[發(fā)明專利]基于燃燒模型重構(gòu)缸內(nèi)壓力的發(fā)動(dòng)機(jī)瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩估計(jì)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811528643.8
• 申請(qǐng)日: 2018-12-13
• 公開（公告）號(hào): CN109630289A
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡耀東;姚昌晟;楊福源;杜磊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號(hào): F02D35/02
• 分類號(hào): F02D35/02;F02D41/14
• 代理公司: 北京清亦華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 廖元秋

1.一種基于燃燒模型重構(gòu)缸壓的發(fā)動(dòng)機(jī)瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩估計(jì)方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)在多缸發(fā)動(dòng)機(jī)中任意選取一個(gè)氣缸作為參考缸并在參考缸中安裝缸內(nèi)壓力傳感器，缸內(nèi)壓力傳感器實(shí)時(shí)采集參考缸的缸內(nèi)壓力；

2)發(fā)動(dòng)機(jī)開始工作后，曲軸位置傳感器實(shí)時(shí)采集曲軸信號(hào)處理得到曲軸位置信息和曲軸實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速；

3)利用缸內(nèi)壓力傳感器采集的參考缸的缸內(nèi)壓力計(jì)算參考缸的氣體作用力；

4)利用燃燒模型得到每次迭代后重構(gòu)的當(dāng)前轉(zhuǎn)角對(duì)應(yīng)的每個(gè)氣缸的缸內(nèi)壓力；具體步驟如下：

4-1)發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制單元ECU將發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)，包括進(jìn)氣溫度T₀、進(jìn)氣壓力p₀、噴油正時(shí)和循環(huán)噴油量M_fuel，發(fā)送至燃燒模型作為發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)燃燒的初始條件；

4-2)對(duì)于每個(gè)氣缸，所述燃燒模型表達(dá)式如下：

a)當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于進(jìn)氣沖程、排氣沖程或者在壓縮沖程噴油之前時(shí)，有如下表達(dá)式：

式中，P、V、T分別是氣缸的缸內(nèi)壓力、體積和溫度；i代表迭代次數(shù)，i＝1,2…，θ_i為第i次迭代時(shí)對(duì)應(yīng)的當(dāng)前曲軸轉(zhuǎn)角；多方過(guò)程參數(shù)k＝1.25；初次迭代時(shí)，T(θ_i-1)＝T₀，P(θ_i-1)＝p₀；

b)從噴油開始到排氣沖程之前時(shí)，有如下表達(dá)式：

從始燃點(diǎn)開始到發(fā)動(dòng)機(jī)排氣門開啟之間的缸內(nèi)狀態(tài)通過(guò)Wiebe方程進(jìn)行描述；其中，所述Wiebe方程如下式表示：

式中，θ_SOC為燃燒開始時(shí)的曲軸轉(zhuǎn)角位置，p、α₁、α₂、β₁和β₂為待定參數(shù)，MFB(θ_i)為當(dāng)前轉(zhuǎn)角θ_i對(duì)應(yīng)的已燃燃料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；

式中，h_LHV為燃料熱值，η為燃燒效率，M_IVC和C_Charge分別為充量質(zhì)量和充量熱容；

5)每次迭代后，將重構(gòu)的參考缸的缸內(nèi)壓力與通過(guò)參考缸壓傳感器實(shí)時(shí)采集的參考?xì)飧赘變?nèi)壓力一起，通過(guò)歸一化做差修正算法，計(jì)算得到各個(gè)非參考缸當(dāng)前轉(zhuǎn)角對(duì)應(yīng)的缸壓修正量，其中第j個(gè)非參考缸在當(dāng)前轉(zhuǎn)角θ_i對(duì)應(yīng)的缸壓修正量為Δ_j(θ_i)；

6)計(jì)算修正后的每個(gè)非參考缸的重構(gòu)缸內(nèi)壓力，表達(dá)式如下：

p_{g_j}(θ_i)＝p_j(θ_i)+Δ_j(θ_i)

式中，p_{g_j}(θ_i)為第j個(gè)非參考缸在當(dāng)前轉(zhuǎn)角θ_i對(duì)應(yīng)的修正后的重構(gòu)缸內(nèi)壓力，p_j(θ_i)為第j個(gè)非參考缸在當(dāng)前轉(zhuǎn)角θ_i對(duì)應(yīng)的重構(gòu)缸內(nèi)壓力；

7)利用每個(gè)非參考缸修正后的重構(gòu)缸內(nèi)壓力計(jì)算對(duì)應(yīng)的非參考缸的氣體作用力，將所有非參考缸的氣體作用力與參考缸的氣體作用力求和得到氣體作用力總轉(zhuǎn)矩；

8)利用曲軸位置和曲軸實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速實(shí)時(shí)計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)的往復(fù)慣性力、旋轉(zhuǎn)慣性力和摩擦轉(zhuǎn)矩；

9)將氣體作用力總轉(zhuǎn)矩、發(fā)動(dòng)機(jī)的往復(fù)慣性力、旋轉(zhuǎn)慣性力、摩擦轉(zhuǎn)矩求和得到當(dāng)前轉(zhuǎn)角對(duì)應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)的瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩估計(jì)值；

10)令i＝i+1，重新返回步驟4)，進(jìn)行下一次迭代。