[发明专利]用于估算气缸中已燃燃料量为50%时的曲柄转角的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于估算混合物自燃式内燃机的气缸中已燃燃料量 为50％时的曲柄转角的方法。

背景技术

多年来人们已经知道，在可控混合物点燃式内燃机中(即在加有汽油、 甲烷、液化石油气等并根据“奥托”循环进行操作的内燃机中)，将燃烧 指数MFB50(已燃量百分比为50％)作为控制量使用，燃烧指数MFB50 代表气缸内已燃燃料量为50％时的曲柄转角。实际上，在可控混合物点燃 式内燃机中，燃烧启动的瞬间(即火花点火的发火花的瞬间)是确定并精 确获知的，而且是通过借助于点火提前控制的发动机控制策略而预先选择 的。

替代地，在混合物自燃式内燃机中(即在加有油或类似物并根据“狄 塞尔”循环进行操作的内燃机中)，燃烧指数MFB50不作为控制量使用， 因为对该燃烧指数MFB50进行有效(即有足够的精确性)、高效(即快速 且无需使用过多计算量)、且花费经济(即相对于常见的那些内燃机无需 安装附加部件)的估算相当困难。

目前，使用能够直接测量气缸内压力的压力传感器来确定燃烧指数 MFB50；然而，这种压力传感器非常昂贵并且表现为受时间影响可靠性有 限，因而仅仅适合于实验室测试而不适合在标准生产的汽车上大量使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于对混合物自燃式内燃机的气缸中已 燃燃料量为50％时的曲柄转角进行有效、高效且花费经济的估算的方法。

根据本发明，提供了一种用于估算混合物自燃式内燃机的气缸中已燃 燃料量为50％时的曲柄转角方法，内燃机设置有传动轴，传动轴耦接到具 有N个齿的音轮；所述方法包括以下步骤：

读取音轮的每个齿从传感器前面经过的情况；

确定在音轮的每个齿事件发生时的传动轴的角速度；

通过对所述传动轴的角速度进行频率分析来确定至少一个速度信号谐 函数，所述速度信号谐函数由自身的模和自身的相位来表征；

确定传动的反力学模型，该模型表示在频域中内燃机的转矩和角速度 的傅立叶变换之间的关系；

通过将传动的反力学模型运用到速度信号谐函数来确定至少一个转矩 谐函数，所述转矩谐函数由自身的模和自身的相位所表征；

确定表示所述气缸内已燃燃料量为50％时的曲柄转角的燃烧指数与 第n转矩谐函数的相位之间关系的第一代数函数；以及

通过将第一代数函数运用到第n转矩谐函数来确定燃烧指数。

附图说明

现在将参考示出本发明的非限定性实施方式的附图来描述本发明，附 图中：

图1是设置有执行本发明估算方法目标的控制单元的内燃机的简图； 和

图2是示出图1中用于估算燃烧指数MFB50的控制单元操作的方框图。

具体实施方式

在图1中，附图标记1总体标示加有油(即根据预期混合物自燃的狄 塞尔循环进行操作)并安装在道路车辆(未示出)上的内燃机，车辆设置 有用于将由内燃机1产生的转矩传递到地面的传动路线(未示出)。内燃机 1包括四个气缸2，每个气缸容纳相应的活塞3，活塞3借助于连杆以机械 方式连接到传动轴4，用于将由气缸2内的燃烧所产生的力传递到传动轴4 本身。

设置有N个(例如60个)齿6的音轮5键连接到传动轴4上并耦接 到传感器7，传感器适于检测经过两个连续的齿6的过程中所耗用的时间。 除一对齿6外，音轮5的齿6等距离间隔开，这一对齿6以比其它齿6更 大的距离相互布置以便组成允许准确识别每个齿6进而准确识别音轮5(即 传动轴4)的角位置的奇点。发动机1还包括连接到传感器7的控制单元8， 控制单元8适于估算每个气缸2的相应燃烧指数MFB50(已燃量百分比为 50％)，燃烧指数MFB50表示气缸2内已燃燃料量为50％时的曲柄转角。

参考图2，其中描述了由控制单元8所使用的模式，该模式通过利用 由耦接到音轮5上的传感器7提供的信息来估算每个气缸2中的燃烧指数 MFB50。

如前文所述，音轮5设置有N个(例如60个)除一对齿6外等距离 间隔开的齿6，该对齿6以比其它齿6更大的距离相互布置以便组成允许 准确识别每个齿6的奇点；通过这种方式，由包含于1和N之间的特征序 号i来识别每个齿6。