專利名稱：爆震識別方法
技術領域：
本發(fā)明涉及根據(jù)權利要求1的類型的內(nèi)燃機中的爆震識別方法。
DE-P 43 32 711公知了用于爆震識別的裝置，其中描述了如何處理用于爆震識別的兩個爆震傳感器的輸出信號。其中在一個微處理器中由在先的爆震信號構成參考電平，它與相應于預選爆震傳感器信號的當前輸出信號相比較。如果當前輸出信號超過了參考電平，則識別為爆震及執(zhí)行相應的控制，例如點火，由此保證在以后的燃燒中不出現(xiàn)爆震。為了考慮背景信號及爆震信號與轉(zhuǎn)數(shù)的相關性及能執(zhí)行最佳的爆震識別，參考電平將根據(jù)轉(zhuǎn)數(shù)而變化，其中隨著轉(zhuǎn)數(shù)升高參考電平也增高。
本發(fā)明的優(yōu)點根據(jù)本發(fā)明的具有權利要求1特征的爆震識別方法具有其優(yōu)點，即可以實現(xiàn)在整個內(nèi)燃機工作區(qū)域上與噪音強度無關的爆震的可靠識別。該優(yōu)點將這樣達到，即，對通常的參考電平跟隨，附加地執(zhí)行一個改善的動態(tài)參考電平跟隨，尤其是對于具有強噪音增長的內(nèi)燃機。并且在超平均噪音增長的發(fā)動機上或在超平均噪音增長的區(qū)域中將不會以錯誤的方式識別，因為在此情況下將以有利方式進行參考電平的適配。
本發(fā)明的另外優(yōu)點將通過從屬權利要求中給出的措施來實現(xiàn)。這里特別有利的是，改善的動態(tài)參考電平跟隨可實現(xiàn)參考電平的快速跟隨。該快速跟隨將這樣得到，即動態(tài)工況相對常規(guī)工況的相應系數(shù)被減小。
具體地說，

圖1表示借助本發(fā)明的爆震識別方法來識別爆震的裝置的一個可能的實施例；圖2及3是流程圖，表示兩個根據(jù)本發(fā)明的爆震識別方法；以及圖4是表示各個參考電平的曲線圖。
求值裝置13可作為分立電路構成或為一個微計算機的組成部分。求值電路13例如被集成在內(nèi)燃機的控制裝置中。對求值電路13的信號S3作進一步處理的微計算機14例如是控制裝置的微處理器。根據(jù)可識別是否出現(xiàn)爆震的信號S3，微計算機14控制點火裝置15和/或燃料噴射裝置16，及由此調(diào)節(jié)內(nèi)燃機各個汽缸中的燃燒。
為了最佳地調(diào)節(jié)內(nèi)燃機，對微處理器14還輸入其它信號，例如由一個傳感器17，如節(jié)流閥傳感器輸入的信號。當然?？梢栽O有任意多的傳感器，它們的輸出信號在相應的預處理后傳送給微處理器及由該微處理器進行處理。在圖1的實施例中，信號的輸入總是通過以E1及E2表示的輸入端實現(xiàn)的，作為輸出端表示的有輸出端A1，A2及A3。
在求值裝置13中進行爆震的實際識別。在所選實施例中，求值裝置13包括至少一個可調(diào)放大系數(shù)的放大器18，對該放大器輸入爆震傳感器10及11提供的輸出信號S1及S2。在此情況下總是輸入通過軟件配置給當前燃燒的汽缸的輸出信號。在隨后連接的帶通濾波器19中，這樣地濾波該放大信號，即優(yōu)先輸出具有爆震典型頻率的信號分量。在帶通濾波器19后接著連接一個解調(diào)電路20，例如是一個整流器。由解調(diào)電路20輸出的信號將在積分器21中積分，及積分信號KI將輸入到比較器22的第一輸入端。
比較器22的另一輸入端將被輸入一個參考信號或一個參考電平Ref，它例如由以可預給方式預處理的爆震信號的平均值，通過使用低通濾波器23來構成。該參考電平的實際值如何構成及它取怎樣的值是本發(fā)明的核心，在下面將詳細描述。
求值電路13的各個單元的確切結(jié)構對于理解本發(fā)明并不重要，因此不再詳細地描述。求值裝置13可全部地作為數(shù)字求值裝置，例如微處理器來實現(xiàn)。
借助圖1中所示的裝置，爆震識別將如下地進行爆震傳感器10，11將記錄由內(nèi)燃機引起的噪音，并對求值裝置13輸出相應信號S1及S2。這些信號以適當方式被濾波及放大。再將積分的爆震信號KI與參考電平Ref相比較得到信號S3，該信號可識別是否出現(xiàn)爆震。
在內(nèi)燃機上識別爆震的、作為固體聲傳感器工作的爆震傳感器的確切方案可借助圖2中所示的流程圖來說明。在該實施例中，在第一步驟SCH1中檢測當前燃燒的噪音ikr。在步驟SCH3中由噪音ikr求得當前燃燒的噪音ikr與所謂的參考電平rkr的比例virkr，其中參考電平是由同一汽缸的多次燃燒求得的噪音構成的，在步驟SCH2中將預先讀出該參考電平rkr(old)。
