用于控制多缸内燃机的方法和装置制造方法及图纸

多缸火花点火式内燃机包括：被监测气缸和多个未被监测气缸、设置为用于监测被监测气缸中的缸内压力的压力传感器，和旋转位置传感器。控制器与压力传感器、旋转位置传感器和火花控制器通信。控制器在燃烧事件期间通过压力传感器监测被监测气缸的缸内压力，并基于期望火花正时和缸内压力确定第一火花正时。火花控制器基于最终火花正时控制被监测气缸的火花正时。控制器通过旋转位置传感器监测与被监测气缸和未被监测气缸相关的发动机转速和曲轴速度脉动，并基于发动机转速和曲轴速度脉动确定未被监测气缸的模态系数。

Method and device for controlling multi-cylinder internal combustion engine

The multi-cylinder spark ignition internal combustion engine includes the monitored cylinder and several non-monitored cylinders, the pressure sensor set to monitor the pressure in the monitored cylinder, and the rotary position sensor. The controller communicates with pressure sensor, rotary position sensor and spark controller. The controller monitors the cylinder pressure of the monitored cylinder through a pressure sensor during the combustion event, and determines the first spark timing based on the expected spark timing and the cylinder pressure. The spark controller controls the spark timing of the monitored cylinder based on the final spark timing. The controller monitors the engine speed and crankshaft speed fluctuations related to the monitored and unmonitored cylinders by rotating position sensors, and determines the modal coefficients of the unmonitored cylinders based on the engine speed and crankshaft speed fluctuations.

