專利名稱：汽缸壓力測量系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及發(fā)動機(jī)系統(tǒng)，更具體地涉及用于測量汽缸壓力的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
本文所提供的背景技術(shù)描述目的在于從總體上呈現(xiàn)本公開的背景。當(dāng)前署名的發(fā) 明人的工作，在本背景技術(shù)部分所描述的范圍內(nèi)以及在申請日時可能不作為現(xiàn)有技術(shù)的那 些描述的方面，都既不明示也不暗示地確認(rèn)為是相對本公開而言的現(xiàn)有技術(shù)。內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的操作循環(huán)可包括多個發(fā)動機(jī)沖程。例如，操作循環(huán)可包括不同的發(fā) 動機(jī)沖程。在“進(jìn)氣沖程”中，發(fā)動機(jī)可通過進(jìn)氣歧管和進(jìn)氣閥將空氣吸入汽缸。然后，空 氣可與燃料混合以形成空氣-燃料(A/F)混合物。在“壓縮沖程”中，活塞可在汽缸內(nèi)對A/ F混合物進(jìn)行壓縮。在“做功沖程”中，火花塞可在汽缸內(nèi)點燃被壓縮的A/F混合物以驅(qū)動活塞，可旋 轉(zhuǎn)地轉(zhuǎn)動曲軸以產(chǎn)生發(fā)動機(jī)功率。在“排氣沖程”中，A/F混合物的燃燒(即在做功沖程期 間)所產(chǎn)生的排氣可通過排氣閥和排氣歧管從汽缸排出。操作循環(huán)也可被分為“膨脹循環(huán)”和“非膨脹發(fā)動機(jī)循環(huán)”。更特別地，非膨脹循環(huán) 可包括進(jìn)氣沖程和排氣沖程(即泵送沖程)，以及壓縮沖程的第一部分。替代地，膨脹循環(huán) 可包括壓縮沖程的剩余部分和燃燒沖程。換句話說，非膨脹循環(huán)可包括出現(xiàn)負(fù)功(即未通 過燃燒釋放熱量)的沖程(或其部分)?！疤摂M”(S卩，軟件)汽缸壓力傳感器可基于各種發(fā)動機(jī)參數(shù)估計汽缸內(nèi)的壓力。 然而，由于非膨脹發(fā)動機(jī)循環(huán)期間的能量損失(即，泵送損失)，虛擬汽缸壓力傳感器可能 不準(zhǔn)確?，F(xiàn)在參見圖1，示出了常規(guī)虛擬壓力傳感器的不準(zhǔn)確性的圖。該圖包括來自儀器 質(zhì)量傳感器的壓力軌跡(即，近似為實際壓力)和來自產(chǎn)品質(zhì)量虛擬壓力傳感器的壓力軌 跡。如可以看出的，由于非膨脹發(fā)動機(jī)循環(huán)期間的增大的噪聲，產(chǎn)品質(zhì)量虛擬壓力傳感器的 測量值通常與儀器質(zhì)量壓力傳感器的測量值相差20-40kPa。此外，在一個點上，產(chǎn)品質(zhì)量虛 擬壓力傳感器的測量值與儀器質(zhì)量壓力的測量值相差超過80kPa。

發(fā)明內(nèi)容
—種發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)包括活塞運動建模模塊、汽缸容積確定模塊和汽缸壓力估計 模塊。活塞運動建模模塊基于發(fā)動機(jī)曲軸的角變化對相應(yīng)汽缸中的活塞的運動進(jìn)行建模。 汽缸容積確定模塊基于所述發(fā)動機(jī)曲軸的角位置和所述活塞的經(jīng)建模的運動來確定所述 汽缸的容積。汽缸壓力估計模塊基于所確定的容積、進(jìn)氣歧管絕對壓力(MAP)、進(jìn)氣閥正時、 排氣閥正時和排氣回壓(EBP)來估計所述汽缸中的壓力。一種方法，包括基于發(fā)動機(jī)曲軸的角變化對相應(yīng)汽缸中的活塞的運動進(jìn)行建模； 基于所述發(fā)動機(jī)曲軸的角位置和所述活塞的經(jīng)建模的運動來確定所述汽缸的容積；并且基 于所確定的容積、進(jìn)氣歧管絕對壓力(MAP)、進(jìn)氣閥正時、排氣閥正時和排氣回壓(EBP)來 估計所述汽缸中的壓力。
