СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТЕПЕНИ ПОДАЧИ ВЫХЛОПНЫХ ГАЗОВ, РЕЦИРКУЛИРУЕМЫХ НА ВХОД ЦИЛИНДРА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, И ДВИГАТЕЛЬ, В КОТОРОМ ПРИМЕНЯЮТ УКАЗАННЫЙ СПОСОБ Российский патент 2016 года по МПК F02D41/00 F02M25/07 

Настоящее изобретение, в целом, относится к способу определения степени подачи выхлопных газов, рециркулируемых на вход цилиндра двигателя внутреннего сгорания, называемой степенью подачи EGR, в момент t.

Изобретение относится также к двигателю внутреннего сгорания, в котором применяют указанный способ.

Некоторые двигатели внутреннего сгорания содержат рециркуляционный трубопровод, который позволяет отбирать часть выхлопных газов, проходящих в выхлопной магистрали двигателя, и направлять их обратно во впускную магистраль этого двигателя. Рециркулируемые таким образом газы называются газами EGR.

Степень подачи газов EGR, называемая степенью EGR, присутствующих в газовой смеси, вводимой в момент t в цилиндры двигателя, является параметром, используемым электронным блоком управления двигателя для регулирования его работы. Действительно, степень подачи EGR на входе цилиндров имеет большое значение для качества сгорания газов в цилиндрах, влияет на расход топлива в двигателе, на ограничение загрязняющих выбросов в результате сгорания газов и на регулировку двигателя в целом.

В настоящее время значение степени подачи EGR, используемое электронным блоком управления, определяют в момент t на выходе рециркуляционного трубопровода во впускной трубопровод, а не на входе самих цилиндров.

Действительно, известны различные способы для определения этой степени подачи EGR на выходе рециркуляционного трубопровода во впускной трубопровод, например, посредством измерения расхода газов EGR и расхода свежего воздуха, смешивающихся в этом месте во впускной магистрали, или посредством вычисления на основании измеряемых значений давления и температуры с двух сторон от рециркуляционного вентиля, установленного на пути этого рециркуляционного трубопровода, при помощи формулы Барре де Сен Венана.

Однако значение степени подачи EGR на входе цилиндров в момент t может отличаться от значения степени подачи EGR на выходе рециркуляционного трубопровода в момент t: таким образом, значение степени подачи EGR, учитываемое электронным блоком управления, не является точным.

Для устранения недостатков известных технических решений согласно изобретению предлагается способ, позволяющий точно определять степень подачи EGR на входе цилиндров двигателя в момент t.

В связи с этим объектом изобретения является способ определения степени подачи рециркулируемых выхлопных газов, называемой степенью подачи EGR, на входе цилиндра двигателя внутреннего сгорания в момент t, при этом указанные выхлопные газы поступают в рециркуляционный канал, соединяющий выхлопную магистраль двигателя с его впускной магистралью, и указанная степень подачи EGR равна соотношению между расходом рециркулируемых выхлопных газов и общим расходом газов во впускной магистрали в рассматриваемом месте впускной магистрали и в рассматриваемый момент, согласно которому:

a) определяют, в какой момент t_int.ro, предшествующий моменту t, газ, который поступает на вход цилиндра в момент t, был введен во впускную магистраль,

b) определяют степень подачи EGR на выходе рециркуляционного трубопровода во впускной магистрали в момент t_int.ro,

c) определяют степень подачи EGR на входе цилиндра в момент t в зависимости от степени подачи EGR на выходе рециркуляционного трубопровода во впускную магистраль в момент t_int.ro, определенный на этапе b).

Выхлопные газы, вводимые во впускную магистраль, в течение некоторого времени проходят по этой впускной магистрали, прежде чем попадут на вход цилиндров. Таким образом, существует смещение между значением степени подачи EGR на выходе рециркуляционного трубопровода в момент t и значением степени подачи EGR в момент t на входе цилиндров: газы, поступающие в момент t на вход цилиндров, были введены во впускную магистраль на выходе рециркуляционного трубопровода в момент t_int.ro, предшествующий моменту t.

Однако степень подачи EGR на выходе рециркуляционного трубопровода может измениться между моментом t_int.ro и моментом t: следовательно, степень подачи EGR на выходе рециркуляционного трубопровода в момент t априори отличается от степени подачи EGR на входе цилиндров в этот же момент t.

Промежуток между моментами t_int.ro и t тем больше, чем больше длина впускной магистрали.

Способ в соответствии с изобретением учитывает этот промежуток и устраняет связанную с ним погрешность при оценке степени подачи EGR на входе цилиндров.

