[发明专利]具有可变分辨率采样窗口基于燃烧压力反馈的发动机控制

说明书

一种用于控制内燃机的系统带有气缸内压力传感器、曲柄角传感器和被耦合以接收来自压力传感器和曲柄角传感器的输入的控制器。所述控制器被配置成将气缸压力输入转换成指示被测量的气缸中发生的燃烧的燃烧度量并基于所述燃烧度量控制进入发动机的燃料输入和定时。所述控制器在关键燃烧事件期间以高频率对气缸内压力传感器进行采样以及在不关键的气缸状况期间以低频率采样。

优先权要求

本申请要求2015年4月14日提交的美国专利申请No.62/147,405的优先权，其全部内容通过引用结合于此。

技术领域

本申请涉及发动机控制。具体地，本申请涉及具有可变的分辨率采样窗口的基于燃烧压力反馈的发动机控制。

背景技术

通过气缸压力的燃烧监测被用于建立发动机燃烧策略及其对在研究和开发环境中的几乎所有发动机的控制。然而，产品发动机上的基于气缸压力的监视系统仍然在能力上不足，并且是昂贵和不可靠的，从而将它们的适用性限制为仅最高功率密度和最高效率应用，其中它们的益处可以针对它们的成本被调节。

发明内容

根据一个实施例，公开了一种用于控制内燃机的操作的装置。一种用于控制内燃机的操作的装置，包括：气缸内压力传感器，被配置成测量所述内燃机的气缸内的压力并生成相应的压力信号；曲柄角传感器，被配置成测量所述内燃机的所述曲柄角并生成相应的曲柄角信号；以及发动机控制单元，可与所述压力传感器和所述曲柄角传感器耦合，所述发动机控制单元被配置成：(a)对所述曲柄角信号进行采样，(b)在气缸曲柄角的第一范围期间以第一频率对所述内燃机的每一气缸的所述压力信号进行采样，所述气缸曲柄角的第一范围包括所述气缸的点火位置，(c)在气缸曲柄角的第二范围期间以第二频率对所述压力信号进行采样，所述第二频率低于所述第一频率，(d)基于所采样的曲柄角和压力信号计算燃烧度量和燃烧定相，所述燃烧度量包括指示平均有效压力IMEP以及所述气缸内燃烧的绝热热释放率，(e)有关于所计算的所述气缸内燃烧的绝热热释放率确定燃烧定相触发以及第一燃料和第二燃料之间的燃料替换率，(f)基于所计算的燃烧定相调整所述燃烧定相触发以满足燃烧定相目标，(g)基于所计算的IMEP调整所述燃料替换率以满足IMEP目标，以及(h)基于所调整的燃烧定相触发和燃料替换率控制所述内燃机。

根据另一个实施例，公开了一种控制内燃机的方法。一种控制内燃机的方法包括：(a)对曲柄角信号进行采样；(b)在气缸曲柄角的第一范围期间以第一频率对所述内燃机的每一气缸的压力信号进行采样，气缸曲柄角的所述第一范围包括所述气缸的点火位置；(c)在气缸曲柄角的第二范围期间以第二频率对所述压力信号进行采样，所述第二频率低于所述第一频率； (d)基于所采样的曲柄角和压力信号计算燃烧度量和燃烧定相，所述燃烧度量包括指示平均有效压力IMEP以及所述气缸内燃烧的绝热热释放率；(e) 有关于所计算的所述气缸内燃烧的绝热热释放率确定燃烧定相触发以及第一燃料和第二燃料之间的燃料替换率(f)基于所计算的燃烧定相调整所述燃烧定相触发以满足燃烧定相目标；(g)基于所计算的IMEP调整所述燃料替换率以满足IMEP目标；并且(h)基于所调整的燃烧定相触发和燃料替换率控制所述内燃机。

附图说明

图1是发动机控制系统的示意图。

图2是系统的操作的示意流程图。

图3是示出输入、输出、和设置点的发动机控制单元的示意图。

图4是图3的发动机控制单元的内部处理步骤的示意图。

图5是示出三个压力采样率窗口的针对气缸的压力相对于曲柄角的曲线图。

各个附图中相似的附图标记指示相似要素。

具体实施方式