[发明专利]处理内燃发动机内压力测量装置的信号的方法

说明书

本发明涉及用于处理在内燃发动机内的压力测量装置的信号的方法。

内燃发动机通常包括汽缸，活塞在汽缸中滑动，每个汽缸限定燃烧室，燃料和氧化剂被引入其中以实施混合物的燃烧。发动机将由这种燃烧所释放的能量转换成机械能。

已知的是，使内燃发动机装备有压力测量装置，其包括压力测量传感器以及相关电子件，测量汽缸燃烧室内的压力。这种压力的值允许电子计算系统(或ECU:“发动机控制单元”)，其车载地安装在装备有这种类型内燃发动机的机动车辆中，以最优方式调节用于控制所述发动机的参数，例如燃料喷射参数或污染排放后处理参数。

这种类型的压力测量传感器可以是压电传感器，其通过遭受压力的敏感的压电元件的电荷的变化，而以相对的方式提供汽缸中主要压力的示值。压力测量传感器之后提供电压，其表示这些压力变化。一般地，有这种类型的压力测量传感器所提供的所述电压信号应该或多或少地具有直线的形状，所述直线具有为常量(例如y=0伏)的值，并且是可重复的，电压峰值周期性地交错（interleaved）于其上，其表示在汽缸的燃烧室中的压缩和燃烧阶段期间汽缸的燃烧室中发生的压力峰值。

然而，这种电压信号遭受到噪声和漂移，其由于热电现象和/或所述压力测量传感器遭受到的变化，以及其他。由所述压力测量传感器所传递的信号因此而与在所述汽缸的燃烧室内的主要压力的真实曲线不同。在压力峰值之外，其不具有直线的形状，所述直线的形状具有常量的值并且是可重复的，但是，相反，其或多或少具有直线的形状，该直线的形状具有斜率（即其值在时间上漂移），其建立相对于参考值的漂移或偏移。这在图1A中示出。根据时间单位t的压力信号S_B是噪音并且根据具有斜率A的直线漂移，这样建立相对于参考值V_REF的漂移或偏移，所述参考值根据临时值t变化，具有在t=0处的值B以及在t0（参照图1A）处的值B'。信号S_B能够因此而等同于交替的“高台”（plateau）阶段SP1,SP2,SP3，在此期间电压相对于参考值V_REF偏移并根据函数（其具有斜率A，或多或少地线性地作为时间的函数）变化，并且电压峰值P1，P2，P3表示燃烧压力峰值。

为了使得由这种类型的压力测量传感器提供的压力信号可用，该信号的处理因此是必需的。在此，压力测量装置包括滤波器和算法，旨在抑制这种漂移，也被称为偏移校正算法，其被应用到电压信号。所述滤波器抑制所述信号的噪声并且所述偏移校正算法将在压力峰值（peak）之外的压力的参考值重新定心在压力常量或可重复的残控制V_REF处。这种滤波器和这种偏移校正算法被集成在处理单元中，该处理单元形成所述压力测量装置的一部分并且定位在专用集成电路或“ASIC”（专门应用集成电路）中（其与所述压力测量传感器关联或连接）。所述滤波器和偏移校正允许汽缸燃烧室内的压力的值以准确的方式基于以此方式被处理的信号而确定，并且因此允许用于控制所述内燃发动机运行的所述草书被成比例地调节。

这种类型的方法从现有技术中可知。例如，已知的是，使用卡尔曼滤波器，所述滤波器基于递归误差校正方法（在信号与其由增益衰减的预测值之间）。所述信号预测值之后基于在之前的测量时间被过滤和校正的信号而被计算。更为特殊地，并根据文件FR2938645A1，已知的是，使用两个卡尔曼滤波器：“快”卡尔曼滤波器，即包括高值的斜率和常量增益（对于属于压力峰值的点而言）;和“慢”卡尔曼滤波器，即包括低值的斜率和常量增益以用于确定信号漂移，即在高台阶段期间的偏移。FR2938645A1中描述的方法之后校正每个点（根据其是否属于按照快卡尔曼滤波器检测的压力峰值并根据按照慢卡尔曼（Kalman）滤波器确定的偏移值）。然而，这种类型的信号处理方法的缺点如下：

- 因为所述信号的每个点使用卡尔曼滤波器由复杂计算处理，这种类型的信号处理方法是不能推广的，并且使用大量的ASIC储存器，

- 这种方法难以校准，因为其包括四个变量以被参数化:用于所述快卡尔曼滤波器的一个斜率和常量增益，以及用于所述慢卡尔曼滤波器的一个斜率和常量增益，

- 在发动机速度低于1000rpm时，由这种处理方法生产的所述被处理信号显著地变形并因此而难以使用。