一種識(shí)別往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)中燃燒開(kāi)始的方法，其中燃料通過(guò)電暈放電點(diǎn)燃的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種用于確定往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)中燃燒開(kāi)始的方法，其中通過(guò)電暈放電點(diǎn)燃燃料/空氣混合物，其中，激勵(lì)一電氣諧振電路以產(chǎn)生電暈放電，其中相對(duì)燃燒室壁電氣絕緣的點(diǎn)火電極與燃燒室壁一起構(gòu)成一電容器，以及，計(jì)算諧振電路的一電氣變量的值以識(shí)別燃燒的開(kāi)始。根據(jù)本發(fā)明，評(píng)估一極值的位置，該極值產(chǎn)生于電暈放電點(diǎn)火后和熄滅前的電氣變量的變化過(guò)程中，或者將電氣變量的變化過(guò)程與一基準(zhǔn)變化過(guò)程比較，其中預(yù)設(shè)一閾值且根據(jù)超過(guò)該閾值的偏差來(lái)推斷出燃料的燃燒。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種識(shí)別往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)中燃燒開(kāi)始的方法，其中燃料通過(guò)電暈放電點(diǎn)燃
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種識(shí)別往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)開(kāi)始燃燒的方法，在內(nèi)燃機(jī)中燃料/空氣混合物通過(guò)電暈放電點(diǎn)火。具有權(quán)利要求的前序部分的特征的方法，在專(zhuān)利DE102009013877A1中可獲知。
【背景技術(shù)】
[0002]讓燃料/空氣混合物由電暈放電點(diǎn)火的點(diǎn)火裝置包括電諧振電路，其中相對(duì)燃燒室壁電氣絕緣的點(diǎn)火電極與燃燒室壁一起構(gòu)成一電容器。通過(guò)激勵(lì)諧振電路，可在點(diǎn)火電極產(chǎn)生電暈放電，然后點(diǎn)燃貯存在燃燒室的燃料/空氣混合物。這樣的電暈放電點(diǎn)火裝置例如在專(zhuān)利W02010/011838中有所描述。燃燒室的內(nèi)容物為由點(diǎn)火電極和燃燒室壁構(gòu)成的電容器的電介質(zhì)。電暈放電點(diǎn)火裝置的諧振電路的電氣變量因此尤其適用于獲取關(guān)于燃燒室和燃料燃燒過(guò)程的信息。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是說(shuō)明一種可以識(shí)別燃燒開(kāi)始的方法。
[0004]這個(gè)目的通過(guò)具有權(quán)利要求的指定特征的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的有益的優(yōu)化改良在從屬權(quán)利要求中得到公開(kāi)。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的方法，判定一極值的位置，該極值產(chǎn)生于電暈放電點(diǎn)火之后和其熄滅之前的期間內(nèi)。特別地，燃燒過(guò)程的開(kāi)始導(dǎo)致燃燒室條件的急劇變化。燃燒的開(kāi)始因此與電暈放電裝置的諧振電路的各種電氣變量的變化過(guò)程中的極值關(guān)聯(lián)。由此可以探悉燃燒已開(kāi)始。燃燒開(kāi)始的時(shí)間是重要信息，其用于有效率的發(fā)動(dòng)機(jī)控制。燃燒開(kāi)始的時(shí)間可以給定為曲柄軸在那一時(shí)刻的角度。
[0006]諧振電路的電氣變量可以是，例如，諧振電路的共振頻率、諧振電路的阻抗或電流和電壓之間的相位。與燃燒過(guò)程的開(kāi)始關(guān)聯(lián)的極值為一最大或最小值，其根據(jù)所考慮的變量而定。
