CN102733983A - 用于校准致动器的受控变量的发动机校正系统 - Google Patents

Abstract

一种发动机校准装置，用于确定表示内燃机的不同类型性能的每个性能参数的目标值；使用性能参数-燃烧参数的相关性，基于性能参数的目标值来确定表示内燃机中燃料的燃烧状态的燃烧参数目标值；并且使用燃烧参数-受控参数的相关性，根据燃烧参数的目标值来计算致动器的受控参数的命令值。该发动机校准装置还用于在性能参数的实际值与其目标值一致时，将命令值确定为与适于所述内燃机的所述受控参数的目标值相对应的校准值。

Description

用于校准致动器的受控变量的发动机校正系统

技术领域

本公开通常涉及可以应用于机动车辆的发动机校准系统并且其被设计用于优化或校准安装在发送机中的致动器的受控变量。

背景技术

已知这样的用于控制内燃机的发动机校准系统，其被设计为在给定的校准条件下使表示发动机性能的性能参数值(例如，从发动机排出的NOx或CO的量以及发动机中的燃料消耗)与其最佳目标值一致，其中，所述校准条件被顺序地改变以找到诸如喷射到发动机中的燃料量和喷射时间的受控参数的最佳值。日本专利第一公开No.2006-118516教导了确定要改变不同类型的受控参数以便减少超过最佳目标值的性能参数值的顺序和方向；并且以所确定的顺序和方向改变该受控参数的值，以实现针对发动机特性的受控参数的协调或适应(其在以下也被称为参数校准或参数优化)。

以上现有技术的校准系统被设计为基于性能参数和受控参数之间的相关性来执行参数校准，然而，它可能导致性能参数之间的干扰(或折衷)，因为当性能参数中的一个达到其最佳目标值时，另一个性能参数将偏离其最佳目标值。完全消除这些干扰存在一些实际的限制，这会导致关于参数校准的重复或者参数校准的精确度下降的担忧。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种发动机校准装置，该发动机校准装置设计为实现提高的参数校准的精确度，并且还便于参数校准的工作。

根据本发明的一方面，提供一种可以在机动车辆中使用的发动机校准装置来优化致动器的受控变量，以便适于安装在车辆中的发动机的特性。发动机校准装置包括：(a)目标性能参数确定电路，该目标性能参数确定电路确定表示内燃机不同类型的性能的多个性能参数中的每一个的目标值；(b)目标燃烧参数确定电路，该目标燃烧参数确定电路使用表示所述性能参数和所述燃烧参数之间的相关性的第一相关数据，基于所述性能参数的所述目标值来确定表示所述内燃机中的燃料的燃烧状态的多个燃烧参数的目标值，通过致动器的操作来建立所述燃烧状态；(c)命令计算器，该命令计算器使用表示所述燃烧参数和受控参数之间的相关性的第二相关数据，基于由所述目标燃烧参数确定电路所确定的燃烧参数的目标值来计算命令值，所述命令值被提供来操作所述致动器，以便实现所述受控参数的目标值，通过所述致动器的操作来提供所述受控参数，并且所述受控参数有助于所述燃料的所述燃烧状态；(d)控制器，该控制器将所述命令值提供给致动器，以控制所述致动器的所述操作，从而使所述性能参数的实际值与其目标值一致，所述目标值由所述目标性能参数确定电路通过反馈模式来确定；以及(e)发动机校准器，该发动机校准器在所述内燃机的多个操作范围中，校准所述受控参数的所述目标值。所述发动机校准器在所选择的一个操作范围中确定所述性能参数的所述目标值，作为校准目标值。当通过所述控制器的操作将所述性能参数的所述实际值设置为与所选择的操作范围中的所述校准目标值一致时，所述发动机校准器还确定所述命令值作为适合于所述燃料发动机的与受控参数的目标值对应的校准值，并且将所述校准值存储在存储器中。

