BG63832B1 - Метод за детектиране на неправилно запалване в двигател с вътрешно горене и система за осъществяване на метода - Google Patents

Метод за детектиране на неправилно запалване в двигател с вътрешно горене и система за осъществяване на метода Download PDF

Info

Publication number
BG63832B1
BG63832B1 BG104678A BG10467800A BG63832B1 BG 63832 B1 BG63832 B1 BG 63832B1 BG 104678 A BG104678 A BG 104678A BG 10467800 A BG10467800 A BG 10467800A BG 63832 B1 BG63832 B1 BG 63832B1
Authority
BG
Bulgaria
Prior art keywords
detecting
sensor
engine
misfire
signal
Prior art date
Application number
BG104678A
Other languages
English (en)
Other versions
BG104678A (bg
Inventor
Massimo Ceccarani
Corrado Rebottini
Riccardo Bettini
Piero Campi
Original Assignee
Automobili Lamborghini S.P.A.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Automobili Lamborghini S.P.A. filed Critical Automobili Lamborghini S.P.A.
Publication of BG104678A publication Critical patent/BG104678A/bg
Publication of BG63832B1 publication Critical patent/BG63832B1/bg

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M15/00—Testing of engines
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M15/00—Testing of engines
    • G01M15/04—Testing internal-combustion engines
    • G01M15/11—Testing internal-combustion engines by detecting misfire
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1444—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
    • F02D41/1448—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an exhaust gas pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/24—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/26—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using computer, e.g. microprocessor
    • F02D41/28—Interface circuits
    • F02D2041/286—Interface circuits comprising means for signal processing
    • F02D2041/288—Interface circuits comprising means for signal processing for performing a transformation into the frequency domain, e.g. Fourier transformation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/10—Parameters related to the engine output, e.g. engine torque or engine speed
    • F02D2200/1015—Engines misfires

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Testing Of Engines (AREA)
  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

Методът за детектиране на неправилно запалване в един или повече цилиндри (3, 3') на двигател с вътрешно горене включва следните функционални етапи: изследване на стойностите на налягането на изпускания газ по време на поне един двигателен цикъл, изследване пропорционалността на скоростта на въртене на коляновия вал на честотата на изследването; анализиране на изследвания сигнал в честотния диапазон; изчисляване на индекса на неправилно запалване като функция на резултатите от анализа и сравняване на индекса с една или повече прагови стойности. Анализът в честотния диапазон, за предпочитане, включва трансформация на Фурие на изследвания сигнал. Изобретението се отнася и до система, по коятосе осъществява методът.

