CN102454499A - 用于前馈控制燃料喷射进内燃机汽缸内的方法 - Google Patents
用于前馈控制燃料喷射进内燃机汽缸内的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102454499A CN102454499A CN2011103165106A CN201110316510A CN102454499A CN 102454499 A CN102454499 A CN 102454499A CN 2011103165106 A CN2011103165106 A CN 2011103165106A CN 201110316510 A CN201110316510 A CN 201110316510A CN 102454499 A CN102454499 A CN 102454499A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- combustion
- value
- engine
- ccp
- fuel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 135
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 113
- 238000002347 injection Methods 0.000 title claims abstract description 65
- 239000007924 injection Substances 0.000 title claims abstract description 65
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 55
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 18
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 15
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 15
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims description 5
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 claims description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 3
- 230000002265 prevention Effects 0.000 claims description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims 1
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 13
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 9
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 4
- 238000011217 control strategy Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 4
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 3
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 3
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 3
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 description 3
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 2
- 238000013528 artificial neural network Methods 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 description 2
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- LUBKKVGXMXTXOZ-QGZVFWFLSA-N (+)-geodin Chemical compound COC(=O)C1=CC(=O)C=C(OC)[C@@]11C(=O)C(C(O)=C(Cl)C(C)=C2Cl)=C2O1 LUBKKVGXMXTXOZ-QGZVFWFLSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000002045 lasting effect Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000008450 motivation Effects 0.000 description 1
- 239000010705 motor oil Substances 0.000 description 1
- 230000001537 neural effect Effects 0.000 description 1
- 238000013486 operation strategy Methods 0.000 description 1
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 1
- 238000012549 training Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D35/00—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for
