燃燒斷火識別的製作方法
2023-05-20 06:35:11
專利名稱：燃燒斷火識別的製作方法
現有技術本發明涉及一種用於識別內燃機燃燒斷火的方法，這種內燃機用於驅動汽車。
燃燒斷火會導致內燃機工作時排出的有害物質增加，並且損害發動機排氣系統中的催化器。為了滿足對有關排氣功能的在線監控法規要求，必須對整個轉速和負荷範圍內的燃燒斷火進行識別。與此相關的是，眾所周知，當內燃機工作在有斷火狀態時其轉速變化曲線相對於無斷火的正常工作狀態有特徵性變化。通過比較這些轉速變化曲線就可區分無斷火的正常工作狀態和有斷火的工作狀態。
在DE-OS 196 27 540中已經公開一種在上述基礎上工作的方法。
根據這一已知的方法，一個被稱為扇區(Segment)的曲軸轉角區域與每個氣缸的一個確定的活塞運動範圍相對應。這些扇區例如通過在一個與曲軸相聯接的發信輪上做的標記來實現。在扇區時間內曲軸轉過一定的轉角區域，該扇區時間主要取決於燃燒衝程所轉換的能量。斷火會導致與點火同步的扇區時間增加。按照這一已知方法，根據扇區時間的不同來計算發動機的運轉不平穩度，其中例如在汽車加速時發動機轉速的提高等額外緩慢動態過程通過計算來補償。用這一方法計算出每次點火的運轉不平穩值，將該值與點火同步地與一預先規定的閾值進行比較。當超過由轉速和負荷等運行參數決定的該閾值時就識別為斷火。
這種方法的可靠性關鍵取決於根據扇區時間計算出曲軸轉速差的精度，而轉速差是判別斷火的特徵參數。
在此基礎上，本發明的任務是進一步提高該精度。
該任務通過權利要求1的特徵組合來解決。
該解決方案的基本要素是，—該轉角扇區相對於內燃機活塞運動的一個參考點的位置和/或—該轉角扇區的角度延伸長度取決於內燃機的運行參數。
本發明基於這樣的認識迄今已知的對於整個發動機運行範圍確定一個唯一的扇區位置和扇區長度不是最佳的。根據本發明，扇區的位置和/或長度與發動機的運行參數有關。扇區的開始和長度可以取決於合適的運行參數，例如內燃機轉矩、負荷或氣缸充氣和轉速。本發明優點通過較理想的扇區時間位置和長度能夠提高干擾間距，即被斷火幹擾的運轉不平穩信號與無幹擾的運轉不平穩信號之間的距離。
由此提高了識別質量。與此相關的靈敏度提高使得能夠探測燃燒中例如由於所不希望的不同噴射量所引起的較小差別，不同的噴射量可因噴射閥上形成燃燒殘渣而引起。
因此可以在運轉不平穩的基礎上幹涉噴射來實現對不同噴油量的平衡。
附圖下面參考附圖對本發明的實施例進行闡述。
圖1詳細描述了本發明的技術背景。
圖2轉速傳感裝置的細節以及內燃機曲軸上的轉速傳感器4的信號隨時間變化曲線加上凸輪軸上的傳感器6的相位信號。
圖3清楚地表明了已知的形成扇區時間的原理，扇區時間作為在轉速測量基礎上的運轉不平穩程度的基準。
圖4示出不同扇區長度和扇區位置與內燃機不同運行範圍的一種可能的對應關係。
圖5公開了一個流程框圖，作為本發明方法的實施例。
圖1示出一個內燃機1，其具有一個轉角發信輪2，轉角發信輪2上有標記3，以及具有一個轉角傳感器4，一個控制器5，一個相位傳感器6，一個用於測量流入內燃機的空氣流量的裝置7和一個故障指示燈8。
圖2a示出由轉角發信輪2和轉角傳感器4所組成的轉速傳感系統的細節。該轉角發信輪例如作為鐵磁性發信輪裝在曲軸上，具有容納60個齒的位置，其中缺少了兩個齒(齒槽)。感應式轉速傳感器探測58個齒的這種輪齒順序。感應式轉速傳感器由一個永磁體4.1和一個帶有銅繞組的軟鐵芯4.2組成。當發信輪的齒經過該傳感器時，傳感器中的磁通量改變，感應出一個交變電壓，如圖2b所示。
控制器根據信號脈衝邊沿間距的增大識別出齒槽。該齒槽對應一個確定的曲軸位置，該位置與第一缸的上死點(OT)有固定的相對關係。在圖2c中在下面示出的相位傳感器6的信號使得能夠區分換氣上死點OT和點火上死點OT。為此，相位傳感器6以信號中的標記的形式提供一個關於曲軸相對於凸輪軸的角度位置的信息。由於在4衝程發動機中曲軸轉動頻率是凸輪軸的兩倍，在此，實際的凸輪軸位置是對應於曲軸的第一轉還是第二轉，該信息就足夠了。
如果相位傳感器信號中的標記與轉速傳感器信號中的齒槽同時出現，控制器就識別為第一缸的點火上死點OT。伴隨著接下來的每一個正的或負的脈衝邊沿，曲軸位置繼續計數6°。
