高度動(dòng)態(tài)發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的優(yōu)化實(shí)時(shí)控制的制作方法
【專利摘要】大量發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)造成需要相當(dāng)大的處理功率來(lái)實(shí)時(shí)使用算法計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)控制值。本發(fā)明提供一種具有數(shù)據(jù)庫(kù)的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，該數(shù)據(jù)庫(kù)包括顯式模型預(yù)測(cè)控制導(dǎo)出的輸出數(shù)據(jù)值集合。數(shù)據(jù)庫(kù)包括關(guān)于輸入數(shù)據(jù)值的每個(gè)組合的輸出數(shù)據(jù)值子集。輸出數(shù)據(jù)值子集可被構(gòu)造成控制發(fā)動(dòng)機(jī)性能的一個(gè)或多個(gè)方面。
【專利說(shuō)明】高度動(dòng)態(tài)發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的優(yōu)化實(shí)時(shí)控制

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]高度動(dòng)態(tài)發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)使用顯式模型預(yù)測(cè)控制的優(yōu)化實(shí)時(shí)控制。

【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)動(dòng)機(jī)性能受大量參數(shù)的影響。這種參數(shù)包括例如速度、轉(zhuǎn)矩/功率需求和環(huán)境壓力的操作條件，它們很大程度上受外部因素支配。所述參數(shù)還包括可控條件，例如燃料噴射量和噴射開始(SOI)正時(shí)，它們會(huì)響應(yīng)于外部因素變化。
[0003]每個(gè)這些參數(shù)可根據(jù)影響發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)部和外部因素的改變而高頻率變化。
[0004]已知提供一種算法或者多個(gè)相關(guān)的算法來(lái)確定影響支配發(fā)動(dòng)機(jī)性能的可控條件的控制信號(hào)的值。這種算法具有作為輸入的一些或者全部當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)。當(dāng)具有支配發(fā)動(dòng)機(jī)性能的特定方面的大量不同發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)時(shí)，所述算法會(huì)變得復(fù)雜。需要相當(dāng)大的處理功率來(lái)使用所述算法實(shí)時(shí)計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)控制值。
[0005]而且，隨著對(duì)改善的燃料效率和減少的排放以滿足法規(guī)要求的希望不斷增加，以不斷增加的更高頻率監(jiān)視和控制發(fā)動(dòng)機(jī)性能的希望意味著使用算法的實(shí)時(shí)計(jì)算必須更快地執(zhí)行，從而要求增加的處理器能力。
[0006]在這種背景下，提供如這里公開的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明提供一種用于發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，該發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)包括:
[0008]第一輸入，其能夠接收有關(guān)第一發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)的第一輸入數(shù)據(jù)值，第一輸入數(shù)據(jù)值是第一組可能第一輸入數(shù)據(jù)值的一個(gè)；
[0009]第二輸入，其能夠接收有關(guān)第二發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)的第二輸入數(shù)據(jù)值，第二輸入數(shù)據(jù)值是第二組可能第二輸入數(shù)據(jù)值的一個(gè)；
[0010]數(shù)據(jù)庫(kù)，其包括顯式模型預(yù)測(cè)控制導(dǎo)出的輸出數(shù)據(jù)值集合，包括關(guān)于第一組和第二組可能輸入數(shù)據(jù)值的第一和第二輸入數(shù)據(jù)值的每個(gè)組合的輸出數(shù)據(jù)值子集；和
[0011]輸出，其能夠提供從數(shù)據(jù)庫(kù)導(dǎo)出的輸出數(shù)據(jù)值集合的子集，輸出數(shù)據(jù)值子集對(duì)應(yīng)于在第一輸入處接收的第一輸入數(shù)據(jù)值和在第二輸入處接收的第二輸入數(shù)據(jù)值，輸出數(shù)據(jù)值子集能夠控制發(fā)動(dòng)機(jī)性能的一個(gè)或多個(gè)方面。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]現(xiàn)在將僅通過(guò)實(shí)例參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施方式，在附圖中:
