专利名称：用于控制包括排气再循环回路的发动机的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于控制车辆发动机的方法，尤其是机动车辆。
具体地i兌，本发明涉及一种方法，该方法^皮应用于配备有排气再循环 系统的发动机，更具体地说是配备有低压型再循环回路的发动机。
背景技术：
此类型的发动机是已知的。
典型地，它包括具有排气及进气歧管的发动机气缸体。 随着排气路线，排气歧管与涡轮增压器的涡轮相通。 这些气体拥有能够转动涡轮以及与其联结的增压器的能量。 从涡轮中通过的这些气体被排放到微粒过滤器以在那里接受一种已知 的处理。
在离开此过滤器时，这些被处理气体中的至少一部分借助于上述回路 而被再循环，同时另一部分在排气管中继续流动至排气节流阀和消音器。 在低压再循环回路中，冷却器使得这些再循环气体的温度有利地被降低。
此外，安置在冷却器下游的再循环阀门能够控制这些气体的流动。 这里应指出，这一流动同样受到进气节流阀的控制。 事实上，后者能够更改这些气体在阀门边界上的压力差，这导致该流 动,皮改变。
然后，这些再循环的气体流入管道中，源于空气入口和空气过滤器的 空气在该管道中循环。
如此构成的气体混合物然后经过增压器以及有可能经过增压空气冷却器而被引至发动机的进气歧管。
已知的是，尤其是与配备有高压再循环系统的发动积4目比，此类发动 机提供的性能很好地满足了(特别是)欧洲标准所要求的防污染的限制性 规定。
具体地讲，已知此类型的发动机使之能够进一步减少氮氧化物(Nox) 以及污染颗粒(诸如碳烟颗粒)的有害排放物。
尽管如此，因为它们的使用仍是最近的事，以往不知道真正地适合于 此类型发动才几的控制方法。
具体地讲，以往并不知道能够根据再循环阀门和排气节流阀的工作状 态来优化对空气流和/或循环率的调节的控制方法。
发明内容
因此，本发明目的是要减轻这些缺陷。
为此，提出了一种用于控制配备有低压型排气再循环回路的发动机的 方法，其特征在于，它包括这样的步骤如果排气再循环阀门的预定变量 的测量值满足预定指标则通过控制安置在此回路中的该阀门的位置来调节 该发动机的预定工作参数，而如果所述测量值未满足所述指标则通过控制 安置在此回路之外的排气节流阀的位置来调节该发动机的预定工作参数。
所述方法的非限制性优选方面如下
- 该发动机的预定工作参数是排气再循环率；
- 该预定参数是旨在与再循环气体混合的空气流量；
- 该预定变量是该阀门的位置，并且满足该指标在于确定该位置是 否小于估计阈值；
- 该节流阀及该阀门的位置是借助于单个调节器来确定的，该调节 器的放大增益(Kp, Ki)是4艮据与所述指标相关的结果而4皮自动选择的；
- 该阈值是基于关于燃料流量与发动机速度的图而被估计的。 根据本发明还提出一种发动机，其包括低压型排气再循环回路、用于
调节该发动机的工作参数的装置、用于控制安置在所述回路之外的排气再循环阀门的位置的装置，以及用于测量该阀门的预定变量的装置，其特征
在于，所述调节装置适于如果与所述阀门相关的变量的测量值满足预定 指标则作用于用于控制所述阀门的位置的装置，而如果所述测量值未满足 所述指标则作用于用于控制所述节流阀的位置的装置。 所述发动机的非限制性优选方面如下
- 该发动机的预定工作参数是排气再循环率；
- 该预定参数是旨在与再循环气体混合的空气流量；
- 该调节装置包括单个调节器，该调节器的放大增益(Kp， Ki)是 根据与所述指标相关的结果而被自动选择的。
参考附图，通过阅读以下对本发明的描述，本发明的其他方面、目的 和优点将变得更加明显，其中
- 图1作为非限定性实例而示出了适于实施本发明方法的发动机；
- 图2是才艮据本发明的空气流量调节结构的简化- 图3更详细地示出了在图2的结构中使用的调节器；
- 图4更详细地示出了在图2的结构中使用的控制信号分离器；
- 图5示出了才艮据本发明的调节结构的非限定性实例。
具体实施例方式
参见图1,示出了本发明的发动机。
该发动机包括发动机气缸体1、进气歧管2和排气歧管3、以及由涡轮 41和增压器42組成的涡轮增压器4 。
经过涡轮41的排气6被引向微粒过滤器7 ，该微粒过滤器的旁通管8 使得这些气体中的至少一部分向增压器42再循环。
在该管道8中，冷却器9和再循环阀门10适于对这些气流分别进行冷 却和控制。
此外，该管道8通往另一管道11,在该管道ll中空气13可以按照由空气进气节流阀14在上游控制的流量而循环。
应当指出，此空气典型地来自连接到空气入口 16的空气过滤器15。
由管道8 、微:粒过滤器7 、涡轮增压器以及管道11构成的组件形成低 压再循环回路17。
同样在离开微粒过滤器7时，未被再循环的这些排气被排放到排气管 道18中，该排气管道18包括排气节流阀19和消音器20。
排气节流阀19通过与阀门IO合作而特别实现了对再循环气体流量的 控制。
