CN107630752A - 预测柴油发动机压力的装置及使用该装置的压力预测方法 - Google Patents

预测柴油发动机压力的装置及使用该装置的压力预测方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107630752A
CN107630752A CN201611217402.2A CN201611217402A CN107630752A CN 107630752 A CN107630752 A CN 107630752A CN 201611217402 A CN201611217402 A CN 201611217402A CN 107630752 A CN107630752 A CN 107630752A
Authority
CN
China
Prior art keywords
pressure
prediction
injection
main
pilot injection
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.)
Granted
Application number
CN201611217402.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107630752B (zh
Inventor
韩景灿
俞濬
李庚敏
闵庚德
李昇河
李永福
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hyundai Motor Co
Seoul National University Industry Foundation
SNU R&DB Foundation
Original Assignee
Hyundai Motor Co
Seoul National University Industry Foundation
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hyundai Motor Co, Seoul National University Industry Foundation filed Critical Hyundai Motor Co
Publication of CN107630752A publication Critical patent/CN107630752A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107630752B publication Critical patent/CN107630752B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • 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
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/40—Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration
    • F02D41/402—Multiple injections
    • F02D41/403—Multiple injections with pilot injections
    • 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
    • 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
    • F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1473—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the regulation method
    • F02D41/1475—Regulating the air fuel ratio at a value other than stoichiometry
    • 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
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/32—Controlling fuel injection of the low pressure type
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L23/00—Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid
    • G01L23/24—Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid specially adapted for measuring pressure in inlet or exhaust ducts of internal-combustion engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/04—Engine intake system parameters
    • F02D2200/0414—Air temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/06—Fuel or fuel supply system parameters
    • F02D2200/0614—Actual fuel mass or fuel injection amount
    • F02D2200/0616—Actual fuel mass or fuel injection amount determined by estimation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2250/00—Engine control related to specific problems or objectives
    • F02D2250/32—Air-fuel ratio control in a diesel engine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2700/00—Mechanical control of speed or power of a single cylinder piston engine
    • F02D2700/02—Controlling by changing the air or fuel supply
    • F02D2700/0269—Controlling by changing the air or fuel supply for air compressing engines with compression ignition
    • F02D2700/0282—Control of fuel supply
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Abstract

本申请公开了一种预测柴油发动机压力的装置及使用该装置的压力预测方法，其中，通过压力预测装置来预测柴油发动机的汽缸压力的方法可以包括：预测预喷射导致的预喷射燃烧压力；预测主喷射导致的主燃烧时长；使用预喷射燃烧压力和主燃烧时长来预测主喷射后的主喷射燃烧压力。

