CZ294974B6 - Způsob vyhodnocení točivého momentu spalovacího motoru - Google Patents

Způsob vyhodnocení točivého momentu spalovacího motoru Download PDF

Info

Publication number
CZ294974B6
CZ294974B6 CZ19983287A CZ328798A CZ294974B6 CZ 294974 B6 CZ294974 B6 CZ 294974B6 CZ 19983287 A CZ19983287 A CZ 19983287A CZ 328798 A CZ328798 A CZ 328798A CZ 294974 B6 CZ294974 B6 CZ 294974B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
engine
coefficients
angular
crankshaft
window
Prior art date
Application number
CZ19983287A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ328798A3 (cs
Inventor
Alain Rossignol
Michel Suquet
Original Assignee
Siemens Automotive S. A.
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 Siemens Automotive S. A. filed Critical Siemens Automotive S. A.
Publication of CZ328798A3 publication Critical patent/CZ328798A3/cs
Publication of CZ294974B6 publication Critical patent/CZ294974B6/cs

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M15/00—Testing of engines
    • G01M15/04—Testing internal-combustion engines
    • G01M15/042—Testing internal-combustion engines by monitoring a single specific parameter not covered by groups G01M15/06 - G01M15/12
    • G01M15/046—Testing internal-combustion engines by monitoring a single specific parameter not covered by groups G01M15/06 - G01M15/12 by monitoring revolutions
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L3/00—Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/10—Parameters related to the engine output, e.g. engine torque or engine speed
    • F02D2200/1002—Output torque
    • F02D2200/1004—Estimation of the output torque
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/10—Parameters related to the engine output, e.g. engine torque or engine speed
    • F02D2200/1015—Engines misfires

Landscapes

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

Abstract

Podle vynálezu se určí pozorovací okénko vymezené úhlovými pozicemi předem determinovanými úhlovými pozicemi klikové hřídele pro každou fázi spalování směsi palivo/vzduch. Měří se série časových intervalů (.DELTA.T.sub.i.n.) oddělujících průchody klikové hřídele předem určenými pozicemi v každém okénku. Dále se vypočítají dvě lineární kombinace (.SIGMA.a.sub.i.n..DELTA.T.sub.i.n.) a (.SIGMA.b.sub.i.n..DELTA.T.sub.i.n.) časových intervalů (.DELTA.T.sub.i.n.), přičemž každý z koeficientů (a.sub.i.n.) a (b.sub.i.n.) těchto kombinací je zvolen pro zesílení variací střídavé složky úhlové rychlosti (.OMEGA..sub.i.n., .OMEGA..sub.2.n.) klikové hřídele během měření příslušného časového intervalu (.DELTA.T.sub.i.n.) příslušným pozorovacím okénkem během první i druhé funkce motoru, pro které byly pozorované střídavé složky (.OMEGA..sub.0.n., .OMEGA..sub.90.n.) fázově posunuty jedna vzhledem k druhé o předem stanovený úhel (.FI..sub.0.n.). Nakonec se vyhodnotí točivý moment z hodnoty normy aplikované na dvě lineární kombinace.ŕ

