专利名称：用于确定基于曲轴位置的指示平均有效压力的系统和方法
技术领域：
本发明涉及内燃机并且尤其涉及指示平均有效压力(IMEP)。
背景技术：
此处的背景资料描述是为了大概介绍本发明的背景。目前署名的发明人的工作， 在背景资料章节做了一定程度的描述，还有那些在申请时不能称作现有技术的方面，这些都不能明显地或隐含地认作相对于本发明的现有技术。发动机控制系统监控曲轴位置。能够基于曲轴位置确定曲轴转速(发动机转速)和曲轴加速度。仅仅举例来说，可以基于曲轴位置、发动机转速和/或加速度控制燃料、点火正时、节气门开度和/或其它的发动机参数。曲轴位置监控系统通常包括控制模块(例如发动机控制模块)、曲轴传感器和随曲轴一起旋转的齿轮。该齿轮可以具有N个齿数，并且该曲轴传感器可以监控这些轮齿的经过。当该齿轮的轮齿经过该曲轴传感器时，该曲轴传感器产生曲轴位置信号中的脉冲。该控制模块基于曲轴位置信号中的脉冲确定曲轴位置。该控制模块可以以各种曲轴旋转时间间隔确定曲轴位置。作为一个例子，该控制模块可以大于或等于90度的曲轴旋转间隔确定曲轴位置。曲轴位置信号的分辨率(例如曲轴每转的样本数)随着该时间间隔缩短而提高。
发明内容
—种用于车辆的系统包括滤波模块和指示功模块。该滤波模块基于随曲轴一起旋转的齿轮的轮齿的位置并且基于由曲轴位置传感器产生的曲轴位置信号产生发动机转速。 该曲轴位置传感器基于齿轮的旋转产生该曲轴位置信号。该指示功模块基于第一和第二个发动机转速的平方产生发动机气缸燃烧循环的指示功并且输出该指示功。一种方法包括基于随曲轴一起旋转的齿轮的轮齿的位置并且基于由曲轴位置传感器产生的曲轴位置信号产生发动机转速、基于第一和第二个发动机转速的平方产生发动机气缸燃烧循环的指示功以及输出该指示功。该曲轴位置传感器基于齿轮的旋转产生该曲轴位置信号。本发明提供下列技术方案。技术方案1 一种用于车辆的系统，包括
滤波模块，其基于随曲轴一起旋转的齿轮的轮齿的位置并且基于由曲轴位置传感器产生的曲轴位置信号产生发动机转速，
其中，所述曲轴位置传感器基于所述齿轮的旋转产生所述曲轴位置信号；和指示功模块，其基于第一和第二个发动机转速的平方产生发动机气缸燃烧循环的指示功并且输出所述指示功。 技术方案2 如技术方案1所述的系统，其中，所述指示功模块使用方程式设定所述指示功
式中，W是指示功，ω e是所述气缸燃烧循环的膨胀冲程的第一预定曲轴位置处的第一个发动机转速，ω 3是所述燃烧循环的第二预定曲轴位置处的第二个发动机转速，并且所述第一预定曲轴位置在所述燃烧循环中迟于所述第二预定曲轴位置。
技术方案3 如技术方案1所述的系统，其中，所述指示功模块使用方程式设定所述指示功
式中，W是指示功，ω e是所述气缸燃烧循环的膨胀冲程的第一预定曲轴位置处的第一个发动机转速，ω s是所述燃烧循环的第二预定曲轴位置处的第二个发动机转速，ρ是预定增益，q是预定偏差，并且所述第一预定曲轴位置在所述燃烧循环中迟于所述第二预定曲轴位置。 技术方案4 如技术方案1所述的系统，其中，所述指示功模块使用方程式设定所述指示功
式中，W是指示功，ω e是所述气缸燃烧循环的膨胀冲程的第一预定曲轴位置处的第一个发动机转速，ω s是所述膨胀冲程的第二预定曲轴位置处的第二个发动机转速，coy是所述气缸燃烧循环的压缩冲程的第三预定曲轴位置处的第三个发动机转速，ωχ是所述压缩冲程的第四预定曲轴位置处的第四个发动机转速，所述第一预定曲轴位置在所述膨胀冲程中迟于所述第二预定曲轴位置，并且所述第四预定曲轴位置在所述压缩冲程中迟于所述第三预定曲轴位置。 技术方案5 如技术方案1所述的系统，其中，所述指示功模块使用方程式设定所述指示功
