专利名称：操作内燃发动机的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于操作内燃发动机的方法，特别是机动车的内燃发动机，且尤其是柴油发动机。
背景技术：
如所知的，传统的柴油发动机包括发动机机体，所述发动机机体包括多个汽缸，每一个汽缸都容纳有活塞且由汽缸盖闭合，该汽缸盖与活塞协作以限定燃烧室。燃烧室各自装备有用于将燃料直接喷入其中的燃料喷射器，以及活塞连接至共用曲轴，使得每一个活塞的往复运动都被转换成曲轴的旋转，反之亦然。每一个燃烧室都设置为循环地运行发动机循环。发动机循环大致包括曲轴的两次完整的旋转，其对应着活塞在相关的汽缸中的四 个冲程，包括进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程。燃料大致在压缩冲程的结束处喷入燃烧室中，使得由燃料燃烧产生的功率在膨胀冲程中推送活塞，由此在曲轴处产生扭矩。柴油发动机被配置和操作为使得发动机循环的每一个阶段(诸如示例性地燃料喷射和燃烧阶段)在不同的时间发生在不同的燃烧室中。结果，柴油发动机全局地按顺序执行发动机循环，其中顺序中最近(或当前的)的发动机循环总是在不同于前一发动机循环的燃烧室中进行，并这样地继续。柴油发动机通常在发动机控制单元(ECU)的辅助下运行，发动机控制单元的任务是确定在每一个发动机循环期间要喷入的燃料量以及相应地操作相关的燃料喷射器。燃料量传统地根据前馈控制策略确定，该策略规定ECU确定在当前发动机循环期间产生的发动机扭矩的请求值，这通常是基于加速器踏板位置，并随后使用该发动机扭矩的请求值来估计燃料的量。为了改进发动机性能以及降低污染排放，当前的策略规定ECU还使用产生的发动机扭矩的闭控制环来确定燃料量。事实上，ECU将在当前发动机循环中喷入的燃料量估计为燃料量基值和燃料量校正值的和。根据传统的前馈策略，燃料量基值基于发动机扭矩的请求值确定，而燃料量校正值是使用上述的发动机扭矩的闭控制环来确定，该闭控制环通常规定基于前一发动机循环的发动机扭矩的请求值和在该前一发动机循环中实际产生的发动机扭矩的测量值之间的误差来调节燃料量校正值。由于每一个发动机循环都在不同于前一循环的燃烧室中进行，该闭控制环仅在柴油发动机的全部燃烧室都装备有能够提供与发动机扭矩直接相关的信号的传感器时特别有效。该传感器当前实现为复杂的汽缸内压力传感器，其适于测量在发动机循环期间燃烧室内的压力的变动，由此允许ECU计算与发动机扭矩严格相关的参数，例如指示平均有效压力aMEP)。但是，此种类型的汽缸内压力传感器是非常昂贵的，且由此可观地增加了柴油发动机成本，从而基本上建议不为每一个汽缸装备汽缸内压力传感器。具体地，小型柴油发动机可大致设置有一个或两个汽缸内压力传感器，所述传感器可明显地与单个燃烧室相关联。因而，可仅对发生在设置有传感器的燃烧室中的发动机循环测量发动机扭矩，由此在发动机扭矩的闭控制环上引起问题，这将导致由柴油发动机实际产生的扭矩的过度振荡，还引起基于汽缸内压力控制的所有其他动力传动系系统中的问题，尤其是在由于驾驶者作用在油门踏板上而产生的发动机扭矩请求值的突变之后。本发明的实施例的目标因此是改进不为每一个汽缸装备汽缸内压力传感器的内燃机所产生的发动机扭矩的闭控制环。 另一个目标是提供对该内燃机在每一个发动机循环中(不论有无针对该发动机循环可用的汽缸内压力测量值)产生的发动机扭矩的可靠的估计。本发明又一个目标是通过简单、合理以及较不昂贵的解决方案实现上述目标。
发明内容