通過本文提供的詳細(xì)描述將明了本公開進(jìn)一步的應(yīng)用領(lǐng)域。應(yīng)當(dāng)理解的是，這些 詳細(xì)描述和特定示例僅僅用于說明的目的，而并不旨在限制本公開的范圍。本發(fā)明還提供了以下方案1. 一種發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，包括活塞運動建模模塊，其基于發(fā)動機(jī)曲軸的角變化對相應(yīng)汽缸內(nèi)的活塞的運動進(jìn)行 建模；汽缸容積確定模塊，其基于所述發(fā)動機(jī)曲軸的角位置和所述活塞的建模的運動來 確定所述汽缸的容積；和汽缸壓力估計模塊，其基于所確定的容積、進(jìn)氣歧管絕對壓力(MAP)、進(jìn)氣閥正時、 排氣閥正時和排氣回壓(EBP)來估計所述汽缸中的壓力。2.如方案1所述的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于，在每個發(fā)動機(jī)循環(huán)期間，所述汽 缸的容積被確定并且所述汽缸壓力被估計預(yù)定次數(shù)，其中，所述預(yù)定次數(shù)對應(yīng)于預(yù)定采樣 時間段。3.如方案2所述的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)定時間段對應(yīng)于所述發(fā) 動機(jī)曲軸的一度旋轉(zhuǎn)。4.如方案1所述的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，還包括汽缸壓力傳感器，其測量所述汽缸中的壓力。5.如方案4所述的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，還包括汽缸壓力比較模塊，其基于所估計的壓力和所測得的壓力產(chǎn)生所述汽缸的校正的 壓力。6.如方案5所述的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)所測得的壓力和所估計的壓 力之間的差異大于預(yù)定壓力閾值時，所述汽缸壓力比較模塊基于所估計的壓力產(chǎn)生所述校 正的壓力。7.如方案6所述的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)所測得的壓力和所估計的壓 力之間的差異小于或等于所述預(yù)定壓力閾值時，所述汽缸壓力比較模塊基于所測得的壓力 產(chǎn)生所述校正的壓力。8.如方案5所述的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，還包括燃燒控制模塊，其基于所述校正的汽缸壓力進(jìn)行如下之一產(chǎn)生警告信號，以及控 制所述發(fā)動機(jī)的A/F比和火花正時中的至少一個。9.如方案1所述的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，還包括能量損失估計模塊，其基于所估計的壓力估計所述汽缸的進(jìn)氣沖程、排氣沖程和 壓縮沖程第一部分之一期間的能量損失。10.如方案9所述的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，還包括燃燒控制模塊，其基于所估計的能量損失進(jìn)行如下之一產(chǎn)生警告信號，以及控制 所述發(fā)動機(jī)的A/F比和火花正時中的至少一個。11. 一種方法，包括基于發(fā)動機(jī)曲軸的角變化對相應(yīng)汽缸內(nèi)的活塞的運動進(jìn)行建模；基于所述發(fā)動機(jī)曲軸的角位置和所述活塞的建模的運動來確定所述汽缸的容積； 并且
