本發(fā)明涉及內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的領(lǐng)域。本發(fā)明更具體地涉及一種控制燃燒廢氣的再循環(huán)閥的方法。本發(fā)明還涉及一種適于實(shí)施這種方法的計(jì)算機(jī)并且涉及一種包括配備有這種計(jì)算機(jī)的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)動(dòng)車輛。

背景技術(shù)：

來(lái)自與由內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行所產(chǎn)生的污染物的排放水平相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，例如稱為EURO VI的歐洲標(biāo)準(zhǔn)的限制變得越來(lái)越嚴(yán)格。

對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的控制功能所要求的性能水平因此越來(lái)越苛刻，尤其在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的過(guò)渡階段中需要具有對(duì)進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣量的控制。

尤其在朝向配備有再循環(huán)氣體的流量控制閥(還表示為EGR閥)的進(jìn)氣口配備有諸如渦輪增壓器和燃燒廢氣的再循環(huán)環(huán)路(還表示為EGR環(huán)路)的增壓系統(tǒng)的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下，在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的過(guò)渡階段期間，EGR閥與渦輪增壓器的渦輪機(jī)同步是必要的，以具有對(duì)進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣量的該控制。

已知例如文件WO2013111385描述了一種方法，其中對(duì)EGR閥和渦輪增壓器的渦輪機(jī)位置的控制基于剩余氧氣系數(shù)的計(jì)算來(lái)確定，并且在檢測(cè)到過(guò)渡階段的情況下改變。然而這種方法未考慮EGR閥的響應(yīng)時(shí)間，并因此不允許與渦輪增壓器的渦輪機(jī)同步的EGR閥的運(yùn)行，這在對(duì)EGR閥的控制上存在延遲的可能性。

在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的過(guò)渡階段時(shí)，EGR閥與渦輪增壓器的渦輪機(jī)的較差的同步對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的影響是：

-氣穴，當(dāng)燃燒廢氣的再循環(huán)閥保持打開時(shí)，其產(chǎn)生由駕駛員感受到的力矩穴(trou de couple)，并因此不利于駕駛體驗(yàn)。

-空氣過(guò)量，當(dāng)燃燒廢氣的再循環(huán)閥保持關(guān)閉時(shí)，其產(chǎn)生排放的煙霧并形成不可控的煙灰。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明的目的在于確保在過(guò)渡狀態(tài)時(shí)EGR閥與渦輪增壓器的渦輪機(jī)之間良好的同步。

為了達(dá)到該目的，根據(jù)本發(fā)明提出一種控制內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的燃燒廢氣的再循環(huán)閥的方法，該發(fā)動(dòng)機(jī)包括：

空氣的進(jìn)氣管路，

燃燒廢氣的排氣管路，

燃燒廢氣的再循環(huán)環(huán)路，其在排氣管路和進(jìn)氣管路之間延伸并且包括再循環(huán)閥，

渦輪增壓器，其包括設(shè)置在排氣管路中的燃燒廢氣的膨脹式渦輪機(jī)，

本方法的特征在于，其包括以下步驟：

確定渦輪機(jī)上游的實(shí)際壓力，

確定渦輪機(jī)中的燃燒廢氣的流量的控制值，

對(duì)于確定的所述渦輪機(jī)中的廢氣的流量的所述控制值，確定所述渦輪機(jī)上游的預(yù)期壓力，

根據(jù)預(yù)期壓力和渦輪機(jī)上游的實(shí)際壓力確定參考?jí)毫Γ?/p>

基于確定的參考?jí)毫Υ_定再循環(huán)閥的控制值，

控制再循環(huán)閥至所確定的控制值。

在渦輪機(jī)包括位置可調(diào)節(jié)的葉片的變型例中，渦輪機(jī)中的燃燒廢氣的流量的控制值對(duì)應(yīng)于葉片位置的值。

在變型例中，預(yù)期壓力的確定步驟包括以下的附加步驟：

確定空氣流量值，

確定渦輪機(jī)上游的溫度，

確定渦輪機(jī)下游的壓力，

確定預(yù)期壓力，根據(jù)：

-基于空氣流量值、渦輪機(jī)上游的溫度以及渦輪機(jī)下游的壓力獲得的標(biāo)準(zhǔn)空氣流量值，

-渦輪機(jī)的運(yùn)行范圍。

在渦輪機(jī)包括渦輪機(jī)放氣閥的變型例中，渦輪機(jī)中的燃燒廢氣的流量的控制值對(duì)應(yīng)于放氣閥打開的值。

在變型例中，參考?jí)毫Φ拇_定步驟包括預(yù)期壓力的濾波步驟并且參考?jí)毫νㄟ^(guò)以下關(guān)系確定：

P_f＝P_proj-(P_projfiltrée-P_rat)

