专利名称：确定内燃发动机的气缸空气充量的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及内燃发动机。
背景技术：
本部分说明仅提供关于本发明的背景信息。因此，这些陈述不用来构成对现有技术的承认。已知的内燃发动机系统在气缸中燃烧空气和燃料的混合物，以产生机械能来驱动活塞，从而产生转矩。发动机控制系统控制发动机操作以产生发动机功率，其响应操作者的转矩请求，同时解决燃料经济性和排气需求。已知的发动机控制系统监测控制和操作参数 来估算或以其他方式确定发动机质量空气流量并控制发动机供料。发动机供料通过这样被控制确定发动机质量空气流量；基于此确定单个气缸的气缸空气充量；在考虑燃料经济性和排气需求的情况下，计算对应气缸空气充量的优选的燃料质量以满足操作者的转矩请求。
发明内容
—种确定内燃发动机的气缸空气充量的方法，包括确定发动机操作参数，包括进气空气充量密度、发动机增量压力和发动机速度，发动机增量压力为进气歧管压力与排气压力之比。确定与所述发动机操作参数对应的打开节气门容积效率，还确定与所述发动机操作参数对应的关闭的节气门容积效率。使用所述打开节气门容积效率和关闭的节气门容积效率中的所选择的一个确定所述气缸空气充量。本发明提供如下方案
I一种确定内燃发动机的气缸空气充量的方法，包括
确定发动机操作参数，包括进气空气充量密度、由排气歧管压力与进气歧管压力之比构成的发动机增量压力和发动机速度；
确定与所述发动机操作参数对应的打开节气门容积效率；
确定与所述发动机操作参数对应的关闭的节气门容积效率；以及使用所述打开节气门容积效率和关闭的节气门容积效率中的所选择的一个确定气缸空气充量。2.根据方案I所述的方法，其中确定打开节气门容积效率包括
确定对应进气空气充量密度和发动机速度的初始容积效率；和
确定对应所述初始容积效率和发动机增量压力的打开节气门容积效率。3根据方案2所述的方法，其中所述初始容积效率对于进气歧管压力被标准化。4.根据方案2所述的方法，其中确定所述初始容积效率包括从所述进气空气充量密度和所述发动机速度之间的预定关系确定所述初始容积效率。5.根据方案I所述的方法，其中确定关闭的节气门容积效率包括
确定对应进气空气充量密度和发动机增量压力的初始容积效率；和确定对应初始容积效率和发动机速度的关闭的节气门容积效率。6.根据 方案5所述的方法，其中确定初始容积效率包括从进气空气充量密度和发动机增量压力之间的预定关系中选择初始容积效率。7.根据方案I所述的方法，其中所述打开节气门容积效率和关闭的节气门容积效率被同时确定。8.根据方案I所述的方法，其中确定所述气缸空气充量包括使用所述容积效率中的所选择的一个执行速度密度方程来估算气缸空气充量。9. 一种确定内燃发动机的气缸空气充量的方法,包括
确定进气空气充量密度、由排气歧管压カ与进气歧管压カ之比构成的发动机增量压力和发动机速度；
确定对应进气空气充量密度和发动机速度的第一初始容积效率；
确定对应第一初始容积效率和发动机增量压力的打开节气门容积效率；
确定对应进气空气充量密度和发动机增量压力的第二初始容积效率；
确定对应第二初始容积效率和发动机速度的关闭的节气门容积效率；和使用所述打开节气门容积效率和关闭的节气门容积效率中的所选择的ー个确定气缸空气充量。10根据方案9所述的方法，其中所述第一初始容积效率对于进气歧管压カ被标准化。11 一种确定内燃发动机的气缸空气充量的方法,包括
确定进气空气充量密度、由排气歧管压カ与进气歧管压カ之比构成的发动机增量压力和发动机速度；
确定作为进气空气充量密度和发动机速度的函数并且对于进气歧管压力被标准化的第一初始容积效率；
确定作为第一初始容积效率和发动机增量压力的函数的打开节气门容积效率；
确定作为进气空气充量密度和发动机增量压力的函数的第二初始容积效率；
确定作为第二初始容积效率和发动机速度的函数的关闭的节气门容积效率；
基于发动机节气门位置选择所述打开节气门容积效率和所述关闭的节气门容积效率中的ー个；和
使用所述打开节气门容积效率和所述关闭的节气门容积效率中的所述所选择的ー个执行速度密度方程以估算气缸空气充量。
现在通过举例方式结合附图描述一个或多个实施方案，
图I表示根据本发明的包括进气系统和废气再循环(EGR)系统的内燃发动机的进气歧
管；
图2表示根据本发明的用于确定容积效率的多区非线性模型的结构；
图3表示根据本发明的用于确定在进行中的发动机操作期间的容积效率的控制方案； 图4表示根据本发明的第一初始容积效率，其与进气空气充量密度和发动机速度有
关；图5表示根据本发明的有效容积效率，其与第一初始容积效率和发动机增量压力有
关;
图6表示根据本发明的第二初始容积效率，其与进气空气充量密度和发动机增量压力有关；以及
图7表示根据本发明的有效容积效率，其与第二初始容积效率和发动机速度有夫。
