用于內(nèi)燃機的爆震識別的方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于內(nèi)燃機的爆震識別的方法，在所述方法中基于在內(nèi)燃機中測量的或者計算的壓力信號將當(dāng)前燃燒的壓力峰值與爆震識別閾值進行比較，在當(dāng)前燃燒的壓力峰值超過爆震識別閾值時，識別內(nèi)燃機的爆震，其中所述爆震識別閾值取決于通過燃燒壓力和/或工作點表征的內(nèi)燃機特性，本發(fā)明還涉及一種用于實施所述方法的裝置。
現(xiàn)有技術(shù)
[0002]由Michael Fischer等所著的《Klopfregelung filr Ottomotoren II，Trends filrSerienentwickler》(Expert出版社，2006年，第239頁起)已知了一種基于壓力的爆震識另O。在此，爆震識別通過單個氣缸的、經(jīng)帶通濾波的壓力信號與一個識別閾值的比較實現(xiàn)，所述識別閾值根據(jù)工作點向上并且向下限界。如果當(dāng)前的經(jīng)濾波的峰值壓力超過自適應(yīng)地由經(jīng)濾波的峰值壓力的平均值的多倍求取的閾值，則判定內(nèi)燃機的爆震。
[0003]根據(jù)所述方法計算的爆震識別閾值在穩(wěn)定運行中具有強動態(tài)性，這可能導(dǎo)致錯誤判斷。與此相比，在內(nèi)燃機的動態(tài)運行中，爆震識別閾值的追蹤非常遲緩，這造成低的爆震識別閾值并且因此導(dǎo)致爆震識別的頻繁的誤觸發(fā)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]因此，本發(fā)明所基于的任務(wù)在于，說明一種用于內(nèi)燃機的爆震識別的方法，本發(fā)明不僅能夠在內(nèi)燃機的穩(wěn)定運行中而且能夠在動態(tài)運行中實現(xiàn)可靠的爆震識別。
[0005]根據(jù)本發(fā)明，所述任務(wù)通過以下解決:由沒有識別爆震時的壓力峰值構(gòu)成平均值，將如此構(gòu)成的平均值加上第一識別閾值，由此構(gòu)成爆震識別閾值。通過設(shè)置第一識別閾值，不僅在內(nèi)燃機的穩(wěn)定運行中而且在動態(tài)運行中保證更敏感且更穩(wěn)健的爆震識另IJ。通過峰值壓力的平均值與第一識別閾值的組合實現(xiàn)尤其在內(nèi)燃機的穩(wěn)定運行中的爆震識別的改善，因此降低爆震識別閾值的動態(tài)性。根據(jù)峰值壓力持續(xù)匹配由此得到的真實的爆震識別閾值。可以放棄用于調(diào)節(jié)爆震識別閾值的算法的針對內(nèi)燃機特定類型的特定應(yīng)用。因此，除控制設(shè)備中的使用以外，所提出的方法尤其對于試驗臺自動化(Prilfstandsautomati sierung)或者控制設(shè)備的基本參數(shù)(Grundbedatung)重要。
[0006]有利地，通過滑動平均值構(gòu)成來確定平均值，其方式是，加權(quán)當(dāng)前的壓力峰值、加權(quán)先前的平均值并且將兩個值相加。由此，不僅在內(nèi)燃機的穩(wěn)定運行中而且在動態(tài)運行中保證可靠的爆震識別。
[0007]特別地，由第二識別閾值限界爆震識別閾值的最大值，其中將第一識別閾值設(shè)置在第二識別閾值下方。通過第二識別閾值將爆震識別閾值限界到物理最大值上。
[0008]在一種構(gòu)型中，通過濾波當(dāng)前的氣缸壓力來確定壓力峰值。由此抑制壓力峰值的失真。
[0009]在一種變型方案中，將壓力峰值的平均值與加權(quán)因數(shù)相乘，所述加權(quán)因數(shù)取決于內(nèi)燃機的轉(zhuǎn)速和/或爆震識別的結(jié)果。由于加權(quán)因數(shù)的使用，可以以無限存儲器(Endlosspeicher)工作，其中連續(xù)將壓力峰值的在先前的測量循環(huán)中得到的值與當(dāng)前的壓力峰值進行比較。加權(quán)因數(shù)與內(nèi)燃機的轉(zhuǎn)速的相關(guān)性允許固體聲識別時的內(nèi)燃機的部件特定的構(gòu)型的考慮。在此，爆震識別的結(jié)果理解為:在先前的測量循環(huán)中是否探測到了爆震事件。
[0010]在另一種實施方式中，第一識別閾值和/或第二識別閾值取決于內(nèi)燃機的轉(zhuǎn)速。因此，所述方法在沒有附加應(yīng)用的情況下可用于不同設(shè)計構(gòu)型的、具有不同功率的內(nèi)燃機。
[0011]有利地，第一識別閾值相應(yīng)于第二識別閾值的一個百分比份額。由此保證，不僅使第一識別閾值而且使第二識別閾值與所觀察的內(nèi)燃機相協(xié)調(diào)。
