CN101994581A - 控制内燃发动机的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种控制装配有排气再循环系统的内燃发动机的方法，其中部分排气质量流经由排气再循环管路被转向并且输送至进气集气室，进气从该进气集气室被引入至内燃发动机中，所述方法包括以下步骤：提供在进气中的燃烧气体质量的比例的至少一个期望值，确定在进气中的燃烧气体质量(FMAN)的比例的当前值，比较燃烧气体质量的比例的当前值和燃烧气体质量的比例的期望值，以及基于燃烧气体质量的比例的当前确定值和期望值的比较来指定将要喷射的燃料量、喷射时刻和/或点火时刻。

Description

控制内燃发动机的方法
技术领域
本发明涉及一种控制内燃发动机的方法。
背景技术
面对越来越严格的排放标准，人们已经研究出新颖的并且越来越灵敏的燃烧模型(例如低温燃烧)来降低内燃发动机的排气排放。然而，当出现相对于期望值设定的关于进气或者进气空气成分的误差或偏差时，这些燃烧模型倾向于在它们的性能方面不稳定。进气成分中的这种偏差可能源于这样的事实，例如排气再循环(EGR)率和/或进气压力未采用对应的目标值，并且这在例如瞬态运行阶段是不可避免的。
DE 10 2005 013 977 A1和US 7 261 098 B2已经公开了机动车辆的一种排气再循环系统和一种设定气体再循环系统中的排气再循环率的方法，其中装备了设置在进气集气室(intake plenum)中的传感器作为气体浓度传感器，以确定进气集气室中的空气比率(即λ值)、氧气浓度或者二氧化碳浓度，并且将相应的传感器变量输出到传递元件，连接至传递元件的最终控制元件基于相应被操纵的变量设定进气集气室中惰性气体质量的比例。
EP 1 455 078 A1已经公开一种带有排气涡轮增压器和排气再循环系统的内燃发动机，该内燃发动机装配有其他部件和用于独立控制进气歧管和/或排气歧管中的压力、温度和/或气体成分的闭环控制系统。
EP 1 705 354 A1已经公开一种控制内燃发动机的方法，其中为了改进内燃发动机在瞬态状况下的性能，在使将要喷射的燃料量按比例配合和/或规定喷射时刻和/或规定点火时刻时考虑了进气管气体的成分因素。
发明内容
本发明的目的是提供一种控制内燃发动机的方法，所述方法允许尤其是在瞬态运行阶段中扭矩、噪声和/或污染物排放特性方面的改进。
这一目的通过根据本发明的特征的方法来实现。
根据本发明提供一种控制内燃发动机的方法，该内燃发动机装配有排气再循环系统，其中部分排气质量流经由排气再循环管路被转向并且输送至进气集气室，进气从进气集气室被引入至内燃发动机中，所述方法包括以下步骤：
提供在进气中燃烧气体质量的比例的至少一个期望值；
确定在进气中燃烧气体质量的比例的当前值；
比较燃烧气体质量的比例的当前值和燃烧气体质量的比例的期望值，以及
基于燃烧气体质量的比例的当前确定值和燃烧气体质量的比例的期望值的比较，指定将要喷射的燃料量、喷射时刻和/或点火时刻。
因此，本发明基于以下认知，即，使用在进气中的燃烧气体质量的比例(这个比例还在此并且在下文中表示为FMAN值)作为指定将要喷射的燃料量、喷射时刻和/或点火时刻的基础。在此方法中，首先提供了FMAN值的期望值(以及优选地还有喷射时刻和喷射量)，然后确定当前FMAN值(通过测量或者计算)并且与期望值比较，然后基于所述比较，特别是基于确定的FMAN值和期望值之间的差值适当指定燃料量、喷射时刻和/或点火时刻。
本发明基于这样的认识，即当实际FMAN值低于期望值时，NOx排放和/燃烧噪声通常过高，而当实际FMAN值高于期望值时，燃烧将变得不稳定，一些因素可导致扭矩的损失和/或增加的污染物排放(尤其是CO和HC排放)并且增加燃料消耗量。
根据一个方面，提供一种控制内燃发动机的方法，所述内燃发动机包括汽缸和排气再循环系统，其中部分排气质量流经由排气再循环管路被转向并输送至进气集气室，并且与新鲜空气混合以形成至内燃发动机的进气，所述方法包括：在从第一燃烧模式到第二燃烧模式的转变过程中，确定在进气中的燃烧气体的比例；以及基于在进气中的燃烧气体的被确定比例，调整将由燃烧产生的扭矩。在一个实施例中，调整汽缸中的扭矩包括比较在进气中的燃烧气体的被确定比例和预定值。在另一个实施例中，调整所述扭矩包括改变点火时刻、改变将要喷射的燃料量和/或改变喷射时刻。所述预定值是为了获得增加的扭矩和降低的噪声而期望的在所述进气中的燃烧气体的比例。
根据另一个方面，提供一种控制内燃发动机的方法，所述内燃发动机包括排气再循环系统，其中部分排气质量流经由排气再循环管路被转向并输送至进气集气室以形成进气，并且被引入至内燃发动机中。所述方法包括基于与进气中的燃烧气体的期望比例相比较的进气中的燃烧气体的比例，调整将要喷射的燃料量、喷射时刻和点火时刻三者之一。在一个实施例中，在进气中的燃烧气体的比例是通过传感器的测量确定的，或者是通过发动机的运行情况估计的。
总体上，通过根据本发明的方法实现了尤其在瞬态运行阶段中的扭矩、噪声和污染物排放特征的改进。
本发明可有利地应用于特别是已经研究的新颖并且越来越灵敏的燃烧模型中以便实现低污染物排放。
根据一个实施例，根据本发明的方法被用在控制多喷射系统中，这些多喷射系统一般以不同的燃烧模型工作。
根据一个实施例，根据本发明的方法在内燃发动机运行期间在单喷射和双喷射之间切换燃烧模式时实施。由于这涉及以根据本发明的方式使用燃烧气体质量的比例的当前值来确定喷射时刻、点火时刻和/喷射量，所以可能避免在不同燃烧模型之间的过渡期间的燃烧噪声峰值。
本发明进一步涉及一种设计为实施包括以上特征的方法的内燃发动机。对于优选的实施例和优点，参考与根据本发明的方法相关的论述。
本发明进一步的实施例可从说明书中得知。
附图说明
通过优选的实施例并且参考附图来更详细地解释本发明，在附图中：
图1示例性显示制动扭矩(图1a)和LTC模式(低温燃烧模式)下的平均指示压力(图1b)的时间依赖关系图，二者都针对常规控制和根据本发明的控制方法；
图2示例性显示根据本发明的控制系统在带有点火控制和不带有点火控制情况下的噪声水平特征。
具体实施方式
图1a示出了一图表，其中绘制出在LTC模式(LTC＝低温燃烧)下加速性能和制动扭矩随时间的变化。
图1a中的虚曲线“A”对应常规控制的结果。点划曲线“B”对应具有IMEP补偿的控制结果，IMEP表示指示平均有效压力，即在整个燃烧循环上求平均的汽缸压力，以此作为燃烧品质的直接衡量。短划曲线“C”对应具有IMEP补偿和SOI补偿的控制结果，SOI表示喷射过程的开始(SOI＝喷射开始)。
从图1a中明显看出，与常规控制相比，扭矩的显著增加是通过IMEP补偿来实现的，并且进一步显著的增加是通过使用与IMEP补偿组合的SOI补偿来实现的。
在图1b中，对于图1a中的三种情况绘制了通过汽缸中的压力传感器测量的指示平均压力(IMEP)，短划直线图“D”代表期望的扭矩。很明显，与常规控制相比，通过IMEP补偿实现了期望扭矩的一定程度的增加，并且通过与IMEP补偿组合的SOI补偿可实现更大程度的增加。
如在图2中明显的是，可以通过使用根据本发明的点火控制与IMEP补偿和SOI控制的组合(虚线)来实现噪声水平的显著降低，这与不带有点火控制的IMEP补偿和SOI控制的组合(实线)形成对比，在所示出的示例中实现了大约3dB的燃烧噪声峰值的降低。
总之，通过根据本发明的方法实现了尤其是在瞬态运行阶段中的扭矩、噪声和/或污染物排放特性方面的改进。