[0007]當(dāng)一電暈放電生成時(shí)，最初諧振電路的共振頻率升高。由于電暈放電的形成，共振頻率下降，因?yàn)榘l(fā)生了預(yù)反應(yīng)以及燃料/空氣混合物的電離增加。一旦燃料/空氣混合物點(diǎn)燃，共振頻率升高。相應(yīng)地，電暈放電裝置的諧振電路的阻抗的變化過(guò)程，最初表現(xiàn)出一最小值，然后在燃燒開(kāi)始的時(shí)刻，表現(xiàn)出一最大值。
[0008]—般地，電暈放電在發(fā)動(dòng)機(jī)的每一循環(huán)周期內(nèi)重新點(diǎn)火。然而，還可以使電暈放電在整個(gè)周期期間內(nèi)燃燒，也就是說(shuō)僅當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)點(diǎn)燃電暈放電。還可以讓一減小的電壓實(shí)現(xiàn)燃燒以作為在整個(gè)周期期間內(nèi)的診斷電壓，且僅在電暈放電點(diǎn)火時(shí)施加完全的點(diǎn)火電壓。特別是在這種情況下，可通過(guò)預(yù)設(shè)的曲柄軸角來(lái)限制時(shí)間窗口，其中可以根據(jù)本發(fā)明的方法檢查該時(shí)間窗口。因此能更容易地發(fā)現(xiàn)和判定由燃燒開(kāi)始所引起的極值。
[0009]因此，燃料燃燒的開(kāi)始能在電氣變量的變化過(guò)程中的一極值處被識(shí)別，此極值可以是，例如，諧振電路的共振頻率、諧振電路的阻抗或電流和電壓之間的相位。極值的位置可直接地在被檢查的電氣變量的變化過(guò)程中確定和評(píng)估，或間接地基于時(shí)間導(dǎo)數(shù)的多個(gè)極值來(lái)確定和評(píng)估。
[0010]例如，通過(guò)頻率控制的諧振電路，尤其是閉環(huán)頻率控制的諧振電路，共振頻率可作為基于本發(fā)明的方法的電氣變量來(lái)檢查，例如通過(guò)鎖相環(huán)路。通過(guò)使用頻率控制的諧振電路，電流和電壓之間的相位尤其適用。
[0011]由于噪聲或干擾脈沖，在電暈放電的開(kāi)始和燃燒過(guò)程的開(kāi)始之間可能額外地出現(xiàn)多個(gè)極值。特別是，電暈放電的點(diǎn)火經(jīng)常伴生擾動(dòng)效應(yīng)和額外的多個(gè)極值，因?yàn)殡姇灧烹娧b置的諧振電路經(jīng)常不在該時(shí)刻以穩(wěn)定的方式諧振。由此，使用根據(jù)本發(fā)明的方法，只評(píng)估被檢查的電氣變量距離第一極值一預(yù)設(shè)的時(shí)間間隔的變化過(guò)程，可能是恰當(dāng)?shù)?。例如，為了確定燃燒的開(kāi)始，可計(jì)算電氣變量在其變化過(guò)程中在電暈放電點(diǎn)火后的一預(yù)設(shè)的最小時(shí)間間隔上的一極值的位置。可不考慮在先的多個(gè)極值，因?yàn)樵陔姇灧烹娨胱銐虻哪芰康饺剂?空氣混合物中以使該混合物起燃之前，需經(jīng)過(guò)一些時(shí)間。
[0012]例如，隨著電暈放電的點(diǎn)火之后的一些極值的產(chǎn)生，可以檢驗(yàn)這些極值是否與電暈放電的點(diǎn)火時(shí)刻點(diǎn)保持一預(yù)設(shè)的最小時(shí)間間隔。不遵從此預(yù)設(shè)最小時(shí)間間隔的那些極值可在進(jìn)一步的判定中保持不予以考慮。另一可能性是僅檢查電氣變量距離電暈放電一段最小時(shí)間間隔的變化過(guò)程。
[0013]通過(guò)非常慢的點(diǎn)火，例如，點(diǎn)燃很難起燃的混合物，在燃燒過(guò)程的開(kāi)始之前可能會(huì)產(chǎn)生額外的多個(gè)極值，因?yàn)樵谌紵覂?nèi)對(duì)燃料/空氣混合物的壓縮還可能導(dǎo)致諧振電路的電氣變量的變化。額外的多個(gè)極值還可能由一爆震燃燒生成。然而，對(duì)比與燃燒過(guò)程的開(kāi)始有關(guān)的極值，一般地這樣的額外極值弱得多，且僅在燃燒開(kāi)始很久以后才產(chǎn)生。如果在檢查范圍內(nèi)產(chǎn)生有一些極值，則此評(píng)估可由此被限定于對(duì)全局極值的評(píng)估，也就是說(shuō)被限定為對(duì)在檢查范圍內(nèi)的最大和/或最小的極值的評(píng)估。