專利名稱：內燃發(fā)動機空氣流量估計方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及內燃發(fā)動機的發(fā)動鵬制領域，尤其涉&i^月在該控制中的節(jié)
氣門空^CM量、iffi的估計。
背景技術：
多數汽油抑細中，燃料計量的基本目的在于按預定化學計量比3M^氣
缸中的空氣量。因此，在這種發(fā)動m/s用中，對于任莉可行的開環(huán)燃半4^制策 略，精確的充氣估計是關鍵的預處理過程。由于戶腿充氣不能i:接測量，在某 些方式中，其估計量要依靠包^ii歧管壓力傳感器，節(jié)流閥片上游的空氣質 量流量傳r辭i、或兩者的感應信息。#^的傳 配置的選擇反映了在最終系 統(tǒng)財和最小性能要粒間折中。當前，包括兩個傳繊的高駄解決方案出 現(xiàn)在具有嚴格排放標準的市場，而低^:解決方案，通常僅僅包括一個壓力傳 / ，正瞄衝氐需求的，中市場。
現(xiàn)有技術中已知了i憤發(fā)動^jSn口的空nM量的鵬-密度方法。然而，
結合更復雜的發(fā)動m/s用，例如具有凸輪相變和域可變氣門升程能力的速度-密度方法還沒有實際自^^濟上的可行性。
因此，需要一種施在不利用空nM量流量傳鵬的IH牛下M^氐成本的
充氣估計器以得到氣缸空氣估計來滿;^M中市場的需求。
發(fā)明內容
內燃發(fā)動機系統(tǒng)包括與發(fā)動機和燃料輸絲統(tǒng)信號交流的控制器，燃燒氣 缸及其內的往復活塞，弓i導空氣流stA至少一個燃^n缸的進氣歧管，和引 導空氣質鱟流MfflA^^a^歧管的具有節(jié)流孔的空氣節(jié)氣門。估計至少--個 發(fā)動機燃^n缸的充氣的方,括基于修正的容積效率參數計算氣缸空氣質 量流鼂；基于節(jié)氣門空氣流量排出參數和燃料富集因:^十算進氣節(jié)氣門空氣質
量流量和利用所述氣缸空氣質量流量和節(jié)氣門空n^量流量估計至少一個燃
燒氣缸內的所述充氣量。提供包,值氣缸流量模型、歧管動力學模型和節(jié)氣 門流量模型的三種,來估計^少一>^^^缸中的充氣量，制燃料輸送
纖料,系統(tǒng)。
本發(fā)明可就某些割特卩零件的布置給出實際的形式，以下將結合附圖劉優(yōu) 選的實施例進行描述和說明，其中
圖1是火花塞點火內燃發(fā)動機系統(tǒng)的圖示模型；
圖2圖示了無需空，量流量傳感器的估計氣缸充氣方法；
圖3圖示了圖1戶脫內燃發(fā)動機系統(tǒng)中駄氣向氣缸所述的空氣的流動。
圖4是力難圖，示出了圖1戶腿的火縫點火內燃發(fā)動縣,生的信號流。
圖5別汗確^0M節(jié)氣門排出系數修正的修正MJ表。
具體實施例方式
現(xiàn)參照圖l，示出了火花塞點火內燃發(fā)動機系統(tǒng)(簡稱為系統(tǒng))20的圖示 模型。戶尸謹系統(tǒng)20，就最普通的意義而言，包括影響氣體質量M或被其影響 的所有發(fā)動機的相關裝置并包括操作環(huán)境駄氣，氣體質量來自或輕該大氣。 所述內燃發(fā)動機包括自然吸氣或増壓內燃發(fā)動機。所述大氣66被示出在 空 氣入口22^tA戶;M^統(tǒng)。
戶;^系統(tǒng)包括多^動元件，一皿，每一個都構it有至少一對可供氣體
質量鵬的端口o例如，包^if^空^A口22、空氣 f^器24和iT氣管26的 空氣吸氣口錢~^1氣動元件，在其一端具有HKiW應于艦空^A口 22
的端口且在其另一端具有一m^應于戶;f^a^管26的另一端口。另一個氣動