通过如在独立权利要求中报告的本发明的各个实施例的特征来实现所述以及其他目标。从属权利要求涉及本发明的实施例的优选或有利方面。具体地，本发明的实施例提供了一种操作内燃机的方法，其规定在每一次发动机循环中将一些燃料喷入内燃机中，其中为每次发动机循环喷入的燃料量的总值被估计为燃料量基值和燃料量校正值的和，其中燃料量基值基于在发动机循环中产生的发动机扭矩的请求值而确定，且其中燃料量校正值基于前一发动机循环中的发动机扭矩误差而确定，该误差被计算为在前一发动机循环中产生的发动机扭矩的值和前一发动机循环的发动机扭矩的请求值之间的差值。根据本发明的该实施例，在至少一个发动机循环中产生的发动机扭矩的值被通过下列步骤估计-将燃料量的增加值计算为针对发动机循环确定的燃料量校正值和针对前一发动机循环确定的燃料量校正值之间的差值，-计算由于该燃料量的增加值而在发动机循环中产生的发动机扭矩的增加值，-将在发动机循环中产生发动机扭矩的值估计为发动机扭矩增加值、该发动机循环的发动机扭矩请求值、和针对前一发动机循环计算的发动机扭矩误差的和。事实上，该策略基于一观点，即发动机扭矩误差(即发动机扭矩请求值和实际产生的扭矩值之间的差值)可由于闭控制环提供的扭矩的贡献而从一个发动机循环至另一个发生变化。实验测试已经证明该策略实际获得了对发动机循环中产生的发动机扭矩的值的可靠估计，该可靠估计可替代在未设置有汽缸内压力传感器的燃烧室中执行的那些发动机循环的发动机扭矩测量值而被有效地使用，由此改善整个闭环控制策略。发动机扭矩的估计值还可有利地用于需要实时发动机扭矩估计的其他应用，例如其中发动机扭矩请求应被在内燃机和电马达之间分配的混合动力应用。
根据本发明的实施例的方面，发动机扭矩增加值通过下列步骤计算-将在发动机循环中喷入的燃料量的中间值计算为发动机循环的燃料量的总值和燃料增加值之间的差值，-估计由于该燃料量的中间值而在发动机循环中产生的发动机扭矩的第一值，-估计由于该燃料量的总值而在发动机循环中产生的发动机扭矩的第二值，-将发动机扭矩增加值计算为发动机扭矩第二值和发动机扭矩第一值之间的差值。具体地，第一和第二发动机扭矩值的估计可通过转换脉谱图执行，所述转换脉谱图接收燃料量值作为输入并返回发动机扭矩值作为输出。 本发明的方面具有提供对发动机扭矩的增加值的更可靠的估计的优势，这是由于用于从燃料量开始估计发动机扭矩的当前可用的转换脉谱图一般对少量燃料来说不太可靠，从而不建议直接将燃料量增加值用作这些脉谱图的输入来估计发动机扭矩增加值。根据本发明的实施例的另一方面，在计算相关的发动机循环的发动机扭矩误差之前，在发动机循环中产生的发动机扭矩的请求值和在发动机循环中产生的发动机扭矩的值各自通过同样类型的滤波器(通常为低通滤波器)被滤波。事实上，对在发动机循环中实际产生的发动机扭矩值进行滤波具有去除被噪声影响的值的优势。由于该发动机扭矩值被滤波，相同的低通滤波器也被应用至请求的扭矩值，以避免对不可靠的发动机扭矩误差的确定。根据本发明的方法可在计算机程序的帮助下被实施，所述计算机程序包括用于实施上述方法的全部步骤的程序编码，且为包括所述计算机程序的计算机程序产品的形式。该计算机程序产品能够实现为内燃机，所述内燃机包括发动机控制单元(ECU)、与ECU相关联的存储系统、以及存储在存储系统中的计算机程序，从而，当ECU执行计算机程序时，该方法的上述全部步骤被实施。该方法也可被实现为电磁信号，所述信号被调制以承载数据位序列，所述数据位序列代表实施所述方法的全部步骤的计算机程序。本发明的另一实施例提供一种用于操作内燃机的装置，该内燃机包括用于将燃料喷射在内燃机中的喷射装置以及控制装置，该控制装置配置为-操作喷射装置在每一次发动机循环中将一些燃料喷射在内燃机中，-将在每一次发动机循环中喷入的燃料量的总值估计为燃料量基值和燃料量校正值的和，-基于在发动机循环中产生的发动机扭矩的请求值确定燃料量基值，-基于前一发动机循环中的发动机扭矩误差确定燃料量校正值，-将前一发动机循环中的发动机扭矩误差计算为在该前一发动机循环中产生的发动机扭矩的值和该前一发动机循环的发动机扭矩请求值之间的差值，-通过下列步骤估计在至少一个发动机循环中产生的发动机扭矩的值-将燃料量的增加值计算为针对发动机循环确定的燃料量校正值和针对前一发动机循环确定的燃料量校正值之间的差值，-计算由于该燃料量的增加值而在发动机循环中产生的发动机扭矩的增加值，-将在发动机循环中产生的发动机扭矩的值估计为发动机扭矩的增加值、该发动机循环的发动机扭矩的请求值、和针对前一发动机循环计算的发动机扭矩误差的和。