基于所確定的容積、進(jìn)氣歧管絕對壓力(MAP)、進(jìn)氣閥正時、排氣閥正時和排氣回 壓(EBP)來估計所述汽缸中的壓力。12.如方案11所述的方法，其特征在于，在每個發(fā)動機(jī)循環(huán)期間，所述汽缸的容積 被確定并且所述汽缸中的壓力被估計預(yù)定次數(shù)，其中，所述預(yù)定次數(shù)對應(yīng)于預(yù)定采樣時間 段。13.如方案12所述的方法，其特征在于，所述預(yù)定時間段對應(yīng)于所述發(fā)動機(jī)曲軸的一度旋轉(zhuǎn)。14.如方案11所述的方法，還包括利用汽缸壓力傳感器測量所述汽缸中的壓力。15.如方案14所述的方法，還包括基于所估計的壓力和所測得的壓力產(chǎn)生所述汽缸的校正的壓力。16.如方案15所述的方法，其特征在于，當(dāng)所測得的壓力和所估計的壓力之間的 差異大于預(yù)定壓力閾值時，基于所估計的壓力產(chǎn)生所述校正的壓力。17.如方案16所述的方法，其特征在于，當(dāng)所測得的壓力和所估計的壓力之間的 差異小于或等于所述預(yù)定壓力閾值時，基于所測得的壓力產(chǎn)生所述校正的壓力。18.如方案15所述的方法，還包括基于所述校正的汽缸壓力進(jìn)行如下之一產(chǎn)生警告信號，以及控制所述發(fā)動機(jī)的 A/F比和火花正時中的至少一個。19.如方案11所述的方法，還包括基于所估計的壓力估計所述汽缸的進(jìn)氣沖程、排氣沖程和壓縮沖程第一部分之一 期間的能量損失。20.如方案19所述的方法，還包括基于所估計的能量損失進(jìn)行如下之一產(chǎn)生警告信號，以及控制所述發(fā)動機(jī)的A/ F比和火花正時中的至少一個。


根據(jù)詳細(xì)描述和附圖，本公開將得到更加全面的理解，附圖中圖1是曲線圖，示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的常規(guī)虛擬壓力傳感器的不準(zhǔn)確性；圖2A是根據(jù)本公開的發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的功能方框圖；圖2B是根據(jù)本公開的發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的汽缸的剖視圖；圖3是根據(jù)本公開的控制模塊的功能方框圖；圖4A是根據(jù)本公開的汽缸壓力估計模塊的功能方框圖；圖4B是曲線圖，示出了根據(jù)本公開的虛擬汽缸壓力傳感器的輸出對實際的壓力 軌跡；并且圖5是用于操作本公開發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的方法的流程圖。
具體實施例方式下面的描述本質(zhì)上僅僅是示例性的，并不試圖以任何方式限制本公開、其應(yīng)用或 用途。為了清楚起見，在附圖中將使用相同附圖標(biāo)記來表示相似元件。如本文所使用的，短語“A、B和C中的至少一個”應(yīng)當(dāng)解釋為指的是邏輯表達(dá)式“A或B或C”的含義，該表達(dá)式 中使用了非排他的邏輯或。應(yīng)當(dāng)理解的是，在不改變本公開原理的情況下，方法內(nèi)的步驟可 按照不同順序執(zhí)行。如本文所使用的，術(shù)語“模塊”指專用集成電路(ASIC)、電子電路、執(zhí)行一個或多 個軟件或固件程序的處理器(共用處理器、專用處理器或組處理器)和存儲器、組合邏輯電 路、和/或提供所述功能的其他適合部件。由于非膨脹發(fā)動機(jī)循環(huán)期間的能量損失(即，泵送損失)，常規(guī)虛擬汽缸壓力傳感 器可能不準(zhǔn)確。更特別地，所產(chǎn)生的發(fā)動機(jī)功率(在做功沖程期間)的一部分可用于為進(jìn) 氣/排氣沖程以及壓縮沖程的第一部分提供動力。因此，非膨脹發(fā)動機(jī)循環(huán)期間的汽缸壓 力的不準(zhǔn)確測量可導(dǎo)致性能下降和/或排放物增多(即，由于低效率的燃燒)。因此，提出了用于虛擬壓力傳感器的系統(tǒng)和方法，補(bǔ)償了非膨脹發(fā)動機(jī)循環(huán)期間 的負(fù)功。例如，非膨脹循環(huán)的負(fù)功可按照特定的計算間隔(例如每一曲柄角度，或CAD)而 建模。