換句話說(shuō)，燃燒的開(kāi)始與電暈放電的點(diǎn)火和熄滅之間的一些極值的產(chǎn)生有關(guān)，也就是說(shuō)，與某一極值有關(guān)，該極值為全局的極值。如果該極值為，例如阻抗的最大值，由此，相比在被檢查范圍內(nèi)在先或之后產(chǎn)生的任何最大值，屬于燃燒的開(kāi)始的最大值通常具有更大的量值。如果該極值為，例如共振頻率的最小值，由此，相比在被檢查范圍內(nèi)的在先產(chǎn)生的任何最小值，屬于燃燒的開(kāi)始的最小值通常具有更小的量值。
[0014]一般地，與燃燒過(guò)程的開(kāi)始有關(guān)的極值的特征還在于，其跟隨在一階導(dǎo)數(shù)的一個(gè)顯著極值之后。典型地，與燃燒過(guò)程的開(kāi)始有關(guān)的極值跟隨在一階導(dǎo)數(shù)的一個(gè)全局極值之后?？商娲鼗蝾~外地，屬于燃燒過(guò)程開(kāi)始的極值還可由此通過(guò)對(duì)一階導(dǎo)數(shù)的計(jì)算來(lái)識(shí)別。換句話說(shuō)，燃燒的開(kāi)始可因此與跟隨在一階導(dǎo)數(shù)的極值之后的極值有關(guān)，該一階導(dǎo)數(shù)的極值比一階導(dǎo)數(shù)的另外多個(gè)極值具有更強(qiáng)烈的顯著性，該一階導(dǎo)數(shù)的多個(gè)極值跟隨在判定范圍內(nèi)的電氣變量的其他多個(gè)極值之后。
[0015]理論上，也許在非常罕見(jiàn)的情況下，例如由于測(cè)量誤差，這兩個(gè)判斷標(biāo)準(zhǔn)傳遞不同的結(jié)果。因此合并這兩個(gè)判斷標(biāo)準(zhǔn)可能是有益的，例如通過(guò)量化一個(gè)極值相比其他的極值更顯著的程度。為此目的的一個(gè)可能性是，計(jì)算一個(gè)極值偏離下一個(gè)最明顯極值的因子，也就是說(shuō)，例如，確定最顯著最大值超過(guò)次最大值的百分比，或確定最顯著最小值低于次最小值的量。然后，比另一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)更明顯地表征一極值的標(biāo)準(zhǔn)將用于將此極值關(guān)聯(lián)到燃燒的開(kāi)始O
[0016]如果電氣變量的一極值由此偏離下一個(gè)最明顯極值第一因子，這個(gè)第一因子可與，一階導(dǎo)數(shù)的一極值偏離一階導(dǎo)數(shù)的另一極值的第二因子，相比較。如果第一因子大于第二因子，第一標(biāo)準(zhǔn)，也就是電氣變量的極值的標(biāo)準(zhǔn)，比第二標(biāo)準(zhǔn)，也就是導(dǎo)數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)，更為顯著。
[0017]根據(jù)本發(fā)明有益的改良，隨著一些極值的產(chǎn)生，考慮到該極值的顯著性有多強(qiáng)烈以及考慮到一階導(dǎo)數(shù)在先的極值的顯著性有多強(qiáng)烈，由此把一個(gè)極值與燃燒的開(kāi)始關(guān)聯(lián)。在這種情況下，由于有時(shí)候把燃燒的開(kāi)始指派到在檢查范圍內(nèi)比其他極值更強(qiáng)烈地顯著的極值，而有時(shí)候?qū)⑷紵拈_(kāi)始指派到時(shí)間導(dǎo)數(shù)的變化過(guò)程中的極值(其中，對(duì)應(yīng)電暈放電的點(diǎn)火與熄滅之間的電氣變量的變化過(guò)程中的多個(gè)極值的產(chǎn)生，將燃燒的開(kāi)始指派到電氣變量的一極值，該極值跟隨在比位于檢查范圍內(nèi)隨后的電氣變量的其他極值更強(qiáng)烈地顯著的導(dǎo)數(shù)的極值之后)，該方法可同時(shí)利用以上兩個(gè)技術(shù)主題。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的方法而確定的燃燒開(kāi)始可受由測(cè)量誤差引起的波動(dòng)影響。由此優(yōu)選地計(jì)算出對(duì)應(yīng)內(nèi)燃機(jī)的多個(gè)周期的燃燒的開(kāi)始的滑移平均值。該平均值能被，例如，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元使用。此平均值可對(duì)應(yīng)三個(gè)或以上的周期來(lái)計(jì)算，優(yōu)選地為五個(gè)或以上的周期。超過(guò)10個(gè)周期的計(jì)算，尤其是超過(guò)20周期的計(jì)算，通常不帶來(lái)額外的好處。
