使用由發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸壓力估算的排氣壓力進(jìn)行渦輪增壓器增壓控制的制作方法
【專利摘要】使用由發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸壓力估算出的排氣壓力來(lái)控制渦輪增壓器增壓壓力。
【專利說(shuō)明】使用由發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸壓力估算的排氣壓力進(jìn)行渦輪增壓器增壓控制
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求2011年4月22日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)序列號(hào)61/478，125的申請(qǐng)日的權(quán)益。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本披露總體上涉及的領(lǐng)域包括通過(guò)使用發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸壓力的測(cè)量來(lái)進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)控制和診斷。
[0004]背景
[0005]一臺(tái)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)包括多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸并且可以包括與這些汽缸相聯(lián)通的多個(gè)壓力傳感器以用于測(cè)量這些汽缸內(nèi)的燃燒壓力。
[0006]本發(fā)明的說(shuō)明性實(shí)施例的概述
[0007]—種方法的一個(gè)實(shí)施例包括:感測(cè)一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸內(nèi)的壓力、基于該發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸內(nèi)的所感測(cè)的壓力來(lái)估算排氣壓力、并且基于所估算的排氣壓力來(lái)控制渦輪增壓器增壓壓力。
[0008]—種設(shè)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的方法的另一個(gè)實(shí)施例包括:提供包括一個(gè)或多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸壓力傳感器和一個(gè)或多個(gè)其他發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)傳感器的一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)；運(yùn)行該發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)；使用這些發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸壓力傳感器來(lái)感測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸壓力，這些發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸壓力傳感器是與該發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸相聯(lián)通的；使用這些其他發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)傳感器來(lái)感測(cè)一個(gè)渦輪增壓器渦輪機(jī)進(jìn)口處的排氣壓力；將該發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸壓力與該排氣壓力相互關(guān)聯(lián)；并且使用發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸壓力來(lái)替代或擴(kuò)大該排氣壓力。
[0009]一種方法的又另一個(gè)實(shí)施例包括:確定一個(gè)增壓壓力設(shè)定點(diǎn)與一個(gè)實(shí)際增壓壓力之間的增壓壓力偏差、響應(yīng)于該增壓壓力偏差而產(chǎn)生一個(gè)閉環(huán)排氣壓力設(shè)定點(diǎn)調(diào)節(jié)量、并且從該增壓壓力設(shè)定點(diǎn)和一個(gè)排氣再循環(huán)參數(shù)的輸入而產(chǎn)生一個(gè)開(kāi)環(huán)排氣壓力設(shè)定點(diǎn)。該方法還包括:將該閉環(huán)排氣壓力設(shè)定點(diǎn)調(diào)節(jié)量與該開(kāi)環(huán)排氣壓力設(shè)定點(diǎn)進(jìn)行組合而產(chǎn)生一個(gè)排氣壓力設(shè)定點(diǎn)、并且確定該排氣壓力設(shè)定點(diǎn)與從實(shí)際汽缸壓力估算出的一個(gè)排氣壓力估算值之間的排氣壓力偏差。該方法進(jìn)一步包括:響應(yīng)于該排氣壓力偏差而產(chǎn)生一種閉環(huán)渦輪增壓器命令調(diào)節(jié)、從該排氣壓力設(shè)定點(diǎn)的輸入而產(chǎn)生一個(gè)開(kāi)環(huán)渦輪增壓器命令、并且將該閉環(huán)渦輪增壓器命令調(diào)節(jié)與該開(kāi)環(huán)渦輪增壓器命令進(jìn)行組合而產(chǎn)生一個(gè)渦輪增壓器命令。
