CN105545478B - 用于wiebe函数的m指数确定***和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了用于WIEBE函数的M指数确定***和方法。参数确定***包括第一和第二差模块、比率模块和M指数模块。第一差模块确定发动机的燃烧事件的第一曲轴角，确定发动机的燃烧事件的第二曲轴角，并且确定第一与第二曲轴角之间的第一差。第二差模块确定发动机的燃烧事件的第三曲轴角，确定发动机的燃烧事件的第四曲轴角，并且确定第三与第四曲轴角之间的第二差。比率模块确定第一差与第二差的比率。M指数模块基于比率确定用于Wiebe函数的M指数值并且将M指数值显示在显示器上。
Description
技术领域
本公开涉及车辆的内燃发动机，并且更具体来说，涉及用于确定用于发动机模拟的Wiebe函数的M指数值的***和方法。
背景技术
本文所提供的背景技术描述的目的在于从总体上介绍本发明的背景。当前提及的发明人的工作——以在此背景技术部分中所描述的为限——以及在提交时否则可能不构成现有技术的该描述的各方面，既不明示地也不默示地被承认为是针对本发明的现有技术。
内燃发动机在汽缸内燃烧空气与燃料混合物以驱动活塞，这产生驱动扭矩。在一些类型的发动机中，进入发动机的空气流可以通过节气门来调节。节气门可以调整节气门面积，这增加或减少进入发动机的空气流。当节气门面积增加时，进入发动机的空气流增加。燃料控制***调整燃料被喷射的速率从而将所需的空气/燃料混合物提供到汽缸和/或实现所需的扭矩输出。增加提供到汽缸的空气与燃料的量增加发动机的扭矩输出。
汽缸内的空气/燃料混合物的燃烧在火花塞在汽缸内产生火花时开始。在燃烧事件期间燃烧的燃料的质量分数可以称为已燃质量分数（MFB）。可以使用在发生各种MFB的情况下的各种参数来评估燃烧事件发生得多快。例如，在燃烧事件期间已经燃烧燃料质量的百分之50的曲轴角（CA）称为CA50。
发明内容
参数确定***包括第一和第二差模块、比率模块和M指数模块。第一差模块确定发动机的燃烧事件的第一曲轴角，确定发动机的燃烧事件的第二曲轴角，并且确定第一与第二曲轴角之间的第一差。第二差模块确定发动机的燃烧事件的第三曲轴角，确定发动机的燃烧事件的第四曲轴角，并且确定第三与第四曲轴角之间的第二差。比率模块确定第一差与第二差的比率。M指数模块基于比率确定用于Wiebe函数的M指数值并且将M指数值显示在显示器上。
在其他特征中，比率模块将比率设置为等于第一差除以第二差。
在其他特征中，第一差模块基于在燃烧事件期间发生0.1的已燃质量分数的曲轴角来设置第一曲轴角。
在其他特征中，第一差模块基于在燃烧事件期间发生0.75的已燃质量分数的曲轴角来设置第二曲轴角。
在其他特征中，第二差模块将第三曲轴角设置为用于燃烧事件的火花正时。
在其他特征中，第二差模块基于在燃烧事件期间发生0.5的已燃质量分数的曲轴角来设置第四曲轴角。
在其他特征中，第一差模块基于在燃烧事件期间发生0.1的已燃质量分数的曲轴角来设置第一曲轴角，并且基于在燃烧事件期间发生0.75的已燃质量分数的曲轴角来设置第二曲轴角。第二差模块将第三曲轴角设置为用于燃烧事件的火花正时，并且基于在燃烧事件期间发生0.5的已燃质量分数的曲轴角来设置第四曲轴角。
在其他特征中，最大速度模块基于M指数值确定在燃烧事件期间发生最大速度的曲轴角。
在其他特征中，最大加速度模块基于M指数值确定在燃烧事件期间发生最大加速度的曲轴角。
在其他特征中，最小加速度模块基于M指数值确定在燃烧事件期间发生最小加速度的曲轴角。
参数确定方法包括：确定发动机的燃烧事件的第一曲轴角；确定发动机的燃烧事件的第二曲轴角；确定第一与第二曲轴角之间的第一差；确定发动机的燃烧事件的第三曲轴角；确定发动机的燃烧事件的第四曲轴角；确定第三与第四曲轴角之间的第二差；确定第一差与第二差的比率；基于比率确定用于Wiebe函数的M指数值；以及将M指数值显示在显示器上。
在其他特征中，参数确定方法进一步包括将比率设置为等于第一差除以第二差。
在其他特征中，参数确定方法进一步包括基于在燃烧事件期间发生0.1的已燃质量分数的曲轴角来设置第一曲轴角。
在其他特征中，参数确定方法进一步包括基于在燃烧事件期间发生0.75的已燃质量分数的曲轴角来设置第二曲轴角。
在其他特征中，参数确定方法进一步包括将第三曲轴角设置为用于燃烧事件的火花正时。
在其他特征中，参数确定方法进一步包括基于在燃烧事件期间发生0.5的已燃质量分数的曲轴角来设置第四曲轴角。
在其他特征中，参数确定方法进一步包括：基于在燃烧事件期间发生0.1的已燃质量分数的曲轴角来设置第一曲轴角；基于在燃烧事件期间发生0.75的已燃质量分数的曲轴角来设置第二曲轴角；将第三曲轴角设置为用于燃烧事件的火花正时；以及基于在燃烧事件期间发生0.5的已燃质量分数的曲轴角来设置第四曲轴角。
