專利名稱：通過渦輪增壓的發(fā)動機系統(tǒng)中的多通道來控制排氣再循環(huán)的制作方法
通過渦輪增壓的發(fā)動機系統(tǒng)中的多通道來控制排氣再循環(huán)
本申請要求于2008年6月2日提交的美國臨時申請?zhí)?1/057，900的權(quán)益。 技術(shù)領(lǐng)域
本披露總體上涉及的領(lǐng)域包括在渦輪增壓的發(fā)動機系統(tǒng)中控制排氣再循環(huán)。
技術(shù)背景
渦輪增壓的發(fā)動機系統(tǒng)包括具有用于將空氣和燃料燃燒以轉(zhuǎn)化為機械功的燃燒 室的發(fā)動機、用于將進氣輸送到這些燃燒室的空氣進氣子系統(tǒng)、以及發(fā)動機排氣子系統(tǒng)。這 些排氣子系統(tǒng)典型地將排氣從這些發(fā)動機燃燒室中運走、抑制發(fā)動機排氣噪音，并且減少 排氣微粒以及隨著發(fā)動機燃燒溫度升高而增加的氮氧化物(NOx)。排氣通常被再循環(huán)到該 排氣子系統(tǒng)之外而進入該進氣子系統(tǒng)以便與新鮮空氣混合，并且回到發(fā)動機。排氣再循環(huán) (EGR)增加了惰性氣體的量并同時減少了進氣中的氧氣，由此降低發(fā)動機燃燒溫度并且因 此減少了 NOx的形成?；旌螮GR系統(tǒng)包括多個EGR通道，例如，在渦輪增壓器與發(fā)動機之間 在渦輪增壓器的一側(cè)上的一個高壓通道，以及在渦輪增壓器的另一側(cè)上的一個低壓通道。發(fā)明內(nèi)容
一種方法的一個示例性實施方案包括在渦輪增壓的發(fā)動機系統(tǒng)中的控制排氣再 循環(huán)(EGR)，該渦輪增壓的發(fā)動機系統(tǒng)包括一個第一 EGR通道以及一個第二 EGR通道。該 方法包括了提供第一和第二 EGR設(shè)置點，這些設(shè)置點是與該第一和第二 EGR通道相關(guān)并且 對一個總EGR設(shè)置點有所貢獻。該方法還包括將一個傳遞函數(shù)應(yīng)用于該第一和第二 EGR設(shè) 置點中的至少一個上，以彌補與該第二 EGR通道相關(guān)聯(lián)的空載時間或滯后時間中的至少一 個。
一種方法的一個進一步的示例性實施方案包括在渦輪增壓的發(fā)動機系統(tǒng)中控制 排氣再循環(huán)(EGR)，該渦輪增壓的發(fā)動機系統(tǒng)包括一個第一 EGR通道以及一個第二 EGR通 道。該方法還包括
a)確定對應(yīng)于基礎(chǔ)第一和第二 EGR設(shè)置點的第一和第二 EGR致動器命令；
b)將系統(tǒng)約束應(yīng)用于該第一和第二EGR致動器命令以產(chǎn)生約束的第一和第二EGR 致動器命令；
c)確定對應(yīng)于該約束的第一和第二 EGR致動器命令的更新的第一和第二 EGR設(shè)置點
d)將該第一 EGR設(shè)置點與該更新的第一 EGR設(shè)置點進行比較；并且
e)響應(yīng)于步驟d)的比較對該基礎(chǔ)第二 EGR設(shè)置點進行調(diào)整以產(chǎn)生一個調(diào)整的第 二 EGR設(shè)置點。
一種方法的一個額外的示例性實施方案包括在渦輪增壓的發(fā)動機系統(tǒng)中控制排 氣再循環(huán)(EGR)，該渦輪增壓的發(fā)動機系統(tǒng)包括一個第一 EGR通道以及一個第二 EGR通道。 該方法還包括
a)建立基礎(chǔ)第一和第二 EGR設(shè)置點；
b)將系統(tǒng)約束應(yīng)用于該基礎(chǔ)第一和第二 EGR設(shè)置點以產(chǎn)生約束的第一和第二EGR 設(shè)置點；
c)確定來自該約束的第一和第二 EGR設(shè)置點的第一和第二 EGR致動器命令；
d)確定對應(yīng)于所確定的第一和第二 EGR致動器命令的更新的第一和第二 EGR設(shè)置點。
e)將該第一 EGR設(shè)置點與該更新的第一 EGR設(shè)置點進行比較；并且
f)響應(yīng)于步驟e)的比較對該基礎(chǔ)第二 EGR設(shè)置點進行調(diào)整以產(chǎn)生一個調(diào)整的第 二 EGR設(shè)置點。
一種方法的另一個示例性實施方案包括在渦輪增壓的發(fā)動機系統(tǒng)中控制排氣再 循環(huán)(EGR)，該渦輪增壓的系統(tǒng)包括一個高壓(HP)EGR通道以及一個低壓(LP)EGR通道。該 方法還包括
a)建立基礎(chǔ)HP和LP EGR設(shè)置點，這些設(shè)置點是與該第一和第二 EGR通道相關(guān)并 且影響一個EGR總設(shè)置點；
b)將系統(tǒng)約束應(yīng)用于步驟a)的基礎(chǔ)HP和LP EGR設(shè)置點或來自步驟h)的該調(diào)整 的HP和LP EGR設(shè)置點中的至少一個以產(chǎn)生約束的HP和LP EGR設(shè)置點；
c)確定對應(yīng)于在步驟a)中建立的基礎(chǔ)HP和LP EGR設(shè)置點、步驟b)的約束的HP 和LP EGR設(shè)置點、或者來自步驟h)的調(diào)整的HP和LP EGR設(shè)置點中的至少一個的HP和LP EGR致動器命令；
d)將對應(yīng)的致動器限制應(yīng)用于在步驟c)中確定的HP和LP EGR致動器命令以產(chǎn) 生更新的HP和LP EGR致動器命令；
e)確定對應(yīng)于來自步驟d)的更新的HP和LP EGR致動器命令的更新的HP和LP EGR設(shè)置點；
f)將一個傳遞函數(shù)應(yīng)用于來自步驟e)的更新的LP EGR設(shè)置點以產(chǎn)生一個修改的 LP EGR設(shè)置點；
g)將更新的HP以及修改的LP EGR設(shè)置點與來自步驟a)的基礎(chǔ)HP和LP EGR設(shè) 置點進行比較；并且
h)對基于來自步驟g)的比較的該基礎(chǔ)HP和LP EGR設(shè)置點進行調(diào)整，以產(chǎn)生調(diào)整 的HP和LP EGR設(shè)置點。
其他示例性實施方案將從以下提供的詳細說明中變得清楚。應(yīng)該理解，詳細的說 明和具體的實例雖然披露了示例性實施方案，但僅旨在用于說明的目的而并非旨在限定本 發(fā)明的范圍。


從詳細的說明和這些附圖中多個示例性實施方案將得到更完全地理解，在附圖 中
圖1是包括一個示例性控制子系統(tǒng)的一個發(fā)動機系統(tǒng)的示例性實施方案的示意 圖2是圖1的發(fā)動機系統(tǒng)的示例性控制子系統(tǒng)的框圖3是可以與圖1的發(fā)動機系統(tǒng)一起使用的一個示例性EGR控制方法的流程圖4是可以與圖3的方法一起使用的一個示例性控制流程的框圖5是可以與圖3的方法一起使用的一個示例性LP EGR傳遞函數(shù)的框圖6是可以與圖3的方法一起使用的一個示例性HP EGR傳遞函數(shù)的框圖7是可以從圖5和圖6的傳遞函數(shù)得到并且可以與圖3的方法一起使用并且處 于圖4的控制流程中的一個示例性系統(tǒng)傳遞函數(shù)的框根據(jù)包括了總EGR分數(shù)突然增加的現(xiàn)有技術(shù)控制方案，圖8A至圖8D是展示了 EGR 設(shè)置點、致動器命令、以及實際EGR值的圖形曲線根據(jù)圖3的方法以及包括了總EGR分數(shù)突然增加的圖4的控制流程，圖9A至圖9D 是展示了 EGR設(shè)置點、致動器命令、以及實際EGR值的圖形曲線根據(jù)包括了 HP EGR貢獻值臨時減小的現(xiàn)有技術(shù)控制方案，圖IOA至圖IOD是展示 了 EGR設(shè)置點、致動器命令、以及實際EGR值的圖形曲線圖；并且
根據(jù)圖3的方法以及包括了 HP EGR貢獻值臨時減小的圖4的控制流程，圖IlA至 圖IlD是展示了 EGR設(shè)置點、致動器命令、以及實際EGR值的圖形曲線圖。
具體實施方式
以下對這些示例性方案的說明在本質(zhì)上僅僅是示例性的，并且絕非旨在對本發(fā) 明、其應(yīng)用、或用途進行限制。
圖1展示了一種示例性運行環(huán)境，并且該示例性運行環(huán)境可以用來實現(xiàn)本披露的 控制多通道排氣再循環(huán)的方法。一般而言，這些方法可以包括對經(jīng)過多個單獨的EGR通道 的排氣流量進行控制，例如，主要用來將一個總EGR分數(shù)保持在一個希望的水平，并且其次 用來保持希望的流量水平經(jīng)過這些單獨的EGR通道。同樣，這些方法可以包括對這些單獨 的EGR通道中的流量進行再平衡以便彌補這些通道中的一個或多個中的傳輸延遲和/或經(jīng) 過這些通道的任何實際的或強加的流量限制。
圖1展示了一種示例性運行環(huán)境，并且該示例性運行環(huán)境可以用來實現(xiàn)本披露的 示例性的EGR控制方法。這些方法可以使用任何適當(dāng)?shù)南到y(tǒng)，例如與發(fā)動機系統(tǒng)(如，系統(tǒng) 10)結(jié)合來執(zhí)行。以下的系統(tǒng)說明簡單地提供了一個示例性發(fā)動機系統(tǒng)的一個簡短概述，但 未在此示出的其他系統(tǒng)和部件也可以支持本披露的示例性方法。
一般而言，系統(tǒng)10可以包括從燃料與進氣的混合物的內(nèi)部燃燒來形成機械功的 一臺內(nèi)燃發(fā)動機12、用于總體上為發(fā)動機12提供進氣的一個進氣子系統(tǒng)14以及用于將燃 燒氣體總體地從發(fā)動機12運走的一個排氣子系統(tǒng)16。在此使用時，階段進氣可以包括新 鮮空氣以及再循環(huán)的排氣。系統(tǒng)10總體上還可以包括跨過排氣和進氣子系統(tǒng)14、16而聯(lián) 通的一臺渦輪增壓器18，用來壓縮輸入空氣來改進燃燒并由此增加發(fā)動機的輸出。系統(tǒng)10 總體上進一步可以包括跨過排氣和進氣子系統(tǒng)14、16的一個排氣再循環(huán)子系統(tǒng)20，用來再 循環(huán)排氣以便與新鮮空氣混合從而改進發(fā)動機系統(tǒng)10的排放性能。系統(tǒng)10總體上進一步 可以包括一個控制子系統(tǒng)22，用來控制發(fā)動機系統(tǒng)10的操作。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認識 到，一個燃料子系統(tǒng)(未示出)被用來給發(fā)動機12提供任何適當(dāng)?shù)囊后w和/或氣體燃料， 以便在其中與進氣燃燒。
內(nèi)燃發(fā)動機12可以是任何適當(dāng)?shù)陌l(fā)動機類型，如柴油機發(fā)動機、或者像柴油發(fā)動機的一種自動點火或壓縮點火發(fā)動機。發(fā)動機12可以包括在其中帶有多個汽缸和活塞(未 單獨示出)的一個汽缸體對，該汽缸體與一個汽缸蓋(也未單獨示出)一起限定了用于燃 料與進氣的混合物的內(nèi)部燃燒的多個燃燒室(未示出)。
