專(zhuān)利名稱(chēng)：燃油控制系統(tǒng)及其校準(zhǔn)方法、系統(tǒng)處理的模型的校準(zhǔn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)，更具體而言涉及校準(zhǔn)燃油控制模型，該燃油控制模型在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)和開(kāi)動(dòng)至運(yùn)行過(guò)渡工況期間調(diào)節(jié)到發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油。
背景技術(shù)：
內(nèi)燃機(jī)燃燒氣缸內(nèi)的燃油和空氣混合氣來(lái)驅(qū)動(dòng)活塞產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩。在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)期間，發(fā)動(dòng)機(jī)在包括點(diǎn)火開(kāi)關(guān)接通、開(kāi)動(dòng)、開(kāi)動(dòng)至運(yùn)行和運(yùn)行在內(nèi)的過(guò)渡模式中操作。點(diǎn)火開(kāi)關(guān)接通模式表示起動(dòng)過(guò)程，而發(fā)動(dòng)機(jī)在開(kāi)動(dòng)模式期間開(kāi)動(dòng)(即由起動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng))。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)被供油并且發(fā)生初次點(diǎn)火事件時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)操作過(guò)渡到開(kāi)動(dòng)至運(yùn)行模式。最后，當(dāng)所有氣缸發(fā)火并且發(fā)動(dòng)機(jī)速度高于閾值水平時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)渡到運(yùn)行模式。
在過(guò)渡的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)期間，對(duì)供油的精確控制在能夠進(jìn)行快速發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)和起動(dòng)時(shí)間(即過(guò)渡到運(yùn)行模式所用時(shí)間)內(nèi)減小變動(dòng)上起重要作用。傳統(tǒng)的過(guò)渡燃油控制系統(tǒng)未能足夠考慮損失的燃油并且未能檢測(cè)和改善過(guò)渡相位期間的不發(fā)火和不良起動(dòng)。另外，傳統(tǒng)的燃油控制系統(tǒng)不夠堅(jiān)固并且需要大量的校準(zhǔn)工作。

發(fā)明內(nèi)容
所以，本發(fā)明提供一種在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)和開(kāi)動(dòng)至運(yùn)行過(guò)渡工況期間調(diào)節(jié)供應(yīng)到內(nèi)容氣缸的燃油的燃油控制系統(tǒng)。燃油控制系統(tǒng)包括第一模塊，其基于所利用燃油百分率(UFF)模型和額定燃油動(dòng)態(tài)(NFD)模型確定原始噴射燃油質(zhì)量；和第二模塊，其基于所述原始噴射燃油質(zhì)量調(diào)節(jié)對(duì)所述發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的供油直至所述氣缸的燃燒事件。基于來(lái)自多個(gè)測(cè)試起動(dòng)的數(shù)據(jù)校準(zhǔn)所述UFF和NFD模型的每個(gè)，所述多個(gè)測(cè)試起動(dòng)基于預(yù)定測(cè)試安排。
在一個(gè)特征中，所述UFF和NFD模型的校準(zhǔn)同時(shí)發(fā)生。
在另一個(gè)特征中，第三模塊確定預(yù)定數(shù)量的發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)上的平均原始噴射燃油質(zhì)量和平均測(cè)量燃燒燃油質(zhì)量?；谒銎骄紘娚淙加唾|(zhì)量和所述平均測(cè)量燃燒燃油質(zhì)量校準(zhǔn)所述UFF模型。在多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度下確定所述平均原始噴射燃油質(zhì)量和所述平均測(cè)量燃燒燃油質(zhì)量。
在又一特征中，第三模塊在固定的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度間隔下校準(zhǔn)所述NFD模型和成形參數(shù)?；诔跏汲尚螀?shù)值、校正燃油質(zhì)量、UFF值和原始噴射燃油質(zhì)量來(lái)校準(zhǔn)所述成形參數(shù)?；谄屎推骄葋?lái)校準(zhǔn)所述成形參數(shù)，所述平均比是基于在預(yù)定數(shù)量發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)上的校正燃油質(zhì)量和測(cè)量燃燒燃油質(zhì)量所確定的。
從下面提供的詳細(xì)描述本發(fā)明應(yīng)用性的其他范圍將變得清楚。應(yīng)當(dāng)理解到雖然詳細(xì)描述和具體示例表示了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但它們僅僅出于舉例說(shuō)明的目的而無(wú)意限制本發(fā)明的范圍。


從詳細(xì)描述和附圖將更全面地理解本發(fā)明，附圖中圖1是使用本發(fā)明的過(guò)渡燃油控制進(jìn)行調(diào)節(jié)的示例性發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的示意圖；圖2是圖示在異常發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)期間示例性實(shí)際氣缸充氣量(GPO)對(duì)示例性濾波GPO的曲線圖；圖3是圖示在多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)上示例性原始噴射燃油質(zhì)量(RINJ)和示例性測(cè)量燃燒燃油質(zhì)量(MBFM)的曲線圖；圖4是圖示執(zhí)行本發(fā)明的過(guò)渡燃油控制的示例性模塊的信號(hào)流程圖；圖5是圖示根據(jù)本發(fā)明示例性的按事件分解的GPO預(yù)測(cè)方案的曲線圖；圖6是對(duì)不同發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度(ECT)在示例性發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)下確定的所利用燃油百分率(UFF)和包括飽和限制的第3階多項(xiàng)式曲線擬合的曲線圖；圖7是圖示在過(guò)渡燃油控制的UFF函數(shù)中使用的成形參數(shù)函數(shù)γ(ECT)和ECT之間的關(guān)系的曲線圖；圖8是圖示了優(yōu)化過(guò)渡燃油控制的γ(ECT)和NFD部分的參數(shù)的示例性步驟的流程圖；圖9是圖示基于過(guò)渡燃油控制的UFF函數(shù)的原始噴射燃油質(zhì)量(RINJ)和校正噴射燃油質(zhì)量(CINJ)之間關(guān)系的曲線圖；
圖10是圖示基于過(guò)渡燃油控制的求逆UFF函數(shù)的RINJ和CINJ之間關(guān)系的曲線圖；和圖11是圖示RINJ和CINJ之間關(guān)系的曲線圖，包括基于過(guò)渡燃油控制的求逆UFF函數(shù)的飽和限制。
具體實(shí)施例方式
