[發明專利]帶有推斷式傳感器的發動機系統

有效

• 申請號: 201710057067.2
• 申請日: 2017-01-26
• 公開（公告）號: CN107023412B
• 公開（公告）日: 2021-12-28
• 發明（設計）人: D.帕奇納;D.基哈斯;L.巴拉莫夫
• 申請（專利權）人: 蓋瑞特交通一公司
• 主分類號: F02D41/14
• 分類號: F02D41/14;F02D41/22
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 成城;傅永霄

1.一種發動機系統，包括：

發動機；

一個或多個傳感器，每個所述傳感器均被配置成感測與所述發動機的操作相關的一個或多個參數；和

連接到所述發動機的控制器；并且

其中，所述控制器被配置成包括一個或多個虛擬傳感器，所述一個或多個虛擬傳感器被配置為至少部分地基于由所述傳感器中的一個或多個感測的一個或多個參數的值和所述發動機的微分代數方程模型來估計與所述發動機的操作相關的一個或多個空氣路徑狀態參數，其中，所述發動機的微分代數方程模型由所述控制器從所述發動機的常微分方程模型轉換得到，

其中，所述控制器包括：

離線部分；和

在線部分，其被配置為包括虛擬傳感器的空氣路徑狀態估計器模塊，所述空氣路徑狀態估計器模塊被配置為估計與所述發動機的操作相關的一個或多個空氣路徑狀態參數；并且

其中，所述離線部分被配置為確定用于所述空氣路徑狀態估計器模塊的一個或多個微分方程，

其中，所述控制器的所述離線部分被配置為將一個或多個常微分方程的右側變換成一個或多個能夠微分的右側函數和能夠微分的函數的一個或多個分式，只要當分母接近零時，所述分式就能夠由帶有能夠微分的函數的代數方程表示。

2.根據權利要求1所述的系統，其中，所述一個或多個虛擬傳感器包括空氣路徑狀態估計器，其被配置成估計所述發動機的進氣歧管溫度、所述發動機的進氣歧管壓力、所述發動機的排氣歧管壓力、所述發動機的每沖程的燃料、所述發動機的進氣歧管氣體成分、氣缸中充氣質量、氣缸中充氣溫度、氣缸中充氣壓力、氣缸中充氣成分、殘余質量溫度和殘余質量成分中的一者或多者。

3.根據權利要求1所述的系統，其中，所述一個或多個虛擬傳感器包括空氣路徑狀態估計器和NOx濃度模塊。

4.根據權利要求3所述的系統，其中，所述空氣路徑狀態估計器確定所述NOx濃度模塊的初始條件。

5.根據權利要求1所述的系統，其中，所述控制器包括多個控制單元。

6.根據權利要求1所述的系統，其中，所述控制器包括多個控制單元，并且第一控制單元包括所述離線部分且第二控制單元包括所述在線部分并與所述第一控制單元連通。

7.根據權利要求2所述的系統，其中：

所述發動機包括一個或多個渦輪增壓器；和

基于由所述一個或多個傳感器感測的參數的值，所述空氣路徑狀態估計器求解以下項中的一個或多個：

所述發動機的體積中的部件之間的壓力的微分方程；

所述發動機的部件之間的溫度的微分方程；

所述發動機中的氣體物質種類的質量分數的微分方程；以及

一個或多個渦輪增壓器的渦輪增壓器速度的微分方程。

8.一種用與發動機連通的控制器中的一個或多個模塊監測由所述發動機產生的參數的量的方法，所述方法包括：

在控制器處從感測發動機的變量的一個或多個傳感器接收信號值；

用所述控制器中的第一模塊計算氣缸中氣體的一個或多個初始條件，以便至少部分地基于一個或多個接收的信號值確定由所述發動機產生的參數的量；和

用所述控制器中的第二模塊，至少部分地基于所述氣缸中氣體的計算的初始條件來計算由所述發動機產生的所述參數的量，

其中，所述第一模塊和所述第二模塊利用所述發動機的微分代數方程模型，并且所述發動機的微分代數方程模型由所述控制器從所述發動機的常微分方程模型轉換得到，

其中，所述控制器包括：

離線部分；和

在線部分，其被配置為包括虛擬傳感器的空氣路徑狀態估計器模塊，所述空氣路徑狀態估計器模塊被配置為估計與所述發動機的操作相關的一個或多個空氣路徑狀態參數；并且

其中，所述離線部分被配置為確定用于所述空氣路徑狀態估計器模塊的一個或多個微分方程，

其中，所述控制器的所述離線部分被配置為將一個或多個常微分方程的右側變換成一個或多個能夠微分的右側函數和能夠微分的函數的一個或多個分式，只要當分母接近零時，所述分式就能夠由帶有能夠微分的函數的代數方程表示。