用于阻止燃料空气混合物在内燃机气缸室中预燃的方法

摘要

本发明涉及一种用于阻止燃料空气混合物在内燃机气缸室中预燃的方法，其中根据内燃机的一个或多个参数，为当前或之后的工作循环确定至少一个内燃室的至少局部的预燃倾向的风险数值，其中，至少部分计算出表面温度的数值，由此为紧接着的或较晚的工作循环计算得出预期的预燃倾向，并且与预设的极限值进行比较，其中若未遵守该用于之前工作循环的极限值，则在当前或后续的工作阶段中对动力总成的至少一个运行参数进行改变。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于阻止燃料空气混合物在内燃机气缸室中预燃的方法。 

背景技术

预燃应理解为一个过程，其中燃料空气混合物在压缩阶段结束前，尤其在具有高压缩比或增压的汽油发动机中，在未出现由点火系统产生的点火火花前就出现不可控且提前的预燃。由于预燃产生的温度和压力的升高通过在燃烧室中尚未结束的压缩而加剧。在内燃室中的极端的温度和压力值将会最终导致发动机构件的损坏。 

由专利文献DE102008038102A1已知，为了阻止燃料空气混合物在汽油机工作方式的具有高压缩比的内燃机的气缸室中预燃，为每个工作缸测量或确定当前的气缸内部压力值。在此，气缸压力借助检测到的内燃机的曲轴的角速度曲线或借助压力传感器确定。通过在当前的工作循环中计算得出的气缸内部压力，能够确定各个气缸的燃烧重心位置，由此计算得出之后的工作循环中可预期的预燃倾向。 

专利文献DE102010064186A1描述了一种用于在内燃机中处理未控燃烧的方法和装置，方法是在监测窗中确定已检测到的未控燃烧的数量并且与阈值进行比较，其中若超过阈值则降低内燃机燃烧室的温度。这种方法的缺点在于，在实际出现预燃时才能被检测到，因此只能在后续的工作循环中阻止预燃。由此不能杜绝由于已经出现的预燃而造成的发动机损坏。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，阻止燃料空气混合物在内燃机气缸室中预燃，由此在预燃形成之前最大程度地、优选完全地阻止预燃。 

所述技术问题通过一种用于阻止燃料空气混合物在内燃机气缸室中预 燃的方法得以解决，其中在按照本发明的方法中，根据内燃机的一个或多个参数，为当前或之后的工作循环确定至少一个内燃室的至少局部的预燃倾向的风险数值，其中，确定表面温度的数值作为用于紧接着的(优先)或较晚的工作循环中的预燃倾向的风险数值，并且与预设的极限值进行比较，若未遵守该用于之前的工作循环的极限值，则在当前(优选)或后续的工作阶段中对动力总成的至少一个运行参数进行至少一次改变。 

所述内燃机优选是汽油发动机或柴油发动机。内燃机的一个工作循环应理解为气缸的工作循环。例如在四冲程发动机中，一个工作循环由四个工作阶段和曲轴的两次旋转构成。所述确定尤其(优选)可以是计算或测量。 

按照本发明的方法的优点在于，有威胁的预燃在形成之前已经能够被确定和识别。通过改变动力总成中的运行参数能够最大程度地阻止预燃并且因此能够避免损坏发动机。另一优点是，为了确定表面温度的数值可以考虑不同的已经为了其他目的而被使用的参数。可以导致动力总成的运行参数发生改变的措施也是很多的。单独的措施以及多个措施的组合都能阻止预燃。特别是在汽油发动机中，通过本发明能够提高增压和/或压缩比，并且因此也能够减少燃料消耗。如果计算了表面温度的数值，则通过本发明的技术方案便不需要额外的用于检测预燃的测量系统。 

本方法的一种优选实施形式，其中属于内燃机的参数的是，确定时段的内燃机的转速和负荷集成、燃料消耗、点火时间、环境温度、环境压力、空气湿度、冷却水温度、油温、燃料温度、燃料压力、故障存储。可以通过多种方式确定这些参数。优选(直接或间接)测量多个参数，如燃料消耗、点火时间、环境温度、环境压力、空气湿度。可以计算得出转速和负荷集成。特别优选的是，考虑所有参数以确定表面温度的数值。但是仅考虑一些参数也是足够的，优选考虑转速和负荷集成、点火时刻以及燃料品质。 

