用于估计进气歧管中的压力的方法与流程

1.本发明涉及一种估计进气歧管中的压力的方法。在内部燃烧引擎中，获知该压力可以尤其允许补偿其变化，以便更好地控制喷射到所述歧管中的燃料的数量。本发明更特别地适用于具有小进气歧管体积的间接喷射引擎。


背景技术：

2.传统上，燃烧引擎的进气系统包括节流主体，其允许调节气体流量以用于供应与一个或多个燃烧缸流体连通的进气歧管。活塞在每个燃烧缸中以平动方式受引导。
3.特别是，在被称为间接喷射燃烧引擎的燃烧引擎的情况下，在进气歧管处执行用于燃烧的空气-燃料混合。
4.在这方面，预备燃料喷射器，其喷射端部被部署在进气歧管中，以便如上面解释那样直接在进气歧管处喷射燃料，混合物然后被经由一个或多个进气阀的打开并且经由活塞在其缸中的向下运动而吸入到燃烧室中。
5.对于允许燃烧缸中的最佳燃烧而言，空气-燃料混合物的比例是决定性的。特别是，为了经由喷射器输送给定数量的燃料，必需获知所述喷射器的瞬时流量，以便能够适配其喷射时间(对应于喷射器的打开与关闭所间隔开的时间的)。瞬时流量除了其它方面之外尤其取决于喷射器中的燃料的压力和喷射器的下游的压力之间存在的压力差异。后者对应于喷射器的端部处的压力并且因此其对应于进气歧管处的压力。在引擎循环期间，特别是当进气歧管的体积小时，该压力或多或少显著地改变。
6.实际上，理解的是，进气歧管的体积越大，由关联于与进气歧管流体连通的燃烧缸的一个或多个进气阀的打开所带来的负压力就越小。
7.具有小进气歧管体积的燃烧引擎装备于例如割草机、踏板车、摩托车中。
8.在这种情况下，进气歧管中的压力取决于大气压力、曲轴角位置、引擎转速和引擎负载。
9.有利的是，能够根据所述歧管中的十分少的压力采集估计进气歧管中的压力。实际上，这允许应对系统的实时需求，也就是说，在引擎循环期间采集并且处理压力数据所要求的受限制的时间。这还允许延长传感器的寿命并且减少与存储来自传感器的测量关联的存储器，这还减少材料成本并且尤其是减少感应电子器件成本。
10.此外有利的是，能够在引擎循环的每个喷射时刻估计该压力，以能够确定在喷射器应该喷射时的时刻喷射器的瞬时流量，并且因此由此推断用于所述喷射器的喷射时间。这尤其允许在缸中执行良好的燃烧并且减少污染物的排放。在未被安装在机动车辆中的引擎的情形下，喷射器的喷射时间一般是通过从以下两种方法当中选取的方法来校正的。
11.第一种方法在于：基于与引擎的参考工作点关联的进气歧管中的压力值的表评估用于当前引擎工作点的进气歧管中的压力。然而，歧管中的压力值的表仅包括引擎的少数参考工作点，并且故此，对应于最接近引擎的当前工作点的参考工作点处的压力的所评估的压力不太准确。在这方面，该方法于是提出：人为地修改进气歧管的入口处计算的气体流
量，以用于根据该气体流量喷射更多或更少的燃料，以便减少进气歧管中的实际压力和基于最接近的工作点所评估的压力之间存在的压力的差异。该方法并不令人满意，因为关于引擎的少量工作点的值的使用和作为补偿工具所计算的气体流量的修改很不准确，这造成进气歧管中的压力往往被低估。
12.第二种方法在于基于进气歧管中的压力的平均值的计算校正进气歧管中的压力。前者是在引擎循环期间从进气歧管中的压力的多个采集获得的。然而，该方法仅当在同一引擎循环期间歧管中的压力波动不大时才是有关的。其因此对于具有小进气歧管体积的引擎而言是不相关的。
13.特别是，在90
°
v双缸割草机引擎中使用第一种方法导致对进气歧管中的压力的从0至340mbar的低估，而使用第二种方法导致对进气歧管中的压力的从0至330mbar的高估。因此，对于允许正确估计进气歧管中的压力而已这两种方法的任何一种都不令人满意。
14.此外，这两种方法的任何一种都不适配于考虑在同一循环过程中从一个缸到另一缸的不同压力变化，例如对于v缸引擎，尤其是90
°
(或不同于180
°
的另外的角度)v双缸引擎而已情况如此。


技术实现要素：

15.本公开的第一目的因此是提出一种用于估计燃烧引擎的进气歧管中的压力的方法。
16.本公开的第二目的在于独立于引擎负载获得进气歧管中的压力的准确估计，并且即使在引擎循环过程中压力在歧管中显著地改变也如此。
17.本公开的第三目的在于在引擎循环期间基于传感器进行的少量采集来获得该估计。
18.本公开的第四目的是提供一种考虑从引擎(如90
°
v双缸引擎)中的一个缸到另一缸的压力变化的差异的方法。
19.本公开的第五目的在于提出如下的方法：根据通过实现用于估计进气歧管中的压力的方法获得的进气歧管中的压力的估计，校正喷射到进气歧管中的燃料的数量。
20.于此，本公开提出一种用于估计间接喷射燃烧引擎的进气歧管中的压力的方法，包括：压力传感器测量进气歧管中的压力，进气歧管与燃烧缸处于流体连通，活塞在所述燃烧缸中以平动方式受引导并且连接到旋转曲轴，
21.所述方法特征在于，其包括以下步骤：
[0022]-由压力传感器测量实质上对应于在引擎的先前循环期间进气歧管中的最大压力的最大压力值，
[0023]-由压力传感器测量实质上对应于在引擎的先前循环期间进气歧管中的最小压力的最小压力值，
[0024]-根据曲轴角位置并且根据引擎转速确定预先计算的平均压力校正因子，以及
[0025]-根据平均校正因子并且根据最小压力值和最大压力值估计针对当前引擎循环的曲轴角位置的进气歧管中的压力。
[0026]
根据实施例，直接在燃烧缸的进气阶段之前的时刻执行最大压力值的测量，并且直接在燃烧缸的压缩阶段之前的时刻执行最小压力值的测量。
[0027]
根据实施例，根据包括均与引擎转速和所确定的角位置关联的多个平均校正因子的校正因子的表确定平均校正因子，
[0028]
