專利名稱：發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣流的排氣歧管壓力控制的制作方法
發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣流的排氣歧管壓力控制相關(guān)專利的交叉引用本申請要求于2010年9月27日提交的美國專利申請No. 12/891，151的優(yōu)先權(quán)，該美國專利申請要求于2009年9月25日提交的美國臨時(shí)專利申請No. 61/M5，909的權(quán)益，兩者都以引用的方式合并于此。
背景技術(shù)：
內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣流，包括新鮮空氣和任何再循環(huán)氣體，是用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)嚴(yán)格地達(dá)到目標(biāo)扭矩和功率并且用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的排放物的一項(xiàng)重要參數(shù)。進(jìn)氣流的控制是由許多致動(dòng)器執(zhí)行的，常常包括排氣再循環(huán)(EGR)閥和具有限定可變幾何渦輪增壓器運(yùn)行特性的位置的可變幾何渦輪增壓器(VGT)?？勺儙缀螠u輪增壓器的位置能夠指示一個(gè)或者多個(gè)噴嘴、葉片或者其它與增壓渦輪器相結(jié)合的裝置的位置。已知的用于進(jìn)氣流的控制包括以指定的新鮮空氣流和排氣再循環(huán)流作為目標(biāo)，并且控制EGR閥和VGT位置以達(dá)到這兩個(gè)流和需要的進(jìn)氣流。EGR閥和VGT位置各只在一定的運(yùn)行狀況下起作用，并且與進(jìn)氣流參數(shù)的效果高度耦合。目前通過大量技術(shù)，可以利用的控制分離EGR閥和VGT位置以便實(shí)現(xiàn)目標(biāo)流參數(shù)，包括作為連續(xù)控制器運(yùn)行EGR閥和VGT位置，并且應(yīng)用數(shù)學(xué)變換作為進(jìn)氣流參數(shù)致動(dòng)器來分離EGR閥和VGT位置。目前，已知的控制器對達(dá)到進(jìn)氣參數(shù)值是有效的-例如參考美國專利6，408，834，名禾爾為"System for decoupling EGR flow and turbocharger swallowing capacity/efficiency control mechanisms (用于分離EGR流量和渦輪增壓器的渦輪機(jī)臨界流量/效率控制機(jī)構(gòu)的系統(tǒng))”。但是，目前可用的控制器導(dǎo)致高度復(fù)雜的系統(tǒng)，該系統(tǒng)需要極其費(fèi)力地去校準(zhǔn)，并且該系統(tǒng)的進(jìn)氣歧管壓力、EGR閥位置以及流入發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料流速之間相耦合。因此，在這個(gè)領(lǐng)域需要進(jìn)一步的技術(shù)發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
—個(gè)實(shí)施例是一種用排氣壓力控制發(fā)動(dòng)機(jī)的充氣流的獨(dú)特方法。另外一個(gè)實(shí)施例是一種如下的獨(dú)特方法，即當(dāng)所述EGR閥相對打開時(shí)，所述方法用排氣壓力控制EGR流，當(dāng)所述EGR閥關(guān)閉或者相對關(guān)閉時(shí)，所述方法用所述EGR閥控制所述EGR流。其它實(shí)施例包括用來控制充氣流和EGR流的獨(dú)特方法、系統(tǒng)以及設(shè)備。進(jìn)一步的實(shí)施例、構(gòu)造、對象、特性、優(yōu)勢、方面以及益處將從下面的附圖和描述中變得明顯起來。


圖1是用于控制內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣流的系統(tǒng)的示意圖；圖2是用于控制內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣流的控制器的示意圖；圖3A是用于控制內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣流的控制回路的示意圖的第一部分；圖;3B是用于控制內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣流的控制回路的示意圖的第二部分；
圖4是EGR流、排氣壓力和EGR閥位置之間相互作用的說明視圖；圖5是充氣流、排氣壓力和EGR閥位置之間相互作用的說明視圖；圖6A是用于控制內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣流的控制回路的示意圖的第一部分；圖6B是用于控制內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣流的控制回路的示意圖的第二部分。
具體實(shí)施例方式為了增進(jìn)對本發(fā)明原理的理解的目的，現(xiàn)在將參考附圖中所例示的實(shí)施例并且同時(shí)將使用具體的語言來描述所述實(shí)施例。然而，應(yīng)該理解的是，這樣做并不是意欲限制本發(fā)明的范圍，對本發(fā)明例示的實(shí)施例作出的任何變更和進(jìn)一步修改，以及對本發(fā)明相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員來說正常做出的任何對在此例示的本發(fā)明原理的其他應(yīng)用，在此都考慮在內(nèi)。圖1是用于控制內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣流的系統(tǒng)100的示意圖。系統(tǒng)100包括內(nèi)燃機(jī)102，內(nèi)燃機(jī)102可以是在本領(lǐng)域內(nèi)已被理解的任何類型的內(nèi)燃機(jī)。所述內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)生預(yù)EGR排氣流 116并且接收包括與排氣再循環(huán)(EGR)流112相混合的進(jìn)氣流106的充氣流110。內(nèi)燃機(jī) 102以流體方式聯(lián)接進(jìn)氣歧管108和排氣歧管118。進(jìn)氣歧管108的圖示位置為EGR流112 和進(jìn)氣流106相混合的位置，但是這些流可以在內(nèi)燃機(jī)102的上游的任何位置混合。