專利名稱：氣缸壓力參數(shù)校正系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及內(nèi)燃發(fā)動機，且更具體地涉及氣缸壓力控制系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
本文提供的背景說明是為了總體上介紹本發(fā)明背景的目的。當(dāng)前署名發(fā)明人的一部分工作在背景技術(shù)部分中被描述，這部分內(nèi)容以及在提交申請時該描述中不另構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)的方面，既不明確也不暗示地被承認(rèn)是破壞本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)。
空氣通過進(jìn)氣歧管被抽吸到發(fā)動機中。節(jié)氣門閥控制進(jìn)入到發(fā)動機中的空氣流。該空氣與來自一個或多個燃料噴射器的燃料混合以形成空氣/燃料混合物。該空氣/燃料混合物在發(fā)動機的一個或多個氣缸內(nèi)燃燒。該空氣/燃料混合物的燃燒能夠例如通過燃料噴射或火花塞所提供的火花來啟動。該空氣/燃料混合物的燃燒產(chǎn)生扭矩和排氣。扭矩經(jīng)由在該空氣/燃料混合物的燃燒期間的熱量釋放和膨脹而產(chǎn)生。發(fā)動機經(jīng)由曲軸將扭矩傳遞到變速器，并且該變速器經(jīng)由傳動系將扭矩傳遞到一個或多個車輪。排氣從氣缸驅(qū)出到排氣系統(tǒng)。發(fā)動機控制模塊(ECM)控制發(fā)動機的扭矩輸出。ECM基于駕駛員輸入和/或其他輸入能夠控制發(fā)動機的扭矩輸出。駕駛員輸入例如能夠包括加速器踏板位置、制動器踏板位置和/或一個或多個其他合適的駕駛員輸入。其他輸入例如可包括利用氣缸壓力傳感器測量的氣缸壓力、基于測量的氣缸壓力確定的一個或多個變量、和/或一個或多個其他合適的值。

發(fā)明內(nèi)容
一種系統(tǒng)，包括凈平均有效壓力(NMEP)誤差模塊、校正確定模塊、平均有效壓力(MEP)校正模塊和致動器控制模塊。所述NMEP誤差模塊基于關(guān)于燃燒循環(huán)的預(yù)計NMEP、關(guān)于燃燒循環(huán)的測量NMEP、以及關(guān)于燃燒循環(huán)的預(yù)計發(fā)動機速度變化和關(guān)于燃燒循環(huán)的測量發(fā)動機速度變化之間的差來確定關(guān)于氣缸的燃燒循環(huán)的NMEP誤差。所述校正確定模塊基于所述NMEP誤差來確定偏移校正和斜率校正。所述MEP校正模塊基于測量NMEP、偏移校正和斜率校正來產(chǎn)生用于燃燒循環(huán)的校正NMEP。所述致動器控制模塊基于校正NMEP來控制發(fā)動機操作參數(shù)。—種方法，包括基于關(guān)于燃燒循環(huán)的預(yù)計NMEP、關(guān)于燃燒循環(huán)的測量NMEP、以及關(guān)于燃燒循環(huán)的預(yù)計發(fā)動機速度變化和關(guān)于燃燒循環(huán)的測量發(fā)動機速度變化之間的差來確定關(guān)于氣缸的燃燒循環(huán)的凈平均有效壓力(NMEP)誤差；基于所述NMEP誤差來確定偏移校正和斜率校正；基于測量NMEP、偏移校正和斜率校正來產(chǎn)生用于燃燒循環(huán)的校正NMEP ；以及基于校正NMEP來控制發(fā)動機操作參數(shù)。本發(fā)明還包括以下方案
方案I. 一種系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括
凈平均有效壓力NMEP誤差模塊，所述NMEP誤差模塊基于以下各項來為氣缸的燃燒循環(huán)確定NMEP誤差，所述各項為關(guān)于所述燃燒循環(huán)的預(yù)計NMEP、關(guān)于所述燃燒循環(huán)的測量NMEP、以及關(guān)于所述燃燒循環(huán)的預(yù)計發(fā)動機速度變化和關(guān)于所述燃燒循環(huán)的測量發(fā)動機速度變化之間的差；
校正確定模塊，所述校正確定模塊基于所述NMEP誤差來確定偏移校正和斜率校正；平均有效壓力MEP校正模塊，所述MEP校正模塊基于所述測量NMEP、所述偏移校正和所述斜率校正來產(chǎn)生關(guān)于所述燃燒循環(huán)的校正NMEP ;以及
致動器控制模塊，所述致動器控制模塊基于所述校正NMEP來控制發(fā)動機操作參數(shù)。方案2.根據(jù)方案I所述的系統(tǒng)，其中，所述MEP校正模塊將所述校正NMEP設(shè)置成等于所述測量NMEP和所述偏移校正之和與所述斜率校正的乘積。方案3.根據(jù)方案I所述的系統(tǒng)，還包括測量MEP模塊，所述測量MEP模塊產(chǎn)生關(guān)
于所述燃燒循環(huán)的測量指示平均有效壓力IMEP以及關(guān)于所述燃燒循環(huán)的所述測量IMEP中的泵送損失；
其中，所述MEP校正模塊還基于所述測量MEP、所述偏移校正和所述斜率校正來產(chǎn)生關(guān)于所述燃燒循環(huán)的校正MEP ;以及
