处理涉及内燃机汽缸燃烧室中优势压力的电压信号的方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及在内燃机的汽缸中占优势的压力的测量的领域，并且更特别地设及一 种用于处理设及在内燃机的汽缸的燃烧室中占优势的压力的电压信号的方法W及关联设 备。
【背景技术】
[0002] 内燃机通常具有每个限定燃烧室的汽缸，在汽缸中引入了燃料和燃烧剂W用于混 合物的燃烧。该发动机允许将由此燃烧释放的能量变换成机械能。
[0003] 在运种发动机中，已知为每个汽缸提供传感器W便测量在所述汽缸的燃烧室中占 优势（prevai 1 ing)的压力，该传感器集合被连接到处理单元。此处理单元一般地如已知的 那样W称为电子控制单元(发动机控制单元或ECU)的计算机的形式提供，其使得可能调整 车辆的发动机的控制参数，诸如燃料到汽缸中的喷射或污染排放的后处理。
[0004] 如已知的，压力测量传感器使用敏感压电元件的电荷的变化来W相对的方式提供 在汽缸中占优势的压力的指示。此类传感器在输出处提供表示运些压力变化的电压信号。 在图1中图示出由汽缸中的压力测量传感器提供的信号的示例。此电压信号S_in在频率和 幅度方面改变，并且在基本上线性的阶段与电压峰值之间交替，该电压峰值称为"主峰值"， 表示在气体的压缩和燃烧阶段期间在汽缸的燃烧室内部占优势的压力的峰值。
[0005] 线性阶段基本上根据零、正或负梯度的直线发展。此梯度的非零值由噪声和偏移 引起，其特别地由传感器所经历的振动和/或热电的现象引起。特别地，由汽缸中的气体燃 烧所释放的热量对陶瓷加热可产生电流，其在传感器中产生附加电荷，称为"热电"。
[0006] 更确切地，图2示出了压力测量传感器的有噪声电压信号S_in的详细示例，所 述信号随时间t推移根据正梯度A的直线发展。如上文所解释的，可将信号S_in比作 (assimilate to)在"台地（plateau)"阶段 SP1、SP2、SP3 与电压峰值 P1、P2、P3 之间的交 替，在阶段SP1、SP2、SP3期间电压不同于参考值VREF且平均起来随时间推移根据在本示例 中具有正梯度的直线而发展，电压峰值P1、P2、P3表示燃烧压力峰值。
[0007] -般而言，信号S_in具有表不噪声的弱变化VAR。另外，如图10B中所不，主峰值 可在其顶点处具有变化，其采取双峰值P1A、P1B的形式。此双峰值P1A、P1B表示当压力在 燃烧室中达到最大值时汽缸中的气体的燃烧噪声。另外，被称为"次级峰值叩S (参考图8) 的低幅度的压力峰值可W由阀噪声产生，并且可达到接近于低幅度的主峰值的幅度（即在 车辆发动机的低速下)。
[0008] 处理单元处理每个传感器的输出处的电压信号S_in，从而使得其可被电子控制单 元ECU使用。此处理包括信号的整流，从而补偿其偏移。为此目的，需要检测压力峰值W便 在台地阶段期间单独地补偿信号，并且从而因此获得交替地具有原始主峰值和零梯度的台 地的信号。为此，如已知的，处理单元包括峰值检测子单元和旨在补偿信号的梯度的补偿子 单元。处理单元一般地W被连接到压力测量传感器的"ASIC"型(专用集成电路）的专用集 成电路的形式提供的。
[0009] 基于"卡尔曼"滤波器，从现有技术已知的方法是基于一种用于输出信号与被衰减 增益的其预测之间的误差的递归修正的方法。然后基于在在先获取的时刻已滤波和修正的 信号来计算信号的预测。更特别地且根据文献FR 2 938 645 A1，已知使用两个卡尔曼滤波 器："快速"卡尔曼滤波器，即对于属于压力峰值的点而言具有具有高值的恒定增益和梯度； W及"慢速"卡尔曼滤波器，即具有具有低值的恒定增益和梯度用于确定信号的偏移，即在 台地阶段期间的偏移。该方法使得可能基于信号点是否属于台地而逐点来修正所述点。