[0013]圖1是顯示本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的一種實(shí)施方式的特征的示意圖；
[0014]圖2是顯示本發(fā)明的顯式模型預(yù)測(cè)控制數(shù)據(jù)庫(kù)如何經(jīng)過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的建模導(dǎo)出、確定優(yōu)化庫(kù)值并上載到圖1所示的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的顯式模型預(yù)測(cè)控制功能的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0015]參考圖1，示出了包括發(fā)動(dòng)機(jī)2和用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)2的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)3的發(fā)動(dòng)機(jī)組件I。
[0016]發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)3可包括分別被構(gòu)造成接收當(dāng)前的第一輸入數(shù)據(jù)值、當(dāng)前的第二輸入數(shù)據(jù)值和當(dāng)前的第三輸入數(shù)據(jù)值的第一輸入31、第二輸入32和第三輸入33。第一、第二和第三數(shù)據(jù)值分別提供第一、第二和第三發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)的測(cè)量值。第一輸入數(shù)據(jù)值可以是當(dāng)前的排氣溫度數(shù)據(jù)值，第二輸入32可以是當(dāng)前的一氧化氮(NOx)量數(shù)據(jù)值，第三輸入33可以是當(dāng)前的發(fā)動(dòng)機(jī)速度數(shù)據(jù)值。輸入可以通過(guò)攝取發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)的當(dāng)前快照獲得。
[0017]發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)3可進(jìn)一步包括顯式模型預(yù)測(cè)控制(EMPC)數(shù)據(jù)庫(kù)35。發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)3可進(jìn)一步包括用于輸出輸出數(shù)據(jù)值的第一輸出38和第二輸出39。
[0018]EMPC數(shù)據(jù)庫(kù)35可包括輸出數(shù)據(jù)值的集合，其中所述輸出數(shù)據(jù)值集合的子集針對(duì)第一輸入數(shù)據(jù)值、第二輸入數(shù)據(jù)值和第三輸入數(shù)據(jù)值的每個(gè)組合或者每個(gè)組合的適當(dāng)三角形(delta)提供。因此，所述數(shù)據(jù)值集合的子集可以針對(duì)可能的排氣溫度值、可能的NOx量數(shù)據(jù)值和可能的發(fā)動(dòng)機(jī)速度數(shù)據(jù)值的廣泛范圍的組合提供。等同于第一、第二和第三數(shù)據(jù)值的確切組合或者等同于第一、第二和第三數(shù)據(jù)值的多個(gè)密切可用組合的一個(gè)的子集可通過(guò)搜索與在第一輸入31、第二輸入32和第三輸入33處接收的當(dāng)前數(shù)據(jù)值相關(guān)的所述數(shù)據(jù)值集合的相關(guān)子集找回。
[0019]第一輸出38和第二輸出39可提供用于后續(xù)處理并最終用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)性能的方面的數(shù)據(jù)值子集。關(guān)鍵的發(fā)動(dòng)機(jī)性能特征包括瞬態(tài)響應(yīng)能力、燃料經(jīng)濟(jì)性和排放物控制。
[0020]以此方式，存儲(chǔ)在EMPC數(shù)據(jù)庫(kù)35中的相關(guān)預(yù)先計(jì)算的優(yōu)化數(shù)據(jù)值可針對(duì)第一、第二和第三輸入值的確切組合或者針對(duì)第一、第二和第三數(shù)據(jù)值的多個(gè)密切可用組合的一個(gè)獲得，以便作為來(lái)自顯式模型預(yù)測(cè)控制(EMPC)數(shù)據(jù)庫(kù)35的輸出使用，從而維持優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)性能。
[0021]輸入可以任何頻率改變，例如每10ms的頻率。系統(tǒng)可以相同或不同頻率設(shè)定時(shí)鐘。當(dāng)系統(tǒng)以與一個(gè)或多個(gè)輸入可改變的頻率相同的頻率，例如每10ms設(shè)定時(shí)鐘時(shí)，輸出數(shù)據(jù)值的子集可以該頻率，即每10ms檢查和獲得。這相當(dāng)于以所述頻率，例如10ms從數(shù)據(jù)庫(kù)35獲得輸出數(shù)據(jù)值的相關(guān)子集(即，確切或者多個(gè)最密切匹配的一個(gè))。