具体地，该发动机校准装置根据性能参数的目标值，使用定义在不同类型的性能参数和不同类型的燃烧参数之间的相关性的第一相关数据来分别确定燃烧参数的目标值。发动机校准系统还根据燃烧参数的目标值，使用定义了不同类型的燃烧参数和不同类型的受控参数之间的相关性的第二相关数据来确定受控参数的命令值(即，目标值)，作为燃烧参数的目标值的函数。此外，该发动机校准装置用于通过反馈模式使性能参数的实际值与其目标值之间的偏差最小。第一相关性数据定义了诸如NOx的量、PM(颗粒物)的量、发动机的转矩输出、以及发动机中的燃料消耗等的性能参数与诸如点火时间、点火延迟、热释放速率以及最大热释放速率时间等的燃烧参数之间的相关性，但并非定义性能参数中的每一个和燃烧参数中的一个之间的一一对应。第二相关数据定义了燃烧参数和诸如喷射时间、喷射发动机的燃料量以及喷射压力等的受控参数之间的相关性，但并非定义燃烧参数中的每一个和受控参数中的一个之间的一一对应。具体来说，发动机校准系统通过用作中间参数的燃料参数与性能参数和受控参数二者之间的相关性以及性能参数和受控参数之间的相关性来定义性能参数中的每一个如何随着受控参数的变化而变化。与基于受控参数和性能参数之间的直接关系来确定受控参数的系统相比，这最小化性能参数之间的相互干扰。

燃烧参数的数量越多，越容易查找适合于任意性能参数的燃烧参数中的每一个的值。这便于容易地搜索适合任意性能参数的受控参数中的每一个的值。

在发动机校准模式中，发动机校准装置使用第一和第二相关数据来通过反馈模式使性能参数的实际值与其目标值一致，并且在性能参数的实际值已经集中在发动机的至少一个操作范围中的目标值上时，还搜索受控参数的命令值，并且随后将这样的命令值存储在存储器(例如，非易失性存储器)中，作为校准值。这会最小化性能参数之间的相互干扰，并且便于容易地查找适合于发动机的受控参数的最佳值，这还将带来提高的参数校准的精确性，并且也便于参数校准的工作。

在优选模式中，控制器可以用于通过反馈模式使燃烧参数的实际值与由目标燃烧参数确定电路所确定的其的目标值一致。这在控制发动机的操作方面带来增强的精确度。

附图说明

根据以下给定的详细描述和根据本发明的优选实施例的附图，将更加全面地理解本发明，然而这并不应理解为将本发明限制到具体的实施例中，其仅用于解释和理解的目的。

在附图中：

图1示出了根据本发明的第一实施例的发动机校准系统的框图；

图2(a)示出了安装在图1的发动机校准系统中的燃料燃烧反馈系统的框图；

图2(b)是表示用作燃烧参数算术表达式的行列式的说明图；

图2(c)是表示用作受控参数算术表达式的行列式的说明图；

图3是由图1的发送机校准系统执行的燃料燃烧反馈控制程序的流程图；

图4是由图1的发送机校准系统执行的自动校准程序的流程图；

图5是示出在其中列出受控参数的校准值的发动机控制图的视图；

图6是示出了性能参数、燃烧参数以及受控参数当在发动机校准模式中被优化时的变化的时序图；以及

图7是示出根据本发明的第二实施例的燃料燃烧反馈系统的框图。

具体实施方式

参考附图，其中相同的附图标记在几个附图中表示相同的部件，特别参考图1(a)，示出了根据第一实施例的发动机校准系统，该发动机校准系统被设计为实现不同类型的控制任务的校准，以获取校准值(即，最佳值)并将其存储在发动机ECU(电子控制单元)20的存储器中。

发动机校准系统也用作安装在机动车辆中的内燃机10的发动机控制系统。下面的讨论将参考自点火柴油发动机作为例子，其中燃料在高压下被喷射到四个汽缸#1到#4中。发动机10具有安装在其中的致动器11，该致动器用于以期望的操作条件控制发动机10的运行。安装在燃料系统中的致动器11例如是将燃料喷射到发动机10的燃料喷射器，以及控制要被供应到燃料喷射器的燃料的压力的高压泵。安装在进气系统中的致动器11是例如控制返回到发动机10的入口的、从发动机10排出的废气的一部分的量(其在下面也称为EGR量)的EGR(废气再循环)阀、可变地调节增压压力的可变受控的增压器、控制被引入到发动机10的汽缸中的新鲜空气的量的节流阀、以及设置发动机10的进气阀和排气阀的打开和关闭时间并调节进气阀和排气阀的提升量的阀控制机构。

由通常的车载电子控制单元来实现发动机ECU 20，该车载电子控制单元装配了由CPU 21和存储器22构成的微计算机。存储器22包括在其中存储由CPU 21执行的程序和在该程序执行中所使用的数据的闪存和ROM、暂时地存储在CPU 21的操作期间产生的数据或CPU 21的操作的结果的RAM、备用RAM以及EEPROM(电可擦可编程只读存储器)，其中，即使在发动机ECU 20的主电源被关闭之后，也总是从诸如安装在车辆中的存储电池的备用电源对备用RAM提供电力。发动机ECU 20是称为基于图的ECU，其用来使用闪存中存储的发动机控制图来计算发动机10的受控变量的值。

