專利名稱：燃燒斷火識別的制作方法
現(xiàn)有技術(shù)本發(fā)明涉及一種用于識別內(nèi)燃機(jī)燃燒斷火的方法，這種內(nèi)燃機(jī)用于驅(qū)動汽車。
燃燒斷火會導(dǎo)致內(nèi)燃機(jī)工作時(shí)排出的有害物質(zhì)增加，并且損害發(fā)動機(jī)排氣系統(tǒng)中的催化器。為了滿足對有關(guān)排氣功能的在線監(jiān)控法規(guī)要求，必須對整個轉(zhuǎn)速和負(fù)荷范圍內(nèi)的燃燒斷火進(jìn)行識別。與此相關(guān)的是，眾所周知，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)工作在有斷火狀態(tài)時(shí)其轉(zhuǎn)速變化曲線相對于無斷火的正常工作狀態(tài)有特征性變化。通過比較這些轉(zhuǎn)速變化曲線就可區(qū)分無斷火的正常工作狀態(tài)和有斷火的工作狀態(tài)。
在DE-OS 196 27 540中已經(jīng)公開一種在上述基礎(chǔ)上工作的方法。
根據(jù)這一已知的方法，一個被稱為扇區(qū)(Segment)的曲軸轉(zhuǎn)角區(qū)域與每個氣缸的一個確定的活塞運(yùn)動范圍相對應(yīng)。這些扇區(qū)例如通過在一個與曲軸相聯(lián)接的發(fā)信輪上做的標(biāo)記來實(shí)現(xiàn)。在扇區(qū)時(shí)間內(nèi)曲軸轉(zhuǎn)過一定的轉(zhuǎn)角區(qū)域，該扇區(qū)時(shí)間主要取決于燃燒沖程所轉(zhuǎn)換的能量。斷火會導(dǎo)致與點(diǎn)火同步的扇區(qū)時(shí)間增加。按照這一已知方法，根據(jù)扇區(qū)時(shí)間的不同來計(jì)算發(fā)動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)不平穩(wěn)度，其中例如在汽車加速時(shí)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的提高等額外緩慢動態(tài)過程通過計(jì)算來補(bǔ)償。用這一方法計(jì)算出每次點(diǎn)火的運(yùn)轉(zhuǎn)不平穩(wěn)值，將該值與點(diǎn)火同步地與一預(yù)先規(guī)定的閾值進(jìn)行比較。當(dāng)超過由轉(zhuǎn)速和負(fù)荷等運(yùn)行參數(shù)決定的該閾值時(shí)就識別為斷火。
這種方法的可靠性關(guān)鍵取決于根據(jù)扇區(qū)時(shí)間計(jì)算出曲軸轉(zhuǎn)速差的精度，而轉(zhuǎn)速差是判別斷火的特征參數(shù)。
在此基礎(chǔ)上，本發(fā)明的任務(wù)是進(jìn)一步提高該精度。
該任務(wù)通過權(quán)利要求1的特征組合來解決。
該解決方案的基本要素是，—該轉(zhuǎn)角扇區(qū)相對于內(nèi)燃機(jī)活塞運(yùn)動的一個參考點(diǎn)的位置和/或—該轉(zhuǎn)角扇區(qū)的角度延伸長度取決于內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行參數(shù)。
本發(fā)明基于這樣的認(rèn)識迄今已知的對于整個發(fā)動機(jī)運(yùn)行范圍確定一個唯一的扇區(qū)位置和扇區(qū)長度不是最佳的。根據(jù)本發(fā)明，扇區(qū)的位置和/或長度與發(fā)動機(jī)的運(yùn)行參數(shù)有關(guān)。扇區(qū)的開始和長度可以取決于合適的運(yùn)行參數(shù)，例如內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)矩、負(fù)荷或氣缸充氣和轉(zhuǎn)速。本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)通過較理想的扇區(qū)時(shí)間位置和長度能夠提高干擾間距，即被斷火干擾的運(yùn)轉(zhuǎn)不平穩(wěn)信號與無干擾的運(yùn)轉(zhuǎn)不平穩(wěn)信號之間的距離。
由此提高了識別質(zhì)量。與此相關(guān)的靈敏度提高使得能夠探測燃燒中例如由于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?jiān)稹?br> 因此可以在運(yùn)轉(zhuǎn)不平穩(wěn)的基礎(chǔ)上干涉噴射來實(shí)現(xiàn)對不同噴油量的平衡。
附圖下面參考附圖對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行闡述。


圖1詳細(xì)描述了本發(fā)明的技術(shù)背景。
圖2轉(zhuǎn)速傳感裝置的細(xì)節(jié)以及內(nèi)燃機(jī)曲軸上的轉(zhuǎn)速傳感器4的信號隨時(shí)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(qū)時(shí)間的原理，扇區(qū)時(shí)間作為在轉(zhuǎn)速測量基礎(chǔ)上的運(yùn)轉(zhuǎn)不平穩(wěn)程度的基準(zhǔn)。