優(yōu)選實(shí)施例的以下說(shuō)明實(shí)質(zhì)上僅僅是示例性的，并非意于限制本發(fā)明、其應(yīng)用或者使用。為了清楚起見(jiàn)，相同的標(biāo)號(hào)在附圖中用來(lái)標(biāo)識(shí)相似元件。正如此處所用的那樣，術(shù)語(yǔ)模塊是指執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)軟件或固件程序的專(zhuān)用集成電路(ASIC)、電子電路、處理器(共享、專(zhuān)用或組)和存儲(chǔ)器、組合邏輯電路和/或提供所模式功能的其他適當(dāng)部件。
現(xiàn)在參照?qǐng)D1，示意性地圖示了示例性車(chē)輛系統(tǒng)10。車(chē)輛系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)12，其在氣缸14內(nèi)燃燒燃油和空氣混合氣以驅(qū)動(dòng)可滑動(dòng)地布置在氣缸14內(nèi)的活塞?；钊?qū)動(dòng)曲軸16以產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩。空氣通過(guò)節(jié)氣門(mén)20抽入發(fā)動(dòng)機(jī)12的進(jìn)氣歧管18?？諝獗环峙涞綒飧?4并與來(lái)自供油系統(tǒng)22的燃油混合?？諝夂腿加突旌蠚獗稽c(diǎn)火或者點(diǎn)燃以引發(fā)燃燒。由燃燒產(chǎn)生的廢氣通過(guò)排氣歧管24從氣缸14排出。能量存儲(chǔ)設(shè)備(ESD)26向車(chē)輛系統(tǒng)的各個(gè)部件提供電能。例如，ESD 26提供電能以產(chǎn)生火火并且在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)期間提供電能以旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)曲軸16。
控制模塊30調(diào)節(jié)車(chē)輛系統(tǒng)10的全部操作?？刂颇K30響應(yīng)于各個(gè)傳感器產(chǎn)生的多個(gè)信號(hào)，如以下更詳細(xì)地描述。在整個(gè)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)接通模式、開(kāi)動(dòng)模式、開(kāi)動(dòng)至運(yùn)行模式和運(yùn)行模式地過(guò)渡工況期間，控制模塊30基于本發(fā)明的過(guò)渡燃油控制來(lái)調(diào)節(jié)到單個(gè)氣缸的燃油流。更具體而言，在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)期間，最初的模式是點(diǎn)火開(kāi)關(guān)接通模式，在此模式中駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)以引發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)。開(kāi)動(dòng)模式在點(diǎn)火開(kāi)關(guān)接通模式之后，并且是起動(dòng)電機(jī)(未圖示)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)活塞以允許氣缸14中的空氣處理的時(shí)間段。開(kāi)動(dòng)至運(yùn)行模式是在運(yùn)行模式中的正常發(fā)動(dòng)機(jī)操作之前發(fā)生初次點(diǎn)火事件的時(shí)間段。
車(chē)輛系統(tǒng)10包括質(zhì)量氣流(MAF)傳感器32，其監(jiān)控通過(guò)節(jié)氣門(mén)20的空氣流率。節(jié)氣門(mén)位置傳感器34響應(yīng)于節(jié)氣門(mén)片(未示出)的位置并產(chǎn)生節(jié)氣門(mén)位置信號(hào)(TPS)。進(jìn)氣歧管壓力傳感器36產(chǎn)生歧管絕對(duì)壓力(MAP)信號(hào)并且發(fā)動(dòng)機(jī)速度傳感器38產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)速度(RPM)信號(hào)。發(fā)動(dòng)機(jī)油溫傳感器40產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)油溫(TOIL)信號(hào)并且發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度傳感器42產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度(ECT)信號(hào)。壓力傳感器44響應(yīng)于大氣壓并產(chǎn)生氣壓(PBARO)信號(hào)。電流和電壓傳感器46、48分別產(chǎn)生ESD 26的電流和電壓信號(hào)。進(jìn)氣溫度(IAT)傳感器49產(chǎn)生IAT信號(hào)。
本發(fā)明的過(guò)渡燃油控制計(jì)算將在從發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)到開(kāi)動(dòng)至運(yùn)行的過(guò)渡工況期間噴射到每個(gè)氣缸中的原始噴射燃油值(RINJ)。更具體而言，過(guò)渡燃油控制預(yù)測(cè)氣缸充氣量(GPO)并基于GPO確定RINJ。過(guò)渡燃油控制實(shí)現(xiàn)多個(gè)功能，包括但不限于開(kāi)動(dòng)GPO預(yù)測(cè)、開(kāi)動(dòng)至運(yùn)行GPO預(yù)測(cè)、運(yùn)行GPO預(yù)測(cè)、安排的GPO濾波、不發(fā)火檢測(cè)、不良起動(dòng)檢測(cè)、不良起動(dòng)恢復(fù)檢測(cè)、不發(fā)火/不良起動(dòng)GPO預(yù)測(cè)、過(guò)渡規(guī)測(cè)、所利用燃油百分率(UFF)計(jì)算、額定燃油動(dòng)態(tài)模型和控制、燃油動(dòng)態(tài)控制策略以及單缸燃油預(yù)測(cè)安排和命令安排。假定估計(jì)真實(shí)的GPO的最精確途徑是使用下止點(diǎn)(BDC)MAP數(shù)據(jù)。由于硬件限制，最接近的MAP測(cè)量在規(guī)定的氣缸事件處采樣。示例性4缸發(fā)動(dòng)機(jī)的示例性氣缸事件為進(jìn)氣BDC之前約60°-75°曲軸轉(zhuǎn)角(CA)處。在氣缸事件之間存在特定CA值。例如，對(duì)示例性4缸發(fā)動(dòng)機(jī)，事件之間存在180°CA。
開(kāi)動(dòng)GPO預(yù)測(cè)包括GPO預(yù)測(cè)之前的第1、第2和第3步驟，以及測(cè)量更新。開(kāi)動(dòng)GPO預(yù)測(cè)用來(lái)預(yù)測(cè)將在開(kāi)動(dòng)模式的操作期間吸入其充氣的那些氣缸的GPO。以下等式與開(kāi)動(dòng)GPO預(yù)測(cè)相關(guān)GPOk+3|k＝αCRKGPOk+2|k+(1-αCRK)GPOk+1|k(1)GPOk+2|k＝αCRKGPOk+1|k+(1-αCRK)GPOk|k(2)GPOk+1|k＝αCRKGPOk|k+(1-αCRK)GPOk-1|k(3)GPOk|k＝GPOk|k-1+KG(GPOk-GPOk|k-1) (4)等式1是預(yù)測(cè)前第3步驟，等式2是預(yù)測(cè)前第2步驟，等式3是預(yù)測(cè)前第1步驟而等式4是測(cè)量更新。αCRK是用于所有發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)條件的單個(gè)固定數(shù)值，而KG表示穩(wěn)態(tài)卡爾曼(Kalman)濾波增益。因?yàn)殚_(kāi)動(dòng)GPO預(yù)測(cè)器僅短時(shí)間運(yùn)行(例如，僅示例性I-4發(fā)動(dòng)機(jī)的頭三個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)事件)，αCRK被手動(dòng)調(diào)諧。下標(biāo)k|k-1表示使用直至前一事件k-1的信息在當(dāng)前事件k處的值，k|k表示使用直至當(dāng)前事件k的信息在當(dāng)前事件k處的值，k+1|k表示使用直至當(dāng)前事件的信息直至下一事件k+1的值等等。