[0019]該平均值還可以用作用于識(shí)別燃燒開(kāi)始的額外標(biāo)準(zhǔn)，這是因?yàn)槿紵拈_(kāi)始無(wú)法從一個(gè)周期到下一周期間僅以較小的程度變化。因此該平均值可用來(lái)限制需要評(píng)估的范圍，其中在該范圍內(nèi)檢查電氣變量的變化過(guò)程。放棄偏離該平均值超過(guò)一個(gè)預(yù)設(shè)閾值的結(jié)果也是可能的，因?yàn)榇祟?lèi)結(jié)果是不準(zhǔn)確的。這個(gè)閾值可預(yù)設(shè)為標(biāo)準(zhǔn)偏差函數(shù)。
[0020]本發(fā)明還涉及一種用于確定往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)的燃燒開(kāi)始的方法，其中燃料/空氣混合物通過(guò)電暈放電點(diǎn)火，其中，為產(chǎn)生電暈放電，激勵(lì)一電氣諧振電路，其中相對(duì)燃燒室壁電氣絕緣的點(diǎn)火電極與燃燒室壁一起構(gòu)成一電容器。以及，為確定燃燒的開(kāi)始，計(jì)算諧振電路的一電氣變量的值，其中把電氣變量的變化過(guò)程與一基準(zhǔn)變化過(guò)程比較，該基準(zhǔn)變化過(guò)程為，例如對(duì)若干周期求平均的變化過(guò)程，以及其中，預(yù)設(shè)一閾值并根據(jù)超過(guò)該閾值的偏差來(lái)推斷燃料燃燒。
[0021]電暈放電裝置的諧振電路的電氣變量初期的變化過(guò)程大體上不受任何較大波動(dòng)的影響，由此很難區(qū)分一個(gè)周期和另一個(gè)周期。僅通過(guò)可能在不同的瞬間發(fā)生的燃燒開(kāi)始，不同的周期之間出現(xiàn)顯著差異。通過(guò)與一平均化的變化過(guò)程比較，燃燒的開(kāi)始可因此而確定。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0022]下文將在實(shí)施例的基礎(chǔ)上參照附圖對(duì)本發(fā)明更詳細(xì)的內(nèi)容和優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行說(shuō)明，其中:
[0023]圖1所示為電暈放電裝置的諧振電路的共振頻率的三個(gè)示意性的變化過(guò)程；
[0024]圖2所示為電暈放電裝置的諧振電路的阻抗的三個(gè)示意性的變化過(guò)程，以及；
[0025]圖3所示為根據(jù)本發(fā)明的方法的一示范實(shí)施例的流程圖，用于確定燃燒的開(kāi)始。
【具體實(shí)施方式】[0026]圖1所示為，在可迅速點(diǎn)燃的混合物的最理想燃燒下，電暈放電裝置的電氣諧振電路的共振頻率f的變化過(guò)程的示意圖。如圖所示，共振頻率f隨時(shí)間t，并由此也是隨曲柄軸角，明顯地變化。圖示的變化過(guò)程，開(kāi)始于上止點(diǎn)前的約25°到20°的曲柄軸角，直至上止點(diǎn)。根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行、燃燒點(diǎn)以及電暈放電的持續(xù)時(shí)間可以稍有不同。因此在附圖的示意圖中，橫坐標(biāo)并沒(méi)有設(shè)有單位。
