[发明专利]一种整车状态下发动机实时扭矩的在线检测装置及方法

权利要求书

1.一种整车状态下发动机实时扭矩的在线检测方法，其特征在于，所述在线检测方法包括：

步骤S1，获取发动机转速、发动机进气侧压力和缸内动态压力；

步骤S2，根据缸内动态压力与气缸容积变化率的乘积积分分别得到循环作功量、泵气损失功，除以排量即得到发动机高压循环平均指示压力IMEP；发动机低压循环平均泵气损失压力PMEP，并依据IMEP和PMEP得到发动机的净平均指示压力NMEP＝IMEP-PMEP；

步骤S3，基于实测发动机转速和发动机进气侧压力，在发动机的稳态台架性能实测Map上插值得到机械损失压力FMEP；

步骤S4，根据计算出的IMEP和PMEP结合插值得到的FMEP，计算发动机的平均有效压力BMEP，并结合发动机的排量计算出发动机的扭矩。

2.根据权利要求1所述的一种发动机搭载在整车状态下的实时扭矩的在线检测方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：

通过转速传感器(3)读取发动机转速；

通过进气侧压力传感器(1)测得进气压力值；

通过气缸动态压力传感器(2)采集出缸内动态压力值。

3.根据权利要求1所述的一种整车状态下发动机实时扭矩的在线检测方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括：

气缸的瞬时容积采用如下公式计算：

其中，V为气缸的瞬时容积；D为气缸直径；S为活塞行程；ε为气缸压缩比；λ为曲柄连杆比；为曲轴转角；

在发动机的一个完整的工作循环中，发动机的净平均指示压力NMEP采用如下公式计算：

NMEP＝IMEP-PMEP 公式(4)

其中，公式(4)中的IMEP为发动机的高压循环平均指示压力，其采用如下公式(2)计算得出：

其中公式(4)中PMEP为发动机的低压循环平均泵气损失压力，其采用如下公式(3)计算：

上述公式(2)和公式(3)中，为缸内动态压力中在曲轴转角为位置时对应的瞬时压力；dV为气缸工作容积的微分；V_h为气缸的有效工作容积。

4.根据权利要求1所述的一种整车状态下发动机实时扭矩的在线检测方法，其特征在于，步骤S5具体包括：

根据计算出的发动机高压循环平均指示压力IMEP和发动机低压循环平均泵气损失压力PMEP结合插值得到的机械损失压力FMEP，根据以下公式计算发动机的平均有效压力BMEP：

BMEP＝IMEP-PMEP-FMEP 公式(5)

再结合发动机的排量计算出发动机的扭矩，公式如下：

其中，T_tq为发动机的瞬态扭矩，τ为冲程数，BMEP为发动机的平均有效压力，V_h为气缸的有效工作容积。

5.一种整车状态下发动机实时扭矩的在线检测装置，其特征在于，所述在线检测装置包括：

进气侧动态压力传感器(1)、缸内动态压力传感器(2)、转速传感器(3)、电荷放大器(4)、瞬态数据采集设备(5)和计算机(6)；

所述进气侧动态压力传感器(1)安装在进气歧管与气缸盖交接面靠歧管侧，用来测量发动机的进气侧压力，并输出相应的传感信号；

所述缸内动态压力传感器(2)安装在火花塞处，用来实时测量缸内动态压力，并输出相应的传感信号；

所述进气侧动态压力传感器(1)和缸内动态压力传感器(2)输出的传感信号经过电荷放大器(4)转换为电压信号，并通过屏蔽线输入到瞬态数据采集设备(5)进行采集；

转速信号通过所述发动机的转速传感器(3)传输给所述瞬态数据采集设备(5)中；

所述计算机(6)与所述瞬态数据采集设备(5)通过数据线连接，获取发动机转速、发动机的进气侧压力、缸内动态压力；根据获取到的数据计算出发动机高压循环平均指示压力IMEP和发动机低压循环平均泵气损失压力PMEP，并依据转速信号与发动机的进气侧压力来插值得到机械损失压力FMEP，计算发动机的平均有效压力BMEP，再结合发动机的排量计算出发动机的扭矩。