过渡状态过程中的发动机燃烧相位控制制造技术

一种发动机组件包括具有发动机缸体的发动机，该发动机缸体具有至少一个汽缸。曲轴为可移动的，以限定从由该汽缸限定的孔轴线到由该曲轴限定的曲柄轴线的多个曲柄角度。该多个角度包括对应于由该汽缸接收的待燃烧的燃料的50％的曲柄角度(CA50)。控制器被操作性地连接至该发动机且具有处理器和有形的、非暂时性存储器，在该存储器上记录有用于执行用于控制过渡状态过程中发动机中的燃烧相位的方法的指令。该控制器被编程成用于通过在有形的、非暂时性存储器中储存至少一个燃烧相位参数来生成学习表。在所述过渡状态过程中，至少部分地基于所述学习表来控制燃烧相位。

Phase control of engine combustion in transition state

An engine assembly includes an engine having an engine cylinder body having at least one cylinder. The crankshaft is movable to define a plurality of crank angles from the hole axis defined by the cylinder to the crank shaft defined by the crankshaft. The multiple angles include a crank angle (CA50) corresponding to 50% of the fuel to be burned by the cylinder. The controller is operatively connected to the engine and has a processor and a tangible, non temporary memory on which an instruction is used to perform a method for controlling the combustion phase in the engine during the transition state. The controller is programmed to generate a learning table by storing at least one combustion phase parameter in a physical and non temporary memory. In the transition state process, at least part of the learning table is used to control the combustion phase.

