SE1350707A1 - Förfarande för estimering av ett moment genererat av en förbränningsmotor - Google Patents

Förfarande för estimering av ett moment genererat av en förbränningsmotor Download PDF

Info

Publication number
SE1350707A1
SE1350707A1 SE1350707A SE1350707A SE1350707A1 SE 1350707 A1 SE1350707 A1 SE 1350707A1 SE 1350707 A SE1350707 A SE 1350707A SE 1350707 A SE1350707 A SE 1350707A SE 1350707 A1 SE1350707 A1 SE 1350707A1
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
signal
function
engine
motor
generated
Prior art date
Application number
SE1350707A
Other languages
English (en)
Other versions
SE537656C2 (sv
Inventor
Björn Johansson
Anders Larsson
Original Assignee
Scania Cv Ab
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Scania Cv Ab filed Critical Scania Cv Ab
Priority to SE1350707A priority Critical patent/SE537656C2/sv
Priority to PCT/SE2014/050666 priority patent/WO2014200415A1/en
Priority to KR1020167000548A priority patent/KR101792177B1/ko
Priority to EP14810802.0A priority patent/EP3008443B1/en
Priority to US14/889,115 priority patent/US20160069768A1/en
Priority to BR112015027525A priority patent/BR112015027525A2/pt
Publication of SE1350707A1 publication Critical patent/SE1350707A1/sv
Publication of SE537656C2 publication Critical patent/SE537656C2/sv

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L25/00Testing or calibrating of apparatus for measuring force, torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency
    • G01L25/003Testing or calibrating of apparatus for measuring force, torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency for measuring torque
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0097Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents using means for generating speed signals
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04Introducing corrections for particular operating conditions
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1497With detection of the mechanical response of the engine
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L3/00Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
    • G01L3/24Devices for determining the value of power, e.g. by measuring and simultaneously multiplying the values of torque and revolutions per unit of time, by multiplying the values of tractive or propulsive force and velocity
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M15/00Testing of engines
    • G01M15/04Testing internal-combustion engines
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M15/00Testing of engines
    • G01M15/04Testing internal-combustion engines
    • G01M15/042Testing internal-combustion engines by monitoring a single specific parameter not covered by groups G01M15/06 - G01M15/12
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00Input parameters for engine control
    • F02D2200/02Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/10Parameters related to the engine output, e.g. engine torque or engine speed
    • F02D2200/1002Output torque
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00Input parameters for engine control
    • F02D2200/02Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/10Parameters related to the engine output, e.g. engine torque or engine speed
    • F02D2200/1002Output torque
    • F02D2200/1004Estimation of the output torque
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00Input parameters for engine control
    • F02D2200/02Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/10Parameters related to the engine output, e.g. engine torque or engine speed
    • F02D2200/101Engine speed
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00Input parameters for engine control
    • F02D2200/02Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/10Parameters related to the engine output, e.g. engine torque or engine speed
    • F02D2200/1012Engine speed gradient

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

SAMMANDRAG Forfarande for att estimera ett medelmoment genererat av en forbranningsmotor med minst tva cylindrar, vilket innefattar att generera en varvtalsvektor, dar ett flertal matvarden represente- rande motorns momentana varvtal vid ett antal mattillfallen under en forbranningscykel hos motorn registreras, att bestamma varytalsvektorns med respektive cylinder forknippade n:te hogsta re- spektive n:te lagsta varde, dar 2nx/2, dar x är antalet mat- varden i varvtalsvektorn fOrknippade med respektive cylinder, att berakna differensen mellan de !Dada i steg b bestamda vardena, att generera en signal E representerande de erhallna differenserna som en funktion av tid, och att estimera det av motorn genererade momentet som en funktion T beroende av atminstone signalen E.

