[发明专利]用于测定气缸压力特征的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于从由一个气缸压力传感器采集的气缸中的压 力曲线中测定气缸压力特征的方法和一种装置。

背景技术

到迄今为止的发动机控制器使用由内燃机上的传感器提供的大量 的传感器数值，以便对内燃机的喷射系统和空气系统进行控制或者调 节。无论是汽油机还是柴油机都是这样做的。一种对发动机进行控制的 可能的替代办法是不依据仅提供关于在汽缸中进行的燃烧过程方面的 间接信息的上述传感器数值，而是依据直接的单个气缸的燃烧室信号来 建立对发动机的控制。因此建议使用气缸压力传感器，以测量汽缸压力， 因为这些压力传感器具有最高的测量精度。在测量气缸压力时基本的主 导参量、平均的指示压力是由发动机所做的机械功的尺度。因为特别是 在气油发动机中在S1-运行(点火运行)时平均指示压力从一个循环到 另一循环的波动性很大，因此必须将以此为依据的调节设计得比较慢。 由于这个原因，为了效率的快速适配而采用了以燃烧状况为基础的一个 第二调节回路。

在这种情况中通过燃烧过程所引起的最大气缸压力(p_max)的角 度或者是关于燃烧状况(dp_max/d)的最大气缸压力梯度的角度证明 是有利的另一主导参量。然而两个信号被压缩曲线所覆盖，也就是说被 通过在气缸中由于活塞的运动的压缩和降压所引起的压力的那一部分 所覆盖。在这种情况中存在的主要问题是，若量大压力数值不再是通过 燃烧而是通过气缸中的压缩，例如在后面的燃烧状态中的情况那样，这 时难于取得这种特征。

在可能使用以气缸压力为依据的发动机控制中，无论是在汽油机 中，例如在常规S1-运行时为了确定效率，在有控制的自行点火时，以 及在为了降低燃料而稳定新的燃烧方法时，还是在柴油机中例如为了减 少排放而稳定新的燃烧方法时燃烧状况的调节都具有特别的意义。

直到现在都是从压力变化曲线中求得燃烧状况特征，其办法是借助 一种所谓的加热曲线计算从中计算出压缩曲线，为的是得到仅通过燃烧 所引起的气缸压力，以用作确定所需气缸压力特征的初始参数。这个加 热曲线计算是以转换的能量为依据。从这种能量中可以求出在压缩时所 做的功，这样就可推断出在气缸中通过压缩所产生的压力。然而进行这 种计算是很费钱的。

发明内容

因此本发明的任务是根据气缸的压力特征以简单的方法求出燃烧 状况特征，而无需对通过压缩和减压所产生的压力曲线的费钱的计算。

这个任务通过按照权利要求1所述的方法以及通过按照并列的权利 要求所述的装置得以完成。

根据第一方面规定了用于确定一个或者多个气缸压力特征的方法 用于调节内燃机中的燃烧状况。该方法包括下述步骤：

-测定关于曲轴角度的气缸压力曲线或者气缸压力梯度曲线；

-用一种高通滤波器对气缸压力的曲线，或者气缸压力梯度的曲线 进行滤波，为的是消除通过活塞在燃烧室中的运动所引起的压力 波动的部分；

-从经滤波的曲线中确定至少一个气缸压力特征。

上述方法使得直接而无需费事地计算压缩曲线，例如借助加热曲线 计算和类似的方法从气缸压力曲线或者从气缸压力梯度曲线以简单且 可靠的方法得到单个气缸的用于燃烧状况的特征成为可能。这点是通过 下述措施达到的，即通过将由此在气缸在所产生的压力曲线滤出而抑制 由于活塞的运动所造成的在燃烧室中的压缩和降低过程的影响。

此外，可将气缸压力的经滤波的曲线的最大位置，或者气缸压力梯 度曲线的最大值的位置，和/或气缸压力的经滤波的曲线的或者气缸压力 梯度的曲线的在它的最大值上的振幅的参数，和/或最大气缸压力或者最 大气缸压力梯度前的第一局部最小的曲轴角和最大气缸压力或最大气 缸压力梯度后的第一局部最小值之间的曲轴角度差被确定为至少一个 气缸压力特征。

根据一个实施形式用高通滤波器对气缸压力曲线，或者气缸压力梯 度曲线进行滤波，特别是用这样的高通滤波器，即它的极限频率是可变 的，并且与内燃机的实际转速有关，其中，特别是相位补偿地进行滤波。

可以规定用低通滤波器对气缸压力曲线，或者气缸压力梯度曲线进 行低通滤波，和/或经受补偿修正。

此外也可通过带通滤波器进行高通滤波和低通滤波。