[發明專利]用于使用了多重促動策略的基于模型的爆震抑制系統的控制系統

有效

• 申請號: 201380017244.4
• 申請日: 2013-04-22
• 公開（公告）號: CN104321524B
• 公開（公告）日: 2017-05-03
• 發明（設計）人: D·斯特羅
• 申請（專利權）人: 康明斯有限公司
• 主分類號: F02P5/152
• 分類號: F02P5/152
• 代理公司: 上海一平知識產權代理有限公司31266
• 代理人: 須一平,邱忠貺

技術領域

本發明一般涉及控制系統，更具體地，涉及用于減少發動機內的爆震的帶有反饋的前饋控制系統。

背景技術

減少發動機、內燃機內的爆震在過去的十年里是一個重要的挑戰，而且在將來也將繼續成為一個挑戰，這一部分是因為越來越嚴格的對于發動機排放及其相關的控制系統的排放要求。減少爆震的嘗試通常包括一種處理方法，該處理方法包括了一系列方法中的一種方法，一系列方法例如有直接噴射(DI)、排氣再循環(EGR)稀釋、或者點火延遲(SR)。容易理解的是，爆震是關于發動機內汽缸溫度上升或達到峰值所產生的一個問題，在此發動機上爆震變得更為普遍。

然而，特別地，在火花點火(SI)發動機內減少爆震的趨勢能極限發動機的扭矩輸出，這是由于增壓/空氣混合物經常被極限。在每種處理方法對于特殊的場景和某個獨特的操作環境來說有著一些好處的同時，當考慮到大多數發動機的操作環境時每種處理方法通常也會有著很多缺點。

比如，當DI可在燃料計量(噴射的燃料的量)和噴射定時(精確到燃料何時引入汽缸)上允許更多的準確控制時，發動機能從這種局限的方法中得到更多好處，這僅僅是因為它們在設計上很粗糙，應用了高壓系統以及因此通常很昂貴很復雜。類似地，DI事件在噴射定時事件附近噴射二級燃料以抑制爆震，這種事件的定時在實際操作范圍內可能是不理想的。

類似地，對于EGR來說，向發動機的氣流率添加EGR比取代一部分進氣且也允許實質上降低排氣NOx排放更為有利，EGR費時而且也有效降低了燃燒率，從而使穩定的燃燒經常成為一個挑戰。另一種經常在SI發動機實施以減少爆震的變化方式是延遲點火，然而這種獨有的方式的缺點包

由于這些方式或促動方法中的每一種，考慮到在瞬時要達到在發動機的操作環境下減少爆震的目標，對于發動機的表現來說都有著缺點，因此需要一種能夠考慮到發動機的工作狀態和表現特性在適當時間使用多種促動方式的發動機的操作環境下提供爆震的減少的方法。本發明正是想要滿足這些以及很多其他的需求。

發明內容

為了響應于現有技術的現狀且滿足這些需求，特別是為了響應于現有技術中還無法以當前可用的技術完全解決的問題和需求，而開發了本發明。本發明提供了一種控制方法，用于決定一個或更多的促動方式，從而為發動機減少爆震事件，同時還保持在已知的方式的基礎上提升發動機的表現。

在一個實施方式中，本發明提供了一種使用與汽缸峰值估計溫度和感受到的爆震相關的多個促動事件的降低火花點火發動機的汽缸內溫度的方法。實施方式包括以下步驟：決定發動機的多個輸入條件，包括汽缸內空氣、燃料、及EGR比率；決定與附加輸入相關的涉及處于偏好狀態的發動機的操作的多個建模值，包括爆震閾值溫度和尾氣峰值溫度估計；通過對想要的EGR比率值和預定的比率系統極限進行比較來決定第一促動事件；響應于第一命令執行第一促動；通過對一個或更多的尾氣峰值溫度估計和預定的尾氣溫度系統極限進行比較來決定第二促動事件；響應于第二命令執行第二促動；在從確定感受到爆震的傳感器接收到感受爆震值的反饋之后決定最終促動事件；以及響應于最終命令執行最終促動。

本發明的另一個實施方式提供了一種系統，包括用于火花點火發動機的控制系統和至少一個傳感器，該火花點火發動機具有產生排氣的排氣輸出且包括燃料噴射系統和排氣再循環(EGR)布置，該至少一個傳感器可操作地耦接以檢測來自發動機的爆震，控制系統包括一個或更多的促動控制器，該一個或更多的促動控制器與至少一個傳感器和發動機的一個或更多的火花點火、燃料噴射器、及排氣再循環系統通信，控制系統應用前饋控制以在對一個或更多的火花點火、燃料噴射器、及發動機的排氣再循環系統通過命令通過一個或更多的促動控制器啟動一個或更多的促動事件之后近似減少爆震，控制系統還應用反饋控制，其中控制系統將來自至少一個傳感器的數據轉換成輸出信號以指令一個或更多的促動控制器來執行一個或更多的促動事件。