[0010]一種方法的另外一個(gè)實(shí)施例包括:確定一個(gè)增壓壓力設(shè)定點(diǎn)與一個(gè)實(shí)際增壓壓力之間的增壓壓力偏差、并且響應(yīng)于該增壓壓力偏差而產(chǎn)生一個(gè)排氣壓力設(shè)定點(diǎn)。該方法還包括:確定該排氣壓力設(shè)定點(diǎn)與從實(shí)際汽缸壓力估算出的一個(gè)排氣壓力估算值之間的排氣壓力偏差、并且響應(yīng)于該排氣壓力偏差而產(chǎn)生一個(gè)渦輪增壓器命令。
[0011]一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的另外一個(gè)實(shí)施例包括一種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，該計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)包括一個(gè)計(jì)算機(jī)控制的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)可執(zhí)行的多個(gè)指令，以便使該系統(tǒng)執(zhí)行根據(jù)以上方法實(shí)施例中的任何一個(gè)所述的方法。
[0012]另一個(gè)實(shí)施例可以包括一種產(chǎn)品，該產(chǎn)品包括用于測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸壓力的至少一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸壓力傳感器以及用于測(cè)量渦輪增壓器增壓壓力的至少一個(gè)渦輪增壓器增壓壓力傳感器。該產(chǎn)品還包括儲(chǔ)存程序指令和數(shù)據(jù)的至少一個(gè)存儲(chǔ)裝置、以及至少一個(gè)控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)被聯(lián)接到這些傳感器和存儲(chǔ)器上并且響應(yīng)于這些程序指令來(lái)致使該計(jì)算機(jī)控制的系統(tǒng)去執(zhí)行根據(jù)以上方法實(shí)施例中的任何一個(gè)所述的方法。
[0013]從以下所提供的詳細(xì)說(shuō)明中本發(fā)明的其他說(shuō)明性實(shí)施例會(huì)變得清楚。應(yīng)理解，雖然這些詳細(xì)說(shuō)明和具體實(shí)例披露了本發(fā)明的多個(gè)說(shuō)明性實(shí)施例，但它們是旨在用于說(shuō)明目的而并非旨在限制本發(fā)明的范圍。
[0014]附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明
[0015]從詳細(xì)說(shuō)明以及附圖中將更全面地理解本發(fā)明的說(shuō)明性實(shí)施例，在附圖中:
[0016]圖1展示了帶有多個(gè)傳感器的一個(gè)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例；
[0017]圖2展示了帶有比圖1實(shí)施例少的傳感器的一個(gè)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)施例；并且
[0018]圖3展示了一種渦輪增壓器增壓控制結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)施例。
[0019]說(shuō)明性實(shí)施方式的詳細(xì)說(shuō)明
[0020]以下對(duì)這些實(shí)施例的說(shuō)明在本質(zhì)上僅僅是說(shuō)明性的，并且絕非旨在對(duì)本發(fā)明、其應(yīng)用或用途進(jìn)行限制。
[0021]根據(jù)一種方法的第一實(shí)施例，感測(cè)一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸內(nèi)的壓力，并且基于所感測(cè)的壓力來(lái)估算至少一個(gè)其他發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)參數(shù)。換言之，可以使用發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸壓力作為其他發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)參數(shù)的替代物。因此，用于這些其他發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)參數(shù)的傳感器可以省略或者至少用汽缸壓力數(shù)據(jù)來(lái)診斷。汽缸壓力數(shù)據(jù)還可以用于診斷發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)部件的故障、損壞、腐蝕以及類似情況。