在步驟SCH3中計算的比例virkr將在步驟SCH4中嘗試它是否大于爆震識別閾值ke。當比例virkr＝ikr/rkr(old)超過爆震識別閾值ke時，則識別出爆震，并輸出信號KL。但也可以是，當ikr大于rkr(old)*ke時，識別出爆震，并輸出相應的信號KL。
在無爆震工作中進行參考電平rkr(old)的計算，即，當在步驟SCH4中識別出virkr不大于ke時，則在步驟SCH5中根據(jù)下式進行遞推計算rkr(new)＝(1-1/KRFTP)*rkr(old)+1/KRFTP*ikr。量KRFTP被稱為所謂的跟隨系數(shù)。該跟隨系數(shù)能以適當方式對內(nèi)燃機專門地適配。
這樣構成的新參考電平rkr(new)代表無爆震的內(nèi)燃機的基本噪音。在下個程序流程中，在步驟SCH6上將在步驟SCH5中計算的參考電平rkr(new)作為參考電平rkr(old)考慮，并且用于下次對比例virkr的計算。如果在步驟SCH4中檢測出的燃燒是爆震的，則對該燃燒檢測的噪音ikr不完全用來計算參考電平rkr。象在爆震情況下進行的計算取決于是否處于動態(tài)。為此在步驟SCH7上檢驗，內(nèi)燃機是否處于動態(tài)工作狀態(tài)。對于動態(tài)的識別例如可檢驗轉(zhuǎn)數(shù)是否有實質(zhì)性改變。
如果不處于動態(tài)情況，則計算被測量的噪音ikr，其方式是它被系數(shù)ke除，以便避免由爆震噪音引起的參考電平rkr的上升。在此情況下，在步驟SCH8中根據(jù)下式計算參考電平rkr(new)的新值rkr(new)＝(1-1/KRFTP)*rkr(old)+1/KRFTP*(ikr/ke)。原則上不放棄爆震燃燒的計算，因為在動態(tài)情況下噪音也包括內(nèi)燃機自然噪音的增長及必需相應地一起加以考慮。
為了在動態(tài)下基本噪音既快又強地增長的情況下(如步驟SCH7所示，出現(xiàn)動態(tài))不導致誤識別，即，為了不將突然的強燃燒誤識別為爆震，對于動態(tài)的持續(xù)采取了兩個措施參考電平的跟隨通過一個小系數(shù)KRFTP的選擇來加速，以及提高爆震識別閾值。
盡管有這些對付誤爆震識別的對策，但在超平均噪音增長的內(nèi)燃機或發(fā)動機上，例如由活塞擺動引起噪音增長，將會導致誤識別。而被誤識別為爆震的燃燒將導致計算的基本噪音rkr跟隨不正確地延時，這是由于上述的當前燃燒的噪音irk在參考電平rkr的計算時用系數(shù)ke加權。實際的基本噪音及計算的基本噪音之間的差異將會導致以后的繼續(xù)誤識別。因為每個爆震最后引起點火角向后調(diào)整，因此由于爆震的誤識別將導致功率及效率的損失，而這在誤識別的情況下是完全不必的。因此根據(jù)本發(fā)明，在步驟SCH7中識別出動態(tài)的情況下以前所述的參考電平的計算將按照另外的方法進行，由此可減少誤識別，并且同時保證始終正確的爆震識別。
根據(jù)是否出現(xiàn)動態(tài)情況而定，新的參考電平值將或是根據(jù)在步驟SCH8中給出的式子或是根據(jù)在步驟SCH9中給出的式子進行計算。在步驟SCH6中每個舊的參考電平值rkr(old)均被新值rkr(new)代替，并在步驟SCH3中再用于構成比例。
因此，所述的方法在識別到爆震時，即，在識別到真實的爆震或誤爆震識別時，在動態(tài)的情況下將根據(jù)一個修正的式子計算參考電平rkr(new)，它為rkr(new)＝(1-1/KRFTP)*rkr(old)+1/KRFTP*(rkr(old)*ke。
在此情況下，值ikr(old)*ke直接對應于還未作為爆震識別的噪音電平。也可以用另外一種方法，其中，不區(qū)分動態(tài)與非動態(tài)，對于參考電平計算一個較大的值，但該值由平均噪音電平得到。通過該參考電平確定的方法可避免爆震誤識別，以及由此避免不必要的功率和效率損失。