具体来说，ECU 20用来计算表示受控变量(其在下文中也将被称为受控参数)的目标值的命令值，即，被高压泵吸入和排出的燃料的目标量，并且以控制信号的形式将它输出到高压泵以控制喷射到发动机10中的燃料的压力。ECU 20也确定表示受控参数的目标值的命令值，即，从每个燃料喷射器喷射的燃料的目标量(即，喷射持续时间)、每个燃料喷射器开始喷射燃料的目标喷射时间、以及每个燃料喷射器在每个发动机操作循环(即，四冲程循环)中喷射燃料的次数，并以控制信号的形式将它们输出到燃料喷射器，其中发动机操作循环包括进气或引入、压缩、燃烧和排出。发动机ECU 20还计算表示受控参数的目标值的命令值，即，EGR量的目标值，增压压力，新鲜空气量，打开时间和关闭时间以及进气阀和排气阀的上升量，并且分别以控制信号的形式将它们输出到EGR阀、可变控制增压器、节流阀以及阀控制机构。根据以上讨论将变得明显，将命令值提供给致动器11，以实现由致动器11的操作所提供的受控参数的目标值，并且有助于发动机10中燃料的期望燃烧状态。按上述方法，发动机ECU 20控制致动器11的操作，以实现受控参数的目标，从而控制发动机10中的燃料状态以实现发动机10所需要的性能。

发动机校准系统还包括用作最优化设备的校准ECU(电子控制单元)25。校准ECU 25用于计算要在发动机ECU 20中所使用的发动机控制图中列出的校准值。校准值存储在发动机ECU 20的闪存中。校准ECU 25类似于发动机ECU 20，由装配了CPU 26和存储器27的通常的微计算机来实现。当发动机校准时，即当优化发动机10的性能时，将发动机ECU20通过双向总线28连接至校准ECU 25。当需要实现发动机10的校准时，校准ECU 25控制致动器11的操作，以调节发动机10中燃料的燃烧状态，从而产生期望的发动机10的性能。特别地，校准ECU 25通过反馈模式控制致动器11的操作，以找到建立所期望的发动机10的性能所需要的最佳或校准值。

如上所参照的，由多个类型的燃烧参数来定义发动机10的燃烧状态。例如，燃烧参数是点火时间、作为燃料喷射器开始喷射燃料与所喷射的燃料的点火之间的时间间隔的点火延迟(也称为点火滞后)、热释放速率以及最大热释放速率的时间。这样的燃烧参数通常是由例如测量发动机10的气缸中的压力的气缸压力传感器测量的物理量。

发动机10的性能由多种类型的性能参数来表示，例如，与废气排放相关联的物理量(例如，NOx的量、PM(颗粒物)的量、CO的量以及HC的量)，与从发动机10输出的转矩(例如，发动机10的输出轴的转矩)和发动机10的速度相关联的物理量，与在发动机10中的燃料消耗(通过模式运行测试测量的发动机10的每单位燃料消耗量的行进距离或每单位运行时间的燃料消耗量)相关联的物理量，以及与燃烧噪声相关联的物理量(例如，发动机振动或燃烧或排气噪声)。

发动机10中安装有将输出提供给校准ECU 25的传感器12和13。传感器12是用于实际测量性能参数的发动机输出传感器。例如，发动机输出传感器12由气体传感器、转矩传感器以及噪声传感器来实现，其中，所述气体传感器测量来自发动机10的废气排放的成分(例如，NOx)的浓度，所述转矩传感器测量由发动机10输出的转矩，所述噪音传感器测量由于发动机10中的燃料的燃烧而产生的噪音的大小。可替换地，可以使用算术模型而不使用传感器12，来计算或估计性能参数的实际值。传感器13是用于实际确定上述燃烧参数的燃烧状态传感器。例如，如上所述，传感器13由气缸压力传感器和离子传感器来实现，其中，所述气缸压力传感器测量发动机10的燃烧室(即，气缸)中的压力，所述离子传感器测量由发动机10中的燃料的燃烧产生的离子量。例如，ECU 25计算由气缸压力传感器13测量的发动机10的燃烧室中的压力的变化，以确定点火时间和点火延迟两者。可替换地，可以使用算术模型而不使用传感器13，来计算或估计燃烧参数的实际值。