除了適當(dāng)?shù)墓艿琅c接頭之外，進氣子系統(tǒng)14還可以包括可以具有用來過濾進入 空氣的一個空氣過濾器(未示出)的進氣端26、一個用來控制EGR的進氣節(jié)流閥27、以及 位于進氣端沈的下游用來壓縮輸入空氣的一個渦輪增壓器壓縮機觀。進氣子系統(tǒng)14可 以還包括位于渦輪增壓器壓縮機觀的下游用來冷卻被壓縮的空氣的一個增壓空氣冷卻器 30、以及位于增壓空氣冷卻器30的下游用來節(jié)流到發(fā)動機12的被冷卻的空氣的流量的一 個進氣節(jié)流閥32。進氣子系統(tǒng)14還可以包括位于節(jié)流閥32的下游以及位于發(fā)動機12的 上游的一個進氣歧管34，以接收被節(jié)流的空氣并且將其分配給這些發(fā)動機燃燒室。
除了適當(dāng)?shù)墓艿琅c接頭之外，排氣子系統(tǒng)16可以包括一個排氣歧管36，用來收集 來自發(fā)動機12的這些燃燒室中的排氣并且在下游將它們運送到排氣子系統(tǒng)16的其余部 分。排氣子系統(tǒng)16還可以包括位于下游與排氣歧管36聯(lián)通的一個渦輪增壓器渦輪機38。 渦輪增壓器18可以是一種可變渦輪幾何形狀(VTG)類型的渦輪增壓器、一種雙級渦輪增壓 器、或者帶有一個廢氣門或旁通裝置的一種渦輪增壓器、或者類似的渦輪增壓器。在任何情 況下，渦輪增壓器18和/或任何渦輪增壓器輔助裝置可以被調(diào)節(jié)以便影響以下參數(shù)中的一 個或多個渦輪增壓器增壓壓力、空氣質(zhì)量流量、和/或EGR流量。排氣子系統(tǒng)16還可以包 括任何適當(dāng)?shù)呐欧叛b置40，如，一個催化轉(zhuǎn)化器，這種催化轉(zhuǎn)化器如同一個緊密連接的柴油 氧化催化劑(DOC)裝，一個氮氧化物(NOx)吸收單元、一個微粒過濾器、或類似的裝置。排 氣子系統(tǒng)16還可以包括設(shè)置在一個排氣出口 44的上游的一個排氣節(jié)流閥42。
EGR子系統(tǒng)20可以是一種混合的或多通道EGR子系統(tǒng)，用來將來自排氣子系統(tǒng)16 的排氣部分再循環(huán)到進氣子系統(tǒng)14用于在發(fā)動機12中的燃燒。因此，EGR子系統(tǒng)20可以 包括兩個或更多通道，如一個第一或高壓(HP) EGR通道46以及一個第二或低壓(LP) EGR通 道48。同樣，如果使用不止一個渦輪增壓器，那么在多級渦輪增壓器之間可以使用一個或多 個額外通道，如一個或多個中間壓力(MP)通道(未示出)?？梢詫P EGR通道46安置在 渦輪增壓器18的一側(cè)上在發(fā)動機12與渦輪增壓器18之間，這樣使得通道46除了與位于 渦輪增壓器壓縮機觀的下游的進氣子系統(tǒng)14相連接之外還與位于渦輪增壓器渦輪機38 的上游的排氣子系統(tǒng)16相連接。并且，可以將LP EGR通道48安置在渦輪增壓器18的另 一側(cè)上離開發(fā)動機12，這樣使得通道48除了與渦輪增壓器壓縮機觀的上游的進氣子系統(tǒng) 14相連接之外還與渦輪增壓器渦輪機38的下游的排氣子系統(tǒng)16相連接。
還考慮在排氣子系統(tǒng)與進氣子系統(tǒng)14、16之間的任何其他適當(dāng)?shù)倪B接，包括其他 形式的HP EGR(如使用內(nèi)部的發(fā)動機可變閥門正時、升壓、定相、持續(xù)時間、或類似的形式) 來引起內(nèi)部HP EGR0根據(jù)內(nèi)部HP EGR，發(fā)動機排氣閥門和進氣閥門的運行可以被正時為使 得在一個燃燒事件過程中產(chǎn)生的一些排氣聯(lián)通返回經(jīng)過進氣閥門，這樣使排氣在隨后的燃 燒事件中燃燒。
除了適當(dāng)?shù)墓艿篮徒宇^之外，HP EGR通道46可以包括一個HPEGR閥門50，用來控 制排氣從排氣子系統(tǒng)16到進氣子系統(tǒng)14的再循環(huán)。HP EGR閥門50可以是具有其自己的 致動器的一個獨立的裝置或者可以與進氣節(jié)流閥32整合在具有一個共同致動器的一個組 合裝置中。HP EGR通道46還可以包括在HP EGR閥門50的上游的(或者任選在下游的)11用于冷卻這些HP EGR氣體的一個HP EGR冷卻器52?？梢詫P EGR通道46連接到渦輪增 壓器渦輪機38的上游以及節(jié)流閥32的下游，以便將HP EGR氣體與被節(jié)流的空氣以及其他 進氣(該空氣可以具有LP EGR)進行混合。
除了適當(dāng)?shù)墓艿篮徒宇^之外，LP EGR通道48可以包括一個LP EGR閥門M，用來 控制排氣從排氣子系統(tǒng)16到進氣子系統(tǒng)14的再循環(huán)。LP EGR閥門M可以是一個具有其 自己的致動器的獨立裝置或者可以與排氣節(jié)流閥42整合在具有一個共同致動器的一個組 合裝置中。LP EGR通道48還可以包括在LP EGR閥門的討的下游的(或者任選在上游的) 用于冷卻LP EGR氣體的一個LP EGR冷卻器56。LP EGR通道48可以連接在渦輪增壓器渦 輪機38的下游以及渦輪增壓器壓縮機觀的上游，以便將LP EGR氣體與經(jīng)過過濾的輸入空 氣進行混合。
在一個示例性實現(xiàn)方式中，可以對進氣節(jié)流閥27進行控制以降低進氣子系統(tǒng)14 中的壓力，并因此驅(qū)動額外的LP EGR0除了或者代替對HP或LPEGR閥門50、54中的一個或 另一個進行控制之外，這是可以做到的。
現(xiàn)在參見圖2，控制子系統(tǒng)22可以包括任何適當(dāng)?shù)挠布?、軟件、?或固件以執(zhí)行 在此披露的這些方法中的至少某些部分例如，控制子系統(tǒng)22可以包括以上所討論的發(fā)動 機系統(tǒng)的這些致動器58中的一些或全部以及不同的發(fā)動機傳感器60。
這些發(fā)動機系統(tǒng)傳感器60未在這些附圖中單獨地示出但可以包括用于監(jiān)測多個 發(fā)動機系統(tǒng)參數(shù)的任何適當(dāng)?shù)难b置。例如，一個發(fā)動機速度傳感器可以測量發(fā)動機曲軸 (未示出)的轉(zhuǎn)動速度；與這些發(fā)動機燃燒室相聯(lián)通的多個壓力傳感器可以測量發(fā)動機汽 缸壓力；進氣和排氣歧管壓力傳感器可以測量流入以及從這些發(fā)動機汽缸中流出的氣體的 壓力；一個輸入空氣質(zhì)量流量傳感器可以測量進氣子系統(tǒng)14中的進入氣流，并且在進氣子 系統(tǒng)14中任何其他之處的任何其他質(zhì)量流量傳感器可以測量到發(fā)動機12的進氣的流量。 在另一個實例中，發(fā)動機系統(tǒng)10可以包括一個用來測量流到這些發(fā)動機汽缸的進氣的溫 度的溫度傳感器，以及位于空氣過濾器的下游以及渦輪增壓器壓縮機觀的上游的一個溫 度傳感器。在另一個實例中，發(fā)動機系統(tǒng)10可以包括與渦輪增壓器壓縮機觀適當(dāng)相連的 一個速度傳感器，以測量其轉(zhuǎn)動速度。一個節(jié)流位置傳感器(如一個整合的角度位置傳感 器)可以測量節(jié)流閥32的位置?？梢詫⒁粋€位置傳感器安置為渦輪增壓器18附近以測量 可變幾何形狀渦輪機38的位置。可以將一個尾管溫度傳感器剛好放置在尾管出口的上游 以測量離開排氣子系統(tǒng)16的排氣溫度。同樣，可以將多個溫度傳感器放置在這個或這些排 放物裝置40的上游以及下游，以測量在它的這個或這些入口以及出口處的排氣的溫度。類 似地，一個或多個壓力傳感器可以跨越這個或這些排放裝置40來放置，以測量跨越它們的 壓降。可以將一個氧氣(O2)傳感器放置在排氣和/或進氣子系統(tǒng)14、16中，以測量這些排 氣和/或進氣中的氧氣。最后，多個位置傳感器可以測量HP和LP EGR閥門50、54以及排 氣節(jié)流閥42的位置。
除了在此討論的這些傳感器60之外，本披露的系統(tǒng)和方法還可以包括其他任何 適當(dāng)?shù)膫鞲衅骷捌湎嚓P(guān)參數(shù)。例如，這些傳感器60還可以包括多個加速度傳感器、車輛速 度傳感器、傳動系速度傳感器、過濾器傳感器、其他流量傳感器、振動傳感器、撞擊傳感器、 進氣與排氣壓力傳感器、NOx傳感器、和/或類似的傳感器。換言之，可以使用任何傳感器 來感測任何適當(dāng)?shù)奈锢韰?shù)，包括電氣、機械、以及化學(xué)參數(shù)。在此使用時，術(shù)語傳感器可以包括用來感測任何發(fā)動機系統(tǒng)參數(shù)和/或這類參數(shù)的不同組合的任何適當(dāng)?shù)挠布?或軟 件。
控制子系統(tǒng)22可以進一步包括與這些致動器58和傳感器60聯(lián)通的一個或多個 控制器(未示出)，用于接收和處理傳感器輸入并且發(fā)送致動器輸出信號。這個或這些控 制器可以包括一個或多個適當(dāng)?shù)奶幚砥骱痛鎯ρb置(未示出)。該存儲器可以被配置為提 供數(shù)據(jù)和指令的存儲，這種存儲提供了發(fā)動機系統(tǒng)10的至少某些功能性并且這種存儲可 以由這個或這些處理器執(zhí)行。該方法的至少某些部分可以由一個或多個計算機程序與作為 查詢表、公式、運算、映射圖、模型、或類似數(shù)據(jù)存儲在該存儲器中不同的發(fā)動機系統(tǒng)數(shù)據(jù)或 指令來啟動。在任何情況下，控制子系統(tǒng)22可以通過從這些傳感器60接收輸入信號、根據(jù) 傳感器輸入信號執(zhí)行指令或運算法則、并且將適當(dāng)?shù)妮敵鲂盘柊l(fā)送給這些不同的致動器58 來控制發(fā)動機系統(tǒng)參數(shù)。
控制子系統(tǒng)22可以包括在這個或這些控制器中的一個或多個模塊。例如，一個頂 級發(fā)動機控制模塊62可以接收并且處理任何適當(dāng)?shù)陌l(fā)動機系統(tǒng)輸入信號并且將輸出信號 與一個進氣控制模塊64、一個燃料控制模塊66、以及任何其他適當(dāng)?shù)目刂颇K68進行聯(lián) 通。如在以下將更詳細地討論，頂級發(fā)動機控制模塊62可以接收并且處理來自發(fā)動機系統(tǒng) 參數(shù)傳感器60的一個或多個輸入信號，以通過任何適當(dāng)?shù)姆绞絹砉浪憧侲GR分數(shù)。模塊 62、64、66、68可以如所示的那樣被分離或者、可以被整合成或組合成一個或多個模塊，這個 或這些模塊可以包括任何適當(dāng)?shù)挠布?、軟件、?或固件。