更特別地，發(fā)動機(jī)曲軸旋轉(zhuǎn)期間的活塞運動可利用曲軸角變化基于三角方程而建模。 例如，該模型可稱為“活塞滑動體”方程。對于任何活塞位置，活塞的被建模的線性運動可被轉(zhuǎn)換為汽缸容積。然后，汽缸容 積可與進(jìn)氣/排氣閥正時以及進(jìn)氣/排氣壓力一起用于計算非膨脹發(fā)動機(jī)循環(huán)期間的汽缸 壓力。換句話說，可計算低壓力區(qū)域的汽缸壓力，在該低壓力區(qū)域，尚未通過燃燒釋放熱量 (即，負(fù)功)。僅作為示例，進(jìn)氣壓力可基于進(jìn)氣歧管絕對壓力(MAP)，而排氣壓力可基于排 氣回壓(EBP)。汽缸壓力可用于壓力傳感器故障診斷。換句話說，汽缸壓力可與已有的汽缸壓 力傳感器一起用于合理解釋所測得壓力的變化和/或用于過濾這些區(qū)域中所測得的壓力 (即，低壓)，因為可能發(fā)生無理輸入諧振。例如，可通過處理多個不同的測量值來估計整個 發(fā)動機(jī)操作循環(huán)中的汽缸壓力。僅作為示例，可處理數(shù)以百計的測量值，以便產(chǎn)生各個汽缸 壓力估計。此外，汽缸壓力可用作控制應(yīng)用的估計。更特別地，汽缸壓力可在每個發(fā)動機(jī)位置 被用于估計，以便估計泵送和壓縮功(即，能量損失)。最后，校正的/過濾的汽缸壓力和/ 或估計的能量損失可于是被用于控制燃燒(即，空氣/燃料/火花)?，F(xiàn)在參見圖2A，示出了包括發(fā)動機(jī)12的發(fā)動機(jī)系統(tǒng)10。發(fā)動機(jī)12包括示例性汽 缸14。應(yīng)當(dāng)意識到，雖然示出了一個示例性汽缸14，但發(fā)動機(jī)12也可包括多個汽缸14。例 如，也可使用2、3、4、5、6、8、10、12和16個汽缸的實施方式?？諝獗晃氚l(fā)動機(jī)12并經(jīng)過進(jìn)氣口 18進(jìn)入進(jìn)氣歧管16，進(jìn)氣口 18由節(jié)氣門20 調(diào)節(jié)。進(jìn)氣MAP傳感器22測量進(jìn)氣歧管16中的壓力。被吸入發(fā)動機(jī)12的空氣通過進(jìn)氣 閥M被分配到汽缸14，并與來自燃料箱(未示出)的燃料混合。例如，可通過燃料噴射器 26將燃料噴入汽缸14。雖然所示汽缸14包括燃料噴射器沈(即，直接燃料噴射)，但應(yīng)當(dāng) 意識到，燃料噴射器26也可位于進(jìn)氣歧管20中或者位于在進(jìn)氣閥M之前的進(jìn)氣端口(未 示出)中(即端口燃料噴射)。在一個實施例中，汽缸14也可包括壓力傳感器32，壓力傳 感器32測量汽缸14內(nèi)的壓力。汽缸14中的空氣/燃料(A/F)混合物被活塞(未示出)壓縮并且被火花塞觀點 燃。A/F混合物的燃燒驅(qū)動活塞(未示出)，活塞可旋轉(zhuǎn)地轉(zhuǎn)動曲軸34以產(chǎn)生驅(qū)動扭矩。曲軸傳感器36可測量曲軸34的旋轉(zhuǎn)位置和/或速度(RPM)。排氣可從汽缸14排出，經(jīng)過排 氣閥30、排氣歧管38和排氣系統(tǒng)40。在一個實施例中，EBP傳感器42測量排氣歧管38內(nèi) 的壓力。替代性地，例如，也可基于排氣流計算EBP?？刂颇K44調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)12的操作。例如，控制模塊44可控制節(jié)氣門20、進(jìn)氣閥 對、排氣閥30和/或燃料噴射器26，以控制發(fā)動機(jī)12中的A/F比。另外，例如，控制模塊 44可控制火花塞28以控制發(fā)動機(jī)12的點火正時?？刂颇K44還從MAP傳感器22、曲軸 傳感器36和EBP傳感器42接收信號?，F(xiàn)在參見圖2B，示出了示例性汽缸14的剖視圖。汽缸14包括進(jìn)氣閥M、火花塞 觀、排氣閥30和汽缸壓力傳感器32。雖然汽缸14沒有示出為包括燃料噴射器沈(S卩，端口 燃料噴射)，但應(yīng)當(dāng)意識到，燃料噴射器26也可位于汽缸14中(即，直接燃料噴射)。