可以由在由发动机ECU 20执行的发动机控制任务中使用的传感器或被设计为仅当进行发动机校准时才安装在发动机校准系统中的传感器来提供传感器12和13。可以通过发动机ECU 20将传感器12和13的输出输入到校准ECU 25中。

在受控目标方面，校准ECU 25与发动机ECU 20相同。具体来说，校准ECU 25用于控制高压泵的操作，以调节喷射到发动机10中的燃料的压力、燃料喷射器11的喷射模式(例如，喷射到发动机10中的燃料量、喷射时间、以及在多个喷射系统中的燃料的喷射量)、发动机10的进气系统的操作(例如，EGR阀的操作、可变受控增压器的操作、节流阀的操作、以及阀控制机构的操作)。对于致动器11，校准ECU 25可以通过发动机ECU 20直接或间接地输出控制信号。

图2(a)是示出了在校准ECU 25中构造的燃烧F/B(反馈)系统的框图。

校准ECU 25中装配有性能参数计算器31、燃烧参数计算器32、致动器控制器33、性能参数偏差计算器34以及燃烧参数偏差计算器35。性能参数计算器31用作目标性能参数确定电路，以确定性能参数的目标值。燃烧参数计算器32用作目标燃烧参数确定电路，以计算使性能参数的实际值与其目标值一致所需要的燃烧参数的目标值。致动器控制器33用于命令计算器，以产生用于控制致动器11的操作的命令值(即，受控参数)，以实现发动机10的目标燃烧状态，从而产生发动机10所需要的性能水平。性能参数偏差计算器34用作发动机性能反馈电路，以计算每个性能参数的实际值(即，来自发动机输出传感器12的输出)与其目标值之间的差异或偏差。燃烧参数偏差计算器35用作燃烧参数反馈电路，以计算每个燃烧参数的实际值(即，来自燃烧状态传感器13的输出)与其目标值之间的差异或偏差。在校准ECU 25的微计算机中逻辑地实现这些功能块31至35。

具体来说，燃烧参数计算器32具有积分器32a和燃烧参数算术表达式32b。积分器32a用于对由性能参数偏差计算器34计算的每个性能参数偏差进行求和或总计。将燃烧参数算术表达式32b存储在诸如ECU 20的ROM的存储器中。

构造燃烧参数算术表达式32b以定义与不同类型的发动机10的性能相关联的不同类型的性能参数和与发动机10中的燃料的不同类型的燃烧状态相关联的不同类型的燃烧参数之间的相关性。具体来说，由图2(a)所示的发动机的性能-燃烧参数模型或如图2(b)所示的行列式来提供燃烧参数算术表达式32b，以数学地表达出发动机10的燃烧状态(即，燃烧参数)与发动机10的性能状态(即，性能参数)之间的关系。换句话说，燃烧参数算术表达式32b产生满足所需的性能参数的值所需要的发动机10的燃烧状态的值。通过将性能参数的值的变化(性能参数的最新值将要变化的量或实际值与所需值之间的偏差)代入燃烧参数算术表达式32b中来获得燃烧参数的目标值(如在前面的控制周期中得出的目标值所需要改变的量)。

实际上，积分器32a分别将性能参数的实际值的偏差积分或相加并将它们代入燃烧参数算术表达式32b中，以最小化性能参数的实际值将经常地偏离其目标值的可能性。当偏差的总值(其在下文中也被称为偏差积分值)变为零(0)时，由燃烧参数算术表达式32b计算的对应值将为零。燃烧参数的目标值因此被设定，以便按照原状保持发动机10的燃烧状态。

致动器控制器33包括积分器33a和受控参数算术表达式33b。积分器33a用于对每一个燃烧参数的实际值与由燃烧参数偏差计算器35所得出的其目标值的偏差进行求和或总计。将受控参数算术表达式33b存储在诸如ECU 20的ROM的存储器(即，存储设备)中。