根據總齒數和汽缸數，控制器能夠識別其餘汽缸的點火上死點OT。在使用4個汽缸和60-2個齒的發信輪的情況下，點火上死點OT分別間隔28或30個齒的間距相繼出現。為了形成扇區時間，例如從點火上死點OT前面15個齒開始用於轉角扇區的時間測量，例如延伸過30個齒。這樣選擇開始和長度使得任意的扇區長度和位置成為可能，可以根據運行參數在它們之間進行轉換。
在持續時間ts內曲軸轉過這樣確定的扇區，這樣的持續時間在作為計算機實現的控制器5中被進一步處理成為內燃機運轉不平穩尺度Lut。
圖3繪出了時間ts，在這段時間內曲軸的旋轉運動轉過所述的轉角區域。其中一個汽缸中發生一次斷火。與斷火相關的轉矩下降導致對應的時間間隔ts的增大。因此，時間間隔ts已經代表一個運轉不平穩尺度Lut，它在原理上適合於識別斷火。
每次點火典型地形成一個或兩個扇區時間。在形成每次點火一個扇區時間並利用發信輪的所有標記時，扇區長度由720°除以汽缸數得到。這樣，在4缸發動機中得到扇區長度為180°，它例如可以相對於點火上死點OT對稱布置。到現在為止使用固定的長度和布置，它對於低負荷和高轉速的識別臨界範圍是最佳的。但在低轉速時，其它的扇區位置如從上死點前126°曲軸轉角到上死點後54°曲軸轉角被證明更為合適。
前後相接的扇區也可以相互搭接，例如在4缸發動機中扇區長度大於180°曲軸轉角KW時。
按照本發明，根據運行點在多個扇區長度和扇區位置之間進行轉換。例如在一個4缸發動機中，在高轉速時扇區時間從上死點前108°曲軸轉角KW到上死點後72°曲軸轉角KW形成(圖4b中的扇區開始1)，而在低轉速時從上死點前126°曲軸轉角KW到上死點後54°曲軸轉角KW形成(圖4b中的扇區開始2)。
但也可設想在3個或更多的區域上轉換。
同樣，扇區的長度也可根據運行點的不同而變化，這樣，例如在高轉速時形成180°曲軸轉角的扇區(圖4a中的扇區長度1)，在低轉速時形成162°曲軸轉角長度的扇區(圖4a中的扇區長度2)。
也可以將不同位置之間的轉換和不同長度之間的轉換相互組合。
在轉換時，可以設置一個滯後代替固定的邊界。
這一點在圖4c中舉例說明。在該圖中，在從低負荷向高負荷過渡時從範圍L1和/或B1到範圍L2和/或B2的範圍轉換與從相反方向過渡時發生在不同的負荷值時。
圖5示出一個流程框圖，作為本發明方法一個實施例，它被一個處於上位的發動機控制程序周期性調用(步驟「開始」)。在步驟5.1中檢查轉速n和負荷L是否處在範圍L1內。如果是，則在步驟5.2中以扇區長度1形成扇區時間(對比圖4a)。否則，在步驟5.3中以扇區長度2形成扇區時間。
接著，以類似方式在步驟5.4至5.6中選擇扇區開始。藉助於在所選出的扇區長度和扇區位置基礎上求出的扇區時間進行燃燒斷火識別。在所描述的實施例中步驟5.7用於此功能。如果扇區時間超過一個預先規定的閾值，在步驟5.8中接通故障指示燈。當然，通過計算超過閾值(斷火)與正常燃燒次數或與工作衝程(燃燒加斷火)次數相比的頻度，可以在接通故障指示燈之前先接通一個故障報警統計保護裝置。
權利要求
1.用於在對扇區時間進行分析的基礎上識別內燃機燃燒斷火的方法，在所述扇區時間內內燃機的一個軸轉過預先規定的轉角扇區，其特徵在於，該轉角扇區相對於內燃機活塞運動的一個參考點的位置和/或該轉角扇區的角度延伸長度取決於內燃機的至少一個運行參數。
2.按權利要求1所述的方法，其特徵在於，取決於內燃機的負荷和/或轉速。
3.按權利要求1或2所述的方法，其特徵在於，取決於內燃機的轉矩。
4.按權利要求2或3所述的方法，其特徵在於，對於轉角扇區的位置和/或長度的依賴性額外還取決於至少一個運行參數的變化方向(滯後)。
全文摘要
提出一種在對扇區時間進行分析的基礎上識別內燃機燃燒斷火的方法,在所述扇區時間內內燃機的一個軸轉過預先規定的轉角扇區。該方法的特點在於,扇區長度和/或相對於內燃機活塞運動的一個參考點的扇區位置可以變化,其中,轉角扇區的位置和/或扇區長度、即轉角扇區的角度延伸長度取決於內燃機的運行參數。
文檔編號G01M15/11GK1378645SQ0081372
公開日2002年11月6日 申請日期2000年9月2日 優先權日1999年9月30日
發明者米夏埃爾·萊納, 安德烈亞·洛曼 申請人:羅伯特·博施有限公司