專利名稱：確定內(nèi)燃機燃燒缺火的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
大體上，本發(fā)明涉及確定內(nèi)燃機燃燒缺火(combustion misfire)的方法。
背景技術(shù)：
內(nèi)燃機燃燒缺火可能導(dǎo)致廢氣中有害物質(zhì)的增加，所以它們可能導(dǎo)致空氣污染并且可能損害發(fā)動機性能。
因此，當(dāng)發(fā)動機工作時有必要確定是否發(fā)生燃燒缺火，并對燃燒缺火采取適當(dāng)措施。
用于確定燃燒缺火的傳統(tǒng)方法基于發(fā)動機每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(rpm)變化。例如，美國專利No.5875411和5861553公開了確定燃燒缺火的方法，該方法基于發(fā)動機粗運轉(zhuǎn)值(rough-running value)。
然而，由于傳統(tǒng)方法必須通過數(shù)字濾波段時間來計算發(fā)動機的粗運轉(zhuǎn)值，因此大幅增加了計算過程和計算負(fù)荷。
本發(fā)明的背景部分公開的信息僅僅用于增強對本發(fā)明背景的了解，而不應(yīng)當(dāng)理解為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成該國本領(lǐng)域普通技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種確定內(nèi)燃機燃燒缺火的方法和系統(tǒng)，所述內(nèi)燃機能夠通過簡單的計算確定是否燃燒缺火。
根據(jù)本發(fā)明的實施例，確定內(nèi)燃機燃燒缺火的典型方法包括計算段時間(segment time)；歸一化計算的段時間；對每個氣缸使用低通濾波器修正歸一化的段時間；通過將修正的歸一化段時間中的最小值與預(yù)設(shè)偏移值相加而計算缺火確定參考值；基于修正的歸一化段時間與缺火確定參考值的比較，確定是否發(fā)生燃燒缺火。
可以基于參考?xì)飧缀偷趎個氣缸之間段時間的差異，和參考?xì)飧浊耙粵_程和當(dāng)前沖程之間段時間的差異而歸一化計算的段時間。
可以作為下面方程的值而計算歸一化的段時間TS_C(n)TS_C(n)＝TS(n)×[1+LPF(X(n)(i))]X(n)=[TS(0)-TS(n)+n4×(TS(0)′-TS(0))]/TS(n)]]>其中TS是段時間，i是沖程數(shù)，n是氣缸數(shù)，TS(0)是當(dāng)前沖程中參考?xì)飧椎亩螘r間，TS(0)′是前一沖程中參考?xì)飧椎亩螘r間，TS(n)是當(dāng)前沖程的第n個氣缸的段時間，X(n)(i)是段時間的歸一化值，LPF是低通濾波函數(shù)。
如果修正的歸一化段時間大于缺火確定參考值，那么確定發(fā)生了燃燒缺火。
確定內(nèi)燃機燃燒缺火的典型系統(tǒng)包括曲柄角傳感器和控制單元。控制單元基于曲柄角傳感器的信號確定是否發(fā)生燃燒缺火，并且可以對其編程以執(zhí)行上述方法中每個步驟的指令。


附圖顯示了本發(fā)明的典型實施例，并且附圖及其描述用于解釋本發(fā)明的原理，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例用于確定內(nèi)燃機燃燒缺火的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；圖2是概念圖，其顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例用于確定內(nèi)燃機燃燒缺火的方法；圖3是流程圖，其顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例用于確定內(nèi)燃機燃燒缺火的方法。
具體實施例方式
隨后將參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的一個實施例。
如圖1所示，在內(nèi)燃機(之后簡稱為發(fā)動機)101中提供了曲柄角傳感器輪103，多個標(biāo)記形成在曲柄角傳感器輪103上。
曲柄角傳感器靠近曲柄角傳感器輪103布置，并且曲柄角傳感器107將曲柄角傳感器輪103的轉(zhuǎn)動變?yōu)殡娦盘枴?br> 控制單元109設(shè)置成基于曲柄角傳感器107的信號執(zhí)行燃燒缺火確定。通過一個或多個由預(yù)設(shè)程序啟動的處理器實現(xiàn)控制單元109，能夠?qū)λ鲱A(yù)設(shè)程序進(jìn)行編程，以執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法的每個步驟。
在控制單元109已經(jīng)確定燃燒缺火的情況下，控制單元109執(zhí)行切換到警報燈111的控制，以點亮警報燈111。
接下來參考附圖2和3，將要根據(jù)本發(fā)明的一個實施例詳細(xì)說明確定內(nèi)燃機燃燒缺火的方法。
在步驟S301，控制單元109基于曲柄角傳感器107的信號計算段時間TS(n)。由于段時間的計算對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說是顯而易見的，因此不作具體說明。
如圖2所示，段時間計算模塊201可以基于曲柄角傳感器107的信號計算段時間TS(n)。
然后，控制單元109歸一化在步驟S203計算的段時間。段時間的歸一化可以通過圖2中參考數(shù)字203表示的模塊來執(zhí)行。通過段時間的歸一化來計算歸一化的段時間TS(n)，并且歸一化的段時間能夠表示為段時間移動平均數(shù)。