Согласно другим предпочтительным и неограничительным признакам заявленного способа:

- на этапе с) идентифицируют искомую степень подачи EGR на входе цилиндра в момент t по степени подачи EGR на выходе рециркуляционного трубопровода в момент t_int.ro, определенный на этапе b);

- на этапе а) осуществляют следующие этапы:

a1) определяют и сохраняют в памяти элементарную массу газов, вводимую во впускную магистраль на выходе рециркуляционного трубопровода в разные последовательные моменты t_i, предшествующие моменту t,

а2) в момент t определяют общую массу газов, вводимую во впускную магистраль на выходе рециркуляционного трубопровода, начиная с каждого момента t_i, предшествующего моменту t, до момента t,

а3) в этот момент t определяют общую массу газов, содержащуюся во впускной магистрали между выходом рециркуляционного трубопровода и входом цилиндра,

а4) сравнивают эту общую массу газов, содержащуюся во впускной магистрали в момент t, и общую массу газов, введенных во впускную магистраль на выходе рециркуляционного трубопровода, начиная с каждого момента t_i до момента t, и определяют момент t_int.ro в зависимости от этого сравнения;

- на этапе а4) момент t_intro определяют как момент t_i, в который общая масса газов, содержащаяся во впускной магистрали в момент t, определенная на этапе a1), и общая масса газов, введенная во впускную магистраль на выходе рециркуляционного трубопровода с момента t_i до момента t, определенная на этапе а2), имеют наиболее близкое значение;

- на этапе а4) момент t_intro определяют как момент t_i, в который общая масса газов, содержащаяся во впускной магистрали в момент t, определенная на этапе a1), становится больше общей массы газов, введенной во впускную магистраль на выходе рециркуляционного трубопровода, начиная с каждого момента t_i и до момента t, определенной на этапе а2);

- на этапе b) осуществляют следующие этапы:

b1) определяют и сохраняют в памяти степень подачи EGR на выходе рециркуляционного трубопровода в каждый из моментов t_i,

b2) определяют степень подачи EGR на выходе рециркуляционного трубопровода в момент t_intro в зависимости от степени подачи EGR на выходе рециркуляционного трубопровода, определенной на этапе b1) для момента t_i, ближайшего к моменту t_intro;

- на этапе b1 измеряют расход выхлопных рециркулируемых газов, вводимых во впускную магистраль в каждый момент t_i, при помощи расходомера;

- или, в альтернативном варианте, согласно другому методу измерения для той же физической величины, на этапе b1) определяют расход рециркулируемых газов, вводимых во впускную магистраль в момент t_i, посредством вычисления с учетом температуры и давления выхлопных газов в рециркуляционном трубопроводе;

- поскольку в рециркуляционном трубопроводе установлен вентиль регулирования расхода выхлопных газов, на этапе b1) вычисляют расход рециркулируемых выхлопных газов, вводимых в момент t_i, в зависимости от давления газов, циркулирующих с двух сторон от этого вентиля;

- на этапе b1) измеряют расход свежего воздуха, вводимого во впускную магистраль, до выхода рециркуляционного трубопровода, при помощи расходомера;

- или, в альтернативном варианте, согласно другому методу измерения, позволяющему получить этот же результат, на этапе b1) измеряют общий расход газов, нагнетаемых компрессором, установленным на впускной магистрали, за выходом рециркуляционного трубопровода;

- на этапе a1) определяют элементарную массу газов, вводимую во впускную магистраль на выходе рециркуляционного трубопровода в каждый момент t_i, в зависимости от общего расхода газа, нагнетаемого компрессором, установленным на впускной магистрали, за выходом рециркуляционного трубопровода;

- на этапе а3) определяют массу газов, содержащуюся во впускной магистрали в момент t, в зависимости от объема впускной магистрали между выходом рециркуляционного трубопровода и входом цилиндров, от температуры и давления газов, циркулирующих во впускной магистрали в этот момент t;

- указанную температуру газов, циркулирующих во впускной магистрали в момент t, оценивают в зависимости от условий работы двигателя в этот момент t;

- поскольку газы, циркулирующие во впускной магистрали, проходят через устройство охлаждения газов, указанную температуру газов, циркулирующих во впускной магистрали, определяют в зависимости от значения температуры, измеренной в момент t при помощи температурного датчика, установленного до устройства охлаждения, и/или в зависимости от значения температуры, измеренного в момент t при помощи температурного датчика, установленного за устройством охлаждения;

- поскольку на впускной магистрали за компрессором установлена впускная заслонка, указанное давление газов, циркулирующих во впускной магистрали, определяют в зависимости от давления, измеренного в момент t при помощи датчика давления, установленного до указанной впускной заслонки, и/или в зависимости от давления, измеренного в момент t при помощи датчика давления, установленного за указанной впускной заслонкой.

