基于离子电流预测发动机缸内空燃比的方法
【专利摘要】本发明公开一种基于离子电流预测发动机缸内空燃比的方法，其包括以下步骤：采集发动机缸内产生的离子电流信号，并分别提取各燃烧周期的信号峰值、信号持续期和信号对时间的积分值等特征参数；根据缸内采样计算缸内空燃比；验证离子电流特征值和计算所得的缸内空燃比的对应关系；根据离子电流的特征值预测缸内空燃比。本发明使用离子电流预测空燃比，不需要氧传感器，节约了成本。
【专利说明】基于离子电流预测发动机缸内空燃比的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于内燃机【技术领域】，涉及一种基于离子电流预测发动机缸内空燃比的方法，该方法通过采集发动机点火之后在缸内产生的离子电流来预测发动机缸内的空燃比。
【背景技术】
[0002]对直喷汽油机而言，精确控制缸内燃油和空气的混合过程，在火花塞附近形成浓度适当的混合气至关重要。在发动机冷起动时，通常增加燃油喷射量使空燃比变浓，但近年来，考虑到节能减排的要求，控制空燃比尽可能的稀薄的做法成为主流，但由于氧传感器一般达不到活化温度，不可能检测出实际空燃比。为此有人提出离子电流诊断技术在发动机上的应用。在已有研究中，李理光、卞江等在专利“用于火花点燃式发动机失火控制的装置及方法”(CN 102418643 A)中公开了一种用于火花点燃式发动机失火控制的装置和方法，在用离子电流检测到失火后，立即进行补火操作，使失火可能造成的危害最小化。日本浅野守人等在专利“根据离子电流判定内燃机的空燃比的方法”(CN 101356354 A)中提供了一种根据离子电流判定内燃机的空燃比的方法，其主要是根据所测量的离子电流的产生期间低于基准值的情况下，判定为空燃比在理论空燃比之外，但未判定实际空燃比的具体数值或对空燃比是过浓过稀做出判定。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是要提供一种基于离子电流预测发动机缸内空燃比的方法，可以将发动机点火后采集到的离子电流信号与缸内采样计算出的空燃比建立对应关系，为预测直喷发动机的缸内空燃比研究提供有力的支持。
[0004]为了解决以上的技术问题，本发明提供了一种基于离子电流预测发动机缸内空燃比的方法，包括取样火花塞、Cambustion排放仪、离子电流检测装置；该方法包括以下的步骤:
⑴采集发动机点火后产生的离子信号，并分别提取各燃烧周期的信号峰值、信号持续期和信号对时间的积分值特征参数；
⑵根据缸内采样的方法计算发动机缸内的空燃比；
⑶验证离子电流特征值和计算所得的缸内空燃比的对应关系；
⑷根据离子电流的特征值预测缸内空燃比。
[0005]所述取样火花塞，为排放仪探头进行缸内采样。
[0006]所述Cambustion排放仪,用于采集缸内HC浓度。
[0007]所述离子电流检测装置，用于采集发动机点火后产生的离子电流信号。
[0008]上述步骤⑶和⑷，是通过采集到的离子电流信号特征值与通过缸内采样计算出的空燃比找到一种对应关系，在这种对应关系的基础上直接根据离子电流信号特征值预测空燃比。
[0009]离子电流检测装置，检测点火线圈的离子电流，并发送给微控制单元，提取各燃烧周期的信号峰值σρ)、信号持续期σ)和信号对时间的积分值c?)等特征参数。
[0010]所述点火线圈，为火花塞提供点火电源。
[0011]所述火花塞在气缸内进行点火。
[0012]根据缸内采样测到的HC浓度计算空燃比的方法:
【权利要求】
1.一种基于离子电流预测发动机缸内空燃比的方法，包括取样火花塞、Cambustion排放仪、离子电流检测装置；该方法包括以下的步骤: ⑴采集发动机点火后产生的离子信号，并分别提取各燃烧周期的信号峰值、信号持续期和信号对时间的积分值特征参数； ⑵根据缸内采样的方法计算发动机缸内的空燃比； ⑶验证离子电流特征值和计算所得的缸内空燃比的对应关系； ⑷根据离子电流的特征值预测缸内空燃比。
2.如权利要求1所述的基于离子电流预测发动机缸内空燃比的方法，其特征在于:所述取样火花塞，为排放仪探头进行缸内采样。
3.如权利要求1所述的基于离子电流预测发动机缸内空燃比的方法，其特征在于:所述Cambustion排放仪,用于采集缸内HC浓度。
4.如权利要求1所述的基于离子电流预测发动机缸内空燃比的方法，其特征在于:所述离子电流检测装置，用于采集发动机点火后产生的离子电流信号。
5.如权利要求1所述的基于离子电流预测发动机缸内空燃比的方法，其特征在于:所述步骤⑶和⑷，是通过采集到的离子电流信号特征值与通过缸内采样计算出的空燃比找到一种对应关系， 在这种对应关系的基础上直接根据离子电流信号特征值预测空燃比。
【文档编号】F02D45/00GK103603738SQ201310575799
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2013年11月18日 优先权日:2013年11月18日
【发明者】胡宗杰, 童孙禹, 李理光, 吴志军, 邓俊, 纪媌媌, 李献菁 申请人:同济大学