CN100347431C - 内燃机自适应爆震调节的适配特性区域的适配方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于内燃机自适应爆震调节的适配特性区域的适配方法及用于自适应爆震调节的方法，其中适配特性区域(20)由至少一个运行参数(22，24)展开，其中用于每个运行参数区域(26)的适配特性区域(20)由一个表征环境条件的预控制分量(bi)及一个由爆震调节产生的剩余分量(ai)组成，其中用于每个运行参数区域的适配特性区域值由相应于有关运行参数区域的预控制分量(bi)及相应于有关运行参数区域的剩余分量(ai)的和得出。这里适配特性区域的适配这样地进行：首先确定环境条件是否发生改变；然后，如果环境条件发生改变，根据改变了的环境条件对于每个运行参数区域求得一个新的预控制分量，或当环境条件未发生改变，则使每个运行参数区域的预控制分量保持不变。

Description

内燃机自适应爆震调节的适配特性区域的适配方法
技术领域
本发明涉及一种内燃机自适应爆震调节的适配特性区域的适配方法及内燃机自适应爆震调节的方法。
背景技术
已经公知了一种内燃机自适应爆震调节的适配特性区域的适配方法，其中连续地或以确定时间间隔将当前的点火角延迟调节值写入一个适配特性区域。当环境条件变动大时，例如使用较小抗爆性的燃料时，适配特性区域的值的适配根据出现的爆震信号缓慢地进行及为了整个适配特性区域的适配每个特性区域至少必需被启动一次。
由DE 40 08 170 A1公知了一种内燃机自适应爆震调节的方法，其中当前点火角延迟调节值被存储在一个适配特性区域中。适配特性区域具有根据至少一个内燃机运行参数再划分的区域，其中在运行期间点火角延迟调节值不断地被存储到所属区域中。在转换到另一运行参数区域时对于该运行参数区域存储的点火角调节值构成新的点火角延迟调节值，它是用于爆震调节的起始点。在相应的运行参数区域中根据爆震调节的信号进行特性曲线值的适配，其中在爆震时执行点火角的延迟调节。如果在一定时间间隔上未出现爆震，点火角将向提前的方向返回。
发明内容
本发明提出了一种用于内燃机自适应爆震调节的适配特性区域的适配方法，其中，适配特性区域以至少一个运行参数为坐标展开，其中适配特性区域对于每个运行参数区域包括一个用于点火角延迟调节的值，该值由一个表征环境条件的预控制分量及一个由爆震调节产生的剩余分量组成，其中用于每个运行参数区域的适配特性区域值由相应于相关运行参数区域的预控制分量及相应于相关运行参数区域的剩余分量的和得出，该方法具有以下步骤：a)确定环境条件是否发生改变，b)如果环境条件发生改变，根据改变了的环境条件对于每个运行参数区域求得一个新的预控制分量，或当环境条件未发生改变，则使每个运行参数区域的预控制分量保持不变。
根据本发明的用于内燃机自适应爆震调节的适配特性区域的适配方法相对公知的方法具有其优点，即当环境条件强变化时产生点火角延迟调节值的立即适配，而不会出现不必要的爆震。另一优点在于，整个适配特性区域适配于改变的环境条件，这同样导致了不必要的爆震的避免，及在转换到新的运行参数区域时已考虑到新的环境条件。通过描述在以下说明中的措施可得到对上述给出的适配特性区域适配方法的进一步有利构型及改进。特别有利的是，这样地确定环境条件的改变，即与有关的运行参数区域相应的参考角度明显地低于当前所需的点火角延迟调节值。因此这种环境条件的改变可简单及低成本地确定。在此情况下，有利的是参考值由当前适配特性区域值构成。此外有利的是，在确定环境条件改变时求得一个系数，该系数描述当前点火角延迟调节值位于最坏可能的适配特性区域值及最好可能的适配特性区域值之间的哪个区域上，由此对于每个运行参数区域可根据该系数使适配特性区域值适配。由此可实现简单及成本低的整个适配特性区域的适配。