专利名称：一种发动机排气压强和流量动态检测方法
技术领域：
本发明属于汽车发动机技术领域，涉及一种发动机排气压强和流量动态检测方法。
背景技术：
发动机可变气门正时技术，简称为VVT，是近些年来被逐渐应用于现代轿车上的新技术中的一种，其VVT可变气门正时系统通过配备的控制及执行系统，对发动机凸轮的相位进行调节，从而使得气门开启、关闭的时间随发动机转速的变化而变化，提高了进气充量，使充量系数增加，发动机的扭矩和功率可以得到进一步的提高。发动机排气总管压强信息在发动机的电控单元即ECU中有着非常重要的地位。发动机台架试验表明，发动机吸气的体积效率受排气总管压力的严重影响，排气总管压力越低，在一定进气压力下气缸进气流量越大；同时，排气总管压力越高，废气回流量越大，这将直接影响到缸内的残余废气量，继而决定缸内混合气燃烧质量。目前已经存在一系列成熟的排气总管压力稳态计算模型，用来在成品车上估算稳定工况下的排气总管压力和排气流量。然而，这些稳态数学模型并不能很好的估算在瞬态工况，比如节气门突变和VVT突变的情况下排气总管压力变化，继而导致ECU在这些瞬态工况时无法准确地预估出进气流量和燃烧质量等信息。另一方面，为节约成本，产品发动机一般配置非常有限的传感器，通常不会配置高响应速度的排气总管压力和流量传感器。目前现有的技术中发动机电控单元通过有限的传感器信息估算出的发动机在各瞬态工况下的排气总管压强和流量值误差较大，不够准确。
发明内容
本发明针对现有的技术存在上述问题，提出了一种发动机排气压强和流量动态检测方法，该方法能够通过有限的传感器信息正确估算出发动机在各瞬态工况下的排气总管压强和排气尾管流量，值精确度高且易于实施。本发明通过下列技术方案来实现:一种发动机排气压强和流量动态检测方法，其特征在于，通过发动机E⑶分别接收用于检测进气VVT相位的进气VVT凸轮轴位置传感器、用于检测排气WT相位的排气VVT凸轮轴位置传感器、用于检测进气歧管压力的进气歧管压力传感器、用于检测节气门阀体位置的节气门阀体传感器和用于检测发动机转速的转速传感器输送的信号，同时将这些信号赋值给发动机E⑶内的排气总管压强和排气尾管流量动态模型，并通过上述的排气总管压强和排气尾管流量动态模型得出排气总管压强和排气尾管流量。在发动机上装配有进气VVT凸轮轴位置传感器、排气VVT凸轮轴位置传感器、进气歧管压力传感器、节气门阀体传感器和转速传感器的基础上。进气VVT凸轮轴位置传感器检测的进气VVT相位信号、排气VVT凸轮轴位置传感器检测的排气VVT相位信号、进气歧管压力传感器检测的进气歧管压力信号、节气门阀体传感器检测的节气门阀体位置信号和转速传感器检测的发动机转速信号分别输送给发动机ECU，发动机ECU根据接受的上述检测信号赋值运用到排气总管压强和排气尾管流量动态模型上准确估算出排气总管压强。该方法不需要在发动机上安装排气总管压力传感器就能实现，也不需要在原有发动机安装检测方式上做任何调整，就能得到更加准确的排气总管压强，决定了发动机进一步对汽车缸体内混合气燃烧质量的控制。在上述的发动机排气压强和流量动态检测方法中，所述的排气总管压强和排气
尾管流量动态模型如下:
权利要求
1.一种发动机排气压强和流量动态检测方法，其特征在于，通过发动机E⑶(I分别接收用于检测进气VVT相位的进气VVT凸轮轴位置传感器(2)、用于检测排气VVT相位的排气VVT凸轮轴位置传感器(3)、用于检测进气歧管压力的进气歧管压力传感器(4)、用于检测节气门阀体位置的节气门阀体传感器(6)和用于检测发动机转速的转速传感器(5 )输送的信号，同时将这些信号赋值给发动机ECU (I)内的排气总管压强和排气尾管流量动态模型，并通过上述的排气总管压强和排气尾管流量动态模型得出排气总管压强和排气尾管流量。
