带有优化的燃料传输的柴油发动机控制系统的制作方法

专利名称：带有优化的燃料传输的柴油发动机控制系统的制作方法
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背景技术：
该发明涉及柴油机动力的机车；更具体地涉及控制机车发动机燃料供应的系统和方法。此方法利用发动机的速度和负荷信息及发动机其它运行信息，来动态地响应于会影响发动机燃料需要的发动机负荷或其它条件的变化，响应于这些变化来预测燃料需求，从而控制发动机速度、优化发动机的功率输出、防止燃料过多地供应给发动机，并大大减少发动机产生的残余烟尘和其他受管制的排放。此系统和方法采用自适应的能力，由此而为特定发动机及发动机运行的环境来优化在产生动态响应中使用随时间变化的系数。
用于控制机车柴油发动机运行的自适应控制系统目前可基于所检测的空气压力和发动机所要求的功率输出而为发动机供应燃料。这些系统考虑了发动机保护方案(例如超速保护)，以防止如果发动机试图超过其针对一组特定运行条件的能力而发生损坏。当前的控制系统没有考虑的两个因素是a)它实际用来燃烧传输到发动机中的燃料所花的时间；及，b)燃烧室冷却的影响，这会导致为发动机供应过多燃料。
在其它因素中，实际用来燃烧传输到发动机中的燃料所花的时间由以下确定i)发动机运行温度；
ii)发动机内的压力；及，iii)发动机的运行速度(rpm)。
如果对于给定的一组运行条件给发动机供应了太多燃料，那么其中一些燃料不会燃烧。这导致发动机产生过量的烟尘。过多的烟尘将导致机车的运转超出所允许的排放标准。
同样重要的是，给发动机传输太多燃料对增加发动机所产生的功率(扭矩)量不起作用。如果传输给发动机的燃料量继续增加，发动机燃烧室(汽缸)中的温度会下降，这导致功率降低并降低发动机效率。因为燃料浪费，尤其是由于发动机从燃料的过量供应中没有获益，因此机车的运行成本也有大量增加。
当前的控制系统本质上是响应系统。即，当发生变化导致发动机需求更多或更少的燃料以便产生更多或更少的功率时，系统利用静态查寻表提供预定清单中的多组发动机条件和相应的发动机燃料需求及发动机燃料传输调度。为了在发生变化时将一组运行条件转换到另一组，这些系统进入步进方式，以便从旧运行点到新运行点的移动加速地发生。这不是说当前系统不适当地响应传感变化；而是，响应可以发生得更快，以便提高发动机运行的整体效率，同时仍没有超过排放水平或者不利地影响发动机的运行。
通过利用用于发动机控制单元(ECU)的自适应控制方案实现整体控制方法，现在可提供动态查询表功能，其基于发动机所处运行条件的特定范围而从特定发动机的过去性能中“学习”，以便为特定发动机燃料需求来定制系统响应。这导致比当前可用方法更有效的、更快响应的及更强大的控制方法。
本发明的概要简而言之，本发明涉及控制传输给机车柴油发动机的燃料以优化燃料传输以及促进燃料有效燃烧、最大程度地提高发动机性能并减少排放的方法。重要的是，此方法提供了对运行变化的随时间的动态响应和学习能力这二者，发动机控制系统可通过该学习能力而变得唯一适配于特定的发动机。
此方法采用三个相关的发动机控制环路，由此基于发动机运行参数来确定发动机所需要的期望水平的燃料。第一环路利用了涉及发动机速度的因数。第二环路利用了涉及燃料需求的因数，并采用泰勒级数函数。对于用来确定每组发动机运行条件下发动机性能的每一参数而采用了单独的泰勒级数，以便对每个用于确定发动机性能的参数，并针对特定的发动机而随时间来修改这些系数，以便唯一地适配于该发动机。第三环路从其他两个环路中取得输入并将它们与其他信息相结合，用来优化发动机性能并减少排放。
通过控制响应于本发明控制方法的燃料传输，对于给定的运行速度而言，就最大程度地提高了发动机的输出功率，实现了更好的燃料传输，最小化了发动机废气中的烟尘量，并减少其他的排放水平。这又对给定一组的运行条件而允许发动机受控制以用于优化的性能，同时较低发动机的运行成本。
从以下描述连同附图中，本发明的上述和其他的特征及优势将变得更加清楚。
附图的几个视图的简述在形成本说明书一部分的附图中

图1-3是简化流程图，概括地显示了用于实施本发明的三个控制环路；以及图4是简化流程图，显示了这些环路控制之间的接口，以便实施本发明。
相应的标号表示所有附图中的相应部分。