凸輪軸50、進(jìn)氣搖臂52和排氣搖臂M在汽缸14上面。雖然示出了單一的凸輪軸 50，但應(yīng)當(dāng)意識到，也可實施多個凸輪軸50 (例如雙頂置凸輪軸)。進(jìn)氣搖臂52連接到進(jìn) 氣閥M并從而控制進(jìn)氣閥M的運動。類似地，排氣搖臂M連接到排氣閥30并從而控制 排氣閥30的運動。凸輪軸50包括不規(guī)則的凸角，該凸角分別致動搖臂5254之一來打開 對應(yīng)的閥對、30。此外，當(dāng)搖臂5254之一以及對應(yīng)的閥24、30被致動時，另一個搖臂52、 討上的彈簧關(guān)閉對應(yīng)的閥對、30。換句話說，例如，在一個特定時間，僅僅閥M、30中的一 個可以打開。如圖2B所示，例如，凸輪軸50致動進(jìn)氣搖臂52和進(jìn)氣閥M，而排氣閥30保 持關(guān)閉。汽缸14還包括活塞56?；钊?6經(jīng)由連接桿58附接到曲軸34。曲軸34也附接 配重60。曲軸34、配重60和連接桿58的一部分位于曲軸箱62內(nèi)。曲軸箱62可進(jìn)一步包 括潤滑劑槽64 (例如，油)，用于潤滑運動部件。汽缸14的容積可指的是在活塞56上方的 空間(1Φ，當(dāng)進(jìn)氣/排氣閥24、30均關(guān)閉時)?，F(xiàn)在參見圖3，更詳細(xì)地示出了控制模塊44?？刂颇K44可包括虛擬汽缸壓力傳 感器70、汽缸壓力比較模塊72、能量損失估計模塊74和燃燒控制模塊76。虛擬汽缸壓力模塊70從曲軸傳感器36接收信號。虛擬汽缸壓力模塊70基于(來 自曲軸傳感器36的)曲軸34的位置和非膨脹發(fā)動機(jī)循環(huán)(下面將更詳細(xì)地說明)的高分 辨率(例如，每一曲軸角度)模型來估計汽缸14之一中的壓力。汽缸壓力比較模塊72和能量損失估計模塊74各自接收所估計的汽缸壓力。汽缸 壓力比較模塊72還從汽缸壓力傳感器32接收測得的汽缸壓力。汽缸壓力比較模塊72比 較測得的汽缸壓力和所估計的汽缸壓力。汽缸壓力比較模塊72可基于所估計的汽缸壓力驗證測得的汽缸壓力。例如，汽缸 壓力比較模塊72可確定測得的汽缸壓力和所估計的汽缸壓力之間的差異是否小于預(yù)定壓 力差閾值。汽缸壓力比較模塊72也可利用所估計的汽缸壓力來過濾測得的汽缸壓力。更特 別地，由于可能出現(xiàn)的無理輸入諧振，可在低壓區(qū)域中使用所估計的汽缸壓力來代替測得 的汽缸壓力。能量損失估計模塊74可估計汽缸在特定發(fā)動機(jī)循環(huán)期間的能量損失。更特別地， 能量損失估計模塊74可估計進(jìn)氣/排氣沖程(S卩，泵送沖程)之一或者壓縮沖程的第一部 分期間的負(fù)功的量。負(fù)功可對應(yīng)于相應(yīng)發(fā)動機(jī)沖程期間的能量損失。
燃燒控制模塊76從汽缸壓力比較模塊72接收汽缸壓力并且從能量損失估計模塊 74接收所估計的能量損失。燃燒控制模塊76可基于所接收的信號控制發(fā)動機(jī)的燃燒。更 特別地，燃燒控制模塊76可產(chǎn)生用于節(jié)氣門20、燃料噴射器沈和火花塞觀中的至少一個 的控制信號。換句話說，燃燒控制模塊76可有效地控制發(fā)動機(jī)12的A/F比和點火正時。僅 作為示例，當(dāng)進(jìn)氣沖程期間的汽缸壓力低于預(yù)定壓力閾值時，燃燒控制模塊76可經(jīng)由節(jié)氣 門20增大空氣流。另外，燃燒控制模塊76可控制發(fā)動機(jī)12的A/F比和點火正時以補(bǔ)償包括能量損 失的汽缸14中的一個或多個。僅作為示例，燃燒控制模塊76可(經(jīng)由燃料噴射器26)增 加進(jìn)入其他汽缸14的燃料，來補(bǔ)償包括能量損失的一個或多個汽缸14。替代性地，在一個 實施例中，當(dāng)汽缸14中的一個或多個包括大于預(yù)定能量損失閾值的能量損失時，燃燒控制 模塊76也可產(chǎn)生警告信號(例如檢查發(fā)動機(jī)標(biāo)志)?，F(xiàn)在參見圖4A，更詳細(xì)地示出了虛擬汽缸壓力模塊60。