其中P_projfiltrée是濾波后的預(yù)期壓力。

在變型例中，調(diào)整濾波使得當(dāng)渦輪機(jī)上游的燃燒廢氣的壓力不穩(wěn)定時(shí)，參考?jí)毫Φ扔陬A(yù)期壓力。

在變型例中，調(diào)整濾波使得當(dāng)渦輪機(jī)上游的燃燒廢氣的壓力不穩(wěn)定時(shí)，參考?jí)毫?P_f)等于渦輪機(jī)上游(7)的實(shí)際壓力(P_rat)。

優(yōu)選地，預(yù)期壓力的濾波由一階濾波器實(shí)現(xiàn)。

本發(fā)明也涉及一種電子計(jì)算機(jī)，其特征在于其包括采集裝置、處理裝置和控制裝置以及實(shí)施根據(jù)前述變型例中任一個(gè)所述的方法所需的軟件指令。

本發(fā)明還涉及一種包括內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)動(dòng)車輛，該發(fā)動(dòng)機(jī)包括：

空氣的進(jìn)氣管路，

燃燒廢氣的排氣管路，

燃燒廢氣的再循環(huán)環(huán)路，其在排氣管路和進(jìn)氣管路之間延伸并且包括再循環(huán)閥，

渦輪增壓器，其包括設(shè)置在排氣管路中的燃燒廢氣的膨脹式渦輪機(jī)，

其特征在于，該發(fā)動(dòng)機(jī)包括本發(fā)明的計(jì)算機(jī)。

附圖說(shuō)明

通過(guò)閱讀下文對(duì)本發(fā)明的非限制性具體實(shí)施方式的描述，并參照附圖，使得其它的特征和優(yōu)點(diǎn)得以顯現(xiàn)，在附圖中：

-圖1是配備有燃燒廢氣的再循環(huán)環(huán)路和渦輪增壓器的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的示意圖。

-圖2是控制燃燒廢氣的再循環(huán)閥的方法的示意圖。

具體實(shí)施方式

圖1圖示了可以配備在機(jī)動(dòng)車輛中的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)1，例如狄塞爾(Diesel)類型的通過(guò)壓縮點(diǎn)火的發(fā)動(dòng)機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)1通常包括用于接收空氣和燃燒所需的碳?xì)淙剂系闹辽僖粋€(gè)燃燒室2。圖1中示出了四個(gè)燃燒室，但是發(fā)動(dòng)機(jī)可以包括不同數(shù)目的燃燒室。內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)1包括進(jìn)氣管路3，其允許將進(jìn)入的空氣帶入燃燒室2中。內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)1還包括排氣管路4，其允許排出燃燒室2中的排放氣體。排氣管路4包括排氣收集器5，排氣管路通過(guò)該排氣收集器連接到內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)1。

內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)1還包括渦輪增壓器，其中進(jìn)氣增壓器6設(shè)置在進(jìn)氣管路3中，并且膨脹式渦輪機(jī)7設(shè)置在排氣管路4中。渦輪機(jī)7與增壓器通過(guò)未示出的共同旋轉(zhuǎn)軸連接，并且通過(guò)燃燒廢氣在排氣管路4中的循環(huán)所驅(qū)動(dòng)的渦輪機(jī)7因此允許驅(qū)動(dòng)對(duì)進(jìn)氣增壓器6的驅(qū)動(dòng)。

排氣管路4還可以至少包括一個(gè)消除污染的部件，例如氧化催化器8、氮氧化物的選擇性還原催化器9和微粒過(guò)濾器10。

發(fā)動(dòng)機(jī)1還包括再循環(huán)環(huán)路11，其在排氣管路4和進(jìn)氣管路3之間延伸并且允許提取一部分排放的燃燒廢氣，以便將其朝進(jìn)氣口再帶回來(lái)。再循環(huán)環(huán)路11包括再循環(huán)閥12。再循環(huán)環(huán)路11中的燃燒廢氣的流量通過(guò)再循環(huán)閥12來(lái)控制。更具體地，再循環(huán)環(huán)路11自渦輪機(jī)7的上游朝向進(jìn)氣增壓器6的下游延伸。

