通过触发适应性校正的计算来调整点火提前的方法

摘要

一种调整包括至少一个汽缸(3)的内燃发动机(2)的由计算机(10)所控制的点火提前的方法，该方法包括对计算机(10)的以下操作：‑记录在汽缸中执行的循环数以及对于每个循环的点火提前的矫正性校正值，‑计算所述点火提前的适应性校正，在该校正期间，计算机(10)根据已经历的循环数来计算矫正性校正值的平均值，然后基于该平均值来计算适应性校正值，当已经达到预定的循环数时，实施适应性校正的计算任务的触发。该数量可以是可变的并且是根据发动机的运转转速的。

说明书

技术领域

本发明涉及可控点火式内燃发动机的调整，更确切地，涉及这些发动机的点火提前的矫正性校正和适应性校正。

背景技术

在每个循环(两冲程或四冲程)时，向可控点火式内燃发动机提供包括空气和燃油的混合物(空气/燃油混合物)。

下面将研究四冲程发动机，该发动机包括至少一个汽缸以及在汽缸中的可移动活塞。

每个循环包括以下四个称为阶段的冲程，即进气阶段、压缩阶段、燃烧-膨胀阶段以及排气阶段，阶段始于由发动机计算机(或发动机控制器)所控制的火花塞来点燃压缩的空气/燃油混合物。

为了优化发动机在功率方面和消耗方面的性能，在压缩阶段结束后，在汽缸中的活塞的称为“上死点”(PMH)的极限位置的上游触发点火。

为了可以调整点火，发动机制造商使用对应于点火时刻和活塞通过PMH位置的时刻之间的时间差的称为“点火提前”的参数，PMH位置是参考位置。

点火提前以角偏差(或旋转角)来表示，该角偏差(或旋转角)以经由连杆通过发动机的活塞而运动的曲轴μ(mu)为参考。

可控点火式发动机经受爆震，其是发动机制造商已知的自点燃现象，这导致除了火花塞的火花之外的空气/燃油混合物的一部分的意外自燃。

爆震会引起驾驶舱内的噪声、发动机元件(特别是活塞)的加速损坏或燃油消耗的增加。

爆震的发生可归因于不同的因素，例如，使用降级的燃油。

在车辆组装时，可控点火式发动机被编程为使用具有辛烷值或根据使用车辆的地理区域预定义的RON(英语中研究法辛烷值的首字母缩写)的燃油来进行操作，该调整允许避免爆震。

辛烷值测量在可控点火式发动机中所使用的燃油在自点火时，即在没有火花塞干预的情况下的点火的阻抗程度(résistance)。例如，RON为95的燃油是其成分的95％是耐自点火的燃料。

RON因国而异。这就是为什么需要使发动机的运转适应燃料的质量以防止爆震的原因。因此可以理解，降级的燃油是具有较低辛烷值的燃油，即是精炼度较低的燃油。

当通过传感器(例如压电传感器)检测到爆震时，在发动机计算机中执行校正之间的不同的额外校正，这些校正旨在修改点火提前以允许消减爆震并且最好消除爆震。

在这些校正中，一方面存在旨在在爆震出现时快速消减爆震现象的矫正性校正。该矫正性校正包括在每次检测到爆震时应用点火提前的减小；然后，当在足够久的持续时间(约等于10秒)内不再有爆震时，趋向于点火提前的初始值。

另一方面，存在着适应性校正，其使用矫正性校正的全部或部分(并且特别是矫正性校正的平均值)，以便执行一系列操作，以允许获得在通常由于使用降级的燃油所引起的持久的爆震时所应用的减小“点火提前”。

文献FR 2987404公开了一种调整发动机的点火提前校正的方法，在该方法中实施适应性校正计算。该计算在矫正性校正的时间段的基础上考虑了矫正性校正值的平均值。

该方法具有重大缺点。实际上，在不考虑发动机转速变化的情况下，对确定时间段内的平均值的计算是失真的。

在给定的时间段内，发动机可以以不同的转速激发。当发动机以较低转速运转时，矫正性校正的数量较少，并且当发动机以较高转速运行时，矫正性校正的数量较高。

例如，在相同的时间段内，当发动机以1000tr/min(转每分钟)运转时，修复三个循环，即三个矫正性校正；而当发动机以6000tr/min运行时，修复二十个循环，即二十个矫正性校正。