并且平均校正因子的确定包括：在该表中选择与引擎转速关联并且与对应的角位置关联或者最接近引擎的当前转速和所确定的曲轴角位置的平均校正因子。
[0029]
根据实施例，针对所确定的引擎转速和针对所确定的角位置的平均校正因子等于具有相同的所确定的引擎转速和相同的所确定的角位置的校正因子的平均值，
[0030]
并且从下式获得校正因子：
[0031]
[数学式1]
[0032][0033]
其中fc对应于校正因子，
[0034]
pr对应于用于针对当前引擎循环确定的角位置的在进气歧管中的在测试台上测量的实际压力值，
[0035]
p
maxt
对应于先前引擎循环的测试台上的进气歧管的最大压力值，并且
[0036]
p
mint
对应于先前引擎循环的测试台上的进气歧管的最小压力值。
[0037]
根据实施例，进气歧管中的压力的估计包括使用下式：
[0038]
[数学式2]
[0039]
p
col
＝p
max
+(p
min-p
max
)
×fac
[0040]
其中p
col
对应于针对曲轴角位置的引擎的当前循环的进气歧管中的压力，
[0041]
p
max
对应于在测量步骤过程中测量的并且在当前循环之前的引擎循环的最大压力值，
[0042]
p
min
对应于在测量步骤过程中测量的并且在当前循环之前的引擎循环的进气歧管中的最小压力值，并且
[0043]fac
对应于针对在确定步骤期间确定的曲轴角位置的平均校正因子。
[0044]
根据实施例，进气歧管与多个燃烧缸处于流体连通，
[0045]
针对每个燃烧缸实现压力值的测量的步骤，
[0046]
方法包括计算平均最小压力值的附加步骤，并且
[0047]
在估计进气歧管中的压力中使用平均最小压力值而不是最小压力。
[0048]
本公开提出一种用于校正间接喷射引擎的所喷射的燃料的数量的方法，包括：压力传感器测量进气歧管中的压力，进气歧管与燃烧缸处于流体连通，活塞在燃烧缸中以平动方式受引导并且连接到旋转曲轴，引擎还包括喷射器，其端部被部署在进气歧管中，方法包括以下步骤：
[0049]-通过针对在喷射器的喷射的中间的曲轴角位置实现如上面提出的用于估计压力的方法来估计在进气歧管中的喷射的中间的压力，
[0050]-根据进气歧管中的压力和喷射器中的燃料的压力确定在喷射的中间时刻喷射器的瞬时流量，
[0051]-根据在喷射的中间时刻喷射器的瞬时流量来修改其喷射时间。
[0052]
本公开提出了一种计算机程序产品，其包括代码指令，代码指令用于实现如以上详细描述的方法的步骤。
[0053]
本公开提出了一种适配于控制间接喷射引擎的计算机，间接喷射引擎包括压力传感器，其测量进气歧管中的压力，进气歧管与燃烧缸处于流体连通，活塞在燃烧缸中以平动方式受引导并且连接到旋转曲轴，引擎还包括喷射器，其端部被部署在进气歧管中，该计算机还适配于控制实现如前面描述那样的方法的步骤。
[0054]
最后，本公开提出了一种间接喷射引擎，包括：压力传感器，其测量进气歧管中的压力，进气歧管与燃烧缸处于流体连通，活塞在燃烧缸中以平动方式受引导并且连接到旋转曲轴，引擎还包括喷射器，其端部被部署在进气歧管中；以及被适配为控制实现如上面描述的方法的步骤的计算机。
[0055]
根据本发明提出的方法因此允许每一引擎循环以非常少的采集估计进气歧管中的压力。在这种情况下，每一引擎循环只需要最小压力值的一个采集和最大压力值(一般对应于环境压力)的另一个采集，这尤其允许适配于系统的实时约束，并且特别适配于在引擎循环期间采集和处理压力测量所要求的时间。这还允许增加传感器的寿命。
[0056]
此外，由于使用仅与引擎转速和曲轴角位置关联的平均校正因子的表，使得进气歧管中的压力的估计独立于引擎负载得以呈现。
[0057]
与基于平均值的已知方法不同，方法还使得对于进气歧管中的压力的大的变化是鲁棒的，因为其允许在整个引擎循环上并且尤其是在曲轴的整个角范围上估计进气歧管中的压力。在这种配置中，方法允许针对不同的引擎几何形状并且尤其是针对其中缸之间存在特定相移——其带来进气歧管中的不同的压力变化——的v缸引擎估计进气歧管中的压力。
[0058]
这种对进气歧管中的压力的估计尤其可以用于喷射时刻以便计算输送喷射的喷射器的瞬时流量，这最终允许通过估计喷射时间计算喷射的燃料的数量，并且因此在限制污染物的排放的同时优化引擎的效率。这是用于估计对所喷射的燃料的数量的校正的方法的目的。
附图说明
[0059]
其它的特征、细节和优点将在阅读以下详细描述和分析随附附图时变得显而易见，在附图中：
[0060]
图1
[0061]
[图1]表示用于估计进气歧管中的压力的方法的实施例。
[0062]
图2
[0063]
[图2]表示其中可以实现估计方法的燃烧引擎的实施例。
[0064]
图3
[0065]
[图3]表示90
°
v双缸引擎的进气歧管中的压力的变化。
[0066]
图4
[0067]
[图4]表示两个示图，每个都在横坐标轴上示出在引擎循环期间的曲轴角位置并且在纵坐标轴上示出校正因子值。
[0068]
更准确地，左侧线图针对给定的引擎转速表示多个校正因子曲线，每个曲线表示不同的引擎负载。至于右侧线图，其表示针对左侧线图中的给定引擎转速的平均校正因子曲线并且对应于左侧线图的校正因子曲线的平均。
[0069]
图5
[0070]
[图5]表示用于估计由喷射器喷射到进气歧管中的燃料的数量的校正的方法。
具体实施方式
[0071]
现在参照[图2]，图2以非穷举方式示出间接喷射燃烧引擎1(以下由术语引擎1表明)，其用于实现参照[图1]描述的用于估计进气歧管中的压力的方法。
[0072]
