專利名稱：用于確定基于曲軸位置的指示平均有效壓力的系統和方法
技術領域：
本發明涉及內燃機并且尤其涉及指示平均有效壓力(IMEP)。
背景技術：
此處的背景資料描述是為了大概介紹本發明的背景。目前署名的發明人的工作， 在背景資料章節做了一定程度的描述，還有那些在申請時不能稱作現有技術的方面，這些都不能明顯地或隱含地認作相對于本發明的現有技術。發動機控制系統監控曲軸位置。能夠基于曲軸位置確定曲軸轉速(發動機轉速)和曲軸加速度。僅僅舉例來說，可以基于曲軸位置、發動機轉速和/或加速度控制燃料、點火正時、節氣門開度和/或其它的發動機參數。曲軸位置監控系統通常包括控制模塊(例如發動機控制模塊)、曲軸傳感器和隨曲軸一起旋轉的齒輪。該齒輪可以具有N個齒數，并且該曲軸傳感器可以監控這些輪齒的經過。當該齒輪的輪齒經過該曲軸傳感器時，該曲軸傳感器產生曲軸位置信號中的脈沖。該控制模塊基于曲軸位置信號中的脈沖確定曲軸位置。該控制模塊可以以各種曲軸旋轉時間間隔確定曲軸位置。作為一個例子，該控制模塊可以大于或等于90度的曲軸旋轉間隔確定曲軸位置。曲軸位置信號的分辨率(例如曲軸每轉的樣本數)隨著該時間間隔縮短而提高。
發明內容
—種用于車輛的系統包括濾波模塊和指示功模塊。該濾波模塊基于隨曲軸一起旋轉的齒輪的輪齒的位置并且基于由曲軸位置傳感器產生的曲軸位置信號產生發動機轉速。 該曲軸位置傳感器基于齒輪的旋轉產生該曲軸位置信號。該指示功模塊基于第一和第二個發動機轉速的平方產生發動機氣缸燃燒循環的指示功并且輸出該指示功。一種方法包括基于隨曲軸一起旋轉的齒輪的輪齒的位置并且基于由曲軸位置傳感器產生的曲軸位置信號產生發動機轉速、基于第一和第二個發動機轉速的平方產生發動機氣缸燃燒循環的指示功以及輸出該指示功。該曲軸位置傳感器基于齒輪的旋轉產生該曲軸位置信號。本發明提供下列技術方案。技術方案1 一種用于車輛的系統，包括
濾波模塊，其基于隨曲軸一起旋轉的齒輪的輪齒的位置并且基于由曲軸位置傳感器產生的曲軸位置信號產生發動機轉速，
其中，所述曲軸位置傳感器基于所述齒輪的旋轉產生所述曲軸位置信號；和指示功模塊，其基于第一和第二個發動機轉速的平方產生發動機氣缸燃燒循環的指示功并且輸出所述指示功。 技術方案2 如技術方案1所述的系統，其中，所述指示功模塊使用方程式設定所述指示功
式中，W是指示功，ω e是所述氣缸燃燒循環的膨脹沖程的第一預定曲軸位置處的第一個發動機轉速，ω 3是所述燃燒循環的第二預定曲軸位置處的第二個發動機轉速，并且所述第一預定曲軸位置在所述燃燒循環中遲于所述第二預定曲軸位置。
技術方案3 如技術方案1所述的系統，其中，所述指示功模塊使用方程式設定所述指示功
式中，W是指示功，ω e是所述氣缸燃燒循環的膨脹沖程的第一預定曲軸位置處的第一個發動機轉速，ω s是所述燃燒循環的第二預定曲軸位置處的第二個發動機轉速，ρ是預定增益，q是預定偏差，并且所述第一預定曲軸位置在所述燃燒循環中遲于所述第二預定曲軸位置。 技術方案4 如技術方案1所述的系統，其中，所述指示功模塊使用方程式設定所述指示功
式中，W是指示功，ω e是所述氣缸燃燒循環的膨脹沖程的第一預定曲軸位置處的第一個發動機轉速，ω s是所述膨脹沖程的第二預定曲軸位置處的第二個發動機轉速，coy是所述氣缸燃燒循環的壓縮沖程的第三預定曲軸位置處的第三個發動機轉速，ωχ是所述壓縮沖程的第四預定曲軸位置處的第四個發動機轉速，所述第一預定曲軸位置在所述膨脹沖程中遲于所述第二預定曲軸位置，并且所述第四預定曲軸位置在所述壓縮沖程中遲于所述第三預定曲軸位置。 技術方案5 如技術方案1所述的系統，其中，所述指示功模塊使用方程式設定所述指示功