EGR流 112具有流過EGR閥114的EGR排出流120，排出流120圖示說明為排出排氣歧管118，但是 EGR排出流120可以在內(nèi)燃機(jī)102的下游和渦輪124的上游的任何位置排出。渦輪124是渦輪增壓器的渦輪側(cè)的可變幾何渦輪(VGT) 124。為了清楚地描述本發(fā)明的方面，沒有顯示增壓渦輪機(jī)的壓縮機(jī)側(cè)。VGT IM可以是本領(lǐng)域已知的任何類型的渦輪，包括旋轉(zhuǎn)葉片VGT、滑動(dòng)噴嘴VGT以及內(nèi)部或外部旁通VGT中的至少一種。盡管VGT IM應(yīng)是一種能夠調(diào)節(jié)排氣流122的壓力的裝置，但產(chǎn)生VGT IM的可變幾何的機(jī)理并不重要。流出流126流出系統(tǒng)100。系統(tǒng)100還包括控制器104?？刂破?04構(gòu)造成對內(nèi)燃機(jī)102的進(jìn)氣流進(jìn)行某種控制操作，包括EGR流112的流速和充氣流110的流速。在某些實(shí)施例中，控制器104形成包括具有存儲(chǔ)、處理以及通訊的硬件的一個(gè)或者多個(gè)計(jì)算裝置的處理子系統(tǒng)的一部分?？刂破?04可以是單個(gè)裝置或者分布式裝置，并且所述控制器的功能可以用硬件或者軟件完成。在參考圖2的部分中將更加具體地描述控制器104的示例性實(shí)施例。圖2是用于控制內(nèi)燃機(jī)102的進(jìn)氣流的控制器104的示意圖。控制器104包括構(gòu)造成用函數(shù)方式執(zhí)行控制內(nèi)燃機(jī)102的進(jìn)氣流操作的模塊。這里的描述包括強(qiáng)調(diào)所描述元件的結(jié)構(gòu)的功能獨(dú)立的模塊的用途。模塊可以實(shí)現(xiàn)成由軟件、硬件操作或者至少部分地由使用者或者操作員完成。在某些實(shí)施例中，模塊表示為在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上編制程序代碼的計(jì)算機(jī)程序，其中，當(dāng)計(jì)算機(jī)執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)，計(jì)算機(jī)完成所描述的操作。模塊可以使單一的裝置、分布式裝置，和/或模塊可以整體地或者部分地與其它模塊或者裝置稱為一個(gè)群組。任何模塊的操作可以全部地或者部分地在硬件、軟件或者其它模塊上完成。所述模塊的所表示的組織只是示例性的，其它執(zhí)行等同功能的其他組織在此也考慮在內(nèi)?？刂破?04包括解釋目標(biāo)充氣流216和目標(biāo)EGR流218的參考模塊202。這里所使用的解釋包括利用本領(lǐng)域已知的任何方法接收值，包括至少來自數(shù)據(jù)鏈或者網(wǎng)絡(luò)通訊的接收數(shù)據(jù)，接收表示所述值的電子信號(例如，電壓，頻率，電流，或者PWM信號)。接收表示所述值的軟件參數(shù)，從計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的存儲(chǔ)位置讀取所述值，利用本領(lǐng)域已知的任何裝置接收作為運(yùn)行時(shí)間參數(shù)的值，和/或通過接收所解釋的參數(shù)能夠通過其進(jìn)行計(jì)算的值，和/或通過引用被解釋為所述參數(shù)值的缺省值?？刂破?04還包括解釋當(dāng)前充氣流220、當(dāng)前EGR流222以及EGR閥位置2M的運(yùn)行狀況模塊206。在此利用的當(dāng)前值是指與控制器104的運(yùn)行時(shí)間臨時(shí)緊密相關(guān)的值，但是所述當(dāng)前值不需要是絕對同時(shí)的。例如，并且沒有限制，當(dāng)前值可以是來自控制器104的在前執(zhí)行周期的值，上一個(gè)已知的可靠值，最近保存到計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的值，或者一般表示“當(dāng)前”的最近已知的參數(shù)值。控制器104還包括誤差確定模塊204，用于響應(yīng)當(dāng)前充氣流220和目標(biāo)充氣流216而確定充氣流誤差項(xiàng)236以及響應(yīng)目標(biāo)EGR流218和當(dāng)前EGR流222而確定EGR流誤差項(xiàng)238。控制器104還包括反饋模塊210，用于響應(yīng)充氣流誤差項(xiàng)236和EGR流誤差項(xiàng)238而確定排氣壓力反饋命令244和EGR閥反饋命令M6。在另一實(shí)施例中，反饋模塊210也響應(yīng)EGR閥位置2 而確定排氣壓力反饋命令M4和EGR閥反饋命令M6。在某些實(shí)施例中，反饋模塊210利用EGR閥命令234替代EGR閥位置224，或者作為EGR閥位置224的代替者。例如，但并不限于，EGR閥位置224反饋值可以是得不到的，作為替代，可以利用EGR閥命令234，EGR閥可以是系統(tǒng)100非常敏感的部分，其中，EGR閥命令234提供當(dāng)前EGR閥位置2 的可靠指示，和/或控制器104可以基于EGR閥命令234的值而不是EGR閥位置2M數(shù)據(jù)進(jìn)行校準(zhǔn)。反饋命令M4，246可以利用標(biāo)準(zhǔn)PID控制器或者其任何部分(例如，比例積分控制或者只有積分控制)，按照模糊邏輯，根據(jù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)或者在本領(lǐng)域理解的其它反饋控制機(jī)理從誤差項(xiàng)236，238進(jìn)行確定?？刂破?04還包括前饋模塊208，用于解釋前饋排氣壓力命令2 和前饋EGR閥位置命令230。前饋命令228，230可以通過存儲(chǔ)的開環(huán)數(shù)據(jù)，根據(jù)系統(tǒng)100的模型，按照EGR閥位置和VGT位置數(shù)據(jù)的缺省的穩(wěn)定狀態(tài)值達(dá)到目標(biāo)充氣流216和目標(biāo)EGR流218，或者通過本領(lǐng)域理解的其它前饋控制機(jī)理提供?？刂破?04還包括響應(yīng)前饋排氣壓力命令2 和排氣壓力反饋命令244而確定排氣壓力命令250的內(nèi)環(huán)控制模塊212。內(nèi)環(huán)控制模塊212可以通過添加前饋和反饋命令228，244,通過對命令228，244進(jìn)行加權(quán)，和/或通過使用包括作為前饋排氣壓力命令2 和排氣壓力反饋命令2M的函數(shù)的排氣壓力命令250的已校準(zhǔn)的查詢表確定排氣壓力250。在此考慮本領(lǐng)域已知的混合前饋和反饋命令的任何方法。