Description

预测柴油发动机压力的装置及使用该装置的压力预测方法
相关申请的交叉引用
本申请要求2016年7月19日提交的韩国专利申请第10-2016-0091357号的优先权，该申请的全部内容结合于此用于通过该引用的所有目的。
技术领域
本发明涉及预测柴油发动机的压力的装置以及使用该装置的压力预测方法。
背景技术
随着关于具有内燃机的车辆的污染物排放容限的规定逐步收紧，需要在内燃机工作时将污染物的排放维持为尽可能的低。一种减少污染物的排放的方法为：减少空气和燃料的混合物在内燃机的每个汽缸中燃烧时产生的污染物的排放。
多种方法中的另一种方法为：在内燃机中使用排放气体后处理系统。排放气体后处理系统将空气和燃料的混合物燃烧时在每个汽缸中产生的污染物转化为无害物质。为此，使用了催化转化器，其将一氧化碳、碳氢化合物以及氮氧化物转化为无害物质。
为了使用排放气体催化剂转化器来有效转化污染成分，需要准确测量发动机产生的氮氧化物(即，NOx)的量。
在现有技术中，为了预测NOx的量，分别设置排放气体分析装置或用于测量NOx的传感器。然而，当分别设置排放气体分析装置或NOx测量传感器时，成本上升，而且发动机排放气体中的复合物会污染排放气体分析装置或NOx传感器，从而使传感器自身失灵。
此外，因为在现有技术中使用独立的压力传感器来预测汽缸压力，所以成本上升。
公开于本发明背景部分的信息仅仅旨在增强对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的各个方面致力于提供预测柴油发动机的压力的装置以及使用该装置的压力预测方法，其可以在不使用压力传感器的情况下预测柴油发动机的汽缸压力。
本发明的各个方面致力于提供一种通过压力预测装置来预测柴油发动机的汽缸压力的方法，其包括：预测预喷射导致的预喷射燃烧压力；预测主喷射的主燃烧时长；使用预喷射燃烧压力和主燃烧时长来预测主喷射后的主喷射燃烧压力。
主燃烧时长的预测可以包括：预测从主喷射的喷射时刻直至燃烧开始时刻的点火延迟时间，得出从主喷射的燃烧开始时刻直至燃烧终止时刻的主燃烧时长。
主喷射燃烧压力的预测可以包括，使用预喷射燃烧压力和点火延迟时间来预测燃烧开始时刻的主燃烧开始压力。
主喷射燃烧压力的预测可以进一步包括：使用韦别函数推导出主喷射后的主喷射燃烧压力，并且推导出燃烧终止时刻的主喷射的最大燃烧压力。
预喷射燃烧压力的预测可以包括：使用发动机驱动变量来预测预喷射前的压力，使用预喷射前的压力和韦别函数来推导出预喷射燃烧压力。
在预测预喷射前的压力中，可以使用发动机驱动变量来预测依据发动机驱动条件变化的比热比，并且可以使用预测出的比热比来推导出预喷射前的压力。
发动机驱动变量可以包括增压压力、进气歧管温度、EGR、空气-燃料比(AF)、总燃料量、预喷射燃料量、预喷射时刻、预喷射时长、主喷射时刻以及涡流比中的至少一项。
该方法可以进一步包括使用主喷射导致的主喷射燃烧压力来控制发动机驱动变量中的至少一项。
本发明的各个方面致力于提供一种预测柴油发动机的压力的装置，其包括：驱动变量采集装置，其采集柴油发动机的发动机驱动变量；压力预测装置，其使用发动机驱动变量来预测预喷射前的压力，并且预测预喷射导致的预喷射燃烧压力以及主喷射导致的主喷射燃烧压力；以及控制装置，其通过预测主喷射的主燃烧时长来控制待预测的主喷射后的主喷射燃烧压力。
发动机驱动变量可以包括增压压力、进气歧管温度、EGR、空气-燃料比(AF)、总燃料量、预喷射燃料量、预喷射时刻、预喷射时长、主喷射时刻以及涡流比中的至少一项。
控制装置可以使用主喷射燃烧压力来控制发动机驱动变量中的至少一项。
控制装置可以包括点火延迟时间预测装置，其预测从主喷射的喷射时刻直至燃烧开始时刻的点火延迟时间。
控制装置可以进一步包括燃烧时长预测装置，其预测从主喷射的燃烧开始时刻直至燃烧终止时刻的主燃烧时长。
压力预测装置可以包括：预喷射燃烧压力预测装置，其使用预喷射前的压力来预测预喷射燃烧压力；以及主喷射燃烧压力预测装置，其预测主喷射导致的主喷射燃烧压力。
预喷射燃烧压力预测装置可以使用发动机驱动变量来预测依据发动机驱动条件变化的比热比，并且可以使用预测出的比热比来推导出预喷射前的压力。