其中，所述MEP校正模塊還基于所述測量MEP、所述偏移校正和所述斜率校正來產(chǎn)生關(guān)于所述燃燒循環(huán)的所述測量MEP中的校正泵送損失。方案4.根據(jù)方案I所述的系統(tǒng)，還包括
第二校正確定模塊，所述第二校正確定模塊基于所述NMEP誤差來確定第二偏移校正和第二斜率校正；以及
氣缸壓力校正模塊，所述氣缸壓力校正模塊基于測量氣缸壓力、所述第二偏移校正和所述第二斜率校正來產(chǎn)生校正氣缸壓力。方案5.根據(jù)方案4所述的系統(tǒng)，還包括變量校正模塊，所述變量校正模塊基于所述校正氣缸壓力產(chǎn)生在所述燃燒循環(huán)期間當(dāng)預(yù)定百分比的燃料在所述氣缸內(nèi)被燃燒的情況下的曲軸角度的校正值。方案6.根據(jù)方案4所述的系統(tǒng)，還包括變量校正模塊，所述變量校正模塊基于所述校正氣缸壓力產(chǎn)生關(guān)于所述燃燒循環(huán)的校正振鳴指數(shù)RI。方案7.根據(jù)方案4所述的系統(tǒng)，其中，所述第二校正確定模塊還基于所述測量氣缸壓力來確定所述第二偏移校正和所述第二斜率校正。方案8.根據(jù)方案I所述的系統(tǒng)，其中，所述校正確定模塊還基于所述預(yù)計NMEP來確定所述偏移校正和所述斜率校正。方案9.根據(jù)方案I所述的系統(tǒng)，還包括預(yù)計平均有效壓力MEP模塊，所述預(yù)計MEP模塊產(chǎn)生關(guān)于所述燃燒循環(huán)的預(yù)計制動平均有效壓力BMEP ；
其中，所述NMEP誤差模塊還基于所述預(yù)計BMEP來確定所述NMEP誤差。方案10.根據(jù)方案I所述的系統(tǒng)，還包括測量MEP模塊，所述測量MEP模塊基于氣缸壓力和曲軸位置來確定所述測量NMEP。方案11. 一種方法，所述方法包括
基于以下各項來為氣缸的燃燒循環(huán)確定凈平均有效壓力NMEP誤差，所述各項為關(guān)于所述燃燒循環(huán)的預(yù)計NMEP、關(guān)于所述燃燒循環(huán)的測量NMEP、以及關(guān)于所述燃燒循環(huán)的預(yù)計發(fā)動機速度變化和關(guān)于所述燃燒循環(huán)的測量發(fā)動機速度變化之間的差；基于所述NMEP誤差來確定偏移校正和斜率校正；
基于所述測量NMEP、所述偏移校正和所述斜率校正來產(chǎn)生關(guān)于所述燃燒循環(huán)的校正NMEP ;以及
基于所述校正NMEP來控制發(fā)動機操作參數(shù)。方案12.根據(jù)方案11所述的方法，還包括將所述校正NMEP設(shè)置成等于所述測量NMEP和所述偏移校正之和與所述斜率校正的乘積。方案13.根據(jù)方案11所述的方法，還包括
產(chǎn)生關(guān)于所述燃燒循環(huán)的測量指示平均有效壓力MEP以及關(guān)于所述燃燒循環(huán)的所述測量MEP中的泵送損失；、 基于所述測量niEP、所述偏移校正和所述斜率校正來產(chǎn)生關(guān)于所述燃燒循環(huán)的校正IMEP ；以及
基于所述測量頂EP、所述偏移校正和所述斜率校正來產(chǎn)生關(guān)于所述燃燒循環(huán)的所述測量MEP的校正泵送損失。方案14.根據(jù)方案11所述的方法，還包括
基于所述NMEP誤差來確定第二偏移校正和第二斜率校正；以及
基于測量氣缸壓力、所述第二偏移校正和所述第二斜率校正來產(chǎn)生校正氣缸壓力。方案15.根據(jù)方案14所述的方法，還包括基于所述校正氣缸壓力來產(chǎn)生在所述燃燒循環(huán)期間當(dāng)預(yù)定百分比的燃料在所述氣缸內(nèi)燃燒的情況下的曲軸角度的校正值。方案16.根據(jù)方案14所述的方法，還包括基于所述校正氣缸壓力產(chǎn)生關(guān)于所述燃燒循環(huán)的校正振鳴指數(shù)RI。方案17.根據(jù)方案14所述的方法，還包括還基于所述測量氣缸壓力來確定所述第二偏移校正和所述第二斜率校正。方案18.根據(jù)方案11所述的方法，還包括還基于所述預(yù)計NMEP來確定所述偏移校正和所述斜率校正。方案19.根據(jù)方案11所述的方法，還包括
產(chǎn)生關(guān)于所述燃燒循環(huán)的預(yù)計制動平均有效壓力BMEP ;以及 還基于所述預(yù)計BMEP來確定所述NMEP誤差。方案20.根據(jù)方案11所述的方法，還包括基于氣缸壓力和曲軸位置來確定所述測量NMEP。本發(fā)明的其他應(yīng)用領(lǐng)域從下文給出的詳細(xì)說明將顯而易見。應(yīng)當(dāng)理解的是，詳細(xì)說明和具體示例僅旨在用于描述目的，而不旨在限制本發(fā)明的范圍。


通過詳細(xì)說明和附圖將更完整地理解本發(fā)明，在附圖中
圖I是根據(jù)本發(fā)明的示例性發(fā)動機系統(tǒng)的功能框 圖2是根據(jù)本發(fā)明的示例性壓力參數(shù)校正模塊的功能框圖；以及 圖3是根據(jù)本發(fā)明的用于校正各個氣缸壓力相關(guān)參數(shù)的示例性方法的功能框圖。
具體實施方式