[0022]現(xiàn)在參見(jiàn)圖1，該方法可以與一種內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10結(jié)合使用。一般而言,系統(tǒng)10包括從空氣與燃料的混合物的燃燒來(lái)形成機(jī)械功的一臺(tái)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)12、用于為發(fā)動(dòng)機(jī)12提供空氣的一個(gè)進(jìn)氣或抽吸系統(tǒng)14以及用于將燃燒氣體總體上從發(fā)動(dòng)機(jī)12運(yùn)走的一個(gè)排氣系統(tǒng)16。而且,系統(tǒng)10可以包括跨過(guò)該抽吸系統(tǒng)14和排氣系統(tǒng)16而聯(lián)通的一臺(tái)潤(rùn)輪增壓器18，用來(lái)壓縮用于燃燒的空氣以便增加發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出。渦輪增壓器18可以是可變幾何形狀渦輪機(jī)類型的渦輪增壓器。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，可以使用燃料系統(tǒng)(未示出)來(lái)向發(fā)動(dòng)機(jī)提供燃料并且一個(gè)控制器(未示出)可以包括一個(gè)或多個(gè)適當(dāng)?shù)奶幚砥骱痛鎯?chǔ)器以便實(shí)施在此披露的這些方法的至少一些部分。
[0023]內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)12可以是任何適當(dāng)類型的發(fā)動(dòng)機(jī)，例如像柴油機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)那樣的一種自動(dòng)點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)。內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)12可以使用任何類型的適當(dāng)液體或氣態(tài)燃料。發(fā)動(dòng)機(jī)12包括在一個(gè)汽缸體中的多個(gè)汽缸25和活塞(未單獨(dú)不出)，該汽缸體與一個(gè)汽缸蓋(未單獨(dú)示出)一起限定了多個(gè)燃燒室(未示出)。發(fā)動(dòng)機(jī)12還可以包括若干傳感器。例如，可以在該汽缸體中提供一個(gè)油壓傳感器20以便測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)油壓，還可以提供一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)速度和/或位置傳感器22以便測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸(未示出)的旋轉(zhuǎn)速度和/或位置。而且，可以在該汽缸體中提供一個(gè)冷卻劑溫度傳感器24以便測(cè)量流過(guò)其中的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑的溫度。
[0024]發(fā)動(dòng)機(jī)12可以包括與這些發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸25相聯(lián)通的多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸壓力傳感器26以便測(cè)量其中的壓力。這些壓力傳感器26可以定位成與這些發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸25直接聯(lián)通，例如用于估算與發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒曲線相關(guān)的多個(gè)參數(shù)。這些發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸壓力傳感器26可以是分開(kāi)的裝置或者可以被整合在其他裝置例如電熱塞中。
[0025]而且，這些壓力傳感器26可以定位成與這些發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸25在上游或下游相聯(lián)通，例如用于估算與發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣壓力曲線相關(guān)的多個(gè)參數(shù)(例如，在進(jìn)氣閥和排氣閥的打開(kāi)過(guò)程中)。例如，這些壓力傳感器26可以被布置成在該抽吸系統(tǒng)14中的任何適當(dāng)位置處于上游聯(lián)通，例如與進(jìn)氣歧管36相聯(lián)通。在另一個(gè)實(shí)例中，這些壓力傳感器26可以被布置成在該排氣系統(tǒng)16中的任何適當(dāng)位置處于下游聯(lián)通，例如與排氣歧管50相聯(lián)通。