元件的例子是具有的端口與進氣管34和Sn通路38相接的進氣歧管36。所述 系統(tǒng)中的氣動元件的其它WS例1^^包括節(jié)流閥體28和節(jié)流閥片32的進 氣節(jié)流孔86;曲柄箱50，包括燃鵬48和itn閥40及凸輪72的燃^n缸46; 包括排氣管52和iN汽口 54的排氣。
圖1所示的不同元件是示例性的，且本發(fā)明絕不僅限于那^鵬別的實施方 式。 一般的，與本發(fā)明相關的元件可以為簡單的t^孔口(例如ifT氣)，可變
幾何皿的閥86 (例如節(jié)流孔)，壓力調節(jié)器閥(例如PCV閥)，±^容積
(例如進氣和排氣歧管)36， 44,或氣動泵(例如.-燃M缸)46。
在內燃發(fā)動機系統(tǒng)20的不同元件和流動路徑的相互關系的圖示中，大氣壓 下的氣體質量(氣體)纟5i P空nA口22aA, 、m^a氣空氣 鵬悔殺經58，
進而穿過空氣凈化器24。氣^^S氣管26并通過節(jié)流閥體28。在給定的發(fā) 動杉鵬下，由節(jié)氣門腿傳離30監(jiān)測的節(jié)流閥片32的位覽是判PT通JlTr 述節(jié)流閥體并^A戶; 3^Sn管34的氣體量的一個織。會SSn管34，氣休iitA 進氣歧管36，在那里，糊的ianTO38指弓l氣體iaA與蟲的燃^C缸460 在活塞向下的沖程期間，氣體由凸輪驅動的將閥40引入氣缸46并在活塞向 上的沖li潮間，J^(ji31排氣鵬42排出。在完全四沖驟轉時，這逸敏氣和 祠汽謝牛當然由壓縮和燃燒i!lSfC-分幵，弓胞曲軸60的旋轉，產:生由發(fā)動機轉 速傳繊"2來監(jiān)測的發(fā)動miM。氣體繼鄉(xiāng)過脾支管44，經W腿排氣溫 度傳鵬64，并:1^M;排氣出口 54駄大氣66。
本發(fā)明的一個實施例中，當戶腐氣體穿過-制蟲的將鵬38時，噴射器 56將燃料68與所述氣^M合。在本發(fā)明的另一個實施例中，燃料68可在其他 位置與戶/誠氣,合。
根據本發(fā)明的實施例，將各種相，大的內燃發(fā)動機系統(tǒng)的容積區(qū)域指定 為氣動體積節(jié)點， ，可理想地估計各自的氣動狀態(tài)。所述氣動狀態(tài)用來確 定有利于內燃發(fā)動杉諧制函數的氣體質量流動。例如，細已知的燃半靜，-制手 段，可利用MM3T氣系統(tǒng)的空，量流量棘適當的供油指頓行艦。
根據本發(fā)明的實施例，所述系統(tǒng)可包括用以監(jiān)測^4P靴溫叟的mi硬ait傳 鋭&70。
在本發(fā)明的另一個實施例中包括可變凸輪相位調整裝置，使ff^供凸輪致 動進氣閥40致動的凸輪72的角，可由凸輪傳感器85來確定。
在本發(fā)明的實施例中包括可變凸輪i^^置，使f鞭供凸輪致動進氣閥40 致動的凸輪72所產生的升程量由可變凸輪升程^S傳感器82確定。
現(xiàn)參照圖2，描述鵬本發(fā)明實施例不細空^Jl量流量傳殿g %估計氣 缸充氣的方法。圖2示出了均值氣缸流量鄉(xiāng)76，歧糊力^t筻型78和節(jié)氣門 流量模型80的，圖。
—種在不細空，量流量(MAF)傳鵬96的內燃發(fā)動機氣缸充氣估 計方法， 足了設置中^#淑示準的低#控制系統(tǒng)的市場需求。該方法利 用M-密度方^D^古計戶，氣缸充氣。所述方式包,對進氣歧管動力學和通
過所述節(jié)流孔86的戶;M空氣質量流量的物理,，和包括用來調整/，節(jié)氣門
空氣流量排出參數和容積效率織的調節(jié)圖表。戶服矛法可用于具有可變閥正
時和域可變閥升程的發(fā)動機。所述方法，于各種伊凝4^征變量的調整。
