专利名称：燃烧断火识别的制作方法
现有技术本发明涉及一种用于识别内燃机燃烧断火的方法，这种内燃机用于驱动汽车。
燃烧断火会导致内燃机工作时排出的有害物质增加，并且损害发动机排气系统中的催化器。为了满足对有关排气功能的在线监控法规要求，必须对整个转速和负荷范围内的燃烧断火进行识别。与此相关的是，众所周知，当内燃机工作在有断火状态时其转速变化曲线相对于无断火的正常工作状态有特征性变化。通过比较这些转速变化曲线就可区分无断火的正常工作状态和有断火的工作状态。
在DE-OS 196 27 540中已经公开一种在上述基础上工作的方法。
根据这一已知的方法，一个被称为扇区(Segment)的曲轴转角区域与每个气缸的一个确定的活塞运动范围相对应。这些扇区例如通过在一个与曲轴相联接的发信轮上做的标记来实现。在扇区时间内曲轴转过一定的转角区域，该扇区时间主要取决于燃烧冲程所转换的能量。断火会导致与点火同步的扇区时间增加。按照这一已知方法，根据扇区时间的不同来计算发动机的运转不平稳度，其中例如在汽车加速时发动机转速的提高等额外缓慢动态过程通过计算来补偿。用这一方法计算出每次点火的运转不平稳值，将该值与点火同步地与一预先规定的阈值进行比较。当超过由转速和负荷等运行参数决定的该阈值时就识别为断火。
这种方法的可靠性关键取决于根据扇区时间计算出曲轴转速差的精度，而转速差是判别断火的特征参数。
在此基础上，本发明的任务是进一步提高该精度。
该任务通过权利要求1的特征组合来解决。
该解决方案的基本要素是，—该转角扇区相对于内燃机活塞运动的一个参考点的位置和/或—该转角扇区的角度延伸长度取决于内燃机的运行参数。
本发明基于这样的认识迄今已知的对于整个发动机运行范围确定一个唯一的扇区位置和扇区长度不是最佳的。根据本发明，扇区的位置和/或长度与发动机的运行参数有关。扇区的开始和长度可以取决于合适的运行参数，例如内燃机转矩、负荷或气缸充气和转速。本发明优点通过较理想的扇区时间位置和长度能够提高干扰间距，即被断火干扰的运转不平稳信号与无干扰的运转不平稳信号之间的距离。
由此提高了识别质量。与此相关的灵敏度提高使得能够探测燃烧中例如由于所不希望的不同喷射量所引起的较小差别，不同的喷射量可因喷射阀上形成燃烧残渣而引起。
因此可以在运转不平稳的基础上干涉喷射来实现对不同喷油量的平衡。
附图下面参考附图对本发明的实施例进行阐述。
图1详细描述了本发明的技术背景。
图2转速传感装置的细节以及内燃机曲轴上的转速传感器4的信号随时间变化曲线加上凸轮轴上的传感器6的相位信号。
图3清楚地表明了已知的形成扇区时间的原理，扇区时间作为在转速测量基础上的运转不平稳程度的基准。
图4示出不同扇区长度和扇区位置与内燃机不同运行范围的一种可能的对应关系。
图5公开了一个流程框图，作为本发明方法的实施例。
图1示出一个内燃机1，其具有一个转角发信轮2，转角发信轮2上有标记3，以及具有一个转角传感器4，一个控制器5，一个相位传感器6，一个用于测量流入内燃机的空气流量的装置7和一个故障指示灯8。
图2a示出由转角发信轮2和转角传感器4所组成的转速传感系统的细节。该转角发信轮例如作为铁磁性发信轮装在曲轴上，具有容纳60个齿的位置，其中缺少了两个齿(齿槽)。感应式转速传感器探测58个齿的这种轮齿顺序。感应式转速传感器由一个永磁体4.1和一个带有铜绕组的软铁芯4.2组成。当发信轮的齿经过该传感器时，传感器中的磁通量改变，感应出一个交变电压，如图2b所示。
控制器根据信号脉冲边沿间距的增大识别出齿槽。该齿槽对应一个确定的曲轴位置，该位置与第一缸的上死点(OT)有固定的相对关系。在图2c中在下面示出的相位传感器6的信号使得能够区分换气上死点OT和点火上死点OT。为此，相位传感器6以信号中的标记的形式提供一个关于曲轴相对于凸轮轴的角度位置的信息。由于在4冲程发动机中曲轴转动频率是凸轮轴的两倍，在此，实际的凸轮轴位置是对应于曲轴的第一转还是第二转，该信息就足够了。
如果相位传感器信号中的标记与转速传感器信号中的齿槽同时出现，控制器就识别为第一缸的点火上死点OT。伴随着接下来的每一个正的或负的脉冲边沿，曲轴位置继续计数6°。