Description

(57) Anotace:
Podle vynálezu se určí pozorovací okénko vymezené úhlovými pozicemi předem determinovanými úhlovými pozicemi klikové hřídele pro každou fázi spalování směsi palivo/vzduch. Měří se série časových intervalů (ΔΤ) oddělujících průchody klikové hřídele předem určenými pozicemi v každém okénku. Dále se vypočítají dvě lineární kombinace (ZaAT) a (Σ^ΔΤ) časových intervalů (ΔΤ,), přičemž každý z koeficientů (a) a (b,) těchto kombinací je zvolen pro zesílení variací střídavé složky úhlové rychlosti (Ω|, Ω2) klikové hřídele během měření příslušného časového intervalu (ΔΤ.) příslušným pozorovacím okénkem během první i druhé funkce motoru, pro které byly pozorované střídavé složky (Ωο, Ω90) fázově posunuty jedna vzhledem k druhé o předem stanovený úhel (Φο). Nakonec se vyhodnotí točivý moment z hodnoty normy aplikované na dvě lineární kombinace.
Způsob vyhodnocení točivého momentu spalovacího motoru
Předmět vynálezu
Vynález se týká vyhodnocení točivého momentu spalovacího motoru zejména na základě pozorování variací rychlosti rotace klikové hřídele motoru.
Dosavadní stav techniky
Točivý moment spalovacího motoru je důležitým parametrem charakteristiky funkce a výkonu spalovacího motoru, zejména pro motorová vozidla. Přístroj zvané „měřiče točivého momentu“ umožňují měřit točivý moment spalovacího motoru během zkoušek ve zkušebně. Není prakticky možné zabudovat takový přístroj do motorového vozidla, a to zejména z důvodu značných nákladů s tím spojených. Byly již navrženy různé způsoby vyhodnocení točivého momentu, a to měřením okamžité rychlosti motoru pomocí snímače instalovaného nyní v motorových vozidlech, jejichž motor je ovládán počítačem, který přijímá různé signály, mezi jiným i ze snímače rychlosti. V tomto ohleduje možno se odvolat na publikaci z r. 1989 W.B. RIBBENS a G. RIZZONI o názvu „ Applications of precise crankshaft position measurements for Engine testing, control and diagnosis“ uvedenou pod č. SAE 890885 v publikacích „Society of Automotive Engineers“ USA. Tato publikace popisuje způsob založený na maticových výpočtech měření okamžitých rychlostí každého cyklu motoru za účelem odvození absolutní hodnoty točivého momentu pro každý válec a zjištění nenormálních variací tohoto točivého momentu. Tyto výpočty jsou složité a navíc vyžadují výkonná výpočetní zařízení, která není v současné době možno umístit v motorovém vozidle. Navíc by podle uvedené publikace bylo možno použít tento způsob pouze v případě nižších otáček (méně než 3500 ot/min).
Další způsoby vyhodnocená točivého momentu jsou založeny na pozorování variací rychlosti motoru v časovém „horizontu“, který zahrnuje řadu postupných fází spalování směsi palivo / vzduch v několika válcích motoru. Závada ve spalování, jako je např. selhání zapalování v jednom ze sledovaných válců, však podstatně narušuje celkové provedené pozorování, čímž ovšem zkresluje odvozené vyhodnocení.
Z přihlášky evropského patentu 532 419 přihlášené Régie Nationale des Usines Renault SA je znám způsob a zařízení pro dosažení representativní hodnoty průměrného točivého momentu při každém spalovacím cyklu ve válcích spalovacího motoru. Zařízení ke stanovení točivého momentu pro každý spalovací cyklus plynné směsi ve válcích spalovacího motoru umožňuje určit primární hodnotu trvání průtoku ryskami umístěnými na věnci setrvačníku nebo na klikové hřídeli motoru pomocí snímače. Tato primární hodnota se přemění na dvě sekundární hodnoty, a to hodnotu průměrné uhlíkové rychlosti rysek během spalovací periody resp. hodnotu projekce na referenční linii fáze rysek připadajících na úhlové periody spalování a hodnotou okamžité úhlové rychlosti rysek. Z těchto sekundárních hodnot se pak odvodí representativní hodnota příslušného točivého momentu.
Tento způsob umožňuje dosáhnout uspokojujícího výsledku v případě, že
1) „centrum spalování“ nebo maximum tlaku ve válci při spalování zůstane v podstatě nastaveno na fixní úhlové pozici klikové hřídele a
2) průměrná rychlost motoru se v intervalu mezi dvěma horními úvratěmi pístu nijak značně nemění.
Na připojeném výkresu je znázorněn graf variací tlaku P ve válci, kde dochází ke spalování a odpovídajících variací úhlové rychlosti Ω mezi dvěma horními úvratěmi pístu, kterých se nás ledně po sobě dosáhne dvěma písty pohybujícími se ve dvou válcích motoru, např. u čtyřválcového motoru. Experimenty potvrdily, že při zvýšených otáčkách motoru, kdy je směs palivo / vzduch normálně bohatá, zůstává centrum tlaku Po max ve fixní pozici k horní úvrati pístu v první čtvrti úhlového intervalu oddělujícího dvě po sobě následující horní úvratě pístu. Odpovídající výkyvy úhlové rychlosti motoru jsou vyznačeny Ωο a vykazují maximum ΩΟπι;ιχ v podstatě na konci druhé čtvrti intervalu mezi horními úvratěmi pístu.