[0022]圖2示出圖1的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)3以及顯式模型預(yù)測(cè)控制系統(tǒng)100，通過(guò)該顯式模型預(yù)測(cè)控制系統(tǒng)100，可離線獲得包含在發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)3的EMPC數(shù)據(jù)庫(kù)35中的輸出數(shù)據(jù)值的集合。
[0023]可以產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)組件I的模型。該模型可以離線運(yùn)用以針對(duì)范圍非常廣泛的預(yù)期輸入條件的組合計(jì)算優(yōu)化方案。這可使得能夠使用發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)3中可能不可用的大量(離線)處理器功率。
[0024]模型可通過(guò)改變輸入和操作條件(可能是隨機(jī)地或任意地)并測(cè)量非常廣泛的不同組合下的發(fā)動(dòng)機(jī)組件表現(xiàn)經(jīng)過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)組件的廣泛測(cè)試產(chǎn)生。通過(guò)這種技術(shù)，可產(chǎn)生模型，發(fā)動(dòng)機(jī)響應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部和外部的各種不同因素有可能以何模型表現(xiàn)。
[0025]模型可從高階簡(jiǎn)化到低階模型，可能為線性模型。模型可通過(guò)比較由模型預(yù)測(cè)的表現(xiàn)與發(fā)動(dòng)機(jī)組件的測(cè)試中觀察的行為來(lái)精煉。模型可因此被迭代地精煉。模型可進(jìn)一步通過(guò)針對(duì)關(guān)鍵操作條件或者針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的特定驅(qū)動(dòng)周期(drive cycle)更加精確地建模發(fā)動(dòng)機(jī)表現(xiàn)來(lái)增強(qiáng)。因此，對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)操作的更加頻繁地使用的模型具有更大量的輸出值子集。
[0026]模型可以對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)五金件(hardware)具有特異性。當(dāng)相同的發(fā)動(dòng)機(jī)五金件用于具有不同驅(qū)動(dòng)周期的不同應(yīng)用(其中驅(qū)動(dòng)周期表示發(fā)動(dòng)機(jī)有可能被使用的重復(fù)方式)時(shí)，可不需要不同的模型。相反，可以使用相同的模型但具有不同的限制，以便提供對(duì)于特定應(yīng)用的特定驅(qū)動(dòng)周期來(lái)說(shuō)特定的不同數(shù)據(jù)庫(kù)。相比而言，具有完全不同五金件的發(fā)動(dòng)機(jī)可需要完全不同的模型。
[0027]一旦已經(jīng)針對(duì)特定發(fā)動(dòng)機(jī)五金件產(chǎn)生了模型，就可執(zhí)行模型以針對(duì)范圍廣泛的第一、第二和第三輸入值以這些范圍廣泛的第一、第二和第三輸入值的每一排列計(jì)算數(shù)據(jù)集合。也就是說(shuō)，針對(duì)范圍廣泛的第一、第二和第三輸入值的每一可行排列提供數(shù)據(jù)子集。這并不必然意味針對(duì)每一可想到的第一、第二和第三輸入值提供數(shù)據(jù)子集。當(dāng)數(shù)據(jù)子集沒(méi)有針對(duì)特定的例如可想到第一輸入值提供時(shí)，顯然的是數(shù)據(jù)子集沒(méi)有針對(duì)可以看到與特定可想到第一輸入值組合的第二和第三輸入值的每一排列提供。通過(guò)模型提供的數(shù)據(jù)集合可被描述為“輸出數(shù)據(jù)值的完整集合”，然而該輸出數(shù)據(jù)值的完整集合可不包括針對(duì)每一個(gè)可想到的第一、第二和第三輸入值的輸出值子集。這樣，術(shù)語(yǔ)“輸出數(shù)據(jù)值的完整集合”可被簡(jiǎn)單用來(lái)區(qū)分輸出數(shù)據(jù)值的特定子集。
[0028]一旦產(chǎn)生，可以接著上載輸出數(shù)據(jù)值的完整集合-一次從模型到發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)3，可能是在制造或編程或預(yù)先編程發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)3的時(shí)候?？梢杂靡援a(chǎn)生數(shù)據(jù)庫(kù)35的僅僅是EMPC數(shù)據(jù)庫(kù)35而非整個(gè)模型，其需要上載到發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)以便使用。
[0029]一旦輸出數(shù)據(jù)值的完整集合被上載到EMPC數(shù)據(jù)庫(kù)35，輸出數(shù)據(jù)值的特定子集可根據(jù)當(dāng)前的第一、第二和第三輸入值從EMPC數(shù)據(jù)庫(kù)35找回，以針對(duì)特定的當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)條件提供如通過(guò)模型導(dǎo)出的優(yōu)化輸出值。