【技术实现步骤摘要】
过渡状态过程中的发动机燃烧相位控制引言本专利技术通常涉及过渡状态过程中发动机中的燃烧相位控制。用于最优燃烧相位的控制补偿量针对不同的特定发动机中的汽缸可发生变化。不同的操作状态也需要变化的控制补偿量。由于过渡操作过程中快速变化的转矩请求，确定最优的燃烧相位控制是有挑战性的。
技术实现思路
发动机组件包括具有发动机缸体的发动机，其具有至少一个汽缸以及至少一个在该汽缸之内可移动的活塞。曲轴为可移动的，以限定从由汽缸限定的孔轴线到由曲轴限定的曲柄轴线的多个曲柄角度。该多个曲柄角度包括对应于由汽缸接收的待燃烧的燃料的50％的曲柄角度(CA50)。控制器被操作性地连接至发动机，且具有处理器和有形的、非暂时性存储器，在该存储器上记录有用于执行用于控制过渡状态过程中的发动机的方法。通过处理器来执行指令引起控制器来确定该发动机是否处于稳定状态。控制器被编程成用于确定曲柄角度(CA50)以及测得的空气燃料比是否每个都充分接近各自的预定目标。倘若发动机处于稳定状态且曲柄角度(CA50)以及测得的空气燃料比均都充分接近各自的预定目标，则然后该控制器被编程成用于通过在有形的、非暂时性存储器中储存至少一个燃烧相位参数来生成学习表。在过渡状态过程中，至少部分地基于该学习表来控制发动机。该组件包括配置成用于获取汽缸的压力读数的至少一个汽缸压力传感器。该控制器包括闭环控制单元，该闭环控制单元被配置成用于至少部分地基于来自汽缸压力传感器的反馈来确定致动器命令。通过汽缸压力传感器与闭环控制单元之间的反馈回路可做出至期望的燃烧相位的连续调节。该过渡状态的特征在于：做出快速变化的转矩请求至控制器，以使得该闭环控制单元未能收敛于有限结果，即，达到有限解。闭环控制单元可以为比例-积分(PI)控制单元。燃烧相位参数可包括火花调节因子。火花调节因子可被表示为对火花正时的调节。火花正时可被表示为在燃烧上止点之前的曲柄度。燃烧相位参数可包括喷射正时因子。喷射正时因子可被表示为对曲柄角度的调节，相对于压缩冲程的TDC，并代表燃料开始喷射的时刻。发动机的特征在于发动机速度和发动机负载。燃烧相位参数至少部分地储存为发动机速度、发动机负载和有效温度的函数。有效温度可以为发动机冷却剂温度和发动机进气温度的加权和。确定发动机是否处于稳定状态包括：均在预定数目的发动机事件中，确定发动机速度是否处于预定速度范围之内以及发动机负载是否处于预定负载范围之内。在一个实例中，发动机事件的预定数目为20，且预定速度范围为+20RPM且预定负载范围为约1与2毫克之间。至少一个致动器被操作性地连接至发动机，且被配置成用于控制火花调节因子和喷射正时因子中的至少一个。控制器还被编程成用于至少部分地基于学习表和一组标称校准值来获取用于致动器的致动器命令。在过渡状态过程中，学习表被配置为该组标称校准值的前馈项。当结合附图，从以下用于实践本专利技术的最佳模式的详细说明可以更容易地理解本专利技术的以上特点和优势以及其它特点和优势。附图说明图1是发动机组件的示意性局部视图；图2是控制图1的发动机组件中的燃烧相位的方法的流程图；图3是实施图2的方法的控制结构的框图；以及图4是示出了x轴为发动机事件且y轴为发动机曲柄角度的曲线图。具体实施方式参考附图，其中，相同的附图标记指示相同的部件，图1示意性地示出了具有发动机组件12的装置10。装置10可以为移动平台，例如，但不限于，标准客车、运动型多功能车、轻型卡车、重型负载车辆、ATV、小型货车、公交车、运输交通工具、自行车、机器人、农具、运动相关设备、船只、飞机、火车或其它运输装置。装置10可采取许多不同的形式，并包括多个和/或另外的部件和设施。发动机组件12包括内燃机14，在此称作为发动机14，用于燃烧空气燃料混合物，以便生成输出转矩。发动机组件12包括与发动机14相流体连通的进气歧管16。进气歧管16可被配置成用于从大气中接收新鲜空气。进气歧管16被流体地耦接至发动机14，且能够将空气引导至发动机14中。发动机组件12包括与发动机14相流体连通的排气歧管18，且能够从发动机14接收废气。参考图1，发动机14包括具有至少一个汽缸22的发动机缸体20。汽缸22具有限定汽缸孔26的内汽缸表面24。汽缸孔26沿着孔轴线28延伸。孔轴线28沿着汽缸孔26的中心延伸。活塞30定位在汽缸22内部。活塞30被配置成用于在发动机循环过程中在汽缸22内部沿着孔轴线28移动或往复运动。发动机14包括枢转地连接至活塞30的杆32。由于杆32与活塞30之间的枢转连接，在活塞30沿着孔轴线28移动时，杆32相对于孔轴线28的定向发生变化。杆32被枢转地耦接至曲轴34。因此，杆32的移动(该移动由活塞30的移动引起)引起曲轴24绕着它的中心36旋转。紧固件38，例如销，将杆32可移动地耦接至曲轴34。曲轴34限定在曲轴34的中心36与紧固件38之间延伸的曲柄轴线40。参考图1，曲柄角度42被限定为从孔轴线28到曲柄轴线40。随着活塞30沿着孔轴线28往复运动，由于曲轴34绕着它的中心36的旋转，曲柄角度42发生变化。因此，活塞30在汽缸22中的位置可以表示为曲柄角度42的形式。活塞30能够在汽缸22之内于上止点(TDC)位置(即，当活塞30的顶部位于线41处)与下止点(BDC)位置(即，当活塞30的顶部位于线43处)之间移动。TDC位置指代一位置，在该位置处，活塞30离曲轴34最远；而BDC位置指代一位置，在该位置处，活塞30离曲轴34最近。当活塞30处于TDC位置(参见线41)时，曲柄角度42可以为零(0)度。当活塞30处于BDC位置(参见线43)时，曲柄角度42可以为一百八十(180)度。期望的燃烧相位特征可在于对应于由汽缸22接收到的待燃烧的燃料的50％的曲柄角度42，此后称作为“CA50”，当活塞30位于上止点(TDC)位置之后。参考附图1，发动机14包括与进气歧管16和汽缸22均相流体连通的至少一个进气端口44。进气端口44允许气体，例如空气，从进气歧管16流进汽缸孔26。发动机14包括至少一个进气阀46，该进气阀能够控制进气歧管16与汽缸22之间的气体流动。每个进气阀46被部分地设置在进气端口44中，且能够相对于进气端口44沿着由双向箭头50指示的方向在闭合位置48与打开位置52(以虚线示出)之间移动。当进气阀46处于打开位置52时，气体，例如空气，能够通过进气端口44从进气歧管16流至汽缸22。当进气阀46处于闭合位置48时，气体，例如空气，被防止通过进气端口44在进气歧管16与汽缸22之间流动。第一凸轮相位器54可以控制进气阀46的运动。参考图1，发动机14可以从燃料喷射器56接收加压燃料。响应于来自控制器70的燃料命令(FC)，燃料喷射器56被配置成用于在特定时间喷射大量燃料。燃料喷射器56可以通过发动机14中的任何位置被采用，例如，端口燃料喷射和直接喷射。参考图1，至少一个汽缸22被操作性地连接至火花塞55。响应于来自控制器70的火花命令(SC)，火花塞55被配置成用于生成电火花，以便在特定时间点燃汽缸22中压缩的空气燃料混合物。将理解的是，发动机14可包括具有相应火花塞的多个汽缸。如以上所述，发动机14可燃烧空气燃料混合物，生成废气。发动机14还包括与排气歧管1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发动机组件，包括：包括发动机缸体的发动机，所述发动机缸体具有限定孔轴线的至少一个汽缸以及在所述至少一个汽缸中可移动的至少一个活塞；其中，所述至少一个汽缸被配置成用于接收燃料；其中，所述发动机包括限定曲柄轴线的曲轴，所述曲轴是可移动的，以限定从所述孔轴线到所述曲柄轴线的多个曲柄角度；其中，所述多个角度包括相应于由所述至少一个汽缸接收的待燃烧的燃料的50％的曲柄角度(CA50)；操作性地连接至所述发动机且具有处理器和有形的、非暂时性存储器的控制器，在所述存储器上记录有用于执行用于控制过渡状态过程中的燃烧相位的方法的指令；其中，由所述处理器进行的执行所述指令引起所述控制器：确定所述发动机是否处于稳定状态；确定所述曲柄角度(CA50)以及测得的空气燃料比是否每个都充分接近各自的预定目标；倘若所述发动机处于所述稳定状态且所述曲柄角度(CA50)以及所述测得的空气燃料比均都充分接近所述各自的预定目标，则然后通过在有形的、非暂时性存储器中储存至少一个燃烧相位参数来生成学习表；以及在所述过渡状态过程中，至少部分地基于所述学习表来控制所述发动机。

