[發(fā)明專利]基于物理學(xué)的單汽缸填裝模型

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610592325.2
• 申請(qǐng)日: 2016-07-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106401761B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-10-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: N·金
• 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): F02D41/00
• 分類號(hào): F02D41/00;F02D41/26
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 董均華;安文森

一種系統(tǒng)包括單汽缸殘留計(jì)算模塊，用于計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸內(nèi)的殘留量(即，所捕獲的排氣)。溫度計(jì)算模塊基于殘留量計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸內(nèi)的溫度。第一單汽缸空氣(APC)計(jì)算模塊基于溫度計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸內(nèi)的總填裝含量，并且基于總填裝含量和殘留量計(jì)算在發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸內(nèi)捕獲的第一空氣量。殘留質(zhì)量分?jǐn)?shù)(RMF)計(jì)算模塊基于EVC處的所捕獲排氣的量和總填裝含量計(jì)算排氣的RMF。第二APC計(jì)算模塊確定進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸中的所填裝含量的回流，并且基于回流和第一空氣含量計(jì)算在發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸內(nèi)捕獲的第二空氣量。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開(kāi)涉及用于估算內(nèi)燃機(jī)操作參數(shù)的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

在此所提供的背景描述是為了一般地呈現(xiàn)本公開(kāi)的上下文的目的。在背景技術(shù)部分以及本說(shuō)明書(shū)的各個(gè)方面中描述的指出姓名的發(fā)明人的工作所進(jìn)行的程度，并不表明其在本公開(kāi)提交時(shí)具有作為現(xiàn)有技術(shù)的資格，從未明示或暗示其被認(rèn)可為本公開(kāi)的現(xiàn)有技術(shù)。

內(nèi)燃機(jī)在汽缸內(nèi)燃燒空氣和燃料的混合物以驅(qū)動(dòng)活塞，這產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩。在一些類型的發(fā)動(dòng)機(jī)中，進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣流可經(jīng)由節(jié)流閥調(diào)節(jié)。該節(jié)流閥可調(diào)節(jié)節(jié)流閥打開(kāi)面積，這增加或者減少進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣流。隨著節(jié)流閥打開(kāi)面積的增加，進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣流增加。燃料控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)注入的燃料量，從而將所期望的空氣/燃料的混合物提供到汽缸，和/或以實(shí)現(xiàn)所期望的轉(zhuǎn)矩輸出。隨著提供給汽缸的空氣和燃料的數(shù)量的增加，發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩輸出增加。

發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行可根據(jù)各種參數(shù)和特征進(jìn)行控制。例如，可控制發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)最大化容積效率，這指示通過(guò)活塞吸入到汽缸中的空氣量與在靜態(tài)條件下可吸入的空氣總量的比率。各種特征可經(jīng)測(cè)量、估算和/或模擬以確定發(fā)動(dòng)機(jī)的容積效率。

發(fā)明內(nèi)容

一種系統(tǒng)包含計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸內(nèi)殘留量的單汽缸殘留計(jì)算模塊。殘留對(duì)應(yīng)于在發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸內(nèi)捕獲的排氣（即，所捕獲排氣）。汽缸內(nèi)溫度計(jì)算模塊基于計(jì)算出的所捕獲排氣量和殘留量與以預(yù)定曲柄角吸入的空氣均勻混合且沒(méi)有壓力梯度穿過(guò)進(jìn)氣閥（例如，下死點(diǎn)）的假定，計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸內(nèi)的溫度。第一單汽缸空氣（APC）計(jì)算模塊基于計(jì)算出的溫度、計(jì)算在發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸內(nèi)在預(yù)定的曲柄角下的總填裝含量，并且基于總填裝含量和計(jì)算出的殘留氣體量計(jì)算在發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸內(nèi)捕獲的第一空氣量。殘留質(zhì)量分?jǐn)?shù)（RMF）計(jì)算模塊基于在EVC處所捕獲排氣量以及總填裝含量，計(jì)算在發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸內(nèi)所捕獲排氣的RMF。第二APC計(jì)算模塊確定在下死點(diǎn)（BDC）后、如果進(jìn)氣閥未全部關(guān)閉所填裝含量進(jìn)入進(jìn)氣流道的回流，并且基于回流和第一空氣量，計(jì)算在發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸內(nèi)捕獲的第二（最終）空氣量。發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊基于RMF和第二（最終）空氣量的至少一個(gè)控制發(fā)動(dòng)機(jī)的至少一個(gè)參數(shù)。

方法包含計(jì)算在發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸內(nèi)的殘留（捕獲排氣）量，基于計(jì)算出的殘留量以及殘留量與以預(yù)定曲柄角吸入的空氣均勻混合且沒(méi)有壓力梯度穿過(guò)進(jìn)氣閥（例如，下死點(diǎn)）的假定、計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸內(nèi)的溫度，基于計(jì)算出的溫度、計(jì)算在預(yù)定曲柄角下發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸內(nèi)的總填裝含量，基于總填裝含量和計(jì)算出的殘留氣體量、計(jì)算在發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸內(nèi)捕獲的第一空氣量，基于在EVC處捕獲的排氣量和總填裝含量、計(jì)算在發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸內(nèi)捕獲的排氣的殘留質(zhì)量分?jǐn)?shù)（RMF），確定在下死點(diǎn)（BDC）后、如果進(jìn)氣閥未完全關(guān)閉所填裝的含量進(jìn)入進(jìn)氣流道的回流，基于回流和第一空氣量計(jì)算在發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸內(nèi)捕獲的第二空氣量；以及基于RMF和第二空氣量中的至少一個(gè)，控制發(fā)動(dòng)機(jī)的至少一個(gè)參數(shù)。

根據(jù)具體實(shí)施方式、權(quán)利要求和附圖，將會(huì)清楚本公開(kāi)的其它應(yīng)用領(lǐng)域。具體實(shí)施方式以及具體實(shí)施例僅僅是用于示例目的，而不是為了限定本公開(kāi)的范圍。

附圖說(shuō)明

從具體實(shí)施方式和附圖中全面理解本公開(kāi)，其中：

圖1為根據(jù)本公開(kāi)的原理的示例發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)；

圖2為根據(jù)本公開(kāi)的原理實(shí)施汽缸內(nèi)壓力模型的示例發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊。

圖3示出了根據(jù)本公開(kāi)的原理在排氣回流過(guò)程中的示例流動(dòng)型式；以及