[0030]使用中，輸入值被讀入發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)3，以從數(shù)據(jù)庫(kù)35確定相關(guān)輸出值以實(shí)現(xiàn)希望的發(fā)動(dòng)機(jī)性能。EMPC控制器將尋求在多個(gè)(η個(gè))時(shí)鐘周期上計(jì)算實(shí)現(xiàn)希望發(fā)動(dòng)機(jī)性能的一系列輸出值集合。
[0031]通過(guò)針對(duì)輸出值集合搜索EMPC數(shù)據(jù)庫(kù)，發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)3針對(duì)第一時(shí)鐘周期提出第一輸出值集合，基于之前的建模和分析，該第一輸出值集合將造成測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)和希望發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)之間的最為減小誤差。
[0032]之后，在已經(jīng)基于由第一輸出值集合造成的建模發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)提出了該輸出值集合后，由第一輸出值集合造成的建模發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)可用來(lái)確定第二輸出值集合。
[0033]通過(guò)針對(duì)基于之前的建模和分析將導(dǎo)致由第一輸出值集合造成的建模發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)和希望發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)之間的最為減小誤差的輸出值集合搜索EMPC數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)提出第二輸出值集合。
[0034]之后，在已經(jīng)基于由第二輸出值集合造成的建模發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)提出了這些輸出值后，由第二輸出值集合造成的建模發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)可用來(lái)確定第三輸出值集合。
[0035]通過(guò)針對(duì)基于之前的建模和分析將導(dǎo)致由第二輸出值集合造成的建模發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)和希望發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)之間的最為減小誤差的輸出值集合搜索EMPC數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)提出第三輸出值集合。
[0036]該過(guò)程繼續(xù)，直至針對(duì)第η個(gè)時(shí)鐘周期提出第η個(gè)輸出值集合，由此由第η個(gè)輸出值集合造成的狀態(tài)和希望狀態(tài)之間的誤差充分小。
[0037]已經(jīng)確定了預(yù)測(cè)實(shí)現(xiàn)與希望發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)的充分小誤差的這一系列提出的輸出值集合后，執(zhí)行第一輸出值集合，其實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的狀態(tài)/性能改變。新的發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)被測(cè)量并且變?yōu)檩斎胫担蛔x入控制器，過(guò)程繼續(xù)。因此，由控制器外部的影響造成的發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)的改變使希望發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)改變，或者在確定控制器的下一動(dòng)作時(shí)可以捕捉、考慮和補(bǔ)償模型不準(zhǔn)確。
[0038]有效地，輸出值的數(shù)據(jù)庫(kù)35允許發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)需要比針對(duì)特定集合的輸入條件實(shí)時(shí)計(jì)算優(yōu)選輸出值集合所需的更小的處理器功率。此外，它允許值通過(guò)比有理由包括每一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)相當(dāng)更具處理能力的模型優(yōu)化。