构造受控参数算术表达式33b以定义不同类型的燃烧参数和不同类型的受控变量(即，受控参数)之间的相关性。由如图2(a)所示的燃烧参数-受控参数模型，或如图2(c)所示的行列式来提供受控参数算术表达式33b，并且数学地表达与期望的发动机10的燃烧状态相对应的受控参数的值。换句话说，受控参数算术表达式33b提供了将发动机10置于目标燃烧状态所需要的受控参数的值的组合。因此，通过将燃烧参数的目标值(或燃烧参数的当前值将要改变的量)代入到燃烧参数算术表达式33b，来获得受控参数的命令值(或受控参数的当前值将要改变的量)。在图2(a)的示例中，燃烧参数偏差计算器35用于将燃烧参数偏差(即燃烧参数的最新目标值所需要改变的量)代入到受控参数算术表达式33b，以确定在前的控制周期中得出的命令值在这个控制周期中所需要改变的量，以便得出在前的控制周期中提供的受控参数在这个控制周期中所需要改变的量。

具体来说，积分器33a积分或总计燃烧参数的实际值与由燃烧参数偏差计算器35得出的其目标值之间的偏差，并且将它们分别代入到受控参数算术表达式33b中，以最小化燃烧参数的实际值将经常偏离其目标值的可能性。当每个偏差的总值变为零(0)时，由受控参数算术表达式33b计算的对应值也将变为零。因此，设置每个受控参数的命令值以便按照原状保持受控参数的最新值。

以下将参照图3中所示的燃料燃烧反馈控制程序的流程图，来描述如何计算输出至致动器11的命令值，以实现其受控参数的期望值。由校准ECU 25的微计算机以规律的间隔(例如，CPU的操作周期，或相当于发动机10的给定的曲柄角的周期)来执行该程序。

在进入程序后，进程进行至步骤S11，其中基于发动机10的诸如发动机10的速度和车辆油门踏板的位置(即，驾驶员对油门踏板的力)的操作状态，来计算相应的性能参数的目标值。由性能参数计算器31进行该操作。例如，校准ECU 25使用通过适应性测试而完成的图来计算目标值，并且在其中存储与发动机10的速度和加速器踏板的位置有关的性能参数的最佳值。

进程进行到步骤S12，其中根据发动机输出传感器12的输出来测量各个性能参数的实际值。校准ECU 25可以可替换地被设计成通过算术模型而不使用发动机输出传感器12来估计或计算当前性能参数，并且将它们确定为上面的实际值。可以只对一些性能参数进行这样的估计。

进程进行到步骤S13，其中执行性能参数偏差计算器34的操作。具体地，确定在步骤S12中测量的性能参数的实际值与在步骤S13中得到的其目标值的偏差。这样的偏差在下文也称为性能参数偏差。

进程进行到步骤S14，其中执行积分器32a的操作。具体地，确定在步骤S13中得到的性能参数偏差中的每一个的积分值(即，总值)x(i)。更具体地，在前面的一个程序执行周期中得到的每个积分值x(i-1)与在该程序执行周期中得到的性能参数偏差中的对应一个的和被计算为积分值x(i)。换句话说，积分器32a计算在n个过去的程序执行周期中得到的性能参数偏差的总和。

进程进行到步骤S15，其中计算燃烧参数的目标值。具体地，在步骤S14中得到的积分值x(i)被代入燃烧参数算术表达式32b中。燃烧参数算术表达式32b的解被确定为燃烧参数的当前或最新的值需要改变的量。例如，如图2(b)所示的燃烧参数算术表达式32b被设计成使得表示性能参数偏差的变量的r阶列向量A1与由q乘r个元素a₁₁到a_qr构成的矩阵A2的积被定义为表示燃烧参数要变化的变量的q阶列向量A3。将在步骤S14中导出的偏差的积分值x(i)代入列向量A1的变量中，以导出列向量A3的各个变量(即，项)的解。解被确定为燃烧参数的最新的值需要改变的量，以实现在该程序执行周期中得出的目标值(其在下文中也被称为燃烧参数变化)。校准ECU 25还根据发动机10的操作状态(例如发动机10的速度或发动机10上的负荷)通过图或数学公式来确定燃烧参数的参考值，将燃烧参数变化添加到参考值，并将这样的和定义为燃烧参数的目标值(即，燃烧参数的目标值＝参考值+燃烧参数的最新的值要改变的量)。

进程进行到步骤S16，其中监控燃烧状态传感器13的输出以得到燃烧参数的实际值。校准ECU 25可以可替换地通过算术模型而不使用燃烧状态传感器13来估计或计算燃烧参数的当前值，并将它们确定为上面的实际值。可以只对一些燃烧参数进行这样的估计。