在其他特征中，参数确定方法进一步包括基于M指数值确定在燃烧事件期间发生最大速度的曲轴角。
在其他特征中，参数确定方法进一步包括基于M指数值确定在燃烧事件期间发生最大加速度的曲轴角。
在其他特征中，参数确定方法进一步包括基于M指数值确定在燃烧事件期间发生最小加速度的曲轴角。
本发明包括以下方案：
1. 一种参数确定***，包括：
第一差模块，所述第一差模块确定发动机的燃烧事件的第一曲轴角，确定所述发动机的燃烧事件的第二曲轴角，并且确定第一曲轴角与第二曲轴角之间的第一差；
第二差模块，所述第二差模块确定所述发动机的燃烧事件的第三曲轴角，确定所述发动机的燃烧事件的第四曲轴角，并且确定第三曲轴角与第四曲轴角之间的第二差；
比率模块，所述比率模块确定所述第一差与所述第二差的比率；以及
M指数模块，所述M指数模块基于所述比率确定用于Wiebe函数的M指数值并且将所述M指数值显示在显示器上。
2. 如方案1所述的参数确定***，其中所述比率模块将所述比率设置为等于所述第一差除以所述第二差。
3. 如方案1所述的参数确定***，其中所述第一差模块基于在燃烧事件期间发生0.1的已燃质量分数的曲轴角来设置所述第一曲轴角。
4. 如方案1所述的参数确定***，其中所述第一差模块基于在燃烧事件期间发生0.75的已燃质量分数的曲轴角来设置所述第二曲轴角。
5. 如方案1所述的参数确定***，其中所述第二差模块将所述第三曲轴角设置为用于燃烧事件的火花正时。
6. 如方案1所述的参数确定***，其中所述第二差模块基于在燃烧事件期间发生0.5的已燃质量分数的曲轴角来设置所述第四曲轴角。
7. 如方案1所述的参数确定***，其中所述第一差模块基于在燃烧事件期间发生0.1的已燃质量分数的曲轴角来设置所述第一曲轴角，并且基于在燃烧事件期间发生0.75的已燃质量分数的曲轴角来设置所述第二曲轴角，以及
其中所述第二差模块将所述第三曲轴角设置为用于燃烧事件的火花正时，并且基于在燃烧事件期间发生0.5的已燃质量分数的曲轴角来设置所述第四曲轴角。
8. 如方案1所述的参数确定***，其进一步包括最大速度模块，所述最大速度模块基于所述M指数值确定在燃烧事件期间发生最大速度的曲轴角。
9. 如方案1所述的参数确定***，其进一步包括最大加速度模块，所述最大加速度模块基于所述M指数值确定在燃烧事件期间发生最大加速度的曲轴角。
10. 如方案1所述的参数确定***，其进一步包括最小加速度模块，所述最小加速度模块基于所述M指数值确定在燃烧事件期间发生最小加速度的曲轴角。
11. 一种参数确定方法，包括：
确定发动机的燃烧事件的第一曲轴角；
确定所述发动机的燃烧事件的第二曲轴角；
确定第一曲轴角与第二曲轴角之间的第一差；
确定所述发动机的燃烧事件的第三曲轴角；
确定所述发动机的燃烧事件的第四曲轴角；
确定第三曲轴角与第四曲轴角之间的第二差；
确定所述第一差与所述第二差的比率；
基于所述比率确定用于Wiebe函数的M指数值；以及
将所述M指数值显示在显示器上。
12. 如方案11所述的参数确定方法，其进一步包括将所述比率设置为等于所述第一差除以所述第二差。
13. 如方案11所述的参数确定方法，其进一步包括基于在燃烧事件期间发生0.1的已燃质量分数的曲轴角来设置所述第一曲轴角。
14. 如方案11所述的参数确定方法，其进一步包括基于在燃烧事件期间发生0.75的已燃质量分数的曲轴角来设置所述第二曲轴角。
15. 如方案11所述的参数确定方法，其进一步包括将所述第三曲轴角设置为用于所述燃烧事件的火花正时。
16. 如方案11所述的参数确定方法，其进一步包括基于在燃烧事件期间发生0.5的已燃质量分数的曲轴角来设置所述第四曲轴角。
17. 如方案11所述的参数确定方法，其进一步包括：
基于在燃烧事件期间发生0.1的已燃质量分数的曲轴角来设置所述第一曲轴角；
基于在燃烧事件期间发生0.75的已燃质量分数的曲轴角来设置所述第二曲轴角；
将所述第三曲轴角设置为用于燃烧事件的火花正时；以及
基于在燃烧事件期间发生0.5的已燃质量分数的曲轴角来设置所述第四曲轴角。
18. 如方案11所述的参数确定方法，其进一步包括基于所述M指数值确定在燃烧事件期间发生最大速度的曲轴角。
19. 如方案11所述的参数确定方法，其进一步包括基于所述M指数值确定在燃烧事件期间发生最大加速度的曲轴角。
20. 如方案11所述的参数确定方法，其进一步包括基于所述M指数值确定在燃烧事件期间发生最小加速度的曲轴角。
本公开的其他适用领域将从详细描述、权利要求书以及图式变得显而易见。详细描述和具体实例仅意欲用于说明目的而非意欲限制本公开的范围。
附图说明