本发明的该实施例具有上述方法的优势，即允许对在每一个发动机循环中实际产生的发动机扭矩的可靠值的估计，并由此改进发动机扭矩的整个闭环控制策略。又一实施例提供一种机动车系统，包括内燃机(ICE)，所述内燃机包括限定了一组汽缸的发动机机体，每一个汽缸都设置有往复运动活塞、与活塞配合以限定燃烧室的汽缸盖、用于将燃料喷射进入燃烧室的燃料喷射器、以及与燃料喷射器通信的电子控制单元(ECU)，其中，ECU配置为-操作燃料喷射器在每一次发动机循环中将一些燃料喷射在相 关的燃烧室中，-将在每一次发动机循环中喷入的燃料量的总值估计为燃料量基值和燃料量校正值的和，-基于在发动机循环中产生的发动机扭矩的请求值确定燃料量基值，-基于前一发动机循环中的发动机扭矩误差确定燃料量校正值，-将前一发动机循环中的发动机扭矩误差计算为在该前一发动机循环中产生的发动机扭矩的值和该前一发动机循环的发动机扭矩请求值之间的差值，-通过下列步骤估计在至少一个发动机循环中产生的发动机扭矩的值-将燃料量的增加值计算为针对发动机循环确定的燃料量校正值和针对前一发动机循环确定的燃料量校正值之间的差值，-计算由于该燃料量的增加值而在发动机循环中产生的发动机扭矩的增加值，-将在发动机循环中产生的发动机扭矩的值估计为发动机扭矩增加值、该发动机循环的发动机扭矩的请求值、和针对前一发动机循环计算的发动机扭矩误差的和。本发明的该实施例还具有允许对在每一个发动机循环中实际产生的发动机扭矩的可靠值进行估计的优势，并由此改进发动机扭矩的整个闭环控制策略。
将通过示例的方式参照附图对本发明进行描述。图I示出了机动车的机动车系统，图2是属于图I中的机动车系统的内燃发动机的截面11-11。图3是示出了根据本发明的实施例的喷射控制策略的流程图。图4是示出了图3的控制策略中所涉及的方法的流程图，用于估计由内燃机产生的发动机扭矩。附图标记10脉谱图11喷射操作模块12低通滤波器13低通滤波器14控制器15存储器模块16转换图100汽车系统
110内燃发动机120发动机机体125汽缸130汽缸盖135凸轮轴140活塞145曲轴150燃烧室
155凸轮移相器160燃料喷射器170燃料轨道180燃料泵190燃料源200进气歧管205空气进气管道210进气口215阀门220口225排气歧管230涡轮增压器240压缩机250涡轮260中冷器270排气系统275排气管280后处理装置290VGT 促动器300排气再循环系统310EGR 冷却器320EGR 阀330节流阀本体340质量空气流动和温度传感器350歧管压力和温度传感器360汽缸内压力传感器380冷却剂和机油温度和水平传感器400燃料轨道压力传感器410凸轮位置传感器420曲柄位置传感器430排气压力和温度传感器
440 EGR温度传感器445油门踏板位置传感器450 ECU460存储系统 T_req(i)发动机扭矩的请求值Q_b⑴燃料量基值Q_c (i)燃料量校正值Q_t(i)燃料量总值T_a⑴发动机扭矩值e(i)发动机扭矩误差AQ(i)燃料量增加值Q*_t(i)燃料量中间值ESl(i)发动机扭矩第一估计值ES2(i)发动机扭矩第二估计值AT(i)发动机扭矩增加值