[0026]雖然根據(jù)在此描述的這些方法可以使用這些汽缸壓力傳感器26，但典型地它們被用于增強(qiáng)發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)控制和/或診斷。如將在下文中進(jìn)一步描述的，在此描述的這些方法利用這些汽缸壓力傳感器26的存在來(lái)估算不同的其他發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)參數(shù)，例如使用其他專用的發(fā)動(dòng)機(jī)傳感器所正常測(cè)量的或評(píng)定的參數(shù)。
[0027]該抽吸系統(tǒng)14除了適當(dāng)?shù)膶?dǎo)管和連接器之外還可以包括:用于過(guò)濾進(jìn)入空氣的一個(gè)空氣過(guò)濾器28、用于壓縮經(jīng)過(guò)濾的空氣的一個(gè)渦輪增壓器壓縮機(jī)30、用于冷卻經(jīng)壓縮的空氣的一個(gè)中冷器32、以及用于抑制經(jīng)冷卻的空氣的流動(dòng)的一個(gè)節(jié)流閥34。該抽吸系統(tǒng)14還可以包括一個(gè)進(jìn)氣歧管36，以接收被抑制的空氣并且將其分配給發(fā)動(dòng)機(jī)12的這些燃燒室。
[0028]抽吸系統(tǒng)14還可以包括多個(gè)傳感器。例如，可以提供與該進(jìn)氣歧管36相聯(lián)通的一個(gè)進(jìn)氣歧管壓力傳感器38以用于測(cè)量流向這些發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸25的空氣的壓力，并且可以提供一個(gè)溫度傳感器40以便測(cè)量流向這些汽缸25的空氣的溫度?？梢詫⒁粋€(gè)空氣質(zhì)量流量傳感器42和環(huán)境溫度傳感器44布置在該空氣過(guò)濾器28的下游并且在渦輪增壓器壓縮機(jī)30的上游?？梢赃m當(dāng)?shù)貙⒁粋€(gè)速度傳感器46聯(lián)接到渦輪增壓器壓縮機(jī)30上以用于測(cè)量其旋轉(zhuǎn)速度。可以使用一個(gè)節(jié)流位置傳感器48 (如一個(gè)整合的角度位置傳感器)來(lái)測(cè)量節(jié)流閥34的位置。
[0029]排氣系統(tǒng)16除了適當(dāng)?shù)膶?dǎo)管與連接器之外還可以包括一個(gè)排氣歧管50，用來(lái)收集來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)12的這些燃燒室中的排氣并且將它們向下游運(yùn)送到排氣系統(tǒng)16的其余部分。該排氣系統(tǒng)16還可以包括與排氣歧管50在下游聯(lián)通的一個(gè)渦輪增壓器渦輪機(jī)52、一個(gè)催化轉(zhuǎn)化器54例如緊密聯(lián)接的柴油機(jī)氧化催化器(DOC)裝置、以及用于控制渦輪增壓器渦輪機(jī)52周圍的排氣向該DOC單元的旁路通行的一個(gè)渦輪廢氣門閥56。而且，該排氣系統(tǒng)16可以包括在一個(gè)炭煙過(guò)濾器60上游的一個(gè)氮氧化物(NOx)吸附器單元58，該炭煙過(guò)濾器可以在一個(gè)排氣尾管62的上游。
[0030]另外，該排氣系統(tǒng)16和/或抽吸系統(tǒng)14可以包括一個(gè)排氣再循環(huán)(EGR)裝置64以便使排氣從發(fā)動(dòng)機(jī)12的排氣歧管50再循環(huán)到發(fā)動(dòng)機(jī)12的進(jìn)氣歧管36。該EGR裝置64可以包括與排氣歧管50在下游聯(lián)通的一個(gè)EGR冷卻器旁路閥66 (以用于控制排氣回到進(jìn)氣歧管36的再循環(huán))、在該EGR冷卻器旁路閥66下游的一個(gè)用于冷卻EGR氣體的EGR冷卻器68、以及用于控制EGR氣體的流動(dòng)的一個(gè)EGR閥70。該EGR裝置64還可以包括與該EGR閥70在節(jié)流閥34下游并且在進(jìn)氣歧管36上游的一個(gè)位置相聯(lián)通的一個(gè)EGR混合單元72，以用于將EGR氣體與節(jié)流的空氣進(jìn)行混合。
[0031]排氣系統(tǒng)16可以進(jìn)一步包括多個(gè)傳感器?？梢詫⒁粋€(gè)排氣壓力傳感器27布置在一個(gè)渦輪增壓器渦輪機(jī)進(jìn)口的正好上游以用于測(cè)量排氣壓力?？梢詫⒁粋€(gè)位置傳感器74布置在渦輪增壓器18的附近以用于測(cè)量該可變幾何形狀渦輪機(jī)的位置，并且可以將一個(gè)NOx傳感器75布置在渦輪機(jī)52的下游?？梢詫囟葌鞲衅?6、78放置在這個(gè)催化轉(zhuǎn)化器54的上游以及下游，以用于測(cè)量在該催化轉(zhuǎn)化器54的進(jìn)口和出口處的排氣的溫度。可以將一個(gè)氧氣(O2)傳感器80布置在該吸附器單元58的上游以用于測(cè)量排氣中的氧氣。可以跨越該炭煙過(guò)濾器60布置一個(gè)或多個(gè)壓力傳感器82，以用于測(cè)量跨越它們的壓降。可以將一個(gè)尾管溫度傳感器84放置在一個(gè)尾管出口的正好上游以用于測(cè)量離開(kāi)該排氣系統(tǒng)16的排氣的溫度。最后，可以使用一個(gè)位置傳感器86來(lái)測(cè)量EGR冷卻器旁路閥66的位置，并且可以使用另一個(gè)位置傳感器88來(lái)測(cè)量EGR閥70的位置。