本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知估算EGR分數(shù)的不同方法。在此使用時，短語“總EGR分 數(shù)”可以包括其構(gòu)成參數(shù)中的一個或多個，并且可以用以下等式表示
=其中MENGMengMAF是一個進氣子系統(tǒng)中的新鮮空氣質(zhì)量流量，并且它可以用kg/s或類似的來表
示，



Mege是該進氣子系統(tǒng)中的EGR質(zhì)量流量，并且它可以用kg/s或類似的來表示， Meng是到發(fā)動機的進氣質(zhì)量流量，并且它可以用kg/s或類似的來表示，并且 rEeK包括進入一臺發(fā)動機的可歸屬于再循環(huán)排氣的進氣部分。 從以上等式，可以使用該新鮮空氣質(zhì)量流量傳感器以及來自一個傳感器或來自其 估算值的進氣質(zhì)量流量、或者使用總EGR分數(shù)自身的一個估算值以及計算出的或感應(yīng)到的 進氣質(zhì)量流量來計算總EGR分數(shù)。在任一情況下，頂級發(fā)動機控制模塊62可以包括多個適 當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)輸入值，以便直接從作為至一個或多個發(fā)動機系統(tǒng)模型的輸入的一個或多個質(zhì)量 流量傳感器測量值或者估算值來估算該總EGR分數(shù)。
在此使用時，術(shù)語“模型”可以包括使用多個變量(如查詢表、映射圖、公式、運算 法則和/或類似數(shù)據(jù))表示某些事物的任何結(jié)構(gòu)。多個模型可以是專用的并且具體用于任 何給定的發(fā)動機系統(tǒng)的確切的設(shè)計和性能規(guī)格。在一個實例中，這些發(fā)動機系統(tǒng)模型可以 進而基于發(fā)動機速度和進氣歧管壓力以及溫度。這些發(fā)動機系統(tǒng)模型可以在每次發(fā)動機參 數(shù)變化時被更新，并且可以是使用包括發(fā)動機速度和用進氣壓力、溫度、以及通用氣體常數(shù) 來確定的發(fā)動機進氣密度的多個輸入的多個多維查詢表。
總EGR分數(shù)可以通過其多個分量直接或間接地與一個或多個發(fā)動機系統(tǒng)參數(shù)13(如，估算的或檢測到的氣體質(zhì)量流量、O2、或一個或多個發(fā)動機系統(tǒng)溫度)相互有關(guān)。這類 參數(shù)能以任何適當(dāng)?shù)姆绞竭M行分析以便與總EGR分數(shù)相關(guān)聯(lián)。例如，總EGR分數(shù)可以公式 化地與其他的發(fā)動機系統(tǒng)參數(shù)有關(guān)。在另一個實例中，從發(fā)動機的校準(zhǔn)或建模中，總EGR分 數(shù)可以經(jīng)驗地以及統(tǒng)計地與其他發(fā)動機系統(tǒng)參數(shù)相關(guān)。在任何情況下，在發(fā)現(xiàn)總EGR分數(shù) 與任何其他發(fā)動機系統(tǒng)參數(shù)可靠地互相關(guān)聯(lián)時，該互相關(guān)聯(lián)可以被公式化地、經(jīng)驗地、聲學(xué) 地、和/或以類似的方式來建立模型。例如，可以從適當(dāng)?shù)臏y試來發(fā)展出經(jīng)驗?zāi)Ｐ筒⑶铱梢?包括多個查詢表、映射圖、公式、運算、或者可以在這些總EGR分數(shù)值中與其他發(fā)動機系統(tǒng) 參數(shù)值一起被處理的類似形式。
相應(yīng)地，一臺發(fā)動機系統(tǒng)參數(shù)可以用作總EGR分數(shù)和/或單獨的HP和/或LP EGR 流量的直接傳感器測量值的一個代理。相應(yīng)地，可以去掉總EGR、HP EGR、以及LP EGR流量 傳感器，由此節(jié)省發(fā)動機系統(tǒng)的成本和重量。去掉這類傳感器還導(dǎo)致去掉了其他與傳感器 相關(guān)的硬件、軟件、以及成本，如連線、接頭的插腳、計算機處理能力以及存儲器、等等。
同樣，頂級發(fā)動機控制模塊62可以計算一個渦輪增壓器增壓壓力設(shè)置點以及一 個目標(biāo)總EGR設(shè)置點，并且將這些設(shè)置點傳送給進氣控制模塊64。類似地，頂級發(fā)動機控 制模塊62可以計算適當(dāng)?shù)恼龝r設(shè)置點和燃料設(shè)置點并且將它們傳送給燃料控制模塊66， 并且可以計算其他設(shè)置點并且將它們傳送給其他控制模塊68。燃料和其他控制模塊66、68 可以接收和處理這類輸入，并且可以產(chǎn)生適當(dāng)?shù)拿钚盘柦o任何適當(dāng)?shù)陌l(fā)動機系統(tǒng)裝置， 如噴油器、燃料泵、或其他裝置。
可替代地，頂級發(fā)動機控制模塊62可以計算并傳送該增壓壓力設(shè)置點以及O2百 分比設(shè)置點或總進入空氣質(zhì)量流量設(shè)置點(如虛線所示)，而不是該目標(biāo)總EGR設(shè)置點。在 這種替代情況下，隨后從A百分比或空氣質(zhì)量流量設(shè)置點確定總EGR設(shè)置點并且很大程度 上以相同的方式從這些實際質(zhì)量流量傳感器的讀數(shù)來估算該實際總EGR分數(shù)。在另一個替 代方案中，在整個控制方法中A百分比和/或空氣質(zhì)量流量可取代總EGR分數(shù)。這改變了 所使用的數(shù)據(jù)類型以及設(shè)置HP和LP EGR流量目標(biāo)的方式，但是該控制器的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)以及 該控制方法的流程是相同的。
除了從頂級發(fā)動機控制模塊62中接收的這些設(shè)置點之外，進氣控制模塊64可以 接收任何適當(dāng)?shù)陌l(fā)動機系統(tǒng)參數(shù)值。例如，進氣控制模塊64可以接收類似渦輪增壓器增壓 壓力的進氣和/或排氣子系統(tǒng)參數(shù)值、以及質(zhì)量流量。進氣控制模塊64可以包括一個頂級 進氣控制子模塊70，該頂級進氣控制子模塊可以處理這些接收的參數(shù)值，并且將任何適當(dāng) 的輸出值(如，LP和HP EGR設(shè)置點值以及渦輪增壓器設(shè)置點值)傳送給對應(yīng)的LP EGR、 HP EGR、以及渦輪增壓器控制子模塊72、74、76。LP EGR、HP EGR、以及渦輪增壓器控制子模 塊72、74、76可以處理這類進氣控制子模塊輸出值并且可以產(chǎn)生到不同發(fā)動機系統(tǒng)裝置或 EGR致動器(如LP EGR閥門M以及排氣節(jié)流閥42、HP EGR閥50以及進氣節(jié)流閥32、以及 一個或多個渦輪增壓器致動器19)的適當(dāng)?shù)拿钚盘?。這些不同的模塊和/或子模塊可以 如所示的是分離的、或者可以被整合為一個或多個組合的模塊和/或子模塊。
EGR控制的方法的示例性實施方案可以在以上所說明的系統(tǒng)10的運行環(huán)境中作 為一個或多個計算機程序被至少部分地實施。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員還將認識到根據(jù)許多實 施方案的方法可以在其他運行環(huán)境中使用其他發(fā)動機系統(tǒng)來實施?，F(xiàn)在參見圖3，以流程圖 的形式展示了一種示例性方法300。作為方法300進展的說明，將補充參見圖1和圖2的系統(tǒng)10，并且將參見在圖4中示出的控制流程圖。
常規(guī)的混合EGR系統(tǒng)不能正常地彌補EGR流量限制以及這些多個EGR通道的不同 動態(tài)響應(yīng)特性。例如，某些HP/LP比率或HP和LP貢獻值可以導(dǎo)致發(fā)動機系統(tǒng)的損害，而其 他的HP/LP比值或HP和LP貢獻值對于系統(tǒng)裝置的給定強加的或物理的限制可能是不能實 現(xiàn)的。在另一個實例中，因為更長的通道以及相對大的增壓空氣冷卻器，所以在瞬時過程 中LP EGR響應(yīng)是比HP EGR響應(yīng)慢。因此，考慮這類限制(如更平滑的、更加燃料有效的操 作)，以下方法可以提供改進的EGR控制。
如以下將更詳細地討論，這些方法通過確定經(jīng)過這些EGR通道之一的流量何時是 不充分的或過剩的(由于經(jīng)過其中的瞬時延遲或?qū)嶋H的或強加的流量限制)并然后相應(yīng)地 對這些EGR流量通道中的EGR流量進行重新再分配從而改進了 EGR控制。例如，如果這些 EGR流量通道之一在發(fā)動機瞬時過程中是易受傳送延遲影響的和/或是由一個流量上限來 限制的，則可以經(jīng)過另一個EGR通道來提供一個增量的流量以將總EGR分數(shù)維持在一個希 望的或目標(biāo)水平。
方法300可以用任何適當(dāng)?shù)姆绞介_始。例如，方法300可以在圖1的發(fā)動機系統(tǒng) 10的發(fā)動機12發(fā)動時開始，并且然后以某一規(guī)則的間隔(例如每20毫秒)來運行。
在步驟310，可以通過任何適當(dāng)?shù)姆绞絹泶_定一個目標(biāo)總EGR分數(shù)。例如，在任何 給定的時間，可以檢測到表示該總EGR分數(shù)的一個或多個代理參數(shù)。更確切地說，這個或這 些代理參數(shù)可以包括空氣質(zhì)量流量、02%、和/或發(fā)動機系統(tǒng)溫度，并且可以通過發(fā)動機系 統(tǒng)10的對應(yīng)的傳感器60來測量。在另一個實例中，可以將多個流量傳感器放置為與一個 或多個EGR通道相聯(lián)通并且與經(jīng)過發(fā)動機的質(zhì)量流量相比較來直接確定該總EGR分數(shù)。
在任何情況下，該總EGR分數(shù)可以是一個直接檢測到的或估算出的實際總EGR值 406。實際總EGR分數(shù)406可以使用除了其他標(biāo)準(zhǔn)化的發(fā)動機系統(tǒng)參數(shù)(如，發(fā)動機負載、發(fā) 動機速度、渦輪增壓器增壓壓力、和/或發(fā)動機系統(tǒng)溫度)之外還可以使用先前描述的這個 或這些代理參數(shù)來確定。例如，該代理參數(shù)可以是空氣質(zhì)量流量，它可以從任何適當(dāng)?shù)目諝?質(zhì)量流量估算值或讀數(shù)(如來自該進入空氣質(zhì)量流量傳感器)來獲得。在另一個實例中， 該代理參數(shù)可以是氧氣百分比，如來自O(shè)2傳感器，如同安置在進氣子系統(tǒng)14中的O2傳感 器。例如，該O2傳感器可以是通用的排氣氧氣傳感器(UEGO)，它可以位于進氣歧管34中。 在另一個實例中，該代理參數(shù)可以是取自溫度傳感器的進氣子系統(tǒng)的以及排氣子系統(tǒng)的溫 度。例如，可以使用來自(如)該空氣入口溫度傳感器的入口空氣溫度、來自(如)排氣溫 度傳感器的排氣溫度、以及來自(如)該進氣歧管溫度傳感器的歧管溫度。在以上所有這 些方案中，實際總EGR分數(shù)可以是從一個或多個代理參數(shù)類型中估算出的。
