内燃机的模型进气量计算方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种内燃机的模型进气量计算方法以及系统，以解决内燃机的进气量的计算精度差的问题。所述内燃机的模型进气量计算方法，包括：确定进气门升程是否为全升程，若进气门升程为全升程，采用速度密度法计算内燃机的模型进气量；若进气门升程为非全升程，根据进气门上下游气体压强比值确定进气门处气流的速度是否达到预定速度范围，若进气门处气流的速度小于预定速度范围，采用修正后的速度密度法计算内燃机的模型进气量，若进气门处气流的速度达到预定速度范围，采用阀口方程计算内燃机的模型进气量。本发明专利技术提供一种内燃机的模型进气量计算方法以及系统可有效提高内燃机的进气量的计算精度。

Calculating Method and System of Model Intake Volume of Internal Combustion Engine

The invention provides a model intake calculation method and a system for an internal combustion engine to solve the problem of poor calculation accuracy of the intake volume of an internal combustion engine. The method for calculating the model intake volume of the internal combustion engine includes: determining whether the intake valve lift is full-lift, calculating the model intake volume of the internal combustion engine by velocity density method if the intake valve lift is full-lift, and determining whether the air velocity at the intake valve reaches the predetermined speed range according to the ratio of the upper and lower gas pressure of the intake valve, if the intake valve lift is full-lift, and calculating the model intake volume of the internal combustion engine by velocity density method. The velocity of the air flow is less than the predetermined speed range. The modified velocity density method is used to calculate the model intake of the internal combustion engine. If the velocity of the air flow at the intake valve reaches the predetermined speed range, the model intake of the internal combustion engine is calculated by the valve mouth equation. The invention provides a model intake calculation method of an internal combustion engine and a system which can effectively improve the calculation accuracy of the intake of an internal combustion engine.

【技术实现步骤摘要】
内燃机的模型进气量计算方法及系统
本专利技术涉及内燃机进气量控制
，特别涉及一种内燃机的模型进气量计算方法以及内燃机的模型进气量计算系统。
技术介绍
传统非连续可变气门升程发动机模型进气量计算方法的物理假设是：进气门关闭时刻缸内压力同进气歧管稳压腔压力差别较小，进气歧管稳压腔压力和发动机进气量在发动机转速不变情况下存在近似的比例关系。所以利用实际可测量的进气歧管稳压腔压力，根据速度密度法并结合适当的额外修正就可以准确的计算发动机进气量。但，随着连续可变气门升程(ContinuousVariableValveLift，CVVL)技术的引入，对于CVVL发动机而言上述物理假设不再成立，在进气升程较小的情况下，实际可测量的进气歧管稳压腔压力会显著的高于IVC时刻的缸内压力，进气歧管稳压腔压力和发动机进气量在发动机转速不变情况下的比例关系减弱，使用速度密度法计算内燃机的模型进气量误差很大，最大偏差达到400％。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种内燃机的模型进气量计算方法以及内燃机的模型进气量计算系统，以解决内燃机的进气量的计算精度差的问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种内燃机的模型进气量计算方法，包括：确定进气门升程是否为全升程；若进气门升程为全升程，采用速度密度法计算内燃机的模型进气量；若进气门升程为非全升程，根据进气门上下游气体压强比值确定进气门处气流的速度是否达到一预定速度范围；若进气门处气流的速度小于预定速度范围，采用修正后的速度密度法计算内燃机的模型进气量；若进气门处气流的速度在所述预定速度范围内，采用阀口方程计算内燃机的模型进气量。