确定再循环的废气浓度的方法和装置制造方法
【专利摘要】一种经由再循环回路(20)确定在热力发动机(M)进气歧管(10)的入口再循环的废气浓度的方法，该再循环回路(20)的出口(23)开设在热力发动机(M)的进气流路(3)上，其中，借助于在该再循环回路(20)的出口(23)和所述进气歧管(10)之间的气体流程的建模公式确定所述浓度，该公式表示在指定时间段内的所述浓度，根据：前一时间段内的所述浓度，和在所述前一时间段内在再循环回路(20)的出口(23)的废气浓度。
【专利说明】确定再循环的废气浓度的方法和装置
【技术领域】
[0001] 本发明设及在热力发动机进气歧管的入口再循环的废气浓度的确定。
[0002] 非排他性地，本发明尤其适用于汽车领域，例如用于驱动机动车辆的热力发动机。
【背景技术】
[0003] 希望确定在热力发动机进气歧管的入口再循环的废气浓度，该是因为该比率部分 地决定应用于发动机的设定，例如预先点火时间、燃油消耗率或热力发动机空气流路的阀 口或蝶形阀的位置。
[0004] 根据本发明，将"热力发动机空气流路"设计为在热力发动机的进气入口和废气出 口之间的流路。在所考虑的实施例中，该空气流路包括进气流路、废气流路、和再循环回路， 通过再循环回路传送废气W将其回注到进气中（英文为EGR)。
[0005] 已知W分析的方式、借助于存储数值的缓存器（英文为buffer)、和借助于一阶过 滤器来确定热力发动机进气歧管的入口处再循环的废气浓度。该种确定方法实施起来较复 杂、不精确，并且就存储器来说成本高。
[0006] 存在能够W相对简单、精确和低成本的方式确定在热力发动机进气歧管的入口再 循环的废气浓度的需要。
【发明内容】
[0007] 根据其一方面，本发明的目的在于提供一种经由再循环回路确定在热力发动机 进气歧管的入口再循环的废气浓度的方法，从而满足和实现上述需要，其中再循环回路的 出口开设在热力发动机的进气流路上，其中，借助于在该再循环回路的出口和所述进气歧 管之间的气体流程的建模公式来确定所述浓度，该公式表示一个时间段内的所述浓度，根 据：
[000引前一时间段内的所述浓度，和
[0009] 在所述前一时间段内在再循环回路出口的废气浓度。
[0010] 根据该方法，借助于在进气流路上再循环的废气流程的物理模型来确定在热力发 动机进气歧管的入口的废气浓度，而不是通过分析计算缓存器中存储的数值。而且没有必 要需要该种昂贵的存储器。
[0011] 根据本发明的方法能够W令人满意的精确度确定在进气歧管的入口再循环的废 气浓度。相对实际测量的误差小于绝对值的8%、最佳小于绝对值的4%、最佳小于绝对值 的3 %。通过与根据先前技术的确定方式相比较，根据本发明的方式做出的精确度改善特别 有利于发动机的瞬态运转，更具体地，在发动机的加速或减速阶段或在变速箱换档时是有 利的。
[0012] 该进气流路在热力发动机再循环回路的出口和进气歧管的入口之间没有支路。换 句话说，来自该进气流路的入口或再循环回路的和在所述回路出口下游的进气歧管回路中 流动的气体可采用唯一路径，通过该路径，气体可到达热力发动机的进气歧管。
[0013] 该再循环回路可W包括能够调节回注到热力发动机进气歧管的废气流量的阀口。
[0014] 可将压缩机插设于热力发动机的再循环回路的出口和进气歧管的入口之间。所述 再循环回路可为低压EGR回路，即在再循环回路的废气流路的入口设置在祸轮增压机的祸 轮下游，W及再循环回路的进气歧管流路设置在祸轮增压机的压缩机的上游。
[0015] 热力发动机例如为汽油发动机。在改型中，其可为柴油发动机或混合燃料发动机。 可用"弹性燃料"、生物燃料或GPL(液化石油气）运行该发动机。
[0016] 该热力发动机可为机动车辆的发动机。
[0017] 计量阀设置在热力发动机进气歧管的入口。在所述计量阀的位置确定在进气歧管 入口的废气浓度。
[0018] 该进气歧管流路在再循环回路的出口和进气歧管的入口之间的长度L上延伸，W 及在再循环回路的出口和进气歧管的入口之间的气体流程的建模公式可定义为：
