CN109519286B - 用于计算包括连续可变气门持续时间装置的发动机的内部egr量的装置和方法 - Google Patents

用于计算包括连续可变气门持续时间装置的发动机的内部egr量的装置和方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于计算包括连续可变气门持续时间装置的发动机的内部EGR量的装置和方法。所述内部排气再循环量通过在进气门或排气门的气门重叠期间基于由连续可变气门持续时间装置的操作改变的气门持续时间，对回流气体量进行校正来计算。

Description

用于计算包括连续可变气门持续时间装置的发动机的内部 EGR量的装置和方法
与相关申请的交叉引用
本申请要求2017年9月18日提交的韩国专利申请No.10-2017-0119417的优先权，该申请的全部内容以引用的方式并入本文。
技术领域
本发明的示例性实施方案涉及一种用于计算包括连续可变气门持续时间装置的发动机的内部EGR(exhaust gas recirculation，排气再循环)量的装置和方法，并且更具体地，本发明的示例性实施方案涉及一种当气门曲线通过连续可变气门持续时间装置的操作而变化时，通过反映变化的气门曲线来计算发动机的内部EGR量的装置和方法。
背景技术
精确计算车辆发动机的进气量是改善发动机性能和燃料效率的必要条件。进一步地，精确计算车辆发动机的进气量还是确定排气成分的要素。具体地，在汽油发动机中，喷射燃料使得理论空气燃料比基于发动机的进气量进行控制，因此，精确计算发动机的进气量是重要的。如果计算出的发动机的进气量大于实际值，则喷射了过多的燃料，从而可能会发生诸如燃料效率变差和排放出有害气体(CO和HC)等问题。进一步地，反之，如果计算出的发动机的进气量小于实际值，则喷射了相对较少量的燃料，从而可能会发生诸如发动机的输出性能变差和排放出有害气体(NOx)等问题。
同时，为了精确计算发动机的进气量，必须精确计算在气门重叠期间产生的内部EGR(exhaust gas recirculation，排气再循环)量。这是由于用于燃烧的空气是通过进气门引入的新鲜空气，新鲜空气的充入量可能会根据汽缸中的燃烧气体量而变化。
图7和图8是示出了进气系统的结构的示意图，该进气系统包括发动机的汽缸40、气门20和气门30等。进气通过流经节气门10而收集在平衡箱中，并且当进气门20开启时引入汽缸40中。此时，利用汽缸的内部压力(利用平衡箱的压力计算该汽缸的内部压力)和排气压力(利用歧管绝对压力(MAP)传感器测量该排气压力)来计算进气的流量。可以充入汽缸40中的新鲜空气的量被限制为除了在进气流入汽缸40之前残留在汽缸40中的内部EGR量之外的流量。
图7是示出了在未发生气门重叠的情况下内部EGR的示意图。在未发生气门重叠的情况下，如图7所示，在排气门30关闭的时间点残留在汽缸40中的残留排气的流量计算为内部EGR量。
图8是示出了在发生气门重叠的情况下内部EGR的示意图。如2003年12月12日公开的韩国专利申请No.10-0412592所公开的，由于在发生气门重叠的时间段，排气压力通常高于进气压力，所以流经排气门30的排气再次回流至进气门20的现象发生，并且在排气门30关闭后，相应的回流气体在进气冲程中再次充入汽缸40。
因此，在发生气门重叠的情况下，为了计算出内部EGR量，在排气门30关闭的时间点汽缸40内的残留气体量和在进气冲程中引入的回流气体量需要在气门重叠时间段内考虑。
发明内容
作为改变气门持续时间的现有机制，已经开发了气门升程随着发动机RPM(每分钟转数)变化的连续可变气门升程(CVVL)技术。然而，在CVVL系统中，气门持续时间变化，但是同时气门升程也被改变，使得控制的自由度变差。这里，气门持续时间指的是从气门开启到气门关闭的时间。
为了解决这个问题，已开发了如在2013年6月17日出版的韩国专利公开出版物No.10-2013-0063819中公开的连续可变气门持续时间(CVVD)装置。在CVVD技术中，如图4所示，气门持续时间可以有效地变化，而不改变气门升程。进一步地，可以通过独立地控制气门的开启时间点和关闭时间点来设定最佳的气门开启时间点和气门关闭时间点。