艦施不艦空，量流傳繊(MAF)且不直^M氧(02)傳麟 或寬范圍空-燃比傳離(WAFR)的測量值。然而，現(xiàn)有技術中已知的是利用 基于Oz或WAFR測量^*修1^^ 4噴| 的閉環(huán)燃*4^制運算祛則。
圖2示出了模S^Mjt支管壓力動力學和0Mm^流孔86的氣體流量的均 值模型。圖4示出了經控審幡94來調整的修正因子修正的發(fā)動機容積效率系數 (7w)和節(jié)氣門排出系數(Crf)的標稱靜態(tài)模型。
Jf繼容積效率修正的更新^M31現(xiàn)有的方M實施的。在本發(fā)明的一個實 施例中，可利用卡爾曼濾波器，其將所述測量的和模擬的歧管壓力之間的差值 作為誤差測度。
禾IJ用圖5戶際的修正彭旬表100 ^6S行m^節(jié)氣門排出系數的修正。戶艦 修正査詢表100戯運行工況的函數，腦于根據閉環(huán)^l斗因子的化學計量偏 差來推導所得的空氣流量估計的體測度。
圖2是不具有空^M量流量傳麟的氣缸空氣估算的、繊圖。圖2示出了 表示三鋪理翻的灘、離圖，包括均值氣缸流量模型76，歧管動力學頓 型78，和節(jié)氣門流難型80。 M 測量除了戶服空，量流量的魏發(fā)動機信
號，該系統(tǒng)利用戶;f^H偉理提型，修正容積效率系數和節(jié)氣門空氣流量系數
的兩個調整回路90， 92，和來自已知產生的閉環(huán)魏比控制算法的信息，來計
算臓氣缸空，量m和臓節(jié)氣門空，量驢。
本發(fā)明需要的^1發(fā)動機測量輸A^S包括節(jié)氣門位置傳殿l30，歧管 空氣壓力傳感器(MAP) 84，發(fā)動機速度傳感器(RPM) 62，氣壓傳感器或 MAP傳感器84接通大氣壓力的讀^g，若可適用的可變凸輪相位(進氣和 排氣)85， ^T棚的可變凸辦程錢82(,劍^)， a^鵬傳S^(IAT) 58，冷掛鵬傳繊70，和^nm^f專麟64。
圖3示出了當空氣M氣向所述氣缸46運動時，通a^M節(jié)流孔86和進 氣歧管36的空氣流量102。
圖4 ---iw示出了由先前元件產生的信號流98和M^a述它們之間交換的 信息來表示戶; ^不同制牛間的相互^。
戶/T^lt支管動力，型78利用了均值氣缸空氣流量和節(jié)門氣流一M判定
歧管壓力誤差。戶;M節(jié)氣門空氣流量由節(jié)氣門流fti型8o來決定。通過利用現(xiàn)
有技術中已知的空燃比閉環(huán)燃m制算法得到的燃糊彥正信息來修正所述節(jié)氣
門排出系數從而提髙戶;^r節(jié)氣門流量模型so的精度。戶;M節(jié)氣門排出系數修正
限定了第二調節(jié)回路92。
在本發(fā)明中，根據這種氣動電容元件中固定容積的的純氣體質量來模擬存
儲于氣動電容元件的足夠的空間中，例如，航歧管36中的氣體質量的瞬^效
應。在任何瞬態(tài)，包含在氣動電容元件中的,有限氣體質量肘 ,可按照已知
的理想氣體定律表示
<formula>formula see original document page 9</formula>
這里，尸是所述容積內的平均壓力，r是所述氣動電容元件的容積，^是 針對空氣的通用氣體常數，和『是在戶腿容積內的氣體平均溫度。通過氣體方
程(1)可搏到所淞支管壓力與歧管質Jt(/0的關系
<formula>formula see original document page 9</formula>對方程(2)關于時間求導可得到均1IM量守恒，相對歧管容積^而言，該
守恒限定了經a^M節(jié)氣門和進入歧管(<WA)的，以及流出歧管和atA氣缸
的氣體質^^流量的M1I:
<formula>formula see original document page 9</formula>