特别简单的是，系数的求得可通过在最好可能的特性区域值及最坏可能的特性区域值之间内插一个直线来实现。同样有利地，借助传感器值确定环境条件的改变，因为这样可作到对环境条件的客观评价。尤其是环境温度或燃料质量会影响爆震频率，因此有利的是，这些条件借助传感器检测。在由传感器检测环境条件时，同样有利地，参考最好及最坏可能的环境条件借助一个系数来表征新的环境条件，及借助该系数求得与新的环境条件适配的适配特性区域。因此可用简单及低成本的方式实现整个适配特性区域的适配。此外有利的是，适配特性区域对汽缸个体构成及适配特性区域的适配同样对汽缸个体进行。
有利的是，对于每个汽缸或每个汽缸组设置一个适配特性区域，其中，每个适配特性区域对于每个运行参数区域包含一个预控制分量及剩余分量；及当确定出环境条件发生改变时，对于每个运行参数区域重新求得用于每个汽缸或每个汽缸组的预控制分量。
有利的是，当当前所需的点火角延迟调节值与从适配特性区域推断的参考值之间的差值超过一个确定的预给定第一阈值时，由此确定环境条件已改变。
有利的是，从适配特性区域推断的参考值作为平均值由适配特性区域的一个相应于当前运行参数的主区域产生，其中，所述主区域由多个相邻的运行参数区域组合构成，并且该平均值由属于该主区域的这些运行参数区域的适配特性区域值构成。
有利的是，在一个包含在存储器单元中的第一极限特性区域值与一个包含在存储器单元中的第二极限特性区域值之间，在相应于当前运行参数的主区域中进行内插，其中第一极限特性区域表示用于最坏可能的环境条件的点火角延迟调节值的特性区域，而第二极限特性区域表示用于最好可能的环境条件的点火角延迟调节值的特性区域，在连接第一及第二极限特性区域值的内插曲线上求出一个参考系数，它相应于在与当前运行参数相应的第一极限特性区域值及与当前运行参数相应的第二极限特性区域值之间的当前所需的点火角延迟调节值的位置。
有利的是，通过至少一个传感器的传感器测量值变化超过第二预定的固定阈值来确定出：环境条件已发生改变，其中该至少一个传感器测量环境条件。
有利的是，将当前环境条件与最好可能的及最坏可能的环境条件相比较；及根据当前环境条件与最坏可能的及最好可能的环境条件的偏差求得一个参考系数。
有利的是，这样地对于每个运行参数区域求解新的预控制分量，即对于每个运行参数区域使第一或第二极限特性区域值加上或减去所求得的参考系数与差值的乘积，并接着对于每个运行参数区域减去剩余分量的相应值。
根据本发明的用于内燃机自适应爆震调节的方法相对公知的方法具有其优点，即考虑到环境条件，其中能对环境条件的改变作出快速的反应。此外有利的是，可以很快速地对表征爆震出现的运行状态的变化进行检测。因为每个汽缸或每个汽缸组具有自己的燃烧特征，因此这里对汽缸个别地或对汽缸组个别地进行自适应爆震调节同样是有利的。
附图说明
本发明的实施例被表示在附图中及在以下的描述中详细地说明。附图为：
图1：根据本发明的用于内燃机自适应爆震调节的适配特性区域的适配方法的概示图，
图2：一个适配特性区域的概示图，
图3：第一及第二极限特性区域的概示图，及
图4：求得一个参考系数的概示图。
具体实施方式
在内燃机运行中所谓的爆震代表一个可对其使用寿命产生不利影响的临界运行状态。已公知了所谓的爆震调节，它在确定出内燃机的一个汽缸爆震时使点火角向延迟方向推移。由此可排除爆震状态。如果在确定时间期满后不出现爆震，则点火角向提前方向返回。为了在运行参数转换时能特别快地具有一个不会产生爆震的点火角延迟调节值，在一个控制装置的存储器中准备了一个所谓的适配特性区域。它被详细地描述在DE 40 08 170中。至少用一个运行参数展开的该适配特性区域被划分成预定的固定区域。对于每个区域，存储器包括一个点火角延迟调节值，在离开该运行参数区域时存储器存储相应调节了的点火角延迟调节值。在重新转换到相应的运行参数区域时，存储在那里的点火角延迟调节值被调节及作为爆震调节的起始点使用。因此在转换运行参数区域时能很快地调节到对于爆震调节最佳的点火角延迟调节值。在这方面运行参数尤其为负载或转速。