主喷射燃烧压力预测装置可以使用预喷射燃烧压力和点火延迟时间来推导出燃烧开始时刻的主燃烧开始压力。
主喷射燃烧压力预测装置可以使用韦别函数来推导出在燃烧终止时刻的主喷射的最大燃烧压力。
根据本发明的示例性实施方案，使用根据发动机驱动条件变化的比热比来预测预喷射前的汽缸压力，使用韦别函数来预测预喷射和主喷射导致的汽缸压力，从而提供可以实时预测柴油发动机的汽缸压力的环境而不需要独立的压力传感器。
通过纳入本文的附图以及随后与附图一起用于说明本发明的某些原理的具体实施方式，本发明的方法和装置所具有的其它特征和优点将更为具体地变得清楚或得以阐明。
附图说明
图1是示意性示出根据本发明的示例性实施方案的预测柴油发动机的压力的装置的结构的示意图。
图2是示出根据本发明的示例性实施方案的使用预喷射和主喷射来预测的汽缸压力的示意图。
图3是示出根据本发明的示例性实施方案的柴油发动机的燃料喷射示例的示意图。
图4是示意性示出根据本发明的另一示例性实施方案的通过预测柴油发动机的压力的装置来预测汽缸压力的过程的流程图。
图5是示出根据本发明的示例性实施方案的通过使用预喷射前的压缩过程中的可变的比热比预测出的汽缸压力的示意图。
图6是示出根据本发明的示例性实施方案的通过使用韦别函数来预测预喷射导致的汽缸压力的示意图。
图7是示出根据本发明的示例性实施方案的通过使用韦别函数来预测主喷射导致的汽缸压力的示意图。
应当了解，所附附图并不必须是按比例绘制的，其呈现了某种程度上经过简化的说明本发明的基本原理的各个特征。本文所公开的本发明的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位置和形状将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。
在这些图形中，在附图的多幅附图中，附图标记指本发明的相同的或等同的部件。
具体实施方式
现在将详细地参考本发明的各个实施方案，这些实施方案的示例被示出在附图中并描述如下。虽然本发明与示例性实施方案相结合进行描述，但是应当了解，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方案，而且覆盖可以包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种可替选形式、修改形式、等同形式及其他实施方案。
此外，在整个说明书中，除了明确地说明意思相反，否则词语包括“包括”以及诸如“包括”的第三人称形式或者“包括”的现在分词形式的变化形式将被理解为意指包括声明的元件，但不排除任何其他的元件。
在整个说明书中，同样的附图标记表示同样的元件。
本说明书中使用的“车辆”、“车”、“车辆的”、“汽车”或类似术语包括：包括运动型多功能车辆(SUV)、大型客车、卡车和各种商用车辆的车；包括各种类型的舟或艇的船；飞行器；包括与其类似的物的汽车，并且包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合动力电动车辆、氢燃料车辆以及其他替代燃料(例如，从不同于石油的资源获取的燃料)车辆。
另外，一些方法可以由至少一个控制器来执行。术语“控制器”表示包括存储器和被配置为执行算法结构中分析的一个或多个步骤的硬件装置。存储器被配置为存储算法步骤，处理器被配置为具体执行算法步骤，从而执行一个或多个下述的过程。
此外，本发明的控制逻辑可以通过非易失性且在计算机可读构件上计算机可读的介质来实施，计算机可读构件包括：由处理器、控制器或与其类似的装置执行的可执行程序指令。计算机可读构件的示例不限于此并且可以包括ROM、RAM、CD-ROM、磁带、软盘、闪存、智能卡以及光学数据存储装置。在计算机可读再生介质分配至通过网络(例如，通过远程信息处理服务器或控制器局域网络(CAN)的分配方法中的网络)连接的计算机系统时，可以存储和执行计算机可读再生介质。
下面，将参照图1至图7具体描述根据本发明的示例性实施方案的预测柴油发动机的压力的装置以及使用该装置的压力预测方法。
图1是示意性示出根据本发明的示例性实施方案的预测柴油发动机的压力的装置的结构的示意图。对此，示出的只是描述根据本发明的示例性实施方案所需的预测柴油发动机的压力的装置的示意性配置，并且预测柴油发动机的压力的装置不限于这样的配置。