虛擬汽缸壓力模塊60可 包括活塞運動建模模塊70、汽缸容積確定模塊72以及汽缸壓力估計模塊74?；钊\動建模模塊70從曲軸傳感器36接收信號。活塞運動建模模塊70基于來自 曲軸傳感器36的信號對特定汽缸14的活塞的運動進(jìn)行建模。更特別地，活塞運動建模模 塊70可基于發(fā)動機(jī)曲軸34的RPM對活塞運動(即向上和向下)有多快進(jìn)行建模。例如， 在一個實施例中，活塞運動建模模塊70可對于一個發(fā)動機(jī)循環(huán)從曲軸傳感器36接收數(shù)據(jù)， 然后基于在該發(fā)動機(jī)循環(huán)期間所接收的數(shù)據(jù)來產(chǎn)生活塞運動模型。汽缸容積確定模塊72從活塞運動建模模塊70接收活塞運動模型。汽缸容積確定 模塊72可利用活塞運動模型確定對應(yīng)于當(dāng)前活塞位置的汽缸容積。更特別地，汽缸容積確 定模塊72可基于活塞位置的預(yù)定采樣率以及活塞運動模型來產(chǎn)生多個汽缸容積。僅作為 示例，預(yù)定采樣率可以是曲軸的每一曲軸角度(CAD)。汽缸壓力估計模塊74從汽缸容積確定模塊72接收汽缸容積。汽缸壓力估計模塊 74還接收進(jìn)氣/排氣閥M、30的正時，從MAP傳感器22接收MAP，并且從EBP傳感器42接 收EBP。汽缸壓力估計模塊74基于所接收的信號/測量值估計對應(yīng)汽缸的壓力。更特別 地，汽缸壓力估計模塊74可基于汽缸之前/之后的壓力(即，MAP和EBP)和當(dāng)前汽缸容積 (基于活塞位置)來估計汽缸壓力，而不論汽缸閥是否打開/關(guān)閉(進(jìn)氣/排氣閥對、30正 時)。如前面提及的，虛擬汽缸壓力模塊70產(chǎn)生汽缸壓力的高分辨率估計。換句話說， 虛擬汽缸壓力模塊70以高采樣率(例如，一 CAD)操作，從而可提供汽缸壓力的準(zhǔn)確估計?，F(xiàn)在參見圖4B，示出了表示本公開虛擬壓力傳感器的準(zhǔn)確度的曲線圖。如可以看 出的，在整個非膨脹發(fā)動機(jī)循環(huán)中，虛擬壓力傳感器測量值大致與實際壓力測量值相同?，F(xiàn)在參見圖5，操作發(fā)動機(jī)系統(tǒng)10的方法始于步驟100。在步驟102，控制模塊44 確定發(fā)動機(jī)12是否啟動。如果是，則控制可進(jìn)行到步驟104。如果否，則控制可返回到步驟 102。在步驟104中，控制模塊44對汽缸14之一中的活塞的運動進(jìn)行建模。在步驟106 中，控制模塊44基于活塞的當(dāng)前位置以及該模型確定汽缸容積。在步驟108中，控制模塊 44基于閥正時、汽缸14之前/之后的壓力以及所確定的汽缸容積來估計汽缸14的壓力。在步驟110中，控制模塊44利用所估計的汽缸壓力來校正來自汽缸壓力傳感器32的測得的汽缸壓力，和/或基于所估計的汽缸壓力來估計汽缸14的能量損失。在步驟112中，控制模塊44基于汽缸14的所校正的汽缸壓力和/或所估計的能 量損失來執(zhí)行補(bǔ)救動作。例如，該補(bǔ)救動作可產(chǎn)生空氣/燃料/火花控制信號和/或產(chǎn)生 警告信號(例如，檢查發(fā)動機(jī)標(biāo)志)。然后，控制可返回到步驟102。本領(lǐng)域技術(shù)人員現(xiàn)在將從前面的描述意識到本公開的廣泛教導(dǎo)可按照多種形式 實施。因此，雖然本公開包括了具體示例，但本公開的真實范圍卻不應(yīng)當(dāng)限于這些具體示 例，因為其他修改在本領(lǐng)域技術(shù)人員研究了附圖、說明書和所附權(quán)利要求書后將會變得明顯。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，包括活塞運動建模模塊，其基于發(fā)動機(jī)曲軸的角變化對相應(yīng)汽缸內(nèi)的活塞的運動進(jìn)行建模；汽缸容積確定模塊，其基于所述發(fā)動機(jī)曲軸的角位置和所述活塞的建模的運動來確定 所述汽缸的容積；和汽缸壓力估計模塊，其基于所確定的容積、進(jìn)氣歧管絕對壓力(MAP)、進(jìn)氣閥正時、排氣 閥正時和排氣回壓(EBP)來估計所述汽缸中的壓力。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于，在每個發(fā)動機(jī)循環(huán)期間，所述汽 缸的容積被確定并且所述汽缸壓力被估計預(yù)定次數(shù)，其中，所述預(yù)定次數(shù)對應(yīng)于預(yù)定采樣 時間段。
