一种火花点火发动机所用的爆震检测系统，包括： 响应于发动机的振动并且产生爆震信号的爆震传感器； 根据所述爆震信号计算爆震能量的第一模块； 根据所述爆震能量计算爆震强度的第二模块；以及 根据所述爆震强度调节所述发动机的火花正时的第三模块。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及发动机爆震检测，更特别涉及包括爆震传感器的爆震检测系统。
技术介绍
车辆可以包括内燃机，该内燃机产生驱动转矩以便驱动轮子。更具体而言，发动机吸入空气并且将空气与燃料混合以便形成燃烧混合物。燃烧混合物在气缸内受到压缩并且使之燃烧以便驱动可滑动地置于相应气缸内的活塞。活塞可旋转地驱动曲轴以便将驱动转矩传递至传动系统并最终传递至轮子。当发动机不点火时，特定气缸的燃烧混合物就会在不合需要的时间燃烧。更具体而言，气缸内的未燃烧的空气/燃料混合物的温度与压力就超过临界水平并导致气体自燃。这样就导致发动机爆震并产生冲击波，该冲击波使气缸压力快速增加。如果发生持续的重爆震，就可能对活塞、环以及排气阀造成损坏。此外，发动机爆震会引起不合需要的颤动和传动系统振动。发动机控制系统可以包括用于确定何时发动机不点火的不点火检测系统和/或爆震检测系统。按照这种方式，发动机控制系统可以调节发动机的操作以便抑止发动机不点火并且改善发动机性能与车辆驾驶性能。传统的爆震检测系统包括爆震传感器与专用爆震检测芯片或特定用途集成电路(ASIC)，以用于处理爆震传感器信号并且计算发动机爆震强度。可使用个别的爆震传感器和爆震ASIC来检测来自每个气缸的爆震。爆震ASIC通常包括放大器、过滤器、整流器、积分器、A/D转换器、采样与保持电路和/或其它模拟电路。这种硬件价格昂贵，难以升级与校准并且因制造商的不同而不同。
技术实现思路
相应地，本专利技术提供了火花点火发动机所用的爆震检测系统。这种爆震检测系统包括爆震传感器，该爆震传感器响应于发动机的振动并且产生爆震信号。第一模块根据爆震信号计算爆震能量，而第二模块根据爆震能量计算爆震强度。第三模块根据爆震强度调节发动机的火花正时。根据另一个特征，爆震检测系统还包括用于估算噪声值的噪声模块。第二模块根据噪声值计算爆震强度。根据另一个特征，爆震检测系统还包括诊断模块，该诊断模块根据爆震能量而选择性地产生爆震传感器故障与爆震电路故障之一。根据其它特征，爆震检测系统还包括根据爆震信号产生频率信号的快速傅里叶变换(FFT)模块。功率模块根据频率信号产生功率信号。爆震能量根据功率信号而得出。根据另一个特征，爆震检测系统还包括根据发动机的曲轴的旋转位置而产生窗口信号的窗口模块。根据所述窗口信号来计算爆震能量。根据另一个特征，第二模块确定爆震能量与噪声能量之间的爆震差并将爆震强度计算为所述爆震比率与爆震强度阈值之差。根据又一个特征，第二模块确定爆震能量与噪声能量之间的爆震比率并将爆震强度计算为所述爆震比率与爆震强度阈值之差。根据又一个特征，第二模块将爆震强度确定为爆震能量与能量阈值之差。通过阅读下文中提供的详细描述，将会清楚本专利技术的更多适用领域。应当理解，尽管以下详细描述和特定实例显示了本专利技术的优选实施例，但是它们仅用于示例说明，而并未意欲限制本专利技术的范围。附图说明通过阅读详细描述与附图，将会更充分地理解本专利技术，其中图1为包括根据本专利技术的基于数字信号处理(DSP)的爆震检测系统的示例性发动机的示意图；图2为曲线图，其示出了由爆震检测系统的相应传感器所产生的示例性爆震传感器信号和示例性窗口信号；图3为根据本专利技术的执行时域爆震检测的示例性模块的示意图；图4为根据本专利技术的执行频域爆震检测的示例性模块的示意图；图5为曲线图，其示出了正常发动机的示例性爆震传感器信号功率谱与相应的示例性带通过滤器(BPF)输出功率谱；图6为曲线图，其示出了呈现轻度爆震的发动机的示例性爆震传感器信号功率谱与相应的示例性BPF输出功率谱；图7为曲线图，其示出了呈现中度爆震的发动机的示例性爆震传感器信号功率谱与相应的示例性BPF输出功率谱；以及图8为曲线图，其示出了呈现重度爆震的发动机的示例性爆震传感器信号动力功率谱与相应的示例性BPF输出功率谱。