[发明专利]用于估算内燃机中氧浓度的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于估算内燃机内氧气浓度的方法，其中所述内燃机包括进气歧管、排气歧管、废气再循环(EGR)系统、节流阀、空气质量传感器、多个气缸，其中空气质量传感器用于测量经过节流阀进入进气歧管的新鲜空气流量内燃机进气歧管内氧浓度水平的估算。

背景技术

现有技术中，用于内燃机的氧气控制系统和方法是大家所熟知的，例如美国专利7,117,078。

通常，内燃机中具有废气再循环(EGR)系统，空气质量传感器(或气流计)，压力传感器以及一个或多个温度传感器。

EGR系统包括一个能够调节从排气歧管流向进气歧管的废气流的可控EGR阀。再循环废气能够在排气管路的任何点获得，例如涡轮机的下游或者后处理点的下游，并且气体可以被再次导入进气管路的任何一点，例如一个或多个压缩机上游或者中间冷却器的上游。

空气质量传感器能够测量经过节流阀进入进气歧管的新鲜空气流。

压力传感器能够测量废气的压力并被布置在进气歧管内新鲜空气和再循环废气流之间混合点的下游。

如上所述，也可能仅存在一个或多个温度传感器，如果只有一个传感器(硬件结构1-HW1)，它被布置在进气歧管内新鲜空气和再循环废气流混合点的下游；如果有两个传感器(硬件结构2-HW2)，它们会被布置在节流阀和EGR阀附近。

普通发动机布置有电子控制单元，其用于估算喷入气缸内的燃料流量(软件结构1-SW1)，以及经过EGR阀的废气流量(软件结构2-SW2)。

已知的氧气控制系统采取流体动力学稳态条件计算进气氧气浓度；这种途径的主要缺点在于在瞬时工作状态下，氧气浓度追踪不精确。

发明内容

基于上述内容，本发明的目的在于提供一种改进的能在稳态和瞬态条件下估算内燃机进气氧气浓度的方法。

根据本发明的方法来实现这个目的以及其它目的，该方法的主要特征在于：

-估算进入气缸的总气流量；

-计算EGR废气流量；

-计算排气歧管内流动的废气的空气分数；

-以排气歧管内的空气分数、进入气缸的总气流量、EGR废气流量以及新鲜空气流量为基础，计算进入气缸的空气质量；

-以新鲜空气流量、EGR废气流量和进入气缸的总气流量为基础，计算进气歧管内的总质量；

-以进入气缸的空气质量和进气歧管内的总质量为基础，计算进气歧管内的空气分数；以及

-以进气歧管内的空气分数为基础计算进气歧管内的氧气质量浓度。

附图说明

参考相应的附图，仅仅通过提供的非限定性实例的下述说明，本发明的进一步特点和优点将会容易明白。其中：

图1是根据本发明的方法执行的运行框图；以及

图2是利用图1中的一个块执行的运行框图。

具体实施方式

简单地说，本发明的方法以利用总质量和空气质量守恒方程的微分式以及观测器途径为基础，其中，观测器途径以布置在进气歧管内的有效传感器为基础。本发明既可用于柴油发动机，也可用于汽油发动机。

图1示出了根据本发明的方法执行的运行框图。

在下面的说明书中，考虑了两种布局：第一种布局仅有一个温度传感器；第二种布局有两个温度传感器。

图1中，第一块1执行EGR废气流量估算，这依靠于软件结构SW1或者SW2。

在第一结构SW1中，不能得到EGR废气流量的外部输入量。因此，第一块1根据下面的方程估算出一个EGR废气流量(由燃烧后的残余空气和燃气组成)：