gas recirculation, i.e. wherein the residual exhaust gases are trapped in the cylinder or pushed back from the intake or the exhaust manifold into the combustion chamber without the use of additional passages
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Abstract

在本方法中，使废气中的一部分从排气系统通过外部管路再循环至进气管并与供给至气缸的新鲜空气相混合，并使废气中的另外的一部分通过气门内部地再次供给至发动机的燃烧室。通过依赖于发动机负载和发动机转速而控制凸轮相位(VVT)从而调整内部再循环的废气量。将内部废气再循环率的理论值(VVT_EGR_SP)作为废气再循环的理论值(EGR_SP)与外部废气再循环率(EXT_EGR_RATE)之间的差值而加以计算。

Description

用于控制内燃机的废气再循环的方法
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的方法。该方法用于在内燃机中控制废气再循环，其中，使废气中的一部分从排气系统(Abgastrakt)通过外部管路再循环至进气管并与供给至气缸的新鲜空气相混合，并且，使废气中的另外的一部分通过气门(Ventile)内部地(intern)再次供给至发动机的燃烧室。因此在此存在有外部的和内部的废气再循环率(下面也称为EGR率)。
从运行实践中已知的发动机中的内部EGR率是固定的，因为凸轮相位(Nockenphasen)不可调节。
为了遵守针对柴油发动机或汽油发动机的越来越严格的排放限值，必须对燃烧进行精确的控制。对此，对废气再循环率(下面也称为EGR率)的快速且精确的控制是重要的前提条件。这在这样的已知的废气再循环系统中是有困难的——在该系统中，废气通过外部管路从排气系统再循环至进气管中(例如见Europa-Lehrmittel出版社的Fachkunde Kraftfahrzeugtechnik，第26版，第311页)。
在发动机的暖机(Warmlaufen)中，为实现无故障的燃烧(einwandfreie Verbrennung)，需要热的再循环废气，而通过外部废气再循环系统无法在足够的程度上实现这一点，因为废气在从排气系统到进气管的路途中会强烈地被冷却。为了达到较高的EGR率，必须以部分节流的运行来行驶；但是，这会提高燃耗。这样，以此方式只能获得较低的EGR率的动态特性(Dynamik)。
本发明的目的在于，创造一种用于在内燃机中控制废气再循环的、可改善废气再循环的动态特性的方法。通过提高混合物温度，在发动机的暖机中无故障的燃烧同样可得到确保。
本发明的目的通过权利要求1的特征得以实现。
在该方法中，内部再循环的废气量通过凸轮相位的控制(依赖于发动机负载和发动机转速)而被调整(einstellen)。不同的凸轮相位会导致气缸中的不同的新鲜空气量和废气再循环量。其优点在于，已燃烧的气体不必通过管路而从出口被引导至发动机的入口。在根据本发明的方法——下面也称为VVT系统——中，已燃烧的气体可直接地再次供下一燃烧所使用。在EGR率的调整精度方面，该VVT系统也比带有外部废气再循环的已知系统更出色。
本发明的适宜的改进方案记在从属权利要求中。
下面借助附图解释本发明的实施例。其中：
图1显示了一图表，用于解释根据本发明的方法；而
图2显示了在根据本发明的方法中被执行的程序的流程图。
图1描绘了EGR率的不同的时间曲线。在从图1中可看到的图表中，示出了发动机负载以及发动机的下列变量和状态参量的依赖于时间的曲线：
废气再循环-理论值                       EGR_SP
内部废气再循环-理论值                   VVT_EGR_SP
内部废气再循环率                        VVT_EGR
外部废气再循环                          ext.EGR
已知的外部废气再循环                    常规的ext.EGR
内部废气再循环率+外部废气再循环率的和   VVT+ext.EGR
发动机负载
发动机负载由驾驶员的意愿决定，即，其相应于驾驶员对油门的操纵。
内部EGR率VVT_EGR包括两个部分量(Teilmengen)。该一个量被推出并立即重新地通过排气门而被吸入。该另一部分量则从一开始就完全不被推出。两个部分量均可利用可变凸轮轴而被调节。
