CN102037234A - 通过涡轮增压的发动机系统中的多通道来控制排气再循环 - Google Patents

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Abstract

一种在涡轮增压的发动机系统中控制排气再循环(EGR)的方法包括多个EGR通道用来将与这些EGR通道中的至少一个相关联的系统约束、或空载时间和/或滞后时间中的至少一个考虑在内。

Description

通过涡轮增压的发动机系统中的多通道来控制排气再循环
本申请要求于2008年6月2日提交的美国临时申请号61/057,900的权益。
技术领域
本披露总体上涉及的领域包括在涡轮增压的发动机系统中控制排气再循环。
背景技术
涡轮增压的发动机系统包括具有用于将空气和燃料燃烧以转化为机械功的燃烧室的发动机、用于将进气输送到这些燃烧室的空气进气子系统、以及发动机排气子系统。这些排气子系统典型地将排气从这些发动机燃烧室中运走、抑制发动机排气噪音，并且减少排气微粒以及随着发动机燃烧温度升高而增加的氮氧化物(NOx)。排气通常被再循环到该排气子系统之外而进入该进气子系统以便与新鲜空气混合，并且回到发动机。排气再循环(EGR)增加了惰性气体的量并同时减少了进气中的氧气，由此降低发动机燃烧温度并且因此减少了NOx的形成。混合EGR系统包括多个EGR通道，例如，在涡轮增压器与发动机之间在涡轮增压器的一侧上的一个高压通道，以及在涡轮增压器的另一侧上的一个低压通道。
发明内容
一种方法的一个示例性实施方案包括在涡轮增压的发动机系统中的控制排气再循环(EGR)，该涡轮增压的发动机系统包括一个第一EGR通道以及一个第二EGR通道。该方法包括了提供第一和第二EGR设置点，这些设置点是与该第一和第二EGR通道相关并且对一个总EGR设置点有所贡献。该方法还包括将一个传递函数应用于该第一和第二EGR设置点中的至少一个上，以弥补与该第二EGR通道相关联的空载时间或滞后时间中的至少一个。
一种方法的一个进一步的示例性实施方案包括在涡轮增压的发动机系统中控制排气再循环(EGR)，该涡轮增压的发动机系统包括一个第一EGR通道以及一个第二EGR通道。该方法还包括：
a)确定对应于基础第一和第二EGR设置点的第一和第二EGR致动器命令；
b)将系统约束应用于该第一和第二EGR致动器命令以产生约束的第一和第二EGR致动器命令；
c)确定对应于该约束的第一和第二EGR致动器命令的更新的第一和第二EGR设置点；
d)将该第一EGR设置点与该更新的第一EGR设置点进行比较；并且
e)响应于步骤d)的比较对该基础第二EGR设置点进行调整以产生一个调整的第二EGR设置点。
一种方法的一个额外的示例性实施方案包括在涡轮增压的发动机系统中控制排气再循环(EGR)，该涡轮增压的发动机系统包括一个第一EGR通道以及一个第二EGR通道。该方法还包括：
a)建立基础第一和第二EGR设置点；
b)将系统约束应用于该基础第一和第二EGR设置点以产生约束的第一和第二EGR设置点；
c)确定来自该约束的第一和第二EGR设置点的第一和第二EGR致动器命令；
d)确定对应于所确定的第一和第二EGR致动器命令的更新的第一和第二EGR设置点；
e)将该第一EGR设置点与该更新的第一EGR设置点进行比较；并且
f)响应于步骤e)的比较对该基础第二EGR设置点进行调整以产生一个调整的第二EGR设置点。
一种方法的另一个示例性实施方案包括在涡轮增压的发动机系统中控制排气再循环(EGR)，该涡轮增压的系统包括一个高压(HP)EGR通道以及一个低压(LP)EGR通道。该方法还包括：
a)建立基础HP和LP EGR设置点，这些设置点是与该第一和第二EGR通道相关并且影响一个EGR总设置点；
b)将系统约束应用于步骤a)的基础HP和LP EGR设置点或来自步骤h)的该调整的HP和LP EGR设置点中的至少一个以产生约束的HP和LP EGR设置点；
c)确定对应于在步骤a)中建立的基础HP和LP EGR设置点、步骤b)的约束的HP和LP EGR设置点、或者来自步骤h)的调整的HP和LP EGR设置点中的至少一个的HP和LP EGR致动器命令；
d)将对应的致动器限制应用于在步骤c)中确定的HP和LP EGR致动器命令以产生更新的HP和LP EGR致动器命令；
e)确定对应于来自步骤d)的更新的HP和LP EGR致动器命令的更新的HP和LP EGR设置点；
f)将一个传递函数应用于来自步骤e)的更新的LP EGR设置点以产生一个修改的LP EGR设置点；
g)将更新的HP以及修改的LP EGR设置点与来自步骤a)的基础HP和LP EGR设置点进行比较；并且
h)对基于来自步骤g)的比较的该基础HP和LP EGR设置点进行调整，以产生调整的HP和LP EGR设置点。
其他示例性实施方案将从以下提供的详细说明中变得清楚。应该理解，详细的说明和具体的实例虽然披露了示例性实施方案，但仅旨在用于说明的目的而并非旨在限定本发明的范围。
附图说明
从详细的说明和这些附图中多个示例性实施方案将得到更完全地理解，在附图中：
图1是包括一个示例性控制子系统的一个发动机系统的示例性实施方案的示意图；
图2是图1的发动机系统的示例性控制子系统的框图；
图3是可以与图1的发动机系统一起使用的一个示例性EGR控制方法的流程图；
图4是可以与图3的方法一起使用的一个示例性控制流程的框图；
图5是可以与图3的方法一起使用的一个示例性LP EGR传递函数的框图；
图6是可以与图3的方法一起使用的一个示例性HP EGR传递函数的框图；
图7是可以从图5和图6的传递函数得到并且可以与图3的方法一起使用并且处于图4的控制流程中的一个示例性系统传递函数的框图；
根据包括了总EGR分数突然增加的现有技术控制方案，图8A至图8D是展示了EGR设置点、致动器命令、以及实际EGR值的图形曲线图；
根据图3的方法以及包括了总EGR分数突然增加的图4的控制流程，图9A至图9D是展示了EGR设置点、致动器命令、以及实际EGR值的图形曲线图；
根据包括了HP EGR贡献值临时减小的现有技术控制方案，图10A至图10D是展示了EGR设置点、致动器命令、以及实际EGR值的图形曲线图；并且
根据图3的方法以及包括了HP EGR贡献值临时减小的图4的控制流程，图11A至图11D是展示了EGR设置点、致动器命令、以及实际EGR值的图形曲线图。
具体实施方式
以下对这些示例性方案的说明在本质上仅仅是示例性的，并且绝非旨在对本发明、其应用、或用途进行限制。
图1展示了一种示例性运行环境，并且该示例性运行环境可以用来实现本披露的控制多通道排气再循环的方法。一般而言，这些方法可以包括对经过多个单独的EGR通道的排气流量进行控制，例如，主要用来将一个总EGR分数保持在一个希望的水平，并且其次用来保持希望的流量水平经过这些单独的EGR通道。同样，这些方法可以包括对这些单独的EGR通道中的流量进行再平衡以便弥补这些通道中的一个或多个中的传输延迟和/或经过这些通道的任何实际的或强加的流量限制。
图1展示了一种示例性运行环境，并且该示例性运行环境可以用来实现本披露的示例性的EGR控制方法。这些方法可以使用任何适当的系统，例如与发动机系统(如，系统10)结合来执行。以下的系统说明简单地提供了一个示例性发动机系统的一个简短概述，但未在此示出的其他系统和部件也可以支持本披露的示例性方法。
一般而言，系统10可以包括从燃料与进气的混合物的内部燃烧来形成机械功的一台内燃发动机12、用于总体上为发动机12提供进气的一个进气子系统14以及用于将燃烧气体总体地从发动机12运走的一个排气子系统16。在此使用时，阶段进气可以包括新鲜空气以及再循环的排气。系统10总体上还可以包括跨过排气和进气子系统14、16而联通的一台涡轮增压器18，用来压缩输入空气来改进燃烧并由此增加发动机的输出。系统10总体上进一步可以包括跨过排气和进气子系统14、16的一个排气再循环子系统20，用来再循环排气以便与新鲜空气混合从而改进发动机系统10的排放性能。系统10总体上进一步可以包括一个控制子系统22，用来控制发动机系统10的操作。本领域普通技术人员将认识到，一个燃料子系统(未示出)被用来给发动机12提供任何适当的液体和/或气体燃料，以便在其中与进气燃烧。
