用于使用了多重促動(dòng)策略的基于模型的爆震抑制系統(tǒng)的控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了，對(duì)超過該溫度發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的爆震會(huì)更頻繁的峰值汽缸溫度的預(yù)測(cè)，然后提供了一個(gè)或更多的促動(dòng)方式以在維持發(fā)動(dòng)機(jī)的表現(xiàn)的減少發(fā)動(dòng)機(jī)的爆震。本發(fā)明的一個(gè)或更多的促動(dòng)方式包括基于可操作的使用發(fā)動(dòng)機(jī)特性輸入以及建模和估計(jì)值作為前饋控制方式的輸入來做出決定。
【專利說明】用于使用了多重促動(dòng)策略的基于模型的爆震抑制系統(tǒng)的控制系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明一般涉及控制系統(tǒng)，更具體地，涉及用于減少發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的爆震的帶有反饋的前饋控制系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]減少發(fā)動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)內(nèi)的爆震在過去的十年里是一個(gè)重要的挑戰(zhàn)，而且在將來也將繼續(xù)成為一個(gè)挑戰(zhàn)，這一部分是因?yàn)樵絹碓絿?yán)格的對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)排放及其相關(guān)的控制系統(tǒng)的排放要求。減少爆震的嘗試通常包括一種處理方法，該處理方法包括了一系列方法中的一種方法，一系列方法例如有直接噴射(DI)、排氣再循環(huán)(EGR)稀釋、或者點(diǎn)火延遲(SR)。容易理解的是，爆震是關(guān)于發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)汽缸溫度上升或達(dá)到峰值所產(chǎn)生的一個(gè)問題，在此發(fā)動(dòng)機(jī)上爆震變得更為普遍。
[0003]然而，特別地，在火花點(diǎn)火(SI)發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)減少爆震的趨勢(shì)能極限發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩輸出，這是由于增壓/空氣混合物經(jīng)常被極限。在每種處理方法對(duì)于特殊的場(chǎng)景和某個(gè)獨(dú)特的操作環(huán)境來說有著一些好處的同時(shí)，當(dāng)考慮到大多數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)的操作環(huán)境時(shí)每種處理方法通常也會(huì)有著很多缺點(diǎn)。
[0004]比如，當(dāng)DI可在燃料計(jì)量(噴射的燃料的量)和噴射定時(shí)(精確到燃料何時(shí)引入汽缸)上允許更多的準(zhǔn)確控制時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)能從這種局限的方法中得到更多好處，這僅僅是因?yàn)樗鼈冊(cè)谠O(shè)計(jì)上很粗糙，應(yīng)用了高壓系統(tǒng)以及因此通常很昂貴很復(fù)雜。類似地，DI事件在噴射定時(shí)事件附近噴射二級(jí)燃料以抑制爆震，這種事件的定時(shí)在實(shí)際操作范圍內(nèi)可能是不理想的。
[0005]類似地，對(duì)于EGR來說，向發(fā)動(dòng)機(jī)的氣流率添加EGR比取代一部分進(jìn)氣且也允許實(shí)質(zhì)上降低排氣NOx排放更為有利，EGR費(fèi)時(shí)而且也有效降低了燃燒率，從而使穩(wěn)定的燃燒經(jīng)常成為一個(gè)挑戰(zhàn)。另一種經(jīng)常在SI發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)施以減少爆震的變化方式是延遲點(diǎn)火，然而這種獨(dú)有的方式的缺點(diǎn)包括增加了碳?xì)浠衔锏妮敵龊吞岣吡?NOx排放。進(jìn)一步地，在點(diǎn)火延遲(SR)事件中可極大地滿足發(fā)動(dòng)機(jī)的效率，但在某些情況下，在燃燒的某個(gè)操作區(qū)可能會(huì)失敗。這些方法中的每一種都有一個(gè)類似的目標(biāo)，就是要降低汽缸內(nèi)峰值溫度。
[0006]由于這些方式或促動(dòng)方法中的每一種，考慮到在瞬時(shí)要達(dá)到在發(fā)動(dòng)機(jī)的操作環(huán)境下減少爆震的目標(biāo)，對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的表現(xiàn)來說都有著缺點(diǎn)，因此需要一種能夠考慮到發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)和表現(xiàn)特性在適當(dāng)時(shí)間使用多種促動(dòng)方式的發(fā)動(dòng)機(jī)的操作環(huán)境下提供爆震的減少的方法。本發(fā)明正是想要滿足這些以及很多其他的需求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了響應(yīng)于現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)狀且滿足這些需求，特別是為了響應(yīng)于現(xiàn)有技術(shù)中還無(wú)法以當(dāng)前可用的技術(shù)完全解決的問題和需求，而開發(fā)了本發(fā)明。本發(fā)明提供了一種控制方法，用于決定一個(gè)或更多的促動(dòng)方式，從而為發(fā)動(dòng)機(jī)減少爆震事件，同時(shí)還保持在已知的方式的基礎(chǔ)上提升發(fā)動(dòng)機(jī)的表現(xiàn)。
[0008]在一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明提供了一種使用與汽缸峰值估計(jì)溫度和感受到的爆震相關(guān)的多個(gè)促動(dòng)事件的降低火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸內(nèi)溫度的方法。實(shí)施方式包括以下步驟:決定發(fā)動(dòng)機(jī)的多個(gè)輸入條件，包括汽缸內(nèi)空氣、燃料、及EGR比率；決定與附加輸入相關(guān)的涉及處于偏好狀態(tài)的發(fā)動(dòng)機(jī)的操作的多個(gè)建模值，包括爆震閾值溫度和尾氣峰值溫度估計(jì)；通過對(duì)想要的EGR比率值和預(yù)定的比率系統(tǒng)極限進(jìn)行比較來決定第一促動(dòng)事件；響應(yīng)于第一命令執(zhí)行第一促動(dòng)；通過對(duì)一個(gè)或更多的尾氣峰值溫度估計(jì)和預(yù)定的尾氣溫度系統(tǒng)極限進(jìn)行比較來決定第二促動(dòng)事件；響應(yīng)于第二命令執(zhí)行第二促動(dòng)；在從確定感受到爆震的傳感器接收到感受爆震值的反饋之后決定最終促動(dòng)事件；以及響應(yīng)于最終命令執(zhí)行最終促動(dòng)。