以下說明本質(zhì)上僅為示例性的，且絕不旨在限制本發(fā)明、它的應(yīng)用、或使用。為了清楚起見，在附圖中使用相同的附圖標(biāo)記標(biāo)識類似的元件。如在此所使用的，短語“A、B和C的至少一個”應(yīng)當(dāng)理解為意指使用了非排他邏輯“或”的邏輯(A或B或C)。應(yīng)當(dāng)理解的是，方法內(nèi)的步驟可以以不同順序執(zhí)行而不改變本發(fā)明的原理。 如本文所使用的，術(shù)語“模塊”可指的是下述各項、是下述各項的一部分、或包括下述各項專用集成電路(ASIC);電子電路；組合邏輯電路；現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA);執(zhí)行代碼的(共享的、專用的、或組)處理器；提供所述功能的其他合適的部件；或者上述中的一些或全部的組合，例如片上系統(tǒng)中。術(shù)語“模塊”可包括(共享的、專用的、或組)存儲器，其存儲由處理器執(zhí)行的代碼。如上述使用的，術(shù)語“代碼”可包括軟件、固件和/或微代碼，并且可指代程序、例程、函數(shù)、類和/或?qū)ο?。如上述使用的，術(shù)語“共享的”是指來自多個模塊的一些代碼或全部代碼可使用單個(共享的)處理器來執(zhí)行。此外，來自多個模塊的一些代碼或全部代碼可 由單個(共享的)存儲器存儲。如上述使用的，術(shù)語“組”是指來自單個模塊的一些代碼或全部代碼可使用一組處理器來執(zhí)行。此外，來自單個模塊的一些代碼或全部代碼可使用一組存儲器來存儲。本文所述的裝置和方法可通過由一個或多個處理器執(zhí)行的一個或多個計算機程序來實施。計算機程序包括處理器可執(zhí)行的指令，其被存儲在非瞬態(tài)有形計算機可讀介質(zhì)上。計算機程序還可包括存儲的數(shù)據(jù)。非瞬態(tài)有形計算機可讀介質(zhì)的非限制性示例是非易失性存儲器、磁存儲器和光存儲器。氣缸壓力傳感器測量發(fā)動機氣缸內(nèi)的壓力并且基于該氣缸內(nèi)的壓力產(chǎn)生氣缸壓力信號。發(fā)動機控制模塊(ECM)基于氣缸壓力信號產(chǎn)生各種氣缸壓力參數(shù)。僅作為示例，ECM可基于氣缸壓力信號產(chǎn)生一個或多個平均有效壓力(MEP)，例如指示平均有效壓力(MEP)、凈平均有效壓力(NMEP)、制動平均有效壓力(BMEP)、與泵送損失相關(guān)的MEP損失(PMEP)、以及與摩擦相關(guān)的IMEP損失(FMEP)。ECM能夠基于氣缸壓力參數(shù)中的一個或多個來選擇性地控制或調(diào)節(jié)一個或多個發(fā)動機操作參數(shù)。然而在一些情況下，與氣缸壓力信號幅值有關(guān)的氣缸壓力信號的相對誤差可能會增加。僅作為示例，氣缸壓力信號的相對誤差可隨著氣缸壓力信號朝向氣缸壓力信號范圍的下限(其中氣缸壓力信號的誤差量增加)降低而增加。氣缸壓力信號的相對誤差的增加可導(dǎo)致氣缸壓力參數(shù)中的誤差增加。本發(fā)明的ECM產(chǎn)生用于一個或多個氣缸壓力參數(shù)的偏移校正和斜率校正。ECM基于偏移校正和斜率校正產(chǎn)生校正形式的氣缸壓力參數(shù)。僅作為示例，ECM基于測量MEPJl移校正和斜率校正來產(chǎn)生校正的頂EP?；谄菩Ｕ托甭市Ｕ齺硇Ｕ龤飧讐毫?shù)中的一個或多個可允許ECM更好地平衡發(fā)動機的氣缸，從而降低發(fā)動機噪音并減少振動?，F(xiàn)參考圖I,其示出了示例性發(fā)動機系統(tǒng)100的功能框圖。發(fā)動機系統(tǒng)100包括發(fā)動機102，發(fā)動機102燃燒空氣/燃料混合物以產(chǎn)生用于車輛的驅(qū)動扭矩。雖然發(fā)動機102將作為火花點火直接噴射(SIDI)發(fā)動機被討論，但是發(fā)動機102可包括其他合適類型的發(fā)動機，例如均質(zhì)充氣壓縮點火(HCCI)發(fā)動機。能夠結(jié)合發(fā)動機102使用一個或多個電動馬達(dá)和/或馬達(dá)發(fā)電機單元(MGU)?？諝馔ㄟ^節(jié)氣門閥108被抽吸到進(jìn)氣歧管106中。節(jié)氣門閥108改變進(jìn)入到進(jìn)氣歧管106中的空氣流。僅作為示例，節(jié)氣門閥108可包括具有可旋轉(zhuǎn)葉片的蝶形閥。發(fā)動機控制模塊(ECM) 110控制節(jié)氣門致動器模塊112 (例如，電子節(jié)氣門控制器或ETC)，并且節(jié)氣門致動器模塊112控制節(jié)氣門閥108的開度?？諝鈴倪M(jìn)氣歧管106被抽吸到發(fā)動機102的氣缸內(nèi)。雖然發(fā)動機102能夠包括不止一個氣缸，但是僅示出單個代表性氣缸114。來自進(jìn)氣歧管106的空氣通過一個或多個進(jìn)氣閥(例如，進(jìn)氣閥118)被抽吸到氣缸114中。ECM 110控制燃料致動器模塊120，燃料致動器模塊120控制燃料噴射器121的開啟。燃料噴射器121將燃料噴射到氣缸114中。燃料由低壓燃料泵和高壓燃料泵(未示出)提供到燃料噴射器121。低壓燃料泵從燃料箱抽吸燃料并且將處于低壓的燃料提供給高壓燃料泵。高壓燃料泵選擇性地進(jìn)一步加壓該燃料，例如用于直接噴射到發(fā)動機102的氣缸中。被噴射的燃料與空氣混合并且在氣缸114中產(chǎn)生空氣/燃料混合物。