【技术实现步骤摘要】
用于控制多缸内燃机的方法和装置引言内燃机的操作得益于对气缸之间的燃烧加以平衡。
技术实现思路
描述了一种多缸火花点火式内燃机，其包括：被监测气缸和多个未被监测气缸；多个活塞，其设置在被监测气缸和未被监测气缸中并且连接到曲轴；压力传感器，其设置为用于监测被监测气缸中的缸内压力；旋转位置传感器，其设置为用于监测曲轴的旋转位置；火花点火系统，其包括与多个火花点火器通信的火花控制器，该火花点火器设置在被监测气缸和多个未被监测气缸中；以及控制器。控制器与压力传感器、旋转位置传感器和火花控制器通信。控制器包括一个指令集，该指令集可执行以通过压力传感器监测被监测气缸的燃烧事件期间被监测气缸的缸内压力，并基于期望火花正时和缸内压力确定被监测气缸的第一火花正时。火花控制器设置成基于最终火花正时控制被监测气缸的火花正时。控制器通过旋转位置传感器监测与被监测气缸和未被监测气缸相关的发动机转速和曲轴速度脉动，并基于发动机转速和曲轴速度脉动确定未被监测气缸的模态系数。本公开的一个方面包括：执行主分量分析以基于发动机转速和曲轴速度脉动确定未被监测气缸的模态系数。本公开的另一方面包括：通过压力传感器监测被监测气缸的燃烧事件期间被监测气缸的缸内压力，并基于缸内压力确定被监测气缸的燃烧事件的燃烧参数。本公开的另一方面包括：基于缸内压力确定用于被监测气缸的燃烧事件的燃烧参数，基于燃烧参数和燃烧参数的期望状态确定第一误差项，基于第一误差项确定燃烧参数的控制点，基于发动机操作点确定被监测气缸的期望火花正时，以及基于期望火花正时和燃烧参数的控制点确定被监测气缸的最终火花正时。本公开的另一方面包括确定燃烧参数，其包括：确定与参数相关联的曲柄角，该参数与气缸充气的质量燃烧分数点相关联。本公开的另一方面包括：与气缸充气的质量燃烧分数点相关联的参数是与气缸充气的50％质量燃烧分数点相关联的曲柄角。本公开的另一方面包括一种用于控制多缸火花点火式内燃机的方法，该内燃机包括被监测气缸和多个未被监测气缸，其中设置压力传感器以监测被监测气缸中的缸内压力。结合附图，本专利技术的上述特征和优点以及其他特征和优点从以下对一些最佳模式的详细描述和用于执行如所附权利要求中限定的本教导的其他实施例中是显而易见的。附图说明现在将参考附图，通过示例描述一个或多个实施例，附图中：图1示意性地示出了根据本专利技术的多缸直接燃料喷射、火花点火式内燃机和相关的发动机控制器；图2示意性地示出了根据本专利技术的火花控制例程，其用于控制参考图1所描述的多缸火花点火式内燃机的实施例中的火花正时，其中通过单个缸内压力传感器和曲轴旋转位置传感器监测燃烧；图3图示了根据本专利技术的相对于超过720度曲轴旋转的发动机曲柄角的曲轴速度，其中相对于曲轴转动位置来表示曲轴速度的大小，该曲轴转动位置与发动机的实施例的操作相关联，参考图1对该实施例进行了描述；图4图示了根据本专利技术的与发动机实施例的操作相关联的增量曲轴速度相对于发动机曲柄角的大小，参考图1对该实施例进行了描述；图5图示了根据本专利技术的基于相对于发动机曲柄角的各个气缸的增量曲轴速度的多个主分量矢量；图6图示了根据本专利技术的基于主分量矢量的大小的被监测气缸和未被监测气缸的目标模态主分量(PC-1)系数；和图7图示了根据本专利技术的目标模态主分量(PC-1)系数与每个气缸的校正后燃烧参数状态之间的关系。应当理解，附图不一定按比例绘制，而是呈现如本文所公开的本公开的各种优选特征的略微简化的表示，该各种优选特征包括例如特定尺寸、方向、位置和形状。与这些特征相关的细节将部分地由特定的预期应用和使用环境所确定。具体实施方式如本文所描述和示出的，所公开的实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下详细描述并非旨在限制所要求保护的本公开的范围，而是仅代表其可能的实施例。另外，尽管在以下描述中阐述了许多具体细节以便提供对本文公开的实施例的透彻理解，但是可以在没有这些细节中的一些的情况下实践一些实施例。此外，为了清楚起见，没有详细描述相关领域中熟知的某些技术材料，以避免不必要地模糊本公开。参照附图，其中相同的附图标记在若干附图中对应于相同或相似的部件，与本文公开的实施例一致的图1示意性地示出了可设置在车辆中以提供推进动力的多缸直接燃料喷射、火花点火式内燃机(发动机)10和相关联的发动机控制器20。车辆可以包括但不限于商用车辆、工业车辆、农用车辆、乘用车辆、飞机、船只、火车、全地形车辆、个人移动装置、机器人等形式的用以实现本公开目的的移动平台。发动机10包括多个气缸，包括气缸111、气缸212、气缸313和气缸414。发动机10布置成如图所示的直列式配置，但是可以配置成V配置、W配置或本公开范围内的其他配置。气缸11、12、13和14中的每一个包括缸内燃料喷射器，该燃料喷射器设置成将燃料喷射到相应的燃烧室中。喷射的燃料与进气和再循环废气结合形成气缸充气。气缸11、12、13和14中的每一个包括缸内火花点火器，其电连接到火花控制器22，并设置成点燃相应的气缸充气。气缸11、12、13和14中的每一个具有可滑动地设置在其中的活塞，其中活塞通过连杆与可旋转的曲轴16连接。通过旋转位置传感器18监测曲轴16的旋转位置并因而监测旋转速度。旋转位置传感器18可以是编码器装置，例如霍尔效应传感器，其产生针对曲轴16的旋转增量的信号。在一个实施例中，编码器信号与曲轴16的6度旋转相关联。压力传感器15设置成动态地监测在每个燃烧事件期间由于气缸充气的点火而在一个气缸(即气缸111)中产生的气缸内压力，并且在本文中被称为“被监测气缸”。不监测其他气缸(例如气缸12、13和14)的缸内压力，因而这些其他气缸在本文中被称为“未被监测气缸”。火花控制器22、旋转位置传感器18和压力传感器15与控制器20通信。术语“控制器”和诸如控制模块、模块、控制、控制单元、处理器和类似术语等相关术语，是指专用集成电路(ASIC)、电子电路、中央处理单元的一种或多种组合，例如，存储器和存储设备形式的微处理器和相关的非暂时性存储器组件(只读、可编程只读、随机访问、硬盘驱动器等)。非暂时性存储器组件能够存储机器可读指令，且其形式为一个或多个软件或固件程序或例程、组合逻辑电路、输入/输出电路和设备、信号调节和缓冲电路，以及可以由一个或多个处理器访问以提供所描述的功能的其他组件。输入/输出电路和设备包括模拟/数字转换器和监测来自传感器的输入的相关设备，以预设的采样频率监测这些输入，或响应于触发事件而监测这些输入。软件、固件、程序、指令、控制例程、代码、算法和类似术语表示包括校准表和查找表的控制器可执行指令集。每个控制器执行控制例程以提供期望的功能。例程可以按照有规律的时间间隔执行，例如，在进行中的操作期间每100微秒执行一次。或者，可以响应于触发事件的发生来执行例程。控制器之间的通信以及控制器、致动器和/或传感器之间的通信可以使用直接有线点对点链路、网络通信总线链路、无线链路或其他合适的通信链路来实现。通信包括以合适的形式交换数据信号，该合适的形式包括例如经由导电介质的电信号、经由空气的电磁信号、经由光波导的光信号等。数据信号可包括表示来自传感器的输入、致动器命令和控制器之间的通信的离散、模拟或数字化模拟信号。术语“信号本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于控制多缸火花点火式内燃机的方法，所述多缸火花点火式内燃机包括被监测气缸和多个未被监测气缸，其中缸内压力传感器设置在所述被监测气缸中，所述方法包括：在所述被监测气缸的燃烧事件期间，通过所述压力传感器监测所述被监测气缸的缸内压力；基于期望火花正时和所述缸内压力确定所述被监测气缸的第一火花正时；基于所述第一火花正时控制所述被监测气缸的火花正时；通过旋转位置传感器监测与所述被监测气缸和所述未被监测气缸相关的发动机转速和曲轴速度脉动；基于所述发动机转速和所述曲轴速度脉动确定所述未被监测气缸的模态系数；基于所述模态系数确定所述未被监测气缸的系数误差；基于所述系数误差执行平衡控制以确定所述未被监测气缸中的每一个的火花正时调节量；基于所述期望火花正时和所述相应的火花正时调节量确定所述未被监测气缸的最终火花正时；和基于所述相应的最终火花正时控制所述未被监测气缸中的每一个的火花正时。