然而，如果利用连续可变气门持续时间装置，如图5A和图5B所示，则气门的曲线会改变。
图5A示出了在气门持续时间固定的情况下气门曲线的形状的变化，进气门的气门持续时间利用连续可变气门持续时间装置而改变。在图5A中，x轴表示气门的操作角度，y轴表示气门升程量。在图5A中，在进气门的开启时间点(IO)固定的状态下，通过利用连续可变气门持续时间装置，气门的关闭时间点变化(从IC1变化到IC3)。在这种情况下，气门重叠时间段相同，但是进气门的气门持续时间变化，因此发生气门重叠的有效面积改变。
在图5B的示例中，反之，进气门的气门持续时间固定，并且在固定关闭时间点(EC)的状态下，排气门的开启时间点提前或推后以改变气门持续时间。
同样在图5B的示例中，气门重叠时间段相同，但是排气门的气门持续时间变化，因此发生气门重叠的有效面积改变。
发生气门重叠的有效面积的改变意味着在气门重叠时间段中的流量改变。也就是说，回流气体量改变，最终结果是，内部EGR(exhaust gas recirculation，排气再循环)的流量改变。
如图5A和图5B中所示，如果进气门或排气门的持续时间增加，则即使在相同的气门重叠时间段内，气门的有效开启面积也减少，从而回流气体的流量也减少。
在没有反映上述现象的情况下，当气门持续时间较长时，内部EGR量被计算为大于其实际值，结果新鲜空气的流量被计算为小于其实际值。如果新鲜空气的流量被计算为小于其实际值，则喷射较少燃料，发动机的输出性能变差。反之，如果气门持续时间较短，则内部EGR量被计算为小于其实际值，并且新鲜空气的流量被计算为大于其实际值。在这种情况下，由于喷射了相对于实际空气量更大量的燃料，所以燃料效率可能会变差。
然而，到目前为止，尚未提出这样的技术：在使用连续可变气门持续时间装置控制发动机的进气量的情况下，考虑到根据连续可变气门持续时间装置的使用的气门持续时间的变化来控制进气量。
本发明的实施方案致力于一种考虑到根据连续可变气门持续时间装置的使用的气门持续时间的变化而能够精确地计算出内部EGR量的控制方法和装置。
本发明的其它目的和优点可以通过如下描述而理解，并且参考本发明的实施方案而变得清楚。同样地，本发明所属领域的技术人员显而易见的是，本发明的目的和优点可以通过要求保护的装置及其组合而实现。
根据本发明的实施方案，提供了一种用于计算包括连续可变气门持续时间装置(CVVD)的发动机的内部排气再循环(EGR)量的方法，其中，在进气门或排气门的气门重叠期间，基于通过连续可变气门持续时间装置的操作而改变的气门持续时间来计算内部EGR量。
内部EGR量可以是发动机的汽缸中残留气体量和在气门重叠期间回流至汽缸中的气体的回流气体量之和，所述回流气体量可以是基于通过连续可变气门持续时间装置的操作而改变的气门持续时间，通过在气门重叠时间段内对根据排气压力、进气压力、排气温度以及气门重叠持续时间确定的基本回流气体量进行校正而获得的值。
在校正所述基本回流气体量时，可以通过利用根据由连续可变气门持续时间装置控制的进气门或排气门的最大开启时间点(最大开启位置(MOP))和气门关闭时间点而确定的气门曲线，以预定比率对所述基本回流气体量进行校正。
在校正所述基本回流气体量时，可以通过利用根据由连续可变气门持续时间装置控制的进气门或排气门的最大开启时间点(最大开启位置(MOP))和气门开启时间点而确定的气门曲线，以预定比率对所述基本回流气体量进行校正。
在校正所述基本回流气体量时，可以通过利用根据由连续可变气门持续时间装置控制的进气门或排气门的开启时间点和关闭时间点而确定的气门曲线，以预定比率对所述基本回流气体量进行校正。
在校正所述基本回流气体量时，可以通过利用根据由连续可变气门持续时间装置控制的进气门或排气门的气门持续时间和最大开启时间点(MOP)而确定的气门曲线，以预定比率对所述基本回流气体量进行校正。
可以通过利用根据由连续可变气门持续时间装置控制的进气门或排气门的气门持续时间而确定的气门曲线，以预定比率对所述基本回流气体量进行校正。