[0009]本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式提供了一種系統(tǒng)，包括用于火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng)和至少一個(gè)傳感器，該火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)具有產(chǎn)生排氣的排氣輸出且包括燃料噴射系統(tǒng)和排氣再循環(huán)(EGR)布置，該至少一個(gè)傳感器可操作地耦接以檢測(cè)來自發(fā)動(dòng)機(jī)的爆震，控制系統(tǒng)包括一個(gè)或更多的促動(dòng)控制器，該一個(gè)或更多的促動(dòng)控制器與至少一個(gè)傳感器和發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)或更多的火花點(diǎn)火、燃料噴射器、及排氣再循環(huán)系統(tǒng)通信，控制系統(tǒng)應(yīng)用前饋控制以在對(duì)一個(gè)或更多的火花點(diǎn)火、燃料噴射器、及發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣再循環(huán)系統(tǒng)通過命令通過一個(gè)或更多的促動(dòng)控制器啟動(dòng)一個(gè)或更多的促動(dòng)事件之后近似減少爆震，控制系統(tǒng)還應(yīng)用反饋控制，其中控制系統(tǒng)將來自至少一個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成輸出信號(hào)以指令一個(gè)或更多的促動(dòng)控制器來執(zhí)行一個(gè)或更多的促動(dòng)事件。
[0010]在另外一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明提供一種存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可用介質(zhì)上的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括:用于使計(jì)算機(jī)控制存儲(chǔ)控制設(shè)備內(nèi)的應(yīng)用的執(zhí)行的計(jì)算機(jī)可讀程序單元，該計(jì)算機(jī)可讀程序單元與火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)、至少一個(gè)傳感器、以及控制器可操作地通信，該火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)具有產(chǎn)生排氣的排氣輸出且包括燃料噴射系統(tǒng)和排氣再循環(huán)(EGR)布置,該至少一個(gè)傳感器可操作地耦接以檢測(cè)來自發(fā)動(dòng)機(jī)的爆震，計(jì)算機(jī)程序單元決定發(fā)動(dòng)機(jī)的多個(gè)輸入條件，包括汽缸內(nèi)空氣、燃料、及EGR比率；決定與附加輸入相關(guān)的涉及處于偏好狀態(tài)的發(fā)動(dòng)機(jī)的操作的多個(gè)建模值，包括爆震閾值溫度和尾氣峰值溫度估計(jì)；通過對(duì)想要的EGR比率值和預(yù)定的比率系統(tǒng)極限進(jìn)行比較來決定第一促動(dòng)事件；響應(yīng)于第一命令執(zhí)行第一促動(dòng)；通過對(duì)一個(gè)或更多的尾氣峰值溫度估計(jì)和預(yù)定的尾氣溫度系統(tǒng)極限進(jìn)行比較來決定第二促動(dòng)事件；響應(yīng)于第二命令執(zhí)行第二促動(dòng)；在從決定感受到爆震的傳感器接收到感受爆震值的反饋之后決定最終促動(dòng)事件；以及響應(yīng)于最終命令執(zhí)行最終促動(dòng)，感受到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成輸出信號(hào)以指令控制器來執(zhí)行一個(gè)或更多的促動(dòng)事件。
[0011]在另外一個(gè)更優(yōu)選的實(shí)施方式中，本發(fā)明是一個(gè)火花點(diǎn)火內(nèi)燃機(jī)，包括:與火花點(diǎn)火器、多個(gè)燃料噴射器、及用于EGR配置的EGR門通信的控制器、發(fā)動(dòng)機(jī)控制傳感器、以及爆震傳感器，其中，控制器進(jìn)一步包括控制器內(nèi)的計(jì)算機(jī)程序，用于在操作中減少發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的爆震，該計(jì)算機(jī)程序進(jìn)一步包括:計(jì)算機(jī)可讀程序單元，該計(jì)算機(jī)可讀程序單元決定發(fā)動(dòng)機(jī)的多個(gè)輸入條件，包括汽缸內(nèi)空氣、燃料、及EGR比率和發(fā)動(dòng)機(jī)速度；決定與附加輸入相關(guān)的涉及處于偏好狀態(tài)的發(fā)動(dòng)機(jī)的操作的多個(gè)建模值，包括爆震閾值溫度和尾氣峰值溫度估計(jì)；通過對(duì)想要的EGR比率值和預(yù)定的比率系統(tǒng)極限進(jìn)行比較來決定第一促動(dòng)事件；響應(yīng)于第一命令執(zhí)行第一促動(dòng)；通過對(duì)一個(gè)或更多的尾氣峰值溫度估計(jì)和預(yù)定的尾氣溫度系統(tǒng)極限進(jìn)行比較來決定第二促動(dòng)事件；響應(yīng)于第二命令執(zhí)行第二促動(dòng)；在從決定感受到爆震的傳感器接收到感受爆震值的反饋之后決定最終促動(dòng)事件；以及響應(yīng)于最終命令執(zhí)行最終促動(dòng)，感受到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成輸出信號(hào)以指令控制器來執(zhí)行一個(gè)或更多的促動(dòng)事件
[0012]從所提供的說明和所附附圖中，本申請(qǐng)的進(jìn)一步的實(shí)施方式、形式、目標(biāo)、特征、優(yōu)點(diǎn)、方面、和益處應(yīng)變得明顯。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1示出了與本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式相關(guān)的具有前饋控制的控制系統(tǒng)的總體概況。
[0014]圖2示出了與本發(fā)明的一個(gè)或更多的實(shí)施方式相關(guān)的方法中的步驟所涉及的某些輸入、操作、及處理的總體概況。
[0015]圖3示出了本發(fā)明的控制系統(tǒng)的一個(gè)形式的框圖。
[0016]圖4示出了用于本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中的方法的控制系統(tǒng)的步驟。
[0017]圖5示出了具有與火花點(diǎn)火器、燃料噴射器、及EGR配置通信的控制器單元的火花點(diǎn)火型的內(nèi)燃機(jī)的總體圖。

【具體實(shí)施方式】
[0018]在專利申請(qǐng)的上下文及其要求中提供的下述表述允許本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員制造和使用本發(fā)明。本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易發(fā)現(xiàn)優(yōu)選實(shí)施方式的各種修改和普遍原則和在此所述的特征。因此，本發(fā)明并不限于所示出的實(shí)施方式，而是與符合在此所述的原則和特征的最寬范圍相符。