Объектом изобретения является также двигатель внутреннего сгорания автотранспортного средства, содержащий впускную магистраль, питающую впускным газом, по меньшей мере, один цилиндр двигателя, и выхлопную магистраль, по которой проходят выхлопные газы после их сгорания в указанном цилиндре, при этом часть указанных выхлопных газов рециркулируют в рециркуляционный трубопровод, соединяющий выхлопную магистраль двигателя с указанной впускной магистралью, дополнительно содержащий электронный блок управления, запрограммированный с возможностью определения степени подачи рециркулируемых выхлопных газов, называемой степенью подачи EGR, на вход цилиндра в момент t при помощи описанного выше способа.

Изобретение поясняется чертежами, на которых представлено следующее: фиг.1 - схематичный вид двигателя автотранспортного средства, в котором можно применять способ в соответствии с изобретением;

фиг.2 - схема этапов способа в соответствии с изобретением.

В описании термины «до» и «за» использованы в соответствии с прохождением газов от точки забора свежего воздуха из атмосферы и до выхода выхлопных газов в атмосферу.

Устройство

Двигатель 1 внутреннего сгорания содержит впускную магистраль 100, которая забирает свежий воздух из атмосферы. Эта впускная магистраль 100 содержит впускной трубопровод 2 на пути, где установлены воздушный фильтр 1, который фильтрует воздух, поступающий из атмосферы, расходомер 3, измеряющий расход свежего воздуха, поступающего во впускной трубопровод 2, компрессор 4, который сжимает свежий воздух фильтруемый воздушным фильтром 1, и первичный охладитель 7 воздуха, который охлаждает этот сжатый свежий воздух.

Впускная магистраль 100 содержит также воздушный распределитель 9, в который выходит впускной трубопровод 2 и который выполнен с возможностью распределения газов, циркулирующих во впускном трубопроводе 2, в каждый из четырех цилиндров 10 блок 10А цилиндров двигателя.

Впускная заслонка 8, установленная на пути впускного трубопровода до указанного распределителя 9, позволяет регулировать расход газов, поступающих в этот воздушный распределитель 9.

На выходе цилиндров 10 двигатель 1 содержит выхлопную магистраль 200, проходящую от выхлопного коллектора 11, в который выходят выхлопные газы, сгоревшие в цилиндрах 10.

Затем эти выхлопные газы выходят наружу двигателя через выхлопной трубопровод 12 этой выхлопной магистрали 200.

Кроме того, в направлении прохождения выхлопных газов эта выхлопная магистраль 200 содержит турбину 5, которая приводится во вращение потоком выхлопных газов, выходящих их выхлопного коллектора 12, и каталитический глушитель 13 для обработки выхлопных газов.

Трубина 5 связана с компрессором 4 через средства механической связи, такие как трансмиссионный вал, и, таким образом, компрессор 4 и турбина 5 образуют вместе турбокомпрессор 6.

В примере, показанном на фиг.1, с двух сторон от компрессора 4 и турбины 5 врезаны отводные трубопроводы 17, 18. Они позволяют газам, циркулирующим во впускной магистрали 100 и в выхлопной магистрали 200, обходить компрессор 4 и турбину 5 на некоторых режимах работы двигателя.

Двигатель 1 дополнительно содержит магистраль 300 рециркуляции выхлопных газов, содержащую трубопровод 14 рециркуляции выхлопных газов низкого давления, врезанный в выхлопной трубопровод 12 за турбиной 5 и на выходе во впускной трубопровод 2 до компрессора 4.

Таким образом, рециркуляционный трубопровод 14 отбирает часть выхлопных газов, циркулирующих в выхлопной магистрали 200, для их повторного нагнетания во впускной трубопровод 2. При этом они смешиваются со свежим воздухом, подаваемым в цилиндры 10, чтобы уменьшить загрязняющие выбросы двигателя, в частности, выбросы оксидов азота в случае дизельных двигателей, и чтобы снизить расход топлива, в частности, в случае бензиновых двигателей.

В дальнейшем выхлопные газы, рециркулируемые в рециркуляционную магистраль 300, будут называться «газами EGR».

Эта рециркуляционная магистраль 300 содержит также вторичный охладитель 15 воздуха, установленный на пути этого рециркуляционного трубопровода 14 для охлаждения газов EGR, после которого следует вентиль, называемый вентилем EGR 16, для регулирования расхода газов EGR, выходящих в воздушный распределитель.

Кроме того, двигатель 1 внутреннего сгорания содержит магистраль впрыска топлива (не показана) в цилиндры 10.

Для управления различными органами двигателя 1 внутреннего сгорания предусмотрен электронный блок 30 управления, выполненный с возможностью приема данных от различных датчиков двигателя, в частности, данных, касающихся температуры, давления и расхода газов в различных местах двигателя. Электронный блок 30 управления управляет, в частности, открыванием впускной заслонки 8 и вентиля EGR 16.

