[发明专利]压缩机压力比的控制

说明书

本文描述的本发明的实施例包括用于车辆的控制系统。该控制系统包括控制模块，该控制模块基于压缩机的估计模型动态地计算将由压缩机产生的第一功率值(P_C)。该控制系统还包括功率项估计器模块，该功率项估计器模块基于所测量的压缩机的压缩机压力比(βc^meas)来动态地计算第二功率值(P_U)。控制模块还通过将第一功率值和第二功率值相加来计算将由发动机产生的功率量(Pt^des)。控制模块还调节致动器的位置，产生待产生的功率量。

引言

本公开涉及内燃机，更具体地涉及涡轮增压内燃机的压缩机功率比的控制。

发动机控制包括基于期望的发动机输出控制发动机运行中的参数，包括发动机速度和发动机负荷、以及所产生的运行，例如包括发动机排放。由发动机控制方法控制的参数包括气流、燃料流以及进气阀和排气阀设置。

增压空气可被提供给发动机，以相对于自然吸气进气系统向发动机提供增加的燃烧气流，从而增加发动机的输出。涡轮增压器利用发动机的排气系统中的能量来驱动向发动机提供增压空气的压缩机。示例性的涡轮增压器可以包括可变几何形状的涡轮增压器(VGT)，使得能够调节为排气系统中的给定条件提供的增压空气。增压器利用例如由附件皮带提供的来自发动机的机械动力来驱动向发动机提供增压空气的压缩机。发动机控制方法控制增压空气以便控制发动机内产生的燃烧和发动机产生的输出。

废气再循环(EGR)是可以由发动机控制来控制的另一个参数。发动机的排气系统内的废气流已耗尽氧并且基本上是惰性气体。当废气被引入或保持在燃烧室内与结合燃料和空气的燃烧充气结合时，废气缓和燃烧、降低输出和绝热火焰温度。EGR还可以在先进的燃烧策略中与其他参数相结合地受控，例如包括均匀充气压缩点火(HCCI)燃烧。EGR也可以受控改变所产生的废气流的特性。发动机控制方法控制EGR以便控制发动机内所产生的燃烧和发动机所产生的输出。

用于发动机的空气处理系统管理进入发动机的进气和EGR的流动。必须装备空气处理系统以满足增压空气组成目标(例如EGR组分目标)以实现排放目标，以及满足总的可用空气目标(例如增压流量质量流量)以实现期望的功率和扭矩目标。最强烈地影响EGR流的致动器通常影响增压流，并且最强烈地影响增压流的致动器通常影响EGR流。因此，具有现代空气处理系统的发动机呈现具有耦合的输入-输出响应回路的多输入多输出(MIMO)系统。

MIMO系统中，输入被耦合，即输入-输出响应回路彼此影响，其在本领域中是众所周知的挑战。发动机空气处理系统呈现了进一步的挑战。发动机以宽范围的参数运行，这些参数包括可变发动机速度、可变扭矩输出、以及可变加燃料和正时时间表。在许多情况下，系统的精确传递函数不可用和/或标准去耦计算所需的计算力不可用。

发明内容

在此描述的本发明的实施例包括用于车辆的控制系统。该控制系统包括控制模块，该控制模块基于压缩机的估计模型动态地计算将由压缩机产生的第一功率值(P_C)。该控制系统还包括功率项估计器模块，该功率项估计器模块基于所测量的压缩机的压缩机压力比(βc^meas)来动态地计算第二功率值(P_U)。控制模块还通过将第一功率值和第二功率值相加来计算将由发动机产生的功率量(Pt^des)。控制模块还调节致动器的位置，产生待产生的功率量。

在一个或多个示例中，控制模块还通过将第三功率值(PID)添加到第一功率值(P_C)和第二功率值(P_U)来计算将由发动机产生的功率量。