在此使用時，術(shù)語“目標(biāo)”包括一個單一值、多個值、和/或任何值的范圍。同樣， 在此使用時，術(shù)語“指標(biāo)”包括單數(shù)和復(fù)數(shù)。用來確定一個或多個適當(dāng)?shù)腅GR分數(shù)的指標(biāo)的 實例包括基于速度和負載的多個校準(zhǔn)的表、基于模型的方案以及運行條件，這些方案確定 多個汽缸溫度目標(biāo)并轉(zhuǎn)換為EGR分數(shù)以及運行狀態(tài)，如瞬時運行或穩(wěn)態(tài)狀態(tài)運行。絕對排 放指標(biāo)可以由環(huán)境機構(gòu)如美國環(huán)保署(EPA)制定。
在步驟315，在任何適當(dāng)?shù)幕A(chǔ)上可以確定一個目標(biāo)總EGR設(shè)置點值，如以便符合 排氣排放指標(biāo)。該目標(biāo)總EGR設(shè)置點值可以通過任何適當(dāng)?shù)男问奖惠敵?，如排氣與新鮮空 氣的一個比值、在任何適當(dāng)?shù)膯卧幸粋€分數(shù)、或一個絕對質(zhì)量流量值(如kg/s)或者相似15的便于在構(gòu)成的EGR貢獻值(如HP和LP EGR貢獻值)之間分配該設(shè)置點。例如，頂級發(fā) 動機控制模塊62可以使用任何適當(dāng)?shù)陌l(fā)動機系統(tǒng)模型，以便將當(dāng)前的發(fā)動機運行參數(shù)與 所希望的或目標(biāo)總EGR分數(shù)值進行交叉參照以便符合預(yù)定的排放指標(biāo)。使用這樣一種交叉 參照，控制模塊62可以確定和輸出一個初始的目標(biāo)總EGR設(shè)置點402值(圖4)，該值可以 是一個分數(shù)，如40%。同樣，控制模塊62可以確定和輸出直接檢測到的或估算出的實際總 EGR值406，該值也可以是一個分數(shù)，如41 %。控制模塊62可以在一個算術(shù)節(jié)點408處將該 初始目標(biāo)與實際總EGR分數(shù)進行比較，該算術(shù)節(jié)點計算出其間的差值或誤差用于到一個閉 環(huán)控制框410的輸入。
在步驟317，可以確定總EGR前饋值和微調(diào)值、以及一個最后目標(biāo)總EGR流量設(shè)置 點。例如，可以通過一個前饋控制框404將總EGR設(shè)置點值402轉(zhuǎn)換成另一種形式，如在任 何適當(dāng)流速單元(如，kg/s)中的一個絕對目標(biāo)流量設(shè)置點值。例如，可以確定發(fā)動機質(zhì)量 流量并且然后與該初始目標(biāo)總EGR設(shè)置點分數(shù)相乘以獲得一個EGR質(zhì)量流量設(shè)置點值。前 饋控制框404可以接收任何適當(dāng)?shù)妮斎雲(yún)?shù)，如發(fā)動機速度、負載、增壓壓力、進氣溫度、或 類似的參數(shù)。一個示例性EGR質(zhì)量流量設(shè)置點的值可以是O.Olkg/s?？刂瓶?10可以是 任何適當(dāng)?shù)拈]合控制裝置，如一個PID控制器框或類似的裝置用于控制總EGR并且可以處 理誤差輸入以產(chǎn)生一個前饋控制信號或微調(diào)命令以便調(diào)整在下游算術(shù)節(jié)點412處的前饋 總EGR流量設(shè)置點值。其結(jié)果是，該最后目標(biāo)總EGR流量設(shè)置點值是來自算術(shù)節(jié)點412的 輸出值并且在下游被送到互相關(guān)的第一和第二 EGR控制函數(shù)。
在步驟320，可以建立第一和第二 EGR設(shè)置點。例如，一個目標(biāo)總EGR流量設(shè)置點 可以被分配在多個EGR通道中，如第一或HP以及第二或LP EGR通道。更具體的，可以將在 步驟315中確定的該目標(biāo)總EGR流量設(shè)置點值以及圖4的算術(shù)節(jié)點412的輸出值分配在圖 4的示例性HP以及LP EGR通道中以產(chǎn)生基礎(chǔ)目標(biāo)HP和LP EGR流量設(shè)置點值。進而，該基 礎(chǔ)目標(biāo)HP和LP EGR流量設(shè)置點值影響該目標(biāo)總EGR設(shè)置點值。更確切地，該目標(biāo)總EGR 流量設(shè)置點值可以在算術(shù)節(jié)點414、416處分別與目標(biāo)HP和LP貢獻值418、420相乘。
該目標(biāo)HP和LP EGR貢獻值418、420可以在任何適當(dāng)?shù)幕A(chǔ)上確定，例如，初始地 符合排氣排放指標(biāo)并且然后優(yōu)化其他指標(biāo)，如發(fā)動機系統(tǒng)安全性、車輛安全性、排氣過濾器 再生溫度、和/或類似的指標(biāo)。進氣控制模塊64可以接收和處理不同的發(fā)動機系統(tǒng)輸入值， 以標(biāo)識最佳的HP和LP貢獻值。進氣控制模塊64可以接收和處理不同的發(fā)動機系統(tǒng)輸入 值，如發(fā)動機速度、發(fā)動機負載、和/或總EGR設(shè)置點，以便標(biāo)識和/或調(diào)節(jié)一個最佳的HP/ LP EGR比率并且根據(jù)所標(biāo)識和/或調(diào)節(jié)的比率來產(chǎn)生對應(yīng)的HP和LP EGR貢獻值。
進氣控制模塊64可以區(qū)分燃料經(jīng)濟指標(biāo)的優(yōu)選次序，以便標(biāo)識這些最佳的HP和 LP貢獻值，并且然后通過執(zhí)行算術(shù)函數(shù)414來產(chǎn)生這些設(shè)置點值。根據(jù)燃料經(jīng)濟最佳化，進 氣控制模塊64可以包括任何適當(dāng)?shù)膬魷u輪增壓器效率模型，該模型包括不同的參數(shù)，如泵 送損失、以及渦輪機和壓縮機效率。該效率模型可以包括發(fā)動機進氣子系統(tǒng)14的基于原理 的一個數(shù)學(xué)表達式、一套發(fā)動機系統(tǒng)校準(zhǔn)表、或類似形式。用于確定所希望的HP和LPEGR貢 獻值以滿足燃料經(jīng)濟指標(biāo)的示例性指標(biāo)可以包括設(shè)置一個比率，該比率允許實現(xiàn)總EGR分 數(shù)而無需關(guān)閉進氣或排氣節(jié)流閥，這種關(guān)閉往往對燃料經(jīng)濟性造成負面影響，或者該比率 可以被調(diào)節(jié)以實現(xiàn)用于最大燃料經(jīng)濟性的一個優(yōu)化的進氣溫度。
進氣控制模塊64也可以超越取代該燃料經(jīng)濟指標(biāo)而為了任何適當(dāng)?shù)哪康膩韮?yōu)化其他發(fā)動機系統(tǒng)指標(biāo)。例如，可以使該燃料經(jīng)濟指標(biāo)被超越取代以提供一個HP和LP EGR 貢獻值，該貢獻值提供了改進的發(fā)動機系統(tǒng)性能，如響應(yīng)于駕駛者的車輛加速要求的增加 的扭矩輸出。在這種情況下，該進氣控制模塊64可以支持一個更高的LP EGR貢獻值，該貢 獻值允許更好的渦輪增壓器的提速以降低渦輪增壓滯后。在另一個實例中，這種超越取代 可以提供用來實現(xiàn)一個HP/LP EGR比率的不同的分數(shù)或貢獻值以保護發(fā)動機系統(tǒng)10，如用 來避免一個渦輪增壓器超速的情形或過高的壓縮機尖端溫度，或者降低渦輪增壓器冷凝物 的形成、高排氣溫度，或避免加熱一種催化劑，或防止過度的排氣溫度、或避免加速催化劑 加熱、和/或類似的情況。在另一個實例中，這種超越取代仍可以提供用來實現(xiàn)另一個HP/ LPEGR比率的不同的貢獻值以便(如)通過影響進氣子系統(tǒng)或排氣子系統(tǒng)溫度來維護發(fā)動 機系統(tǒng)10。例如，可以增加排氣子系統(tǒng)溫度以便再生一個柴油微粒過濾器，并且進氣溫度可 以被減少以使發(fā)動機12變涼。作為另一個實例，可以對進氣溫度進行控制以減少水的冷凝 物在入口進氣通道中形成的可能性。
進氣控制模塊64可以確定將分配給LP EGR以及給HP EGR的總EGR分數(shù)設(shè)置點 的百分比。因為，在當(dāng)前實例中，LP和HP EGR是EGR的僅有的兩個來源，所以它們的百分 比份額至少在穩(wěn)定狀態(tài)系統(tǒng)操作過程中合計為100%。例如，在冷發(fā)動機操作過程中，比率 確定框478可以將總EGR分數(shù)的僅約10%分配給LP EGR而將該總EGR分數(shù)的約90%分配 給HP EGR(它通常比LP EGR更熱)，從而使發(fā)動機更快地暖機。在其他操作模式過程中， 進氣控制模塊64可以根據(jù)其他任何HP/LP EGR比率(如50/50、20/80，等等)來分配該總 EGR分數(shù)。
在步驟322，系統(tǒng)約束可以應(yīng)用于基礎(chǔ)或調(diào)節(jié)的HP和LP EGR設(shè)置點以產(chǎn)生約束的 HP和LP EGR設(shè)置點。更具體地，如果基礎(chǔ)或調(diào)節(jié)的HP和LP EGR設(shè)置點超過或越過質(zhì)量流 量限制和/或達不到或低于對應(yīng)的質(zhì)量流量則可以對它們進行約束，這可以由圖4中的限 制函數(shù)框421、423來表示。例如，進氣控制模塊64可以將一個LP EGR設(shè)置點值與LP EGR 質(zhì)量流量的上限和/或下限進行比較以防止不充分的和/或過度的LP EGR質(zhì)量流量水平。
在步驟325，可以確定對應(yīng)于EGR設(shè)置點值的EGR致動器命令。例如，除了渦輪增 壓器增壓壓力和發(fā)動機負載以及速度輸入值之外，LP和HP EGR控制框72、74還可以接收 對應(yīng)的LP和HP EGR設(shè)置點值。LP和HP EGR控制框72、74可以接收這些輸入，用于其對應(yīng) 的LP和HP EGR致動器的開環(huán)或前饋控制。例如，LP和HP EGR控制框72、74可以輸出LP EGR閥和/或排氣節(jié)流閥命令54，、42，以及HP EGR閥和/或進氣節(jié)流閥命令50，、32，。這 些EGR致動器命令可以包括閥門開放或關(guān)閉百分比、或任何其他適當(dāng)?shù)拿?信號。