因此，將方程(2) 4tA方程(3)可得到歧管質量瓶量(氣)和壓力變化
率々 之間的關系
<formula>formula see original document page 9</formula>將肖隨守恒原s^ffl到戶; ^H歧管糊可得到
<formula>formula see original document page 9</formula>
這里5和^是空氣的等容和，容量，且t;,,是在戶，節(jié)流孔的氣^^jgc
合并(2)和(5)的得出方程(6):<formula>formula see original document page 9</formula>
將方程(6)代入方程(4)得到歧管壓力變化率^:
<formula>formula see original document page 9</formula>
均值氣缸流量輕76包擬傭測量的輸入值計#+満容積效率 ,。戶腿 均值氣缸流量輕還包括基于估計歧管壓力(從歧管動力學,型得到)78和利
用MAP傳f繊84測量獲得的領啶歧管壓力的差值的容積效率修正。禾IJ用第--調整回路進行容積效率修正。
容積效率通過利用由實際測量歧管壓力和估計歧管壓力^確定歧管壓力 體測度來修正，并被輸入臓均值氣缸流量輕76。
均值氣缸^M;lM^^an歧管36 J4A所有氣缸46的平均空nM箭流景, 其由氣缸充氣來導出。針循環(huán)累計的氣缸充氣( '")是在進氣閥打開(IVO) 和進氣閥關閉(IVC)之間的時期內，^il^^a^閥40的壓力和源改環(huán)境的 函數。更特別的，計算^h循環(huán)的累i"H氣缸充氣( ")可表示為
"=(8)
其中，^是ia^氣歧管壓力，乙是"腿歧管空氣溫變，/ 是所述歧管入口混 ^氣體的氣體常數，^^h^缸工作容積，^是容積效率系數，其與實際新 鮮空氣充氣量和假如在歧管條件下，整個工作容積Orf)完全由新鮮空氣所替 代時每彌占擗氣缸46的新解空氣量相關。容積效率系數(^,)的值取決于在 空氣吸入過程的熱力學^^牛和氣門正時^&JI^輪廓。
所述容積效率系數(/7w)可M31M^S于物理的分析函數來確定。 限定了均值氣缸流量 )的麟羅個難礎的纖凍度方程可 由方程(9)導出
其中，"跌動M^iJ^'"是流出歧管36并iftA氣缸46的質量流量。符
號&，和乙分別是環(huán)境和歧管壓力和溫度，及是專門的氣體常數(specifiers c加s加t)和空氣^^膨脹，^是氣缸工作容積，"^動機轉速，^是發(fā)動機
容積效率系數。進氣口空，量流量的流動源^l作用，例如在進氣歧管處的
if謹發(fā)動機和戶脫空^HM量M的影響，可以由己知的艦密-度方程*1近。 戶腿發(fā)動杉諷歧管壓力參IS^分成己知的豐満部分(上標為o)和未知的修
正部分(表示為A)。容積效率和節(jié)氣門的排出系數的^^部分M靜態(tài)發(fā)動機
圖^(表M]方式)^tM31回歸函i&3l^十算。
以下是對根據己知方法中的利用非最小命令模式表征歧管壓力的動力學描
述
<formula>formula see original document page 11</formula>
參數 是在臓非最小命令模式中用來得到理想的瞬態(tài)持性的隨機設計參數。
歧管壓力動力學^J非最小表征模式是以分別基于已知的輸A^]輸出<^和 &，用于未知狀態(tài)的》=&—A^，根據擴展卡爾曼濾被器原理身設計狀態(tài)估計 器，特別地，其中，A"是SM^腿節(jié)氣門28流M^M^管36的空氣質量流 量。以下給出了戶M卡爾曼搶波^m劍古計器方程
估計離斷步驟