可以根据计算出的内部EGR量来确定充入汽缸中的新鲜空气量，并且可以根据确定的新鲜空气量来控制发动机的进气量。
所述方法可以包括：计算发动机汽缸中的残留气体量；确定是否发生了气门重叠；当发生了气门重叠时，计算在相应的气门重叠时间段内回流至进气门的气体的基本回流气体量；基于通过连续可变气门持续时间装置的操作而改变的气门持续时间来校正所述基本回流气体量；通过将发动机汽缸中的残留气体量和校正的基本回流气体量相加来计算所述内部EGR量。
所述方法可以进一步包括：如果确定出未发生气门重叠，则计算发动机汽缸中的残留气体量作为内部EGR量。
所述方法可以进一步包括：基于计算出的内部EGR量来确定充入汽缸中的新鲜空气量，并且根据确定的新鲜空气量来控制发动机的进气量。
根据本发明的另一个实施方案，提供了一种用于计算包括连续可变气门持续时间装置的发动机的内部EGR量的装置，所述装置包括：汽缸残留气体量计算器，其配置为基于发动机汽缸的内部容积和内部压力以及排气温度来计算包括连续可变气门持续时间装置的发动机的汽缸中的残留气体量；基本回流气体量计算器，其配置为计算在气门重叠期间通过排气门回流至汽缸的气体的量；以及内部EGR量计算器，其配置为利用由所述汽缸残留气体量计算器计算的汽缸残留气体量和由所述基本回流气体量计算器计算的基本回流气体量来计算内部EGR量，其中，所述内部EGR量计算器通过在进气门或排气门的气门重叠期间，基于由连续可变气门持续时间装置的操作而改变的气门持续时间，对基本回流气体量进行校正来计算内部EGR量。
所述装置可以进一步包括：进气量控制器，其配置为基于由内部EGR量计算器计算的内部EGR量来确定充入汽缸中的新鲜空气量，并且根据确定的新鲜空气量来控制发动机的进气量。
所述内部EGR量计算器可以通过利用根据由连续可变气门持续时间装置控制的进气门或排气门的最大开启时间点(MOP)和气门关闭时间点而确定的气门曲线，以预定比率对所述基本回流气体量进行校正。
所述内部EGR量计算器可以通过利用根据由连续可变气门持续时间装置控制的进气门或排气门的最大开启时间点(MOP)和气门开启时间点而确定的气门曲线，以预定比率对所述基本回流气体量进行校正。
所述内部EGR量计算器可以通过利用根据由连续可变气门持续时间装置控制的进气门或排气门的开启时间点和关闭时间点而确定的气门曲线，以预定比率对所述基本回流气体量进行校正。
所述内部EGR量计算器可以通过利用根据由连续可变气门持续时间装置控制的进气门或排气门的气门持续时间和最大开启时间点(MOP)而确定的气门曲线，以预定比率对所述基本回流气体量进行校正。
所述内部EGR量计算器可以通过利用根据由连续可变气门持续时间装置控制的进气门或排气门的气门持续时间而确定的气门曲线，以预定比率对所述基本回流气体量进行校正。
附图说明
图1是示出了可以应用根据本发明的控制方法和装置的连续可变气门持续时间装置的示例的示意性配置图。
图2是示出了用于计算包括根据本发明的连续可变气门持续时间装置的发动机的内部EGR量的装置的配置的框图。
图3是示出了用于计算包括根据本发明的连续可变气门持续时间装置的发动机的内部EGR量的方法的流程图。
图4是示出了通过连续可变气门持续时间装置改变的气门持续时间，以及此时气门曲线的变化的示意图。
图5A和图5B是示出了在气门重叠期间使用连续可变气门持续时间装置改变进气门的持续时间和排气门的持续时间时的气门曲线的变化的示意图。
图6A是示出了在比较示例中，计算出的空气量和测量出的空气量的比率根据发动机RPM的变化的示意图。
图6B是示出了在根据本发明的示例中，计算出的空气量和测量出的空气量的比率根据发动机RPM的变化的示意图。
图7是示出了在未发生气门重叠的情况下进气系统的内部EGR的示意图。
图8是示出了在发生气门重叠的情况下进气系统的内部EGR的示意图。
具体实施方式