3.如權(quán)利要求2所述的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)定時間段對應(yīng)于所述發(fā) 動機(jī)曲軸的一度旋轉(zhuǎn)。
4.如權(quán)利要求1所述的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，還包括 汽缸壓力傳感器，其測量所述汽缸中的壓力。
5.如權(quán)利要求4所述的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，還包括汽缸壓力比較模塊，其基于所估計的壓力和所測得的壓力產(chǎn)生所述汽缸的校正的壓力。
6.如權(quán)利要求5所述的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)所測得的壓力和所估計的壓 力之間的差異大于預(yù)定壓力閾值時，所述汽缸壓力比較模塊基于所估計的壓力產(chǎn)生所述校 正的壓力。
7.如權(quán)利要求6所述的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)所測得的壓力和所估計的壓 力之間的差異小于或等于所述預(yù)定壓力閾值時，所述汽缸壓力比較模塊基于所測得的壓力 產(chǎn)生所述校正的壓力。
8.如權(quán)利要求5所述的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，還包括燃燒控制模塊，其基于所述校正的汽缸壓力進(jìn)行如下之一產(chǎn)生警告信號，以及控制所 述發(fā)動機(jī)的A/F比和火花正時中的至少一個。
9.如權(quán)利要求1所述的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，還包括能量損失估計模塊，其基于所估計的壓力估計所述汽缸的進(jìn)氣沖程、排氣沖程和壓縮 沖程第一部分之一期間的能量損失。
10.如權(quán)利要求9所述的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，還包括燃燒控制模塊，其基于所估計的能量損失進(jìn)行如下之一產(chǎn)生警告信號，以及控制所述 發(fā)動機(jī)的A/F比和火花正時中的至少一個。
全文摘要
本發(fā)明涉及汽缸壓力測量系統(tǒng)和方法。具體地，一種發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)包括活塞運動建模模塊、汽缸容積確定模塊和汽缸壓力估計模塊?；钊\動建模模塊基于發(fā)動機(jī)曲軸的角變化對相應(yīng)汽缸中的活塞的運動進(jìn)行建模。汽缸容積確定模塊基于所述發(fā)動機(jī)曲軸的角位置和所述活塞的經(jīng)建模的運動來確定所述汽缸的容積。汽缸壓力估計模塊基于所確定的容積、進(jìn)氣歧管絕對壓力(MAP)、進(jìn)氣閥正時、排氣閥正時和排氣回壓(EBP)來估計所述汽缸中的壓力。
文檔編號F02D43/00GK102042110SQ20101050821
公開日2011年5月4日 申請日期2010年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月9日
發(fā)明者D·G·布倫南, K·J·巴斯勒普 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作公司