进程进行到步骤S17，其中执行燃烧参数偏差计算器35的操作。具体地，计算在步骤S15中得到的燃烧参数的目标值中的每一个与在步骤S16中得到的燃烧参数的实际值的对应一个的偏差(其在下文也称为燃烧参数偏差)。

进程进行到步骤S18，其中执行积分器33a的操作。具体地，确定在步骤S17中得到的每个燃烧参数偏差的积分值(即，总值)y(i)。更具体地，在前面的一个程序执行周期中得到的积分值y(i-1)与在这个程序执行周期中得到的燃烧参数偏差的和被计算为积分值y(i)。换句话说，积分器33a计算在n个过去的程序执行周期中取得的燃烧参数偏差的总和。

进程进行到步骤S19，其中确定每个受控参数的命令值。具体地，在步骤S18中得到的燃烧参数偏差的积分值y(i)被代入受控参数算术表达式33b中。受控参数算术表达式33b的解被确定为所有类型的受控参数的最新的命令值需要改变或调节的量。例如，如图2(c)中所说明的受控参数算术表达式33b被设计成使得表示燃烧参数变化的变量的q阶列向量A4与由p乘q个元素b₁₁到b_pq构成的矩阵A5的积被定义为表示受控参数将改变的量的变量的p阶列向量A6。在步骤S18中得到的偏差的积分值y(i)被代入列向量A4的变量中，以得到列向量A6的各个变量(即，项)的解。解被确定为受控参数的最新的值需要改变的量，以实现在这个程序执行周期得到的其的目标值(即，目标命令值)(其在下文中也将被称为受控参数变化)。校准ECU 25还根据发动机10的操作状态(例如发动机10的速度或发动机10上的负荷)通过图或数学公式来确定受控参数的参考值，将受控参数变化添加到参考值，并将这样的和定义为受控参数的目标值(即，命令值)(即，受控参数的目标值＝参考值+受控参数的最新的值要改变的量)。命令值是以控制信号的形式输出到致动器11的致动器受控参数。

图4是由校准ECU 25执行的自动校准程序的流程图。该程序与图3的燃料燃烧反馈控制程序一起被执行。

在进入发动机校准模式之后，进程进行至步骤S21，其中选择诸如发动机10的速度和发动机10上的负荷的发动机10的瞬时操作状态下降的多个发动机操作范围中的一个，作为在这个程序执行周期中执行的参数校准的范围。发动机的操作范围由整个发动机10的操作范围的部分来预定义。如果在所选的发动机操作范围中已经完成了参数校准，则校准ECU25选择发动机操作范围的另一个，并且使发动机10的操作状况处于该发动机操作范围。

随后，进程进行至步骤S22，其中确定性能参数的校准目标值。在图2(a)的性能参数计算器31中执行该操作。具体来说，将在图3的燃料燃烧反馈控制程序的步骤S11中计算的与发动机10的速度和油门踏板的位置的瞬时值相关的性能参数的目标值确定为校准目标值。

进程进行至步骤S23，其中获取通过图3的步骤S12至S14所计算的每个性能参数偏差的积分值x(i)。

进程进行至步骤S24，其中确定每个性能参数偏差的积分值x(i)是否在给定的范围内，即，它是否已经集中在给定的范围内。如果得到为否的回答，则意味着性能参数的实际值还没有达到其校准目标值，进程重复步骤S24。如图3中所示的燃料燃烧反馈控制任务通过步骤S12至S15来计算性能参数偏差，以确定燃烧参数的目标值，并且随后通过步骤S16至S19来确定受控参数的命令值，并且同时保持性能参数的目标值(校准目标值)不变，以使得性能参数的实际值最终将集中到其目标值。

如果在步骤S24中获取为是的回答，则进程进行至步骤S25，其中在性能参数的实际值已经集中到其校准目标值时，受控参数的命令值作为与适合于发动机10的特性的受控参数的目标值对应的校准值存储在RAM中。

进程进行至步骤S26，其中确定是否已经在所有的发动机操作范围中得出校准值。如果获得为否的回答，则意味着还没有在所有的发动机操作范围中获得校准值，则进程返回至步骤S21，以选择下一个仍没有校准受控参数的命令值的发动机操作范围，并且以与上面所述的相同方式执行以下步骤。