Согласно изобретению электронный блок управления транспортного средства запрограммирован с возможностью определения степени подачи EGR на входе цилиндров двигателя в момент t при помощи описанного ниже способа.

Способ

В дальнейшем «степенью подачи EGR» будет называться соотношение между расходом газов EGR и общим расходом газов во впускной магистрали в данном месте впускной магистрали и в данный момент.

Так, степень подачи EGR на входе цилиндров в момент t будет обозначаться txegr_cyl(t), и степень подачи EGR в момент t на выходе рециркуляционного трубопровода 14, то есть сразу после места, где этот рециркуляционный трубопровод 14 сообщается с впускной магистралью 100, будет обозначаться txegr_adm(t).

Согласно способу в соответствии с изобретением:

- на этапе а) электронный блок 30 управления определяет, в какой момент tjntro, предшествующий моменту t, газы, поступающие на вход цилиндров 10 в момент t, попали во впускную магистраль 100, затем

- на этапе b) электронный блок 30 управления определяет степень подачи EGR txegr_adm(t_intro) на выходе рециркуляционного трубопровода 14 во впускную магистраль 100 в момент tjntro, и

- на этапе с) электронный блок 30 управления определяет степень подачи EGR txegr_cyl(t) на вход цилиндров 10 в момент t в зависимости от степени подачи EGR txegrjad m(tjintro) на выходе рециркуляционного трубопровода во впускную магистраль в момент tjntro, определенной на этапе b).

В частности, на этапе а) электронный блок 30 управления осуществляет нижеследующие подэтапы.

На подэтапе a1) этапа а) электронный блок 30 управления определяет и сохраняет в памяти элементарную массу m(tj') газов, вводимую во впускную магистраль 100 на выходе рециркуляционного трубопровода 14 в различные последовательные моменты tj, предшествующие моменту t.

Например, электронный блок 30 управления работает пошагово: моменты tj разделены равномерными интервалами времени Dt. Элементарные массы газов, связанные с каждым моментом tj, сохраняются в первой таблице Т1, показанной на фиг.2.

Выбор интервала времени Dt, разделяющего моменты tj, зависит также от максимального размера, который может иметь эта таблица в зависимости от мощности вычислительных ресурсов электронного блока 30 управления.

Так, каждый момент tj равен t - i. Dt, где индекс i, заключенный между 1 и целым числом N, соответствует числу значений элементарной массы, которое может быть сохранено в указанной таблице Т1.

Например, для выборки элементарных масс m(tj') за период времени 5 секунд до момента t электронный блок управления может, например, запомнить 50 значений элементарных масс m(t_i), соответствующих моментам t_i, разделенным интервалом Dt, равным 100 миллисекундам или 100 значений элементарных масс m(t_i), соответствующих моментам t_i, разделенным интервалом времени Dt, равным 50 миллисекундам.

В случае таблицы, содержащей 100 значений, размер этой таблицы будет больше при постоянных интервалах времени, при этом периоды вычисления будут удлинены, например, с 5 до 10 секунд или интервалы времени Dt будут уменьшены, например, с 100 до 50 миллисекунд, что позволяет сохранить постоянное время вычисления.

В каждый момент t_i электронный блок 30 управления определяет, например, элементарную массу m(t_i) газов, вводимую во впускную магистраль на выходе рециркуляционного трубопровода 14, в зависимости от общего расхода Qcompt(t_i) газов, нагнетаемых компрессором 4. На практике эта элементарная масса m(t_i) соответствует массе газов, вводимой во впускную магистраль в течение времени Dt, когда расход газов равен общему расходу Qpomp(t_i) газов, нагнетаемых компрессором 4 в момент tj.

Этот общий расход Qcomp газов, нагнетаемых компрессором 4, измеряют, например, при помощи расходомера, установленного на пути впускного трубопровода 2 между выходом рециркуляционного трубопровода 14 во впускную магистраль 100 и компрессором 4.

Если общий расход Qcomp газа, нагнетаемого компрессором 4, выразить в виде массового расхода газа, искомая элементарная масса m(t_i) газа, соответствующая моменту t_i, будет равна этому общему массовому расходу Qcomp, который умножается за интервал времени Dt между двумя моментами tj.

Если общий расход Qcomp газа, нагнетаемого компрессором 4, выразить в виде объемного расхода газа, то искомая элементарная масса m(t_i) газа, соответствующая моменту t_i, будет равна этому общему объемному расходу, который умножается интервалом времени Dt между двумя моментами t_i и объемной массой газа.

На подэтапе а2) этапа а) электронный блок 30 управления определяет общую массу газа MI(t_i), введенную во впускную магистраль 100 на выходе рециркуляционного трубопровода 14 с момента t_i, предшествующего моменту t, до момента t.

