汽缸压力测量系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及汽缸压力测量系统和方法。具体地，一种发动机控制系统包括活塞运动建模模块、汽缸容积确定模块和汽缸压力估计模块。活塞运动建模模块基于发动机曲轴的角变化对相应汽缸中的活塞的运动进行建模。汽缸容积确定模块基于所述发动机曲轴的角位置和所述活塞的经建模的运动来确定所述汽缸的容积。汽缸压力估计模块基于所确定的容积、进气歧管绝对压力（ＭＡＰ）、进气阀正时、排气阀正时和排气回压（ＥＢＰ）来估计所述汽缸中的压力。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及发动机系统，更具体地涉及用于测量汽缸压力的系统和方法。
技术介绍
本文所提供的
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描述目的在于从总体上呈现本公开的背景。当前署名的发 明人的工作，在本
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部分所描述的范围内以及在申请日时可能不作为现有技术的那 些描述的方面，都既不明示也不暗示地确认为是相对本公开而言的现有技术。内燃发动机的操作循环可包括多个发动机冲程。例如，操作循环可包括不同的发 动机冲程。在“进气冲程”中，发动机可通过进气歧管和进气阀将空气吸入汽缸。然后，空 气可与燃料混合以形成空气-燃料(A/F)混合物。在“压缩冲程”中，活塞可在汽缸内对A/ F混合物进行压缩。在“做功冲程”中，火花塞可在汽缸内点燃被压缩的A/F混合物以驱动活塞，可旋 转地转动曲轴以产生发动机功率。在“排气冲程”中，A/F混合物的燃烧(即在做功冲程期 间)所产生的排气可通过排气阀和排气歧管从汽缸排出。操作循环也可被分为“膨胀循环”和“非膨胀发动机循环”。更特别地，非膨胀循环 可包括进气冲程和排气冲程(即泵送冲程)，以及压缩冲程的第一部分。替代地，膨胀循环 可包括压缩冲程的剩余部分和燃烧冲程。换句话说，非膨胀循环可包括出现负功(即未通 过燃烧释放热量)的冲程(或其部分)。“虚拟”(S卩，软件)汽缸压力传感器可基于各种发动机参数估计汽缸内的压力。 然而，由于非膨胀发动机循环期间的能量损失(即，泵送损失)，虚拟汽缸压力传感器可能 不准确。现在参见图1，示出了常规虚拟压力传感器的不准确性的图。该图包括来自仪器 质量传感器的压力轨迹(即，近似为实际压力)和来自产品质量虚拟压力传感器的压力轨 迹。如可以看出的，由于非膨胀发动机循环期间的增大的噪声，产品质量虚拟压力传感器的 测量值通常与仪器质量压力传感器的测量值相差20-40kPa。此外，在一个点上，产品质量虚 拟压力传感器的测量值与仪器质量压力的测量值相差超过80kPa。
技术实现思路
—种发动机控制系统包括活塞运动建模模块、汽缸容积确定模块和汽缸压力估计 模块。活塞运动建模模块基于发动机曲轴的角变化对相应汽缸中的活塞的运动进行建模。 汽缸容积确定模块基于所述发动机曲轴的角位置和所述活塞的经建模的运动来确定所述 汽缸的容积。汽缸压力估计模块基于所确定的容积、进气歧管绝对压力(MAP)、进气阀正时、 排气阀正时和排气回压(EBP)来估计所述汽缸中的压力。一种方法，包括基于发动机曲轴的角变化对相应汽缸中的活塞的运动进行建模； 基于所述发动机曲轴的角位置和所述活塞的经建模的运动来确定所述汽缸的容积；并且基 于所确定的容积、进气歧管绝对压力(MAP)、进气阀正时、排气阀正时和排气回压(EBP)来 估计所述汽缸中的压力。通过本文提供的详细描述将明了本公开进一步的应用领域。应当理解的是，这些 详细描述和特定示例仅仅用于说明的目的，而并不旨在限制本公开的范围。本专利技术还提供了以下方案1. 一种发动机控制系统，包括活塞运动建模模块，其基于发动机曲轴的角变化对相应汽缸内的活塞的运动进行 建模；汽缸容积确定模块，其基于所述发动机曲轴的角位置和所述活塞的建模的运动来 确定所述汽缸的容积；和汽缸压力估计模块，其基于所确定的容积、进气歧管绝对压力(MAP)、进气阀正时、 排气阀正时和排气回压(EBP)来估计所述汽缸中的压力。2.如方案1所述的发动机控制系统，其特征在于，在每个发动机循环期间，所述汽 缸的容积被确定并且所述汽缸压力被估计预定次数，其中，所述预定次数对应于预定采样 时间段。3.如方案2所述的发动机控制系统，其特征在于，所述预定时间段对应于所述发 动机曲轴的一度旋转。4.如方案1所述的发动机控制系统，还包括汽缸压力传感器，其测量所述汽缸中的压力。5.如方案4所述的发动机控制系统，还包括汽缸压力比较模块，其基于所估计的压力和所测得的压力产生所述汽缸的校正的 压力。6.如方案5所述的发动机控制系统，其特征在于，当所测得的压力和所估计的压 力之间的差异大于预定压力阈值时，所述汽缸压力比较模块基于所估计的压力产生所述校 正的压力。