氣缸114內(nèi)的活塞(未示出)壓縮該空氣/燃料混合物?；趤碜訣CM 110的信號，火花致動器模塊122 給氣缸114中的火花塞124通電。由火花塞124產(chǎn)生的火花點燃該空氣/燃料混合物?；鸹ǖ恼龝r能夠相對于活塞處于其最上位置(稱為上止點(TDC))的時刻被指定?？諝?燃料混合物的燃燒將活塞向下驅(qū)動，并且該活塞驅(qū)動曲軸(未示出)旋轉(zhuǎn)。在達(dá)到最底部位置(稱為下止點(BDC))之后，活塞開始再次向上移動并且將燃燒副產(chǎn)物通過一個或多個排氣閥(例如，排氣閥126)排出。燃燒副產(chǎn)物經(jīng)由排氣系統(tǒng)127從該車輛被排出。從氣缸114的角度看，一個燃燒循環(huán)可包括曲軸的兩圈回轉(zhuǎn)(S卩，720°的曲軸旋轉(zhuǎn))。氣缸114的一個燃燒循環(huán)包括四個階段進(jìn)氣階段、壓縮階段、膨脹階段、以及排氣階段。僅作為示例，在進(jìn)氣階段期間，活塞朝向BDC位置降低并且空氣被抽吸到氣缸114中。在壓縮階段期間，活塞朝向TDC位置升高并且壓縮氣缸114的內(nèi)容物。燃料可以在壓縮階段期間被噴射到氣缸114中。燃料噴射還能夠在膨脹階段期間發(fā)生。在膨脹階段期間，燃燒將活塞朝向BDC位置驅(qū)動。在排氣階段期間，該活塞朝向TDC位置升高以從氣缸114驅(qū)出所得到的排氣。一個發(fā)動機循環(huán)可指的是與氣缸中的每一個都經(jīng)歷了一個完整燃燒循環(huán)相關(guān)聯(lián)的時間段。進(jìn)氣閥118能夠由進(jìn)氣凸輪軸128控制，而排氣閥126能夠由排氣凸輪軸130控制。在各種實施方式中，多個進(jìn)氣凸輪軸能夠控制每個氣缸的多個進(jìn)氣閥和/或能夠控制用于多個氣缸排的進(jìn)氣閥。類似地，多個排氣凸輪軸能夠控制每個氣缸的多個排氣閥和/或能夠控制用于多個氣缸排的排氣閥。通過進(jìn)氣凸輪移相器132可相對于TDC位置改變進(jìn)氣閥118開啟的時刻。通過排氣凸輪移相器134可相對于TDC位置改變排氣閥126開啟的時刻。燃料噴射正時還能夠相對于活塞的位置被指定。曲軸位置傳感器142監(jiān)測曲軸的旋轉(zhuǎn)，并且基于曲軸的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生曲軸位置信號146。僅作為示例，曲軸位置傳感器142可包括可變磁阻(VR)傳感器或其他合適類型的曲軸位置傳感器。曲軸位置傳感器146可包括脈沖序列。當(dāng)隨著曲軸一起旋轉(zhuǎn)的N齒的輪(未不出)的齒經(jīng)過曲軸位置傳感器146時，在曲軸位置信號146中可產(chǎn)生脈沖。因此，每個脈沖對應(yīng)于這樣的曲軸角度旋轉(zhuǎn)量，其大致等于360°除以N個齒。N個齒的輪還可包括通過缺失一個或多個齒形成的空隙，且該空隙能夠被用作曲軸的一個完整回轉(zhuǎn)(即，曲軸的360°旋轉(zhuǎn))的指示器。氣缸壓力傳感器150測量氣缸114內(nèi)的壓力，并且基于該壓力產(chǎn)生氣缸壓力信號154。還可提供一個或多個其他傳感器158。例如，其他傳感器158可包括空氣質(zhì)量流率(MAF)傳感器、歧管絕對壓力(MAP)傳感器、進(jìn)氣溫度(IAT)傳感器、冷卻劑溫度傳感器、一個或多個凸輪軸位置傳感器、和/或一個或多個其他合適的傳感器。ECM 110包括產(chǎn)生各個氣缸壓力相關(guān)參數(shù)的壓力參數(shù)校正模塊180。壓力參數(shù)校正模塊180還產(chǎn)生用于該氣缸壓力相關(guān)參數(shù)的偏移校正和斜率校正，以便對氣缸壓力信號154中的誤差加以考慮。壓力參數(shù)校正模塊180相應(yīng) 地基于氣缸壓力相關(guān)參數(shù)、偏移校正和斜率校正來產(chǎn)生所述氣缸壓力相關(guān)參數(shù)的校正值。致動器控制模塊190能夠基于校正值中的一個或多個來控制一個或多個發(fā)動機致動器。僅作為示例，致動器控制模塊190可控制燃料噴射(例如，正時和量)、節(jié)氣門開度、火花正時、進(jìn)氣閥和/或排氣閥升程和/或持續(xù)時間、增壓裝置(例如，渦輪增壓器)的增壓、排氣再循環(huán)(EGR)開啟、和/或一個或多個其他合適發(fā)動機操作參數(shù)?，F(xiàn)參考圖2，其示出了壓力參數(shù)校正模塊180的示例性實施方式的功能框圖。預(yù)計平均有效壓力(MEP)模塊202關(guān)于氣缸114的每個燃燒循環(huán)為氣缸114產(chǎn)生預(yù)計MEP。僅作為示例，關(guān)于給定燃燒循環(huán)的預(yù)計MEP可包括預(yù)計指示平均有效壓力(MEP) 204、預(yù)計制動平均有效壓力(BMEP) 206、預(yù)計凈平均有效壓力(NMEP) 208、預(yù)計泵送平均有效壓力(PMEP)210、以及預(yù)計摩擦平均有效壓力(FMEP) 212。預(yù)計MEP模塊202能夠基于下述各項中的至少一個來關(guān)于氣缸114的給定燃燒循環(huán)產(chǎn)生預(yù)計MEP :關(guān)于該燃燒循環(huán)的預(yù)計制動扭矩214 ;關(guān)于該燃燒循環(huán)的預(yù)計摩擦扭矩?fù)p失216 ;關(guān)于該燃燒循環(huán)的發(fā)動機真空度218 ;進(jìn)氣凸輪軸位置220 ;以及排氣凸輪軸位置222。