GPOk基于以下等式計(jì)算GPOk＝αCRK-VEVECRKMAPk/IATk(5)其中VECRK是在開(kāi)動(dòng)速度下的充氣效率，其使用已知壓縮比從活塞和氣缸蓋的幾何參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，αCRK-VE是用于匹配VECRK和MAPk/IATk的單位的比例系數(shù)。
開(kāi)動(dòng)至運(yùn)行GPO預(yù)測(cè)也包括GPO預(yù)測(cè)前的第1、第2和第3步驟以及測(cè)量更新。如以下詳細(xì)解釋的那樣，存在開(kāi)動(dòng)GPO預(yù)測(cè)和開(kāi)動(dòng)至運(yùn)行GPO預(yù)測(cè)同時(shí)起作用的過(guò)渡時(shí)間段。一旦完全處于開(kāi)動(dòng)至運(yùn)行模式，就單獨(dú)使用開(kāi)動(dòng)至運(yùn)行GPO預(yù)測(cè)。開(kāi)動(dòng)至運(yùn)行GPO預(yù)測(cè)被用來(lái)預(yù)測(cè)將在開(kāi)動(dòng)至運(yùn)行模式的操作期間吸入其充氣的那些氣缸的GPO。與開(kāi)動(dòng)至運(yùn)行GPO預(yù)測(cè)相關(guān)的等式提供為GPOk+3|k＝αCTRGPOk+2|k(6)GPOk+2|k＝αCTRGPOk+1|k(7)GPOk+1|k＝αCTRGPOk|k(8)GPOk|k＝GPOk|k-1+KG(GPOk-GPOk|k-1) (9)其中等式6是預(yù)測(cè)前第3步驟，等式7是預(yù)測(cè)前第2步驟，等式8是預(yù)測(cè)前第1步驟而等式9是測(cè)量更新。預(yù)測(cè)系數(shù)αCTR(其中下標(biāo)CTR表示開(kāi)動(dòng)至運(yùn)行模式)是TPS和發(fā)動(dòng)機(jī)RPM信號(hào)的線性樣條函數(shù)并且提供為αCTR=c0+Σi=1nai×UTPS(i)+Σj=1mbj×URPM(j)---(10)]]>其中 和 還提供了以下定義
Ri,j={[TPSi,TPSi+1),[RPMj,RPMj+1)},i=1,2,...n-1,j=1,2,...m-1---(13)]]>Rn,j={[TPSn,∞),[RPMj,RPMj+1)},j=1,2,...m-1---(14)]]>Ri，m＝{[TPSi，TPSi+1)，[RPMm，∞)} i＝1，2，…n-1(15)Rn，m＝{[TPSn，∞)，[RPMm，∞)}(16)其中(TPS，RPM)∈Ri，j、αCTR可以被改寫(xiě)為αCTR＝δ0+δ1×TPS+δ2×RPM (17)并且其中δ0=c0-Σk=1iak×TPSk-Σk=1jbk×RPMk---(18)]]>δ1=Σk=1iak---(19)]]>δ2=Σk=1jbk---(20)]]>TPSi和RPMj的示例性數(shù)值分別是(5，15，20，30，∞)和(600，1200，1800，∞)。
在等式9中，GPOk基于以下等式計(jì)算GPOk＝αRUN-VEVERUN(MAPk，RPMk)MAPk/1ATk(21)其中VERUN(.)是在正常或者運(yùn)行操作狀況下的充氣效率并基于MAP和RPM確定，并且αRUN-VE是用于匹配VERUN(.)和MAPk/IATk的單位的比例系數(shù)。
運(yùn)行GPO預(yù)測(cè)包括GPO預(yù)測(cè)前的第1、第2和第3步驟以及測(cè)量更新。運(yùn)行GPO預(yù)測(cè)在運(yùn)行模式期間使用。與運(yùn)行GPO預(yù)測(cè)相關(guān)的等式提供為GPOk+3|k＝αRUNGPOk+2|k+U(TPS，GPC) (22)GPOk+2|k＝αRUNGPOk+1|k+U(TPS，GPC) (23)GPOk+1|k＝αRUNGPOk|k+U(TPS，GPC) (24)
GPOk|k＝GPOk|k-1+KG(GPOk-GPOk|k-1)(25)其中等式22是預(yù)測(cè)前第3步驟，等式23是預(yù)測(cè)前第2步驟，等式24是預(yù)測(cè)前第1步驟而等式25是測(cè)量更新。輸入函數(shù)U(TPS，GPC)是TPS和基于MAF在節(jié)氣門(mén)處測(cè)得的氣缸充氣量(GPC)的函數(shù)，并且提供為U(TPS,GPC)=Σi=13βiTPSk-i+1+Σj=13γjGPCk-j+1---(26)]]>運(yùn)行GPO預(yù)測(cè)和輸入函數(shù)的參數(shù)約束為β1+β2+β3＝0和1-αRUN＝γ1+γ2+γ3，其中αRUN是單個(gè)固定數(shù)值。在等式25中，GPOk計(jì)算如下GPOk＝αRUN-EVVERUN(MAPk，RPMk)MAPk(27)現(xiàn)在參照?qǐng)D2，在異常發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)(例如，不發(fā)火和/或不良起動(dòng)狀況)下，GPO測(cè)量值可能具有不期望的波動(dòng)。這可能導(dǎo)致GPO預(yù)測(cè)表現(xiàn)出不期望的行為。不良起動(dòng)的示例性數(shù)據(jù)跡線圖示在圖2中。濾波的GPO表現(xiàn)更好(即具有較小波動(dòng))并且因此在GPO預(yù)測(cè)中比測(cè)量的GPO更有用。GPO濾波安排基于發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)火行為。更具體而言，對(duì)正常發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)(即正常模式)濾波的GPO(GPOFk)被提供為GPOFk＝0.1GPOFk-1+0.9GPOk(28)對(duì)于異常發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)(包括不發(fā)火和/或不良起動(dòng))GPOFk提供為GPOFk＝0.9GPOFk-1+0.1GPOk(29)因?yàn)榭焖貵PO衰減從特定事件(例如示例性I-4發(fā)動(dòng)機(jī)的事件4)開(kāi)始，GPO濾波僅在該事件之前啟動(dòng)。所以，從該事件之前，上述所有預(yù)測(cè)等式中出現(xiàn)的GPOk由GPOFk替代。應(yīng)了解到值0.1和0.9實(shí)質(zhì)上僅僅是示例性的。
在正常發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)下，GPO濾波的時(shí)間常數(shù)是0.1并且在濾波真實(shí)的測(cè)量GPO中不起作用。在此情況下，使用濾波的GPO的益處不明顯。但是，在異常發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)的情況下，GPO濾波的時(shí)間常數(shù)可以大至0.9。此方案提供了在整個(gè)GPO預(yù)測(cè)方案中的安全保證。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)從不發(fā)火或者不良起動(dòng)復(fù)原時(shí)，GPO濾波切換到正常操作模式。
發(fā)動(dòng)機(jī)不發(fā)火檢測(cè)基于監(jiān)控其間發(fā)生首次發(fā)火的事件之間的RPM差來(lái)執(zhí)行。對(duì)于具有已知凸輪位置的示例性I-4發(fā)動(dòng)機(jī)，首次發(fā)火發(fā)生在事件3和事件4之間。所以，可能在事件4上檢測(cè)到不發(fā)火。不發(fā)火的檢測(cè)規(guī)則定義如下如果ΔRPM＝(RPM4-RPM3)＜ΔRPM1st-fire，則檢測(cè)到不發(fā)火。
其中ΔRPM1st-fire(即由于首次發(fā)火引起的RPM變化)是可校準(zhǔn)的數(shù)值(例如約200RPM)。對(duì)于具有多于四個(gè)氣缸的發(fā)動(dòng)機(jī)，檢測(cè)規(guī)則可以進(jìn)行相應(yīng)調(diào)節(jié)。符號(hào)RPMk是指在事件k處的RPM。
在第2燃燒事件后基于閾值RPM可檢測(cè)不良起動(dòng)。在示例性I-4發(fā)動(dòng)機(jī)的正常狀況下，第2燃燒發(fā)生在事件4和事件5之間并能夠使發(fā)動(dòng)機(jī)速度達(dá)到大于閾值RPM(例如700RPM)的值。所以，不良起動(dòng)檢測(cè)的規(guī)則定義如下如果RPMk≥5≤700，則檢測(cè)到不良起動(dòng)。