<formula>formula see original document page 11</formula>
估計器更新步驟<formula>formula see original document page 11</formula>
符號s表示狀態(tài)協(xié)方穀巨陣，特別地，尺是卡爾曼增益，0和s是搶波器 設計參數。戶; ie^濾器設計參數2和s大體上表示戶;M狀態(tài)和戶，輸出噪音協(xié)方
差(且因此由下面的過離號統(tǒng)i憤賊決定)，在超幡想搶波器性能時，它
們被隨衫她關閉。戶;M卡爾曼媳波謝尋到了戶脫參數e的精確的估計值從而衝共 了所述精確的節(jié)氣門流量。由此J5腿容積效率修正A/^可通過估計值0來計算 得出
玎見所述容積效率估計值可有標稱容積效率參數A^^和所述容積效率修 正參數At^-^—^計算得出
分別地，臓氣缸充氣(8)和腿氣缸空氣流量(9)可利用所述容積效 率的估計il^計算
c = /
"
w乙
燈一 5
(15)
經過節(jié)流孔86進A0f^an歧管36的空左m量流量( ,,,)可以按照可
壓縮流體方程(16)綠^:
(16)
爪ff/r/力 4/— W
具1/U
其中，A是節(jié)流孔面積，^j^ 述節(jié)氣門排出系數，^和7:'分別是環(huán)境
壓力和站W變，且^是體綱可臓流體系數，其定義為
1
2 "
max| , >5 | - max 、P" J
(17)
其中，K是空氣^^熵系數。
類似于戶，容積效率參數的表示，所述節(jié)氣門排出系數(G)按照方
程(18)中已知的+彌部分(crf°)和未知部分(acrf)來定義
crf=crf0+acrf
(18)
將方程(18) f^A方程(16)，所述節(jié)氣門空，量 ""可特別地 按照公式(19) *^示
= 4, (crf° + acrf )會"，} (19) V化 lp J
a夂作為a^的估計值，節(jié)氣門空^M量流量估計值^'"'可由方程(19)
導出
4,,,, = aA)^H^4 (20)
假設所述節(jié)氣門排出系數的標稱值是錯誤的，如果確定了修正項a^ ，就 可得到所述節(jié)氣門質量流量的精確估計值。為了確定修正項ac,，首先，要定 義竊爾空-燃(a/f)比義
(21)
標稱a/f比義作為氣缸空氣量(弋c)與氣^B料量"〃 )的比H而給出， 且與 料的化學計量因子",)成比例。
"M標稱A/F比(A)假設為低于化學ifS混合工況下的值。典型地，所 ife^料計量艦充氣(/^)和燃料富集因子(,O的估計函數來測量，其表
示為
<formula>formula see original document page 13</formula>假設^^料富足因子(厶)Mil閉環(huán)A/F比控制算給來調整'因此發(fā)動 機始終在化學"M量混合比下運轉，(23)可 ^-為
<formula>formula see original document page 13</formula>
由此，戶;fiB^料富足因子(人)描述了氣缸46 (或^A氣缸46的空氣效 量)中實際空氣量和氣缸46中估計的空氣量(或MA氣缸46的空氣流量)的 比值。因此，由戶脫富足因子(人)與1的偏差精確地描^fr^S氣驢(或 充氣)的估iti^ 可由方程(25)來定義
在穩(wěn)定狀,工況時，Sil^M節(jié)流孔86的質量流
的質量流量相等
- (25)
(^'〃o和流經發(fā)動機<formula>formula see original document page 13</formula>因此，將方程(26) 4認方程(25)可得到 用方程(19)減去方程(20)可得到方程(28):