优选实施例的说明下面通过例子的详细说明阐明了本发明，而并不具有限制性。该说明显然可使本领域技术人员能够制作并使用本发明，描述了若干实施例、适应性修改、变型、备选例和本发明的用途，包括被视为是实施本发明的当前最佳模式。
参照附图，本发明的系统和方法采用用于动态地控制机车柴油发动机10运行的体系结构。该体系结构包括两个内控制环路，通常分别由100和200所示，以及通常由300所示的外环路。图1中示出的环路100通常包括由带增益调度(scheduling)的比例、积分类型控制器组成的主反馈控制。该环路基于来自发动机10的操作员的指令而将发动机速度调节到指定的转换速率。图2中示出的第二环路200采用主动的前馈控制或预测控制，生成一系列燃料需求修正函数。利用泰勒级数近似来生成各自的值。图3中示出的第三环路300利用来自其他两个环路的输入，来主动地控制基准速度的转换速率和发动机10的负荷率。环路300反馈实际发动机速度和燃料需求信息，以便可以出于预测目的而作出修正。包括所有环路在内的整个系统在图4中总体地表示为400。
如下文所述，本发明有效地用作发动机10速度的管理者。它也用于给发动机提供足够的燃料，使得即使发动机上的负荷变化，发动机也产生恒定的扭矩。因而，当功率需求增加时，就给发动机供应更多的燃料，而功率降低时，则供应更少的燃料。本发明的系统400和方法也调节作为发动机速度函数的发动机功率输出。通过查看对于多组发动机运行条件的先前功率需求的需要，预期发动机将来的需要是什么，并且动态地控制发动机的燃料供给以符合预期的需求，来实时地实现调节。在执行这些功能时，采用过滤技术来补偿需求的广泛波动，并确保稳定的发动机运行。
在附图中，基于燃料供应信号F将燃料传输给机车柴油发动机10，信号F例如在11处所示。举例说，发动机10是用来为铁路机车供应动力类型的巨大的、中等速度的、涡轮增压的、燃料注入式的柴油发动机。通过燃烧燃料，发动机就能够以特定的速度S(rpm)运转，并且为机车产生一定量功率P，以便驱动负荷。所测量的发动机运行参数包括对应于发动机所产生的发动机速度S和功率P这二者的值。这些值部分地是响应于发动机燃料传输系统(未示出)的燃料需求指令输入而传输至发动机中的燃料量的函数。
如12所示，发动机操作员将操作指令(OP CMD.)提供给系统400，以便控制发动机性能。这些指令(例如加速、减速等)取决于任何一次机车周围所使用的特定组情形。本发明的方法响应于这些操作指令和各种其他涉及发动机性能的测量参数，而利用系统400的各环路100，-300的能力来管理发动机的性能。
在以下讨论中，本领域的技术人员将理解，所描述的各种模块采用算法来将传输至模块中的不同输入相结合，并生成所得输出值。利用固定点或浮动点算法，来实现在这些模块中完成数字执行。合适的时候，对不同的函数应用过滤，来提供系统的稳定性。
环路100执行三个任务。这些任务包括i)速度调节，ii)对速度瞬变的优化响应，和iii)超速保护。为了这些目的，该环路包括基准速率和负荷率修正函数模块，如图1和4中的102所示。在运用该函数时，一个输入是所提供的基准速度修正输入，如在104处所示。两个输出由模块102提供。一个输出是优化的负荷率修正因数(在106处所示)，其作为输入而提供给优化的负荷函数模块108。另一输出是优化的基准速度修正(在110处所示)，其提供给环路200的基准速度发生器302。提供给基准速度发生器302的其他输入是来自发动机操作员12的指令输入，如在304a所示。操作员指令也作为第二输入(如304b所示)而提供给优化的负荷函数模块108。该优化的负荷函数模块的输出是负荷请求信号，如在112所示，其被提供给求和点114。给求和点114的第二输入是代表发动机10功率输出的信号，如116所示。将表示来自求和点114的负荷误差的输出信号(如图1中的120所示)提供给积分器模块118，以确定用于模块102的基准速度修正输入。如以下更全面地所述，将积分器118连同组合在一起的许多输入以预定的方式来提供，以产生提供修正信号的模块102。如在122处所示，在这些输入中是表示环境条件AMBCOND如空气压力和空气温度的值。