如果發(fā)動(dòng)機(jī)在不良起動(dòng)模式下操作并且RPMk≥1400，則檢測(cè)到不良起動(dòng)復(fù)原。不良起動(dòng)復(fù)原的閾值可以定義在RPMk≥1400并且GPC的第1次可靠讀取可用的時(shí)刻。應(yīng)了解到此處提供的閾值RPM實(shí)質(zhì)上僅僅是示例性的。當(dāng)檢測(cè)到不良起動(dòng)復(fù)原時(shí)，GPO濾波相應(yīng)地切換到正常模式并且使用運(yùn)行GPO預(yù)測(cè)器來(lái)進(jìn)行GPO預(yù)測(cè)。
如果發(fā)動(dòng)機(jī)在不發(fā)火模式下操作，不發(fā)火GPO預(yù)測(cè)取代開(kāi)動(dòng)至運(yùn)行GPO預(yù)測(cè)。不發(fā)火GPO預(yù)測(cè)執(zhí)行以下等式GPOk+3|k=αMIS3GPOk|k---(30)]]>GPOk+2|k=αMIS2GPOk|k---(31)]]>GPOk+1|k＝αMISGPOk|k(32)GPOk|k＝GPOk|k-1+KG(GPOk-GPOk|k-1)(33)其中等式30是預(yù)測(cè)前第3步驟，等式31是預(yù)測(cè)前第2步驟，等式32是預(yù)測(cè)前第1步驟而等式33是測(cè)量更新，并且提供示例性的值αMIS＝1并且KG＝0.8。但是應(yīng)了解到這些值可以基于發(fā)動(dòng)機(jī)具體參數(shù)而改變。
如果發(fā)動(dòng)機(jī)在不良起動(dòng)模式下操作，不良起動(dòng)GPO預(yù)測(cè)取代開(kāi)動(dòng)至運(yùn)行預(yù)測(cè)。不良起動(dòng)GPO預(yù)測(cè)執(zhí)行以下等式GPOk+3|k=αPS3GPOk|k---(34)]]>GPOk+2|k=αPS2GPOk|k---(35)]]>GPOk+1|k＝αPSGPOk|k(36)GPOk|k＝GPOk|k-1+KG(GPOk-GPOk|k-1)(37)其中等式34是預(yù)測(cè)前第3步驟，等式35是預(yù)測(cè)前第2步驟，等式36是預(yù)測(cè)前第1步驟而等式37是測(cè)量更新，并且提供示例性的值αPS＝0.98并且KG＝0.8。但是應(yīng)了解到這些值可以基于發(fā)動(dòng)機(jī)具體參數(shù)而改變。
對(duì)于示例性4缸發(fā)動(dòng)機(jī)，定義模式之間的過(guò)渡的規(guī)則概括如下。利用已知的凸輪位置，事件4是從開(kāi)動(dòng)模式過(guò)渡到開(kāi)動(dòng)至運(yùn)行模式的缺省事件。在事件4處，如果RPM的改變小于可校準(zhǔn)數(shù)值(例如200RPM)，則檢測(cè)到弱發(fā)火，啟動(dòng)弱發(fā)火GPO預(yù)測(cè)并且使用異常GPO濾波和弱發(fā)火GPO預(yù)測(cè)。在事件5處，如果發(fā)動(dòng)機(jī)速度小于可校準(zhǔn)數(shù)值(例如700RPM)，則預(yù)測(cè)到不良起動(dòng)并且啟動(dòng)不良起動(dòng)GPO預(yù)測(cè)。同時(shí)，啟動(dòng)異常GPO濾波。否則，啟動(dòng)正常GPO濾波和開(kāi)動(dòng)至運(yùn)行GPO預(yù)測(cè)。如果發(fā)動(dòng)機(jī)速度從不良起動(dòng)復(fù)原模式或者正常起動(dòng)模式越過(guò)可校準(zhǔn)RPM閾值(例如1400RPM)，預(yù)測(cè)方案切換到運(yùn)行GPO預(yù)測(cè)。對(duì)于具有多個(gè)4個(gè)氣缸的發(fā)動(dòng)機(jī)，應(yīng)用類(lèi)似但經(jīng)修改的規(guī)則。
現(xiàn)在參照?qǐng)D3，將詳細(xì)描述過(guò)渡燃油控制的所利用燃油百分率(UFF)函數(shù)。UFF是在當(dāng)前燃燒事件中實(shí)際燃燒的燃油百分比并且基于實(shí)驗(yàn)觀測(cè)數(shù)據(jù)。更具體而言，UFF是原始噴射燃油質(zhì)量(RINJ)對(duì)測(cè)量燃燒燃油質(zhì)量(MBFM)的百分率。RINJ中存在不參與燃燒過(guò)程的量。這種現(xiàn)象的效果在圖3中示出，其中RINJ的總量不表現(xiàn)在排放測(cè)量值中，并且觀測(cè)到遞減的返回效果。此不完全燃油利用現(xiàn)象表明利用率不是常數(shù)而是RINJ的函數(shù)。
本發(fā)明的過(guò)渡燃油控制通過(guò)將整個(gè)燃油動(dòng)態(tài)分成兩個(gè)級(jí)聯(lián)子系統(tǒng)來(lái)對(duì)此重要非線性建模取決于非線性輸入(RINJ)的UFF和單位增益的額定燃油動(dòng)態(tài)(NFD)函數(shù)。
取決于輸入(RINJ)UFF函數(shù)提供為
CINJ(k)=UFFSS(1-2πarctan(RINJ(k)γ(ECT)))RINJ(k)---(38)]]>其中CINJ是考慮到UFF而噴射的校正量的燃油質(zhì)量。下標(biāo)SS表示發(fā)動(dòng)機(jī)空氣動(dòng)態(tài)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)時(shí)的循環(huán)。雖然SS的示例性值等于20(即第20個(gè)循環(huán))，但應(yīng)了解到該值可以基于發(fā)動(dòng)機(jī)具體參數(shù)變化。UFF函數(shù)定義如下UFF=UFF20(1-2πarctan(RINJ(k)γ(ECT)))---(39)]]>在上述表達(dá)式中，UFF20指在示例性循環(huán)20處計(jì)算的UFF。參數(shù)γ(ECT)用于表征這樣的形狀，其滿(mǎn)足獲取遞減的返回效果的校正要求。此單個(gè)基于ECT的參數(shù)簡(jiǎn)化了校準(zhǔn)過(guò)程，并且在數(shù)據(jù)不充足時(shí)允許健壯的參數(shù)估計(jì)。對(duì)于給定的固定ECT，在正常發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)期間γ(ECT)的大小與第1下標(biāo)的RINJ(RINJ(1))在相同范圍內(nèi)。γ(ECT)因此被視為在頭幾個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)中用于RINJ校正的權(quán)重參數(shù)。
過(guò)渡燃油控制的前向質(zhì)量守恒或單位增益的額定燃油動(dòng)態(tài)(NFD)函數(shù)用以下自回歸移動(dòng)平均(ARMA)等式表示y(k)＝-β1y(k-1)+α0u(k)+α1u(k-1) (40)其中y(k)表示MBFM而u(k)表示CINJ。等式40受到單一約束1+β1＝α0+α1。雖然NFD模型結(jié)構(gòu)是一階線性模型，但模型參數(shù)是ECT的函數(shù)。此外，在正常發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)下，參數(shù)α0、α1和β1也被RPM和MAP略微影響。但是，在異常發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)下，使用這樣的模型結(jié)構(gòu)和參數(shù)設(shè)置的控制(即獲取MAP和RPM效果)可能由于MAP和RPM預(yù)測(cè)的精度不夠而導(dǎo)致不適當(dāng)?shù)娜加蛣?dòng)態(tài)補(bǔ)償。所以，參數(shù)α0、α1和β1僅為ECT的函數(shù)。當(dāng)用在過(guò)渡燃油控制中時(shí)，等式40被求逆以提供u(k)=-α1α0(u(k-1)+1α0y(k)+β1α0y-(k-1)---(41)]]>其中y(k)是期望的缸內(nèi)燃燒燃油質(zhì)量(即需求燃油)而u(k)是額定動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)燃油需求。