Description

2 BAKGRUNDSTEKNIK Flera kanda metoder finns far att estimera ett moment fran en forbranningsmotor.
US20030167118 beskriver ett sadant forfarande, dar matningar av motorns varvtal anvands for att med hjalp av Fouriertransform estimera motorns moment.
EP1559898 beskriver ett forfarande for estimering av momentet fran en forbranningsmotor dar en skattad varvtalssignal tas fram via en trigonometrisk model!. Fran den skattade varvtalssignalen fas amplituden hos varvtalssvangningarna, vilken i sin tur anvands for att estimera momentet.
US2009/0132182 beskriver ett forfarande for att fa fram ett varde representativt for det av motorn genererade medelmomentet under en samplingsperiod. Ett medelvarde av motorns varvtal beraknas under samplingsperioden och detta varde anvands sedan i ett polynom for att fa fram ett varde pa medelmomentet. Fouri- erserier eller Fouriertransform anvands for att bestamma kraftbi- draget fran en viss cylinder.
US2008/0319725 beskriver ett forfarande for att forst berakna rotationshastigheten hos en forbranningsmotor och sedan an- vanda den beraknade rotationshastighetens Fourierkoefficienter for att fa fram ett medelmoment genererat av vale cylinder hos motorn. 3 SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Syftet med foreliggande uppfinning är att anvisa ett forfarande for att estimera ett medelmoment genererat av en forbrannings- motor, vilket fOrfarande samtidigt är tillrackligt tillforlitligt for att ge ett estimat som ligger nara det faktiska genererade momentet, och tillrackligt robust och okomplicerat for att kunna anvandas for att estimera momentet i realtid i till exempel ett fordon vilket drivs av motorn.
Detta syfte uppnas enligt uppfinningen genom att tillhandahalla ett forfarande for att estimera ett medelmoment genererat av en forbranningsmotor med minst tva cylindrar, vilket forfarande innefattar stegen att: a) generera en varvtalsvektor, dar ett flertal matvarden registre- ras under atminstone en del av en forbranningscykel hos motorn, varvid vale matvarde är forknippat med en av motorns cylindrar och representerar motorns momentana varvtal vid respektive mattillfalle, b) bestamma varvtalsvektorns med respektive cylinder forknip- pade n:te hogsta respektive n:te lagsta varde, dar 2 n x/2, dar x är antalet matvarden i varvtalsvektorn forknippade med respektive cylinder, for respektive cylinder berakna differensen mellan de !pada i steg b bestamda vardena, generera en signal E representerande de i steg c erhallna differenserna som en funktion av tid, estimera det av motorn i steg a genererade momentet som en funktion T beroende av atminstone den i steg d genererade signalen E. 4 Med det uppfinningsenliga forfarandet anvands alltsa en filtrerad amplitud av varvtalssvangningarna i motorn under en forbranningscykel for att estimera det av motorn genererade medelmo- mentet. Vid berakning av varvtalsamplituden tas de n-1 hagsta respektive lagsta vardena bort fran varvtalsvektorns med respektive cylinder forknippade matvarden. Pa detta vis blir forfarandet mindre kansligt far avvikande varden och darmed mer robust an om det hogsta respektive lagsta vardet anvants. Foretradesvis utfors forfarandet med 2nx/4 for att inte forlora for mycket information. Med det uppfinningsenliga forfarandet kravs inga extra givare, utan en god estimering av genererat moment kan astadkommas endast med hjalp av en varvtalsgivare, vilken anda maste finnas, bland annat far att avgara nar bransleinsprutning ska ske, for att kunna halla tomgangsvarvtalet och vid vaxlings- forfaranden.
Enligt en utforingsform utfors forfarandet med hjalp av en styrenhet, varvid funktionen T är ett polynom vars koefficienter be- stamts vid en initial kalibrering av namnda styrenhet. Ett polynom ger en forhallandevis enkel och bra estimering av genererat moment. Genom att koefficienterna bestams vid en initial kalibrering blir algoritmen som anvands for att estimera momentet robust. Det är mojligt att Ora denna kalibrering med hjalp av den nytill- 25 verkade motorn, men mer effektivt är att bestamma koefficienterna med hjalp av en utvecklingsmotor vilken är identisk med de sedermera serietillverkade motorerna vars moment ska estimeras. Kalibreringen kan aven goras teoretiskt med hjalp av t.ex. en beräkningsmodell.
Enligt en specifik variant av denna utforingsform innefattar den initiala kalibreringen av styrenheten att utfora namnda steg a—e, samt de ytterligare stegen: att simultant med steg a mata upp ett av motorn genererat moment, att genom kurvanpassning valja koefficienter hos ett polynom, sa att polynomet beskriver det i steg f uppmatta genererade momentet som en funktion beroende av atminstone signalen E.
Detta kalibreringsforfarande ger ett uttryck som kan beskriva det av motorn genererade momentet godtyckligt val. Installationen som anvands vid matningen av det genererade momentet bar inte vara alltfor olik den installation motorn sedan ska anvandas i, eftersom varvtalsvariationerna annars kan skilja sig fran hur de ser ut da motorn är monterad pa sitt anvandningsstalle, t.ex. i ett ford on.