[0032]除了在此示出和討論的這些傳感器之外，本文披露的這些方法可以涵蓋其他任何適當(dāng)?shù)膫鞲衅骷捌湎嚓P(guān)參數(shù)。例如，這些傳感器還可以包括加速踏板傳感器、車輛速度傳感器、動(dòng)力傳動(dòng)系速度傳感器、過(guò)濾器傳感器、流動(dòng)傳感器、振動(dòng)傳感器、撞擊傳感器、進(jìn)氣與排氣壓力傳感器、渦輪增壓器速度和噪音傳感器、和/或類似的傳感器。此外，本文披露的這些方法可以涵蓋其他發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)參數(shù)，包括渦輪增壓器效率、部件污損或平衡問(wèn)題、過(guò)濾器負(fù)荷、柴油機(jī)微粒過(guò)濾器(DPF)再生狀態(tài)、EGR率、高壓(HP)和低壓(LP)EGR分?jǐn)?shù)或比率、汽缸填充物不良分布、和/或類似參數(shù)。換言之，可以使用任何傳感器來(lái)感測(cè)任何適當(dāng)?shù)奈锢韰?shù)，包括電氣的、機(jī)械的、和/或化學(xué)的參數(shù)。在此使用時(shí)，術(shù)語(yǔ)傳感器包括用于感測(cè)任何發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)參數(shù)的任何適當(dāng)?shù)挠布?或軟件。
[0033]而且，如在此使用的，HP EGR可以包括在渦輪增壓器渦輪機(jī)的上游并且在渦輪增壓器壓縮機(jī)的下游的排氣與吸氣子系統(tǒng)之間的一個(gè)高壓排氣再循環(huán)路徑，并且LP EGR可以包括在該渦輪增壓器渦輪機(jī)的下游并且在該渦輪增壓器壓縮機(jī)的上游的排氣與吸氣子系統(tǒng)之間的一個(gè)低壓排氣再循環(huán)路徑。可以確定符合廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)目標(biāo)總EGR分?jǐn)?shù)，并且在所確定的該目標(biāo)總EGR分?jǐn)?shù)的約束之內(nèi)可以確定一個(gè)目標(biāo)HP/LP EGR比率來(lái)優(yōu)化其他發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)指標(biāo)。
[0034]所估算的這些參數(shù)可以是定量的、定性的、和/或本質(zhì)上是有關(guān)存在的。更確切地說(shuō)，參數(shù)數(shù)值可以估算，定性的參數(shù)可以估算，例如部件故障，并且有關(guān)存在的參數(shù)可以估算，例如部件或真實(shí)部件的不存在或存在。而且，這些參數(shù)的值可以是絕對(duì)或相對(duì)的數(shù)值、表示存在或不存在的值(例如O或I)、或?qū)τ谌魏畏N類的參數(shù)而言任何適當(dāng)?shù)闹甘尽?br> [0035]根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，提供了用于設(shè)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的一種方法。根據(jù)該方法，可以提供一種發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)并且其包括一個(gè)或多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸壓力傳感器和一個(gè)或多個(gè)其他發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)傳感器。例如，可以使用上述發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10。接著，可以運(yùn)行該發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)。例如，該發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)可以在裝有儀表的車輛中在試車跑道上、在測(cè)力計(jì)上、在排放物測(cè)試實(shí)驗(yàn)室、和/或類似情況下運(yùn)行。在發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，可以使用與該發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)的多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸相聯(lián)通的多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸壓力傳感器來(lái)感測(cè)汽缸壓力。接著，可以使用這些其他發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)傳感器來(lái)感測(cè)其他的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)參數(shù)。所感測(cè)的任何或所有參數(shù)的值都可以按任何適當(dāng)?shù)姆绞絻?chǔ)存以用于接下來(lái)的數(shù)據(jù)分析。