Jestliže je funkce motoru jiná, např. při nízkých otáčkách nebo při středních otáčkách motoru s méně bohatou směsí palivo / vzduch může se nevyšší tlak posunout o 45° úhlu rotace klikové hřídele (pozice Pmax) k centru tlaku Po max. Je možno pozorovat fázový posun odpovídající příslušné úhlové rychlosti Ω90, která je fázově posunuta z π/2 vzhledem k převážně sinusoidním výkyvům rychlosti Ωο na frekvenci horních úvrati pístu.
Mimo tyto způsoby funkce motoru lze pozorovat fázový posun ΔΦ veličiny Ω vzhledem k Ωο mezi 0 a π/2.
Vypočítaný algoritmus točivého momentu spalovacího motoru, který by nevzal v úvahu posun nejvyšší nebo maximální úhlové rychlosti klikové hřídele by neposkytl uspokojující vyhodnocení tohoto mementu při všech možných způsobech funkce motoru.
Podstata vynálezu
Vynález má za cíl vyvinout způsob vyhodnocení točivého momentu, který by byl spolehlivý při jakékoli funkci spalovacího motoru a při jakékoli četnosti variací průměrné rychlosti tohoto motoru.
Tohoto cíle vynálezu - stehně jako další, které budou zmíněny v popisu této přihlášky vynálezu - lze dosáhnout vyhodnocením točivého momentu spalovacího motoru odvozeném z variací rychlosti rotace klikové hřídele motoru. Tento způsob sestává
a) z určení pozorovacího okénka vymezeného předem determinovanými úhlovými pozicemi klikové hřídele pro každou fázi spalování směsi palivo / vzduch v každém z válců motoru,
b) z měření série časových odchylek ΔΤ) oddělujících průchodky klikové hřídele předem určenými pozicemi v každém okénku,
c) ve výpočtu dvou lineárních kombinací Σ^ΔΤ; a Σ^ΔΤ, časových odchylek ΔΤ(, při čemž každý z koeficientů aj a b,· těchto kombinací je zvolen pro zesílení variací střídavé složky úhlové rychlosti klikové hřídele během měření příslušné časové odchylky ΔΤ, příslušným pozorovacím okénkem během první i druhé funkce motoru, pro které byly pozorované střídavé složky fázově posunuty jedna vzhledem k druhé o předem stanovený úhel a
d) z vyhodnocení točivého momentu u hodnoty normy aplikované na dvě lineární kombinace a vztažené na třetí mocninu průměrné časové odchylky ΔΤ3 v daném okénku.
Jak bude dále zmíněno, tento způsob umožňuje přesně vyhodnotit točivý moment spalovacího motoru ve všech jeho funkcích, ať při normálních otáčkách nebo vysokých otáčkách nebo i při nízkých otáčkách či při spalování málo bohaté směsi.
-2CZ 294974 B6
Přehled obrázků na výkresech
Další charakteristika a výhody vynálezu budou zřejmé z popisu, který dále následuje, jakož i z výkresu, na kterém jsou v jediném obrázku soustředěny všechny grafy znázorňující způsob vyhodnocení točivého momentu podle vynálezu.
Příklady provedení vynálezu
Obrázek zobrazuje postup založený v podstatě na pozorování účinků spalování směsi palivo / vzduch ve válci spalovacího motoru přu úhlové rychlosti Ω klikové hřídele motoru. Po zapálení plynné směsi dosáhne tlak ve válci motoru maxima Po max krátce po horní úvrati pístu při normálních nebo zvýšených otáčkách nebo maxima více či méně zpožděného vzhledem kPomax např. při nízkých otáčkách, jak bylo zmíněno v úvodu tohoto popisu. Poté dojde k expansi plynu ve válci do té doby, kdy další píst dosáhne své horní úvrati v cyklu funkce klasického čtyřválcového motoru. V zájmu jasnosti popisu je třeba uvést, že popisovaný příklad provedení, který zdaleka neomezuje rozsah vynálezu, se týká čtyřválcového spalovacího motoru.
Z obrázku vyplývá, že maxima úhlové rychlosti QOmax a Q90max odpovídající maximům tlaku Pomax a Pmax jsou v podstatě soustředěny na konci první čtvrti a v polovině časového intervalu, který odděluje dva po sobě jdoucí průchody pístu motoru horní úvrati. Na obrázku je rovněž znázorněno, že variace úhlové rychlosti klikové hřídele motoru je v podstatě sinusoidní o stejné frekvenci jako je frekvence následných průchodů válce motoru horní úvrati. Je zřejmé, že příčinou těchto variací je střídavá složka úhlové rychlosti motoru, která zahrnuje také setrvačnou složku. Tyto variace odpovídají variacím ΔΝ otáček N motoru, jak je znázorněno na obrázku variací sklonu osy křivky veličiny Ω.
