[发明专利]用于控制发动机性能的发动机控制系统

说明书

技术领域

本发明总体上涉及发动机控制系统，其可以在机动车辆中使用，并且被设计成控制诸如燃料喷射器和EGR阀的致动器的操作以调节在内燃机中的燃料的燃烧状态，从而产生发动机的期望水平的性能。

背景技术

已知确定受控的变量或参数以产生期望的发动机性能的发动机控制系统，其中，所述受控的变量或参数例如要喷射到发动机中的燃料的量(其也被称为喷射量)、喷射时间、返回到发动机的入口的废气的一部分的量(其在下文中也被称为EGR量)、升压压力、进气量、点火时间、以及进气阀和排气阀的打开/关闭时间。作为与发动机性能有关的参数(其在下文中也被称为性能参数)，有废气排放(例如NOx或CO)的量、由发动机输出的扭矩和特定的燃料消耗(或燃料效率)。

大多数发动机控制系统配备有分立的控制图，其存储用于实现期望的发动机性能的受控参数的命令值(即，最佳或目标值)，例如要喷射到发动机中的燃料的量等。通常由发动机制造商所执行的适应性测试制成控制图。发动机控制系统用来使用控制图中的对应一个来计算满足期望发动机性能所需的受控参数中的每一个的命令值，并以驱动信号的形式向对应的致动器输出命令值，以使性能参数的值与其目标值一致。

当彼此独立地建立受控参数的命令值时，可以导致在不同类型的受控参数之间的干扰，因为当性能参数之一达到其目标值时，另一性能参数偏离其目标值，而当使另一性能参数达到目标值时，前面提到的一个性能参数偏离目标值。因此使不同类型的性能参数同时与目标值一致非常困难。

日本专利第一公布No.2008-223643教导了一种发动机控制系统，其基于发动机的运行状态来计算每个燃烧参数的目标值(例如，在发动机的汽缸中的目标压力)，并通过反馈模式使如由传感器所测量的燃烧参数的实际值与目标值一致。日本专利第一公布No.2007-77935教导了使用由模拟模型所计算的预测值的反馈模式。

上面的现有技术系统设计成根据诸如废气排放量、由发动机输出的扭矩和特定的燃料消耗的各个性能参数来确定每个燃烧参数的目标值。因此，当通过反馈模式使燃烧参数中的一个的实际值与目标值一致时，性能参数中的对应的一个将被调节到其目标值，然而，可能导致另一性能参数偏离其目标值。因此使不同类型的性能参数同时与目标值一致非常困难。

此外，在致动器之间的个体变异性或单元到单元变化或其老化可能不利地影响发动机中的燃料的燃烧状态，这导致关于发动机的性能的劣化的忧虑。例如，当燃料喷射器的喷射孔被阻塞时，将导致发动机中的汽缸压力或热释放速率的变化的波形偏离参考波形，这导致不能成功地产生发动机的期望性能。

发明内容

因此本发明的目的是提供一种发动机控制装置，其被设计成在控制内燃机中的燃料的燃烧状态中具有增强的可控制性，并且在这样的控制中补偿由于致动器之间的特性中的个体变异性或致动器的老化而产生的误差。

根据本发明的一个方面，提供了可用于汽车内燃机的发动机控制装置。发动机控制装置包括：(a)目标燃烧参数确定电路，其确定表示内燃机中的燃料的燃烧状态的多个燃烧参数的目标值；以及(b)控制命令计算器，其使用定义在多个燃烧参数和多个受控参数之间的相关性的第一相关数据，根据由目标燃烧参数确定电路所确定的燃烧参数的目标值来计算命令值。目标值表示受控参数的目标值，并且被提供到用来控制内燃机中的燃料的燃烧状态的致动器。

燃烧参数包括在内燃机中的燃料的燃烧之后随着时间而改变的多个时间序列参数的值。时间序列参数的值被定义为在多个预定的时间点处出现的时间序列数据。第一相关数据也表示时间序列数据和受控参数之间的相关性。目标燃烧参数确定电路确定在时间点处的时间序列数据的目标值。控制命令计算器使用第一相关数据基于时间序列数据的目标值计算命令值。

第一相关数据被提供来定义在不同类型的燃烧参数(例如点火时间、点火延迟、在发动机中的热释放速率以及热释放速率最大化时的时间)与受控参数(例如喷射量、EGR量和增压压力)之间的相关性。具体地，第一相关数据定义受控参数中的每一个与各自的燃烧参数的相关性。例如，第一相关数据不指定在点火时间与喷射量之间的一对一相关性，而定义同时满足点火时间、点火延迟、在发动机中的热释放速率以及热释放速率最大化时的时间的目标值所需的喷射量的值。