可选的，采用所述速度密度法计算内燃机的模型进气量包括：计算相对进气量；以及采用相对进气量计算内燃机的模型进气量。可选的，采用如下公式计算相对进气量：RL＝(P_intake-P_egr)*Vol_eff；其中，RL是相对进气量，单位％；P_intake是进气歧管稳压腔压力，单位mbar；P_egr是全部EGR转化为进气状态得到的分压力，单位mbar；Vol_eff是进气门关闭时刻的气缸容积效率；采用如下公式计算内燃机的模型进气量：MS＝RL*Vh*N/2578；其中，MS是模型进气量，单位kg/h；Vh是内燃机总排量，单位L；N是内燃机转速，单位rpm。可选的，采用修正后的速度密度法计算内燃机的模型进气量包括：在第一数据库中查找与气门升程和当前转速相对应的进气门时面值；在第二数据库中查找与进气门时面值和进气门关闭时刻的活塞速度相对应的进气门关闭时刻气缸容积效率的修正系数；采用进气门关闭时刻气缸容积效率的修正系数、经过进气升程修正后的缸内残留废气分压力、进气歧管稳压腔压力和进气门关闭时刻的气缸容积效率计算相对进气量；以及采用相对进气量计算内燃机的模型进气量。可选的，所述进气门时面值为自进气门开启到进气门关闭时的有效进气截面积对时间的积分，所述进气门时面值的计算公式如下：其中，Aeff_dt是进气门时面值，Avalve(CA)是当前曲轴转角对应的有效进气截面积，IVO是进气门开启时刻的曲轴转角，IVC是进气门关闭时刻的曲轴转角。可选的，采用如下公式计算相对进气量：RL_uncritial＝(P_intake-P_egr_cor)*Vol_eff*Map1[Aeff_dt，Vpiston_IVC]；其中，RL_uncritial是修正后的相对进气量，P_intake是进气歧管稳压腔压力，单位mbar，P_egr_cor是经过进气升程修正后的缸内残留废气分压力，单位mbar，Vol_eff是进气门关闭时刻的气缸容积效率，Map1[Aeff_dt，Vpiston_IVC]是进气门关闭时刻气缸容积效率的修正系数，Aeff_dt是进气门时面值，Vpiston_IVC是进气门关闭时刻的活塞速度，单位m/s；采用如下公式计算内燃机的模型进气量：MS_uncritical＝RL_uncritical*Vh*N/2578；其中，MS_uncritical是修正后的模型进气量，RL_uncritial是修正后的相对进气量，Vh是内燃机总排量，单位L，N是内燃机转速，单位rpm。可选的，采用阀口方程计算内燃机的模型进气量包括：在第一数据库中查找与气门升程和当前转速相对应的进气门时面值；采用进气门时面值、流量修正系数、进气歧管稳压腔压力和进气歧管内气体密度计算进气质量；以及采用进气质量计算内燃机的模型进气量。可选的，采用如下公式计算进气质量：其中，mcyl为进气质量，单位kg，Aeff_dt是进气门时面值，Ψ(Π，K)是流量修正系数，，K是空气的比热比，K＝1.34，Π是进气门前后气体压强比值，是进气门下游压力，P2是进气门上游压力，P_intake是进气歧管稳压腔压力，ρ_intake是进气歧管稳压腔内的气体密度，单位kg/m3；采用如下公式计算内燃机的模型进气量：MS_critical＝mcyl*N/30；其中，MS_critical是预定速度范围情况下的进气质量流量，单位kg/h，N是内燃机转速，单位rpm。可选的，采用如下公式计算流量修正系数：可选的，所述预定速度范围为0.6-1倍的当地音速。本专利技术还提供一种内燃机的模型进气量计算系统，包括：升程确定模块，用于确定进气门升程是否为全升程；气流速度确定模块，用于根据进气门上下游气体压强比值确定进气门处气流的速度是否达到预定速度范围；速度密度法计算模块，用于采用速度密度法计算内燃机的模型进气量；修正后的速度密度法计算模块，用于采用修正后的速度密度法计算内燃机的模型进气量；阀口方程计算模块，用于采用阀口方程计算内燃机的模型进气量；以及计算方法选择模块，用于根据所述进气门升程是否为全升程以及进气门处气流的速度是否达到预定速度范围选择采用速度密度法计算模块、修正后的速度密度法计算模块和阀口方程计算模块中的一个计算内燃机的模型进气量，当所述进气门升程为全升程，所述计算方法选择模块选择采用速度密度法计算模块计算内燃机的模型进气量，当所述进气门升程为非全升程，且进气门处气流的速度未达到预定速度范围，所述计算方法选择模块选择修正后的速度密度法计算模块计算内燃机的模型进气量，当所述进气门升程为非全升程，且进气门处气流的速度达到预定速度范围，所述计算方法选择模块选择阀口方程计算模块计算内燃机的模型进气量。可选的，所述速度密度法计算模块包括第一相对进气量计算模块和第二模型进气量计算模块，所述第一相对进气量计算模块用于计算相对进气量，所述第二模型进气量计算模块采用相对进气量计算内燃机的模型进气量，所述第一相对进气量计算模块采用如下公式计算相对进气量：RL＝(P_intake-P_egr)*Vol_eff；其中，RL是相对进气量，单位％，P_intake是进气歧管稳压腔压力，单位mbar，P_egr是全部EGR转化为进气状态得到的分压力，单位mbar，Vol_eff是进气门关闭时刻的气缸容积效率；所述第二模型进气量计算模块采用如下公式计算内燃机的模型进气量：MS＝RL*Vh*N/2578；其中，MS是模型进气量，单位kg/h，Vh是内燃机总排量，单位L，N是内燃机转速，单位rpm。可选的，所述修正后的速度密度法计算模块包括：第一进气门时面值查找模本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种内燃机的模型进气量计算方法，其特征在于，包括：确定进气门升程是否为全升程；若进气门升程为全升程，采用速度密度法计算内燃机的模型进气量；若进气门升程为非全升程，根据进气门上下游气体压强比值确定进气门处气流的速度是否达到一预定速度范围；若进气门处气流的速度小于预定速度范围，采用修正后的速度密度法计算内燃机的模型进气量；若进气门处气流的速度在所述预定速度范围内，采用阀口方程计算内燃机的模型进气量。

