发动机负荷检测装置及发动机负荷检测方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及发动机控制技术领域，特别涉及一种发动机负荷检测装置及发动机负 荷检测方法。
【背景技术】
[0002] 目前通常基于节气口位置传感器、进气压力传感器或进气质量流量传感器检测发 动机负荷。此类方法使用的传感器导致系统的成本显著增加。
[0003] 由天津大学硕±研究生严玉苹发表的名称为《单缸发动机点火调试系统的研制》 的Y1045524硕±论文(文献1)，公开了发动机的瞬时转速与平均转速的差值的绝对值积 分，得到瞬时转速波动值，W此计算发动机负荷的方法。该发动机负荷的检测方法没有考虑 发动机所应用的车辆状态，尤其是车辆惯量、档位对转速波动量的影响。
[0004][0005] 上述文献也都没有利用所检测的信号对车辆换档、发动机冷却风扇等做出反馈控 制。
【发明内容】
[0006] 有鉴于上述现有技术所存在的缺陷，本发明的目的在于，提供一种发动机负荷检 测装置W及发动机负荷检测方法，使其准确、稳定的检测出发动机的负荷。
[0007] 为了实现上述目的，依据本发明提出的一种发动机负荷检测装置，其包括；发动机 平均转速计算模块；接收发动机转速信号，计算发动机平均转速；发动机瞬时转速计算模 块；接收发动机转速信号，计算发动机瞬时转速；标准负荷计算模块，根据车辆转速、整车 质量、车辆加速度，计算标准负荷；负荷斜率计算模块，通过发动机平均转速和当前档位传 动比，查负荷斜率与转速、档位关系表插值得到当前的负荷斜率；W及实际负荷计算模块， 根据发动机瞬时转速波动量计算负荷差值，并与该标准负荷相加计算出发动机实际负荷。
[0008] 本发明还可采用W下技术措施进一步实现。
[0009] 前述的发动机负荷检测装置，其中所述的标准负荷=9550*功率/转速；其中，该功 率由汽车驱动力与车速相乘得到；该汽车驱动力=道路阻力+惯性力，该道路阻力=A+C*V 2， 其中A、C为道路阻力系数，V为车速；该惯性力由整车质量与加速度相乘得到。
[0010] 前述的发动机负荷检测装置，其中所述的负荷斜率与转速、档位关系表是在标准 测试状态下测试并存储于ECU中。
[0011] 前述的发动机负荷检测装置，其中所述的实际负荷计算模块，首先，根据发动机瞬 时转速计算实际瞬时转速波动量；其次，根据发动机当前转速、档位信号查表得到标准瞬时 转速波动量；之后，计算转速波动量差值，所述转速波动量差值是指实际转速波动量与标准 瞬时转速波动量之差；再后，计算负荷差值，所述负荷差值是根据负荷斜率与转速波动量差 值相乘得到；最后，计算发动机实际负荷，发动机实际负荷是标准负荷与负荷差值之和。
[0012] 前述的发动机负荷检测装置，其中所述的实际负荷计算模块，在计算实际负荷之 前，W车辆实际质量与预定车辆质量之比作为修正系数，乘W负荷差值得到修正后的负荷 差值；之后，计算该发动机实际负荷。
[0013] 为了实现上述目的，依据本发明还提出一种发动机控制装置，其包括前述的发动 机负荷检测装置；该发动机控制装置根据该发动机实际负荷控制发动机的冷却和/或发动 机的点火。
[0014] 为了实现上述目的，依据本发明另外还提出一种发动机负荷检测方法，其包括W 下步骤：发动机平均转速计算步骤，接收发动机转速信号，计算发动机平均转速；发动机瞬 时转速计算步骤，接收发动机转速信号，计算发动机瞬时转速；标准负荷计算步骤，根据车 辆转速、整车质量、车辆加速度，计算标准负荷；负荷斜率计算步骤，通过发动机平均转速和 当前档位传动比，查负荷斜率与转速、档位关系表插值得到当前的负荷斜率；W及实际负 荷计算步骤，根据发动机瞬时转速波动量计算负荷差值，并与该标准负荷相加计算出发动 机实际负荷。
