一種檢測發(fā)動機(jī)燃燒階段的方法及裝置的制造方法
【專利說明】
[0001] 與相關(guān)申請的交叉引用
[0002] 本申請要求2013年12月05日提交的韓國專利申請第10-2013-0150694號的優(yōu) 先權(quán)，該申請的全部內(nèi)容結(jié)合于此用于通過該引用的所有目的。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)明涉及一種通過角加速度信號和單個汽缸的燃燒數(shù)據(jù)檢測發(fā)動機(jī)燃燒階段 (COMBUSTION PHASE)的方法及裝置。更特別地是，本發(fā)明涉及這樣一種檢測發(fā)動機(jī)汽缸燃 燒階段的方法及裝置，通過使用具有在其上安裝燃燒壓力傳感器的發(fā)動機(jī)汽缸的燃燒壓力 信號及角加速度信號來檢測沒有安裝燃燒壓力傳感器的發(fā)動機(jī)汽缸的燃燒階段。
【背景技術(shù)】
[0004]由燃料燃燒產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的內(nèi)燃機(jī)可以依據(jù)燃料類型分為燃?xì)鈨?nèi)燃 機(jī)，汽油內(nèi)燃機(jī)和柴油內(nèi)燃機(jī)。內(nèi)燃機(jī)被用于車輛，重型設(shè)備，船只，發(fā)電機(jī)等等。
[0005] 壓縮點火型內(nèi)燃機(jī)通過使用燃燒產(chǎn)生的高溫高壓來產(chǎn)生軸功率。特別地是，具有 多汽缸的壓縮點火型內(nèi)燃機(jī)要求精確控制以使每個發(fā)動機(jī)汽缸產(chǎn)生相同的壓力。
[0006] 與此同時，由例如異常燃燒產(chǎn)生的爆震可能由于壓縮點火型內(nèi)燃機(jī)內(nèi)的燃料-空 氣混合物的自發(fā)性點火而發(fā)生。燃燒室內(nèi)的組件可能會由于重復(fù)爆震的熱負(fù)荷及壓力波動 所破壞。
[0007]點火的時間點成為影響內(nèi)燃機(jī)爆震趨勢的重要參數(shù)。當(dāng)燃料-空氣混合物被在燃 燒室內(nèi)過早地點火時，爆震產(chǎn)生。因此，如果爆震在內(nèi)燃機(jī)中被檢測，則推遲時間點以在爆 震后點火的方法被開發(fā)出來。然而，推遲點火可能會導(dǎo)致效率的大量損失，由此控制爆震的 裝置被應(yīng)用于檢測是否爆震在內(nèi)燃機(jī)中產(chǎn)生。
[0008] 爆震控制應(yīng)該安全并精確地進(jìn)行，從而防止內(nèi)燃機(jī)被損壞并提高燃燒效率。由此， 為了保證燃燒穩(wěn)定性并減少廢氣排放，燃燒階段控制的需求得到增加。
[0009] 通常來說，基于燃燒室內(nèi)的壓力和熱量產(chǎn)生計算已燃燒量總數(shù)，并且通過使用已 燃質(zhì)量分?jǐn)?shù)50% (MFB50)的點來檢測燃燒階段的控制燃燒階段方法已被使用
[0010] 為了進(jìn)行如上所述的方法，燃燒壓力傳感器被安裝在發(fā)動機(jī)汽缸上用以檢測燃燒 室內(nèi)的壓力。然而，如果燃燒壓力傳感器僅被安裝在一個發(fā)動機(jī)汽缸上，則沒有安裝燃燒壓 力傳感器的發(fā)動機(jī)汽缸的數(shù)據(jù)將可能無法被檢測到。另一方面，如果燃燒壓力傳感器被安 裝在所有發(fā)動機(jī)汽缸上，則花費可能會大大增加。