Эта общая введенная масса газа MI(t_i) соответствует сумме элементарных масс m(t_i), введенных в каждый момент времени между моментом t_i и моментом t.

Значения этих общих масс MI(t_i) газа, введенных во впускную магистраль, сохраняются во второй таблице Т2 (см. фиг.2).

На подэтапе а3) этапа а) электронный блок 30 управления определяет массу газа MC(t), содержащуюся во впускной магистрали 100 между выходом рециркуляционного трубопровода 14 и входом цилиндров 10 в момент t.

Эта масса газа MC(t), содержащаяся во впускной магистрали 100, соответствует сумме элементарных масс m(t_i) газа, введенных во впускную магистраль между моментом t_int.ro и моментом t, то есть общей массе газа MI(t_intro), введенной во впускную магистраль 100 на выходе рециркуляционного трубопровода 14 с указанного момента t_int.ro до момента t. Эта масса MC(t)=MI(t_intro) газа, содержащаяся во впускной магистрали 100, сохраняется в таблице Т4 памяти электронного блока 30 управления.

Массу газа MC(t), содержащуюся во впускной магистрали в момент t, определяют, например, посредством вычисления в зависимости от объема V впускной магистрали 100 между выходом рециркуляционного трубопровода 14 и входом цилиндров 10, от температуры Temp(t) и от давления P(t) газов, циркулирующих во впускной магистрали 100 в этот момент t при помощи формулы:

MC(t)=(P(t).V) / (r.Temp(t)), где г является универсальной константой идеальных газов, поделенной на молярную массу газа.

Температура Temp(t) газов, циркулирующих во впускной магистрали в момент t, является усредненной температурой по всей впускной магистрали 100.

Действительно, температура Temp(t) газов, циркулирующих во впускной магистрали 100, меняется между их введением и их поступлением в цилиндры: они поочередно нагреваются в компрессоре 4 и охлаждаются в первичном воздушном охладителе 7.

Эту среднюю температуру Temp(t) можно оценить в зависимости от условий работы двигателя в этот момент t. Ее получают из картографии средней температуры в зависимости от условий работы двигателя, записанной в памяти электронного блока 30 управления.

Эту среднюю температуру Temp(t) можно также оценить по среднему значению температур, измеряемых двумя температурными датчиками, установленными во впускном трубопроводе 2 вблизи первичного воздушного охладителя 7 перед ним или за ним.

Наконец, эту температуру Temp(t) можно оценить по среднему значению между значением, измеренным одним из двух датчиков, установленных вблизи первичного воздушного охладителя 7 перед ним или за ним, и оценочным значением температуры на уровне другого датчика.

В двигателе, где за первичным воздушным охладителем 7 установлена впускная заслонка 8, как в примере, показанном на фиг.1, давление P(t) газов, циркулирующих во впускной магистрали 100 в момент t, определяют в зависимости от давления, измеренного в момент t датчиком 20 давления, установленным перед впускной заслонкой 8. Предпочтительно давление P(t) равно так называемому давлению «наддува», измеряемому этим датчиком 20 давления.

В двигателе, где впускная заслонка 8 установлена перед первичным воздушным охладителем, давление P(t) газов, циркулирующих во впускной магистрали в момент t, определяют в зависимости от давления, измеренного в момент t датчиком давления, установленным за указанной впускной заслонкой в коллекторе 9. Предпочтительно давление P(t) равно так называемому давлению «коллектора», измеряемому этим датчиком.

Если впускная магистраль двигателя не содержит впускной заслонки, давление P(t) равно давлению, измеряемому датчиком, установленным в коллекторе 9.

На подэтапе а4) этапа а) электронный блок 30 управления сравнивает массу газов MC(t), содержащуюся во впускной магистрали 100 в момент t, и общую массу газов MI(t_i), введенную во впускную магистраль 100 на выходе рециркуляционного трубопровода 14 и соответствующую каждому моменту tj.

На основании этого сравнения электронный блок 30 управления определяет момент t_int.ro, так как MC(t)=MI(t_intro).

Этот момент t_int.ro можно определить и по-другому.

В первом варианте электронный блок 30 управления идентифицирует момент t_intro в момент t_i, в который разность между массой газа MC(t), содержащейся во впускной магистрали 100 в момент t, и общей массой газа MT(t_i), введенной во впускную магистраль 100 с момента t_i, является наименьшей.

Во втором варианте выполнения электронный блок 30 управления идентифицирует момент t_intro в момент t_i, в который масса газа MC(t), содержащаяся во впускной магистрали 100 в момент t, становится больше общей массы газа MT(t_i), введенной во впускную магистраль 100 с момента tj.