另外或另選地，預(yù)計MEP模塊202可基于有關(guān)給定燃燒循環(huán)的其他預(yù)計MEP中的一個或多個來為給定燃燒循環(huán)產(chǎn)生預(yù)計MEP。制動扭矩(例如，預(yù)計制動扭矩214)可對應(yīng)于曲軸上的扭矩(包括損失)以及發(fā)動機102上的負(fù)載。該損失例如可包括摩擦損失、發(fā)動機泵送損失、和/或一個或多個其他扭矩?fù)p失源。負(fù)載例如可包括由附件施加到曲軸上的負(fù)載和/或該曲軸上的一個或多個其他負(fù)載。預(yù)計摩擦損失216可基于一個或多個參數(shù)被估計，所述參數(shù)例如是發(fā)動機油溫、冷卻劑溫度、和/或一個或多個其他合適參數(shù)。預(yù)計制動扭矩214和預(yù)計摩擦損失216能夠被用于產(chǎn)生用于給定發(fā)動機循環(huán)的預(yù)計指示扭矩。指示扭矩對應(yīng)于可歸因于燃燒的曲軸上的扭矩。與制動扭矩相比而言，指示扭矩不考慮發(fā)動機102上的損失和負(fù)載。在各種實施方式中，發(fā)動機真空度218能夠基于MAP和環(huán)境空氣壓力或大氣壓力被測量或確定。在各種實施方式中，進(jìn)氣和/或排氣凸輪軸位置220和222能夠基于一個或多個其他測量參數(shù)(例如，曲軸位置)被測量或確定。關(guān)于給定燃燒循環(huán)的IMEP可以是氣缸114內(nèi)可歸因于燃燒而不存在損失和/或負(fù)載的MEP的計算值。與MEP相比，BMEP可以基于考慮到發(fā)動機102上的損失和負(fù)載的測量MEP。僅作為示例，測量的BMEP能夠在各種操作狀況下利用測力計來測量并且被用于生成操作狀況與測量的BMEP之間的關(guān)系(例如，函數(shù)或映射)。在發(fā)動機操作期間，關(guān)于給定燃燒循環(huán)的測量的BMEP能夠基于給定燃燒循環(huán)的操作狀況和該關(guān)系被產(chǎn)生(例如，由ECM110產(chǎn)生)。PMEP可以是與發(fā)動機102的泵送損失相關(guān)的MEP中的損失。FMEP可以是與摩擦損失相關(guān)的BMEP中的損失。僅作為示例，BMEP能夠等于NMEP減去FMEP，且MEP能夠等于NMEP減去PMEP，其中，F(xiàn)MEP是負(fù)值并且PMEP通常是負(fù)值。預(yù)計速度增量模塊230關(guān)于氣缸114的燃燒循環(huán)產(chǎn)生預(yù)計發(fā)動機速度變化。預(yù)計發(fā)動機速度變化是指預(yù)計發(fā)動機速度增量232。預(yù)計速度增量模塊230基于第一發(fā)動機速度234、關(guān)于燃燒循環(huán)的估計慣量236、以及關(guān)于燃燒循環(huán)的預(yù)計BMEP 206來產(chǎn)生關(guān)于該燃燒循環(huán)的預(yù)計發(fā)動機速度增量232。估計慣量236可對應(yīng)于傳動系的估計慣量。僅作為示例，第一發(fā)動機速度234可基于曲軸位置信號146的兩個脈沖之間的時段被確定，其中所述脈沖對應(yīng)于N個齒的輪中的兩個齒，這兩個齒被至少分開以著火事件之間的旋轉(zhuǎn)距離(單位，曲軸旋轉(zhuǎn)角度(° ))。測量速度增量模塊238關(guān)于氣缸114的燃燒循環(huán)產(chǎn)生測量的發(fā)動機速度變化。測量的發(fā)動機速度變化被稱為測量發(fā)動機速度增量240。測量速度增量模塊238能夠基于第二發(fā)動機速度242和曲軸位置244來產(chǎn)生測量發(fā)動機速度增量240。通過跟蹤(例如，計數(shù))曲軸位置信號146中的脈沖，能夠產(chǎn)生曲軸位置244。第二發(fā)動機速度242可基于曲軸位置信號146的兩個脈沖之間的時段被確定，其中所述脈沖對應(yīng)于N個齒的輪中的兩個齒，相比第一發(fā)動機速度234，這兩個齒被分開以更小的旋轉(zhuǎn)距離。誤差模塊250基于預(yù)計發(fā)動機速度增量232和測量發(fā)動機速度增量240來確定關(guān)于燃燒循環(huán)的發(fā)動機速度增量誤差252。誤差模塊250可將發(fā)動機速度增量誤差252設(shè)置成等于預(yù)計發(fā)動機速度增量232與測量發(fā)動機速度增量240之間的差。測量MEP模塊256產(chǎn)生關(guān)于氣缸114的燃燒循環(huán)的MEP。測量MEP可包括測量IMEP 260、測量PMEP 262、和測量NMEP 264。僅作為示例，測量MEP模塊256可基于曲軸位置244和氣缸壓力266來產(chǎn)生測量MEP。另外或另選地，測量MEP模塊256可基于其他測量MEP中的一個或多個來產(chǎn)生測量MEP。氣缸壓力266可基于氣缸壓力信號154被產(chǎn)生。僅作為示例，氣缸壓力266可被設(shè)置成等于曲軸位置信號146中每個脈沖處的氣缸壓力信號154，或設(shè)置成基于曲軸位置信號146中每個脈沖處的氣缸壓力信號154。