具体实施例方式一些实施例可包括机动车系统100，如图I和2所示，该机动车系统100包括内燃发动机(ICE)llO，该内燃发动机具有发动机机体120，该发动机机体120限定了至少一个汽缸125，该汽缸125具有联接以旋转曲轴145的活塞140汽缸。汽缸盖130与活塞140协作以限定燃烧室150。燃料和空气混合物(未示出)被布置在燃烧室150中且点燃，引起热的膨胀的排气，所述排气导致活塞140的往复运动。燃料由至少一个燃料喷射器160提供，而空气通过至少一个进气口 210提供。燃料以高压从燃料轨道170提供至燃料喷射器160，燃料轨道170与高压燃料泵180流体连通，该高压燃料泵180增加从燃料源190处接收的燃料的压力。每一个汽缸125都具有至少两个阀门215，所述阀门215由及时和曲轴145—起旋转的凸轮轴135促动。阀门215选择地允许空气从口 210进入燃烧室150，并替换地允许排气通过口 220离开。在一些示例中，凸轮移相器155可选择地变动凸轮轴135和曲轴145之间的正时。更具体地，燃烧室150设置为用于循环地进行发动机循环。在该示例中，每一个发动机循环都涉及曲轴145的两次完整的旋转，其对应于活塞140在相关汽缸125中的四个冲程，包括进气冲程(在该冲程中阀门215允许空气进入燃烧室)150、压缩冲程(在该冲程中阀门215闭合，以允许活塞压缩燃烧室150中的空气)、膨胀冲程(在该冲程中阀门215仍然闭合，而活塞由于气体膨胀而运动)、以及排气冲程(在该冲程中阀门215允许排气离开燃烧室 150)。燃料大致在压缩冲程结束处被喷射在燃烧室150中。在该示例中，ICE 110包括四个燃烧室150，所述燃烧室150中的每一个都设置为用于循环地操作发动机循环，如上所述。在该燃烧室150的每一个中操作的发动机循环在时间上相对于在其他燃烧室150中操作的发动机循环交错，使得发动机循环的每一个阶段(例如燃料喷射和燃烧阶段)都在不同的时间发生在不同的燃烧室150中。结果，ICE 110全局地按顺序执行发动机循环，其中序列中最近(或当前的)的发动机循环总是在不同于前一发动机循环的燃烧室中进行，并这样地继续。空气可通过进气歧管200配送至空气进气口(一个或多个)210。空气进气管道205可从周围环境提供空气至进气歧管200。在其他实施例中，可设置节流阀本体330以调节进入歧管200中的空气的流动。在此外的其他实施例中，可设置强制进气系统，诸如涡轮增压器230，其包括旋转地联接至涡轮250的压缩机240。压缩机240的旋转增加了管道205和歧管200中的空气的压力和温度。布置在管道205中的中冷器260可降低空气的温度。涡轮250通过从排气歧管225接收排气而旋转，该排气歧管225将排气从排气口 220引导穿过一系列叶片，继而通过涡轮250膨胀。排气离开涡轮250并被引导进入排气系统270中。该示例示出了可变形状涡轮(VGT)，其具有VGT促动器290，该VGT促动器290布置为移动叶片以改变经过涡轮250的排气的流动。在其他实施例中，涡轮增压器230可为固定形状的和/或包括废气门。 排气系统270可包括排气管275，所述排气管275具有一个或多个排气后处理装置280。后处理装置可为配置为改变排气的成分的任意装置。后处理装置280的一些示例包括但不限于，催化转换器(二元或三元的)、氧化催化器、稀NOx采集器、碳氢化合物吸收器、选择性催化还原(SCR)系统和颗粒过滤器。其他实施例可包括排气再循环(EGR)系统300，其联接在排气歧管225和进气歧管200之间。EGR系统300可包括EGR冷却器310，以降低EGR系统300中的排气的温度。EGR阀门320调节EGR系统300中的排气的流动。汽车系统100还可包括电子控制单元(E⑶)450，所述电子控制单元(E⑶)450与一个或多个与ICE 110相关联的装置和/或传感器连通。E⑶450可从各传感器接收信号，所述传感器被配置为产生信号，该信号和与ICEllO相关联的各个物理参数成比例。传感器包括但不限于质量空气流动和温度传感器340、歧管压力和温度传感器350、冷却剂和机油温度和水平传感器380、燃料轨道压力传感器400、凸轮位置传感器410、曲柄位置传感器420、排气压力和温度传感器430、EGR温度传感器440、和油门踏板位置传感器445。