专利名称：利用低分辨率编码器和三次样条积分过程的高精度imep计算技术的利记博彩app
技术领域：
本发明总体涉及一种计算发动机中的平均有效压力的方法，更具体地涉及一种利用三次样条积分方法计算内燃机中的指示平均有效压力(IMPE)的方法，即使在利用低分辨率曲轴位置编码器以及利用频度比现有IMEP计算方法所需的频度更低的气缸压力测量的输入数据时，三次样条积分方法也可提供高精度的结果。
背景技术：
大多数现代内燃机采用多种精密的控制策略来优化发动机性能、燃料经济性、排放以及其它的因素。在用于控制发动机运转的诸多参数之中，指示平均有效压力(IMPE)是很重要的参数之一。IMEP用作发动机正在做功的量的测量值或者用作正由发动机提供的转矩的测量值。发动机控制策略经常围绕IMEP设计，当然，只有以足够高的精确度计算IMEP， 这些策略才能有效地控制发动机。尽管在现有技术中已知许多用于计算IMEP的方法，但为了实现精确的IMEP计算， 现有的方法需要高分辨率的曲轴位置编码器和气缸压力数据的频繁测量。需要高分辨率的曲轴位置和气缸压力数据具有很多缺点，包括曲轴位置编码器的成本，与储存随时间的高分辨率气缸压力数据所需要的数字存储器相关的成本，与电子控制单元中的为了处理用于计算IMEP的大量的曲轴位置数据和气缸压力数据所需的计算能力的成本。
需要一种计算指示平均有效压力的方法，该方法提供适当控制发动机所需的精度但不需要高分辨率曲轴位置和气缸压力数据作为输入。这种方法在节省成本和简化发动机或车辆制造的方面非常有利。
发明内容
根据本发明的教导，披露了利用稀疏输入数据计算内燃机中的指示平均有效压力 (IMEP)的三次样条积分方法。该三次样条积分方法需要分辨率比现有IMEP计算方法低得多的曲轴位置和气缸压力输入数据，同时提供比使用现有方法计算的IMEP值更精确的计算的IMEP输出结果。通过利用稀疏输入数据，三次样条积分方法允许使用低分辨率曲轴位置编码器并需要更少的用于数据处理和储存的计算资源。通过下面结合附图
对本发明的描述和所附权利要求，本发明的附加特征将变得更明显。本发明还提供了如下方案
1. 一种计算内燃机中的平均有效压力的方法，所述方法包括 确定发动机的一组几何形状参数，包括冲程、连接杆长度、活塞面积以及气缸容积； 定义一系列采样事件的采样分辨率，所述采样分辨率为在所述采样事件之间的曲轴旋
转量；
计算和储存容积序列，所述容积序列包含针对相应于采样分辨率的每个曲轴位置的作为曲轴位置函数的燃烧室容积；
计算和储存在相应于所述采样分辨率的每个曲轴位置处计算的、所述燃烧室容积关于曲轴位置的第一和第二微分的序列；
定义第一函数f，其中f是气缸压力及燃烧室容积关于曲轴位置的所述第一微分的函
数；
定义第二函数M，其中M是所述第一函数f、所述采样分辨率以及M的先前值的函数； 定义三次样条函数S，其中S是所述第一函数f、所述第二函数M的当前值和先前值、所述采样分辨率以及S的先前值的函数； 使所述发动机运转；
通过计算所述容积序列、容积的第一和第二微分的序列、所述第一函数f、所述第二函数M以及所述三次样条函数S来初始化循环，其中在循环开始时的曲轴的下止点位置计算所有的序列和函数；
在相应于所述采样分辨率的每个曲轴位置处执行气缸压力测量； 储存当前采样事件的所述气缸压力测量值以用于计算目的；
基于所述当前采样事件的所述气缸压力测量值和容积的所述第一微分的序列，计算所述第一函数f;
权利要求
1.一种计算内燃机中的平均有效压力的方法，所述方法包括确定发动机的一组几何形状参数，包括冲程、连接杆长度、活塞面积以及气缸容积； 定义一系列采样事件的采样分辨率，所述采样分辨率为在所述采样事件之间的曲轴旋转量；计算和储存容积序列，所述容积序列包含针对相应于采样分辨率的每个曲轴位置的作为曲轴位置函数的燃烧室容积；计算和储存在相应于所述采样分辨率的每个曲轴位置处计算的、所述燃烧室容积关于曲轴位置的第一和第二微分的序列；定义第一函数f，其中f是气缸压力及燃烧室容积关于曲轴位置的所述第一微分的函数；定义第二函数M，其中M是所述第一函数f、所述采样分辨率以及M的先前值的函数； 定义三次样条函数S，其中S是所述第一函数f、所述第二函数M的当前值和先前值、所述采样分辨率以及S的先前值的函数； 使所述发动机运转；通过计算所述容积序列、容积的第一和第二微分的序列、所述第一函数f、所述第二函数M以及所述三次样条函数S来初始化循环，其中在循环开始时的曲轴的下止点位置计算所有的序列和函数；在相应于所述采样分辨率的每个曲轴位置处执行气缸压力测量； 储存当前采样事件的所述气缸压力测量值以用于计算目的；基于所述当前采样事件的所述气缸压力测量值和容积的所述第一微分的序列，计算所述第一函数f;计算所述当前采样事件的所述第二函数M和所述三次样条函数S ； 储存所述当前采样事件和先前采样事件的所述第一函数f、所述第二函数M以及所述三次样条函数S的值；只要曲轴位置还未到达从所述循环的开始完成一个完整的曲轴旋转时的下止点，就继续测量气缸压力并计算所述第一函数f、所述第二函数M以及所述三次样条函数S ；以及如果曲轴位置到达从所述循环的开始完成一个完整的曲轴旋转时的下止点，则输出作为所述三次样条函数的最终值的发动机循环的平均有效压力并初始化新的循环。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一函数f由以下方程定义其中，i为采样事件次数，θ i为在所述当前采样事件的所述曲轴位置，Vcyl为所述气缸容积，P ( θ i)为在所述当前采样事件的所述气缸压力，dv/d θ (θ》为在所述当前曲轴位置处计算的、容积关于曲轴位置的所述第一微分。
