[发明专利]爆震检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于内燃机爆震检测的方法，在该内燃机中通过电晕放电点燃燃料/空气混合物。

背景技术

从专利申请DE102009013877A1中得知一种方法，具有权利要求1前序部分描述的特征。

通过电晕放电点燃燃料/空气混合物的点火装置,包含电谐振电路，其中一与燃烧室壁电绝缘的点火电极与该壁一起组成电容器。通过激励谐振电路,在点火电极产生电晕放电,然后点燃在燃烧室的燃料/空气混合物。这种电晕点火设备在如WO2010/11838中有描述。燃烧室包含由点火电极与燃烧室壁形成的电容器的电介质。考虑到燃烧室和燃料燃烧过程发生在其中，电晕点火设备的谐振电路的电变量因此尤其适合用于获得有关信息。

发明内容

本发明的目的是为了阐明一种能够检测爆震燃烧的方法。

此目标可通过具有权利要求1指定的特征的方法实现。对本发明的有利的改善公开在从属权利要求中。

根据本发明的一种方法，可以检测在燃料燃烧开始后谐振电路的电变量过程是否存在局部极值。在本发明的范围内，人们已认识到，燃料开始燃烧后存在局部值表明存在爆震燃烧。极值是一极大值或极小值，这取决于考虑的电变量。

谐振电路的电变量可能是,例如,谐振电路的谐振频率、谐振电路的阻抗或者电流和电压之间的相位。特别是频率控制的谐振电路，根据本发明的方法，例如通过锁相环，可将谐振频率作为电变量进行检查。电流和电压之间的相位尤其适合频率控制的谐振电路。

例如可将电变量的连续测量的测量信号进行过滤，例如高通滤波，以及通过检查被过滤的信号中是否存在极值来确定燃料开始燃烧后谐振电路的电变量过程是否存在局部极值。爆震燃烧尤其会导致燃烧室所含物体在声音频率范围内振动。然后,发现这些振荡也存在于谐振电路的电变量过程。爆震燃烧因此意味着谐振电路的电变量过程以大于1千赫兹的频率变化，尤其是大于3千赫兹，例如大于4千赫兹。因为使用一个相应阈值用于高通滤波,可将谐振电路的电变量的测量信号进行处理。如果在过滤后明显存在谐振电路的电变量的极值，这表明存在爆震燃烧。

例如,高通滤波可以使用一带通滤波器。频率超过30kHz,甚至常常超过20kHz,就一般不需要考虑用于检测爆震燃烧。因此，例如一个带通滤波器的低阈值为4kHz或以下就可使用。带通滤波器中的上阈值可能位于20kHz到30kHz之间的任意位置。

为了量化爆震程度,过滤后对极值进行评估，例如在极值之前或之后的某个时间，极值和电变量值之间的差异。作为爆震行为的一个特征变量，也可在过滤后发现的极值周围的预定范围内对电变量的测量信号进行积分计算。这个范围的宽度绝对可以作为曲轴角度间隔预先设置，但也可能通过预定的毫秒数或者与极值关联的峰值宽度来确定。例如,进行积分计算的范围的限制可限定在一定的程度，使得变量以预定的系数例如50%，偏离极值。

检测燃料开始燃烧后在电变量过程是否存在极值的进一步的可能性在于确定电变量过程是否在电晕放电形成中具有多于两个的局部极值。在本发明的范围内，人们已认识到,燃料开始燃烧后存在一进一步的局部极值表明存在爆震燃烧。在爆震中心（爆震）的异常点火在电变量中可以特别清楚的看到。

当电晕放电产生时,谐振电路的谐振频率最初会上升。由于形成电晕放电，谐振频率降低，因为预反应的发生和燃料/空气混合物离子化增加。只要燃料/空气混合物点燃,谐振频率会上升。在内燃机汽缸的一个工作周期内，谐振电路的谐振频率的极大值和点火电路的谐振频率的极小值便得到确定，即使存在定期执行的点火。电晕放电设备的谐振电路的阻抗过程相应的最初显示出极小值，在开始点燃时显示出极大值。

电晕放电一般在发动机每个工作循环中再次被点燃。但是,也有可能使电晕放电在整个循环中燃烧，也就是说，仅仅在启动发动机时点燃电晕放电。

理想的燃料燃烧中,谐振频率持续单调上升，直到电晕放电结束。在爆震燃烧中,谐振频率的上升被爆炸性的局部燃烧中断，导致频率的下降。在燃烧过程开始后，电变量过程另外有一第三和第四局部极值，因此爆震燃烧是很明显的。

燃料燃烧的开始可以在电变量过程中的一个极值点被检测，例如谐振电路的谐振频率，谐振电路的阻抗或电流和电压的相位。燃烧过程的开始尤其与一个极值有关。