[发明专利]估计在发动机循环期间何时在汽缸内燃烧预定百分比的燃料的系统和方法

说明书

根据本公开的系统包括第一曲轴转角模块、第二曲轴转角模块和火花控制模块。第一曲轴转角模块基于第一汽缸中的压力确定发动机的第一汽缸中预定百分比的燃料燃烧时的发动机的第一曲轴转角。第二曲轴转角模块基于第一汽缸中的压力和第二汽缸中的压力确定第一曲轴转角和发动机的第二汽缸中预定百分比的燃料燃烧时的发动机的第二曲轴转角之间的关系。火花控制模块基于第一曲轴转角调节第一汽缸的火花正时，并且基于第一和第二曲轴转角之间的关系调节第二汽缸的火花正时。

技术领域

本公开涉及内燃机，更具体地涉及用于使用主成分分析来估计在发动机循环期间何时在汽缸内燃烧预定百分比的燃料以及基于预定百分比控制汽缸的火花正时的系统和方法。

背景技术

在此提供的背景技术描述是为了大体上呈现本公开的背景。当前署名的发明人的工作就其在该背景部分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。

燃烧定相或当汽缸中的燃烧发生时的发动机循环中的时间影响汽缸产生其峰值扭矩的时间。汽缸的燃烧定相的特征可在于汽缸燃烧汽缸中的50％燃料时的曲轴转角，其可称为曲轴转角50(CA50)。为了控制每个汽缸产生其峰值扭矩的时间并且由此平衡发动机，发动机控制系统控制发动机的每个汽缸的CA50。

发动机控制系统通过调节汽缸的火花正时来控制汽缸的CA50，以最小化期望CA50与估计CA50之间的差值。通过测量发动机循环期间汽缸中的压力以及基于所测量汽缸压力确定由于发动机循环期间汽缸中的燃烧而释放的总热量，发动机控制系统估计汽缸的CA50。汽缸的CA50可约等于释放50％总热量时的曲轴转角。因此，发动机控制系统基于所释放的总热量和放热率确定释放50％总热量时的曲轴转角，并且将CA50设定为等于所确定曲轴转角。

用上述方式估计发动机的每个汽缸的CA50需要每个汽缸中的压力传感器并且涉及大量计算负担，在控制每个汽缸的CA50时这将导致不佳响应时间。不佳响应时间降低了CA50控制的有效性，这将导致汽缸不平衡，并且由此降低燃料效率以及降低车辆耐用性和驾驶性。此外，对每个汽缸中的压力传感器的需求增加了制造成本并且可导致可靠性问题。

发明内容

根据本公开的系统包括第一曲轴转角模块、第二曲轴转角模块和火花控制模块。第一曲轴转角模块基于第一汽缸中的M压力确定发动机第一汽缸中的预定百分比的燃料燃烧时的发动机的第一曲轴转角。第二曲轴转角模块基于第一汽缸中的N压力和第二汽缸中的N压力确定第一曲轴转角与发动机第二汽缸中的预定百分比的燃料燃烧时的发动机的第二曲轴转角之间的关系。M和N是大于1的整数。火花控制模块基于第一曲轴转角调节第一汽缸的火花正时，并且基于第一、第二曲轴转角之间的关系调节第二汽缸的火花正时。

从详细描述、权利要求和附图中，本公开的进一步应用领域将变得显而易见。详细描述和具体示例仅仅出于示例目的，并不旨在限制本公开的范围。

附图说明

从该详细描述和附图中，本公开将变得更易理解，其中：

图1是根据本公开的原理的示例性发动机系统的功能框图；

图2是根据本公开的原理的示例性控制系统的功能框图；

图3是根据本公开的原理的示出用于控制火花正时的第一实例方法的流程图；

图4至图6是根据本公开的原理的示出示例性汽缸压力信号、示例性放热率信号和放热信号的曲线图；

图7是根据本公开的原理的示出用于控制火花正时的第二示例性方法的流程图；

图8至图12是根据本公开的原理的示出示例性汽缸压力信号、示例性主成分(PC)模式信号和示例PC系数的曲线图；