Enligt annu en utforingsform estimeras det av motorn genererade momentet i steg e som en funktion T = a-1-13E, dar a och p är koef- 20 ficienter och dar E är den i steg d genererade signalen. Momentet estimeras pa detta vis med ett enkelt, berakningsmassigt billigt och robust uttryck.
Enligt ytterligare en utforingsform genereras en medelvarvtals- 25 signal V representerande motorns medelvarvtal to och estimeras det av motorn genererade momentet i steg e som en funktion T beroende av medelvarvtalssignalen V. Enligt en variant av denna utforingsform estimeras det av motorn genererade momentet som en funktion T = a-FPE+yV-FrIEV, dar a, p, y och /7 är koefficienter, 30 dar E är den i steg d genererade signalen och dar V är medel- 6 varvtalssignalen. Pa detta satt kan en annu battre estimering av motorns moment goras.
Enligt annu en utforingsform mats motorns laddtryck P och esti- 5 meras det av motorn genererade momentet i steg e som en funktion T beroende av motorns laddtryck. Har man mojlighet att Ora en palitlig laddtrycksmatning kan detta ge en god estimering av det genererade momentet, som kan vara mindre kanslig far eventuella matfel i varvtalsmatningen och paverkan fran resten av drivlinan an om endast varvtal och varvtalsamplitud anvands for estimering av momentet.
Enligt en utforingsform motsvarar varvtalsvektorns langd antalet mattillfallen under en forbranningscykel hos motorn. Detta tillater 15 att aven annan analys kan utforas pa de uppmatta varvtalen.
Enligt en annan utforingsform är antalet vevvinkelgrader e mellan vane mattillfalle under en forbranningscykel hos motorn konstant. Detta ger en okomplicerad tolkning av varvtalsmatvardena och forenklar filtrering och generering av signalen E.
Enligt ytterligare en utforingsform valjs funktionen T i beroende av den vaxel som anvands for att framfora ett fordon vilket drivs av forbranningsmotorn. Koefficienterna i ett polynomuttryck kan 25 till exempel valjas olika beroende pa vaxel. Genom att karma av vilken vaxel som anvands kan koefficienterna valjas sa att polynomuttrycket beskriver momentet sa bra som majligt. Detta ar sarskilt anvandbart i tillampningar dar drivlinans dynamik har stor betydelse. 7 Enligt annu en utforingsform valjs funktionen T beroende av omgivningsparametrar innefattande omgivningstryck och/eller — temperatur och/eller bransletyp. Till exempel kan olika koefficienter i ett polynomuttryck valjas beroende pa om motorn [cars pa bensin, etanol, diesel, biodiesel eller gas. Aven detta kan ge en battre estimering av momentet an om samma funktion valjs oberoende av radande omgivningsparametrar.
Enligt ytterligare en utforingsform bildar de i steg c beraknade differenserna en signal D som funktion av vevvinkel, vilken signal D filtreras genom ett lagpassfilter eller medianfilter till bildande av en signal H. Enligt en variant av denna utforingsform genereras signalen E genom att sampla om den i steg c bildade signalen H med avseende pa tid. Filtreringen minskar bandbredden hos signalen D och minskar risken for vikningseffekter nar denna signal sedan samplas om med avseende pa tid. Den reducerar aven brusnivaerna. Bandbredden pa filtret bar allts6 valjas sa att vikningseffekter undviks da onskad samplingsfrekvens anvands far att sampla om med avseende pa tid. En typisk samplingsfre- 20 kvens är mellan 1-100 ms, foretradesvis mellan 5-20 ms. Exempelvis anvands en samplingsfrekvens av 10 ms.
Enligt ytterligare en aspekt av uppfinningen uppnas syftet genom ett datorprogram nedladdningsbart till internminnet hos en dator, innefattande programvara for att styra stegen enligt den ovan fa- reslagna metoden nar namnda program [(ors pa en dator.
Enligt annu en aspekt av uppfinningen uppnas syftet genom en datorprogramprodukt innefattande ett datalagringsmedium som är 8 lasbart av en dator, varvid datorprogramkoden has ett datorprogram enligt ovan 5r lagrad pa datalagringsmediet.
Enligt ytterligare en aspekt av uppfinningen uppnas syftet genom en elektronisk styrenhet innefattande ett exekveringsmedel, ett till exekveringsmedlet anslutet minne och ett till exekveringsmedlet anslutet datalagringsmedium, varvid datorprogramkoden hos ett datorprogram enligt ovan är lagrat pa n5mnda datalagringsmedium.
Enligt 5nnu en aspekt av uppfinningen uppnas syftet genom ett motorfordon innefattande en elektronisk styrenhet enligt ovan.
Andra fordelaktiga sardrag hos uppfinningen och fordelar med denna framgar av den nedan foljande beskrivningen.
KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Uppfinningen kommer i det foljande att narmare beskrivas med hj5lp av utforingsexempel med hanvisning till bifogade ritningar, dar Fig. la-b visar schematiskt en forbranningsmotors varvtal som funktion av vevvinkel, 25 Fig. 2visar estimerat moment och uppmatt moment for en forbranningsmotor som funktion av tid, och Fig. 3visar en schematisk skiss av en styrenhet for imple- mentering av ett forfarande enligt uppfinningen. 9 DETALJERAD BESKRIVNING AV UTFORINGSFORMER AV UPPFINNINGEN Det uppfinningsenliga forfarandet utfors for en forbranningsmotor med ett flertal cylindrar. I en sadan forbranningsmotor bidrar vane cylinder till forbranningsmotorns totala moment med ett nettomoment. Under en stationar eller kvasistationar forbranningscykel hos motorn varierar hela tiden det momentana momentet som forbranningsmotorn genererar runt ett medelmoment M. Det 10 av motorn genererade momentet kan alltsa delas upp i ett konstant medelmoment M och ett varierande moment Mvar : m=m +mv.• •(1) Vid lag belastning genererar motorn ett lagt medelmoment M och momentvariationsamplituden Am, vilken är den amplitud med vil- ken momentet varierar under en forbranningscykel, är aven den lag. Vid hog belastning galler motsatta forhallanden, d v s hogt medelmoment M och hog momentvariationsamplitud Am. Momentvariationsamplituden Am är proportionell mot medel- 20 momentet M.