[0019]出于促進(jìn)理解本發(fā)明原理的目的，現(xiàn)在參考在附圖中示出的實(shí)施方式，且使用特定的語(yǔ)言來描述這些實(shí)施方式。然而應(yīng)理解，并不旨在由此來極限本發(fā)明的范圍。設(shè)想本發(fā)明所涉及的領(lǐng)域中的技術(shù)人員正常地可以獲知在所述實(shí)施方式中進(jìn)行的任何變更和進(jìn)一步的修改，以及對(duì)本文所述的本發(fā)明原理的任何進(jìn)一步的應(yīng)用。
[0020]本發(fā)明提供了一種方法、控制系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品、及發(fā)動(dòng)機(jī)，提供了控制方法，用于決定一個(gè)或更多的用于減少發(fā)動(dòng)機(jī)的爆震事件的促動(dòng)方式，同時(shí)保持用已知的方式提升的發(fā)動(dòng)機(jī)性能。本發(fā)明的促動(dòng)方式包括D1、EGR、及SR中的一個(gè)或更多，基于在前饋控制方法中使用操作的發(fā)動(dòng)機(jī)特性輸入以及建模和估計(jì)值作為輸入來決定促動(dòng)方式的一個(gè)或更多的應(yīng)用?？偟膩碚f，本發(fā)明提供了對(duì)峰值汽缸溫度的預(yù)測(cè)，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的操作時(shí)的缸內(nèi)溫度升高到大于該溫度時(shí)，發(fā)生爆震的可能性會(huì)增加。優(yōu)選地，前饋控制方法結(jié)合了具有前向模型的前饋控制和控制器和用于本發(fā)明的各種實(shí)施方式的各種形式的反饋控制器的使用。
[0021]本領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)意識(shí)到本發(fā)明的促動(dòng)器方式在燃燒循環(huán)中的某些操作范圍內(nèi)的操作上具有益處和害處。比如，點(diǎn)火延遲事件(SR)可被定時(shí)為接近瞬時(shí)，被認(rèn)為對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的表現(xiàn)有影響而且對(duì)排放效率的影響有限。然而EGR促動(dòng)晚于SR事件，由于實(shí)質(zhì)上排氣進(jìn)行了再循環(huán)，一般對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的表現(xiàn)的影響有限，同時(shí)對(duì)某些操作條件下的排放效率的影響有限，進(jìn)一步的EGR行為取決于氣冷。然而，當(dāng)雙脈沖直接噴射(DI)促動(dòng)器方式慢于比EGR快的SR時(shí)，能提升發(fā)動(dòng)機(jī)的表現(xiàn)且也能提升排放效率。其結(jié)果是，本發(fā)明單獨(dú)考慮了每種促動(dòng)方式的益處和劣勢(shì)，并結(jié)合考慮發(fā)動(dòng)機(jī)的操作的操作、建模估計(jì)、及想要的效率。
[0022]本發(fā)明提供一種控制方法，用于決定為了在操作過程中減少發(fā)動(dòng)機(jī)的爆震事件的一個(gè)或更多的促動(dòng)方式的應(yīng)用。在本發(fā)明的一個(gè)或更多的實(shí)施方式中考慮了使用多個(gè)促動(dòng)方式，單獨(dú)使用或組合使用，串行使用或并行使用，單個(gè)使用或同時(shí)使用，在預(yù)定的時(shí)間及實(shí)際或預(yù)報(bào)的事件使用。
[0023]本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式在SR、EGR、及DI步驟的組合上提供了額外的反饋控制，可以采取額外的測(cè)量、反饋、輸入、及操作，從而采取、修改、終止、并行進(jìn)行、使用一個(gè)或更多的促動(dòng)行為或者其他，從而發(fā)動(dòng)機(jī)在減少爆震的操作中有益。類似地，作為決定溫度估計(jì)的替代，本發(fā)明也可以使用爆震裕度決定來進(jìn)行代替。比如，在一個(gè)實(shí)施方式中，應(yīng)用關(guān)于感受到的爆震的反饋控制來減少最終促動(dòng)操作中的爆震，或者串行使用點(diǎn)火延遲事件方式。
[0024]現(xiàn)參照附圖，在圖1中示出本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方式的一個(gè)方面。
[0025]這種前饋控制的使用時(shí)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選方式。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說也會(huì)意識(shí)到圖2-5中的前饋方式也是適用的。因此，本發(fā)明在此通過參照名為“用于發(fā)動(dòng)機(jī)后處理系統(tǒng)的控制系統(tǒng)”美國(guó)專利7，784，272所提供的教導(dǎo)和應(yīng)用將其包含在此。在圖1示出本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方式的進(jìn)一步的方面。
[0026]本發(fā)明的實(shí)施方式包括以各種形式和方式使用前饋控制和反饋控制。根據(jù)圖1，在本發(fā)明的一個(gè)方面，控制系統(tǒng)20包括前饋控制21和反饋控制22。輸入23進(jìn)入控制系統(tǒng)20后轉(zhuǎn)換為輸出24。在一個(gè)或更多的實(shí)施方式中，輸入可與發(fā)動(dòng)機(jī)的當(dāng)前操作條件、排氣、催化劑或噴射系統(tǒng)相關(guān)。在圖1中可示出這些輸入的類型的例子，例如基于特別的實(shí)施方式在36、37、及41。
[0027]在一個(gè)或更多的優(yōu)選實(shí)施方式中，輸入可以是發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)空氣及燃料、汽缸EGR比率、發(fā)動(dòng)機(jī)溫度、發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載、發(fā)動(dòng)機(jī)速度、及各種建模的或估計(jì)的特性。類似地，輸出可以是去向一個(gè)或更多的噴射系統(tǒng)、機(jī)械設(shè)備的信號(hào)，機(jī)械設(shè)備例如是提供NOx還原劑等的泵。在一個(gè)或更多的優(yōu)選實(shí)施方式中，輸出可進(jìn)一步包括信號(hào)去控制EGR比率、燃燒行為、溫度、直接噴射脈沖量及角度、點(diǎn)火延遲信令及類似的其他，控制一種或更多的組合。
[0028]在一個(gè)實(shí)施方式中，例如三個(gè)輸入信號(hào)提供了由控制系統(tǒng)20處理的數(shù)據(jù)，或者也可以在模型、建模估計(jì)器等中使用。在該實(shí)施方式中，例如輸入信號(hào)37提供考慮了用于爆震的閾值溫度的數(shù)據(jù)，或T_Knock。T_Knock可以是預(yù)定值，由分離的前饋控制來計(jì)算,在一個(gè)或更多的優(yōu)選實(shí)施方式中或者是建模估計(jì)的結(jié)果。在這個(gè)實(shí)施方式中，輸入信號(hào)36也提供表示發(fā)動(dòng)機(jī)速度和發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載的值。輸入信號(hào)41可代表根據(jù)相關(guān)的檢測(cè)爆震的聲頻的爆震傳感器的傳感器數(shù)據(jù)所決定的當(dāng)前測(cè)量的爆震。另外，也可以有未示出的進(jìn)一步的數(shù)據(jù)輸入，例如根據(jù)模型決定的EGR溫度影響值。