参照图1，根据本发明的各个示例性实施方案的预测柴油发动机的压力的装置100包括：根据本发明的示例性实施方案的驱动变量采集装置110、压力预测装置120以及控制装置130。
驱动变量采集装置110采集柴油发动机的发动机驱动变量，并且向控制装置130提供采集到的发动机驱动变量信息。这里，发动机驱动变量包括增压压力、进气歧管温度、EGR(exhaust gas recirculation)、空气-燃料比(AF)、总燃料量、预喷射燃料量、预喷射时刻、预喷射时长、主喷射时刻以及涡流比中的至少一项。
压力预测装置120使用发动机驱动变量来预测预喷射前的压力。此外，压力预测装置120预测预喷射导致的预喷射燃烧压力，并且预测主喷射导致的主喷射燃烧压力。
压力预测装置120包括根据本发明的示例性实施方案的预喷射压力预测装置122以及主喷射压力预测装置124。
预喷射压力预测装置122使用在预喷射前的压力来预测预喷射燃烧压力。在此情况下，预喷射压力预测装置122可以使用发动机驱动变量来预测比热比(其依据发动机驱动条件而变化)，并且使用预测出的比热比来推导出预喷射前的压力。
另外，主喷射压力预测装置124使用预喷射燃烧压力来预测主喷射导致的主喷射燃烧压力。
控制装置130控制预喷射前的压力、预喷射燃烧压力、以及待预测的主喷射燃烧压力。在此情况下，控制装置130可以通过预测主喷射的主燃烧时长来控制待预测的主喷射后的主喷射燃烧压力。
控制装置130使用主喷射导致的主喷射燃烧压力来控制发动机驱动变量。控制装置130通过使用主喷射燃烧压力而可以控制增压压力、进气歧管温度、EGR、空气-燃料比(AF)、总燃料量、预喷射燃料量、预喷射时刻、预喷射时长、主喷射时刻以及涡流比中的至少一项。
控制装置130包括根据本发明的示例性实施方案的点火延迟时间预测装置132以及燃烧时长预测装置134。
点火延迟时间预测装置132预测从主喷射的喷射时刻直至燃烧开始时刻的点火延迟时间。
燃烧时长预测装置134预测从主喷射的燃烧开始时刻直至燃烧终止时刻的主燃烧时长。
另外，主喷射压力预测装置124可以使用预喷射燃烧压力和主喷射的点火延迟时间来推导出在主喷射的燃烧开始时刻的主燃烧开始压力。此外，主喷射压力预测装置124可以使用韦别(Wiebe)函数推导出在燃烧终止时刻的主喷射的最大燃烧压力。
为此目的，控制装置130可以实现为一个或多个由设定的程序运行的处理器，设定的程序可以被编程为执行根据本发明的示例性实施方案的压力预测方法的各个步骤。
图2是示出根据本发明的示例性实施方案的使用预喷射和主喷射来预测的汽缸压力的示意图。
参照图2，根据本发明的示例性实施方案的预测柴油发动机的压力的装置100使用依据发动机驱动变量变化的可变比热比来预测预喷射前的压缩过程期间的汽缸压力。
另外，根据本发明的示例性实施方案的预测柴油发动机的压力的装置100使用韦别函数来预测预喷射P之后的预喷射燃烧压力。
此外，根据本发明的示例性实施方案的预测柴油发动机的压力的装置100预测从主喷射的喷射时刻M直至燃烧开始时刻A的点火延迟时间ID，并且推导出从主喷射的燃烧开始时刻A直至燃烧终止时刻B的主燃烧时长D。
另外，根据本发明的示例性实施方案的预测柴油发动机的压力的装置100使用韦别函数来预测主燃烧时长D期间的主喷射燃烧压力。在此情况下，根据本发明的示例性实施方案的预测柴油发动机的压力的装置100可以使用预喷射燃烧压力和点火延迟时间ID来预测在燃烧开始时刻A的主燃烧开始压力P_SOC。
此外，根据本发明的示例性实施方案的预测柴油发动机的压力的装置100可以推导出燃烧终止时刻B的主喷射的最大燃烧压力P_最大。
图3是示出根据本发明的示例性实施方案的柴油发动机的燃料喷射示例的示意图。
参照图3，在根据本发明的示例性实施方案的柴油发动机中，使用了主喷射前的预喷射的预喷射1和预喷射2以及主喷射后的后喷射，以控制噪声以及颗粒物(PM)产生量。根据本发明的示例性实施方案的预测柴油发动机的压力的装置100使用可变比热比来预测主喷射前的汽缸压力。另外，根据本发明的示例性实施方案的预测柴油发动机的压力的装置100使用韦别函数来预测预喷射的预喷射1和预喷射2以及主喷射后的汽缸压力。