Другими словами, согласно этим двум вариантам электронный блок 30 управления выявляет индекс i, при котором сравнение массы газа MC(t), содержащейся во впускной магистрали, и общей массы газа MT(t_i), введенной во впускную магистраль с момента t_i, отвечает заранее определенному условию.

В третьем варианте выполнения электронный блок 30 управления осуществляет интерполяцию значений общих масс MI(t_i), введенных во впускную магистраль 100, и выводит из них точный момент t_intro, в который одно из значений общих масс газа, введенных во впускную магистраль 100, равно массе газа MC(t), содержащейся во впускной магистрали 100 в момент t.

Можно также предусмотреть любой метод вычисления, известный специалистам. Момент t_intro можно также определить, например, как взвешенное среднее значение двух значений t_i, между которыми он находится.

На этапе b) электронный блок 30 управления осуществляет подэтап b1) определения и запоминания степени подачи EGR txegr_adm(t_i) на выходе рециркуляционного трубопровода 14 в каждый из моментов tj.

На практике этот подэтап b1) осуществляют одновременно с подэтапом a1).

Эта степень подачи EGR txegr_adm(t_i) равна расходу Qegr(t_i) газов EGR, введенных во впускную магистраль 10 на выходе рециркуляционного трубопровода 14 в момент t_i, поделенному на общий расход Qcomp(t-i) газа, закачанного во впускную магистраль 100 компрессором 4 в этот момент tj.

Расход Qegr(t_i) газа EGR, подаваемого во впускную магистраль в каждый момент t_i, либо измеряют при помощи расходомера (не показан), установленного на пути рециркуляционного трубопровода 14, либо оценивают посредством вычисления с учетом температуры и давления газов EGR в рециркуляционном трубопроводе 14.

В частности, на этапе b1) электронный блок 30 управления вычисляет расход Qegr(t_i) газа EGR, введенного во впускную магистраль в момент t_i, в зависимости от давления газов, циркулирующих с двух сторон от вентиля EGR 16.

Давление газов EGR, циркулирующих с двух сторон от этого вентиля EGR 16, измеряют, например, при помощи двух датчиков давления, установленных в рециркуляционном трубопроводе 16 с двух сторон от этого вентиля EGR 16.

Что касается общего расхода Qcomp(t_l) газа, нагнетаемого компрессором 4, его можно либо измерять при помощи расходомера, установленного на впускной магистрали 100 за выходом рециркуляционного трубопровода 14, либо вычислять как сумму расхода свежего воздуха на входе впускной магистрали 100, измеряемого расходомером 2, и расхода Qegr(t_i) газа EGR, подаваемого во впускную магистраль 100.

Значения степени подачи EGR txegr_adm(t_i), определяемые в каждый момент t_i, сохраняются в памяти в таблице Т3 электронного блока 30 управления (фиг.2).

На подэтапе b2) электронную блок 30 управления определяет степень подачи EGR txegr_adm(t_intro) на выходе рециркуляционного трубопровода в момент t_intro в зависимости от степени подачи EGR txegr_adm(t_i) на выходе рециркуляционного трубопровода для момента t_i, ближайшего к моменту t_intro.

Согласно первому варианту способа, момент t_intro равен моменту t_i, в который разность между массой газа MC(t), содержащейся во впускной магистрали 100 в момент t, и общей массой газа MI(t_i), введенной во впускную магистраль 100 с момента t_i, является наименьшей. Таким образом, искомая степень подачи EGR txegr_adm(t_intro) равна степени подачи EGR txegr_adm(t_i), сохраненной в памяти в этот момент t_i.

Согласно второму варианту способа, момент t_intro равен моменту t_i, в который масса газа MC(t), содержащаяся во впускной магистрали 100 в момент t, становится больше общей массы газа MI(t_i), введенной во впускную магистраль 100 с момента t_i. Таким образом, искомая степень подачи EGR txegr_adm(t_intro) равна степени подачи EGR txegr_adm(t_i), сохраненной в памяти в этот момент t_i.

Иначе говоря, согласно этим двух вариантам, электронный блок 30 управления идентифицирует степень подачи EGR txegr_adm(t_intro) на выходе рециркуляционного трубопровода 14 в момент t_intro по степени подачи EGR, сохраненной в талбице Т4 с соответствующим индексом i, определенным на этапе а4).

Согласно третьему варианту способа, электронный блок 30 управления осуществляет интерполяцию значений степени подачи EGR txegr_adm(t_i), и, таким образом, искомая степень подачи EGR равна степени подачи EGR, определенной при помощи этой интерполяции в точный ранее определенный момент t_intro.

Можно также предусмотреть любой известный специалисту метод вычисления. Степень подачи EGR txegr_adm(t_intro) можно также определить, например, как взвешенное среднее значение двух значений степени подачи EGR, соответствующих моментам, между которыми находится момент t_intro.