<formula>formula see original document page 13</formula>
結果(27) ft^變?yōu)?br>
= C/廣l = (ACrf - △《k會4，
<formula>formula see original document page 13</formula>由此，如默;f^排出修正織厶4等于實際值A。，那么在隨機節(jié)氣門和壓
力條件下的空氣流估計誤差(e"。'0可以被消除。對于未知的節(jié)氣門空氣排出 參數A(i的離散調節(jié)圖表就可以從方程(29)推導得出 <formula>formula see original document page 14</formula> (30)
由于兩個原因，包括可調節(jié)增益在內的更復雜的調節(jié)原則是不利的1)與 方程(30)有關的假設和模擬誤差，與分離所述容積效率修正和所述排放修正 的調節(jié)率的需要一起，僅僅能在非常低的調節(jié)頻帶寬度下較好地執(zhí)行，和2)因 為所述排放誤差△Cd可能不是常數，而敲腿節(jié)氣門位置a和所氣門壓力降rp的函數，所以所述調節(jié)是通過模塊學習表的形式來執(zhí)行。
節(jié)氣門排出修正100的模塊學習表是按照圖5來定義的。圖5中引入的每 個術語和調節(jié)圖表與方程(30)合并，下面來推算圖表的更新
1) 根據方程(31)來計算當前操作點的增量修正 <formula>formula see original document page 14</formula> (31)
2) 圍繞氣流操作點來標識的四個柵格點并計算每個柵格點的重量因子 <formula>formula see original document page 14</formula>(32)
<formula>formula see original document page 14</formula>
其中，""'慰;M節(jié)流閥片32的角度，。是修1F壓力與環(huán)境壓力的比值。
3) 根據下式在/;M四^、MJ格點的^^處更新戶;M表值 在沒有質量流量傳離時，針對未知的排放修正利用調節(jié)方案頓步確定
這個信號的精確度
(34)
這甲:，符號A表示閉環(huán)燃油修正因子，和^是調節(jié)增益。該增益是白選
(discrctionaiy) #^[，并要選擇足夠的小以達到穩(wěn)定的調節(jié)，可是也要足夠的大 以獲得明顯適合的響應時間。由于^f^調節(jié)頻帶寬度相當窄，方程(3)所述的 更新艦律可以與0 i^流^f參正的閉環(huán)查詢表100 —并使用。Mf^的使用表明 了這樣的事實，即 31個發(fā)動機操作包絡線的流*^差不是典型的常數，而 是艦伊流孔86的節(jié)氣門位置和環(huán)鄉(xiāng)力的函數。戶腐^i旬表在實際模作點(從 穿過節(jié)流閥片32的節(jié)氣門^^和壓力比^')的四個相鄰柵格點進行更新，
因此<formula>formula see original document page 14</formula>
標號''和)分別表示在/，節(jié)氣門位置軸上第''個柵格點和在所述壓力比軸
上的第7個柵格點。戶;M參數""是與具有標號(m， n)的相關的柵格點的更新 相關的加權因子，表明了實際操作點至特定的柵格點(所有四個柵格點的加權 因子相加之和)的距離。
然后，所腿續(xù)更新彭旬糊來計算用于(19)的排出修正項A^。 4頓以 上引入的符號，描述該歩驟的腿化學計量形式為
