[發明專利]發動機缸壓數據實時采集與燃燒特征參數并行計算系統

在審

• 申請號: 202110254614.2
• 申請日: 2021-03-09
• 公開（公告）號: CN113029580A
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 楊博;曾科;黃佐華;王錫斌
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G01M15/05
• 分類號: G01M15/05;G08C17/02
• 代理公司: 北京睿智保誠專利代理事務所(普通合伙) 11732
• 代理人: 周新楣

本發明公開了發動機缸壓數據實時采集與燃燒特征參數并行計算系統，應用于發動機的缸內壓力在線采樣及燃燒狀態參數實時并行計算技術領域，包括：脈沖信號處理模塊；凸輪軸相位傳感器，與脈沖信號處理模塊的第一輸入端相連；編碼器，與脈沖信號處理模塊的第二輸入端相連；缸壓信號采樣模塊第一輸入端與脈沖信號處理模塊的輸出端連接；缸壓傳感器組，與缸壓信號采樣模塊的第二輸入端連接；至少兩個燃燒參數計算模塊，與缸壓信號采樣模塊的輸出端連接；處理器模塊，與燃燒參數計算模塊的輸出端連接。本發明通過采用低成本的壓阻式缸壓傳感器和多微處理器并行計算的架構方案，組成簡單、成本低、計算速度快和實時性好。

技術領域

本發明涉及發動機的缸內壓力在線采樣及燃燒狀態參數實時并行計算技術領域，尤其涉及發動機缸壓數據實時采集與燃燒特征參數并行計算系統。

背景技術

發動機缸內壓力隨曲軸轉角的變化曲線可以反映發動機缸內的燃燒品質，通過實時測量缸壓并計算燃燒狀態參數(CA10、CA50、CA90、IMEP等)，可以實現發動機燃燒過程的閉環控制，有助于提高燃油經濟性，降低排放，提高發動機的燃料適應性，簡化標定工作和故障診斷算法。在發動機控制方面具有很大的優勢。

目前的發動機控制主要是基于標定MAP的查表式控制方法，標定工作量大，且發動機運行狀態偏離標定狀態之后，標定MAP并不能隨之改變，不具有自適應性，因此不能為發動機提供最優的控制參數。而通過在線測量缸壓并實時計算燃燒狀態參數，根據燃燒狀態參數來實時調整發動機控制參數的方法，可以實現對發動機缸內燃燒過程的閉環控制，相比基于MAP的控制方式，具有更好的自適應性。此前制約缸壓在線測量及燃燒狀態參數實時計算系統應用的原因主要是缸壓傳感器的成本以及微處理的實時計算能力。

因此，提供采用低成本的壓阻式缸壓傳感器和低成本多微處理器并行計算的架構方案，是本領域技術人員亟需解決的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了發動機缸壓數據實時采集與燃燒特征參數并行計算系統，具有良好的自適應性、成本低和計算速度快的技術效果。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

發動機缸壓數據實時采集與燃燒特征參數并行計算系統，包括：

脈沖信號處理模塊，用于產生缸壓采樣同步信號；

凸輪軸相位傳感器，與所述脈沖信號處理模塊的第一輸入端相連，用于采集凸輪軸相位；

編碼器，與所述脈沖信號處理模塊的第二輸入端相連，用于設定缸壓采樣點數；

缸壓信號采樣模塊，所述缸壓信號采樣模塊的第一輸入端與所述脈沖信號處理模塊的輸出端連接，用于對各缸缸壓信號進行采樣；

缸壓傳感器組，與所述缸壓信號采樣模塊的第二輸入端連接，用于采集各缸缸壓信號；

至少兩個燃燒參數計算模塊，與所述缸壓信號采樣模塊的輸出端連接；用于實時并行計算燃燒狀態參數；

處理器模塊，與所述燃燒參數計算模塊的輸出端連接，用于對燃燒參數進行校驗。

優選的，所述缸壓傳感器組為壓阻式缸壓傳感器組。

優選的，所述壓阻式缸壓傳感器組包括至少一個壓阻式缸壓傳感器。

優選的，所述壓阻式缸壓傳感器分別安裝在各缸缸頭上。

優選的，所述凸輪軸相位傳感器安裝在6n+1齒信號盤上，n為正整數。

優選的，所述6n+1齒信號盤可為6+1齒信號盤。

優選的，所述燃燒參數計算模塊與處理器模塊之間采用SPI通信方式進行數據傳輸。