排气温度预测的方法技术

本发明专利技术涉及排气温度预测的方法。转矩请求模块基于驾驶员输入产生用于发动机的转矩请求。模型预测控制(MPC)模块：基于转矩请求识别多组可能目标值，每组可能目标值包括目标有效节流阀面积百分比；分别确定多组可能目标值的预测操作参数；分别确定多组可能目标值的成本值；基于成本值选择多组可能目标值中的一组；并且基于分别选择的一组可能目标值来设定目标值，该目标值包括整个节流阀的目标压力比。目标面积模块基于目标有效节流阀面积百分比比来确定节流阀的目标开度面积。节流阀致动器模块基于目标开度控制节流阀。

【技术实现步骤摘要】
排气温度预测的方法
本公开涉及内燃机，并且更具体地涉及用于车辆的发动机控制系统开发。
技术介绍
此处提供的背景描述的目的在于总体地呈现本公开的背景。当前署名的专利技术人的工作就其在该背景部分中所描述的以及在提交时可以不另外被作为是现有技术的多个方面的描述而言既不明确地也不隐含地被认可为是本公开的现有技术。内燃机在汽缸内燃烧空气和燃料混合物以驱动活塞，从而产生驱动转矩。进入发动机的空气流量经由节流阀调节。更具体地，该节流阀调整节流阀面积，从而增加或降低进入发动机的空气流量。随着节流阀面积增加，进入发动机中的空气流量增加。燃料控制系统调整燃料被喷射的速率以向汽缸提供期望空气/燃料混合物和/或实现期望转矩输出。增加被提供至汽缸的空气和燃料的量会增加发动机的转矩输出。在开发用于汽车生产的发动机时，必须对发动机进行校准以确保正确操作。部分认为正确操作是维护发动机硬件、特别是与排放有关的硬件的安全条件。每个特定的发动机校准是通过改变参数并将结果作为数据收集来测试几个操作参数的结果。例如，允许发动机在指定温度之外运行的操作参数的组合被认为对于发动机硬件是不安全的。因此，最终校准将不允许发动机在这些特定参数下操作。对于每个参数组合都会扩展测试，直到为发动机控制参数图收集足够的数据为止。不断重复测试每个可变操作参数会导致大量的测试时间，从而需要昂贵的测试设施和工时。虽然目前校准发动机的方法最初是成功的，但是校准器需要投入数百个工时和测功机测试单元小时以用于发动机映射所需的数据采集。因此，需要一种新的发动机校准方法，该方法效率更高并且需要更少的测试时间和小时来开发发动机校准。
技术实现思路
一种用于估计内燃机的排气温度的方法包括：获取已知燃料当量比(EQR)和已知火花正时(CA50偏移)的当前排气温度、将归一化温度比表面设定为当前排气温度、已知EQR和已知CA50偏移，以及基于归一化温度比表面提供由替代EQR和替代CA50偏移产生的预测排气温度。在本专利技术的另一个示例中，该方法包括提供等效EQR，该等效EQR与已知CA50偏移一起基于归一化温度比表面产生已知的排气温度极限。在本专利技术的又一个示例中，该方法包括提供等效CA50偏移，该CA50偏移与EQR一起基于归一化温度比表面产生已知的排气温度极限。在本专利技术的又一个示例中，获取已知EQR和已知CA50偏移的当前排气温度进一步包括获取已知燃料EQR和已知CA50的当前排气温度，其中已知EQR是实际空燃比与化学计量空燃比的比率。在本专利技术的又一个示例中，获取已知EQR和已知CA50偏移的当前排气温度进一步包括获取已知燃料EQR和已知CA50的当前排气温度，其中已知CA50偏移是与燃烧50％的空气/燃料质量的曲轴位置所成的曲轴度数。在本专利技术的又一个示例中，将归一化温度比表面设定为当前排气温度、已知EQR和已知CA50偏移进一步包括将归一化温度比表面设定为当前排气温度、已知EQR和已知CA50偏移，并且其中已知EQR是Lambda的倒数，该归一化温度比面(Z(I，J))由以下等式定义：Y(J)＝A*Lambda3+B*Lambda2+C*Lambda+DZ(I，J)＝Y(J)*(E*CA502+F*CA50+G)，并且A、B、C、D、E、F和G是发动机特有的常数。在本专利技术的又一个示例中，将归一化温度比表面设定为当前排气温度、已知EQR和已知CA50偏移进一步包括将归一化温度比表面设定为当前排气温度、已知EQR和已知CA50偏移，并且其中已知EQR是Lambda的倒数，该归一化温度比面(Z(I，J))由以下等式定义：Y(J)＝-5.1666*Lambda3+12.307*Lambda2-9.0429*Lambda+2.901Z(I，J)＝Y(J)*(1e-4*CA502+0.0048*CA50+1.0005)。在本专利技术的又一个示例中，将归一化温度比表面设定为当前排气温度、已知EQR和已知CA50偏移进一步包括将归一化温度比表面设定为当前排气温度、已知EQR和已知CA50偏移，并且其中归一化温度比是当前排气温度与当EQR＝1且CA50＝8.5时的排气温度的比率。通过参考以下描述和附图，本专利技术的其它目的、方面和优点将变得显而易见，其中相同的附图标记指代相同的部件、元件或特征。附图说明通过详细说明和附图将更完全地理解本公开，其中：图1是根据本公开的示例车辆系统的功能框图；图2是描绘归一化温度表面作为燃料比和火花点火正时的函数的三轴曲线图；并且图3是根据本公开的校准车辆系统的方法的功能框图。具体实施方式现在参考图1，提出示例性发动机系统100的功能框图。发动机系统100包括发动机102，其燃烧空气/燃料混合物以基于驾驶员输入模块104中的驾驶员输入产生用于车辆的驱动转矩。发动机102可为汽油火花点火内燃机。空气通过节流阀112被吸入至进气歧管110中。仅作为示例，节流阀112可包括具有可旋转叶片的蝶形阀。发动机控制模块(ECM)包括用于基于驾驶员和传感器输入来控制发动机操作的软件程序。ECM114控制节流阀致动器模块116，其调节该节流阀112的开度以控制吸入到进气歧管110中的空气的量。ECM114的软件程序包括由发动机校准器写入的逻辑代码。逻辑代码是决策制定算法，其从发动机、变速器和车辆上的若干传感器接收输入并将操作信号传达给控制动力系操作的各种致动器。进气歧管110中的空气被吸入至发动机102的汽缸中。虽然发动机102可包括多个汽缸，但是为了说明目的，示出单个代表性汽缸118。仅作为示例，发动机102可包括2、3、4、5、6、8、10和/或12个汽缸。ECM114可指示汽缸致动器模块120在如下文进一步讨论的某些发动机操作条件下选择性地停用一些汽缸，这可提高燃料经济性。发动机102可使用四冲程循环来操作。下文描述的四个冲程可被称为进气冲程、压缩冲程、燃烧冲程和排气冲程。在曲轴(未示出)的每次转动期间，四个冲程中的两个冲程发生在汽缸118内。因此，汽缸118要经历所有四个冲程必须有两次曲轴转动。在进气冲程期间，进气歧管110中的空气通过进气阀122被吸入至汽缸118中。ECM114控制燃料致动器模块124，其调节燃料喷射以实现期望的空燃比。燃料可在中心位置处或诸如靠近每个汽缸的进气阀122的多个位置处喷射至进气歧管110中。在各种实施方案(未示出)中，燃料可被直接喷射至汽缸中或喷射至与汽缸相关联的混合室中。燃料致动器模块124可停止向已停用的汽缸喷射燃料。喷射的燃料与空气混合并且在汽缸118中形成空气/燃料混合物。在压缩冲程期间，汽缸118内的活塞(未示出)压缩空气/燃料混合物。火花致动器模块126基于来自ECM114的信号激励汽缸118中的火花塞128，从而点燃空气/燃料混合物。可相对于当活塞在其最顶部位置(将被称为上止点(TDC))的时间指定火花的正时。火花致动器模块126可受指定TDC之前或之后多久才产生火花的正时信号控制。因为活塞位置直接与曲轴旋转有关，所以火花致动器模块126的操作可与曲轴角度同步。产生火花可称为点火事件。火花致动器模块126可具有改变每个点火事件的火花正时的能力。火花致动器模块126可能甚至在上一次点火事件与下一次点火事件之间改变火花正时的情况下改变下一个点本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于估计内燃机的排气温度的方法，所述方法包括：获取已知燃料当量比(EQR)和已知火花正时(CA50偏移)的当前排气温度；将归一化温度比表面设定为当前排气温度、所述已知EQR和所述已知CA50偏移，以及基于所述归一化温度比表面提供由替代EQR和替代CA50偏移产生的预测排气温度。