Наконец, на этапе с) идентифицируют степень подачи EGR txegr_cyl(t) на входе цилиндра в момент t по степени подачи EGR txegr_adm(t_intro) на выходе рециркуляционного трубопровода в момент t_intro, определенный на этапе b).

Настоящее изобретение ни в коем случае не ограничивается описанными и представленными вариантами выполнения, и специалист может добавлять в них любые версии.

Изобретение может быть использовано в системах управления двигателями внутреннего сгорания (ДВС). Предложен способ определения степени подачи рециркулируемых выхлопных газов (степени подачи EGR), на входе цилиндра (10) ДВС в момент t, в котором указанные выхлопные газы поступают в рециркуляционный канал (14), соединяющий выхлопную магистраль ДВС (200) с его впускной магистралью (100), и указанная степень подачи EGR равна соотношению между расходом рециркулируемых выхлопных газов и общим расходом газов во впускной магистрали в рассматриваемом месте впускной магистрали и в рассматриваемый момент. Согласно предложенному способу: а) определяют, в какой момент t_intro, предшествующий моменту t, газ, который поступает на вход цилиндра в момент t, был введен во впускную магистраль; b) определяют степень подачи EGR на выходе рециркуляционного трубопровода во впускную магистраль (100) в момент t_intro; с) определяют степень подачи EGR на входе цилиндра в момент t в зависимости от степени подачи EGR на выходе рециркуляционного трубопровода во впускную магистраль в момент t_intro, определенный на этапе b). Также предложен ДВС, содержащий электронный блок (30) управления, запрограммированный с возможностью осуществления описанного способа. Технический результат заключается в повышении точности определения степени подачи EGR в цилиндр в каждый момент времени. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ определения степени подачи рециркулируемых выхлопных газов EGR (txegr_cyl(t)) на входе цилиндра (10) двигателя внутреннего сгорания в момент t, при этом указанные выхлопные газы направляют в рециркуляционный канал (14), соединяющий выхлопную магистраль двигателя (200) с его впускной магистралью (100), при этом указанная степень подачи EGR равна соотношению между расходом рециркулируемых выхлопных газов и общим расходом газов во впускной магистрали (100) в заданной точке впускной магистрали (100) и в рассматриваемый момент, согласно которому:
a) определяют, в какой момент t_int.ro, предшествующий моменту t, газ, который поступает на вход цилиндра в момент t, был введен во впускную магистраль (100),
b) определяют степень подачи EGR (txegr_adm(t_intro)) на выходе рециркуляционного трубопровода (14) во впускную магистраль (100) в момент t_int.ro,
c) определяют степень подачи EGR (txegr_cyl(t)) на входе цилиндра (10) в момент t в зависимости от степени подачи EGR (txegr_adm(t_intro)) на выходе рециркуляционного трубопровода (14) во впускную магистраль (100) в момент t_int.ro, определенный на этапе b),
причем на этапе а) осуществляют следующие этапы:
a1) определяют и сохраняют в памяти элементарную массу (m(t_i)) газов, вводимую во впускную магистраль (100) на выходе рециркуляционного трубопровода (14) в разные последовательные моменты t_i, предшествующие моменту t,
а2) в момент t определяют общую массу (MI(t_i)) газов, вводимую во впускную магистраль (100) на выходе рециркуляционного трубопровода (14), начиная с каждого момента t_i, предшествующего моменту t, до момента t,
а3) в момент t определяют общую массу (MC(t)) газов, содержащуюся во впускной магистрали (100) между выходом рециркуляционного трубопровода (14) и входом цилиндра (10),
а4) сравнивают общую массу (MC(t)) газов, содержащуюся во впускной магистрали (100) в момент t, и общую массу (MI(t_i)) газов, введенных во впускную магистраль (100) на выходе рециркуляционного трубопровода (14), начиная с каждого момента t_i до момента t, и определяют момент tjntro в зависимости от этого сравнения.

2. Способ по п. 1, в котором на этапе с) идентифицируют степень подачи EGR (txegr_cyl(t)) на входе цилиндра (10) в момент t по степени подачи EGR (txegr_adm(t_intro)) на выходе рециркуляционного трубопровода (14) в момент t_int.ro, определенный на этапе b).

3. Способ по п. 1, в котором на этапе а4) момент tjntro определяют как момент tj, в который общая масса газов (MC(t)), содержащаяся во впускной магистрали (100) в момент t, определенная на этапе a1), и общая масса газов (MT(tj′))₅, введенная во впускную магистраль (100) на выходе рециркуляционного трубопровода (14) с момента tj до момента t, определенная на этапе а2), имеют наиболее близкое значение.

