CN101014845A - 用于修正内燃机的已测量的气缸压力的方法 - Google Patents

用于修正内燃机的已测量的气缸压力的方法 Download PDF

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Abstract

一种用于修正内燃机的已测量的气缸压力的方法，在该内燃机中气缸压力传感器(16)通过通道(21)与燃烧室(4)连接，采用该方法对由振鸣振动引起的干扰部分进行抑制，其方法是确定在工作冲程期间在通道(21)内引起的气体振动的振动频率，并且借助具有事前已确定振动频率的带阻滤波器对气缸压力传感器(16)的测量值进行滤波。

Description

用于修正内燃机的已测量的气缸压力的方法
技术领域
本发明涉及一种用于修正内燃机的已测量的气缸压力的方法。
背景技术
已公开一些尽可能地集成到内燃机的已存在的部件中的气缸压力传感器。典型的实施方式是将一种合适的压力转换器集成到火花塞、高压喷嘴阀门或者炽热引火塞中。在这种情况中压力转换器通常明显地远离燃烧室：一方面是该部件的前面部分已分配给该部件的主要目的，并且没有用于压力转换器的结构空间，另一方面是压力转换器经常设置有电子集成电路，这些电路不能经受燃烧室附近的高温。然后，气缸压力经过部件中的合适的通道从燃烧室转移到压力转换器。
众所周知，这些通道会导致气缸压力信号的明显失真。它们起到共振器的作用，并且所谓的振鸣振动使信号失真。图2示出具有叠加振鸣振动的压力曲线。因此不再能对气缸压力进行详细的分析和合适特征的计算。通过将压力转换器和燃烧室齐平地设置，高级的气缸压力传感器避免这些失真。
发明内容
因此，本发明的基本任务是即使压力转换器不和燃烧室齐平安装也能更准确地测量随着时间变化的压力曲线，并且抑制由振鸣振动引起的干扰部分。
该任务通过一种修正内燃机的已测量的气缸压力的方法解决，在该内燃机中气缸压力传感器通过通道与燃烧室连接，其中，确定在工作冲程中在该通道中引起的气体振动的振动频率，并且借助具有事前已确定的振动频率的带阻滤波器对气缸压力传感器的测量值进行滤波。气体振动是一种所谓的振鸣振动，并且从气缸压力传感器的角度看表现为关于时间的压力振动，这个压力振动和燃烧室中的本来的压力曲线重叠。带阻滤波器优选是一种数字滤波器。振动频率是从燃烧室到气缸压力传感器的气道中的气柱的谐振频率或者说固有频率。
振动频率可由燃烧室中的气体温度确定，气体温度从已测量的压力数值中计算出来。气体温度借助一种合适的已公开的模型由燃烧室压力计算出来。也可代替地通过燃烧室中的压力曲线的频谱分析确定振动频率。振鸣振动具有比压力曲线的固有振动高得多的频率，该固有振动具有曲轴转速的频率。振鸣振动在千赫兹(KHz)范围内有一个频率。因为来自曲轴转速的固有振动是已知的，所以很容易识别谐振(振鸣振动)。
在所述方法的一种改进方案中规定，在第一方法步骤中测量和存储整个工作循环的气缸压力曲线。然后将压力曲线作为时间序列存储在例如一种可存储编程的控制器的存储器中。
在本发明的一种方案中规定，在第二方法步骤中确定气体温度，并且从中计算出振鸣振动频率。借助一个用于-理想的或者实际的-燃气的等熵方程式计算出气体温度。
在第三方法步骤中，在一种优选的实施方式中为带阻滤波器计算出滤波系数。带阻滤波器是作为可存储编程的控制器的程序实现的，其中，在此，特别是阻塞频率(Sperrfrequenz)和阻尼量确定为滤波器的参数。
在第四方法步骤中，在一种优选的实施方式中用带阻滤波器对气缸压力曲线进行滤波。在这种情况中对时间序列进行滤波，其中，可将已滤波的数值重写到相同的存储单元中。
本文开头所述任务也可通过内燃机的可实施按照前述权利要求中任一项所述的方法的控制器得以解决。
附图说明
下面借助附图对本发明的一个实施例进行详细的说明。这些附图是：
图1是内燃机的气缸的示意图，
图2是具有重叠振鸣振动的燃烧室中的压力曲线。
具体实施方式