[0011] 公開于該【背景技術(shù)】部分的信息僅僅旨在加深對本發(fā)明的一般【背景技術(shù)】的理解，而 不應(yīng)當(dāng)被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 本發(fā)明致力于提供一種檢測發(fā)動機(jī)燃燒階段的方法及裝置，其具有如下優(yōu)點：通 過基于在其上安裝有燃燒壓力傳感器的發(fā)動機(jī)汽缸的燃燒壓力信號和角加速度信號來獲 得沒有安裝燃燒壓力傳感器的發(fā)動機(jī)汽缸的信息，從而檢測所有發(fā)動機(jī)汽缸的燃燒階段。
[0013] 本發(fā)明的各個方面提供了一種通過角加速度信號和單個汽缸的燃燒數(shù)據(jù)檢測發(fā) 動機(jī)燃燒階段的方法，該方法可以包括：在爆炸沖程期間計算每個發(fā)動機(jī)汽缸的最大角加 速度的點；檢測在其上安裝有燃燒壓力傳感器的發(fā)動機(jī)汽缸的燃燒階段；計算在其上安裝 有燃燒壓力傳感器的發(fā)動機(jī)汽缸的最大角加速度的點和燃燒階段之間的時間差；以及通過 使用所述時間差和沒有安裝燃燒壓力傳感器的發(fā)動機(jī)汽缸的最大角加速度的點來確定所 述沒有安裝燃燒壓力傳感器的發(fā)動機(jī)汽缸的燃燒階段。
[0014] 在爆炸沖程期間的每個發(fā)動機(jī)汽缸的最大角加速度的點都可以基于曲軸位置傳 感器（CPS)信號的牙波形之間的間距而被計算，并且在爆炸沖程期間的每個發(fā)動機(jī)汽缸的 最大角加速度的點可以對應(yīng)于最大燃燒壓力的點?？梢酝ㄟ^反映出超限區(qū)域的牙波形之間 的間距來排除機(jī)械公差，從而修正曲軸位置傳感器（CPS)信號的牙波形之間的間距。
[0015] 在爆炸沖程期間的每個發(fā)動機(jī)汽缸的最大角加速度的點可以通過使用在曲軸位 置傳感器（CPS)信號的牙波形之間的修正了的間距來計算時間變化速率因子，并且使用時 間變化速率因子的最小點而被計算。
[0016] 二次函數(shù)可以基于包括時間變化速率因子的最小點、先于該最小點預(yù)定時間的點 的時間變化速率因子以及晚于該最小點預(yù)定時間的點的時間變化速率因子的三個數(shù)值生 成，并且在計算爆炸沖程期間的每個發(fā)動機(jī)汽缸的最大角加速度的點時，所述二次函數(shù)的 最小數(shù)值可以被指定為時間變化速率因子的新的最小點。
[0017] 本發(fā)明的各個方面提供了一種通過角加速度信號和單個汽缸的燃燒數(shù)據(jù)檢測發(fā) 動機(jī)燃燒階段的裝置，該裝置可以包括：檢測器，發(fā)動機(jī)控制單元（CPS)和噴射器。所述檢 測器包括安裝在曲軸上的曲軸位置傳感器（CPS)和安裝在任意一個發(fā)動機(jī)汽缸上以檢測 發(fā)動機(jī)汽缸燃燒階段的燃燒壓力傳感器；所述發(fā)動機(jī)控制單元（ECU)配置為基于從檢測器 收到的信號而確定所有發(fā)動機(jī)汽缸的燃燒階段；所述噴射器配置為基于從ECU傳遞的信號 而調(diào)整燃料噴射量即燃料噴射時間。
[0018] ECU可以計算在其上安裝有燃燒壓力傳感器的發(fā)動機(jī)汽缸的最大角加速度的點與 燃燒階段之間的時間差，并且通過使用所述時間差和沒有安裝燃燒壓力傳感器的發(fā)動機(jī)汽 缸的最大角加速度的點確定沒有安裝燃燒壓力傳感器的發(fā)動機(jī)汽缸的燃燒階段。
[0019] 檢測器可以檢測出在其上安裝有燃燒壓力傳感器的發(fā)動機(jī)汽缸的燃燒階段。