例如，可以根據(jù)下面的方程1確定歸一化的段時間TS_C(n)方程1TS_C(n)＝TS(n)×[1+LPF(X(n)(i))]X(n)=[TS(0)-TS(n)+n4×(TS(0)′-TS(0))]/TS(n)]]>其中TS是段時間，i是沖程數(shù)，n是氣缸數(shù)(例如，在四缸發(fā)動機的情況下為0，1，2，或3)，TS(0)是當(dāng)前沖程(即，第(i)沖程)中參考?xì)飧椎亩螘r間，TS(0)′是前一沖程(即，第(i-1)沖程)中參考?xì)飧椎亩螘r間，TS(n)是當(dāng)前沖程(即，第(i)沖程)的第n個氣缸的段時間，X(n)(i)是段時間的歸一化值，LPF是低通濾波函數(shù)。
因為基于參考?xì)飧缀偷趎個氣缸之間段時間的差異以及參考?xì)飧浊耙粵_程和當(dāng)前沖程之間段時間的差異來計算段時間的歸一化值，因此修正了由發(fā)動機振動導(dǎo)致其中段時間變化的歸一化的段時間。
LPF是低通濾波器，其具有相關(guān)時間常數(shù)以防止段時間的歸一化值突然改變?？梢曰诟鞣N參數(shù)確定低通濾波器的時間常數(shù)，例如發(fā)動機振動特性，當(dāng)發(fā)動機正常工作時其可能影響段時間。
接下來，在步驟S315，控制單元109使用低通濾波器205為每個氣缸修正歸一化的段時間。
在步驟S320，控制單元109通過將修正的歸一化段時間中的最小值與預(yù)設(shè)偏移值相加而計算缺火確定參考值。
可以基于發(fā)動機每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(rpm)、發(fā)動機載荷等來確定預(yù)設(shè)偏移值。例如，可以從查表中確定預(yù)設(shè)偏移值，所述表中具有關(guān)于發(fā)動機每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(rpm)和發(fā)動機載荷定義的偏移值。
如圖2所示，由參考數(shù)字207表示的模塊確定了修正的歸一化段時間中的最小值，所述修正的歸一化段時間通過對每個氣缸使用低通濾波器而獲得，確定的最小值和預(yù)設(shè)偏移值加在一起，從而獲得缺火確定參考值。
可以基于發(fā)動機正常工作和發(fā)動機燃燒缺火時的發(fā)動機振動特性來確定低通濾波器205對于每個氣缸的時間常數(shù)，從而能夠消除歸一化段時間的噪聲。
接下來，在步驟S325，控制單元109確定低通濾波器205修正的歸一化段時間是否大于缺火確定參考值。
由參考數(shù)字211表示的模塊可以進(jìn)行修正的歸一化段時間和缺火確定參考值之間的比較。
如果確定修正的歸一化段時間大于缺火確定值，那么確定發(fā)生了缺火，因此在該情況下，控制單元109進(jìn)行操作，以在步驟S330點亮警報等111。相反，如果確定修正的歸一化段時間不大于缺火確定值，那么確定未發(fā)生燃燒缺火，因此控制程序結(jié)束。
盡管結(jié)合了當(dāng)前被認(rèn)為是最實用和典型的實施例來描述本發(fā)明，應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明并不限于該公開的實施例，相反，這意味著本發(fā)明包括附加權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)的各種修改及其等同安排。
根據(jù)本發(fā)明的實施例，由于缺火確定沒有計算發(fā)動機粗運轉(zhuǎn)值，因此大幅減小了缺火確定的計算負(fù)荷。因此，在小計算負(fù)荷下獲得了可信的缺火確定。
權(quán)利要求
1.一種確定內(nèi)燃機燃燒缺火的方法，包括計算段時間；歸一化計算的段時間；對每個氣缸使用低通濾波器修正歸一化的段時間；通過將修正的歸一化段時間中的最小值與預(yù)設(shè)偏移值相加而計算缺火確定參考值；和基于修正的歸一化段時間與缺火確定參考值的比較，確定是否發(fā)生燃燒缺火。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中在歸一化中，基于參考?xì)飧缀偷趎個氣缸之間段時間的差異，和參考?xì)飧浊耙粵_程和當(dāng)前沖程之間段時間的差異而歸一化計算的段時間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中作為下面方程的值來計算歸一化的段時間TS_C(n)TS_C(n)＝TS(n)×[1+LPF(X(n)(i))]X(n)=[TS(0)-TS(n)+n4×(TS(0)′-TS(0))]/TS(n)]]>其中TS是段時間，i是沖程數(shù)，n是氣缸數(shù)，TS(0)是當(dāng)前沖程中參考?xì)飧椎亩螘r間，TS(0)′是前一沖程中參考?xì)飧椎亩螘r間，TS(n)是當(dāng)前沖程的第n個氣缸的段時間，X(n)(i)是段時間的歸一化值，LPF是低通濾波函數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中在確定中，如果修正的歸一化段時間大于缺火確定參考值，那么確定發(fā)生了燃燒缺火。
5.一種確定內(nèi)燃機燃燒缺火的系統(tǒng)，包括曲柄角傳感器；和控制單元，該控制單元基于曲柄角傳感器的信號確定是否發(fā)生燃燒缺火，其中對控制單元編程以執(zhí)行權(quán)利要求1-4中任一方法中每個步驟的指令。
全文摘要
一種確定內(nèi)燃機燃燒缺火的方法包括計算段時間；歸一化計算的段時間；對每個氣缸使用低通濾波器修正歸一化的段時間；通過將修正的歸一化段時間中的最小值與預(yù)設(shè)偏移值相加而計算缺火確定參考值；基于修正的歸一化段時間與缺火確定參考值的比較，確定是否發(fā)生燃燒缺火。
文檔編號G01M15/00GK1715859SQ200510059990
公開日2006年1月4日 申請日期2005年4月4日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月30日
發(fā)明者金昌鉉 申請人:現(xiàn)代自動車株式會社