可替换地，如果在步骤S26得到为是的回答，则进程进行至步骤S27，其中将针对每个发动机操作范围的校准值(即，受控参数的优化目标值)存储在例如发动机ECU 20的闪存中。发动机ECU 20的闪存中已经存储了多个发动机控制图。在图4的自动校准程序中得到的针对每一个发动机操作范围的校准值被记录在ECU 20的发动机控制图中的对应的一个中。例如，如图5中所示，发动机ECU 20中已经存储了发动机控制图A、B、C……。发动机控制图A根据发动机10的速度和发动机10上的负荷(例如，油门踏板的位置)在其中列出了要喷射到发动机10中的燃料量的校准值(即，目标值)。发动机控制图B根据发动机10的速度和发动机10上的负荷在其中列出了喷射时间的校准值(即，目标值)。发动机控制图C根据发动机10的速度和发动机10上的负荷在其中列出了喷射压力的校准值(即，目标值)。

图6表示了说明性能参数、燃烧参数以及受控参数当在发动机校准模式中被优化时的变化的时序图。在性能参数和燃烧参数的时序图中，实线指示目标值的变化，而虚线指示实际值的变化。实线与虚线的交点表示实际值与目标值一致时的时间。

在图6的时序图中，“时刻10”指示性能参数EM1、EM2、EM3以及EM4的值变化的时间。随后，性能参数EM1至EM4的实际值随着其目标值(即校准值)而变化。因此，所有性能参数的校准值的同时变化，将导致燃烧参数COMB1至COMB4的目标值和实际值增大或减小，并且导致受控参数ACT1至ACT4的命令值增大或减小。

在大约时刻12，每一个性能参数的实际值集中在其校准目标值。随后，在时刻t1，当性能参数的实际值与其校准目标值一致时，将受控参数的命令值确定为校准值D1、D2、D3以及D4。因此，发动机校准系统用于通过协调的反馈模式来控制不同类型的受控参数，以搜寻同时满足性能参数的期望值所需要的最佳值。

该实施例的发动机校准系统提供了以下优点。

发动机校准系统用于根据性能参数的目标值，使用定义了不同类型的性能参数和不同类型的燃烧参数之间的相关性的燃烧参数算术表达式32b(即，第一相关数据)来分别确定燃烧参数目标值。发动机校准系统还根据燃烧参数的目标值，使用定义了不同类型的燃烧参数和不同类型的受控参数之间的相关性的受控参数算术表达式33b(即，第二相关数据)来确定受控参数的命令值(即，目标值)。此外，发动机校准系统用于通过反馈模式使性能参数的实际值与其目标值一致，以便最小化性能参数偏差。具体来说，发动机校准系统通过用作中间参数的燃烧参数与性能参数和受控参数二者之间的相关性以及性能参数和受控参数之间的相关性来定义每一个性能参数如何随着受控参数的变化而变化。与基于受控参数和性能参数之间的直接关系来确定受控参数的系统相比，这最小化性能参数之间的相互干扰。

燃烧参数的数量越多，越容易找到适合任意性能参数的燃烧参数中的每一个的值。

在发动机校准模式中，发动机校准系统使用燃烧参数算术表达式32b和受控参数算术表达式33b来通过反馈模式使性能参数的实际值与其目标值达到一致，还在性能参数的实际值已经集中到每个发动机操作范围中的目标值时搜索受控参数的命令值，并且然后将这样的命令值作为校准值存储在闪存中。这最小化性能参数之间的相互干扰，并且便于容易的查找适于发动机10的受控参数的最佳值。

发动机校准系统还用于通过反馈模式来控制燃烧参数以及性能参数，从而增强发动机10的控制，这将带来发动机校准操作的改善。

下面将描述第二实施例的发动机校准系统。

如上所述，第一实施例的发动机校准系统被设计为将多个性能参数的偏差代入到燃烧参数算术表达式32b(即，第一相关数据)中来得到多个燃烧参数的变化，并且还将多个燃烧参数的偏差代入到受控参数算术表达式33b(即，第二相关数据)中来得到多个受控参数的变化。第二实施例的发动机校准系统与第一实施例的发动机校准系统的不同之处在于这些操作。

具体来说，如图7中所示的第二实施例的发动机校准系统被设计为将性能参数的目标值代入到燃烧参数算术表达式32b(即，第一相关数据)中来得到燃烧参数的目标值，并且还将燃烧参数的目标值代入到受控参数算术表达式33b(即，第二相关数据)中来得到受控参数的命令值(即目标值)。

发动机校准系统还包括反馈控制器51和53以及校正电路52和54。校正电路52用来使用由反馈控制器51所计算的校正值来校正通过燃烧参数算术表达式32b得到的性能参数的目标值。类似地，校正电路54用来使用由反馈控制器53所计算的校正值来校正通过受控参数算术表达式33b得到的受控参数的命令值。