内燃发动机12可以是任何适当的发动机类型，如柴油机发动机、或者像柴油发动机的一种自动点火或压缩点火发动机。发动机12可以包括在其中带有多个汽缸和活塞(未单独示出)的一个汽缸体24，该汽缸体与一个汽缸盖(也未单独示出)一起限定了用于燃料与进气的混合物的内部燃烧的多个燃烧室(未示出)。
除了适当的管道与接头之外，进气子系统14还可以包括可以具有用来过滤进入空气的一个空气过滤器(未示出)的进气端26、一个用来控制EGR的进气节流阀27、以及位于进气端26的下游用来压缩输入空气的一个涡轮增压器压缩机28。进气子系统14可以还包括位于涡轮增压器压缩机28的下游用来冷却被压缩的空气的一个增压空气冷却器30、以及位于增压空气冷却器30的下游用来节流到发动机12的被冷却的空气的流量的一个进气节流阀32。进气子系统14还可以包括位于节流阀32的下游以及位于发动机12的上游的一个进气歧管34，以接收被节流的空气并且将其分配给这些发动机燃烧室。
除了适当的管道与接头之外，排气子系统16可以包括一个排气歧管36，用来收集来自发动机12的这些燃烧室中的排气并且在下游将它们运送到排气子系统16的其余部分。排气子系统16还可以包括位于下游与排气歧管36联通的一个涡轮增压器涡轮机38。涡轮增压器18可以是一种可变涡轮几何形状(VTG)类型的涡轮增压器、一种双级涡轮增压器、或者带有一个废气门或旁通装置的一种涡轮增压器、或者类似的涡轮增压器。在任何情况下，涡轮增压器18和/或任何涡轮增压器辅助装置可以被调节以便影响以下参数中的一个或多个：涡轮增压器增压压力、空气质量流量、和/或EGR流量。排气子系统16还可以包括任何适当的排放装置40，如，一个催化转化器，这种催化转化器如同一个紧密连接的柴油氧化催化剂(DOC)装，一个氮氧化物(NOx)吸收单元、一个微粒过滤器、或类似的装置。排气子系统16还可以包括设置在一个排气出口44的上游的一个排气节流阀42。
EGR子系统20可以是一种混合的或多通道EGR子系统，用来将来自排气子系统16的排气部分再循环到进气子系统14用于在发动机12中的燃烧。因此，EGR子系统20可以包括两个或更多通道，如一个第一或高压(HP)EGR通道46以及一个第二或低压(LP)EGR通道48。同样，如果使用不止一个涡轮增压器，那么在多级涡轮增压器之间可以使用一个或多个额外通道，如一个或多个中间压力(MP)通道(未示出)。可以将HP EGR通道46安置在涡轮增压器18的一侧上在发动机12与涡轮增压器18之间，这样使得通道46除了与位于涡轮增压器压缩机28的下游的进气子系统14相连接之外还与位于涡轮增压器涡轮机38的上游的排气子系统16相连接。并且，可以将LP EGR通道48安置在涡轮增压器18的另一侧上离开发动机12，这样使得通道48除了与涡轮增压器压缩机28的上游的进气子系统14相连接之外还与涡轮增压器涡轮机38的下游的排气子系统16相连接。
还考虑在排气子系统与进气子系统14、16之间的任何其他适当的连接，包括其他形式的HP EGR(如使用内部的发动机可变阀门正时、升压、定相、持续时间、或类似的形式)来引起内部HP EGR。根据内部HP EGR，发动机排气阀门和进气阀门的运行可以被正时为使得在一个燃烧事件过程中产生的一些排气联通返回经过进气阀门，这样使排气在随后的燃烧事件中燃烧。
除了适当的管道和接头之外，HP EGR通道46可以包括一个HPEGR阀门50，用来控制排气从排气子系统16到进气子系统14的再循环。HP EGR阀门50可以是具有其自己的致动器的一个独立的装置或者可以与进气节流阀32整合在具有一个共同致动器的一个组合装置中。HP EGR通道46还可以包括在HP EGR阀门50的上游的(或者任选在下游的)用于冷却这些HP EGR气体的一个HP EGR冷却器52。可以将HP EGR通道46连接到涡轮增压器涡轮机38的上游以及节流阀32的下游，以便将HP EGR气体与被节流的空气以及其他进气(该空气可以具有LP EGR)进行混合。
除了适当的管道和接头之外，LP EGR通道48可以包括一个LP EGR阀门54，用来控制排气从排气子系统16到进气子系统14的再循环。LP EGR阀门54可以是一个具有其自己的致动器的独立装置或者可以与排气节流阀42整合在具有一个共同致动器的一个组合装置中。LP EGR通道48还可以包括在LP EGR阀门的54的下游的(或者任选在上游的)用于冷却LP EGR气体的一个LP EGR冷却器56。LP EGR通道48可以连接在涡轮增压器涡轮机38的下游以及涡轮增压器压缩机28的上游，以便将LP EGR气体与经过过滤的输入空气进行混合。
在一个示例性实现方式中，可以对进气节流阀27进行控制以降低进气子系统14中的压力，并因此驱动额外的LP EGR。除了或者代替对HP或LPEGR阀门50、54中的一个或另一个进行控制之外，这是可以做到的。
现在参见图2，控制子系统22可以包括任何适当的硬件、软件、和/或固件以执行在此披露的这些方法中的至少某些部分例如，控制子系统22可以包括以上所讨论的发动机系统的这些致动器58中的一些或全部以及不同的发动机传感器60。
这些发动机系统传感器60未在这些附图中单独地示出但可以包括用于监测多个发动机系统参数的任何适当的装置。例如，一个发动机速度传感器可以测量发动机曲轴(未示出)的转动速度；与这些发动机燃烧室相联通的多个压力传感器可以测量发动机汽缸压力；进气和排气歧管压力传感器可以测量流入以及从这些发动机汽缸中流出的气体的压力；一个输入空气质量流量传感器可以测量进气子系统14中的进入气流，并且在进气子系统14中任何其他之处的任何其他质量流量传感器可以测量到发动机12的进气的流量。在另一个实例中，发动机系统10可以包括一个用来测量流到这些发动机汽缸的进气的温度的温度传感器，以及位于空气过滤器的下游以及涡轮增压器压缩机28的上游的一个温度传感器。在另一个实例中，发动机系统10可以包括与涡轮增压器压缩机28适当相连的一个速度传感器，以测量其转动速度。一个节流位置传感器(如一个整合的角度位置传感器)可以测量节流阀32的位置。可以将一个位置传感器安置为涡轮增压器18附近以测量可变几何形状涡轮机38的位置。可以将一个尾管温度传感器刚好放置在尾管出口的上游以测量离开排气子系统16的排气温度。同样，可以将多个温度传感器放置在这个或这些排放物装置40的上游以及下游，以测量在它的这个或这些入口以及出口处的排气的温度。类似地，一个或多个压力传感器可以跨越这个或这些排放装置40来放置，以测量跨越它们的压降。可以将一个氧气(O2)传感器放置在排气和/或进气子系统14、16中，以测量这些排气和/或进气中的氧气。最后，多个位置传感器可以测量HP和LP EGR阀门50、54以及排气节流阀42的位置。
除了在此讨论的这些传感器60之外，本披露的系统和方法还可以包括其他任何适当的传感器及其相关参数。例如，这些传感器60还可以包括多个加速度传感器、车辆速度传感器、传动系速度传感器、过滤器传感器、其他流量传感器、振动传感器、撞击传感器、进气与排气压力传感器、NOx传感器、和/或类似的传感器。换言之，可以使用任何传感器来感测任何适当的物理参数，包括电气、机械、以及化学参数。在此使用时，术语传感器可以包括用来感测任何发动机系统参数和/或这类参数的不同组合的任何适当的硬件和/或软件。
控制子系统22可以进一步包括与这些致动器58和传感器60联通的一个或多个控制器(未示出)，用于接收和处理传感器输入并且发送致动器输出信号。这个或这些控制器可以包括一个或多个适当的处理器和存储装置(未示出)。该存储器可以被配置为提供数据和指令的存储，这种存储提供了发动机系统10的至少某些功能性并且这种存储可以由这个或这些处理器执行。该方法的至少某些部分可以由一个或多个计算机程序与作为查询表、公式、运算、映射图、模型、或类似数据存储在该存储器中不同的发动机系统数据或指令来启动。在任何情况下，控制子系统22可以通过从这些传感器60接收输入信号、根据传感器输入信号执行指令或运算法则、并且将适当的输出信号发送给这些不同的致动器58来控制发动机系统参数。