- F02D35/02—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions
- F02D35/023—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions by determining the cylinder pressure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/04—Introducing corrections for particular operating conditions
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D35/00—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for
- F02D35/02—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions
- F02D35/023—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions by determining the cylinder pressure
- F02D35/024—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions by determining the cylinder pressure using an estimation
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D35/00—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for
- F02D35/02—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions
- F02D35/028—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions by determining the combustion timing or phasing
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
- F02D2041/141—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method using a feed-forward control element
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
- F02D2041/1433—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method using a model or simulation of the system
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
本发明实施例提供了用于前馈控制燃料喷射进内燃机(1)的汽缸(10)内的方法，其包括步骤：设定表示在汽缸(10)内的燃料燃烧的燃烧参数的期望值(CCPdv)；确定一个或多个发动机操作参数的值(EOP1cv...EOPncv)；使用燃烧参数的期望值(CCPdv)和发动机操作参数的确定值(EOP1cv...EOPncv)用于确定燃料喷射进汽缸(10)内的参数值(FIPv)；命令与汽缸(10)关联的燃料喷射器(40)去执行具有燃料喷射参数的确定值(FIPv)的燃料喷射。
Description
技术领域
本发明涉及用于前馈控制燃料喷射进内燃机汽缸内的方法，该内燃机主要是机动车的内燃机，例如柴油发动机、汽油发动机或燃气发动机。
背景技术
现代的内燃机通常包括多个汽缸，每个汽缸提供有专用的燃料喷射器，用于将燃料喷射进汽缸内。
燃料可以喷射进汽缸内，借助于每个发动机循环的单独的喷射脉冲，或者借助于根据多点喷射模式的每个发动机循环的多个的喷射脉冲，典型的是借助于至少预喷射脉冲和随后的主喷射脉冲。
燃料喷射通过几个燃料喷射参数来定义，例如喷射开始(SOI)、燃料喷射量、用于每个喷射脉冲的燃料喷射器的通电时间(ET)、在两个连续喷射脉冲之间的停留时间和喷射压力。
已知的是使用开环控制程序控制燃料喷射。这个传统的开环控制程序通常提供用于：确定多个发动机操作参数的值，发动机当前运行在这些参数下，并且其影响汽缸内的燃料燃烧，例如发动机速度、发动机载荷、发动机温度和许多其它参数；以发动机操作参数的确定值为基础，确定上面提到的燃料喷射参数的一个或多个要求值；之后根据燃料喷射参数的要求值命令燃料喷射器。
特别是，燃料喷射参数的要求值是从储存在经验确定的映射图中的预定值来确定的，该映射图将发动机操作参数与燃料喷射参数相互关联。
这个已知程序的缺点是极多的发动机操作参数影响汽缸内的燃烧，其导致相应的大量的映射图，该映射图的确定和校准因此要求持久的并且十分复杂的实验活动。
这个缺点通过大多数内燃机目前配有许多辅助设备的事实来着重指出，例如涡轮增压器、废气再循环(EGR)系统和后处理装置，其操作影响燃烧并且其操作参数因此被考虑用于控制燃料喷射，典型的是借助于附加的经验确定的映射图。
另一个缺点是上面提到的映射图传统上是在稳定状态条件下进行校准，所以已知的开环控制策略对于机动车应用不总是可靠的，其中内燃机经常是在动态瞬时条件下操作的，在这个条件下发动机操作参数从发动机循环到发动机循环时可以变化的。
通常开环控制程序也涉及其它副作用。例如，由于磨损现象在内燃机中燃料喷射器的操作可以随时间变化，因此由映射图所提供的燃料喷射参数值在适当时候就不能给发动机提供适当的燃料量。因此，发动机性能可以降低，让位于高排放、高燃料消耗、增加噪音甚至对发动机有损坏的可能。
为了改进这种状况，最近更多的内燃机，例如柴油预混充量压燃(PCCI)和汽油均质充量压燃(HCCI)，实现闭环控制程序，其通常提供用于：测量表示燃烧行为的燃烧参数；计算在相同燃烧参数的测量值和期望值之间的误差；为了最小化这个误差命令燃料喷射器。