Description

(54) МЕТОД ЗА ДЕТЕКТИРАНЕ НА НЕПРАВИЛНО ЗАПАЛВАНЕ В ДВИГАТЕЛ С ВЪТРЕШНО ГОРЕНЕ И СИСТЕМА ЗА ОСЪЩЕСТВЯВАНЕ НА МЕТОДА
Област на техниката
Изобретението се отнася до метод за детектиране на неправилно запалване в двигател с вътрешно горене и по-специално до метод, който може да бъде използван за детектиране на неправилно запалване в един или повече цилиндри на двигател с вътрешно горене. Изобретението се отнася и до система за осъществяване на метода.
Предшестващо състояние на техниката
Известно е, че за да се контролира техническата характеристика на двигател с вътрешно горене, по-специално на двигател на състезателен автомобил с голям брой цилиндри, е необходимо да се детектира случаят на неправилно запалване на горивната смес в един или повече цилиндри. Метод за осъществяване на детекцията, който е известен от US 5576936 и понастоящем играе важна роля по отношение на винаги стриктните правила за контрол на замърсяващите околната среда изходящи газове, се състои в измерване на внезапните флуктуации в скоростта на въртене на коляновия вал чрез електронен сензор, разположен близо до маховото колело. Сензорът е свързан към блок за контрол, разположен вътре в автомобила, който приема всички данни, засягащи двигателя, и предавани от подходящи сензори. Чрез изчисление на флуктуациите в скоростта в съответствие с предавания въртящ момент е възможно да се идентифицира възможно неправилно запалване в един цилиндър на двигателя. Методът не дава възможност за точно идентифициране в кой цилиндър се е появило неправилно запалване и има доста голяма вероятност за грешка, по-специално в случая, когато пътуващият автомобил е бил подложен на силни вибрации, например предизвикани от дефекти на пътната повърхност, които въздействат на скоростта на въртене на коляновия вал.
От US 5109825 е известно измерване на флуктуациите по време на сгъстяване на изходящите газове на двигателя. Въпреки че сензорите за налягане, разпространени на пазара, са много точни и осигуряват реакция почти в реално време, известните методи за детектиране на непра вилно запалване на базата на измерването на флуктуациите на налягане в изходящия газ са все още много неточни и ниско надеждни, по-специално когато се използват за двигатели с голям брой цилиндри.
Техническа същност на изобретението
Задачата на изобретението е да се създаде метод за детектиране на неправилното запалване, който няма посочените недостатъци. Друг обект на изобретението е да осигури система, която да реализира метода.
Тези задачи са решени чрез метод и система, чиито главни признаци са описани в първа и осма претенция, съответно.
Благодарение на проверката и последващия честотен анализ на стойностите на налягането, детектирани в тръбите за изходящи газове, методът съгласно изобретението осигурява повишена точност и надеждност в сравнение с методите от предшестващото състояние на техниката. Ако запалването на двигателя е правилно, периодичните отваряния на изпускателните клапани на цилиндъра генерират импулси на налягане в изпускателните тръби, притежаващи същата периодичност и подобни вълнови форми. В случая на неправилно запалване в един от цилиндрите, съответстващият импулс на налягане се изменя, като по този начин изменя периодичния модел на стойностите на налягане. Връзката за синхронизация с честотата на импулса може лесно да се улови от сензорите, детектиращи скоростта на въртене на коляновия и/или разпределителния вал.
Друго предимство на метода съгласно изобретението е, че посредством честотния анализ на проверявания сигнал е възможно да се определи дали са се получили само едно или повече неправилни запалвания по време на единичния цикъл на двигателя. В действителност амплитудата на модула на различните хармоници на изследвания сигнал зависи от броя на цилиндрите, в които се е получило неправилното запалване.
Друго предимство на метода съгласно изобретението е това, че чрез честотния анализ на изследвания сигнал е възможно да се определи не само неправилно запалване, но също така и положението на цилиндъра, където то се е получило. В действителност познаването на последователността на запалване в цилиндъра и сравнението на фазата на първия хармоник на проверявания сигнал с фазата на първия цилиндър осигурява фазова разлика, която индикира положението на цилиндъра, където се е получило неправилното запалване.
Пояснения за приложените фигури
Тези и други предимства и характеристики на метода и системата съгласно изобретението ще бъдат изяснени за специалиста в областта от следващото подробно описание на примерно изпълнение с позоваване на приложените фигури, от които:
фигура 1 показва схематично изображение на системата съгласно настоящото изобретение;
фигура 2 - алгоритъм на метода съгласно настоящото изобретение;
фигури За, ЗЬ и Зс - диаграми на налягането като функция на въртенето на коляновия вал;
фигури 5а, 5Ь, 5с - три диаграми на индекса за неправилно запалване като функция на броя на циклите на двигателя;
фигура 6 - трансформация на Фурие на диаграмата от фигура За; и фигури 7а, 7в, 7с - три диаграми в полярни координати на главния хармоник на налягането в диаграмите от фигури За, ЗЬ, Зс.
Примери за изпълнение на изобретението
От фигура 1 се вижда, че системата съгласно изобретението включва блок за контрол 1 (означен с пунктирана линия), който на свой ред включва двойка взаимно свързани електронни контролери 2, 2’, всеки от които осигурява контрол на една от двете редици цилиндри 3, 3’ на двигателя. В примерното изпълнение като V12 е описан двигател с две редици, всяка от които е с шест цилиндъра 3, 3’, но в друго примерно изпълнение броят на цилиндрите и/или редиците очевидно може да бъде изменен. Контролерите 2, 2’ са свързани по известен начин към двойка температурни сензори за охлаждането 4, 4’ и към двойка сензори 5, 5’ и 6, 6’, съответно, детектиращи температурата и налягането на въздуха в събирателни колектори 7, 7’. Контролерите 2, 2’ също така са свързани към двойка λ сензори за анализиране кислородното съдържание в изпускателните тръби 9, 9’, към две серии инжектори 10, 10’, които инжектират горивото в смукателни тръби 11, 11’ на цилиндрите 3, 3’, както и към двойка запалителни бобини 12,12’. Изпускателните тръби 9, 9’ за предпочитане са снабдени съ що така с двойка температурни сензори 13, 13’, свързани към контролерите 2, 2’.
Системата съгласно примерното изпълнение на изобретението целесъобразно включва сензор 14, детектиращ скоростта на въртене на маховото колело 15, интегрирано с коляновия вал и допълнителна двойка сензори 16,16’, детектиращи въртенето на разпределителния вал 17. Тези сензори 14, 16 и 16’ са свързани към контролерите 2, 2’, така че последните, въз основа на приетите данни, могат да изчислят в реално време скоростта и ъгъла на въртене на разпределителния вал по време на двигателния цикъл. Наличието на сензорите 14, 16 и 16’ е по необходимост поради факта, че маховото колело 15 в четиритактов двигател прави два оборота (720°) за цикъл, при което отчитането, осигурено от сензорите 16,16’, позволява да се разграничи първият от втория оборот.
За да се реализира методът съгласно изобретението, в двете изпускателни тръби 9, 9’ са монтирани целесъобразно два сензора за налягане 18,18’ с висока точност, свързани към контролерите 2, 2’, като сензорите предават в реално време електрически сигнал, чието напрежение е пропорционално на измереното налягане. Контролерите 2, 2’ са свързани към двойка сигнални лампи 19, 19’, монтирани вътре в колата, към порт 20 за връзка към външен процесор, както и към сензор 21, детектиращ положението на дроселната клапа на мотора 22.
