[发明专利]基于模型的瞬态燃料喷射正时控制方法

说明书

技术领域

本公开涉及直喷内燃发动机。

背景技术

本部分的陈述仅提供与本公开相关的背景信息，并可能不构成现有技术。

在预混合充量压缩点火（PCCI）发动机操作期间，自动点火燃烧依赖于气缸充量温度、充量成分、和进气阀关闭时的气缸压力。因此，发动机的控制输入必须被协调以确保这些关键气缸变量处于能够有效地实现自动点火燃烧的范围内，该控制输入例如为燃料量、燃料喷射正时、EGR阀打开位置、以及进气阀和排气阀轮廓。在这些输入中，可用于发动机的剩余气体的量和燃料喷射正时的开始是很重要的。可用的剩余气体量是慢反应参数，其使得瞬态状况难以控制而不产生过度的听觉燃烧噪声和扭矩输出不规则。

在PCCI燃烧期间，由稳态发动机校准来确定变量的控制。当稳态发动机操作被中断时，诸如在请求的扭矩瞬态或燃烧模式过渡期间，发动机被控制为在请求的操作状态下的新的稳态校准，该请求的操作状态是由新的操作员扭矩请求确定的。这种类型的控制不能够理解发动机致动器和相关联的控制参数可能具有不同的反应时间，其中剩余气体质量响应是最慢的。在小扭矩和燃烧模式过渡下，彼此反应时间足够接近，使得扭矩扰动和听觉燃烧噪声被最小化。在大的瞬态下，反应时间不能匹配变化率，导致失去对燃烧的控制，直到发动机致动器和相关联的控制参数反应时间能够响应。失去控制的时间段导致扭矩扰动和听觉燃烧噪声。当失去控制时，这还导致排放峰值，因为燃烧过程不再操作于操作参数内。

发明内容

本发明涉及一种用于控制直喷内燃发动机的方法，包括：监测内燃发动机操作参数；响应于所述发动机操作参数确定喷射的开始；监测包括剩余气体成分的进气流；监测排气流；监测燃料流；基于进气流、排气流和燃料流确定对应于进气流反应时间的时间常数；利用所述时间常数修改喷射的开始；以及利用所修改的喷射开始来操作发动机。

本发明还涉及以下技术方案。  

1. 一种用于控制直喷内燃发动机的方法，包括：

监测内燃发动机操作参数；

响应于所述发动机操作参数确定喷射的开始；

监测包括剩余气体成分的进气流；

监测排气流；

监测燃料流；

基于进气流、排气流和燃料流确定对应于进气流反应时间的时间常数；

利用所述时间常数修改喷射的开始；以及

利用所修改的喷射开始来操作发动机。  

2. 如技术方案1所述的方法，还包括检测来自操作员扭矩请求的快速瞬态；以及

其中，利用时间常数来修改喷射的开始在监测到快速瞬态后进行。  

3. 如技术方案1所述的方法，还包括检测来自操作员扭矩请求的快速瞬态；以及

其中，确定时间常数在监测到快速瞬态之后进行。  

4. 如技术方案1所述的方法，其中，确定喷射的开始包括参照查询表。  

5. 如技术方案1所述的方法，其中，监测包括剩余气体成分的进气流包括确定由内部排气再循环获得的进气流内的剩余气体成分。  

6. 如技术方案1所述的方法，其中，监测包括剩余气体成分的进气流包括确定由外部排气再循环获得的进气流内的剩余气体成分。  

7. 如技术方案1所述的方法，其中，利用时间常数修改喷射的开始包括闭环燃烧反馈控制。  

8. 如技术方案1所述的方法，其中，利用时间常数修改喷射的开始包括开环燃烧控制。  

9. 如技术方案1所述的方法，还包括：

监测发动机速度；以及

监测发动机的容积效率；

其中，确定对应于进气流反应时间的时间常数进一步基于发动机速度和发动机的容积效率。  

10. 如技术方案1所述的方法，其中，监测排气流包括利用排气传感器监测排气流内的排气分数。  

11. 一种用于控制直喷内燃发动机的方法，包括：

监测内燃发动机操作参数并响应于发动机操作参数而确定喷射的开始；

监测操作员扭矩请求并检测来自操作员扭矩请求的快速瞬态；

监测包括剩余气体成分的进气流；

监测排气流；

监测燃料流；

监测发动机速度；

监测发动机的容积效率；

在监测到快速瞬态之后，基于进气流、排气流、燃料流、发动机速度和发动机的容积效率来确定对应于进气流反应时间的时间常数；

在监测到快速瞬态后，利用时间常数来修改喷射的开始；以及