Vid stationara forhallanden är medelbelastningen 471 pa motorn samma som det genererade medelmomentet M: 47, = M(2) Forenklat kan motorn under kvasistationara forhallanden beskri- vas genom differentialekvationen J6) = M + Mvar - La, = Mvar, , CIO) = 1 m dtJvar ' dar w är motorns varvtal. Varvtalet kan aven uttryckas som co= de ,() dt dar e är vevvinkel och t är tid. Om varvtalet deriveras med avseende tid fas do.) dco de = du) co, dtde dt de vilket ger do) 1 1M M de J w var For en fyrtaktsmotor kan Mvar approximativt beskrivas som Mvar Am cos(1\10/2+(p) dar N är antalet cylindrar och cp är en fasfOrskjutning. Genom att integrera mellan 6i och e2 fas e2dco1°211 e262 d e = m varde m varde = A" cos(Ale 2+ cp)de ,(9) el deJ coJcoJco vilket galler approximativt eftersom w inte fluktuerar sa mycket och darfor ersatts med medelvarvta let w. Alltsa fas att co(02)-co(01)= 2Am (sin(NO1 / 2+ cp)- sin(NO2/2+ cp)).(10) NJw Genom lampliga val av 6i och e2 fas approximativt Am = co gill°, dar A är forbranningsmotorns varvtalsamplitud och qi är en kon- stant. Eftersom medelmomentet är proportionellt mot moment-20 amplituden kan forbranningsmotorns under en forbranningscykel genererade medelmoment saledes estimeras utifran motorns varvtalsamplitud A och medelvarvtal w. (11) I fig. la visas ett schematiskt diagram kir en attacylindrig motor, dar varvtalet co hos en forbranningsmotor visas som en funktion 11 av vevvinkel e. Varje cylinder ci, c2, c3, c4, c5, ce, c7, cs ger upphov till en varvtalssvangning. Antalet varvtalssvangningar, och darmed aven momentsvangningar, som forbranningsmotorn genererar under en forbranningscykel är darfor identiskt med anta- let cylindrar. En attacylindrig forbranningsmotor uppvisar alltsa atta svangningar per forbranningscykel, varvid vane svangning är forknippad med en av cylindrarna sasom visas i fig. la. For en fyrtaktsmotor omfattar en forbranningscykel 720 vevvinkelgrader. 10 I det uppfinningsenliga forfarandet mats motorns momentana varvtal vid ett antal tillfallen per forbranningscykel. Detta sker faretradesvis genom att en varvtalsgivare [canner av markeringar pa motorns svanghjul, vilka markeringer vanligen sitter med ett konstant antal vevvinkelgraders mellanrum, de. Genom att kon- trollera tiden det tar for svanghjulet att rotera de vevvinkelgrader fas det momentana varvtalet vid en viss vevvinkel e. Antalet matvarden forknippade med momentbidraget fran en cylinder ges av x= 180.m N•de ' (12) dar m är antalet takter hos motorn och N är antalet cylindrar. For en fyrtaktsmotor med atta cylindrar och de=6° fas alltsa 15 mat- varden per cylinder under en forbranningscykel, sasom schematiskt visas for en cylinder i fig. 1 b. Dessa matvarden lagras i en varvtalsvektor, vilken kan vara i form av en cirkular buffert dar man borjar om fran borjan igen nar bufferten fyllts och skriver over tidigare varden. For att bestamma en varvtalsamplitud Ao, bortses for vale cylinder fran de n-1 hogsta och lagsta vardena, dar 2nx/2, och differensen mellan de darefter aterstaende hogsta och lagsta vardena beraknas. Denna serie av differenser bildar en filtrerad varvtalsamplitud Awf. . Vilket varde som valjs pa 12 n beror pa antalet matvarden per cylinder. I det i fig. lb illustrerade fallet är n satt till 2, varvid det nast hogsta vardet coH och det nast lagsta vardet WL anvands for att berakna den filtrerade varvtalsamplituden. Ett lampligt varde pa n kan i det ovannamnda 5 exemplet, d.v.s. for en fyrtaktsmotor med atta cylindrar och d0=6°, vara 2-3, varvid alltsa de 1-2 hogsta respektive lagsta varvtalsvardena for varje cylinder bortses fran. Ju fler varden som tas bort, desto mindre kansligt blir det estimerade momentet for avvikande matvarden, men samtidigt forloras information och risken finns att varvtalsamplituden beraknas till ett for lagt varde.
Da den filtrerade varvtalsamplitudenbestamts bildas en sig- nal D vilken beskriver denna amplitud som en funktion av vevvinkel 0. Denna signal filtreras genom ett linjart filter sasom ett lagpassfilter eller ett icke-linjart filter i form av t.ex. ett medianfil- ter, vilket minskar bandbredden hos signalen, till bildande av en ny signal H. Exempelvis kan ett bandpassfilter i form av ett IIRfilter med lampligt valda filterkoefficienter anvandas for bildandet av signalen H. Signalen H samplas i ett efterfOljande steg om med avseende pa tid till bildande av signalen E. En typisk samp- lingsfrekvens är 10 ms, men aven andra frekvenser kan anvandas. Den nu erhallna signalen E beskriver forbranningsmotorns varvtalsvariationer som en funktion av tid. 25 For att estimera medelmomentet utifran denna signal E anvands en model!. En enkel modell for det estimerade momentet T är T = a + (3•E,(13) dar a och p är koefficienter. I fig. 2 visas ett momentestimat T erhallet med hjalp av denna enkla modell som en funktion av 30 normaliserad tid t tillsammans med ett uppmatt medelmoment for 13 den ovan namnda attacylindriga forbranningsmotorn. Det estimerade momentet T visas som en heldragen linje och det uppmatta genererade medelmomentet M visas som en streckad linje, !pada visade som procentandel av maximalt moment.