图4是示意性示出根据本发明的另一示例性实施方案的通过预测柴油发动机的压力的装置来预测汽缸压力的过程的流程图。下述对流程图的描述使用了与图1的配置一致的相同的附图标记。
参照图4，根据本发明的示例性实施方案的预测柴油发动机的压力的装置100使用发动机驱动变量来预测预喷射前的汽缸压力(S102)。这里，发动机驱动变量包括增压压力、进气歧管温度、EGR、空气-燃料比(AF)、总燃料量、预喷射燃料量、预喷射时刻、预喷射时长、主喷射时刻以及涡流比中的至少一项。
图5是示出根据本发明的示例性实施方案的使用在预喷射前的压缩过程中的可变的比热比预测出的汽缸压力的示意图。
根据本发明的示例性实施方案的预测柴油发动机的压力的装置100通过下述等式1来预测预喷射前的汽缸压力Ppil.inj。
(等式1)
P增压表示增压压力，VBDC表示汽缸中的活塞的下止点(BDC)处的体积，Vpil,inj表示喷射开始时的汽缸中的体积。另外，k表示可变比热比，其依据发动机驱动变量而变化。
此外，根据本发明的示例性实施方案的预测柴油发动机的压力的装置100预测预喷射导致的预喷射燃烧压力(S104)。
图6是示出根据本发明的示例性实施方案的使用韦别函数来预测预喷射导致的汽缸压力的示意图。
这里，韦别函数是依据燃料的燃烧时间来推导出热产生量的函数。根据本发明的示例性实施方案的预测柴油发动机的压力的装置100可以使用依据燃烧时间的热产生量和汽缸的体积数据的微分值来预测汽缸压力。
另外，根据本发明的示例性实施方案的预测柴油发动机的压力的装置100通过下述等式2至4来预测预喷射导致的汽缸压力。
(等式2)
(等式3)
(等式4)
这里，作为归一化的值的Q norm.表示在燃烧时间的热产生量，a、b和c表示常数，θ表示燃烧时间。此外，m燃料表示主喷射前的燃料量，低热值(LHV)表示燃料量导致的热量，热释放率(ROHR)表示热产生率。
根据本发明的示例性实施方案的预测柴油发动机的压力的装置100预测主喷射的点火延迟时间ID(S106)。
在此情况下，根据本发明的示例性实施方案的下述等式5，可以通过包括汽缸中的密度、温度、氧浓度以及预喷射燃料量的函数确定点火延迟时间ID。
(等式5)
此外，根据本发明的示例性实施方案的预测柴油发动机的压力的装置100推导出主喷射的主燃烧时长(S108)。
这里，利用下述等式6，可以通过EGR、主喷射和后喷射的燃料量、轨压以及涡流比的函数确定主燃烧时长。
(等式6)
燃烧时长＝a×f(EGR)b×Q主+后 c×P轨 d×涡流比e
另外，根据本发明的示例性实施方案的预测柴油发动机的压力的装置100预测主喷射后的主喷射燃烧压力(S110)。
图7是示出根据本发明的示例性实施方案的使用韦别函数预测主喷射导致的汽缸压力的示意图。
通过下述等式7至9，根据本发明的示例性实施方案的预测柴油发动机的压力的装置100预测预喷射导致的汽缸压力。
(等式7)
(等式8)
(等式9)
这里，作为归一化的值的Q norm.表示燃烧时间的热产生量，a、b和c表示常数，θ表示燃烧时间。此外，m燃料表示主喷射前的燃料量，低热值(LHV)表示燃料量的热量，热释放率(ROHR)表示热产生率。
如上所述，根据本发明的示例性实施方案的预测柴油发动机的压力的装置使用根据发动机驱动条件变化的比热比来预测预喷射前的汽缸压力，使用韦别函数来预测预喷射和主喷射导致的汽缸压力，从而提供可以实时预测柴油发动机的汽缸压力的环境而不需要独立的压力传感器。
上述本发明的示例性实施方案可以通过装置和方法来实施，并且可以通过实现了对应于本发明的示例性实施方案的配置的功能的程序来实施，或者可以通过其中记录了程序的记录介质来实施。
前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并不想要成为毫无遗漏的，也不是想要把本发明限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施方案并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够利用并实现本发明的各个示例性实施方案及其各种可替选形式和修改形式。本发明的范围旨在由所附权利要求及其等同形式来限定。