具体实施例方式对优选实施例的以下描述事实上仅为示例性并且决非用于限制本专利技术、其应用或用途。为清楚起见，在各图中，将使用相同的参考数字来标示相似的元件。在此处用到时，术语“模块”指的是特定用途集成电路(ASIC)、电子电路、执行一个或多个软件或固件程序的处理器(共享、专用或组)和存储器、组合逻辑电路或提供所述功能的其它适用部件。现在参看图1，示意性地示出了示例性发动机系统10，该发动机系统10包括发动机12、进气歧管14和排气歧管16。空气通过节流阀18而被吸入进气歧管14。将空气导入气缸20中并使其与气缸中的燃料混合。燃料通过与燃料供应装置24相连通的燃料注射器22注入气缸20中。火花塞26引燃空气/燃料混合物在其相应的气缸中的燃烧并通过排气歧管16将燃烧废气排出气缸20和发动机12。尽管只示出了两个气缸20，但是可以理解本专利技术可以通过具有更多或更少气缸20的发动机来实施。燃烧过程驱动着可滑动地支承于气缸20内的活塞(未示出)，所述活塞又可旋转地驱动着曲轴27。发动机12还包括分别与各气缸20相关联的进气阀28与排气阀30。进气阀28与排气阀30分别调节进入气缸20的空气与从气缸20排出的燃烧废气。进气凸轮轴32由曲轴27可旋转地驱动并且调节进气阀28的打开与关闭。尽管并未示出，但是发动机12还可以包括排气凸轮轴，其由曲轴27可旋转地驱动并且调节排气阀30的打开与关闭。控制模块40根据本专利技术的基于DSP的爆震检测装置来调节发动机操作。更具体而言，控制模块40根据发动机爆震的出现与强度来调节相对于气缸中的活塞位置的火花正时。歧管绝对压力(MAP)传感器42响应于进气歧管14内的压力并根据所述压力产生MAP信号，该信号被传递至控制模块40。发动机速度传感器44响应于曲轴27的转动并根据所述转动产生曲轴信号，该信号被传递至控制模块40。类似地，凸轮轴传感器46响应于凸轮轴32的转动并向控制模块40发送凸轮轴信号。控制模块40根据曲轴信号和凸轮轴信号而产生窗口信号，如以下更详细所述。爆震传感器48响应于气缸的振动并根据所述振动产生爆震信号，该爆震信号被传递至控制模块40。控制模块40对爆震信号进行处理以便使用本专利技术的基于DSP的爆震检测系统来检测发动机爆震情况。尽管只示出了单个爆震传感器48，但是可以理解可以采用多个爆震传感器48。例如，在6缸或8缸式发动机中可以采用两个爆震传感器。现在参看图2，曲线示出了示例性周期上的示例性爆震信号和示例性窗口信号。窗口信号根据凸轮轴信号和曲轴信号来确定并且通常以阶梯波的形式来提供。窗口信号显示爆震检测所发生的周期。更具体而言，窗口信号的高侧表示特定气缸越过上止点(TDC)之前或之后的时间或者需要爆震检测的时间(例如对于示例性发动机而言，在离开TDC约4°至TDC之后约70°之间)。例如，在4缸式发动机的情况下，第一阶梯波与点火顺序的第一气缸相对应，第二阶梯波与点火顺序的第二气缸相对应，等等。第五阶梯波再与点火顺序的第一气缸相对应并且各阶梯波相应地重复。本专利技术的基于DSP的爆震检测系统根据爆震信号与窗口信号来检测发动机爆震情况。执行以下两种方法之一基于时域与基于频域。这两种方法不仅进行处理与分析爆震信号的域不同，而且用于检测算法中的信号处理功能不同，如以下部分中所述。对于这两种方法，基于DSP的爆震检测系统都包括爆震传感器和电路诊断装置。现在参看图3，在基于时域本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：C·A·赫南德茨，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作公司，
类型：发明
国别省市：
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