在图1中，在此未详细示出的汽车的内燃机1包括在气缸3中可来回运动的活塞2。通常内燃机1包括多个活塞2和气缸3。下面为了对使用的概念进行说明仅示出一个气缸。通常内燃机1包含多个气缸。气缸3包括燃烧室4，此外，该燃烧室4还以活塞2、进气阀5和排气阀6为界。吸气管7和进气阀5耦合，排气管8和排气阀6耦合。在进气阀5和排气阀6的区域内-在具有汽油直接喷射的汽油机中—喷油阀9和火花塞10伸入到燃烧室4中。在柴油机中在此仅一个或者多个喷油阀9，在汽油机中仅有一个或者多个火花塞10。燃油可通过喷油阀9喷入燃烧室4中。用火花塞10可点燃燃烧室4中的燃油。在吸气管7中设置可旋转的节气门11，通过该节气门可将空气输送到吸气管7。在节气门11的上游或者也可在它的下游设置空气质量传感器15。输送的空气量与节气门11的角度位置有关。在汽油机中，在排气管8中设置用于测量燃烧室4中的燃油燃烧的λ值的λ探测器13。在λ探测器13的下游设置催化器12，该催化器用于在废气中所包含的有害物质的进一步化学转化。
活塞2通过示意示出的连杆14和在此未示出的内燃机的曲轴连接。通过在工作冲程期间在燃烧室中燃油/空气混合物的燃烧使活塞2运动，该运动借助连杆14和曲轴以公开的方式和方法转变为旋转运动。给控制器18提供输入信号19，该输入信号表示借助传感器所测得的内燃机1的运行参数。例如控制器18和空气质量传感器15、λ传感器13、转速测量计、空气温度传感器以及类似器件连接。此外，控制器18与加速踏板传感器连接，该加速踏板传感器产生一种表示由驾驶员可操作的加速踏板的位置和因此表示所要求的扭矩的信号。控制器18产生输出信号20，使用这些信号，通过执行器或者说调节器可影响内燃机1的特性。例如控制器18与喷油阀9、火花塞10、节气门11以及类似的装置连接，并且产生对它们致动所要求的信号。
此外还规定控制器18还用于控制或者说调节内燃机1的运行参数。例如特别是在小油耗和/或有害物质产生得少方面由控制器18对从喷油阀9喷入燃烧室4的燃油量进行控制或者说调节。为此目的控制器18设置微处理器，该微处理器将一种程序存储在存储介质中，例如只读存储器(ROM)中，该程序控制前面所述的方法步骤。
在燃烧室4上设置气缸压力传感器16，该传感器用电导线17和控制器18连接。在气缸压力传感器16和燃烧室4之间设置长度为l的通道21。在此气缸压力传感器16的安装位置仅示意示出，这个安装位置可根据已有的结构空间和其它的要求而变化。由气缸压力传感器16所提供的气缸压力的曲线和由此推导出来的参数用于不同控制功能的输入信号。控制器的输出信号例如是燃油计量和控制混合物点火的控制信号。根据图2气缸压力传感器16提供一种信号，通过通道2 1振鸣振动与固有压力曲线重叠。图2表示燃烧室压力Pz(单位为帕斯卡)和曲轴角度KW(单位为度)的关系。通过转速可将KW换算为时间序列。
该方法是以振鸣振动的模型化为依据，从而在由气缸压力计算出固有的热力学特征之前就可对所测量的气缸压力曲线进行合适的滤波。基本构思是用阻塞这个频率(所谓的带阻特性)的滤波器抑制振鸣振动的奇异频率。采用一种数字方法、一种数字滤波器当对工作循环进行完整的采集后为测量的压力曲线这么做是可能的。
将一次求得的滤波器系数存储在用于振鸣振动的不同频率的控制器中，或者根据内燃机的运行点计算相应的系数。
从文献中可得知激发的振鸣振动的频率f和音速c之间的关系。c由燃烧室4和气缸压力传感器16之间的通道21的长度l、气体温度T、气体常数R以及绝热指数χ确定：
f＝c/(4*l)，
其中， c = χ * R * T
这就是说可为内燃机的运行点-例如通过转速、载荷、燃油/空气比描述-确定频率f。在这其中最重要的可变化的参数是气体温度T。这个气体温度在校准控制器时可一次测得，并且存储在特性曲线中。其它的方案是通过合适的热力学模型进行计算。
此外，可进行气缸压力信号的频谱分析。因此可根据运行点按照它的频率确定振鸣振动。频谱分析可脱机地为内燃机的不同的运行点在校准时完成，或者在线地为每个工作循环进行。然后又可选择合适的滤波器，以足够地抑制该频率。
首先完整地存储工作循环的特别优点是通过两次通过滤波器可补偿气缸压力信号的所不希望的相位移(零相位滤波)。这样曲轴角度和气缸压力曲线之间的重要关系就不会失真。
下面对修正方法流程进行总结性描述：
-  用足够的扫描频率对整个工作循环的气缸压力曲线进行扫描，并且存储信号；
-  确定气体温度，并且计算振鸣振动频率；
-  确定带阻滤波器的滤波器系数；
-  对气缸压力曲线进行滤波。
对于发动机控制系统来说采用本方法可有效地抵消气缸压力转换器远离燃烧室设置的主要缺陷。这种设置的优点，即有利地设置在一个部件中，并且压力转换器的小的热载荷得到保留。

