用于检测火花点火式发动机的点火系统中的部件更换的方法和系统

文档序号:474399 发布日期:2021-12-31 浏览:57次 >En<

阅读说明:本技术 用于检测火花点火式发动机的点火系统中的部件更换的方法和系统 (Method and system for detecting component replacement in an ignition system of a spark-ignition engine ) 是由 D·沙哈 于 2020-05-28 设计创作,主要内容包括:本发明涉及一种用于检测火花点火式内燃发动机的点火系统的部件的更换的方法。该方法包括确定指示点火系统的操作或状况的至少一个参数的步骤;以及基于参数与至少一个参考值的比较来检测部件的更换的步骤。(The invention relates to a method for detecting a replacement of a component of an ignition system of a spark-ignition internal combustion engine. The method includes the steps of determining at least one parameter indicative of an operation or condition of the ignition system; and a step of detecting replacement of the component based on the comparison of the parameter with the at least one reference value.)

用于检测火花点火式发动机的点火系统中的部件更换的方法 和系统

技术领域

本发明涉及一种用于检测火花点火式内燃发动机中的点火系统的部件的更换的方法。进一步地,本发明涉及一种用于执行这种方法的火花点火式内燃发动机的点火系统。

背景技术

在火花点火式内燃发动机(诸如奥托发动机)中,填充在发动机气缸中的燃料混合物的燃烧由配备有火花塞的点火系统来启动。在这种系统中,火花塞经配置用于将电流从电流源输送到燃烧室,以通过电火花点燃燃烧室内的填充燃料混合物。结果,在燃烧室内开始产生高温和高压气体,其向气缸内的相关联的活塞施加力并且因此轴向移动该活塞,其旋转发动机的曲轴。这样,化学能转变成机械能。

为了确保发动机的稳定操作状况,必须确保点火系统的正确和可靠的操作。然而,点火系统,即它们的火花塞,通常经受相当大的磨损,从而导致使用寿命有限。因此,为了避免计划外的停机时间并且改善发动机的可用性和维护,已知用于监测点火系统及其部件的操作或磨损状况以避免发动机的故障或损坏的方法。

例如,EP 3 276 156 A1公开了一种通过在发动机操作期间监测点火系统内的电流来检测与火花点火式发动机的气缸相关联的火花塞的临界磨损状况的方法。这样,可以在发动机发生损坏或故障之前检测点火系统内的有缺陷的火花塞。

发明内容

从现有技术开始,本发明的目的是提供一种有助于改善点火系统的监测以避免发动机的计划外的停机时间的方法和系统。

该目的通过具有权利要求1的特征的方法和具有权利要求15的特征的用于内燃发动机的点火系统来解决。在本说明书,附图以及从属权利要求中阐述了优选实施例。

因此,提供了一种用于检测火花点火式内燃发动机的点火系统的部件的更换的方法。该方法包括确定指示点火系统的操作或状况的至少一个参数的步骤;以及基于该参数与至少一个参考值的比较来检测部件的更换的步骤。

此外,提供了一种用于火花点火式内燃发动机的点火系统。该点火系统包括控制单元,其经配置确定指示点火系统的操作或状况的至少一个参数,并且基于该参数与至少一个参考值的比较来检测点火系统的部件的更换。

所提出的点火系统的控制单元可以被提供用于执行上述用于检测点火系统的部件的更换的方法。因此,结合所提出的方法描述的技术特征也可以涉及并且应用于所提出的点火系统,反之亦然。

附图说明

当结合附图考虑时,通过参考以下详细描述将更容易地理解本发明,其中:

图1示意性地示出了配备有点火系统的内燃发动机;

图2示出了说明用于检测图1中所描绘的点火系统的部件的更换的方法的流程图;以及

图3至6示出了说明图2所描绘的方法的子步骤的流程图;