本发明将从详细描述和附图变得更完整理解，其中：
图1是示例性发动机***的功能方框图；
图2是数据获取***的功能方框图；
图3包括用于燃烧事件的已燃质量分数（MFB）和MFB的第一和第二导数对曲轴角的示例性曲线；
图4是示例性参数确定模块的功能方框图；以及
图5是描绘产生用于燃烧事件的M指数值的示例性方法的流程图。
图中，可以重复使用参考数字以指示类似和/或相同元件。
具体实施方式
内燃发动机在汽缸内燃烧空气与燃料混合物以产生扭矩。汽缸内的燃烧在火花塞在汽缸内产生火花时开始。燃料随着时间被燃烧直到所有燃料烧尽。
基于燃料燃烧期间测量出的参数，可以产生在各个曲轴角下的已燃质量分数（MFB）值的映射。MFB值指示在燃烧事件期间已经燃烧的燃料质量的分数。
给定用于燃烧事件的火花正时并且已知M指数值，可以使用Wiebe函数来确定一个曲轴角下的MFB。M指数值可以通过将曲线拟合（例如，使用非线性最小二乘拟合）到各个曲轴角（CA）下的一组MFB来发现。然而，以此方式难以确定M指数值并且需要相对大量的点来增加所确定的M指数值的精确度。
根据本公开，参数确定模块基于在燃烧事件期间第一曲轴角差与第二曲轴角差的比率来确定M指数值。第一曲轴角差是基于燃烧事件的第一曲轴角与燃烧事件的第二曲轴角之间的差来确定。例如，第一曲轴角可以是在燃烧事件期间已经燃烧燃料的百分之10的曲轴角（即，CA10或MFB=0.1）。第二曲轴角差可以是在燃烧事件期间已经燃烧燃料的百分之75的曲轴角（即，CA75或MFB=0.75）。
第二曲轴角差是基于燃烧事件的第三与第四曲轴角之间的差来确定。例如，第三曲轴角可以是产生用于燃烧事件的火花的曲轴角（即，火花正时）。第四曲轴角可以是在燃烧事件期间已经燃烧燃料的百分之50的曲轴角（即，CA50或MFB=0.5）。
参数确定模块可以基于M指数值确定一个或多个其他参数。例如，参数确定模块可以基于M指数值确定在燃烧事件期间发生最大曲轴速度的曲轴角。参数确定模块可以额外地或替代地基于M指数值确定在燃烧事件期间发生最大曲轴加速度的曲轴角。参数确定模块可以额外地或替代地基于M指数值确定在燃烧事件期间发生最小曲轴加速度的曲轴角。所确定的参数中的一个或多个可以被显示（诸如在显示器上）并且可以在车辆设计和/或校准期间使用。
现在参照图1，呈现示例性发动机***100的功能方框图。车辆的发动机***100包括基于来自驾驶者输入模块104的驾驶者输入燃烧空气/燃料混合物以产生扭矩的发动机102。空气通过进气***108吸入到发动机102中。进气***108可以包括进气歧管110和节气门阀112。仅举例而言，节气门阀112可以包括具有可旋转叶片的蝶形阀。发动机控制模块（ECM）114控制节气门致动器模块116，并且节气门致动器模块116调节节气门阀112的开度以控制吸入到进气歧管110中的空气流。
来自进气歧管110的空气被吸入到发动机102的汽缸中。虽然发动机102包括多个汽缸，但是为了说明目的，示出单个代表性汽缸118。仅举例而言，发动机102可以包括2、3、4、5、6、8、10和/或12个汽缸。在如下文进一步论述的一些情况下，ECM 114可以指示汽缸致动器模块120选择性地停用一些汽缸，这可以提高燃料效率。
发动机102可以使用四冲程循环或者另一个适合的发动机循环来操作。以下描述的四冲程循环的四冲程将被称为进气冲程、压缩冲程、燃烧冲程以及排气冲程。在曲轴（未示出）的每次旋转过程中，四个冲程中的两个在汽缸118内发生。因此，汽缸118经历所有四个冲程必需两次曲轴旋转。对于四冲程发动机而言，一个发动机循环可以对应于两次曲轴旋转。
当歧管118被启动时，在进气冲程期间来自进气歧管110的空气通过进气阀122吸入到汽缸118中。ECM 114控制调节燃料喷射以实现所需空气/燃料比的燃料致动器模块124。燃料可以在中心位置或者在多个位置（诸如靠近每个汽缸的进气阀122）处喷射到进气歧管110中。在各个实施（未示出）中，燃料可以直接喷射到汽缸中或者喷射到与汽缸相关的混合腔室/端口中。燃料致动器模块124可以暂停对被停用的汽缸的燃料喷射。
在汽缸118中，喷射的燃料与空气混合并且产生空气/燃料混合物。在压缩冲程期间，汽缸118内的活塞（未示出）压缩空气/燃料混合物。发动机102可以是压缩点火发动机，在此状况下压缩导致空气/燃料混合物的点燃。替代地，发动机102可以是火花点火发动机，在此状况下，火花致动器模块126基于来自ECM 114的点燃空气/燃料混合物的信号来激励汽缸118中的火花塞128。一些类型的发动机（诸如均质充量压缩着火（HCCI）发动机）可以执行压缩点火和火花点火。火花的正时可以相对于活塞位于其最顶部位置（将称为上止点（TDC））的时间来指定。