控制子系统22可以包括在这个或这些控制器中的一个或多个模块。例如，一个顶级发动机控制模块62可以接收并且处理任何适当的发动机系统输入信号并且将输出信号与一个进气控制模块64、一个燃料控制模块66、以及任何其他适当的控制模块68进行联通。如在以下将更详细地讨论，顶级发动机控制模块62可以接收并且处理来自发动机系统参数传感器60的一个或多个输入信号，以通过任何适当的方式来估算总EGR分数。模块62、64、66、68可以如所示的那样被分离或者、可以被整合成或组合成一个或多个模块，这个或这些模块可以包括任何适当的硬件、软件、和/或固件。
本领域普通技术人员已知估算EGR分数的不同方法。在此使用时，短语“总EGR分数”可以包括其构成参数中的一个或多个，并且可以用以下等式表示：
r EGR = ( 1 - MAF M ENG ) * 100 = ( M EGR M ENG ) * 100 其中：
MAF是一个进气子系统中的新鲜空气质量流量，并且它可以用kg/s或类似的来表示，
MEGR是该进气子系统中的EGR质量流量，并且它可以用kg/s或类似的来表示，
MENG是到发动机的进气质量流量，并且它可以用kg/s或类似的来表示，并且
rEGR包括进入一台发动机的可归属于再循环排气的进气部分。
从以上等式，可以使用该新鲜空气质量流量传感器以及来自一个传感器或来自其估算值的进气质量流量、或者使用总EGR分数自身的一个估算值以及计算出的或感应到的进气质量流量来计算总EGR分数。在任一情况下，顶级发动机控制模块62可以包括多个适当的数据输入值，以便直接从作为至一个或多个发动机系统模型的输入的一个或多个质量流量传感器测量值或者估算值来估算该总EGR分数。
在此使用时，术语“模型”可以包括使用多个变量(如查询表、映射图、公式、运算法则和/或类似数据)表示某些事物的任何结构。多个模型可以是专用的并且具体用于任何给定的发动机系统的确切的设计和性能规格。在一个实例中，这些发动机系统模型可以进而基于发动机速度和进气歧管压力以及温度。这些发动机系统模型可以在每次发动机参数变化时被更新，并且可以是使用包括发动机速度和用进气压力、温度、以及通用气体常数来确定的发动机进气密度的多个输入的多个多维查询表。
总EGR分数可以通过其多个分量直接或间接地与一个或多个发动机系统参数(如，估算的或检测到的气体质量流量、O2、或一个或多个发动机系统温度)相互有关。这类参数能以任何适当的方式进行分析以便与总EGR分数相关联。例如，总EGR分数可以公式化地与其他的发动机系统参数有关。在另一个实例中，从发动机的校准或建模中，总EGR分数可以经验地以及统计地与其他发动机系统参数相关。在任何情况下，在发现总EGR分数与任何其他发动机系统参数可靠地互相关联时，该互相关联可以被公式化地、经验地、声学地、和/或以类似的方式来建立模型。例如，可以从适当的测试来发展出经验模型并且可以包括多个查询表、映射图、公式、运算、或者可以在这些总EGR分数值中与其他发动机系统参数值一起被处理的类似形式。
相应地，一台发动机系统参数可以用作总EGR分数和/或单独的HP和/或LP EGR流量的直接传感器测量值的一个代理。相应地，可以去掉总EGR、HP EGR、以及LP EGR流量传感器，由此节省发动机系统的成本和重量。去掉这类传感器还导致去掉了其他与传感器相关的硬件、软件、以及成本，如连线、接头的插脚、计算机处理能力以及存储器、等等。
同样，顶级发动机控制模块62可以计算一个涡轮增压器增压压力设置点以及一个目标总EGR设置点，并且将这些设置点传送给进气控制模块64。类似地，顶级发动机控制模块62可以计算适当的正时设置点和燃料设置点并且将它们传送给燃料控制模块66，并且可以计算其他设置点并且将它们传送给其他控制模块68。燃料和其他控制模块66、68可以接收和处理这类输入，并且可以产生适当的命令信号给任何适当的发动机系统装置，如喷油器、燃料泵、或其他装置。
可替代地，顶级发动机控制模块62可以计算并传送该增压压力设置点以及O2百分比设置点或总进入空气质量流量设置点(如虚线所示)，而不是该目标总EGR设置点。在这种替代情况下，随后从O2百分比或空气质量流量设置点确定总EGR设置点并且很大程度上以相同的方式从这些实际质量流量传感器的读数来估算该实际总EGR分数。在另一个替代方案中，在整个控制方法中O2百分比和/或空气质量流量可取代总EGR分数。这改变了所使用的数据类型以及设置HP和LP EGR流量目标的方式，但是该控制器的基础结构以及该控制方法的流程是相同的。
除了从顶级发动机控制模块62中接收的这些设置点之外，进气控制模块64可以接收任何适当的发动机系统参数值。例如，进气控制模块64可以接收类似涡轮增压器增压压力的进气和/或排气子系统参数值、以及质量流量。进气控制模块64可以包括一个顶级进气控制子模块70，该顶级进气控制子模块可以处理这些接收的参数值，并且将任何适当的输出值(如，LP和HP EGR设置点值以及涡轮增压器设置点值)传送给对应的LP EGR、HP EGR、以及涡轮增压器控制子模块72、74、76。LP EGR、HP EGR、以及涡轮增压器控制子模块72、74、76可以处理这类进气控制子模块输出值并且可以产生到不同发动机系统装置或EGR致动器(如LP EGR阀门54以及排气节流阀42、HP EGR阀50以及进气节流阀32、以及一个或多个涡轮增压器致动器19)的适当的命令信号。这些不同的模块和/或子模块可以如所示的是分离的、或者可以被整合为一个或多个组合的模块和/或子模块。
EGR控制的方法的示例性实施方案可以在以上所说明的系统10的运行环境中作为一个或多个计算机程序被至少部分地实施。本领域普通技术人员还将认识到根据许多实施方案的方法可以在其他运行环境中使用其他发动机系统来实施。现在参见图3，以流程图的形式展示了一种示例性方法300。作为方法300进展的说明，将补充参见图1和图2的系统10，并且将参见在图4中示出的控制流程图。
常规的混合EGR系统不能正常地弥补EGR流量限制以及这些多个EGR通道的不同动态响应特性。例如，某些HP/LP比率或HP和LP贡献值可以导致发动机系统的损害，而其他的HP/LP比值或HP和LP贡献值对于系统装置的给定强加的或物理的限制可能是不能实现的。在另一个实例中，因为更长的通道以及相对大的增压空气冷却器，所以在瞬时过程中LP EGR响应是比HP EGR响应慢。因此，考虑这类限制(如更平滑的、更加燃料有效的操作)，以下方法可以提供改进的EGR控制。
如以下将更详细地讨论，这些方法通过确定经过这些EGR通道之一的流量何时是不充分的或过剩的(由于经过其中的瞬时延迟或实际的或强加的流量限制)并然后相应地对这些EGR流量通道中的EGR流量进行重新再分配从而改进了EGR控制。例如，如果这些EGR流量通道之一在发动机瞬时过程中是易受传送延迟影响的和/或是由一个流量上限来限制的，则可以经过另一个EGR通道来提供一个增量的流量以将总EGR分数维持在一个希望的或目标水平。
方法300可以用任何适当的方式开始。例如，方法300可以在图1的发动机系统10的发动机12发动时开始，并且然后以某一规则的间隔(例如每20毫秒)来运行。
在步骤310，可以通过任何适当的方式来确定一个目标总EGR分数。例如，在任何给定的时间，可以检测到表示该总EGR分数的一个或多个代理参数。更确切地说，这个或这些代理参数可以包括空气质量流量、O2％、和/或发动机系统温度，并且可以通过发动机系统10的对应的传感器60来测量。在另一个实例中，可以将多个流量传感器放置为与一个或多个EGR通道相联通并且与经过发动机的质量流量相比较来直接确定该总EGR分数。
