[发明专利]在涡轮增压的发动机系统中控制排气再循环

说明书

本申请是基于申请日为2008年3月14日、申请号为200880007347.1(国际申请号PCT/US2008/056955)、发明名称为“在涡轮增压的压缩点火发动机系统中控制排气再循环”的专利申请的分案申请。

本申请要求于2007年3月28日提交的美国临时申请序号60/908,528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压缩点火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进气子系统以及发动机排气子系统。这些排气子系统通常将排气从这些发动机燃烧室中运走、压抑发动机排气噪音，并且减少随着发动机燃烧温度升高而增加的排气氮氧化物(NOx)和微粒。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。排气再循环增加了惰性气体的量并同时减少进气中的氧气，由此降低发动机燃烧温度并且因此减少了NOx的形成。

发明内容

一个示例性实施方案包括一种在包括高压(HP)EGR通道和低压(LP)EGR通道的涡轮增压的发动机系统中控制排气再循环(EGR)的方法。该方法可包括：确定符合排气排放指标的一个目标总EGR分数、以及在所确定的该目标总EGR分数的约束下确定一个目标HP/LP EGR比率来优化其他的发动机系统指标。该目标HP/LP EGR比率的确定可以包括使用至少发动机速度和负载作为一个基础模型的输入以输出一个基础EGR值、使用至少一个其他的发动机系统参数作为至少一个调节模型的输入以输出至少一个EGR调节值、以及用所述至少一个EGR调节值来调节所述基础EGR值以产生至少一个经过调节的EGR值。

另一个示例性实施方案包括一种在包括一个高压(HP)EGR通道和一个低压(LP)EGR通道的涡轮增压的发动机系统中控制排气再循环(EGR)的方法。所述方法可以包括：确定符合排气排放指标的一个目标总EGR分数、以及在所确定的该目标总EGR分数的约束下确定一个目标HP/LP EGR比率来优化其他的发动机系统指标。该目标HP/LP EGR比率的确定可以包括在至少一个模型中使用至少发动机速度和负载来输出一个LP EGR值和一个HP EGR值、将该目标总EGR分数应用到该LP和HP EGR值上以确立LP和HP EGR设置点、以及延迟该HP EGR值的下游通信以解决LP与HP EGR之间的滞后时间。

从以下的详细说明中本发明的其他示例性实施方案将会变得清楚。应该理解，该详细的说明以及多个具体的实例虽然指明了本发明的示例性实施方案，但是旨在仅用于说明的目的而并非旨在限制本发明的范围。

附图说明

从详细的说明以及这些附图中将会更加全面地理解本发明的示例性实施方案，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是说明图3的方法的一个优选控制流程部分并且包括一个总EGR估算框以及多个高压和低压EGR开环控制框的一个框图；

图5A至图5C示出了图4的估算框的多个示例性实施方案；

图6A至图6B示出了图4的高压和低压EGR开环控制框的多个示例性实施方案；

图7是说明阀位置对目标总EGR分数的示例性图的一个曲线图；

图8是说明图3的方法的一个第二控制流程部分的框图；

图9是说明图3的方法的一个第三控制流程部分的框图；

图10是说明图3的方法的一个第四控制流程部分的框图；

图11是HP/LP EGR比率优化的一个示例性控制流程部分的框图并包括一个HP/LP EGR比率确定框以及一个HP/LP EGR补偿框；

图12是图11的HP/LP EGR比率确定框的一个示例性控制流程部分的框图；

图13是图11的HP/LP EGR比率确定框的一个瞬态负载调节模型的一个示例性控制流程部分的框图；

图14是图11的HP/LP EGR比率确定框的一个进气温度调节模型的一个示例性控制流程部分的框图；以及

图15A和15B是图11的HP/LP EGR比率确定框的一个涡轮增压器保护调节模型的示例性控制流程部分的框图。

具体实施方式