[0029]盡管在本發(fā)明中并不需要，但是在優(yōu)選實(shí)施方式中，輸入信號(hào)37在連接點(diǎn)38分成第一分支信號(hào)39和第二分支信號(hào)40。第一分支信號(hào)39在結(jié)點(diǎn)42與輸入信號(hào)36合并。額外的數(shù)據(jù)，例如EGR溫度影響值也可以在42合并。對(duì)第一分支信號(hào)39和輸入信號(hào)36的合并提供了產(chǎn)生信號(hào)43的數(shù)據(jù)，信號(hào)43參照操作條件量和T_Knock閾值，從而輸入到前向模型，可以在28進(jìn)行想要的EGR比率的決定。
[0030]在優(yōu)選實(shí)施方式中，第二分支信號(hào)40可在結(jié)點(diǎn)44與輸入信號(hào)41合并,在此不例性地示出這種情況。該實(shí)施方式的第三個(gè)輸入信號(hào)，輸入信號(hào)41，提供了被測(cè)量的爆震，這種與第二分支信號(hào)40的合并提供了形成控制信號(hào)34的數(shù)據(jù)，控制信號(hào)34代表爆震閾值溫度和被測(cè)量的爆震。
[0031]對(duì)于本發(fā)明來說，前饋控制21典型地包括前向模型25和控制單元，例如控制器26。在圖1的示例中，前向模型25優(yōu)選為與時(shí)間或動(dòng)作量擬合的數(shù)學(xué)模型或算法方式，該動(dòng)作與發(fā)動(dòng)機(jī)的爆震的減少有關(guān)。
[0032]比如,在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，基于來自發(fā)動(dòng)機(jī)特性的輸入，例如汽缸內(nèi)空氣和燃料的混合物、發(fā)動(dòng)機(jī)速度、及EGR比率估計(jì)，數(shù)學(xué)模型與峰值尾氣溫度擬合。然后可將估計(jì)的峰值尾氣溫度與爆震溫度比較，爆震溫度可能由分離的數(shù)學(xué)模型或通過自己的前饋控制方法來決定。
[0033]在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，前饋控制包括前向模型和控制器，前向模型是對(duì)爆震溫度閾值進(jìn)行估計(jì)的模型。前向模型決定爆震溫度的閾值極限，在使用一種或更多的促動(dòng)方式時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)操作應(yīng)試圖低于該閾值極限，以降低溫度和影響爆震的減少。在這種優(yōu)選實(shí)施方式中，對(duì)前向模型的輸入包括發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載和發(fā)動(dòng)機(jī)速度。根據(jù)這些輸入，使用數(shù)學(xué)模型或前向模型的算法模型，可決定爆震溫度的閾值極限。類似地，與前饋模型一起組合使用反饋控制方式的話，基于發(fā)動(dòng)機(jī)的操作可主動(dòng)調(diào)整閾值極限。
[0034]參照回圖1，反饋控制22包括反饋控制器33。反饋控制器33是對(duì)控制信號(hào)34進(jìn)行轉(zhuǎn)換以產(chǎn)生反饋輸出信號(hào)35的數(shù)學(xué)模型?？刂菩盘?hào)34優(yōu)選為由各種對(duì)于控制系統(tǒng)20的輸入23中的兩個(gè)或更多的組合而形成。典型地，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可知也可以使用各種不同的模型和輸入進(jìn)行組合來得到控制信號(hào)34。類似地，反饋控制內(nèi)的信號(hào)可以用有助于實(shí)施本發(fā)明的方式來操作。例如，信號(hào)27可進(jìn)入控制器26然后被控制器26所轉(zhuǎn)換而產(chǎn)生信號(hào)28。信號(hào)28在點(diǎn)29分開，分支信號(hào)30進(jìn)入前向模型25。前向模型25將分支信號(hào)30轉(zhuǎn)換為信號(hào)31。信號(hào)31在結(jié)點(diǎn)32與信號(hào)43合并以再次產(chǎn)生新的信號(hào)27。類似地，控制信號(hào)34被反饋控制器33轉(zhuǎn)換以產(chǎn)生反饋信號(hào)35。反饋信號(hào)35在結(jié)點(diǎn)45與信號(hào)28合并以產(chǎn)生輸出信號(hào)46。在該實(shí)施方式中,輸出信號(hào)46控制與EGR比率相關(guān)的命令。
[0035]圖1中的信號(hào)通路代表了本發(fā)明的前饋控制的操作的示例，但是圖1中明確示出的這種通路并不是唯一的方式或方法，而只是為了避免疑義。
[0036]圖2示出了與本發(fā)明的一個(gè)或更多的實(shí)施方式相關(guān)的方法中的步驟所涉及的某些輸入、操作、及處理的總體概況。為了避免疑義，與各種輸入相關(guān)、建模輸入、參考操作、及它們之間相關(guān)的關(guān)系對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，能更好地理解本發(fā)明。本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步可知，圖2中示出的以參考為目標(biāo)的涉及發(fā)動(dòng)機(jī)特性的輸入、涉及建模和算法決定的額外輸入、涉及與相互之間有關(guān)的各種輸入相關(guān)的各種處理步驟的參考操作、及經(jīng)過處理的輸出(使用各種輸入、額外輸入、及處理操作)可以進(jìn)一步用于其他的圖，以更好地理解本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方式。比如，圖3示出的發(fā)明是按照本發(fā)明的控制系統(tǒng)的使用了圖2所示出的普遍原則相關(guān)輸入、額外輸入、參考操作、及被處理的輸出的一種形式。類似地，圖4示出的優(yōu)選實(shí)施方式中的本發(fā)明的方法的控制系統(tǒng)的步驟也與圖2所示出的普遍原則相關(guān)輸入、額外輸入、參考操作、及被處理的輸出有關(guān)。進(jìn)一步地，圖5示出了具有與火花點(diǎn)火器、燃料噴射器、及EGR配置通信的控制器單元的火花點(diǎn)火型的內(nèi)燃機(jī)的總體圖，也與圖2所示出的普遍原則相關(guān)輸入、額外輸入、參考操作、及被處理的輸出有關(guān)，特別是那些涉及到了相關(guān)控制單元內(nèi)的通信和處理的部分。以下示出的圖2中的示例的目的是幫助更好地理解本發(fā)明的相關(guān)權(quán)利要求、操作和輸入的關(guān)系聯(lián)合、額外輸入、參考操作、及被處理的輸出。
[0037]根據(jù)圖2，對(duì)控制系統(tǒng)200的輸入示出為210、220、230、240、250、及260。輸入示出為包括各種發(fā)動(dòng)機(jī)操作特性，包括與爆震相關(guān)的傳感器數(shù)據(jù)，然而本發(fā)明并不限于此。對(duì)控制系統(tǒng)200的額外輸入包括參考決定的建模事件的各種估計(jì)和結(jié)果，作為在系統(tǒng)內(nèi)各種操作的對(duì)控制系統(tǒng)200所做的決定的數(shù)學(xué)或算法模型的輸入。
[0038]如，額外輸入包括來自以下各處的輸入:在215的爆震溫度閾值模型、在235的EGR溫度影響模型決定、在245的后脈沖溫度影響模型，在255的后脈沖溫度影響模型后D1、及在265的火花溫度影響模型。這些額外輸入的每一個(gè)都在各種操作(比如可包括前饋控制的前向模型)中向控制系統(tǒng)提供了與輸入數(shù)據(jù)合并的額外數(shù)據(jù)，以允許控制系統(tǒng)內(nèi)的參考操作做出輸出決定。控制系統(tǒng)的參考操作的例子包括在223的計(jì)算想要的EGR比率、在233的估計(jì)峰值尾氣溫度、在243的計(jì)算后脈沖量和定時(shí)、在253的估計(jì)峰值尾氣溫度后D1、及在263的計(jì)算火花調(diào)整。每個(gè)參考操作都是用輸入和所示的額外輸入，通過各自的數(shù)學(xué)或算法操作來提供輸出值、信號(hào)或與各自的操作相關(guān)的決定。