引擎1因此包括进气歧管2，其经由与每个燃烧缸3关联的一个或多个进气阀7与一个或多个燃烧缸3处于流体连通。在这种情况下，当与燃烧缸3关联的一个或多个进气阀7打开时，在进气歧管2和燃烧缸3之间存在有效流体连通。节流主体9也被表示，并且被用于按照相应一个或多个阀7的位置调节进气歧管2的供应气体流量，并且通过延伸调节注入到一个或多个燃烧缸3的气体流量。
[0073]
在申请的其余部分中以非限制性的方式并且为了有利于阅读，将考虑每个燃烧缸3与单个进气阀7关联，虽然其可以包括多个进气阀。
[0074]
在所图示的实施方式中，进气歧管2与两个燃烧缸3处于连通。用于估计进气歧管中的压力的方法特别是适配用于被实现在v双缸引擎(例如，90
°
v双缸引擎)中。
[0075]
在每个燃烧缸3中，活塞5以平动方式受引导并且通过连杆6连接到曲轴8。
[0076]
引擎1包括喷射器10，其具有喷射器端部，喷射器端部允许其在进气歧管2处喷射燃料。其还包括适配于测量进气歧管2中的压力的压力传感器4。此外其可以包括用于控制实现[图1]中示出的用于估计进气收集器2中的压力的方法的计算机(未表示)。计算机因此包括存储用于实现该方法的代码指令的存储器。有利地，准许控制实现该方法的计算机是引擎控制单元。当然，可以设想适配于控制该实现的任何其它计算机。
[0077]
在这种情况下，进气歧管2中的压力取决于前者包含的空气的数量。例如，在燃烧缸3中的进气阶段a1期间，空气从进气歧管2朝向燃烧缸3的转移在进气歧管2中带来负压力。该负压力被表示在[图3]中，其中曲线表示根据在多个引擎循环上的时间的在进气歧管中的实际压力pr的改变。其涉及在测试台上测量的90
°
v双缸引擎中的压力的改变。此外，标记an对应于不同的进气阶段。
[0078]
理解的是，进气歧管2的体积越大，在进气阶段an期间观察到的负压力就越小，因为与歧管的总体积相比，经过进气歧管2朝向燃烧缸3的体积将是小的。相比之下，对于具有带有小体积的进气歧管2的引擎(典型地，v双缸引擎，并且尤其是90
°
v双缸引擎)而言，在进气阶段an期间在进气歧管2中观察到的负压力将是大的。
[0079]
此外，当引擎1的缸皆未处于进气阶段中时，也就是说，当引擎1处于两个进气阶段a
n-a
n+1
之间时，如果两个进气a
n-a
n+1
间隔开的时间间隙是足够的，则进气歧管2中的压力逐渐上升，以达到实质上等于大气压力的最大值。实际上，由于进气歧管2中的负压力是由空气从进气歧管2朝向燃烧缸3的通过引起的，并且因此由进气歧管2中的空气的数量的减少引起的，因此理解的是，当空气不再从进气歧管2朝向燃烧缸3经过并且空气经由受节流9调节的进入气体流量进入到进气歧管2中时，进气歧管中的空气的数量再次逐渐增加。故此，进气歧管2中的压力逐渐上升，直到达到对应于进入气体流量的压力的最大压力值，也就是说，如果两个相继的进气a
n-a
n+1
之间的时间间隙是足够的，则达到大气压力。当两个相继的进气a
n-a
n+1
之间的时间不是足够的时，进气a
n+1
之前的压力上升到位于由进气an引发的负压
力之后其具有的值与对应于大气压力的最大值之间的中间值。
[0080]
现在参照[图1]描述用于估计进气歧管2中的压力的方法的实施例。
[0081]
用于估计进气歧管2中的压力的方法因此包括第一步骤110：由压力传感器4测量实质上对应于在燃烧引擎的循环期间进气歧管2中的最大压力的最大压力值p
max
。
[0082]
本领域技术人员熟悉允许检测相对的压力最小值和最大值的压力传感器。在这种情况下，压力传感器4有利地是该类型的压力传感器，并且压力测量是对于对应于在引擎循环上的绝对压力最大值的在引擎循环上的压力最大值执行的。
[0083]
在不能够检测相对的压力极值的压力传感器4的情况下，有利地在直接在燃烧缸3的进气阶段an的之前的时刻执行压力值p
max
的测量。
[0084]
实际上，如上面解释那样，在燃烧缸3的进气阶段期间，也就是说，当燃烧缸3的进气阀7打开并且活塞5在燃烧缸3中下降时，来自进气歧管2的空气被引入到燃烧缸3中，并且因此，在进气歧管2中观察到负压力。换言之，空气从进气歧管2朝向燃烧缸3的转移在进气歧管2中带来负压力。于此，直接在燃烧缸3的进气阶段an之前的时刻对应于进气歧管2中的压力最大值。
[0085]
根据引擎的型号，这将涉及绝对或相对的压力最大值。实际上，当引擎1包括与仅一个燃烧缸3处于流体连通的进气歧管2时，其涉及绝对压力最大值，因为进气歧管2中的负压力每一引擎循环将仅发生一次。
[0086]
另一方面，当引擎1包括与多个燃烧缸3处于流体连通的进气歧管2时，在引擎循环期间，存在与燃烧缸3同样多的进气阶段an。在这种意义上，在进气歧管2中观察到与燃烧缸3同样多的负压力。在具有被称为“直列”或“扁平”的配置的引擎中，这对可以在引擎循环的每个燃烧缸3的进气阶段an之前测量的最大压力值p
max
的测量仅具有很小影响，因为这些测量中的每个将给出实质上相同的结果。相比之下，在本文档的其余部分中被称为“相移”引擎的其它引擎配置中，给定燃烧缸3的进气阶段an之前的压力测量的值p
max
将与在同一引擎循环期间另一燃烧缸3的另一进气阶段a
n+k
之前的压力测量的值p
max
显著不同。在[图3]中很好地图示了这种现象，其中图3清楚地表示，在不同的进气阶段an之前，进气歧管2中的实际压力pr的最大值处的值并不相同。因此在[图3]中表示了在多个相继的引擎循环上的对应于进气歧管2中在第一燃烧缸3中的进气阶段an之前的最大压力的最大压力值p
maxc1
和对应于歧管中在第二燃烧缸3中的进气阶段a
n+1
之前的最大压力的另一最大压力值p
maxc2
。
[0087]
