CN101929393A - 用于测量发动机增压压力的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于测量发动机增压压力的系统和方法，具体涉及一种发动机系统，其包括修正因子生成模块和增压压力修正模块。该修正因子生成模块基于第一压力差产生修正因子，其中，第一压差对应于发动机运行时的进气歧管绝对压力(MAP)和大气压力之间的差值。增压压力修正模块基于发动机运行时的MAP、第二压差和修正因子产生修正的增压压力，其中，第二压差对应于发动机停机时的MAP和大气压力之间的差值。

Description

用于测量发动机增压压力的系统和方法
技术领域
本公开涉及增压式(forced-induction，FI)发动机系统，尤其涉及用于测量发动机增压压力的系统和方法。
背景技术
本文所提供背景技术描述的目的在于从总体上呈现本公开的背景。当前署名的发明人的工作，在本背景技术部分所描述的范围内以及在申请日时可能不作为现有技术的那些描述的方面，都既不明示也不暗示地确认为是相对本公开而言的现有技术。
增压式(FI)发动机系统是对类似尺寸的自然吸气(NA)发动机系统的更有效的替代性方案。在FI发动机系统中，空气压缩机压缩空气以增加注入进气歧管的空气量。压缩空气通常被称为增压。增压增加了可用于燃烧的氧气，进而可导致动力输出增加。仅仅举例来说，可喷射更多燃料并且可燃烧更大量的空气/燃料(A/F)混合物来增加动力。
FI发动机可包括涡轮增压器和/或机械增压器。涡轮增压器包括由排气提供动力的涡轮。机械增压器包括被机械地提供动力的涡轮。仅仅举例来说，机械增压器涡轮可由连接到发动机曲轴的皮带、齿轮、轴或者链条提供动力。
发明内容
一种发动机系统包括修正因子生成模块和增压压力修正模块。该修正因子生成模块基于第一压力差产生修正因子，其中，第一压差对应于发动机运行时的进气歧管绝对压力(MAP)和大气压力之间的差值。增压压力修正模块基于发动机运行时的MAP、第二压差和修正因子产生修正的增压压力，其中，第二压差对应于发动机停机时的MAP和大气压力之间的差值。
一种方法包括如下步骤：基于第一压差产生修正因子，其中，第一压差对应于发动机运行时的进气歧管绝对压力(MAP)和大气压力之间的差值，以及基于发动机运行时的MAP、第二压差和修正因子产生修正的增压压力，其中，第二压差对应于发动机停机时的MAP和大气压力之间的差值。
本发明还提供了以下技术方案：
方案1：一种发动机系统，包括：修正因子生成模块，其基于第一压差生成修正因子，其中，所述第一压差对应于发动机运行时的进气歧管绝对压力和大气压力之间的差值；和增压压力修正模块，其基于发动机运行时的歧管绝对压力、第二压差和所述修正因子生成修正的增压压力，其中，所述第二压差对应于发动机停机时的歧管绝对压力和大气压力之间的差值。
方案2：如方案1所述的发动机系统，其特征在于，所述修正的增压压力通过将所述发动机运行时的歧管绝对压力与所述第二压差和所述修正因子的乘积相加而生成。
方案3：如方案1所述的发动机系统，其特征在于，所述修正因子大于等于零并且小于等于一。
方案4：如方案1所述的发动机系统，其特征在于，当所述第一压差增大时所述修正因子减小，以及当所述第一压差减小时所述修正因子增大。
方案5：如方案1所述的发动机系统，进一步包括：歧管绝对压力传感器，其基于所述发动机进气歧管内部压力生成所述歧管绝对压力。
方案6：如方案1所述的发动机系统，进一步包括：大气压力传感器，其基于大气压生成所述大气压力。
方案7：如方案1所述的发动机系统，进一步包括：燃烧控制模块，其基于所述修正的增压压力控制多个燃料喷射器和多个火花塞中的至少一个。
方案8：如方案1所述的发动机系统，进一步包括：空气压缩机，其以高于大气压的压力将空气压缩进入进气歧管中。
方案9：如方案8所述的发动机系统，其特征在于，所述空气压缩机包括涡轮增压器和机械增压器之一。