点火角延迟调节值不仅与运行参数相关，而且与环境条件，尤其是燃料质量即燃料的抗爆性及环境温度相关。在环境条件改变的情况下，例如在使用另一种燃料时，点火角延迟调节值部分地受到大的影响。为了考虑这种关系，在本发明中，现在将包括在一个适配特性区域中的每个点火角延迟调节值表达为一个预控制分量bi及一个剩余分量ai的和。在此情况下预控制分量bi包括与环境条件相关的点火角延迟调节值分量，及剩余分量ai包括受爆震调节直接影响的点火角延迟调节值分量。在图2中表示出这样一个适配特性区域。该图2中所示的适配特性区域例如对于两个运行参数、如负载或转速描述出，但其中这种特性区域也可用一个或多于两个运行参数展开。在轴22上记录第一运行参数的值，例如负载的值。在轴24上记录第二运行参数的值，例如转速的值。如果第一运行参数的轴22的值及第二运行参数的轴24的值被分在各个区域中，则产生如图2中所示的运行参数区域26的矩阵。所有运行参数区域26的整体展开了一个适配特性区域20。现在对每个这样的运行参数区域分配一个剩余分量ai及一个预控制分量bi，如在运行参数区域27中所示范表示的。因此适配特性区域20具有与运行参数区域的数目相对应的数目的预控制分量值bi及同样该数目的剩余分量值ai。因此该适配特性区域总地包括运行参数区域数目的两倍的值。在此情况下，对于每个运行参数区域由剩余分量ai及预控制分量bi的和得到点火角延迟调节值。
根据本发明的内燃机自适应爆震调节的适配特性区域的适配方法被概要地表示在图1中。其中在步骤3中确定，环境条件是否已改变。如果情况是这样，则该方法继续进行到步骤6，其中在步骤6上求出一个判据，在随后的步骤10中将借助该判据对于适配特性区域20的每个运行参数区域26求得一个新的预控制分量bi。接着该方法再回到步骤3继续进行。如果在步骤3上确定出环境条件未改变，则在步骤15上适配特性区域20的每个运行参数区域26的预控制分量bi保持不变。在步骤15后，这里该方法也回到步骤3继续进行。通常以一定的时间间隔，该方法回到步骤3继续进行。通过借助图1所示的方法可以保证：对于每个运行参数区域26适配特性区域20可很快速地适配改变了的环境条件。这是有利的，因为这样可避免不必要的爆震及防止内燃机的损坏。
在一个优选实施例中，对环境条件是否改变的确定借助由爆震调节确定的当前点火角延迟调节值来确定。在此情况下，由爆震调节求得的当前点火角延迟调节值将与一个配置给当前运行参数的参考值相比较，及确定第一阈值是否被超过。当第一阈值被超过，即当前点火角延迟调节值与参考值有很大偏差时，则环境条件有很大改变，这就是说，该方法用步骤6继续进行。如果第一阈值未被超过，则得出结论：环境条件未改变或仅是很小的变化，这就是说，该方法用步骤15继续进行。在一个优选实施例中，这种参考值用对于相应的运行参数区域存在的当前适配特性区域值来表示，该值由剩余分量ai及预控制分量bi的和得到。在另一优选实施例中，这种参考值在一个主区域中这样地求得，即例如由多个相邻的运行参数区域组合成一个主区域，及将属于该主区域的这些运行参数区域的适配特性区域值的平均值构成为参考值。在此情况下，每个运行参数区域的适配特性区域值也由当前的剩余分量ai及预控制分量bi得到。这种平均值在这里可为适配特性区域值的算术平均值。