[0015] 前述的发动机负荷检测方法，其中所述的实际负荷计算步骤，首先，根据发动机瞬 时转速计算实际瞬时转速波动量；其次，根据发动机当前转速、档位信号查表得到标准瞬时 转速波动量；之后，计算转速波动量差值，所述转速波动量差值是指实际转速波动量与标准 瞬时转速波动量之差；再后，计算负荷差值，所述负荷差值是根据负荷斜率与转速波动量差 值相乘得到；最后，计算发动机实际负荷，发动机实际负荷是标准负荷与负荷差值之和。
[0016] 前述的发动机负荷检测方法，其中所述的实际负荷计算步骤，在计算实际负荷之 前，W车辆实际质量与预定车辆质量之比作为修正系数，乘W负荷差值得到修正后的负荷 差值；之后，计算该发动机实际负荷。
[0017] 本申请与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本申请 的发动机负荷检测装置及发动机负荷检测方法，至少具有下列优点：
[0018] 一 .本发明采用基于档位传感器与转速传感器计算得到发动机实际负荷，与目前 通常基于节气口位置传感器（或进气压力传感器）与转速传感器检测发动机负荷的方法比 较，成本更低。
[0019] 二.本发明利用变速机构档位、传动系统的速比、车辆的标准重量首先计算出发 动机的标准负荷(所谓基于标准测试状态下的发动机负荷)，再根据发动机瞬时转速变化 量、档位位置、平均转速、整车质量计算得到发动机负荷修正量和实际发动负荷。该种方法 一方面降低了基于转速波动量检测发动机负荷的不稳定性，同时由于引入了负荷斜率的概 念和整车质量信号简化了计算，提高了计算的准确性。
[0020] H .本发明利用所检测得到的发动机负荷对变速机构档位、发动机点火提前角和 冷却风扇的运转等做反馈控制，省略了发动机负荷传感器，可W实现发动机的低成本控制。
[0021] 四.本发明发动机负荷检测装置及发动机负荷检测方法，能够准确、稳定的检测 出发动机的负荷。
【附图说明】
[0022] 图1是本申请的发动机负荷检测装置使用示意图。
[0023] 图2是本申请的发动机负荷检测装置的模块化示意图。
[0024] 图3是本申请的利用发动机负荷控制发动机的模块化示意图。
[00巧]图4是本申请的发动机工作过程的状态变化示意图。
【具体实施方式】
[0026] 为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，W下结 合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的发动机负荷检测装置及发动机负荷检测方法其
【具体实施方式】、步骤、结构、特征及其功效详细说明。
[0027] 请参阅图1所示，是使用本发明的发动机负荷检测装置的发动机控制系统示意 图。
[0028] 本实施例的发动机控制系统包括发动机3、变速器30及发动机控制装置（ECU)ll。
[0029] 所述的发动机3可W是一个单缸四冲程发动机。发动机3包括，在发动机3的气 缸内进行往复运动的活塞17、通过连杆16与活塞17连接的曲轴15、火花塞20、进气道19、 排气道1，W及与曲轴15的旋转同步地进行开关动作的进气口 18与排气口 2。
[0030] 在曲轴15上安装与曲轴15同步旋转的飞轮6。在飞轮6的外周有向外突出一定 高度的凸台5。固定在发动机3上的转速传感器4设置在飞轮16附近，飞轮16旋转时凸 台5经过转速传感器4使得转速传感器得到感应信号，输出凸台的前边沿脉冲和后边沿脉 冲信号。为便于描述前边沿脉冲和后边沿脉冲信号统称为发动机转速信号。
[0031] 所述的变速器30与发动机3的输出端相连。变速器30包括变速器主轴7、变速器 副轴8、W及档位星轮12,档位星轮12上安装有档位传感器，该档位传感器在不同的档位向 发动机负荷检测装置40提供不同的