На фигура 2 се вижда, че методът съгласно изобретението след определен период от време от стартирането на двигателя, включва първи етап на периодична проверка, например на всяка секунда от състоянието на движение на двигателя. За да се постигнат надеждни резултати от метода, за предпочитане е последният да бъде осъществен само ако някои параметри на двигателя са в предварително настроен обхват от стойности. В частност методът съгласно изобретението се активира само когато охлаждащата температура, измерена от сензори 4,4’, температурата на въздуха, измерена от сензори 5, 5’, налягането на въздуха, измерено от сензори 6, 6’ в събирателните колектори 7, 7’, са над определени прагови стойности, записани в паметта на контролерите 2, 2’. Освен това тези контролери проверяват дали оборотите в минута (rpm), детектирани посредством сензор 14, са в рамките на предварително настроения обхват от стойности.
Таблица 1 показва пример от стойности, удовлетворяващи условията за начало на метода.
Минимален брой обороти 990 rpm
Максимален брой обороти 7550 rpm
Период на проверка на състояние 1 S
Закъснение от старта на двигателя 10 s
Минимум охладителна температура 20° C
Минимум температура на въздуха 20° C
Минимално абсолютно налягане в събирателните колектори 7,7’ 250 mmHg
Таблица 1: стартови условия
Допълнително условие за стартиране на метода може да бъде постигането на определено отваряне на дроселната клапа 22, както е детектирано от сензор 21.
Ако посочените условия са удовлетворени в началото на двигателния цикъл, които съответстват на определена позиция на разпределителния вал 17, както е детектирана от сензори 16, 16’, контролерите 2, 2’ започват анализирането на електрическите сигнали, предадени от сензори 18, 18’ и пропорционални на налягането вътре в изпускателните тръби 9, 9’. Тези аналогови сигнали се конвертират по известен начин в цифров вид и след това се записват в буферната памет във всеки контролер 2, 2’. Честотата на изследване е подходящо синхронизирана с честотата на въртене на маховото колело 15, както е детектирана от сензор 14, така че в края на двигателния цикъл, детектиран чрез сензорите 16 и 16’, там се записва предварително установено число, например 64, на пробите за налягане. Въпреки че реакцията на сензорите за налягане 18, 18’ е почти незабавна, за да се синхронизира точно с двигателя, контролерите 2, 2’ вземат под внимание закъснението, почти константа, предизвикано от времето, необходимо за импулса налягане да се придвижи от изходящите клапани на цилиндрите 3, 3’ до сензорите за налягане 18, 18’ по изпускателните тръби 9, 9’. Благодарение на сензорите за температура 13, 13’ е възможно да се компенсират много малки флуктуации в посоченото закъснение, предизвикани от флуктуации в температурата в тръбите 9, 9’.
След като са отчетени стойностите на налягане, съответстващи на двигателния цикъл, те се обработват от контролерите 2, 2’, които в същото време анализират друга серия от стойности на налягане, които са записани в друга буферна памет за последваща обработка.
Обработката, осъществявана от всеки процесор на контролерите 2,2’, целесъобразно включва анализ на честотния обхват и в частност трансформация на Фурие на изследвания сигнал, чрез която се получават две серии от коефициенти, съ20 ответстващи на реалната част и на имагинерната част на първите хармоници на сигнала. По-специално в настоящото примерно изпълнение се изчисляват коефициентите на първите 32 хармоника на изследвания сигнал, но в други примерни изпъл25 нения е очевидно възможно да се изчислява различен броя хармоници съгласно необходимостта.
Коефициентите се използват за изчисляване по известен начин на модула на първите хармоници, например на първите три, и след това, чрез комбиниране на стойностите на тези модули, за получаване на индекс, който позволява да се детектира неправилно запалване в един или повече цилиндри 3, 3’. Този индекс за неправилно запалване може да бъде изчислен по различен начин, например чрез сумиране или умножаване на модулите на хармониците. Преди това сумиране или умножение модулите могат да бъдат умножени или повдигнати на степен с различен коефициент за всеки хармоник, така че да се получи сумиране или умножение по тегло. В примерното изпълнение индексът за неправилно запалване е изчислен чрез просто сумиране на модулите на първите три хармоника.
След като индексът е бил изчислен, той се сравнява с предварително настроени прагови стойности, записани в контролерите 2, 2’. На таблица 2 е показан пример за прагови стойности на индекс за неправилно запалване, получени експериментално като функция на rpm на двигателя, определен от сензор 14 и на налягането в събирателните колектори 7, 7’, както е детектирано от сензорите 6, 6’.
mmHg 4 1100 2000 rpm 4 6000 7000 7500
3000 4000 5000
300 110 110 124 130 144 148 156 168
450 115 120 148 156 180 188 196 204
600 130 140 180 188 236 248 256 268
760 150 162 224 264 292 300 312 320
Таблица 2: Прагови стойности на индекса за неправилно запалване
Контролер 2 и 2’, който детектира превишаването на посочените прагови стойности, индицира чрез сигнална лампа 19 или 19’, че се получило неправилно запалване в съответната редица от цилиндри 3 или 3’.
В този момент контролерът 2 или 2’, който е детектирал неправилно запалване, за предпочитане сравнява модула на всеки от първите три хармоника с предварително настроени прагови стойности, също така записани като функциия на rpm двигателя и налягането в съответния събирателен колектор 7 или Т. Ако всичките три модула са в диапазона от стойности между минималната и максималната прагова стойност, е детектирано единично неправилно запалване, т.е. получено е неправилно запалване в само един от цилиндрите 3, 3’, в противен случай е детектирано многократно неправилно запалване, т.е. получено е неправилно запалване поне в два цилиндъра 3 или 3’, принадлежащи на редица.
Следващите таблици 3.1,3.2, 4.1, 4.2,5.1 и
5.2 показват примери от минимални стойности и амплитуди на поредиците прагови стойности за модули на първите три хармоника.
mmHg 4 1100 2000 rpm 4 6000 7000 7500
3000 4000 5000
300 8 28 48 40 56 84 84 84
450 8 24 56 40 80 96 96 96
600 12 36 60 72 116 104 104 104
760 24 44 72 108 160 144 144 144
Таблица 3.1: Минимални прагови стойности за модула на първия хармоник
mmHg 4- 1100 2000 rpm 4- 6000 7000 7500
3000 4000 5000
300 128 108 92 180 144 188 192 196
450 120 140 148 184 168 192 196 200
600 96 128 176 144 192 200 224 244
760 68 144 196 188 244 224 228 232
Таблица 3.2: Серия амплитуди за модула на първия хармоник
mmHgi 300 450 600 760 110(1 rpml 2000 3000 4000 5000 6000 7000 7500
20 8 8 4 12 16 24 28
24 12 8 8 16 16 28 36.
20 12 8 16 24 16 24 32
24 16 8 28 40 36 36 36
Таблица 4.1: Минимални прагови стойности за модула на втория хармоник
mmHg! 300 450 600 760 110С грт! 2000 3000 4000 5000 6000 7000 7500
48 64 72 96 80 72 56 52
48 80 112 92 104 68 52 48
72 108 140 124 136 96 80 60
96 124 172 168 160 136 88 72
Таблица 4.2: Серия амплитуди за модула на втория хармоник
mmHg! 300 450 600 760 rpm! 1100 2000 3000 4000 5000 6000 7000 7500
0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0
8 4 4 4 8 4 0 0
4 4 4 12 12 8 4 4
Таблица 5.1: Минимални прагови стойности за модула на третия хармоник
mmHg! 300 450 600 760 1100 rpm! 2000 3000 4000 5000 6000 7000 7500
92 72 52 124 40 132 144 152
92 88 84 88 64 84 64 60
88 104 112 68 96 48 28 24
88 124 160 136 160 80 80 80
Таблица 5.2: Серия амплитуди за модула на третия хармоник