[0039]根據(jù)圖2，作為系統(tǒng)控制200的一部分，提供反饋控制。比如在225提供與EGR相關(guān)的反饋控制，在226提供與火花相關(guān)的反饋控制。本發(fā)明也具有圖2中沒有示出的用于其他實(shí)施方式和應(yīng)用的額外的反饋控制，因此本發(fā)明并不限于此。
[0040]圖3示出了本發(fā)明的控制系統(tǒng)的一個(gè)形式的框圖。根據(jù)圖3，本發(fā)明的控制系統(tǒng)提供了基于輸入、額外輸入、估計(jì)和控制系統(tǒng)的參考操作用于對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的促動(dòng)方式的方法以減少爆震。比如，在310提供第一組輸入，發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載和發(fā)動(dòng)機(jī)速度。這些輸入310中的每一個(gè)接著提供給315處的爆震溫度閾值模型這個(gè)模型和333處的計(jì)算想要的EGR比率這個(gè)操作(或在此使用的控制)。一旦輸入310提供給315的爆震模型，在316處決定用于爆震的閾值溫度的輸出估計(jì)(或T_knock)。T_knock的決定值然后成為對(duì)各種其他操作的輸入，以與發(fā)動(dòng)機(jī)溫度比較，從而系統(tǒng)控制300能做出溫度抑制的決定的步驟。然后將T_knock用作在333處的計(jì)算想要的比率的模型的輸入。在333處的計(jì)算想要的比率的模型是前饋計(jì)算的示例性操作，提供發(fā)動(dòng)機(jī)速度和負(fù)載作為輸入，確認(rèn)了做出EGR比率的決定是為了將溫度保持在低于預(yù)定或標(biāo)識(shí)的閾值。
[0041]一旦在316處決定了 T_knock值且在317處與作為輸入的發(fā)動(dòng)機(jī)速度和發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載一起用作輸入，來自335處的EGR溫度影響的模型的額外輸入數(shù)據(jù)也在323處被應(yīng)用以計(jì)算想要的EGR比率。在324處EGR比率計(jì)算的輸出是想要的EGR比率(EGR_fract1n_desired)。然后324的想要的EGR比率與根據(jù)320的測(cè)量爆震輸入所決定的325的EGR反饋控制的輸出一起輸入到結(jié)點(diǎn)326?；诜答伩刂频闹岛拖胍腅GR值，在327處生成用于EGR比率的信號(hào)。然后在328處將EGR比率信號(hào)與預(yù)定的上限和下限進(jìn)行比較，基于該比較，在329處生成最終EGR促動(dòng)命令作為輸出。329的EGR促動(dòng)信號(hào)是或者執(zhí)行EGR促動(dòng)或者與328的極限分析無(wú)關(guān)的命令。比如，當(dāng)EGR比率命令在極限閾值之內(nèi)時(shí)，應(yīng)用EGR促動(dòng)方式有益于減少爆震，329的信號(hào)有益于啟動(dòng)EGR促動(dòng)器。
[0042]在一個(gè)或更多的優(yōu)選實(shí)施方式中，本發(fā)明的控制系統(tǒng)提供EGR促動(dòng)方式作為第一促動(dòng)評(píng)估步驟。在優(yōu)選實(shí)施方式中，EGR促動(dòng)是用于增壓稀釋的EGR(減低溫度)。類似地，本發(fā)明決定使用的EGR促動(dòng)有益于發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，本發(fā)明的方法可提供用于EGR的促動(dòng)繼續(xù)與一個(gè)或更多的額外的促動(dòng)方式并行地評(píng)估和實(shí)施，或者反過來，基于發(fā)動(dòng)機(jī)的極限和操作條件僅在一段時(shí)間內(nèi)單獨(dú)使用。
[0043]另外根據(jù)圖3，在316處決定T_knock，而且并發(fā)地或分離地在329處決定EGR促動(dòng)行為之后，本發(fā)明提供了對(duì)第一、第二、進(jìn)一步的附加或替代的促動(dòng)方式的啟動(dòng)或非啟動(dòng)的決定。
[0044]在330處提供輸入，包括汽缸內(nèi)空氣和燃料估計(jì)、EGR比率估計(jì)、及發(fā)動(dòng)機(jī)速度。在335處提供來自EGR溫度影響模型的額外的輸入。在333處執(zhí)行估計(jì)峰值尾氣溫度的參考操作且在334處作為輸出，在336處將為其峰值溫度的估計(jì)決定為T_end_gas_peak_est?；谕ㄟ^輸入提出的汽缸內(nèi)條件中的條件，336處的尾氣峰值溫度就是期望的溫度估計(jì)。類似地，關(guān)于控制模型中的任意模型，在335處的EGR溫度影響模型可以是基于物理的模型、測(cè)試或場(chǎng)景發(fā)展的結(jié)果、或者算法方程等等。333的輸出和316的爆震溫度閾值在求和點(diǎn)337合并且考慮338的極限進(jìn)行評(píng)估。在338處執(zhí)行比較以決定336的估計(jì)尾氣溫度是否低于316的t_knock值，隨后低于t_knock值則不滿足極限(即O)且沒有為發(fā)動(dòng)機(jī)規(guī)定EGR促動(dòng)方式。在339處上述溫差決定為t_deltal。
[0045]另外根據(jù)圖3，在339處決定t_deltal，而且并發(fā)地或分離地在338處決定EGR促動(dòng)行為之后，本發(fā)明提供了對(duì)第一、第二、進(jìn)一步的附加或替代的促動(dòng)方式的啟動(dòng)或非啟動(dòng)且包括直接噴射(DI)的啟動(dòng)的評(píng)價(jià)。
[0046]優(yōu)選地，在啟動(dòng)DI促動(dòng)行為之前，在一個(gè)或更多的優(yōu)選實(shí)施方式中，本發(fā)明系統(tǒng)控制所采取的較早的方式提供了對(duì)汽缸的溫度的降低，從而DI方式的下一次實(shí)行會(huì)有更好的效果且有益于本發(fā)明下的發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0047]在340處提供輸入，包括汽缸內(nèi)空氣和燃料估計(jì)、EGR比率估計(jì)、及發(fā)動(dòng)機(jī)速度。在345處提供來自后脈沖溫度影響模型的額外的輸入。在343處執(zhí)行計(jì)算后脈沖量和定時(shí)的參考操作且在344a和344b處作為輸出，決定后脈沖量的估計(jì)和后脈沖角的估計(jì)。在344a和344b處所決定的估計(jì)然后用作輸入與系統(tǒng)極限一起在347a和347b處決定噴射會(huì)如何影響溫度，因此減少了爆震。當(dāng)估計(jì)在極限之內(nèi)時(shí)，本發(fā)明在351a和/或351b處實(shí)行后噴射或第二噴射內(nèi)的DI的促動(dòng)。在優(yōu)選實(shí)施方式中，本發(fā)明向DI步驟提供額外的反饋控制，當(dāng)估計(jì)量決定為在參考操作的該部分的后通行維持在系統(tǒng)極限之內(nèi)時(shí)，可實(shí)行額外的注射。在其他實(shí)施方式中，在DI事件之后，本發(fā)明提供對(duì)額外的促動(dòng)方式的進(jìn)一步的考慮和評(píng)價(jià)。在進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方式中，DI是用于蒸發(fā)冷卻促動(dòng)的后脈沖燃料噴射。