特别是，在第一缸中的进气阶段an之前的最大压力值p
maxc1
大于在第二缸中的进气阶段a
n+1
之前的最大压力值p
maxc2
。实际上，在90
°
v双缸引擎中，引擎的几何形状使得两个相继的进气阶段a1(第一燃烧缸中的进气)和a2(第二燃烧缸中的进气)之间的持续时间t
12
与随后的相继的进气阶段a2(第二燃烧缸中的进气)和a3(随后的引擎循环的第一燃烧缸中的进气)之间的持续时间t
23
之间存在差异。这种差异归因于曲轴8在阶段a
1-a2和阶段a
2-a3之间的不同的角位移。“相移”引擎因被此定义为这样的引擎：对其而言进气歧管2与多个燃烧缸3处于流体连通并且对其而言曲轴8的角位移在两个相继的不同的燃烧缸中执行的引擎循环的两个相同阶段之间是不同的。换言之，一旦曲轴的角位移在a
n-1
和an之间以及在an和a
n+1
之间不是相同的，就涉及被称为“相移”的引擎。
[0088]
例如，在90
°
v双缸引擎——其进气歧管中的实际压力pr的曲线被表示在[图3]中——的情况下，如果考虑当曲轴8位于0
°
crk处时在第一缸3中执行进气阶段a1，则当曲轴
8将位于270
°
crk(360-90，由于引擎的几何形状)处时将执行第二缸3中的进气阶段a2。单位
°
crk表示曲轴8的角位置，对于4冲程引擎而言在每个引擎循环中其在0和720
°
crk之间变化。曲轴8因此已经在引擎的第一燃烧缸3中的进气a1和第二燃烧缸3中的进气a2之间经历了270
°
crk。
[0089]
如果现在关注于曲轴8在270
°
crk在当前引擎循环的第二缸3中的进气a2和随后的引擎循环的第一缸3中的进气a3之间的位移，则知道的是在当前循环的720
°
crk(等同于随后的引擎循环的0
°
crk)处执行该进气a3，因为这是新引擎循环的开始。曲轴8因此已经在第二缸3中的进气a2和第一缸3中的进气a3之间经历了450
°
crk(720-270)。曲轴8的角位移因此在90
°
v双缸引擎的两个进气a1和a2(270
°
crk)以及两个进气a2和a3(450
°
crk)之间不是相等的。因此存在曲轴8的在不同燃烧缸3中的引擎的两个相同阶段之间的“角偏移”，角偏移表明如下事实：在不同燃烧缸3中执行的引擎循环的两个相同阶段之间，曲轴8未执行相同的角位移。针对其燃烧缸3未以被称为“直列”或“扁平”的配置部署的所有引擎(也就是说，针对前面已经介绍的“相移”引擎)观察到角偏移的现象。
[0090]
在此程度上，理解的是，进气a1和进气a2所间隔开的时间间隙t12与进气a2和进气a3所间隔开的时间间隙t
23
不对应于相同值，因为曲轴8的角位移不相同。时间间隙t
12
因此比时间间隙t
23
短，如在[图3]中图示那样。然而，前面已经解释，进气歧管2中的压力在两个相继的进气阶段之间上升，并且因此其在持续时间t
12
和t
23
期间上升。在图3中的示例中，持续时间t
23
比持续时间t
12
长。进气歧管2中的压力因此在持续时间t
23
期间以更显著的方式上升，并且正是出于该原因，压力值p
maxc1
比压力值p
maxc2
大。
[0091]
因此理解的是，当涉及“相移”引擎时，使用平均值作为用于估计进气歧管中的压力的值对于校正喷射器10的喷射时间而言是完全无关的。实际上，[图3]中很好地表示了在第一燃烧缸3中的喷射的时候进气歧管2中的压力值与第二燃烧缸3中的喷射时的歧管中的压力值完全不同。选取引擎循环的进气歧管中的平均压力值用于校正燃烧缸3中的喷射器10的喷射时间因此不允许适配于如上面描述的针对90
°
v双缸引擎并且更一般地针对所有“相移”引擎的情况。
[0092]
上面已经提出90
°
v双缸引擎的情况，但是同样理解的是，一旦进气歧管2中的压力关于其小的体积很大地波动，不包括“角偏移”的单缸或双缸引擎中的平均值也同样不太准确。特别是，对于给定的喷射时刻而言，可能的是：进气歧管2中的平均压力根本不对应于在该时刻的实际压力。在这种情况下，进气歧管2中的压力的估计的误差影响喷射器10的估计的瞬时流量，于是影响喷射器的喷射时间，并且最终影响喷射到进气歧管2中的燃料的数量。所喷射的燃料的不太准确的数量尤其可能导致污染物的排放的增加和缸中的不良燃烧。
[0093]
回到值p
max
的测量，在其中引擎1是“相移”引擎的实施例中，有利地在直接在对应于直接在引擎循环中的两个相继的进气阶段a
n-a
n+1
之间的曲轴的最大位移之后的进气an的燃烧缸3的进气阶段an之前的时刻执行压力值p
max
的测量。这允许在引擎循环中获得绝对最大压力值。在我们的[图3]中的示例中，压力值p
max
因此等于每个引擎循环中的压力值p
maxc1
。
[0094]
该第一步骤因此允许获得当前引擎循环中的最大压力值p
max
，该值随后将被用于评估随后的引擎循环的进气歧管2中的压力。
[0095]
方法于是包括第二步骤120：由压力传感器4测量实质上对应于在引擎的循环期间
进气歧管2中的最小压力的最小压力值p
min
。
[0096]
在不能够检测相对的压力极值的压力传感器4的情况下，有利地在直接在燃烧缸3的压缩阶段之前的时刻执行最小压力值p
min
的测量120。压缩阶段是在进气阶段之后的阶段，进气歧管2中的最小压力值p
min
因此是在燃烧缸3的进气阶段的最后测量的。实际上，贯穿进气阶段，空气从进气歧管2朝向燃烧缸3经过，并且自此，进气歧管2中观察到的负压力在进气阶段的结束时处于其最大值，因为最大数量的空气已经经过进气歧管2去往燃烧缸3。
[0097]
在其中进气歧管2与多个燃烧缸3处于流体连通的情况下，可以以与燃烧缸3同样多的次数实现该步骤，以便在引擎循环期间具有多个压力值p