Ако е детектирано неправилно запалване само в един от шестте цилиндъра 3 или 3’, валидният контролер 2 или 2’ може да детектира положението на цилиндъра, където се е получило неправилно запалване чрез изчисляване по известен начин на фазата на първия хармоник. След това чрез изваждане на фазата на първия хармоник от фазата на първия цилиндър за двигателния цикъл, записана в контролерите 2,2’ чрез таблица като функция на rpm на двигателя, се получава фазова разлика, която приблизително съответства на фазата на цилиндъра, където се е получило неправилното запалване.
Например, ако за дадени rpm на двигателя фазата на първия цилиндър за двигателния цикъл е 210° се е получило неправилно запалване в първия цилиндър, вторият, третият, четвъртият, петият или шестият цилиндър се запалват правилно, когато фазана на първия хармоник е съответно между 180° и 240°, 120° и 180°, 60° и 120°, 0° и 60°, 300° и 360° или 240° и 300°.
Таблица 6 показва връзката между rpm на двигателя и фазата на първия цилиндър, за да се определи положението на първия цилиндър, където се е получило неправилно запалване.
rpm фаза
510 164°
990 140°
1500 106°
2010 80°
2490 58°
3000 36°
3510 16°
3990 0°
3990 360°
4500 348°
5010 338°
5490 328°
6000 320°
6510 312°
6990 302°
7500 292°
Таблица 6: връзка между rpm на двигателя и фазата на първи цилиндър
Всяка детекция за неправилно запалване в един от двигателните цилиндри, а също така съответното положение на цилиндъра в случай на единично неправилно запалване, се записва в подходящ брояч в паметта на контролите 2, 2’. Тази памет може да бъде четена през порт 20 чрез външен процесор по време на обслужване на колата, така че да се диагностицират възможни повреди в двигателя.
На фигури За до Зс се вижда чрез измерванията, направени в експериментални тестове, където са предизвикани неправилни запалвания в тествания двигател, как сигналът, предаван от сензорите 18, 18’, се изменя като функция на неправилното запалване в един от цилиндрите 3, 3’. В частност фигура За показва, че при около 2000 rpm, с натоварване на двигателя около 15%, напрежението (дадено във V) на изводите на сензорите за налягане 18, 18’, пропорционално на налягането в изпускателните тръби 9, 9’, е почти равномерно, с шест периодични осцилации по време на двигателния цикъл (индицирани от ъгъла на въртене на коляновия вал от 180° до 540°). Напрежението е индицирано посредством тънка линия, докато дебелата линия индицира напрежението в случая на неправилно запалване в първия цилиндър. В този случай се вижда ясно, че кривата на напрежението има първа неравномерност около 240° и втора неравномерност около 480°. Фигура ЗЬ показва, че при около 4000 rpm с двигател, на5 товарен приблизително 100%, кривата на напрежението в случай на правилно запалване е по-сложна по отношение от предходния случай. В случай на неправилно запалване в първия цилиндър, кривата на напрежението (пак индицирана посред10 ством дебела линия), се отклонява при около 400° от кривата на напрежението за правилно запалване (индицирана посредством тънка линия). Фигура Зс показва, че при около 6000 rpm, с натоварване на двигателя приблизително 100%, кри15 вата на напрежението от сензорите за налягане 18,18’ е различна в случая на неправилно запалване в първия цилиндър, по-специално около 470.
Подобно по отношение на фигури 4а до 4с се вижда, пак чрез измервания, направени в екс20 периментални тестове, как сигналът, предаден от сензорите за налягане 18,18’, се изменя като функция на неправилното запалване в един от цилиндрите 3,3’, без оглед на това дали неправилното запалване е било предизвикано от липсата на инжекти25 ране на гориво или запалване в цилиндъра. Там се вижда, че кривата на напрежението в случай на липса на инжектиране (индицирано посредством дебелата линия) е по същество еднаква с кривата на напрежение в случай на липса на за30 палване (индицирано посредством пунктирана линия) . Това съответствие може да бъде установено при ниски rpm, т.е. при около 2000 rpm с натоварване на двигателя около 15% (фигура 4а), при средни rpm, т.е. при около 4000 rpm, с натоварва35 не на двигателя около 55% (фигура 4Ь) и при високи rpm, т.е. при около 6000 rpm, натоварване на двигателя приблизително при 100% (фигура 4с).
На фигура 5а до 5с, се вижда, че индексът за неправилно запалване, измерен като функция 40 на двигателните цикли индицирани по хоризонталната ос) показва лесно детектируеми пикове, които съответстват на моментите, когато е предизвикано неправилно запалване експериментално в един от двигателните цилиндри. Това може 45 да бъде установено при ниски rpm, т.е. при около 1000 rpm с натоварване на двигателя около 15% (фигура 5а), при средни rpm, т.е. при около 3000 rpm, с натоварване на двигателя около 55% (фигура 5Ь) и при високи rpm, т.е. при около 5000 50 rpm, с натоварване на двигателя приблизително 100% (фигура 5с).
На фигура 6, се вижда, че модулът на пър вите десет хармоника на сигнала (във V), предаден от сензорите 18, 18’, се изменя доста, както изглежда, от случая на правилно запалване във всички цилиндри (индицирано посредством бели ивици) до случая на неправилно запалване в първия цилиндър (индицирано посредством сиви ивици) . Фигурата показва модула на първите десет хармоника, изчислен с двигател при 2000 rpm и товар около 15%, т.е. случаят, показан на фигура За и фигура 4а. Фигурата ясно показва, че в случая на правилно запалване модулът на шестия хармонии е много по-голям от всички други модули, докато в случая на неправилно запалване в първия цилиндър е налице също така значителен дял на модулите на първите хармоници, по-специално на първите три. Участието на модула на всеки хармонии зависи от някои фактори, които трябва да се отчитат, когато се настройват праговите стойности на индекса за неправилно запалване. Тези фактори включват, например, формата на изпускателните тръби 9, 9’, броя и последователността на запалване на цилиндрите 3, 3’ на всяка редица.
На фигури 7а до 7с, се вижда, че фазата на първия хармонии се изменя като функция на положението на цилиндъра, когато се получи неправилно запалване. В действителност е възможно да се идентифицират шест отделни области, като всяка област съответства на двигателен цилиндър, където полярните координати на модула и фазата на първия хармонии са концентрирани в момента на неправилно запалване. По-специално там е видно, че посочените координати, концентрирани в шест сектора, имат ширина 60“ всеки, чиято последователност е дефинирана от последователността на запалване на цилиндрите, която в настоящото примерно изпълнение е 1-4-2-6-3-5 за редицата от цилиндри 3. Отчитайки фазата на двигателя, това съответствие може да бъде установено при ниски rpm, т.е. при около 2000 rpm, с натоварване на двигателя около 15% (фигура 7а), при средни rpm, т.е. при около 4000 грш, с натоварване приблизително 100% (фигура 7Ь), и при високи rpm, т.е. при около 6000 rpm, с натоварване на двигателя приблизително 100% (фигура 7с).
Могат да бъдат направени възможни допълнения и/или модификации от специалистите в областта в описаното и илюстрирано примерно изпълнение, без излизане от обхвата на изобретението. Типът на изследването, честотният анализ и особеностите на метода за изчисляване на индекса за неправилно запалване могат да се изменят в съответствие с типа на двигателя, който ще бъде конт ролиран. Могат да се изменят праговите стойности в съответствие с експерименталните тестове, осъществени върху всеки тип двигател.
Методът съгласно изобретението може да бъде използван в комбинация с един или повече от методите според предшестващото състояние на техниката.