Claims (17)

1.一种通过压力预测装置来预测柴油发动机的汽缸压力的方法，该方法包括：
预测预喷射导致的预喷射燃烧压力；
预测主喷射的主燃烧时长；
使用预喷射燃烧压力和主燃烧时长来预测主喷射后的主喷射燃烧压力。
2.根据权利要求1所述的通过压力预测装置来预测柴油发动机的汽缸压力的方法，其中，主燃烧时长的预测包括：
预测从主喷射的喷射时刻直至燃烧开始时刻的点火延迟时间，
得出从主喷射的燃烧开始时刻直至燃烧终止时刻的主燃烧时长。
3.根据权利要求2所述的通过压力预测装置来预测柴油发动机的汽缸压力的方法，其中：
主喷射燃烧压力的预测包括，
使用预喷射燃烧压力和点火延迟时间来预测燃烧开始时刻的主燃烧开始压力。
4.根据权利要求3所述的通过压力预测装置来预测柴油发动机的汽缸压力的方法，其中，主喷射燃烧压力的预测进一步包括：
使用韦别函数推导出主喷射后的主喷射燃烧压力，并且推导出燃烧终止时刻的主喷射的最大燃烧压力。
5.根据权利要求1所述的通过压力预测装置来预测柴油发动机的汽缸压力的方法，其中，预喷射燃烧压力的预测包括：
使用发动机驱动变量来预测预喷射前的压力，
使用预喷射前的压力和韦别函数来推导出预喷射燃烧压力。
6.根据权利要求5所述的通过压力预测装置来预测柴油发动机的汽缸压力的方法，其中：
在预测预喷射前的压力中，
使用发动机驱动变量来预测依据发动机驱动条件变化的比热比，并且使用预测出的比热比来推导出预喷射前的压力。
7.根据权利要求6所述的通过压力预测装置来预测柴油发动机的汽缸压力的方法，其中，发动机驱动变量包括增压压力、进气歧管温度、EGR、空气-燃料比、总燃料量、预喷射燃料量、预喷射时刻、预喷射时长、主喷射时刻以及涡流比中的至少一项。
8.根据权利要求7所述的通过压力预测装置来预测柴油发动机的汽缸压力的方法，进一步包括，使用主喷射导致的主喷射燃烧压力来控制发动机驱动变量中的至少一项。
9.一种预测柴油发动机的压力的装置，包括：
驱动变量采集装置，其采集柴油发动机的发动机驱动变量；
压力预测装置，其使用发动机驱动变量来预测预喷射前的压力，并且预测预喷射导致的预喷射燃烧压力以及主喷射导致的主喷射燃烧压力；以及
控制装置，其通过预测主喷射的主燃烧时长来控制待预测的主喷射后的主喷射燃烧压力。
10.根据权利要求9所述的预测柴油发动机的压力的装置，其中，发动机驱动变量包括增压压力、进气歧管温度、EGR、空气-燃料比、总燃料量、预喷射燃料量、预喷射时刻、预喷射时长、主喷射时刻以及涡流比中的至少一项。
11.根据权利要求10所述的预测柴油发动机的压力的装置，其中，控制装置配置为使用主喷射燃烧压力来控制发动机驱动变量中的至少一项。
12.根据权利要求10所述的预测柴油发动机的压力的装置，其中，控制装置包括点火延迟时间预测装置，其预测从主喷射的喷射时刻直至燃烧开始时刻的点火延迟时间。
13.根据权利要求12所述的预测柴油发动机的压力的装置，其中，控制装置进一步包括燃烧时长预测装置，其预测从主喷射的燃烧开始时刻直至燃烧终止时刻的主燃烧时长。
14.根据权利要求13所述的预测柴油发动机的压力的装置，其中，压力预测装置包括：
预喷射燃烧压力预测装置，其使用预喷射前的压力来预测预喷射燃烧压力，以及
主喷射燃烧压力预测装置，其预测主喷射导致的主喷射燃烧压力。
15.根据权利要求14所述的预测柴油发动机的压力的装置，其中，预喷射燃烧压力预测装置使用发动机驱动变量来预测依据发动机驱动条件变化的比热比，并且使用预测出的比热比来推导出预喷射前的压力。
16.根据权利要求14所述的预测柴油发动机的压力的装置，其中，主喷射燃烧压力预测装置使用预喷射燃烧压力和点火延迟时间来推导出燃烧开始时刻的主燃烧开始压力。
17.根据权利要求14所述的预测柴油发动机的压力的装置，其中，主喷射燃烧压力预测装置使用韦别函数来推导出在燃烧终止时刻的主喷射的最大燃烧压力。
CN201611217402.2A 2016-07-19 2016-12-26 预测柴油发动机压力的装置及使用该装置的压力预测方法 Active CN107630752B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160091357A KR101807056B1 (ko) 2016-07-19 2016-07-19 디젤 엔진의 압력 예측 장치 및 이를 이용한 압력 예측 방법
KR10-2016-0091357 2016-07-19

