流量（即质量空 气流量MAF)。MAF使用MAF传感器120。如上所述，MAF传感器120可测量和监测MAF且随 后产生表示MAF的输入信号且随后将该输入信号发送到控制模块114。控制模块114配置 且编程为从MAF传感器120接收输入信号且基于该输入信号确定MAF。方法200随后继续 到步骤206。
[0040] 步骤206使用MAP传感器122测量和监测进气歧管104内的的气体压力（即进气 歧管压力Pm)。MAP传感器122可产生表不进气歧管压力输入信号且随后将该输入信 号发送到控制模块114。控制模块114配置且编程为从MAP传感器122接收输入信号且随 后基于该输入信号确定进气歧管压力。方法200随后继续到步骤208。
[0041] 步骤208使用MAT传感器124测量和监测进气歧管104内的的气体温度（即进气 歧管温度T)。MAT传感器124可产生表不进气歧管温度T的输入信号且随后将该输入信号 发送到控制模块114。控制模块114配置且编程为从MAT传感器124接收输入信号且基于 该输入信号确定进气歧管温度T。
[0042] 步骤210使用空气/燃料比传感器128测量和监测排气歧管110中的排出气体E 的空气/燃料比（即空气/燃料比λ )。空气/燃料比传感器128可产生表示空气/燃料 比λ的输入信号且随后将该输入信号发送到控制模块114。控制模块114配置且编程为从 空气/燃料比传感器128接收输入信号且基于该输入信号确定空气/燃料比λ。步骤202、 204、206、208和210不是必须以特定时间顺序执行。接下来，方法200继续到步骤212。
[0043] 步骤212经由控制模块114连续确定排气歧管已燃烧气体分数（exhaust manifold burned gas fraction) fexh。在本发明中，术语"排气歧管已燃烧气体分数"是指 排气歧管110内由于内燃机106中的燃烧过程而已燃烧的气体的总气体的分数。内燃机 106中的燃烧不是完美的，且一些未燃烧燃料（例如汽油）和氧气可能在燃烧之后保留。未 燃烧燃料和氧气可能流动到排气歧管110中。因而，排气歧管110中的气体包括未燃烧气 体和已燃烧的气体。排气歧管已燃烧气体分数fexh是排气歧管110中相对于总气体质量的 已燃烧的气体的质量分数。
[0045] 其中：
[0046] fexh是排气歧管已燃烧气体分数；
[0047] λ是排气歧管110中气体的空气/燃料比；和
[0048] λ s是已知且存储在存储器118中的化学计量的空气/燃料比。
[0049] 在步骤212,控制模块114配置且编程为使用等式（1)实时地计算排气歧管已燃烧 气体分数fMh。由此，控制模块可以以预定时间间隔计算排气歧管已燃烧气体分数fMh，例如 每隔10毫秒。排气歧管已燃烧气体分数fMh至少部分地基于通过空气/燃料比传感器128 测量和监测的空气/燃料比λ。随后，方法前进到步骤214。
[0050] 步骤214经由控制模块114连续确定进气歧管已燃烧气体分数匕。在本发明，中， 术语"进气歧管已燃烧气体分数"是指进气歧管104内由于内燃机106中的燃烧过程而已 燃烧的气体的总气体的分数。如上所述，至少一些排出气体E再循环到进气歧管104,且一 部分排出气体E是已燃烧的气体，而剩余部分是未燃烧气体。控制模块114配置且编程为 使用等式（2)计算进气歧管已燃烧气体分数f1:
[0052] 其中：
[0053] 匕是进气歧管已燃烧气体分数；且
[0054] 进气02是通过氧传感器126监测和测量的氧气的体积百分比。
[0055] 在确定进气歧管已燃烧气体分数匕之后，方法200前进到步骤216。步骤216经 由控制模块114确定汽缸充气AC的质量。如上所述，术语"汽缸充气"是指将在特定时刻 供应到汽缸108的进气歧管104内的气体（新鲜空气A和/或排出气体E)的量。控制模 块114可使用等式（3)确定汽缸充气AC :
[0057] 其中：
[0058] m是汽缸充气AC ;
[0059] P"是通过MAP传感器122测量和监测的进气歧管压力；
[0060] V是进气歧管体积，其是已知值且存储在存储器118中；
[0061] R是理想气体常数；和
[0062] T是通过MAT传感器124测量和监测的进气歧管温度。
[0063] 汽缸充气AC因此至少部分地基于通过MAP传感器122监测和测量的进气歧管压 力P"和通过MAT传感器124测量和监测的进气歧管温度T。
[0064] 接下来，方法200继续到步骤218。步骤218经由控制模块114实时地确定容积 效率η。在本发明中，术语"容积效率"是指汽缸108中理论和实际的空气质量之间的比且 可用于测量发动机的效率。在步骤218,控制模块114可使用等式（4)确定（或至少估计） 容积效率η :
[0066] 其中：
[0067] η是内燃机106的容积效率；
[0068] k-Ι是在通过MAF传感器120、ΜΑΡ传感器122、ΜΑΤ传感器124、氧传感器126和宽 范围空气/燃料比传感器128测量时的第一时刻；
[0069] k是在通过MAF传感器120、MP传感器122、MT传感器124、氧传感器126和宽范 围空气/燃料比传感器128测量时的第二时刻；