火花致动器模块126可以由指定在TDC之前或之后多久产生火花的正时信号来控制。因为活塞位置与曲轴旋转直接有关，所以火花致动器模块126的操作可以与曲轴的位置同步。火花致动器模块126可以暂停对被停用的汽缸的火花提供或者对停用的汽缸提供火花。
在燃烧冲程期间，空气/燃料混合物的燃烧向下驱动活塞，由此驱动曲轴。燃烧冲程可以被定义为活塞到达TDC与活塞返回到最下部位置（将称为下止点（BDC））的时间之间的时间。
在排气冲程期间，活塞开始从BDC向上移动，并且通过排气阀130排出燃烧副产物。燃烧副产物通过排气***134从车辆排出。
进气阀122可以由进气凸轮轴140控制，而排气阀130可以由排气凸轮轴142控制。在各个实施中，多个进气凸轮轴（包括进气凸轮轴140）可以控制用于汽缸118的多个进气阀（包括进气阀122）和/或可以控制多排汽缸（包括汽缸118）的进气阀（包括进气阀122）。类似地，多个排气凸轮轴（包括排气凸轮轴142）可以控制用于汽缸118的多个排气阀和/或可以控制用于多排汽缸（包括汽缸118）的排气阀（包括排气阀130）。虽然展示和论述了基于曲轴的阀致动，但是可以实施无凸轮的阀致动器。
汽缸致动器模块120可以通过禁用进气阀122和/或排气阀130的打开来停用汽缸118。进气阀122打开的时间可以通过进气凸轮相位器148相对于活塞TDC来改变。排气阀130打开的时间可以通过排气凸轮相位器150相对于活塞TDC来改变。相位器致动器模块158可以基于来自ECM 114的信号来控制进气凸轮相位器148和排气凸轮相位器150。在实施时，可变阀门升程（未示出）也可以由相位器致动器模块158来控制。在各个其他实施中，进气阀122和/或排气阀130可以由除曲轴之外的致动器来控制，诸如机电致动器、电动液压致动器、电磁致动器等。
发动机***100可以包括将增压空气提供给进气歧管110的升压设备。例如，图1示出涡轮增压器，该涡轮增压器包括由流过排气***134的排气驱动的涡轮160-1。涡轮增压器还包括由涡轮160-1驱动并且压缩引入节气门阀112中的空气的压缩机160-2。在各个实施中，由曲轴驱动的增压器（未示出）可以压缩来自节气门阀112的空气并且将压缩的空气传送到进气歧管110。
废气门162可以允许排气绕开涡轮160-1，由此减少涡轮增压器的升压（进气空气压缩的量）。ECM 114可以通过升压致动器模块164来控制涡轮增压器。升压致动器模块164可以通过控制废气门162的位置来调节涡轮增压器的升压。在各个实施中，多个涡轮增压器可以由升压致动器模块164来控制。涡轮增压器可以具有可以由升压致动器模块164控制的可变几何形状。
中冷器（未示出）可以耗散在空气被压缩时产生的压缩的空气充量中含有的一些热量。尽管为了说明目的展示为分开，但是涡轮160-1和压缩机160-2可以彼此机械地联接，从而将进气空气置于紧密接近热排气。压缩的空气充量可以从排气***134的部件吸收热量。
发动机***100可以包括选择性地将排气重新引导回进气歧管110的排气再循环（EGR）阀170。EGR阀170可以位于涡轮增压器的涡轮160-1的上游。EGR阀170可以由EGR致动器模块172控制。
曲轴位置可以使用曲轴位置传感器180来测量。发动机速度可以基于使用曲轴位置传感器180测量出的曲轴位置来确定。发动机冷却液的温度可以使用发动机冷却液温度（ECT）传感器182来测量。ECT传感器182可以位于发动机102内或者在冷却液循环的其他位置诸如散热器（未示出）处。
进气歧管110内的压力可以使用歧管绝对压力（MAP）传感器184来测量。在各个实施中，可以测量发动机真空（其是周围空气压力与进气歧管110内的压力之间的差）。流入到进气歧管110中的空气的质量流率可以使用空气质量流量（MAF）传感器186来测量。在各个实施中，MAF传感器186可以位于壳体（也包括节气门阀112）中。
节气门阀112的位置可以使用一个或多个节气门位置传感器（TPS）190来测量。吸入到发动机102中的空气的温度可以使用进气温度（IAT）传感器192来测量。发动机***100还可以包括一个或多个其他传感器193，诸如汽缸压力传感器。ECM 114可以使用来自传感器的信号来做出关于发动机***100的控制决定。
ECM 114可以与变速器控制模块194通信以协调变速器中的换档。例如，ECM 114可以在换档期间减少发动机扭矩。ECM 114可以与混合控制模块196通信以协调发动机102和电动机198的操作。电动机198也可以用作发电机，并且可以用来产生电能以供车辆电气***使用和/或以供存储在电池中。虽然仅展示和论述电动机198，但是可以实施多个电动机。在各个实施中，ECM 114、变速器控制模块194以及混合控制模块196的各种功能可以集成到一个或多个模块中。