在進(jìn)氣管路3中，相對(duì)于進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣的流動(dòng)方向定義上游和下游。在排氣管路4中，相對(duì)于排出發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒廢氣的流動(dòng)方向定義上游和下游。

發(fā)動(dòng)機(jī)1還包括計(jì)算機(jī)13，該計(jì)算機(jī)包括采集裝置、處理裝置和控制裝置以及軟件指令，指令適于實(shí)施本發(fā)明的控制再循環(huán)閥12的方法中的步驟，其中優(yōu)選實(shí)施方式在圖2中示出。計(jì)算機(jī)13也適于控制渦輪機(jī)7。

圖2示出了配置中的方法的優(yōu)選實(shí)施方式，在配置中渦輪增壓器具有可變的幾何形狀，也就是說(shuō)，其包括包含位置可調(diào)節(jié)的葉片(未示出)的渦輪機(jī)7。對(duì)葉片位置的調(diào)節(jié)允許調(diào)整在渦輪機(jī)入口處的燃燒廢氣的循環(huán)，因此調(diào)節(jié)了流量，以便根據(jù)所需的負(fù)載優(yōu)化渦輪機(jī)的功率。

在該實(shí)施方式中，方法首先包括確定多個(gè)輸入變量的步驟：

-利用傳感器或測(cè)量?jī)x確定渦輪機(jī)7上游的燃燒廢氣的實(shí)際壓力P_rat，

-利用測(cè)量?jī)x確定渦輪機(jī)7中的燃燒廢氣的流量的控制值C_t。在該實(shí)施方式中，渦輪機(jī)7中的燃燒廢氣的流量的控制值C_t對(duì)應(yīng)于渦輪機(jī)7的葉片位置的值。

-利用測(cè)量?jī)x確定空氣流量值C_da，

-利用傳感器或測(cè)量?jī)x確定渦輪機(jī)7上游的溫度T_amt，

-利用傳感器或測(cè)量?jī)x確定渦輪機(jī)7下游的壓力P_avt，

然后，基于空氣流量值C_da、渦輪機(jī)7上游的溫度T_amt以及渦輪機(jī)7下游的壓力P_avt來(lái)確定(圖2中的方框14)標(biāo)準(zhǔn)空氣流量值C_dan。標(biāo)準(zhǔn)空氣流量值C_dan通過(guò)以下關(guān)系獲得：

其中R＝287,085J.kg^-1.K^-1,其為理想氣體通用常數(shù)。

基于該標(biāo)準(zhǔn)空氣流量值C_dan和渦輪機(jī)7的葉片位置的值Ct，可以借助記在適當(dāng)?shù)膱D紙(cartographie)中的渦輪機(jī)7的運(yùn)行范圍來(lái)確定(圖2中的方框15)渦輪機(jī)上游壓力/渦輪機(jī)下游壓力的預(yù)期比例Ratio_{amont/aval turbine}，然后最后可以針對(duì)所確定的渦輪機(jī)7中的燃燒廢氣的流量的控制值C_t來(lái)計(jì)算(圖2中的方框16)渦輪機(jī)7上游的預(yù)期壓力P_proj：

P_proj＝P_avt×Ratio_{amont/aval turbine}

換言之，當(dāng)滿足值C_t時(shí)，渦輪機(jī)7上游的壓力等于P_proj。本方法因此允許預(yù)先確定渦輪機(jī)7上游的壓力。

下一個(gè)步驟(圖2中的方框17)在于根據(jù)預(yù)期壓力P_proj和渦輪機(jī)7上游的實(shí)際壓力P_rat確定參考?jí)毫_f。該參考?jí)毫_f是渦輪機(jī)7上游的燃燒廢氣的壓力值，其被保留以確定再循環(huán)閥12的控制值C_egr。

更確切地，在該步驟中實(shí)現(xiàn)了在預(yù)期壓力P_proj和渦輪機(jī)7上游的燃燒廢氣的實(shí)際壓力P_rat之間的動(dòng)態(tài)擺動(dòng)，這避免了要確定本身的過(guò)渡/穩(wěn)定狀態(tài)，并且無(wú)論發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行與否，允許設(shè)置參考?jí)毫_f。