此外，E⑶450可产生至各个控制装置的输出信号，所述控制装置被配置为控制ICE 110的运行，包括但不限于，燃料喷射器160、油门本体330、EGR阀320、VGT促动器290、和凸轮移相器155。注意，虚线用于指示ECU 450与各个传感器和装置之间的通信，但为了清楚，一些被省略。在该示例中，机动车系统100还包括汽缸内压力传感器360，该传感器360位于仅一个燃烧室150中汽缸，而其余燃烧室150中没有设置汽缸内压力传感器。汽缸内压力传感器360与E⑶405通信，且该传感器360被配置为产生与相关燃烧室150内的压力成比例的信号。现在转向E⑶450，该装置可包括数字中央处理器(CPU)，其与存储系统460以及接口总线通信。(PU被配置为执行作为程序存储在存储系统460中的指令，并发送信号至接口总线以及从接口总线接收信号。存储系统460可包括多种存储器类型，包括光存储器、磁存储器、固态存储器、以及其他非易失性存储器。接口总线可被配置为发送、接收、和调制模拟和/或数字信号至/从各个传感器和控制装置。程序可实现此处公开的方法，允许CPU执行该方法步骤并控制ICE 110。具体地，E⑶450配置为确定在每一个发动机循环期间要喷射的燃料的量，以及相应地操作燃料喷射器160。更精确地，由于发动机循环被按顺序地操作，且每一次都在不同于前一循环的燃烧室150中，E⑶450被配置为循环地确定在序列中的最近(当前)发动机循环中喷射的燃料的量，并相应地操作相关燃烧室150的燃料喷射器160。为了完成该任务，由ECU 450执行、针对通用的当前发动机循环ith的策略被示出在图3的流程图中。首先，ECU 450确定在当前ith发动机循环中要产生的发动机扭矩的请求值乙req(i)，通常基于加速器踏板的当前位置，如由传感器445所提供的。请求的发动机扭矩值T_req(i)随后被应用至经校准的脉谱图10，其根据前馈控
制逻辑，返回在当前的ith发动机循环期间要被喷射的燃料的量的基值Q_b (i)。事实上，如果ICE 110运行在理想条件中，燃料量基值Q_b(i)对应于为了获得发动机扭矩的请求值T_req(i)而将期待的燃料量。燃料量基值Q_b(i)因此被加和至在当前ith发动机循环中要喷射的燃料量的校正值Q_c (i)，该校正值根据发动机扭矩的闭控制环来确定和调整，如在下文中将解释的。燃料量基值Q_b(i)和校正值0_((1)的加和返回了在当前ith发动机循环中要喷射的燃料量的总值Q_t(i)，该总值被应用至喷射操作模块11，以便相应地操作燃料喷射器160。在该点处，E⑶450确定在当前ith发动机循环中由ICE 110实际产生的发动机扭矩的值T_a(i)，其由于燃料量的总值Q_t (i)的喷射而造成。将在下文中的描述中公开ECU 450如何确定发动机扭矩值T_a(i)。发动机扭矩确定值T_a(i)被反馈且用于将当前ith发动机循环的发动机扭矩误差e (i)计算为发动机扭矩值T_a(i)和发动机扭矩请求值T_req(i)之间的差值e (i) =T_a (i) -T_req (i)为了去除被噪声影响的值，在计算发动机扭矩误差e (i)之前，发动机扭矩值乙a(i)被低通滤波器12滤波。为了避免发动机扭矩误差e(i)的错误计算，请求的发动机扭矩值T_req(i)也被相同类型的低通滤波器13滤波。计算出的发动机扭矩误差e (i)被应用至控制器14，例如比例积分控制器，所述控制器确定在下一(i+l)th发动机循环中要喷射的燃料量的校正值Q_c(i+1)。事实上，新的校正值Q_c(i+1)在发动机扭矩误差e (i)和前一校正值Q_c(i)的基础上确定，以使得下一发动机循环中的发动机扭矩误差最小化。因此，校正值0_0(1+1)被存储在存储器模块15中，且随后该校正值在E⑶450为了下一(i+1) th发动机循环而重复控制环时被使用，并如此继续。