現(xiàn)在參照?qǐng)D4，圖示了執(zhí)行過(guò)渡燃油控制的示例性模塊。燃油控制通常包括GPO預(yù)測(cè)(即用于開(kāi)動(dòng)、開(kāi)動(dòng)至運(yùn)行和運(yùn)行的多步驟GPO預(yù)測(cè)器)、所預(yù)測(cè)GPO和所需等效比率(EQR)曲線到燃油質(zhì)量需求的轉(zhuǎn)換、基于ECT安排的額定逆向燃油動(dòng)態(tài)和基于ECT安排的逆向UFF函數(shù)。EQRCOM被確定為所需燃油空氣比對(duì)當(dāng)量燃油空氣比的比，并且用來(lái)抵消燃油成分的差和在冷起動(dòng)狀況下對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)提供強(qiáng)的供油。當(dāng)量燃油空氣比是碳?xì)淙加捅煌耆趸奶囟ㄈ加涂諝獗取＿@些模塊包括但不限于GPO預(yù)測(cè)器模塊500、燃油質(zhì)量轉(zhuǎn)換模塊502、逆向額定燃油動(dòng)態(tài)模塊504和逆向UFF模塊506。
GPO預(yù)測(cè)器模塊500基于PBARO、MAP、TPS、RPM、TOIL、SOC、GPC和IAT產(chǎn)生GPOk+1|k、GPOk+2|k、和GPOk+3|k。所使用的具體的預(yù)測(cè)模型或多個(gè)模型取決于當(dāng)前事件數(shù)和發(fā)動(dòng)機(jī)模式(例如不發(fā)火和不良起動(dòng))，并且包括開(kāi)動(dòng)GPO預(yù)測(cè)、開(kāi)動(dòng)至運(yùn)行GPO預(yù)測(cè)和運(yùn)行GPO預(yù)測(cè)、不發(fā)火GPO預(yù)測(cè)以及不良起動(dòng)GPO預(yù)測(cè)。燃油質(zhì)量轉(zhuǎn)換模塊502基于GPO值和EQRCOM確定MBFM。逆向額定燃油動(dòng)態(tài)模塊504基于MBFM和ECT確定CINJ。逆向UFF模塊506基于CINJ和ECT確定RINJ。氣缸基于各自RINJ被供油。
現(xiàn)在參照?qǐng)D5，對(duì)于示例性4缸發(fā)動(dòng)機(jī)圖示了按事件分解的GPO預(yù)測(cè)安排方案。應(yīng)了解到對(duì)于到具有不同數(shù)量氣缸的發(fā)動(dòng)機(jī)的應(yīng)用可以調(diào)節(jié)GPO預(yù)測(cè)安排方案。還應(yīng)了解到圖5的曲線是對(duì)于處在氣缸#3是第一個(gè)能夠發(fā)火的氣缸的示例性起動(dòng)位置中的示例性發(fā)動(dòng)機(jī)。本發(fā)明的過(guò)渡燃油控制可應(yīng)用到其他起動(dòng)位置(例如，氣缸#1是第一個(gè)能夠發(fā)火的氣缸)。
點(diǎn)火開(kāi)關(guān)接通事件表明發(fā)動(dòng)機(jī)的開(kāi)動(dòng)，并且僅兩個(gè)氣缸被注油以避免萬(wàn)一不同步而存在打開(kāi)氣門(mén)噴油。氣缸#1由于打開(kāi)的進(jìn)氣門(mén)而不能被供油。使用開(kāi)動(dòng)GPO預(yù)測(cè)計(jì)算注入的燃油量。在第一事件(E1)處(在該處氣缸#1處于進(jìn)氣BDC之前的75°CA處并且沒(méi)有燃油噴射)，執(zhí)行不同步校正并且僅開(kāi)動(dòng)GPO預(yù)測(cè)在操作。同樣在E1處，執(zhí)行氣缸#3的GPO預(yù)測(cè)前第2步驟和氣缸#4的GPO預(yù)測(cè)前第3步驟?；贕PO前第2和第3步驟確定各自的RINJ，并且氣缸#3和#4基于RINJ被供油。
在第二事件(E2處)，氣缸#3處于BDC之前的75°CA處并且進(jìn)行GPO預(yù)測(cè)前第1步驟和燃油需求。開(kāi)動(dòng)GPO預(yù)測(cè)和開(kāi)動(dòng)至運(yùn)行GPO預(yù)測(cè)同時(shí)操作。更具體而言，在E2處，使用開(kāi)動(dòng)GPO預(yù)測(cè)確定氣缸#3的GPO預(yù)測(cè)前第1步驟和氣缸#4的GPO預(yù)測(cè)前第2步驟(參見(jiàn)實(shí)線箭頭)。使用開(kāi)動(dòng)至運(yùn)行GPO預(yù)測(cè)確定氣缸#2的GPO預(yù)測(cè)前第3步驟(參見(jiàn)虛線箭頭)?；贕PO預(yù)測(cè)計(jì)算各自RINJ并且基于RINJ對(duì)氣缸#3、#4和#2供油直至下一事件。
在第三事件處，氣缸#4處于BDC之前的75°CA處，開(kāi)動(dòng)GPO預(yù)測(cè)和開(kāi)動(dòng)至運(yùn)行GPO預(yù)測(cè)同時(shí)操作，并且氣缸#3的燃油動(dòng)態(tài)初始條件不再為零而必須在下一供油事件中被考慮到。更具體而言，在E3處，使用開(kāi)動(dòng)GPO預(yù)測(cè)確定氣缸#4的GPO預(yù)測(cè)前第1步驟(參見(jiàn)實(shí)線箭頭)。使用開(kāi)動(dòng)至運(yùn)行GPO預(yù)測(cè)確定氣缸#2的GPO預(yù)測(cè)前第2步驟和氣缸#1的GPO預(yù)測(cè)前第3步驟(參見(jiàn)虛線箭頭)?；贕PO預(yù)測(cè)計(jì)算各自RINJ，并且氣缸#4、#2和#1基于RINJ被供油直至下一事件。
在第四事件(E4)處，氣缸#2處于BDC之前的75°CA處，執(zhí)行不發(fā)火檢測(cè)，并且氣缸#4的燃油動(dòng)態(tài)初始條件不再為零而必須在下一供油事件中被考慮到。如果沒(méi)有檢測(cè)到不發(fā)火，使用開(kāi)動(dòng)至運(yùn)行GPO預(yù)測(cè)確定氣缸#2的GPO預(yù)測(cè)前第1步驟、氣缸#1的GPO預(yù)測(cè)前第2步驟和氣缸#3的GPO預(yù)測(cè)前第3步驟(參見(jiàn)虛線箭頭)。如果檢測(cè)到不發(fā)火，使用不發(fā)火預(yù)測(cè)確定氣缸#2的GPO預(yù)測(cè)前第1步驟、氣缸#1的GPO預(yù)測(cè)前第2步驟和氣缸#3的GPO預(yù)測(cè)前第3步驟?；贕PO預(yù)測(cè)計(jì)算各自RINJ，并且氣缸#2、#1和#3基于RINJ被供油直至下一事件。
在第五事件(E5)處，氣缸#1處于BDC之前的75°CA處，執(zhí)行不良起動(dòng)檢測(cè)，并且氣缸#2的燃油動(dòng)態(tài)初始條件不再為零而必須在下一供油事件中被考慮到。如果沒(méi)有檢測(cè)到不良起動(dòng)，使用運(yùn)行預(yù)測(cè)確定氣缸#1的GPO預(yù)測(cè)前第1步驟、氣缸#3的GPO預(yù)測(cè)前第2步驟和氣缸#2的GPO預(yù)測(cè)前第3步驟。如果檢測(cè)到不良起動(dòng)，使用不良起動(dòng)預(yù)測(cè)確定氣缸#1的GPO預(yù)測(cè)前第1步驟、氣缸#3的GPO預(yù)測(cè)前第2步驟和氣缸#2的GPO預(yù)測(cè)前第3步驟。基于預(yù)測(cè)計(jì)算各自RINJ，并且氣缸#1、#3和#4基于RINJ被供油直至下一事件。后續(xù)事件(E6-En)為類(lèi)似的基于發(fā)火順序的交替氣缸(例如對(duì)于示例性4缸發(fā)動(dòng)機(jī)在氣缸#3首先發(fā)火情況下為1342)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)速度穩(wěn)定并且大于1400RPM時(shí)，使用運(yùn)行GPO。
提供了用于過(guò)渡燃油控制的UFF和NFD的校準(zhǔn)處理。前向(即未求逆)NFD的狀態(tài)變量表示提供為
mdep(k)=(1-τ)mdep(k-1)+(1-x)u(k)mcyl(k)=τmdep(k-1)+Xu(k)---(42)]]>系統(tǒng)輸出為對(duì)應(yīng)于ARMA公式中的y(k)的mcyl(k)，并且系統(tǒng)輸入為對(duì)應(yīng)于u(k)的UFF校正噴射燃油質(zhì)量(CINJ)。在已知的離散τ-X模型的上下文中解釋狀態(tài)變量mdep(k)，τ可以被視為汽化率而X被視為直接饋通控制輸入的百分率。狀態(tài)變量等效于τ-X的構(gòu)造滿(mǎn)足單位增益屬性，并且可以在ARMA形式中寫(xiě)為y(k)-(1-τ)y(k-1)＝Xu(k)-(X-τ)u(k-1)(43)可以注意到α0與X相關(guān)，α1與-(X-τ)相關(guān)并且β1與-(1-τ)相關(guān)。狀態(tài)變量模型和ARMA模型兩者將被用于描述本發(fā)明的校準(zhǔn)過(guò)程。