[0027]在圖1a的區(qū)域A，在電暈放電形成前，諧振電路的瞬態(tài)伴隨有共振頻率的上升。區(qū)域A可稱(chēng)為調(diào)諧階段。在隨后的區(qū)域B中，電暈放電形成且共振頻率下降。在區(qū)域B中，作為電暈放電的形成的結(jié)果，發(fā)生燃料/空氣混合物的預(yù)反應(yīng)和電離的開(kāi)始。頻率的下降延續(xù)到隨后的區(qū)域C，其中燃料/空氣混合物的電離有所增加。在區(qū)域C的末端，燃料/空氣混合物被點(diǎn)燃，以及燃料開(kāi)始燃燒。區(qū)域C鄰接區(qū)域D，其中共振頻率在燃燒過(guò)程期間上升，或可由于斷路處理而上升。在區(qū)域C和D之間共振頻率具有一最小值。該最小值一般上為全局最小值。
[0028]圖2a相應(yīng)地顯示了，在理想的燃料燃燒下，電暈放電裝置的諧振電路的阻抗Z隨時(shí)間t的變化。圖1a和圖2a的對(duì)比顯示了與共振頻率f的最大值對(duì)應(yīng)的阻抗Z的最小值，以及與阻抗的最大值對(duì)應(yīng)的共振頻率的最小值。
[0029]圖1b所示為在延遲的點(diǎn)火下，電暈放電裝置的電氣諧振電路的共振頻率f是如何隨時(shí)間t變化的。其區(qū)域A和B與理想燃燒狀態(tài)下的區(qū)域A和B至多有略微的區(qū)別，理想燃燒的共振頻率的變化過(guò)程在圖1a中得到了示意性的顯示。在鄰接區(qū)域B的區(qū)域Cl中，其共振頻率實(shí)際上恒定。然后僅在區(qū)域C2那里，存在有漸增的共振頻率劇降，以及燃料/空氣混合物的點(diǎn)燃。圖2b相應(yīng)地顯示了電暈放電裝置的諧振電路的阻抗Z在這種情況下隨時(shí)間t的變化。
[0030]圖1c以示意圖的方式顯示了在長(zhǎng)得多的點(diǎn)火延遲下，例如在點(diǎn)燃很難點(diǎn)燃的混合物的情況下，電暈放電裝置的電氣諧振電路的共振頻率f的變化過(guò)程。在區(qū)域A、B以及Cl的起始區(qū)域，變化過(guò)程實(shí)質(zhì)上如圖1b顯示的一樣。然后在Cl的末端區(qū)域，在頻率上有一臨時(shí)的升高。然后僅在區(qū)域C2，存在著漸增的頻率劇降，以及最終燃料/空氣混合物點(diǎn)燃。
[0031]圖1c中共振頻率f的變化過(guò)程因此具有兩個(gè)額外的極值，即在Cl開(kāi)始時(shí)的額外最小值以及Cl和C2之間的額外最大值。在十分緩慢的點(diǎn)火下，電暈放電裝置的電氣諧振電路的阻抗Z相應(yīng)地在圖2c中所示的變化過(guò)程同樣地顯示有兩個(gè)額外的極值。
[0032]圖3所示為用于確定往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)的燃燒開(kāi)始的方法的一個(gè)實(shí)施例的流程圖。
[0033]在該方法的開(kāi)始處，在步驟I中，確定相關(guān)的時(shí)間間隔的開(kāi)始和結(jié)束，或至少進(jìn)行一個(gè)預(yù)選，其中，在該時(shí)間間隔內(nèi)尋找爆震燃燒的發(fā)生。例如，電暈放電的開(kāi)始以及燃料燃燒的結(jié)束可從電壓信號(hào)、電流信號(hào)和/或另一電氣變量中確定。也可以通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元預(yù)設(shè)需要檢查的時(shí)間間隔的開(kāi)始和結(jié)束。
[0034]作為步驟2，可執(zhí)行原始數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備，例如可通過(guò)插值來(lái)確定電暈放電裝置的諧振電路的電氣變量的測(cè)定值的中間值。在步驟2中，可對(duì)測(cè)量信號(hào)進(jìn)行濾波，例如使用低通濾波器。根據(jù)電壓信號(hào)和/或電流信號(hào)是否轉(zhuǎn)換為RMS (均方根)值或轉(zhuǎn)換為原始數(shù)據(jù)，可取不同的閾值用于低通濾波。在轉(zhuǎn)換RMS值時(shí)，例如可取從IKhz到500Khz的臨界頻率。在轉(zhuǎn)換高頻原始數(shù)據(jù)時(shí)，例如按IMhz到20Mhz的區(qū)間中的閾值來(lái)進(jìn)行低通濾波是有益的。諧振電路的特征變量，比如其中的共振頻率或阻抗，可在步驟2中，例如，經(jīng)由求取零點(diǎn)或通過(guò)變換從電壓原始數(shù)據(jù)和電流原始數(shù)據(jù)中計(jì)算得出。然而，對(duì)于此類(lèi)諧振電路特征變量，在該方法的開(kāi)始處就存在也是可能的。