应注意到，存储器模块15也获取了发动机扭矩误差e ( i )，从而在下一(i+1)th发动机循环的开始时，ECU 450知悉用于正在开始的发动机循环的校正值Q_c (i+1)，以及用于前一发动机循环的校正值Q_c(i)和该前一发动机循环的发动机扭矩误差e(i)。由于该控制策略被循环地重复，这对于每一个通用的发动机循环来说都是真实的。现在转向发动机扭矩值1'_&(1)的确定，取决于ith发动机循环发生在装备有汽缸内压力传感器360的燃烧室150中或是在未设置有该传感器的其余燃烧室150中，ECU 450不同地运行.在第一种情形中,E⑶450基于在ith发动机循环中由汽缸内压力传感器360产生的压力信号、使用燃烧室150中的压力和在曲轴145处产生的扭矩之间广为人知的关系来计算发动机扭矩值T_a(i)。换句话说，ECU 450通过汽缸内压力传感器360间接地测量发动机扭矩值T_a(i)。如果相反地，ith发动机循环发生在未设置有汽缸内压力传感器的燃烧室150中，则ECU 450根据图4的流程图中示出的策略估计发动机扭矩值T_a(i)。
该策略使用当前ith发动机循环的发动机扭矩请求值T_req(i)、在当前ith发动机循环中喷射的燃料量的总值Q_t(i)、当前ith发动机循环的燃料量校正值Q_c(i)、前一(i-1)th发动机循环的燃料量校正值Q_c (i-1)、和为前一(i-1)th发动机循环计算的发动机扭矩误差e(i-l)作为输入。根据该策略，ECU 450将燃料量的增加值A Q(i)计算为在当前的ith发动机循环的燃料量校正值Q_c(i)和前一(i-1) th发动机循环的燃料量校正值Q_c (i-1)之间的差值AQ(i)=Q_c(i)-Q_c(i_l)事实上，增加值AQ(i)将发动机扭矩的闭控制环已经在前一(i-1) th发动机循环和当前的ith发动机循环期之间导致的燃料的贡献量化。此后，E⑶450将燃料量的中间值Q*_t(i)计算为在当前的ith发动机循环中喷射的燃料量的总值93(1)和同一 ith发动机循环的计算出的增加值AQ(i)之间的差值。Q*_t(i)=Q_t(i)_ AQ(i)事实上，中间值Q*_t(i)将如果没有发动机扭矩的闭环控制时会在当前的ith发动机循环中喷射的燃料量量化。燃料量总值Q_t(i)随后被作为输入应用至经校准的转换脉谱图16，该脉谱图16返回发动机扭矩的第一估计值ESI (i)作为输出，该第一估计值将由于等于中间值Q*_t(i)的燃料量的喷射而预期在当前ith发动机循环中产生的发动机扭矩量化。同时，燃料量总值Q_t(i)被作为输入应用至相同的经校准的转换脉谱图16，该脉谱图16返回发动机扭矩的第二估计值ES2(i)作为输出，该第二估计值将由于等于总值Q_t(i)的燃料量的喷射而预期在当前ith发动机循环中产生的发动机扭矩量化。转换脉谱图16本身是已知的。在该点处，ECU 450将发动机扭矩的增加值A T (i)计算为发动机扭矩的第二估计值ES2 (i)和第一估计值ESI (i)之间的差值。AT(i)=ES2(i)-ESl(i)事实上，增加值AT(i)量化了由于燃料的增加值AQ(i)而在ith发动机循环中已经产生的发动机扭矩的贡献。大体上，通过将燃料的增加值AQ(i)直接应用至转换脉谱图16而估计发动机扭矩的增加值AT(i)是可行的。但是，已知的转换脉谱图16的结果对于少量燃料来说一般不够可靠，从而如上所述地转换9_〖(1)和Q*_t(i)是可取的。最终，E⑶450根据下列公式估计发动机扭矩值T_a(i) T_a ⑴=T_req (i) + A T ⑴ +e (i-1)其中，T_req(i)是在当前的ith发动机循环中产生的发动机扭矩的请求值，e(i-l)是为前一(i_l)th发动机循环计算出并存储在存储器模块15中的发动机扭矩误差，而AT(i)是发动机扭矩的增加值。应理解，上述的估计策略也可用于在装备有汽缸内压力传感器360的燃烧室150中执行的发动机循环，例如为了持续可靠地执行发动机扭矩的闭控制环，即使在汽缸内压力传感器360出现故障时。根据本发明的方面，上述策略由E⑶450在存储在连接至E⑶450的存储系统460中的计算机程序的辅助下执行，从而当ECU 450运行该程序时，该策略的全部步骤被实施。