Alternativa modeller som kan anvandas for att estimera momentet är till exempel T=a+p-E+y-V,(14) dar V är en signal som representerar det beraknade medelvarvta- let for en cylinder som funktion av tid och dar y är en koefficient.
Signalen V kan t.ex. fas genom att lagpassfiltrera den vevvinkelbaserade varvtalssignalen, vilket ger ett medelvarvtal, och sedan sampla om det erhallna medelvarvtalet med avseende pa tid. Medelvarvtalet kan lampligen beraknas for samma period som 15 medelmomentet.
Ytterligare en model! är T=a+f3•E+y•V+,u•E•V,(15) dar p är ytterligare en koefficient. For att ytterligare forbattra es- timeringen kan aven andra driftstorheter tas med i modellen, sasom laddtrycket P. En sadan modell kan vara T=a+p•E+A•P,(16) dar A är en koefficient. Estimeringen blir i detta fall beroende av att laddtrycksmatningen är palitlig. Dessutom behovs fler givare an i fallet da enbart varvtal och varvtalsamplitud anvands for att estimera momentet. Naturligtvis kan aven andra driftstorheter anvandas i modellen, liksom andra kombinationer och hogre ordningar av de ingaende driftstorheterna an de som ovan namnts. Exempel pa andra driftstorheter som kan anvandas är avgas- 14 temperatur, avgassamlartryck och uppmatt eller estimerad branslemangd som sprutas in i motorn.
Koefficienterna i ovan namnda modeller kan bestammas vid en initial kalibrering av en styrenhet, vilken anvands far estimering- en av motorns moment vid driften av motorn. Vid denna kalibrering utfors de steg som ovan beskrivits, d v s motorns varvtal mats, en filtrerad varvtalsamplitud bestams och en tidssamplad signal E vilken beskriver denna amplitud skapas. Simultant med 10 varvtalsmatningarna mats aven det av motorn genererade momentet M. Genom kurvanpassning valjs sedan koefficienter hos ett polynom, sa att polynomet beskriver det uppmatta genererade momentet som en funktion beroende av atminstone signalen E. Koefficienterna kan foretradesvis valjas genom att minimera minsta kvadratfelet i funktionen T relativt det uppmatta momen- tet.
I vissa tillampningar har drivlinans dynamik stor betydelse, och koefficienterna i uttrycket for T kan da valjas beroende pa vilken 20 vaxel som anvands. I dessa fall kan en parameter fran en styrenhet for vaxelladan avlasas for att bestamma vilka koefficienter som ska valjas. Alternativt kan vaxeln bestammas utifran matningar av hastighet och motorvarvtal, eller pa annat tillampligt satt.
Forfarandet lampar sig val for implementering vid styrning av forbranningsmotorer som anvands vid drift av tunga fordon. Dessa motorer drivs vanligen med ett snavare varvtalsspann an motorer i exempelvis personbilar. De hogsta varvtalen ligger normalt sett runt 2000 rpm i ett sadant fordon, och vid dessa varvtal kan vary- talssignalen matas med god upplOsning och kan darfor behandlas direkt utan att behova skattas forst.
Datorprogramkod for implementering av ett forfarande enligt upp- finningen är lampligen inkluderad i ett datorprogram som är in- lasningsbart till internminnet hos en dator, sasom internminnet hos en elektronisk styrenhet hos ett motorfordon. Ett sadant datorprogram är lampligen tillhandahallet via en datorprogramprodukt innefattande ett av en elektronisk styrenhet lasbart data- lagringsmedium, vilket datalagringsmedium har datorprogrammet lagrat darpa. Namnda datalagringsmedium är exempelvis ett optiskt datalagringsmedium i form av en CD-ROM-skiva, en DVDskiva etc, ett magnetiskt datalagringsmedium i form av en hard-disk, en diskett, ett kassettband etc, eller ett Flashminne eller ett 15 minne av typen ROM, PROM, EPROM eller EEPROM.
Fig. 3 illustrerar schematiskt en elektronisk styrenhet 40 innefattande ett exekveringsmedel 41, sasom en central processorenhet (CPU), for exekvering av datorprogramvara. Exekverings- 20 medlet 41 kommunicerar med ett minne 42, exempelvis av typen RAM, via en databuss 43. Styrenheten 40 innefattar aven datalagringsmedium 44, exempelvis i form av ett Flashminne eller ett minne av typen ROM, PROM, EPROM eller EEPROM. Exekveringsmedlet 41 kommunicerar med datalagringsmediet 44 via da- 25 tabussen 43. Ett datorprogram innefattande datorprogramkod for implementering av ett forfarande enligt uppfinningen är lagrat pa datalagringsmediet 44.
Uppfinningen är givetvis inte pa nagot satt begransad till de ovan beskrivna utforingsformerna, utan en mangd majligheter till mo- 16 difikationer darav torde vara uppenbara for en fackman pa omradet, utan att denne far den skull avviker fran uppfinningens grundtanke sadan denna definieras i bifogade patentkrav. 17