应当理解的是，本文中所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语通常包括机动车辆，例如包括运动型多用途车辆(SUV)、大客车、大货车、各种商用车辆的乘用车辆，包括各种舟艇、船舶的船只，航空器等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合动力电动车辆、氢动力车辆以及其它替代性燃料车辆(例如，源于非石油能源的燃料)。正如本文所提到的，混合动力车辆是具有两种或更多种动力源的车辆，例如汽油动力和电力动力两者的车辆。正如此处所提到的，混合动力车辆是具有两种或更多动力源的车辆，例如汽油动力和电力动力两者的车辆。
本文所使用的术语仅用于描述具体实施方案的目的，并非旨在限制本发明。正如本文所使用的，单数形式“一”、“一个”和“所述”旨在也包括复数形式，除非上下文另有清楚说明。将进一步理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，指明存在所述特征、数值、步骤、操作、元件和/或组件，但是不排除存在或加入一种或多种其他的特征、数值、步骤、操作、元件、组件和/或其群组。如本文所使用的，术语“和/或”包括一种或多种相关列举项目的任何和所有组合。在整个说明书中，除非明确地相反描述，术语“包括(comprise)”和变化形式例如“包含(comprises)”或“包含有(comprising)”应被理解为暗示包含所述元件但是不排除任何其它元件。另外，在说明书中描述的术语“单元”、“器”、“器件”和“模块”指的是用于处理至少一个功能和操作的单元，并且可以由硬件组件或软件组件及其组合来实现。
进一步地，本发明的控制逻辑可以实施为计算机可读介质上的非易失性计算机可读介质，其包含由处理器、控制器等执行的可执行程序指令。计算机可读介质的示例包括但不限于ROM、RAM、光盘(CD)-ROM、磁带、软盘、闪存驱动器、智能卡和光学数据存储装置。计算机可读介质还可以分布于网络连接的计算机系统，使得计算机可读介质例如通过远程信息处理服务器或控制器局域网络(CAN)以分布方式来存储和执行。
下面将参考所附附图对本发明的示例性实施方案进行描述。
图1是示出了可以应用根据本发明的控制方法的连续可变气门持续时间装置100的示例的示意性配置图。
连续可变气门持续时间装置100包括凸轮轴110和凸轮部分120；所述凸轮轴110形成有凸轮轴槽112；所述凸轮部分120设置在凸轮轴110上以使得相对相位可变，其包括凸轮121、凸轮122和凸轮槽124，并且具有与凸轮轴110的旋转中心一致的旋转中心。
进一步地，连续可变气门持续时间装置100还包括滚子引导部分130，该滚子引导部分130与其中的凸轮轴槽112和凸轮槽124连接。滚子引导部分130的一个端部通过铰链131和支架150连接至发动机，在滚子引导部分130的另一个端部形成有控制槽132。进一步地，连续可变气门持续时间装置100包括控制轴140，该控制轴140与凸轮轴110平行设置并且具有控制销141，所述控制销141插入控制槽132中并且形成为偏离控制轴140的中心。
滚子引导部分130的旋转中心与凸轮轴110的旋转中心平行，并且可以通过控制器(未示出)、电动机等利用致动器控制器来移动。通过在滚子引导部分130的旋转中心和凸轮轴110的旋转中心之间产生差异，凸轮轴槽112和凸轮槽124的相对相位角也可以变化，使得凸轮轴110和凸轮120的相对旋转速度可以改变。因此，气门持续时间(其为气门升程的开启时间和关闭时间之间的持续时间)可以改变。
进一步地，连续可变气门持续时间装置100可以通过根据铰链131的位置设计固定气门开启时间点或气门关闭时间点并且改变其他时间点来改变气门持续时间，以及也可以通过固定最大开启时间点(最大开启位置(MOP))并且改变气门开启时间点或气门关闭时间点来改变气门持续时间。
图1中所示的连续可变气门持续时间装置100仅是可以应用根据本发明的实施方案的控制方法的连续可变气门持续时间装置的示例，并且可以应用根据本发明的控制方法的连续可变气门持续时间装置不限于具有图1中所示的上述结构。
图2是示出了用于计算包括根据本发明的连续可变气门持续时间装置的发动机的内部EGR(exhaust gas recirculation，排气再循环)量的装置的配置的框图。
根据本发明的实施方案的用于计算内部EGR量的装置包括：汽缸残留气体量计算器、基本回流气体量计算器以及内部EGR量计算器。
