包括动态负载校正的发动机控制制造技术

内燃发动机可操作地与可变负载耦合，并且电子控制系统可操作地与所述内燃发动机耦合。所述电子控制系统被构造为接收发动机转速目标值、第一发动机转速反馈值和第二发动机转速反馈值。所述电子控制系统处理所述第一发动机转速反馈值和所述第二发动机转速反馈值以确定前馈校正值。所述前馈校正值被确定以针对因所述可变负载的变化造成的所述第二发动机转速反馈值与所述第一发动机转速反馈值之间的第一变化进行校正并区分所述第一变化和因所述内燃发动机的操作造成的第二变化。所述控制系统处理所述第一发动机转速反馈值目标、所述第二发动机转速反馈值和所述前馈校正值以确定发动机燃料加注命令并使用所述燃料加注命令来控制所述内燃发动机的燃料加注。

Engine Control Including Dynamic Load Correction

【技术实现步骤摘要】
包括动态负载校正的发动机控制
技术介绍
本申请总体涉及发动机控制，包括动态校正由内燃发动机驱动的负载的大小的变化。内燃发动机可以用于在包括可用于车辆、工作机器、建筑设备、采矿设备、泵送系统或发电系统(这里是举几个例子)的机械负载系统、液压负载系统、气动负载系统及其组合的多种工业应用中驱动可变负载。在一些操作状况下，由发动机驱动的负载的大小可以足够快速地变化，使得现有发动机控制过冲或欠冲目标或命令的发动机转速。在这种情况下，可能发生不期望的发动机操作状况，包括不期望的发动机噪音、加速或减速、以及扭矩或功率的变化。此外，一些工业发动机系统可以被配置为以固定发动机转速操作，并且可以在负载瞬变期间对发动机转速变化表现出显著的灵敏度。在一些示例应用中，发动机转速过冲大于小于150rpm和发动机转速欠冲大于250rpm可能引起操作员重点关注。因此，仍然非常需要通过依据本文公开的发动机负载和扭转振动而动态地校正来改善发动机响应的系统和方法。
技术实现思路
出于清楚地、简明地和准确地描述本公开的说明性实施方案、制造和使用本公开的说明性实施方案的方式和过程、以及使得能够实践、制造和使用本公开的说明性实施方案的目的，现将参考某些示例性实施方案，包括附图中所示的那些，并且将使用特定语言来对其进行描述。然而，应理解，由此不会产生对本专利技术的范围的限制，并且本专利技术包括并保护本领域的技术人员将想到的示例行实施方案的这种改变、修改和另外应用。公开了提供由内燃发动机驱动的负载的变化的动态校正的设备、系统和方法。某些示例性实施方案包括独特的发动机控制系统，其被构造为确定和校正由内燃发动机驱动的负载的大小的动态变化。某些示例性实施方案包括独特的发动机控制方法，其用于确定和校正由内燃发动机驱动的负载的大小的动态变化。某些示例性实施方案包括独特的发动机控制设备，其包括一个或多个电子控制系统部件，所述一个或多个电子控制系统部件被构造为确定和校正由内燃发动机驱动的负载的大小的动态变化。从以下描述和附图，另外的实施方案、形式、目的、特征、优点、方面和益处将变得显而易见。附图说明图1是示出示例性发动机系统的某些方面的示意图。图2A至图2D是示出在多个操作状况下随时间而变的某些发动机转速参数的变化的图。图3是示出示例性发动机控制的某些方面的框图。图4是示出示例性发动机控制过程的某些方面的流程图。图5是示出示例性发动机控制的某些方面的框图。图6是示出示例性发动机控制过程的某些方面的流程图。具体实施方式参考图1，示出了示例性发动机系统100的示意图，该示例性发动机系统100包括发动机102，诸如内燃发动机或内燃发动机和其它原动机部件的组合。发动机102被构造为输出扭矩以驱动可变负载141。可变负载141可以是高可变性负载，诸如液压负载、气动负载或机械负载，其可以经受施加在发动机102上的负载的快速变化。发动机102可以提供在各种工业机械系统中，包括例如非公路作业机(诸如挖掘机、装卸机和采矿托运卡车)、公路车辆系统、液压泵送系统、气动系统和发电系统。应了解，系统100的所示的实施方案仅是本公开设想的发动机系统的一个示例，并且设想包括附加或替代部件和特征的各种其它发动机系统以及不包括所示的实施方案的特征中的一个或多个的其它发动机系统。在所示的实施方案中，系统100包括涡轮增压器112，涡轮增压器112可操作地与发动机102的进气系统108和排气系统110联接。发动机102与进气系统108流体连通，增压空气通过进气系统108进入发动机102的进气歧管104，并且发动机102还与排气系统110流体连通，由燃烧产生的排气借助发动机102的排气歧管106通过排气系统110离开，应理解，并未示出这些系统的所有细节。