图5和6示出了说明根据另一实施例的图2所描绘的方法的子步骤的流程图;以及

图7示出了以矩阵形式存储在图1所描绘的点火系统的控制单元中的数据集的表格。

具体实施方式

在下文中,将参考附图更详细地解释本发明。在附图中,相同的元件由相同的附图标记表示,并且可以省略其重复描述以避免冗余。

图1示意性地描绘了火花点火式内燃发动机10,在下文中也称为′发动机′,其以往复式发动机,具体地是燃气发动机的形式提供。然而,对于本领域技术人员显而易见的是,发动机可以是任何类型的火花点火式内燃发动机,例如双燃料发动机或使用火花塞来点燃发动机的燃烧室内的燃料混合物的任何其它奥托发动机。

具体地,发动机10包括至少一个气缸12,优选地多于一个气缸,例如四个、六个、八个或更多个气缸12。换言之,发动机10可以具有任何尺寸,即具有任何数量的气缸12并且处于任何配置,诸如V型或直列式发动机。

每个气缸12设置有由气缸12限定的燃烧室14和容纳在其中的活塞16。活塞16经配置用于在气缸12内往复移动,并且通过连杆20连接到发动机10的曲轴18。

在发动机10的操作期间,每个燃烧室14都被供应燃料混合物,燃料混合物在其中被点燃以产生高温和高压气体,其向相关联的活塞16施加力并且因此轴向移动该活塞,从而旋转曲轴18。这样,化学能转变成机械能。

为了将燃料混合物供应到燃烧室14中,发动机10配备有通向燃烧室14的进气通道22,其中通过进气阀24可变地调节将燃料混合物供应到燃烧室14中。进气通道22经配置通过将进气与燃料介质,具体地是天然气,即包括碳氢化合物气体,混合来提供燃料混合物。

每个气缸12的燃烧室14进一步连接到排气通道26,用于从燃烧室14排出燃烧气体,即在燃料混合物发生燃烧之后。为了控制燃烧气体的排出,设置有排气阀28,其可变地将废气从燃烧室14排出到排气通道26中。

进一步地,发动机10配备有具有至少一个火花塞32的点火系统30,每个火花塞与至少一个气缸12中的一个相关联。

这种内燃发动机10及其部件的基本结构和功能是本领域技术人员公知的,因此不作进一步说明。相反,与本发明互连的发动机10的点火系统30的特征在下文中进行说明。虽然在本发明中没有进一步说明,但是本领域技术人员将理解,内燃发动机10可以配备有进一步的部件,诸如燃料系统、空气系统、冷却系统、传动系部件等。

点火系统30经配置通过由燃烧室14内的火花塞32产生的电火花点燃供应到燃烧室14的燃料混合物。为此,点火系统30包括至少一个点火线圈34,每个点火线圈与一个气缸12相关联。点火线圈34电连接到控制单元36和至少一个火花塞32中的一个。控制单元36经配置通过选择性地向至少一个点火线圈34供应电流来控制至少一个火花塞32的操作。在所示配置中,控制单元36电连接到至少一个点火线圈34中的每一个,并且因此形成公共控制单元。可替代地,点火系统30可以设置有多于一个的控制单元36,这些控制单元中的每一个与不同的点火线圈34相关联并且因此与发动机10的不同气缸12相关联。

点火线圈34包括彼此感应耦合的初级绕组38和次级绕组40。初级绕组38电耦合到控制单元36,用于接收来自电流源(未示出)的电流,并且次级绕组40电耦合到火花塞32。

更具体地,控制单元36经配置选择性地向初级绕组38供应电流,从而在次级绕组40中感应出磁场。这导致火花塞32两端的电压增加。在切断向初级绕组38的电流供应时,火花塞32两端的电压增加,这可能导致燃烧室14内的火花塞32放电,从而导致其中的燃料混合物点火。因此,通过选择性地向初级绕组38供应电流,控制单元36经配置控制用于点燃燃烧室14内的燃料混合物的期望点火正时。