类似于第一实施例，第二实施例的发动机校准系统使用燃烧参数算术表达式32b和受控参数算术表达式33b(即，第一和第二相关数据)来通过反馈模式使性能参数和燃烧参数的实际值与其目标值一致，从而最小化性能参数之间的相互干扰，并且便于容易地查找适于发动机10的受控参数的最佳值。

尽管已经根据优选实施例公开了本发明以便于更好的理解本发明，但是应该理解，在不脱离本发明原理的情况下，可以采用各种方式来体现本发明。因此，本发明应被理解为包括所有可能的实施例和能够被体现的对于所示出的实施例的修改，而不偏离如在所附权利要求中阐述的本发明的原理。

第一和第二实施例中的每一个的发动机校准系统配备有双向总线28，仅当进入发动机校准模式时，校准ECU 25通过双向总线28外部连接到发动机ECU 20上，然而，校准ECU 25可以总是安装在车辆中。可替换地，代替校准ECU 25，ECU 20可以被设计为具有图3的燃料燃烧反馈控制程序和图4的自动校准程序。

在上述实施例的每一个中的发动机校准系统通过反馈模式来控制性能参数和燃烧参数的实际或计算值，然而，可替换地，也可以将发动机校准系统设计为通过开环模式来控制性能参数和燃烧参数中的至少一个。例如，可以省略燃烧参数偏差计算器35、反馈控制器53以及校正电路54。将通过受控参数算术表达式33b计算的受控参数目标值直接输出至致动器11而不需要通过反馈模式进行调整。

发动机校准系统使用定义在不同类型的性能参数和不同类型的燃烧参数之间的相关性的第一相关数据(即，燃烧参数算术表达式32b)来计算燃烧参数的目标值，并且还使用定义了不同类型的燃烧参数和不同类型的受控参数之间的相关性的第二相关数据(即，受控参数算术表达式33b)来计算用于控制致动器11等的操作的受控参数命令值，但是，可替换地，可以将发动机校准系统设计为通过适应性图而不使用第一相关数据和第二相关数据中的至少一个来计算受控参数的命令值。换句话说，发动机校准系统可以被设计为其中以不同于参数算术表达式(即，行列式)的形式存储第一和第二相关数据中的至少一个。例如，可以由图来表示第一和第二相关数据中的任一个或两个。具体来说，可以由表示每一个燃烧参数与多个受控参数之间的相关性的图常数(mapped constant)来构造第一相关数据。可以由表示每一个受控参数与多个燃烧参数之间的相关性的图常数来构造第二相关数据。

Claims (2)

1.一种发动机校准装置，包括：

目标性能参数确定电路，其确定表示内燃机的不同类型的性能的多个性能参数中的每一个的目标值；

目标燃烧参数确定电路，其使用表示所述性能参数和燃烧参数之间的相关性的第一相关数据，基于所述性能参数的所述目标值，来确定表示所述内燃机中燃料的燃烧状态的多个所述燃烧参数的目标值，通过致动器的操作来建立所述燃烧状态；

命令计算器，其使用表示所述燃烧参数和受控参数之间的相关性的第二相关数据，根据由所述目标燃烧参数确定电路所确定的所述燃烧参数的所述目标值来计算命令值，所述命令值被提供用于操作所述致动器，以便实现所述受控参数的目标值，通过所述致动器的操作来提供所述受控参数，并且所述受控参数有助于所述燃料的燃烧状态；

控制器，其将所述命令值提供给所述致动器以通过反馈模式来控制所述致动器的所述操作来使所述性能参数的实际值与其的所述目标值一致，所述目标值由所述目标性能参数确定电路确定；以及

发动机校准器，其在所述内燃机的多个操作范围中校准所述受控参数的所述目标值，所述发动机校准器将所述操作范围中所选择的一个中的所述性能参数的所述目标值确定为校准目标值，当通过所述控制器的操作使得所述性能参数的所述实际值与所述操作范围的所述一个中的所述校准目标值一致时，所述发动机校准器还将所述命令值确定为与适合所述内燃机的所述受控参数的目标值对应的校准值，并且将所述校准值存储在存储器中。

2.根据权利要求1所述的发动机校准装置，其中所述控制器用于通过反馈模式使所述燃烧参数的实际值与由所述目标燃烧参数确定电路所确定的其的所述目标值一致。

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