[发明专利]压力监控系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于监控内燃机燃烧室内的压力的压力监控系统。

背景技术

持续地监控例如机动车的发动机燃烧室内的压力，已证明有利于精确控制燃烧条件以有效和经济地利用燃料，有利于缺陷诊断及其它目的。

在一个四冲程发动机内，一个燃烧相仅仅是整个运行周期的一个短暂部分，但在这个部分期间，由于压力变化非常快，压力样本必须以高速率获得并且必须与精确确定的曲轴角度相关联。为了在高发动机速度下提供精确数据，压力传感器必须考虑到高采样速率，并且为处理由这些传感器提供的高数据速率，需要功能强大的模拟-数字转换器电路和相当大数量的缓冲存储器。而且，须注意到在常规压力监控系统中使用的高速、高压传感器在接近于大气压力下具有相当低的信噪比，这在其运行周期的主要部分期间在燃烧室内是普遍的。

发明内容

因此，本发明的目的是，提供一种可利用简单、经济电路获得高质量压力数据的压力监控系统。

另一目的是提供一种在高压力水平和低压力水平下均可提供低噪声压力数据的压力监控系统。

通过一种用于内燃机的压力监控系统实现这些及其它目的，所述压力监控系统包括多个燃烧室和与每个燃烧室相关联的压力传感器，其特征在于一个多路复用器具有与所述压力传感器的至少第一个和第二个相连的输入端，存在于与所述第一和第二压力传感器相关联的第一和第二燃烧室的运行周期之间的非零相位移，以及用于控制多路复用器在第一燃烧室位于其运行周期的一个预定部分内时从第一压力传感器输出数据而在第二燃烧室位于其运行周期的所述预定部分内时从第二压力传感器输出压力数据的控制器。

如果所述运行周期的预定部分被设置为包括运行周期的最重要部分，即燃烧相，则必须在所述监控系统中转换和处理的数据量显著减少，以致可使用简单经济的数据采集电路。

在将燃料直接注入燃烧室的内燃机的情况下，特别是在柴油发动机的情况下，所述运行周期的预定部分可包括注入燃料的瞬间。

燃烧室的进气阀或排气阀开启时的相将不包括在所述预定部分内，因为在这些相内压力能被安全地假定为确定地与发动机的进气歧管或排气系统内的压力相关并且接近于大气压力。

通过使所述控制器适于确定由所述压力传感器之一输出的数据中的压力最大值以及对运行周期的所述预定部分的起点和/或终点进行调整，以便在所述预定部分的预定位置检测到压力最大值，实现所述压力监控系统和内燃机运行的精确、自动同步。

为使因此确定的压力最大值严格同步于被所述压力传感器监控的燃烧室内的一个活塞的上止点位置，所述控制器优选适用于仅基于在一个无燃烧运行周期内获得的数据进行所述调整。

优选地，模拟-数字转换器与多路复用器的一输出端相连。这样，可用一个这样的转换器来根据一种时分多路复用方案转换来自多个传感器的压力数据。

用于暂时存储来自燃烧室的压力数据的序列的缓冲存储器优选与所述多路复用器的一输出端相连。

更为优选的是，每个压力传感器被触发以在其关联的燃烧室中在预定曲轴角度对压力采样。在这种情况下，缓冲存储器应该适用于存储每个与它的曲轴角度相关联的压力样本。

通过一种用于内燃机的压力监控系统更进一步实现本发明的目的，所述压力监控系统包括多个燃烧室和与每个燃烧室相关联的压力传感器，优选地如上文所限定的那样，包括用于在所述燃烧室位于两个运行周期的预定部分之间时计算任一所述燃烧室内压力的计算装置。如上文指出，如果压力低，来自传感器的压力信号的信噪比趋向于极弱，以致可用计算数据代替这个压力信号，而不会必然地降低压力数据的质量。

对所述两个预定部分之间的间隔内的压力和数据的计算优选基于在在先预定部分期间提取的至少一个压力样本和/或在在后预定部分其间提取的至少一个压力样本。

对所述运行周期的预定部分外部的燃烧室内的压力的计算优选基于pVγ为常数的假设，其中p为燃烧室内的压力，V为其体积，γ为例如空气、空气/燃料混合物或排出气体的绝热系数。

附图说明

下面参考附图从随后的实施例描述中了解本发明的其它特点和优点。

图1为根据本发明的第一实施例的压力监控系统的框图；以及

图2为根据第二实施例的压力监控系统的框图。

具体实施方式

图1的框图示意地描绘了一个具有四个燃烧室2的四冲程内燃机1，活塞3在燃烧室2中往复运动以驱动曲轴4。每个燃烧室2的一个运行周期与曲轴4的两圈旋转对应。燃烧室2的运行周期相对于彼此有四分之一周期的相移，与曲轴4的180度旋转对应。