[發(fā)明專利]用于檢測內(nèi)燃發(fā)動機中爆燃現(xiàn)象的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410204327.0
• 申請日: 2014-05-14
• 公開（公告）號: CN104153931B
• 公開（公告）日: 2018-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: N·格拉納尼;R·蘭佐尼;F·卡萬納
• 申請（專利權(quán)）人: 馬涅蒂-馬瑞利公司
• 主分類號: F02P5/152
• 分類號: F02P5/152
• 代理公司: 北京市路盛律師事務(wù)所11326
• 代理人: 常利強

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于檢測內(nèi)燃發(fā)動機中爆燃現(xiàn)象的方法。

背景技術(shù)

火花點火式內(nèi)燃發(fā)動機包括多個氣缸，每個氣缸具有活塞，該活塞在氣缸內(nèi)循環(huán)地滑動，還具有火花塞，該火花塞通過電子控制單元循環(huán)地運行，以在其電極之間產(chǎn)生火花，從而決定氣缸自身內(nèi)部的壓縮氣體的點火?？刂茊卧ù鎯ζ?，其中存儲有一系列的映射表(map)，所述映射表提供作為當(dāng)前發(fā)動機工作點的函數(shù)的火花塞的運行值；特別地，所述映射表對于每個火花塞提供點火提前的值，也即存在于點火(即在火花塞的電極之間產(chǎn)生火花)與活塞的上止點或TDC(top dead center)之間的角度間隔值；如果點火提前的值為零，那么點火(也即在火花塞電極之間產(chǎn)生火花)精確地發(fā)生在活塞的上止點或TDC。

存儲在包括在控制單元中的映射表中的點火提前的值是在發(fā)動機建造階段過程中確定的，以試圖在所有可能的運行條件下確保良好燃燒，獲得發(fā)動機良好的熱效率，同時保證發(fā)動機自身的完整性，也即避免氣缸中出現(xiàn)過多的爆燃現(xiàn)象。爆燃(detonation)是空氣-燃料混合物的一部分的爆炸型燃燒，其發(fā)生在火花塞產(chǎn)生的火焰前端觸及混合物之前；一系列的壓力波隨著爆燃而產(chǎn)生，這些壓力波橫跨燃燒室并猛烈地沖擊在金屬壁上。爆燃發(fā)生在燃燒室內(nèi)超出給定的臨界溫度和壓力值時(不同發(fā)動機之間所述臨界溫度和壓力值甚至可以顯著地不同)，且當(dāng)發(fā)生在中到低rpm時，爆燃通常引起典型的、可清楚感知的金屬噪音，該噪音稱為“爆震音(knocking)”或“敲缸聲(pinging)”。

爆燃通常發(fā)生在點火提前過量時，發(fā)生在采用具有過低辛烷值的燃料(燃料的抗爆震潛力事實上通過其辛烷值指示)時，或者對于增壓式發(fā)動機，發(fā)生在增壓壓力過高時。

燃燒趨勢受到多種因素的影響(最重要的是燃料特征、發(fā)動機缸蓋溫度、火花塞衰蝕)，而這些因素的作用基本上不可能精確地預(yù)測。為此，必須檢測到過多的爆燃的出現(xiàn)，且在氣缸中出現(xiàn)過多爆燃的情形下，控制單元必須減少這樣的氣缸的點火提前的值，以便消除氣缸自身中的爆燃(從而使得氣缸中達到的最大壓力減小，相對于TDC延后達到，使得爆燃事件“較不可能發(fā)生”)。

然而，就燃燒效率而言，減小氣缸的點火提前對應(yīng)于熱力學(xué)效率的損失：用于氣缸的空氣質(zhì)量保持恒定，從而注入的汽油質(zhì)量保持恒定，但是通過減小點火提前，燃燒效率(也即轉(zhuǎn)換為機械能的化學(xué)能部分)也被減少。顯然，這對燃料消耗和污染物質(zhì)的產(chǎn)生具有負面影響。

為此，重要的是，具有一種策略，其允許有效地識別過多爆燃的發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，提供用于檢測內(nèi)燃發(fā)動機中的爆燃現(xiàn)象的方法，這樣的控制方法免除了上述缺陷，特別地，實現(xiàn)容易并成本高效。

本發(fā)明的另一目的在于提供電子控制單元，其適于識別內(nèi)燃發(fā)動機中的爆燃現(xiàn)象，免于現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷。

根據(jù)本發(fā)明，提供用于檢測內(nèi)燃發(fā)動機中的爆燃現(xiàn)象的控制單元和方法，其中該內(nèi)燃發(fā)動機具有多個氣缸、控制單元和連接到控制單元的多個爆燃傳感器；其中，爆燃傳感器包括加速度計和/或電壓表，其連接到和串聯(lián)于火花塞的電路，以測量在燃燒過程中在火花塞的電極的終端處的電壓，和/或壓力表，其測量在燃燒過程中在氣缸中產(chǎn)生的壓力波的強度的最大振幅壓力振蕩(MAPO，maximum amplitude pressure oscillation)；該方法包括步驟：

獲得來自連接到控制單元的所述多個爆燃傳感器的信號；

處理來自連接到控制單元的所述多個爆燃傳感器的信號，以便獲得考慮給定氣缸和給定發(fā)動機工作點中的每次燃燒的爆燃能量；

對考慮給定氣缸和給定發(fā)動機工作點中的每次燃燒的爆燃能量進行濾波；

通過考慮給定氣缸和給定發(fā)動機工作點中的每次燃燒的爆燃能量的濾波值，計算給定氣缸和給定發(fā)動機工作點中的平均爆燃能量；

比較考慮給定氣缸和給定發(fā)動機工作點中的每次燃燒的爆燃能量與給定氣缸和給定發(fā)動機工作點中的平均爆燃能量；

作為考慮給定氣缸和給定發(fā)動機工作點中的每次燃燒的爆燃能量與給定氣缸和給定發(fā)動機工作點中的平均爆燃能量之間的比較的函數(shù)，確定考慮給定氣缸和給定發(fā)動機工作點中的每次燃燒的偏差；

通過減小在給定氣缸中作動的點火提前，計算給定氣缸和給定發(fā)動機工作點中的最大偏差；

比較在給定氣缸和給定發(fā)動機工作點中的最大偏差與考慮給定氣缸和給定發(fā)動機工作點中的每次燃燒的偏差；和