Podle vynálezu se pro každou fázi spalování směsi palivo / vzduch v každém válci motoru definuje pozorovací okénko o šířce větší než je úhlový prostor oddělující dva po sobě jdoucí průchody dvou pístů horní úvrati tak, že umožní celkové pozorování fází zrychlení a zpomalení klikové hřídele, která jsou způsobena spalováním směsi palivo / vzduch v příslušném válci motoru. Toto pozorovací okénko však bude s výhodou menší nebo se bude rovnat jeden a půl násobku uvedeného úhlového prostoru. Definuje se 7 úhlových pozicí klikové hřídele dosažených postupně v dobách t0 až t6, při čemž tyto doby jsou odděleny časovými intervaly ΔΤ, - tj+1= (i = 0 až 5). Sedm úhlových pozicí je od sebe vzdáleno o konstantní úhel. Mezi dvěma horními úvratěmi dochází tedy ke čtyřem časovým intervalům, jejichž rozhraní v podstatě spadá do charakteristických vlnových bodů, tedy maximálního, minimálního průchodu a nulového průchodu. První interval ΔΤ0 a poslední interval ΔΤ5 jsou umístěny v intervalu mezi horními úvratěmi pístu pozorovaných variací úhlové rychlosti.
Je třeba nyní poznamenat, že při měření časových intervalů ΔΤη +1 a ΔΤη vymezených třemi stejně oddělenými úhlovými pozicemi a dosaženými v dobách tn_i, tn, tn+i, pak je okamžitý točivý moment tn+] určen takto:
Ca +, = J α . 1/ΔΤη 3. (ΔΤη+1 - ATa) (1)
J je setrvačný moment točivé části motoru a a konstantní úhlový interval dvou následných úhlových pozic.
J a a jsou konstanty, existuje tedy proporcionální vztah mezi točivým momentem a veličinou Σ/ΔΤ3, kde Σ = ΔΤη+1 - ΔΤη je lineární kombinace měřených časových intervalů a ΔΤ3 je třetí mocnina průměrného měřeného časového intervalu, při čemž ΔΤη se blíží ΔΤη+ι při pozorování časových intervalů ve stejném pozorovacím okénku.
-3 CZ 294974 B6
Podle vynálezu se vyhodnotí točivý moment na základě proporcionality stejného typu takovým vztahem a točivým momentem, při čemž výraz Σ vstupující do vztahu je modifikován, aby se zajistilo přesné vyhodnocení točivého momentu, ať je funkce motoru jakákoliv. Za tímto účelem musí tento výraz brát v úvahu eventuelní prostorovou úchylku formy vlny variace úhlové rychlosti, jež může zaujmout jakoukoli pozici jednou nebo druhou z pozic znázorněných na výkresech u křivek Ωο a Ω90.
Podle vynálezu se vypočítají dvě lineární kombinace Lai.AT, a Zbj.ATj časových intervalech ΔΤΡ Koeficienty a, a bj jsou korelovány s variacemi úhlových rychlostí Ωο a Ω90 tak, že se v pozorovacím okénku zesílí variace střídavé složky pozorované úhlové rychlosti klikové hřídele na straně jedné při pevním způsobu funkce motoru o konstantních otáčkách, u kterého nejvyšší bod spalování zaujímá nejpravděpodobnější pozici a na druhé straně při druhém způsobu funkce, kde je úhlová rychlost fázově posunuta na rozdíl od prvního způsobu funkce o předem určený úhel Φο·
První lineární kombinace umožňuje dosáhnout „projekce“ variací rychlosti Ω podél „osy“ fáze křivky Ωο.
Druhá lineární kombinace realizuje podobnou projekci na ose fáze křivky představující fázově posunutou rychlost.
S výhodou se zvolí fázový posun Φο o velikosti: π/2. Po výpočtu hodnot dvou lineárních kombinací ZajATj a Σ^ΔΤ; je možno aplikovat na tyto hodnoty jednoduchou euklidovskou nebo kvadratickou normu:
[(Ση,.ΔΤ,)2 + (Σ^.ΔΤί)2]12 a zavést takto vypočtenou normu do výrazu typu výrazu (1) výše uvedeného, kde nahradí lineární kombinaci (ΔΤη+ι - ΔΤ3) a odvodit vyhodnocení okamžitého točivého momentu motoru.
Přesto lze fázový posun Φο zvolit odlišně od π/2, zejména když rysky na věnci setrvačníku neumožňují regulovat fázový posun na π/2. V tomto případě má výpočetní norma poněkud složitější formu:
[(Σ^.ΔΤί)2 + (Σ^.ΔΤί)2 + 2ΣηίΔΤί.Σ^ΔΤίϋθ8Φο]1/2
Jako nikterak omezující příklad bude nyní popsán způsob výpočtu koeficientů a; a bj vyskytujících se ve výše uvedených normách.
Předem je nutno poznamenat, že jestliže se zanedbá variace ΔΝ otáček motoru odpovídající variacím průměrné úhlové rychlosti motoru, stačí pozorovat variace okamžité úhlové rychlosti mezi dvěma horním úvratěmi pístu, tedy při jediném spalování, aby bylo možno vyhodnotit otáčivý moment motoru vyvolaný tímto spalováním. V příkladu na obrázku je možné se omezit na lineární kombinaci o čtyřech koeficientech působících na délku časových intervalů ΔΤ; měřených mezi dobami t] a t5 pro zesílení variace rychlosti v rozpětí mezi maximem a minimem v redukovaném pozorovacím okénku (fi, t5) odpovídající jednomu intervalu mezi dvěma horními úvratěmi pístu a jedním spalováním, při čemž se zcela zanedbá setrvačná složka (průměrné otáčky N motoru).
Zvolí se tedy koeficienty a; (nebo bj) alternativně pozitivní (např. +1) nebo negativní (např. -1) podle okamžité rychlosti Ω nad nebo pod průměrnou rychlostí. Podle vynálezu se zvolí a; (nebo bj) tak, že Σ^ (nebo Σ^) bude nula, aby se vyloučil vliv setrvačné složky.
Podle výhodného provedení vynálezu se za účelem vyloučení vlivu variace ΔΝ průměrné rychlosti (nebo otáček N), jak je znázorněno na obrázku pro křivku Ω, zvolí pozorovací okénko (to, te)