Claims (17)

PATE NTKRAV 1. Forfarande for att estimera ett medelmoment genererat av en fOrbranningsmotor med minst tva cylindrar, kannetecknat av att det innefattar stegen att:
1. generera en varvtalsvektor, dar ett flertal matvarden registreras under atminstone en del av en forbranningscykel hos motorn, varvid vale matvarde är forknippat med en av motorns cylindrar och representerar motorns momen- tana varvtal vid respektive mattillfalle, 2. bestamma varvtalsvektorns med respektive cylinder forknippade n:te hogsta respektive n:te lagsta varde, dar 2 nx/2, dar x är antalet matvarden i varvtalsvektorn for- knippade med respektive cylinder, c) for respektive cylinder berakna differensen mellan de !Dada i steg b bestamda vardena, 4. generera en signal E representerande de i steg c erhallna differenserna som en funktion av tid, 5. estimera det av motorn i steg a genererade momentet som en funktion T beroende av atminstone den i steg d genererade signalen E.
2. Forfarande enligt krav 1, kannetecknat av att det utfors med hjalp av en styrenhet, varvid funktionen T är ett polynom vars koefficienter bestamts vid en initial kalibrering av namnda styrenhet.
3. Forfarande enligt krav 2, kannetecknat av att den initiala kalibreringen av styrenheten innefattar att utfora namnda steg a—e, samt de ytterligare stegen: 18 6. att simultant med steg a mata upp ett av motorn genererat moment, 7. att genom kurvanpassning valja koefficienter hos polynomet, sä att polynomet beskriver det i steg f uppmatta genererade momentet som en funktion beroende av 6t- minstone signalen E.
4. Forfarande enligt nagot av foreg6ende krav, kannetecknat av att det av motorn genererade momentet i steg e estimeras som en funktion T = a-FpE, dar a och p är koefficienter och dar E är den i steg d genererade signalen.
5. Forfarande enligt nagot av krav 1 till 3, kannetecknat av att en medelvarvtalssignal V representerande motorns medel- varvtal co genereras och att det av motorn genererade mo- mentet i steg e estimeras som en funktion T beroende av medelvarvtalssignalen V.
6. Forfarande enligt krav 5, kannetecknat av att det av motorn genererade momentet estimeras som en funktion T = a-1-f3E+yV+riEV, dar a, p, y och q är koefficienter, dar E är den i steg d genererade signalen och dar V är medelvarvtalssignalen.
7. Forfarande enligt nagot av krav 1 till 3 eller 5, kannetecknat av att motorns laddtryck P mats och att det av motorn genererade momentet i steg e estimeras som en funktion T beroende av laddtrycket. 19
8. Forfarande enligt nagot av foregaende krav, kannetecknat av att varvtalsvektorns langd motsvarar antalet mattillfallen under en forbranningscykel hos motorn.
9. Forfarande enligt nagot av foregaende krav, kannetecknat av att antalet vevvinkelgrader 0 mellan vale mattillfalle under en forbranningscykel hos motorn är konstant.
10. Forfarande enligt nagot av foregaende krav, kannetecknat av att funktionen T valjs i beroende av den vaxel som an- vands far att framfora ett fordon vilket drivs av forbranningsmotorn.
11. Forfarande enligt nagot av foregaende krav, kannetecknat av att funktionen T valjs i beroende av omgivningspara- metrar innefattande omgivningstryck och/eller —temperatur och/eller bransletyp.
12. Forfarande enligt nagot av foregaende krav, kannetecknat av att av de i steg c beraknade differenserna bildas en signal D som funktion av vevvinkel, vilken signal D filtreras genom ett lagpassfilter eller medianfilter till bildande av en signal H.
13. Forfarande enligt krav 12, kannetecknat av att i steg d ge- nereras signalen E genom att sampla om den i steg c bil- dade signalen H med avseende pa tid.
14. Datorprogram innefattande datorprogramkod far att bringa en dator att implementera ett forfarande enligt nagot av kra- ven 1-13 nar datorprogramkoden exekveras i datorn.
15. Datorprogramprodukt innefattande ett datalagringsmedium som är lasbart av en dator, varvid datorprogramkoden hos ett datorprogram enligt krav 14 är lagrad pa datalagringsme- diet.
16. Elektronisk styrenhet (40) innefattande ett exekveringsmedel (41), ett till exekveringsmedlet anslutet minne (42) och ett till exekveringsmedlet anslutet datalagringsmedium (44), varvid datorprogramkoden hos ett datorprogram enligt krav 14 ar lagrat pa namnda datalagringsmedium (44).
17. Motorfordon innefattande en elektronisk styrenhet (40) enligt krav 16. 1/2 ciC2CsC4Cc6C7Cs Fig I a Fig lb 2/2 100 60
SE1350707A 2013-06-10 2013-06-10 Förfarande för estimering av ett moment genererat av en förbränningsmotor SE537656C2 (sv)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE1350707A SE537656C2 (sv) 2013-06-10 2013-06-10 Förfarande för estimering av ett moment genererat av en förbränningsmotor
PCT/SE2014/050666 WO2014200415A1 (en) 2013-06-10 2014-06-02 Method for estimating a torque generated by an internal combustion engine
KR1020167000548A KR101792177B1 (ko) 2013-06-10 2014-06-02 내연 기관에 의해 생성되는 토크를 추정하는 방법
EP14810802.0A EP3008443B1 (en) 2013-06-10 2014-06-02 Method for estimating a torque generated by an internal combustion engine
US14/889,115 US20160069768A1 (en) 2013-06-10 2014-06-02 Method for estimating a torque generated by an internal combustion engine
BR112015027525A BR112015027525A2 (pt) 2013-06-10 2014-06-02 método para estimar um torque gerado por um motor de combustão interna