A^,f^乂冊力 (36)
對于節(jié)氣門流量模式80的緩慢調節(jié)回路90，假設了激活的閉環(huán)燃料控制， 準確掌握的化學計量因子《'，和精確的燃糊懂。實際上，當這^ff設不成立 時，通過關閉圖2中的開關S1^88使得節(jié)氣門流量'調節(jié)問路92需要失效。這 些瞎況的例子包括，但不局限于，M加燃料事件來監(jiān)測燃鵬性的變化，通 Jl^^噴射器診斷郷測伊凝賴針故障，及由排放'診斷郷測氧傳感故障。
在J 述節(jié)氣門模型調節(jié)失效的時間里，F(xiàn)"的M^基于已知的燃料類型監(jiān)測 算法。同時，戶;f^節(jié)氣門流纖型80艦流量系數CD的^^值。
所述排出系數的修正值構成了戶; ^二調節(jié)回路92。
在高負ta:況時，當M:節(jié)流閥片的壓力比艦i時，可圧魂流體方程遞 來越不適丁表征M^M節(jié)流孔的質量流量。基于這樣的H的，在高負載的工
況下，節(jié)氣門、^S甘算方程(20)修正為
f ,- . 二 、 n J
(37)
及乙2
r,', 一
更特別地，當壓力t,某一限值 時，M:基于可壓縮流體方程的方法 的質量流量值的重量平均值 "*"和質量流量值、'"*凡來計算節(jié)氣門質量流
量。質影荒量值^"^基^fii^-密度方程^法。"脫隨機因子le[O l]是標 定參數且根據與壓力比相關的M絲實施。排出修正估計值A( 是3拉于負載 情況并且保持為方程36的描述。對鵬，戶脫排出誤差查詢表的更新不 于 負載情況，且保持為方程(35)的描述。
此處，特別參照實施例和其改型已經描述了本發(fā)明。在閱l賣和理解說明書 的基礎上町以有其它的改型和變化。本發(fā)明將包括不脫離其發(fā)明范圍的所有的 改型和變化。
權利要求
1.一種估計內燃發(fā)動機至少一個燃燒氣缸的充氣量的方法，內燃發(fā)動機包括與發(fā)動機和燃料輸送系統(tǒng)信號交換的控制器，燃燒氣缸及其內的往復活塞，引導空氣流量進入至少一個燃燒氣缸的進氣歧管，和可引導空氣質量流量進入所述進氣歧管的具有節(jié)流孔的空氣節(jié)氣門，所述方法包括 基于容積效率參數計算氣缸空氣質量流量 基于節(jié)氣門空氣流量排出參數和燃料增益因子來計算所述進氣節(jié)氣門空氣質量流量；和 利用所述氣缸空氣質量流量和節(jié)氣門空氣質量流量來估計至少一個燃燒氣缸內的所述充氣量。
2. 根據權利要求1所述的方法，還包括利用一組發(fā)動機測量參數輸入均值氣缸流量模型來計算容積效率參數。
3. 根據權利要求2所述的方法，還包括 利用歧管動力學模型估計歧管壓力；測量的歧管壓力與所述估計的歧管壓力相比較以確定歧管壓力誤差度量-，和利用所述歧管壓力誤差度量以修正后的容積效率參數來更新所述標稱容積 效率參數。
4. 根據權利要求3所述的方法，還包括利用所述歧管壓力誤差度量來修正所述容積效率參數；和 將所述修正后的容積效參數輸入所述均值氣缸流量模型。
5. 根據權利要求4所述的方法， 還包括確定均值氣缸流量，其中，所述均值氣缸流量是指從進氣歧管流出至內燃 發(fā)動機內的每個燃燒氣缸中的平均空氣質量流量。
6. 根據權利要求5所述的方法，還包括利用速度密度計算來確定所述均值氣缸流量。
7. 根據權利要求5所述的方法，還包括利用所述均值氣缸空氣流量和進氣節(jié)氣門空氣質量流量來確定所述歧管壓 力誤差度量。
8. 根據權利要求1臓的—^r去，還包括禾,第一調節(jié)回謝彥JH^容積效^^;和禾,第二調節(jié)回謝彥:o^節(jié)氣門空氣^A排出參數；