[0020] E⑶可以基于由檢測器檢測的曲柄位置傳感器（CPS)的牙波形之間的間距來計算 出在爆炸沖程期間的每個發(fā)動機(jī)汽缸的最大角加速度的點，其中在爆炸沖程期間的每個發(fā) 動機(jī)汽缸的最大角加速度的點對應(yīng)于最大燃燒壓力的點。ECU可以通過反映出超限區(qū)域的 牙波形之間的間距來排除機(jī)械公差，從而修正曲軸位置傳感器（CPS)信號的牙波形之間的 間距。
[0021] ECU可以基于曲軸位置傳感器（CPS)信號的牙波形之間的修正了的間距來計算出 時間變化速率因子，并且通過使用時間變化速率因子的最小點計算出發(fā)動機(jī)汽缸的最大角 加速度的點。
[0022] E⑶可以生成二次函數(shù)，所述二次函數(shù)基于包括時間變化速率因子的最小點，先于 該最小點預(yù)定時間的點的時間變化速率因子以及晚于該最小點預(yù)定時間的點的時間變化 速率因子的三個數(shù)值生成，并且ECU還可以指定二次函數(shù)的最小數(shù)值作為時間變化速率的 新的最小點，并且通過使用時間變化速率因子的新的最小點計算出發(fā)動機(jī)汽缸的最大角加 速度的點。
[0023] 根據(jù)本發(fā)明的方法及裝置可以通過基于在其上安裝有燃燒壓力傳感器的單個發(fā) 動機(jī)汽缸的燃燒數(shù)據(jù)檢測所有發(fā)動機(jī)汽缸的燃燒階段而準(zhǔn)確判斷燃燒情況。因此，燃燒穩(wěn) 定性得到保證的同時減少了廢氣排放。
[0024] 通過納入本文的附圖以及隨后與附圖一起用于說明本發(fā)明的某些原理的具體描 述，本發(fā)明的方法和裝置所具有的其它特征和優(yōu)點將更為具體地變得清楚或得以闡明。
【附圖說明】
[0025] 圖1為根據(jù)本發(fā)明的通過角加速度信號和單個汽缸的燃燒數(shù)據(jù)檢測發(fā)動機(jī)燃燒 階段的示例性裝置的方框圖。
[0026] 圖2為顯示了根據(jù)本發(fā)明的通過角加速度信號和單個汽缸的燃燒數(shù)據(jù)確定發(fā)動 機(jī)燃燒階段的示例性方法的流程圖。
[0027] 圖3為顯示了根據(jù)本發(fā)明的為了計算發(fā)動機(jī)汽缸的最大角加速度點而檢測時間 變化速率因子最小點的示例性過程的曲線圖。
【具體實施方式】
[0028] 下面將詳細(xì)參考本發(fā)明的各個實施方式，這些實施方式的實例被顯示在附圖中并 描述如下。盡管本發(fā)明將與示例性實施方式相結(jié)合進(jìn)行描述，但是應(yīng)當(dāng)意識到，本說明書并 非旨在將本發(fā)明限制為那些示例性實施方式。相反，本發(fā)明旨在不但覆蓋這些示例性實施 方式，而且覆蓋可以被包括在由所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)的各種選 擇形式、修改形式、等價形式及其它實施方式。
[0029] 在整個說明書和權(quán)利要求書中，除非明確地相反描述，術(shù)語"包括（comprise)"和 變化形式例如"包括（comprises) "或"包括（comprising) "應(yīng)被理解為暗示包含所述元件 但是不排除任何其它元件。在整個說明書中，同樣的附圖標(biāo)記表示同樣的元件。
[0030] 圖1為根據(jù)本發(fā)明各個實施方式的通過角加速度信號和單個汽缸的燃燒數(shù)據(jù)檢 測發(fā)動機(jī)燃燒階段的裝置的方框圖。如圖1所示，