[0048]另外根據(jù)圖3，在351a和351b處決定DI促動(dòng)，而且并發(fā)地或分離地在DI促動(dòng)行為之后，本發(fā)明提供了對(duì)第一、第二、進(jìn)一步的附加或替代的促動(dòng)方式的啟動(dòng)或非啟動(dòng)且包括點(diǎn)火延遲(SR)的啟動(dòng)的評(píng)價(jià)。
[0049]在350處提供輸入，包括汽缸內(nèi)空氣和燃料估計(jì)、EGR比率估計(jì)、及發(fā)動(dòng)機(jī)速度。350的輸入也包括在351a和351b處的DI極限評(píng)估的輸出。在355處提供來自后脈沖溫度影響模型(后DI)的額外的輸入。在353處執(zhí)行估計(jì)峰值尾氣溫度(后DI)的參考操作。來自操作的輸出包括在354處決定尾氣峰值溫度估計(jì)。354的尾氣峰值溫度估計(jì)和之前在316處決定的t_knock在求和點(diǎn)356處合并。來自求和點(diǎn)的輸出包括在357處決定的溫差T_delta2。357的t_delta2和360的輸入與在365處的火花溫度影響模型的額外輸入一起輸入。它們整體上在計(jì)算火花調(diào)整的363處向參考操作輸入，在364處輸出點(diǎn)火延遲命令。
[0050]364的點(diǎn)火延遲信號(hào)是哪怕357決定的t_delta2很高也啟動(dòng)點(diǎn)火延遲的信號(hào)。如果t_delta2很低，那么就不會(huì)有啟動(dòng)點(diǎn)火延遲促動(dòng)行為的主動(dòng)命令。364的點(diǎn)火延遲信號(hào)與根據(jù)320處的測(cè)量爆震值的326處的火花反饋控制反饋合并，提供信號(hào)以啟動(dòng)或不啟動(dòng)在370的進(jìn)一步的點(diǎn)火延遲。在優(yōu)選實(shí)施方式中，SR是用于降低峰值汽缸溫度方式的SR。
[0051]此外在320處也提供來自感受到的爆震的反饋控制，可以實(shí)行通過火花點(diǎn)火促動(dòng)減少爆震的最終調(diào)整，以實(shí)質(zhì)上消除發(fā)動(dòng)機(jī)中的任意爆震，將此作為最終步驟。提供320的感受到的爆震作為向326的火花控制反饋操作的輸入且輸出在370處與364的點(diǎn)火延遲輸出合并，且通過反饋來提供額外信號(hào)以確?；谙到y(tǒng)感受到的現(xiàn)有爆震繼續(xù)進(jìn)行的點(diǎn)火延遲允許減少爆震。
[0052]本發(fā)明在一個(gè)或更多的有用的實(shí)施方式中，希望一旦使用系統(tǒng)控制的一種或更多的方式減少了爆震就停止促動(dòng)，根據(jù)控制方法提供的反饋向系統(tǒng)控制提供了信息，以對(duì)一個(gè)或更多的促動(dòng)方式進(jìn)行繼續(xù)、停止或者其他的行為來對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的爆震進(jìn)行延遲。
[0053]圖4示出了用于本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中的方法400的控制系統(tǒng)的步驟。
[0054]根據(jù)圖4，用于減少火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸內(nèi)溫度的方法的方式使用了多個(gè)與估計(jì)峰值汽缸溫度相關(guān)的促動(dòng)事件且提供感受到的爆震。在步驟401開始該處理。在405執(zhí)行決定多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸入條件，包括汽缸內(nèi)空氣、燃料及EGR比率。在410執(zhí)行決定與額外輸入相關(guān)的多個(gè)建模值，額外輸入與處于想要的狀態(tài)(即減少爆震，更好的表現(xiàn)等等)下的發(fā)動(dòng)機(jī)的操作有關(guān)。而且在410示出了本發(fā)明的方法實(shí)行所需的模型的輸出的計(jì)算。
[0055]比如，在410決定爆震閾值溫度和峰值尾氣溫度估計(jì)。在415通過將想要的EGR比率值和預(yù)定的比率系統(tǒng)極限進(jìn)行比較來決定第一促動(dòng)事件。在這種方式下EGR事件優(yōu)選為第一促動(dòng)事件。在420進(jìn)行響應(yīng)于第一命令執(zhí)行第一促動(dòng)事件。在420的事件中，根據(jù)系統(tǒng)值和發(fā)動(dòng)機(jī)的表現(xiàn)決定事件不進(jìn)行或不應(yīng)當(dāng)進(jìn)行，比如，命令優(yōu)選為不進(jìn)行的命令。在425通過將一個(gè)或更多的峰值尾氣溫度估計(jì)和預(yù)定的尾氣溫度系統(tǒng)極限進(jìn)行比較來決定第二促動(dòng)事件。在430響應(yīng)于第二命令執(zhí)行第二促動(dòng)。在435，在從決定感受到的爆震的傳感器接收到感受到的爆震值的反饋之后進(jìn)行最終促動(dòng)事件的決定。在440響應(yīng)于最終命令執(zhí)行最終促動(dòng)，在優(yōu)選實(shí)施方式中，這種最終促動(dòng)是點(diǎn)火延遲事件。在最終事件之后，在499結(jié)束處理的操作。
[0056]圖5示出了具有與火花點(diǎn)火器510、燃料噴射器520、及EGR配置530通信的控制器單元550的火花點(diǎn)火型的內(nèi)燃機(jī)500的總體圖。根據(jù)圖5，501代表帶有汽缸和活塞的曲柄箱，502是汽缸體，也位于燃燒室的上部。在圖5中也可知在燃燒室507的上表面的中央的506處配置了火花塞，其通過點(diǎn)火器經(jīng)過581與控制器550通信。進(jìn)一步地，進(jìn)氣口位于551處，排氣口位于531處，爆震傳感器位于581處，都在582處與控制器通信。
[0057]雖然沒有示出，但是在汽缸體502的上部也包括以下結(jié)構(gòu):進(jìn)氣口與進(jìn)氣支管連接，進(jìn)氣支管具有設(shè)置于兩者之間的燃料噴射器，用于朝對(duì)應(yīng)的進(jìn)氣口噴射燃料。盡管本發(fā)明在520處示出了燃料噴射器的示例，但是也可使用高壓軌配置且不限于此。進(jìn)一步地，在本發(fā)明中燃料噴射器也可布置在燃燒室內(nèi)而不是連接于進(jìn)氣支管。
[0058]排氣口 531連接于排氣歧管，排氣歧管內(nèi)通常具有與控制器550通信的空氣燃料比例傳感器521。排氣歧管和進(jìn)氣支管相互之間通過經(jīng)EGR閥530連接的EGR通道(未示出)連接，用于排氣再循環(huán)(稱為“EGR氣體”)的EGR閥530經(jīng)過531與控制器550通信。在524處也提供排氣門。
[0059]在EGR內(nèi)通常包括配置的EGR控制閥，在EGR通道的周圍有EGR冷卻設(shè)備，用于冷卻流經(jīng)EGR通道內(nèi)的EGR氣體。在此所用的EGR通道、EGR控制閥、及EGR冷卻設(shè)備統(tǒng)稱為“EGR機(jī)制”。根據(jù)561的輸入決定發(fā)動(dòng)機(jī)上的負(fù)載，其與控制器550通信。
[0060]作為適用于本發(fā)明的一個(gè)EGR配置的例子，將名為“排氣再循環(huán)冷卻器冷卻劑管路配置”的美國(guó)專利申請(qǐng)20100147272的內(nèi)容引入并結(jié)合于此。在美國(guó)專利申請(qǐng)20100147272中，冷卻系統(tǒng)可包括:熱交換器、與熱交換器耦接的泵、與泵耦接的EGR冷卻器、及與EGR冷卻器和熱交換器耦接的第一閥。這種配置應(yīng)用閥來在閥打開時(shí)將經(jīng)過系統(tǒng)的冷卻劑的流率最大化，在閥關(guān)閉時(shí)為發(fā)動(dòng)機(jī)暖機(jī)。