內(nèi)環(huán)控制模塊212還響應(yīng)排氣壓力命令250，提供VGT命令232。在某些實(shí)施例中，VGT命令232是控制算法的輸出，該控制算法利用排氣壓力命令250作為目標(biāo)值，其通過比較排氣壓力命令250和當(dāng)前排氣壓力2 并且通過將任何已知控制方案應(yīng)用到引起的排氣壓力誤差項(xiàng)240來確定排氣壓力誤差項(xiàng)M0。響應(yīng)排氣壓力誤差項(xiàng)240而控制VGT命令232的操作可以作為內(nèi)環(huán)控制器實(shí)施到控制當(dāng)前充氣流220和當(dāng)前EGR流222的外環(huán)控制方案。因此，VGT命令232可以是VGT內(nèi)環(huán)命令M8，和/或VGT內(nèi)環(huán)命令248可以是通過其它算法(未顯示)易被改變的初步VGT命令232。在某些實(shí)施例中，控制器104還包括EGR閥命令模塊214，用于響應(yīng)EGR閥反饋命令M6和前饋EGR閥位置命令230而確定EGR閥命令234。在某些實(shí)施例中，反饋模塊210還從包括EGR閥位置224的函數(shù)的非線性增益矩陣242確定排氣壓力反饋命令244和EGR閥反饋命令M6。如前面所指出的，EGR閥命令234在某些實(shí)施例中可以由EGR閥位置2M代替。非線性增益矩陣242能夠是在某些實(shí)施例中取決于系統(tǒng)100響應(yīng)的需要的各種行為。非線性增益矩陣242允許系統(tǒng)100在視為合適的多種操作系統(tǒng)狀況下支持不同控制模式(例如，EGR閥控制關(guān)于VGT位置控制)。下面將具體地描述非限制性的實(shí)例。在一個(gè)實(shí)例中，示例性的非線性增益矩陣在低流速和/或低EGR閥位置時(shí)支持當(dāng)前EGR流的EGR閥控制，以及在高流速和/或高EGR閥位置時(shí)當(dāng)前EGR流的排氣壓力控制。 在所述實(shí)例中，非線性增益矩陣242可以根據(jù)所支持的控制機(jī)理增加EGR閥或者VGT的響應(yīng)，和/或根據(jù)不支持的控制機(jī)理減少EGR閥或者VGT的響應(yīng)。在另一實(shí)例中，非線性增益矩陣242支持當(dāng)前充氣流220的排氣壓力控制。在又一實(shí)例中，非線性增益矩陣在高ΔΡ/ P值時(shí)支持當(dāng)前充氣流的EGR閥控制，其中，Δ P是當(dāng)前排氣壓力和當(dāng)前進(jìn)氣壓力之間的差值?！?P值的非限制性實(shí)例包括排氣歧管118中的壓力減去進(jìn)氣歧管108中的壓力，所述內(nèi)燃機(jī)的壓降，排氣流122的壓力減去充氣流110的壓力，或者其它類似的壓力差值。P是當(dāng)前排氣壓力，例如在排氣歧管118中的當(dāng)前排氣壓力。圖3Α和:3Β聯(lián)合形成用于控制內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣流的控制回路的示意圖。所述進(jìn)氣流是當(dāng)前充氣流220，和/或與當(dāng)前EGR流222結(jié)合的新鮮空氣進(jìn)氣，或者一起描述的充氣流220 的數(shù)量和成分的等同流。所述控制回路包括接收目標(biāo)充氣流216和目標(biāo)EGR分?jǐn)?shù)302。按照所述上部分支，當(dāng)前充氣流值220在308被減去以確定充氣流誤差項(xiàng)236，并且充氣流控制方案312確定預(yù)修正排氣壓力反饋命令304。充氣流控制方案312包括在本領(lǐng)域理解的任何控制方案以便響應(yīng)充氣流誤差項(xiàng)236，生成預(yù)修正排氣壓力反饋命令304， 包括但不限于PID控制器，PI控制器，和/或模糊邏輯控制器。按照所述下部分支，當(dāng)前充氣流值220在310乘以目標(biāo)EGR分?jǐn)?shù)302以確定目標(biāo) EGR流218。在替代實(shí)施例中，主發(fā)動(dòng)機(jī)控制方案(未顯示)直接提供目標(biāo)EGR流218，雖然更一般的是需要目標(biāo)EGR分?jǐn)?shù)302。從目標(biāo)EGR流218減去當(dāng)前EGR流222以確定EGR 流誤差項(xiàng)238，并且EGR流控制方案316確定預(yù)修正EGR閥反饋命令306。EGR流控制方案 316包括在本領(lǐng)域理解的任何控制方案以便響應(yīng)EGR流誤差項(xiàng)238而生成預(yù)修正EGR閥反饋命令304，包括但不限于PID控制器，PI控制器，和/或模糊邏輯控制器。預(yù)修正排氣壓力反饋命令304和預(yù)修正EGR閥反饋命令306被提供給非線性增益矩陣318，非線性增益矩陣318支持響應(yīng)EGR閥位置2Μ和/或EGR閥命令234的EGR閥控制或者排氣壓力控制中的一個(gè)。當(dāng)EGR閥位置224的響應(yīng)時(shí)間(例如，在EGR閥到達(dá)命令位置之前在命令的EGR閥位置之間的時(shí)間延遲)能夠被有效地忽略時(shí)，ERG閥命令234可以被使用，并且取決于被本領(lǐng)域的技術(shù)人員理解的具體的系統(tǒng)100中所利用的EGR閥硬件的響應(yīng)性。非線性增益矩陣318還可以支持響應(yīng)其它操作條件(包括當(dāng)前充氣流流速220，當(dāng)前EGR流速222，和/或當(dāng)前排氣壓力226)的EGR閥控制或者排氣壓力控制中的一個(gè)。非線性增益矩陣318的控制輸出通過積分器320、322用于積分控制。附加地或者可替代地，非線性增益矩陣318的控制輸出可以被求導(dǎo)，或者保持未經(jīng)調(diào)整而用于導(dǎo)數(shù)或者比例控制。 在方塊320、322可以進(jìn)行本領(lǐng)域已知的其它控制操作，并且?guī)讉€(gè)參數(shù)可以同時(shí)作用或者結(jié)合到方塊320、322中(例如，可以作用或者結(jié)合反饋命令對4、246的比例和積分方面)。方塊320、322提供排氣壓力反饋命令244和EGR閥反饋命令Μ6。