[0039]可能并非針對(duì)第一、第二和第三輸入的每個(gè)的每一個(gè)可能輸入值都列在數(shù)據(jù)庫(kù)35中。例如，通過(guò)一個(gè)輸入值表示的發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)可以I個(gè)單位的增量測(cè)量，但該輸入值可僅以2個(gè)單位的增量存在于數(shù)據(jù)庫(kù)。類似地，通過(guò)第二輸入值表示的發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)可以I個(gè)單位的增量測(cè)量，但該輸入值可僅以2個(gè)單位的增量存在于數(shù)據(jù)庫(kù)。因此，可以具有許多數(shù)據(jù)輸入值排列，因此沒(méi)有確切的方案在數(shù)據(jù)庫(kù)可用。當(dāng)是這種情況時(shí)，可適用控制器邏輯以基于關(guān)于最接近當(dāng)前輸入值組合的輸入值的數(shù)據(jù)庫(kù)輸出值選擇最合適的控制器動(dòng)作。這種合適邏輯的一個(gè)例子可以是模糊邏輯。當(dāng)控制器面臨一方面選擇有關(guān)第一輸入值數(shù)據(jù)的確切匹配和第二輸入數(shù)據(jù)值的密切匹配的輸出值子集還是另一方面有關(guān)第一輸入數(shù)據(jù)值的密切匹配和第二輸入數(shù)據(jù)值的確切匹配的輸出值子集時(shí)，尤其合適。
[0040]在數(shù)據(jù)庫(kù)不包含用于特定組合輸入值的確切方案的特定情況下，可具有用來(lái)選擇的大量可能的密切方案。模糊邏輯可在這種情況下特別合適，以從確認(rèn)的密切方案選擇被認(rèn)為最合適的單個(gè)方案。
[0041]數(shù)據(jù)輸入可涉及任何數(shù)量的以下非窮盡列舉的發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù):速度；排氣溫度；Ν0χ排放；顆粒物質(zhì)排放；大氣壓力；功率需求和轉(zhuǎn)矩需求。
[0042]輸出數(shù)據(jù)值可支配任何數(shù)量的發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)。例如，輸出數(shù)據(jù)值子集可包括第一輸出數(shù)據(jù)值和第二輸出數(shù)據(jù)值，其中第一輸出數(shù)據(jù)值支配例如燃料噴射壓力，第二輸出數(shù)據(jù)值支配例如噴射開始正時(shí)。
[0043]數(shù)據(jù)輸出可涉及任何數(shù)量的以下非窮盡列舉的發(fā)動(dòng)機(jī)性能方面:燃料量；燃料噴射壓力；噴射之間的燃料比；噴射開始正時(shí)。這些方面繼而對(duì)例如NOx排放水平和顆粒物質(zhì)發(fā)動(dòng)機(jī)排放等因素具有影響。
[0044]所述布置的總體目標(biāo)例如是最小化顆粒和NOx排放。在此情況下，模型將需要根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的當(dāng)前狀態(tài)(即，參數(shù))考慮發(fā)動(dòng)機(jī)的希望狀態(tài)(即，參數(shù))并提供由模型導(dǎo)出的優(yōu)化數(shù)據(jù)輸出以便在尋求最小化顆粒和NOx排放的同時(shí)實(shí)現(xiàn)希望狀態(tài)。
[0045]已經(jīng)論證了本發(fā)明的布置特別合適用于具有三個(gè)輸入和三個(gè)輸出的系統(tǒng)。在這種情況下，第一、第二和第三輸入值的可能排列數(shù)足夠大以保證離線EMPC建模(因?yàn)榭刂破鞅旧碇械脑诰€算法計(jì)算會(huì)是太過(guò)處理器集中的)但又不能太大以致需要通常設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)控制器五金件中的存儲(chǔ)器外的另外存儲(chǔ)器，還不能太大以致產(chǎn)生具有如此多維度(dimens1n)從而需要相當(dāng)大處理功率來(lái)從庫(kù)內(nèi)確認(rèn)和找回最合適的輸出子集的數(shù)據(jù)庫(kù)。當(dāng)需要相當(dāng)大的處理器功率來(lái)找到最合適的輸出子集時(shí)，這會(huì)取消該布置的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，即避免執(zhí)行算法計(jì)算以實(shí)時(shí)確定優(yōu)化輸出所需的處理器功率水平(不使用通過(guò)EMPC導(dǎo)出模型構(gòu)成的庫(kù))。
[0046]雖然所示的實(shí)施方式涉及發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料系統(tǒng)的控制，具有對(duì)應(yīng)輸入和輸出的對(duì)應(yīng)控制系統(tǒng)可用來(lái)控制發(fā)動(dòng)機(jī)性能的任何方面，例如具有廢氣再循環(huán)控制的發(fā)動(dòng)機(jī)氣體系統(tǒng)。在此情況下，模型可被構(gòu)造成確定例如最小化燃料消耗和/或CO2排放的輸出。本發(fā)明的另一示例性實(shí)施方式涉及廢氣后處理設(shè)備的控制。在此情況下，模型可被構(gòu)造成確定例如涉及顆粒過(guò)濾器再生的輸出。
[0047]事實(shí)上，如對(duì)本領(lǐng)域及人員清楚的，還可設(shè)想范圍廣泛的進(jìn)一步應(yīng)用。