圖4示出不同扇區(qū)長度和扇區(qū)位置與內(nèi)燃機(jī)不同運(yùn)行范圍的一種可能的對應(yīng)關(guān)系。
圖5公開了一個流程框圖，作為本發(fā)明方法的實(shí)施例。
圖1示出一個內(nèi)燃機(jī)1，其具有一個轉(zhuǎn)角發(fā)信輪2，轉(zhuǎn)角發(fā)信輪2上有標(biāo)記3，以及具有一個轉(zhuǎn)角傳感器4，一個控制器5，一個相位傳感器6，一個用于測量流入內(nèi)燃機(jī)的空氣流量的裝置7和一個故障指示燈8。
圖2a示出由轉(zhuǎn)角發(fā)信輪2和轉(zhuǎn)角傳感器4所組成的轉(zhuǎn)速傳感系統(tǒng)的細(xì)節(jié)。該轉(zhuǎn)角發(fā)信輪例如作為鐵磁性發(fā)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(yīng)式轉(zhuǎn)速傳感器探測58個齒的這種輪齒順序。感應(yīng)式轉(zhuǎn)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(dāng)發(fā)信輪的齒經(jīng)過該傳感器時(shí)，傳感器中的磁通量改變，感應(yīng)出一個交變電壓，如圖2b所示。
控制器根據(jù)信號脈沖邊沿間距的增大識別出齒槽。該齒槽對應(yīng)一個確定的曲軸位置，該位置與第一缸的上死點(diǎn)(OT)有固定的相對關(guān)系。在圖2c中在下面示出的相位傳感器6的信號使得能夠區(qū)分換氣上死點(diǎn)OT和點(diǎn)火上死點(diǎn)OT。為此，相位傳感器6以信號中的標(biāo)記的形式提供一個關(guān)于曲軸相對于凸輪軸的角度位置的信息。由于在4沖程發(fā)動機(jī)中曲軸轉(zhuǎn)動頻率是凸輪軸的兩倍，在此，實(shí)際的凸輪軸位置是對應(yīng)于曲軸的第一轉(zhuǎn)還是第二轉(zhuǎn)，該信息就足夠了。
如果相位傳感器信號中的標(biāo)記與轉(zhuǎn)速傳感器信號中的齒槽同時(shí)出現(xiàn)，控制器就識別為第一缸的點(diǎn)火上死點(diǎn)OT。伴隨著接下來的每一個正的或負(fù)的脈沖邊沿，曲軸位置繼續(xù)計(jì)數(shù)6°。
根據(jù)總齒數(shù)和汽缸數(shù)，控制器能夠識別其余汽缸的點(diǎn)火上死點(diǎn)OT。在使用4個汽缸和60-2個齒的發(fā)信輪的情況下，點(diǎn)火上死點(diǎn)OT分別間隔28或30個齒的間距相繼出現(xiàn)。為了形成扇區(qū)時(shí)間，例如從點(diǎn)火上死點(diǎn)OT前面15個齒開始用于轉(zhuǎn)角扇區(qū)的時(shí)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(qū)長度和位置成為可能，可以根據(jù)運(yùn)行參數(shù)在它們之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
在持續(xù)時(shí)間ts內(nèi)曲軸轉(zhuǎn)過這樣確定的扇區(qū)，這樣的持續(xù)時(shí)間在作為計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的控制器5中被進(jìn)一步處理成為內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不平穩(wěn)尺度Lut。
圖3繪出了時(shí)間ts，在這段時(shí)間內(nèi)曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)過所述的轉(zhuǎn)角區(qū)域。其中一個汽缸中發(fā)生一次斷火。與斷火相關(guān)的轉(zhuǎn)矩下降導(dǎo)致對應(yīng)的時(shí)間間隔ts的增大。因此，時(shí)間間隔ts已經(jīng)代表一個運(yùn)轉(zhuǎn)不平穩(wěn)尺度Lut，它在原理上適合于識別斷火。
每次點(diǎn)火典型地形成一個或兩個扇區(qū)時(shí)間。在形成每次點(diǎn)火一個扇區(qū)時(shí)間并利用發(fā)信輪的所有標(biāo)記時(shí)，扇區(qū)長度由720°除以汽缸數(shù)得到。這樣，在4缸發(fā)動機(jī)中得到扇區(qū)長度為180°，它例如可以相對于點(diǎn)火上死點(diǎn)OT對稱布置。到現(xiàn)在為止使用固定的長度和布置，它對于低負(fù)荷和高轉(zhuǎn)速的識別臨界范圍是最佳的。但在低轉(zhuǎn)速時(shí)，其它的扇區(qū)位置如從上死點(diǎn)前126°曲軸轉(zhuǎn)角到上死點(diǎn)后54°曲軸轉(zhuǎn)角被證明更為合適。
前后相接的扇區(qū)也可以相互搭接，例如在4缸發(fā)動機(jī)中扇區(qū)長度大于180°曲軸轉(zhuǎn)角KW時(shí)。