方案10：如方案1所述的发动机系统，进一步包括：钥匙传感器，其确定钥匙是否插入点火控制器中；和点火传感器，其确定所述钥匙是否转动并且所述发动机是否起动，其中，所述第一压差对应于所述钥匙插入所述点火控制器之后到所述发动机起动之前的时间段，并且所述第二压差对应于所述发动机起动之后的时间段。
方案11：一种方法，包括：基于第一压差生成修正因子，其中，所述第一压差对应于发动机运行时的进气歧管绝对压力和大气压力之间的差值；和基于所述发动机运行时的歧管绝对压力、第二压差和所述修正因子生成修正的增压压力，其中，所述第二压差对应于所述发动机停机时的歧管绝对压力和所述大气压力之间的差值。
方案12：如方案11所述的方法，其特征在于，所述修正的增压压力通过将所述发动机运行时的歧管绝对压力与所述第二压差和所述修正因子的乘积相加而生成。
方案13：如方案11所述的方法，其特征在于，所述修正因子大于等于零并且小于等于一。
方案14：如方案11所述的方法，其特征在于，当所述第一压差增大时所述修正因子减小，以及当所述第一压差减小时所述修正因子增大。
方案15：如方案11所述的方法，进一步包括：基于所述发动机进气歧管内部压力生成所述歧管绝对压力。
方案16：如方案11所述的方法，进一步包括：基于大气压生成所述大气压力。
方案17：如方案11所述的方法，进一步包括：基于所述修正的增压压力控制多个燃料喷射器和多个火花塞中的至少一个。
方案18：如方案11所述的方法，进一步包括：以高于大气压的压力将空气压缩进入进气歧管中。
方案19：如方案18所述的方法，其特征在于，涡轮增压器和机械增压器之一以高于大气压的压力将所述空气压缩进入所述进气歧管中。
方案20：如方案11所述的方法，进一步包括：确定钥匙是否插入点火控制器中；和确定所述钥匙是否转动并且所述发动机是否起动，其中，所述第一压差对应于所述钥匙插入所述点火控制器之后到所述发动机起动之前的时间段，以及所述第二压差对应于所述发动机起动之后的时间段。
通过下文提供的详细描述将明了本公开的其他应用领域。应当理解的是，这些详细描述和特定示例仅仅用于说明的目的，而并不旨在限制本公开的范围。
附图说明
根据详细描述和附图，本公开将得到更加全面的理解，附图中：
图1是根据本公开的增压式(FI)发动机系统的功能方框图；
图2是根据本公开的控制模块的功能方框图；并且
图3是根据本公开的发动机增压压力测量方法的流程图。
具体实施方式
下面的描述本质上仅仅是示例性的，并不试图以任何方式限制本公开、其应用或用途。为了清楚起见，在附图中将使用相同附图标记来表示相似元件。如本文所使用的，短语“A、B和C中的至少一个”应当解释为表示使用了非排他的逻辑“或”的逻辑“A或者B或者C”的含义。应当理解的是，在不改变本公开原理的情况下，方法内的步骤可按照不同顺序执行。
如本文所使用的，术语“模块”指专用集成电路(ASIC)、电子电路、执行一个或多个软件或固件程序的处理器(共用处理器、专用处理器或组处理器)和存储器、组合逻辑电路和/或提供所述功能的其他适合部件。
增压压力传感器(即歧管绝对压力或MAP传感器)通常具有绝对传感器偏差。仅仅举例来说，该绝对传感器偏差可能是+/-10kPa。绝对传感器偏差在不同增压水平具有不同影响。仅仅举例来说，在300kPa增压时，具有+/-10kPa偏差的增压压力传感器可具有多达3％的偏差。相反地，在100kPa增压(即大气压力)时，具有+/-10kPa偏差的增压压力传感器可具有多达10％的偏差。
准确的增压压力测量可提高性能。仅仅举例来说，可基于测量的增压压力调整燃料喷射和/或点火正时。不准确的增压压力测量可导致性能和/或效率降低。
现在参考图1，示出了示例性增压式(FI)发动机系统100。该FI发动机系统包括发动机102。仅仅举例来说，发动机102可以是进气口燃料喷射式发动机、直接燃料喷射式发动机、例如柴油机的压缩点火发动机、均质充量压缩点火发动机等等。
发动机102包括多个气缸104。虽然图示了六个气缸，但可以理解的是，也可使用其它气缸布置。仅仅举例来说，发动机104可包括2、3、4、5、8、10、12或16个气缸。在SIDI(火花点火直喷)发动机中，每个气缸104可包括燃料喷射器106和火花塞108。
通过进气管110将空气吸入发动机102中。该进气管110连接到空气压缩机112。空气压缩机112迫使空气以高于大气压的压力进入进气歧管114。例如，空气压缩机112可以是涡轮增压器或机械增压器。对于涡轮增压器型空气压缩机112，来自排气歧管118的废气为空气压缩机112的涡轮提供动力。对于机械增压器型空气压缩机112，来自连接到曲轴122的装置120的机械动力为空气压缩机112的涡轮提供动力。例如，该装置120可以是皮带、齿轮、轴或链条。
压缩空气被迫使进入进气歧管114。进气歧管114包括测量进气歧管114内部气压的歧管绝对压力(MAP)传感器116(即，增压传感器)。
进气歧管114将压缩空气分配到气缸104。压缩空气与燃料结合从而形成空气和燃料(A/F)混合物。气缸104中的A/F混合物然后燃烧。在SIDI发动机中，使用火花塞108来使A/F混合物燃烧。在CI(压缩点火)发动机中，通过使用活塞(未示出)压缩A/F混合物来使A/F混合物燃烧。
气缸104中A/F混合物的燃烧驱动活塞(未示出)，该活塞可旋转地转动曲轴122从而产生驱动转矩。来自气缸104的废气通过排气歧管108和排气系统(未示出)从发动机102排出。废气还可部分地再循环(即变更路线)以给涡轮增压器涡轮112提供动力。
FI发动机系统100还包括控制模块124。该控制模块124与FI发动机系统100的不同部件连通和/或控制FI发动机系统100的不同部件。例如，控制模块124可控制燃料喷射器106和火花塞108以优化燃烧。
控制模块124可包括大气压力传感器126，然而可以理解的是大气压力传感器126可位于FI发动机系统100中的其它地方。大气压力传感器126基于大气压力(即大气压)产生大气压力信号(Baro)。
控制模块124还可与钥匙传感器128和点火传感器130通信。钥匙传感器128可确定钥匙是否插入到发动机102的点火控制器(未示出)中。点火传感器130可确定发动机102是否已经起动(即被点火)。控制模块124可共同使用钥匙传感器128和点火传感器130来确定是否出现钥匙插入但未点火(key-on，ignition-off，KOIO)的情况。例如，当钥匙插入车辆(未示出)的点火控制器(未示出)中然而发动机102却仍未起动时就出现KOIO情况。换句话说，例如，发动机部件(即传感器)在KOIO情况期间可依靠电池电源运行。
现在参考图2，控制模块124包括大气压力传感器126、增压压力修正模块200、修正因子生成模块210和燃烧控制模块220。
增压压力修正模块200可接收来自大气压力传感器126的大气压力信号(Baro)，来自MAP传感器116的增压压力信号(Boost)和KOIO信号128、130。例如，KOIO信号128、130可对应于来自钥匙传感器128的钥匙插入信号和来自点火传感器130的未点火信号。
增压压力修正模块200产生修正的增压压力信号(BoostCORR)。例如，BoostCORR可基于点火前增压压力信号(Boost1)、点火后增压压力信号(Boost2)、大气压力信号(Baro)和修正因子(CF)。更具体地说，修正的增压压力信号BoostCORR可如下产生：
    BoostCORR＝Boost2+[(Boost1-Baro)×CF]
其中Boost1对应于KOIO情况期间(即点火前)的MAP，Boost2对应于KOIO情况后(即点火后)的MAP，Baro对应于KOIO情况期间的大气压力。
修正因子生成模块210基于第二增压压力信号(Boost2)和大气压力信号(Baro)产生修正因子(CF)。修正因子(CF)可能是零和一之间的一个值，与增压压力信号(Boost)的精度相对应。例如，修正因子(CF)可以基于存储在查找表中的预定值。换句话说，例如，修正因子(CF)在增压压力信号(Boost)高(例如300kPa)时较小，因为MAP传感器116在高压水平下可更精确。
燃烧控制模块220接收修正的增压压力信号(BoostCORR)。燃烧控制模块220可基于修正的增压压力信号(BoostCORR)来控制发动机系统100的部件。例如，燃烧控制模块220可基于修正后的增压压力信号(BoostCORR)来致动燃料喷射器106和/或火花塞108。
现在参考图3，增压压力测量方法的流程图开始于步骤300。在步骤302中，控制模块124确定是否出现钥匙插入但未点火(KOIO)情况。如果否，则控制流程可返回步骤302。如果是，则控制流程可前进到步骤304。
在步骤304中，控制模块124使用MAP传感器116测量增压压力(Boost1)。在步骤306中，控制模块124使用大气压力传感器126测量大气压力(Baro)。在步骤308中，控制模块124计算增压压力(Boost1)和大气压力(Baro)之间的初始压差(PDIFF)。
在步骤310中，控制模块124确定发动机102是否已经起动(即KOIO情况已经结束)。如果是，则控制流程可前进到步骤312。如果否，则控制流程可返回到步骤302。
在步骤312中，控制模块124再次使用MAP传感器116测量增压压力(Boost2)。然而，发动机102目前正在运转从而增压压力(Boost2)与大气压力(Baro)的差异更大。在步骤314中，控制模块124计算增压压力(Boost2)和大气压力(Baro)之间的大气压力差(BaroDIFF)(例如BaroDIFF＝Baro-Boost2)。
在步骤316中，控制模块124基于大气压力差(BaroDIFF)生成修正因子(CF)。在步骤318中，控制模块124可基于下式生成修正的增压压力信号(BoostCORR)：
        BoostCORR＝Boost2+(PDIFF×CF)
在步骤320中，控制模块124可基于修正的增压压力(BoostCORR)来控制燃料喷射器106和/或火花塞108。然后控制流程可结束于步骤322。
本领域技术人员现在可从上述描述意识到本公开的广泛教导可按照多种形式来实施。因此，尽管本公开包括具体示例，但本公开的真实范围却不应当限于这些具体示例，因为本领域技术人员在研究了附图、说明书和所附权利要求书后将会明白其他的修改。

Claims (10)

1.一种发动机系统，包括：
修正因子生成模块，其基于第一压差生成修正因子，其中，所述第一压差对应于发动机运行时的进气歧管绝对压力和大气压力之间的差值；和
增压压力修正模块，其基于发动机运行时的歧管绝对压力、第二压差和所述修正因子生成修正的增压压力，其中，所述第二压差对应于发动机停机时的歧管绝对压力和大气压力之间的差值。
2.如权利要求1所述的发动机系统，其特征在于，所述修正的增压压力通过将所述发动机运行时的歧管绝对压力与所述第二压差和所述修正因子的乘积相加而生成。
3.如权利要求1所述的发动机系统，其特征在于，所述修正因子大于等于零并且小于等于一。
4.如权利要求1所述的发动机系统，其特征在于，当所述第一压差增大时所述修正因子减小，以及当所述第一压差减小时所述修正因子增大。
5.如权利要求1所述的发动机系统，进一步包括：
歧管绝对压力传感器，其基于所述发动机进气歧管内部压力生成所述歧管绝对压力。
6.如权利要求1所述的发动机系统，进一步包括：
大气压力传感器，其基于大气压生成所述大气压力。
7.如权利要求1所述的发动机系统，进一步包括：
燃烧控制模块，其基于所述修正的增压压力控制多个燃料喷射器和多个火花塞中的至少一个。
8.如权利要求1所述的发动机系统，进一步包括：
空气压缩机，其以高于大气压的压力将空气压缩进入进气歧管中。
9.如权利要求8所述的发动机系统，其特征在于，所述空气压缩机包括涡轮增压器和机械增压器之一。
10.一种方法，包括：
基于第一压差生成修正因子，其中，所述第一压差对应于发动机运行时的进气歧管绝对压力和大气压力之间的差值；和
基于所述发动机运行时的歧管绝对压力、第二压差和所述修正因子生成修正的增压压力，其中，所述第二压差对应于所述发动机停机时的歧管绝对压力和所述大气压力之间的差值。
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