Claims (15)

  1. Патентни претенции
    1. Метод за детектиране на неправилно запалване в един или повече цилиндри (3, 3’) в двигател с вътрешно горене, характеризиращ се с това, че включва следните функционални етапи:
    - изследване на стойностите на налягането на изходящия газ по време на поне един двигателен цикъл, като честотата на изследването е пропорционална на скоростта на въртене на коляновия вал;
    - анализиране на изследвания сигнал в честотния обхват;
    - изчисляване на индекса на неправилно запалване като функция на резултатите от посочения анализ;
    - сравнение на индекса с една или повече прагови стойности.
  2. 2. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че анализът на честотния обхват включва трансформация на Фурие на изследвания сигнал.
  3. 3. Метод съгласно претенция 2, характеризиращ се с това, че изчислението на индекса на неправилно запалване включва комбинация от модулите на някои хармоници на изследвания сигнал.
  4. 4. Метод съгласно претенция 3, характеризиращ се с това, че изчислението на индекса за неправилно запалване включва сумиране на модулите на поне първите три хармоника на изследвания сигнал.
  5. 5. Метод съгласно една от предходните претенции, характеризиращ се с това, че изследването на стойностите на налягането се стартира при започването на двигателния цикъл.
  6. 6. Метод съгласно една от предходните претенции, характеризиращ се с това, че включва сравнение на модула на поне един хармоник на изследвания сигнал с една или повече прагови стойности.
  7. 7. Метод съгласно предходната претенция 6, характеризиращ се с това, че включва изчисле8 ние на фазата на първия хармоник на изследвания сигнал и изчисление на разликата между посочената фаза и фазата на поне един двигателен цилиндър (3, 3’).
  8. 8. Система за осъществяване на метода съгласно една от посочените претенции, характеризираща се с това, че включва поне един сензор (18, 18’), детектиращ налягането в изпускателните тръби (9, 9’) и поне един сензор (14), детектиращ въртенето на коляновия вал, като посочените сензори (14,18,18’) са свързани към поне един блок за контрол (1, 2, 2’), включващ средства за аналого-цифрово преобразуване на електрически сигнал, предаден от сензора (18, 18’), детектиращ налягането в изходящите тръби (9, 9’), средства за изследване на сигнала, преобразуван в цифров вид, памет за съхраняване на изследвания сигнал, а също така и средства за анализиране на изследвания сигнал в честотния обхват, изчисляващи индекса за неправилно запалване като функция на резултатите от анализа и за сравняване на споменатия индекс с една или повече прагови стойности.
  9. 9. Система съгласно претенция 8, характеризираща се с това, че включва поне един сензор (16, 16’), детектиращ въртенето на разпределителния вал (17).
  10. 10. Система съгласно претенция 8 или 9, характеризираща се с това, че съдържа средства за контрол на честотата на изследване на контролиращите средства в съответствие със сигнала, предаден от сензора (14), детектиращ въртенето на разпределителния вал.
  11. 11. Система съгласно една от претенциите от 8 до 10, характеризираща се с това, че съдържа поне един сензор (4, 4’), детектиращ температурата на охлаждане и поне два сензора (5,5’,
    5 6,6’), респективно детектиращ температурата и налягането на въздуха в събирателните колектори (7, 7’), като сензорите (4, 4’, 5, 5’, 6, 6’) са свързани към блока за контрол (1, 2, 2’).
  12. 12. Система съгласно една от претенциите от 8 до 11, характеризираща се с това, че съдържа поне една сигнална лампа (19, 19’), индицираща неправилно запалване в поне един двигателен цилиндър, като сигналната лампа (19, 19’) е свързана към блока за контрол (1, 2, 2’).
  13. 13. Система съгласно една от претенциите от 8 до 12, характеризираща се с това, че съдържа сензор (21), детектиращ положението на дроселната клапа на двигателя (22), като сензорът (21) е свързан към блока за контрол (1, 2, 2*).
  14. 14. Система съгласно една от претенциите от 8 до 13, характеризираща се с това, че съдържа поне един сензор (13, 13’), детектиращ температурата в изпускателните тръби (9, 9’), като сензорът (13, 13’) е свързан към блока за контрол (1, 2, 2’).
  15. 15. Автомобил, характеризиращ се с това, че включва система съгласно една от претенциите от 8 до 14 за детектиране на неправилно запалване в един или повече двигателни цилиндри (3, 3’).
    Приложение: 7 фигури
BG104678A 1998-02-24 2000-08-09 Метод за детектиране на неправилно запалване в двигател с вътрешно горене и система за осъществяване на метода BG63832B1 (bg)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT98MI000363A IT1298944B1 (it) 1998-02-24 1998-02-24 Procedimento per rilevare il mancato scoppio in un motore a combustione interna e sistema che realizza tale procedimento
PCT/IT1998/000233 WO1999044028A1 (en) 1998-02-24 1998-08-17 Process for detecting a misfire in an internal combustion engine and system for carrying out said process