在曲軸位置信號146的連續(xù)脈沖之間，能夠關(guān)于每個預(yù)定的曲軸旋轉(zhuǎn)量(例如，1° )來估計氣缸壓力266。NMEP誤差模塊280產(chǎn)生關(guān)于燃燒循環(huán)的NMEP誤差282。NMEP誤差模塊280可基于測量NMEP 264、預(yù)計NMEP 208、預(yù)計BMEP 206、和發(fā)動機速度增量誤差252來產(chǎn)生NMEP誤差282。僅作為示例，NMEP誤差模塊280能夠基于預(yù)計NMEP 208和測量NMEP 264之間的差來確定最初NMEP，并且基于發(fā)動機速度增量誤差252和預(yù)計BMEP 206來調(diào)節(jié)最初NMEP誤差以產(chǎn)生NMEP誤差282。第一校正確定模塊290基于NMEP誤差282和預(yù)計NMEP 208來產(chǎn)生關(guān)于燃燒循環(huán)的第一偏移校正292和第一斜率校正294。第一校正確定模塊290還基于關(guān)于先前燃燒循環(huán)的NMEP誤差282和預(yù)計NMEP 208的一個或多個先前值來相應(yīng)地產(chǎn)生第一偏移校正292和第一斜率校正294。僅作為示例，第一校正確定模塊290能夠利用一個或多個線性預(yù)測關(guān)系來產(chǎn)生第一偏移校正292和第一斜率校正294，所述關(guān)系例如是自適應(yīng)濾波器、遞歸最小二乘方(RLS)、最小均方(LMS)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和/或其他合適的關(guān)系。MEP校正模塊300為氣缸114的燃燒循環(huán)產(chǎn)生校正MEP。校正MEP可包括校正NMEP 302、校正頂EP 304和校正PMEP 306。MEP校正模塊300相應(yīng)地基于測量MEP、以及基于第一偏移校正292和第一斜率校正294來產(chǎn)生校正MEP。僅作為示例，MEP校正模塊300、能夠利用下述方程來產(chǎn)生校正MEP
校正NMEP =(測量NMEP +偏移)*斜率；
校正MEP =(測量MEP +偏移)*斜率；以及 校正PMEP =(測量PMEP +偏移)*斜率；
其中，校正NMEP是校正NMEP 302，校正MEP是校正MEP 304，校正PMEP是校正PMEP306，測量NMEP是測量NMEP 264，測量MEP是測量MEP 260，測量PMEP是測量PMEP 262，偏移是第一偏移校正292，并且斜率是第一斜率校正294。在各個實施方式中，第一偏移校正292可以是正實數(shù)或負(fù)實數(shù)，并且第一斜率校正294可以是公稱值(n ominal value)近似為I的正實數(shù)。一個或多個發(fā)動機操作參數(shù)(例如，燃料噴射正時、火花正時、空氣流量、和/或一個或多個其他合適的發(fā)動機操作參數(shù))可以基于校正NMEP 302、校正MEP 304、和/或校正PMEP 306被控制(例如，通過致動器控制模塊190控制)。第二校正確定模塊320基于測量NMEP 264,NMEP誤差282和氣缸壓力266為氣缸114的燃燒循環(huán)產(chǎn)生第二偏移校正322和第二斜率校正324。第二校正確定模塊320還相應(yīng)地基于關(guān)于先前燃燒循環(huán)的測量NMEP 264、NMEP誤差282和氣缸壓力266的一個或多個先前值來產(chǎn)生第二偏移校正322和第二斜率校正324。僅作為示例，第二校正確定模塊320能夠利用一個或多個線性預(yù)測關(guān)系來產(chǎn)生第二偏移校正322和第二斜率校正324，所述關(guān)系例如是自適應(yīng)濾波器、RLS、LMS、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和/或其他合適的關(guān)系。氣缸壓力校正模塊325為燃燒循環(huán)產(chǎn)生校正氣缸壓力328。氣缸壓力校正模塊325基于氣缸壓力266以及第二偏移校正322和第二斜率校正324來產(chǎn)生校正氣缸壓力328。僅作為示例，氣缸壓力校正模塊325能夠使用下述方程來產(chǎn)生校正氣缸壓力328
校正CylP = (CylP +偏移)*斜率
其中，校正CylP是校正氣缸壓力328，CylP是氣缸壓力266，偏移是第二偏移校正322，并且斜率是第二斜率校正324。在各個實施方式中，第二偏移校正322可以是正實數(shù)或負(fù)實數(shù)，并且第二斜率校正324可以是公稱值近似為I的正實數(shù)。變量校正模塊330為燃燒循環(huán)產(chǎn)生校正變量值。變量校正模塊330基于校正氣缸壓力328和曲軸位置244來為燃燒循環(huán)產(chǎn)生校正變量值。校正變量值可包括第二校正NMEP 332、第二校正頂EP 334、第二校正PMEP 336、當(dāng)噴射燃料的50%被燃燒時的校正曲軸角度值(CA50) 340、校正振鳴指數(shù)(corrected ringing index) (RI) 342、和 / 或一個或多個其他校正值。