[0035]在步驟3中，可確定該方法的計(jì)算范圍。電氣變量，例如共振頻率、阻抗或電流和電壓之間的相位，在其變化過(guò)程中具有第一極值的時(shí)間可以作為該范圍的開(kāi)始。然而，需要檢查的范圍的開(kāi)始還可以在稍后選定，因?yàn)殡姇灧烹姷拈_(kāi)始伴有升高的擾動(dòng)信號(hào)的強(qiáng)度和頻率。例如，可通過(guò)在第一極值出現(xiàn)的時(shí)刻或曲柄軸角上增加一固定的、預(yù)設(shè)的時(shí)間跨度，特別是一曲柄軸角的時(shí)間跨度，以確定范圍的開(kāi)始。電暈放電的切斷或一預(yù)設(shè)的曲柄軸角，例如上止點(diǎn)，可以作為該范圍的結(jié)束。該范圍的結(jié)束還可以是預(yù)設(shè)的，例如，通過(guò)對(duì)應(yīng)電氣變量或電氣變量的變化的閾值。
[0036]例如，隨著頻率從一達(dá)到的最小值上升至少1kHz，優(yōu)選地至少2kHz，可大體上認(rèn)為燃料/空氣混合物被點(diǎn)燃，且隨后頻率的更進(jìn)一步的變化過(guò)程不再用于對(duì)燃燒開(kāi)始的識(shí)另|J。一閾值還可相應(yīng)地預(yù)設(shè)為，例如0.2歐姆，以對(duì)應(yīng)阻抗達(dá)到一最大值后的變化，且可認(rèn)為燃料/空氣混合物的點(diǎn)燃伴隨著阻抗從達(dá)到的最大值下降所述閾值的量。當(dāng)然，具體的數(shù)值依賴(lài)于所使用的電暈放電裝置的設(shè)計(jì)，因此不能以一般方式簡(jiǎn)單地指定。
[0037]在隨后的步驟4中，從已測(cè)量的電氣變量中產(chǎn)生一運(yùn)算對(duì)象，例如頻率、阻抗或電流和電壓之間的相位。該運(yùn)算對(duì)象優(yōu)選地為已測(cè)量的電氣變量的一階時(shí)間導(dǎo)數(shù)，但也可以是和例如基準(zhǔn)變量的差分。
[0038]然后在步驟5中，求取運(yùn)算對(duì)象的第一極值，而在步驟6中求取運(yùn)算對(duì)象的第二極值。
[0039]然后在步驟7.1中，校驗(yàn)運(yùn)算對(duì)象的第二極值，也就是說(shuō)例如導(dǎo)數(shù)的第二極值，是否在檢查范圍內(nèi)有效。檢查范圍優(yōu)選地開(kāi)始于圖1和2的區(qū)域B。在理想的變化過(guò)程下，如圖1a和2a所示，燃燒的開(kāi)始位于作為最小值的導(dǎo)數(shù)的第一極值與作為最大值的導(dǎo)數(shù)的第二極值之間。然而在根據(jù)圖lb、lc和2b或2c的變化過(guò)程下，產(chǎn)生導(dǎo)數(shù)的多個(gè)額外極值，因此導(dǎo)數(shù)的第二極值位于燃燒開(kāi)始前。這樣的情況將在步驟7.1中得到識(shí)別。為此，需要校驗(yàn)該第二極值是否在期望的時(shí)間窗口內(nèi)，而該時(shí)間窗口可從經(jīng)驗(yàn)數(shù)值或從先前工作周期中收集的數(shù)據(jù)確定。
[0040]作為步驟7.1的結(jié)果，如果導(dǎo)數(shù)的第二極值被判斷為太前，則在步驟7.4中求取測(cè)定范圍內(nèi)電氣變量的第一極值。在圖示的實(shí)施例中，計(jì)算范圍在步驟3中確定，因此該第一極值位于圖1和圖2的區(qū)域A和B之間。然后在步驟7.5中，校驗(yàn)導(dǎo)數(shù)的第二極值是否與這個(gè)電氣變量，例如頻率的第一最大值，保持一預(yù)設(shè)的最小時(shí)間間隔。
[0041]如果求導(dǎo)出來(lái)的第二極值太接近所考慮的電氣變量的第一極值，則在步驟7.5.1中求取導(dǎo)數(shù)的下一個(gè)更后的極值。然后在步驟7.5.2中，校驗(yàn)該更后的極值是否具有正確的正負(fù)號(hào)。正確的正負(fù)號(hào)視考慮的是哪個(gè)電氣變量而定。例如，如果考慮共振頻率作為電氣變量，一最小值標(biāo)記燃燒的開(kāi)始，而因此導(dǎo)數(shù)的在前的極值同樣地必須是一最小值，也就是說(shuō)，負(fù)號(hào)為正確的正負(fù)號(hào)標(biāo)記。相反，如果考慮阻抗作為電氣變量，燃燒的開(kāi)始與一最大值有關(guān)，而因此導(dǎo)數(shù)的在前的極值同樣地為一最大值從而具有一正號(hào)，也就是說(shuō)大于零。