根据总齿数和汽缸数，控制器能够识别其余汽缸的点火上死点OT。在使用4个汽缸和60-2个齿的发信轮的情况下，点火上死点OT分别间隔28或30个齿的间距相继出现。为了形成扇区时间，例如从点火上死点OT前面15个齿开始用于转角扇区的时间测量，例如延伸过30个齿。这样选择开始和长度使得任意的扇区长度和位置成为可能，可以根据运行参数在它们之间进行转换。
在持续时间ts内曲轴转过这样确定的扇区，这样的持续时间在作为计算机实现的控制器5中被进一步处理成为内燃机运转不平稳尺度Lut。
图3绘出了时间ts，在这段时间内曲轴的旋转运动转过所述的转角区域。其中一个汽缸中发生一次断火。与断火相关的转矩下降导致对应的时间间隔ts的增大。因此，时间间隔ts已经代表一个运转不平稳尺度Lut，它在原理上适合于识别断火。
每次点火典型地形成一个或两个扇区时间。在形成每次点火一个扇区时间并利用发信轮的所有标记时，扇区长度由720°除以汽缸数得到。这样，在4缸发动机中得到扇区长度为180°，它例如可以相对于点火上死点OT对称布置。到现在为止使用固定的长度和布置，它对于低负荷和高转速的识别临界范围是最佳的。但在低转速时，其它的扇区位置如从上死点前126°曲轴转角到上死点后54°曲轴转角被证明更为合适。
前后相接的扇区也可以相互搭接，例如在4缸发动机中扇区长度大于180°曲轴转角KW时。
按照本发明，根据运行点在多个扇区长度和扇区位置之间进行转换。例如在一个4缸发动机中，在高转速时扇区时间从上死点前108°曲轴转角KW到上死点后72°曲轴转角KW形成(图4b中的扇区开始1)，而在低转速时从上死点前126°曲轴转角KW到上死点后54°曲轴转角KW形成(图4b中的扇区开始2)。
但也可设想在3个或更多的区域上转换。
同样，扇区的长度也可根据运行点的不同而变化，这样，例如在高转速时形成180°曲轴转角的扇区(图4a中的扇区长度1)，在低转速时形成162°曲轴转角长度的扇区(图4a中的扇区长度2)。
也可以将不同位置之间的转换和不同长度之间的转换相互组合。
在转换时，可以设置一个滞后代替固定的边界。
这一点在图4c中举例说明。在该图中，在从低负荷向高负荷过渡时从范围L1和/或B1到范围L2和/或B2的范围转换与从相反方向过渡时发生在不同的负荷值时。
图5示出一个流程框图，作为本发明方法一个实施例，它被一个处于上位的发动机控制程序周期性调用(步骤“开始”)。在步骤5.1中检查转速n和负荷L是否处在范围L1内。如果是，则在步骤5.2中以扇区长度1形成扇区时间(对比图4a)。否则，在步骤5.3中以扇区长度2形成扇区时间。
接着，以类似方式在步骤5.4至5.6中选择扇区开始。借助于在所选出的扇区长度和扇区位置基础上求出的扇区时间进行燃烧断火识别。在所描述的实施例中步骤5.7用于此功能。如果扇区时间超过一个预先规定的阈值，在步骤5.8中接通故障指示灯。当然，通过计算超过阈值(断火)与正常燃烧次数或与工作冲程(燃烧加断火)次数相比的频度，可以在接通故障指示灯之前先接通一个故障报警统计保护装置。
权利要求
1.用于在对扇区时间进行分析的基础上识别内燃机燃烧断火的方法，在所述扇区时间内内燃机的一个轴转过预先规定的转角扇区，其特征在于，该转角扇区相对于内燃机活塞运动的一个参考点的位置和/或该转角扇区的角度延伸长度取决于内燃机的至少一个运行参数。
2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，取决于内燃机的负荷和/或转速。
3.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于，取决于内燃机的转矩。
4.按权利要求2或3所述的方法，其特征在于，对于转角扇区的位置和/或长度的依赖性额外还取决于至少一个运行参数的变化方向(滞后)。
全文摘要
提出一种在对扇区时间进行分析的基础上识别内燃机燃烧断火的方法,在所述扇区时间内内燃机的一个轴转过预先规定的转角扇区。该方法的特点在于,扇区长度和/或相对于内燃机活塞运动的一个参考点的扇区位置可以变化,其中,转角扇区的位置和/或扇区长度、即转角扇区的角度延伸长度取决于内燃机的运行参数。
文档编号G01M15/11GK1378645SQ0081372
公开日2002年11月6日 申请日期2000年9月2日 优先权日1999年9月30日
发明者米夏埃尔·莱纳, 安德烈亚·洛曼 申请人:罗伯特·博施有限公司