尽管在前述的概述以及详细描述中示出了至少一个示例性实施例，应意识到存在大量变体。应意识到所述一个或多个示例性实施例仅为示例，而不意图以任何方式限定范围、用途或配置。而是，上述概述和详细描述将为本领域技术人员提供用于实施至少一个示例性实施例的方便的指示，被理解的是可对示例性实施例中描述的元件的功能和布置进行各种变动，而不背离如在所附的权利要求书以及其法律意义上的等价物中阐明的范围。
权利要求
1.一种操作内燃机(I 10)的方法，所述方法规定在每一次发动机循环中将一些燃料喷入内燃机(110)中，其中，为每次发动机循环喷入的燃料量的总值(Q_t(i))被估计为燃料量基值(Q_b(i))和燃料量校正值(Q_c(i))的和，其中，燃料量基值(Q_b(i))基于在发动机循环中产生的发动机扭矩的请求值(T_req(i))而确定，且其中，燃料量校正值(Q_c(i))基于前一发动机循环中的发动机扭矩误差(e(i-l))而确定，该误差被计算为在前一发动机循环中产生的发动机扭矩的值和前一发动机循环的发动机扭矩的请求值之间的差值，在发动机循环中产生的发动机扭矩的值(T_a(i))通过下列步骤估计 -将燃料量的增加值(AQ(i))计算为针对发动机循环确定的燃料量校正值(Q_c(i))和针对前一发动机循环确定的燃料量校正值(Q_c(i_l))之间的差值， -计算由于该燃料量的增加值(AQ(D)而在发动机循环中产生的发动机扭矩的增加值(AT⑴)， -将在发动机循环中产生的发动机扭矩的值(T_a(i))估计为发动机扭矩增加值(AT(i))、该发动机循环的发动机扭矩请求值(T_req(i))、和针对前一发动机循环计算的发动机扭矩误差(e(i-l))的和。
2.如权利要求I所述的方法，其中，发动机扭矩增加值(AT(i))通过下列步骤计算 -将在发动机循环中喷入的燃料量的中间值(Q*_t(i))计算为发动机循环的燃料量的总值(Q_t(i))和燃料增加值(AQ(i))之间的差值， -估计由于该燃料量的中间值(Q*_t(i))而在发动机循环中产生的发动机扭矩的第一值(ESl(i)), -估计由于该燃料量的总值(Q_t(i))而在发动机循环中产生的发动机扭矩的第二值(ES2 ⑴)， -将发动机扭矩增加值(ΛΤα))计算为发动机扭矩第二值(ES2(i))和发动机扭矩第一值(ESl(i))之间的差值。
3.如权利要求2所述的方法，其中，第一发动机扭矩值(ESl(i))和第二发动机扭矩值(ES2 (i))的估计可通过转换脉谱图(16)执行，所述转换脉谱图(16)接收燃料量的值作为输入并返回发动机扭矩值作为输出。
4.如前述任一权利要求所述的方法，其中，在计算发动机循环的发动机扭矩误差(e(i))之前，在发动机循环中产生的发动机扭矩的请求值(T_req(i))和在发动机循环中产生的发动机扭矩的值(T_a(i))各自通过同样类型的滤波器(12、13)被滤波。
5.一种计算机程序，包括适于执行根据前述任意一项权利要求的方法的计算机编码。
6.一种计算机程序产品，其上存储有根据权利要求5的计算机程序。
7.一种内燃机(110)，包括发动机控制单元(450)、与发动机控制单元(450)相关联的存储系统(460)、和存储在存储系统(460)中的如权利要求5所述的计算机程序。
8.—种电磁信号,调制成为代表根据权利要求5的计算机程序的数据位序列的载体。