[0012]本發(fā)明的一種擴展方案涉及一種用于內(nèi)燃機的爆震識別的裝置，其中將當(dāng)前的、在內(nèi)燃機中測量的壓力峰值與爆震識別閾值進行比較，并且在當(dāng)前燃燒的壓力峰值超過爆震識別閾值時，識別內(nèi)燃機的爆震。在不僅在內(nèi)燃機的穩(wěn)定運行中而且在動態(tài)運行中保證可靠的爆震識別的裝置中存在以下模塊:所述模塊由沒有識別爆震時的壓力峰值構(gòu)成平均值并且將如此構(gòu)成的平均值加上第一識別閾值，由此構(gòu)成爆震識別閾值。
[0013]有利地，所述模塊包括爆震識別單元，所述爆震識別單元從安裝在內(nèi)燃機的燃燒室中的壓力傳感器接收當(dāng)前的壓力信號，由所述壓力信號確定經(jīng)濾波的峰值壓力，對所述經(jīng)濾波的峰值壓力求平均并且將平均值加到第一識別閾值上。因此，能夠簡單通過軟件應(yīng)用在控制設(shè)備中實施根據(jù)本發(fā)明的方法。
[0014]本發(fā)明允許多種實施方式。以下應(yīng)根據(jù)在附圖中示出的示圖詳細闡述其中的一種。
【附圖說明】
[0015]附圖示出:
[0016]圖1:用于檢測內(nèi)燃機中的爆震信號的裝置；
[0017]圖2:根據(jù)圖1的內(nèi)燃機的氣缸的原理圖；
[0018]圖3:爆震識別閾值的根據(jù)本發(fā)明的變化的實施例；
[0019]圖4:用于確定經(jīng)濾波的峰值壓力的平均值的實施例；
[0020]圖5:用于根據(jù)本發(fā)明的方法確定爆震識別閾值的實施例；
[0021]圖6:在內(nèi)燃機的穩(wěn)定運行中的根據(jù)本發(fā)明的爆震識別；
[0022]圖7:在內(nèi)燃機的動態(tài)運行中的根據(jù)本發(fā)明的爆震識別。
[0023]以相同的參考標(biāo)記表征相同的特征。
【具體實施方式】
[0024]圖1示出用于檢測并且分析處理內(nèi)燃機I中的燃燒的裝置。在本示例中，內(nèi)燃機I具有四個氣缸2、3、4、5，它們沒有進一步示出的活塞分別通過連桿6、7、8、9與曲軸10連接并且它們根據(jù)由燃燒引起的壓力變化進行驅(qū)動，所述活塞在氣缸2、3、4、5中運動。氣缸2、3、4、5與進氣管11連接，所述進氣管通過節(jié)氣門12相對于空氣吸入管13封閉。用于噴入燃料的噴嘴14伸到每一個氣缸2、3、4、5中，由此形成燃料空氣混合物。此外，每一個氣缸2、3、4、5具有用于新鮮空氣的進氣閥15和用于在燃燒過程期間產(chǎn)生的廢氣的排氣閥16，如其在圖2中僅僅針對氣缸2示例性示出的那樣。如結(jié)合圖2示出的那樣，在每一個氣缸2、3、4、5的燃燒室22中設(shè)置有一個壓力傳感器17，所述壓力傳感器探測內(nèi)燃機I的壓力變化，所述壓力變化由內(nèi)燃機I中的燃燒引起。壓力傳感器17的信號傳遞給控制設(shè)備18，所述控制設(shè)備也與位于曲軸10對面的曲軸傳感器19連接，其中所述控制設(shè)備18給曲軸傳感器19的信號分配燃燒，所述信號代表曲軸角。在此，所述控制設(shè)備18包括與存儲器21連接的微處理器20。同時也能夠由控制設(shè)備18從由曲軸角傳感器19求取的曲軸角求取內(nèi)燃機I的轉(zhuǎn)速。
[0025]在內(nèi)燃機I中，所供給的燃料空氣混合物的燃燒使車輛進入行駛運行中或者保持行駛運行。在此，通過火花塞的點火火花引起燃料空氣混合物的燃燒。點火火花形成火焰鋒，所述火焰鋒在內(nèi)燃機I的整個燃燒室22中擴散，而存在的燃料空氣混合物在燃燒期間轉(zhuǎn)換為動能。在爆震燃燒時，燃燒的一部分突然進行并且在內(nèi)燃機I的燃燒室中引起猛烈的壓力增大，所述壓力增大產(chǎn)生壓力波，所述壓力波擴散并且到達限界燃燒室的壁，在那里高頻振蕩轉(zhuǎn)換為固體聲。作為振蕩的度量，由控制設(shè)備18分析處理并且在控制內(nèi)燃機I時在爆震調(diào)節(jié)期間考慮通過每一個氣缸2、3、4、5中的壓力傳感器17測量的燃燒室壓力，以防止馬達損壞。在此，內(nèi)燃機I效率最優(yōu)地始終運行在爆震極限處。借助爆震調(diào)節(jié)來避免由總是反復(fù)爆震燃燒引起內(nèi)燃機I的損壞。
[0026]為了調(diào)節(jié)自適應(yīng)的爆震識別閾值kek_P，微處理器20作為爆震識別單元工作。所述爆震識別單元包括程序，根據(jù)所述程序在控制設(shè)備18中適配爆震識別閾值kek_P。在氣缸2、3、4、5的燃燒階段中，由壓力傳感器17檢測燃燒室22中的當(dāng)前的壓力信號P_act。如在圖3中示出的那樣，由此計算出的經(jīng)濾波的壓力峰值Peak位于下方的識別閾值P_can和上方的識別閾值Pjnust之間。