控制单元36是能够控制内燃发动机10和/或其相关联的部件的通用发动机控制模块。控制单元36可以包括运行应用所需的所有部件,诸如存储器、辅助存储设备和处理器,诸如中央处理单元或本领域已知的用于控制发动机10及其部件的任何其它装置。各种其它已知的电路可以与控制单元36相关联,包括电流供应电路、信号调节电路、通信电路和其它适当的电路。控制单元36经配置分析和比较所接收和存储的数据,并且基于存储在存储器中或由用户输入的指令和数据来确定是否需要动作。在所示出的配置中,控制单元36包括存储器单元42,并且经配置将接收到的值与存储在存储器单元42中的目标值进行比较,并且基于比较的结果向一个或多个部件发送信号以改变其操作状况。

在下文中,参考图2至图4描述用于检测点火系统30的部件的更换的方法。该方法由形成发动机10的通用发动机控制模块的控制单元36执行,但也可以由任何其它合适的控制单元执行。

图2示出了说明用于检测点火系统30的部件的更换的方法的流程图。为了简单起见,在下文中,描述用于检测与发动机10的一个气缸12相关联的部件的更换的方法。控制单元36还经配置同样检测与其它气缸12相关联的部件的更换。然而,为了避免冗余,省略了对其的重复描述。

所提出的方法经配置确定点火系统36的部件是否已经被替换。具体地,所示方法经配置用于检测点火系统30的火花塞32和点火线圈34中的至少一个的更换。可替代地,该方法可以经配置用于检测点火系统30的其它部件的更换。

该方法包括后续步骤S2至S10的例程,其响应于发动机启动而执行,即在接收到发动机启动命令时执行,如图2中的终止步骤S1所示。换言之,每当发动机10重新启动时,即当发动机10在停机之后启动时,启动步骤S2至S10的例程或序列。

当发动机启动起动时,执行步骤S2,在此期间确定多个参数RR1至RR4。为此,在步骤S2中,执行测量周期Ci,在此期间确定多个参数。具体地,分别为每个气缸12确定多个参数。

图3描绘了通过示出其子步骤S2.1至S.11来更详细地图示执行测量周期Ci的步骤S2的流程图。在一个测量周期Ci的执行期间,确定指示点火系统30的操作或状况的多个参数,即四个参数RR1至RR4。通常,参数RR1至RR4量化指示点火系统36的操作或状况的发动机10的特性。在本发明的上下文中,术语″指示点火系统的操作″可以指量化或指定点火系统36的操作特性或状况的参数,即与点火系统36的特定操作状况相关联的参数。术语″指示点火系统的状况″可以指量化或指定点火系统36的状况(例如,健康状况、老化状况、磨损状况等)的参数,其具体地独立于点火系统36的特定操作状况。

在所示的配置中,四个参数RR1至RR4涉及,即量化点火系统36的相同特性,这些特性在不同的操作状况期间被确定或测量,如可以从步骤S2.1、S2.2、S2.6和S2.10中所示的。参数RR1至RR4指示在火花塞致动期间流过点火系统30的点火线圈34的电流。具体地,参数RR1至RR4中的每一个指示点火线圈34的初级绕组38中的电流上升时间持续时间,并且因此也可以被称为′上升时间参数′。在上下文中,术语″电流上升时间持续时间″,也称为吸合时间或点火延迟,对应于流过初级绕组38的电流从无效电平上升到预定电平所需的时间。换言之,术语″电流上升时间持续时间″是指从开始向初级绕组38供应电流直到流过初级绕组38的电流达到第一全局最大值的时间。

为了确定参数RR1至RR4,点火系统30配备有电流检测器44,其设置在初级绕组38与控制单元36或电流源之间的电流路径中并且经配置用于确定流经初级绕组38的电流的瞬时值。电流检测器44连接到控制单元36,用于向其发送所确定的值,如图1中的虚线所示。

可替代地或附加地,这些参数可以指示点火线圈34的次级绕组40中的电压上升时间持续时间。在上下文中,术语″电压上升时间持续时间″是指火花塞32两端的电压从无效电平上升到预定电平所需的时间。为此,点火系统30可以配备有电压检测器,其耦合在火花塞32两端并且经配置确定火花塞32两端的电压瞬时值。电压检测器可以连接到控制单元36,用于向其发送所确定的值。

