[發(fā)明專利]基于測(cè)量和估算的內(nèi)燃機(jī)內(nèi)部汽缸壓力值檢測(cè)自動(dòng)點(diǎn)火的方法和設(shè)備

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380060965.3
• 申請(qǐng)日: 2013-10-24
• 公開（公告）號(hào): CN104781523A
• 公開（公告）日: 2015-07-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: H.許勒;W.施奈德
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 大陸汽車有限公司
• 主分類號(hào): F02D35/02
• 分類號(hào): F02D35/02;F02D41/14;F02D41/22;G01L23/22
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 周春梅;宣力偉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于檢測(cè)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中的自動(dòng)點(diǎn)火的方法和設(shè)備。

背景技術(shù)

內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中可能會(huì)發(fā)生各種燃燒故障，稱為異常燃燒過(guò)程，這些燃燒故障不是或者不僅僅是被火花塞的點(diǎn)火火花而是被自發(fā)點(diǎn)火觸發(fā)的。這種情況尤其包括爆震燃燒、先期點(diǎn)火和自動(dòng)點(diǎn)火。

雖然先期點(diǎn)火是一種偶爾發(fā)生的事件，在一定數(shù)目個(gè)工作循環(huán)后會(huì)再次消失，但是自動(dòng)點(diǎn)火是在正常點(diǎn)火時(shí)間之前的自我強(qiáng)化的異常燃燒過(guò)程。這里的觸發(fā)物是發(fā)燙的表面和過(guò)熱的部件，諸如（例如）火花塞的電極、出口閥、燃燒室中的鋒利的過(guò)熱的邊緣或過(guò)燙的燃燒室壁。由于自發(fā)點(diǎn)火發(fā)生的過(guò)早，所以燃燒室中的壓力和溫度持續(xù)上升，并且觸發(fā)部件或表面甚至?xí)兊酶鼰帷Ｔ谙乱粋€(gè)循環(huán)中，于是自動(dòng)點(diǎn)火甚至發(fā)生的更早，并且燃燒室溫度進(jìn)一步上升。這個(gè)異常燃燒往往與明顯的爆震相關(guān)。在自發(fā)點(diǎn)火找到其穩(wěn)態(tài)點(diǎn)的結(jié)束階段中，點(diǎn)火時(shí)間很早，以至于無(wú)法再察覺(jué)到爆震。通過(guò)調(diào)整點(diǎn)火角無(wú)法防止這種自動(dòng)點(diǎn)火。

由于燃燒室的熱負(fù)荷很高，所以活塞可能受到損壞，甚至完全遭到破壞，并且在任何情況下，火花塞的電極或出口閥的受到高負(fù)荷的部分都可能熔化。

為了避免發(fā)生諸如（例如）爆震燃燒之類的燃燒故障，DE?10?2006?015?662?A1文件中提出，通過(guò)所謂的爆震傳感器來(lái)檢測(cè)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中的噪聲，并且每個(gè)燃燒循環(huán)的噪聲用于形成汽缸特有的信號(hào)。在這個(gè)背景下，（例如）如果提前點(diǎn)火導(dǎo)致發(fā)生爆震，即，如果電流信號(hào)值和該汽缸特有的信號(hào)值超過(guò)預(yù)定義的設(shè)置點(diǎn)的值的話，則切斷這個(gè)汽缸，即，中斷對(duì)這個(gè)汽缸的燃料供給。

EP?0?819?925?A2公開了一種用于檢測(cè)火花點(diǎn)火型內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中的提前點(diǎn)火的方法。在這個(gè)背景下，以各種時(shí)間間隔獲取爆震傳感器的信號(hào)。通過(guò)使用獲取到的爆震傳感器的信號(hào)，檢測(cè)是否正在發(fā)生異常振動(dòng)。另外，檢驗(yàn)異常振動(dòng)的時(shí)間間隔的頻率是否超過(guò)所限定的閾值。如果是這樣的情況，則檢測(cè)到提前點(diǎn)火。

DE?10?234?252?A1公開了一種用于檢測(cè)燃燒不點(diǎn)火的方法。為了改善檢測(cè)品質(zhì)，使用兩種不同的測(cè)量方法，這兩種方法是根據(jù)不同的物理原理操作的。這些方法中的一種方法是檢測(cè)曲軸的轉(zhuǎn)速，而另一種方法是檢測(cè)燃燒室中的離子流。

