[發(fā)明專利]處理內(nèi)燃發(fā)動機內(nèi)壓力測量裝置的信號的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380049048.5
• 申請日: 2013-08-26
• 公開（公告）號: CN104620090B
• 公開（公告）日: 2016-11-16
• 發(fā)明（設計）人: L.朗德勒維;F.托農(nóng)
• 申請（專利權）人: 法國大陸汽車公司;大陸汽車有限公司
• 主分類號: G01L23/08
• 分類號: G01L23/08;G01L23/22
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 董均華;周心志

本發(fā)明涉及用于處理在內(nèi)燃發(fā)動機內(nèi)的壓力測量裝置的信號的方法。

內(nèi)燃發(fā)動機通常包括汽缸，活塞在汽缸中滑動，每個汽缸限定燃燒室，燃料和氧化劑被引入其中以實施混合物的燃燒。發(fā)動機將由這種燃燒所釋放的能量轉(zhuǎn)換成機械能。

已知的是，使內(nèi)燃發(fā)動機裝備有壓力測量裝置，其包括壓力測量傳感器以及相關電子件，測量汽缸燃燒室內(nèi)的壓力。這種壓力的值允許電子計算系統(tǒng)(或ECU:“發(fā)動機控制單元”)，其車載地安裝在裝備有這種類型內(nèi)燃發(fā)動機的機動車輛中，以最優(yōu)方式調(diào)節(jié)用于控制所述發(fā)動機的參數(shù)，例如燃料噴射參數(shù)或污染排放后處理參數(shù)。

這種類型的壓力測量傳感器可以是壓電傳感器，其通過遭受壓力的敏感的壓電元件的電荷的變化，而以相對的方式提供汽缸中主要壓力的示值。壓力測量傳感器之后提供電壓，其表示這些壓力變化。一般地，有這種類型的壓力測量傳感器所提供的所述電壓信號應該或多或少地具有直線的形狀，所述直線具有為常量(例如y=0伏)的值，并且是可重復的，電壓峰值周期性地交錯（interleaved）于其上，其表示在汽缸的燃燒室中的壓縮和燃燒階段期間汽缸的燃燒室中發(fā)生的壓力峰值。

然而，這種電壓信號遭受到噪聲和漂移，其由于熱電現(xiàn)象和/或所述壓力測量傳感器遭受到的變化，以及其他。由所述壓力測量傳感器所傳遞的信號因此而與在所述汽缸的燃燒室內(nèi)的主要壓力的真實曲線不同。在壓力峰值之外，其不具有直線的形狀，所述直線的形狀具有常量的值并且是可重復的，但是，相反，其或多或少具有直線的形狀，該直線的形狀具有斜率（即其值在時間上漂移），其建立相對于參考值的漂移或偏移。這在圖1A中示出。根據(jù)時間單位t的壓力信號S_B是噪音并且根據(jù)具有斜率A的直線漂移，這樣建立相對于參考值V_REF的漂移或偏移，所述參考值根據(jù)臨時值t變化，具有在t=0處的值B以及在t0（參照圖1A）處的值B'。信號S_B能夠因此而等同于交替的“高臺”（plateau）階段SP1,SP2,SP3，在此期間電壓相對于參考值V_REF偏移并根據(jù)函數(shù)（其具有斜率A，或多或少地線性地作為時間的函數(shù)）變化，并且電壓峰值P1，P2，P3表示燃燒壓力峰值。

為了使得由這種類型的壓力測量傳感器提供的壓力信號可用，該信號的處理因此是必需的。在此，壓力測量裝置包括濾波器和算法，旨在抑制這種漂移，也被稱為偏移校正算法，其被應用到電壓信號。所述濾波器抑制所述信號的噪聲并且所述偏移校正算法將在壓力峰值（peak）之外的壓力的參考值重新定心在壓力常量或可重復的殘控制V_REF處。這種濾波器和這種偏移校正算法被集成在處理單元中，該處理單元形成所述壓力測量裝置的一部分并且定位在專用集成電路或“ASIC”（專門應用集成電路）中（其與所述壓力測量傳感器關聯(lián)或連接）。所述濾波器和偏移校正允許汽缸燃燒室內(nèi)的壓力的值以準確的方式基于以此方式被處理的信號而確定，并且因此允許用于控制所述內(nèi)燃發(fā)動機運行的所述草書被成比例地調(diào)節(jié)。

這種類型的方法從現(xiàn)有技術中可知。例如，已知的是，使用卡爾曼濾波器，所述濾波器基于遞歸誤差校正方法（在信號與其由增益衰減的預測值之間）。所述信號預測值之后基于在之前的測量時間被過濾和校正的信號而被計算。更為特殊地，并根據(jù)文件FR2938645A1，已知的是，使用兩個卡爾曼濾波器：“快”卡爾曼濾波器，即包括高值的斜率和常量增益（對于屬于壓力峰值的點而言）;和“慢”卡爾曼濾波器，即包括低值的斜率和常量增益以用于確定信號漂移，即在高臺階段期間的偏移。FR2938645A1中描述的方法之后校正每個點（根據(jù)其是否屬于按照快卡爾曼濾波器檢測的壓力峰值并根據(jù)按照慢卡爾曼（Kalman）濾波器確定的偏移值）。然而，這種類型的信號處理方法的缺點如下：

-?因為所述信號的每個點使用卡爾曼濾波器由復雜計算處理，這種類型的信號處理方法是不能推廣的，并且使用大量的ASIC儲存器，

-?這種方法難以校準，因為其包括四個變量以被參數(shù)化:用于所述快卡爾曼濾波器的一個斜率和常量增益，以及用于所述慢卡爾曼濾波器的一個斜率和常量增益，

-?在發(fā)動機速度低于1000rpm時，由這種處理方法生產(chǎn)的所述被處理信號顯著地變形并因此而難以使用。