图2包括示例性数据获取***的功能方框图。控制模块204使用测力计212控制测试下的发动机208的操作。控制模块204可以根据用于测试的预定排程来控制发动机208的操作。
一个或多个传感器216与发动机208和测力计212相关联。传感器216测量发动机操作参数并且基于测量出的参数来将信号220提供给映射模块224。例如，曲轴位置传感器可以测量曲轴位置。可以为每个汽缸提供汽缸压力传感器。
映射模块224基于在燃烧事件期间来自传感器216的测量来产生用于汽缸的燃烧事件的热释放分布图。在共同受让的美国专利号12/472,747中描述产生热释放分布图的实例，该专利被公开为美国公开号2012/0305829，两者的全文都以引用的方式并入本文。
更具体来说，映射模块224基于在燃烧事件期间来自传感器216的测量产生用于燃烧事件的曲轴角（CA）对已燃质量分数（MFB）的映射228。MFB对应于在燃烧事件期间已经燃烧的质量燃料的分数。换言之，MFB对应于在燃烧事件期间已经燃烧的燃料质量相对于为燃烧事件喷射的燃料的总质量的比率。因此，MFB是0.0与1.0之间（包括0.0和1.0）的值。MFB0.0指示燃烧尚未开始，而MFB 1.0指示已经燃烧掉所有燃料。映射模块224可以例如基于在燃烧事件期间分别在各个曲轴位置测量出的压力来确定MFB。映射模块224可以例如使用一个或多个函数或映射（例如，查找表）来确定MFB。
图3包括用于发动机的燃烧事件的已燃质量分数（MFB）304对曲轴角（CA）308的示例性曲线。迹线312追踪MFB。迹线316追踪MFB 312的一阶导数，并且迹线320追踪MFB 312的二阶导数。MFB 312的一阶导数对应于燃烧速度。MFB 312的二阶导数对应于燃烧加速度。
在图3的实例中在上止点之前约20度，产生用于燃烧事件的火花且因此燃料的燃烧开始。此火花正时仅提供作为实例，并且可以使用不同的火花正时。在图3的实例中，0的CA指示上止点。
发生预定MFB的各种CA可以具有特定关联。例如，在燃烧事件期间已经燃烧燃料量的百分之50（MFB=0.5）的CA可以称为CA50值。已经燃烧燃料量的百分之10（MFB=0.1）的CA可以称为CA10值。已经燃烧燃料量的百分之75（MFB=0.75）的CA可以称为CA75值。已经燃烧燃料量的百分之90（MFB=0.9）的CA可以称为CA90值。这些CA仅提供作为实例，并且对应于其他预定MFB的其他CA可以额外地或替代地具有关联。
返回参照图2，参数确定模块232确定用于Wiebe函数的M指数值。如下文进一步论述，参数确定模块232基于燃烧事件的第一和第二CA之间的第一CA差与燃烧事件的第三和第四CA之间的第二CA差的比率来确定M指数值。
参数确定模块232还基于M指数值确定用于燃烧事件的其他参数。例如，参数确定模块232可以确定燃烧事件期间发生最大燃烧速度的CA、燃烧事件期间发生最大燃烧加速度的CA和燃烧事件期间发生最小燃烧加速度的CA。
现在参照图4，呈现参数确定模块232的示例性实施的功能方框图。参数确定模块232包括第一差模块401、第二差模块402、比率模块404、M指数模块408、最大速度模块412、最大加速度模块416以及最小加速度模块420。
Wiebe函数可以按照方程形式写为：
，
其中MFB(θ)是给定CA (θ)下的MFB，exp指示自然指数函数(e)的使用，a是预定常数值，θ0是火花正时（的CA），∆θ是总燃烧持续时间并且对应于火花正时θ0的CA与燃烧事件结束时的CA之间的CA差，并且m是M指数值。M指数模块408基于燃烧事件的燃烧持续时间比率428来确定用于燃烧事件的M指数值424。
比率模块404基于燃烧事件的第一与第二CA之间的第一CA差429与燃烧事件的第三与第四CA之间的第二CA差430的比率来确定燃烧持续时间比率428。第一差模块401确定第一和第二CA并且确定第一与第二CA之间的第一CA差429。第二差模块402确定第三和第四CA并且确定第三与第四CA之间的第二CA差430。
第一差模块401和第二差模块402从存储的用于燃烧事件的映射228确定用于燃烧事件的第一、第二、第三和第四CA。第一差模块401和第二差模块402可以分别从对应于预定MFB的映射228识别第一、第二、第三和第四CA中的一个或多个。
仅举例而言，第一CA可以是在燃烧事件期间发生0.1的MFB（对应于总燃料质量的百分之10）的CA。换言之，第一CA可以是燃烧事件的CA10。第二CA可以是在燃烧事件期间发生0.75的MFB（对应于总燃料质量的百分之75）的CA。换言之，第二CA可以是燃烧事件的CA75。第三CA可以是产生用于燃烧事件的火花的CA（即，火花正时）。第四CA可以是在燃烧事件期间发生0.5的MFB（对应于总燃料质量的百分之50）的CA。换言之，第四CA可以是燃烧事件的CA50。