9. 根據權利要求8,的方法，還包括當化學i+S燃料富集因子和精確伊謝iH未知時，0f^二調節(jié)回路無效。
10. 根據權利要求1戶脫的方法，還包括 向節(jié)氣門流量,中輸入節(jié)氣門^測量值；計算與戶腿節(jié)氣門、M:模型相關的I^節(jié)氣門空氣流量參數；由閉環(huán)燃料富集因子的化學i憎偏差來推導出空氣流量估計^M/變量；和禾,基于";M空氣流量估it^^量的修正后的節(jié)氣門空氣流量參ifc^更新臓標稱節(jié)氣門空氣流* :。
11. 根據權利要求10自的方法，還包括 估計M^^節(jié)氣門節(jié)流孔的空氣tt;和根據f艦修正后的節(jié)氣門空氣流量排出參數來調整通過節(jié)流孔的所述空氣
12. 鵬權利要求11職的施還包括用i^空-燃比刺彥iE^^節(jié)氣門空氣、m^，其中，戸;m+満空-燃比是 ^m^n缸空氣量與至少一4^^缸中按與所^^斗相關的化學計量比燃料 富集因子標定的燃料量的比值。
13. 根據權利要求12雕的施，還包括確定燃料富集因子，其中，戶^m^料富集因子是指在戶;i^m^缸中的實際空氣量與^mi^^^n缸中空氣量的估計值的比值。
14. 根據權利要求13臓的施，還包括在f^^斗富足因子不等于1時，確定M^t料富集因子的空氣流量估計 值的^^度量。
15. 根據權利要求14戶脫的方法，還包括在估計節(jié)氣門空氣流量排出參數等于戶腿節(jié)氣門空氣流量排出參數的實際值時，估計戶;M空氣流量估i"H^。
16. 根據權利要求10戶脫的方法，還包括禾IJ用塊査尋^^確定修正的節(jié)氣門空氣流量排出修正織。
17.根據權利要求i6戶腿的力法，其中，F(xiàn)誠修正的節(jié)氣門空氣流量排出參 數是所皿氣節(jié)氣門位置和穿逝;M節(jié)流孔的壓力的函數。
18.根據權利要求i所述的方法，其中所^動機包括自然吸氣或增壓內 燃發(fā)動機。
19.一種估計內燃發(fā)動^S少一^N^^C缸的充氣量的方法，內燃發(fā)動機包括與發(fā)動糧,料鵬系統(tǒng)信號交流的控制器，燃^售m其內的往復活塞，弓l導空氣流eSA至少一^^^n缸的進氣歧管，和可弓l導空氣質量流墓MA 所i^PC歧管的具有，流孔的空氣節(jié)氣門，其中，F(xiàn)戰(zhàn)發(fā)動機具有凸輪相變和可變氣門升程功能，該方^S括基于容積效^# 計算氣缸空，量流量； 基于-節(jié)氣門空氣流量排出參數和燃料增益因子來計算戶; iM氣節(jié)氣門空氣質魏量；利用第一氣缸空氣質量流 節(jié)回棘更新戶欣容積效率參數；利用第二氣缸空氣質量流量調節(jié)回路來更新所述節(jié)氣門空氣流量排出參數；和禾偶所職一氣缸空氣質量流量調節(jié)回路和戶,鵬二氣缸空，量流量調節(jié)回路的每-H^j^古計至d^"^M^n缸內的戶，充氣量。
全文摘要
一種估計內燃發(fā)動機的至少一個燃燒氣缸的充氣量的方法，包括基于修正容積效率參數計算氣缸空氣質量流量；基于節(jié)氣門空氣流量排出參數和燃料增益因子計算進氣節(jié)氣門空氣質量流量。利用包括均值氣缸流量模型、歧管動力學模型和節(jié)氣門流量模型的三個模型來估計在至少一個燃燒氣缸中的充氣量并控制燃料輸送至燃料輸送系統(tǒng)。
文檔編號F02D41/18GK101363375SQ200810215489
公開日2009年2月11日 申請日期2008年7月21日 優(yōu)先權日2007年7月20日
發(fā)明者R·C·特林, R·章, 張曼鋒 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作公司