[发明专利]基于物理学的单汽缸填装模型

说明书

一种系统包括单汽缸残留计算模块，用于计算发动机汽缸内的残留量(即，所捕获的排气)。温度计算模块基于残留量计算发动机汽缸内的温度。第一单汽缸空气(APC)计算模块基于温度计算发动机汽缸内的总填装含量，并且基于总填装含量和残留量计算在发动机汽缸内捕获的第一空气量。残留质量分数(RMF)计算模块基于EVC处的所捕获排气的量和总填装含量计算排气的RMF。第二APC计算模块确定进入发动机汽缸中的所填装含量的回流，并且基于回流和第一空气含量计算在发动机汽缸内捕获的第二空气量。

技术领域

本公开涉及用于估算内燃机操作参数的系统和方法。

背景技术

在此所提供的背景描述是为了一般地呈现本公开的上下文的目的。在背景技术部分以及本说明书的各个方面中描述的指出姓名的发明人的工作所进行的程度，并不表明其在本公开提交时具有作为现有技术的资格，从未明示或暗示其被认可为本公开的现有技术。

内燃机在汽缸内燃烧空气和燃料的混合物以驱动活塞，这产生驱动转矩。在一些类型的发动机中，进入发动机的空气流可经由节流阀调节。该节流阀可调节节流阀打开面积，这增加或者减少进入发动机的空气流。随着节流阀打开面积的增加，进入发动机的空气流增加。燃料控制系统调节注入的燃料量，从而将所期望的空气/燃料的混合物提供到汽缸，和/或以实现所期望的转矩输出。随着提供给汽缸的空气和燃料的数量的增加，发动机的转矩输出增加。

发动机的运行可根据各种参数和特征进行控制。例如，可控制发动机来最大化容积效率，这指示通过活塞吸入到汽缸中的空气量与在静态条件下可吸入的空气总量的比率。各种特征可经测量、估算和/或模拟以确定发动机的容积效率。

发明内容

一种系统包含计算发动机汽缸内残留量的单汽缸残留计算模块。残留对应于在发动机汽缸内捕获的排气（即，所捕获排气）。汽缸内温度计算模块基于计算出的所捕获排气量和残留量与以预定曲柄角吸入的空气均匀混合且没有压力梯度穿过进气阀（例如，下死点）的假定，计算发动机汽缸内的温度。第一单汽缸空气（APC）计算模块基于计算出的温度、计算在发动机汽缸内在预定的曲柄角下的总填装含量，并且基于总填装含量和计算出的残留气体量计算在发动机汽缸内捕获的第一空气量。残留质量分数（RMF）计算模块基于在EVC处所捕获排气量以及总填装含量，计算在发动机汽缸内所捕获排气的RMF。第二APC计算模块确定在下死点（BDC）后、如果进气阀未全部关闭所填装含量进入进气流道的回流，并且基于回流和第一空气量，计算在发动机汽缸内捕获的第二（最终）空气量。发动机控制模块基于RMF和第二（最终）空气量的至少一个控制发动机的至少一个参数。

方法包含计算在发动机汽缸内的残留（捕获排气）量，基于计算出的残留量以及残留量与以预定曲柄角吸入的空气均匀混合且没有压力梯度穿过进气阀（例如，下死点）的假定、计算发动机汽缸内的温度，基于计算出的温度、计算在预定曲柄角下发动机汽缸内的总填装含量，基于总填装含量和计算出的残留气体量、计算在发动机汽缸内捕获的第一空气量，基于在EVC处捕获的排气量和总填装含量、计算在发动机汽缸内捕获的排气的残留质量分数（RMF），确定在下死点（BDC）后、如果进气阀未完全关闭所填装的含量进入进气流道的回流，基于回流和第一空气量计算在发动机汽缸内捕获的第二空气量；以及基于RMF和第二空气量中的至少一个，控制发动机的至少一个参数。

根据具体实施方式、权利要求和附图，将会清楚本公开的其它应用领域。具体实施方式以及具体实施例仅仅是用于示例目的，而不是为了限定本公开的范围。

附图说明

从具体实施方式和附图中全面理解本公开，其中：

图1为根据本公开的原理的示例发动机系统；

图2为根据本公开的原理实施汽缸内压力模型的示例发动机控制模块。

图3示出了根据本公开的原理在排气回流过程中的示例流动型式；以及