在本發(fā)明的校準(zhǔn)過(guò)程中，質(zhì)量守恒是指動(dòng)態(tài)過(guò)程的單位增益、漸進(jìn)穩(wěn)定特性。如果漸進(jìn)穩(wěn)定、單位增益動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的初始條件相等地為零，則存儲(chǔ)的能量為輸入能量和輸出能量之差。在NFD函數(shù)的狀態(tài)變量表示的上下文中，當(dāng)初始條件mdep(0)相等地為零時(shí)以下陳述為正確的mdep(T)=Σk=1Tu(k)-Σk=1Tmcyl(k)---(44)]]>在示例性4缸發(fā)動(dòng)機(jī)具有良好設(shè)計(jì)的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)和開(kāi)動(dòng)至運(yùn)行燃油控制的情況下，輸入(u(k))和輸出(mcyl(k))將從第16發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)開(kāi)始穩(wěn)定地接近彼此。
所以，mcyl(16≤k≤20)≈u(16≤k≤20)和以下為真mdep(k)≥0 (45)mcyl(16≤k≤20)＝τmdep(15≤k≤19)+Xu(16≤k≤20)(46)R=1-Xτ=mdep(20)mcyl(20)=mdep(20)15Σk=1620mcyl(k)---(47)]]>R≈Σk=120u(k)-Σk=120mcyl(k)15Σk=1620mcyl(k)---(48)]]>
MAC8指令執(zhí)行的特定操作由構(gòu)成表11所列指令的8位值限定。

表11.MAC8指令段格式SU/SS規(guī)定帶符號(hào)或不帶符號(hào)的乘法。表12列出的代碼應(yīng)用于規(guī)定MAC8指令段內(nèi)的各種操作。

表12.MAC8指令段代碼這樣，MAC8指令0×99將寄存器L0的內(nèi)容與寄存器R0和R3不帶符號(hào)的乘積之和放入寄存器L0。
NAC16指令段通過(guò)讓附加寄存器應(yīng)用于乘法-累加而提供的靈活性。公式(3)建立了能用MAC16指令段執(zhí)行的操作。
L0L1L2L3=L0[>>16]±L1[>>16]±L2[>>16]±L3[>>16]±macOp1*macOp2[(mtype)][<<mshift][:CPS];---(3)]]>例如，雖然在乘法-累加指令中不是所有組合都可離開(kāi)累加器，但是每個(gè)累加器(L0-L3)都可用作目的地。CPS區(qū)段發(fā)出信號(hào)表示協(xié)同處理器應(yīng)該執(zhí)行并行的特定操作。該特定操作由MAC16指令執(zhí)行，由構(gòu)成表13中指令的16位值規(guī)定。

現(xiàn)在參照?qǐng)D6和7，將詳細(xì)說(shuō)明在固定ECT值下γ(ECT)和NFD函數(shù)的校準(zhǔn)。發(fā)生遞減返回的效果(即傳送的燃油對(duì)從該燃油產(chǎn)生能量)，其中參數(shù)γ(ECT)作為ECT的函數(shù)而變化。此效果對(duì)較低ECT變得尤為顯著，直至ECT降低到約-20℃之下，在該溫度點(diǎn)處γ(ECT)變得恒定。例如在低于-20℃的溫度下UFF函數(shù)的校正效果之間僅有的差來(lái)自UFF20(ECT)的貢獻(xiàn)。此外，當(dāng)UFF20(ECT)接近1時(shí)，遞減返回效果變得可忽略。結(jié)果，參數(shù)γ(ECT)對(duì)于超過(guò)ECT該值的溫度不會(huì)變化。UFF函數(shù)的此非線性行為在圖6和7的示例性曲線圖中進(jìn)行了概括。
現(xiàn)在參照?qǐng)D8，將詳細(xì)描述校準(zhǔn)γ(ECT)和NFD函數(shù)的多步驟過(guò)程。此多步驟過(guò)程是一個(gè)優(yōu)化例程。在步驟800中，在給定ECT處從γ(ECT)的合理初始值開(kāi)始優(yōu)化。下表中示出了初始γ(ECT)合理的值

表2在步驟802，等式38被用來(lái)計(jì)算CINJ。UFF20(ECT)從每個(gè)單個(gè)的測(cè)試而非從上述回歸UFF20(ECT)函數(shù)獲得。在步驟804，等式44用來(lái)計(jì)算燃油存儲(chǔ)量(mdep(T))，其中T被設(shè)定為期望值(例如20)。
在步驟806，基于以下等式計(jì)算平均比(Ravg)Ravg=1nΣi=1nR---(51)]]>其中n≥3是在給定ECT下的良好起動(dòng)測(cè)試的次數(shù)。在等式49的ARMA表示中，X在步驟806中由X＝1-Ravgτ取代。在步驟808，根據(jù)以下等式基于τ計(jì)算XX＝1-Ravgτ (52)并且基于簡(jiǎn)化的ARMA等式50執(zhí)行基本的最小平方算法來(lái)確定τ。在步驟810中NFD函數(shù)基于CINJ和y(k)的零初始條件在前向上(即未求逆)仿真。
在步驟812，對(duì)循環(huán)1至20獲取仿真的MBFM，從循環(huán)3至20確定仿真的MBFM和實(shí)際的MBFM之間的平均平方誤差(MSE)。在步驟814，判斷MSE是否小于預(yù)定閾值(MSETHR)。如果MSE不小于MSETHR，在步驟816中γ(ECT)、τ和X全部更新，并且控制循環(huán)返回步驟802。如果MSE小于MSETHR，γ(ECT)、τ和X的值在步驟818中返回，并且結(jié)束此特定ECT的優(yōu)化。對(duì)每個(gè)ECT值重復(fù)優(yōu)化過(guò)程。
對(duì)每個(gè)氣缸在循環(huán)1處的RINJ的UFF校正要求不同于循環(huán)2及其他循環(huán)。所以，規(guī)定UFF函數(shù)中在循環(huán)1處的自由參數(shù)(UFF(1))并且執(zhí)行識(shí)別該參數(shù)的優(yōu)化。UFF(1)僅應(yīng)用于循環(huán)1處的RINJ校正。所以，參數(shù)UFF(1)同樣僅在循環(huán)1處的燃油動(dòng)態(tài)控制中使用。以下兩個(gè)等式概括了UFF函數(shù)方程中的上述調(diào)節(jié)CINJ(k＝1)＝UFF(1)RINJ(k＝1)(53)CINJ(k>1)=UFF20(ECT)(1-2πarctan(RINJ(k>1)γ(ECT)))RINJ(k>1)---(54)]]>還預(yù)計(jì)可以執(zhí)行第二方案以同時(shí)校準(zhǔn)γ(ECT)和UFF。對(duì)于控制執(zhí)行，基于最差情況發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)情形來(lái)做出使用哪種校準(zhǔn)的選擇(即在γ(ECT)或者γ(ECT)和UFF之間)。例如，對(duì)于直列4缸發(fā)動(dòng)機(jī)，同時(shí)的γ(ECT)和UFF是優(yōu)選的。對(duì)于V-8發(fā)動(dòng)機(jī)，因?yàn)楦蟮膽T性，由于在不良起動(dòng)期間減小的RPM波動(dòng)單獨(dú)的γ(ECT)是優(yōu)選的。
使用上述過(guò)程產(chǎn)生一組NFD模型。使用線性插值方法來(lái)根據(jù)ECT值安排控制模塊。更具體而言，在正常發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)下，參數(shù)α0、α1和β1僅被RPM和MAP略微影響。但是，在異常發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)下，由于MAP和RPM預(yù)測(cè)的精度不夠而導(dǎo)致不適當(dāng)?shù)娜加蛣?dòng)態(tài)補(bǔ)償。所以，參數(shù)α0、α1和β1僅為ECT的函數(shù)?；贜FD的單位增益屬性，僅兩個(gè)參數(shù)(例如β1和α0)需要基于ECT安排。α1基于β1和α0計(jì)算。線性ECT安排的NFD模型被求逆以提供u(k)=-α1α0u(k-1)+1α0y(k)+β1α0y(k-1)---(55)]]>其中y(k)是期望的缸內(nèi)燃燒燃油質(zhì)量(即CINJ)。
