[发明专利]估计内燃机进气充量温度的系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及内燃机的控制。

背景技术

本节陈述只是提供与本发明相关的背景信息。因此，这些陈述不意图构成对现有技术的认可。

发动机能够包括增压系统，该系统包括涡轮增压器或增压器装置以提供增压的进气给发动机，改善发动机的性能。增压系统压缩进气或新鲜空气流，并且在压缩空气的过程中，还升高进气的温度。离开增压系统的进气的升高温度包括比环境温度下的空气更低的密度。充量空气冷却器是用于冷却增压进气的换热器，增大进气的密度。

排气再循环（EGR）回路用来提供耗尽了氧的EGR流给进气歧管，其中，进气流与EGR流混合形成用于在发动机气缸中燃烧的进气充量流。EGR回路能够包括EGR冷却器，是用于降低EGR流温度的换热器。

发动机的运转取决于进气充量流的性质。控制进气流、EGR流和进气充量流的温度对发动机的有效和高效率控制很重要。能够用行业中公知的传感器测量气流的温度。

发明内容

一种发动机包括混合进气流与排气再循环流以提供进气充量流的进气歧管。一种估计进气充量的进气充量温度的方法包括监测发动机的系统状态、基于监测的系统状态确定混合对进气充量流的比热系数的影响、基于混合对进气充量流的比热系数的影响和监测的系统状态估计进气充量温度以及基于估计的进气充量温度控制发动机。

本发明还提供了以下方案：

1. 一种估计从内燃机的进气歧管流向发动机气缸的进气充量流的进气充量温度的方法，所述进气充量流包括在所述进气歧管中与排气再循环流混合的进气流，所述方法包括：

监测所述发动机的系统状态；

基于所述系统状态确定所述混合对所述进气充量流的比热系数的影响；

基于所述混合对所述进气充量流的比热系数的所述影响和所述系统状态估计所述进气充量温度；以及

基于所述进气充量温度控制所述发动机。

2. 如方案1所述的方法，其中，监测所述系统状态包括监测排气再循环；并且

其中，确定所述混合对所述进气充量流的比热系数的影响包括：

基于所述排气再循环确定所述进气流的比热系数与所述进气充量流的比热系数的比率。

3. 如方案2所述的方法，其中，监测所述系统状态进一步地包括监测当量比；并且

其中，确定所述进气流的比热系数与所述进气充量流的比热系数的比率进一步地基于所述当量比。

4. 如方案2所述的方法，其中，监测所述系统状态进一步地包括：

监测排气再循环温度与充量空气冷却器温度的比率；和

监测当量比；

其中，确定所述混合对所述进气充量流的比热系数的影响进一步地包括：

基于排气再循环温度与充量空气冷却器温度的所述比率和所述当量比确定排气再循环流的比热系数与进气流的比热系数的比率。

5. 如方案4所述的方法，其中，监测所述系统状态进一步地包括：

监测空气分数；

监测所述充量空气冷却器温度；

监测所述排气再循环温度；

监测所述进气充量流的流率；和

监测歧管绝对压力相对于时间的导数；

其中，估计所述进气充量温度运用下列关系：

；

式中，T_c等于所述进气充量温度，

c_pa/c_pc等于所述进气流的比热系数与所述进气充量流的比热系数的所述比率，

f_A等于所述空气分数，

T_cac等于所述充量空气冷却器温度，

c_pe/c_pa等于所述排气再循环流的比热系数与所述进气流的比热系数的所述比率，

T_egr等于排气再循环温度，

V等于进气歧管的容积，

W_c等于所述进气充量流的流率，

γ等于比热比，

R等于常用气体常数，和

等于所述歧管绝对压力相对于时间的所述导数。

6. 如方案5所述的方法，其中，监测所述进气充量流的所述流率包括：

基于前一估计的进气充量温度确定所述进气充量流的所述流率。

7. 如方案2所述的方法，其中，监测所述系统状态进一步地包括：

监测充量空气冷却器温度；

监测当量比；和

监测排气再循环温度；