[发明专利]用于前馈控制燃料喷射进内燃机汽缸内的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于前馈控制燃料喷射进内燃机汽缸内的方法，该内燃机主要是机动车的内燃机，例如柴油发动机、汽油发动机或燃气发动机。

背景技术

现代的内燃机通常包括多个汽缸，每个汽缸提供有专用的燃料喷射器，用于将燃料喷射进汽缸内。

燃料可以喷射进汽缸内，借助于每个发动机循环的单独的喷射脉冲，或者借助于根据多点喷射模式的每个发动机循环的多个的喷射脉冲，典型的是借助于至少预喷射脉冲和随后的主喷射脉冲。

燃料喷射通过几个燃料喷射参数来定义，例如喷射开始(SOI)、燃料喷射量、用于每个喷射脉冲的燃料喷射器的通电时间(ET)、在两个连续喷射脉冲之间的停留时间和喷射压力。

已知的是使用开环控制程序控制燃料喷射。这个传统的开环控制程序通常提供用于：确定多个发动机操作参数的值，发动机当前运行在这些参数下，并且其影响汽缸内的燃料燃烧，例如发动机速度、发动机载荷、发动机温度和许多其它参数；以发动机操作参数的确定值为基础，确定上面提到的燃料喷射参数的一个或多个要求值；之后根据燃料喷射参数的要求值命令燃料喷射器。

特别是，燃料喷射参数的要求值是从储存在经验确定的映射图中的预定值来确定的，该映射图将发动机操作参数与燃料喷射参数相互关联。

这个已知程序的缺点是极多的发动机操作参数影响汽缸内的燃烧，其导致相应的大量的映射图，该映射图的确定和校准因此要求持久的并且十分复杂的实验活动。

这个缺点通过大多数内燃机目前配有许多辅助设备的事实来着重指出，例如涡轮增压器、废气再循环(EGR)系统和后处理装置，其操作影响燃烧并且其操作参数因此被考虑用于控制燃料喷射，典型的是借助于附加的经验确定的映射图。

另一个缺点是上面提到的映射图传统上是在稳定状态条件下进行校准，所以已知的开环控制策略对于机动车应用不总是可靠的，其中内燃机经常是在动态瞬时条件下操作的，在这个条件下发动机操作参数从发动机循环到发动机循环时可以变化的。

通常开环控制程序也涉及其它副作用。例如，由于磨损现象在内燃机中燃料喷射器的操作可以随时间变化，因此由映射图所提供的燃料喷射参数值在适当时候就不能给发动机提供适当的燃料量。因此，发动机性能可以降低，让位于高排放、高燃料消耗、增加噪音甚至对发动机有损坏的可能。

为了改进这种状况，最近更多的内燃机，例如柴油预混充量压燃(PCCI)和汽油均质充量压燃(HCCI)，实现闭环控制程序，其通常提供用于：测量表示燃烧行为的燃烧参数；计算在相同燃烧参数的测量值和期望值之间的误差；为了最小化这个误差命令燃料喷射器。

受控的燃烧参数可以是例如启动燃烧(SOC)、在燃料喷射质量的50％处燃烧(MFB50)的曲轴角度、峰值压力位置(LPP)、所示的平均有效压力(IMEP)或者另一个参数。

尽管这种程序显示出可接受的性能，但是它们另外也倾向于闭环控制的典型缺陷。

特别是，燃烧参数只能在燃烧发生之后测量，所以闭环控制程序只能对下一个发动机循环调整燃料喷射器的操作，这时发动机操作条件可能完全改变了。

因此，当内燃机在动态瞬时条件下操作时，闭环控制程序的反应通常不是足够快，这通常发生在机动车的应用中。

这些缺点通过调整控制器使其在瞬时条件下反应更快是不能解决的，因为其能导致发动机燃烧的不稳定和/或振动。

鉴于上述情况，本发明实施例的目的是提供内燃机的控制策略，其允许去解决、或至少去积极减少上面提到的缺点。

发明内容

这个和/或其它目的通过在本发明主要方法中所披露的本发明实施例的特征来获得。本发明的其他方面叙述了本发明实施例的更优的和/或特殊的优点。

本发明实施例提供了用于前馈控制燃料喷射进内燃机汽缸内的方法，其包括步骤：

-设定表示在汽缸内燃料燃烧的燃烧参数的期望值；

-确定一个或多个发动机操作参数的值；

-使用燃烧参数的期望值和发动机操作参数的确定值用于确定燃料喷射进汽缸内的参数值；

-命令与汽缸关联的燃料喷射器去执行具有燃料喷射参数确定值的燃料喷射。

因为发动机操作参数的任何变化在燃烧发生之前被考虑，所以这个前馈控制策略具有更快的反应，其也允许在瞬时操作条件下满足燃烧参数的期望值，因此增加发动机性能和减少污染排放。

这个前馈控制策略也具有极大的坚稳性，其避免了在汽缸内燃料燃烧的不稳定和/或振动。