汽缸残留气体量计算器基于包括连续可变气门持续时间装置的发动机的汽缸的内部容积和内部压力、排气温度等，来计算在进气门20的气门开启时间点处残留在发动机的汽缸中的残留气体的量(VRESIDUAL)。此时，汽缸的内部容积意味着在进气门20的开启时间点处汽缸40中的燃烧室的容积。进一步地，可以利用通过进气系统的歧管绝对压力(MAP)传感器测量的平衡箱的压力和排气的压力来计算汽缸40的内部压力。可以利用安装在排气系统中的温度传感器来测量排气温度。
汽缸残留气体量计算器使用定义汽缸的内部容积和内部压力以及排气温度的值的预定映射，以及这些值与汽缸内的残留气体量之间的关系来计算残留气体量。在未发生气门重叠的情况下，由于不存在回流气体，因此汽缸40的残留气体量按照原样设定为内部EGR量。
基本回流气体量计算器计算当发生气门重叠时回流至进气门的排气量。在气门重叠期间发生的排气的回流由于进气侧的压力和排气侧的压力之间的差异而发生。进一步地，回流时气体的动作根据排气温度和预定的操作角度的气门重叠持续时间而改变。
因此，基本回流气体量计算器可以通过将进气侧的压力和排气侧的压力的测量值以及气门重叠持续时间输入到定义上述值和回流气体量之间的关系的预定映射，来计算流回到进气门的排气的总量(VBACK)。
内部EGR量计算器利用汽缸残留气体量计算器和基本回流气体量计算器计算出的结果来计算最终的内部EGR量(VTOTAL)。
基本上，最终的内部EGR量(VTOTAL)是在气门关闭时间点处发动机的汽缸中残留的汽缸残留气体量(VRESIDUAL)与基本回流气体量(VBACK)之和。同时，如上所述，在未发生气门重叠的情况下，不存在排气回流现象。因此，汽缸残留气体量(VRESIDUAL)设定为最终的内部EGR量(VTOTAL)。
然而，如图5A和图5B所示，在操作连续可变气门持续时间装置100时，进气门20的气门曲线(图5A)或排气门30的气门曲线(图5B)(进气门或排气门为控制的目标)被改变。具体地，气门曲线表现出气门升程量根据气门的操作角度的变化，气门曲线的内部面积表现出相应气门的有效开启面积。
在图5A中，假定在不执行由连续可变气门持续时间装置100进行的对气门持续时间的控制的情况下进气门20的气门持续时间(ISTANDARD)是从进气门的开启时间点(IO)到关闭时间点(IC2)。如果在进气门20的开启时间点(IO)固定的状态下，通过连续可变气门持续时间装置100将关闭时间点从IC2增加到IC3，则按照原样维持最大气门升程量，并且气门持续时间增加，使得气门曲线改变。
因此，即使当气门重叠发生在相同的时间段(IO到EC)时，在气门重叠期间进气门20和排气门30的气门曲线彼此重叠的部分的面积(有效开启面积)也被改变。结果，在气门重叠期间回流气体的流量也被改变。因此，内部EGR量计算器基于通过连续可变气门持续时间装置100的操作而改变的气门持续时间来校正由基本回流气体量计算器计算的基本回流气体量。
优选地，为此，内部EGR量计算器根据通过连续可变气门持续时间装置100的操作而改变气门持续时间时的有效开启面积的变化来计算校正因子，并且通过将基本回流气体量(VBACK)乘以校正因子来校正基本回流气体量(VBACK)。
在上述的图5A的示例中，在不执行通过连续可变气门持续时间装置100进行的气门控制的情况下，进气门20的基本气门曲线(IO->IC2)是根据在车辆中应用的气门的规格的预定值，并存储在内部EGR量计算器中。因此，在不执行由连续可变气门持续时间装置100进行的气门控制的情况下，进气门20的气门曲线(IO->IC2)和排气门30的曲线(EO->EC)在气门重叠期间彼此重叠的面积(A1)可以由进气门的开启时间点(IO)和排气门的关闭时间点(EC)来确定。
同时，在执行由连续可变气门持续时间装置100进行的气门控制的情况下，进气门的气门曲线(IO->IC3)是通过将气门曲线(IO->IC2)根据气门持续时间的变化以预定比率改变而获得的值。一旦获得了改变的气门曲线(IO->IC3)，在执行由连续可变气门持续时间装置100进行的气门控制的情况下，进气门20的气门曲线和排气门30的曲线(EO->EC)彼此重叠的面积(A2)可以利用进气门的开启时间点(IO)和排气门的关闭时间点(EC)来获得。