[0061]在591處來自發(fā)動(dòng)機(jī)的操作的輸入決定發(fā)動(dòng)機(jī)的速度且與控制器550通信。類似地，可由傳感器監(jiān)控排氣溫度且經(jīng)過592與控制器550通信，曲柄角(未不出曲柄角傳感器)也與控制器550通信。
[0062]控制器550優(yōu)選為由數(shù)字計(jì)算機(jī)組成的電子控制單元，比如可包括本發(fā)明的可編程計(jì)算機(jī)產(chǎn)品，也可包括相互之間通過主干電路或其他雙向總線連接和通信的組件，例如ROM(只讀存儲(chǔ)器)、RAM(隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)、CPU (微處理器)、輸入端口、及輸出端口。本發(fā)明也可以是電路、應(yīng)用、軟件或其他電子單元，內(nèi)部具有控制器550，或者分離但是與控制器550通信。
[0063]在操作中來自爆震傳感器581的感受到的爆震的輸出信號(hào)582通常通過相應(yīng)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D)來輸入。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的一個(gè)特別的步驟中，當(dāng)在控制器接收到感受到的爆震時(shí)，如本發(fā)明的方法在圖3中示出的例子，用于反饋326的輸入320與364的點(diǎn)火延遲數(shù)據(jù)一起使用以在370決定額外的點(diǎn)火延遲促動(dòng)事件，然后發(fā)出來自控制器550的信號(hào)命令輸出經(jīng)過通信鏈路581與和點(diǎn)火器510有關(guān)的點(diǎn)火延遲事件通信，以控制點(diǎn)火延遲來減少發(fā)動(dòng)機(jī)的爆震。
[0064]類似地，例如與圖4的步驟435聯(lián)合，來自爆震傳感器的感受到的爆震的輸出信號(hào)是經(jīng)過相應(yīng)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D)的輸入且與參考操作一起使用來計(jì)算火花調(diào)整和決定額外的點(diǎn)火延遲促動(dòng)事件。一旦決定之后，輸出可發(fā)出信號(hào)給點(diǎn)火器，控制器使與促動(dòng)事件相關(guān)的點(diǎn)火延遲命令與點(diǎn)火器經(jīng)過通信鏈路通信。
[0065]本領(lǐng)域的技術(shù)人員可知在本發(fā)明的范圍之內(nèi)可以實(shí)行或更改上述步驟的各種變形例。
[0066]各種發(fā)動(dòng)機(jī)都可以與本發(fā)明一起使用，優(yōu)選為那些火花點(diǎn)火的、具有燃料噴射器的、能夠EGR的發(fā)動(dòng)機(jī)。然而，本發(fā)明并不限于此，本發(fā)明預(yù)期為額外的或可替代的促動(dòng)方式在本發(fā)明的范圍之內(nèi)，配置為支持這種相關(guān)的促動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī)。可進(jìn)一步預(yù)想的是，理想地從下面的各種實(shí)施方式受益的發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)具有子系統(tǒng)上的控制器，組件相互之間可操作地通信以支持涉及促動(dòng)的命令，可稱為本發(fā)明的操作的結(jié)果。
[0067]在此提出的任意理論、操作機(jī)制、證明、發(fā)現(xiàn)只意味著進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)本發(fā)明的理解，并非是本發(fā)明要依賴于這些理論、操作機(jī)制、證明、發(fā)現(xiàn)?？梢岳斫獾氖?，在說明書中“優(yōu)選”那樣的用詞如上所述表明了所描述的特征是更為優(yōu)選的，然而并不是必須的，缺少該特征的實(shí)施方式仍然被視為在本發(fā)明的范圍之內(nèi)，該范圍由所附的權(quán)利要求所限定。
【權(quán)利要求】
1.一種發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的爆震抑制方法，其特征在于，包括以下步驟: 決定發(fā)動(dòng)機(jī)的多個(gè)輸入條件； 決定與附加輸入相關(guān)的涉及處于偏好狀態(tài)的發(fā)動(dòng)機(jī)的操作的多個(gè)建模值； 通過對(duì)想要的EGR比率值和預(yù)定的比率系統(tǒng)極限進(jìn)行比較來決定第一促動(dòng)事件； 響應(yīng)于第一命令執(zhí)行第一促動(dòng)事件； 通過對(duì)一個(gè)或更多的尾氣峰值溫度估計(jì)和預(yù)定的尾氣溫度系統(tǒng)極限進(jìn)行比較來決定第二促動(dòng)事件； 響應(yīng)于第二命令執(zhí)行第二促動(dòng)事件； 在從確定感受到爆震的傳感器接收到感受爆震值的反饋之后決定第三促動(dòng)事件；以及 響應(yīng)于最終命令執(zhí)行第二促動(dòng)事件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于， 最終促動(dòng)事件是點(diǎn)火延遲事件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于， 第一促動(dòng)事件是EGR事件且第二促動(dòng)事件是直接噴射事件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于， 第一促動(dòng)事件是EGR事件、直接噴射事件、點(diǎn)火延遲事件中的一個(gè)事件， 而且最終促動(dòng)事件是點(diǎn)火延遲事件。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于， 多個(gè)建模值所包括的額外輸入來自:爆震溫度閾值模型、EGR溫度影響模型、后脈沖溫度影響模型，后脈沖溫度影響模型后D1、及火花溫度影響模型。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于， 參考操作包括:計(jì)算想要的EGR比率、估計(jì)峰值尾氣溫度、計(jì)算后脈沖量和定時(shí)、估計(jì)峰值尾氣溫度后D1、以及計(jì)算火花調(diào)整。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于， 輸入包括發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載和發(fā)動(dòng)機(jī)速度。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于， 第一命令是在預(yù)定的期間執(zhí)行EGR促動(dòng)，與為了汽缸內(nèi)的EGR比率估計(jì)所決定的值和系統(tǒng)極限相關(guān)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于， 第二命令是在預(yù)定的期間執(zhí)行后噴射促動(dòng)，與為了后脈沖量和角度估計(jì)所決定的值和系統(tǒng)極限相關(guān)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于， 最終命令是在預(yù)定的期間執(zhí)行點(diǎn)火延遲促動(dòng)，與為了點(diǎn)火延遲調(diào)整所決定的值和感受到的爆震相關(guān)。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于， 第一命令是不在預(yù)定的期間執(zhí)行EGR促動(dòng)，與為了汽缸內(nèi)的EGR比率估計(jì)所決定的值和系統(tǒng)極限相關(guān)， 而且執(zhí)行第一命令的步驟不執(zhí)行第一促動(dòng)事件。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于， 第一命令是執(zhí)行EGR促動(dòng)，第二命令是執(zhí)行后噴射，第二命令是點(diǎn)火延遲事件，最終命令是執(zhí)行額外的點(diǎn)火延遲事件。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于， 以爆震裕度代替爆震閾值溫度和峰值尾氣溫度估計(jì)。