Claims (10)

1.一种控制内燃发动机的方法，所述内燃发动机装配有排气再循环系统，其中部分排气质量流经由排气再循环管路被转向并且输送至进气集气室，进气从所述进气集气室被引入至所述内燃发动机中，
其中所述方法包括以下步骤：
提供在所述进气中的燃烧气体质量(FMAN)的比例的至少一个期望值；
确定在所述进气中的燃烧气体质量(FMAN)的比例的当前值；
比较所述燃烧气体质量(FMAN)的比例的所述当前值和所述燃烧气体质量(FMAN)的比例的所述期望值，以及
基于所述燃烧气体质量(FMAN)的比例的所述当前确定值和所述燃烧气体质量(FMAN)的比例的所述期望值的比较，指定将要喷射的燃料量、喷射时刻和/或点火时刻。
2.一种控制内燃发动机的方法，所述内燃发动机包括汽缸和排气再循环系统，其中部分排气质量流经由排气再循环管路被转向并输送至进气集气室，并且与新鲜空气混合以形成至所述内燃发动机的进气，所述方法包括：
在从第一燃烧模式到第二燃烧模式的转变过程中，确定在所述进气中的燃烧气体的比例；以及
基于在所述进气中的所述燃烧气体的被确定比例，调整将由燃烧产生的扭矩。
3.如权利要求2所述的方法，其中调整所述汽缸中的所述扭矩包括比较在所述进气中的所述燃烧气体的被确定比例和预定值。
4.如权利要求3所述的方法，其中调整所述扭矩包括改变点火时刻。
5.如权利要求3所述的方法，其中调整所述扭矩包括改变将要喷射的燃料量。
6.如权利要求3所述的方法，其中调整所述扭矩包括改变喷射时刻。
7.如权利要求3所述的方法，其中调整所述扭矩包括改变点火时刻、将要喷射的燃料量和喷射时刻。
8.如权利要求3所述的方法，其中所述预定值是为了获得增加的扭矩和降低的噪声而期望的在所述进气中的燃烧气体的比例。
9.一种控制内燃发动机的方法，所述内燃发动机包括排气再循环系统，其中部分排气质量流经由排气再循环管路被转向并输送至进气集气室以形成进气，并且被引入至所述内燃发动机中，所述方法包括：
基于与所述进气中的燃烧气体的期望比例相比较的所述进气中的燃烧气体的比例，调整将要喷射的燃料量、喷射时刻和点火时刻三者之一。
10.如权利要求9所述的方法，其中在所述进气中的所述燃烧气体的比例是通过传感器的测量确定的，或者是通过所述发动机的运行情况估计的。
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