4. Способ по п. 1, в котором на этапе а4) момент tjntro определяют как момент tj, в который общая масса газов (MC(t)), содержащаяся во впускной магистрали (100) в момент t, определенная на этапе a1), становится больше общей массы газов (MT(tj′)), введенной во впускную магистраль (100) на выходе рециркуляционного трубопровода (14), начиная с каждого момента tj и до момента t, определенной на этапе а2).

5. Способ по п. 1, в котором на этапе b) осуществляют следующие этапы:
b1) определяют и сохраняют в памяти степень подачи EGR (txegrjadm(tj′)) на выходе рециркуляционного трубопровода (14) в каждый из моментов tj,
b2) определяют степень подачи EGR (txegrjad m(tjntro)) на выходе рециркуляционного трубопровода (14) в момент tjntro в зависимости от степени подачи EGR (txegrjadm(tj′)) на выходе рециркуляционного трубопровода (14), определенной на этапе b1) для момента tj, ближайшего к моменту tjntro.

6. Способ по п. 5, в котором на этапе b1 измеряют расход (Qegr) выхлопных рециркулируемых газов, вводимых во впускную магистраль (100) в каждый момент tj, при помощи расходомера.

7. Способ по п. 5, в котором на этапе b1 определяют расход (Qegr) рециркулируемых газов, вводимых во впускную магистраль (100) в момент tj, посредством вычисления с учетом температуры и давления выхлопных газов в рециркуляционном трубопроводе (14).

8. Способ по п. 7, в котором, поскольку в рециркуляционном трубопроводе (14) установлен вентиль (16) регулирования расхода выхлопных газов, на этапе b1) вычисляют расход рециркулируемых выхлопных газов, вводимых во впускную магистраль (100) в момент t_i, в зависимости от давления газов, циркулирующих с двух сторон от этого вентиля (16) регулирования.

9. Способ по п. 5, в котором на этапе b1) измеряют расход свежего воздуха, вводимого во впускную магистраль (100), до выхода рециркуляционного трубопровода (14) при помощи расходомера (3).

10. Способ по п. 5, в котором на этапе b1) измеряют общий расход (Qcomp) газов, нагнетаемых компрессором (4), установленным на впускной магистрали (100), за выходом рециркуляционного трубопровода (14).

11. Способ по п. 1, в котором на этапе al) определяют элементарную массу (m(t_i)) газов, вводимую во впускную магистраль (100) на выходе рециркуляционного трубопровода (14) в каждый момент t_i, в зависимости от общего расхода газа (Qcomp), нагнетаемого компрессором (4), установленным на впускной магистрали, за выходом рециркуляционного трубопровода (14).

12. Способ по п. 1, в котором на этапе а3) определяют массу (MC(t)) газов, содержащуюся во впускной магистрали (100) в момент t, в зависимости от объема впускной магистрали (100) между выходом рециркуляционного трубопровода (14) и входом цилиндра (10), от температуры и давления газов, циркулирующих во впускной магистрали (100) в этот момент t.

13. Способ по п. 12, в котором температуру газов, циркулирующих во впускной магистрали (100) в момент t, оценивают в зависимости от условий работы двигателя в этот момент t.

14. Способ по п. 12, в котором газы, циркулирующие во впускной магистрали (100), проводят через устройство (7) охлаждения газов, при этом температуру газов, циркулирующих во впускной магистрали (100), определяют в зависимости от значения температуры, измеренной в момент t при помощи температурного датчика, установленного до устройства (7) охлаждения, и/или в зависимости от значения температуры, измеренного в момент t при помощи температурного датчика, установленного за устройством (7) охлаждения.

15. Способ по п. 12, в котором на впускной магистрали (100) за компрессором (4) установлена впускная заслонка (8), при этом давление газов, циркулирующих во впускной магистрали (100), определяют в зависимости от давления, измеренного в момент t при помощи датчика (20) давления, установленного до впускной заслонки (8), и/или в зависимости от давления, измеренного в момент t при помощи датчика давления, установленного за впускной заслонкой (8).

16. Двигатель внутреннего сгорания автотранспортного средства, содержащий впускную магистраль (100), питающую впускным газом, по меньшей мере, один цилиндр (10) двигателя, и выхлопную магистраль (200), по которой проходят выхлопные газы после их сгорания в цилиндре (10), при этом часть выхлопных газов рециркулируют в рециркуляционный трубопровод (14), соединяющий выхлопную магистраль (200) двигателя с впускной магистралью (100), содержащий электронный блок (30) управления, запрограммированный с возможностью определения степени подачи рециркулируемых выхлопных газов, называемой степенью подачи EGR (txegr_cyl(t)), на входе цилиндра (10) в момент t при помощи способа по п. 1.