-4CZ 294974 B6 zvětšené o jeden a půl násobek periody průchodu horních úvratí pístu, při čemž je toto okénko umístěno na střed (t3) intervalu mezi dvěma po sobě následujícími horními úvratěmi pístu. Každý z koeficientů a,, b; se definuje jako součet dvou koeficientů jako a,= aj + a'j a b; = bj + b'j. Koeficienty aj a bj jsou definovány čtyřmi časovými intervaly AT; v intervalu (t0, t4), zatímco koeficienty a'j a b'j jsou definovány čtyřmi časovými intervaly v intervalu (t2, te), při čemž tyto intervaly trvají v podstatě stejnou dobu jako interval mezi dvěma následnými horními úvratěmi pístu. Součty Laj, La'j, Lb j a Lb; jsou nulové v souladu s tím, co bylo výše zmíněno, aby se tak vyloučil vliv setrvačné složky.
Vliv variace ΔΝ na první kombinaci Laj AT; je stejný ve druhé kombinaci La'jATi; s opačným znaménkem, jelikož v okénku (t2, t6) je variace Ωο ve fázové opozici k variace pozorované v okénku (t0, t4). Tyto vlivy se eliminují součty a, = aj + a'j realizovanými pro odpovídající časové intervaly AT. Stejně tomu je u koeficientů b; lineární kombinace Lb;AT;, zvolenými takovým způsobem, aby se zajistilo stejné zesílení jako u kombinace La;AT;.
Z toho vyplývá vyloučení vlivu variace ΔΝ otáček N motoru tím, že se rozloží každý koeficient a;, b; do součtu dvou koeficientů aj + a;, bj + b'j a posloupnosti koeficientů aj, a;, bj, b; dávají nulový součet, pak se posloupnosti každého páru koeficientů (aj, a'j, bj, b' j) odečítají jeden od druhého anulováním, při čemž v každé posloupnosti jsou koeficienty přidruženy k časovými intervalům symetrickým s časovými intervaly druhé posloupnosti se zřetelem na střední dobu t3 pozorovacího okénka (t0, t6).
Na připojeném obrázku je znázorněn způsob výpočtu koeficientů a;, b;, ovšem pouze jako příklad nikterak omezující, jelikož průměrný odborník může podle vynálezu použít jiný způsob výpočtu.
U koeficientů a; se vychází ze dvou forem pravoúhlých vln aj, a'j, které sledují úhlovou rychlost Ωο na intervalech (to, t4) a (t2, t6), při čemž tyto formy vlny variují mezi úrovněmi - la + 1. Každá forma vlny sleduje úhlovou rychlost ve čtyřech časových intervalech. Jestliže se sečtou pro každý interval AT; úrovně dosažené dvěma formami vlny, získá se série koeficientů a; na linii a; na obrázku 1, tedy:
a0 = 1? ai = 1, a2 +2, a3 = +2, a4 = -1, a$ = -1.
Jestliže se postupuje stejně u koeficientu bj = b j + b'j, pak je výsledek:
b0 = +1, b; = -1, b2 = -2, b3 = +2, b4 = +1, b5 = -1.
Na základě popsaného vynálezu se zavádí vliv významných časových intervalů AT; do výpočtu točivého momentu, ať je pozice formy vlny úhlové rychlosti v pozorovacím okénku jakákoliv. Jestliže se blíží křivce Ωο, pak ji ovlivňuje součet La;AT; a LbjATj je minimalizována koeficienty b;. Jestliže se forma vlny posune ke křivce Ω90, je možno pozorovat opačný jev. Ať je funkce motoru jakákoliv, významná lineární kombinace se zavádí do výpočtu točivého momentu.
Uplatnění způsobu vyhodnocení točivého momentu podle vynálezu přímo v automobilu nevyžaduje žádný výpočetní prostředek než ten, který je normálně používán pro elektronické ovládání řídicích parametrů motoru jako je doba vstřiku nebo úhel předstihu spalování. Elektronická počítač užívaný obvykle za tímto účelem přijímá signál z různých snímačů a zejména ze snímače citlivého na posun zubů na obvod kola výstupní hřídele motoru; počítač analyzuje signály dodávané tímto snímačem za účelem určení úhlové pozice klikové hřídele motoru v každém okamžiku a tedy fázování různých válců motoru. Tyto signály a vhodný program umožňují počítači vyhodnocovat točivý moment podle vynálezu, což vznáší požadavek pouze na program počítače a představuje zvláště ekonomicky výhodné řešení, které lze aplikovat ve velkém rozsahu v automobilovém průmyslu.
-5CZ 294974 B6
Mimo hlavní výhodu vynálezu, která spočívá ve spolehlivém stálém vyhodnocování točivého momentu motoru, ať je jeho funkce jakákoliv, a to včetně rychlých variací průměrné úhlové rychlosti hřídele v intervalu mezi dvěma horními úvratěmi pístu, je možno zaznamenat, že provedené vyhodnocení působí jen na zrychlení a zpomalení v důsledku spalování směsi palivo / vzduch v jednom z válců motoru. Podle dosavadní techniky použité pozorovací okénko zahrnovalo neustále několik po sobě jdoucích spalování, jejichž účinky se vzájemně maskovaly, což nepříznivě ovlivnilo vyhodnocení točivého momentu motoiu.
Vynález není samozřejmě omezen na popsaný a znázorněná způsob provedení, který vyl uveden pouze jako příklad. Vynález tedy není omezen na uplatnění u čtyřválcového motoru a může být přizpůsoben bez potíží průměrným odborníkem např. i na pěti- nebo šestiválcový motor.