通过根据本发明的凸轮相位控制装置(Nockenphasensteuerung)VVT(variable valve timing)，即，通过凸轮轴的适宜的调节，来获得该内部废气再循环率VVT_EGR。不同的凸轮相位会导致气缸中的不同的新鲜空气量和EGR量。在发动机中已燃烧的气体不必通过管路而被从出口引导至发动机的入口。在该VVT系统中，已燃烧的气体可直接地重新供下一次的燃烧所使用。
针对发动机的每个转速点或负载点而言都存在有最佳EGR率。其常规地通过外部EGR系统而稳定地(stationaer)被调整。在发动机的动态运行中存在这样的要求，即，为实现无故障的运行，必须以与转速点或负载点的动态特性相同的动态特性来调节EGR率。这利用外部EGR系统是不可能实现的，因为执行期(Laufzeit)明显大于发动机动态特性。相反，在该VVT系统中，废气再循环率EGR_Rate的变化速度仅依赖于凸轮相位调节器(Nockenphasensteller)的变化速度，而对大多数的行驶状况而言该凸轮相位调节器都可提供足够的动态特性。
这通过如下做法实现，即，EGR理论值与外部EGR系统的废气再循环率之间的差由该VVT系统提供(图1中的箭头VVT_EGR)。由此，就如同从图1可看到的一样，废气再循环的建立显著地被加快：根据本发明的废气再循环(加粗的实线“VVT+ext.EGR”)的上升早于已知的废气再循环(虚线“常规的ext.EGR”)的上升而出现。为能同样相应地快速地展现出EGR下降(EGR-Abbau)，则EGR率的一部分同样须稳定地由该VVT系统提供。这样，可通过VVT系统的控制来补偿外部EGR系统的延迟的动作时间(verzoegerte Ansprechzeit)。这就是说，必须为外部EGR系统确定特有的理论值，该理论值小于发动机的EGR理论值。然后，用于该VVT系统的理论值从发动机的EGR理论值与外部EGR率之间的差值中得出。这个差值由图1中的箭头VVT_EGR_SP来表示。
在发动机的暖机期间，高的混合物温度是有利的。以此可改善混合物的形成并相应地降低有害的废气排放。在此，外部EGR系统的缺点是，再循环的过程中废气被冷却。在该VVT系统中则不存在该冷却效应。因此，针对暖机阶段而为外部EGR系统确定特有的理论值。该理论值低于已暖机的发动机的理论值——在一个实例中EGR率处于为30％的值处——并由此提高了该VVT系统的废气再循环率。在迄今为止的或常规的系统中在暖机时使用绕过EGR冷却器的旁路(Bypass)，以便获得尽可能高的废气再循环温度。在该VVT系统中这样的旁路可被省去。
在仅利用外部EGR系统的运行中，为达到较高的EGR率，必须对新鲜空气供给进行节流。这种节流提高了废气再循环率并降低了新鲜空气率，但同样也导致了更高的燃料消耗。在该VVT方法中，不再需要或仅在很小的程度上需要该节流。为控制该VVT系统，确定用于外部EGR系统的特有的理论值，该理论值比标准理论值(Standard-Sollwert)小。由此设定了更高的EGR率，这在即使没有节流或仅带有轻微的节流的情况下也会导致所期望的废气再循环率。
通过废气再循环的建立中的有所改善动态特性和特有的EGR理论值的应用(在暖机时以及在颗粒再生期间)既降低了燃料消耗又降低了排放。用于废气再循环冷却器的旁路的费用被节省。
在从图2可见的、在根据本发明的方法中为在内燃机中控制废气再循环而被执行的程序的流程图中，在
开始  之后，在步骤
S1中，将用于废气再循环的理论值EGR_SP作为发动机负载和发动机转速的函数而加以确定，并且将用于外部废气再循环EGR的理论值EXT_EGR_SP作为发动机负载和发动机转速的函数而加以确定。
在步骤
S2中，将外部废气再循环率EXT_EGR_RATE和内部废气再循环率VVT_EGR_RATE作为发动机负载、发动机转速N、凸轮轴的当前位置CAM_AV、进气管压力MAP、排气背压PRS_EX以及如需要时其它运行参量的函数而加以确定。在步骤
S3中，将用于内部废气再循环率的理论值VVT_EGR_RATE(带有可变凸轮相位控制)作为理论值EGR_SP与外部废气再循环率EXT_EGR_RATE之间的差值而加以计算。在步骤
S4中，用于外部废气再循环的EXT_EGR控制器产生用于外部废气再循环EGR的脉宽调制值EGR_PWM，并且，用于内部废气再循环的VVT_EGR控制器产生用于内部的(即，凸轮相位控制的)废气再循环的脉宽调制值VVT_EGR_PWM。从而，该程序
结束。
该此程序持续地被执行。
在前面描述的计算步骤中所用到的运行参量和状态参量的数值依赖于相应的发动机类型。它们在发动机的设计中以经验的方式被获取并以特性曲线的形式存储在发动机控制装置中。