发动机102包括形成燃烧室的多个气缸，燃料喷射器将燃料喷射到燃烧室中，以用通过进气歧管104进入的增压空气燃烧。由燃烧释放的能量经由连接到曲轴的活塞为发动机102提供动力。进气门控制增压空气进入气缸，并且排气门控制排气通过排气歧管106流出并最终地流向大气。涡轮增压器112可操作以在环境空气在增加的压力下进入发动机102的进气歧管104之前压缩环境空气。设想的是，在包括涡轮增压器112的发动机系统100中，涡轮增压器112可以包括可变几何形状涡轮增压器(VGT)、固定几何形状涡轮增压器、双涡轮增压器和/或多个涡轮增压器的串联或并联配置，以及其它涡轮增压器或机械增压器系统、装置和配置。所示的涡轮增压器112包括用于容纳轴承的轴承壳体112b和将联接到排气系统110的涡轮112a与联接到进气系统108的压缩机112c连接的轴。来自压缩机112c的空气被泵送通过进气系统108，通向进气歧管104，并且进入发动机102的气缸，以典型地在曲轴上产生扭矩。进气系统108包括增压后冷却器(CAC)114，其可操作以冷却提供给进气歧管104的增压流。设想的是，在某些实施方案中，CAC114可以包括增压空气冷却器旁路值，或CAC114可以完全不存在。例如，进气系统108和/或排气系统110还可以包括未示出的各种部件，诸如冷却器、阀、旁路、排气再循环(EGR)系统、进气节气门、排气节气门、EGR阀和/或压缩机旁通阀。发动机系统100还包括控制器130，控制器130被构造为执行某些操作并接收和解释来自发动机系统100的任何部件和/或传感器的信号。应了解，控制器130可以以各种形式和配置提供，包括形成处理子系统的整体或一部分的一个或多个计算装置，处理子系统具有存储计算机可执行指令、处理和通信硬件的非暂时性存储器。控制器130可以是单个装置或分布式装置，并且控制器130的功能可以由硬件或软件执行。控制器130与任何致动器、传感器、数据链路、计算装置、无线连接或其它装置通信，以能够执行任何所述的操作。处理逻辑可以被实现为模块，其可以由软件、硬件、人工智能、模糊逻辑或其任何组合在操作逻辑中实现为操作，或至少部分地由用户或操作员执行。在某些实施方案中，模块将软件机元素表示为在计算可读介质上编码的计算机程序，其中计算机在执行计算机程序时执行所述的操作。模块可以是跨装置分布的单个装置，和/或模块可以全部地或部分地与其它模块或装置分组。任何模块的操作可以全部地或部分地以硬件/软件或由其它模块执行。控制器130包括存储的数据值、常数和函数，以及存储在计算机可读介质上的操作指令。本文所述的示例性过程的任何操作可以至少部分地由控制器执行。执行类似的总体操作的其它分组被理解为在本申请的范围内。本文结合图2讨论控制器130操作的某些实施方案的更具体的描述。所示的操作被理解为仅是示例性的，并且操作可以被组合或划分、添加或移除，以及全部地或部分地重新排序。发动机系统100包括涡轮壳体温度传感器113、压缩机壳体温度传感器116和轴承壳体温度传感器118，每个可操作以向控制器130提供指示涡轮增压器112的每个相应壳体的温度的信号。发动机系统100另外包括质量空气流量(MAF)传感器120、环境空气温度传感器122、环境空气压力传感器124和进气压力传感器126，每个都与进气系统108流体连通。发动机系统100还包括与排气系统110流体连通的排气温度传感器128。本文所述的传感器不需要与进气系统108或排气系本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种系统，所述系统包括：内燃发动机，所述内燃发动机可操作地与可变负载耦合；以及电子控制系统，所述电子控制系统可操作地与所述内燃发动机耦合，所述电子控制系统包括控制部件组合，所述控制部件组合被构造为：接收发动机转速目标值、第一发动机转速反馈值和第二发动机转速反馈值，所述第二发动机转速反馈值是已滤波的发动机转速值；处理所述第一发动机转速反馈值和所述第二发动机转速反馈值以确定前馈校正值，所述前馈校正值针对因所述可变负载的变化造成的所述第二发动机转速反馈值与所述第一发动机转速反馈值之间的第一变化进行校正并区分所述第一变化与因所述内燃发动机在稳态下的操作造成的第二变化，处理所述发动机转速目标值、所述第二发动机转速反馈值和所述前馈校正值以确定燃料加注命令，以及使用所述燃料加注命令来控制所述内燃发动机的燃料加注。