[0036]可以對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行分析或評(píng)估以便將發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸壓力與其他發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)參數(shù)相互關(guān)聯(lián)。這樣的相互關(guān)聯(lián)可以按任何適當(dāng)?shù)姆绞竭M(jìn)行。例如，可以將汽缸壓力用公式與這些其他發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)參數(shù)相關(guān)聯(lián)。在另一個(gè)實(shí)例中，可以將汽缸壓力直接或間接地與這些其他發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)參數(shù)相關(guān)聯(lián)。在任何情況下，在發(fā)現(xiàn)汽缸壓力與任何其他發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)參數(shù)可靠地相互關(guān)聯(lián)時(shí)，這種相互關(guān)聯(lián)可以用公式、照經(jīng)驗(yàn)、在聲學(xué)上、和/或以類似方式來(lái)建立模型。例如，可以根據(jù)適當(dāng)?shù)臏y(cè)試來(lái)形成經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ筒⑶医?jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ涂梢园ú檎冶?、映射、以及可以將汽缸壓力與其他發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行交叉參照的類似形式。
[0037]相應(yīng)地,發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸壓力測(cè)量值被用作與發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸壓力相互關(guān)聯(lián)的其他發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)參數(shù)的測(cè)量值的替代物，并且因此由于代替或擴(kuò)大其他發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)參數(shù)的測(cè)量值。雖然可以對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行過(guò)程中的任何給定時(shí)刻的汽缸壓力進(jìn)行測(cè)量，但一個(gè)優(yōu)選的方面包括使用非燃燒時(shí)的汽缸壓力測(cè)量值，例如燃燒前和/或燃燒后的壓力。更具體地說(shuō)，可以剛好在燃燒之前、但實(shí)質(zhì)性地在壓縮完成時(shí)來(lái)感測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸壓力，以便同與此汽缸壓力相互關(guān)聯(lián)的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)參數(shù)一起使用。
[0038]在第一實(shí)例中，該其他發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)參數(shù)可以是一個(gè)機(jī)械裝置例如閥的位置。更具體地說(shuō)，該機(jī)械裝置位置可以是可變幾何形狀渦輪機(jī)的位置，該位置可以與進(jìn)氣歧管壓力成比例并且可以基于發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸壓力使用以下方程用公式進(jìn)行評(píng)估或估算:
[0039]
【權(quán)利要求】
1.一種方法，包括: 感測(cè)一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸內(nèi)的壓力； 基于該發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸內(nèi)的所感測(cè)的壓力來(lái)估算排氣壓力；并且 基于所估算的排氣壓力來(lái)控制渦輪增壓器增壓壓力。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，該排氣壓力是使用以下方程用公式來(lái)估算的:
P 排氣=f (PCyl—max, Pcyi( θ )，V) 其中: P排氣=排氣歧管壓力； Pct1=燃燒前、壓縮后的汽缸壓力； PcyLmax=當(dāng)前燃燒循環(huán)中的最大汽缸壓力； Θ=排氣閥打開(kāi)角度； Ρ~(Θ )=當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于排氣閥打開(kāi)的位置時(shí)的汽缸壓力；并且 V=每分鐘發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所估算的排氣壓力是一個(gè)渦輪增壓器渦輪機(jī)進(jìn)口處的排氣壓力。