使用以上实例，第一CA差可以对应于燃烧事件的CA10与燃烧事件的CA75之间的CA差。第二CA差可以对应于燃烧事件的火花正时与燃烧事件的CA50之间的CA差。虽然已提供CA10、CA75、火花正时和CA50的实例，但是本申请也可适用于基于涉及一个或多个不同CA的第一与第二差的比率来确定M指数值424。
如上所述，比率模块404基于第一CA差429与第二CA差430的比率来确定燃烧持续时间比率428。更具体来说，比率模块404基于第一CA差429除以第二CA差430来设置燃烧持续时间比率428或者将燃烧持续时间比率428设置为等于第一CA差429除以第二CA差430。
M指数模块408基于燃烧持续时间比率428来确定M指数值424。例如，M指数模块408可以使用将燃烧持续时间比率与M指数值相关的函数和映射中的一个来确定M指数值424。在映射的情况下，M指数模块408可以在燃烧持续时间比率428在映射中的两个燃烧持续时间比率（对应于两个M指数值）之间时进行内插。
以下提供燃烧持续时间比率和对应的M指数值的示例性映射。
| M 指数 | 燃烧持续时间比率 |
| 0.5 | 1.3026 |
| 1 | 1.0245 |
| 1.5 | 0.8489 |
| 2 | 0.7263 |
| 2.5 | 0.6353 |
| 3 | 0.5649 |
| 3.5 | 0.5087 |
| 4 | 0.4627 |
| 4.5 | 0.4244 |
| 5 | 0.392 |
| 5.5 | 0.3643 |
| 6 | 0.3401 |
| 6.5 | 0.3191 |
| 7 | 0.3004 |
| 7.5 | 0.2839 |
| 8 | 0.269 |
| 8.5 | 0.2556 |
示例性映射包括M指数值和对应的燃烧持续时间比率，其中使用以上提供的第一、第二、第三和第四CA的实例计算燃烧持续时间比率。映射的条目是基于用来确定燃烧持续时间比率的特定CA来校准。
最大速度模块412基于M指数值424来确定最大速度CA 431。最大速度CA 431对应于在燃烧事件期间发生最大（最大的）燃烧速度的CA。最大速度模块412进一步基于燃烧事件的火花正时来确定最大速度CA 431。最大速度模块412可以使用将火花正时和M指数值与最大速度CA相关的函数或映射来确定最大速度CA 431。例如，最大速度模块412可以使用以下方程来设置最大速度CA 431：
，
其中Max V CA是最大速度CA 431，m是M指数值424，a是预定恒定值，并且θ0是火花正时。
最大加速度模块416基于M指数值424确定最大加速度CA 432。最大加速度CA 432对应于在燃烧事件期间发生最大（最大的）燃烧加速度的CA。最大加速度模块416进一步基于燃烧事件的火花正时来确定最大加速度CA 432。最大加速度模块416可以使用将火花正时和M指数值与最大加速度CA相关的函数或映射来确定最大加速度CA 432。例如，最大加速度模块416可以使用以下方程来设置最大加速度CA 432：
，
其中Max Acc CA是最大加速度CA 432，m是M指数值424，a是预定恒定值，并且θ0是火花正时。
最小加速度模块420基于M指数值424确定最小加速度CA 436。最小加速度CA 436对应于在燃烧事件期间发生最小（最小的）燃烧加速度的CA。最小加速度模块420进一步基于燃烧事件的火花正时来确定最小加速度CA 436。最小加速度模块420可以使用将火花正时和M指数值与最小加速度CA相关的函数或映射来确定最小加速度CA 436。例如，最小加速度模块420可以使用以下方程来设置最小加速度CA 436：
，
其中Min Acc CA是最小加速度CA 436，m是M指数值424，a是预定恒定值，并且θ0是火花正时。
参数确定模块232输出M指数值424、最大速度CA 431、最大加速度CA 432以及最小加速度CA 436。例如，参数确定模块232可以将M指数值424、最大速度CA 431、最大加速度CA432以及最小加速度CA 436显示在显示器（未示出）上。
图5是描绘产生燃烧事件的M指数值424、最大速度CA 431、最大加速度CA 432以及最小加速度CA 436的示例性方法的流程图。控制从504开始，其中映射模块224在与测力计212一起使用期间记录在发动机208的燃烧事件期间由传感器216测量出的发动机208的操作参数。在508，映射模块224基于所记录的操作参数产生用于燃烧事件的映射228。映射模块228包括在燃烧事件期间分别在各个CA下的MFB值。映射228还包括供燃烧事件使用的火花正时。