环路200执行的主要任务包括i)基于所传输燃料的燃烧率的燃料需求修正，用来最小化发动机过量供应燃料；ii)基于发动机所燃烧的混合物的空气燃料比，来限制燃料需求；iii)基于燃烧混合物燃烧温度的燃料需求修正，用来减小发动机10的燃烧室中的冷却效应；iv)基于发动机吸气歧管中的空气密度的燃料需求修正；及v)优化发动机的燃料消耗率(SFC)。重要的是，控制环路200提供了之前所称的预测能力，用于发动机燃料需求的未来需要。这些是基于与发动机性能有关的上述和其他因素。在图2中，处理与发动机运行有关的许多因数Z，并且将结果累加在一起(或者以别的方式适当组合)，以提供用于预测发动机燃料需要的输出。这个预测能力使系统400能够动态地并快速地响应于(并在某些方面平稳预期)发动机运行条件的变化。与当前发动机控制方案相比，这样做就能够提供更快的响应时间和更有效的控制能力。
在图2中，所使用的因数Z中是空气燃料比(AFR)、燃料燃烧率(BR)、歧管空气压力(MAP)、歧管空气温度(MAT)、中间冷却器效率(ICE)和概括地在图2中以“其他”所示的可影响发动机性能的其他参数。“其他”因数包括，例如，为提供给发动机的空气增压的发动机涡轮增压器的运行速度、涡轮增压器的操作效率、发动机进气歧管中的空气密度以及基于燃烧室温度的燃烧室冷却效应。
传感器202a-202n分别为各自的修正函数模块204a-204n提供代表各参数当前值的输入信号。修正函数模块204a-204n各自采用泰勒级数。泰勒级数是关于给定值的函数展开。每个泰勒级数展开包括常量(a)、表达式中一次项的系数(b)、表达式中二次项的系数(c)，等等。在本发明的控制系统中，基于该系统所采用的特定发动机10以及该发动机所经受的各种运行条件，相应泰勒级数中每一项的这些系数(a)、(b)、(c)等等都可从初始的一组值改变成新的值。在图2中，基于所经历的条件，在泰勒级数系数模块206中采用一个或多个自适应算法为每个因数随时间来修改各自的系数。由于该系统的所得自适应控制，因此，每个控制系统400对于它所应用的发动机10是唯一的。这与当前方案可实现的相比，还增加了该系统和方法的响应时间、有效性及控制能力。各自的泰勒级数产生了涉及所用的每个发动机性能参数，并且包括基于时间(瞬时)和交互功能这二者的参数的值，以产生可用于优化发动机性能的值。
将来自模块204a-204n的输出值提供给求和模块208，在此将它们相组合，以产生燃料需求修正输出，如210a和210b所示。输出210a作为另一个输入而提供给积分模块118，它生成提供给基准速率和负荷率修正模块102的基准速度修正输入信号。将燃料需求修正FDC输出210b提供给环路300的求和点306，在这里，它与来自带增益调度模块310的速度调节器的燃料需求输出308相组合。所组合的燃料需求输入值和燃料需求修正值的结果是优化的燃料需求值OFDV。该值用于防止发动机的超速运行。如在212a所示，将它提供给燃料限制函数模块214，并且如在212b处所示，将它提供给用于确定模块102的基准速度修正输入的积分器118。在模块214中，将优化的燃料需求值OFDV与环境运行条件值AOCV相组合，如在311a所示，以产生燃料限制值(如216a处所示)，该燃料限制值作为积分器模块118的另一输入而用于确定基准速度修正输入，并且该燃料限制值在216b处作为定时图和泵表函数模块218的输入。
环路300执行的主要任务包括i)响应于发动机负荷变化的基准速率优化；ii)发动机负荷率优化；以及iii)减少废气排放，以符合EPA要求。如前所述，环路300包括发动机基准速度模块302，它的输出作为基准速度值而提供给求和点312。至求和点312的第二输入是来自发动机10的速度信号S，如在314处所示。来自求和点312的输出是速度误差输入信号(发动机真实速度和它的预期速度之差)。在316a处，将该信号提供给用于确定至模块102的基准速度修正输入的积分器118，并且在316b处，将该信号提供给速度调节器和增益调度模块310。
环路300还包括积分器318，合适的发动机参数例如发动机速度和空气密度值被提供给积分器318。如在311a所示，将来自该单元的环境运行条件值输出AOCV提供给燃料限制函数模块214，并且如在311b处所示，将该输出AOCV提供给定时图和泵表函数模块218。将模块218的定时T和持续时间D输出值提供给环路300的积分器318，在该积分器318中，将它们相组合起来，用以产生控制信号F，用来控制对发动机10的燃料供应，如在11处所示。模块218利用提供给它的输入，来确定何时燃料应注入到燃烧室中(如在320所示)以及确定燃料注入间隔的持续时间(如在322所示)这两种功能，以便通过积分器单元318来提供供应给发动机的燃料控制信号F。通过考虑这两个当前发动机运行条件并通过预测发动机的后续预期的发动机运行条件，来控制燃料传输，以便为当前一组情形以及所预期的一组情形来最大程度地优化发动机的性能(速度和功率输出)。