如上所述，如果气门持续时间增加，则在相同气门重叠时间段内的有效开启面积减小，反之，如果气门持续时间减少，则在相同气门重叠时间段内的有效开启面积增大。因此，在这种情况下，可以计算面积(A1)和面积(A2)的比率(A2/A1)作为用于反映该情况的校正因子，面积(A1)为在不执行由连续可变气门持续时间装置100进行的气门控制的情况下进气门20的气门曲线(IO->IC2)和排气门30的曲线(EO->EC)彼此重叠的面积，面积(A2)为与在执行由连续可变气门持续时间装置100进行的气门控制的情况下进气门20的气门曲线和排气门30的曲线(EO->EC)彼此重叠的面积。
如上所述，在由连续可变气门持续时间装置100进行气门控制时的气门曲线(IO->IC2)通过气门持续时间的变化来确定。
因此，优选地，可以获得由连续可变气门持续时间装置100控制的气门的最大开启时间点(MOP)和气门关闭时间点(IC2)，并且可以获得在由连续可变气门持续时间装置100进行气门控制时的气门曲线(IO->IC2)，作为最大开启时间点(MOP)和气门关闭时间点(IC2)的预定函数。
进一步地，在另一个优选示例中，可以获得由连续可变气门持续时间装置100控制的气门的最大开启时间点(MOP)和气门开启时间点(IO)，并且可以获得气门曲线(IO->IC2)作为最大开启时间点(MOP)和气门开启时间点(IO)的预定函数。
进一步地，在另一个优选示例中，可以获得由连续可变气门持续时间装置100控制的气门的开启时间点(IO)和关闭时间点(IC2)，并且可以获得气门曲线(IO->IC2)作为气门的开启时间点(IO)和关闭时间点(IC2)的预定函数。
或者，可以获得由连续可变气门持续时间装置100控制的气门的气门持续时间和最大开启时间点(MOP)，并且由此可以获得气门曲线(IO->IC2)。
或者，气门曲线(IO->IC2)被定义为针对由连续可变气门持续时间装置100控制的气门的气门持续时间所指定的函数，并且获得气门持续时间值，可以由此获得气门曲线(IO->IC2)。
更优选地，根据本发明的用于计算内部EGR量的装置可以进一步包括进气量控制器，该进气量控制器基于由内部EGR量计算器计算的内部EGR量来确定充入汽缸40中的新鲜空气量，并且根据确定的新鲜空气量来控制发动机的进气量。
进气量控制器控制节气门10等等以进行以下控制：当内部EGR量增加时，减少新鲜空气量；当内部EGR量减少时，增加新鲜空气量。如此，能够以最佳的方式控制进气量，从而抑制排气的产生，并且提高发动机的效率。
图3是示出了用于计算包括根据本发明的连续可变气门持续时间装置的发动机的内部EGR量的方法的流程图。
参照图3，汽缸残留气体量计算器计算在进气门20的开启时间点(IVO)处的基本汽缸残留气体量(VRESIDUAL)(S10)。如上所述，汽缸残留气体量计算器可以根据汽缸的内部容积和内部压力以及排气温度来计算汽缸40的残留气体量。
接下来，基本回流气体量计算器确定是否发生了气门重叠，以便计算基本回流气体量(S20)。气门重叠指的是进气门20的开启时间点(IVO)存在于排气门30的关闭时间点(EVC)之前，排气门30和进气门20都开启的状态。因此，是否发生了气门重叠可以利用排气门30的关闭时间点(EVC)和进气门20的开启时间点(IVO)来检查。
如上所述，在未发生气门重叠的情况下，不存在排气回流现象。因此，内部EGR量计算器将在步骤S10计算出的基本汽缸残留气体量(VRESIDUAL)确定为最终的内部EGR量(VTOTAL)(S60)。
如果确定出发生了气门重叠，为了确定最终的内部EGR量，基本回流气体量计算器计算在气门重叠时间段内回流至进气门的基本回流气体量(VBACK)(S30)。如上所述，基本回流气体量计算器可以根据排气压力、进气压力、排气温度和气门重叠持续时间来计算基本回流气体量(VBACK)。基本回流气体量(VBACK)是在不执行由连续可变气门持续时间装置100进行的气门控制的情况下，与基本气门曲线相关的值。