再次按照所述上部分支，添加前饋排氣壓力命令觀8以確定排氣壓力命令250。在控制回路的實(shí)例中，內(nèi)環(huán)控制器通過從排氣壓力命令250減去當(dāng)前排氣壓力2 確定排氣壓力誤差項(xiàng)對0，并且排氣壓力控制3 方案響應(yīng)排氣壓力誤差項(xiàng)240而確定VGT命令。按照所述底部分支，添加前饋EGR閥位置命令230以確定EGR閥命令234。VGT命令232和EGR閥命令234被提供給發(fā)動(dòng)機(jī)控制器(未顯示)，所述發(fā)動(dòng)機(jī)控制器可以是與控制器104相同的計(jì)算裝置，并且傳感器和參數(shù)確定方塊328向當(dāng)前排氣壓力226，當(dāng)前充氣流220和當(dāng)前EGR流222提供已更新的值。在圖3A和的控制回路中所示的任何操作都是說明性的，并且在此考慮了本領(lǐng)域已知的任何類似操作。非限制性的實(shí)例包括混合前饋和反饋命令的任何替代方法，以及用于確定誤差項(xiàng)236，238，240的替代符號慣例。通過本領(lǐng)域理解的任何方法確定前饋命令228，230，至少包括所述系統(tǒng)的模型和/或來自穩(wěn)定狀態(tài)運(yùn)行點(diǎn)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。前饋命令2 ，230是所述系統(tǒng)根據(jù)目標(biāo)充氣流216和目標(biāo)EGR分?jǐn)?shù)302的優(yōu)選運(yùn)行點(diǎn)，并且可以被選擇但不限于此以便提供需要的系統(tǒng)燃油經(jīng)濟(jì)、排放特性和/或優(yōu)選的硬件運(yùn)行位置。在某些實(shí)施例中，前饋命令2觀、230可以在發(fā)動(dòng)機(jī)的某些運(yùn)行區(qū)域被忽略和/或全部地忽略。在前饋命令2觀、230被忽略的地方，系統(tǒng)100只根據(jù)反饋命令M4、246進(jìn)行反饋控制操作。圖4是EGR流222、排氣壓力2 和EGR閥位置2M之間相互作用的說明圖400。圖4中的數(shù)據(jù)僅僅是對一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造的說明，并且針對給定地系統(tǒng)將會(huì)因具體硬件的不同而有所變化。但是，在說明圖400中數(shù)據(jù)的一般特性可以廣泛地應(yīng)用到具有VGT的許多發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造中。在圖4中所示的數(shù)據(jù)類型能夠由從本公開中受益的本領(lǐng)域技術(shù)人員對給定的系統(tǒng)很容易地生成，例如通過在選擇的固定EGR位置掠過排氣壓力。所述曲線表示正在增加的EGR閥位置224，包括0%打開406、20%打開408、40%打開410、60%打開412、80%打開416以及100%打開418。從圖4中可以看出，在下部區(qū)域404，當(dāng)EGR閥以非常低的打開百分比打開時(shí)，VGT對EGR流速的影響很小，并且在上部區(qū)域420，EGR閥位置對EGR流速的影響非常小。例如在排氣壓力為約300kPa下，將閥從60%打開到100%，EGR流速僅僅從約5kg/min增加到約5. lkg/min。因此，當(dāng)EGR閥位置224位于中值到高值時(shí)，示例性的非線性增益矩陣318支持基于EGR流控制的排氣壓力，并且當(dāng)EGR閥位于低值或者關(guān)閉時(shí)，示例性的非線性增益矩陣318支持基于EGR流控制的EGR閥位置。從圖中還可以看出一些曲線412、416、418的一部分具有反向作用部分，或者非單調(diào)部分420。非線性增益矩陣318可以構(gòu)造成管理非單調(diào)部分420，和/或前饋排氣壓力命令2 可以被計(jì)算以管理非單調(diào)部分420，例如通過在非單調(diào)部分420利用EGR閥控制，或者通過在閉環(huán)反饋控制之前恢復(fù)在非單調(diào)部分420外的排氣壓力的開環(huán)控制。在某些實(shí)施例中，非線性增益矩陣318排除了在區(qū)域404內(nèi)EGR流速的VGT控制，并且排除了在區(qū)域402內(nèi)EGR流速的EGR閥控制。在替代實(shí)施例中，非線性增益矩陣318在區(qū)域404內(nèi)減少EGR流速的VGT控制，并且在區(qū)域402內(nèi)減少EGR流速的EGR閥控制。圖5是充氣流220、排氣壓力2 和EGR閥位置2M之間相互作用的說明圖500。圖5中的數(shù)據(jù)僅僅是針對一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造說明的，對于給定的系統(tǒng)會(huì)隨著具體硬件的不同而變化。圖5中所示的數(shù)據(jù)類型能夠由從本公開中受益的本領(lǐng)域技術(shù)人員對給定系統(tǒng)很容易地生成。所述曲線表示正在增加的EGR閥位置224，包括0 %打開506、20 %打開508、40 %打開510、60%打開512、80%打開516以及100%打開518。所述曲線在說明圖500的右手側(cè)顯示最大值和反向。所述反向出現(xiàn)在ΔΡ/Ρ值非常大的地方，如前所述，△ P是發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣壓力和進(jìn)氣壓力之間的差值，P是排氣壓力。圖5說明對于寬范圍的排氣壓力值，EGR閥位置對所述充氣流量影響很小。從圖中也可以看出，在Δ P/P值非常大時(shí)，或者替代地在排氣壓力非常大時(shí)，EGR閥位置能夠影響所述充氣流量。因此，在ΔΡ/Ρ值大時(shí)，示例性的控制器104還包括EGR閥位置進(jìn)入到充氣流控制。在某些實(shí)施例中，在發(fā)動(dòng)機(jī)的任何運(yùn)行狀況下，所述EGR閥位置不包括在充氣流控制中。因此，在排氣壓力低于非常大的排氣壓力閾值(例如，在所述實(shí)例中低于約 300kPa)，和/或在排除出現(xiàn)非常大的ΔΡ/Ρ值的任何發(fā)動(dòng)機(jī)狀況下，示例性的非線性增益矩陣318支持充氣流的排氣壓力控制。在排氣壓力高于非常大的排氣壓力閾值，和/或在出現(xiàn)非常大的ΔΡ/Ρ值的發(fā)動(dòng)機(jī)狀況時(shí)，示例性的非線性增益矩陣318還包括充氣流的ERG 閥控制。圖6A和6B聯(lián)合作為用于控制內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣流的控制回路600的另一示意圖?？刂苹芈?00使用當(dāng)前充氣流220和當(dāng)前EGR流222的反饋項(xiàng)控制目標(biāo)充氣流216和目標(biāo)EGR 分?jǐn)?shù)302。在某些實(shí)施例中，總控制回路600是外環(huán)控制。控制回路600包括內(nèi)環(huán)控制602， 在VGT命令232設(shè)置排氣壓力2 的反饋項(xiàng)的內(nèi)環(huán)中，內(nèi)環(huán)控制602控制排氣壓力反饋命令244和EGR閥反饋命令M6。這樣，在某些實(shí)施例中，通過響應(yīng)排氣壓力誤差項(xiàng)240而確定VGT內(nèi)環(huán)命令，控制器104響應(yīng)排氣壓力命令244和當(dāng)前排氣壓力2 而提供VGT命令 232。