CN100416256C - 确定内燃机燃烧缺火的方法 - Google Patents

Abstract

一种确定内燃机燃烧缺火的方法包括：计算段时间；归一化计算的段时间；对每个气缸使用低通滤波器修正归一化的段时间；通过将修正的归一化段时间中的最小值与预设偏移值相加而计算缺火确定参考值；基于修正的归一化段时间与缺火确定参考值的比较，确定是否发生燃烧缺火。

Description

确定内燃机燃烧缺火的方法

相关申请的相互参考

本申请要求申请日为2004年6月30日的韩国申请No.10-2004-0050094的优先权，上述申请的公开文本作为引用包含于此。

技术领域

大体上，本发明涉及确定内燃机燃烧缺火(combustion misfire)的方法。

背景技术

内燃机燃烧缺火可能导致废气中有害物质的增加，所以它们可能导致空气污染并且可能损害发动机性能。

因此，当发动机工作时有必要确定是否发生燃烧缺火，并对燃烧缺火采取适当措施。

用于确定燃烧缺火的传统方法基于发动机每分钟转数(rpm)变化。例如，美国专利No.5875411和5861553公开了确定燃烧缺火的方法，该方法基于发动机粗运转值(rough-running value)。

然而，由于传统方法必须通过数字滤波段时间来计算发动机的粗运转值，因此大幅增加了计算过程和计算负荷。

本发明的背景部分公开的信息仅仅用于增强对本发明背景的了解，而不应当理解为承认或以任何形式暗示该信息构成该国本领域普通技术人员公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的是提供一种确定内燃机燃烧缺火的方法和系统，所述内燃机能够通过简单的计算确定是否燃烧缺火。

根据本发明的实施例，确定内燃机燃烧缺火的典型方法包括：计算段时间(segment time)；归一化计算的段时间；对每个气缸使用低通滤波器修正归一化的段时间；通过将修正的归一化段时间中的最小值与预设偏移值相加而计算缺火确定参考值；基于修正的归一化段时间与缺火确定参考值的比较，确定是否发生燃烧缺火。

可以基于参考气缸和第n个气缸之间段时间的差异，和参考气缸前一冲程和当前冲程之间段时间的差异而归一化计算的段时间。

可以作为下面方程的值而计算归一化的段时间TS_C(n)：

 TS_C(n)＝TS(n)×[1+LPFX(n)(i))]

$X\left(n\right)=[\mathrm{TS}\left(0\right)-\mathrm{TS}\left(n\right)+\frac{n}{4}\×(\mathrm{TS}{\left(0\right)}^{\′}-\mathrm{TS}\left(0\right))]/\mathrm{TS}\left(n\right)$

其中TS是段时间，i是冲程数，n是气缸数，TS(0)是当前冲程中参考气缸的段时间，TS(0)′是前一冲程中参考气缸的段时间，TS(n)是当前冲程的第n个气缸的段时间，X(n)(i)是段时间的归一化值，LPF是低通滤波函数。

如果修正的归一化段时间大于缺火确定参考值，那么确定发生了燃烧缺火。

确定内燃机燃烧缺火的典型系统包括曲柄角传感器和控制单元。控制单元基于曲柄角传感器的信号确定是否发生燃烧缺火，并且可以对其编程以执行上述方法中每个步骤的指令。

附图说明

附图显示了本发明的典型实施例，并且附图及其描述用于解释本发明的原理，其中：

图1是根据本发明的一个实施例用于确定内燃机燃烧缺火的系统的结构图；

图2是概念图，其显示了根据本发明的一个实施例用于确定内燃机燃烧缺火的方法；

图3是流程图，其显示了根据本发明的一个实施例用于确定内燃机燃烧缺火的方法。

具体实施方式

随后将参考附图详细描述本发明的一个实施例。

如图1所示，在内燃机(之后简称为发动机)101中提供了曲柄角传感器轮103，多个标记形成在曲柄角传感器轮103上。

曲柄角传感器靠近曲柄角传感器轮103布置，并且曲柄角传感器107将曲柄角传感器轮103的转动变为电信号。

控制单元109设置成基于曲柄角传感器107的信号执行燃烧缺火确定。通过一个或多个由预设程序启动的处理器实现控制单元109，能够对所述预设程序进行编程，以执行根据本发明的方法的每个步骤。

在控制单元109已经确定燃烧缺火的情况下，控制单元109执行切换到警报灯111的控制，以点亮警报灯111。

接下来参考附图2和3，将要根据本发明的一个实施例详细说明确定内燃机燃烧缺火的方法。

在步骤S301，控制单元109基于曲柄角传感器107的信号计算段时间TS(n)。由于段时间的计算对于本领域的普通技术人员来说是显而易见的，因此不作具体说明。

如图2所示，段时间计算模块201可以基于曲柄角传感器107的信号计算段时间TS(n)。

然后，控制单元109归一化在步骤S203计算的段时间。段时间的归一化可以通过图2中参考数字203表示的模块来执行。通过段时间的归一化来计算归一化的段时间TS_C(n)，并且归一化的段时间能够表示为段时间移动平均数。