在512，第一差模块401和第二差模块402确定用于燃烧事件的第一、第二、第三和第四CA。例如，第一CA可以对应于在燃烧事件期间发生0.1的MFB的CA。第二CA可以对应于在燃烧事件期间发生0.75的MFB的CA。第三CA可以对应于供燃烧事件使用的火花正时。第四CA可以对应于在燃烧事件期间发生0.5的MFB的CA。
在516，第一差模块401确定第一与第二CA之间的第一CA差429，并且第二差模块402确定第三与第四CA之间的第二CA差430。例如，第一差模块401可以将第一CA差429设置为等于第二CA减去第一CA或者基于第二CA减去第一CA来设置第一CA差429。第二差模块402可以将第二CA差430设置为等于第四CA减去第三CA或者基于第四CA减去第三CA来设置第二CA差430。
在520，比率模块404基于第一CA差429与第二CA差430的比率来确定用于燃烧事件的燃烧持续时间比率428。例如，比率模块404可以将燃烧持续时间比率428设置为等于第一CA差429除以第二CA差430。
在524，M指数模块408基于用于燃烧事件的燃烧持续时间比率428来确定用于燃烧事件的M指数值424。例如，M指数模块408可以使用将燃烧持续时间比率与M指数值相关的函数和映射中的一个来确定M指数值424。
在528，可以基于M指数值424确定一个或多个参数。例如，最大速度模块412可以基于用于燃烧事件的火花正时和用于燃烧事件的M指数值424来确定用于燃烧事件的最大速度CA 431。额外地或替代地，最大加速度模块416可以基于用于燃烧事件的火花正时和用于燃烧事件的M指数值424来确定用于燃烧事件的最大加速度CA 432。额外地或替代地，最小加速度模块420可以基于用于燃烧事件的火花正时和用于燃烧事件的M指数值424来确定用于燃烧事件的最小加速度CA 436。所确定的参数中的一个或多个可以显示在显示器上以辅助车辆设计过程。虽然图5的实例被展示为在528之后结束，但是可以对于多个燃烧事件执行图5的实例。
以上描述实质上仅是说明性的，而绝不意欲限制本公开、其应用或使用。本公开的广泛教示可以各种形式来实施。因此，虽然本公开包括具体实例，但是本公开的真实范围不应限于此，因为其他修改将在学习附图、说明书以及随附权利要求之后变得显而易见。如本文所使用，短语A、B和C中的至少一个应解释为意味着使用非排他性的逻辑或的逻辑（A或B或C），而不应解释为意味着“A中的至少一个、B中的至少一个和C中的至少一个”。应理解，在不改变本公开的原理的情况下，方法内的一个或多个步骤可以不同的次序（或同时地）执行。
在包括以下定义的此申请中，术语“模块”或者术语“控制器”可以由术语“电路”取代。术语“模块”可以指代以下内容、是其一部分或者包括以下内容：特定应用集成电路（ASIC）；数字、模拟或混合模拟/数字分立电路；数字、模拟或混合模拟/数字集成电路；组合逻辑电路；场可编程门阵列（FPGA）；执行代码的处理器电路（共享、专用或集群）；存储由处理器电路执行的代码的内存（共享、专用或集群）；提供所描述的功能性的其他适合的硬件部件；或者以上中的一些或所有的组合，诸如在片上***中。
模块可以包括一个或多个接口电路。在一些实例中，接口电路可以包括连接到局域网（LAN）、互联网、广域网（WAN）或其组合的有线或无线接口。本公开的任何给定模块的功能性可以分布在通过接口电路连接的多个模块之间。例如，多个模块可以允许负载平衡。在另一个实例中，服务器（也称为远程或云）模块可以实现代表客户端模块的一些功能性。
如以上所使用的术语代码可以包括软件、固件和/或微代码，并且可以指代程序、例程、功能、分类、数据结构和/或目标。术语共享处理器电路涵盖执行来自多个模块的一些或所有代码的单个处理器电路。术语集群处理器电路涵盖与额外处理器电路组合执行来自一个或多个模块的一些或所有代码的处理器电路。对多个处理器电路的参考涵盖分立裸片上的多个处理器电路、单个裸片上的多个处理器电路、单个处理器电路的多个芯、单个处理器电路的多个线程或者以上的组合。术语共享内存电路涵盖存储来自多个模块的一些或所有代码的单个内存电路。术语集群内存电路涵盖与额外内存组合存储来自一个或多个模块的一些或所有代码的内存电路。
术语内存电路可以是术语计算机可读媒体的子集。如本文所使用，术语计算机可读媒体并不涵盖通过媒体（诸如在载波上）传播的暂时电信号或电磁信号；并且因此术语计算机可读媒体可以被认为是有形且永久的。永久的有形计算机可读媒体的非限制性实例是非易失性内存电路（诸如闪存电路、可擦可编程只读内存单元或掩码只读内存电路）、易失性内存电路（诸如静态随机访问内存电路或动态随机访问内存电路）、磁性存储媒体（诸如模拟或数字磁带或硬盘驱动）和光学存储器媒体（诸如CD、DVD或蓝光光碟）。