在任何情况下，该总EGR分数可以是一个直接检测到的或估算出的实际总EGR值406。实际总EGR分数406可以使用除了其他标准化的发动机系统参数(如，发动机负载、发动机速度、涡轮增压器增压压力、和/或发动机系统温度)之外还可以使用先前描述的这个或这些代理参数来确定。例如，该代理参数可以是空气质量流量，它可以从任何适当的空气质量流量估算值或读数(如来自该进入空气质量流量传感器)来获得。在另一个实例中，该代理参数可以是氧气百分比，如来自O2传感器，如同安置在进气子系统14中的O2传感器。例如，该O2传感器可以是通用的排气氧气传感器(UEGO)，它可以位于进气歧管34中。在另一个实例中，该代理参数可以是取自温度传感器的进气子系统的以及排气子系统的温度。例如，可以使用来自(如)该空气入口温度传感器的入口空气温度、来自(如)排气温度传感器的排气温度、以及来自(如)该进气歧管温度传感器的歧管温度。在以上所有这些方案中，实际总EGR分数可以是从一个或多个代理参数类型中估算出的。
在此使用时，术语“目标”包括一个单一值、多个值、和/或任何值的范围。同样，在此使用时，术语“指标”包括单数和复数。用来确定一个或多个适当的EGR分数的指标的实例包括基于速度和负载的多个校准的表、基于模型的方案以及运行条件，这些方案确定多个汽缸温度目标并转换为EGR分数以及运行状态，如瞬时运行或稳态状态运行。绝对排放指标可以由环境机构如美国环保署(EPA)制定。
在步骤315，在任何适当的基础上可以确定一个目标总EGR设置点值，如以便符合排气排放指标。该目标总EGR设置点值可以通过任何适当的形式被输出，如排气与新鲜空气的一个比值、在任何适当的单元中一个分数、或一个绝对质量流量值(如kg/s)或者相似的便于在构成的EGR贡献值(如HP和LP EGR贡献值)之间分配该设置点。例如，顶级发动机控制模块62可以使用任何适当的发动机系统模型，以便将当前的发动机运行参数与所希望的或目标总EGR分数值进行交叉参照以便符合预定的排放指标。使用这样一种交叉参照，控制模块62可以确定和输出一个初始的目标总EGR设置点402值(图4)，该值可以是一个分数，如40％。同样，控制模块62可以确定和输出直接检测到的或估算出的实际总EGR值406，该值也可以是一个分数，如41％。控制模块62可以在一个算术节点408处将该初始目标与实际总EGR分数进行比较，该算术节点计算出其间的差值或误差用于到一个闭环控制框410的输入。
在步骤317，可以确定总EGR前馈值和微调值、以及一个最后目标总EGR流量设置点。例如，可以通过一个前馈控制框404将总EGR设置点值402转换成另一种形式，如在任何适当流速单元(如，kg/s)中的一个绝对目标流量设置点值。例如，可以确定发动机质量流量并且然后与该初始目标总EGR设置点分数相乘以获得一个EGR质量流量设置点值。前馈控制框404可以接收任何适当的输入参数，如发动机速度、负载、增压压力、进气温度、或类似的参数。一个示例性EGR质量流量设置点的值可以是0.01kg/s。控制框410可以是任何适当的闭合控制装置，如一个PID控制器框或类似的装置用于控制总EGR并且可以处理误差输入以产生一个前馈控制信号或微调命令以便调整在下游算术节点412处的前馈总EGR流量设置点值。其结果是，该最后目标总EGR流量设置点值是来自算术节点412的输出值并且在下游被送到互相关的第一和第二EGR控制函数。
在步骤320，可以建立第一和第二EGR设置点。例如，一个目标总EGR流量设置点可以被分配在多个EGR通道中，如第一或HP以及第二或LP EGR通道。更具体的，可以将在步骤315中确定的该目标总EGR流量设置点值以及图4的算术节点412的输出值分配在图4的示例性HP以及LP EGR通道中以产生基础目标HP和LP EGR流量设置点值。进而，该基础目标HP和LP EGR流量设置点值影响该目标总EGR设置点值。更确切地，该目标总EGR流量设置点值可以在算术节点414、416处分别与目标HP和LP贡献值418、420相乘。
该目标HP和LP EGR贡献值418、420可以在任何适当的基础上确定，例如，初始地符合排气排放指标并且然后优化其他指标，如发动机系统安全性、车辆安全性、排气过滤器再生温度、和/或类似的指标。进气控制模块64可以接收和处理不同的发动机系统输入值，以标识最佳的HP和LP贡献值。进气控制模块64可以接收和处理不同的发动机系统输入值，如发动机速度、发动机负载、和/或总EGR设置点，以便标识和/或调节一个最佳的HP/LP EGR比率并且根据所标识和/或调节的比率来产生对应的HP和LP EGR贡献值。
进气控制模块64可以区分燃料经济指标的优选次序，以便标识这些最佳的HP和LP贡献值，并且然后通过执行算术函数414来产生这些设置点值。根据燃料经济最佳化，进气控制模块64可以包括任何适当的净涡轮增压器效率模型，该模型包括不同的参数，如泵送损失、以及涡轮机和压缩机效率。该效率模型可以包括发动机进气子系统14的基于原理的一个数学表达式、一套发动机系统校准表、或类似形式。用于确定所希望的HP和LPEGR贡献值以满足燃料经济指标的示例性指标可以包括设置一个比率，该比率允许实现总EGR分数而无需关闭进气或排气节流阀，这种关闭往往对燃料经济性造成负面影响，或者该比率可以被调节以实现用于最大燃料经济性的一个优化的进气温度。
进气控制模块64也可以超越取代该燃料经济指标而为了任何适当的目的来优化其他发动机系统指标。例如，可以使该燃料经济指标被超越取代以提供一个HP和LP EGR贡献值，该贡献值提供了改进的发动机系统性能，如响应于驾驶者的车辆加速要求的增加的扭矩输出。在这种情况下，该进气控制模块64可以支持一个更高的LP EGR贡献值，该贡献值允许更好的涡轮增压器的提速以降低涡轮增压滞后。在另一个实例中，这种超越取代可以提供用来实现一个HP/LP EGR比率的不同的分数或贡献值以保护发动机系统10，如用来避免一个涡轮增压器超速的情形或过高的压缩机尖端温度，或者降低涡轮增压器冷凝物的形成、高排气温度，或避免加热一种催化剂，或防止过度的排气温度、或避免加速催化剂加热、和/或类似的情况。在另一个实例中，这种超越取代仍可以提供用来实现另一个HP/LPEGR比率的不同的贡献值以便(如)通过影响进气子系统或排气子系统温度来维护发动机系统10。例如，可以增加排气子系统温度以便再生一个柴油微粒过滤器，并且进气温度可以被减少以使发动机12变凉。作为另一个实例，可以对进气温度进行控制以减少水的冷凝物在入口进气通道中形成的可能性。
进气控制模块64可以确定将分配给LP EGR以及给HP EGR的总EGR分数设置点的百分比。因为，在当前实例中，LP和HP EGR是EGR的仅有的两个来源，所以它们的百分比份额至少在稳定状态系统操作过程中合计为100％。例如，在冷发动机操作过程中，比率确定框478可以将总EGR分数的仅约10％分配给LP EGR而将该总EGR分数的约90％分配给HP EGR(它通常比LP EGR更热)，从而使发动机更快地暖机。在其他操作模式过程中，进气控制模块64可以根据其他任何HP/LP EGR比率(如50/50、20/80，等等)来分配该总EGR分数。
在步骤322，系统约束可以应用于基础或调节的HP和LP EGR设置点以产生约束的HP和LP EGR设置点。更具体地，如果基础或调节的HP和LP EGR设置点超过或越过质量流量限制和/或达不到或低于对应的质量流量则可以对它们进行约束，这可以由图4中的限制函数框421、423来表示。例如，进气控制模块64可以将一个LP EGR设置点值与LP EGR质量流量的上限和/或下限进行比较以防止不充分的和/或过度的LP EGR质量流量水平。
在步骤325，可以确定对应于EGR设置点值的EGR致动器命令。例如，除了涡轮增压器增压压力和发动机负载以及速度输入值之外，LP和HP EGR控制框72、74还可以接收对应的LP和HP EGR设置点值。LP和HP EGR控制框72、74可以接收这些输入，用于其对应的LP和HP EGR致动器的开环或前馈控制。例如，LP和HP EGR控制框72、74可以输出LP EGR阀和/或排气节流阀命令54’、42’以及HP EGR阀和/或进气节流阀命令50’、32’。这些EGR致动器命令可以包括阀门开放或关闭百分比、或任何其他适当的命令/信号。