[0042]如果在步驟7.5.2中，發(fā)現(xiàn)不正確的正負(fù)號(hào)，則在步驟7.5.3求取導(dǎo)數(shù)的下一個(gè)更后的極值。
[0043]然后在步驟8中，檢查二階導(dǎo)數(shù)的該極值的量值，其中可直接由步驟7.1、7.5和7.5.2按照對(duì)應(yīng)的結(jié)果到達(dá)步驟8。
[0044]如果其量值位于一預(yù)設(shè)的閾值之上，則導(dǎo)數(shù)的該極值和導(dǎo)數(shù)的第一極值之間的一數(shù)值，例如這兩個(gè)極值所處時(shí)刻之間的平均值，在步驟8.2中指派為燃燒的開(kāi)始?？商鎿Q地，對(duì)應(yīng)燃燒開(kāi)始的數(shù)值還可以設(shè)為交點(diǎn)或達(dá)到兩個(gè)電氣變量于其導(dǎo)數(shù)的極值處的數(shù)值的預(yù)設(shè)的差數(shù)。進(jìn)而，當(dāng)電氣變量的極值前后的導(dǎo)數(shù)陡峭時(shí)，使用步驟8.2。在這種情況下，電氣變量的極值顯然為明顯的。
[0045]如果在步驟8中所考慮的導(dǎo)數(shù)極值的量值低于預(yù)設(shè)的閾值，而且此極值僅具有較弱的顯著性，則在步驟8.3.1中校驗(yàn)較早的極值是否具有同樣的量值。如果情況如此，假設(shè)一誤差，并由此在步驟8.3.2.2中求取該導(dǎo)數(shù)的極值的一個(gè)稍后的量值，且還在步驟
8.3.2.1中重新確定所考慮的電氣變量的第一極值，也就是說(shuō)求取一個(gè)稍后的極值。然后與步驟7.5.2類(lèi)似地，在步驟8.3.2.4中校驗(yàn)導(dǎo)數(shù)的該極值是否具有正確的正負(fù)號(hào)，如果不是，則繼續(xù)搜索。然后在步驟8.3.2.5中，上一次發(fā)現(xiàn)的導(dǎo)數(shù)的極值被確定為對(duì)應(yīng)隨后燃燒開(kāi)始計(jì)算的導(dǎo)數(shù)的“第二”極值。在步驟8.3.3中，在有效的導(dǎo)數(shù)極值之間求取所考慮的電氣變量的第二極值，其中步驟8.3.3還可以直接地從步驟8.3.1或8.3.2.4按照對(duì)應(yīng)的結(jié)果到達(dá)。然后在步驟8.3.5中，將電氣變量的第二極值與在前的導(dǎo)數(shù)極值之間的一數(shù)值指派給燃燒的開(kāi)始，例如通過(guò)求平均、交點(diǎn)或達(dá)到預(yù)設(shè)的差值這一手段。
[0046]從步驟8到8.2和8.3.5中的多個(gè)閾值可以是匹配的。然而，優(yōu)選地，閾值為不同的閾值。在步驟8中，如果確定了所考慮的導(dǎo)數(shù)極值的量值位于這兩個(gè)閾值之間，則燃燒的開(kāi)始可被指派到所示實(shí)施例中的這個(gè)導(dǎo)數(shù)極值的時(shí)刻。
【權(quán)利要求】
1.一種用于確定往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)中燃燒開(kāi)始的方法，其中通過(guò)電暈放電點(diǎn)燃燃料/空氣混合物，其中， 激勵(lì)一電氣諧振電路以產(chǎn)生電暈放電，其中相對(duì)燃燒室壁電氣絕緣的點(diǎn)火電極與燃燒室壁一起構(gòu)成一電容器，以及 計(jì)算諧振電路的一電氣變量的值以識(shí)別燃燒的開(kāi)始， 其特征在于，計(jì)算一極值位置，該極值產(chǎn)生于電暈放電點(diǎn)火后和熄滅前的電氣變量的變化過(guò)程中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，諧振電路的電氣變量為諧振電路的共振頻率、諧振電路的阻抗或電流和電壓之間的相位。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，將電氣變量的變化過(guò)程中的第一極值指派到電暈放電的開(kāi)始，且求取進(jìn)一步的極值以確定燃燒的開(kāi)始。