一個或多個發(fā)動機操作參數(shù)(例如，燃料噴射正時、火花正時、空氣流量和/或一個或多個其他合適的發(fā)動機操作參數(shù))能夠基于第二校正NMEP 332、第二校正MEP334、第二校正PMEP 336、校正CA50 340和/或校正RI 342被控制(例如，通過致動器控制模塊190控制)。現(xiàn)參考圖3，其示出了描述產(chǎn)生校正氣缸壓力相關(guān)參數(shù)以及控制發(fā)動機操作的示例性方法400的流程圖。控制過程在404開始，其中控制過程產(chǎn)生關(guān)于氣缸114的燃燒循環(huán)的預(yù)計MEP和測量MEP。更具體地，該控制過程產(chǎn)生預(yù)計頂EP 204、預(yù)計BMEP 206、預(yù)計NMEP 208、預(yù)計 PMEP 210、預(yù)計 FMEP 212、測量頂EP 260、測量 PMEP 262、和測量NMEP 264。該控制過程在408處產(chǎn)生關(guān)于氣缸114的燃燒循環(huán)的預(yù)計發(fā)動機速度增量232和測量發(fā)動機速度增量240。該控制過程能夠基于估計慣量236和第一發(fā)動機速度234來產(chǎn)生預(yù)計發(fā)動機速度增量232。該控制過程能夠基于第二發(fā)動機速度242和曲軸位置244來產(chǎn)生測量發(fā)動機速度增量240。該控制過程在412處基于預(yù)計發(fā)動機速度增量232和測量發(fā)動機速度增量240來產(chǎn)生關(guān)于氣缸114的燃燒循環(huán)的發(fā)動機速度增量誤差252。該控制過程基于預(yù)計發(fā)動機速度增量232和測量發(fā)動機速度增量240之間的差來產(chǎn)生發(fā)動機速度增量誤差252。該控制過程在416處產(chǎn)生關(guān)于氣缸114的燃燒循環(huán)的NMEP誤差282。該控制過程能夠基于預(yù)計BMEP 206、預(yù)計NMEP 208、測量NMEP 264和發(fā)動機速度增量誤差252來產(chǎn)生NMEP誤差282。該控制過程在420處產(chǎn)生第一偏移校正292和第一斜率校正294。該控制過程基于測量NMEP 264、NMEP誤差282和預(yù)計NMEP 208產(chǎn)生第一偏移校正292和第一斜率校正294。該控制過程在420處還產(chǎn)生第二偏移校正322和第二斜率校正324。該控制過程基于NMEP誤差282和氣缸壓力266來產(chǎn)生第二偏移校正322和第二斜率校正324。該控制過程在424處產(chǎn)生關(guān)于氣缸114的燃燒循環(huán)的校正MEP。更具體地，該控制過程產(chǎn)生校正NMEP 302、校正頂EP 304和校正PMEP 306。該控制過程相應(yīng)地基于測量MEP以及基于第一偏移校正292和第一斜率校正294來產(chǎn)生校正MEP。該控制過程在424處還產(chǎn)生校正氣缸壓力328。該控制過程基于氣缸壓力266以及第二偏移校正322和第二斜率校正324來產(chǎn)生校正氣缸壓力328。該控制過程在424處還產(chǎn)生第二校正MEP。更具體地，該控制過程在424處產(chǎn)生第二校正NMEP 332、第二校正IMEP 334、第二校正PMEP 336、校正CA50 340、校正RI 342、和/或一個或多個其他值。該控制過程基于校正氣缸壓力328和曲軸位置244來產(chǎn)生第二校正NMEP 332、第二校正MEP334、第二校正 PMEP 336、校正 CA50 340、和校正 RI 342。該控制過程在428處調(diào)節(jié)一個或多個發(fā)動機操作參數(shù)。該控制過程能夠基于校正NMEP 302、校正頂EP 304、校正PMEP 306、校正氣缸壓力328、第二校正NMEP 332、第二校正IMEP 334、第二校正PMEP 336、校正CA50 340、和/或校正RI 342來調(diào)整或調(diào)節(jié)一個或多個發(fā)動機操作參數(shù)。雖然該控制過程被描述為在428之后結(jié)束，但是該方法400可以表示一個控制循環(huán)，并且該控制過程能夠返回到404處。本發(fā)明的寬泛教導(dǎo)能夠以各種形式被實施。因此，雖然本發(fā)明包括特定示例，但是本發(fā)明的真實范圍不應(yīng)被如此限制，因為本領(lǐng)域技術(shù)人員在研究附圖、說明書和權(quán)利要求書之后將明顯清楚其他變型。
權(quán)利要求