按照本發(fā)明，根據(jù)運(yùn)行點(diǎn)在多個扇區(qū)長度和扇區(qū)位置之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。例如在一個4缸發(fā)動機(jī)中，在高轉(zhuǎn)速時(shí)扇區(qū)時(shí)間從上死點(diǎn)前108°曲軸轉(zhuǎn)角KW到上死點(diǎn)后72°曲軸轉(zhuǎn)角KW形成(圖4b中的扇區(qū)開始1)，而在低轉(zhuǎn)速時(shí)從上死點(diǎn)前126°曲軸轉(zhuǎn)角KW到上死點(diǎn)后54°曲軸轉(zhuǎn)角KW形成(圖4b中的扇區(qū)開始2)。
但也可設(shè)想在3個或更多的區(qū)域上轉(zhuǎn)換。
同樣，扇區(qū)的長度也可根據(jù)運(yùn)行點(diǎn)的不同而變化，這樣，例如在高轉(zhuǎn)速時(shí)形成180°曲軸轉(zhuǎn)角的扇區(qū)(圖4a中的扇區(qū)長度1)，在低轉(zhuǎn)速時(shí)形成162°曲軸轉(zhuǎn)角長度的扇區(qū)(圖4a中的扇區(qū)長度2)。
也可以將不同位置之間的轉(zhuǎn)換和不同長度之間的轉(zhuǎn)換相互組合。
在轉(zhuǎn)換時(shí)，可以設(shè)置一個滯后代替固定的邊界。
這一點(diǎn)在圖4c中舉例說明。在該圖中，在從低負(fù)荷向高負(fù)荷過渡時(shí)從范圍L1和/或B1到范圍L2和/或B2的范圍轉(zhuǎn)換與從相反方向過渡時(shí)發(fā)生在不同的負(fù)荷值時(shí)。
圖5示出一個流程框圖，作為本發(fā)明方法一個實(shí)施例，它被一個處于上位的發(fā)動機(jī)控制程序周期性調(diào)用(步驟“開始”)。在步驟5.1中檢查轉(zhuǎn)速n和負(fù)荷L是否處在范圍L1內(nèi)。如果是，則在步驟5.2中以扇區(qū)長度1形成扇區(qū)時(shí)間(對比圖4a)。否則，在步驟5.3中以扇區(qū)長度2形成扇區(qū)時(shí)間。
接著，以類似方式在步驟5.4至5.6中選擇扇區(qū)開始。借助于在所選出的扇區(qū)長度和扇區(qū)位置基礎(chǔ)上求出的扇區(qū)時(shí)間進(jìn)行燃燒斷火識別。在所描述的實(shí)施例中步驟5.7用于此功能。如果扇區(qū)時(shí)間超過一個預(yù)先規(guī)定的閾值，在步驟5.8中接通故障指示燈。當(dāng)然，通過計(jì)算超過閾值(斷火)與正常燃燒次數(shù)或與工作沖程(燃燒加斷火)次數(shù)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(bào)警統(tǒng)計(jì)保護(hù)裝置。
權(quán)利要求
1.用于在對扇區(qū)時(shí)間進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上識別內(nèi)燃機(jī)燃燒斷火的方法，在所述扇區(qū)時(shí)間內(nèi)內(nèi)燃機(jī)的一個軸轉(zhuǎn)過預(yù)先規(guī)定的轉(zhuǎn)角扇區(qū)，其特征在于，該轉(zhuǎn)角扇區(qū)相對于內(nèi)燃機(jī)活塞運(yùn)動的一個參考點(diǎn)的位置和/或該轉(zhuǎn)角扇區(qū)的角度延伸長度取決于內(nèi)燃機(jī)的至少一個運(yùn)行參數(shù)。
2.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，取決于內(nèi)燃機(jī)的負(fù)荷和/或轉(zhuǎn)速。
3.按權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，取決于內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)矩。
4.按權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于，對于轉(zhuǎn)角扇區(qū)的位置和/或長度的依賴性額外還取決于至少一個運(yùn)行參數(shù)的變化方向(滯后)。
全文摘要
提出一種在對扇區(qū)時(shí)間進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上識別內(nèi)燃機(jī)燃燒斷火的方法,在所述扇區(qū)時(shí)間內(nèi)內(nèi)燃機(jī)的一個軸轉(zhuǎn)過預(yù)先規(guī)定的轉(zhuǎn)角扇區(qū)。該方法的特點(diǎn)在于,扇區(qū)長度和/或相對于內(nèi)燃機(jī)活塞運(yùn)動的一個參考點(diǎn)的扇區(qū)位置可以變化,其中,轉(zhuǎn)角扇區(qū)的位置和/或扇區(qū)長度、即轉(zhuǎn)角扇區(qū)的角度延伸長度取決于內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行參數(shù)。
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(yōu)先權(quán)日1999年9月30日
發(fā)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