min
。实际上，恰如针对引擎循环中进气歧管2中的压力最大值那样，对于“相移”引擎而言压力最小值在引擎循环过程中可能显著不同。例如，在[图3]中表示的90
°
v双缸引擎的情况下，图示出对应于引擎的第一燃烧缸3中的空气进气阶段a1之后的引擎循环的压力最小值的第一最小压力值p
minc1
。还图示出对应于引擎的第二燃烧缸3中的空气进气阶段a2之后的另一压力最小值的第二最小压力值p
minc2
。压力值p
minc2
显著小于压力值p
minc1
，因为由于90
°
v双缸引擎的几何形状，在进气a1之后进气歧管2中的压力尚未上升到在所述进气a1之前其具有的值。由此，在进气a2期间，压力再次下降到低于最小压力值p
minc1
的水平。
[0098]
在包括多个燃烧缸3的实施例中，计算(125)平均最小压力值p
amin
的可选的附加步骤可以是由计算机例如通过计算在引擎的循环期间由压力传感器4测量的压力值p
min
中的全部或一部分的平均值实现的。因此，在90
°
v双缸引擎的情形下，平均最小压力值p
amin
可以等于最小压力p
minc1
和p
minc2
的和除以2。仅当先前已经在我们将在后面返回的校正因子fc的计算期间实现类似步骤时实现该计算步骤125。
[0099]
在介绍中已经说明，进气歧管2中的压力取决于曲轴8的角位置、引擎1的引擎转速n和引擎负载。在这种情况下，引擎循环的值p
min
(或p
amin
)和p
max
在方法的其余部分用于确定随后的引擎循环的进气歧管2中的压力。实际上，这些是相关的值，因为引擎转速n和引擎负载在两个相继的引擎循环之间实质上相同。以这种方式，该方法允许通过简单地采集先前的引擎循环的一个或多个最小压力值p
min
和最大压力值p
max
估计当前的引擎循环的进气歧管2中的压力，而无需其它采集。
[0100]
特别是，用于估计进气歧管中的压力的方法允许根据在方法的执行期间测量的压力值p
min
(或p
amin
，如果需要的话)和p
max
取得在测试台上获得的进气歧管2的实际压力pr(对于90
°
v双缸引擎而言，如在[图3]中图示的那样)。测试台上测量的歧管的该实际压力pr将被认为是在方法的执行期间进气歧管2中的当前压力。因此在随后的步骤中问题在于：使在方法的执行期间(并且因此在引擎的当前操作期间)采集的值p
min
(或p
amin
)和p
max
与测试台上测量的实际压力pr的曲线关联。
[0101]
于此，方法包括第三步骤130：基于所确定的曲轴角位置v
°
crk和引擎转速n确定平均压力校正因子f
ac
。曲轴角位置v
°
crk在引擎(四冲程引擎)的每个循环中在0和720
°
crk之间变化。引擎转速n是在特定时间内引擎进行的圈数，其一般以每分钟旋转(rpm)来表示，并且正是该单位将用于在后面将详细描述的等式。
[0102]
平均校正因子f
ac
允许基于在先前的引擎循环的过程中采集的一个或多个最小压力p
min
和最大压力p
max
估计当前引擎循环中的进气歧管2中的压力p
col
。压力p
col
表明在实现
方法的时候进气歧管2中的所估计的压力，而压力pr表明测试台上的进气歧管2中观察到的压力。
[0103]
平均校正因子f
ac
是在实现方法之前在测试台上计算的，并且既取决于引擎转速n又取决于曲轴角度v
°
crk。其因此与所确定的引擎转速n和所确定的曲轴角位置v
°
crk关联。其可以被存储在适配于控制方法的实现的计算机的存储器中或该计算机所访问的任何其它存储器中。事实上，存储器包括可以例如被包括在平均校正因子的表t
fac
中的一组平均校正因子f
ac
，其中每个平均校正因子f
ac
与曲轴角位置v
°
crk并且与引擎转速n关联，以便在方法的执行期间具有对应于引擎的当前操作(并且特别是对应于当前引擎转速n)的平均校正因子f
ac
。平均校正因子的表t
fac
优选地直接存储在控制方法的实现的计算机的存储器中。
[0104]
有利地，确定(130)平均校正因子f
ac
对应于：在平均校正因子的表t
fac
中选择与在使用方法期间最接近当前引擎转速n的引擎转速n关联并且与最接近所确定的曲轴角位置v
°
crk的曲轴角位置v
°
crk关联的平均校正因子f
ac
。
[0105]
在开发用于估计进气歧管中的压力的方法的其余部分之前，以下提出允许针对所确定的引擎转速n计算与曲轴角位置v
°
crk关联的平均校正因子f
ac
的实施例。对于构造平均校正因子的表t
fac
而言，将仅涉及使曲轴角位置v
°
crk和/或所确定的引擎转速n变化。
[0106]
因此，针对所确定的引擎转速n并且针对所确定的曲轴角位置v
°
crk，在能够获得平均校正因子f
ac
之前以中介方式计算校正因子fc。该校正因子fc还取决于引擎负载参数，这意味着，针对所确定的曲轴角位置v
°
crk以及针对所确定的引擎转速n，存在多个校正因子fc，每个校正因子fc也与引擎负载值关联。
[0107]
因此，基于下式计算校正因子fc：
[0108]
[数学式3]
[0109][0110]
其中fc对应于校正因子，
[0111]
pr对应于用于针对当前引擎循环确定的曲轴角位置v
°
crk的在进气歧管中的在测试台上测量的实际压力值，
[0112]
p
maxt
对应于先前的引擎循环的测试台上的进气歧管的最大压力值，并且
[0113]
p
mint
对应于先前的引擎循环的测试台上的进气歧管的最小压力值。
[0114]
针对与在后面方法将被实现于其上的燃烧引擎相同类型(相同性质)的燃烧引擎——也就是说，其进气歧管2具有实质上相同的体积、与相同数目的(多个)燃烧缸3处于流体连通并且如果需要的话其中存在相同的曲轴“角偏移”的燃烧引擎——测量压力值(pr、p