接下来，内部EGR量计算器基于通过连续可变气门持续时间装置100的操作而改变的气门持续时间来校正基本回流气体量(VBACK)。如上所述，内部EGR量计算器基于根据气门持续时间的变化的气门曲线来确定校正因子，并且通过将基本回流气体量(VBACK)乘以校正因子来校正基本回流气体量(VBACK)。已参照图2详细描述了由内部EGR量计算器执行的基本回流气体量(VBACK)的校正过程，将省略对其的详细描述。
接下来，内部EGR量计算器通过将校正的基本回流气体量(VBACK')与基本汽缸残留气体量(VRESIDUAL)相加来计算最终的内部EGR量(S50)。
进一步地，进气量控制器基于由内部EGR量计算器计算出的最终的内部EGR量来计算最终的汽缸新鲜空气充入量(S70)。可以将进气量与计算出的最终的内部EGR量之间的差异作为最终的汽缸新鲜空气充入量，该进气量对应于能够使发动机效率最大化并且能够抑制有害排气的产生的最佳空气燃料比率。
当确定出最终的汽缸新鲜空气充入量时，进气量控制器通过控制进气系统的节气门10等等来控制进气量，以便引入与最终的汽缸新鲜空气充入量相对应的新鲜空气(S80)。
图6A和图6B是示出了计算出的空气量(汽缸充入量)和测量出的空气量的比率根据发动机RPM的示意图。图6A示出了其中不应用根据本发明的用于计算内部EGR量的方法的比较示例的结果，图6B是其中应用了根据本发明的用于计算内部EGR量的方法的示例的结果。
在不应用根据本发明的用于计算内部EGR量的方法的比较示例的情况下，通过计算内部EGR量来计算汽缸充入量，而不考虑气门持续时间的变化的影响，计算出的空气量/测量出的空气量的标准差约为3.67％。相反，在应用根据本发明的用于计算内部EGR量的方法来校正内部EGR量的示例的情况下，计算出的空气量/测量出的空气量的标准差几乎降低了一半，即标准差约为1.84％。
照此，依照根据本发明的控制方法和装置，可以精确计算在气门持续时间由连续可变气门持续时间装置改变时的内部EGR量，从而可以为发动机提供精确的所需空气量。
因此，根据本发明，可以抑制过多的燃料供应，从而可以提高燃料效率。进一步地，能够抑制小于实际所需的燃料量的燃料供应，以防止发动机的输出降低，并且抑制有害排气的产生。

Claims (17)

1.一种用于计算包括连续可变气门持续时间装置的发动机的内部EGR量的方法，所述方法包括：
由内部EGR量计算器，基于在进气门或排气门的气门重叠期间由连续可变气门持续时间装置的操作改变的气门持续时间来计算内部EGR量，
其中，所述内部EGR量是发动机的汽缸中残留气体量和气门重叠期间回流至汽缸中的气体的回流气体量之和，
所述回流气体量是基于通过连续可变气门持续时间装置的操作而改变的气门持续时间，通过在气门重叠时间段内对根据排气压力、进气压力、排气温度以及气门重叠持续时间确定的基本回流气体量进行校正而获得的值。
2.根据权利要求1所述的用于计算包括连续可变气门持续时间装置的发动机的内部EGR量的方法，其中，在校正所述基本回流气体量时，通过利用根据由连续可变气门持续时间装置控制的进气门或排气门的最大开启时间点和气门关闭时间点而确定的气门曲线，以预定比率对所述基本回流气体量进行校正。
3.根据权利要求1所述的用于计算包括连续可变气门持续时间装置的发动机的内部EGR量的方法，其中，在校正所述基本回流气体量时，通过利用根据由连续可变气门持续时间装置控制的进气门或排气门的最大开启时间点和气门开启时间点而确定的气门曲线，以预定比率对所述基本回流气体量进行校正。
4.根据权利要求1所述的用于计算包括连续可变气门持续时间装置的发动机的内部EGR量的方法，其中，在校正所述基本回流气体量时，通过利用根据由连续可变气门持续时间装置控制的进气门或排气门的开启时间点和关闭时间点而确定的气门曲线，以预定比率对所述基本回流气体量进行校正。
5.根据权利要求1所述的用于计算包括连续可变气门持续时间装置的发动机的内部EGR量的方法，其中，在校正所述基本回流气体量时，通过利用根据由连续可变气门持续时间装置控制的进气门或排气门的气门持续时间和最大开启时间点而确定的气门曲线，以预定比率对所述基本回流气体量进行校正。