在本发明的一个优选实施例中，在一个控制装置的存储器中具有另外两个特性区域，它们用至少一个运行参数展开，它们包括用于环境条件最坏可能组合及用于环境条件最好可能组合的点火角延迟调节的极限特性区域值。在图3中表示出两个这样的特性区域。在轴22也是记录第一运行参数的值及在轴24上也是记录第二运行参数的值。如果如上所述，适配特性区域20用一个或多于两个运行参数展开，则用于环境条件最好及最坏可能组合的极限特性区域也相应地用一个或多于两个运行参数展开。两个运行参数也被分在各个区域中，由此形成一个区域矩阵，其中对每个所谓的矩阵区域分配一个极限特性区域值。在图3a中表示第一极限特性区域30，它具有一些主区域36，其中对每个主区域36分配一个极限特性区域值bui。第一极限特性区域包括用于最坏可能的环境条件的点火角延迟调节的极限特性区域值。在图3b中表示第二极限特性区域40，它具有一些主区域46，其中对每个主区域46分配一个极限特性区域值boi。第二极限特性区域40包括用于最好可能的环境条件的点火角延迟调节的极限特性区域值。第一及第二极限特性区域的主区域36及46相应于适配特性区域20的运行参数区域26。在另一实施例中第一及第二极限特性区域的主区域36及46也由多个运行参数区域26构成。
为了现在根据改变了的环境条件对于每个运行参数区域26求得预控制分量，如图4所示地，求出第一系数z，它描述当前点火角延迟调节值xj 55位于第一极限特性区域值ruj与第二极限特性区域值roj之间的什么位置上。在此情况下从第一或第二极限特性区域的主区域38或48推断出极限特性区域值ruj或roj，该主区域包括相应于当前点火角延迟调节值的运行参数当前值的运行参数值。最好第一极限特性区域30及第二极限特性区域40的极限特性区域值ruj及roj通过一个直线51相连接及第一系数z根据下列公式求得：
z＝(xj-ruj)/(roj-ruj)
在另一实施例中，第一极限特性区域30及第二极限特性区域40的极限特性区域值ruj及roj通过另一曲线相连接，这时第一系数z将根据所使用的曲线进行求解。
在一个优选实施例中这样地对于每个运行参数区域26求解预控制分量，即对于每个运行参数区域26使相应的第一极限特性区域值加上第一和第二极限特性区域值之间的距离(roj-ruj)与系数z的乘积及求得用于每个运行参数区域26的第一中间值。在另一实施例中，对于每个运行参数区域26，从相应的第二极限特性区域值减去第一及第二极限特性区域值之间的距离(roj-ruj)与系数z的乘积及这样地求得用于每个运行参数区域26的第二中间值。在一个优选实施例中从用于每个运行参数区域26的第一或第二中间值减去对于相应运行参数区域存储的剩余分量ai。
在另一优选实施例中将借助传感器来测出：环境条件是否已改变。在此情况下，例如通过一个温度传感器来测量环境温度及传送到控制装置上。变换地或附加地，可通过另一传感器来确定燃料质量、如其抗爆性及也继续传送给控制装置。如果环境条件的改变超过第二阈值-对此可在步骤3中确定出来，则该方法用步骤6继续进行。该测得的环境条件将与最好或最坏环境条件相比较，及求得第二系数f，它描述在相应时刻出现的环境条件位于最好及最坏环境条件之间的什么位置上。然后该方法如上所述地继续进行及对于每个运行参数区域26确定一个新的预控制分量bi。在此情况下使用第二系数f来代替第一系数z。
在另一优选实施例中，例如在汽缸个别的爆震调节中，在控制装置的存储器中对每个汽缸或对每个预定的固定汽缸组准备一个适配特性区域。在此情况下每个适配特性区域具有与运行参数区域数目相应的数目的预控制分量值bi及剩余分量值ai。这也可这样地实现，即在控制装置的存储器中准备一个适配特性区域，它对于每个汽缸或每个汽缸组的每个运行参数区域包括一个预控制分量值bi及一个剩余分量值ai。当确定环境条件是否已改变时，将这些汽缸或汽缸组的所有当前点火角延迟调节值的平均值与分配给当前运行参数的一个参考值相比较。这种参考值可以是在当前运行参数区域或主区域中的用于相应汽缸或相应汽缸组的适配特性区域值。如果借助上述阈值比较识别出环境条件已改变，则根据上述方法使用于每个汽缸或每个汽缸组的预控制分量适配于新的环境条件。