[0019]
【权利要求】
1. 一种经由再循环回路（20)确定在热力发动机（M)的进气歧管（10)的入口再循环 的废气浓度的方法，该再循环回路（20)的出口（23)开设在热力发动机（M)的进气流路（3) 上，其中借助于在再循环回路（20)的出口（23)和所述进气歧管（10)之间的气体流程的建 模公式来确定所述浓度，所述公式表示在指定时间段内的所述浓度，根据： -前一时间段内的所述浓度，和 -在所述前一时间段内在再循环回路（20)的出口（23)的废气浓度。
2. 根据权利要求1所述的方法，该进气流路（3)在该再循环回路（20)的出口（23)和 该热力发动机（M)的进气歧管（10)的入口之间没有支路。
3. 根据权利要求1或2所示的方法，该再循环回路（20)包括阀门（29)，该阀门（29) 能够调节回注到热力发动机（M)的进气中的废气流量。
4. 根据前面任意一项权利要求所述的方法，该再循环回路（20)为低压EGR回路。
5. 根据前面任意一项权利要求所述的方法，在热力发动机（M)的进气歧管（10)的入口 设置计量阀（11)。
6. 根据前面任意一项权利要求所述的方法，该进气流路（3)在该再循环回路（20)的 出口（23)和进气歧管（10)的入口之间的长度L上延伸，以及在该再循环回路（20)的出口 (23)和进气歧管（10)之间的气体流程的建模公式定义为：
XE(；KK(t)表示在指定时间段"t"内在进气歧管（10)的入口再循环的废气浓度， XE(；KK(t-Te)表示在前一时间段"t-Te"内在进气歧管（10)的入口再循环的废气浓度， XEeKSA(t-Te)表示在前一时间段"t-Te"内在再循环回路（20)的出口（23)再循环的废 气浓度，和 dx表示在持续时间Te内气体在再循环回路（20)的出口（23)和进气歧管（10)的入口 之间的流程距离。
7. 根据权利要求5和6所述的方法，其中在持续时间Te内气体在所述再循环回路（20) 的出口（23)和进气歧管（10)的入口之间的流程距离dx可由如下公式表示：
T表示定量阀（11)的入口温度， P表示定量阀（11)的入口压力， r表示理想气体常数， S表示在所述回路（20)的出口（23)和进气歧管（10)的入口之间形成进气流路（3)的 导管（7)的平均截面面积，和 Qpap表示在定量阀（11)的位置气体质量流量。
8. 根据前面任意一项权利要求所述的方法，设置切换系统（29、34)，该切换系统可在 如下配置中相关转换：能够在仅有来自进气流路（3)的入口的新鲜空气的进气歧管（10) 中路由的配置，能够在仅有经由再循环回路（20)再循环的废气的进气歧管（10)中路由的 配置，以及能够在有经由再循环回路（20)再循环的废气和新鲜空气的混合物的进气歧管 (10)中路由的多个配置，该多个配置的混合气体中的废气比例各不相同。
9. 根据权利要求3或8所述的方法，该切换系统包括两个双向阀门，这些阀门中的一个 (34)设置在再循环回路（20)的出口（23)的上游的进气流路（3)上，和这些阀门中的另一 个（29)为能够调节回注到热力发动机进气中的废气流量的阀门。
10. -种经由再循环回路（20)确定在热力发动机（M)的进气歧管（10)的入口再循环 的废气浓度的装置（35)，该再循环回路（20)的出口（23)开设在热力发动机（M)的进气流 路（3)上，该装置配置成用于借助在该再循环回路（20)的出口（23)和所述进气歧管（10) 之间的气体流程的建模公式确定所述浓度，所述公式表示在指定时间段（t)的所述浓度， 根据： -前一时间段（t-Te)内的所述浓度，和 -在所述前一时间段（t-Te)内在所述再循环回路（20)的出口（23)的废气浓度。
【文档编号】F02M25/07GK104481744SQ201410539671
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年7月25日 优先权日:2013年7月26日
【发明者】P·卢茨, F·戴维 申请人:法雷奥电机控制系统公司