[发明专利]一种发动机负荷计算方法、发动机及汽车

说明书

本发明公开了一种发动机负荷计算方法、发动机及汽车，包括理论推导步骤、模型建立步骤、计算步骤；理论推导步骤，根据理论公式推导出发动机气缸内负荷与进气歧管压力的关系；模型建立步骤，根据发动机气缸内负荷与进气歧管压力的关系建立发动机负荷计算模型；计算步骤，根据计算模型计算出发动机负荷。本发明提出的负荷计算方法无需发动机加装进气流量传感器，而是通过理论推导得出一种发动机负荷计算算法，并将该算法通过建模实现，然后生成代码集成进发动机控制器ECU中，从而在发动机运行过程中实时准确的计算当前工况下的发动机负荷。

技术领域

本发明涉及汽车发动机电喷系统技术领域，关注点集中于发动机各工况下实际负荷计算方法。

背景技术

发动机负荷是描述发动机工况状态的重要变量之一，发动机电喷系统(EMS)只有在获知了准确的发动机负荷信息后，才能基于负荷信息调节发动机的点火角和喷油量，进而进行精确的点火和喷油控制，使得发动机能够以最高效率运行，发动机的混合气浓度始终保持在合理可控的范围内，最终达到节能减排的目的。另外在对发动机进行性能分析优化的过程中，发动机的负荷与发动机转速一样，是进行发动机工况点定义最基础核心的两个变量之一，因而准确快速的计算出发动机在各工况的负荷信息，对于发动机控制和发动机性能优化均非常重要。

发动机负荷一般有两种定义方式：一种指在固定转速下，发动机运行过程中实际输出的功率与当前转速下可输出的最大功率之比值；一种指在固定转速下，发动机运行过程中实际进气量与当前转速下理论最大进气量之比值，两种定义的方式参考变量不同，但是本质是一样的，在其他边界调节变量相同的情况下，发动机进气量与发动机输出功率成正相关关系。

发动机负荷计量方式常用有直接计量方式，直接计量法为在发动机进气通道加装进气流量传感器，利用该传感器直接测量发动机进气流量，将总体进气流量分配至各缸进而获知发动机负荷信息。直接计量法需要加装空气流量计，该传感器体积较大而且成本高，并将因节流效应会造成进气道压损进而减少发动机实际进气量，折损了发动机的潜在最大性能。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种发动机负荷计算方法，该计算方法方法简洁可靠，成本低结构简单，不需要设置进气流量传感器即可实现对负荷的计算。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种发动机负荷计算方法，包括理论推导步骤、模型建立步骤、计算步骤；

理论推导步骤，根据理论公式推导出发动机气缸内负荷与进气歧管压力的关系；

模型建立步骤，根据发动机气缸内负荷与进气歧管压力的关系建立发动机负荷计算模型；

计算步骤，根据计算模型计算出发动机负荷。

理论推导步骤包括：

(1)根据负荷定义，负荷为实际进气量与标况下理论进气量比值，

则R₁＝M₁/(ρ₀*Vh)；R₂＝M₂/(ρ₀*Vh)；R₃＝M₃/(ρ₀*Vh)； 式1

其中ρ₀为标准状况下空气密度，Vh为发动机气缸排量，

P₁、V₁、T₁、M₁、R₁为发动机节气门前进气压力、体积、温度和流量及负荷，

P₂、V₂、T₂、M₂、R₂为发动机进气歧管内进气压力、体积、温度和流量及负荷，