可替代地或附加地,这些参数可以指示火花时间或火花持续时间。在上下文中,术语″火花时间″是指在火花塞32处产生火花的时间点。火花时间可以相对于启动火花塞的致动的启动点来表示。因此,术语″火花持续时间″是指从启动火花塞48的致动的启动点到产生火花的时间点的持续时间。为了确定火花时间或火花持续时间,可以使用上述电压检测器。

具体地,参数RR1至RR4可以以量纲数的形式表示,例如以秒表示;或者以无量纲数的形式表示。例如,当以无量纲数的形式表示时,可以基于统计平均值和方差或标准偏差来确定参数RR1至RR4。这样,可以将平均值和标准偏差的影响组合成用于量化参数RR1至RR4的唯一数。

在步骤S2.1中,在发动机10的预启动操作模式期间确定第一参数RR1。具体地,在预启动模式期间,发动机10还未运行,即启动设备既不驱动发动机10,也不在燃烧室14中发生燃烧。换言之,在发动机预启动模式期间气缸12中不发生压缩。发动机预启动模式可以用于例如通过预润滑移动部件使发动机10准备操作。

然后,在步骤S2.2中,在发动机10的净化模式期间确定第二参数RR2,在该净化模式期间,发动机10由启动设备驱动,以例如净化进气通道22、燃烧室14和排气通道26。具体地,在发动机净化模式期间,活塞16往复运动并且在燃烧室14中发生压缩。在净化模式期间确定的第二参数RR2可以被认为是该参数的准最佳值。这是由于火花塞32的电极之间的中密度低于发动机10的操作或燃烧模式中的中密度,因为在发动机净化模式中不发生充电,因此在燃烧室14中不发生燃烧。在发动机10和点火系统30的正确操作期间,即当没有发生故障时,与发动机10的操作或燃烧模式相比,净化模式中的,即当前上升时间持续时间更大。

发动机净化模式以及相应的步骤S2.2可以具体地针对大型内燃发动机10来执行,例如具有每气缸大于50kW,具体地是80kW的功率输出。这种发动机10可以在船舶上运行或者作为固定发电厂的驱动源。

此后,该方法进行到判定步骤S2.3,在该步骤将第一和第二参数RR1、RR2分别与相应的阈值TRR1、TRR2进行比较。在该步骤中,确定点火系统30是否经受指示不能正确执行更换检测或测量周期的任何异常或故障。具体地,当第一参数RR1等于或大于第一阈值TRR1或者第二参数RR2等于或大于第二阈值TRR2时,确定点火系统30的异常或故障状况。在这种情况下,测量周期Ci没有完成,并且该方法直接进行到步骤S3。然而,如果在步骤S2.3中确定第一参数RR1低于第一阈值TRR1并且第二参数RR2低于第二阈值TRR2,则该方法进行到步骤S2.4。

在进一步的发展中,该方法可以可替代地或附加地在步骤S2.3中检查第一和第二参数RR1、RR2是否大于比第一和第二阈值TRR1、TRR2更小的进一步的阈值。换言之,在步骤S2.3中,控制单元36可以检查第一和第二参数RR1、RR2中的每一个是否在预期范围内。如果是这种情况,则该方法进行到步骤S.2.4。如果第一和第二参数RR1、RR2分别在预期范围之外,则该方法进行到步骤S3。

在步骤S2.4中,确定发动机参数EP。发动机参数EP指示发动机的操作状况。具体地,发动机参数指示或对应于发动机负荷或发动机速度。

此后,在进一步的步骤S2.5中将所确定的发动机参数EP与第三阈值TEP1进行比较。如果在步骤S2.4期间确定的发动机参数EP等于第三阈值TEP1,则该方法进行到步骤S2.6。如果发动机参数EP不等于,即低于第三阈值TEP1,则该方法返回到步骤S2.4。这样,只有当发动机参数EP达到第三阈值TEP1时,即当发动机10以预定的第一最小发动机负荷操作时,该方法才进行到步骤S2.6。具体地,第三阈值TEP1可以以范围的形式表示,使得当发动机参数EP在该范围内时该方法进行到步骤S2.6。

