[发明专利]基于缸压确定发动机瞬时油耗的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于缸压确定发动机瞬时油耗的方法，特别是涉及装有电控高压共轨系统柴油机燃油消耗量的实时计算。

背景技术

本发明用于自主共轨发动机多参数数据采集分析系统，其中需要涉及发动机瞬时油耗的分析计算。

申请号CN201110164764.0的专利，基于碳平衡原理的汽车油耗快速检测系统。该发明通过采集并检测排放气体中CO₂、CO、HC等气体含量，判断其中C的含量，通过建模估算出车辆油耗量。

申请号CN201010554095.3的专利，内燃机中实际燃油喷射量的确定方法。该发明通过确定在发动机进气口处的空气质量流量MAF和排气管中的参数λ，并且通过在化学计量比下评估的关系计算实际燃料喷射量。

这两个发明都需要测量或采集发动机排气，而发动机在实际运行时，排气存在压力波动，温度很高，精确计量排放气体比较困难。申请号CN201110164764.0的专利对排气管密封性要求很高，并且通用性不强，整套设备成本较高。另外申请号CN201010554095.3的专利需要在发动机燃料切断状态期间额外向气缸喷射燃料，并且无法实现发动机瞬时油耗的实时估算。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种可进行实时在线的发动机瞬时油耗确定方法，利用发动机缸压传感器信号实现发动机瞬时油耗的实时估算。

按照本发明提供的技术方案，所述的基于缸压确定发动机瞬时油耗的方法包括以下步骤：

1)计算燃烧状态指标，包括平均指示压力IMEP、放热中点CA50及累计放热量AHR；

2)获取不同工况下的燃烧状态指标和发动机油耗作为建模数据；

3)发动机瞬时油耗估算值的数学模型的建立与优化：

A、将基于缸压信号计算得到的燃烧状态指标和发动机瞬时转速作为自变量，发动机油耗作为因变量建立数学模型，采用的建模工具是MATLAB MBC工具箱；

B、将自变量与应变量分别作为MBC一阶模型的输入和输出，并将步骤2获取的建模数据导入到Response模块，自动生成反应模型；将该模型定义为二次多项式线性模型；

C、通过剔除影响建模精度的坏点修正模型使预测因变量与实际因变量更加吻合，评价该线性模型精度的主要指标为均方根误差RMSE，发动机根据实时采集的缸压，计算得到燃烧状态指标并与转速一起代入所述线性模型，即得到瞬时油耗值。

其中，步骤2的具体方法为：选取各缸一致性较好的发动机，通过数据采集板卡实时采集发动机不同工况下的缸压并计算成与之对应的燃烧状态指标，同时记录发动机台架油耗仪采集的发送机油耗值；根据转速和扭矩从小到大的原则，将试验分为M个工况，对应收集M组试验数据，M取100～150个。

所述采集的发动机油耗为发动机各工况下台架油耗仪的稳定输出值。

所述平均指示压力IMEP是指示缸内气体做功情况的状态参数，具体定义为单位气缸工作容积所作的循环指示功，由于实际采集到的数据是离散的，因此数据采集板卡采用的是离散化后的IMEP