在一种特别优选的实施形式中，燃料品质属于内燃机的运行参数。对燃料品质的确定例如可以通过对爆震调节装置的运行的评估实现：爆震调节装置包括爆震传感器(固体声音传感器)。借助电子过滤器和数字信号处理器研究这种爆震传感器的信号中的在爆震中典型的高频振动分量。若爆震传感器记录到发动机的爆震，则以这种方式自动地调节点火时刻，直到确定不再出现爆震噪音。通过对爆震调节装置的评估可以推断出燃料品质。 

关于发生预燃的信息属于内燃机的运行参数。这种信息优选从对在发动 机控制器中的预燃识别功能的评估中得出。预燃识别功能是一种能够精确模拟气缸的预燃倾向的功能。例如可以采用两个用于识别预燃的功能。一个是所谓的第二爆震窗，另一个是对高解析度的发动机转速(HMD)的评估。通常的爆震功能可以识别特殊的缸体振动并且将其归于某一气缸，为此需要用于单个气缸的特殊识别窗。窗的长度例如根据在发动机试验台上的转速、发动机载荷和点火角度确定(通常的爆震的燃烧取决于点火角度)。 

第二识别窗位于第一识别窗的前面。在第二爆震窗的时刻上在通常条件下不会出现爆震燃烧，因为在点火角度和爆震开始之间的时间非常短。然而当爆震传感器出现爆震信号，则存在预燃。 

HMD分析发动机转速。在该信号中存在振动，该振动取决于气缸周期性地产生的扭矩。若出现未期待的较早的转速升高，则存在预燃。 

此外，所述方法能够以实用方式这样实施，即通过实施一个或多个以下措施改变动力总成的运行参数。这些措施例如是短期和长期地改变充气或进气程度和载荷、改变喷射时间、关闭气缸、改变点火角度、改变燃料空气比、改变凸轮轴以及锁止或延迟换挡过程。实施这些措施之一已经能够导致动力总成的运行参数以这种方式被改变，使得预燃被阻止。然而特别重要的是改变燃料空气比，因为由此能够特别经济地影响发动机的运行。关闭气缸以及锁止或延迟换挡过程是特别有效的立刻阻止预燃的措施，而不必实施后续的其他措施。 

按照本发明，通过控制器对于发动机参数的评估以及接下来基于计算模型得出的表面温度的数值，而获得预燃倾向风险的极限值。 

按照本发明，表面温度的数值或量度是至少一个燃烧室的至少一部分的表面温度或辐射功率。由此，能够确定至少一个燃烧室的至少一部分与周围环境的热交换的全部数值，并且用作气缸预燃倾向的标准。 

在一种优选的实施形式中，在所述方法中，通过将表面温度的数值作为用于紧接着的工作循环的预燃倾向的风险数值，并且与预设的极限值进行比较，从而根据内燃机的一个或多个参数为当前的工作循环确定至少一个燃烧室的至少一部分的预燃倾向的风险数值。若未遵守该用于之前的工作循环的极限值，则在当前工作阶段中改变动力总成的至少一个运行参数。因此，在发动机的当前工作阶段中已经避免了预燃风险。由此为了不出现预燃，而持续监测表面温度。 

内燃机通常具有控制器，其控制、调节和监测发动机的功能。该控制器能够有效地将按照本发明的方法作为程序控制功能存储在发动机控制器的存储器中。 

一种特别有利的装置在于，该装置安装在机动车中，该机动车的发动机包括发动机控制器，在控制器的存储器中存储有程序，该程序的至少一部分能够实施按照本发明的方法。 

机动车可以是无轨的轮式车辆。 

附图说明

通过实施例的以下描述并且参照附图阐述本发明的其他目的、特征以及有利的应用可能性。在附图中： 

图1示出按照本发明的方法的实施形式的示意图，和 

图2示出按照本发明的汽车的实施方式，其采用了在控制器中作为功能而实施的方法。 

具体实施方式

图1示出按照本发明方法的示意图。在步骤1中，由内燃机8的参数确定表面温度的数值。所确定的结果与预燃倾向的极限值相对比，并且在步骤2中核查，是否遵守该极限值。如果遵守极限值5则步骤4结束。如果不遵守极限值6则在步骤3中采取措施，由此降低预燃的风险或完全阻止预燃。 

图2示出按照本发明的车辆9的局部示意图，所述车辆在前部区域被剖切。在车辆9的前部区域中存在控制器7和内燃机8。按照本发明的方法在控制器7中作为功能被实施。通过控制器7在动力总成中实施措施，通过该措施最终避免预燃。 

附图标记清单 

1.确定表面温度的数值 

2.判断：遵守极限值 

3.针对预燃的措施 

4.结束 

5.是 

6.否 

7.发动机控制器 

8.内燃机 

9.车辆