6.根据权利要求1所述的用于计算包括连续可变气门持续时间装置的发动机的内部EGR量的方法，其中，通过利用根据由连续可变气门持续时间装置控制的进气门或排气门的气门持续时间而确定的气门曲线，以预定比率对所述基本回流气体量进行校正。
7.根据权利要求1所述的用于计算包括连续可变气门持续时间装置的发动机的内部EGR量的方法，其中，充入汽缸中的新鲜空气量是基于计算出的内部EGR量而确定的，发动机的进气量是根据确定的新鲜空气量而进行控制的。
8.根据权利要求1所述的用于计算包括连续可变气门持续时间装置的发动机的内部EGR量的方法，其包括：
计算发动机汽缸中的残留气体量；
确定是否发生了气门重叠；
在发生了气门重叠时，计算在相应的气门重叠时间段内回流至进气门的气体的基本回流气体量；
基于通过连续可变气门持续时间装置的操作而改变的气门持续时间来校正所述基本回流气体量；
通过将发动机汽缸中的残留气体量和校正的基本回流气体量相加来计算所述内部EGR量。
9.根据权利要求8所述的用于计算包括连续可变气门持续时间装置的发动机的内部EGR量的方法，进一步包括：
如果确定出未发生气门重叠，则计算发动机汽缸中的残留气体量作为内部EGR量。
10.根据权利要求8所述的用于计算包括连续可变气门持续时间装置的发动机的内部EGR量的方法，进一步包括：
根据计算出的内部EGR量来确定充入汽缸中的新鲜空气量，并且根据确定的新鲜空气量来控制发动机的进气量。
11.一种用于计算包括连续可变气门持续时间装置的发动机的内部EGR量的装置，所述装置包括：
汽缸残留气体量计算器，其配置为基于发动机汽缸的内部容积和内部压力以及排气温度来计算包括连续可变气门持续时间装置的发动机的汽缸中的残留气体量；
基本回流气体量计算器，其配置为根据排气压力、进气压力、排气温度以及气门重叠持续时间来计算在气门重叠期间通过排气门回流至汽缸的气体的量；
内部EGR量计算器，其配置为利用由所述汽缸残留气体量计算器计算的汽缸残留气体量和由所述基本回流气体量计算器计算的基本回流气体量来计算内部EGR量，
其中，所述内部EGR量计算器通过在进气门或排气门的气门重叠期间，基于通过连续可变气门持续时间装置的操作而改变的气门持续时间对基本回流气体量进行校正，来计算内部EGR量。
12.根据权利要求11所述的用于计算包括连续可变气门持续时间装置的发动机的内部EGR量的装置，进一步包括：
进气量控制器，其配置为基于由内部EGR量计算器计算的内部EGR量来确定充入汽缸中的新鲜空气量，并且根据确定的新鲜空气量来控制发动机的进气量。
13.根据权利要求11所述的用于计算包括连续可变气门持续时间装置的发动机的内部EGR量的装置，其中，通过利用根据由连续可变气门持续时间装置控制的进气门或排气门的最大开启时间点和气门关闭时间点而确定的气门曲线，以预定比率对所述基本回流气体量进行校正。
14.根据权利要求11所述的用于计算包括连续可变气门持续时间装置的发动机的内部EGR量的装置，其中，通过利用根据由连续可变气门持续时间装置控制的进气门或排气门的最大开启时间点和气门开启时间点而确定的气门曲线，以预定比率对所述基本回流气体量进行校正。
15.根据权利要求11所述的用于计算包括连续可变气门持续时间装置的发动机的内部EGR量的装置，其中，通过利用根据由连续可变气门持续时间装置控制的进气门或排气门的开启时间点和关闭时间点而确定的气门曲线，以预定比率对所述基本回流气体量进行校正。
16.根据权利要求11所述的用于计算包括连续可变气门持续时间装置的发动机的内部EGR量的装置，其中，通过利用根据由连续可变气门持续时间装置控制的进气门或排气门的气门持续时间和最大开启时间点而确定的气门曲线，以预定比率对所述基本回流气体量进行校正。
17.根据权利要求11所述的用于计算包括连续可变气门持续时间装置的发动机的内部EGR量的装置，其中，通过利用根据由连续可变气门持续时间装置控制的进气门或排气门的气门持续时间而确定的气门曲线，以预定比率对所述基本回流气体量进行校正。
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