maxt
、p
mint
)。
[0115]
有利地，压力值p
maxt
和一个或多个压力值p
mint
实质上是在与实现方法期间它们要被针对于其测量的曲轴角位置v
°
crk相同的曲轴角位置v
°
crk处测量的。
[0116]
此外，当在方法期间实现附加的计算步骤125时，也就是说，在其中存在在先前的引擎循环过程中测量的多个压力值p
min
的情况下，计算校正因子fc的值p
mint
被由对应于在测试台上先前的循环中所确定的值p
mint
中的全部或一部分的平均值的最小平均值p
amint
替代。当然，以相同方式计算在方法的执行期间确定的最小平均值p
amin
和在测试台上确定的最小平均值p
amint
。也就是说，如果基于一组燃烧缸的最小值p
mint
计算允许计算校正因子fc的最
小平均值p
amint
，则方法的步骤125将对应于用于针对一组燃烧缸3测量的最小值p
min
的相同的计算。
[0117]
在这种情况下，因此基于下式计算校正因子fc：
[0118]
[数学式4]
[0119][0120]
其中fc对应于校正因子，
[0121]
pr对应于用于针对当前引擎循环确定的曲轴角位置v
°
crk的在进气歧管中的在测试台上测量的实际压力值，
[0122]
p
maxt
对应于先前的引擎循环的测试台上的进气歧管的最大压力值，并且
[0123]
p
amint
对应于从先前的引擎循环的在测试台上测量的最小压力值p
mint
中的全部或一部分获得的平均最小压力值。
[0124]
校正因子fc因此对应于针对所确定的引擎转速n并且针对所确定的引擎负载将在测试台上在进气歧管中观察到的实际压力pr以及在测试台上在进气歧管2中测量的最小压力值p
mint
(或p
amint
，如果需要的话)和最大压力值p
maxt
关联的因子。
[0125]
对于获得平均校正因子f
ac
而言于是涉及：对与针对(被针对引擎的不同负载值确定的)引擎转速n确定的曲轴角位置v
°
crk关联的校正因子fc取平均。与针对所确定的引擎转速n确定的曲轴角位置v
°
crk关联的平均校正因子f
ac
因此相对于校正因子fc摆脱了引擎负载参数。
[0126]
在[图4]的左侧线图中表示了针对所确定的引擎转速n的多个校正因子fc的示例。线图的横坐标轴对应于在引擎循环期间不同的曲轴角位置v
°
crk，而纵坐标轴对应于校正因子fc的值。左侧线图中的每个曲线因此包括多个校正因子fc，其表示针对在引擎循环中在每个曲轴角位置v
°
crk确定的引擎负载值计算的校正因子fc的值。
[0127]
基于这些校正因子fc的值，因此能够通过使用平均值来针对所确定的引擎转速n根据曲轴角位置v
°
crk确定平均校正因子f
ac
的曲线。这是[图4]中的右侧线图的对象。在纵坐标上取得平均校正因子f
ac
的值，并且在横坐标上取得不同的曲轴角位置v
°
crk。平均校正因子f
ac
的曲线因此对应于针对在整个曲轴角范围v
°
crk上确定的引擎转速n计算的校正因子fc的平均值。换言之，右侧线图中的曲线对应于与相应的引擎负载关联并且被表示在左侧线图中的校正因子fc的曲线的平均。再换言之，针对给定的角位置v
°
crk，平均校正因子f
ac
等于与针对不同的引擎负载值的该角位置v
°
crk关联的校正因子fc的平均。
[0128]
平均校正因子f
ac
因此对应于将当前引擎循环中在进气歧管中观察到的实际压力pr与针对所确定的引擎转速n在先前的引擎循环中在测试台上进气歧管2中所测量的一个或多个最小压力值p
mint
(或p
amint
)和最大压力值p
maxt
关联的因子。其相对于校正因子fc摆脱了引擎负载参数。
[0129]
此外，除了平均校正因子f
ac
允许摆脱引擎负载参数的事实之外，理解的是，平均校正因子的表t
fac
需要远小于包括所有校正因子fc的表的大小的存储器大小。特别是，两个存储器的大小之间存在的因子对应于在计算校正因子fc时考虑的引擎负载值的数目。
[0130]
回到参照[图1]提出的方法的执行，因此已经针对所确定的引擎转速n并且针对所确定的曲轴角位置v
°
crk确定了平均校正因子f
ac
。
[0131]
方法因此包括第四步骤140：针对所确定的曲轴角位置v
°
crk(对应于平均校正因子f
ac
的曲轴角位置v
°
crk)估计进气歧管2中的压力p
col
。
[0132]
基于在测量步骤110和120期间在先前的引擎循环期间测量的一个或多个最小压力值p
min
(p
amin
，如果需要的话)和最大压力值p
max
以及平均校正因子f
ac
来估计当前引擎循环的压力p
col
。
[0133]
实际上，一旦已经确定平均校正因子f
ac
——其使在测试台上测量的压力值p
mint
(或p
amint
)和p
maxt
与在测试台上测量的进气歧管2中的实际压力值pr之间相关，就能够估计针对当前引擎循环的角位置v
°
crk——其对应于在步骤130结束时确定的平均校正因子f
ac
的角位置v
°
crk——的在进气歧管2中的压力p
col
。因此涉及的是：使基于在测试台上测量的值p
mint
和p
maxt
并且基于在测试台上测量的实际压力pr预先计算的平均校正因子f
ac
与在方法的执行期间测量的压力值p
min
和p
max
关联，以便取得进气歧管2的压力p
col
。
[0134]
特别是，可以基于下式估计进气歧管中的压力p
col
：
[0135]
[数学式5]
[0136]
p
col
＝p
max
+(p
min-p
max
)
×fac
[0137]
