[发明专利]柴油发动机中的适应性进气氧气估计

说明书

技术领域

本发明涉及柴油发动机的控制。

背景技术

该部分的内容仅提供与本发明有关的背景信息，且可能不构成现有技术。

一般而言，进气歧管中的氧气浓度是用于柴油和稀燃发动机的燃烧性能和排放的重要变量。对于具有外部EGR机构的稀燃发动机，EGR流量也将未使用氧气（或，新鲜空气充气）通过EGR阀带回到进气歧管中，因为在燃烧期间并不是气缸中所有的氧气都被使用。空气质量流量（MAF）传感器可提供用于控制缸内EGR量的反馈信号。控制新鲜空气流量是控制缸内EGR量的间接方式。然而，这种技术并未考虑通过EGR阀进入到进气歧管中的未使用氧气的变化性以及从节气门的动态氧气贡献，且EGR在发动机瞬态期间在混合点（进气歧管）将不同，这将对于瞬态EGR控制具有不利影响。类似地，单独使用估计EGR流率来控制缸内EGR量在瞬态期间不会有效，因为通过节气门和通过EGR阀的流量的动态响应将不同。在另一方面，进气歧管中的氧气浓度捕获不同流量的结束效应，且因此与缸内EGR量和NO_X排放直接相关。由此，发动机控制器需要进气歧管中氧气浓度的准确估计，以稳固地控制缸内混合物并且继而控制燃烧。

发明内容

一种用于估计使用排气再循环的柴油发动机的进气歧管中的氧气浓度的方法包括监测发动机操作、监测排气再循环阀、以及监测排气空气燃料比。当排气再循环阀处于关闭位置情况下发动机操作在稳态时，用于发动机的容积效率被更新。基于更新容积效率，确定由进气歧管中的排气再循环引起的局部压力，且基于由进气歧管中的排气再循环和排气空气燃料比引起的局部压力，确定进气歧管中的估计氧气浓度。发动机的操作基于进气歧管中的估计氧气浓度被控制。

本发明涉及下述技术方案。

1. 一种用于估计使用排气再循环的柴油发动机的进气歧管中的氧气浓度的方法，所述方法包括：

监测发动机操作；

监测排气再循环阀；

监测排气空气燃料比；

当在排气再循环阀处于关闭位置情况下发动机操作处于稳态时，更新用于发动机的容积效率；

基于更新容积效率确定进气歧管内由于排气再循环引起的局部压力；

基于进气歧管内由于排气再循环引起的局部压力和排气空气燃料比确定进气歧管内的估计氧气浓度；以及

基于进气歧管内的估计氧气浓度控制发动机的操作。

2. 根据方案1所述的方法，其中，更新发动机的容积效率包括：

监测通过进气歧管上游的节气门装置的空气质量流量；

使得进入发动机中的空气质量流量与通过节气门装置的空气质量流量相等；以及

基于进入到发动机中的空气质量流量确定更新的容积效率。

3. 根据方案2所述的方法，其中，监测发动机操作包括：

基于通过节气门装置的空气质量流量确定发动机操作在稳态。

4. 根据方案1所述的方法，其中，基于进气歧管内由于排气再循环引起的局部压力和排气空气燃料比确定进气歧管内的估计氧气浓度包括：

监测进气歧管压力；

基于进气歧管内由于排气再循环引起的局部压力和进气歧管压力确定排气再循环流量；以及

基于排气再循环流量和排气空气燃料比确定进气歧管内的估计氧气浓度。

5. 根据方案1所述的方法，还包括将用于发动机的更新容积效率存储为用于随后使用的查询值。

6. 一种操作使用排气再循环的涡轮充气柴油发动机的方法，所述方法包括：

监测进气歧管内的期望氧气浓度；

确定进气歧管内的估计氧气浓度，包括：

监测进入到进气歧管中的空气质量流量；

基于空气质量流量确定发动机处于稳态；

监测排气再循环阀设置；

当发动机处于稳态且排气再循环阀设置关闭时，调节容积效率；

监测发动机的排气系统中的空气燃料比；

基于容积效率确定排气再循环流量；和

基于排气再循环流量和空气燃料比确定进气歧管内的估计氧气浓度；以及

基于期望氧气浓度与估计氧气浓度的比较控制发动机的操作。

7. 根据方案6所述的方法，其中，基于容积效率确定排气再循环流量包括：基于容积效率确定由排气再循环流量引起的进气歧管中的局部压力。

8. 根据方案7所述的方法，其中，确定由排气再循环流量引起的进气歧管内的局部压力包括：

监测进气歧管压力；

基于进气歧管压力和容积效率确定由流入到进气歧管中的进气空气引起的进气歧管内的局部压力；以及