從上述圖和存在的文字明顯看出，已經(jīng)考慮到根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例。一個(gè)示例性的實(shí)施例是一種包括運(yùn)行具有可變幾何渦輪增壓器(VGT)的內(nèi)燃機(jī)和解釋目標(biāo)充氣流、當(dāng)前充氣流、目標(biāo)排氣再循環(huán)(EGR)流以及當(dāng)前EGR流的方法。所述方法還包括響應(yīng)所述當(dāng)前充氣流和目標(biāo)充氣流而確定充氣流誤差項(xiàng)、響應(yīng)所述目標(biāo)EGR流和當(dāng)前EGR流而確定EGR流誤差項(xiàng)、解釋EGR閥位置以及響應(yīng)充氣流誤差項(xiàng)、EGR流誤差項(xiàng)以及EGR閥位置而確定排氣壓力反饋命令和EGR閥反饋命令。所述方法還包括解釋前饋排氣壓力命令和前饋EGR閥位置命令、響應(yīng)前饋排氣壓力命令和排氣壓力反饋命令而確定排氣壓力命令，以及響應(yīng)所述排氣壓力命令而提供VGT命令。所述方法的某些實(shí)施例包括一個(gè)或者多個(gè)下述的特性和操作。所述示例性的方法包括響應(yīng)所述排氣壓力命令和當(dāng)前排氣壓力而確定排氣壓力誤差項(xiàng)，其中，響應(yīng)所述排氣壓力命令而提供VGT命令還包括響應(yīng)所述排氣壓力誤差項(xiàng)而確定VGT內(nèi)環(huán)命令。所述方法還包括根據(jù)包括所述EGR閥位置的函數(shù)的非線性增益矩陣確定所述排氣壓力反饋命令和EGR閥反饋命令。所述方法還包括非線性增益矩陣在低EGR閥位置和低排氣壓力時(shí)支持所述當(dāng)前EGR流的EGR閥控制以及在高EGR閥位置和高排氣壓力時(shí)支持所述當(dāng)前EGR流的排氣壓力控制。所述方法還包括非線性增益矩陣支持所述當(dāng)前充氣流的排氣壓力控制。所述方法還包括非線性增益矩陣還在大ΔΡ/Ρ值時(shí)支持所述當(dāng)前充氣流的EGR閥控制，其中，ΔΡ是所述發(fā)動(dòng)機(jī)的壓降，或者所述當(dāng)前排氣壓力和當(dāng)前進(jìn)氣壓力之間的差值，P是所述當(dāng)前排氣壓力。另一個(gè)示例性實(shí)施例是一種系統(tǒng)，包括具有可變幾何渦輪增壓器(VGT)的內(nèi)燃機(jī)和向所述內(nèi)燃機(jī)提供充氣流的進(jìn)氣歧管，所述充氣流包括與排氣再循環(huán)(EGR)流結(jié)合的新鮮空氣流，所述進(jìn)氣歧管在進(jìn)氣側(cè)上定位在VGT的下游。所述系統(tǒng)還包括在排氣側(cè)上定位在VGT上游的排氣歧管和構(gòu)造成執(zhí)行某些用排氣壓力控制進(jìn)氣流的控制器。所述控制器解釋目標(biāo)充氣流、當(dāng)前充氣流、目標(biāo)排氣再循環(huán)(EGR)流、當(dāng)前EGR流以及EGR閥位置。所述控制器響應(yīng)所述當(dāng)前充氣流和目標(biāo)充氣流而確定充氣流誤差項(xiàng)以及響應(yīng)所述目標(biāo)EGR流和當(dāng)前EGR流而確定EGR誤差項(xiàng)。所述控制器還響應(yīng)所述充氣流誤差項(xiàng)、ERG流誤差項(xiàng)以及EGR閥位置而確定排氣壓力反饋命令和EGR流閥反饋命令。所述控制器還解釋前饋排氣壓力命令和前饋EGR閥位置命令、響應(yīng)所述前饋排氣壓力命令和排氣壓力反饋命令而確定排氣壓力命令以及響應(yīng)所述排氣壓力命令而提供VGT命令。還有另一示例性實(shí)施例是一種包括解釋目標(biāo)充氣流和目標(biāo)排氣再循環(huán)(EGR)流的參考模塊的設(shè)備。所述設(shè)備包括解釋當(dāng)前充氣流、當(dāng)前EGR流以及EGR閥位置的運(yùn)行狀況模塊。所述設(shè)備還包括誤差確定模塊，用于確定模塊響應(yīng)所述當(dāng)前充氣流和目標(biāo)充氣流而確定充氣流誤差項(xiàng)，并且響應(yīng)所述目標(biāo)EGR流和當(dāng)前EGR流而確定EGR流誤差項(xiàng)。所述設(shè)備還包括反饋模塊，用于響應(yīng)所述充氣流誤差項(xiàng)、EGR流誤差項(xiàng)以及EGR閥位置而確定排氣壓力反饋命令和EGR閥反饋命令。在某些實(shí)施例中，所述反饋模塊響應(yīng)EGR閥命令，而不是EGR閥位置，或者除所述EGR閥位置之外還有EGR閥命令而確定排氣壓力反饋命令和EGR閥反饋命令。所述設(shè)備還包括解釋前饋排氣壓力命令和前饋EGR閥位置命令的前饋模塊和響應(yīng)所述前饋排氣壓力命令和排氣壓力反饋命令而確定排氣壓力命令的內(nèi)環(huán)控制模塊。所述內(nèi)環(huán)控制模塊還響應(yīng)所述排氣壓力命令而提供VGT命令。所述設(shè)備還包括EGR閥命令模塊，所述EGR閥命令模塊響應(yīng)所述EGR閥反饋命令和前饋EGR閥位置命令而確定EGR閥命令。所述設(shè)備的某些實(shí)施例包括一個(gè)或者多個(gè)下面描述的特性和操作。所述設(shè)備還包括所述誤差確定模塊還響應(yīng)所述排氣壓力命令和當(dāng)前排氣壓力而確定排氣壓力誤差項(xiàng)，所述內(nèi)環(huán)控制模塊還響應(yīng)所述排氣壓力誤差項(xiàng)而確定VGT內(nèi)環(huán)命令，并且響應(yīng)所述VGT內(nèi)環(huán)命令而提供所述VGT命令。所述反饋模塊還根據(jù)包括所述EGR閥位置函數(shù)的非線性增益矩陣，確定所述排氣壓力反饋命令和EGR閥反饋命令。在某些實(shí)施例中，所述非線性增益矩陣在低流速和低EGR閥位置時(shí)支持所述當(dāng)前EGR流的EGR閥控制，以及在高流速和高EGR閥位置時(shí)支持所述當(dāng)前EGR流的排氣壓力控制。在某些實(shí)施例中，所述非線性增益矩陣支持所述當(dāng)前充氣流的排氣壓力控制。在某些其他實(shí)施例中，所述非線性增益矩陣還在高Δ P/P值時(shí)支持所述當(dāng)前充氣流的EGR閥控制，其中，Δ P所述當(dāng)前排氣壓力和當(dāng)前進(jìn)氣壓力之間的差值，P是所述當(dāng)前排氣壓力。另一示例性實(shí)施例是一種方法，所述方法包括運(yùn)行具有可變幾何渦輪增壓器(VGT)的內(nèi)燃機(jī)，解釋目標(biāo)充氣流、當(dāng)前充氣流、目標(biāo)排氣再循環(huán)(EGR)流以及當(dāng)前EGR流，以及響應(yīng)所述當(dāng)前充氣流和目標(biāo)充氣流而確定充氣流誤差項(xiàng)。