这里应指出，对于该发动机的构造，应当考虑对该流量的调节必然相 当于调节排气的再循环率，通常称作EGR率。 事实上，这两个变量是彼此直接相关的。
最后，在图1中作为非限定性实例示出的发动机典型地包括安置在增 压器42与进气歧管2之间的空气冷却器21。
现在参见图2，以整体的形式示出了空气流量调节结构。
该结构包括调节器30 ，该调节器作为输入值而接受借助于已知传感器 而得到的空气流量测量值mes—air与在此调节器上游产生的空气流量定值 ccms一air之间的差值。
所述调节器适于发出控制信号reg_COm，该控制信号使之能够根据预 定指标来控制EGR阀门10和/或排气节流阀19。
根据本发明的一个方面，上述控制信号使之能够控制EGR阀门10及 节流阀19的开^L/闭合位置。
并且所述预定指标涉及EGR阀门10的工作状态。
具体地讲，根据该方面，所述指标在于确定阀门IO的位置是否适于确 保令人满意的工作状态。
作为非限定性的实例，可以认为EGR阀门IO的大于60%的开放不适 合用于调节空气流量。
在此情况下，该方法包括装置50，该装置作用于调节器30以至少实 质上通过排气节流阀19而不再通过EGR阀门10来确保所述调节。这样，装置50使之能够按照是否满足所述预定指标而适配所述调节，
特别是调节器30。
如图2进一步所示，装置50作用于控制信号分离器40。
分离器40将调节器30的控制信号reg—com转换为两个控制信号41
和42。
信号41是用于控制EGR阀门10的位置的信号，而信号42是用于控 制排气节流阀19的位置的信号。
现在将详细描述调节器30和分离器50。
关于这一点，图3概略地示出了调节器30的实施例。
在此情况下，所涉及的调节器是比例积分型的，但本领域技术人员应 当理解其他实现显然也是可行的。
传统地，这种调节器包括具有增益Kp的放大级31、积分级32以及与 积分级32相关的具有增益Ki的第二放大级。
根据本发明，增益Kp和Ki可以具有按照是否满足所述预定指标而 选择的不同值，例如按照EGR阀门10具有大于60。/。的开放位置。
这样，在此实施例中，按照所述指标而改变的不是调节器30的结构， 而是在此调节器中^f吏用的一个或多个增益。
具体地讲，按照预定指标的满足，使用适合于EGR阀门IO或排气节 流阀19的增益Kp和Ki。
图4概略地示出了定值分离器40的一个实施例。
它包括两个单元45和46，它们每个都限定了值的范围，对于这些值 EGR阀门10和节流阀19应当能正确地调节空气流量。
例如在单元45中，该范围被限定在阀门10的两个饱和稳定态 (plateau) MIN和MAX之间。
更确切地说，参考同一附图可以看到，所述分离器包括减法器单元47, 该减法器单元从由调节器30发出的信号reg—com中减去由装置50提供 的值。
该值限定了上述范围中至少一个(在参考该附图的情况下是单元45的范围)的至少一个上限。
在减法器单元47的输出处得到的差值然后被送入单元46中。
这种实现使之能够根据上述范围、按控制信号reg—com的值来发出 信号41或42 。
作为非限定性实例，假"^殳由装置50提供的值等于100。
另外假设信号reg一com的值等于80，因此小于MAX。
在此情况下，该信号的值是在单元45的范围之内。
另外，由单元47从值80中减去值IOO得到-20。
因此值80包含于单元46的范围之内，但是作为负值，认为它不应当 影响排气节流阀的位置。
现在假设信号reg_com的值等于110。
在此情况下，它不再包含于单元45的范围之内，以使得信号reg一com 不再对应于信号41。
另外，在单元47的输出处获得值10，该值这次是正值并且是在单元 46的范围之内。
因此，现在是信号42对应于信号reg—com。
并且随后是由排气节流阀19而不再是由EGR阀门10来确保空气流 量的调节。
具体地，为继续增大空气流量，所述调节器将发出信号42以将排气节 流阀关闭多一些。
同时，EGR阀门10将保持离开单元45的范围时所处的位置。 换句话说，它将保持在祐:认为是饱和的一个状态中。 现在参见图5，示出了根据本发明的完整调节结构的非限定性实例。 特别地，在该图中可以找到调节器30和单元45、 46以及47。 还可以看到该值是如何确立的，它特别用于限定单元45的范围的上限。