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE1350707A SE537656C2 (sv) 2013-06-10 2013-06-10 Förfarande för estimering av ett moment genererat av en förbränningsmotor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SE1350707A1 true SE1350707A1 (sv) 2014-12-11
SE537656C2 SE537656C2 (sv) 2015-09-22

Family

ID=52022567

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE1350707A SE537656C2 (sv) 2013-06-10 2013-06-10 Förfarande för estimering av ett moment genererat av en förbränningsmotor

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20160069768A1 (sv)
EP (1) EP3008443B1 (sv)
KR (1) KR101792177B1 (sv)
BR (1) BR112015027525A2 (sv)
SE (1) SE537656C2 (sv)
WO (1) WO2014200415A1 (sv)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017158838A1 (ja) * 2016-03-18 2017-09-21 富士通株式会社 エンジントルク推定装置、エンジン制御システム及びエンジントルク推定方法
AT518268B1 (de) * 2016-05-31 2017-09-15 Avl List Gmbh Verfahren und System zur Diagnose und/oder Steuerung einer Hubkolbenmaschine mit einem variablen Verdichtungsverhältnis
AT518694B1 (de) 2016-05-31 2019-08-15 Avl List Gmbh Hubkolbenmaschine sowie Verfahren und Vorrichtung zur Diagnose und/oder Steuerung einer Hubkolbenmaschine
CA3026779A1 (en) * 2016-06-08 2017-12-14 Methode Electronic, Inc. Torque sensor component pairing and assembly
KR20190061433A (ko) 2017-11-28 2019-06-05 한국생산기술연구원 신경회로망을 이용한 회전체의 출력 데이터 추정 시스템 및 방법