在步骤S2.6中,确定第三参数RR3。这在第一负荷操作模式期间执行,在第一负荷操作模式期间,发动机10以对应于由第三阈值TEP1预设的第一最小发动机负荷的负荷操作。

在下一步骤S2.7中,将所确定的第三参数RR3与第四阈值TRR3进行比较,以确定点火系统30的异常或故障状况,其指示不能正确地执行更换检测或测量周期。具体地,如果确定第三参数RR3等于或大于第四阈值TRR3,则不完成测量周期Ci,并且该方法进行到步骤S3。然而,如果确定第三参数RR3低于第三阈值TRR3,则方法进行到步骤S2.8。

步骤S2.8对应于步骤S2.4。在步骤S2.9中,将所确定的发动机参数EP与第五阈值TEP2进行比较。如果在步骤S2.8期间确定的发动机参数EP等于第五阈值TEP2,则该方法进行到步骤S2.10。如果发动机参数EP不等于,即低于第五阈值TEP2,则该方法返回到步骤S2.8。这样,只有当发动机参数EP达到第五阈值TEP2时,即当发动机10以预定的第二最小发动机负荷操作时,该方法才进行到步骤S2.10。

在步骤S2.10中,确定第四参数RR4。这在第二负荷操作模式期间执行,在第二负荷操作模式期间,发动机10以对应于由第五阈值TEP2预设的第二最小发动机负荷的负荷操作。

第三和第五阈值TEP1、TEP2可以例如借助于负荷直方图针对发动机10单独地确定,使得它们对应于发动机10的参考负荷,在该参考负荷下,可以识别在安装新火花塞的状况与安装磨损火花塞的状况之间的上升时间参数的差。上升时间参数中的这种差仅在发动机负荷谱的部分中是可识别的。例如,这些参考负荷点可以通过实验得到和/或验证。

在下一步骤S2.11中,在将所确定的第一至第四上升时间参数RR1至RR4存储在控制单元36的存储器单元42中之后,完成测量周期Ci。具体地,所确定的参数RR1至RR4以数据集格式存储,其中它们与相应的测量周期相关联,即在该测量周期期间它们被确定。如图7所示,例如,所确定的参数RR1至RR4可以以表格形式存储,例如以矩阵形式存储。

图7示出了包括在存储器单元42中用于存储所确定的参数RR1至RR4的矩阵。具体地,在所描绘的矩阵中,单独的行与不同的上升时间参数RR1至RR4相关联,其中单独的列与不同的测量周期Ci相关联。这样,在完成测量周期Ci时,填充完整的列,以便存储与测量周期Ci相关联的所确定的参数RR1至RR4。例如,控制单元36可以经配置存储与最近的(例如四个最近的)测量周期相关联的所确定的值。这样,可以确保存储器单元42的有效使用。为此,存储器单元42可以以先进先出的方式填充矩阵。

在步骤S2中执行测量周期Ci之后,该方法进行到判定步骤S3,在该步骤中确定测量周期Ci是否已经完成,即确定所有上升时间参数RR1到RR2是否已经被确定并且存储在存储器单元42中。如果确定先前的步骤S2以及因此测量周期Ci尚未完成,则该方法通过返回到步骤S1来停止例程。然而,如果确定先前的步骤S2以及测量周期Ci已经完成,则该方法进行到步骤S4。

在判定步骤S4中,确定控制变量″i″是否等于或超过参数″n″。在上下文中,参数″n″是指在该方法可以进行到步骤S5之前必须完成的测量周期的最小数。在所示配置中,参数n等于4。可替代地,参数n可以是任何其它正整数,例如2、3、5或6。如果确定控制变量i低于参数n,则该方法通过进行到步骤S10来停止例程。然而,如果确定变量i等于或大于参数n,则该方法进行到步骤S5。通过步骤S4,确保用于确定不同参数RR1-RR4的测量周期在执行例程的后续步骤之前被执行并完成至少四个测量周期。