[0048]雖然本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)組件I可能被描述為混合電發(fā)動(dòng)機(jī)，但在車輛具有都直接連接到功率分配裝置(其輸出是載荷和/或齒輪箱)的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)和電馬達(dá)的意義上，這并非暗示(并且肯定不限制)所述布置用于混合電發(fā)動(dòng)機(jī)，雖然本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)組件確實(shí)可用作該種類的混合電發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)。實(shí)際上，本發(fā)明的布置對(duì)于任何種類的發(fā)動(dòng)機(jī)具有廣得多的應(yīng)用，不管是否提供另外的電(或其他)能力以輔助驅(qū)動(dòng)載荷。
[0049]已經(jīng)關(guān)于代表本發(fā)明的布置的一種狹窄實(shí)施的單個(gè)實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明的最寬意義進(jìn)行了詳細(xì)描述。本發(fā)明的范圍根據(jù)權(quán)利要求書考慮。不應(yīng)當(dāng)推斷詳細(xì)說(shuō)明的具體實(shí)施旨在限制超過(guò)權(quán)利要求書本身的范圍的權(quán)利要求范圍。
[0050]工業(yè)實(shí)用性
[0051]本發(fā)明提供一種發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，其利用顯式模型預(yù)測(cè)控制來(lái)提供包括用于有關(guān)發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)的每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)輸入組合的輸出數(shù)據(jù)值的數(shù)據(jù)庫(kù)。
[0052]有利地，這可允許需要減小的處理功率以高效地管理發(fā)動(dòng)機(jī)控制。
【權(quán)利要求】
1.一種用于發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，該發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)包括: 第一輸入，其能夠接收有關(guān)第一發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)的第一輸入數(shù)據(jù)值，第一輸入數(shù)據(jù)值是第一組可能第一輸入數(shù)據(jù)值的一個(gè)； 第二輸入，其能夠接收有關(guān)第二發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)的第二輸入數(shù)據(jù)值，第二輸入數(shù)據(jù)值是第二組可能第二輸入數(shù)據(jù)值的一個(gè)； 數(shù)據(jù)庫(kù)，其包括顯式模型預(yù)測(cè)控制導(dǎo)出的輸出數(shù)據(jù)值集合，包括關(guān)于第一組和第二組可能輸入數(shù)據(jù)值的第一和第二輸入數(shù)據(jù)值組合的至少子集的輸出數(shù)據(jù)值子集；和 輸出，其能夠提供從數(shù)據(jù)庫(kù)導(dǎo)出的輸出數(shù)據(jù)值集合的子集，輸出數(shù)據(jù)值子集對(duì)應(yīng)于在第一輸入處接收的第一輸入數(shù)據(jù)值和在第二輸入處接收的第二輸入數(shù)據(jù)值，輸出數(shù)據(jù)值子集能夠控制發(fā)動(dòng)機(jī)性能的一個(gè)或多個(gè)方面。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，其中，數(shù)據(jù)庫(kù)的對(duì)應(yīng)于在第一輸入處接收的第一輸入數(shù)據(jù)值和在第二輸入處接收的第二輸入數(shù)據(jù)值的輸出數(shù)據(jù)值子集對(duì)應(yīng)于在第一輸入處接收的確切的第一輸入數(shù)據(jù)值和在第二輸入處接收的確切的第二輸入數(shù)據(jù)值。
3.如權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，其中，對(duì)應(yīng)于在第一輸入處接收的第一輸入數(shù)據(jù)值和在第二輸入處接收的第二輸入數(shù)據(jù)值的輸出數(shù)據(jù)值子集對(duì)應(yīng)于輸出數(shù)據(jù)值子集群的輸出數(shù)據(jù)值子集，子集群是與以下兩者相關(guān)的: 與在第一輸入處接收的確切第一輸入數(shù)據(jù)值密切的第一輸入數(shù)據(jù)值；和 與在第二輸入處接收的確切第二輸入數(shù)據(jù)值密切的第二輸入數(shù)據(jù)值。
4.如權(quán)利要求3所述的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，其中，對(duì)應(yīng)于在第一輸入處接收的第一輸入數(shù)據(jù)值和在第二輸入處接收的第二輸入數(shù)據(jù)值的輸出數(shù)據(jù)值子集通過(guò)模糊邏輯從子集群選擇。
5.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，其中，發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)一步包括: 第三輸入，其能夠接收有關(guān)第三發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)的第三輸入數(shù)據(jù)值，第三輸入數(shù)據(jù)值是第三組可能第三輸入數(shù)據(jù)值的一個(gè)；并且其中 數(shù)據(jù)庫(kù)包括顯式模型預(yù)測(cè)控制導(dǎo)出的輸出數(shù)據(jù)值集合，包括關(guān)于第一組、第二組和第三組可能輸入數(shù)據(jù)值的第一、第二和第三輸入數(shù)據(jù)值組合的子集的輸出數(shù)據(jù)值子集。