4.一種方法，包括: 確定一個(gè)增壓壓力設(shè)定點(diǎn)與一個(gè)實(shí)際增壓壓力之間的增壓壓力偏差； 響應(yīng)于該增壓壓力偏差而產(chǎn)生一個(gè)排氣壓力設(shè)定點(diǎn)； 確定該排氣壓力設(shè)定點(diǎn)與從實(shí)際汽缸壓力估算出的一個(gè)排氣壓力估算值之間的排氣壓力偏差；并且 響應(yīng)于該排氣壓力偏差而產(chǎn)生一個(gè)渦輪增壓器命令。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，進(jìn)一步包括: 感測(cè)一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室內(nèi)的汽缸壓力以提供該實(shí)際汽缸壓力；并且 感測(cè)渦輪增壓器增壓壓力以提供該實(shí)際增壓壓力。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中，產(chǎn)生一個(gè)排氣壓力設(shè)定點(diǎn)的該步驟包括使用一個(gè)排氣壓力閉環(huán)控制器，并且產(chǎn)生一個(gè)渦輪增壓器命令的該步驟包括使用一個(gè)增壓壓力閉環(huán)控制器。
7.一種方法，包括: 確定一個(gè)增壓壓力設(shè)定點(diǎn)與一個(gè)實(shí)際增壓壓力之間的增壓壓力偏差； 響應(yīng)于該增壓壓力偏差而產(chǎn)生一個(gè)閉環(huán)排氣壓力設(shè)定點(diǎn)調(diào)節(jié)量； 從該增壓壓力設(shè)定點(diǎn)和一個(gè)排氣壓力再循環(huán)參數(shù)的輸入而產(chǎn)生一個(gè)開(kāi)環(huán)排氣壓力設(shè)定點(diǎn); 將該閉環(huán)排氣壓力設(shè)定點(diǎn)調(diào)節(jié)量與該開(kāi)環(huán)排氣壓力設(shè)定點(diǎn)進(jìn)行組合而產(chǎn)生一個(gè)排氣壓力設(shè)定點(diǎn)； 確定該排氣壓力設(shè)定點(diǎn)與從實(shí)際汽缸壓力估算出的一個(gè)排氣壓力估算值之間的排氣壓力偏差； 響應(yīng)于該排氣壓力偏差而產(chǎn)生一個(gè)閉環(huán)渦輪增壓器命令調(diào)節(jié)量； 從該排氣壓力設(shè)定點(diǎn)的輸入而產(chǎn)生一個(gè)開(kāi)環(huán)渦輪增壓器命令；并且 將該閉環(huán)渦輪增壓器調(diào)節(jié)量與該開(kāi)環(huán)渦輪增壓器命令進(jìn)行組合而產(chǎn)生該渦輪增壓器命令。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，進(jìn)一步包括: 感測(cè)一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室內(nèi)的汽缸壓力以提供該實(shí)際汽缸壓力；并且 感測(cè)渦輪增壓器增壓壓力以提供該實(shí)際增壓壓力。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括使用一個(gè)計(jì)算機(jī)程序來(lái)執(zhí)行該方法。
10.一種產(chǎn)品,包括: 用于測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸壓力的至少一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸壓力傳感器； 用于測(cè)量渦輪增壓器增壓壓力的至少一個(gè)渦輪增壓器增壓壓力傳感器； 儲(chǔ)存程序指令和數(shù)據(jù)的至少一個(gè)存儲(chǔ)裝置； 至少一個(gè)控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)聯(lián)接到這些傳感器和存儲(chǔ)器上并且響應(yīng)于這些程序指令以便致使該計(jì)算機(jī)控制的系統(tǒng)去執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法。
11.如權(quán)利要求10所述的產(chǎn)品，其中，該至少一個(gè)控制系統(tǒng)包括一個(gè)增壓壓力閉環(huán)控制器、以及一個(gè)排氣壓力閉環(huán)控制器。
12.如權(quán)利要求11所述的產(chǎn)品，其中，該至少一個(gè)控制系統(tǒng)是一個(gè)雙重控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)還包括一個(gè)增壓壓力開(kāi)環(huán)控 制器和一個(gè)排氣壓力開(kāi)環(huán)控制器。
【文檔編號(hào)】F02D41/14GK103477057SQ201280017797
【公開(kāi)日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2012年4月19日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月22日
【發(fā)明者】J·舒蒂, W·溫策爾 申請(qǐng)人:博格華納公司