所述方法還包括響應(yīng)所述目標(biāo)EGR流和當(dāng)前EGR流而確定EGR流誤差項(xiàng)，以及響應(yīng)所述充氣流誤差項(xiàng)和EGR流誤差項(xiàng)而確定排氣壓力反饋命令。所述方法還包括解釋前饋排氣壓力命令，以及響應(yīng)所述前饋排氣壓力命令和排氣壓力反饋命令而確定排氣壓力命令。所述示例性的方法還包括響應(yīng)所述排氣壓力命令而提供VGT命令。所述方法的另一實(shí)施例包括解釋EGR閥位置，其中，確定所述排氣壓力反饋命令還響應(yīng)所述EGR閥位置。另一方法包括響應(yīng)所述充氣流誤差項(xiàng)、EGR流誤差項(xiàng)以及EGR閥位置而確定EGR閥反饋命令。在某些實(shí)施例中，所述方法包括提供對所述EGR流誤差項(xiàng)的響應(yīng)，當(dāng)所述EGR閥位置超過40%打開時(shí)，所述EGR流誤差項(xiàng)主要加權(quán)所述排氣壓力反饋命令，當(dāng)所述EGR閥位置低于40%打開時(shí)，所述EGR流誤差項(xiàng)主要加權(quán)所述EGR閥反饋命令。 替代地，所述方法包括提供對所述EGR流誤差項(xiàng)的響應(yīng)，當(dāng)所述EGR閥位置超過60%打開時(shí)，所述EGR流誤差項(xiàng)主要加權(quán)所述排氣壓力反饋命令，并且當(dāng)所述EGR閥位置低于60%打開時(shí)，所述EGR流誤差項(xiàng)主要加權(quán)所述EGR閥反饋命令。在某些實(shí)施例中，所述方法包括根據(jù)作為所述EGR閥位置函數(shù)的非線形增益矩陣確定排氣壓力反饋命令和EGR閥反饋命令。在另一實(shí)施例中，所述非線性增益矩陣在低EGR 閥位置和低排氣壓力時(shí)支持所述當(dāng)前EGR流的EGR閥控制，以及在高EGR閥位置和高排氣壓力時(shí)支持所述當(dāng)前EGR流的排氣壓力控制。附加地或者可替代地，所述非線性增益矩陣支持所述當(dāng)前充氣流的排氣壓力控制。在某些實(shí)施例中，所述非線性增益矩陣還在高AP/ P值時(shí)支持所述當(dāng)前充氣流的EGR閥控制，其中，△ P是所述當(dāng)前排氣壓力和當(dāng)前進(jìn)氣壓力之間的差值，P是所述當(dāng)前排氣壓力。在某些實(shí)施例中，所述方法包括響應(yīng)所述排氣壓力命令和當(dāng)前排氣壓力而確定排氣壓力誤差項(xiàng)，其中，響應(yīng)所述排氣壓力命令而提供VGT命令還包括響應(yīng)所述排氣壓力誤差項(xiàng)而確定VGT內(nèi)環(huán)命令。還有另一示例性實(shí)施例是一種系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括具有可變幾何渦輪增壓器 (VGT)的內(nèi)燃機(jī)、將充氣流提供給所述內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣歧管，其中，所述充氣流包括與排氣再循環(huán)(EGR)流結(jié)合的新鮮空氣流，并且所述進(jìn)氣歧管在進(jìn)氣側(cè)上定位在所述VGT的下游。所述系統(tǒng)還包括在排氣側(cè)上定位在所述VGT上游的排氣歧管和包括構(gòu)造成用函數(shù)方式執(zhí)行控制所述內(nèi)燃機(jī)的充氣流和/或EGR流的模塊的控制器。所述示例性控制器包括解釋目標(biāo)充氣流和目標(biāo)排氣再循環(huán)(EGR)流的參考模塊。 所述控制器還包括解釋當(dāng)前充氣流和當(dāng)前EGR流的運(yùn)行狀況模塊，與響應(yīng)所述當(dāng)前充氣流和目標(biāo)充氣流而確定充氣流誤差項(xiàng)的誤差確定模塊。所述誤差確定模塊還響應(yīng)所述目標(biāo) EGR流和當(dāng)前EGR流而確定GER流誤差項(xiàng)。所述控制器還包括反饋模塊和前饋模塊，所述反饋模塊響應(yīng)所述充氣流誤差項(xiàng)和EGR流誤差項(xiàng)而確定排氣壓力反饋命令，所述前饋模塊解釋前饋排氣壓力命令。所述示例性控制器還包括內(nèi)環(huán)控制模塊，所述內(nèi)環(huán)控制模塊響應(yīng)所述前饋排氣壓力命令和排氣壓力反饋命令而確定排氣壓力命令，以及響應(yīng)所述排氣壓力命令而提供VGT命令。所述VGT響應(yīng)所述VGT命令。所述示例性的系統(tǒng)還包括布置在所述VGT和進(jìn)氣歧管之間的EGR閥，其中，所述運(yùn)行狀況模塊還確定EGR閥位置，并且所述反饋模塊還響應(yīng)所述EGR閥位置而確定排氣壓力反饋命令。一個(gè)示例性系統(tǒng)還包括響應(yīng)所述充氣流誤差項(xiàng)、EGR流誤差項(xiàng)以及EGR閥位置而確定EGR閥反饋命令，其中，所述前饋模塊還確定前饋EGR閥位置命令。所述示例性的控制器還包括EGR閥命令模塊，所述EGR閥命令模塊響應(yīng)所述EGR閥反饋命令和前饋EGR閥位置命令而確定EGR閥命令，并且，所述EGR閥響應(yīng)所述EGR閥命令。所述系統(tǒng)的另一實(shí)施例包括所述反饋模塊還根據(jù)作為所述EGR閥位置的函數(shù)的非線性增益矩陣確定所述排氣壓力反饋命令和EGR閥反饋命令。在某些實(shí)施例中，所述非線形增益矩陣在低流速和低EGR閥位置時(shí)支持所述當(dāng)前EGR流的EGR閥控制，以及在高流速和高EGR閥位置時(shí)支持所述當(dāng)前EGR流的排氣壓力控制。在某些實(shí)施例中，所述非線形增益矩陣支持所述當(dāng)前充氣流的排氣壓力控制。在某些其他實(shí)施例中，所述非線性增益矩陣還在高Δ P/P值時(shí)支持所述當(dāng)前充氣流的EGR閥控制，其中，Δ P是所述當(dāng)前排氣壓力和當(dāng)前進(jìn)氣壓力之間的差值，P是所述當(dāng)前排氣壓力。在某些實(shí)施例中，所述系統(tǒng)包括所述誤差確定模塊還響應(yīng)所述排氣壓力命令和當(dāng)前排氣壓力而確定排氣壓力誤差項(xiàng)。所述內(nèi)環(huán)控制模塊還響應(yīng)所述排氣壓力誤差項(xiàng)而確定VGT內(nèi)環(huán)命令，并且還響應(yīng)所述VGT內(nèi)環(huán)命令而提供VGT命令。在附圖和前面的描述中已經(jīng)詳細(xì)地說明和描述了本發(fā)明，所述附圖和前面的描述在性質(zhì)上應(yīng)認(rèn)為是說明性的而非限制性的，需要理解的是僅僅顯示和描述了某些示例性的實(shí)施例，并且在本發(fā)明的精神范圍內(nèi)對本發(fā)明所做的所有變化和修改都應(yīng)受到保護(hù)。在閱讀權(quán)利要求時(shí)，當(dāng)使用這些諸如“一”、“一個(gè)”、“至少一個(gè)”或者“至少一部分”的詞時(shí)，無意于將所述權(quán)利要求限制于唯一一項(xiàng)，除非在所述權(quán)利要求中對相反情況做特別聲明。當(dāng)使用措辭“至少一部分”和/或“一部分”時(shí)，所述項(xiàng)能夠包括一部分和/或整個(gè)項(xiàng)，除非相反地做了特別聲明。