【技术特征摘要】
1.一种内燃机的模型进气量计算方法，其特征在于，包括：确定进气门升程是否为全升程；若进气门升程为全升程，采用速度密度法计算内燃机的模型进气量；若进气门升程为非全升程，根据进气门上下游气体压强比值确定进气门处气流的速度是否达到一预定速度范围；若进气门处气流的速度小于预定速度范围，采用修正后的速度密度法计算内燃机的模型进气量；若进气门处气流的速度在所述预定速度范围内，采用阀口方程计算内燃机的模型进气量。2.如权利要求1所述的一种内燃机的模型进气量计算方法，其特征在于，采用所述速度密度法计算内燃机的模型进气量包括：计算相对进气量；以及采用相对进气量计算内燃机的模型进气量。3.如权利要求2所述的一种内燃机的模型进气量计算方法，其特征在于，采用如下公式计算相对进气量：RL＝(P_intake-P_egr)*Vol_eff；其中，RL是相对进气量，单位％；P_intake是进气歧管稳压腔压力，单位mbar；P_egr是全部EGR转化为进气状态得到的分压力，单位mbar；Vol_eff是进气门关闭时刻的气缸容积效率；采用如下公式计算内燃机的模型进气量：MS＝RL*Vh*N/2578；其中，MS是模型进气量，单位kg/h；Vh是内燃机总排量，单位L；N是内燃机转速，单位rpm。4.如权利要求1所述的一种内燃机的模型进气量计算方法，其特征在于，采用修正后的速度密度法计算内燃机的模型进气量包括：在第一数据库中查找与气门升程和当前转速相对应的进气门时面值；在第二数据库中查找与进气门时面值和进气门关闭时刻的活塞速度相对应的进气门关闭时刻气缸容积效率的修正系数；采用进气门关闭时刻气缸容积效率的修正系数、经过进气升程修正后的缸内残留废气分压力、进气歧管稳压腔压力和进气门关闭时刻的气缸容积效率计算相对进气量；以及采用相对进气量计算内燃机的模型进气量。5.如权利要求4所述的一种内燃机的模型进气量计算方法，其特征在于，所述进气门时面值为自进气门开启到进气门关闭时的有效进气截面积对时间的积分，所述进气门时面值的计算公式如下：其中，Aeff_dt是进气门时面值，Avalve(CA)是当前曲轴转角对应的有效进气截面积，IVO是进气门开启时刻的曲轴转角，IVC是进气门关闭时刻的曲轴转角。6.如权利要求4所述的一种内燃机的模型进气量计算方法，其特征在于，采用如下公式计算相对进气量：RL_uncritial＝(P_intake-P_egr_cor)*Vol_eff*Map1[Aeff_dt，Vpiston_IVC]；其中，RL_uncritial是修正后的相对进气量，P_intake是进气歧管稳压腔压力，单位mbar，P_egr_cor是经过进气升程修正后的缸内残留废气分压力，单位mbar，Vol_eff是进气门关闭时刻的气缸容积效率，Map1[Aeff_dt，Vpiston_IVC]是进气门关闭时刻气缸容积效率的修正系数，Aeff_dt是进气门时面值，Vpiston_IVC是进气门关闭时刻的活塞速度，单位m/s；采用如下公式计算内燃机的模型进气量：MS_uncritical＝RL_uncritical*Vh*N/2578；其中，MS_uncritical是修正后的模型进气量，RL_uncritial是修正后的相对进气量，Vh是内燃机总排量，单位L，N是内燃机转速，单位rpm。7.如权利要求1所述的一种内燃机的模型进气量计算方法，其特征在于，采用阀口方程计算内燃机的模型进气量包括：在第一数据库中查找与气门升程和当前转速相对应的进气门时面值；采用进气门时面值、流量修正系数、进气歧管稳压腔压力和进气歧管内气体密度计算进气质量；以及采用进气质量计算内燃机的模型进气量。8.如权利要求7所述的一种内燃机的模型进气量计算方法，其特征在于，采用如下公式计算进气质量：其中，mcyl为进气质量，单位kg，Aeff_dt是进气门时面值，Ψ(Π，K)是流量修正系数，K是空气的比热比，K＝1.34，Π是进气门前后气体压强比值，P1是进气门下游压力，P2是进气门上游压力，P_intake是进气歧管稳压腔压力，ρ_intake是进气歧管稳压腔内的气体密度，单位kg/m3；采用如下公式计算内燃机的模型进气量：MS_critical＝mcyl*N/30；其中，MS_critical是预定速度范围情况下的进气质量流量，单位kg/h，N是内燃机转速，单位rpm。9.如权利要求8所述的一种内燃机的模型进气量计算方法，其特征在于，采用如下公式计算流量修正系数：10.如权利要求1所述的一种内燃机的模型进气量计算方法，其特征在于，所述预定速度范围为0.6-0.1倍的当地音速。11.一种内燃机的模型进气量计算系统，其特征在于，包括：升程确定模块，用于确定进气门升程是否为全升程；气流速...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈晖，李乐，洪晓清，庄杰，傅园松，习纲，陈宇清，张力华，
申请(专利权)人：联合汽车电子有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31