[发明专利]通过对与曲轴连接的感应轮的轮齿时间的分析来确定在内燃机的气缸中释放的能量

说明书

本发明普遍地涉及机动车中内燃机工作的技术领域。本发明尤其涉及：(a)用于确定在内燃机气缸的做功冲程中释放的能量的方法；(b)用于调节内燃机的运行平稳性的方法；(c)用于确定在带有至少两个气缸的内燃机的不同气缸中的气缸压力的方法，其中，一个气缸是配备有气缸压力传感器的主导气缸，至少一个其它的气缸是辅助气缸；(d)用于检查内燃机的气缸压力传感器的测量信号的可信度的方法，该内燃机具有至少两个分别配备有气缸压力传感器的气缸。本发明还涉及：(e)用于确定在内燃机气缸的做功冲程中释放的能量的装置；(f)带有这种装置的发动机控制机构；以及(g)一种被设计用于实施上述方法的计算机程序。

内燃机的在每个工作循环喷入到各个气缸中的燃油质量，由于燃油喷射系统的制造公差以及由于燃油喷射系统的组件出现老化而明显地改变。喷射的燃油质量差异却导致各个气缸之间的扭矩差异，这对内燃机的运行平稳性造成不利影响。现代内燃机尤其是柴油机因而配备有至少一个所谓的气缸压力传感器，其检测气缸内部空间中的压力随时间的变化曲线。在进行燃油燃烧的所谓的做功冲程期间，由该压力变化曲线，特别是由压力大小，可以估计出由相关气缸提供的扭矩。基于对这种扭矩差异的了解，于是可以借助于调整后的特定于气缸的燃油喷射来实现气缸均衡，即所有气缸的扭矩贡献都相同。

然而，气缸压力传感器的输出信号出于多种原因可能有错误。只要未识别出这种错误，其通常就会导致对燃油喷射的错误的特定于气缸的调整。于是，内燃机的运行平稳性不仅得不到改善，反而有时甚至显著恶化。

由DE 197 20 009 A1已知一种用于在喷入到内燃机的不同气缸中的燃油喷射量方面实现所谓的气缸均衡化的方法。按照这种方法，针对每个气缸都计算出在膨胀期间的转速或旋转速度和在压缩期间的转速或旋转速度。在膨胀和压缩之间的转速差通过平滑式的(gleitend)平均值求取来予以滤波。基于这种经滤波的转速差，针对每个独立的气缸都计算出各自的燃油量矫正，并在计算全部要喷入的燃油量时考虑所述各自的矫正。由此可以通过相当复杂的数学算法来改善内燃机的运行平稳性。

由DE 197 00 711 A1已知一种用于消除内燃机喷射过程的系统性错误的方法。按照这种方法，根据运行平稳性采用喷射时间的矫正值。

由DE 10 2005 047 829 B3已知用于通过调节出曲轴转速的一致分量来对往复活塞式发动机进行气缸均衡化的方法和系统。按照这种方法，考察凸轮轴旋转至少一圈或者曲轴旋转两圈所用的时间，并在这段时间内对曲轴的转速信号进行傅立叶分析。

然而，如上已述，内燃机运行不平稳的最频繁也最根本的原因在于，喷入到不同气缸中的燃油质量发生改变。在燃油完全燃烧的前提条件下，不同的燃油喷射量却会导致在四冲程内燃机气缸的做功冲程中通过燃油燃烧而释放的不同的能量。

本发明的目的在于，尽可能精确地确定在内燃机的做功冲程中释放的能量，而无需繁琐的传感机构。

所述目的通过独立权利要求的主题得以实现。本发明的有利的实施方式、其它特征和细节可由从属权利要求、说明书和附图得到。在此，结合所述方法公开的特征和细节当然也适合于与装置、发动机控制机构以及计算机程序相结合，反之亦然，本发明的公开内容因此始终都可以针对各个发明方面相互交叉引用。

根据本发明的第一方面，介绍一种用于确定在内燃机气缸的做功冲程中释放的能量的方法。该方法包括：(a)借助轮齿时间来检测内燃机曲轴转速的时间变化曲线，所述轮齿时间分别是一段持续时间，在这段持续时间内，感应轮的两个相邻的轮齿经过参考位置，该感应轮与曲轴连接且沿着其圆周具有交替地布置的轮齿和齿隙；(b)分别给内燃机的所选气缸的做功冲程指配轮齿时间；(c)求取在指配给所选气缸的做功冲程的轮齿时间内的特定于气缸的平均值；(d)求取特定于气缸的在分别指配给所选气缸的做功冲程的轮齿时间与所求取的特定于气缸的平均值之间的轮齿时间偏差；(e)由所求取的特定于气缸的轮齿时间偏差求取几何总和，由此求取特定于气缸的独特的轮齿时间；(f)根据所求取的特定于气缸的独特的轮齿时间，确定在内燃机的所选气缸的做功冲程中释放的能量，其中，释放的能量间接地与所求取的特定于气缸的独特的轮齿时间成比例。