這些LP和HP EGR控制框72、74可以使用一個或多個適當(dāng)?shù)哪Ｐ蛠硎沟肏P和LP EGR流量與適當(dāng)?shù)腍P和LP EGR閥和/或節(jié)流器位置互相關(guān)聯(lián)。LP和HP EGR控制框72、 74可以包括不同的開環(huán)控制模型。例如，LP和HP EGR控制框72、74可以包括任何適當(dāng)?shù)?一個或多個模型來使LP和HP EGR設(shè)置點與LP和HP EGR致動器位置相關(guān)聯(lián)，以幫助實現(xiàn) 目標(biāo)HP/LP EGR比率和/或LP和HP貢獻值或流量設(shè)置點。
在步驟330，系統(tǒng)約束可以應(yīng)用于HP和LP EGR致動器命令以產(chǎn)生約束的HP和LP EGR致動器命令。更具體地，如果它們超過或越過致動器限制和/或達不到或低于對應(yīng)的 致動器限制則可以對EGR致動器命令進行調(diào)整，這可以由圖4中的限制函數(shù)框422、似4來 表示。例如，進氣控制模塊64可以將一個LP EGR致動器命令與LP EGR致動器的上限和/17或下限進行比較以防止不充分的和/或過度的LP EGR水平。一個實例包括了 EGR節(jié)流閥 的一種強加的閉合限制，這是由于防止該排氣系統(tǒng)中的不希望的背壓的結(jié)果。另一個實例 包括一個物理最大限制，其中一個EGR致動器已經(jīng)被完全打開或關(guān)閉并且可能無法被進一 步打開或關(guān)閉。用于LP EGR的一個示例性的強加的上限可以是90%而用于LP EGR的一個 示例性的強加的下限可以是10%。因此，如果一個LP EGR值包括了 95%的LP EGR，那么進 氣控制模塊64將超越取代該值而替代地輸出一個90%的LP EGR值。類似地，如果一個LP EGR值包括了一個5%的LP EGR,則進氣控制模塊64將超越取代該值而輸出一個10%的LP EGR值。根據(jù)另一種實施方案，因為任何適當(dāng)?shù)脑颍M氣控制模塊64可以類似地限制HP EGR0根據(jù)另一種實施方案，這些限制可以是固定的或靜態(tài)的，或者可以是動態(tài)的從而使得 這些限制根據(jù)發(fā)動機系統(tǒng)的瞬時運行狀態(tài)是更高的或更低的，或者可以在運行過程中自動 校準(zhǔn)，如通過移動一個對應(yīng)的致動器以找到它的硬性停止點。在任何情況下，這些限制值可 以使用任何適當(dāng)?shù)哪Ｐ蛠韺崿F(xiàn)，如查尋表或類似的以及任何適當(dāng)?shù)陌l(fā)動機系統(tǒng)輸入變量。
在步驟335，可以確定對應(yīng)于約束的HP和LP EGR致動器命令的更新的EGR流量設(shè) 置點值。例如，可以確定對應(yīng)于HP和LP EGR致動器命令的可獲得的或更新的HP和LP EGR 流量設(shè)置點值，如對應(yīng)地由轉(zhuǎn)換框426、似8來表示。這個步驟基礎(chǔ)上可以是步驟72、74的 相反操作，其中可以將來自框422、424的這些輸出命令轉(zhuǎn)換回對應(yīng)的質(zhì)量流量值。
在步驟340，可以將一個傳遞函數(shù)應(yīng)用于更新的LP EGR流量設(shè)置點以產(chǎn)生一個修 改的LP EGR設(shè)置點。更具體的，可以將由框430表示的一個系統(tǒng)傳遞函數(shù)應(yīng)用于來自轉(zhuǎn)換 框428的更新的LP EGR流量點。在穩(wěn)定狀態(tài)系統(tǒng)操作過程中，將HP和LP EGR之一的一個 設(shè)置點降低一個給定量而使另一個的流量設(shè)置點升高相同的量將會導(dǎo)致該總EGR沒有改 變。但是在HP與LP EGR之間存在一個時間滯后，其中，在LP EGR變化之前，HP EGR的變 化到達發(fā)動機，這是因為例如與HP排氣相比的LP排氣行進了相對較大的距離以及相對較 大的增壓空氣冷卻器。換言之，因為LP EGR環(huán)比HP EGR環(huán)更長并且體積更大，所以LP EGR 的變化對于實際的汽缸中的EGR比率的影響比HP EGR的變化所用的時間更長。
在圖5和圖6中舉例說明了這些傳輸延遲，其中示例性的LP和HP傳遞函數(shù)包括 空載時間函數(shù)框502、602以及具有示例性時間值的滯后時間函數(shù)框504、604。動態(tài)補償傳 遞函數(shù)430可以由LP和HP傳遞函數(shù)得出，如在圖7中通過導(dǎo)出的空載時間以及滯后時間 函數(shù)框702、704表示。在沒有這個函數(shù)430的情況下，如果HP和LP EGR流量設(shè)置點被同 時改變相同的量，則該總EGR將在一個短時間段中是不正確的。這個時間表示當(dāng)HP EGR中 的流量變化到達發(fā)動機時以及當(dāng)LP EGR中的流量變化到達發(fā)動機時之間的傳輸延遲。而 在具有這個動態(tài)補償傳遞函數(shù)430的情況下，在相同的條件下總EGR將是正確的。
在一個特定的實例中，如果20%的總EGR分數(shù)在HP與LP EGR之間被50/50分開， 則HP和LP EGR貢獻值將均為10%。如果該HP/LP EGR比率被改變?yōu)?0/60，則該總EGR 分數(shù)的HP EGR貢獻值將減少到8%而LP EGR貢獻值將最終增加到12%，以在長時間內(nèi)產(chǎn) 生該20%的總EGR分數(shù)。但是在一個較短時間內(nèi)，雖然該HP EGR貢獻值將相對較快地減少 到8%，但該LP EGR貢獻值將相對較慢地增加并且發(fā)動機在某些時間可以經(jīng)歷小于12%的 LP EGR0因此，該發(fā)動機將暫時經(jīng)歷小于20%的總EGR，并且介于18%至20%之間的某處 的總EGR。換言之，該發(fā)動機將在總EGR中經(jīng)歷短期的降低，并帶有伴隨的對排放性能的影 響。
圖5至圖7的傳遞函數(shù)剛好是被提供用于說明性目的的該系統(tǒng)的一階近似的實 例?？梢允褂酶鼜V泛的數(shù)學(xué)模型(如二階或更高階模型)并且可以“零”添加，如分子中的 像(5s+l)的時間。同樣，在一種實際的實現(xiàn)方式中，空載時間可以通過I^de逼近法來逼近， 這些方法是實現(xiàn)純粹的延遲時間的實用方法。在任何情況下，可以使用逼近這些EGR通道 的行為的任何適當(dāng)?shù)哪Ｐ筒⑶铱梢詫⑦@些多個EGR通道的更快的相反的動態(tài)特性應(yīng)用于 另一個環(huán)的模型以產(chǎn)生圖7的動態(tài)補償框。
此外，在圖5和圖6中舉例說明的這些EGR致動器位置是可以定標(biāo)為0至100%。 換言之，這些致動器實際關(guān)閉的極限位置到打開的極限位置可以是例如5%打開至95%打 開。但是，這個小于100%的實際范圍可以按比例定標(biāo)或以其他方式對應(yīng)于0至100%的范 圍，用于應(yīng)用這些傳遞函數(shù)的目的。
在步驟345，目標(biāo)EGR流量設(shè)置點值可以與更新的和/或修改的EGR流量設(shè)置點值 進行比較。例如，如在圖4中由算術(shù)節(jié)點432、434所表示的，來自步驟320的目標(biāo)HP和LP EGR流量設(shè)置點值可以與更新的HP和LP EGR流量設(shè)置點值和/或來自步驟335和/或340 的修改的LP EGR流量設(shè)置點值進行比較。來自這些節(jié)點432、434的輸出可以包括對應(yīng)的質(zhì)量流量誤差補償信號。
在步驟350，目標(biāo)EGR流量設(shè)置點響應(yīng)于更新的和/或修改的EGR流量設(shè)置點的一 個比較而被調(diào)節(jié)為以產(chǎn)生調(diào)整的目標(biāo)EGR流量設(shè)置點。例如，如果來自步驟345的這些被 比較的EGR設(shè)置點是等效的，則差值為零并且這些EGR設(shè)置點同樣是相等的。否則，在這些 LP EGR流量設(shè)置點中的任何非零的差值被應(yīng)用于一個HP EGR算術(shù)節(jié)點436以便通過該目 標(biāo)HP EGR流量設(shè)置點中的增加或減少而將LP EGR中的不足或過量再分配給HP EGR0同 樣，HP EGR設(shè)置點中的任何非零的差值被應(yīng)用于一個LP EGR算術(shù)節(jié)點438以便通過該目標(biāo) LP EGR流量設(shè)置點中的增加或減少而將HP EGR中的不足或過量再分配給LP EGR0因此， EGR傳輸延遲和/或致動器限制可以通過HP和LP EGR流量設(shè)置點的再平衡或再分配來平 滑地處理，以最佳地實現(xiàn)該目標(biāo)總EGR流量。
在步驟335，可以將EGR致動器命令應(yīng)用于一個或多個EGR致動器。例如，可以將 來自步驟325和/或350的HP和LP EGR致動器命令應(yīng)用于HP EGR,LP EGR、進氣節(jié)流閥、 和/或多個排氣節(jié)流閥。
最后，在步驟360，方法300可以用任何適當(dāng)?shù)姆绞浇Y(jié)束。例如，方法300可以在圖 1的發(fā)動機系統(tǒng)10的發(fā)動機12關(guān)閉時而結(jié)束。
根據(jù)方法300的另一個示例性實現(xiàn)方式，根據(jù)這些方法步驟可以對不止兩個EGR 通道進行控制。例如，方法300可以用來控制發(fā)動機系統(tǒng)中的三個或四個EGR通道，例如， 包括內(nèi)部EGR、HPEGR、MP EGR、以及LP EGR、或類似的通道。在這樣一種實現(xiàn)方式的第一實 例中，該方法可以被應(yīng)用為使得內(nèi)部EGR、HP EGR、或MP EGR中的一個是該第一 EGR通道， 而LP EGR是第二 EGR通道。在一個第二實例中，該方法可以被級聯(lián)從而使得初始的HP EGR 是該第一 EGR通道而LP EGR是該第二通道并且隨后內(nèi)部EGR是該第一 EGR通道而HP EGR 是該第二 EGR通道。類似地，該方法可以被級聯(lián)為使得該初始地MP EGR是該第一 EGR通道 而LP EGR是該第二通道并且隨后HP EGR是該第一 EGR通道而MP EGR是該第二 EGR通道。 在一個更加特殊的展示中，該方法可以被運行一個預(yù)定的時間、周期數(shù)、或諸如此類在該三 個或四個EGR通道中的頭兩個中，并且然后運行另一個預(yù)定的時間、周期數(shù)、或諸如此類在該三個或四個EGR通道中的另兩個中。
