基于物理学的充量温度模型制造技术

一种用于计算汽车的充气温度的基于物理学的充量温度模型，包括多个变量。多个变量包括：限定发动机的发动机转速的第一变量，发动机转速限定发动机的曲轴的每分钟转数；限定凸轮位置的第二变量；限定发动机冷却剂温度的第三变量；限定进气温度的第四变量；限定发动机空气流量的第五变量；以及限定发动机的点火分数的第六变量。控制器提供多个查找表。控制器使用多个变量和多个查找表中的数据计算发动机的至少一个气缸的各个进气冲程的充气温度，来控制发动机的运行。来控制发动机的运行。来控制发动机的运行。

【技术实现步骤摘要】
基于物理学的充量温度模型


[0001]本公开涉及汽车发动机的发动机充气温度预测。

技术介绍

[0002]可以利用估算的充气温度和测得的进入气缸的空气质量计算各个进气冲程中需添加的燃料体积以及调节发动机正时，从而控制汽车发动机。由于无法直接在活塞室内测量温度，因此通过算法来估算充气温度。用于估算充气温度的现有算法依赖于以下变量，包括：进气温度、发动机空气质量流量、车速和用于估算传递到充气体积的热量的冷却剂温度。已发现，车速对新型空气动力学设计的汽车的影响很小，一方面是由于通过发动机舱的气流受发动机舱可用空间内发动机和组件尺寸增大的影响，另一方面在发动机舱内应用空气百叶窗也会限制气流。因此，通过发动机舱的气流基本上不随车速变化。
[0003]此外，现有算法没有精确地考虑在发动机进气口处发生的排气混合，这会增加平均充气温度。现有算法也没有精确地考虑到多种不同的发动机运行状态，包括停缸事件，或者使用凸轮相位器使得凸轮轴位置变化。
[0004]因此，虽然当前的汽车充气温度估计算法实现了其预期目的，但是仍需要一种用于估算充气温度的新的改进的系统和方法。

技术实现思路

[0005]根据若干方面，一种用于计算汽车的充气温度的基于物理学的充量(charge)温度模型包括多个变量：发动机转速；凸轮位置；以及发动机的点火分数。控制器控制发动机的运行，并利用多个变量计算汽车发动机的至少一个气缸的各个进气冲程的充气温度。
[0006]在本公开的另一方面，多个变量包括使用冷却剂温度传感器测量的发动机冷却剂温度。
[0007]在本公开的另一方面，多个变量包括使用在气缸进气管路的入口处的温度传感器测量的进气温度。
[0008]在本公开的另一方面，多个变量包括使用空气质量流量(MAF)传感器测量的发动机空气流量，单位为克/秒。
[0009]在本公开的另一方面，至少一个气缸包括多个气缸，其中发动机的点火分数限定了在各个发动机循环过程中点火的多个气缸的平均数量。
[0010]在本公开的另一方面，总端口流量确定为等于发动机空气流量除以点火分数。
[0011]在本公开的另一方面，应用发动机冷却剂温度和进气温度来确定Δ(delta)冷却剂充量，其中Δ冷却剂充量等于发动机冷却剂温度减去进气温度。
[0012]在本公开的另一方面，多个变量包括使用在中间冷却器的排放口处的温度传感器测量的进气温度。
[0013]在本公开的另一方面，将发动机转速和凸轮位置输入查找表中以确定影响传递至进气温度的热量的加热气缸气体混合量。
[0014]在本公开的另一方面，来自查找表的输出限定气缸气体影响(CGI)，其中如果存在发动机扫气，则将CGI设置为一(1)，否则从查找表中确定CGI的值。
[0015]根据若干方面，一种用于计算汽车的充气温度的基于物理学的充量温度模型包括多个变量。第一变量限定发动机的发动机转速，发动机转速限定发动机的曲轴的每分钟转数。第二变量限定与曲轴位置相关的凸轮位置。第三变量限定发动机冷却剂温度。第四变量限定进气温度。第五变量限定发动机空气流量。第六变量限定发动机的点火分数。控制器具有多个查找表。控制器利用多个查找表中的多个变量和数据计算发动机的至少一个气缸的各个进气冲程的充气温度，来控制发动机的运行。
[0016]在本公开的另一方面，控制器应用点火分数估算空气流量，空气流量用于确定由发动机传递的热量。
[0017]在本公开的另一方面，将发动机转速和凸轮位置输入至多个查找表中的第一查找表中，确定是否存在发动机气缸气体回流到进气管路中影响传递到进气管路的热量，从而影响进气温度。
[0018]在本公开的另一方面，从多个查找表中的第二查找表得到Δ温度影响。
[0019]在本公开的另一方面，Δ温度影响限定分别从基于发动机冷却剂温度的发动机冷却剂、从受进气温度影响的进气体积、从受发动机空气流量和点火分数影响的发动机传递到充气体积的热量。
[0020]在本公开的另一方面，Δ冷却剂充量由发动机冷却剂温度和进气温度限定。
[0021]在本公开的另一方面，Δ冷却剂充量等于发动机冷却剂温度减去进气温度。
[0022]根据若干方面，一种用于计算汽车的充气温度的基于物理学的充量温度模型的操作方法包括：获取多个变量，包括：测量限定发动机的发动机转速的第一变量，发动机转速限定发动机的曲轴的每分钟转数；确定凸轮位置作为第二变量；感测发动机冷却剂温度作为第三变量；将由温度传感器提供的进气温度限定为第四变量；接收来自空气质量流量传感器的数据，确定发动机空气流量作为第五变量；确定发动机的点火分数作为第六变量；以及使用具有多个查找表的控制器控制发动机的运行，控制器应用多个查找表中的多个变量和数据计算发动机的至少一个气缸的各个进气冲程的充气温度。
[0023]在本公开的另一方面，该方法还包括计算Δ冷却剂充量，其等于发动机冷却剂温度减去进气温度。
[0024]在本公开的另一方面，该方法还包括：将发动机转速和凸轮位置输入到多个查找表中的第一查找表中，确定是否存在发动机气缸回流到进气管路中的情况，影响传递至进气温度的热量；以及从多个查找表中的第二查找表中得到Δ温度影响。
[0025]根据本文提供的描述，其它适用领域将变得显而易见。应理解，描述和具体实例仅用于说明目的，并不旨在限制本公开的范围。
附图说明
[0026]本文描述的附图仅用于说明目的，并不旨在以任何方式限制本公开的范围。
[0027]图1是根据示例性方面的用于汽车的基于物理学的充量温度模型的示意图；
[0028]图2是在图1的截面2处截取的截面正视图；以及
[0029]图3是使用图1的基于物理学的充量温度模型的方法步骤的流程图。
具体实施方式
[0030]以下描述本质上仅仅是示例性的，并不旨在限制本公开、应用或用途。
[0031]参照图1，在汽车12中提供了基于物理学的充量温度系统和操作方法，在下文中称为基于物理学的充量温度模型10。汽车12包括具有多个气缸16的发动机14。在所示的实例中，标识了八个气缸16，然而发动机14可以包括任何数量的气缸16，包括但不限于2、4、6、8或10个气缸。各个气缸16包括将充气引导到气缸16中的至少一个进气阀18和将排气从气缸16向外引导的至少一个排气阀20。使用至少一个控制器或处理器，以下统称为动力系控制器22或发动机控制器22，来提供发动机运行控制。控制器22可以是能够处理电子指令的任何类型的装置，包括微处理器、微控制器、主处理器、车辆通信处理器和专用集成电路(ASIC)。
[0032]控制器22可以是用于控制发动机的专用控制器或处理器，或者可以与其它车辆系统共享。控制器22执行各种类型的数字化存储指令，例如存储在存储器24中的软件、查找表或固件程序，存储器24可保存多个预填充的查找表，指令使得控制器22能够提供各种服务。例如，控制器22可以执行程序和处理数据来实施至少一部分本文讨本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于计算汽车的充气温度的基于物理学的充量温度模型，包括：多个变量，包括：发动机转速；凸轮位置；以及发动机的点火分数；以及控制器，其控制所述发动机的运行并利用所述多个变量计算汽车发动机的至少一个气缸的各个进气冲程的充气温度。2.根据权利要求1所述的用于计算汽车的充气温度的基于物理学的充量温度模型，其中，所述多个变量包括使用冷却剂温度传感器测量的发动机冷却剂温度。3.根据权利要求2所述的用于计算汽车的充气温度的基于物理学的充量温度模型，其中，所述多个变量包括使用在气缸进气管路的入口处的温度传感器测量的进气温度。4.根据权利要求3所述的用于计算汽车的充气温度的基于物理学的充量温度模型，其中，所述多个变量包括使用空气质量流量(MAF)传感器测量的发动机空气流量，单位为克/秒。5.根据权利要求4所述的用于计算汽车的充气温度的基于物理学的充量温度模型，其中，所述至少一个气缸包括多个气缸，并且其中，所述发动机的所述点火分数限定了在各个发动机循环期间点火的所述多个气缸的平均数量。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：W，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：