[發(fā)明專利]操作內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210048147.9
• 申請(qǐng)日: 2012-02-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102650240A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-08-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: V.阿爾菲里;A.卡塔尼斯;R.薩基斯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): F02D41/04
• 分類號(hào): F02D41/04;F02D41/30;F02D28/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 侯宇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于操作內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的方法，所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)主要是用于機(jī)動(dòng)車的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，諸如柴油發(fā)動(dòng)機(jī)、汽油發(fā)動(dòng)機(jī)或燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)。

背景技術(shù)

已知的是現(xiàn)代內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)一般包括多個(gè)汽缸，其中每一個(gè)都配置有用于將燃料直接噴射入相應(yīng)的汽缸中的專用燃料噴射器。

燃料噴射可通過(guò)每一次發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)中的單次噴射脈沖實(shí)施，或更經(jīng)常地通過(guò)每一次發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)中的多次噴射脈沖實(shí)施，所述多次噴射脈沖根據(jù)包括位于主噴射脈沖前的至少一次先導(dǎo)噴射脈沖的多次噴射圖案。

所述燃料噴射由若干個(gè)噴射參數(shù)限定，所述參數(shù)諸如噴射開(kāi)始(SOI)、已噴射燃料數(shù)量、用于每一個(gè)噴射脈沖的燃料噴射器的供能時(shí)間(ET)，以及位于兩個(gè)連續(xù)的噴射脈沖之間的暫停時(shí)間(DT)。

所述噴射參數(shù)和諸如發(fā)動(dòng)機(jī)速度、吸入空氣壓力以及吸入空氣溫度的其他發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)一起決定了發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)中位于發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸內(nèi)的燃燒的性能，并由此影響與其相關(guān)的參數(shù)，這包括諸如燃燒開(kāi)始(SOC)、50％已噴射的燃料已經(jīng)燃燒時(shí)的曲柄角度(MFB50)、峰值壓力位置(LPP)、和示出的平均有效壓力(IMEP)。

為了增加發(fā)動(dòng)機(jī)效率并降低污染物排放(主要是氮氧化物(NO_x)和顆粒物質(zhì)(PM))，一般需要對(duì)燃燒性能的有效的控制。

根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，用于控制燃燒表現(xiàn)的已知策略包括測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸內(nèi)的壓力、使用該測(cè)得的壓力計(jì)算燃燒中心的角度位置的實(shí)際值(MFB50)、以及在閉環(huán)控制回路中使用該MFB50的實(shí)際值，其中控制器控制主噴射脈沖的開(kāi)始，以使得MFB50的希望值和實(shí)際值之間的誤差最小化。

該策略的缺點(diǎn)是MFB50的實(shí)際值僅可在燃燒發(fā)生后測(cè)量，從而該閉環(huán)控制回路僅能夠控制下一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)的主噴射脈沖的開(kāi)始，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀況能夠被變動(dòng)。

因此，該閉環(huán)控制回路的響應(yīng)一般較慢，以至于不能在快速變換的運(yùn)行狀況的情形中提供有效的燃燒控制，而所述快速變換的運(yùn)行狀況經(jīng)常發(fā)生在處于瞬變中的機(jī)動(dòng)車應(yīng)用中。

為了避開(kāi)該技術(shù)問(wèn)題，已提出了燃燒的前饋(feed-forward)控制策略。

這些策略一般基于現(xiàn)在可用的已知的燃燒狀態(tài)模型中的一個(gè)，所述燃燒狀態(tài)模型用于預(yù)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸內(nèi)的燃燒性能，通常以作為噴射參數(shù)以及發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀況的函數(shù)的MFB50量化。

通過(guò)示例的方式，已知的前饋控制策略包括使用該燃燒狀態(tài)模型的數(shù)學(xué)反演，以確定獲得希望的MFB50的值所需要的噴射開(kāi)始(SOI)的值。

另一種饋送前移控制策略包括使用所述燃燒狀態(tài)模型以預(yù)測(cè)作為發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀況和噴射開(kāi)始的預(yù)設(shè)值的函數(shù)的MFB50的值，并利用MFB50和噴射開(kāi)始之間的線性關(guān)系使用該MFB50的預(yù)測(cè)值以及相應(yīng)的噴射開(kāi)始的預(yù)設(shè)值確定對(duì)應(yīng)于希望的MFB50的值的噴射開(kāi)始的值。

但是，每一個(gè)燃燒狀態(tài)模型一般針對(duì)運(yùn)行于理想運(yùn)行狀態(tài)中的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)校準(zhǔn)，這通常是嶄新且完美運(yùn)行的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，且不計(jì)入在燃燒過(guò)程中可能由于發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)件的品質(zhì)分布或老化所造成的任何偏差。

在上述前饋控制策略中，這即使對(duì)于在若干種情形中取代了燃燒狀態(tài)模型的經(jīng)驗(yàn)確定的映射表來(lái)說(shuō)也是正確的。

因此，發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)件的品質(zhì)分布以及老化的影響一般被已知的前饋控制策略忽略，并由此漸進(jìn)地導(dǎo)致對(duì)燃料噴射的不正確的控制，這降低了發(fā)動(dòng)機(jī)性能且增加了污染物排放。

本發(fā)明的實(shí)施例的目標(biāo)是解決該缺點(diǎn)，以改進(jìn)上述前饋控制策略的準(zhǔn)確性。

另一個(gè)目標(biāo)是提供一種在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的整個(gè)壽命中可靠的前饋控制策略。

此外的又一個(gè)目標(biāo)是使用簡(jiǎn)單、合理以及較不昂貴的解決方案實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容

通過(guò)如在本發(fā)明主要方面中描繪的本發(fā)明的實(shí)施例來(lái)實(shí)現(xiàn)所述以及其他目標(biāo)。本發(fā)明的從屬方面陳述了本發(fā)明的實(shí)施例的優(yōu)選和/或特別有有優(yōu)勢(shì)的方面。

特別地，本發(fā)明的實(shí)施例提供一種用于操作內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的方法，其包括下列步驟：

-獲取一個(gè)或多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)的值(即被考慮的每一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)的值)，

-使用獲取的一組值(其可包括僅一個(gè)值，如果僅一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)被考慮的話，或多個(gè)值，如果多于一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)被考慮的話)以確定燃燒參數(shù)的期望值，所述燃燒參數(shù)標(biāo)示發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸內(nèi)的燃料燃燒性能，

-使用所述獲取的一組值作為數(shù)據(jù)組的輸入，所述數(shù)據(jù)組返回作為燃燒參數(shù)的相關(guān)校準(zhǔn)值的輸出，

-使用該校準(zhǔn)值以及預(yù)測(cè)值來(lái)確定所述燃燒參數(shù)的期望值，

-前饋控制進(jìn)入該發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸內(nèi)的燃料噴射，以希望達(dá)到所述燃燒參數(shù)的期望值，