Claims (11)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Způsob vyhodnocení točivého momentu spalovacího motoru z variací rychlosti rotace klikové hřídele motoru, který se vyznačuje po sobě následujícími kroky
    a) z určení pozorovacího okénka vymezeného předem determinovanými úhlovými pozicemi klikové hřídele pro každou fázi spalování směsi palivo / vzduch v každém z válců motoru,
    b) z měření série časových intervalů AT, oddělujících průchody klikové hřídele předem určenými pozicemi v každém okénku,
    c) ve výpočtu dvou lineárních kombinací ZajATj a ZbjAT,· časových odchylek AT,, při čemž každý z koeficientů a; a bj těchto kombinací je zvolen pro zesílení variací střídavé složky úhlové rychlosti klikové hřídele během měření příslušného časového intervalu AT; daným pozorovacím okénkem při první i druhé funkci motoru, pro které byly pozorované střídavé složky fázově posunuty jedna vzhledem k druhé o předem daný úhel a
    d) z vyhodnocení točivého momentu z hodnoty normy aplikované na dvě lineární kombinace a vztažené na třetí mocninu průměrné časové odchylky AT3 v předem daném okénku.
  2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačený tím, že první funkce motoru při v podstatě konstantních otáčkách dosahuje vrcholu spalování v pozici nej pravděpodobnější.
  3. 3. Způsob podle nároku 2, vyznačený tím, že druhá funkce motoru vykazuje vrchol spalování fázově posunutý o Φο = 90° vzhledem k první funkci.
  4. 4. Způsob podle některého z nároků laž3, vyznačený tím, že definuje pozorovací okénko pokrývající úhlový prostor oddělující dva po sobě následující horní úvratě pístu dvou válců motoru, při čemž okénko přesahuje na obou stranách úhlový prostor tak, že jeho šířka je menší nebo se rovná jeden a půl násobku úhlového prostoru.
  5. 5. Způsob podle nároku 4 uplatněný u čtyřválcového motoru, vyznačený tím, že časové intervaly (AT;) odpovídají konstantnímu úhlovému intervalu (a) rovnajícímu se čtvrtině úhlového prostoru oddělujícího dvě horní úvratě následující po sobě, při čemž pozorovací okénko pokrývá šest úhlových intervalů.
    -6CZ 294974 B6
  6. 6. Způsob podle nároku 5, vyznačený tím, že meze různých následných úhlových intervalů se kryjí s charakteristickými body formy vlny střídavé složky (Ωο, Ω90) úhlové rychlosti motoru mezi dvěma horními úvratěmi po sobě následujícími.
  7. 7. Způsob podle nároku 6, vyznačený tím, že charakteristické body jsou zvoleny z maxima, minima a z nulových průchodů.
  8. 8. Způsob podle nároku 7, vyznačený t í m , že se vyloučí vliv setrvačné složky úhlové rychlosti (Ω) motoru výběrem koeficientů (a,) a (bj) tak, že součty (Za; a Zb,) jsou nulové.
  9. 9. Způsob podle nároku 8, vyznačený tím, že se vyloučí vliv variace (ΔΝ) otáček (N) motoru rozložením každého koeficientu (a;, bj do součtu dvou koeficientů (a) + a'); b) + b) a posloupnosti koeficientů a',, aj, b'j, b”; dávají nulový součet, pak se posloupnosti každého páru koeficientů (a'j, a”j; bj bj) odečítají jeden od druhého anulováním, při čemž v každé posloupnosti jsou koeficienty přidruženy k časovým intervalům symetrickým s časovými intervaly druhé posloupnosti se zřetelem na střední dobu (t3) pozorovacího okénka (t0, t6).
  10. 10. Způsob podle nároku 9, vyznačený tím, že koeficienty (¾) jsou ao = -1, ai = -1, a2 = +2, a3 = +2, a4 = -l, a5 = -l a že koeficienty (bj) jsou bo = +l, bi = -l, b2 = -2, b3 = +2, b4 = +1, b5 = -1.
  11. 11. Způsob podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačený tím, že se na lineární kombinace (ZajATi) a (ZbjATi) aplikuje euklidovská norma.
CZ19983287A 1996-04-15 1997-03-20 Způsob vyhodnocení točivého momentu spalovacího motoru CZ294974B6 (cs)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9604672A FR2747467B1 (fr) 1996-04-15 1996-04-15 Procede d'estimation du couple delivre par un moteur a combustion interne