受控的燃烧参数可以是例如启动燃烧(SOC)、在燃料喷射质量的50％处燃烧(MFB50)的曲轴角度、峰值压力位置(LPP)、所示的平均有效压力(IMEP)或者另一个参数。
尽管这种程序显示出可接受的性能，但是它们另外也倾向于闭环控制的典型缺陷。
特别是，燃烧参数只能在燃烧发生之后测量，所以闭环控制程序只能对下一个发动机循环调整燃料喷射器的操作，这时发动机操作条件可能完全改变了。
因此，当内燃机在动态瞬时条件下操作时，闭环控制程序的反应通常不是足够快，这通常发生在机动车的应用中。
这些缺点通过调整控制器使其在瞬时条件下反应更快是不能解决的，因为其能导致发动机燃烧的不稳定和/或振动。
鉴于上述情况，本发明实施例的目的是提供内燃机的控制策略，其允许去解决、或至少去积极减少上面提到的缺点。
发明内容
这个和/或其它目的通过在本发明主要方法中所披露的本发明实施例的特征来获得。本发明的其他方面叙述了本发明实施例的更优的和/或特殊的优点。
本发明实施例提供了用于前馈控制燃料喷射进内燃机汽缸内的方法，其包括步骤：
-设定表示在汽缸内燃料燃烧的燃烧参数的期望值；
-确定一个或多个发动机操作参数的值；
-使用燃烧参数的期望值和发动机操作参数的确定值用于确定燃料喷射进汽缸内的参数值；
-命令与汽缸关联的燃料喷射器去执行具有燃料喷射参数确定值的燃料喷射。
因为发动机操作参数的任何变化在燃烧发生之前被考虑，所以这个前馈控制策略具有更快的反应，其也允许在瞬时操作条件下满足燃烧参数的期望值，因此增加发动机性能和减少污染排放。
这个前馈控制策略也具有极大的坚稳性，其避免了在汽缸内燃料燃烧的不稳定和/或振动。
根据本发明的方面，燃烧参数在下面的组中选择：指示平均有效压力、燃烧持续时间、累积的热量释放、热量释放速率、在曲轴角度上的压力差和描述燃烧阶段的参数。
描述燃烧阶段的这个参数可以在下面的组中选择：燃烧开始、峰值压力位置、在喷射燃料质量给定百分率处燃烧的曲轴角度。
本发明的这个方面具有上面提到的参数提供了关于在汽缸内的燃烧发展的可靠指示的优点。
根据本发明的另一方面，燃料喷射参数在下面的组中选择：喷射开始、燃料喷射量、喷射持续时间、燃料喷射器的通电时间、喷射压力、电和液的停留时间。
这些参数具有可以被简单调整作用于用于命令燃料喷射器的传统电信号的优点。
仍根据本发明的另一方面，发动机操作参数在下面的组中选择：发动机速度、发动机载荷、发动机温度、废气再循环比率、进气氧浓度、排气氧浓度、充气压力、充气温度、进气门定时、排气门定时、进气门升程、排气门升程、用于在汽缸内产生充气运动的瓣阀位置、和其它燃料喷射参数。
这些参数通常也用于执行许多其它发动机操作策略，所以它们值的确定通常不要求附加的传感器或附加的计算工作量。
根据本发明的实施例，燃料喷射参数的值借助于燃烧模型来确定，其作为输入接收燃烧参数的期望值和发动机操作参数的确定值，并且其作为输出给出燃料喷射参数的值。
这个解决方案的优点在于该模型在专用的实验活动过程中可以被适当校准，并且之后用于控制同一类型的所有内燃机。
根据这个实施例的方面，本方法包括进一步的步骤：
-使用燃料喷射参数的确定值和发动机操作参数的确定值用于估计燃烧参数值；
-测量燃烧参数值；
-计算在燃烧参数的测量值和估计值之间的差值；
-使用该差值用于修正燃烧模型。
使用这个解决方案有利于可能周期性的更新燃烧模型，以至于在燃料喷射器操作中补偿最终变化，例如由于生产批次、老化或其它原因。
这个实施例的另一方面提供了燃烧参数的估计值是借助于附加的燃烧模型来确定，其作为输入接收燃料喷射参数的确定值和发动机操作参数的确定值，并且其作为输出给出燃烧参数的估计值。
这个方面的优点在于这个附加的模型在专用的实验活动过程中也可以被适当校准，并且之后用于控制同一类型的所有内燃机。
仍然根据这个实施例的另一方面，上面提到的在燃烧参数的测量值和估计值之间的差值也用于修正附加的燃烧模型。
用这种方法，附加的燃烧模型也可以被周期性更新，以便考虑在燃料喷射器操作中最终变化，例如由于生产批次、老化或其它原因。
根据本发明另一实施例，本方法包括进一步的步骤：
-使用燃料喷射参数的确定值和发动机操作参数的确定值用于估计燃烧参数的值；
-使用燃烧参数的估计值用于预测不希望的燃烧模式；
-如果这个不希望的燃烧模式被预测，那么执行阻止程序。
这个实施例具有在这个燃烧发生之前，在发动机操作参数的确定值的情况下给出燃烧行为预测的优点，并因此允许阻止不希望的燃烧模式(如不点火)，通过执行适当的修正过程。
燃烧参数的估计值可以借助于上面提到的同一燃烧模型来方便的确定，其作为输入接收燃料喷射器的操作参数的确定值和发动机操作参数的确定值，并且其作为输出给出燃烧参数的估计值。
本发明的另一实施例提供用于操作配有多个汽缸的内燃机的方法，其中上面描述的前馈控制方法为每个汽缸单独执行。
以这种方式，有利于可能为每个单独汽缸确定燃料喷射参数的不同值，考虑在那个特定汽缸内的燃烧发展，例如通过确定和/或更新专用的燃烧模型，并因此获得发动机操作的更好的控制。
根据本发明的方法可以在计算机程序的帮助下被执行，该程序包括程序代码用于执行上面描述的方法的所有步骤，和以包括计算机程序的计算机程序产品的形式被执行。
计算机程序产品可以作为提供有ECU、与ECU相关的数据载体和储存在数据载体中的计算机程序的内燃机来体现，所以，当ECU执行计算机程序时，上面描述的本方法的所有步骤被执行。
本方法也可以作为电磁信号来体现，所述信号被调制以执行数据位序列，其代表计算机程序执行本方法的所有步骤。
附图的简要描述
本发明将借助于实例参考附图进行描述。
图1示意性的说明了涡轮增压的柴油发动机。
图2是控制方案，其说明了用于控制根据本发明实施例的发动机的方法。
图3是根据说明性实例的图2的控制方案。
图4是根据另一说明性实例的图2的控制方案。
参考标号
1 内燃机
10 汽缸
20 进气总管
21 进气管路
30 排气总管
31 排气管路
32 柴油氧化催化剂
40 燃料喷射器
50 涡轮增压器
51 压缩机
52 涡轮
60 中冷器
70 废气再循环管道
71 废气再循环冷却器
72 阀
80 压力传感器
90 ECU
91 数据载体
100 反向燃烧模型
101 直接燃烧模型
