[发明专利]排气温度预测的方法

说明书

本发明涉及排气温度预测的方法。转矩请求模块基于驾驶员输入产生用于发动机的转矩请求。模型预测控制(MPC)模块：基于转矩请求识别多组可能目标值，每组可能目标值包括目标有效节流阀面积百分比；分别确定多组可能目标值的预测操作参数；分别确定多组可能目标值的成本值；基于成本值选择多组可能目标值中的一组；并且基于分别选择的一组可能目标值来设定目标值，该目标值包括整个节流阀的目标压力比。目标面积模块基于目标有效节流阀面积百分比比来确定节流阀的目标开度面积。节流阀致动器模块基于目标开度控制节流阀。

技术领域

本公开涉及内燃机，并且更具体地涉及用于车辆的发动机控制系统开发。

背景技术

此处提供的背景描述的目的在于总体地呈现本公开的背景。当前署名的发明人的工作就其在该背景部分中所描述的以及在提交时可以不另外被作为是现有技术的多个方面的描述而言既不明确地也不隐含地被认可为是本公开的现有技术。

内燃机在汽缸内燃烧空气和燃料混合物以驱动活塞，从而产生驱动转矩。进入发动机的空气流量经由节流阀调节。更具体地，该节流阀调整节流阀面积，从而增加或降低进入发动机的空气流量。随着节流阀面积增加，进入发动机中的空气流量增加。燃料控制系统调整燃料被喷射的速率以向汽缸提供期望空气/燃料混合物和/或实现期望转矩输出。增加被提供至汽缸的空气和燃料的量会增加发动机的转矩输出。

在开发用于汽车生产的发动机时，必须对发动机进行校准以确保正确操作。部分认为正确操作是维护发动机硬件、特别是与排放有关的硬件的安全条件。每个特定的发动机校准是通过改变参数并将结果作为数据收集来测试几个操作参数的结果。例如，允许发动机在指定温度之外运行的操作参数的组合被认为对于发动机硬件是不安全的。因此，最终校准将不允许发动机在这些特定参数下操作。对于每个参数组合都会扩展测试，直到为发动机控制参数图收集足够的数据为止。不断重复测试每个可变操作参数会导致大量的测试时间，从而需要昂贵的测试设施和工时。

虽然目前校准发动机的方法最初是成功的，但是校准器需要投入数百个工时和测功机测试单元小时以用于发动机映射所需的数据采集。因此，需要一种新的发动机校准方法，该方法效率更高并且需要更少的测试时间和小时来开发发动机校准。

发明内容

一种用于估计内燃机的排气温度的方法包括：获取已知燃料当量比(EQR)和已知火花正时(CA50偏移)的当前排气温度、将归一化温度比表面设定为当前排气温度、已知EQR和已知CA50偏移，以及基于归一化温度比表面提供由替代EQR和替代CA50偏移产生的预测排气温度。

在本发明的另一个示例中，该方法包括提供等效EQR，该等效EQR与已知CA50偏移一起基于归一化温度比表面产生已知的排气温度极限。

在本发明的又一个示例中，该方法包括提供等效CA50偏移，该CA50偏移与EQR一起基于归一化温度比表面产生已知的排气温度极限。

在本发明的又一个示例中，获取已知EQR和已知CA50偏移的当前排气温度进一步包括获取已知燃料EQR和已知CA50的当前排气温度，其中已知EQR是实际空燃比与化学计量空燃比的比率。

在本发明的又一个示例中，获取已知EQR和已知CA50偏移的当前排气温度进一步包括获取已知燃料EQR和已知CA50的当前排气温度，其中已知CA50偏移是与燃烧50％的空气/燃料质量的曲轴位置所成的曲轴度数。

在本发明的又一个示例中，将归一化温度比表面设定为当前排气温度、已知EQR和已知CA50偏移进一步包括将归一化温度比表面设定为当前排气温度、已知EQR和已知CA50偏移，并且其中已知EQR是Lambda的倒数，该归一化温度比面(Z(I，J))由以下等式定义：

Y(J)＝A*Lambda³+B*Lambda²+C*Lambda+D