根据本发明，系统400的每个环路100-300与其他两个环路相互作用，以便获得并处理适当的信息，通过这种信息而在积分器318产生燃料控制信号F。这导致在适当时间将适量燃料供应给发动机10，以便发动机10在所需的速度下运行，为当前的条件产生所需量的功率，并且可快速地响应，以便将发动机驱动到用于预期状态的运行点。通过不仅考虑例如发动机速度和功率等因素，而且考虑例如空气压力、环境空气温度、发动机温度等因素，就可利用适当的速度和负荷修正因数来实现这些所需的结果。此外，采用发动机降次函数将传输给发动机的燃料燃烧的时间(基于当前发动机速度)以及预计的燃料冷却考虑进来。这样做就可防止给发动机供应太多燃料，从而提高了它的效率，并实现减少的排放。
在系统运行中，燃料需求修正FDC由于许多因素而调整。一个因素是因为空气压力中的变化，例如由于发动机运行所处海拔高度时的压力变化。另一个因素是为了符合在烟尘和其他EPA管制排放上的维护环境限制而传输给发动机的燃料量。另外一个因素是不超过发动机的最大安全运行速度。第四个因素是不超过发动机冷却系统的运行限制。还有另一个因素是在何时因给发动机供应了太多燃料而使燃料的燃烧温度低于最佳温度。此外，如果预期的燃料燃烧时间超过发动机所必需的时间，则调节燃料需求修正，以产生有用功。在每一个这些情形中，修正值用于修改供应给发动机10的燃料量。
本发明可以用于为发动机10的单个汽缸、全部发动机汽缸或者汽缸的组合供应燃料。本发明的系统400和方法产生燃料需求的估计值，然后每次需要燃料时则重新计算此估计值，以便连续地更新燃料需求估计值。此外，可以根据操作员的指令，而定期地或在需要的基础上，计算燃料需求估计值。
概括地说，系统400的发动机控制体系结构在三个相关的控制环路100-300中体现。环路100是主反馈控制环路。该环路采用了带增益调度的积分类型控制，并且基于机车操作员的指令而将发动机速度调节到指定的转换速率。环路200提供由一系列修正函数组成的主动的前馈或预测控制。如上所述，这些函数包括各自的泰勒级数，每个泰勒级数都具有可进行修改以使控制系统适应该系统所用机车的系数。随后将来自各泰勒级数的结果相组合，以产生燃料需求修正FDC值。由于传感器202a-292n一直监控影响发动机性能的各个参数，因此，环路200允许对发动机性能的变化作出动态的响应。环路300通过提供额定发动机燃料需要和燃料需求的反馈，以及基于来自控制环路200的输出、发动机误差信号和环境条件而对燃料需求的修正，来优化基准速度的转换速率和发动机10的负荷率。
鉴于以上所述，可以看到，实现了本发明的若干目的，并且获得了其他有利的结果。由于在上面结构中可以实行不同的变化而没有脱离本发明的范围，因此，包含在以上说明书中和在附图中示出的所有内容应解释为说明性的而非限制性的意义。
权利要求
1.一种对用于为铁路机车供给动力的大型、中等速度、多汽缸、涡轮增压的燃料注入式柴油发动机的燃料传输进行控制，以便以有效的燃料燃烧、提高的发动机性能和减少的发动机排放来提供指定水平的发动机速度和功率的方法，所述方法包括借助于第一反馈控制环路基于指定的发动机速度来控制对发动机的燃料传输，以便调节发动机速度；以及借助于第二预测控制环路，基于用于优化燃料传输的预期发动机运行期望中的发动机性能参数，来生成发动机燃料需求修正函数。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括，借助于接收来自所述第一控制环路和第二控制环路的输入的第三控制环路，来控制至发动机的燃料传输。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用基于所述发动机性能参数的泰勒级数计算，来确定所述燃料需求修正函数。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述发动机性能参数包括用于传输给所述发动机的燃料的空气燃料比。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述发动机性能参数包括用于传输给所述发动机的燃料的燃料燃烧率。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述发动机性能参数包括所述发动机的进气歧管中的空气压力。