式中，W是指示功，ω e是所述气缸燃烧循环的膨胀冲程的第一预定曲轴位置处的第一个发动机转速，ω s是所述膨胀冲程的第二预定曲轴位置处的第二个发动机转速，coy是所述气缸燃烧循环的压缩冲程的第三预定曲轴位置处的第三个发动机转速，ωχ是所述压缩冲程的第四预定曲轴位置处的第四个发动机转速，P和q分别是第一和第二预定增益，r是预定偏差，所述第一预定曲轴位置在所述膨胀冲程中迟于所述第二预定曲轴位置，并且所述第四预定曲轴位置在所述压缩冲程中迟于所述第三预定曲轴位置。
技术方案6 如技术方案1所述的系统，其中，所述指示功模块使用方程式设定所述指示功
式中，W是指示功，ωρ> ωΓ> ω3> ω t ^P ω u分别是所述气缸燃烧循环的第一、第二、第三、第四、第五和第六预定曲轴位置处的第一个、第二个、第三个、第四个、第五个和第六个发动机转速，P、q、r、s、t和u是第一、第二、第三、第四、第五和第六预定增益，ν是预定偏差。技术方案7 如技术方案1所述的系统，还包括指示平均有效压力(IMEP)模块，其基于所述气缸燃烧循环的所述指示功和所述发动机的排量确定所述气缸燃烧循环的IMEP。技术方案8 如技术方案7所述的系统，还包括不发火模块，其基于所述IMEP检测所述气缸内不发火的出现。技术方案9 如技术方案7所述的系统，还包括故障检测模块，其基于所述IMEP诊断所述车辆中故障的出现。技术方案10 如技术方案7所述的系统，还包括下列至少一个
燃料控制模块，其基于所述IMEP选择性地调整所述气缸的将来燃烧循环的燃料供给； 点火控制模块，其基于所述IMEP选择性地调整所述气缸的所述将来燃烧循环的点火正时；
节气门控制模块，其基于所述IMEP选择性地调整节气门开度；和相位器控制模块，其基于所述IMEP选择性地调整进气门和排气门中至少一者的开度。技术方案11 一种方法，包括
基于随曲轴一起旋转的齿轮的轮齿的位置并且基于由曲轴位置传感器产生的曲轴位置信号产生发动机转速；
其中，所述曲轴位置传感器基于所述齿轮的旋转产生所述曲轴位置信号； 基于第一和第二个发动机转速的平方产生发动机气缸燃烧循环的指示功；以及输出所述指示功。技术方案12 如技术方案11所述的方法，还包括使用方程式设定所述指示功
式中，W是指示功，ω e是所述气缸燃烧循环的膨胀冲程的第一预定曲轴位置处的第一个发动机转速，ω 3是所述燃烧循环的第二预定曲轴位置处的第二个发动机转速，并且所述第一预定曲轴位置在所述燃烧循环中迟于所述第二预定曲轴位置。
技术方案13 如技术方案11所述的方法，还包括使用方程式设定所述指示功
式中，W是指示功，ω e是所述气缸燃烧循环的膨胀冲程的第一预定曲轴位置处的第一个发动机转速，ω s是所述燃烧循环的第二预定曲轴位置处的第二个发动机转速，ρ是预定增益，q是预定偏差，并且所述第一预定曲轴位置在所述燃烧循环中迟于所述第二预定曲轴位置。 技术方案14 如技术方案11所述的方法，还包括使用方程式设定所述指示功
式中，W是指示功，ω e是所述气缸燃烧循环的膨胀冲程的第一预定曲轴位置处的第一个发动机转速，ω s是所述膨胀冲程的第二预定曲轴位置处的第二个发动机转速，coy是所述气缸燃烧循环的压缩冲程的第三预定曲轴位置处的第三个发动机转速，ωχ是所述压缩冲程的第四预定曲轴位置处的第四个发动机转速，所述第一预定曲轴位置在所述膨胀冲程
6中迟于所述第二预定曲轴位置，并且所述第四预定曲轴位置在所述压缩冲程中迟于所述第三预定曲轴位置。 技术方案15 如技术方案11所述的方法，还包括使用方程式设定所述指示功
权利要求
1.一种用于车辆的系统，包括滤波模块，其基于随曲轴一起旋转的齿轮的轮齿的位置并且基于由曲轴位置传感器产生的曲轴位置信号产生发动机转速，其中，所述曲轴位置传感器基于所述齿轮的旋转产生所述曲轴位置信号；和指示功模块，其基于第一和第二个发动机转速的平方产生发动机气缸燃烧循环的指示功并且输出所述指示功。