權(quán)利要求
1.一種方法，包括運(yùn)行具有可變幾何渦輪增壓器(VGT)的內(nèi)燃機(jī)；解釋目標(biāo)充氣流、當(dāng)前充氣流、目標(biāo)排氣再循環(huán)(EGR)流以及當(dāng)前EGR流；響應(yīng)所述當(dāng)前充氣流和目標(biāo)充氣流而確定充氣流誤差項(xiàng)；響應(yīng)所述目標(biāo)EGR流和當(dāng)前EGR流而確定EGR流誤差項(xiàng)；響應(yīng)所述充氣流誤差項(xiàng)和EGR流誤差項(xiàng)而確定排氣壓力反饋命令；解釋前饋排氣壓力命令；響應(yīng)所述前饋排氣壓力命令和排氣壓力反饋命令而確定排氣壓力命令；以及響應(yīng)所述排氣壓力命令而提供VGT命令。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括解釋EGR閥位置，并且其中，所述確定排氣壓力反饋命令還響應(yīng)所述 EGR閥位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法還包括響應(yīng)所述充氣流誤差項(xiàng)、EGR流誤差項(xiàng)和EGR閥位置而確定EGR閥反饋命令。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法還包括提供對所述EGR流誤差項(xiàng)的響應(yīng)，當(dāng)所述EGR閥位置高于40%打開時(shí)， 所述EGR流誤差項(xiàng)主要加權(quán)所述排氣壓力反饋命令，并且當(dāng)所述EGR閥位置低于40%打開時(shí)，所述EGR流誤差項(xiàng)主要加權(quán)所述EGR閥反饋命令。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法還包括提供對所述EGR流誤差項(xiàng)的響應(yīng)，當(dāng)所述EGR閥位置高于60%打開時(shí)， 所述EGR流誤差項(xiàng)主要加權(quán)所述排氣壓力反饋命令，并且當(dāng)所述EGR閥位置低于60%打開時(shí)，所述EGR流誤差項(xiàng)主要加權(quán)所述EGR閥反饋命令。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，根據(jù)包括所述EGR閥位置的函數(shù)的非線性增益矩陣確定所述排氣壓力反饋命令和EGR 閥反饋命令。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述非線性增益矩陣在低EGR閥位置和低排氣壓力時(shí)支持所述當(dāng)前EGR流的EGR閥控制，并且在高EGR閥位置和高排氣壓力時(shí)支持所述當(dāng)前EGR流的排氣壓力控制。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述非線性增益矩陣支持所述當(dāng)前充氣流的排氣壓力控制。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述非線性增益矩陣還在高ΔP/P值時(shí)支持所述當(dāng)前充氣流的EGR閥控制，其中，ΔΡ 是所述當(dāng)前排氣壓力和當(dāng)前進(jìn)氣壓力之間的差值，P是所述當(dāng)前排氣壓力。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括響應(yīng)所述排氣壓力命令和當(dāng)前排氣壓力而確定排氣壓力誤差項(xiàng)，其中，響應(yīng)所述排氣壓力命令而提供VGT命令還包括響應(yīng)所述排氣壓力誤差項(xiàng)而確定VGT內(nèi)環(huán)命令。
11.一種設(shè)備，包括參考模塊，所述參考模塊構(gòu)造成解釋目標(biāo)充氣流和目標(biāo)排氣再循環(huán)(EGR)流；運(yùn)行狀況模塊，所述運(yùn)行狀況模塊構(gòu)造成解釋當(dāng)前充氣流和當(dāng)前EGR流；誤差確定模塊，所述誤差確定模塊構(gòu)造成響應(yīng)所述當(dāng)前充氣流和目標(biāo)充氣而確定充氣流誤差項(xiàng)，以及響應(yīng)所述目標(biāo)EGR流和當(dāng)前EGR流而確定EGR流誤差項(xiàng)；反饋模塊，所述反饋模塊構(gòu)造成響應(yīng)所述充氣流誤差項(xiàng)和EGR流誤差項(xiàng)而確定排氣壓力反饋命令；前饋模塊，所述前饋模塊構(gòu)造成解釋前饋排氣壓力命令；以及內(nèi)環(huán)控制模塊，所述內(nèi)環(huán)控制模塊構(gòu)造成響應(yīng)所述前饋排氣壓力命令和排氣壓力反饋命令而確定排氣壓力命令，并且響應(yīng)所述排氣壓力命令而提供VGT命令。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其特征在于，所述運(yùn)行狀況模塊進(jìn)一步構(gòu)造成確定EGR閥位置，并且所述反饋模塊進(jìn)一步構(gòu)造成響應(yīng)所述EGR閥位置而確定排氣壓力反饋命令。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其特征在于，所述反饋模塊進(jìn)一步構(gòu)造成響應(yīng)所述充氣流誤差項(xiàng)、EGR流誤差項(xiàng)和EGR閥位置而確定EGR閥反饋命令；所述前饋模塊進(jìn)一步構(gòu)造成確定EGR前饋EGR閥位置；所述設(shè)備還包括EGR閥命令模塊，所述EGR閥命令模塊構(gòu)造成響應(yīng)所述EGR閥反饋命令和前饋EGR閥位置命令而確定EGR閥命令。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其特征在于，所述反饋模塊進(jìn)一步構(gòu)造成從包括所述EGR閥位置的函數(shù)的非線形增益矩陣確定所述排氣壓力反饋命令和EGR閥反饋命令。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其特征在于，所述非線性增益矩陣在低流速和低EGR閥位置時(shí)支持所述當(dāng)前EGR流的EGR閥控制，并且在高流速和高EGR閥位置時(shí)支持所述當(dāng)前EGR流的排氣壓力控制。