因此，基于預(yù)期壓力P_proj確定(圖2中的方框18)濾波后的預(yù)期壓力P_projfiltrée，并且通過(guò)以下關(guān)系計(jì)算參考?jí)毫_f：

P_f＝P_proj-(P_projfiltrée-P_rat)

對(duì)預(yù)期壓力P_proj的濾波優(yōu)選地通過(guò)一階濾波器實(shí)現(xiàn)。濾波器主要是低通的以消除高頻噪聲。實(shí)踐中，濾波器是帶通的。濾波器允許模擬時(shí)間延遲以補(bǔ)償由于渦輪增壓器的動(dòng)態(tài)引起的排氣收集器中的壓力響應(yīng)時(shí)間。

例如利用濾波器的時(shí)間常數(shù)的適當(dāng)值來(lái)調(diào)整濾波，使得：

-當(dāng)渦輪機(jī)7上游的燃燒廢氣的壓力隨時(shí)間不穩(wěn)定時(shí)，即發(fā)動(dòng)機(jī)1以過(guò)渡狀態(tài)運(yùn)行時(shí)，濾波后的預(yù)期壓力P_projfiltrée等于實(shí)際壓力P_rat，但是預(yù)期壓力P_proj相對(duì)于實(shí)際壓力P_rat是提前的(基于渦輪增壓器的致動(dòng)器的值而非基于其位置的提前原理)。在該過(guò)渡階段，參考?jí)毫_f等于預(yù)期壓力P_proj。

-當(dāng)渦輪機(jī)7上游的燃燒廢氣的壓力隨時(shí)間穩(wěn)定時(shí)，濾波后的預(yù)期壓力P_projfiltrée等于預(yù)期壓力P_proj(P_proj＝P_projfiltrée)，并因此參考?jí)毫_f等于渦輪機(jī)7上游的實(shí)際壓力P_rat(P_f＝P_rat)。

濾波器的時(shí)間常數(shù)的值在介于300ms和500ms之間為宜(在本文的情況中，約定時(shí)間常數(shù)表示達(dá)到2/3的最終值的時(shí)長(zhǎng))。

基于參考?jí)毫_f，然后確定(圖2中的方框19)燃燒廢氣的再循環(huán)閥12的控制值C_egr。因此，在顯然使用預(yù)期壓力P_roj的值作為參考?jí)毫_f的過(guò)渡狀態(tài)時(shí)，因此提前再循環(huán)閥12的控制值以補(bǔ)償再循環(huán)閥12的致動(dòng)響應(yīng)時(shí)間，并因此最后具有再循環(huán)閥12與渦輪機(jī)7更好的同步和由此具有對(duì)燃燒廢氣的比率更好的控制(因此最終提前了進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣流量)。同樣在使用實(shí)際壓力P_rat的值作為參考?jí)毫_f的穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，確保對(duì)再循環(huán)氣體比率控制的精確性和穩(wěn)定性，并因此最終確?？諝饬髁康木_性和穩(wěn)定性。

最終，控制(參見圖1)再循環(huán)閥12至所確定的控制值C_egr。

本發(fā)明不限于描述的實(shí)施方式。在變型例中，發(fā)動(dòng)機(jī)也可以是控制點(diǎn)火類型的。在渦輪增壓器未設(shè)置有可調(diào)節(jié)的葉片但設(shè)置有限制渦輪增壓器的渦輪機(jī)輪上的排放氣體壓力的放氣閥(發(fā)動(dòng)機(jī)專家通常表示為央格魯-撒克遜術(shù)語(yǔ)的排氣泄壓閥)的另一個(gè)變型例中，燃燒廢氣的流量的控制值對(duì)應(yīng)于放氣閥打開的值。放氣閥通過(guò)打開排放氣體的旁路控制渦輪機(jī)中燃燒廢氣的流量，使得排放氣體不再通過(guò)渦輪機(jī)，這允許限制渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)速，因此也限制了增壓器中輪的轉(zhuǎn)速。

本發(fā)明允許在過(guò)渡狀態(tài)的運(yùn)行階段期間，通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)獲得進(jìn)氣量控制上的動(dòng)態(tài)收益。由于動(dòng)態(tài)擺動(dòng)的存在，本發(fā)明允許在穩(wěn)定態(tài)的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行階段時(shí)保持性能。

該發(fā)明可以標(biāo)準(zhǔn)化以適用于無(wú)論何種構(gòu)造的排氣管路。