这些LP和HP EGR控制框72、74可以使用一个或多个适当的模型来使得HP和LP EGR流量与适当的HP和LP EGR阀和/或节流器位置互相关联。LP和HP EGR控制框72、74可以包括不同的开环控制模型。例如，LP和HP EGR控制框72、74可以包括任何适当的一个或多个模型来使LP和HP EGR设置点与LP和HP EGR致动器位置相关联，以帮助实现目标HP/LP EGR比率和/或LP和HP贡献值或流量设置点。
在步骤330，系统约束可以应用于HP和LP EGR致动器命令以产生约束的HP和LP EGR致动器命令。更具体地，如果它们超过或越过致动器限制和/或达不到或低于对应的致动器限制则可以对EGR致动器命令进行调整，这可以由图4中的限制函数框422、424来表示。例如，进气控制模块64可以将一个LP EGR致动器命令与LP EGR致动器的上限和/或下限进行比较以防止不充分的和/或过度的LP EGR水平。一个实例包括了EGR节流阀的一种强加的闭合限制，这是由于防止该排气系统中的不希望的背压的结果。另一个实例包括一个物理最大限制，其中一个EGR致动器已经被完全打开或关闭并且可能无法被进一步打开或关闭。用于LP EGR的一个示例性的强加的上限可以是90％而用于LP EGR的一个示例性的强加的下限可以是10％。因此，如果一个LP EGR值包括了95％的LP EGR，那么进气控制模块64将超越取代该值而替代地输出一个90％的LP EGR值。类似地，如果一个LP EGR值包括了一个5％的LP EGR，则进气控制模块64将超越取代该值而输出一个10％的LP EGR值。根据另一种实施方案，因为任何适当的原因，进气控制模块64可以类似地限制HP EGR。根据另一种实施方案，这些限制可以是固定的或静态的，或者可以是动态的从而使得这些限制根据发动机系统的瞬时运行状态是更高的或更低的，或者可以在运行过程中自动校准，如通过移动一个对应的致动器以找到它的硬性停止点。在任何情况下，这些限制值可以使用任何适当的模型来实现，如查寻表或类似的以及任何适当的发动机系统输入变量。
在步骤335，可以确定对应于约束的HP和LP EGR致动器命令的更新的EGR流量设置点值。例如，可以确定对应于HP和LP EGR致动器命令的可获得的或更新的HP和LP EGR流量设置点值，如对应地由转换框426、428来表示。这个步骤基础上可以是步骤72、74的相反操作，其中可以将来自框422、424的这些输出命令转换回对应的质量流量值。
在步骤340，可以将一个传递函数应用于更新的LP EGR流量设置点以产生一个修改的LP EGR设置点。更具体的，可以将由框430表示的一个系统传递函数应用于来自转换框428的更新的LP EGR流量点。在稳定状态系统操作过程中，将HP和LP EGR之一的一个设置点降低一个给定量而使另一个的流量设置点升高相同的量将会导致该总EGR没有改变。但是在HP与LP EGR之间存在一个时间滞后，其中，在LP EGR变化之前，HP EGR的变化到达发动机，这是因为例如与HP排气相比的LP排气行进了相对较大的距离以及相对较大的增压空气冷却器。换言之，因为LP EGR环比HP EGR环更长并且体积更大，所以LP EGR的变化对于实际的汽缸中的EGR比率的影响比HP EGR的变化所用的时间更长。
在图5和图6中举例说明了这些传输延迟，其中示例性的LP和HP传递函数包括空载时间函数框502、602以及具有示例性时间值的滞后时间函数框504、604。动态补偿传递函数430可以由LP和HP传递函数得出，如在图7中通过导出的空载时间以及滞后时间函数框702、704表示。在没有这个函数430的情况下，如果HP和LP EGR流量设置点被同时改变相同的量，则该总EGR将在一个短时间段中是不正确的。这个时间表示当HP EGR中的流量变化到达发动机时以及当LP EGR中的流量变化到达发动机时之间的传输延迟。而在具有这个动态补偿传递函数430的情况下，在相同的条件下总EGR将是正确的。
在一个特定的实例中，如果20％的总EGR分数在HP与LP EGR之间被50/50分开，则HP和LP EGR贡献值将均为10％。如果该HP/LP EGR比率被改变为40/60，则该总EGR分数的HP EGR贡献值将减少到8％而LP EGR贡献值将最终增加到12％，以在长时间内产生该20％的总EGR分数。但是在一个较短时间内，虽然该HP EGR贡献值将相对较快地减少到8％，但该LP EGR贡献值将相对较慢地增加并且发动机在某些时间可以经历小于12％的LP EGR。因此，该发动机将暂时经历小于20％的总EGR，并且介于18％至20％之间的某处的总EGR。换言之，该发动机将在总EGR中经历短期的降低，并带有伴随的对排放性能的影响。
图5至图7的传递函数刚好是被提供用于说明性目的的该系统的一阶近似的实例。可以使用更广泛的数学模型(如二阶或更高阶模型)并且可以“零”添加，如分子中的像(5s+1)的时间。同样，在一种实际的实现方式中，空载时间可以通过Pade逼近法来逼近，这些方法是实现纯粹的延迟时间的实用方法。在任何情况下，可以使用逼近这些EGR通道的行为的任何适当的模型并且可以将这些多个EGR通道的更快的相反的动态特性应用于另一个环的模型以产生图7的动态补偿框。
此外，在图5和图6中举例说明的这些EGR致动器位置是可以定标为0至100％。换言之，这些致动器实际关闭的极限位置到打开的极限位置可以是例如5％打开至95％打开。但是，这个小于100％的实际范围可以按比例定标或以其他方式对应于0至100％的范围，用于应用这些传递函数的目的。
在步骤345，目标EGR流量设置点值可以与更新的和/或修改的EGR流量设置点值进行比较。例如，如在图4中由算术节点432、434所表示的，来自步骤320的目标HP和LP EGR流量设置点值可以与更新的HP和LP EGR流量设置点值和/或来自步骤335和/或340的修改的LP EGR流量设置点值进行比较。来自这些节点432、434的输出可以包括对应的质量流量误差补偿信号。
在步骤350，目标EGR流量设置点响应于更新的和/或修改的EGR流量设置点的一个比较而被调节为以产生调整的目标EGR流量设置点。例如，如果来自步骤345的这些被比较的EGR设置点是等效的，则差值为零并且这些EGR设置点同样是相等的。否则，在这些LP EGR流量设置点中的任何非零的差值被应用于一个HP EGR算术节点436以便通过该目标HP EGR流量设置点中的增加或减少而将LP EGR中的不足或过量再分配给HP EGR。同样，HP EGR设置点中的任何非零的差值被应用于一个LP EGR算术节点438以便通过该目标LP EGR流量设置点中的增加或减少而将HP EGR中的不足或过量再分配给LP EGR。因此，EGR传输延迟和/或致动器限制可以通过HP和LP EGR流量设置点的再平衡或再分配来平滑地处理，以最佳地实现该目标总EGR流量。
在步骤335，可以将EGR致动器命令应用于一个或多个EGR致动器。例如，可以将来自步骤325和/或350的HP和LP EGR致动器命令应用于HP EGR、LP EGR、进气节流阀、和/或多个排气节流阀。
最后，在步骤360，方法300可以用任何适当的方式结束。例如，方法300可以在图1的发动机系统10的发动机12关闭时而结束。
根据方法300的另一个示例性实现方式，根据这些方法步骤可以对不止两个EGR通道进行控制。例如，方法300可以用来控制发动机系统中的三个或四个EGR通道，例如，包括内部EGR、HPEGR、MP EGR、以及LP EGR、或类似的通道。在这样一种实现方式的第一实例中，该方法可以被应用为使得内部EGR、HP EGR、或MP EGR中的一个是该第一EGR通道，而LP EGR是第二EGR通道。在一个第二实例中，该方法可以被级联从而使得初始的HP EGR是该第一EGR通道而LP EGR是该第二通道并且随后内部EGR是该第一EGR通道而HP EGR是该第二EGR通道。类似地，该方法可以被级联为使得该初始地MP EGR是该第一EGR通道而LP EGR是该第二通道并且随后HP EGR是该第一EGR通道而MP EGR是该第二EGR通道。在一个更加特殊的展示中，该方法可以被运行一个预定的时间、周期数、或诸如此类在该三个或四个EGR通道中的头两个中，并且然后运行另一个预定的时间、周期数、或诸如此类在该三个或四个EGR通道中的另两个中。
现在参见图8A至图11D，在此展示了这些示例性方法的示例性模拟。首先，现有技术图8A至图8D演示了在常规的混合EGR控制模式下当目标总EGR流量被突然增加而目标HP EGR流量被保持在一个恒量低点(或在这个实例中为零水平)时所发生的，如在冷却器进气是所希望的一个负载改变过程中。在这个实例中，一个目标总EGR设置点被突然命令从一个20％的示例性分数值向上到一个40％的示例性分数值，如在图8A中由迹线802示出，并且从一个对应的0.005kg/s的示例性流量值到一个0.010kg/s的示例性流量值，如在图8C中由迹线804示出。同时，一个LP EGR流量设置点被命令从一个0.005kg/s的示例性流量值向上至一个0.010kg/s的示例性流量值，如由迹线806所示，而一个HP EGR流量设置点被保持在0kg/s，如由迹线808所示。同样同时，一个LP EGR致动器被命令为朝向一个更大的打开位置而一个HP EGR致动器被保持在位，如在图8D中由迹线810和812所示。
除了图8C中所示的LP EGR流量设置点中的瞬时增加、以及在图8D中所示的相伴的LP EGR致动器打开的瞬时增加之外，实际的LP EGR贡献值以及实际的总EGR分数(如均由图8A的迹线814示出)不是同时同样地增加，如由一个空载时间部分816以及迹线814的一个倾斜部分818展示。图8B展示了处于0％的一个HP EGR贡献值设置点以及该实际的HP EGR贡献值。为了补偿这类传输延迟，使该LP EGR流量设置点值增加，如由在图8C中所示的一个总EGR前馈设置点(迹线822)之上的迹线806的一个上升部分820所示。于是，实际的LP EGR贡献值超过了图8A中的迹线814的一个过冲部分824。因为响应中的大的延迟，控制器可以呈现出大的过冲或下冲。在这些图形中所展示的过冲或下冲中的至少一些可以影响模拟调谐。响应于该过冲，该LP EGR流量设置点被减小，如在如图8C中所示的该目标总EGR设置点之下的迹线806的一个下降部分826所示。于是，该实际的LP EGR贡献值(如所示的)下降图8A中的迹线814的一个下冲部分830。这种循环重复，直至最终该LP EGR流量设置点以及该实际的LP EGR贡献值会聚在该目标总EGR流量设置点以及实际的总EGR分数上。但是，取决于这些情形，这种会聚可能发生几秒钟。
图9A至图9D演示了使用本披露的示例性方法当目标总EGR流量被突然增加而目标HP EGR流量被保持在一个常量低点(或在这个实例中的零水平)时所发生的，如在冷却器进气是所希望的一个负载改变过程中。在这个实例中，该目标总EGR设置点被命令从一个20％的示例性分数值向上至一个40％的示例性分数值，如在图9A中由迹线902示出，并且从一个0.005kg/s的示例性流量值到一个0.010kg/s的示例性流量值，如在图9C中由迹线904示出。其结果是，一个LP EGR流量设置点从一个0.005kg/s的示例性流量值突然增加到一个0.010kg/s的示例性流量值，如由迹线906所示，而根据这些方法，一个HP EGR流量设置点临时从0kg/s增加到0.005kg/s，如由迹线908所示。尽管一个HP EGR贡献值设置点保持常量(如迹线908’所示)，但一个实际的HP EGR贡献值临时下降(如由迹线909’所示)，以补偿实际的LP EGR贡献值的临时下降。LP和HP EGR致动器均被命令朝向更大的打开位置，如在图9D中由迹线910和912所示。
与现有技术相对比，通过在图9C中所示的LP和HP EGR流量设置点值的瞬时增加、以及在图8D中所示的相伴增加的致动器打开，由图8A中的迹线909和903所示的实际HP EGR贡献值以及总EGR分数同样即时地增加，即使实际的LP EGR贡献值中的增加被延迟，如由一个空载时间部分916以及迹线914的一个倾斜的部分918所展示。但是当LP EGR流量增加时，该HP EGR流量减少，如由部分919所示。EGR流量从LP到HP EGR的这种临时再平衡补偿了LP EGR通道中的传输延迟。因此，该总EGR分数快速地满足该目标总EGR分数设置点值，如在约一至三秒内。这表示在现有技术之上的总EGR分数的两倍至十五倍增加的响应能力。
图10A至图10D演示了在一个常规的混合EGR控制模式下，当一个混合EGR贡献值设置点被突然改变时，并且由此被突然逆向改变而一个目标总EGR前馈设置点被保持为常量时(如当催化剂起燃被实现时)所发生的。在这个实例中，该HP EGR贡献值设置点被命令从一个80％的示例性值向下至一个20％的示例性值，如在图10B中由迹线1002示出。因此，一个对应的HP流量设置点从一个0.008kg/s的示例性值减少至一个0.002kg/s的示例性值，如在图10C中由迹线1004示出，而一个LP EGR流量设置点被命令从一个0.002kg/s的示例性值向上至一个0.008kg/s的示例性流量值，如在图10C中由迹线1006示出。同时，一个总EGR分数设置点被保持恒量，如在图10A中由迹线1008示出，并且一个总EGR流量前馈信号被保持恒量，如在图10C中由迹线1010示出。因此，一个LP EGR致动器被命令从一个接近完全关闭的位置朝向一个更多打开的位置，而一个HP EGR致动器被命令朝向一个更多关闭的位置，如在图8D中由迹线1012和1014示出。
其结果是，总EGR百分比的一个示例性HP EGR贡献值即时地开始从32％向8％减少，如在图10A中由迹线1016示出，其中一个接近同时减少的总EGR分数从40％减少至20％，如在图10A中由迹线1018示出。同样，一个示例性HP EGR贡献值从80％减少至20％，如在图10B中由迹线1020示出。但除了这类瞬时反应之外，该总EGR分数的实际LP EGR贡献值不是同样瞬时反应的，如由一个空载时间部分1022以及一个迹线1026的倾斜的滞后时间部分1024所展示。
为了补偿这类传输延迟，该LP EGR流量设置点值被增加，如由在图10C中所示的目标总EGR前馈信号1010之上的迹线1006的一个上升部分1028所示。同样，该总EGR质量流量设置点从一个0.010kg/s的示例性值增加，如由图10C的迹线1029所示。其结果是，该实际总EGR分数超过了图10A中的一个上冲部分1030。当该HP EGR贡献值被突然返回到其最初设置点时，一种类似的现象发生，但以相反的顺序。因此，总EGR广泛变化而不是基础上保持恒量。
图11A至图11D演示了使用本披露的示例性EGR控制方法，当一个HP EGR贡献值设置点被突然命令向下并且此后不久被突然命令向上、而一个目标总EGR前馈设置点被保持恒量(如当催化剂助燃被实现时)所发生的。在这个实例中，该HP EGR贡献值设置点被命令向下，如由图11B的迹线1102示出。同时，该LP EGR流量设置点被命令向上，如由图11C的迹线1106示出，并且该LP EGR致动器被朝向一个更大打开位置移动，如由迹线1112示出。但由于该LP EGR传输延迟，该总EGR分数的LP EGR贡献值不是瞬时地增加或者达到该目标，如由图11A中的迹线1126中的延迟1122和滞后时间斜度1124指示。
因此，根据图4的控制模式的相伴的EGR再平衡，如由图11C的迹线1104所示的HP EGR流量设置量点不是同时被命令向下直到来自图7的空载时间框702的一个延迟1123之后并且然后根据由图7中的传递函数430的图7的滞后时间框704所指示的一个滞后时间斜度1125。因此，该HP EGR致动器在该延迟之后并且根据由图11D中的迹线1114所示的滞后时间斜度而朝向一个更大关闭的位置移动。
其结果是，总EGR百分比的一个示例性HP EGR贡献值在该空载时间之后并且根据该滞后时间斜度从32％朝向8％减少，如在图11A中由迹线1116示出以及在图11B中由迹线1120示出，其中同时总EGR百分比的LP EGR贡献值根据该空载时间以及滞后时间斜度从8％朝向32％相反增加，如在图11A中由迹线1126示出。同时的再平衡导致了用于总EGR分数的基础上恒量的实际值以及设置点值，如由图11A的迹线1108和1130所示，并且导致了基础上恒量的总EGR质量流量设置点值以及前馈值，如由图11C的迹线1110、1129所示。类似的结果是当该HP EGR贡献值被突然命令上升时实现的。
以上说明的实施方案在本质上仅仅是示例性的，并因此，其变体不得被认为是脱离了本发明的精神和范围。

Claims (46)

1.一种在涡轮增压的发动机系统中控制排气再循环(EGR)的方法，该涡轮增压的发动机系统包括一个第一EGR通道以及一个第二EGR通道，该方法包括：
a)提供第一和第二EGR设置点，这些设置点是与该第一和第二EGR通道相关并且对一个总EGR设置点有所贡献；并且
b)将一个传递函数应用于该第一和第二EGR设置点中的至少一个，以便将与该第二EGR通道相关联的空载时间或滞后时间中的至少一个考虑在内。
2.如权利要求1所述的方法，其中该第一和第二EGR设置点值是通过将一个目标总EGR流量设置点值与目标第一和第二EGR贡献值相乘来建立的。
3.如权利要求2所述的方法，其中，该目标总EGR流量设置点是在符合排气排放指标的基础上确定的，并且首先在符合排气排放指标的基础上确定该目标第一和第二EGR贡献值并且然后优化其他指标。
4.如权利要求1所述的方法，其中该传递函数是一个动态补偿传递函数，该动态补偿传递函数是从与该第一EGR通道相关联的一个第一传递函数以及与该第二EGR通道相关联的一个第二传递函数导出的。
5.如权利要求1所述的方法，进一步包括：
c)对应于在步骤a)中建立的该第一和第二EGR设置点或来自步骤h)的调整的第一和第二EGR设置点中的至少一个来确定第一和第二EGR致动器命令；
d)将对应的致动器限制应用于在步骤c)中确定的该第一和第二EGR致动器命令以产生约束的第一和第二EGR致动器命令；
e)对应于来自步骤d)的这些约束的第一和第二EGR致动器命令确定更新的第一和第二EGR设置点；
f)其中，将来自步骤b)的传递函数应用于来自步骤e)的更新的第二EGR设置点以产生一个修改的第二EGR设置点；
g)将该更新的第一EGR设置点和修改的第二EGR设置点与来自步骤a)的该第一和第二EGR设置点进行比较；并且
h)基于来自步骤g)的比较对来自步骤a)的该第一和第二EGR设置点进行调整以产生调整的第一和第二EGR设置点。
6.如权利要求5所述的方法，其中该第一和第二EGR致动器命令与排气阀的打开或关闭的百分比中的至少一个是相关联的。
7.一种在涡轮增压的发动机系统中控制排气再循环(EGR)的方法，该涡轮增压的发动机系统包括一个第一EGR通道和一个第二EGR通道，该方法包括：
a)对应于第一和第二EGR设置点确定第一和第二EGR致动器命令；
b)将多个系统约束应用于该第一和第二EGR致动器命令以产生约束的第一和第二EGR致动器命令；
c)对应于该约束的第一和第二EGR致动器命令确定更新的第一和第二EGR设置点；
d)将该第一EGR设置点与该更新的第一EGR设置点进行比较；并且
e)响应于步骤d)的比较对该第一和第二EGR设置点进行调整以产生调整的第一和第二EGR设置点。
8.如权利要求7所述的方法，其中该第一和第二EGR设置点是通过将一个目标总EGR流量设置点值与目标第一和第二EGR贡献值相乘而初始建立的。
9.如权利要求8所述的方法，其中该目标总EGR流量设置点是在符合排气排放指标的基础上确定的，并且首先符合排气排放指标的基础上确定该目标第一和第二EGR贡献值并且然后优化其他指标。
10.如权利要求7所述的方法，进一步包括：
g)将一个传递函数应用于来自步骤c)的更新的第二EGR设置点以产生一个修改的第二EGR设置点；
h)将该第二EGR设置点与该修改的第二EGR设置点进行比较；并且
i)响应于步骤d)和步骤h)的这些比较对来自步骤a)的该第一和第二EGR设置点进行调整以产生调整的第一和第二EGR设置点。
11.如权利要求10所述的方法，其中该传递函数是一个动态补偿传递函数，该动态补偿传递函数是由与该第一EGR通道相关联的一个第一传递函数以及与该第二EGR通道相关联的一个第二传递函数导出的。
12.如权利要求7所述的方法，其中该第一和第二EGR致动器命令与排气阀的打开或关闭的百分比中的至少一个是相关联的。
13.如权利要求7所述的方法，其中该第一和第二EGR通道是高压(HP)以及低压(LP)的EGR通道。
14.如权利要求13所述的方法，其中该HP EGR通道是该发动机系统的发动机中的一个内部HP EGR通道。
15.一种在涡轮增压的发动机系统中控制排气再循环(EGR)的方法，该涡轮增压的发动机系统包括一个第一EGR通道和一个第二EGR通道，该方法包括：
a)建立基础第一和第二EGR设置点；
b)将多项系统约束应用于该基础第一和第二EGR设置点以产生约束的第一和第二EGR设置点；
c)确定来自该约束的第一和第二EGR设置点的第一和第二EGR致动器命令；
d)对应于所确定的第一和第二EGR致动器命令确定更新的第一和第二EGR设置点；
e)将该基础第一EGR设置点与该更新的第一EGR设置点进行比较；并且
f)响应于步骤e)的比较对该基础第二EGR设置点进行调整以产生一个调整的第二EGR设置点。
16.如权利要求15所述的方法，其中这些系统约束包括第一和第二EGR质量流量约束。
17.一种在涡轮增压的发动机系统中控制排气再循环(EGR)的方法，该涡轮增压的发动机系统包括一个高压(HP)EGR通道和一个低压(LP)EGR通道，该方法包括：
a)建立基础HP和LP EGR设置点，这些设置点是与该HP和LP EGR通道相关联的并且对一个总EGR设置点有所贡献；
b)将系统约束应用于步骤a)的该基础HP和LP EGR设置点或者来自步骤h)的该调整的HP和LP EGR设置点中的至少一个，以产生约束的HP和LP EGR设置点；
c)确定对应于在步骤a)中建立的该基础HP和LP EGR设置点、步骤b)的约束的HP和LP EGR设置点、或者来自步骤h)的该调整的HP和LP EGR设置点中的至少一个的HP和LP EGR致动器命令；
d)将对应的致动器限制应用于在步骤c)中确定的该HP和LP EGR致动器命令以产生更新的HP和LP EGR致动器命令；
e)确定对应于来自步骤d)的该更新的HP和LP EGR致动器命令的更新的HP和LP EGR设置点；
f)将一个传递函数应于来自步骤e)的该更新的LP EGR设置点以产生一个修改的LP EGR设置点；
g)将该更新的HP和修改的LP EGR设置点与来自步骤a)的基础HP和LP EGR设置点进行比较；并且
h)基于来自步骤g)的比较对该基础HP和LP EGR设置点进行调整以产生调整的HP和LP EGR设置点。
18.如权利要求17所述的方法，其中该基础HP和LP EGR设置点是通过将一个目标总EGR流量设置点与目标HP和LP EGR贡献值相乘而建立的。
19.如权利要求18所述的方法，其中该目标总EGR流量设置点是在符合排气排放指标的基础上确定的，并且首先在符合排气排放指标的基础上确定该目标HP和LP EGR贡献值然后优化其他指标。
20.如权利要求17所述的方法，其中该传递函数是一个动态补偿传递函数，该动态补偿传递函数是从一个与该HP EGR通道相关联的HP传递函数以及一个与LP EGR通道相关联的LP传递函数导出的。
