[發(fā)明專利]用于檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)早燃的系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210508728.6
• 申請(qǐng)日: 2012-12-03
• 公開（公告）號(hào): CN103850852A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 范錢旺;尹琪;李元平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海汽車集團(tuán)股份有限公司
• 主分類號(hào): F02P5/145
• 分類號(hào): F02P5/145
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 方世棟;王忠忠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及檢測(cè)系統(tǒng)及方法，更具體地，涉及用于檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)早燃的系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

眾所周知，直噴汽油機(jī)與進(jìn)氣道噴射汽油機(jī)主要的不同之處在于燃油噴射的位置不同。這種燃油噴射位置的不同導(dǎo)致了燃燒、排放以及響應(yīng)特性等的變化。相對(duì)于傳統(tǒng)的進(jìn)氣道燃油噴射汽油機(jī)（PFI）而言，缸內(nèi)直噴汽油機(jī)（GDI）具有顯著的優(yōu)越性。隨著環(huán)境污染與能源匱乏等因素所迫，小型化、增壓以及直噴技術(shù)是節(jié)能減排發(fā)動(dòng)機(jī)的主要發(fā)展方向之一。然而，根據(jù)已有研究結(jié)果可知，屬于非正常燃燒的早燃（Pre-ignition）現(xiàn)象是抑制小型化增壓直噴汽油發(fā)展的主要瓶頸之一。早燃現(xiàn)象主要有如下特征：早燃發(fā)生于點(diǎn)火之前；初期燃燒速度緩慢；燃燒速度陡然增大，導(dǎo)致超級(jí)爆震；隨機(jī)發(fā)生；早燃發(fā)生位置不確定性，由于上述特征，其會(huì)導(dǎo)致如下危害：損壞發(fā)動(dòng)機(jī)。

由此，為了解決和避免發(fā)動(dòng)機(jī)中發(fā)生的早燃現(xiàn)象，首先需要準(zhǔn)確地檢測(cè)與確定早燃的發(fā)生。現(xiàn)有的檢測(cè)早燃現(xiàn)象的主要手段是采用缸內(nèi)壓力傳感器或者光學(xué)攝影技術(shù)。然而，上述兩種手段存在如下問題：成本較高，因而僅能應(yīng)用在實(shí)驗(yàn)研究中。

因此，存在如下需求：提供成本較低并可實(shí)際應(yīng)用于車輛中的用于檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)早燃的系統(tǒng)及方法。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)方案所存在的問題，本發(fā)明提出了成本較低并可實(shí)際應(yīng)用于車輛中的用于檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)早燃的系統(tǒng)及方法。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種用于檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)早燃的系統(tǒng)，所述用于檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)早燃的系統(tǒng)包括：

離子電流檢測(cè)裝置，所述離子電流檢測(cè)裝置檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)的離子電流信號(hào)，并將檢測(cè)到的離子電流信號(hào)傳送到控制器；

控制器，所述控制器基于所述離子電流信號(hào)判斷當(dāng)前燃燒循環(huán)是否發(fā)生早燃，以便能夠基于判斷結(jié)果調(diào)整和優(yōu)化下一燃燒循環(huán)的工作參數(shù)。

在上面所公開的方案中，優(yōu)選地，所述控制器以如下方式判斷當(dāng)前燃燒循環(huán)是否發(fā)生早燃：基于所述離子電流信號(hào)計(jì)算離子電流積分值；將計(jì)算出的離子電流積分值與預(yù)設(shè)的早燃閾值相比較；如果所述離子電流積分值大于所述早燃閾值，則判斷結(jié)果為“發(fā)生早燃”，而如果所述離子電流積分值小于等于所述早燃閾值，則判斷結(jié)果為“正常燃燒”。

在上面所公開的方案中，優(yōu)選地，所述早燃閾值由如下公式確定：U_Pre-ignition＝(1+κ)ΔS×K，

其中，U_Pre-ignition是早燃閾值、κ是修正系數(shù)、ΔS是點(diǎn)火蓄能信號(hào)積分面積、K是比例系數(shù)。

在上面所公開的方案中，優(yōu)選地，通過試驗(yàn)標(biāo)定的方式獲得并設(shè)定所述早燃閾值，并且其值被限定在0-5V或0~10V的范圍內(nèi)。

在上面所公開的方案中，優(yōu)選地，所述控制器以如下公式計(jì)算所述離子電流積分值：

U=K·∫θ1θ2Uidθ]]>

其中，U是離子電流積分值、U_i是第i度曲軸轉(zhuǎn)角下的離子電流信號(hào)、θ₁是積分始點(diǎn)，其為點(diǎn)火時(shí)刻前若干曲軸轉(zhuǎn)角的某一時(shí)刻、θ₂是積分終點(diǎn)，其為點(diǎn)火時(shí)刻對(duì)應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角、K是比例系數(shù)。

在上面所公開的方案中，優(yōu)選地，所述離子電流積分區(qū)間被選擇在點(diǎn)火時(shí)刻為積分終點(diǎn)之前20-40°CA的范圍內(nèi)。

在上面所公開的方案中，優(yōu)選地，所述離子電流檢測(cè)裝置進(jìn)一步用于對(duì)獲取的原始離子電流信號(hào)執(zhí)行濾波、整形、反相和限幅操作，并將經(jīng)處理的離子電流信號(hào)傳送到所述控制器。

本發(fā)明的目的也可以通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種用于檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)早燃的方法，所述用于檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)早燃的方法包括下列步驟：

（A1）離子電流檢測(cè)裝置檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)的離子電流信號(hào)，并將檢測(cè)到的離子電流信號(hào)傳送到控制器；

（A2）所述控制器基于所述離子電流信號(hào)判斷當(dāng)前燃燒循環(huán)是否發(fā)生早燃，以便能夠基于判斷結(jié)果調(diào)整和優(yōu)化下一燃燒循環(huán)的工作參數(shù)。