DE?198?59?310?A1公開了一種發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)節(jié)設(shè)備，該發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)節(jié)設(shè)備設(shè)有提前點(diǎn)火檢測(cè)設(shè)備，用于檢測(cè)至少一個(gè)燃燒室中的提前點(diǎn)火。提供一種設(shè)置設(shè)備，用于設(shè)置至少一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)。此外，在提前點(diǎn)火檢測(cè)設(shè)備與設(shè)置設(shè)備之間提供控制環(huán)路，用于通過(guò)調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)來(lái)抑制檢測(cè)到的提前點(diǎn)火。

DE?10?2007?024?415?B3說(shuō)明了一種用于檢測(cè)設(shè)有至少一個(gè)連接至曲軸的汽缸的火花點(diǎn)火型內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的自動(dòng)點(diǎn)火的方法。根據(jù)這種方法，在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的工作序列中的第一時(shí)間間隔期間，在汽缸的壓縮沖程期間測(cè)量曲軸的轉(zhuǎn)速。另外，在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的工作序列中的第二時(shí)間間隔期間，檢測(cè)汽缸的工作沖程期間的爆震信號(hào)。如果曲軸的轉(zhuǎn)速與比較值相比已經(jīng)減慢，則檢測(cè)到汽缸的自動(dòng)點(diǎn)火，并且在爆震信號(hào)的基礎(chǔ)上檢測(cè)爆震燃燒。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所基于的目的是提出一種準(zhǔn)許在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)操作過(guò)程中可靠地檢測(cè)自動(dòng)點(diǎn)火的方法和設(shè)備。

通過(guò)獨(dú)立權(quán)利要求的特征，可以實(shí)現(xiàn)該目的。本發(fā)明的有利改進(jìn)方案的特征體現(xiàn)在從屬權(quán)利要求中。

本發(fā)明是通過(guò)用于檢測(cè)火花點(diǎn)火型內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中的自動(dòng)點(diǎn)火的一種方法和相應(yīng)的設(shè)備限定的，所述火花點(diǎn)火型內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)有：至少一個(gè)汽缸，所述汽缸與連接至曲軸的活塞一起限定燃燒室；燃燒室壓力傳感器，用于測(cè)量所述燃燒室中的壓力；曲軸角傳感器，其供應(yīng)表示曲軸角的信號(hào)；控制設(shè)備，用于執(zhí)行對(duì)所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的開環(huán)和/或閉環(huán)控制。在所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮沖程過(guò)程中，在評(píng)估窗內(nèi)的限定的曲軸角處獲取燃燒室壓力的值，由所獲取的所述燃燒室壓力的值獲得經(jīng)過(guò)濾波的壓力值，以及針對(duì)所限定的曲軸角確定在所述燃燒室中的理論壓力值，如果在所述燃燒室中不發(fā)生燃燒，則所述理論壓力值將出現(xiàn)。獲取針對(duì)經(jīng)過(guò)濾波的壓力值在兩個(gè)限定的曲軸角之間的梯度值，并且確定理論壓力值在兩個(gè)限定的曲軸角之間的梯度值，并且由此形成所述梯度值的差值。將這個(gè)差值與預(yù)定義的閾值比較，并且當(dāng)所述閾值被超過(guò)時(shí)，推斷出在所述燃燒室中發(fā)生了自動(dòng)點(diǎn)火。

通過(guò)使用根據(jù)本發(fā)明的方法和設(shè)備，可以可靠地并且用簡(jiǎn)單而且有成本效益的方式檢測(cè)自動(dòng)點(diǎn)火，并且可以有效地保護(hù)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室中的部件以防發(fā)生熱過(guò)載。

根據(jù)本發(fā)明的一項(xiàng)有利的改進(jìn)方案，通過(guò)形成滑動(dòng)平均值對(duì)燃燒室壓力的測(cè)量到的值執(zhí)行濾波。這樣的平滑操作能防止無(wú)意中使用因發(fā)生爆震而觸發(fā)的相對(duì)低的壓力值。