圖3表示本發(fā)明的另一實施例，其中考慮了動態(tài)時的參考電平跟隨。該方法與圖2中所示方法的區(qū)別僅在于加入了步驟SCH10，該步驟包括一個附加的閾值詢問。如果在步驟SCH4中識別出爆震及在步驟SCH7中識別出動態(tài)(或真實存在爆震或誤識別)，則接著其后執(zhí)行步驟SCH10。在此情況下將值virkr與一個閾值ke*(KRRPN*(ke-1)+1)進行比較，其中，系數(shù)KRRPN可取值域(0，1)，它在ke及ke2之間。如果該閾值未被超過，則用在步驟SCH9中給出的式子計算參考電平，有rkr(new)＝(1-1/KRFTP)*rkr(old)+1/KRFTP*(rkr(old)*ke)。
如果相反，該閾值被比例virkr超過，則使用在步驟SCH8中給出的式子計算新參考值，它相應于以前在識別出爆震時使用的式子。該式為rkr(new)＝(1-1/KRFTP)*rkr(old)+1/KRFTP*(ikr/ke)。
通過引入該另一可變的閾值，當KRRPN＝0時，可實現(xiàn)以前的參考電平跟隨的性能，當KRRPN＝1時，相反，可實現(xiàn)最快的參考電平跟隨，正如當轉(zhuǎn)數(shù)動態(tài)變化時，噪音快速增長的內(nèi)燃機或發(fā)動機中所需要的。由此可減小在較長時間間隔上在動態(tài)時誤識別的可能性以及與此相關的功率和效率損失。
圖4表示通過仿真計算得到的各個量的變化曲線的例子，其中有virkr P當前燃燒的噪音irk與同一汽缸最后燃燒的噪音平均值之比；
kekref爆震識別閾值；rkrref參考電平＝最后燃燒的平滑配藥平均值；eingangneu用于計算當前參考電平使用的值；以及ikrref當前燃燒的噪音。
其中，系數(shù)KRRPN總是選擇0(圖4a)，0.5(圖4b)及1.0(圖4c)中的一個值。用B_k1表示是識別出爆震(高電平)及未識別出爆震(低電平)。
權利要求
1.內(nèi)燃機中爆震的識別方法，其中，具有至少一個爆震傳感器及一個后聯(lián)的求值裝置，該求值裝置至少包括一個比較裝置，用于將預處理的爆震傳感器輸出信號與一個可變的參考電平相比較，該參考信號根據(jù)在先的爆震傳感器輸出信號構成，其中參考電平通過低通濾波器輸入到該比較裝置，并且該比較裝置根據(jù)比較結(jié)果來識別爆震，其特征在于參考電平的跟隨及低通濾波器輸入信號的計算至少根據(jù)兩個不同的方法進行，其中一個或另一方法根據(jù)是否識別出動態(tài)來選擇。
2.根據(jù)權利要求1所述的爆震識別方法，其特征在于參考值rkr(new)視在先識別的是/否爆震，是/否動態(tài)的條件，根據(jù)以下等式構成1rkr(new)＝(1-1/KRFTP)*rkr(old)+1/KRFTP*ikr2rkr(new)＝(1-1/KRFTP)*rkr(old)+1/KRFTP*(ikr/ke)或3rkr(new)＝(1-1/KRFTP)*rkr(old)+1/KRFTP*(rkr(old)*ke)其中，rkr(old)為在先的參考值，KRFTP為跟隨系數(shù)，ikr為當前燃燒的噪音，以及ke為一個系數(shù)。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的爆震識別方法，其特征在于當由當前爆震值ikr及在先的參考電平rkr(old)構成的比例virkr超過一個預定值ke時，將識別出爆震。
4.根據(jù)以上權利要求中的一項所述的爆震識別方法，其特征在于在確定新參考值時將一起考慮在先的值，這些在先的值是在識別出爆震時求得的。
5.根據(jù)以上權利要求中的一項所述的爆震識別方法，其特征在于在構成參考電平rkr時附加地考慮比例virkr是否大于一個閾值ke*(KRRPN*(ke-1)+1)，其中，ke為爆震識別閾值，而KRRPN為其值在0和1之間的一個系數(shù)。
全文摘要
一種內(nèi)燃機中的爆震識別方法,其中,至少一個配置給內(nèi)燃機的爆震傳感器的輸出信號借助一個后聯(lián)的求值裝置求值。當爆震傳感器預處理的輸出信號超過一個預定的參考電平時,就識別出爆震。參考電平跟隨輸入信號的計算與內(nèi)燃機是否處于動態(tài)工作狀態(tài)有關,其中,對于動態(tài)時參考電平的計算也使用在識別出爆震時求得的測量值。
文檔編號G01L23/22GK1322295SQ00802087
公開日2001年11月14日 申請日期2000年9月26日 優(yōu)先權日1999年9月28日
發(fā)明者斯特芬·弗蘭克, 奧斯卡·托爾諾, 阿克塞爾·黑因斯泰因, 卡斯滕·克盧特, 維爾納·黑明, 米夏埃爾·博伊爾勒 申請人:羅伯特·博施有限公司