[发明专利]操作内燃发动机的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于操作内燃发动机的方法，所述内燃发动机主要是用于机动车的内燃发动机，诸如柴油发动机、汽油发动机或燃气发动机。

背景技术

已知的是现代内燃发动机一般包括多个汽缸，其中每一个都配置有用于将燃料直接喷射入相应的汽缸中的专用燃料喷射器。

燃料喷射可通过每一次发动机循环中的单次喷射脉冲实施，或更经常地通过每一次发动机循环中的多次喷射脉冲实施，所述多次喷射脉冲根据包括位于主喷射脉冲前的至少一次先导喷射脉冲的多次喷射图案。

所述燃料喷射由若干个喷射参数限定，所述参数诸如喷射开始(SOI)、已喷射燃料数量、用于每一个喷射脉冲的燃料喷射器的供能时间(ET)，以及位于两个连续的喷射脉冲之间的暂停时间(DT)。

所述喷射参数和诸如发动机速度、吸入空气压力以及吸入空气温度的其他发动机运行参数一起决定了发动机循环中位于发动机汽缸内的燃烧的性能，并由此影响与其相关的参数，这包括诸如燃烧开始(SOC)、50％已喷射的燃料已经燃烧时的曲柄角度(MFB50)、峰值压力位置(LPP)、和示出的平均有效压力(IMEP)。

为了增加发动机效率并降低污染物排放(主要是氮氧化物(NO_x)和颗粒物质(PM))，一般需要对燃烧性能的有效的控制。

根据现有技术，用于控制燃烧表现的已知策略包括测量发动机汽缸内的压力、使用该测得的压力计算燃烧中心的角度位置的实际值(MFB50)、以及在闭环控制回路中使用该MFB50的实际值，其中控制器控制主喷射脉冲的开始，以使得MFB50的希望值和实际值之间的误差最小化。

该策略的缺点是MFB50的实际值仅可在燃烧发生后测量，从而该闭环控制回路仅能够控制下一个发动机循环的主喷射脉冲的开始，此时发动机运行状况能够被变动。

因此，该闭环控制回路的响应一般较慢，以至于不能在快速变换的运行状况的情形中提供有效的燃烧控制，而所述快速变换的运行状况经常发生在处于瞬变中的机动车应用中。

为了避开该技术问题，已提出了燃烧的前馈(feed-forward)控制策略。

这些策略一般基于现在可用的已知的燃烧状态模型中的一个，所述燃烧状态模型用于预测发动机汽缸内的燃烧性能，通常以作为喷射参数以及发动机运行状况的函数的MFB50量化。

通过示例的方式，已知的前馈控制策略包括使用该燃烧状态模型的数学反演，以确定获得希望的MFB50的值所需要的喷射开始(SOI)的值。

另一种馈送前移控制策略包括使用所述燃烧状态模型以预测作为发动机运行状况和喷射开始的预设值的函数的MFB50的值，并利用MFB50和喷射开始之间的线性关系使用该MFB50的预测值以及相应的喷射开始的预设值确定对应于希望的MFB50的值的喷射开始的值。

但是，每一个燃烧状态模型一般针对运行于理想运行状态中的内燃发动机校准，这通常是崭新且完美运行的内燃发动机，且不计入在燃烧过程中可能由于发动机构件的品质分布或老化所造成的任何偏差。

在上述前馈控制策略中，这即使对于在若干种情形中取代了燃烧状态模型的经验确定的映射表来说也是正确的。

因此，发动机构件的品质分布以及老化的影响一般被已知的前馈控制策略忽略，并由此渐进地导致对燃料喷射的不正确的控制，这降低了发动机性能且增加了污染物排放。

本发明的实施例的目标是解决该缺点，以改进上述前馈控制策略的准确性。

另一个目标是提供一种在内燃发动机的整个寿命中可靠的前馈控制策略。

此外的又一个目标是使用简单、合理以及较不昂贵的解决方案实现上述目标。

发明内容

通过如在本发明主要方面中描绘的本发明的实施例来实现所述以及其他目标。本发明的从属方面陈述了本发明的实施例的优选和/或特别有有优势的方面。

特别地，本发明的实施例提供一种用于操作内燃发动机的方法，其包括下列步骤：

-获取一个或多个发动机运行参数的值(即被考虑的每一个发动机运行参数的值)，

-使用获取的一组值(其可包括仅一个值，如果仅一个发动机运行参数被考虑的话，或多个值，如果多于一个发动机运行参数被考虑的话)以确定燃烧参数的期望值，所述燃烧参数标示发动机汽缸内的燃料燃烧性能，

-使用所述获取的一组值作为数据组的输入，所述数据组返回作为燃烧参数的相关校准值的输出，

-使用该校准值以及预测值来确定所述燃烧参数的期望值，

-前馈控制进入该发动机汽缸内的燃料喷射，以希望达到所述燃烧参数的期望值，