Claims (6)

1.一种用于控制内燃机中的废气再循环的方法，在该方法中，使废气中的一部分从排气系统通过外部管路再循环至进气管并与供给至气缸的新鲜空气相混合，并且，使废气中的另一部分通过气门内部地再次供给至发动机的燃烧室，其特征在于，依赖于发动机负载和发动机转速而控制凸轮相位(VVT)从而调整内部再循环的废气量。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将利用凸轮相位控制装置的内部废气再循环率的理论值(VVT_EGR_RATE)作为废气再循环的理论值(EGR_SP)与外部废气再循环率(EXT_EGR_RATE)之间的差值而加以计算。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，将外部废气再循环率(EXT_EGR_RATE)和内部废气再循环率(VVT_EGR_RATE)作为发动机负载、转速(N)、凸轮轴的当前位置(CAM_AV)、进气管压力(MAP)和排气背压(PRS_EX)的函数而加以确定。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将废气再循环的理论值(EGR_SP)作为发动机负载和转速(N)的函数而加以确定，并且，将外部废气再循环(EGR)的理论值(EXT_EGR_SP)作为发动机负载和转速的函数而加以确定。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，用于外部废气再循环的控制器(EXT_EGR控制器)产生用于控制外部废气再循环(EGR)的脉宽调制值(EGR_PWM)。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，用于内部废气再循环的控制器(VVT_EGR控制器)产生脉宽调制值(VVT_EGR_PWM)以便于对内部的、凸轮相位控制的废气再循环进行控制。
CNA2008800029835A 2007-01-25 2008-01-22 用于控制内燃机的废气再循环的方法 Pending CN101600870A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102007003855.2 2007-01-25
DE102007003855A DE102007003855A1 (de) 2007-01-25 2007-01-25 Verfahren zum Steuern der Abgasrückführung bei einer Brennkraftmaschine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101600870A true CN101600870A (zh) 2009-12-09

Family

ID=39371021

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA2008800029835A Pending CN101600870A (zh) 2007-01-25 2008-01-22 用于控制内燃机的废气再循环的方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20100043762A1 (zh)
CN (1) CN101600870A (zh)
DE (1) DE102007003855A1 (zh)
WO (1) WO2008090162A1 (zh)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8967089B2 (en) 2009-06-29 2015-03-03 Monsanto Technology Llc Reformed ethanol engines
WO2011141987A1 (ja) * 2010-05-10 2011-11-17 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
DE102010056514A1 (de) * 2010-12-31 2012-07-05 Fev Gmbh NOX-Regelung mit innerer und äußerer Abgasrückführung
US10030617B2 (en) 2011-05-23 2018-07-24 General Electric Company Systems and methods for engine control
US8985088B2 (en) * 2012-07-31 2015-03-24 General Electric Company Systems and methods for controlling exhaust gas recirculation
US9631569B2 (en) 2014-08-04 2017-04-25 General Electric Company System and method for controlling operation of an engine
US9279376B2 (en) 2011-06-17 2016-03-08 GM Global Technology Operations LLC System and method for controlling exhaust gas recirculation
DE102014217591B4 (de) 2014-09-03 2023-02-09 Vitesco Technologies GmbH Verfahren und Vorrichtung zur Ansteuerung eines Abgasrückführventils einer aufgeladenen Brennkraftmaschine mit Abgasrückführung