Claims (8)

1.用于修正内燃机的已测量的气缸压力的方法，在该内燃机中气缸压力传感器(16)通过通道(21)与燃烧室(4)连接，其特征在于，确定在工作冲程期间在该通道(21)内引起的气体振动的振动频率，并且借助具有事前已确定的振动频率的带阻滤波器对气缸压力传感器(16)的测量值进行滤波。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，由燃烧室(4)中的气体温度确定振动频率，所述气体温度是从已测得的压力值中计算出来的。
3.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，通过对燃烧室中的压力曲线的频谱分析确定振动频率。
4.按照前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在第一方法步骤中测量并存储整个工作循环的气缸压力曲线。
5.按照前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在第二方法步骤中确定气体温度，并且从中计算出振鸣振动频率。
6.按照前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在第三方法步骤中计算出带阻滤波器的滤波系数。
7.按照前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在第四方法步骤中用带阻滤波器滤波气缸压力曲线。
8.可执行按照前述权利要求中任一项所述的方法的用于内燃机的控制器。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104964790A (zh) * 2015-06-12 2015-10-07 广东电网有限责任公司电力科学研究院 采用引压管测量燃烧室中动态压力的修正方法
CN107110731A (zh) * 2014-12-18 2017-08-29 原子能和替代能源委员会 具有改进的操作的动态压力传感器
CN107290101A (zh) * 2016-04-12 2017-10-24 原相科技股份有限公司 压力测量方法以及压力测量装置
CN110770427A (zh) * 2017-06-02 2020-02-07 世倍特集团有限责任公司 用于在运行中获取燃烧马达的进入段的当前的修整量的方法