Publications (2)

Publication Number Publication Date
BG104678A BG104678A (bg) 2001-04-30
BG63832B1 true BG63832B1 (bg) 2003-02-28

Family

ID=11379061

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BG104678A BG63832B1 (bg) 1998-02-24 2000-08-09 Метод за детектиране на неправилно запалване в двигател с вътрешно горене и система за осъществяване на метода

Country Status (27)

Country Link
US (1) US6651490B1 (bg)
EP (1) EP1056999B1 (bg)
JP (1) JP4152588B2 (bg)
KR (1) KR100557667B1 (bg)
CN (1) CN1138976C (bg)
AT (1) ATE213542T1 (bg)
AU (1) AU750684B2 (bg)
BG (1) BG63832B1 (bg)
BR (1) BR9815684A (bg)
CA (1) CA2320082C (bg)
CZ (1) CZ297026B6 (bg)
DE (1) DE69803945T2 (bg)
DK (1) DK1056999T3 (bg)
EE (1) EE04248B1 (bg)
ES (1) ES2172196T3 (bg)
HK (1) HK1033770A1 (bg)
HR (1) HRP20000534B1 (bg)
IL (1) IL137630A (bg)
IT (1) IT1298944B1 (bg)
NO (1) NO319831B1 (bg)
NZ (1) NZ506145A (bg)
PL (1) PL188267B1 (bg)
PT (1) PT1056999E (bg)
RU (1) RU2198389C2 (bg)
TR (1) TR200002455T2 (bg)
WO (1) WO1999044028A1 (bg)
YU (1) YU49334B (bg)