從上述優(yōu)化例程獲取的γ(ECT)的值被插值以形成ECT整個(gè)范圍上的連續(xù)函數(shù)。更具體而言，分段線性插值方法被用來(lái)安排γ(ECT)。圖7的曲線圖示出了基于線性插值方法的安排的示例。
現(xiàn)在參照?qǐng)D9，圖示了用于固定ECT的前向(即未求逆)UFF函數(shù)的基礎(chǔ)特性。處理遞減返回效果外，存在固有飽和效果。更具體而言，CINJ的一些值可能不包括合理范圍內(nèi)的對(duì)于RINJ。上述過(guò)渡控制求逆UFF函數(shù)。線性樣條技術(shù)被執(zhí)行來(lái)求逆前向UFF函數(shù)并且新變量定義為CINJ_D_UFF20(k)=CINJ(k)UFF20(ECT)---(56)]]>前向UFF函數(shù)的求逆問(wèn)題簡(jiǎn)化為以下等式CINJ_D_UFF20(k)=(1-2πarctan(RINJ(k)γ(ECT)))RINJ(k)---(57)]]>線性樣條技術(shù)被應(yīng)用到等式57并且可以獲得以下關(guān)系式RINJ(k)＝LSP(CINJ_D_UFF20(k)，ECT)(58)其中LSP表示由線性樣條進(jìn)行的近似。
在使用由線性樣條進(jìn)行近似的逆向UFF函數(shù)的控制計(jì)算中使用兩步驟過(guò)程。更具體而言，在使用NFD函數(shù)計(jì)算CINJ(k)之后，回歸的UFF20(ECT)函數(shù)被用于如下地計(jì)算CINJ_D_UFF20(k)CINJ_D_UFF20(k)=CINJ(k)UFF20(ECT)---(59)]]>隨后，上述逆向UFF函數(shù)的線性樣條近似被用于如下地獲取RINJ(k)
RINJ(k)＝LSP(CINJ_D_UFF20(k)，ECT)(60)現(xiàn)在參照?qǐng)D10和11，逆向UFF函數(shù)被視為使用線性樣條技術(shù)近似的兩輸入、一輸出的靜態(tài)映射圖。因?yàn)樵谀嫦騏FF函數(shù)近似中RINJ的完整圖形在CINJ足夠大時(shí)不可能獲得，引入RINJ上的飽和限制以實(shí)現(xiàn)在每個(gè)固定ECT處CINJ和RINJ之間的一一映射。此特殊處理在圖10和11中進(jìn)行了描繪，其中圖10概括了敏感性效果而圖11表示了飽和限制的執(zhí)行。除了在CINJ和RINJ的合理范圍內(nèi)對(duì)逆向UFF函數(shù)近似實(shí)現(xiàn)一一映射外，執(zhí)行飽和限制在不良發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)的情況下減小了燃油控制的敏感性。
根據(jù)以下等式，通過(guò)在每個(gè)給定γ(ECT)處允許RINJ(k)增大使得CINJ_D_UFF20(k)接近飽和限制來(lái)確定飽和限制CINJ_D_UFF20(k)=(1-2πarctan(RINJ(k)γ(ECT)))RINJ(k)---(61)]]>足以達(dá)到飽和限制的RINJ(k)示例是RINJ(k)＝4×γ(ECT)，在該情況下提供以下等式CINJ_D_UFF20(k)=4(1-2πarctan(4))γ(ECT)=0.62γ(ECT)---(62)]]>確定與90％的CINJ_D_UFF20(k)相對(duì)應(yīng)的RINJ(k)值。為簡(jiǎn)便起見(jiàn)，RINJ(k)和CINJ_D_UFF20(k)的對(duì)應(yīng)值此處分別標(biāo)示為RINJ90％和CINJ_D_UFF2090％。建立數(shù)據(jù)對(duì)使得當(dāng)CINJ_D_UFF20(k)≥CINJ_D_UFF2090％時(shí)，RINJ(k)限幅在或者說(shuō)限制到RINJ90％的值。數(shù)據(jù)對(duì)被用來(lái)為不同ECT值構(gòu)造等式60的線性樣條近似函數(shù)。
本領(lǐng)域技術(shù)人員現(xiàn)在可以從上述描述中了解到本發(fā)明寬廣的教導(dǎo)可以以多種形式實(shí)現(xiàn)。所以，雖然已經(jīng)結(jié)合其具體示例描述了本發(fā)明，但本發(fā)明的真實(shí)范圍不為此所限，因?yàn)橥ㄟ^(guò)學(xué)習(xí)附圖、說(shuō)明書(shū)和所附權(quán)利要求其他修改對(duì)技術(shù)人員顯而易見(jiàn)。
權(quán)利要求
1.一種燃油控制系統(tǒng)，用于在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)和開(kāi)動(dòng)至運(yùn)行過(guò)渡工況期間調(diào)節(jié)供應(yīng)至內(nèi)燃機(jī)氣缸的燃油，包括第一模塊，其基于所利用燃油百分率(UFF)模型和額定燃油動(dòng)態(tài)(NFD)模型確定原始噴射燃油質(zhì)量；和第二模塊，其基于所述原始噴射燃油質(zhì)量調(diào)節(jié)對(duì)所述發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的供油直至所述氣缸的燃燒事件；其中基于來(lái)自多個(gè)測(cè)試起動(dòng)的數(shù)據(jù)校準(zhǔn)所述UFF和NFD模型的每個(gè)，所述多個(gè)測(cè)試起動(dòng)基于預(yù)定測(cè)試安排。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃油控制系統(tǒng)，其中所述UFF和NFD模型的校準(zhǔn)同時(shí)發(fā)生。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃油控制系統(tǒng)，其中所述第三模塊確定預(yù)定數(shù)量的發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)上的平均原始噴射燃油質(zhì)量和平均測(cè)量燃燒燃油質(zhì)量。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的燃油控制系統(tǒng)，其中基于所述平均原始噴射燃油質(zhì)量和所述平均測(cè)量燃燒燃油質(zhì)量校準(zhǔn)所述UFF模型。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的燃油控制系統(tǒng)，其中在多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度下確定所述平均原始噴射燃油質(zhì)量和所述平均測(cè)量燃燒燃油質(zhì)量。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃油控制系統(tǒng)，其中所述第三模塊在固定的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度間隔下校準(zhǔn)所述NFD模型和成形參數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的燃油控制系統(tǒng)，其中基于初始成形參數(shù)值、校正燃油質(zhì)量、UFF值和原始噴射燃油質(zhì)量來(lái)校準(zhǔn)所述成形參數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的燃油控制系統(tǒng)，其中基于汽化率和平均比來(lái)校準(zhǔn)所述成形參數(shù)，所述平均比是基于在預(yù)定數(shù)量發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)上的校正燃油質(zhì)量和測(cè)量燃燒燃油質(zhì)量所確定的。