2.根据权利要求1所述的发动机排气压强和流量动态检测方法，其特征在于，所述的排气总管压强和排气尾管流量动态模型如下:
3.根据权利要求2所述的发动机排气压强和流量动态检测方法，其特征在于，所述的气缸排气口流量九xp等于在准稳态下气缸进气口流量
4.根据权利要求2或3所述的发动机排气压强和流量动态检测方法，其特征在于，所述的排气总管压强和排气尾管流量动态模型公式(3)中的常数a cyli, i = 1,2,…，10.通过如下步骤获得:通过发动机试验台架上的气缸进气口流量传感器、发动机转速传感器(5)、进气歧管传感器、进气VVT凸轮轴位置传感器(2)和排气VVT凸轮轴位置传感器(3)进行j次测量得j组公式(3)中的变量数据，将这些变量数据排列成矩阵并运算后得到气缸进气口温度模型公式(3)中的常数a。#，i = 1,2,…，10.。
5.根据权利要求4所述的发动机排气压强和流量动态检测方法，其特征在于，将j个上述的气缸进气口流量"7排列成j X I的矩阵说，将测量的进气歧管压力Pim、发动机转速N、进气VVT相位VVTi和排气VVT相位VVTe形成的十个变量排成j X 10的矩阵P，矩阵P的列为公式(3)中的十个变量，行为j行，将矩阵卩除以矩阵f即得到上述的10X1的矩阵4^，该矩阵^ ,中的十个常数即为排气总管压强和排气尾管流量动态模型中的常数aqbi =1，2，…，10.ο
6.根据权利要求5所述的发动机排气压强和流量动态检测方法，其特征在于，所述的排气总管压强和排气尾管流量动态模型公式(2)中的常数apipM，i = 1,2, 3.通过如下步骤获得:通过发动机试验台架上的排气总管压力传感器和排气歧管压力传感器进行j次测量得j组公式(2)中的变量数据，将这些变量数据排列成矩阵并运算后得到排气总管压强和排气尾管流量动态模型公式(2)中的常数a pipe,i，i = 1，2，3.。
7.根据权利要求6所述的发动机排气压强和流量动态检测方法，其特征在于，将j个变量数据中的排气管流量排列成jXl的矩阵兑，将变量数据中的气缸排气总管温度Teffl和排气歧管压力Pm的两个变量排成是jX4的矩阵f，矩阵f的列为气缸排气总管温度I 和排气歧管压强Pim，行为j行，将矩阵P除以矩阵f即得到上述的3X1的矩阵，该矩阵<,中的三个常数即为排气总管压强和排气尾管流量动态模型中的常数aPiPM，i =I, 2， 3.。
8.根据权利要求7所述的发动机排气压强和流量动态检测方法，其特征在于，所述的j组数据采用多变量最小二乘法来拟合使在每次测量时每一组数据都不同。
9.根据权利要求2所述的发动机排气压强和流量动态检测方法，其特征在于，所述的排气总管压强和排气尾管 流量动态模型中的气缸排气总管温度I 由经验公式估算出来。
全文摘要
本发明提供了一种发动机排气压强和流量动态检测方法，属于汽车发动机技术领域。它解决了现有技术中发动机ECU估算出的发动机在各瞬态工况下的排气总管压强和流量值存在较大误差。本方法通过发动机ECU分别接收用于检测进气VVT相位的进气VVT凸轮轴位置传感器、用于检测排气VVT相位的排气VVT凸轮轴位置传感器、用于检测进气歧管压力的进气歧管压力传感器、用于检测节气门阀体位置的节气门阀体传感器和用于检测发动机转速的转速传感器输送的信号，同时将这些信号赋值给发动机ECU内的排气总管压强动态模型，并通过上述的排气总管压强动态模型得出排气总管压强，值精确度高且易于实施。
文档编号G01M15/05GK103149032SQ201310044370
公开日2013年6月12日 申请日期2013年1月31日 优先权日2013年1月31日
发明者屈铮, 杨安志, 金吉刚, 任颖睦, 赵福全 申请人:浙江吉利汽车研究院有限公司杭州分公司, 浙江吉利汽车研究院有限公司, 浙江吉利控股集团有限公司