[发明专利]用于确定在具有N个齿的音轮的每个齿事件发生时的内燃机的传动轴的角速度的方法

说明书

本申请是申请人“玛涅蒂玛瑞利动力系公开有限公司”于2008年7月25日提交的、申请号为200810134756.X、名称为“用于估算气缸中已燃燃料量为50％时的曲柄转角的方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种用于估算混合物自燃式内燃机的气缸中已燃燃料量为50％时的曲柄转角的方法。

背景技术

多年来人们已经知道，在可控混合物点燃式内燃机中(即在加有汽油、甲烷、液化石油气等并根据“奥托”循环进行操作的内燃机中)，将燃烧指数MFB50(已燃量百分比为50％)作为控制量使用，燃烧指数MFB50代表气缸内已燃燃料量为50％时的曲柄转角。实际上，在可控混合物点燃式内燃机中，燃烧启动的瞬间(即火花点火的发火花的瞬间)是确定并精确获知的，而且是通过借助于点火提前控制的发动机控制策略而预先选择的。

替代地，在混合物自燃式内燃机中(即在加有油或类似物并根据“狄塞尔”循环进行操作的内燃机中)，燃烧指数MFB50不作为控制量使用，因为对该燃烧指数MFB50进行有效(即有足够的精确性)、高效(即快速且无需使用过多计算量)、且花费经济(即相对于常见的那些内燃机无需安装附加部件)的估算相当困难。

目前，使用能够直接测量气缸内压力的压力传感器来确定燃烧指数MFB50；然而，这种压力传感器非常昂贵并且表现为受时间影响可靠性有限，因而仅仅适合于实验室测试而不适合在标准生产的汽车上大量使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于对混合物自燃式内燃机的气缸中已燃燃料量为50％时的曲柄转角进行有效、高效且花费经济的估算的方法。

根据本发明，提供了一种用于估算混合物自燃式内燃机的气缸中已燃燃料量为50％时的曲柄转角方法，内燃机设置有传动轴，传动轴耦接到具有N个齿的音轮；所述方法包括以下步骤：

读取音轮的每个齿从传感器前面经过的情况；

确定在音轮的每个齿事件发生时的传动轴的角速度；

通过对所述传动轴的角速度进行频率分析来确定至少一个速度信号谐函数，所述速度信号谐函数由自身的模和自身的相位来表征；

确定传动的反力学模型，该模型表示在频域中内燃机的转矩和角速度的傅立叶变换之间的关系；

通过将传动的反力学模型运用到速度信号谐函数来确定至少一个转矩谐函数，所述转矩谐函数由自身的模和自身的相位所表征；

确定燃烧指数与第n转矩谐函数的相位之间关系的第一代数函数；以及

通过将第一代数函数运用到第n转矩谐函数来确定燃烧指数。

本发明还提供一种用于确定在具有N个齿的音轮的每个齿事件发生时的内燃机的传动轴的角速度的方法；所述方法包括以下步骤：

检测每个齿的角位移幅值；

检测每个齿的时间；以及

根据相应的角位移幅值和时间来确定每个齿的原始角速度；

所述方法的特征在于，其包括进一步的步骤：

确定用于每个齿的补偿值，所述补偿值表示所述齿的实际角位移幅值和所述齿的理论角位移幅值之间的差值；以及

通过由相应的补偿值校正所述原始角速度来确定每个齿的角速度。

附图说明

现在将参考示出本发明的非限定性实施方式的附图来描述本发明，附图中：

图1是设置有执行本发明估算方法目标的控制单元的内燃机的简图；和

图2是示出图1中用于估算燃烧指数MFB50的控制单元操作的方框图。

具体实施方式

在图1中，附图标记1总体标示加有油(即根据预期混合物自燃的狄塞尔循环进行操作)并安装在道路车辆(未示出)上的内燃机，车辆设置有用于将由内燃机1产生的转矩传递到地面的传动路线(未示出)。内燃机1包括四个气缸2，每个气缸容纳相应的活塞3，活塞3借助于连杆以机械方式连接到传动轴4，用于将由气缸2内的燃烧所产生的力传递到传动轴4本身。

设置有N个(例如60个)齿6的音轮5键连接到传动轴4上并耦接到传感器7，传感器适于检测经过两个连续的齿6的过程中所耗用的时间。除一对齿6外，音轮5的齿6等距离间隔开，这一对齿6以比其它齿6更大的距离相互布置以便组成允许准确识别每个齿6进而准确识别音轮5(即传动轴4)的角位置的奇点。发动机1还包括连接到传感器7的控制单元8，控制单元8适于估算每个气缸2的相应燃烧指数MFB50(已燃量百分比为50％)，燃烧指数MFB50表示气缸2内已燃燃料量为50％时的曲柄转角。