9.一種校準(zhǔn)由燃油控制系統(tǒng)處理的模型的方法，該燃油控制系統(tǒng)在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)和開(kāi)動(dòng)至運(yùn)行過(guò)渡工況期間調(diào)節(jié)供應(yīng)至內(nèi)燃機(jī)氣缸的燃油，所述方法包括基于所利用燃油百分率(UFF)模型和額定燃油動(dòng)態(tài)(NFD)模型確定原始噴射燃油質(zhì)量；基于預(yù)定測(cè)試安排執(zhí)行預(yù)定次數(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)；基于所述原始噴射燃油質(zhì)量在每個(gè)所述發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)期間調(diào)節(jié)對(duì)所述發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的供油直至所述氣缸的燃燒事件，其中基于來(lái)自所述發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)的數(shù)據(jù)校準(zhǔn)所述UFF和NFD模型的每個(gè)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述UFF和NFD模型的校準(zhǔn)同時(shí)發(fā)生。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，還包括確定每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)中預(yù)定數(shù)量的發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)上的平均原始噴射燃油質(zhì)量和平均測(cè)量燃燒燃油質(zhì)量。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中基于所述平均原始噴射燃油質(zhì)量和所述平均測(cè)量燃燒燃油質(zhì)量校準(zhǔn)所述UFF模型。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中在多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度下確定所述平均原始噴射燃油質(zhì)量和所述平均測(cè)量燃燒燃油質(zhì)量。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中還包括在固定的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度間隔下校準(zhǔn)所述NFD模型和成形參數(shù)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中基于初始成形參數(shù)值、校正燃油質(zhì)量、UFF值和原始噴射燃油質(zhì)量來(lái)校準(zhǔn)所述成形參數(shù)。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中基于汽化率和平均比來(lái)校準(zhǔn)所述成形參數(shù)，所述平均比是基于在預(yù)定數(shù)量發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)上的校正燃油質(zhì)量和測(cè)量燃燒燃油質(zhì)量所確定的。
17.一種校準(zhǔn)燃油控制系統(tǒng)的方法，該燃油控制系統(tǒng)在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)渡工況期間調(diào)節(jié)供應(yīng)至內(nèi)燃機(jī)氣缸的燃油，所述方法包括基于預(yù)定測(cè)試安排在多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度下執(zhí)行預(yù)定次數(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)；基于所利用燃油百分率(UFF)模型和額定燃油動(dòng)態(tài)(NFD)模型確定原始噴射燃油質(zhì)量；基于所述原始噴射燃油質(zhì)量在每個(gè)所述發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)期間調(diào)節(jié)對(duì)所述發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的供油直至所述氣缸的燃燒事件；和基于來(lái)自所述發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)的數(shù)據(jù)校準(zhǔn)所述UFF和NFD模型的每個(gè)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中所述UFF和NFD模型的校準(zhǔn)同時(shí)發(fā)生。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，還包括確定每個(gè)所述發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)中預(yù)定數(shù)量的發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)上的平均原始噴射燃油質(zhì)量和平均測(cè)量燃燒燃油質(zhì)量。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中基于所述平均原始噴射燃油質(zhì)量和所述平均測(cè)量燃燒燃油質(zhì)量校準(zhǔn)所述UFF模型。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中基于所述多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度中的每個(gè)確定所述平均原始噴射燃油質(zhì)量和所述平均測(cè)量燃燒燃油質(zhì)量。
22.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，還包括在固定的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度間隔下校準(zhǔn)所述NFD模型和成形參數(shù)。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中基于初始成形參數(shù)值、校正燃油質(zhì)量、UFF值和原始噴射燃油質(zhì)量來(lái)校準(zhǔn)所述成形參數(shù)。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中基于汽化率和平均比來(lái)校準(zhǔn)所述成形參數(shù)，所述平均比是基于在預(yù)定數(shù)量發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)上的校正燃油質(zhì)量和測(cè)量燃燒燃油質(zhì)量所確定的。
全文摘要
一種燃油控制系統(tǒng)，用于在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)和開(kāi)動(dòng)至運(yùn)行過(guò)渡工況期間調(diào)節(jié)供應(yīng)至內(nèi)燃機(jī)氣缸的燃油，包括第一模塊，其基于所利用燃油百分率(UFF)模型和額定燃油動(dòng)態(tài)(NFD)模型確定原始噴射燃油質(zhì)量；和第二模塊，其基于所述原始噴射燃油質(zhì)量調(diào)節(jié)對(duì)所述發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的供油直至所述氣缸的燃燒事件?；趤?lái)自多個(gè)測(cè)試起動(dòng)的數(shù)據(jù)校準(zhǔn)所述UFF和NFD模型的每個(gè)，所述多個(gè)測(cè)試起動(dòng)基于預(yù)定測(cè)試安排。
文檔編號(hào)F02D41/06GK1862000SQ20061007732
公開(kāi)日2006年11月15日 申請(qǐng)日期2006年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月4日
發(fā)明者Q·馬, S·于爾科維奇, K·P·杜德克, S·K·福爾赫爾 申請(qǐng)人:通用汽車(chē)環(huán)球科技運(yùn)作公司