内燃发动机中的辉光点火检测制造技术

一种用于监测内燃发动机中的辉光点火的方法，所述方法包括：在检测窗口内监测所述发动机的曲轴速度，所述检测窗口对应于与给定发动机气缸中的压缩冲程相关的曲轴减速阶段；基于由其相应的曲轴速度和曲柄角限定的两点之间的曲轴速度减速梯度来确定辉光指标，其中，第一点(P

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】内燃发动机中的辉光点火检测
本专利技术总体上涉及内燃发动机中的燃烧管理。本专利技术更具体地涉及一种用于监测火花点火内燃发动机中的辉光点火发生的方法。
技术介绍
在多气缸火花点火内燃发动机中，研究表明，不期望的燃烧模式产生爆炸波或过压，其最终会导致发动机部件的不可逆破坏。在现代汽车中，这些不期望的燃烧模式通常通过处理来自位于下发动机组中的振动传感器的信号来检测，该振动传感器被称为爆震传感器。爆震传感器被构造成测量在特定曲柄角窗口期间的发动机组振动，并且检测异常点火事件。然而，爆震传感器检测限于在预定正时范围内产生明显振动模式的燃烧。当在正常火花之前由热点或炽热颗粒在气缸中引发燃烧时，出现一种被称为辉光点火的特定异常燃烧类型。辉光点火事件之后的燃烧具有正常行为，即传播是像正常燃烧中那样以火焰前锋进行的，但是辉光点火在气缸中产生不期望的高最大压力。这种类型的异常燃烧的发生不产生可以使用传统爆震传感器感测的压力峰值。作为爆震传感器检测的替代，已知的是处理来自已经安装在发动机中的传感器的信号以检测异常燃烧模式或不点火，例如来自曲柄位置传感器的信号。如已知的，曲柄位置传感器被设计成与目标轮配合，该目标轮与曲轴旋转地成一体。目标轮具有齿和槽的周边图案，并且传感器被布置成检测齿的通过，从而产生具有脉冲序列的对应的传感器信号。由曲柄位置传感器产生的信号允许确定曲轴的瞬时位置和旋转速度。US9,097,126例如使用曲轴传感器信号来识别随机预点火。其中描述的方法包括预点火检测模块，该预点火检测模块基于所谓的“周期”来确定预点火事件是否已经发生，其中周期是两个连续时间戳(对应于由目标轮的齿产生的脉冲)之间的持续时间。更具体地，该方法对比时间段之间的差异(增量)。专利技术目的本专利技术的目的是提供一种用于检测内燃发动机中的辉光点火事件的改进方法。
技术实现思路
根据本专利技术，一种用于监测内燃发动机中的辉光点火的方法包括以下步骤：-在对应于与给定发动机气缸中的压缩冲程相关的曲轴减速阶段的检测窗口上监测所述发动机的曲轴速度；-基于由其相应的曲轴速度和曲柄角限定的两点之间的曲轴速度减速梯度来确定辉光指标，其中，所述第一点(Pinit)由预定曲轴角度和所述减速期间的对应速度限定，并且所述第二点(Pmin)是所述减速期间达到的最低速度点；-将所述辉光指标与预定阈值对比，以便检测辉光点火的存在或不存在。在本专利技术的上下文中，术语辉光点火以其常规含义使用，因此对于火花点火发动机，表示在燃烧循环早期通常在压缩冲程期间发生的点火。辉光点火通常由气缸中的热点或炽热颗粒产生。本专利技术基于这样的认识，即辉光点火虽然不引起振动，但引起气缸压力的显著早期上升。辉光点火的高压在相应气缸的压缩冲程期间产生。由辉光点火引起的压力改变抵抗活塞朝向点火上止点的移动，并进一步增大了气缸中活塞正在进行的减速度。也就是说，与正常燃烧相比，由于辉光点火引起的压力的早期上升使点火上止点之前的活塞更明显地减速。结果，当存在辉光点火时，与正常燃烧相比，曲轴速度朝向压缩阶段的结束以更陡的速率下降到更低的值。本专利技术的方法提出了对于发动机气缸监测曲轴相对于相应气缸中的压缩而发生的减速，并基于曲轴的减速梯度确定辉光指标，该减速梯度表征将受辉光点火的存在影响的减速的陡度。应当理解，在本方法中，在由预定角位置限定的第一点和在减速期间达到的最低速度点的第二点之间确定减速梯度。第一点通过校准来限定，通常是在减速阶段的一部分中，该减速阶段对于正常燃烧和异常燃烧都保持基本稳定。然而，已经观察到，第二点的位置取决于辉光点火的发生，在这种情况下，发动机速度在较早的曲柄位置处下降到较低的值。还可以注意到，在本方法中，优选地在减速的大部分中计算减速梯度，远大于将目标轮的两个齿分开的曲柄角。换句话说，在对应于目标轮的多个齿的曲柄角范围内确定减速梯度，这比在两个连续齿之间计算的更可能受人为因素影响的梯度更可靠。最低速度点优选地是在检测窗口中达到的最小曲轴速度点，但是可以替代地位于与最小曲轴速度的预定偏差内。第一点的预定曲轴角度可以在点火上止点之前的-60°至-18°之间，优选地在-48°至-24°之间。检测窗口被校准以包含发动机循环的关注阶段，并且至少应当从第一点的角位置延伸到包括正常燃烧的最小速度的角位置。