現(xiàn)在參見圖8A至圖11D，在此展示了這些示例性方法的示例性模擬。首先，現(xiàn)有技 術(shù)圖8A至圖8D演示了在常規(guī)的混合EGR控制模式下當(dāng)目標(biāo)總EGR流量被突然增加而目標(biāo) HP EGR流量被保持在一個恒量低點(或在這個實例中為零水平)時所發(fā)生的，如在冷卻器 進氣是所希望的一個負載改變過程中。在這個實例中，一個目標(biāo)總EGR設(shè)置點被突然命令 從一個20%的示例性分數(shù)值向上到一個40%的示例性分數(shù)值，如在圖8A中由跡線802示 出，并且從一個對應(yīng)的0. 005kg/s的示例性流量值到一個0. 010kg/s的示例性流量值，如在 圖8C中由跡線804示出。同時，一個LP EGR流量設(shè)置點被命令從一個0. 005kg/s的示例 性流量值向上至一個0. 010kg/s的示例性流量值，如由跡線806所示，而一個HP EGR流量 設(shè)置點被保持在Okg/s，如由跡線808所示。同樣同時，一個LP EGR致動器被命令為朝向一 個更大的打開位置而一個HP EGR致動器被保持在位，如在圖8D中由跡線810和812所示。
除了圖8C中所示的LP EGR流量設(shè)置點中的瞬時增力卩、以及在圖8D中所示的相伴 的LP EGR致動器打開的瞬時增加之外，實際的LP EGR貢獻值以及實際的總EGR分數(shù)(如均 由圖8A的跡線814示出)不是同時同樣地增加，如由一個空載時間部分816以及跡線814 的一個傾斜部分818展示。圖8B展示了處于0%的一個HP EGR貢獻值設(shè)置點以及該實際 的HP EGR貢獻值。為了補償這類傳輸延遲，使該LP EGR流量設(shè)置點值增加，如由在圖8C中 所示的一個總EGR前饋設(shè)置點(跡線822)之上的跡線806的一個上升部分820所示。于 是，實際的LP EGR貢獻值超過了圖8A中的跡線814的一個過沖部分824。因為響應(yīng)中的大 的延遲，控制器可以呈現(xiàn)出大的過沖或下沖。在這些圖形中所展示的過沖或下沖中的至少 一些可以影響模擬調(diào)諧。響應(yīng)于該過沖，該LP EGR流量設(shè)置點被減小，如在如圖8C中所示 的該目標(biāo)總EGR設(shè)置點之下的跡線806的一個下降部分擬6所示。于是，該實際的LP EGR 貢獻值(如所示的)下降圖8A中的跡線814的一個下沖部分830。這種循環(huán)重復(fù)，直至最 終該LP EGR流量設(shè)置點以及該實際的LP EGR貢獻值會聚在該目標(biāo)總EGR流量設(shè)置點以及 實際的總EGR分數(shù)上。但是，取決于這些情形，這種會聚可能發(fā)生幾秒鐘。
圖9A至圖9D演示了使用本披露的示例性方法當(dāng)目標(biāo)總EGR流量被突然增加而目 標(biāo)HP EGR流量被保持在一個常量低點(或在這個實例中的零水平)時所發(fā)生的，如在冷卻 器進氣是所希望的一個負載改變過程中。在這個實例中，該目標(biāo)總EGR設(shè)置點被命令從一 個20%的示例性分數(shù)值向上至一個40%的示例性分數(shù)值，如在圖9A中由跡線902示出，并 且從一個0. 005kg/s的示例性流量值到一個0. 010kg/s的示例性流量值，如在圖9C中由跡 線904示出。其結(jié)果是，一個LP EGR流量設(shè)置點從一個0.0(^kg/s的示例性流量值突然增 加到一個0.010kg/S的示例性流量值，如由跡線906所示，而根據(jù)這些方法，一個HP EGR流 量設(shè)置點臨時從Okg/s增加到0.0(^kg/s，如由跡線908所示。盡管一個HP EGR貢獻值設(shè) 置點保持常量(如跡線908’所示)，但一個實際的HP EGR貢獻值臨時下降(如由跡線909’ 所示)，以補償實際的LP EGR貢獻值的臨時下降。LP和HP EGR致動器均被命令朝向更大 的打開位置，如在圖9D中由跡線910和912所示。
與現(xiàn)有技術(shù)相對比，通過在圖9C中所示的LP和HP EGR流量設(shè)置點值的瞬時增加、 以及在圖8D中所示的相伴增加的致動器打開，由圖8A中的跡線909和903所示的實際HP EGR貢獻值以及總EGR分數(shù)同樣即時地增加，即使實際的LP EGR貢獻值中的增加被延遲，如 由一個空載時間部分916以及跡線914的一個傾斜的部分918所展示。但是當(dāng)LP EGR流20量增加時，該HP EGR流量減少，如由部分919所示。EGR流量從LP到HP EGR的這種臨時再 平衡補償了 LP EGR通道中的傳輸延遲。因此，該總EGR分數(shù)快速地滿足該目標(biāo)總EGR分數(shù) 設(shè)置點值，如在約一至三秒內(nèi)。這表示在現(xiàn)有技術(shù)之上的總EGR分數(shù)的兩倍至十五倍增加 的響應(yīng)能力。
圖IOA至圖IOD演示了在一個常規(guī)的混合EGR控制模式下，當(dāng)一個混合EGR貢獻 值設(shè)置點被突然改變時，并且由此被突然逆向改變而一個目標(biāo)總EGR前饋設(shè)置點被保持為 常量時(如當(dāng)催化劑起燃被實現(xiàn)時)所發(fā)生的。在這個實例中，該HP EGR貢獻值設(shè)置點被 命令從一個80%的示例性值向下至一個20%的示例性值，如在圖IOB中由跡線1002示出。 因此，一個對應(yīng)的HP流量設(shè)置點從一個0. 008kg/s的示例性值減少至一個0. 002kg/s的示 例性值，如在圖IOC中由跡線1004示出，而一個LP EGR流量設(shè)置點被命令從一個0. 002kg/ s的示例性值向上至一個0. 008kg/s的示例性流量值，如在圖IOC中由跡線1006示出。同 時，一個總EGR分數(shù)設(shè)置點被保持恒量，如在圖IOA中由跡線1008示出，并且一個總EGR流 量前饋信號被保持恒量，如在圖IOC中由跡線1010示出。因此，一個LP EGR致動器被命令 從一個接近完全關(guān)閉的位置朝向一個更多打開的位置，而一個HP EGR致動器被命令朝向一 個更多關(guān)閉的位置，如在圖8D中由跡線1012和1014示出。
其結(jié)果是，總EGR百分比的一個示例性HP EGR貢獻值即時地開始從32%向8% 減少，如在圖IOA中由跡線1016示出，其中一個接近同時減少的總EGR分數(shù)從40%減少 至20%，如在圖IOA中由跡線1018示出。同樣，一個示例性HP EGR貢獻值從80%減少至 20%，如在圖IOB中由跡線1020示出。但除了這類瞬時反應(yīng)之外，該總EGR分數(shù)的實際LP EGR貢獻值不是同樣瞬時反應(yīng)的，如由一個空載時間部分1022以及一個跡線10 的傾斜的 滯后時間部分IOM所展示。
為了補償這類傳輸延遲，該LP EGR流量設(shè)置點值被增加，如由在圖IOC中所示的 目標(biāo)總EGR前饋信號1010之上的跡線1006的一個上升部分10 所示。同樣，該總EGR質(zhì) 量流量設(shè)置點從一個0. 010kg/s的示例性值增加，如由圖IOC的跡線10 所示。其結(jié)果是， 該實際總EGR分數(shù)超過了圖IOA中的一個上沖部分1030。當(dāng)該HP EGR貢獻值被突然返回 到其最初設(shè)置點時，一種類似的現(xiàn)象發(fā)生，但以相反的順序。因此，總EGR廣泛變化而不是 基礎(chǔ)上保持恒量。
圖IlA至圖IlD演示了使用本披露的示例性EGR控制方法，當(dāng)一個HP EGR貢獻值 設(shè)置點被突然命令向下并且此后不久被突然命令向上、而一個目標(biāo)總EGR前饋設(shè)置點被保 持恒量(如當(dāng)催化劑助燃被實現(xiàn)時)所發(fā)生的。在這個實例中，該HP EGR貢獻值設(shè)置點被 命令向下，如由圖IlB的跡線1102示出。同時，該LP EGR流量設(shè)置點被命令向上，如由圖 1IC的跡線1106示出，并且該LP EGR致動器被朝向一個更大打開位置移動，如由跡線1112 示出。但由于該LP EGR傳輸延遲，該總EGR分數(shù)的LP EGR貢獻值不是瞬時地增加或者達 到該目標(biāo)，如由圖IlA中的跡線11 中的延遲1122和滯后時間斜度IlM指示。
因此，根據(jù)圖4的控制模式的相伴的EGR再平衡，如由圖IlC的跡線1104所示的 HP EGR流量設(shè)置量點不是同時被命令向下直到來自圖7的空載時間框702的一個延遲1123 之后并且然后根據(jù)由圖7中的傳遞函數(shù)430的圖7的滯后時間框704所指示的一個滯后時 間斜度1125。因此，該HP EGR致動器在該延遲之后并且根據(jù)由圖IlD中的跡線1114所示 的滯后時間斜度而朝向一個更大關(guān)閉的位置移動。
其結(jié)果是，總EGR百分比的一個示例性HP EGR貢獻值在該空載時間之后并且根據(jù) 該滯后時間斜度從32%朝向8%減少，如在圖IlA中由跡線1116示出以及在圖IlB中由跡 線1120示出，其中同時總EGR百分比的LP EGR貢獻值根據(jù)該空載時間以及滯后時間斜度從 8%朝向32%相反增加，如在圖IlA中由跡線11 示出。同時的再平衡導(dǎo)致了用于總EGR 分數(shù)的基礎(chǔ)上恒量的實際值以及設(shè)置點值，如由圖IlA的跡線1108和1130所示，并且導(dǎo)致 了基礎(chǔ)上恒量的總EGR質(zhì)量流量設(shè)置點值以及前饋值，如由圖IlC的跡線1110、11四所示。 類似的結(jié)果是當(dāng)該HP EGR貢獻值被突然命令上升時實現(xiàn)的。