3.如权利要求2所述的方法，其中，所述第二函数M由以下方程定义M,=^ M1^1其中，i为所述采样事件次数，h为所述采样分辨率，A为在所述当前采样事件计算的所述函数f，f^和Mg分别为在所述先前采样事件计算的函数f和M。
4.如权利要求3所述的方法，其中，所述三次样条函数S由以下方程定义其中，i为所述采样事件次数，h为所述采样分辨率，Mi为在所述当前采样事件计算的所述函数M, f^, Mi^1以及Sg分别为在所述先前采样事件计算的函数f、M及S。
5.如权利要求1所述的方法，其中，所述采样分辨率为3度或更大的曲轴旋转。
6.如权利要求1所述的方法，其中，所述采样分辨率为6度或更大的曲轴旋转。
7.如权利要求1所述的方法，其中，还包括在发动机控制器中使用所计算的平均有效压力的值来控制所述发动机的运转。
8.一种计算和使用内燃机中的指示平均有效压力的方法，所述方法包括确定发动机的一组几何形状参数，包括冲程、连接杆长度、活塞面积以及气缸容积； 定义一系列采样事件的采样分辨率，所述采样分辨率为所述采样事件之间的曲轴旋转量；计算和储存容积序列，所述容积序列包含针对相应于采样分辨率的每个曲轴位置的作为曲轴位置函数的燃烧室容积；计算和储存在相应于所述采样分辨率的每个曲轴位置处计算的、所述燃烧室容积关于曲轴位置的第一和第二微分的序列；定义第一函数f，其中f是气缸压力及燃烧室容积关于曲轴位置的所述第一微分的函数；定义第二函数M，其中M是所述第一函数f、所述采样分辨率以及M的先前值的函数； 定义三次样条函数S，其中S是所述第一函数f、所述第二函数M的当前值和先前值、所述采样分辨率以及S的先前值的函数； 使所述发动机运转；通过计算所述容积序列、容积的第一和第二微分的序列、所述第一函数f、所述第二函数M以及所述三次样条函数S来初始化循环，其中在压缩冲程开始时的曲轴的下止点位置计算所有的序列和函数；在相应于所述采样分辨率的每个曲轴位置处执行气缸压力测量； 储存当前采样事件的所述气缸压力测量值以用于计算目的；基于所述当前采样事件的所述气缸压力测量值和容积的所述第一微分的序列，计算所述第一函数f;计算所述当前采样事件的所述第二函数M和所述三次样条函数S ； 储存所述当前采样事件和先前采样事件的所述第一函数f、所述第二函数M以及所述三次样条函数S的值；只要曲轴位置还未到达动力冲程结束处的下止点，就继续测量气缸压力并计算所述第一函数f、所述第二函数M以及所述三次样条函数S ；当曲轴位置到达在动力冲程结束处的下止点时，则输出作为所述三次样条函数的最终值的发动机循环的指示平均有效压力并初始化新的循环；以及在发动机控制器中使用所计算的指示平均有效压力的值来控制所述发动机的运转，包括控制到所述发动机的燃料流。
9.如权利要求8所述的方法，其中，所述第一函数f由以下方程定义
10. 一种计算和使用内燃机中的指示平均有效压力的系统，所述系统包括 用于以采样分辨率测量曲轴位置的低分辨率曲轴位置编码器，其中所述采样分辨率大于1度的曲柄旋转；用于在相应于所述采样分辨率的每个曲轴位置处测量气缸压力的气缸压力传感器；以及发动机控制器，所述发动机控制器设置为从所述曲轴位置编码器和所述气缸压力传感器收集数据、利用三次样条积分算法计算指示平均有效压力、以及利用计算的指示平均有效压力控制所述发动机的运转。
全文摘要
本发明涉及利用低分辨率编码器和三次样条积分过程的高精度IMEP计算技术。一种利用稀疏输入数据计算内燃机中的指示平均有效压力(IMEP)的方法。该方法利用三次样条积分方法，并需要比现有IMEP计算技术显著减少的低分辨率曲轴位置和气缸压力输入数据，同时提供比使用现有方法计算的IMEP值更精确的计算的IMEP输出结果。通过利用稀疏输入数据，三次样条积分方法通过使用低成本传感器并消耗较少的用于处理和储存数据的计算资源提供了减小车辆制造、发动机、和/或电子控制单元的成本的可能性。
文档编号G01M15/08GK102192839SQ20111004611
公开日2011年9月21日 申请日期2011年2月25日 优先权日2010年2月25日
发明者贾瓦赫里安 H., 哈斯卡拉 I., H. 达奇 O. 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司