在步骤S5中,该方法确定多个参考值,即三个参考值RR4C1-1,...,C1-3,以便在随后的步骤S6中与所确定的第四参数RR4C1进行比较。为此,从存储器单元42检索与三个先前测量周期RR4C1-1,...,C1-3相关联的第四参数的值,如可以从图4中所描绘的步骤S5.1所示。在所示的方法步骤S5.1中,参数″j″表示该方法的进一步的控制变量。具体地,不同参考值RR4C1-1,...,C1-3中的每一个对应于在三个后续测量周期Ci-1,...,i-3中的不同的一个测量周期期间确定的第四参数RR4的值,即在最近的测量周期Ci之前已经执行的测量周期。

然后,该方法进行到检测点火系统30的部件的更换的步骤S6。在该步骤中,基于在最近的测量周期Ci期间确定的第四参数RR4Ci与三个参考值RR4C1-1,...,C1-3的比较来检测部件的更换。为此,如图4所示,随后在步骤S6.1中确定第四参数RR4Ci与三个参考值RR4C1-1,...,C1-3中的每一个之间的差,并将其与第六阈值TRR4进行比较。如果由此确定的差中的每一个等于或低于第六阈值TRR4,则在步骤S6.2中检测点火系统30的部件的更换。

此后,该方法进行到判定步骤S7,在该步骤中,确定在先前的步骤S6中是否已经检测到部件的更换。如果在先前的步骤S6中确定没有检测到部件的更换,则中断例程,并且该方法进行到步骤S10。然而,如果在先前的步骤S6中确定已经检测到部件的更换,则该方法进行到步骤S8,在步骤S8中,更新发动机10的计数器,具体地是操作小时计数器或指示与一个气缸12相关联的所产生的功的计数器。这样,所提出的方法提供了关于点火系统30的部件何时被改变的信息。基于该信息,能够实现点火系统30,即其点火线圈14和/或其火花塞32的改善的寿命预测。

图5和6涉及用于检测点火系统30的部件的更换的方法的另一实施例。与图2至图4所描绘的配置相比,根据图5和图6的方法经配置基于指示火花塞32的状况的参数来检测火花塞32的更换。具体地,图5和图6的方法与图2至图4中所描绘的方法的不同之处在于在下文中指定的方法步骤2′、5′和6′。要指出的是,在所提出的方法中,图5和6中所描绘的方法步骤2′、5′和6′可以可替代地或附加地于图2至图4中所描绘的方法步骤2,5和6来执行。

具体地,在步骤S2′中,执行测量周期Ci以确定指示火花塞32的状况的参数。具体地,在下文中将待确定的参数称为火花塞状况指示器(SSI)。在子步骤S2.1′中,确定指示初级绕组38中的电流上升时间持续时间、次级绕组40中的电压上升时间持续时间和火花时间中的至少一个的上升时间参数RR。具体地,步骤S2.1可以在发动机10达到预定操作状况(例如最小负荷操作状况)时执行。

此后,在步骤S2.2′中确定发动机10的操作状况参数。具体地,操作状况参数是燃料混合物在点火时的密度。为了确定操作状况参数,控制单元36可以连接到压力传感器(未示出),其经配置确定燃烧室14中占主导的压力。基于所确定的压力,控制单元36可以经配置计算燃料混合物在点火时的密度。

然后,在步骤S2.3′中,基于所确定的上升时间参数RR和操作状况参数来确定SSI的值。具体地,这可以基于数学模型例如三维图来执行,根据该数学模型,SSI的值被确定为所确定的上升时间参数RR和所确定的操作状况参数的函数。具体地,该数学模型可以基于火花塞随时间的基本调查、加速测试和/或实际行为来定义和/或校准。该校准可以根据发动机10、其应用和/或点火系统30的类型而变化。