式中，W是指示功，ω e是所述氣缸燃燒循環的膨脹沖程的第一預定曲軸位置處的第一個發動機轉速，ω s是所述膨脹沖程的第二預定曲軸位置處的第二個發動機轉速，coy是所述氣缸燃燒循環的壓縮沖程的第三預定曲軸位置處的第三個發動機轉速，ωχ是所述壓縮沖程的第四預定曲軸位置處的第四個發動機轉速，P和q分別是第一和第二預定增益，r是預定偏差，所述第一預定曲軸位置在所述膨脹沖程中遲于所述第二預定曲軸位置，并且所述第四預定曲軸位置在所述壓縮沖程中遲于所述第三預定曲軸位置。
技術方案6 如技術方案1所述的系統，其中，所述指示功模塊使用方程式設定所述指示功
式中，W是指示功，ωρ> ωΓ> ω3> ω t ^P ω u分別是所述氣缸燃燒循環的第一、第二、第三、第四、第五和第六預定曲軸位置處的第一個、第二個、第三個、第四個、第五個和第六個發動機轉速，P、q、r、s、t和u是第一、第二、第三、第四、第五和第六預定增益，ν是預定偏差。技術方案7 如技術方案1所述的系統，還包括指示平均有效壓力(IMEP)模塊，其基于所述氣缸燃燒循環的所述指示功和所述發動機的排量確定所述氣缸燃燒循環的IMEP。技術方案8 如技術方案7所述的系統，還包括不發火模塊，其基于所述IMEP檢測所述氣缸內不發火的出現。技術方案9 如技術方案7所述的系統，還包括故障檢測模塊，其基于所述IMEP診斷所述車輛中故障的出現。技術方案10 如技術方案7所述的系統，還包括下列至少一個
燃料控制模塊，其基于所述IMEP選擇性地調整所述氣缸的將來燃燒循環的燃料供給； 點火控制模塊，其基于所述IMEP選擇性地調整所述氣缸的所述將來燃燒循環的點火正時；
節氣門控制模塊，其基于所述IMEP選擇性地調整節氣門開度；和相位器控制模塊，其基于所述IMEP選擇性地調整進氣門和排氣門中至少一者的開度。技術方案11 一種方法，包括
基于隨曲軸一起旋轉的齒輪的輪齒的位置并且基于由曲軸位置傳感器產生的曲軸位置信號產生發動機轉速；
其中，所述曲軸位置傳感器基于所述齒輪的旋轉產生所述曲軸位置信號； 基于第一和第二個發動機轉速的平方產生發動機氣缸燃燒循環的指示功；以及輸出所述指示功。技術方案12 如技術方案11所述的方法，還包括使用方程式設定所述指示功
式中，W是指示功，ω e是所述氣缸燃燒循環的膨脹沖程的第一預定曲軸位置處的第一個發動機轉速，ω 3是所述燃燒循環的第二預定曲軸位置處的第二個發動機轉速，并且所述第一預定曲軸位置在所述燃燒循環中遲于所述第二預定曲軸位置。
技術方案13 如技術方案11所述的方法，還包括使用方程式設定所述指示功
式中，W是指示功，ω e是所述氣缸燃燒循環的膨脹沖程的第一預定曲軸位置處的第一個發動機轉速，ω s是所述燃燒循環的第二預定曲軸位置處的第二個發動機轉速，ρ是預定增益，q是預定偏差，并且所述第一預定曲軸位置在所述燃燒循環中遲于所述第二預定曲軸位置。 技術方案14 如技術方案11所述的方法，還包括使用方程式設定所述指示功
式中，W是指示功，ω e是所述氣缸燃燒循環的膨脹沖程的第一預定曲軸位置處的第一個發動機轉速，ω s是所述膨脹沖程的第二預定曲軸位置處的第二個發動機轉速，coy是所述氣缸燃燒循環的壓縮沖程的第三預定曲軸位置處的第三個發動機轉速，ωχ是所述壓縮沖程的第四預定曲軸位置處的第四個發動機轉速，所述第一預定曲軸位置在所述膨脹沖程
6中遲于所述第二預定曲軸位置，并且所述第四預定曲軸位置在所述壓縮沖程中遲于所述第三預定曲軸位置。 技術方案15 如技術方案11所述的方法，還包括使用方程式設定所述指示功
權利要求
1.一種用于車輛的系統，包括濾波模塊，其基于隨曲軸一起旋轉的齒輪的輪齒的位置并且基于由曲軸位置傳感器產生的曲軸位置信號產生發動機轉速，其中，所述曲軸位置傳感器基于所述齒輪的旋轉產生所述曲軸位置信號；和指示功模塊，其基于第一和第二個發動機轉速的平方產生發動機氣缸燃燒循環的指示功并且輸出所述指示功。