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ328798A3 CZ328798A3 (cs) 1999-09-15
CZ294974B6 true CZ294974B6 (cs) 2005-04-13

Family

ID=9491194

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ19983287A CZ294974B6 (cs) 1996-04-15 1997-03-20 Způsob vyhodnocení točivého momentu spalovacího motoru

Country Status (8)

Country Link
US (1) US6029109A (cs)
EP (1) EP0894254B1 (cs)
CN (1) CN1221489A (cs)
BR (1) BR9708670A (cs)
CZ (1) CZ294974B6 (cs)
DE (1) DE69717616T2 (cs)
FR (1) FR2747467B1 (cs)
WO (1) WO1997039323A1 (cs)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2353768T3 (es) * 2004-11-17 2011-03-04 Volvo Lastvagnar Ab Procedimiento para la determinación de un par motor medio.
US7047125B1 (en) 2005-02-25 2006-05-16 Caterpillar Inc. Internal combustion engine performance calibration systems
US7201044B1 (en) * 2005-09-27 2007-04-10 Honeywell International, Inc. Torque sensor integrated with engine components
DE102005056519A1 (de) * 2005-11-28 2007-06-06 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
US7324888B1 (en) 2006-10-02 2008-01-29 Ford Global Technologies, Llc Computationally efficient data-driven algorithms for engine friction torque estimation
KR101213551B1 (ko) * 2006-10-18 2012-12-18 히다치 조센 가부시키가이샤 선박에 있어서의 축계 얼라인먼트의 평가 방법 및 평가 장치
US7664588B2 (en) * 2006-11-30 2010-02-16 Gm Global Technology Operations, Inc. Engine overrate detection method and apparatus
US7623955B1 (en) * 2008-04-30 2009-11-24 Delphi Technologies, Inc. Method for estimation of indicated mean effective pressure for individual cylinders from crankshaft acceleration
CN101842567B (zh) * 2009-01-07 2013-03-13 丰田自动车株式会社 发动机控制装置
US8695567B2 (en) * 2010-10-29 2014-04-15 GM Global Technology Operations LLC Method and apparatus for estimating engine operating parameters
AT515499B1 (de) * 2014-02-20 2016-01-15 Ge Jenbacher Gmbh & Co Og Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
US9914450B2 (en) * 2015-04-09 2018-03-13 Hyundai Motor Company Apparatus and method for learning engine friction torque of hybrid vehicle
US12234787B2 (en) 2021-03-10 2025-02-25 Hitachi Astemo, Ltd. Electronic control device and combustion state detection system