14.一種系統(tǒng),其特征在于， 包括至少一個(gè)傳感器、以及用于發(fā)動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng)，發(fā)動(dòng)機(jī)具有產(chǎn)生排氣的排氣輸出且包括燃料噴射系統(tǒng)和排氣再循環(huán)(EGR)布置， 該至少一個(gè)傳感器可操作地耦接以檢測(cè)來自發(fā)動(dòng)機(jī)的爆震，發(fā)動(dòng)機(jī)具有產(chǎn)生排氣的排氣輸出且包括燃料噴射系統(tǒng)和排氣再循環(huán)(EGR)布置， 控制系統(tǒng)包括一個(gè)或更多的促動(dòng)控制器，該一個(gè)或更多的促動(dòng)控制器與至少一個(gè)傳感器和發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)或更多的火花點(diǎn)火、燃料噴射器、及排氣再循環(huán)系統(tǒng)通信，控制系統(tǒng)應(yīng)用前饋控制以在對(duì)一個(gè)或更多的火花點(diǎn)火、燃料噴射器、及發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣再循環(huán)系統(tǒng)通過命令通過一個(gè)或更多的促動(dòng)控制器啟動(dòng)一個(gè)或更多的促動(dòng)事件之后近似減少爆震，控制系統(tǒng)還應(yīng)用反饋控制，其中控制系統(tǒng)將來自至少一個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成輸出信號(hào)以指令一個(gè)或更多的促動(dòng)控制器來執(zhí)行一個(gè)或更多的促動(dòng)事件。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其特征在于， 所述傳感器是用于爆震的音響檢測(cè)器。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其特征在于， 反饋控制響應(yīng)于實(shí)際感受到的爆震值對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行升級(jí)以進(jìn)一步啟動(dòng)一個(gè)或更多的促動(dòng)事件。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其特征在于， 一個(gè)或更多的促動(dòng)事件包括EGR、直接噴射、及點(diǎn)火延遲事件中的一個(gè)或更多的事件。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其特征在于， 一個(gè)或更多的促動(dòng)事件包括至少一個(gè)EGR事件和多個(gè)點(diǎn)火延遲事件。
19.一種存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可用介質(zhì)上的提供發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的爆震抑制計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其特征在于， 包括用于使計(jì)算機(jī)控制存儲(chǔ)控制設(shè)備內(nèi)的應(yīng)用的執(zhí)行的計(jì)算機(jī)可讀程序， 該計(jì)算機(jī)可讀程序與發(fā)動(dòng)機(jī)可操作地通信，由計(jì)算機(jī)執(zhí)行計(jì)算機(jī)可讀程序從而: 決定發(fā)動(dòng)機(jī)的多個(gè)輸入條件； 決定與附加輸入相關(guān)的涉及處于偏好狀態(tài)的發(fā)動(dòng)機(jī)的操作的多個(gè)建模值； 通過對(duì)想要的EGR比率值和預(yù)定的比率系統(tǒng)極限進(jìn)行比較來決定第一促動(dòng)事件； 響應(yīng)于第一命令執(zhí)行第一促動(dòng)事件； 通過對(duì)一個(gè)或更多的尾氣峰值溫度估計(jì)和預(yù)定的尾氣溫度系統(tǒng)極限進(jìn)行比較來決定第二促動(dòng)事件； 響應(yīng)于第二命令執(zhí)行第二促動(dòng)事件； 在從確定感受到爆震的傳感器接收到感受爆震值的反饋之后決定第三促動(dòng)事件；以及 響應(yīng)于最終命令執(zhí)行第二促動(dòng)事件。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的產(chǎn)品，其特征在于， 一個(gè)或更多的促動(dòng)事件包括EGR、直接噴射、及點(diǎn)火延遲事件中的一個(gè)或更多的事件。
21.一種內(nèi)燃機(jī)，其特征在于，包括: 燃料噴射系統(tǒng)； 排氣再循環(huán)(EGR)布置； 至少一個(gè)傳感器，該至少一個(gè)傳感器可操作地耦接以檢測(cè)來自發(fā)動(dòng)機(jī)的爆震；以及 用于發(fā)動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng)， 控制系統(tǒng)包括一個(gè)或更多的促動(dòng)控制器，該一個(gè)或更多的促動(dòng)控制器與至少一個(gè)傳感器和發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)或更多的火花點(diǎn)火、燃料噴射器、及排氣再循環(huán)系統(tǒng)通信，控制系統(tǒng)應(yīng)用前饋控制以在對(duì)一個(gè)或更多的火花點(diǎn)火、燃料噴射器、及發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣再循環(huán)系統(tǒng)通過命令通過一個(gè)或更多的促動(dòng)控制器啟動(dòng)一個(gè)或更多的促動(dòng)事件之后近似減少爆震，控制系統(tǒng)還應(yīng)用反饋控制，其中控制系統(tǒng)將來自至少一個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成輸出信號(hào)以指令一個(gè)或更多的促動(dòng)控制器來執(zhí)行一個(gè)或更多的促動(dòng)事件。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于， 一個(gè)或更多的促動(dòng)事件包括EGR、直接噴射、及點(diǎn)火延遲事件中的一個(gè)或更多的事件。
【文檔編號(hào)】F02P5/152GK104321524SQ201380017244
【公開日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2013年4月22日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月24日
【發(fā)明者】D·斯特羅 申請(qǐng)人:康明斯有限公司