随后,在步骤S2.4′中,所确定的SSI值以数据集格式存储在存储器单元42中,其中,所确定的SSI值与相应的测量周期Ci相关联,即在其期间,所确定的SSI值例如以表格形式(例如以矩阵形式)被确定,其中,各个列或行与不同的测量周期相关联。

在步骤S5′中,该方法确定多个参考值,即三个参考值SSICi-1,...,Ci-3,以便与在步骤S6′中确定的SSICi值进行比较。为此,从存储器单元42检索与三个先前测量周期Ci-1,...,i-3相关联的参考值SSICi-1,...,Ci-3,如可以从图6中所描绘的步骤S5.1′所示。换言之,不同参考值SSICi-1,...,Ci-3中的每一个对应于在三个后续测量周期Ci-1,...,i-3中的一个不同测量周期期间确定的参数SSI的值,即在最近的测量周期Ci之前已经执行的测量周期。

然后,该方法进行到检测点火系统30的火花塞32的更换的步骤S6′。在该步骤中,基于在最近的测量周期Ci期间确定的参数SSICi与三个参考值SSIC1-1,...,C1-3的比较来检测火花塞32的更换。为此,如图6所示,随后在步骤6.1′中确定参数SSICi和三个参考值SSIC1-1,...,C1-3中的每一个之间的差,并且将其与第七阈值TSSI进行比较。如果由此确定的差中的每一个等于或低于第七阈值TSSI,则在步骤S6.2′中检测点火系统30的火花塞32的更换,如图6所示。

对于本领域技术人员显而易见的是,这些实施例和项目仅描绘了多种可能性的示例。因此,这里所示的实施例不应被理解为形成对这些特征和配置的限制。可以根据本发明的范围选择所述特征的任何可能的组合和配置。

这具体是关于以下可选特征的情况,该可选特征可以以任何技术上可行的组合与之前提到的一些或全部实施例、项目和/或特征组合。

可以提供一种用于检测火花点火式内燃发动机的点火系统的部件的更换的方法。该方法可以包括确定指示点火系统的操作或状况的至少一个参数的步骤;以及基于该参数与至少一个参考值的比较来检测部件的更换的步骤。

具体地,该方法可以经提供使得其更换将被检测的部件是点火系统的火花塞和点火线圈中的至少一个。

通过检测点火系统的部件的更换,所提出的方法提供了关于点火系统的部件(例如火花塞)何时被更换的信息。基于该信息,可以确定点火系统的部件的剩余寿命,从而有助于改善寿命预测。具体地,所提出的方法可以使得能够自动检测点火系统的部件更换并存储与其相关的信息。基于该信息,可以改善点火系统的监测,以便更可靠地防止发动机经受计划外的停机时间。

所提出的方法可以结合任何合适的火花点火式内燃发动机使用,即其中燃料混合物的燃烧由在燃烧室内产生的火花(例如由火花塞)启动的发动机。例如,这种发动机可以是燃气发动机、双燃料发动机或使用火花塞来点燃发动机燃烧室内的燃料混合物的任何其它类型的奥托发动机。发动机可以用于为任何机器或设备提供动力,包括船舶或其它船用、机车应用、公路卡车或车辆、非公路机器、发电机、泵、固定设备诸如发电厂,或其它发动机提供动力的应用。

该方法可以响应于发动机启动而执行。具体地,确定至少一个参数的步骤可以响应于发动机启动而启动。

确定至少一个参数的步骤可以包括确定指示发动机的操作状况的发动机参数的子步骤。具体地,该参数可以表示发动机负荷或发动机速度。该方法可以经提供使得在所确定的发动机参数已经达到预定阈值时执行确定至少一个参数的步骤。这样,可以确保发动机在预定负荷下操作。已经发现,对于一些应用,部件更换的检测在发动机负荷谱的部分中是具体地有利的。这可以通过在执行确定至少一个参数的步骤时确保发动机在预定负荷下或在预定负荷范围内操作来考虑。