2.如權利要求1所述的系統，其中，所述指示功模塊使用方程式設定所述指示功式中，W是指示功，ωe是所述氣缸燃燒循環的膨脹沖程的第一預定曲軸位置處的第一個發動機轉速，ω 3是所述燃燒循環的第二預定曲軸位置處的第二個發動機轉速，并且所述第一預定曲軸位置在所述燃燒循環中遲于所述第二預定曲軸位置。
3.如權利要求1所述的系統，其中，所述指示功模塊使用方程式設定所述指示功式中，W是指示功，ω e是所述氣缸燃燒循環的膨脹沖程的第一預定曲軸位置處的第一個發動機轉速，ω s是所述燃燒循環的第二預定曲軸位置處的第二個發動機轉速，ρ是預定增益，q是預定偏差，并且所述第一預定曲軸位置在所述燃燒循環中遲于所述第二預定曲軸位置。
4.如權利要求1所述的系統，其中，所述指示功模塊使用方程式設定所述指示功式中，W是指示功，ω e是所述氣缸燃燒循環的膨脹沖程的第一預定曲軸位置處的第一個發動機轉速，ω s是所述膨脹沖程的第二預定曲軸位置處的第二個發動機轉速，coy是所述氣缸燃燒循環的壓縮沖程的第三預定曲軸位置處的第三個發動機轉速，ωχ是所述壓縮沖程的第四預定曲軸位置處的第四個發動機轉速，所述第一預定曲軸位置在所述膨脹沖程中遲于所述第二預定曲軸位置，并且所述第四預定曲軸位置在所述壓縮沖程中遲于所述第三預定曲軸位置。
5.如權利要求1所述的系統，其中，所述指示功模塊使用方程式設定所述指示功式中，W是指示功，ω e是所述氣缸燃燒循環的膨脹沖程的第一預定曲軸位置處的第一個發動機轉速，ω s是所述膨脹沖程的第二預定曲軸位置處的第二個發動機轉速，coy是所述氣缸燃燒循環的壓縮沖程的第三預定曲軸位置處的第三個發動機轉速，ωχ是所述壓縮沖程的第四預定曲軸位置處的第四個發動機轉速，P和q分別是第一和第二預定增益，r是預定偏差，所述第一預定曲軸位置在所述膨脹沖程中遲于所述第二預定曲軸位置，并且所述第四預定曲軸位置在所述壓縮沖程中遲于所述第三預定曲軸位置。
6.如權利要求1所述的系統，其中，所述指示功模塊使用方程式設定所述指示功式中，W是指示功，ωρ> ωΓ> ω3> ω t ^P ω u分別是所述氣缸燃燒循環的第一、第二、第三、第四、第五和第六預定曲軸位置處的第一個、第二個、第三個、第四個、第五個和第六個發動機轉速，P、q、r、s、t和u是第一、第二、第三、第四、第五和第六預定增益，ν是預定偏差。
7.如權利要求1所述的系統，還包括指示平均有效壓力(IMEP)模塊，其基于所述氣缸燃燒循環的所述指示功和所述發動機的排量確定所述氣缸燃燒循環的IMEP。
8.如權利要求7所述的系統，還包括不發火模塊，其基于所述IMEP檢測所述氣缸內不發火的出現。
9.如權利要求7所述的系統，還包括故障檢測模塊，其基于所述IMEP診斷所述車輛中故障的出現。
10.一種方法，包括基于隨曲軸一起旋轉的齒輪的輪齒的位置并且基于由曲軸位置傳感器產生的曲軸位置信號產生發動機轉速；其中，所述曲軸位置傳感器基于所述齒輪的旋轉產生所述曲軸位置信號； 基于第一和第二個發動機轉速的平方產生發動機氣缸燃燒循環的指示功；以及輸出所述指示功。
全文摘要
本發明涉及用于確定基于曲軸位置的指示平均有效壓力的系統和方法，提供了一種用于車輛的系統包括濾波模塊和指示功模塊。該濾波模塊基于隨曲軸一起旋轉的齒輪的輪齒的位置并且基于由曲軸位置傳感器產生的曲軸位置信號產生發動機轉速。該曲軸位置傳感器基于齒輪的旋轉產生該曲軸位置信號。該指示功模塊基于第一和第二個發動機轉速的平方產生發動機氣缸燃燒循環的指示功并且輸出該指示功。
文檔編號G01L23/00GK102435386SQ201110297370
公開日2012年5月2日 申請日期2011年9月29日 優先權日2010年9月29日
發明者S. 馬修斯 D., A. 摩根 J., R. 小里德 J., R. 貝爾德霍 J., V. 鮑曼 J., J. 卡爾維特 N., K. 阿薩夫 T. 申請人:通用汽車環球科技運作有限責任公司