7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述发动机性能参数包括所述发动机的进气歧管中的空气温度。
8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述发动机性能参数包括所述发动机的进气歧管中的空气密度。
9.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述发动机性能参数包括用于所述发动机的中间冷却器的效率。
10.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述发动机性能参数包括对提供给所述发动机的空气进行增压的涡轮增压器的运行速度。
11.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述发动机性能参数包括对提供给所述发动机的空气进行增压的涡轮增压器的操作效率。
12.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述发动机性能参数包括基于燃烧室温度的燃烧室冷却效应。
13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述燃料需求修正函数利用基于多个发动机性能参数的泰勒级数计算来确定。
14.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，为每个性能参数使用单独的泰勒级数。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，每个泰勒级数为该级数中的每个因数采用系数，并且所述方法还包括，基于所述发动机所经历的运行条件范围，来修改每个泰勒级数的系数。
16.根据权利要求1所述的方法，还包括，限制传输给所述发动机的燃料量，以防止所述发动机的超速。
17.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述三个控制环路一起工作，以便针对一组发动机运行条件，为传输给所述发动机的优化燃料量产生燃料需求信号。
18.根据权利要求17所述的方法，还包括，基于所述优化燃料需求信号，来控制注入到发动机汽缸中的燃料注入的定时和持续时间。
19.根据权利要求1所述的方法，还包括，提供所述实际发动机速度的反馈，并将所述实际发动机速度与优化的发动机基准速度进行比较，以便生成用于控制所述燃料传输的速度误差信号。
20.根据权利要求1所述的方法，还包括，提供所述实际发动机功率输出的反馈，并将所述实际发动机功率输出与优化的发动机负荷请求相比较，以便生成用于控制所述燃料传输的负荷误差信号。
21.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发动机燃料需求修正函数连同每一燃料注入操作一起来确定。
22.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发动机燃料需求修正函数被周期性地确定。
23.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发动机燃料需求修正函数根据用于发动机速度和功率的操作员指令变化来确定。
24.一种对用于为铁路机车供给动力的大型、中等速度、多汽缸、涡轮增压的燃料注入式柴油发动机的燃料传输进行控制，以便以有效的燃料燃烧、提高的发动机性能和减少的发动机排放来提供指定水平的发动机速度和功率的系统，所述系统包括第一控制环路，其基于指定的发动机速度来控制对所述发动机的燃料传输，以便调节发动机速度，所述第一控制环路是反馈控制环路；以及第二控制环路，其基于用于优化燃料传输的预期发动机运行期望中的发动机性能参数，来生成发动机燃料需求修正信号，所述第二控制环路是第二预测控制环路。
25.根据权利要求24所述的系统，还包括第三控制环路，其响应于所接收的来自所述第一控制环路和第二控制环路的输入，来控制对所述发动机的燃料传输。
