[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

说明书

本发明提供了一种整车状态下发动机实时扭矩的在线检测装置及方法，其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，发动机的净平均指示压力NMEP＝IMEP‑PMEP，基于实测发动机转速和进气压力，在发动机的稳态台架性能图谱Map上插值得到机械损失压力FMEP，根据计算出的IMEP和PMEP结合插值得到的FMEP，计算发动机的BMEP，并结合发动机的排量计算出发动机的扭矩。本发明能够解决至今为止发动机在瞬变工况下的扭矩难以精确在线检测的难题。

技术领域

本发明涉及内燃机测试技术领域，尤其涉及一种整车状态下发动机实时扭矩的在线检测装置及方法。

背景技术

随着汽车工业的快速发展，汽车保有量也得到大幅度增加，随之也出现了环境污染和能源紧缺等重大的问题。节能减排已经成为全世界的共识和发展趋势，提高汽车发动机缸内燃烧效率和热功转换效率，控制污染物生成，是汽车节能减排最直接、最有效的技术方案。而发动机在实际运行状态下对实时扭矩的精确实时监测控制技术是实现节能减排的关键。

发动机的性能开发与运行参数的优化、标定，通常是在稳态下完成的；而车用发动机的实际运行工况大部分是瞬变工况。因此瞬变工况下的性能决定了发动机的实际动力性、经济性与排放水平；如若在整车状态下检测发动机的实时输出扭矩，现在国内乃至世界上，企业，高校以及科研机构一般通过在输出轴上加装扭矩传感器检测整车运行状态下发动机的扭矩。但扭矩传感器一方面价格昂贵，另一方面要安装在一辆实际运行的车上也有一定难度，其通用性差(对于每一发动机输出轴都需进行重新标定)而且往往由于发动机输出轴与变速器之间的布置空间不容许而无法实测；故此种检测方法具有一定的局限性。同时，也有其它方法来测量整车运行状态下发动机的扭矩，但是在精度方面都不太令人满意。由于缺乏检测方法及技术，发动机在整车上的实际性能表现往往不可知；与稳态台架标定结果的差异以及诱因，往往说不清楚；台架稳态标定参数在瞬变状态下的优劣程度，往往扑朔迷离；那么，发动机在整车状态下对其扭矩的精确实时监测控制技术具有重要的实用价值。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种整车状态下发动机实时扭矩的在线检测装置及方法，其能够解决现有技术不能精准地在线检测发动机变工况下实时扭矩的技术问题。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

本发明提供一种整车状态下发动机实时扭矩的在线检测装置及方法，其包括：

步骤S2，获取发动机转速、发动机进气侧压力和缸内动态压力；

步骤S3，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S4，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S5，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。

更优选地，所述步骤S2具体包括：

通过转速传感器读取发动机转速；

通过进气侧压力传感器测得进气压力值；

通过气缸动态压力传感器采集出缸内动态压力值。

更优选地，所述步骤S3具体包括：

气缸的瞬时容积采用如下公式计算：