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4691288A (en) * 1985-03-18 1987-09-01 United Technologies Corporation Torque sensor for internal-combustion engine
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
FR2689934B1 (fr) * 1992-04-10 1994-06-17 Siemens Automotive Sa Procede et dispositif de detection des irregularites de combustion d'un moteur en particulier a moyen et haut regimes, application a un systeme de controle d'un moteur a injection.
US5377537A (en) * 1993-09-01 1995-01-03 Ford Motor Company System and method to compensate for torsional disturbances in measured crankshaft velocities for engine misfire detection
US5621644A (en) * 1995-02-08 1997-04-15 Chrysler Corporation Method for determining camshaft and crankshaft timing diagnostics
US5771482A (en) * 1995-12-15 1998-06-23 The Ohio State University Estimation of instantaneous indicated torque in multicylinder engines
US5878366A (en) * 1996-07-09 1999-03-02 Caterpillar Inc. Method for detecting a powerloss condition of a reciprocating internal combustion engine

Also Published As

Publication number Publication date
FR2747467A1 (fr) 1997-10-17
EP0894254A1 (fr) 1999-02-03
WO1997039323A1 (fr) 1997-10-23
BR9708670A (pt) 2000-01-04
CN1221489A (zh) 1999-06-30
FR2747467B1 (fr) 1998-06-05
DE69717616T2 (de) 2003-07-03
DE69717616D1 (de) 2003-01-16
US6029109A (en) 2000-02-22
EP0894254B1 (fr) 2002-12-04
CZ328798A3 (cs) 1999-09-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7610799B2 (en) Engine measurement device
US5200899A (en) Method and system for detecting the misfire of an internal combustion engine utilizing angular velocity fluctuations
AU750684B2 (en) Process for detecting a misfire in an internal combustion engine and system for carrying out said process
US5699253A (en) Nonlinear dynamic transform for correction of crankshaft acceleration having torsional oscillations
US5239473A (en) Method and system for detecting the misfire of an internal combustion engine utilizing angular velocity fluctuations
JP3995054B2 (ja) 多シリンダ式内燃機関のミスファイアを検出する方法
US8256278B2 (en) Engine misfire detection systems and methods using discrete fourier transform approximation
US5732382A (en) Method for identifying misfire events of an internal combustion engine
JPH06207551A (ja) 内燃機関のミスファイヤ検出方法及び装置
JP2007198368A (ja) 内燃機関の失火検出装置
US6314802B1 (en) Optimal engine speed compensation method used in misfire detection
Wang et al. Real-time misfire detection via sliding mode observer
WO1997020195A3 (de) Verfahren zum erkennen von verbrennungsaussetzern bei einer brennkraftmaschine
US20210088410A1 (en) Method for operating a test stand
US7415351B2 (en) Method and device for detecting an angular position signal for an internal-combustion engine
US6212945B1 (en) Method and apparatus for combustion quality diagnosis and control utilizing synthetic measures of combustion quality
US6029109A (en) Method for calculating the torque of an internal combustion engine
JP2807737B2 (ja) 内燃エンジンの燃焼状態検出装置
US10739232B2 (en) Method of estimating the MFB50 combustion index and the instantaneous torque generated by the cylinders of an internal combustion engine
US20010047681A1 (en) Process for cylinder-selective leakage testing of the combustion chambers in a combustion engine
CN102365444A (zh) 内燃机的旋转系统中的联轴器的监测
US5394742A (en) Method for recognizing abnormal combustions in the cylinder of an internal-combustion engine
US6142011A (en) Method for adapting mechanical tolerances when performing time measurements on rotating shafts
Kimmich et al. Model based fault detection for the injection, combustion and engine-transmission
KR100490930B1 (ko) 내연기관의토크계산방법

Legal Events

Date Code Title Description
PD00 Pending as of 2000-06-30 in czech republic
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20080320