事实上，根据本发明的一个优选方面，使用关于EGR阀门IO位置的 燃料流量62和发动机速度61的图60。这个图60另外还间接地用于选择适当的增益Kp和Ki。更确切地说，将图60的输出与EGR阀门10的位置的测量值 mes—pos一EGR进行比较。为此，从例如两个常量C1和C2和图60的输出可以构建出标准化滞 后图65,将测量值mes一pos—EGR与该滞后图进行比较。这个比较的结果使之能够为增益Ki和Kp启用一组适当的值。这样一种选择是在单元66中实现的。其在输入端上接收所述结果以及用于阀门10和节流阀19的增益Ki 和Kp的至少一组值。其另外发出作用于调节器30的信号。例如，该信号在级31和33中产生增益Kp和Ki的更新。因此，如果考虑以上给出的实例，当测量值mes—pos—EGR表明阀门 10的开放小于60%时(由图60提供的值)，单元65向单元66发送这样 的信号，该信号导致其选择适合用于控制阀门IO的一组参数。相反，当测量值mes_pos—EGR表明阀门10的开放大于60%时，单 元65向单元66发送这样的信号，该信号导致其选择适合用于控制节流阀 19而不再是阀门10的一组^L如图5进一步所示，在所述结构的输入处所提供的且与空气流量的测 量值进行比较的空气流量定值具有从关于发动机速度61和燃料流量62的 图70中读出的值。另夕卜，这些单元71、 72和73限定了常量C3、 C4和C5，它们本身限 定了单元45和46的范围的下限以及单元46的范围的上限。这里应指出，在图5中，白背景上的这些单元在校准过程中被限定， 例如在辊筒型测试架上对发动机的校准。当然，本发明决不限于以上描述的实施例。具体地，被调节的发动机的预定参数可以对应于排气再循环率。在此方面，所述调节结构在输入端不再接受测量值以及空气流量定值， 而是接受估计值以及再循环率定值。为获得所述估计值，可以设想不同的解决方案。
第一种解决方案在于使用用于新鲜空气的温度传感器，该新鲜空气尚 未与来自低压回路的再循环气体进行混合。
此外，对刚好在混合之前的再循环气体使用一个温度传感器，并对在 低压再循环回路之后的混合物^f吏用 一个温度传感器。
第二种解决方案在于使用用于发动机的压气室(plemim)中存在的混
合物的温度传感器及用于该混合物的压力传感器。
此外，根据选择而使用通过传感器得到的测量值或空气流量的估计值。
本领域技术人员应当理解还存在本发明的其他变型。
具体地，还可以考虑当不再满足与节流阀相关的预定指标时，首先利
用排气节流阀19然后是EGR阀门10来实现空气流量和/或再循环率的调节。
权利要求
1.一种用于控制配备有低压型排气(6)再循环回路(8)的发动机的方法，其特征在于，该方法包括这样的步骤如果排气再循环阀门(10)的预定变量的测量值满足预定指标则通过控制安置于该回路(8)中的所述排气再循环阀门(10)的位置来调节该发动机的预定工作参数，而如果所述测量值未满足所述指标则通过控制安置于该回路(8)之外的排气节流阀(19)的位置来调节该发动机的预定工作参数。
2. 如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述发动机的预定工 作参数是排气再循环率。
3. 如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述预定参数是旨在 与再循环气体混合的空气流量。
4. 如以上权利要求之一所述的控制方法，其特征在于，所述预定变量 是所述阀门(10)的位置，并且满足所述指标在于确定所述位置是否小于 估计阈值。
5. 如以上权利要求之一所述的控制方法，其特征在于，所述节流阀(19) 和所述阀门(10)的位置是借助于单个调节器(30)来确定的，该调节器 的放大增益(Kp， Ki)是根据与所述指标相关的结果而被自动选择的。
6. 如权利要求4至5之一所述的控制方法，其特征在于，所述阈值是 基于关于发动机速度和燃料流量的图(60)而被估计的。
7. —种发动机，包括低压型排气(6)再循环回路(8)、用于调节该 发动机的预定工作参数的装置、用于控制安置在该回路(8)之中的排气再 循环阀门(10)的位置以及安置在该回路(8)之外的排气节流阀(19)的 位置的装置以及用于测量该阀门(10)的预定变量的装置，其特征在于， 用于调节的所述装置适于如果与所述阀门相关的变量的测量值满足预定 指标则作用于用于控制所述阀门的位置的装置，而如果所述测量值未满足 所述指标则作用于用于控制所述节流阀的位置的装置。
8. 如权利要求7所述的发动机，其特征在于，所述发动机的预定工作^:是排气再循环率。
9. 如权利要求7所述的发动机，其特征在于，所述预定参数是旨在与 再循环气体进行混合的空气流量。
10. 如权利要求7至9之一所述的发动机，其特征在于，用于调节的 所述装置包括单个调节器(30)，该调节器的放大增益(Kp， Ki)是根据 与所述指标相关的结果而^f皮自动选择的。
全文摘要
本发明涉及发动机控制，尤其涉及一种用于控制配备有低压型排气(6)再循环回路(8)的发动机的方法，其特征在于，包括这样的步骤如果排气再循环阀门(10)的预定测量变量满足预定指标则通过控制安置在回路(8)中的该排气再循环阀门(10)的位置来调整发动机的预定工作参数，而如果该变量不满足所述指标则通过控制安排在回路(8)之外的排气节流阀(19)的位置来调整发动机的预定工作参数。
文档编号F02D41/00GK101321942SQ200680045406
公开日2008年12月10日 申请日期2006年12月4日 优先权日2005年12月8日
发明者E·比伊, M·莱波尔科 申请人:雷诺股份公司