[发明专利]发动机进气计量单元和发动机系统

说明书

公开了一种发动机系统及其进气计量单元，所述进气计量单元包括：进气参数检测器件，其连接着发动机进气管，用于检测进气管进气参数；背压检测器件，其连接着发动机排气管，用于检测排气管背压；以及控制器，其连接着发动机、进气参数检测器件和背压检测器件，并且包含基于发动机结构参数和运行参数以及进气参数检测器件和背压检测器件检测到的进气管进气参数和排气管背压的进气量模型，所述控制器利用所述进气量模型确定引入进气管中的新鲜空气量。所述发动机系统可被更精确地计量进气。

技术领域

本申请涉及一种发动机(尤其是柴油发动机)进气计量单元，以及采用这种进气计量单元的发动机系统，其中发动机能够被更精确地计量进气。

背景技术

对于配备有排气再循环装置的发动机而言，发动机引入的新鲜空气量对于发动机的工作性能和尾气排放控制而言至关重要。有各种措施来产生新鲜空气量信号，例如，一种常见的措施是，建立基于被中冷器冷却后的新鲜空气的温度和新鲜空气与再循环排气混合产生的混合气体的压力的进气量模型，并且根据该进气量模型和发动机扫气效率查表，来确定发动机引入的新鲜空气量。这种措施的优点在于成本低。

然而，这种措施存在不足之处。具体而言，对于排气管中装有颗粒过滤器和SCR(选择性催化还原)催化器的发动机，随着颗粒过滤器中的颗粒物收集量的增加，排气管中的背压逐渐增大，背压的增加导致气缸中的扫气效率下降，使得该进气量模型的误差越来越大。其结果是，发动机的新鲜空气计量不准确。这样一方面导致基于进气与喷油量控制的发动机烟度限制功能发生偏差，另一方面导致尾气后处理系统中废气量的计算发生偏差，影响了SCR的控制精度，最终导致发动机尾气排放不合格。

发明内容

本申请旨在对发动机进气量的计量进行改进，其中排气管中的背压被计入，从而更精确地计量发动机引入的新鲜空气量。

根据本申请的一个方面，提供了一种用于配备有排气再循环装置的发动机、尤其是柴油发动机的进气计量单元，包括：

进气参数检测器件，其连接着发动机进气管，用于检测进气管进气参数；

背压检测器件，其连接着发动机排气管，用于检测排气管背压；以及

控制器，其连接着发动机、进气参数检测器件和背压检测器件，并且包含基于发动机结构参数和运行参数以及进气参数检测器件和背压检测器件检测到的进气管进气参数和排气管背压的进气量模型，所述控制器利用所述进气量模型确定引入进气管中的新鲜空气量。

根据本申请的一种可行实施方式，发动机结构参数包括发动机扫气效率和发动机排量，发动机运行参数包括发动机转速，进气参数检测器件包括用于检测进气管中的进气温度和压力的温度传感器和压力传感器。

根据本申请的一种可行实施方式，所述排气管中设有尾气处理装置，其两侧具有随工作时间而变化(例如逐渐增大)的压差，所述背压检测器件为压差传感器，所述压差传感器检测尾气处理装置两侧的压差，尾气处理装置两侧的压差在控制装置确定引入进气管中的新鲜空气量时被用作排气管背压。

根据本申请的一种可行实施方式，控制装置基于下面的公式确定新鲜空气量：

M_fresh＝λ×Fac×V×n×P_mix×C/T_fresh-ab

其中，M_fresh为新鲜空气量；

λ为基于实时测量到的排气管背压确定的修正系数；

Fac为发动机扫气效率；

V为发动机排量；

n为发动机转速；

P_mix为发动机进气管中的进气压力；

C为在实验台上对发动机标定的常数；