其中p
col
对应于针对当前引擎循环的所确定的曲轴角位置v
°
crk的在进气歧管中的压力，
[0138]
p
max
对应于在方法的步骤110期间测量的先前的引擎循环的最大压力值，
[0139]
p
min
对应于在方法的步骤120期间测量的先前的引擎循环的进气歧管中的最小压力值，并且
[0140]fac
对应于针对所确定的曲轴角位置v
°
crk在测试台上预先计算的平均校正因子。
[0141]
在其中实现计算平均最小压力值p
amin
的步骤125的实施例中，基于下式估计压力p
col
：
[0142]
[数学式6]
[0143]
p
col
＝p
max
+(p
amin-p
max
)
×fac
[0144]
其中p
col
对应于针对当前引擎循环的所确定的曲轴角位置v
°
crk的在进气歧管中的压力，
[0145]
p
max
对应于在方法的步骤110期间测量的先前的引擎循环的最大压力值，
[0146]
p
amin
对应于在方法的步骤125期间计算的平均最小压力值，并且
[0147]fac
对应于在测试台上针对所确定的曲轴角位置v
°
crk预先计算的平均校正因子。
[0148]
通过实现该方法，能够针对曲轴8的每个角位置确定在引擎的进气歧管2中的压力p
col
。换言之，因此能够针对曲轴8的每个角位置确定在喷射器10的端部的下游的压力。因此，只要知道曲轴8在给定时刻的角位置，就能够取得喷射器10在该时刻的瞬时流量。特别是，能够通过使用下式确定曲轴8在喷射器10的喷射的中间时刻t
mi
的角位置：
[0149]
[数学式7]
[0150][0151]
其中v
mi
对应于以
°
crk为单位的在喷射器10的喷射的中间的曲轴角位置，
[0152]vei
对应于以
°
crk为单位的在喷射器10的喷射结束时的曲轴角位置，
[0153]
ti对应于以ms为单位的喷射器10的喷射时间，并且
[0154]
n对应于引擎的每分钟圈数。
[0155]
该等式当然是以720
°
crk为模的，因为曲轴8在引擎循环期间执行两圈(四冲程引擎)。
[0156]
燃烧缸中在喷射结束时的曲轴角位置是已知的值。以相同的方式，喷射时间ti是已知的，并且项允许将其转换为对应于在喷射时间ti期间曲轴的位移的一半的曲轴角度。因此，从在喷射器10的喷射结束时的曲轴角位置v
ei
°
crk减去对应于在喷射期间曲轴8的位移的一半的角度，以便找出在时刻t
mi
在喷射器10的喷射的中间的曲轴8的角位置v
mi
°
crk。
[0157]
因此，通过使用本领域技术人员已知的方法，能够通过使用在先前的引擎循环的喷射的中间时刻t
mi
估计的压力p
col
来确定当前引擎循环的喷射器10的瞬时流量。
[0158]
现在参照[图5]描述用于校正由喷射器10喷射到进气歧管2中的燃料的数量的方法。
[0159]
方法包括第一步骤210：通过针对在喷射器10的喷射的中间的曲轴角位置v
mi
实现如上面描述的用于估计进气歧管中的压力的方法来估计在进气歧管2中的喷射的中间的压力p
col
。
[0160]
方法包括第二步骤220：基于进气歧管2中的压力p
col
以及喷射器10中的燃料的压力来确定在喷射的中间时刻t
mi
喷射器10的瞬时流量。
[0161]
由于基于进气歧管2中的压力值计算瞬时流量，因此通过该方法获得的压力p
col
的值比通过现有技术中提出的方法(尤其是基于平均值的方法)获得的压力值更准确，在该步骤结束时获得的瞬时流量因此自身是更准确的。
[0162]
最后，方法包括最终步骤230：根据在喷射的中间时刻t
mi
喷射器10的瞬时流量来修改喷射器10的喷射时间，以便校正由喷射器10喷射的燃料的数量。
[0163]
根据本发明的用于估计进气歧管中的压力的方法因此允许在歧管中的非常少的压力采集的情况下针对在所确定的引擎转速下的每个曲轴位置以准确方式估计进气歧管中的压力。特别是，最小压力的测量以及最大压力的测量就满足用于进行该估计，这除了其它方面之外还允许应对系统的实时需求，延长压力传感器的寿命并且减少与传感器关联的存储的存储器。
[0164]
在这种情况下，根据本发明的方法允许针对每个曲轴角位置估计进气歧管中的压力的事实允许即使当引擎中的压力变化在同一引擎循环过程中很大时也获得准确的压力估计。
[0165]
以相同的方式，能够针对每个曲轴角位置估计进气歧管中的压力允许将该方法用于不同的引擎几何形状并且尤其是用于“相移”引擎(如90
°
v双缸引擎)而不损失估计准确度。
[0166]
这样最后允许在燃料喷射的时候估计进气歧管中的压力，而不是以势必在该准确时刻十分远离进气歧管中的实际压力的平均压力值为基础。以此方式，用于估计歧管中的压力的方法也可以被用于校正所喷射的燃料的数量。实际上，如前面解释的那样，获得在喷射时刻进气歧管中的压力的准确估计允许获得在该时刻喷射器的准确的瞬时流量，并且因此允许通过根据喷射器的瞬时流量修改喷射器的喷射时间来校正燃料的数量。

技术特征：
1.一种用于估计间接喷射燃烧引擎(1)的进气歧管(2)中的压力(p
col
)的方法，包括：压力传感器(4)测量进气歧管(2)中的压力，进气歧管(2)与燃烧缸(3)处于流体连通，活塞(5)在燃烧缸(3)中以平动方式受引导并且连接到旋转曲轴(8)，所述方法特征在于，其包括以下步骤：-由压力传感器(4)测量(110)实质上对应于在引擎的先前的循环期间进气歧管(2)中的最大压力的最大压力值(p
max
)，-由压力传感器(4)测量(120)实质上对应于在引擎的先前的循环期间进气歧管(2)中的最小压力的最小压力值(p
min
)，-基于曲轴角位置(v
°