9.一种用于操作内燃机(110)的设备，所述内燃机包括用于将燃料喷射在内燃机(110)中的喷射装置(160)和控制装置(450)，所述控制装置(450)配置为 -操作喷射装置(160)在每一次发动机循环中将一些燃料喷射在内燃机中， -将为每一个发动机循环喷射的燃料量的总值(Q_t(i))估计为燃料量基值(Q_b(i))和燃料量校正值(Q_c(i))的和，-基于在发动机循环中产生的发动机扭矩的请求值确定燃料量基值(Q_b(i))， -基于前一发动机循环中的发动机扭矩误差(e(i-l))确定燃料量校正值(Q_c(i))，-将前一发动机循环中的发动机扭矩误差(e(i-l))计算为在该前一发动机循环中产生的发动机扭矩的值和该前一发动机循环的发动机扭矩请求值之间的差值， -通过下列步骤估计发动机循环中产生的发动机扭矩的值(T_a(i)) -将燃料量的增加值(AQ(D)计算为针对发动机循环确定的燃料量校正值(Q_c(i))和针对前一发动机循环确定的燃料量校正值(Q_c(i_l))之间的差值， -计算由于该燃料量的增加值(AQa))而在发动机循环中产生的发动机扭矩的增加值(AT⑴)， -将在发动机循环中产生的发动机扭矩的值(T_a(i))估计为发动机扭矩增加值(Λ T(i))、该发动机循环的发动机扭矩请求值(T_req(i))、和针对前一发动机循环计算的发动机扭矩误差(e(i-l))的和。
10.一种机动车系统(100),包括 内燃机(110)，所述内燃机(110)包括限定了一组汽缸(125)的发动机机体(120)，其中每一个汽缸(125)都设置有往复运动活塞(140)、与活塞(140)配合以限定燃烧室(150)的汽缸盖(130)、用于将燃料喷射进入燃烧室(150)的燃料喷射器(160)、和与燃料喷射器(160)通信的电子控制单元(450)，其中，发动机控制单元(450)配置为 -操作燃料喷射器(160)在每一次发动机循环中将一些燃料喷射在相关的燃烧室(150)中， -将为每一个发动机循环喷射的燃料量的总值(Q_t(i))估计为燃料量基值(Q_b(i))和燃料量校正值(Q_c(i))的和， -基于在发动机循环中产生的发动机扭矩的请求值(T_req(i))确定燃料量基值(Q_b⑴)， -基于前一发动机循环中的发动机扭矩误差(e(i-l))确定燃料量校正值(Q_c(i))，-将前一发动机循环中的发动机扭矩误差(e(i-l))计算为在该前一发动机循环中产生的发动机扭矩的值和该前一发动机循环的发动机扭矩请求值之间的差值， -通过下列步骤估计在发动机循环中产生的发动机扭矩的值(T_a(i)) -将燃料量的增加值(AQ(D)计算为针对发动机循环确定的燃料量校正值(Q_c(i))和针对前一发动机循环确定的燃料量校正值(Q_c(i_l))之间的差值， -计算由于该燃料量的增加值(AQa))而在发动机循环中产生的发动机扭矩的增加值(AT⑴)， -将在发动机循环中产生的发动机扭矩的值(T_a(i))估计为发动机扭矩增加值(Λ T(i))、该发动机循环的发动机扭矩请求值(T_req(i))、和针对前一发动机循环计算的发动机扭矩误差(e(i-l))的和。
全文摘要
本发明的实施例提供了一种操作内燃机的方法，其规定在每一次发动机循环中将一些燃料喷入燃烧室中，其中每次循环喷入的燃料量总值估计为燃料量基值和校正值的和，其中燃料量基值基于在循环中产生的发动机扭矩请求值确定，燃料量校正值基于前一循环中的扭矩误差确定，该误差被计算为在前一循环中产生的扭矩的值和前一循环的扭矩请求值之间的差值，通过下列步骤估计在循环中产生的扭矩值将燃料量的增加值计算为针对循环确定的燃料量校正值和针对前一循环确定的燃料量校正值之间的差值，计算由于该燃料量增加值而在循环中产生的扭矩增加值，将在循环中产生扭矩值估计为扭矩增加值，该循环的扭矩请求值，和针对前一循环计算的扭矩误差的和。
文档编号F02D41/30GK102787930SQ20121015851
公开日2012年11月21日 申请日期2012年5月21日 优先权日2011年5月19日
发明者A.科西亚托, L.斯卡沃恩 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司