具体实施例方式现在參考附图，其中图示仅用于解释某些代表性实施方案，而不用于限制这些代表性实施方案，图I不意性地描述内燃发动机的进气歧管10,包括进气系统20和废气再循环(EGR)系统30。输入和操作參数包括进气流速22、进气温度24、EGR流速32和EGR温度34。正如所意识到的，输入和操作參数可使用车载传感器直接地监测，或可以其他方式来确定。例如，发动机速度、节气门位置、温度和压カ(包括对于进气歧管和排气歧管以及周围环境的)可以通过本领域公知的部件直接感测。其他发动机參数可通过这些感测量的各种关系来很好地确定。进气系统20可自然进气，或者可使用如涡轮增压器或增压机的空气压缩机装置以及伴随的用于冷却进气歧管10的上游进气温度的中间冷却器。与进气歧管10中的进气充量关联的參数包括歧管空气压カ12和进气空气充量温度14。进气和再循环废气穿过进气歧管10被引导至发动机气缸40,并由气缸空气充量流42来表征。进气歧管10中的压カ动态特性可通过基于系统热焓导出的由如下等式I表示的以下等式来表达
权利要求
1.一种确定内燃发动机的气缸空气充量的方法，包括 确定发动机操作参数，包括进气空气充量密度、由排气歧管压力与进气歧管压力之比构成的发动机增量压力和发动机速度； 确定与所述发动机操作参数对应的打开节气门容积效率； 确定与所述发动机操作参数对应的关闭的节气门容积效率；以及使用所述打开节气门容积效率和关闭的节气门容积效率中的所选择的一个确定气缸空气充量。
2.根据权利要求I所述的方法，其中确定打开节气门容积效率包括 确定对应进气空气充量密度和发动机速度的初始容积效率；和 确定对应所述初始容积效率和发动机增量压力的打开节气门容积效率。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述初始容积效率对于进气歧管压力被标准化。
4.根据权利要求2所述的方法，其中确定所述初始容积效率包括从所述进气空气充量密度和所述发动机速度之间的预定关系确定所述初始容积效率。
5.根据权利要求I所述的方法，其中确定关闭的节气门容积效率包括 确定对应进气空气充量密度和发动机增量压力的初始容积效率；和 确定对应初始容积效率和发动机速度的关闭的节气门容积效率。
6.根据权利要求5所述的方法，其中确定初始容积效率包括从进气空气充量密度和发动机增量压力之间的预定关系中选择初始容积效率。
7.根据权利要求I所述的方法，其中所述打开节气门容积效率和关闭的节气门容积效率被同时确定。
8.根据权利要求I所述的方法，其中确定所述气缸空气充量包括使用所述容积效率中的所选择的一个执行速度密度方程来估算气缸空气充量。
9.一种确定内燃发动机的气缸空气充量的方法,包括 确定进气空气充量密度、由排气歧管压力与进气歧管压力之比构成的发动机增量压力和发动机速度； 确定对应进气空气充量密度和发动机速度的第一初始容积效率； 确定对应第一初始容积效率和发动机增量压力的打开节气门容积效率； 确定对应进气空气充量密度和发动机增量压力的第二初始容积效率； 确定对应第二初始容积效率和发动机速度的关闭的节气门容积效率；和使用所述打开节气门容积效率和关闭的节气门容积效率中的所选择的一个确定气缸空气充量。
10.一种确定内燃发动机的气缸空气充量的方法，包括 确定进气空气充量密度、由排气歧管压力与进气歧管压力之比构成的发动机增量压力和发动机速度； 确定作为进气空气充量密度和发动机速度的函数并且对于进气歧管压力被标准化的第一初始容积效率； 确定作为第一初始容积效率和发动机增量压力的函数的打开节气门容积效率； 确定作为进气空气充量密度和发动机增量压力的函数的第二初始容积效率； 确定作为第二初始容积效率和发动机速度的函数的关闭的节气门容积效率；基于发动机节气门位置选择所述打开节气门容积效率和所述关闭的节气门容积效率中的一个；和 使用所述打开节气门容积效率和所述关闭的节气门容积效率中的所述所选择的一个执行速度密度方程以估算气缸空气充量。
全文摘要
本发明涉及确定内燃发动机的气缸空气充量的方法和装置，具体地，一种确定内燃发动机的气缸空气充量的方法，包括确定发动机操作参数，包括进气空气充量密度、发动机增量压力和发动机速度，发动机增量压力为进气歧管压力与排气压力之比。确定与所述发动机操作参数对应的打开节气门容积效率，还确定与所述发动机操作参数对应的关闭的节气门容积效率。使用所述打开节气门容积效率和关闭的节气门容积效率中的所选择的一个确定所述气缸空气充量。
文档编号F02D41/18GK102787927SQ20121015317
公开日2012年11月21日 申请日期2012年5月17日 优先权日2011年5月17日
发明者I.哈斯卡拉, Y-Y.王 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司