6.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，其中，發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)是發(fā)動(dòng)機(jī)燃料控制系統(tǒng)。
7.如權(quán)利要求6所述的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，其中，第一、第二和存在時(shí)的第三輸入均涉及發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)中的一種: 速度； 排氣溫度； NOx排放； 顆粒物質(zhì)排放； 大氣壓力； 功率需求；和 轉(zhuǎn)矩需求。
8.如權(quán)利要求6或7所述的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，其中，輸出數(shù)據(jù)值集合支配發(fā)動(dòng)機(jī)性能的以下方面的一個(gè)或多個(gè)方面，優(yōu)選為三個(gè)方面: 燃料噴射量； 燃料噴射壓力； 噴射之間的燃料比；和 噴射開始正時(shí)。
9.如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，其中，發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)是發(fā)動(dòng)機(jī)氣流控制系統(tǒng)。
10.如權(quán)利要求9所述的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，其中，發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)是電渦輪增壓系統(tǒng)。
11.用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)，該發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)包括如任一前述權(quán)利要求所述的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)。
12.如權(quán)利要求11所述的發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)，其中，發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)還包括等同消耗極簡(jiǎn)化策略。
13.一種導(dǎo)出顯式模型預(yù)測(cè)控制輸出數(shù)據(jù)值集合以用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)的方法，其中發(fā)動(dòng)機(jī)性能特征受有關(guān)多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)的多個(gè)輸入值影響， 所述方法包括: 運(yùn)行發(fā)動(dòng)機(jī)； 針對(duì)一定范圍的輸入值排列測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)性能特征； 使用測(cè)量的發(fā)動(dòng)機(jī)性能特征和對(duì)應(yīng)的輸入值來(lái)發(fā)展發(fā)動(dòng)機(jī)表現(xiàn)的模型； 針對(duì)一定范圍的輸入值運(yùn)行模型以確定針對(duì)一定范圍的輸入值排列的預(yù)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)性能特征；和 用在運(yùn)行模型的步驟中導(dǎo)出的值構(gòu)成數(shù)據(jù)庫(kù)。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中，針對(duì)多個(gè)驅(qū)動(dòng)周期重復(fù)針對(duì)一定范圍的輸入值排列測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)性能特征的步驟。
15.—種編程發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的方法，所述方法包括執(zhí)行如權(quán)利要求13和14所述的方法并將數(shù)據(jù)庫(kù)上載到發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)。
【文檔編號(hào)】G05B13/04GK104302896SQ201380014355
【公開日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2013年3月15日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月16日
【發(fā)明者】T·朗利, R·斯托巴特, 鄧佳美, 趙德宗 申請(qǐng)人:珀金斯發(fā)動(dòng)機(jī)有限公司