)以及引擎转速(n)确定(130)预先计算的压力的平均校正因子(f
ac
)，以及-基于平均校正因子(f
ac
)以及最小压力值(p
min
)和最大压力值(p
max
)估计(140)针对当前引擎循环的曲轴角位置(v℃rk)的在进气歧管(2)中的压力(p
col
)。2.如前述权利要求(3)所述的方法，其特征在于，在直接在燃烧缸(3)的进气阶段之前的时刻执行最大压力值(p
max
)的测量(110)，以及在直接在燃烧缸(3)的压缩阶段之前的时刻执行最小压力值(p
min
)的测量(120)。3.如前述权利要求中的任何一项所述的方法，其特征在于，基于包括均与引擎转速(n)和所确定的角位置(v
°
crk)关联的多个平均校正因子(f
ac
)的校正因子的表(t
fac
)确定平均校正因子(f
ac
)，以及平均校正因子(f
ac
)的确定(130)包括：在该表(t
fac
)中选择与引擎转速(n)关联并且与对应的角位置(v
°
crk)关联或者最接近引擎的当前转速(n)和所确定的曲轴角位置(v
°
crk)的平均校正因子(f
ac
)。4.如前述权利要求中的任何一项所述的方法，其特征在于，针对所确定的引擎转速(n)并且针对所确定的角位置(v
°
crk)的平均校正因子(f
ac
)等于具有相同的所确定的引擎转速(n)和相同的所确定的角位置(v
°
crk)的校正因子(f
c
)的平均值，以及根据下式获得校正因子(f
c
)：[数学式8]其中f
c
对应于校正因子，p
r
对应于用于针对当前引擎循环确定的角位置(v
°
crk)的在进气歧管中的测试台上测量的实际压力值，p
maxt
对应于先前引擎循环的测试台上的进气歧管的最大压力值，并且p
mim
对应于先前引擎循环的测试台上的进气歧管的最小压力值。5.如前述权利要求中的任何一项所述的方法，其特征在于，估计(140)进气歧管(2)中的压力p
col
包括使用下式：[数学式9]p
col
＝p
max
+(p
min-p
max
)
×
f
ac
其中p
col
对应于针对曲轴角位置(v
°
crk)的引擎的当前循环的进气歧管中的压力，p
max
对应于在测量步骤(110)过程中测量的并且在当前循环之前的引擎循环的最大压
力值，p
min
对应于在测量步骤(120)过程中测量的并且在当前循环之前的引擎循环的进气歧管中的最小压力值，并且f
ac
对应于针对在确定步骤(130)期间确定的曲轴角位置(v
°
crk)的平均校正因子。6.如前述权利要求中的任何一项所述的方法，其特征在于，进气歧管(2)与多个燃烧缸(3)处于流体连通，以及针对每个燃烧缸(3)实现测量(120)压力值(p
min
)的步骤，以及所述方法包括计算(125)平均最小压力值(p
amin
)的附加步骤，以及在进气歧管(2)中的压力的估计(140)中使用平均最小压力值(p
amin
)而不是所述最小压力(p
min
)。7.一种用于校正间接喷射引擎(1)的所喷射的燃料的数量的方法，包括：压力传感器(4)测量进气歧管(2)中的压力，进气歧管(2)与燃烧缸(3)处于流体连通，活塞(5)在燃烧缸(3)中以平动方式受引导并且连接到旋转曲轴(8)，引擎(1)还包括喷射器(10)，其端部被部署在进气歧管(2)中，所述方法特征在于其包括以下步骤：-通过针对在喷射器(10)的喷射的中间的曲轴角位置(v
mi
)实现如前述权利要求中的任何一项所述的用于估计压力的方法来估计(210)在进气歧管(2)中的喷射的中间的压力(p
col
)，-基于进气歧管(2)中的压力(p
col
)以及喷射器(10)中的燃料的压力来确定(220)在喷射的中间时刻(t
mi
)喷射器(10)的瞬时流量，-根据在喷射的中间时刻(t
mi
)喷射器(10)的瞬时流量修改(230)喷射器(10)的喷射时间。8.一种计算机程序产品，包括代码指令，代码指令被记录在计算机可读介质上，以用于当所述程序在计算机上运行时实现如前述权利要求中的任何一项所述的方法的步骤。9.一种适配于控制间接喷射引擎(1)的计算机，间接喷射引擎(1)包括压力传感器(4)，其测量进气歧管(2)中的压力，进气歧管(2)与燃烧缸(3)处于流体连通，活塞(5)在燃烧缸(3)中以平动方式受引导并且连接到旋转曲轴(8)，引擎(1)还包括喷射器(10)，其端部被部署在进气歧管(2)中，其特征在于，所述计算机还适配于控制实现如权利要求1至7中的任何一项所述的方法的步骤。10.一种间接喷射引擎(1)，包括压力传感器(4)，其测量进气歧管(2)中的压力，进气歧管(2)经由一个或多个进气阀(7)与燃烧缸(3)处于流体连通，活塞(5)在燃烧缸(3)中以平动方式受引导并且连接到旋转曲轴(8)，所述引擎(1)还包括喷射器(10)，其端部被部署在进气歧管(2)中，其特征在于所述引擎还包括如权利要求9所述的计算机。

技术总结
本发明涉及一种用于估计间接喷射燃烧引擎的进气歧管中的压力的方法，包括：压力传感器测量所述进气歧管中的压力，进气歧管与燃烧缸处于流体连通，活塞在燃烧缸中以平动方式受引导并且连接到旋转曲轴。所述方法包括以下步骤：-由压力传感器测量实质上对应于在引擎的先前的循环期间进气歧管中的最大压力的最大压力值，-由压力传感器测量实质上对应于在引擎的先前的循环期间进气歧管中的最小压力的最小压力值，-基于曲轴角位置以及引擎转速确定预先计算的压力的平均校正因子，以及-基于平均校正因子以及最小压力值和最大压力值估计针对当前引擎循环的曲轴角位置的在进气歧管中的压力。管中的压力。


技术研发人员：X
受保护的技术使用者：纬湃科技有限责任公司
技术研发日：2021.09.14
技术公布日：2023/6/27