Families Citing this family (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10235665A1 (de) * 2002-07-31 2004-02-12 Conti Temic Microelectronic Gmbh Regelung der Betriebsweise einer Brennkraftmaschine
FR2851611B1 (fr) * 2003-02-20 2005-04-08 Siemens Vdo Automotive Procede de detection de rates de combustion dans un moteur a combustion interne par combinaison d'indices d'irregularite de combustion
FR2851612B1 (fr) * 2003-02-20 2009-05-22 Siemens Vdo Automotive Procede de detection de rates de combustion d'un moteur a combustion interne par filtrage des variations de l'indice d'irregularite de combustion
US7171302B2 (en) * 2004-05-07 2007-01-30 Snap-On Incorporated Determining engine cylinder contribution from indexed engine data
DE102005012942B4 (de) 2005-03-21 2018-12-13 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
US7801671B1 (en) * 2006-09-05 2010-09-21 Pederson Neal R Methods and apparatus for detecting misfires
US7387018B2 (en) * 2006-11-17 2008-06-17 Gm Global Technology Operations, Inc. Discrete variable valve lift diagnostic systems and methods
DE102006056860A1 (de) 2006-12-01 2008-06-05 Conti Temic Microelectronic Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung der Betriebsweise einer Brennkraftmaschine
US7530261B2 (en) * 2007-02-12 2009-05-12 Delphi Technologies, Inc. Fourier-based misfire detection strategy
SE0701120L (sv) * 2007-05-09 2008-11-10 Scania Cv Abp Metod och datorprogramprodukt för att identifiera en felfungerande cylinder i en flercylindrig förbränningsmotor
DE602007011066D1 (de) * 2007-09-26 2011-01-20 Magneti Marelli Spa Steuerverfahren für das Mischverhältnis in einem Mehrzylinder-Verbrennungsmotor mit mindestens zwei vor einem Katalysator befindlichen Lambdasonden
US7788020B2 (en) * 2008-03-11 2010-08-31 Deere & Company System and method for detecting cylinder misfire
JP5026334B2 (ja) * 2008-05-15 2012-09-12 三菱電機株式会社 角速度及び角加速度算出装置、トルク推定装置、燃焼状態推定装置
JP4767312B2 (ja) * 2008-12-24 2011-09-07 本田技研工業株式会社 気筒の休止状態を判定する装置
US8006670B2 (en) * 2010-03-11 2011-08-30 Ford Global Technologies, Llc Engine control with valve deactivation monitoring using exhaust pressure
US8256278B2 (en) * 2010-04-29 2012-09-04 GM Global Technology Operations LLC Engine misfire detection systems and methods using discrete fourier transform approximation
KR101180410B1 (ko) * 2010-05-04 2012-09-10 에스티엑스엔진 주식회사 내연기관의 실화 검출방법 및 그 장치
GB2480495B (en) * 2010-05-21 2017-08-23 Gm Global Tech Operations Llc Method for the detection of a component malfunction along the life of an internal combustion engine
CN102852693B (zh) * 2011-06-28 2015-05-27 比亚迪股份有限公司 一种点火线圈故障诊断系统及其诊断方法
CA2844659C (en) 2011-08-10 2020-06-09 Thompson Automotive Labs Llc Methods and apparatus for engine analysis and remote engine analysis
US9447745B2 (en) * 2011-09-15 2016-09-20 General Electric Company System and method for diagnosing an engine
IN2014DN07861A (bg) * 2012-03-21 2015-04-24 Toyota Motor Co Ltd
US9279406B2 (en) 2012-06-22 2016-03-08 Illinois Tool Works, Inc. System and method for analyzing carbon build up in an engine
US9316565B2 (en) * 2013-01-14 2016-04-19 Cummins Inc. Exhaust manifold pressure based misfire detection for internal combustion engines
JP6032136B2 (ja) * 2013-06-05 2016-11-24 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の失火検出システム
US10337416B2 (en) * 2013-11-21 2019-07-02 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for determining engine misfire
RU2551419C2 (ru) * 2014-04-10 2015-05-27 Виктор Фёдорович Бойченко Способ программного регулирования высокого напряжения искровых разрядов конденсаторного зажигания
US10451523B2 (en) * 2014-11-20 2019-10-22 Ford Global Technologies, Llc Misfire detection with crankshaft vibrations
US9435284B2 (en) * 2014-12-15 2016-09-06 Caterpillar Inc. In-range sensor fault diagnostic system and method
US9631566B1 (en) 2015-10-27 2017-04-25 Caterpillar Inc. Pre-chamber fuel admission valve diagnostics
NL2019853B1 (en) * 2017-11-03 2019-05-13 Daf Trucks Nv System and method for detecting malfunctioning turbo-diesel cylinders.
DE102018209253B4 (de) * 2018-06-11 2020-06-18 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Fourier-Diagnose eines Ladungswechselverhaltens eines Verbrennungsmotors
SE542026C2 (en) * 2018-06-25 2020-02-11 Scania Cv Ab Method and control device for determining reliability regarding misfire determination of cylinders of an internal combustion engine
CN108692947A (zh) * 2018-06-28 2018-10-23 潍柴动力股份有限公司 一种用于发动机失火检测方法及装置
CN109030009A (zh) * 2018-06-28 2018-12-18 潍柴动力股份有限公司 一种用于发动机失火检测方法及装置
CN109030010A (zh) * 2018-06-28 2018-12-18 潍柴动力股份有限公司 一种用于发动机失火检测方法及装置
GB2579073A (en) 2018-11-19 2020-06-10 Delphi Automotive Systems Lux Method to determine misfire in a cylinder of an internal combustion engine
KR102119873B1 (ko) * 2018-12-04 2020-06-05 현대오트론 주식회사 단기통 4행정 엔진의 실화 진단 방법 및 장치
KR102053321B1 (ko) * 2018-12-04 2019-12-06 현대오트론 주식회사 다운 샘플링과 이산 푸리에 변환을 활용한 엔진 실화 진단 시스템 및 방법
KR102119876B1 (ko) * 2018-12-04 2020-06-05 현대오트론 주식회사 단기통 4행정 엔진의 실화 진단 방법 및 장치
US11512660B2 (en) * 2019-06-17 2022-11-29 Cummins Inc. Internal combustion engine misfire and air-fuel ratio imbalance detection and controls
CN112145270B (zh) * 2020-09-27 2022-07-22 广东唯普汽车电子商务股份有限公司 一种发动机排气压力电子波形检测和识别方法及系统
JP2022185653A (ja) * 2021-06-03 2022-12-15 三菱重工業株式会社 内燃機関の失火検知装置、および、失火検知方法
CN114635794B (zh) * 2022-03-07 2023-03-21 潍柴动力股份有限公司 一种燃烧情况确定方法、装置、电子设备和存储介质
US11933366B2 (en) * 2022-08-17 2024-03-19 International Engine Intellectual Property Company, Llc Connecting rod failure detection system and method