102 预测例行程序
103 修正过程
104 计算过程
105 同步延时过程
106 适应过程
107 适应过程
CCPdv 受控燃烧参数的期望值
MFB50dv MFB50的期望值
IMEPdv IMEP的期望值
EOP1cv...EOPncv 发动机操作参数值
FIPv 关键燃料喷射参数值
SOIv SOI的值
FIQv 燃料喷射量的值
CCPest 受控燃烧参数的估计值
MFB50est MFB50的估计值
IMEPest IMEP的估计值
CCPav 受控燃烧参数的实际值
MFB50av MFB50的实际值
IMEPav IMEP的实际值
DP 在受控燃烧参数的测量值和估计值之间的差值
详细描述
本发明的实施例在下文中参考机动车的内燃机1被披露，在这种情况下是涡轮增压的柴油发动机，但是其也可以有利地应用到其它类型的内燃机，例如汽油发动机和燃气发动机。
内燃机1包括四个汽缸10，其中每个通过至少一进气阀与进气总管20连通，和通过至少一排气阀与排气总管30连通。
每个汽缸10还提供有专用的燃料喷射器40，用于将燃料喷射进汽缸10内。
发动机1还提供有：进气管路21，用于将来自环境中的新鲜空气送入到进气总管20；排气管路31，用于将来自排气总管30中的废气释放到环境中；和涡轮增压器50，其包括位于进气管路21中的压缩机51，用于压缩在其中流动的气流，和位于排气管路31中的涡轮52，用于驱动所述压缩机51。
中间冷却器60，也称为中冷器(CAC)，位于进气管路21中在涡轮增压器50的压缩机51的下游，用于在气流到达进气总管20之前冷却气流。
柴油氧化催化器(DOC)32位于排气管路31中在涡轮增压器50的涡轮52的下游，用于分解包含在废气中的残余的碳氢化合物(HC)和碳氧化合物(CO)。
为了减少污染排放，发动机1还提供有废气再循环(EGR)系统，用于将废气发送回并送入到发动机汽缸10内。
EGR系统包括EGR管道70，其流动连接排气总管30和进气总管20；EGR冷却器71，其位于EGR管道70内，用于冷却废气；和电控阀72，其位于EGR管道70内EGR冷却器71的下游，用于调节废气流向进气总管20的流动速率。
本发明的实施例提供用于前馈控制燃料喷射进发动机1的汽缸10内的方法。
这个前馈控制方法规定每个发动机循环重复一次在图2的控制方案中示意性说明的步骤。
控制方案包括设定参数期望值CCPdv的初始步骤，该参数表示在发动机1的单独汽缸10内的燃料燃烧，下文中称为受控的燃烧参数。
这个受控的燃烧参数可以在下面的燃烧参数组中选择：指示的平均有效压力(IMEP)、燃烧持续时间、累积的热量释放、热量释放速率、在曲轴角度上的压力差和描述燃烧阶段的参数，例如，燃烧开始(SOC)、峰值压力位置(LPP)、在喷射燃料质量给定百分率被燃烧时的曲轴角度，通常在质量分数是全部喷射燃料质量的50％(MFB50)被燃烧时的曲轴角度。
在图3中所示的说明性的实施例中，燃烧参数是MFB50，其期望值相关地被指示为MFB50dv。在图4的说明性的实施例中，燃烧参数是IMEP，其期望值相关地被指示为IMEPdv。
控制方案还包括确定影响汽缸10内的燃料燃烧的多个发动机操作参数的当前值EOP1cv...EOPncv的步骤。
发动机操作参数的确定的当前值EOP1cv...EOPncv和受控的燃烧参数的期望值CCPdv作为输入用于反向燃烧模型100中，其作为输出返回汽缸10中的燃料喷射的参数值FIPv，在下文中称为关键燃料喷射参数。
更详细的是，作为输出由反向燃烧模型100所提供的值FIPv代表关键燃料喷射参数值，在发动机操作参数的当前值EOP1cv...EOPncv的条件下，该关键燃料喷射参数值被期望在汽缸10内引起具有受控燃烧参数期望值CCPdv的燃料燃烧。
关键燃料喷射参数可以在下面的燃料喷射参数组中进行选择：喷射脉冲的喷射开始(SOI)、燃料喷射量、喷射脉冲持续时间、燃料喷射器40的通电时间(ET)、喷射压力、在两个连续喷射脉冲之间的电和液的停留时间(DT)。
在图3所示的说明性实施例中，关键燃料喷射参数是SOI，其期望值相关地被指示为SOIv。在图4的说明性实施例中，可调整燃料喷射参数是燃料喷射量，其期望值相关地被指示为FIQv。
上述发动机操作参数可以在下面的组中选择：发动机速度、发动机载荷、发动机温度(例如发动机冷却剂温度、发动机油温和发动机金属温度)、废气再循环速率、进气氧浓度、排气氧浓度、充气压力、充气温度、进气门定时、排气门定时、进气门升程、排气门升程、用于在汽缸内产生充气运动的瓣阀位置(例如涡流和滚流瓣阀)、和不同于关键燃料喷射参数的燃料喷射参数。
由反向燃烧模型100所提供的关键燃料喷射参数的值FIQv之后用于命令与汽缸10相关联的燃料喷射器40。
事实上，燃料喷射器40被命令以至于执行燃料喷射，其中关键燃料喷射参数的实际值是确定值FIPv。
在燃料喷射器启动之后，在汽缸10内燃料燃烧自发发生。
由反向燃烧模型100所提供的燃料喷射参数的值FIPv和发动机操作参数的相同当前值EOP1cv...EOPncv也作为输入用于直接燃烧模型101中，其作为输出反向返回相同受控燃烧参数的估计值CCPest作为反向燃烧模型100的输入。
更详细的是，作为输出由直接燃烧模型101所提供的估计值CCPest代表在燃料燃烧过程中期待被测量的受控燃烧参数的值，该燃料燃烧是在发动机操作参数的当前值EOP1cv...EOPncv和关键燃料喷射参数的确定值FIPv的情况下发生。
如果发动机1长时间操作在稳定状态条件下，那么估计值CCPest在理论上与期望值CCPdv相符，但是通常它们不相符。
在图3和4的说明性实例中，直接燃烧模型101分别返回MFB50的估计值MFB50est和IMEP的估计值IMEPest。
根据图2的方案，受控燃烧参数的估计值CCPest用在例行程序(routine)102中，用于预测在发动机操作参数的当前值EOP1cv...EOPncv和关键燃料喷射参数的确定值FIPv的情况下，是否不希望的燃烧模式(如不点火)将被预期。
不希望的燃烧模式的预测可以用许多已知的方法来执行，例如通过设定受控燃烧参数的阈值，之后如果受控燃烧参数的估计值CCPest超过这个阈值时，则预测不希望的燃烧模式。
这个预测在命令燃料喷射器40之前执行，因此是在燃料燃烧开始之前。