以上說明的實施方案在本質(zhì)上僅僅是示例性的，并因此，其變體不得被認為是脫 離了本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種在渦輪增壓的發(fā)動機系統(tǒng)中控制排氣再循環(huán)(EGR)的方法，該渦輪增壓的發(fā)動 機系統(tǒng)包括一個第一 EGR通道以及一個第二 EGR通道，該方法包括a)提供第一和第二EGR設(shè)置點，這些設(shè)置點是與該第一和第二 EGR通道相關(guān)并且對一 個總EGR設(shè)置點有所貢獻；并且b)將一個傳遞函數(shù)應(yīng)用于該第一和第二EGR設(shè)置點中的至少一個，以便將與該第二 EGR通道相關(guān)聯(lián)的空載時間或滯后時間中的至少一個考慮在內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該第一和第二EGR設(shè)置點值是通過將一個目標(biāo)總 EGR流量設(shè)置點值與目標(biāo)第一和第二 EGR貢獻值相乘來建立的。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，該目標(biāo)總EGR流量設(shè)置點是在符合排氣排放指標(biāo)的 基礎(chǔ)上確定的，并且首先在符合排氣排放指標(biāo)的基礎(chǔ)上確定該目標(biāo)第一和第二 EGR貢獻值 并且然后優(yōu)化其他指標(biāo)。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該傳遞函數(shù)是一個動態(tài)補償傳遞函數(shù)，該動態(tài)補償 傳遞函數(shù)是從與該第一 EGR通道相關(guān)聯(lián)的一個第一傳遞函數(shù)以及與該第二 EGR通道相關(guān)聯(lián) 的一個第二傳遞函數(shù)導(dǎo)出的。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，進一步包括c)對應(yīng)于在步驟a)中建立的該第一和第二EGR設(shè)置點或來自步驟h)的調(diào)整的第一和 第二 EGR設(shè)置點中的至少一個來確定第一和第二 EGR致動器命令；d)將對應(yīng)的致動器限制應(yīng)用于在步驟c)中確定的該第一和第二EGR致動器命令以產(chǎn) 生約束的第一和第二 EGR致動器命令；e)對應(yīng)于來自步驟d)的這些約束的第一和第二EGR致動器命令確定更新的第一和第 二 EGR設(shè)置點；f)其中，將來自步驟b)的傳遞函數(shù)應(yīng)用于來自步驟e)的更新的第二EGR設(shè)置點以產(chǎn) 生一個修改的第二 EGR設(shè)置點；g)將該更新的第一EGR設(shè)置點和修改的第二 EGR設(shè)置點與來自步驟a)的該第一和第 二 EGR設(shè)置點進行比較；并且h)基于來自步驟g)的比較對來自步驟a)的該第一和第二EGR設(shè)置點進行調(diào)整以產(chǎn)生 調(diào)整的第一和第二 EGR設(shè)置點。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中該第一和第二EGR致動器命令與排氣閥的打開或關(guān) 閉的百分比中的至少一個是相關(guān)聯(lián)的。
7.一種在渦輪增壓的發(fā)動機系統(tǒng)中控制排氣再循環(huán)(EGR)的方法，該渦輪增壓的發(fā)動 機系統(tǒng)包括一個第一 EGR通道和一個第二 EGR通道，該方法包括a)對應(yīng)于第一和第二EGR設(shè)置點確定第一和第二 EGR致動器命令；b)將多個系統(tǒng)約束應(yīng)用于該第一和第二EGR致動器命令以產(chǎn)生約束的第一和第二 EGR 致動器命令；c)對應(yīng)于該約束的第一和第二EGR致動器命令確定更新的第一和第二 EGR設(shè)置點；d)將該第一EGR設(shè)置點與該更新的第一 EGR設(shè)置點進行比較；并且e)響應(yīng)于步驟d)的比較對該第一和第二EGR設(shè)置點進行調(diào)整以產(chǎn)生調(diào)整的第一和第 二 EGR設(shè)置點。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中該第一和第二EGR設(shè)置點是通過將一個目標(biāo)總EGR流量設(shè)置點值與目標(biāo)第一和第二 EGR貢獻值相乘而初始建立的。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中該目標(biāo)總EGR流量設(shè)置點是在符合排氣排放指標(biāo)的 基礎(chǔ)上確定的，并且首先符合排氣排放指標(biāo)的基礎(chǔ)上確定該目標(biāo)第一和第二 EGR貢獻值并 且然后優(yōu)化其他指標(biāo)。
10.如權(quán)利要求7所述的方法，進一步包括g)將一個傳遞函數(shù)應(yīng)用于來自步驟c)的更新的第二EGR設(shè)置點以產(chǎn)生一個修改的第 二 EGR設(shè)置點；h)將該第二EGR設(shè)置點與該修改的第二 EGR設(shè)置點進行比較；并且i)響應(yīng)于步驟d)和步驟h)的這些比較對來自步驟a)的該第一和第二EGR設(shè)置點進 行調(diào)整以產(chǎn)生調(diào)整的第一和第二 EGR設(shè)置點。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中該傳遞函數(shù)是一個動態(tài)補償傳遞函數(shù)，該動態(tài)補 償傳遞函數(shù)是由與該第一 EGR通道相關(guān)聯(lián)的一個第一傳遞函數(shù)以及與該第二 EGR通道相關(guān) 聯(lián)的一個第二傳遞函數(shù)導(dǎo)出的。
12.如權(quán)利要求7所述的方法，其中該第一和第二EGR致動器命令與排氣閥的打開或關(guān) 閉的百分比中的至少一個是相關(guān)聯(lián)的。
13.如權(quán)利要求7所述的方法，其中該第一和第二EGR通道是高壓(HP)以及低壓(LP) 的EGR通道。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中該HPEGR通道是該發(fā)動機系統(tǒng)的發(fā)動機中的一個 內(nèi)部HP EGR通道。
15.一種在渦輪增壓的發(fā)動機系統(tǒng)中控制排氣再循環(huán)(EGR)的方法，該渦輪增壓的發(fā) 動機系統(tǒng)包括一個第一 EGR通道和一個第二 EGR通道，該方法包括a)建立基礎(chǔ)第一和第二EGR設(shè)置點；b)將多項系統(tǒng)約束應(yīng)用于該基礎(chǔ)第一和第二EGR設(shè)置點以產(chǎn)生約束的第一和第二 EGR 設(shè)置點；c)確定來自該約束的第一和第二EGR設(shè)置點的第一和第二 EGR致動器命令；d)對應(yīng)于所確定的第一和第二EGR致動器命令確定更新的第一和第二 EGR設(shè)置點；e)將該基礎(chǔ)第一EGR設(shè)置點與該更新的第一 EGR設(shè)置點進行比較；并且f)響應(yīng)于步驟e)的比較對該基礎(chǔ)第二EGR設(shè)置點進行調(diào)整以產(chǎn)生一個調(diào)整的第二 EGR設(shè)置點。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中這些系統(tǒng)約束包括第一和第二EGR質(zhì)量流量約束。
17.一種在渦輪增壓的發(fā)動機系統(tǒng)中控制排氣再循環(huán)(EGR)的方法，該渦輪增壓的發(fā) 動機系統(tǒng)包括一個高壓(HP) EGR通道和一個低壓(LP) EGR通道，該方法包括a)建立基礎(chǔ)HP和LPEGR設(shè)置點，這些設(shè)置點是與該HP和LP EGR通道相關(guān)聯(lián)的并且 對一個總EGR設(shè)置點有所貢獻；b)將系統(tǒng)約束應(yīng)用于步驟a)的該基礎(chǔ)HP和LPEGR設(shè)置點或者來自步驟h)的該調(diào)整 的HP和LP EGR設(shè)置點中的至少一個，以產(chǎn)生約束的HP和LP EGR設(shè)置點；c)確定對應(yīng)于在步驟a)中建立的該基礎(chǔ)HP和LPEGR設(shè)置點、步驟b)的約束的HP和 LP EGR設(shè)置點、或者來自步驟h)的該調(diào)整的HP和LP EGR設(shè)置點中的至少一個的HP和LP EGR致動器命令；d)將對應(yīng)的致動器限制應(yīng)用于在步驟c)中確定的該HP和LPEGR致動器命令以產(chǎn)生 更新的HP和LP EGR致動器命令；e)確定對應(yīng)于來自步驟d)的該更新的HP和LPEGR致動器命令的更新的HP和LP EGR 設(shè)置點；f)將一個傳遞函數(shù)應(yīng)于來自步驟e)的該更新的LPEGR設(shè)置點以產(chǎn)生一個修改的LP EGR設(shè)置點；g)將該更新的HP和修改的LPEGR設(shè)置點與來自步驟a)的基礎(chǔ)HP和LP EGR設(shè)置點 進行比較；并且h)基于來自步驟g)的比較對該基礎(chǔ)HP和LPEGR設(shè)置點進行調(diào)整以產(chǎn)生調(diào)整的HP和 LP EGR設(shè)置點。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其中該基礎(chǔ)HP和LPEGR設(shè)置點是通過將一個目標(biāo)總 EGR流量設(shè)置點與目標(biāo)HP和LP EGR貢獻值相乘而建立的。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其中該目標(biāo)總EGR流量設(shè)置點是在符合排氣排放指標(biāo) 的基礎(chǔ)上確定的，并且首先在符合排氣排放指標(biāo)的基礎(chǔ)上確定該目標(biāo)HP和LP EGR貢獻值 然后優(yōu)化其他指標(biāo)。
20.如權(quán)利要求17所述的方法，其中該傳遞函數(shù)是一個動態(tài)補償傳遞函數(shù)，該動態(tài)補 償傳遞函數(shù)是從一個與該HP EGR通道相關(guān)聯(lián)的HP傳遞函數(shù)以及一個與LP EGR通道相關(guān) 聯(lián)的LP傳遞函數(shù)導(dǎo)出的。
21.如權(quán)利要求17所述的方法，其中該HP和LP致動器命令與排氣閥的打開或關(guān)閉的 百分比中的至少一個是相關(guān)聯(lián)的。
22.如權(quán)利要求17所述的方法，其中該HPEGR通道是發(fā)動機中的一個內(nèi)部LP EGR通道。
23.如權(quán)利要求17所述的方法，其中將該HPEGR通道安置在一臺渦輪增壓器的一側(cè)上 在一臺發(fā)動機與該渦輪增壓器之間這樣使得該HP EGR通道被連接到該渦輪增壓器的一臺 渦輪機的上游的一個排氣子系統(tǒng)上并且被連接到該渦輪增壓器的一臺壓縮機的下游的一 個進氣子系統(tǒng)上，并且將該LP EGR通道安置在該渦輪增壓器離開該發(fā)動機的另一側(cè)上這樣 使得該LP EGR通道被連接到該渦輪增壓器渦輪機的下游的排氣子系統(tǒng)上并且被連接到該 渦輪增壓器壓縮機的上游的進氣子系統(tǒng)上。
24.—種產(chǎn)品，包括一個控制器，該控制器用來控制排氣再循環(huán)(EGR)并且被配置為提供第一和第二 EGR設(shè)置點，這些設(shè)置點是與第一和第二 EGR通道相關(guān)聯(lián)并且對一個 總EGR設(shè)置點有所貢獻，并且將一個傳遞函數(shù)應(yīng)用于該第一和第二 EGR設(shè)置點中的至少一個上以便將與該第二 EGR 通道相關(guān)聯(lián)的空載時間或滯后時間中的至少一個考慮在內(nèi)。