在这两个时间段上的平均值的计算因此可能错误地产生对适应性校正的调用，然而这是不需要的。

发明内容

第一个目的是，提出一种调整内燃发动机的点火提前的方法，其允许可靠地计算矫正性校正的平均值。

第二个目的是，提出一种调整内燃发动机的点火提前的方法，其易于参数化。

第三个目的是，提出一种调整内燃发动机的点火提前的方法，其可适用于发动机的不同的转速，特别是在发动机的过渡阶段中。

第四个目的是，提出一种包括发动机的机动车辆，该发动机的点火提前通过计算机使用满足前三个目的的方法来控制。

因此，提供一种调整包括至少一个汽缸的内燃发动机的由计算机所控制的点火提前的方法，该方法包括对计算机的以下操作：

-记录在汽缸中执行的循环数以及对于每个循环的点火提前的矫正性校正值，

-计算点火提前的适应性校正，在该校正期间，计算机根据已经历的循环数来计算矫正性校正值的平均值，然后基于该平均值来计算适应性校正值，

当已经达到预定的循环数时，实施适应性校正计算任务的触发。

该方法允许获得独立于发动机转速的变化的矫正性校正值的精确平均值。

可以具备下述不同附加特征中的一个或其组合：

-触发适应性校正计算任务的循环数是固定的，并且在研发发动机时由发动机制造商确定；

-触发适应性校正计算任务的循环数是可变的，并且由计算机根据发动机的运转转速来定义；

-方法包括将在适应性校正的计算任务时所获得的结果与理论值进行比较的任务，以便确定是否应该考虑适应性校正。

第二，提出一种计算机，其包括通过存储在存储器中的软件指令进行获取、处理的装置，以及实施如前所述的调整点火提前的方法所需的控制装置。

第三，提出一种发动机，其包括至少一个火花塞以及如前所述的计算机。

第四，提出一种机动车辆，其包括如前所述的发动机。

附图说明

在下文中，参照附图并根据对实施例的描述，使本发明的其它目的和优点得以显现，在附图中：

图1是包括可控点火式内燃发动机的机动车辆的俯视透视图；

图2是发动机及其控制附件的示意图；

图3是示出用于控制发动机点火的调整点火提前的方法的图。

具体实施方式

图1示出了配备有可控点火式内燃发动机2的机动车辆1，在这种类别中发动机2使用诸如汽油的燃油。

发动机2包括发动机单元，其具有至少一个汽缸3；汽缸盖4，其覆盖发动机单元并在汽缸3的上端部封闭汽缸3；以及活塞5，其可移动地安装在汽缸3中的高位和与高位间隔开的低位之间，在该高位中活塞5靠近汽缸盖4。

汽缸盖4包括通向汽缸3的两个管道6,7，即空气/燃油混合物的进入管道6以及在燃烧之后该混合物的排出管道7，管道6,7在它们的与汽缸3的接合处包括阀8，该阀8允许管道6,7与汽缸3连通，或反之，允许管6,7与汽缸3分离。

此外，汽缸盖4在两个阀8之间包括用于触发汽缸3中的空气/燃油混合物的燃烧的火花塞9。

有利地，发动机2包括三个汽缸3；然而，为了清楚起见，示意性地示出图2中所示出的发动机2；在剖视图中仅示出了发动机单元，更确切地，仅示出了汽缸3中的一个以及汽缸盖4。

如在图2中所见，发动机2包括计算机10、爆震传感器11、计数器12以及通过连杆14由活塞5驱动而旋转的曲轴13。曲轴13的运动然后通过不同机构传递到车辆的车轮15。计算机10包括由存储在存储器中的软件指令获取、处理的装置，以及实施下面描述的本发明的方法所需的控制装置。

在发动机循环中，空气/燃油混合物的点火在压缩阶段结束后通过火花塞9在活塞5的PMH位置的上游发生。为了校准点火，发动机制造商定义对应于点火时刻和活塞5通过上死点(PMH)的时刻之间的以曲轴13为参考的角偏差(例如，以度表示)的称为“点火提前”的参数，活塞5的上死点(PMH)位置对应于参考位置。

