CN104755730B - 用于识别机动车内的内燃机的炽热点火的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于识别燃料‑空气‑混合物在具有与曲轴相连接的、至少一个第一气缸和其它气缸的内燃机（12）的气缸室内炽热点火的方法，其中，对第一气缸的时间分段进行测量，其特征在于，对至少一个其它气缸的时间分段进行测量，并且通过第一气缸的时间分段与至少其它气缸的时间分段的比较而形成用于炽热点火的参考特征，作为比较的功能，接下来产生用于识别炽热点火的信号。

Description

用于识别机动车内的内燃机的炽热点火的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1和权利要求9所述特征的、用于识别机动车内的内燃机的炽热点火的方法和装置。
背景技术
“预点火”系指，关于燃料-空气-混合物在压缩阶段接近结束时不受控制的和过早的点火、特别是在汽油机内伴随着高的压缩比或伴随着增压而出现的过程，直到那时点火系统还没有产生点火火花。炽热点火是预点火的特例，其因气缸内的热部件而产生并且没有爆震（Klopfpegel）。由预点火或炽热点火引起的温度升高和压力增大会因燃烧室内尚未结束的压缩而加剧。燃烧室内的极端的温度-和压力值最终会导致电机部件的损毁。
为了识别预点火通常使用爆震传感器的信号，以便探测通常伴随预点火出现的高频振动。
文献DE 10 2007 024 415 B3公开了一种用于识别具有至少一个气缸的外源点火式的内燃机的炽热点火的方法。根据该方法，在内燃机的工作过程中对第一时间间隔的曲轴的旋转速度进行测量。此外，在内燃机的工作过程中，在第二时间间隔期间借助于固体声传感器来识别爆震信号。当曲轴的旋转速度相对于比较值减慢并且因爆震信号而识别到爆震的燃烧时，就识别到了气缸的炽热点火。
这些方法的缺点是，不能进行高效的炽热点火识别。特别地，基于使用爆震信号的识别方法不能识别到炽热点火，因为炽热点火通常无高频部分地出现。
发明内容
在该背景下，本发明的目的在于，可以实现改善地识别内燃机的炽热点火。
根据本发明，该目的通过具有权利要求1所述特征的方法来实现。
根据本发明，执行用于识别燃料-空气-混合物在具有与曲轴相连接的、至少一个第一气缸和其它气缸的内燃机的气缸室内炽热点火的方法，其中，对第一气缸的时间分段进行测量，其特征在于，对至少一个其它气缸的时间分段进行测量，并且用于炽热点火的参考特征由第一气缸的时间分段与至少其它气缸的时间分段的比较形成，作为比较的功能，接下来产生用于识别炽热点火的信号。
本发明的有利的改进方案在从属权利要求中给出。
根据本发明的方法的优点在于，通过将时间分段与其它气缸的时间分段进行比较来跟踪参考特征，由此可以确保相对于错误识别的鲁棒性（Robustheit），其中，传动系振动会导致错误识别。“时间段”系指，曲轴转动固定的角度跨度、即固定的区段所需要的持续时间。六-缸-四冲程的内燃机的一个气缸段（Zylindersegment）例如可以是120度。一个气缸的时间段是曲轴为了经过固定的120度所需要的时间。气缸段例如可以是相应气缸的做功冲程、即燃烧冲程，在该做功冲程中燃烧所吸入的燃料。因此，完整的时间段利用很长的持续时间，以便敏感地对炽热点火做出反应。完整的时间段持续很长时间，以便形成有效的特征并且敏感地对炽热点火做出反应。在使用整个时间段时，局部地在上止点（ZOT）周围出现的效果消失殆尽（verschleifen）。因此，根据本发明将时间段划分成较小的时间分段。
通过根据本发明所述的识别可以较有效地保护内燃机。对炽热点火的早期识别可以加快采取应对措施，从而避免内燃机的损坏。此外，通过使用时间分段可以覆盖整个转速范围（Drehzahlband）。在高转速范围内，各个齿时间（Zahnzeit）会受到噪声的干扰，以便相应地对这些齿时间进行评估。通过使用多个齿时间使得该问题得以解决。
此外，该方法基于已有的传感机构和执行机构，从而可以在没有其它硬件-组件的情况下被整合到现有的电机控制中。
在该方法的一种优选的实施方式中，用于炽热点火的信号可以不依赖于爆震信号地产生。因此，仅有一个特征、即由时间分段形成的参考特征被用于识别炽热点火。因此，不需要额外地使用爆震传感器的固体声音信号，并且不需要执行相关的升级策略。由此还可以识别没有高频成分的炽热点火，并且可以确保识别可靠。
在优选的实施方式中，可以自由地选择曲轴的分段。由此可以产生 一种标准，该标准在针对炽热点火的识别方面具有十分高的分辨精度。通过可自由选择的时间段可以实施不依赖于传动系的调整，并且由此应用信号的最大可能的潜力。
根据本发明，分段可以位于上止点（ZOT）的范围内。在大多数情况下，预点火或炽热点火都在上止点的范围内。然而，在少数情况下，预点火转移到相对于ZOT还要更早的时刻。对分段的选择不依赖于压力出现的位置。曲轴的制动通过ZOT之前的能量转换来表示，预先已经转换的能量越多，制动就越强烈，从而时间分段也就越长。
根据本发明，当第一气缸的时间分段相比于至少其它气缸的时间分段延长了固定的持续时间时，就可以识别到炽热点火。
根据本发明，参考特征可以通过针对m个气缸的通用公式来计算：
参考特征n =（时间分段n - 1/（2 *（m-1））*Σi = n - m +1，…，n - 1，n +1，...，n + m - 1时间分段i）/时间分段n 3。
然后，把当前气缸的时间分段从其它气缸的时间分段的平均值中扣除。在此，所述平均值通过前面的m个气缸和后面的m个气缸来计算-其中，当前的气缸被排除在平均值计算之外。除以时间分段3，以便按照试探性方法提高分辨精度。唯一的时间分段根据负载和转速而受到强烈的波动 - 因此不足以作为唯一的特征。因此，其它时间分段的平均值要从所述时间分段中扣除，以获得比较特征。除了第一个（当前的）气缸之外，相邻的气缸都归总在该平均值中。在炽热点火时，一个气缸相比于其它气缸具有明显改变的、优选延长的时间分段。通过将当前气缸或第一气缸考虑在平均值计算中，会导致分辨精度的丧失。
正常的燃烧将具有理想的零值，即，所有气缸的每个时间分段都同样长。在现实中，时间分段在常规情况下都围绕着零值而波动。在炽热点火的情况下，有个时间分段相比于其它时间分段显著延长，从而，作为特征明显大于零。在这种情况下，其它气缸的特征容易成为负值。具体的数值范围取决于对时间分段的选择、取决于内燃机和传动系（双质量飞轮）。
内燃机通常具有控制器，该控制器负责对电机功能的控制、调节和监视。有利地，根据本发明的方法可以作为受程序控制的功能被存储在电机控制器的存储器内。
一种十分有利的装置可以在于，将该装置安装到机动车内，该机动车的内燃机包括控制器，受程序控制的本发明作为功能存储在控制器的存储器内。
机动车可以是无轨的轮式车辆。
附图说明
借助于以下说明参照附图对本发明的其它优点及有利的实施方式和改进方案进行阐述。具体地：
图1为根据本发明的方法的实施方式的示意图；
图2示出了采用在控制器内作为功能实施的方法的、根据本发明的车辆的实施方式。
具体实施方式
在图1中示意性地示出了根据本发明的方法。在对第一气缸和至少一个其它气缸的时间分段进行测量1之后，通过比较第一气缸的时间分段与至少一个其它气缸的时间分段形成用于炽热点火的参考特征2。作为比较的功能，接下来产生用于识别炽热点火的信号3。将所述信号与理论-值相比较4，理论-值在多大程度上得以保持。在保持理论-值的情况下7，重新实施根据本发明所述的方法。在未保持理论-值的情况下6，采取应对炽热点火的措施5，例如中断燃料供给、减小增压压力、减少新鲜气体填充或者冷却相应的气缸。在采取应对措施5之后，重新实施所述的方法。
在图2中局部示意性地示出了在前面的区域内被剖切的、根据本发明所述的车辆13。控制器11和内燃机12位于车辆13的前面的区域内。在控制器11内作为功能来实施根据本发明所述的方法。通过控制器11在传动系上采取所述措施，最后，通过这些措施可以避免预点火。
附图标记清单
1 测量时间分段
2 形成用于炽热点火的参考特征
3 产生用于识别炽热点火的信号
4 判断：理论-值的保持
5 应对炽热点火的措施
6 是
7 否
11 电机控制器
12 内燃机
13 机动车。