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107630752A true CN107630752A (zh) 2018-01-26
CN107630752B CN107630752B (zh) 2021-07-09

Family

ID=60889819

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201611217402.2A Active CN107630752B (zh) 2016-07-19 2016-12-26 预测柴油发动机压力的装置及使用该装置的压力预测方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10184418B2 (zh)
KR (1) KR101807056B1 (zh)
CN (1) CN107630752B (zh)
DE (1) DE102016124190A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115111081A (zh) * 2022-01-28 2022-09-27 长城汽车股份有限公司 一种发动机喷油控制方法、装置、存储介质及车辆
CN115111081B (zh) * 2022-01-28 2024-04-26 长城汽车股份有限公司 一种发动机喷油控制方法、装置、存储介质及车辆

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102246466B1 (ko) * 2020-04-16 2021-04-30 서울대학교산학협력단 엔진 노킹 발생 예측 방법
DE102021209209A1 (de) 2021-08-23 2023-02-23 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zur Steuerung eines Verbrennungsmotors

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7171950B2 (en) * 2003-05-12 2007-02-06 Stmicroelectronics S.R.L. Method and device for determining the pressure in the combustion chamber of an internal combustion engine, in particular a spontaneous ignition engine, for controlling fuel injection in the engine
JP2007239572A (ja) * 2006-03-08 2007-09-20 Toyota Motor Corp 内燃機関の燃料噴射システム
JP2012082766A (ja) * 2010-10-13 2012-04-26 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 内燃機関の筒内圧波形推定方法及び推定装置
DE102012105131A1 (de) * 2011-12-07 2013-06-13 Ajou University Industry Cooperation Foundation System und Verfahren zum Steuern der Kraftstoffeinspritzung
WO2016012095A1 (fr) * 2014-07-24 2016-01-28 Continental Automotive France Procede de determination de la pression totale dans le cylindre d'un moteur

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3807293B2 (ja) * 2001-11-21 2006-08-09 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の燃料噴射制御装置
FR2886680B1 (fr) 2005-06-07 2007-09-28 Peugeot Citroen Automobiles Sa Systeme de controle du fonctionnement d'un moteur diesel de vehicule automobile
JP4600308B2 (ja) * 2006-02-10 2010-12-15 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JP4976963B2 (ja) 2007-08-31 2012-07-18 川崎重工業株式会社 空燃比制御装置、それを備える車両及び空燃比制御方法
KR101316281B1 (ko) 2011-12-13 2013-10-08 아주대학교산학협력단 디젤엔진의 연소 제어 방법
JP2014137004A (ja) * 2013-01-16 2014-07-28 Toyota Motor Corp 内燃機関の制御装置
GB2520516B (en) 2013-11-21 2021-08-25 Time To Act Ltd Direct drive generator for renewable energy applications
JP2015113790A (ja) * 2013-12-12 2015-06-22 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
KR101734240B1 (ko) * 2015-12-10 2017-05-11 현대자동차 주식회사 녹스 발생량 예측 장치 및 이를 이용한 녹스 발생량 예측 방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7171950B2 (en) * 2003-05-12 2007-02-06 Stmicroelectronics S.R.L. Method and device for determining the pressure in the combustion chamber of an internal combustion engine, in particular a spontaneous ignition engine, for controlling fuel injection in the engine
JP2007239572A (ja) * 2006-03-08 2007-09-20 Toyota Motor Corp 内燃機関の燃料噴射システム
JP2012082766A (ja) * 2010-10-13 2012-04-26 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 内燃機関の筒内圧波形推定方法及び推定装置
DE102012105131A1 (de) * 2011-12-07 2013-06-13 Ajou University Industry Cooperation Foundation System und Verfahren zum Steuern der Kraftstoffeinspritzung
WO2016012095A1 (fr) * 2014-07-24 2016-01-28 Continental Automotive France Procede de determination de la pression totale dans le cylindre d'un moteur