如下文将看到的，计算机10允许控制火花塞9的点火以触发燃烧，并且计数器12允许适时地考虑待发送到计算机10的信息。

爆震传感器11允许检测发动机2的不同汽缸3内部的爆震。有利地，发动机2仅包括唯一的爆震传感器11，其能够借助于诸如发动机转速和活塞5的位置信息来确定所检测到的爆震来自于哪个汽缸3。

爆震是由于汽缸3中的空气/燃油混合物的爆发点燃而产生的振动现象。这种现象的连续重复可能最终使发动机2发热并导致活塞5的破坏或者最坏地导致发动机单元破裂。

为了避免并防止爆震的出现，负责调整发动机的发动机制造商调整点火提前，即调整每个火花塞9产生火花以点燃每个汽缸3中的空气/燃油混合物的确切时刻。

一旦发动机2被调整，特别是当发动机2运转时，爆震只是暂时的，并且通过计算机进行矫正性校正，其在预定的时间段内使具有定额值的火花塞9的点火提前减少。一旦预定时间段结束，则爆震不再出现，并因此停止矫正性校正，并且根据发动机制造商的调整进行点火。

然而，发动机2依照具有确定的RON(英文称为研究法辛烷值或者辛烷值)的确切的燃油来调整。当使用车辆1时，用户可能无法向发动机2供应其调整所依照的燃油。尤其是在优质燃油的获取途径有限或不存在的国家的情况下，用户因此被迫使用降级的燃油。

“降级”是指具有较低RON，即较低辛烷值的燃油，换言之精炼度较低的燃料。

因此，在根据具有高RON的燃油来调整的发动机2中使用这样的燃油会在火花塞9产生火花之前引起汽缸3中的空气/燃油混合物的自发点燃，这表现为出现爆震。

为了限制爆震并保护发动机2，计算机进行点火提前的减少，使得空气/燃油混合物自点燃的时刻等于火花塞9的火花产生的时间。

当检测到爆震时，爆震传感器11将信息发送到车辆1的车载计算机(图中未示出)，该车载计算机产生点火提前的矫正性校正，然后在矫正性校正的时间段之后触发调整点火提前的方法，以创建点火提前的适应性校正。

图3示出了该方法的控制图。

在该方法触发时，计数器12同时执行两个任务100和200，即通过数字i(具有等于1的预定义值)的递增进行计数并对所执行的循环数进行记录，并且对每个循环的矫正性校正值进行测定并记录。

重复任务100和200，直到达到循环数的数字n。有利地，数字n是大于1的整数。

当达到循环数n时，由计算机10执行计算矫正性校正的平均值的任务300。

平均值由以下公式计算：

平均值＝矫正值总和/执行的循环数

一旦执行了该平均值，计算机10执行计算适应性校正的任务400。

然后，当由计算机10实施比较任务500时，将该计算的结果与参考值进行比较，以便确定是否应该向点火提前给予适应性校正。

有利地，在调整发动机2时，通过发动机制造商校准循环数的值n。

然而，为了使适应性校正适应于发动机2的不同负载以及不同转速，特别是在诸如发动机2启动或改变速度的过渡阶段时，数量n可以在预定义的值的范围中变化。

因此，对于较高的发动机转速和对于较低的发动机转速，计算时间都可以更快。

数量n由计算机10根据上述参数自动选择，并且依照每个过渡阶段即发动机转速快速变化的每个阶段重新定义。

当发动机2在所谓的稳定阶段中运行时，即当发动机转速变化较弱时，数量n恢复由发动机制造商所编程的其原始值。

此前描述的方法提供以下优点。

首先，使适应性校正的计算可靠。无论发动机转速如何变化，适应性校正的计算都更加精确。

然后，调整点火提前的方法在发动机的过渡阶段时允许精确地计算适应性校正。因此，给予点火的校正根据发动机的转速，特别是在发动机2的过渡阶段中精确地实施。

最后，调整点火提前的方法可容易地被参数化。实际上，发动机制造商仅需要调整待执行的循环数的数字n，以便触发适应性校正的计算。为了考虑发动机的过渡阶段，发动机制造商集成了在标准数量n的两侧上延伸的值的范围。因此，参数化对于发动机制造商来说是简单的，并且在计算机10中不需要大的数据空间。