Claims (10)

1.一种用于识别燃料-空气-混合物在具有与曲轴相连接的第一气缸和至少一个其它气缸的内燃机（12）的气缸室内炽热点火的方法，其中，对第一气缸的时间分段进行测量，其特征在于，对至少一个其它气缸的时间分段进行测量并计算平均值，其中，当前的气缸即所述第一气缸被排除在平均值计算之外，其中，通过第一气缸的时间分段与平均值的比较而形成用于炽热点火的参考特征，并且，作为比较的功能，接下来产生用于识别炽热点火的信号。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，用于识别炽热点火的信号不依赖于爆震信号地产生。
3.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，能够自由地选择曲轴的分段。
4.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述时间分段位于上止点（ZOT）的范围内。
5.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，当第一气缸的时间分段相比于至少一个其它气缸的时间分段延长了固定的持续时间时，识别到所述炽热点火。
6.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，针对内燃机的m个气缸，参考特征通过以下公式来定义：
参考特征n =（时间分段n - 1/（2 *（m-1））*Σi = n - m +1，…，n - 1，n + 1，...，n + m - 1时间分段i）/时间分段n 3 ，
其中，n为第一气缸的所考虑的时间分段，m表示内燃机的所有气缸的数量。
7.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述参考特征能够为零值或者大于零的数。
8.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，当所述参考特征的值大于零时，识别到炽热点火。
9.一种控制器（11），其特征在于，在所述控制器（11）的存储器内存储着程序，所述程序包括至少一部分程序，在执行该部分程序时引入根据权利要求1~8中任一项的方法。
10.一种机动车（13），其特征在于，该机动车包括位于所述机动车（13）内的按照权利要求9所述的控制器（11）。
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