【技术特征摘要】
2017.12.08 US 15/8361831.一种用于控制多缸火花点火式内燃机的方法，所述多缸火花点火式内燃机包括被监测气缸和多个未被监测气缸，其中缸内压力传感器设置在所述被监测气缸中，所述方法包括：在所述被监测气缸的燃烧事件期间，通过所述压力传感器监测所述被监测气缸的缸内压力；基于期望火花正时和所述缸内压力确定所述被监测气缸的第一火花正时；基于所述第一火花正时控制所述被监测气缸的火花正时；通过旋转位置传感器监测与所述被监测气缸和所述未被监测气缸相关的发动机转速和曲轴速度脉动；基于所述发动机转速和所述曲轴速度脉动确定所述未被监测气缸的模态系数；基于所述模态系数确定所述未被监测气缸的系数误差；基于所述系数误差执行平衡控制以确定所述未被监测气缸中的每一个的火花正时调节量；基于所述期望火花正时和所述相应的火花正时调节量确定所述未被监测气缸的最终火花正时；和基于所述相应的最终火花正时控制所述未被监测气缸中的每一个的火花正时。2.根据权利要求1所述的方法，包括：基于所述发动机转速和所述曲轴速度脉动执行主分量分析以确定所述未被监测气缸的所述模态系数。3.根据权利要求1所述的方法，还包括：基于所述缸内压力确定所述被监测气缸的所述燃烧事件的燃烧参数。4.根据权利要求3所述的方法，其中基于所述期望火花正时和所述缸内压力确定所述被监测气缸的所述第一火花正时包括：基于所述燃烧参数和所述燃烧参数的期望状态确定第一误差项；基于所述第一误差项确定所述燃烧参数的控制点；基于发动机操作点确定所述被监测气缸的所述期望火花正时；和基于所述期望火花正时和所述燃烧参数的所述控制点确定所述被监测气缸的所述第一火花正时。5.根据权利要求3所述的方法，其中确定所述被监测气缸的所述燃烧事件的所述燃烧参数包括：确定与参数相关联的曲柄角，所述参数与气缸充气的质量燃烧分数点相关联。6.根据权利要求5所述的方法，其中与所述气缸充气的所述质量燃烧分数点相关联的所述参数包括与所述气缸充气的50％质量燃烧分数点相关联的曲柄角。7.一种用于控制多缸火花点火式内燃发动机的方法，所述多缸火花点火式内燃发动机包括被监测气缸和多个未被监测气缸，其中设置压力传感器以监测所述被监测气缸中的缸内压力，所述方法包括：在所述被监测气缸的燃烧事件期间，通过所述压力传感器监测所述被监测气缸的缸内压力；基于期望火花正时和所述缸内压力确定所述被监测气缸的第一火花正时；基于所述第一火花正时控制所述被监测气缸的火花正时；通...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜俊模，赵俊峰，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US