具体地,在确定至少一个参数的步骤中,可以确定多个参数。这可以在测量周期期间执行。换言之,通过执行测量周期,可以确定多个参数。多个参数可以经确定使得在不同的发动机操作状况期间确定多个参数中的每一个。因此,在测量周期期间确定的不同参数可以与不同的发动机操作状况相关联。

为此,确定至少一个参数的步骤可以包括在发动机预启动操作状况期间确定第一参数的子步骤。可替代地或附加地,确定至少一个参数的步骤可以包括在发动机净化状况期间确定第二参数的子步骤。可替代地或附加地,确定至少一个参数的步骤可以包括在发动机已经达到最小发动机速度或发动机负荷或在预定发动机速度或负荷范围内操作的状况期间确定至少一个第三参数的子步骤。

具体地,至少一个参数可以指示在火花塞致动期间流过点火系统的点火线圈的电流。具体地,该参数可以指示点火线圈的初级绕组中的电流上升时间持续时间、点火线圈的次级绕组中的电压上升时间持续时间和火花时间中的至少一个。

可替代地或附加地,至少一个参数可以指示火花塞的状况,其具体地基于发动机操作参数中的至少一个确定,具体地在点火时间的燃料混合物的密度,以及点火系统的点火线圈的初级绕组中的电流上升时间持续时间或火花时间。

在进一步的发展中,确定至少一个参数的步骤可以包括将所确定的参数存储在存储器单元上的数据集中的子步骤,其中所确定的参数可以与相应的测量周期相关联,具体是以表格或矩阵形式。

该方法可以经提供使得在执行检测部件的更换的步骤之前确定至少一个参数的步骤被执行并且完成至少两个,具体地是三个、四个或五个测量周期。

该方法可以包括确定至少一个参考值的进一步的步骤。该参考值可以对应于在之前或先前的测量周期期间确定的参数的值,具体地是与在其期间执行确定至少一个参数的步骤的测量周期相比。

在进一步的发展中,在确定至少一个参考值的步骤中,可以为至少一个参数中的至少一个确定多个参考值,具体地是至少三个、四个或五个参考值。与一个参数相关联的参考值中的每一个可以对应于在相应数目的后续测量周期中的不同一个期间确定的参数值。

该方法可以经提供使得当所确定的参数和/或参考值例如通过将它们与阈值进行比较而示出趋势或幅度的方向变化时,可以检测到部件的更换。通过将参数与一个以上的参考值进行比较,可以考虑系统方差或其它干扰,从而提供一种鲁棒的方法。

进一步地,在检测部件的更换的步骤中,可以确定参数与至少一个相关联的参考值中的每一个之间的差,并且其中基于该至少一个确定的差,具体地基于该确定的至少一个差与阈值的比较来检测部件的更换。具体地,如果至少一个确定的差中的每一个超过阈值,则可以检测到部件的更换。

该方法可以包括存储更换时间,即检测到更换的时间的进一步的步骤。进一步地,该方法可以包括基于所确定的更换时间,例如通过确定更换时间与部件已被安装的时间之间的差,提供部件的寿命,即对应于部件的预测寿命,例如以小时或生产的工作为单位。这样,当检测到更换时,可以记录并存储绝对操作小时。这可以用作相关联的部件的参考值。

此外,提供了一种用于火花点火式内燃发动机的点火系统。该点火系统可以包括控制单元,其经配置确定指示点火系统的操作状况的至少一个参数并且基于该参数与至少一个参考值的比较来检测点火系统的部件的更换。

工业实用性

参考附图,提出了一种用于检测火花点火式内燃发动机10的点火系统30的部件的更换的方法和点火系统30。该方法可以由点火系统30的控制单元36执行。

如上所述的方法和点火系统30可以应用于任何火花点火往复式发动机,尤其是燃气或双燃料发动机。所提出的点火系统30可以代替传统的点火系统,并且可以用作替换或改进零件。

19页详细技术资料下载
上一篇:一种医用注射器针头装配设备
下一篇:包括改进的轴承的液压机器

网友询问留言

已有0条留言

还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!

精彩留言,会给你点赞!