26.根据权利要求25所述的系统，其特征在于，所述第二控制环路采用泰勒级数来生成所述燃料需求修正信号，所述泰勒级数计算是基于至少一个发动机性能参数的。
27.根据权利要求26所述的系统，其特征在于，所述第二控制环路采用许多泰勒级数来生成所述燃料需求修正信号，每个泰勒级数计算都是基于单独的发动机性能参数的。
28.根据权利要求27所述的系统，其特征在于，所述发动机性能参数包括下列各项中的一个或多个传输给所述发动机的燃料的空气燃料比；传输给所述发动机的燃料的燃料燃烧率；所述发动机的进气歧管中的空气压力；所述发动机的进气歧管中的空气温度；所述发动机的进气歧管中的空气密度；用于所述发动机的中间冷却器的效率；用于对提供给所述发动机的空气进行增压的涡轮增压器的操作效率；基于燃烧室温度的燃烧室冷却效应。
29.根据权利要求27所述的系统，其特征在于，每个泰勒级数为该级数中的每个因数采用系数，并且所述系统还包括用于基于由所述发动机所经历的运行条件范围来修改每个泰勒级数系数的机构，从而使所述系统适配于它所用的所述发动机。
30.根据权利要求25所述的系统，其特征在于，所述第三控制环路基于由第二环路所生成的所述优化燃料需求信号，来控制对所述发动机汽缸的燃料注入的定时和持续时间。
31.根据权利要求25所述的系统，还包括将实际发动机速度的反馈信号提供给所述第三控制环路，所述第三控制环路将实际发动机速度与优化的发动机速度相比较，以用于生成在对所述发动机的所述燃料传输进行控制时所使用的速度误差信号。
32.根据权利要求31所述的系统，还包括将所述实际发动机功率输出的反馈信号提供给所述第一控制环路，所述第一控制环路将所述实际发动机功率输出与优化的发动机负荷请求相比较，以用于生成在对所述发动机的所述燃料传输进行控制时所使用的负荷误差信号。
33.一种对用于为铁路机车提供动力的柴油发动机的燃料传输进行控制，以便以有效的燃料燃烧、提高的发动机性能和减少的发动机排放来提供指定水平的发动机速度和功率的方法，所述发动机在一定的速度、负荷和环境条件范围内运行，所述方法包括借助于第一控制环路基于指定的发动机速度来控制对发动机的燃料传输，以便调节发动机速度；借助于第二控制环路，并基于用于优化燃料传输的预期发动机运行期望中的发动机性能参数，来生成发动机燃料需求修正函数，所述第二控制环路采用泰勒级数，以便通过基于发动机性能参数的所述泰勒级数计算，来生成所述燃料需求修正信号；以及，修改作为所述发动机所经历的运行条件范围之函数的所述泰勒级数，由此使所述系统动态地适配于它所应用的所述发动机。
34.根据权利要求33所述的方法，其特征在于，所述泰勒级数为该级数中的每一项采用系数，并且修改所述级数，包括基于由所述发动机所经历的所述运行条件范围来修改每一系数，以便使所述级数适配于所述发动机。
35.根据权利要求34所述的方法，其特征在于，所述第二控制环路采用许多泰勒级数来生成所述燃料需求修正信号，每一泰勒级数计算都是基于单独的发动机性能参数的。
36.根据权利要求35所述的方法，其特征在于，每一个所述泰勒级数为所述级数中的每项采用系数，并且所述方法还包括，基于由所述发动机所经历的所述运行条件范围，来修改每一个泰勒级数中的每一系数，以便使所述泰勒级数适配于所述发动机。
全文摘要
基于发动机速度和发动机所产生的在给定时间的功率，来确定机车发动机(10)的燃料需求的系统(400)和方法，以便针对负荷来优化发动机功率输出，同时减少发动机的排放。该发动机控制体系结构包括三个相关的控制环路(100－300)。主反馈控制环路(100)采用带增益调度的积分类型控制，以便基于机车操作员指令将发动机速度调节到指定的转换速率。第二控制环路(200)提供主动的前馈或预测控制，其包括多个各自使用级数中每项具有系数的泰勒级数的修正函数，对系数进行修改，以便使系统适配于它所应用的发动机。控制第三环(300)通过提供额定发动机燃料需要或燃料需求的反馈、基于来自第二控制环路输出的燃料需求修正、速度误差值以及环境条件，来优化基准速度转换速率和发动机负荷率。
文档编号F02D41/14GK1938508SQ200580010162
公开日2007年3月28日 申请日期2005年1月19日 优先权日2004年2月3日
发明者P·弗林, W·道姆, A·谢克 申请人:通用电气公司