因此，如果预测返回没有不希望的燃烧模式被预期，那么燃料喷射器40如上面所述被命令。
否则，如果预测返回不希望的燃烧模式被预期，那么方案规定执行修正过程103。
这个修正过程103在燃料燃烧开始之前被执行，其通常被提供用于避免不希望的燃烧模式发生。
作为实例，修正过程可修正关键燃料喷射参数的值FIPv，但是其也可修改其它影响燃料燃烧的发动机操作参数的值，如废气再循环速率、充气压力、进气门定时、排气门定时、进气门升程和许多其它参数。
一旦燃料燃烧开始，控制方案包括测量受控燃烧参数的实际值CCPav的步骤。
受控燃烧参数的实际值CCPav可以被测量，该测量时借助于设置在汽缸10(如图1)内的压力传感器80，典型的是结合到与汽缸10本身相关的电热塞，和借助于已知的计算过程104，其以汽缸内压力为函数返回受控燃烧参数的值CCPav。
在图3和4的说明性实例中，控制方案分别测量MFB50的实际值MFB50av和IMEP的实际值IMEPav。
之后，控制方案包括计算在受控燃烧参数的测量值CCPav和估计值CCPest之间的差值DP的步骤。
因为估计值是在燃料燃烧真实发生之前确定的，其被借助于已知的同步延时过程105而被提前延迟，以等待以传感器为基础的实际值的计算。
差值DT之后用于适应过程106，其以所述差值DT为基础最终修正反向燃烧模型100，在另一个相似的适应过程107中，其以相同差值DT为基础最终修正直接燃烧模型101。
上述直接燃烧模式101可以通过线性/非线性方程、线性/非线性多项式回归方程、人工神经网络、映射图、数据集或上面的混合来定义，其代表在发动机操作参数、关键燃料喷射参数和受控燃烧参数之间的物理关系。
这类的燃烧模型对本领域技术人员目前是已知的。
反向燃烧模型100基本上代表直接燃烧模型101的反向关系，其可以同样通过线性/非线性方程、线性/非线性多项式回归方程、人工神经网络、映射图、数据集或上面的混合来定义。
特别是，反向燃烧模型100可以从直接燃烧模型101来确定，例如借助于已知的神经网络训练过程。
用于前馈控制发动机1的披露方法可同时执行两个或多个上面描述的控制方案，其中的每个涉及不同的受控燃烧参数和不同的关键燃料喷射参数。
借助于实例，本方法可以提供用于同时执行在图3和4中所示的控制方案。
此外，所公开的方法可以对于所有发动机汽缸10单独执行。
根据本发明的方面，控制方法可以在包括用于执行本方法所有步骤的程序代码的计算机程序的帮助下被执行。
这个计算机程序被储存在与发动机1的发动机控制单元(ECU)90相关联的数据载体91中。
以这种方式，当ECU90执行计算机程序时，上面描述的本方法的所有步骤将被执行。
虽然在前述的总结和详细描述中至少一个说明性的实施例被呈现，但是应当理解的是大量的变化是存在的。也应当理解的是说明性的实施例或多个说明性的实施例只是实例，不想以任何方式限制范围、应用或结构。相反的，前面的总结和详细描述将给本领域技术人员提供用于实施至少一个说明性实施例的方便的指导，可以理解的是可以对在说明性实施例中所描述的功能和单元布置上进行各种改变，而不违反在附加权利要求书和在其法律等效物中所提出的范围。
Claims (15)
1.一种用于前馈控制至内燃机(1)的汽缸(10)内的燃料喷射的方法，其包括步骤：
-设定燃烧参数的期望值(CCPdv)，该参数表示在所述汽缸(10)内的燃料燃烧；
-确定一个或多个发动机操作参数的值(EOP1cv...EOPncv)；
-使用所述燃烧参数的所述期望值(CCPdv)和所述发动机操作参数的所述确定值(EOP1cv...EOPncv)用于确定至所述汽缸(10)内的燃料喷射的参数值(FIPv)；
-命令与所述汽缸(10)关联的燃料喷射器(40)去执行具有所述燃料喷射参数的所述确定值(FIPv)的燃料喷射。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述燃烧参数在下面的组中选择：指示平均有效压力、燃烧持续时间、累积的热量释放、热量释放速率、在曲轴角度上的压力差和描述燃烧阶段的参数。
3.如权利要求2所述的方法，其中描述燃烧阶段的参数在下面的组中选择：燃烧开始、峰值压力位置、给定百分率的喷射燃料质量被燃烧时的曲轴角度。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述燃料喷射参数在下面的组中选择：喷射开始、燃料喷射量、喷射持续时间、燃料喷射器的通电时间、喷射压力、电的和液的停留时间。
5.如权利要求1所述的方法，其中所述发动机操作参数在下面的组中选择：发动机速度、发动机载荷、发动机温度、废气再循环速率、进气氧浓度、排气氧浓度、充气压力、充气温度、进气门定时、排气门定时、进气门升程、排气门升程、用于在所述汽缸内产生充气运动的瓣阀位置、和其它燃料喷射参数。
6.如权利要求1所述的方法，其中所述燃料喷射参数的值(FIPv)借助于燃烧模型(100)来确定，其作为输入接收所述燃烧参数的所述期望值(CCPdv)和所述发动机操作参数的所述确定值(EOP1cv...EOPncv)，并且其作为输出给出所述燃料喷射参数的所述值(FIPv)。
7.如权利要求6所述的方法，其包括进一步的步骤：
-使用所述燃料喷射参数的所述确定值(FIPv)和所述发动机操作参数的所述确定值(EOP1cv...EOPncv)用于估计所述燃烧参数的值(CCPest)；
-测量所述燃烧参数的值(CCPav)；
-计算在所述燃烧参数的所述测量值(CCPav)和所述估计值(CCPest)之间的差值(DP)；
-使用所述差值(DP)用于修正所述燃烧模型(100)。
8.如权利要求1所述的方法，其包括进一步的步骤：
-使用所述燃料喷射参数的所述确定值(FIPv)和所述发动机操作参数的所述确定值(EOP1cv...EOPncv)用于估计所述燃烧参数的值(CCPest)；
-使用所述燃烧参数的所述估计值(CCPest)以预测不希望的燃烧模式；
-如果该不希望的燃烧模式被预测，那么执行阻止程序。
9.如权利要求7或8所述的方法，其中所述燃烧参数的所述估计值(CCPest)是借助于附加的燃烧模型(101)来确定，该燃烧模型作为输入接收所述燃料喷射参数的所述确定值(FIPv)和所述发动机操作参数的所述确定值(EOP1cv...EOPncv)且其作为输出给出所述燃烧参数的所述估计值(CCPest)。