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
王京民: "《汽车节油窍门》", 31 May 2009, 科学技术文献出版社 *
颜伏伍: "《汽车发动机原理》", 31 October 2007, 人民交通出版社 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115111081A (zh) * 2022-01-28 2022-09-27 长城汽车股份有限公司 一种发动机喷油控制方法、装置、存储介质及车辆
CN115111081B (zh) * 2022-01-28 2024-04-26 长城汽车股份有限公司 一种发动机喷油控制方法、装置、存储介质及车辆

Also Published As

Publication number Publication date
US10184418B2 (en) 2019-01-22
KR101807056B1 (ko) 2017-12-08
DE102016124190A1 (de) 2018-01-25
CN107630752B (zh) 2021-07-09
US20180023505A1 (en) 2018-01-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Chen et al. Air-fraction modeling for simultaneous diesel engine NOx and PM emissions control during active DPF regenerations
CN103133100A (zh) 用于控制NOx的系统和方法
CN101787918A (zh) 在被动选择性催化还原系统的三效催化剂中生成氨的技术
Bermúdez et al. Analysis of the role of altitude on diesel engine performance and emissions using an atmosphere simulator
CN106715873A (zh) 发动机控制装置
DE102016222012A1 (de) Verfahren zum Steuern eines NOx-Speicher-Katalysators
Husberg et al. Analysis of advanced multiple injection strategies in a heavy-duty diesel engine using optical measurements and CFD-simulations
CN107630752A (zh) 预测柴油发动机压力的装置及使用该装置的压力预测方法
CN104819036B (zh) 用于内燃机的后处理系统
DE102018109165B4 (de) Verfahren zur überwachung und modellierung der thermischen eigenschaften von oxidationskatalysatorvorrichtungen
Chen et al. Transient NOx emission reduction using exhaust oxygen concentration based control for a diesel engine
De Serio et al. Application of an EGR system in a direct injection diesel engine to reduce NOx emissions
Tatur et al. Effects of biodiesel operation on light-duty Tier 2 engine and emission control systems
CN102305118B (zh) 控制在颗粒物质过滤器再生期间的排气温度的系统和方法
Chung et al. Reduction of transient NOx emissions based on set-point adaptation of real-time combustion control for light-duty diesel engines
DE69908858T2 (de) Dieselbrennkraftmaschine mit Verbrennungsheizgerät
Wancura et al. Concept evaluation of a P2 MHEV SUV: application for possible EU7 boundaries
Jung et al. Optimization algorithm for diesel engine operating parameters based on a vehicle driving test cycle
Jeftić et al. Postinjection strategy for the reduction of the peak pressure rise rate of neat n-Butanol combustion
DE102016219544B4 (de) Verfahren zur Diagnose einer Abgasnachbehandlungsanlage, insbesondere eines NOx-Speicher-Katalysators eines autonom fahrenden Fahrzeugs in Verbindung mit Niederdruck-Abgasrückführung sowie Steuerungseinrichtung für eine Abgasnachbehandlungsanlage und Fahrzeug
Iliev Simulation on single cylinder diesel engine and effect of compression ratio and EGR on engine performance and emission
DE102013213871B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
Johansen et al. Drive cycle particulate and gaseous emissions from a parallel hybrid combustion engine and electric powertrain
Serrano et al. Effect of natural and forced charge air humidity on the performance and emissions of a compression-ignition engine operating at high warm altitude
Li Spray modeling for medium speed diesel engines

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant