CN113565628A - 一种基于进气压差的发动机转速估计方法 - Google Patents

一种基于进气压差的发动机转速估计方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基于进气压差的发动机转速估计方法，涉及汽车发动机技术领域，该方法包括：连续实时采集发动机的进气压差信号；将采集到的发动机实时的进气压差信号缓存到缓冲区中；每存储时间T的进气压差信号数据后就对缓冲区在时间T内存储的进气压差信号进行平滑数据处理；对平滑数据处理后的进气压差信号执行周期检测算法，计算进气压差波动频率；对计算出的进气压差波动频率进行修正；根据修正后的进气压差波动频率计算出发动机转速。本发明能够解决一般传感器与流量计无法获取转速信息的问题，将依据该方法计算出的发动机转速代入发动机理想流量计算公式参与计算，能大幅提高发动机流量计算精度。

Description

一种基于进气压差的发动机转速估计方法
技术领域
本发明涉及汽车发动机技术领域，尤其涉及一种基于进气压差的发动机转速估计方法。
背景技术
随着国六排放法规的提出，对汽车进气系统的要求也越来越高，尤其是柴油发动机驱动的重卡。为了能够在电喷发动机的各种工况条件下都能获得最佳浓度的混合气体，必须要正确地测量每一个瞬间吸入发动机的空气量，以此作为ECU计算控制喷油量的主要依据。目前国际上成型的基于文丘里的智能流量计只有德国的一家公司能够提供，在实际使用过程中基于文丘里的进气压差由于发动机的转动会导致数据周期性的脉动。理想气体流量计算公式中有转速这一项，但基于文丘里的孔板式流量计是无法获取转速信息的，因此，利用理想的气体流量计算公式已经不能够正确区分不同转速下的流量值，尤其在高转速工况下，压差的幅值变化跟流量趋势已经完全对不上，严重影响计算出的发动机流量值的精确度。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供一种基于进气压差的发动机转速估计方法，可以根据当前工况的压差估计出对应发动机转速，并将依据该方法计算出的发动机转速代入文丘里智能流量计，能够大幅提高文丘里智能流量计的计算精度。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
本发明提供的一种基于进气压差的发动机转速估计方法，包括以下步骤：
连续实时采集发动机的进气压差信号；
将采集到的发动机实时的进气压差信号缓存到缓冲区中；
每存储时间T的进气压差信号数据后就对缓冲区在时间T内存储的进气压差信号进行平滑数据处理；
对平滑数据处理后的进气压差信号执行周期检测算法，计算进气压差波动频率；
对计算出的进气压差波动频率进行修正并计算出发动机转速。
优选地，缓冲区的容量不小于一个进气压差信号波动周期采集到的进气压差信号占据的存储空间量之和；时间T不小于进气压差信号波动周期。
优选地，所述平滑数据处理方式为低延时滤波。
优选地，计算进气压差波动频率的表达式为：
Figure BDA0003235784990000021
式中，n为(缓冲区内进气压差过零点次数总和/2)，T为进气压差两次梯度上升过零点之间下标的差值。
优选地，采集到的进气压差信号根据先进先出原则进出缓冲区。
上述技术方案具有如下优点或者有益效果：
本发明提供一种基于进气压差的发动机转速估计方法，涉及汽车发动机技术领域，该方法包括：连续实时采集发动机的进气压差信号；将采集到的发动机实时的进气压差信号缓存到缓冲区中；每存储时间T的进气压差信号数据后就对缓冲区在时间T内存储的进气压差信号进行平滑数据处理；对平滑数据处理后的进气压差信号执行周期检测算法，计算进气压差波动频率；对计算出的进气压差波动频率进行修正；根据修正后的进气压差波动频率计算出发动机转速，重复以上步骤即可实现发动机转速的连续估计。本发明能够解决一般传感器与流量计无法获取转速信息的问题，将依据该方法计算出的发动机转速代入发动机理想流量计算公式参与计算，能大幅提高发动机流量计算精度。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明及其特征、外形和优点将会变得更加明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未刻意按照比例绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。
图1是本发明实施例1提供的一种基于进气压差的发动机转速估计方法的简要流程图；
图2是依据本发明实施例1提供的一种基于进气压差的发动机转速估计方法得到的转速估计结果与误差；
图3是依据本发明实施例1提供的一种基于进气压差的发动机转速估计方法得到的不同转速条件下发动机流量值的平均误差图；
图4是依据本发明实施例1提供的一种基于进气压差的发动机转速估计方法得到的流量值估计结果与误差。
图5是直接根据压差、绝对压力值和温度计算，再通过相应的系数修正来估算发动机流量值与发动机台架记录流量值对比图。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施例对本发明作进一步的说明，但是不作为本发明的限定。
实施例1：
本发明实施例1提供的一种基于进气压差的发动机转速估计方法，包括以下步骤：
S101连续实时采集发动机的进气压差信号；
S111将采集到的发动机实时的进气压差信号缓存到缓冲区中；
S121每存储时间T的进气压差信号数据后就对缓冲区在时间T内存储的进气压差信号进行平滑数据处理；
S131对平滑数据处理后的进气压差信号执行周期检测算法，计算进气压差波动频率；
S141对计算出的进气压差波动频率进行修正并计算出发动机转速。
本发明实施例1提供的基于进气压差的发动机转速估计方法在实施时具体应用于文丘里智能流量计，文丘里智能流量计是电喷发动机的重要传感器之一，它的工作原理是通过管道内的节流装置使流体流束在节流处形成局部收缩，从而使流速增加，静压降低，在节流前后产生差压，通过测量发动机进气差压代入理想气体流量计算公式气体流过节流装置的流量大小。具体的，理想气体流量计算公式为：
Figure BDA0003235784990000041
其中，Ks为发动机的转速，Aq为喉口处的截面积(本使用新型所采用的截面积为0.000754m2)，ε为气体膨胀系数，dp为传感器测得的压差值，ρ为喉口处的空气密度，具体的计算公式如下：
Figure BDA0003235784990000042
其中Pabs为喉口处的绝对压力，Rair为空气的理想气体常数(默认值为288)，Tk为喉口处的温度。而气体膨胀系数的计算公式为：
Figure BDA0003235784990000043
其中dpDesign为厂家设定的特定喉口前后的压差值，Pabs，Design为厂家设定的特定喉口处的绝对压力值，Keps为常数(本实用新型实施例1中设置为1000)，根据该理想气体流量计算公式可见，理想状况下准确测量发动机流量值需要实时发动机的压差值、绝对压力值、温度以及转速。但是现有的文丘里智能流量计无法获知发动机实时转速，只能根据压差、绝对压力值和温度计算，再通过相应的系数修正来估算发动机流量值，参照图5，采用这种方法获取的发动机流量值与发明人在实验中通过发动机台架实时记录的流量值对比精度较低，误差较大，进而会影响对汽车喷油量的控制，难以满足当前对汽车进气系统在各种工况下都能获得最佳浓度混合气体的要求。
为解决以上问题，发明人进行了长期的发动机工况研究实验，并在实验中中发现发动机在不同转速条件下的压差数据波动频率不同，而压差数据波动频率与发动机转速之间存在线性关系，据此，参照图1，发明人在文丘里智能流量计中设置一个缓冲区，连续实时采集发动机的进气压差信号，并将采集到的进气压差信号缓存进缓冲区，优选地，缓冲区的容量不小于一个进气压差信号波动周期采集到的进气压差信号占据的存储空间量之和；时间T不小于进气压差信号波动周期。例如4缸柴油发动机的转速通常是3200转至750转，750转为怠速，该柴油发动机的进气压差波动周期为30ms左右，因此缓冲区大小设定为40。为避免进气压差信号的脉动带来的噪声数据对后续数据处理造成影响，每当缓冲区存储时间T的进气压差信号数据后，，在对缓冲区的进气压差信号进行周期检测，计算进气压差波动频率前对缓冲区在时间T内存储的进气压差信号进行平滑数据处理；，平滑数据处理优选方式为低延时滤波，能够有效减弱谐波干扰，得到近似正弦波的进气压差信号波形，接着对平滑数据处理后的进气压差信号执行周期检测算法，计算进气压差波动频率，具体地，进气压差波动频率计算公式为
Figure BDA0003235784990000051
式中，n为(缓冲区内进气压差过零点次数总和/2)，T为进气压差两次梯度上升过零点之间下标的差值；为了进一步提高进气压差波动频率的准确性与可靠性，对计算出的进气压差波动频率进行修正，最后依据修正后的进气压差波动频率与发动机转速之间的线性关系计算得出发动机转速并将计算出的发动机转速代入到理想气体流量计算公式中，依据该方法估算出的发动机转速与发动机台架计算的实施转速对比可参照图2，误差小于1转速/分钟的概率为0.17528；误差大于或等于1转速/分钟且小于或等于5转速/分钟的概率为0.80271；误差大于5转速/分钟且小于或等于10转速/分钟的概率从为0.02201，误差大于10转速/分钟的概率为0，综上，将依据本发明提供的基于进气压差的发动机转速估计方法得出的发动机转速代入理想气体流量公式得到的发动机流量测量结果误差主要集中在1-5公斤，整体误差可控制在1.3％以内。这个误差精度符合2％的精度要求，实现了对发动机转速的高精度估算。
参照图3，记录了实验中不同转速下平均误差以及标准差，平均误差率都在1％以下，5公斤以上的发动机流量误差主要出现在工况发生改变的时候，工况改变时转速从一个值变化到另外一个值，由于滤波延时的存在，会导致最终估计结果误差变大，也就是说，在保持持续稳定的工况条件能够获得更加精准的流量值。估算出转速后代入理想流量计算公式得到的空气流量值与发动机台架记录的流量值对比结果如图4所示，与图5相比，有效提高了发动机流量值的测量精度，能够为汽车控制喷油量提供更准确可靠的依据。
以上对本发明的较佳实施例进行了描述；需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本发明的实质内容；因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (5)

1.一种基于进气压差的发动机转速估计方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
连续实时采集发动机的进气压差信号；
将采集到的发动机实时的进气压差信号缓存到缓冲区中；
每存储时间T的进气压差信号数据后就对缓冲区在时间T内存储的进气压差信号进行平滑数据处理；
对平滑数据处理后的进气压差信号执行周期检测算法，计算进气压差波动频率；
对计算出的进气压差波动频率进行修正并计算出发动机转速。
2.如权利要求1所述的基于进气压差的发动机转速估计方法，其特征在于，缓冲区的容量不小于一个进气压差信号波动周期采集到的进气压差信号占据的存储空间量之和；时间T不小于进气压差信号波动周期。
3.如权利要求1所述的基于进气压差的发动机转速估计方法，其特征在于，所述平滑数据处理方式为低延时滤波。
4.如权利要求1所述的基于进气压差的发动机转速估计方法，其特征在于，计算进气压差波动频率的表达式为：
Figure FDA0003235784980000011
式中，n为(缓冲区内进气压差过零点次数总和/2)，T为进气压差两次梯度上升过零点之间下标的差值。
5.如权利要求1所述的基于进气压差的发动机转速估计方法，其特征在于，采集到的进气压差信号根据先进先出原则进出缓冲区。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114922731A (zh) * 2022-05-09 2022-08-19 潍柴动力股份有限公司 曲轴/凸轮轴信号缺失故障的检测方法、装置及电子设备

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19713182A1 (de) * 1997-03-27 1998-10-01 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Motordrehzahl eines Kraftfahrzeuges
CN110344960A (zh) * 2019-07-10 2019-10-18 山东大学 一种发动机转速估算方法及系统
CN112945327A (zh) * 2021-05-13 2021-06-11 西安多普多信息科技有限公司 一种质量流量检测方法、装置和系统

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19713182A1 (de) * 1997-03-27 1998-10-01 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Motordrehzahl eines Kraftfahrzeuges
CN110344960A (zh) * 2019-07-10 2019-10-18 山东大学 一种发动机转速估算方法及系统
CN112945327A (zh) * 2021-05-13 2021-06-11 西安多普多信息科技有限公司 一种质量流量检测方法、装置和系统

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114922731A (zh) * 2022-05-09 2022-08-19 潍柴动力股份有限公司 曲轴/凸轮轴信号缺失故障的检测方法、装置及电子设备

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