【技术特征摘要】
2018.03.12 US 15/9181451.一种系统，所述系统包括：内燃发动机，所述内燃发动机可操作地与可变负载耦合；以及电子控制系统，所述电子控制系统可操作地与所述内燃发动机耦合，所述电子控制系统包括控制部件组合，所述控制部件组合被构造为：接收发动机转速目标值、第一发动机转速反馈值和第二发动机转速反馈值，所述第二发动机转速反馈值是已滤波的发动机转速值；处理所述第一发动机转速反馈值和所述第二发动机转速反馈值以确定前馈校正值，所述前馈校正值针对因所述可变负载的变化造成的所述第二发动机转速反馈值与所述第一发动机转速反馈值之间的第一变化进行校正并区分所述第一变化与因所述内燃发动机在稳态下的操作造成的第二变化，处理所述发动机转速目标值、所述第二发动机转速反馈值和所述前馈校正值以确定燃料加注命令，以及使用所述燃料加注命令来控制所述内燃发动机的燃料加注。2.如权利要求1所述的系统，其中所述控制部件组合包括：第一反馈控制部件，所述第一反馈控制部件被构造为响应于所述发动机转速目标值和所述第二发动机转速反馈值而确定发动机加速目标值，第二反馈控制部件，所述第二反馈控制部件被构造为响应于所述发动机加速目标值和发动机加速反馈值而确定发动机扭矩目标值，前馈控制部件，所述前馈控制部件被构造为处理所述第一发动机转速反馈值和所述第二发动机转速反馈值以确定所述前馈校正值，以及校正控制部件，所述校正控制部件被构造为使用所述前馈校正值来校正所述发动机扭矩目标值。3.如权利要求2所述的系统，其中所述校正控制部件被构造为通过将所述前馈校正值和所述发动机扭矩目标值相加来校正所述发动机扭矩目标值。4.如权利要求2所述的系统，其中所述前馈控制部件被构造为：确定发动机惯性值，确定所述第一发动机转速反馈值与所述第二发动机转速反馈值之间的净变化，使用凭经验预先确定的数据来确定所述第二变化，基于所述净变化和所述第二变化而确定所述第一变化，以及基于所述第一变化和所述发动机惯性值而确定所述前馈校正值。5.如权利要求1所述的系统，其中所述控制部件组合包括：第一反馈控制部件，所述第一反馈控制部件被构造为响应于所述第一发动机转速反馈值目标和所述第二发动机转速反馈值而确定发动机加速目标值，前馈控制部件，所述前馈控制部件被构造为处理所述第一发动机转速反馈值和所述第二发动机转速反馈值以确定所述前馈校正值，校正控制部件，所述校正控制部件被构造为响应于所述发动机加速目标值和所述前馈校正值而确定校正的发动机加速目标值，以及第二反馈控制部件，所述第二反馈控制部件被构造为响应于所述校正的发动机加速目标和发动机加速反馈值而确定发动机扭矩目标值。6.如权利要求5所述的系统，其中所述校正控制部件被构造为通过选择所述发动机加速目标和所述前馈校正值中的较大者来确定所述校正的发动机加速目标。7.如权利要求5所述的系统，其中所述前馈控制部件被构造为：确定所述第一发动机转速反馈值与所述第二发动机转速反馈值之间的净变化，使用凭经验预先确定的数据来确定所述第二变化，基于所述净变化和所述第二变化而确定所述第一变化，以及基于所述第一变化和所述第一反馈控制部件的输出而确定所述前馈校正值。8.一种方法，所述方法包括：操作电子控制系统以通过执行以下动作来控制耦合到可变负载的内燃发动机的操作：接收发动机转速目标值、第一发动机转速反馈值和第二发动机转速反馈值，所述第二发动机转速反馈值是已滤波的发动机转速值，处理所述第一发动机转速反馈值和所述第二发动机转速反馈值以确定前馈校正值，所述前馈校正值针对因所述可变负载的变化造成的所述第二发动机转速反馈值与所述第一发动机转速反馈值之间的第一变化进行校正并区分所述第一变化与因所述内燃发动机的操作造成的第二变化，处理发动机转速目标值、所述第二发动机转速反馈值和所述前馈校正值以确定发动机燃料加注命令，以及使用所述燃料加注命令来控制所述内燃发动机的燃料加注。9.如权利要求8所述的方法，其中操作所述电子控制系统的所述动作包括：响应于所述第一发动机转速反馈值目标和所述第二发动机转速反馈值而用第一反馈控制部件来确定发动机加速目标值，响应于所述发动机加速目标值和发动机加速反馈值而用第二反馈控制部件来确定发动机扭矩目标值，用前馈控制部件来处理所述第一发动机转速反馈值和所述第二发动机转速反馈值以确定所述前馈校正...

【专利技术属性】
技术研发人员：RL伯格斯特德特，R萨哈，MT布克斯，RG瓦罗，JI辛赫，BB马汉塔，
申请(专利权)人：卡明斯公司，
类型：发明
国别省市：美国,US