10.如权利要求9所述的方法，其包括进一步步骤：使用在所述燃烧参数的所述测量值(CCPav)和所述估计值(CCPest)之间的所述差值(DP)来修正所述附加的燃烧模型(101)。
11.一种用于操作包括多个汽缸(10)的内燃机(1)的方法，其中如前面任一权利要求所述的方法被执行用于每个汽缸。
12.一种计算机程序，其包括用于执行如前面任一权利要求所述的方法的计算机代码。
13.一种计算机程序产品，如权利要求12所述的计算机程序被储存于其上。
14.一种内燃机(1)，其设置有发动机控制单元(90)、与所述发动机控制单元(90)相关联的数据载体(91)和储存在所述数据载体(91)中的如权利要求12所述的计算机程序。
15.一种电磁信号，其被作为载体被调制用于代表如权利要求12所述的计算机程序的数据位序列。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB1017949.7A GB2484745A (en) | 2010-10-18 | 2010-10-18 | A method for feed-forward controlling fuel injection into a cylinder of an internal combustion engine |
| GB1017949.7 | 2010-10-18 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102454499A true CN102454499A (zh) | 2012-05-16 |
Family
ID=43334309
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2011103165106A Pending CN102454499A (zh) | 2010-10-18 | 2011-10-18 | 用于前馈控制燃料喷射进内燃机汽缸内的方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20120095668A1 (zh) |
| CN (1) | CN102454499A (zh) |
| DE (1) | DE102011113605A1 (zh) |
| GB (1) | GB2484745A (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105143649A (zh) * | 2013-03-11 | 2015-12-09 | 韦恩州立大学 | 内燃机中的预测校正 |
| CN105247195A (zh) * | 2013-06-07 | 2016-01-13 | 罗伯特·博世有限公司 | 用于运行直喷式内燃机的方法 |
| CN109312681A (zh) * | 2016-06-13 | 2019-02-05 | 大陆汽车有限公司 | 确定机动车辆的喷射阀的致动器的供能数据的方法和装置 |
| CN110284984A (zh) * | 2019-06-28 | 2019-09-27 | 潍柴动力股份有限公司 | 发动机参数调整方法和装置 |
| CN111520241A (zh) * | 2019-02-01 | 2020-08-11 | 丰田自动车株式会社 | 内燃机控制装置和方法、车载电控单元和制造方法、机器学习系统及输出参数计算装置 |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2482494A (en) * | 2010-08-03 | 2012-02-08 | Gm Global Tech Operations Inc | Method for estimating an hydraulic dwell time between fuel injection pulses which corrects for injection timing delays |
| US9010303B2 (en) * | 2011-01-28 | 2015-04-21 | Cummins Intellectual Property, Inc. | System and method of detecting hydraulic start-of-injection |
| GB2488371A (en) * | 2011-02-28 | 2012-08-29 | Gm Global Tech Operations Inc | Feed-forward control of fuel injection in an internal combustion engine |
| KR101856243B1 (ko) * | 2012-07-03 | 2018-05-09 | 현대자동차주식회사 | 연소음이 포함된 엔진의 소음 제어 방법 |
| KR101393567B1 (ko) * | 2012-10-30 | 2014-05-12 | 현대자동차 주식회사 | 차량 엔진의 실화 판정방법과 제어방법 및 제어장치 |
| US9194307B2 (en) * | 2013-03-15 | 2015-11-24 | Cummins Inc. | Multi-fuel flow systems and methods with dedicated exhaust gas recirculation |
| US9581089B2 (en) | 2013-05-10 | 2017-02-28 | General Electric Company | Gas dosage control for gas engine |
| DE102013012568A1 (de) * | 2013-07-29 | 2015-01-29 | Man Diesel & Turbo Se | Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine |
| WO2017218211A1 (en) * | 2016-06-15 | 2017-12-21 | Cummins Inc. | Selective fuel on time and combustion centroid modulation to compensate for injection nozzle cavitation and maintain engine power output and emissions for large bore high-speed diesel engine |
| US10371071B2 (en) | 2016-11-09 | 2019-08-06 | Fev North America, Inc. | Systems and methods for non-intrusive closed-loop combustion control of internal combustion engines |
| US20190063353A1 (en) * | 2017-08-22 | 2019-02-28 | GM Global Technology Operations LLC | Systems and methods to control engine fuel delivery |
| US11092091B2 (en) * | 2018-03-19 | 2021-08-17 | Woodward, Inc. | Pressure regulating mass flow system for multipoint gaseous fuel injection |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3490475B2 (ja) * | 1993-03-26 | 2004-01-26 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
| US5771861A (en) * | 1996-07-01 | 1998-06-30 | Cummins Engine Company, Inc. | Apparatus and method for accurately controlling fuel injection flow rate |
| JP3633388B2 (ja) * | 1999-08-04 | 2005-03-30 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の高圧燃料ポンプ制御装置 |
| JP2001304027A (ja) * | 2000-04-26 | 2001-10-31 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置 |
| WO2002081888A1 (fr) * | 2001-04-03 | 2002-10-17 | Hitachi, Ltd. | Unite de commande de combustion interne |
| US7021287B2 (en) * | 2002-11-01 | 2006-04-04 | Visteon Global Technologies, Inc. | Closed-loop individual cylinder A/F ratio balancing |
| CA2444163C (en) * | 2003-10-01 | 2007-01-09 | Westport Research Inc. | Method and apparatus for controlling combustion quality of a gaseous-fuelled internal combustion engine |
| JP2007023801A (ja) * | 2005-07-12 | 2007-02-01 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の燃料圧力制御装置 |
| JP4538851B2 (ja) * | 2006-02-15 | 2010-09-08 | 株式会社デンソー | 筒内噴射式の内燃機関の燃圧制御装置 |
| JP4503631B2 (ja) * | 2007-05-18 | 2010-07-14 | 本田技研工業株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
| US7412322B1 (en) * | 2007-07-27 | 2008-08-12 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Method and apparatus for engine control during auto-ignition combustion |
-
2010
- 2010-10-18 GB GB1017949.7A patent/GB2484745A/en not_active Withdrawn
-
2011
- 2011-09-16 DE DE102011113605A patent/DE102011113605A1/de not_active Withdrawn
- 2011-10-18 US US13/275,406 patent/US20120095668A1/en not_active Abandoned
- 2011-10-18 CN CN2011103165106A patent/CN102454499A/zh active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105143649A (zh) * | 2013-03-11 | 2015-12-09 | 韦恩州立大学 | 内燃机中的预测校正 |
| CN105143649B (zh) * | 2013-03-11 | 2019-03-08 | 韦恩州立大学 | 内燃机中的预测校正 |
| CN105247195A (zh) * | 2013-06-07 | 2016-01-13 | 罗伯特·博世有限公司 | 用于运行直喷式内燃机的方法 |