此申请中描述的装置和方法可以部分地或完全地由专用计算机来实施，该专用计算机通过配置通用计算机以执行计算机程序中实施的一个或多个特定功能来创建。以上描述的功能方框和流程图用作软件规范，所述软件规范可以通过技术人员或程序员的日常工作来翻译成计算机程序。
计算机程序包括存储在至少一个永久的有形计算机可读媒体上的处理器可执行指令。计算机程序也可以包括和/或依赖于所存储的数据。计算机程序可以涵盖与专用计算机的硬件对接的基本输入/输出***（BIOS）、与专用计算机的特定设备对接的设备驱动器、一个或多个操作***、用户应用程序、后台服务、后台应用程序等。
计算机程序可以包括：(i) 用于解析的描述性文本，诸如HTML（超文本标记语言）或XML（可延伸标记语言）；(ii)汇编代码；(iii)通过编译程序从源代码产生的目标代码；(iv)用于由解释程序执行的源代码；(v)用于由即时编译程序编译和执行的源代码等。仅作为实例，可以使用来自包括C、C++、C#、Objective C、Haskell、Go、SQL、R、Lisp、Java®、Fortran、Perl、Pascal、Curl、OCaml、Javascript®、HTML5、Ada、ASP (动态服务器网页)、PHP、Scala、Eiffel、Smalltalk、Erlang、Ruby、Flash®、Visual Basic®、Lua和Python®的语言的语法写入源代码。
权利要求中列举出的元件都不意欲是35 U.S.C. §112(f)的意义内的装置加功能元件，除非元件使用“用于……的装置”的短语来明确列举，或者在方法权利要求的情况下使用“用于……的操作”或“用于……的步骤”的短语来明确列举。
Claims (10)
1.一种参数确定***，包括：
第一差模块，所述第一差模块确定发动机的燃烧事件的第一曲轴角，确定所述发动机的燃烧事件的第二曲轴角，并且确定第一曲轴角与第二曲轴角之间的第一差；
第二差模块，所述第二差模块确定所述发动机的燃烧事件的第三曲轴角，确定所述发动机的燃烧事件的第四曲轴角，并且确定第三曲轴角与第四曲轴角之间的第二差；
比率模块，所述比率模块确定所述第一差与所述第二差的比率；以及
M指数模块，所述M指数模块基于所述比率确定用于Wiebe函数的M指数值并且将所述M指数值显示在显示器上；
其中所述第一差模块基于在燃烧事件期间发生0.1的已燃质量分数的曲轴角来设置所述第一曲轴角，并且基于在燃烧事件期间发生0.75的已燃质量分数的曲轴角来设置所述第二曲轴角，以及
其中所述第二差模块将所述第三曲轴角设置为用于燃烧事件的火花正时，并且基于在燃烧事件期间发生0.5的已燃质量分数的曲轴角来设置所述第四曲轴角。
2.如权利要求1所述的参数确定***，其中所述比率模块将所述比率设置为等于所述第一差除以所述第二差。
3.如权利要求1所述的参数确定***，其进一步包括最大速度模块，所述最大速度模块基于所述M指数值确定在燃烧事件期间发生最大速度的曲轴角。
4.如权利要求1所述的参数确定***，其进一步包括最大加速度模块，所述最大加速度模块基于所述M指数值确定在燃烧事件期间发生最大加速度的曲轴角。
5.如权利要求1所述的参数确定***，其进一步包括最小加速度模块，所述最小加速度模块基于所述M指数值确定在燃烧事件期间发生最小加速度的曲轴角。
6.一种参数确定方法，包括：
确定发动机的燃烧事件的第一曲轴角；
确定所述发动机的燃烧事件的第二曲轴角；
确定第一曲轴角与第二曲轴角之间的第一差；
确定所述发动机的燃烧事件的第三曲轴角；
确定所述发动机的燃烧事件的第四曲轴角；
确定第三曲轴角与第四曲轴角之间的第二差；
确定所述第一差与所述第二差的比率；
基于所述比率确定用于Wiebe函数的M指数值；以及
将所述M指数值显示在显示器上；
进一步包括：
基于在燃烧事件期间发生0.1的已燃质量分数的曲轴角来设置所述第一曲轴角；
基于在燃烧事件期间发生0.75的已燃质量分数的曲轴角来设置所述第二曲轴角；
将所述第三曲轴角设置为用于燃烧事件的火花正时；以及
基于在燃烧事件期间发生0.5的已燃质量分数的曲轴角来设置所述第四曲轴角。
7.如权利要求6所述的参数确定方法，其进一步包括将所述比率设置为等于所述第一差除以所述第二差。
8.如权利要求6所述的参数确定方法，其进一步包括基于所述M指数值确定在燃烧事件期间发生最大速度的曲轴角。
9.如权利要求6所述的参数确定方法，其进一步包括基于所述M指数值确定在燃烧事件期间发生最大加速度的曲轴角。
10.如权利要求6所述的参数确定方法，其进一步包括基于所述M指数值确定在燃烧事件期间发生最小加速度的曲轴角。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |