一种发动机缸内气量预估方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种发动机缸内气量预估方法及系统，涉及发动机技术领域。本发明专利技术所述的发动机缸内气量预估方法，包括：获取流过进气阀进入气缸的气体流量，作为虚拟传感器模型基础值；获取物理传感器信号值，根据所述物理传感器信号值与所述虚拟传感器模型基础值确定瞬态缸内气量。本发明专利技术通过结合物理传感器信号值和虚拟传感器的模型计算值输出瞬态缸内气量，可提高发动机缸内瞬态气量计算精度，保证缸内气量计算准确性和实时性；同时有效解决真实物理传感器本身存在相位滞后、信号衰减和噪声信号干扰问题。声信号干扰问题。声信号干扰问题。

【技术实现步骤摘要】
一种发动机缸内气量预估方法及系统


[0001]本专利技术涉及发动机
，具体而言，涉及一种发动机缸内气量预估方法及系统。

技术介绍

[0002]随着对于汽车的一氧化碳、氮氧化物及颗粒物的排放标准更为苛刻，对发动机性能提出了更高的要求。为此，发动机控制系统通常需要维持空燃比系数在理论空燃比附近，以保持最大的催化器排放转换效率。以汽油发动机为例，理论上一公斤燃料完全燃烧时需要14.7公斤的空气，该空气和燃料的比例称为化学当量比。空燃比小于化学当量比时供给浓混合气，此时发动机发出的功率大，但燃烧不完全，生成的CO、HC多；当混合气略大于化学当量比时，燃烧效率最高，燃油消耗量低，但生成的NOx也最多；供给稀混合气时，燃烧速度变慢，燃烧不稳定，使得HC增多。
[0003]在理论空燃比控制中，瞬态发动机缸内气量的估算较为关键，这是由于发动机喷油量多少取决于进入气缸的实时气量，为实现精准的空燃比闭环控制，需要对瞬态工况下发动机缸内气量进行准确估算。而传统的缸内气量估算方法在瞬态工况下计算精度和实时性较差，无法准确及时地对缸内气量进行预估。

