[发明专利]高度动态发动机系统的优化实时控制

说明书

技术领域

高度动态发动机系统使用显式模型预测控制的优化实时控制。

背景技术

发动机性能受大量参数的影响。这种参数包括例如速度、转矩/功率需求和环境压力的操作条件，它们很大程度上受外部因素支配。所述参数还包括可控条件，例如燃料喷射量和喷射开始(SOI)正时，它们会响应于外部因素变化。

每个这些参数可根据影响发动机的内部和外部因素的改变而高频率变化。

已知提供一种算法或者多个相关的算法来确定影响支配发动机性能的可控条件的控制信号的值。这种算法具有作为输入的一些或者全部当前发动机参数。当具有支配发动机性能的特定方面的大量不同发动机参数时，所述算法会变得复杂。需要相当大的处理功率来使用所述算法实时计算发动机控制值。

而且，随着对改善的燃料效率和减少的排放以满足法规要求的希望不断增加，以不断增加的更高频率监视和控制发动机性能的希望意味着使用算法的实时计算必须更快地执行，从而要求增加的处理器能力。

在这种背景下，提供如这里公开的发动机控制系统。

发明内容

本发明提供一种用于发动机的发动机控制系统，该发动机控制系统包括：

第一输入，其能够接收有关第一发动机参数的第一输入数据值，第一输入数据值是第一组可能第一输入数据值的一个；

第二输入，其能够接收有关第二发动机参数的第二输入数据值，第二输入数据值是第二组可能第二输入数据值的一个；

数据库，其包括显式模型预测控制导出的输出数据值集合，包括关于第一组和第二组可能输入数据值的第一和第二输入数据值的每个组合的输出数据值子集；和

输出，其能够提供从数据库导出的输出数据值集合的子集，输出数据值子集对应于在第一输入处接收的第一输入数据值和在第二输入处接收的第二输入数据值，输出数据值子集能够控制发动机性能的一个或多个方面。

附图说明

现在将仅通过实例参考附图描述本发明的实施方式，在附图中：

图1是显示本发明的发动机控制系统的一种实施方式的特征的示意图；

图2是显示本发明的显式模型预测控制数据库如何经过发动机系统的建模导出、确定优化库值并上载到图1所示的发动机控制系统的显式模型预测控制功能的示意图。

具体实施方式

参考图1，示出了包括发动机2和用于控制发动机2的发动机控制系统3的发动机组件1。

发动机控制系统3可包括分别被构造成接收当前的第一输入数据值、当前的第二输入数据值和当前的第三输入数据值的第一输入31、第二输入32和第三输入33。第一、第二和第三数据值分别提供第一、第二和第三发动机参数的测量值。第一输入数据值可以是当前的排气温度数据值，第二输入32可以是当前的一氧化氮(NOx)量数据值，第三输入33可以是当前的发动机速度数据值。输入可以通过摄取发动机参数的当前快照获得。

发动机控制系统3可进一步包括显式模型预测控制(EMPC)数据库35。发动机控制系统3可进一步包括用于输出输出数据值的第一输出38和第二输出39。

EMPC数据库35可包括输出数据值的集合，其中所述输出数据值集合的子集针对第一输入数据值、第二输入数据值和第三输入数据值的每个组合或者每个组合的适当三角形(delta)提供。因此，所述数据值集合的子集可以针对可能的排气温度值、可能的NOx量数据值和可能的发动机速度数据值的广泛范围的组合提供。等同于第一、第二和第三数据值的确切组合或者等同于第一、第二和第三数据值的多个密切可用组合的一个的子集可通过搜索与在第一输入31、第二输入32和第三输入33处接收的当前数据值相关的所述数据值集合的相关子集找回。

第一输出38和第二输出39可提供用于后续处理并最终用于控制发动机性能的方面的数据值子集。关键的发动机性能特征包括瞬态响应能力、燃料经济性和排放物控制。

以此方式，存储在EMPC数据库35中的相关预先计算的优化数据值可针对第一、第二和第三输入值的确切组合或者针对第一、第二和第三数据值的多个密切可用组合的一个获得，以便作为来自显式模型预测控制(EMPC)数据库35的输出使用，从而维持优化发动机性能。