1.一種系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括 凈平均有效壓力NMEP誤差模塊，所述NMEP誤差模塊基于以下各項來為氣缸的燃燒循環(huán)確定NMEP誤差，所述各項為關(guān)于所述燃燒循環(huán)的預(yù)計NMEP、關(guān)于所述燃燒循環(huán)的測量NMEP、以及關(guān)于所述燃燒循環(huán)的預(yù)計發(fā)動機速度變化和關(guān)于所述燃燒循環(huán)的測量發(fā)動機速度變化之間的差； 校正確定模塊，所述校正確定模塊基于所述NMEP誤差來確定偏移校正和斜率校正； 平均有效壓力MEP校正模塊，所述MEP校正模塊基于所述測量NMEP、所述偏移校正和所述斜率校正來產(chǎn)生關(guān)于所述燃燒循環(huán)的校正NMEP ;以及 致動器控制模塊，所述致動器控制模塊基于所述校正NMEP來控制發(fā)動機操作參數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述MEP校正模塊將所述校正NMEP設(shè)置成等于所述測量NMEP和所述偏移校正之和與所述斜率校正的乘積。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，還包括測量MEP模塊，所述測量MEP模塊產(chǎn)生關(guān)于所述燃燒循環(huán)的測量指示平均有效壓力MEP以及關(guān)于所述燃燒循環(huán)的所述測量MEP中的泵送損失; 其中，所述MEP校正模塊還基于所述測量MEP、所述偏移校正和所述斜率校正來產(chǎn)生關(guān)于所述燃燒循環(huán)的校正MEP ;以及 其中，所述MEP校正模塊還基于所述測量MEP、所述偏移校正和所述斜率校正來產(chǎn)生關(guān)于所述燃燒循環(huán)的所述測量MEP中的校正泵送損失。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，還包括 第二校正確定模塊，所述第二校正確定模塊基于所述NMEP誤差來確定第二偏移校正和第二斜率校正；以及 氣缸壓力校正模塊，所述氣缸壓力校正模塊基于測量氣缸壓力、所述第二偏移校正和所述第二斜率校正來產(chǎn)生校正氣缸壓力。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，還包括變量校正模塊，所述變量校正模塊基于所述校正氣缸壓力產(chǎn)生在所述燃燒循環(huán)期間當(dāng)預(yù)定百分比的燃料在所述氣缸內(nèi)被燃燒的情況下的曲軸角度的校正值。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，還包括變量校正模塊，所述變量校正模塊基于所述校正氣缸壓力產(chǎn)生關(guān)于所述燃燒循環(huán)的校正振鳴指數(shù)RI。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中，所述第二校正確定模塊還基于所述測量氣缸壓力來確定所述第二偏移校正和所述第二斜率校正。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述校正確定模塊還基于所述預(yù)計NMEP來確定所述偏移校正和所述斜率校正。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，還包括預(yù)計平均有效壓力MEP模塊，所述預(yù)計MEP模塊產(chǎn)生關(guān)于所述燃燒循環(huán)的預(yù)計制動平均有效壓力BMEP ； 其中，所述NMEP誤差模塊還基于所述預(yù)計BMEP來確定所述NMEP誤差。
10.一種方法，所述方法包括 基于以下各項來為氣缸的燃燒循環(huán)確定凈平均有效壓力NMEP誤差，所述各項為關(guān)于所述燃燒循環(huán)的預(yù)計NMEP、關(guān)于所述燃燒循環(huán)的測量NMEP、以及關(guān)于所述燃燒循環(huán)的預(yù)計發(fā)動機速度變化和關(guān)于所述燃燒循環(huán)的測量發(fā)動機速度變化之間的差；基于所 述NMEP誤差來確定偏移校正和斜率校正； 基于所述測量NMEP、所述偏移校正和所述斜率校正來產(chǎn)生關(guān)于所述燃燒循環(huán)的校正NMEP ;以及 基于所述校正NMEP來控制發(fā)動機操作參數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及氣缸壓力參數(shù)校正系統(tǒng)和方法。具體地，提供了一種系統(tǒng)，其包括凈平均有效壓力NMEP誤差模塊、校正確定模塊、平均有效壓力MEP校正模塊和致動器控制模塊。所述NMEP誤差模塊基于下述各項來確定關(guān)于所述氣缸的燃燒循環(huán)的NMEP誤差，所述各項為關(guān)于燃燒循環(huán)的預(yù)計NMEP、關(guān)于燃燒循環(huán)的測量NMEP、以及關(guān)于燃燒循環(huán)的預(yù)計發(fā)動機速度變化和關(guān)于燃燒循環(huán)的測量發(fā)動機速度變化之間的差。所述校正確定模塊基于所述NMEP誤差來確定偏移校正和斜率校正。所述MEP校正模塊基于測量NMEP、偏移校正和斜率校正來產(chǎn)生關(guān)于燃燒循環(huán)的校正NMEP。所述致動器控制模塊基于校正NMEP來控制發(fā)動機操作參數(shù)。
文檔編號F02D45/00GK102758699SQ20121012552
公開日2012年10月31日 申請日期2012年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月26日
發(fā)明者A.B.雷爾 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作有限責(zé)任公司