| CN109312681A (zh) * | 2016-06-13 | 2019-02-05 | 大陆汽车有限公司 | 确定机动车辆的喷射阀的致动器的供能数据的方法和装置 |
| CN109312681B (zh) * | 2016-06-13 | 2022-04-05 | 大陆汽车有限公司 | 确定机动车辆的喷射阀的致动器的供能数据的方法和装置 |
| CN111520241A (zh) * | 2019-02-01 | 2020-08-11 | 丰田自动车株式会社 | 内燃机控制装置和方法、车载电控单元和制造方法、机器学习系统及输出参数计算装置 |
| CN111520241B (zh) * | 2019-02-01 | 2022-04-26 | 丰田自动车株式会社 | 内燃机控制装置和方法、车载电控单元和制造方法、机器学习系统及输出参数计算装置 |
| CN110284984A (zh) * | 2019-06-28 | 2019-09-27 | 潍柴动力股份有限公司 | 发动机参数调整方法和装置 |
| CN110284984B (zh) * | 2019-06-28 | 2022-03-01 | 潍柴动力股份有限公司 | 发动机参数调整方法和装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20120095668A1 (en) | 2012-04-19 |
| GB201017949D0 (en) | 2010-12-01 |
| DE102011113605A1 (de) | 2012-04-19 |
| GB2484745A (en) | 2012-04-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102454499A (zh) | 用于前馈控制燃料喷射进内燃机汽缸内的方法 | |
| JP3972611B2 (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
| JP2009510327A (ja) | ディーゼルエンジン向け状態オブザーバにおけるセンサの使用 | |
| CN102383906B (zh) | 温度估计系统和方法 | |
| JP2008525719A (ja) | 機関の多変数制御 | |
| EP1682764A2 (en) | Method for controlling combustion in an internal combustion engine and predicting performance and emissions | |
| JP2009510326A (ja) | ディーゼルエンジンにおける自己着火の最適化のためのモデル利用型コントローラ | |
| CN110073093A (zh) | 用于操作安装在车辆内的内燃机的方法 | |
| JP6702389B2 (ja) | 車両用駆動装置の制御装置、車載電子制御ユニット、学習済みモデル、機械学習システム、車両用駆動装置の制御方法、電子制御ユニットの製造方法及び出力パラメータ算出装置 | |
| WO2012153418A1 (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
| EP2994629B1 (en) | Method of estimating duration of auto-ignition phase in a spark-assisted compression ignition operation | |
| US9587617B2 (en) | Method of spark timing adjustment for an internal combustion engine | |
| US8170776B2 (en) | Method and device for controlling an internal combustion engine | |
| CN105464826A (zh) | 控制燃料喷射器两次喷射之间的喷射停留时间的方法 | |
| WO2014175821A1 (en) | Method and system for control of an internal combustion engine | |
| Lee et al. | Reduction of engine emissions via a real-time engine combustion control with an egr rate estimation model | |
| GB2528602A (en) | A method of cleaning up a particulate filter of an internal combustion engine | |
| US20130186071A1 (en) | Fuel supply method | |
| Nakayama et al. | An application of model based combustion control to transient cycle-by-cycle diesel combustion | |
| EP2757238B1 (en) | Control device for an internal combustion engine | |
| WO2014175819A1 (en) | Method and system for control of an internal combustion engine | |
| WO2014175817A1 (en) | Method and system for control of an internal combustion engine | |
| CN116171349A (zh) | 用于确定先导喷射质量的方法 | |
| CN108930598A (zh) | 用于内燃机的充气的方法和系统 | |
| CN107654304A (zh) | 进气冲程期间用于改进催化剂起燃的双喷射 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20120516 |