[0010] 然而，运种方法具有多个缺点。首先，信号的每个点被使用卡尔曼滤波器的复杂计 算进行处理，其是耗费时间的，并且运种方法使用ASIC电路的大量存储器。然后，该方法难 W校准，因为其具有要进行参数化的四个变量：包括用于快速卡尔曼滤波器的梯度增益和 恒定增益的对和包括用于慢速卡尔曼滤波器的梯度增益和恒定增益的另一对。另外，如图 10B中所示，在燃烧开始时的主峰值的顶点处的信号的振荡导致卡尔曼滤波器检测许多峰 值P1A、P1B，并且不适当地补偿其之间的信号。仍参考图10B，峰值检测信号200然后执行 错误的双重检测Υ1、Υ2,使得已补偿信号是不准确，运对发动机的操作参数的调整有害。同 样地，表示阀噪声的峰值或者是称为次级峰值PS (参考图8)的东西可能被卡尔曼滤波器与 低值主压力峰值(例如图8中的峰值Ρ6)混淆，运导致卡尔曼滤波器不适当地补偿其之间的 信号，因此使得已补偿信号不准确，运对发动机的操作参数的调整也是有害的。
[0011] 本发明的目的是通过提出一种用于准确地检测车辆的内燃机的汽缸中的气体的 主压力峰值从而提供可W被有效地使用W便管理发动机参数的已补偿信号的简单且可靠 的解决方案来克服运些缺点。
【发明内容】
[0012] 出于此目的，本发明首先设及一种用于处理关于在内燃机的汽缸的燃烧室中占优 势的压力的电压信号的方法，所述信号被称为"输入信号"，交替地具有在其期间"基础"信 号平均起来随时间推移而根据线性函数发展的"台地"阶段和在其期间信号表示在燃烧室 中占优势的压力峰值的主峰值的阶段，所述方法包括： ?对输入信号进行整流使得基础信号的梯度为零的步骤， ?其中幅度大于预定电压值的已整流信号的峰值被限幅从而获得称为"限幅信号"的 至少部分地限幅的信号的步骤， ?当输入信号的幅度大于限幅信号的幅度时检测主峰值的步骤， ?在不存在此类检测的情况下补偿输入信号的步骤。
[0013] 该输入信号还包括次级噪声峰值，该预定限幅值优选地被选择成从而在避免次级 噪声峰值的限幅的同时允许主峰值的限幅，所述次级噪声峰值例如对应于汽缸的燃烧室中 的在25和30 bar之间的压力的预定限幅值。
[0014] 替代地，特别是当对应于发动机的低速操作的低幅度的某些峰值未被限幅时，该 方法包括在限幅步骤与检测步骤之间的生成峰值信号的步骤，所述峰值信号在其大于限幅 信号的值时被用具有低于或等于1的第一值的增益系数加权，或者在其他情况下等于限幅 信号，当输入信号的幅度大于峰值信号的幅度时执行主峰值的检测。此加权在时刻t处被 应用于先前时刻t-1处的峰值信号的值，使得峰值信号的梯度在第一增益值小于1时在两 个峰值之间减小并且当第一增益值等于1时是恒定的。
[0015] 在运种情况下，预定限幅值优选地被选择成从而在避免次级噪声峰值的限幅的同 时对高幅度的主峰值进行限幅，其可W具有指示发动机的高速操作的幅度。峰值信号然后 通过在限幅信号的限幅主峰值与未限幅主峰值之间减小而将其连接，从而允许检测低幅度 的主峰值。此类检测然后针对每个主峰值定义窗口，在该窗口期间，已整流信号对应于主峰 值，并且不要求补偿。两个峰值之间的负梯度的峰值信号的使用使得可能检测主压力峰值 的幅度的突然变化，特别是从高幅度(高发动机速度）的主峰值到低幅度(低发动机速度）的 主峰值。可基于信号的频率和幅度来修改