【技术特征摘要】
2017.01.12 US 15/4048781.一种发动机组件，包括：包括发动机缸体的发动机，所述发动机缸体具有限定孔轴线的至少一个汽缸以及在所述至少一个汽缸中可移动的至少一个活塞；其中，所述至少一个汽缸被配置成用于接收燃料；其中，所述发动机包括限定曲柄轴线的曲轴，所述曲轴是可移动的，以限定从所述孔轴线到所述曲柄轴线的多个曲柄角度；其中，所述多个角度包括相应于由所述至少一个汽缸接收的待燃烧的燃料的50％的曲柄角度(CA50)；操作性地连接至所述发动机且具有处理器和有形的、非暂时性存储器的控制器，在所述存储器上记录有用于执行用于控制过渡状态过程中的燃烧相位的方法的指令；其中，由所述处理器进行的执行所述指令引起所述控制器：确定所述发动机是否处于稳定状态；确定所述曲柄角度(CA50)以及测得的空气燃料比是否每个都充分接近各自的预定目标；倘若所述发动机处于所述稳定状态且所述曲柄角度(CA50)以及所述测得的空气燃料比均都充分接近所述各自的预定目标，则然后通过在有形的、非暂时性存储器中储存至少一个燃烧相位参数来生成学习表；以及在所述过渡状态过程中，至少部分地基于所述学习表来控制所述发动机。2.根据权利要求1所述的组件，其中，所述至少一个燃烧相位参数包括火花调节因子。3.根据权利要求1所述的组件，其中，所述至少一个燃烧相位参数包括喷射正时因子。4.根据权利要求1所述的组件，还包括：配置成用于获取所述至少一个汽缸的压力读数的至少一个汽缸压力传感器；其中所述控制器包括闭环控制单元，所述闭环控制单元被配置成用于至少部分地基于来自所述至少一个汽缸压力传感器的反馈来确定致动器命令；以及其中，所述过渡状态的特征在于：做出快速变化的转矩请求至所述控制器，以使得所述闭环控制单元未能收敛于有限结果。5.一种用于控制在过渡状态过程中的发动机组件的方法，所述发动机组件包括控制器、具有发动机缸体的发动机、和限定曲柄轴线的曲轴，所述发动机缸体具有限定孔轴线并被配置成用于接收燃料的至少一个汽缸，所述曲轴为可移动的，以限定从所述孔轴线到所述曲柄轴线的多个曲柄角度，所述方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：Y·胡，姜俊模，CF·常，P·M·奈特，
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