用于确定热状态的方法和系统技术方案

提供了用于确定包括流体导管的热系统的温度的系统和方法。传感器监测温度的当前状态。控制器从传感器接收代表当前状态的信号；确定流体导管中的流量；确定热系统的噪声协方差；处理热系统的热模型；在当前状态之后的一时间处预测参数的下一步状态；并且至少部分地基于噪声协方差来校正下一步状态，从而得到校正后的下一步状态。

【技术实现步骤摘要】
用于确定热状态的方法和系统
本公开总体上涉及热系统，更具体地涉及推进系统热状态的基于模型的虚拟感测，以改善对燃烧过程的控制。
技术介绍
在系统控制中，进行确定的能力受到限制，例如因为可用的输入不够完美。当无法达到理想的粒度时，确定可能会导致控制水平低于最佳。这可能是因为参数的测量受到许多限制，比如传感器提供不同程度的精度。而且，在某些应用中，参数状态实际上并未测量。在某些情况下，获取测量值并非具有成本效益，并且在其他情况下，传感器可能无法实际放置在适用控制方案的最佳关注位置。在涉及内燃发动机的应用中，冷却剂温度传感器通常可用于提供可用于进行控制确定的输入。然而，被控制的活动包括发动机气缸内的燃烧。冷却液温度仅间接指示气缸内发生的燃烧过程遇到的热工况。气缸内的温度在燃烧循环中迅速变化，燃烧循环涉及环境空气和燃料被吸入气缸、然后压缩、燃烧以及排出空气/燃料混合物。通常不直接知道限定燃烧室的发动机缸体和缸盖的温度。然而，这些温度比冷却系统中的冷却剂温度对燃烧反应的影响更大。例如，当指示发动机运行变化比如冷启动和燃烧模式之间的变化时，为了获得所需的控制响应，气缸温度是重要因素。在确定空气和燃料输送的比例和量、点火正时及其他因素以实现最佳效率时，更相关的信息将很有用。因此，期望提供在进行控制确定时用于确定更多有用信息的方法和系统。例如，期望用于内燃发动机的控制的改进的温度信息。此外，结合附图以及前述
和
技术介绍
，根据随后的详细描述和所附权利要求，本专利技术的其他期望的特征和特性将变得显而易见。r>
技术实现思路
许多实施例包括用于确定包括流体导管的热系统的温度的系统和方法。一种用于确定温度的系统包括传感器，其设置成监测热系统的参数的当前状态。控制器配置成：从传感器接收代表当前状态的信号；确定流体导管中的流量；确定热系统的噪声协方差；处理热系统的热模型；在当前状态之后的一时间处预测参数的下一步状态；并且至少部分地基于噪声协方差来校正下一步状态，从而得到校正后的下一步状态。在另外的实施例中，控制器还配置为基于校正后的下一步状态来控制内燃发动机的操作。在另外的实施例中，传感器配置为监测流体导管中的冷却剂的冷却剂温度。控制器配置成使用冷却剂温度来确定内燃发动机的壁温度。在另外的实施例中，至少一个阀配置成控制通过流体导管的分支的流量。控制器配置成基于阀的位置来确定分支中的流量。在另外的实施例中，控制器配置为使用卡尔曼滤波器方法来校正预测的下一步状态。在另外的实施例中，热系统包括用于推进系统的冷却系统。控制器配置为基于代表在时间k-1处的推进系统的运行状态的系统输入并使用非线性模型来预测下一步状态。这使用在时间k处采样的当前状态的测量来校正预测的下一步状态。在另外的实施例中，控制器配置成确定传感器的可靠性并且校正将可靠性考虑在内的预测的下一步状态。在另外的实施例中，控制器配置为确定传感器是否不可靠，以及当传感器不可靠时，在不使用当前状态的情况下预测下一步状态。在另外的实施例中，致动器配置为控制流量。控制器配置为通过基于流量模型和来自致动器的反馈的估计来确定流量。在另外的实施例中，控制器配置为由使用温度测量、预测的下一步状态、线性化的模型参数以及噪声协方差的卡尔曼滤波器观察器来校正下一步状态，从而得到校正后的下一步状态。在许多另外的实施例中，一种确定热系统的参数的状态的方法包括由控制器并基于流量模型和致动器反馈来估计热系统中的分支流量。控制器使用估计的分支流量来确定热系统中传感器的噪声协方差水平。控制器处理热模型并基于热模型来预测热系统的参数的下一步状态。控制器至少部分地基于噪声协方差来校正下一步状态。控制器基于校正后的下一步状态来操作至少一个致动器。在另外的实施例中，控制器基于卡尔曼滤波器观察器、温度测量、预测的下一步状态、线性化的模型参数以及噪声协方差来确定校正后的下一步状态。在另外的实施例中，控制器基于校正后的下一步状态来操作内燃发动机。在另外的实施例中，传感器监测流体导管中的冷却剂的冷却剂温度。控制器使用冷却剂温度来确定内燃发动机的气缸周围的壁的壁温度。在另外的实施例中，阀控制通过流体导管的分支的流量。基于阀的位置，控制器确定分支中的流量。在另外的实施例中，控制器使用代表在时间k-1处的推进系统的运行状态的系统输入和热系统的非线性模型来预测下一步状态。使用在时间k处采样的当前状态的测量来校正下一步状态。在另外的实施例中，控制器确定传感器是否不可靠。当确定传感器不可靠时，预测下一步状态，而无需考虑当前状态。在另外的实施例中，致动器控制流量。控制器基于流量模型和来自致动器的反馈来确定流速。通过控制器处理使用温度测量、下一步状态预测、线性化模型参数以及噪声协方差的卡尔曼滤波器观察器来预测所预测的下一步状态。在多个另外的实施例中，一种确定推进系统的热系统的温度的下一状态的方法包括通过传感器监测热系统的当前状态温度。控制器基于流量模型和致动器反馈来估计热系统中的分支流量。控制器使用估计的分支流量确定传感器的可靠性，并基于确定的可靠性将噪声协方差水平分配给传感器。基于热模型，预测温度的下一步状态。控制器至少部分地基于噪声协方差来校正下一步状态。控制器基于温度的校正后的下一步状态来操作至少一个致动器。附图说明在下文中将结合以下附图描述示例性实施例，其中相同的标号表示相同的元件，并且其中：图1是根据各种实施例的具有用于确定热状态的系统的车辆推进系统的热系统的示意图；图2是根据各种实施例的用于图2的推进系统的控制系统的示意图；图3是根据各种实施例的用于确定图1的热状态的系统的功能框图；图4是根据各种实施例的示出可以使用图1和2的系统执行的用于确定热状态的过程的流程图；以及图5是根据各种实施例的噪声协方差与传感器上的估计流量的曲线图，表明了传感器的可靠性。具体实施方式以下详细描述本质上仅是示例性的，并不旨在限制应用和使用。此外，无意受在前述
、
技术介绍
、
技术实现思路
或以下详细描述中提出的任何明示或暗示的理论约束。如本文所用，术语模块是指单独或以任何组合的任何硬件、软件、固件、电子控制部件、处理逻辑和/或处理器设备，包括但不限于：专用集成电路(ASIC)、电子电路、执行一个或多个软件或固件程序的处理器(共享、专用或成组)和存储器、组合逻辑电路和/或提供所描述功能的其他合适部件。这里可以根据功能和/或逻辑块部件以及各种处理步骤来描述本公开的实施例。应当理解，可以通过配置为执行指定功能的任何数量的硬件、软件和/或固件部件来实现这样的块部件。例如，本公开的实施例可以采用各种集成电路部件，例如存储器元件、数字信号处理元件、逻辑元件、查找表等，其可以在一个或多个微处理器或其他控制设备的控制下执行各种功能。另外，本领域技术人员将理解，可以结合任何数量的转向系统来实践本公开的实施例，并且本文描述的车辆系统仅仅是本公开的一个示例实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于确定温度的系统，包括：/n热系统，其包括流体导管；/n传感器，其设置成监测热系统的参数的当前状态；以及/n控制器，其配置成：/n从传感器接收代表当前状态的信号；/n确定流体导管中的流量；/n确定热系统的噪声协方差；/n处理热系统的热模型；/n在当前状态之后的一时间处预测参数的下一步状态；并且/n至少部分地基于噪声协方差来校正下一步状态，从而得到校正后的下一步状态。/n