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，預(yù)設(shè)一閾值，且對(duì)電氣變量的變化過(guò)程的求值限于第一極值與達(dá)到閾值的點(diǎn)之間的數(shù)值范圍。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，對(duì)應(yīng)電暈放電點(diǎn)火后的多個(gè)極值的產(chǎn)生，校驗(yàn)這些極值是否位于距離電暈放電開(kāi)始的一預(yù)設(shè)的最小時(shí)間間隔內(nèi)，且在進(jìn)一步的評(píng)估中保持不考慮位于預(yù)設(shè)的最小時(shí)間間隔外的極值。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，對(duì)應(yīng)電暈放電的開(kāi)始與熄滅之間的多個(gè)極值的產(chǎn)生，把燃燒的開(kāi)始指派到在檢查范圍內(nèi)比其他極值更強(qiáng)烈地顯著的極值。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，建立電氣變量的時(shí)間導(dǎo)數(shù)并求取在所述時(shí)間導(dǎo)數(shù)的變化過(guò)程中的極值，其中，對(duì)應(yīng)電暈放電的點(diǎn)火與熄滅之間的電氣變量的變化過(guò)程中的多個(gè)極值的產(chǎn)生，將燃燒的開(kāi)始指派到電氣變量的一極值，該極值跟隨在比位于檢查范圍內(nèi)隨后的電氣變量的其他極值更強(qiáng)烈地顯著的導(dǎo)數(shù)的極值之后。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，對(duì)應(yīng)多個(gè)極值的產(chǎn)生，把一極值指派到燃燒的開(kāi)始，其中同時(shí)考量該極值的量值以及一階導(dǎo)數(shù)在前極值的量值。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，對(duì)應(yīng)內(nèi)燃機(jī)的多個(gè)周期，計(jì)算燃燒開(kāi)始的平均值。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，燃燒的開(kāi)始的平均值用于確定求取極值的范圍，在所述極值的范圍中求出該極值的位置以確定燃燒的開(kāi)始。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的的方法，其特征在于，預(yù)設(shè)一用于在達(dá)到一極值時(shí)對(duì)電氣變量進(jìn)行改變的閾值，而對(duì)電氣變量的變化過(guò)程的評(píng)估，僅從一極值開(kāi)始直到由所述閾值進(jìn)行電氣變量改變的點(diǎn)為止。
12.一種用于確定往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)中建立燃燒開(kāi)始的方法，其中通過(guò)電暈放電點(diǎn)燃燃料/空氣混合物，其中， 激勵(lì)一電氣諧振電路以產(chǎn)生電暈放電，其中相對(duì)燃燒室壁電氣絕緣的點(diǎn)火電極與燃燒室壁一起構(gòu)成一電容器，以及 計(jì)算諧振電路的一電氣變量的值以識(shí)別燃燒的開(kāi)始， 其特征在于，將電氣變量的變化過(guò)程與一基準(zhǔn)變化過(guò)程比較，其中預(yù)設(shè)一閾值且根據(jù)超過(guò)該閾值的偏差來(lái)推斷出燃料的燃燒。
【文檔編號(hào)】F02D45/00GK103452687SQ201310162499
【公開(kāi)日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2013年5月6日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月30日
【發(fā)明者】M·特朗普, S·博內(nèi) 申請(qǐng)人:博格華納貝魯系統(tǒng)有限公司