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其特征在于，所述非線性增益矩陣支持所述當(dāng)前充氣流的排氣壓力控制。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其特征在于，所述非線性增益矩陣還在高ΔP/P值時(shí)支持所述當(dāng)前充氣流的EGR閥控制，其中，ΔΡ是所述當(dāng)前排氣壓力和當(dāng)前進(jìn)氣壓力之間的差值，P是所述當(dāng)前排氣壓力。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其特征在于，所述誤差確定模塊進(jìn)一步構(gòu)造成響應(yīng)所述排氣壓力命令和當(dāng)前排氣壓力而確定排氣壓力誤差項(xiàng)，并且所述內(nèi)環(huán)控制模塊進(jìn)一步構(gòu)造成響應(yīng)所述排氣壓力誤差項(xiàng)而確定VGT內(nèi)環(huán)命令并且還響應(yīng)所述VGT內(nèi)環(huán)命令而提供所述VGT命令。
19.一種系統(tǒng)，包括內(nèi)燃機(jī)，所述內(nèi)燃機(jī)具有可變幾何渦輪增壓器(VGT)；進(jìn)氣歧管，所述進(jìn)氣歧管將充氣流提供給所述內(nèi)燃機(jī)，所述充氣流包括與排氣再循環(huán)(EGR)流結(jié)合的新鮮空氣流，所述進(jìn)氣歧管在進(jìn)氣側(cè)上定位在所述VGT的下游；排氣歧管，所述排氣歧管在排氣側(cè)上定位在所述VGT的上游；控制器，所述控制器包括參考模塊，所述參考模塊構(gòu)造成解釋目標(biāo)充氣流和目標(biāo)排氣再循環(huán)(EGR)流；運(yùn)行狀況模塊，所述運(yùn)行狀況模塊構(gòu)造成解釋當(dāng)前充氣流和當(dāng)前EGR流；誤差確定模塊，所述誤差確定模塊構(gòu)造成響應(yīng)所述當(dāng)前充氣流和目標(biāo)充氣流而確定充氣流誤差項(xiàng)，以及響應(yīng)所述目標(biāo)EGR流和當(dāng)前EGR流而確定EGR流誤差項(xiàng)；反饋模塊，所述反饋模塊構(gòu)造成響應(yīng)所述充氣流誤差項(xiàng)和EGR流誤差項(xiàng)而確定排氣壓力反饋模塊；前饋模塊，所述前饋模塊構(gòu)造成解釋前饋排氣壓力命令；以及內(nèi)環(huán)控制模塊，所述內(nèi)環(huán)控制模塊構(gòu)造成響應(yīng)所述前饋排氣壓力命令和排氣壓力反饋命令而確定排氣壓力命令并且響應(yīng)所述排氣壓力命令而提供VGT命令，并且其中，所述VGT 響應(yīng)所述VGT命令。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括布置在所述VGT和進(jìn)氣歧管之間的EGR閥，其中，所述運(yùn)行狀況模塊進(jìn)一步構(gòu)造成確定EGR閥位置，并且所述反饋模塊進(jìn)一步構(gòu)造成響應(yīng)所述EGR閥位置而確定所述排氣壓力反饋命令。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述反饋模塊進(jìn)一步構(gòu)造成響應(yīng)所述充氣流誤差項(xiàng)、EGR流誤差項(xiàng)和EGR閥位置而確定EGR閥反饋命令；所述前饋模塊進(jìn)一步構(gòu)造成確定前饋EGR閥位置命令；所述控制器還包括EGR閥命令模塊，所述EGR閥命令模塊構(gòu)造成響應(yīng)所述EGR閥反饋命令和前饋EGR閥位置命令而確定EGR閥命令；并且所述EGR閥響應(yīng)所述EGR閥命令。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述反饋模塊進(jìn)一步構(gòu)造成從包括所述EGR閥位置的函數(shù)的非線形增益矩陣確定所述排氣壓力反饋命令和EGR閥反饋命令。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述非線性增益矩陣在低流速和低EGR閥位置時(shí)支持所述當(dāng)前EGR流的EGR閥控制， 并且在高流速和高EGR閥位置時(shí)支持所述當(dāng)前EGR流的排氣壓力控制。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述非線性增益矩陣支持所述當(dāng)前充氣流的排氣壓力控制。
25.根據(jù)權(quán)利要求M所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述非線性增益矩陣還在高ΔP/P值時(shí)支持所述當(dāng)前充氣流的EGR閥控制，其中，ΔΡ 是所述當(dāng)前排氣壓力和當(dāng)前進(jìn)氣壓力之間的差值，P是所述當(dāng)前排氣壓力。
26.根據(jù)權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述誤差確定模塊進(jìn)一步構(gòu)造成響應(yīng)所述排氣壓力命令和當(dāng)前排氣壓力而確定排氣壓力誤差項(xiàng)，并且其中，所述內(nèi)環(huán)控制模塊進(jìn)一步構(gòu)造成響應(yīng)所述排氣壓力誤差項(xiàng)而確定 VGT內(nèi)環(huán)命令并且還響應(yīng)所述VGT內(nèi)環(huán)命令而提供所述VGT命令。
全文摘要
一種用于控制內(nèi)燃機(jī)里的充氣流的方法，所述方法包括運(yùn)行具有VGT的發(fā)動(dòng)機(jī)。所述方法包括確定目標(biāo)和當(dāng)前充氣流與目標(biāo)和當(dāng)前EGR流。所述方法還包括確定充氣流和EGR流的誤差項(xiàng)，并且響應(yīng)所述誤差項(xiàng)而確定排氣壓力反饋命令。所述排氣壓力反饋命令與排氣壓力前饋命令相結(jié)合，并且所述VGT響應(yīng)所述排氣壓力反饋命令而被控制。所述方法附加地包括響應(yīng)當(dāng)前EGR閥位置而確定所述排氣壓力反饋命令。所述方法還包括用所述EGR閥在相對關(guān)閉的EGR閥位置控制EGR流速，以及用所述排氣壓力在相對打開的EGR閥位置控制所述EGR流速。
文檔編號F01N9/00GK102575555SQ201080042508
公開日2012年7月11日 申請日期2010年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月25日
發(fā)明者A·W·奧斯本, M·T·布克斯, M·蓋韋吉 申請人:康明斯有限公司