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4436920C2 (de) * 1994-10-15 1997-06-05 Audi Ag Halterung für Taktventile
DE19928824C2 (de) * 1999-06-24 2003-11-06 Bosch Gmbh Robert Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
JP4004193B2 (ja) * 1999-10-06 2007-11-07 日野自動車株式会社 ターボ過給機付エンジンの排ガス再循環装置
EP1387074A1 (en) * 2001-05-09 2004-02-04 Hitachi, Ltd. Controller of cylinder injection type internal combustion engine
JP4144251B2 (ja) * 2002-05-09 2008-09-03 トヨタ自動車株式会社 内燃機関における排気環流の制御
JP2004100535A (ja) * 2002-09-06 2004-04-02 Honda Motor Co Ltd 内燃機関のバルブタイミング制御装置
DE10257031A1 (de) * 2002-12-06 2004-06-17 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Einstellen einer Abgasrückführrate
EP1770265A3 (en) * 2005-09-30 2011-02-23 Honda Motor Co., Ltd. EGR control system for internal combustion engine

Also Published As

Publication number Publication date
DE102007003855A1 (de) 2008-08-07
WO2008090162A1 (de) 2008-07-31
US20100043762A1 (en) 2010-02-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101600870A (zh) 用于控制内燃机的废气再循环的方法
CN104421019B (zh) 用于爆震控制的方法和系统
CN105804861B (zh) 排气控制阀分支连通和废气门
CN101668943B (zh) 内燃机的控制装置
US9273643B2 (en) Control of manifold vacuum in skip fire operation
RU112869U1 (ru) Система подогрева впускного воздуха и охлаждения выхлопных газов
CN102052168B (zh) 控制发动机的方法
RU2006133926A (ru) Способ управления воздушным потоком в двигателях внутреннего сгорания и устройство для реализации указанного способа
CN105275625A (zh) 用于排气催化剂温度控制的系统和方法
CN109268157A (zh) 对可变几何结构压缩机的瞬态补偿
KR20170034695A (ko) 연속 가변 밸브 듀레이션 엔진의 밸브 타이밍 제어 시스템 및 방법
CN105275648A (zh) 选择性汽缸停用的系统和方法
EP2674595B1 (en) Control device for internal combustion engine equipped with turbocharger
US9371781B2 (en) NOX adjustment control with internal and external exhaust gas recirculation
CN102588127A (zh) 控制发动机的方法
CN110242403A (zh) 用于操作电辅助可变几何涡轮增压器的系统和方法
CN103807027A (zh) 用于减小进气噪声的节流阀控制系统和方法
CN102086813B (zh) 用于在冷hcci操作期间加热进气的系统和方法
CN103161596A (zh) 改进发动机启动的方法
CN103670763A (zh) 用于车辆起动的发动机控制系统和方法
EP0990783A3 (en) Apparatus for controlling internal combustion engine
RU2013155072A (ru) Способ и устройство для повышения температуры отработавшего газа в выпускном тракте двигателя внутреннего сгорания с турбонаддувом
CN104520547A (zh) 内燃机的排气净化装置
CN104005830A (zh) 用于减少发动机冷启动排放的策略
CN105298672A (zh) 引燃喷射控制的方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Open date: 20091209