25.如權(quán)利要求M所述的產(chǎn)品，其中該第一和第二EGR設(shè)置點是通過將一個目標(biāo)總 EGR流量設(shè)置點與目標(biāo)第一和第二 EGR貢獻值相乘而建立的。
26.如權(quán)利要求25所述的產(chǎn)品，其中該目標(biāo)總EGR流量設(shè)置點是在符合排氣排放指標(biāo) 的基礎(chǔ)上確定的，并且首先在符合排氣排放指標(biāo)的基礎(chǔ)上確定該目標(biāo)第一和第二 EGR貢獻 值并且然后優(yōu)化其他指標(biāo)。
27.如權(quán)利要求M所述的產(chǎn)品，其中該傳遞函數(shù)是一個動態(tài)補償傳遞函數(shù)，該動態(tài)補 償傳遞函數(shù)是從一個與該第一 EGR通道相關(guān)聯(lián)的第一傳遞函數(shù)以及一個與該第二 EGR通道 相關(guān)聯(lián)的第二傳遞函數(shù)導(dǎo)出的。
28.如權(quán)利要求M所述的產(chǎn)品，其中該控制器進一步被配置為對應(yīng)于所建立的第一和第二 EGR設(shè)置點或調(diào)整的第一和第二 EGR設(shè)置點中的至少一個 確定第一和第二 EGR致動器命令；將對應(yīng)的致動器限制應(yīng)用于所確定的第一和第二 EGR致動器命令以產(chǎn)生約束的第一 和第二 EGR致動器命令；對應(yīng)于所產(chǎn)生的約束的第一和第二 EGR致動器命令確定更新的第一和第二 EGR設(shè)置占.將該傳遞函數(shù)應(yīng)用于該更新的第二 EGR設(shè)置點以產(chǎn)生一個修改的第二 EGR設(shè)置點； 將該更新的第一 EGR設(shè)置點和修改的第二 EGR設(shè)置點與所確定第一和第二 EGR設(shè)置點 進行比較；并且基于該比較對所提供的第一和第二 EGR設(shè)置點進行調(diào)整以產(chǎn)生該調(diào)整的第一和第二 EGR設(shè)置點。
29.如權(quán)利要求觀所述的產(chǎn)品，其中該控制器進一步被配置為將所確定的第一和第二 EGR致動器命令與排氣閥的打開或關(guān)閉的百分比中的至少一個進行關(guān)<聯(lián)。
30.一種產(chǎn)品，包括一個控制器，該控制器用來控制排氣再循環(huán)(EGR)并且被配置為 對應(yīng)于第一和第二 EGR設(shè)置點確定第一和第二 EGR致動器命令； 將多項系統(tǒng)約束應(yīng)用于所確定的第一和第二 EGR致動器命令以產(chǎn)生約束的第一和第 二 EGR致動器命令；對應(yīng)于該約束的第一和第二 EGR致動器命令確定更新的第一和第二 EGR設(shè)置點； 將該第一 EGR設(shè)置點與該更新的第一 EGR設(shè)置點進行比較；并且 響應(yīng)于該比較對該第一和第二 EGR設(shè)置點進行調(diào)整以產(chǎn)生調(diào)整的第一和第二 EGR設(shè)置點。
31.如權(quán)利要求30所述的產(chǎn)品，其中該控制器進一步被配置為通過將一個目標(biāo)總EGR 流量設(shè)置點與目標(biāo)第一和第二 EGR貢獻值相乘來最初建立該第一和第二 EGR設(shè)置點。
32.如權(quán)利要求31所述的產(chǎn)品，其中該控制器進一步被配置為在符合排氣排放指標(biāo)的 基礎(chǔ)上確定該目標(biāo)總EGR流量設(shè)置點、并且首先在符合排氣排放指標(biāo)的基礎(chǔ)上確定該目標(biāo) 第一和第二 EGR貢獻值并且然后優(yōu)化其他指標(biāo)。
33.如權(quán)利要求30所述的產(chǎn)品，其中該控制器進一步被配置為將一個傳遞函數(shù)應(yīng)用于該更新的第二 EGR設(shè)置點以產(chǎn)生一個修改的第二 EGR設(shè)置點； 將該第二 EGR設(shè)置點與該修改的第二 EGR設(shè)置點進行比較；并且 響應(yīng)于這些比較對所確定的第一和第二 EGR設(shè)置點進行調(diào)整以產(chǎn)生調(diào)整的第一和第 二 EGR設(shè)置點。
34.如權(quán)利要求33所述的產(chǎn)品，其中該傳遞函數(shù)是一個動態(tài)補償傳遞函數(shù)，該動態(tài)補 償傳遞函數(shù)是從一個與該第一 EGR通道相關(guān)聯(lián)的第一傳遞函數(shù)以及一個與該第二 EGR通道 相關(guān)聯(lián)的第二傳遞函數(shù)導(dǎo)出的。
35.如權(quán)利要求30所述的產(chǎn)品，其中該控制器進一步被配置為使所確定的第一和第二 EGR致動器命令與排氣閥的打開或關(guān)閉的百分比中的至少一個進行關(guān)聯(lián)。
36.如權(quán)利要求30所述的產(chǎn)品，其中該第一和第二EGR通道是高壓(HP)以及低壓(LP) EGR通道。
37.如權(quán)利要求36所述的產(chǎn)品，其中該HPEGR通道是一種發(fā)動機系統(tǒng)的發(fā)動機中的一 個內(nèi)部HP EGR通道。
38.一種產(chǎn)品，包括一個控制器，該控制器用來控制排氣再循環(huán)(EGR)并且被配置為 建立基礎(chǔ)第一和第二 EGR設(shè)置點；將多項系統(tǒng)約束應(yīng)用于該基礎(chǔ)第一和第二 EGR設(shè)置點以產(chǎn)生約束的第一和第二 EGR設(shè)置點。從該約束的第一和第二 EGR設(shè)置點確定第一和第二 EGR致動器命令； 對應(yīng)于的所確定的第一和第二 EGR致動器命令確定更新的第一和第二 EGR設(shè)置點； 將該基礎(chǔ)第一 EGR設(shè)置點與該更新的第一 EGR設(shè)置點進行比較；并且 響應(yīng)于該比較對該基礎(chǔ)第二 EGR設(shè)置點進行調(diào)整以產(chǎn)生一個調(diào)整的第二 EGR設(shè)置點。
39.如權(quán)利要求38所述的產(chǎn)品，其中這些系統(tǒng)約束包括第一和第二EGR質(zhì)量流量約束。
40.一種產(chǎn)品，包括一個控制器，該控制器用來控制排氣再循環(huán)(EGR)并且被配置為 建立基礎(chǔ)HP和LP EGR設(shè)置點，這些設(shè)置點是與HP和LP EGR通道相關(guān)聯(lián)的并且對一 個總EGR設(shè)置點有所貢獻；將多項系統(tǒng)約束應(yīng)用于建立的基礎(chǔ)HP和LP EGR設(shè)置點或調(diào)整的HP和LP EGR設(shè)置點 中的至少一個上，以產(chǎn)生約束的HP和LP EGR設(shè)置點；對應(yīng)于所建立的基礎(chǔ)HP和LP EGR設(shè)置點、該約束的HP和LP EGR設(shè)置點、或者該調(diào)整 的HP和LP EGR設(shè)置點中的至少一個確定HP和LP EGR致動器命令；將對應(yīng)的致動器限制應(yīng)用于所確定的HP和LP EGR致動器命令以產(chǎn)生更新的HP和LP EGR致動器命令；對應(yīng)于該更新的HP和LP EGR致動器命令確定更新的HP和LP EGR設(shè)置點； 將一個傳遞函數(shù)應(yīng)用于該更新的LP EGR設(shè)置點以產(chǎn)生一個修改的LP EGR設(shè)置點； 將該更新的HP與修改的LP EGR設(shè)置點進行比較以建立基礎(chǔ)HP和LP EGR設(shè)置點；并且基于該比較對該基礎(chǔ)HP和LP EGR設(shè)置點進行調(diào)整以產(chǎn)生該調(diào)整的HP和LP EGR設(shè)置點ο
41.如權(quán)利要求40所述的產(chǎn)品，其中該控制器進一步被配置為通過將一個目標(biāo)總EGR 流量設(shè)置點與目標(biāo)HP和LP EGR貢獻值相乘而建立該基礎(chǔ)HP和LP EGR設(shè)置點。
42.如權(quán)利要求41所述的產(chǎn)品，其中該控制器進一步被配置為在符合排氣排放指標(biāo)的 基礎(chǔ)上確定該目標(biāo)總EGR流量設(shè)置點，并且首先在符合排氣排放指標(biāo)的基礎(chǔ)上確定該目標(biāo) HP和LP EGR貢獻值并且然后優(yōu)化其他指標(biāo)。
43.如權(quán)利要求40所述的產(chǎn)品，其中該傳遞函數(shù)是一個動態(tài)補償傳遞函數(shù)，該動態(tài)補 償傳遞函數(shù)是從一個與該HP EGR通道相關(guān)聯(lián)的HP傳遞函數(shù)以及一個與該LP EGR通道相關(guān)聯(lián)的LP傳遞函數(shù)導(dǎo)出的。
44.如權(quán)利要求40所述的產(chǎn)品，其中該HP和LP致動器命令與排氣閥的打開或關(guān)閉的 百分比中的至少一個是相關(guān)聯(lián)的。
45.如權(quán)利要求40所述的產(chǎn)品，其中該HPEGR通道是發(fā)動機中的一個內(nèi)部HP EGR通道。
46.如權(quán)利要求40所述的產(chǎn)品，其中將該HPEGR通道安置在一臺渦輪增壓器的一側(cè)上 在一臺發(fā)動機與該渦輪增壓器之間這樣使得該HP EGR通道連接到該渦輪增壓器的一臺渦 輪機的上游的一個排氣子系統(tǒng)上并且連接到該渦輪增壓器的一臺壓縮機的下游的一個進 氣子系統(tǒng)上，并且將該LP EGR通道安置在該渦輪增壓器離開該發(fā)動機的另一側(cè)上這樣使得 該LP EGR通道連接到該渦輪增壓器渦輪機的下游的排氣子系統(tǒng)上并且連接到該渦輪增壓 器壓縮機的上游的進氣子系統(tǒng)上。
全文摘要
一種在渦輪增壓的發(fā)動機系統(tǒng)中控制排氣再循環(huán)(EGR)的方法包括多個EGR通道用來將與這些EGR通道中的至少一個相關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)約束、或空載時間和/或滯后時間中的至少一個考慮在內(nèi)。
文檔編號F02D41/04GK102037234SQ200980118144
公開日2011年4月27日 申請日期2009年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月2日
發(fā)明者H·B·B·貝納利, J·舒蒂 申請人:博格華納公司