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7726281B2 (en) * 2006-05-11 2010-06-01 Gm Global Technology Operations, Inc. Cylinder pressure sensor diagnostic system and method
DE102007050302A1 (de) * 2007-10-22 2009-04-23 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Ermitteln eines Zylinderdruckmerkmals
US8561592B2 (en) * 2009-06-08 2013-10-22 GM Global Technology Operations LLC Method and system for generating an in-cylinder pressure sensor signal
US8510016B2 (en) * 2009-10-30 2013-08-13 GM Global Technology Operations LLC Method and system for controlling an engine using in-cylinder pressure sensor signals
DE102011089370A1 (de) * 2011-12-21 2013-06-27 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Kaltstart-Emissions-Steuerung einer Brennkraftmaschine

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4227403A (en) * 1979-01-29 1980-10-14 Creative Tool Company Cylinder pressure monitoring system
US4382377A (en) * 1980-05-16 1983-05-10 Siemens Aktiengesellschaft Pressure sensor for an internal combustion engine
JPS6165127A (ja) 1984-09-07 1986-04-03 Hitachi Ltd 圧力信号の処理装置
JP2612365B2 (ja) 1990-04-27 1997-05-21 株式会社日立製作所 内燃機関のノツキング検出装置
JPH055665A (ja) 1991-02-08 1993-01-14 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 筒内圧力センサ
US5373448A (en) * 1991-04-24 1994-12-13 Hitachi, Ltd. Knock detection device for an internal combustion engine
JPH10153465A (ja) 1996-11-25 1998-06-09 Hitachi Ltd 空気流量測定装置の測定誤差補正方法および測定誤差補正装置
DE19742006A1 (de) 1997-09-24 1999-03-25 En Umwelt Beratung E V I Verfahren zur Korrektur eines sich infolge von Gassäulenschwingungen ändernden Innendruckverlaufssignals im Arbeitsraum einer Kolbenmaschine, insbesondere des Verbrennungsdruckverlaufs einer Verbrennungskraftmaschine der Kolbenbauart
DE19749817B4 (de) 1997-11-11 2008-03-20 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Ermittlung des Spritzbeginns
DE19845232A1 (de) * 1998-10-01 2000-04-06 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Vorrichtung zur Bewertung von Verbrennungsvorgängen an einer Brennkraftmaschine
JP4244683B2 (ja) 2002-06-24 2009-03-25 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の燃料噴射装置
DE10347517B3 (de) * 2003-10-13 2005-06-02 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zum Überwachen eines Impulsladeventils einer Brennkraftmaschine

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107110731A (zh) * 2014-12-18 2017-08-29 原子能和替代能源委员会 具有改进的操作的动态压力传感器
US10345176B2 (en) 2014-12-18 2019-07-09 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Dynamic pressure sensor with improved operation
CN107110731B (zh) * 2014-12-18 2020-06-02 原子能和替代能源委员会 具有改进的操作的动态压力传感器
CN104964790A (zh) * 2015-06-12 2015-10-07 广东电网有限责任公司电力科学研究院 采用引压管测量燃烧室中动态压力的修正方法
CN104964790B (zh) * 2015-06-12 2017-12-12 广东电网有限责任公司电力科学研究院 采用引压管测量燃烧室中动态压力的修正方法
CN107290101A (zh) * 2016-04-12 2017-10-24 原相科技股份有限公司 压力测量方法以及压力测量装置
CN107290101B (zh) * 2016-04-12 2020-02-14 原相科技股份有限公司 压力测量方法以及压力测量装置
CN110770427A (zh) * 2017-06-02 2020-02-07 世倍特集团有限责任公司 用于在运行中获取燃烧马达的进入段的当前的修整量的方法
CN110770427B (zh) * 2017-06-02 2022-07-29 世倍特集团有限责任公司 用于获取内燃发动机的进气管长度的当前修整量的方法

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Publication number Publication date
WO2006027285A1 (de) 2006-03-16
DE102004044339A1 (de) 2006-03-16
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US20080173070A1 (en) 2008-07-24
JP2008512600A (ja) 2008-04-24
EP1792154A1 (de) 2007-06-06
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