21.如权利要求17所述的方法，其中该HP和LP致动器命令与排气阀的打开或关闭的百分比中的至少一个是相关联的。
22.如权利要求17所述的方法，其中该HP EGR通道是发动机中的一个内部LP EGR通道。
23.如权利要求17所述的方法，其中将该HP EGR通道安置在一台涡轮增压器的一侧上在一台发动机与该涡轮增压器之间这样使得该HP EGR通道被连接到该涡轮增压器的一台涡轮机的上游的一个排气子系统上并且被连接到该涡轮增压器的一台压缩机的下游的一个进气子系统上，并且将该LP EGR通道安置在该涡轮增压器离开该发动机的另一侧上这样使得该LP EGR通道被连接到该涡轮增压器涡轮机的下游的排气子系统上并且被连接到该涡轮增压器压缩机的上游的进气子系统上。
24.一种产品，包括：
一个控制器，该控制器用来控制排气再循环(EGR)并且被配置为：
提供第一和第二EGR设置点，这些设置点是与第一和第二EGR通道相关联并且对一个总EGR设置点有所贡献，并且
将一个传递函数应用于该第一和第二EGR设置点中的至少一个上以便将与该第二EGR通道相关联的空载时间或滞后时间中的至少一个考虑在内。
25.如权利要求24所述的产品，其中该第一和第二EGR设置点是通过将一个目标总EGR流量设置点与目标第一和第二EGR贡献值相乘而建立的。
26.如权利要求25所述的产品，其中该目标总EGR流量设置点是在符合排气排放指标的基础上确定的，并且首先在符合排气排放指标的基础上确定该目标第一和第二EGR贡献值并且然后优化其他指标。
27.如权利要求24所述的产品，其中该传递函数是一个动态补偿传递函数，该动态补偿传递函数是从一个与该第一EGR通道相关联的第一传递函数以及一个与该第二EGR通道相关联的第二传递函数导出的。
28.如权利要求24所述的产品，其中该控制器进一步被配置为：
对应于所建立的第一和第二EGR设置点或调整的第一和第二EGR设置点中的至少一个确定第一和第二EGR致动器命令；
将对应的致动器限制应用于所确定的第一和第二EGR致动器命令以产生约束的第一和第二EGR致动器命令；
对应于所产生的约束的第一和第二EGR致动器命令确定更新的第一和第二EGR设置点；
将该传递函数应用于该更新的第二EGR设置点以产生一个修改的第二EGR设置点；
将该更新的第一EGR设置点和修改的第二EGR设置点与所确定第一和第二EGR设置点进行比较；并且
基于该比较对所提供的第一和第二EGR设置点进行调整以产生该调整的第一和第二EGR设置点。
29.如权利要求28所述的产品，其中该控制器进一步被配置为将所确定的第一和第二EGR致动器命令与排气阀的打开或关闭的百分比中的至少一个进行关联。
30.一种产品，包括：
一个控制器，该控制器用来控制排气再循环(EGR)并且被配置为：
对应于第一和第二EGR设置点确定第一和第二EGR致动器命令；
将多项系统约束应用于所确定的第一和第二EGR致动器命令以产生约束的第一和第二EGR致动器命令；
对应于该约束的第一和第二EGR致动器命令确定更新的第一和第二EGR设置点；
将该第一EGR设置点与该更新的第一EGR设置点进行比较；并且
响应于该比较对该第一和第二EGR设置点进行调整以产生调整的第一和第二EGR设置点。
31.如权利要求30所述的产品，其中该控制器进一步被配置为通过将一个目标总EGR流量设置点与目标第一和第二EGR贡献值相乘来最初建立该第一和第二EGR设置点。
32.如权利要求31所述的产品，其中该控制器进一步被配置为在符合排气排放指标的基础上确定该目标总EGR流量设置点、并且首先在符合排气排放指标的基础上确定该目标第一和第二EGR贡献值并且然后优化其他指标。
33.如权利要求30所述的产品，其中该控制器进一步被配置为：
将一个传递函数应用于该更新的第二EGR设置点以产生一个修改的第二EGR设置点；
将该第二EGR设置点与该修改的第二EGR设置点进行比较；并且
响应于这些比较对所确定的第一和第二EGR设置点进行调整以产生调整的第一和第二EGR设置点。
34.如权利要求33所述的产品，其中该传递函数是一个动态补偿传递函数，该动态补偿传递函数是从一个与该第一EGR通道相关联的第一传递函数以及一个与该第二EGR通道相关联的第二传递函数导出的。
35.如权利要求30所述的产品，其中该控制器进一步被配置为使所确定的第一和第二EGR致动器命令与排气阀的打开或关闭的百分比中的至少一个进行关联。
36.如权利要求30所述的产品，其中该第一和第二EGR通道是高压(HP)以及低压(LP)EGR通道。
37.如权利要求36所述的产品，其中该HP EGR通道是一种发动机系统的发动机中的一个内部HP EGR通道。
38.一种产品，包括：
一个控制器，该控制器用来控制排气再循环(EGR)并且被配置为：
建立基础第一和第二EGR设置点；
将多项系统约束应用于该基础第一和第二EGR设置点以产生约束的第一和第二EGR设置点；
从该约束的第一和第二EGR设置点确定第一和第二EGR致动器命令；
对应于的所确定的第一和第二EGR致动器命令确定更新的第一和第二EGR设置点；
将该基础第一EGR设置点与该更新的第一EGR设置点进行比较；并且
响应于该比较对该基础第二EGR设置点进行调整以产生一个调整的第二EGR设置点。
39.如权利要求38所述的产品，其中这些系统约束包括第一和第二EGR质量流量约束。
40.一种产品，包括：
一个控制器，该控制器用来控制排气再循环(EGR)并且被配置为：
建立基础HP和LP EGR设置点，这些设置点是与HP和LP EGR通道相关联的并且对一个总EGR设置点有所贡献；
将多项系统约束应用于建立的基础HP和LP EGR设置点或调整的HP和LP EGR设置点中的至少一个上，以产生约束的HP和LP EGR设置点；
对应于所建立的基础HP和LP EGR设置点、该约束的HP和LP EGR设置点、或者该调整的HP和LP EGR设置点中的至少一个确定HP和LP EGR致动器命令；
将对应的致动器限制应用于所确定的HP和LP EGR致动器命令以产生更新的HP和LP EGR致动器命令；
对应于该更新的HP和LP EGR致动器命令确定更新的HP和LP EGR设置点；
将一个传递函数应用于该更新的LP EGR设置点以产生一个修改的LP EGR设置点；
将该更新的HP与修改的LP EGR设置点进行比较以建立基础HP和LP EGR设置点；并且
基于该比较对该基础HP和LP EGR设置点进行调整以产生该调整的HP和LP EGR设置点。
41.如权利要求40所述的产品，其中该控制器进一步被配置为通过将一个目标总EGR流量设置点与目标HP和LP EGR贡献值相乘而建立该基础HP和LP EGR设置点。
42.如权利要求41所述的产品，其中该控制器进一步被配置为在符合排气排放指标的基础上确定该目标总EGR流量设置点，并且首先在符合排气排放指标的基础上确定该目标HP和LP EGR贡献值并且然后优化其他指标。
43.如权利要求40所述的产品，其中该传递函数是一个动态补偿传递函数，该动态补偿传递函数是从一个与该HP EGR通道相关联的HP传递函数以及一个与该LP EGR通道相关联的LP传递函数导出的。
44.如权利要求40所述的产品，其中该HP和LP致动器命令与排气阀的打开或关闭的百分比中的至少一个是相关联的。
45.如权利要求40所述的产品，其中该HP EGR通道是发动机中的一个内部HP EGR通道。
46.如权利要求40所述的产品，其中将该HP EGR通道安置在一台涡轮增压器的一侧上在一台发动机与该涡轮增压器之间这样使得该HP EGR通道连接到该涡轮增压器的一台涡轮机的上游的一个排气子系统上并且连接到该涡轮增压器的一台压缩机的下游的一个进气子系统上，并且将该LP EGR通道安置在该涡轮增压器离开该发动机的另一侧上这样使得该LP EGR通道连接到该涡轮增压器涡轮机的下游的排气子系统上并且连接到该涡轮增压器压缩机的上游的进气子系统上。
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