2.如权利要求1所述的系统，其中，所述指示功模块使用方程式设定所述指示功式中，W是指示功，ωe是所述气缸燃烧循环的膨胀冲程的第一预定曲轴位置处的第一个发动机转速，ω 3是所述燃烧循环的第二预定曲轴位置处的第二个发动机转速，并且所述第一预定曲轴位置在所述燃烧循环中迟于所述第二预定曲轴位置。
3.如权利要求1所述的系统，其中，所述指示功模块使用方程式设定所述指示功式中，W是指示功，ω e是所述气缸燃烧循环的膨胀冲程的第一预定曲轴位置处的第一个发动机转速，ω s是所述燃烧循环的第二预定曲轴位置处的第二个发动机转速，ρ是预定增益，q是预定偏差，并且所述第一预定曲轴位置在所述燃烧循环中迟于所述第二预定曲轴位置。
4.如权利要求1所述的系统，其中，所述指示功模块使用方程式设定所述指示功式中，W是指示功，ω e是所述气缸燃烧循环的膨胀冲程的第一预定曲轴位置处的第一个发动机转速，ω s是所述膨胀冲程的第二预定曲轴位置处的第二个发动机转速，coy是所述气缸燃烧循环的压缩冲程的第三预定曲轴位置处的第三个发动机转速，ωχ是所述压缩冲程的第四预定曲轴位置处的第四个发动机转速，所述第一预定曲轴位置在所述膨胀冲程中迟于所述第二预定曲轴位置，并且所述第四预定曲轴位置在所述压缩冲程中迟于所述第三预定曲轴位置。
5.如权利要求1所述的系统，其中，所述指示功模块使用方程式设定所述指示功式中，W是指示功，ω e是所述气缸燃烧循环的膨胀冲程的第一预定曲轴位置处的第一个发动机转速，ω s是所述膨胀冲程的第二预定曲轴位置处的第二个发动机转速，coy是所述气缸燃烧循环的压缩冲程的第三预定曲轴位置处的第三个发动机转速，ωχ是所述压缩冲程的第四预定曲轴位置处的第四个发动机转速，P和q分别是第一和第二预定增益，r是预定偏差，所述第一预定曲轴位置在所述膨胀冲程中迟于所述第二预定曲轴位置，并且所述第四预定曲轴位置在所述压缩冲程中迟于所述第三预定曲轴位置。
6.如权利要求1所述的系统，其中，所述指示功模块使用方程式设定所述指示功式中，W是指示功，ωρ> ωΓ> ω3> ω t ^P ω u分别是所述气缸燃烧循环的第一、第二、第三、第四、第五和第六预定曲轴位置处的第一个、第二个、第三个、第四个、第五个和第六个发动机转速，P、q、r、s、t和u是第一、第二、第三、第四、第五和第六预定增益，ν是预定偏差。
7.如权利要求1所述的系统，还包括指示平均有效压力(IMEP)模块，其基于所述气缸燃烧循环的所述指示功和所述发动机的排量确定所述气缸燃烧循环的IMEP。
8.如权利要求7所述的系统，还包括不发火模块，其基于所述IMEP检测所述气缸内不发火的出现。
9.如权利要求7所述的系统，还包括故障检测模块，其基于所述IMEP诊断所述车辆中故障的出现。
10.一种方法，包括基于随曲轴一起旋转的齿轮的轮齿的位置并且基于由曲轴位置传感器产生的曲轴位置信号产生发动机转速；其中，所述曲轴位置传感器基于所述齿轮的旋转产生所述曲轴位置信号； 基于第一和第二个发动机转速的平方产生发动机气缸燃烧循环的指示功；以及输出所述指示功。
全文摘要
本发明涉及用于确定基于曲轴位置的指示平均有效压力的系统和方法，提供了一种用于车辆的系统包括滤波模块和指示功模块。该滤波模块基于随曲轴一起旋转的齿轮的轮齿的位置并且基于由曲轴位置传感器产生的曲轴位置信号产生发动机转速。该曲轴位置传感器基于齿轮的旋转产生该曲轴位置信号。该指示功模块基于第一和第二个发动机转速的平方产生发动机气缸燃烧循环的指示功并且输出该指示功。
文档编号G01L23/00GK102435386SQ201110297370
公开日2012年5月2日 申请日期2011年9月29日 优先权日2010年9月29日
发明者S. 马修斯 D., A. 摩根 J., R. 小里德 J., R. 贝尔德霍 J., V. 鲍曼 J., J. 卡尔维特 N., K. 阿萨夫 T. 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司