[0070] MAF是通过MAF传感器120测量和监测的质量空气流量；
[0071] P"是通过MAP传感器122测量和监测的进气歧管压力；
[0072] R是理想气体常数；
[0073] T是通过MAT传感器124测量和监测的进气歧管温度。
[0074] V是进气歧管体积，其是已知值且存储在存储器118中；
[0075] At是当通过MAF传感器120、MAP传感器122、MAT传感器124、氧传感器126和宽 范围空气/燃料比传感器128测量时的第一时刻（k-Ι)和第二时刻k之间的时间差；
[0076] 匕是进气歧管已燃烧气体分数；
[0077] m是汽缸充气AC ;
[0078] fexh是排气歧管已燃烧气体分数；
[0079] Vdls是发动机排量，其是已知值且存储在存储器118 ;和
[0080] RPM发动机转速。
[0081] 等式（4)是标准形式且控制模块114可产生图表，以便使用等式（4)确定容积效 率η。等式⑷从差分方程（5)和（6)获得。
[0083] 其中：
[0084] η是内燃机106的容积效率；
[0085] MAF是通过MAF传感器120测量和监测的质量空气流量；
[0086] P"是通过MAP传感器122测量和监测的进气歧管压力；
[0087] R是理想气体常数；
[0088] T是通过MAT传感器124测量和监测的进气歧管温度。
[0089] V是进气歧管体积，其是已知值且存储在存储器118中；
[0090] 匕是进气歧管已燃烧气体分数；
[0091] m是汽缸充气AC;
[0092] fexh是排气歧管已燃烧气体分数；
[0093] Vdls是发动机排量，其是已知值且存储在存储器118 ;
[0094] RPM发动机转速；和
[0095] WE(；R是排气再循环量。
[0096] 对于等式（4)，步骤218经由控制模块114、至少部分地基于由氧传感器126测量 的进气歧管104中气体的氧气百分比（例如氧气体积百分比或氧气质量百分比）而实时地 确定内燃机106的容积效率η。具体地说，步骤218经由控制模块114至少部分地基于排 气歧管已燃烧气体分数fexh、进气歧管已燃烧气体分数^和进气歧管中汽缸充气AC质量而 实时地确定内燃机106的容积效率η。
[0097] 尽管已经对执行本发明的较佳模式进行了详尽的描述，但是本领域技术人员可得 知在所附的权利要求的范围内的用来实施本发明的许多替换设计和实施例。
【主权项】
1. 一种用于实时地估计内燃机中容积效率的方法，内燃机是动力总成的一部分，动力 总成包括与内燃机流体连通的进气歧管，该方法包括： 使用联接到进气歧管的氧传感器监测进气歧管中的气体的氧气百分比；和 经由控制模块至少部分地基于被监测的进气歧管中气体的氧气百分比而实时地确定 内燃机的容积效率。2. 如权利要求1所述的方法，进一步包括使用歧管绝对压力（MAP)传感器监测进气歧 管压力。3. 如权利要求2所述的方法，进一步包括使用联接到进气歧管的歧管空气流量（MAF) 传感器监测进气歧管中的质量空气流量。4. 如权利要求3所述的方法，进一步包括使用联接到进气歧管的歧管空气温度（MAT) 传感器监测进气歧管温度。5. 如权利要求4所述的方法，其中动力总成进一步包括与进气歧管选择性流体连通的 排气歧管，且该方法进一步包括使用空气/燃料比传感器监测离开排气歧管的排气的空气 /燃料比。6. 如权利要求5所述的方法，进一步包括经由控制模块至少部分地基于离开排气歧管 的排气中的空气/燃料比确定排气歧管已燃烧气体分数。7. 如权利要求6所述的方法，进一步包括经由控制模块至少部分地基于进气歧管中气 体的氧气百分比确定进气歧管已燃烧气体分数。8. 如权利要求7所述的方法，进一步包括经由控制模块至少部分地基于进气歧管温度 和进气歧管压力确定汽缸充气的质量。9. 如权利要求8所述的方法，其中经由控制模块实时地确定容积效率包括，经由控制 模块至少部分地基于排气歧管已燃烧气体分数、进气歧管已燃烧气体分数和进气歧管中汽 缸充气的质量实时地确定内燃机的容积效率。10. -种动力总成，包括： 进气歧管； 氧传感器，操作性地联接到进气歧管，使得氧传感器能监测进气歧管中气体的氧气百 分比； 内燃机，与进气歧管流体连通； 排气歧管，与内燃机流体连通，其中排气歧管与进气歧管选择性地流体连通；和 控制模块，与氧传感器通信，其中控制模块被编程为至少部分地基于被监测的进气歧 管中气体中的氧气百分比而实时地确定内燃机的容积效率。
【专利摘要】一种用于实时地估计内燃机中容积效率的方法，包括以下步骤：(a)使用联接到进气歧管的氧传感器监测进气歧管中气体的氧气百分比；和(b)经由控制模块至少部分地基于进气歧管中气体的氧气百分比实时地确定内燃机的容积效率。
【IPC分类】F02D41/00
【公开号】CN105275634
【申请号】CN201510282654
【发明人】Y.朱, J-M.康, C-F.常
【申请人】通用汽车环球科技运作有限责任公司
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2015年5月28日
【公告号】DE102015108042A1, US20150345417