例如，可以根据下面的方程1确定归一化的段时间TS_C(n)：

【方程1】

TS_C(n)＝TS(n)×[1+LPF(X(n)(i))]

$X\left(n\right)=[\mathrm{TS}\left(0\right)-\mathrm{TS}\left(n\right)+\frac{n}{4}\×(\mathrm{TS}{\left(0\right)}^{\′}-\mathrm{TS}\left(0\right))]/\mathrm{TS}\left(n\right)$

其中TS是段时间，i是冲程数，n是气缸数(例如，在四缸发动机的情况下为0，1，2，或3)，TS(0)是当前冲程(即，第(i)冲程)中参考气缸的段时间，TS(0)′是前一冲程(即，第(i-1)冲程)中参考气缸的段时间，TS(n)是当前冲程(即，第(i)冲程)的第n个气缸的段时间，X(n)(i)是段时间的归一化值，LPF是低通滤波函数。

因为基于参考气缸和第n个气缸之间段时间的差异以及参考气缸前一冲程和当前冲程之间段时间的差异来计算段时间的归一化值，因此修正了由发动机振动导致其中段时间变化的归一化的段时间。

LPF是低通滤波器，其具有相关时间常数以防止段时间的归一化值突然改变。可以基于各种参数确定低通滤波器的时间常数，例如发动机振动特性，当发动机正常工作时其可能影响段时间。

接下来，在步骤S315，控制单元109使用低通滤波器205为每个气缸修正归一化的段时间。

在步骤S320，控制单元109通过将修正的归一化段时间中的最小值与预设偏移值相加而计算缺火确定参考值。

可以基于发动机每分钟转数(rpm)、发动机载荷等来确定预设偏移值。例如，可以从查表中确定预设偏移值，所述表中具有关于发动机每分钟转数(rpm)和发动机载荷定义的偏移值。

如图2所示，由参考数字207表示的模块确定了修正的归一化段时间中的最小值，所述修正的归一化段时间通过对每个气缸使用低通滤波器而获得，确定的最小值和预设偏移值加在一起209，从而获得缺火确定参考值。

可以基于发动机正常工作和发动机燃烧缺火时的发动机振动特性来确定低通滤波器205对于每个气缸的时间常数，从而能够消除归一化段时间的噪声。

接下来，在步骤S325，控制单元109确定低通滤波器205修正的归一化段时间是否大于缺火确定参考值。

由参考数字211表示的模块可以进行修正的归一化段时间和缺火确定参考值之间的比较。

在由燃烧缺火确定模块213所表示的模块中，如果确定修正的归一化段时间大于缺火确定值，那么确定发生了缺火，因此在该情况下，控制单元109进行操作，以在步骤S330点亮警报灯111。相反，如果确定修正的归一化段时间不大于缺火确定值，那么确定未发生燃烧缺火，因此控制程序结束。

尽管结合了当前被认为是最实用和典型的实施例来描述本发明，应当理解本发明并不限于该公开的实施例，相反，这意味着本发明包括附加权利要求的精神和范围内的各种修改及其等同安排。

根据本发明的实施例，由于缺火确定没有计算发动机粗运转值，因此大幅减小了缺火确定的计算负荷。因此，在小计算负荷下获得了可信的缺火确定。

Claims (3)

1. 一种确定内燃机燃烧缺火的方法，包括：

计算段时间；

归一化计算的段时间；

对每个气缸使用低通滤波器修正归一化的段时间；

通过将修正的归一化段时间中的最小值与预设偏移值相加而计算缺火确定参考值；和

基于修正的归一化段时间与缺火确定参考值的比较，确定是否发生燃烧缺火，

其中在归一化中，基于参考气缸和第n个气缸之间段时间的差异，和参考气缸前一冲程和当前冲程之间段时间的差异而归一化计算的段时间。

2. 根据权利要求1的方法，其中作为下面方程的值来计算归一化的段时间TS_C(n)：

TS_C(n)＝TS(n)×[1+LPF(X(n)(i))]

$X\left(n\right)\left(i\right)=[\mathrm{TS}\left(0\right)-\mathrm{TS}\left(n\right)+\frac{n}{4}\×(\mathrm{TS}{\left(0\right)}^{\′}-\mathrm{TS}\left(0\right))]/\mathrm{TS}\left(n\right)$

TS是段时间，i是冲程数，n是气缸数，TS(0)是当前冲程中参考气缸的段时间，TS(0)′是前一冲程中参考气缸的段时间，TS(n)是当前冲程的第n个气缸的段时间，X(n)(i)是段时间的归一化值，LPF是低通滤波函数。

3. 根据权利要求1的方法，其中在确定是否发生燃烧缺火中，如果修正的归一化段时间大于缺火确定参考值，那么确定发生了燃烧缺火。

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