【技术特征摘要】
2017.06.01 US 15/6113811.一种用于估计内燃机的排气温度的方法，所述方法包括：获取已知燃料当量比(EQR)和已知火花正时(CA50偏移)的当前排气温度；将归一化温度比表面设定为当前排气温度、所述已知EQR和所述已知CA50偏移，以及基于所述归一化温度比表面提供由替代EQR和替代CA50偏移产生的预测排气温度。2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括提供等效EQR，所述EQR与所述已知CA50偏移一起基于所述归一化温度比表面产生已知的排气温度极限。3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括提供等效CA50偏移，所述等效CA50偏移与所述已知EQR一起基于所述归一化温度比表面产生已知的排气温度极限。4.根据权利要求1所述的方法，其中获取已知EQR和已知CA50偏移的当前排气温度进一步包括获取已知燃料EQR和已知CA50的当前排气温度，其中所述已知EQR是实际空燃比与化学计量空燃比的比率。5.根据权利要求1所述的方法，其中获取已知EQR和已知CA50偏移的当前排气温度进一步包括获取已知燃料EQR和已知CA50的当前排气温度，其中所述已知CA50偏移是与燃烧50％的空气/燃料质量的曲轴位置所成的曲轴度数。6.根据权利要求1所述的方法，其中将归一化温度比表面设定为所述当前排气温度、所述已知EQR和所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·F·丹尼尔斯，R·F·哈塔尔，
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