7.如方案6所述的发动机控制系统，其特征在于，当所测得的压力和所估计的压 力之间的差异小于或等于所述预定压力阈值时，所述汽缸压力比较模块基于所测得的压力 产生所述校正的压力。8.如方案5所述的发动机控制系统，还包括燃烧控制模块，其基于所述校正的汽缸压力进行如下之一产生警告信号，以及控 制所述发动机的A/F比和火花正时中的至少一个。9.如方案1所述的发动机控制系统，还包括能量损失估计模块，其基于所估计的压力估计所述汽缸的进气冲程、排气冲程和 压缩冲程第一部分之一期间的能量损失。10.如方案9所述的发动机控制系统，还包括燃烧控制模块，其基于所估计的能量损失进行如下之一产生警告信号，以及控制 所述发动机的A/F比和火花正时中的至少一个。11. 一种方法，包括基于发动机曲轴的角变化对相应汽缸内的活塞的运动进行建模；基于所述发动机曲轴的角位置和所述活塞的建模的运动来确定所述汽缸的容积； 并且基于所确定的容积、进气歧管绝对压力(MAP)、进气阀正时、排气阀正时和排气回 压(EBP)来估计所述汽缸中的压力。12.如方案11所述的方法，其特征在于，在每个发动机循环期间，所述汽缸的容积 被确定并且所述汽缸中的压力被估计预定次数，其中，所述预定次数对应于预定采样时间 段。13.如方案12所述的方法，其特征在于，所述预定时间段对应于所述发动机曲轴的一度旋转。14.如方案11所述的方法，还包括利用汽缸压力传感器测量所述汽缸中的压力。15.如方案14所述的方法，还包括基于所估计的压力和所测得的压力产生所述汽缸的校正的压力。16.如方案15所述的方法，其特征在于，当所测得的压力和所估计的压力之间的 差异大于预定压力阈值时，基于所估计的压力产生所述校正的压力。17.如方案16所述的方法，其特征在于，当所测得的压力和所估计的压力之间的 差异小于或等于所述预定压力阈值时，基于所测得的压力产生所述校正的压力。18.如方案15所述的方法，还包括基于所述校正的汽缸压力进行如下之一产生警告信号，以及控制所述发动机的 A/F比和火花正时中的至少一个。19.如方案11所述的方法，还包括基于所估计的压力估计所述汽缸的进气冲程、排气冲程和压缩冲程第一部分之一 期间的能量损失。20.如方案19所述的方法，还包括基于所估计的能量损失进行如下之一产生警告信号，以及控制所述发动机的A/ F比和火花正时中的至少一个。附图说明根据详细描述和附图，本公开将得到更加全面的理解，附图中图1是曲线图，示出了根据现有技术的常规虚拟压力传感器的不准确性；图2A是根据本公开的发动机系统的功能方框图；图2B是根据本公开的发动机系统的汽缸的剖视图；图3是根据本公开的控制模块的功能方框图；图4A是根据本公开的汽缸压力估计模块的功能方框图；图4B是曲线图，示出了根据本公开的虚拟汽缸压力传感器的输出对实际的压力 轨迹；并且图5是用于操作本公开发动机系统的方法的流程图。 具体实施例方式下面的描述本质上仅仅是示例性的，并不试图以任何方式限制本公开、其应用或 用途。为了清楚起见，在附图中将使用相同附图标记来表示相似元件。如本文所使用的，短语“A、B和C中的至少一个”应当解释为指的是逻本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发动机控制系统，包括：活塞运动建模模块，其基于发动机曲轴的角变化对相应汽缸内的活塞的运动进行建模；汽缸容积确定模块，其基于所述发动机曲轴的角位置和所述活塞的建模的运动来确定所述汽缸的容积；和汽缸压力估计模块，其基于所确定的容积、进气歧管绝对压力（ＭＡＰ）、进气阀正时、排气阀正时和排气回压（ＥＢＰ）来估计所述汽缸中的压力。

【技术特征摘要】
US 2009-10-9 12/5765301.一种发动机控制系统，包括活塞运动建模模块，其基于发动机曲轴的角变化对相应汽缸内的活塞的运动进行建模；汽缸容积确定模块，其基于所述发动机曲轴的角位置和所述活塞的建模的运动来确定 所述汽缸的容积；和汽缸压力估计模块，其基于所确定的容积、进气歧管绝对压力(MAP)、进气阀正时、排气 阀正时和排气回压(EBP)来估计所述汽缸中的压力。2.如权利要求1所述的发动机控制系统，其特征在于，在每个发动机循环期间，所述汽 缸的容积被确定并且所述汽缸压力被估计预定次数，其中，所述预定次数对应于预定采样 时间段。3.如权利要求2所述的发动机控制系统，其特征在于，所述预定时间段对应于所述发 动机曲轴的一度旋转。4.如权利要求1所述的发动机控制系统，还包括 汽缸压力传感器，其测量所述汽缸中的压力。5.如权利要求4所述的发动机控制系统，还包括汽缸压力比较模块，其基于所估计的压力和所...

【专利技术属性】
技术研发人员：KJ巴斯勒普，DG布伦南，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]