因此在环境条件改变后从适配特性区域20读出的适配特性区域值由剩余分量ai及这时新确定的预控制分量bi的和得出。对于每个运行参数区域进行预控制分量bi的适配，以使得即使在转换到一个新的运行参数区域26时也存在适配新的环境条件的自适应特性曲线值。

Claims (11)

1.用于内燃机自适应爆震调节的适配特性区域的适配方法，其中，适配特性区域(20)以至少一个运行参数(22，24)为坐标展开，其中适配特性区域(20)对于每个运行参数区域(26)包括一个用于点火角延迟调节的值，该值由一个表征环境条件的预控制分量(bi)及一个由爆震调节产生的剩余分量(ai)组成，其中用于每个运行参数区域的适配特性区域值由相应于相关运行参数区域的预控制分量(bi)及相应于相关运行参数区域的剩余分量(ai)的和得出，该方法具有以下步骤：
a)确定环境条件是否发生改变，
b)如果环境条件发生改变，根据改变了的环境条件对于每个运行参数区域求得一个新的预控制分量(bi)，或当环境条件未发生改变，则使每个运行参数区域的预控制分量(bi)保持不变。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于：对于每个汽缸或每个汽缸组设置一个适配特性区域，其中，每个适配特性区域对于每个运行参数区域包含一个预控制分量(bi)及剩余分量(ai)；及当确定出环境条件发生改变时，对于每个运行参数区域重新求得用于每个汽缸或每个汽缸组的预控制分量(bi)。
3.根据权利要求1的方法，其特征在于：当当前所需的点火角延迟调节值与从适配特性区域推断的参考值之间的差值超过一个确定的预给定第一阈值时，由此确定环境条件已改变。
4.根据权利要求3的方法，其特征在于：从适配特性区域推断的参考值作为平均值由适配特性区域的一个相应于当前运行参数的主区域产生，其中，所述主区域由多个相邻的运行参数区域组合构成，并且该平均值由属于该主区域的这些运行参数区域的适配特性区域值构成。
5.根据权利要求3的方法，其特征在于：从适配特性区域推断的参考值与用于当前运行参数的适配特性区域值相符。
6.根据权利要求3的方法，其特征在于：在一个包含在存储器单元中的第一极限特性区域值(ruj)与一个包含在存储器单元中的第二极限特性区域值(roj)之间，在相应于当前运行参数的主区域中进行内插，其中第一极限特性区域表示用于最坏可能的环境条件的点火角延迟调节值的特性区域，而第二极限特性区域表示用于最好可能的环境条件的点火角延迟调节值的特性区域，在连接第一及第二极限特性区域值的内插曲线上求出一个参考系数(z)，它相应于在与当前运行参数相应的第一极限特性区域值(ruj)及与当前运行参数相应的第二极限特性区域值(roj)之间的当前所需的点火角延迟调节值(xj)的位置。
7.根据权利要求6的方法，其特征在于：在用于相应运行参数区域的第一及第二极限特性区域值(ruj，roj)之间的内插曲线是一个直线。
8.根据权利要求1的方法，其特征在于：通过至少一个传感器的传感器测量值变化超过第二预定的固定阈值来确定出：环境条件已发生改变，其中该至少一个传感器测量环境条件。
9.根据权利要求8的方法，其特征在于：由该至少一个传感器测量的环境条件是环境温度或燃料质量。
10.根据权利要求8的方法，其特征在于：将当前环境条件与最好可能的及最坏可能的环境条件相比较；及根据当前环境条件与最坏可能的及最好可能的环境条件的偏差求得一个参考系数(f)。
11.根据权利要求6或10的方法，其特征在于：这样地对于每个运行参数区域求解新的预控制分量，即对于每个运行参数区域使第一或第二极限特性区域值(ruj或roj)加上或减去所求得的参考系数与差值(roj-ruj)的乘积，并接着对于每个运行参数区域减去剩余分量的相应值。
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