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4697561A (en) * 1985-04-15 1987-10-06 Purdue Research Foundation On-line engine torque and torque fluctuation measurement for engine control utilizing crankshaft speed fluctuations
DE3743066A1 (de) * 1987-12-18 1989-06-29 Asea Brown Boveri Verfahren zur bestimmung des mittleren aktionsmomentes einer verbrennungskraftmaschine
US6021758A (en) * 1997-11-26 2000-02-08 Cummins Engine Company, Inc. Method and apparatus for engine cylinder balancing using sensed engine speed
DE19941171B4 (de) * 1999-08-30 2006-12-14 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Bestimmen des von einer Brennkraftmaschine aufgebrachten Moments
US6866024B2 (en) * 2001-03-05 2005-03-15 The Ohio State University Engine control using torque estimation
US7012391B2 (en) * 2002-08-09 2006-03-14 Seagate Technology Llc Motor acceleration using continuous sequence of current limit values
US7742882B2 (en) * 2004-11-17 2010-06-22 Volvo Lastvagnar Ab Method for determination of mean engine torque
FR2891012B1 (fr) * 2005-09-20 2011-02-11 Inst Francais Du Petrole Methode d'estimation du regime instantane produit par chacun des cylindres d'un moteur a combustion interne
US7194899B1 (en) * 2006-05-29 2007-03-27 Bo-Chiuan Chen Method of estimating crack angles and rotation speeds of engine
DE102006056708B4 (de) * 2006-11-30 2012-03-08 Robert Bosch Gmbh Verfahren, Vorrichtung und Computerprogramm zur Bestimmung zylinderindividueller Verbrennugsmerkmale einer Brennkraftmaschine
JP2008208930A (ja) 2007-02-27 2008-09-11 Toyota Motor Corp 車両の制御装置、制御方法、その方法を実現するプログラムおよびそのプログラムを記録した記録媒体、車両の駆動装置。
US7814780B2 (en) * 2007-04-09 2010-10-19 Bg Soflex Llc Engine position tracking for internal combustion engines
DE102009001128A1 (de) * 2008-12-12 2010-06-17 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Drehmomentbestimmung einer Brennkraftmaschine

Also Published As

Publication number Publication date
EP3008443A4 (en) 2017-01-04
BR112015027525A2 (pt) 2017-07-25
KR20160018766A (ko) 2016-02-17
EP3008443B1 (en) 2017-12-06
WO2014200415A1 (en) 2014-12-18
SE537656C2 (sv) 2015-09-22
EP3008443A1 (en) 2016-04-20
US20160069768A1 (en) 2016-03-10
KR101792177B1 (ko) 2017-10-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SE1350707A1 (sv) Förfarande för estimering av ett moment genererat av en förbränningsmotor
US10502659B2 (en) Misfire detection device for internal combustion engine
JP4566900B2 (ja) エンジン計測装置
CN101258314B (zh) 用于确定发动机旋向的反转的方法
US20140238368A1 (en) Exhaust gas sensor diagnosis and controls adaptation
JP5525839B2 (ja) アルコール濃度推測検知装置
CN104047794A (zh) 发动机爆震探测系统和方法
AU2008222454A1 (en) Calibration tool
CN102261995A (zh) 使用离散傅立叶变换逼近的发动机失火检测系统和方法
CN107120199A (zh) 用于降低汽缸空气燃料比不平衡的方法
FR2842904A1 (fr) Procede permettant de determiner un flux massique d'air
JP4788640B2 (ja) 内燃機関の筒内圧推定方法および筒内圧推定装置
JP5335154B2 (ja) 将来の時間インターバルの持続時間を予想する方法
JP5277349B2 (ja) 内燃機関の吸気パラメータ算出装置および吸気パラメータ算出方法
EP2530287A1 (en) Apparatus and method for estimating a combustion torque of an internal combustion engine
CN104568445A (zh) 发动机负荷检测装置及发动机负荷检测方法
CA2918215C (fr) Procede d'estimation sur une courbe d'un point pertinent pour la detection d'anomalie d'un moteur et systeme de traitement de donnees pour sa mise en oeuvre
CN107023414A (zh) 预测在转速传感器信号的两个信号边沿之间的持续时间的方法
EP3686417B1 (en) Injector injection quantity control device, injector injection quantity control method, program and storage medium
CN105298662B (zh) 确定可变定相系统中相位器旋转位置的方法和设备
JP4702085B2 (ja) 内燃機関の燃焼状態推定装置
EP2258935A1 (en) Device for detecting deterioration in response of control subject
JP2009174483A (ja) 内燃機関の制御装置
US8185359B2 (en) System and method for transforming data between the time domain and the combustion pulse domain
EP2550448B1 (fr) Procédé et dispositif de commande d'un démarrage d'un moteur thermique