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5853177B2 (ja) * 1975-12-25 1983-11-28 日産自動車株式会社 シツカケンシユツソウチ
US4189940A (en) * 1978-05-30 1980-02-26 Rca Corporation Engine fault diagnosis
US4302814A (en) 1979-12-20 1981-11-24 United Technologies Corporation Relative exhaust back-pressure of an internal combustion engine
US4424709A (en) * 1982-07-06 1984-01-10 Ford Motor Company Frequency domain engine defect signal analysis
DE3670675D1 (de) 1985-10-28 1990-05-31 Gen Motors Corp Verbrennungssteuerung fuer eine brennkraftmaschine.
DE3835285A1 (de) * 1988-10-15 1990-04-19 Bosch Gmbh Robert Verfahren und vorrichtung zur zuendaussetzerkennung
US5278760A (en) 1990-04-20 1994-01-11 Hitachi America, Ltd. Method and system for detecting the misfire of an internal combustion engine utilizing engine torque nonuniformity
US5193513A (en) * 1992-06-03 1993-03-16 Ford Motor Company Misfire detection in an internal combustion engine using exhaust pressure
US5345817A (en) * 1993-02-22 1994-09-13 General Motors Corporation Misfire detection in internal combustion engines
JP3321477B2 (ja) 1993-04-09 2002-09-03 株式会社日立製作所 排気浄化装置の診断装置
US5415036A (en) * 1994-01-28 1995-05-16 Kavlico Corporation Automotive misfire cylinder identification system
US5369989A (en) * 1993-07-07 1994-12-06 Ford Motor Company Misfire detection in automobile engine
US5528930A (en) * 1993-07-07 1996-06-25 Kavlico Corporation Engine misfire detection system and method
JP3318431B2 (ja) * 1994-02-22 2002-08-26 東邦瓦斯株式会社 エンジンの故障診断装置
US5576963A (en) * 1994-10-18 1996-11-19 Regents Of The University Of Michigan Method and system for detecting the misfire of a reciprocating internal combustion engine utilizing a misfire index model
US5559285A (en) * 1994-12-05 1996-09-24 Ford Motor Company Fuzzy logic method for detecting misfiers in internal combustion engines
US6243641B1 (en) * 1995-06-07 2001-06-05 Cummins Engine Company, Inc. System and method for detecting engine cylinder misfire
US5935189A (en) * 1997-12-31 1999-08-10 Kavlico Corporation System and method for monitoring engine performance characteristics

Also Published As

Publication number Publication date
IL137630A0 (en) 2001-10-31
AU750684B2 (en) 2002-07-25
AU9183398A (en) 1999-09-15
TR200002455T2 (tr) 2001-07-23
DK1056999T3 (da) 2002-06-17
WO1999044028A1 (en) 1999-09-02
CN1285039A (zh) 2001-02-21
IT1298944B1 (it) 2000-02-07
US6651490B1 (en) 2003-11-25
PT1056999E (pt) 2002-06-28
EE04248B1 (et) 2004-02-16
CA2320082C (en) 2006-08-01
EP1056999A1 (en) 2000-12-06
CZ20003091A3 (cs) 2000-12-13
PL188267B1 (pl) 2005-01-31
CA2320082A1 (en) 1999-09-02
YU52100A (bg) 2002-08-12
BR9815684A (pt) 2000-10-24
ATE213542T1 (de) 2002-03-15
ES2172196T3 (es) 2002-09-16
CZ297026B6 (cs) 2006-08-16
PL342539A1 (en) 2001-06-18
NO20004005L (no) 2000-10-19
KR20010041275A (ko) 2001-05-15
KR100557667B1 (ko) 2006-03-10
JP2002505418A (ja) 2002-02-19
EP1056999B1 (en) 2002-02-20
YU49334B (sh) 2005-07-19
NO319831B1 (no) 2005-09-19
NZ506145A (en) 2002-05-31
DE69803945T2 (de) 2002-08-29
NO20004005D0 (no) 2000-08-09
ITMI980363A1 (it) 1999-08-24
HRP20000534B1 (en) 2006-09-30
HRP20000534A2 (en) 2001-08-31
IL137630A (en) 2004-03-28
HK1033770A1 (en) 2001-09-21
EE200000490A (et) 2002-02-15
RU2198389C2 (ru) 2003-02-10
CN1138976C (zh) 2004-02-18
JP4152588B2 (ja) 2008-09-17
DE69803945D1 (de) 2002-03-28
BG104678A (bg) 2001-04-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
BG63832B1 (bg) Метод за детектиране на неправилно запалване в двигател с вътрешно горене и система за осъществяване на метода
US7113861B2 (en) System and method for diagnosing and calibrating internal combustion engines
US5392642A (en) System for detection of low power in at least one cylinder of a multi-cylinder engine
KR100572132B1 (ko) 홀수개의실린더를구비한4행정내연기관에서의위상각결정방법
US8200415B2 (en) Method and device for controlling the operating mode of an internal combustion engine
US20210239064A1 (en) System and method for detecting malfunctioning turbo-diesel cylinders
WO2011124680A1 (en) Diagnosis devise and method using an in- cylinder pressure sensor in an internal combustion engine
US20090120174A1 (en) Misfire detecting apparatus for an internal combustion engine
JPH02196153A (ja) エンジンの点火時期制御装置
JP2807737B2 (ja) 内燃エンジンの燃焼状態検出装置
US6801848B1 (en) Methods and apparatus for sensing misfire in an internal combustion engine
US6305352B1 (en) Method for detecting an abnormal disturbance of an internal combustion engine torque
JPH0754704A (ja) 内燃機関の燃焼状態判定装置
MXPA00008401A (en) Process for detecting a misfire in an internal combustion engine and system for carrying out said process
JPH05195856A (ja) 内燃機関の失火検出方法
GB2453573A (en) Monitoring cylinder performance of an engine by measuring output torque from the crankshaft
JPH06129299A (ja) 内燃エンジンの失火判定装置
JPH0337376A (ja) 内燃機関の失火診断装置及び点火時期補正制御装置
JPH06194249A (ja) ノッキング制御方法および装置