【技术特征摘要】
20190604 US 16/431,1991.一种用于确定温度的系统，包括：
热系统，其包括流体导管；
传感器，其设置成监测热系统的参数的当前状态；以及
控制器，其配置成：
从传感器接收代表当前状态的信号；
确定流体导管中的流量；
确定热系统的噪声协方差；
处理热系统的热模型；
在当前状态之后的一时间处预测参数的下一步状态；并且
至少部分地基于噪声协方差来校正下一步状态，从而得到校正后的下一步状态。


2.根据权利要求1所述的系统，还包括内燃发动机，其中，所述控制器还配置为基于校正后的下一步状态来控制内燃发动机的操作。


3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述传感器配置为监测流体导管中的冷却剂的冷却剂温度，并且其中，所述控制器配置为使用该冷却剂温度来确定内燃机的壁温度。


4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制器配置为使用卡尔曼滤波器方法来校正预测的下一步状态。


5.根据权利要求4所述的系统，包括推进系统，其中，所述热系统包括用于所述推进系统的冷却系统，其中，所述控制器配置为基于代表在时间k-1处的推进系统的运行状态的系统输入并使用非线性模型来预...

【专利技术属性】
技术研发人员：J陈，DE爱德华，Y胡，M孙，AJ海因泽恩，MA史密斯，
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