实际上，检测窗口可以例如从-90°至+30°的曲柄角范围内变动。因此，在窗口中将最小速度点确定为最低速度点。曲轴位置通常可以借助于曲柄位置传感器来监测，该曲柄位置传感器被布置成感测包括预定齿/槽图案并与曲轴旋转地联接的目标轮。关于预定的减速阈值，可以以任何适当的方式来限定。特别地，它可以基于较早的阈值。在实施方式中，减速阈值Thrshdecel可以使用如下公式计算：Thrshdecel＝Avgdecel+Offsetdecel其中，Avgdecel是先前减速梯度值的平均值；以及Offsetdecel是表征正常燃烧和辉光点火燃烧模式之间的极限的预定偏离。特别地，可以针对所有发动机气缸的减速梯度的一个或多个先前的值来计算所述减速梯度的所述平均值Avgdecel。此外，Offsetdecel可以是Avgdecel的一部分，优选地是所述减速梯度的所述平均值的一半。附图说明从以下参照附图对非限制性实施方式的详细描述中，本专利技术的另外细节和优点将变得显而易见，其中：图1是被布置在内燃发动机中的曲柄位置传感器的简图；图2是表示对于4个燃烧循环的气缸压力相对于曲柄角的曲线图；图3是示出了对于与图2中相同的燃烧循环的发动机速度相对于曲柄角的曲线图；图4是示出了对于燃烧循环的发动机速度相对于曲柄角的曲线图；以及图5是减速辉光指标相对于时间的曲线图。具体实施方式如本领域所公知的，在火花点火内燃发动机例如汽油操作的发动机中，设置多个传感器来监测发动机参数，包括用于监测曲轴的角位置的曲柄位置传感器。曲柄位置传感器通常被布置成与带齿的轮或目标轮配合，该带齿的轮或目标轮与曲轴旋转地成一体，当相应的齿经过传感器的前面时，产生具有脉冲序列的传感器信号。基于该信号确定曲轴旋转速度。曲轴速度当然也称为发动机速度，以RPM表述，并且这两个术语在此可以用作等同物。参考图1，曲柄位置传感器10被布置成与旋转地固定到发动机的曲轴14的目标轮12配合。曲轴14连接到安装在发动机气缸18中的活塞16，与活塞一起限定燃烧室19。尽管图1仅示出一个活塞16和一个气缸18，但是发动机通常包括3、4或多达8个气缸。通常，目标轮12可以是N个齿的轮12，该目标轮包括由间隙隔开的多个齿20。这里，目标轮12包括由间隙等距地隔开的58个齿20，以及其中缺失2个等距地隔开的齿的较大间隙22。因此，除了围绕间隙22之外，两个连续的齿以大约6°(360°/60＝6°)的旋转距离分开。间隙22用作同步参考。曲柄位置传感器10监测旋转目本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于监测内燃发动机中的辉光点火的方法，所述方法包括：/n在检测窗口内监测所述发动机的曲轴速度，所述检测窗口对应于与给定发动机气缸中的压缩冲程相关的曲轴减速阶段；/n基于由其相应的曲轴速度和曲柄角限定的两点之间的曲轴速度减速梯度来确定辉光指标，其中，第一点(P

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181019 GB 1817031.61.一种用于监测内燃发动机中的辉光点火的方法，所述方法包括：
在检测窗口内监测所述发动机的曲轴速度，所述检测窗口对应于与给定发动机气缸中的压缩冲程相关的曲轴减速阶段；
基于由其相应的曲轴速度和曲柄角限定的两点之间的曲轴速度减速梯度来确定辉光指标，其中，第一点(Pinit)由预定曲轴角度和在所述减速期间的对应速度限定，并且第二点(Pmin)是在所述减速期间达到的最低速度点；
将所述辉光指标与预定阈值对比，以便检测辉光点火的存在或不存在。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述最低速度点是在所述检测窗口中达到的最小曲轴速度的点，或者位于与所述最小曲轴速度的预定偏差内。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，使用以下公式计算所述减速梯度：



其中，Ninit和αinit是限定所述第一点的发动机速度和曲柄角；以及Nmin和αmin是限定所述第二点的发动机速度和曲柄角。


4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第一点的预定曲轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·兰达佐，M·达格拉察，J·芒纳德，
申请(专利权)人：德尔福汽车系统卢森堡有限公司，
类型：发明
国别省市：卢森堡;LU