技术实现思路

[0004]本专利技术解决的问题是如何提高瞬态工况下发动机缸内气量估算的准确性和实时性。
[0005]为解决上述问题，本专利技术提供一种发动机缸内气量预估方法及系统。
[0006]第一方面，本专利技术提供一种发动机缸内气量预估方法，包括：
[0007]获取流过进气阀进入气缸的气体流量，作为虚拟传感器模型基础值；
[0008]获取物理传感器信号值，根据所述物理传感器信号值与所述虚拟传感器模型基础值确定瞬态缸内气量。
[0009]可选地，所述获取物理传感器信号值包括：
[0010]获取空气流量计对应的第一信号值；
[0011]获取进气歧管压力温度传感器对应的第二信号值。
[0012]可选地，所述获取进气歧管压力温度传感器对应的第二信号值包括：
[0013]采用速度密度法对所述进气歧管压力温度传感器测量的进气歧管压力和进气歧管温度进行处理，得到所述第二信号值。
[0014]可选地，所述根据所述物理传感器信号值与所述虚拟传感器模型基础值确定瞬态缸内气量包括：
[0015]根据所述第一信号值和所述虚拟传感器模型基础值确定所述空气流量计对应的第一输入缸内气量增量；
[0016]根据所述第二信号值和所述虚拟传感器模型基础值确定所述进气歧管压力温度
传感器对应的第二输入缸内气量增量；
[0017]根据所述第一输入缸内气量增量和所述第二输入缸内气量增量确定系统输入气缸流量增量；
[0018]根据所述系统输入气缸流量增量和所述虚拟传感器模型基础值确定所述瞬态缸内气量。
[0019]可选地，所述第一输入缸内气量增量和所述第二输入缸内气量增量与偏差调整系数相关。
[0020]可选地，所述根据所述第一输入缸内气量增量和所述第二输入缸内气量增量确定系统输入气缸流量增量包括：根据所述第一输入缸内气量增量、与所述第一输入缸内气量增量对应的第一权重系数、所述第二输入缸内气量增量以及与所述第二输入缸内气量增量对应的第二权重系数确定所述系统输入气缸流量增量。
[0021]可选地，所述根据所述第一输入缸内气量增量和所述第二输入缸内气量增量确定系统输入气缸流量增量还包括：按照预设置信准则确定所述第一权重系数和所述第二权重系数。
[0022]可选地，所述根据所述物理传感器信号值与所述虚拟传感器模型基础值确定瞬态缸内气量还包括：建立虚拟传感器模型估计值和所述瞬态缸内气量之间的反馈关系，以对所述第一输入缸内气量增量和所述第二输入缸内气量增量进行校正。
[0023]可选地，所述获取流过进气阀进入气缸的流量包括：
[0024]根据预设的进气歧管流量模型确定进气歧管压力均值；
[0025]根据所述进气歧管压力均值，采用速度密度法获取所述流过进气阀进入气缸的气体流量。
[0026]第二方面，本专利技术提供一种发动机缸内气量预估系统，包括存储有计算机程序的计算机可读存储介质和处理器，当所述计算机程序被所述处理器读取并运行时，实现如上发动机缸内气量预估方法。
[0027]本专利技术通过结合物理传感器信号值和虚拟传感器的模型计算值输出瞬态缸内气量，可提高发动机缸内瞬态气量计算精度，保证缸内气量计算准确性和实时性，从而减少有害物的排放并降低油耗；同时通过引入基于虚拟传感器的算法，有效解决真实物理传感器本身存在相位滞后、信号衰减和噪声信号干扰问题。
附图说明
[0028]图1为本专利技术实施例的发动机缸内气量预估方法的流程示意图；
[0029]图2为本专利技术实施例的发动机系统示意图；
[0030]图3为本专利技术实施例的进气管路分段示意图；
[0031]图4为本专利技术实施例的信息融合示意图；
[0032]图5为本专利技术实施例的信息融合计算原理示意图；
[0033]图6为本专利技术实施例的虚拟传感器算法实测验证结果图。
[0034]附图标记说明：
[0035]1‑
空滤；2
‑
空气流量计；3
‑
压气机；4
‑
泄压阀；5
‑
中冷；6
‑
增压压力温度传感器；7
‑
节气门；8
‑
进气歧管压力温度传感器；9
‑
气缸；10
‑
废气旁通阀；11
‑
涡轮；12
‑
氧传感器；13
‑
催化器组件；14
‑
消声器。
具体实施方式
[0036]传统的缸内气量估算方法主要包括MAF(空气流量计)传感器或速度密度法方法(使用进气歧管压力温度传感器)。
[0037]对于安装MAF传感器的发动机，流过节气门的空气流量可以被测定。在稳定的条件下，MAF传感器可以用于直接测量气缸的充气量，但在瞬态工况，MAF传感器的气量测量值与进入气缸内的空气流量存在不相等的情况，主要受到进气管内滞留、泵气损失和气流传输的延迟的影响。为了补充管路动态损失，采用开环状态的观测方法进行修正，但这些方法没有考虑模型和测量值的偏差，往往不能准确地预测出进入缸内的气量。
[0038]对于速度密度法而言，主要基于进气歧管压力温度传感器进行计算，在稳定状态可以较好地估算流入气缸流量。但是在瞬态工况下，如果存在压力波动，充气效率会受到影响，导致进入缸内气量瞬态计算偏差。另外，对于安装VVT(Variable Valve Timing，可变正时系统)发动机，VVT的动作对充气效率会有显著影响，如果标定不准确也会影响缸内气量的计算。
[0039]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施例做详细的说明。
[0040]如图1所示，本专利技术实施例提供一种发动机缸内气量预估方法，包括：...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种发动机缸内气量预估方法，其特征在于，包括：获取流过进气阀进入气缸的气体流量，作为虚拟传感器模型基础值；获取物理传感器信号值，根据所述物理传感器信号值与所述虚拟传感器模型基础值确定瞬态缸内气量。2.根据权利要求1所述的发动机缸内气量预估方法，其特征在于，所述获取物理传感器信号值包括：获取空气流量计对应的第一信号值；获取进气歧管压力温度传感器对应的第二信号值。3.根据权利要求2所述的发动机缸内气量预估方法，其特征在于，所述获取进气歧管压力温度传感器对应的第二信号值包括：采用速度密度法对所述进气歧管压力温度传感器测量的进气歧管压力和进气歧管温度进行处理，得到所述第二信号值。4.根据权利要求2所述的发动机缸内气量预估方法，其特征在于，所述根据所述物理传感器信号值与所述虚拟传感器模型基础值确定瞬态缸内气量包括：根据所述第一信号值和所述虚拟传感器模型基础值确定所述空气流量计对应的第一输入缸内气量增量；根据所述第二信号值和所述虚拟传感器模型基础值确定所述进气歧管压力温度传感器对应的第二输入缸内气量增量；根据所述第一输入缸内气量增量和所述第二输入缸内气量增量确定系统输入气缸流量增量；根据所述系统输入气缸流量增量和所述虚拟传感器模型基础值确定所述瞬态缸内气量。5.根据权利要求4所述的发动机缸内气量预估方法，其特征在于，所述第一输入缸内气量增量和所述第二输入缸内气量增量与偏差调整系数相关。6.根据权利要求4所述的发动...

【专利技术属性】
技术研发人员：李宁，钟军，钱鹏飞，刘义强，赵福成，王瑞平，
申请(专利权)人：宁波吉利罗佑发动机零部件有限公司极光湾科技有限公司，
类型：发明
国别省市：