CN102414436A - 通过使燃料的初始辛烷值增量来使发动机适应燃料等级的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于通过使初始辛烷值增量来使发动机适应燃料的辛烷值的方法。从针对规定辛烷值的发动机工作范围(10)中的点火提前的基准调整开始，将发动机工作范围(10)分成多个区域(1-16)，每个区域都包括基准调整的点火提前的抗爆震校正值，将发动机切换到与更高辛烷值相对应的基准调整：当上止点计数器(TDC_CTR)-如果当前区域中提前校正值低于预定阈值(S1_1至S16_1)则增量-超过预定的阈值(S4)时，或者当区域数目计数器-其中提前校正回路低于另一阈值(S1_2至S16_2)-超过多区域阈值(S3)时。
Description
技术领域
本发明涉及使发动机适应燃料的辛烷值的方法。本发明尤其涉及受控点火发动机，该发动机的点火提前可用电子学方法控制。更具体地，本发明涉及通过使燃料的已知辛烷值(习得辛烷值，经验辛烷值)增量(提高，增大)来进行适应的方法。
背景技术
目前已有具有不同特性的各种不同类型的燃料。这些特性包括辛烷值。在不同燃料中，辛烷值通常可能取近似值98、95、91和87。辛烷值为98和95的燃料常常在西欧使用，辛烷值为91的燃料可以在美国遇到，而辛烷值为87的燃料例如在伊朗使用。
为了在性能、燃料消耗和可靠性之间优化折衷方案，理想情况是具有适合于适用每个辛烷值的发动机调整，尤其是点火提前调整。
当点火提前调整被限定用于一个辛烷值而所用的燃料具有不同的辛烷值时，尤其是当改变地理区域时，发动机可能不能令人满意地工作。它可能开始爆震，尤其是如果发动机是针对具有比正在使用的燃料的辛烷值高的燃料进行优化，或者，如果正在使用的燃料具有比发动机设定的辛烷值低的辛烷值，则发动机的能力不能最佳优化。
爆震尤其可能由于异常燃烧现象，该异常燃烧现象包括爆燃，该爆燃尤其产生易于损坏燃烧室的显著的热传递。在某些工作条件下，尤其是当燃料的辛烷值不适于发动机调整时，爆震可以略微随机地产生。
用于校正爆震的技术包括下面说明的抗爆震校正。这主要是当差异小时使用。当辛烷值差别太大时，这种治疗性的校正不能令人满意地校正爆震的效果。
已知的抗爆震校正包括两种动作类型：
-快速校正，也称为快回路(BR)校正，它大大减少点火提前，以及
-慢校正，也称为慢回路(BL)校正，它较少显著地减少点火提前。
因此，例如，当在时刻t检测到爆震时，起动快回路(BR)和慢回路(BL)以得到校正值X°，点火提前需要通过该校正值校正以消除爆震。
在时刻t+1，如果不再检测到爆震，则将慢回路(BL)的值减少一规定值。在未检测到爆震的每个时刻t+1都再次减少该值。
如果再次检测到爆震现象，则再次起动快回路(BR)和慢回路(BL)，以便再一次校正点火提前。
还已知能基于两个不同的辛烷值管理两个调整的装置。如果在某段时间内用基于辛烷值为98的调整检测到爆震，则修改该调整，以使它变成基于针对辛烷值为91的调整。当发动机停止时，该调整“重设为零”，也就是说该调整回复到(基于辛烷值为98的)默认调整。
然而，这些校正装置不是理想的。具体地说，它们或者缺少与所检测的辛烷值相关的性能和精细度，或者总是处在检测爆震的边缘，而这可以导致对燃烧室的持续损坏。
如果利用比用于调整发动机的辛烷值低的辛烷值，则没有损坏发动机的危险，但发动机性能未被优化。
现在，迄今为止，没有装置能十分精确的调节发动机设定来适合燃料的辛烷值以便优化发动机性能。
发明内容
本发明的目的是使发动机能适应于最佳适合的燃料的辛烷值。
本发明的第一方面涉及一种通过使已知辛烷值增量来使发动机适应(匹配)于燃料的辛烷值的方法，所述方法从用于确定的辛烷值的发动机工作范围内的点火提前的基准调整(设定，设定值)开始，所述基准调整与发动机在确定速度(N)和确定转矩下的无爆震(但在爆震的边缘上)运行相对应，该发动机工作范围分成数个区域，每个区域都包括待应用于基准调整的点火提前的抗爆震校正值，该方法至少包括下列步骤：
-在起动该方法时将上止点计数器(TDC_CTR)初始化为0；
-在时间周期t内检测爆震的存在；
-如果在时间周期t内检测到爆震，则起动点火提前角校正回路；
-如果在时间周期t+1内未检测到爆震的存在，则使部分提前校正回路减量(降低，减小)；
-如果当前区域中的提前校正低于该区域特定的阈值，则使上止点计数器增量；
-在每个时间周期(X毫秒)内通过其中提前校正回路低于各区域特定的另一阈值的区域的数目使另一区域计数器(CTR)增量；
上止点计数器跨越(越过)确定的阈值或者区域计数器达到或跨越另一确定的阈值将触发向与更高辛烷值相对应的基准调整的切换(转换)。
上止点计数器在每个上止点(该上止点在四缸发动机的情况下表示发动机转数的一半)处增量。
“发动机工作范围”是指包括在一般用每分钟的转数(rpm)表示发动机速度的横坐标轴、一般用牛顿米(N·m)表示发动机负荷的纵坐标轴和表示发动机的最大性能的曲线之间的数值的范围。
“基准调整”是指给定的发动机管理值，它包括用于发动机工作范围的给定的点火提前值，该调整规定用于确定的速度和确定的转矩。
每个基准调整都可以是规定的发动机工作范围特定的，并且根据燃料的辛烷值而不同。因此应该理解，向基准调整的切换也相当于向不同的发动机工作范围的切换。
按照一个特定实施例，校正回路包括快回路(BR)和慢回路(BL)，各计数器的增量依赖来自发动机工作范围中不同区域的慢回路(BL)的值。
有利地，当切换到与更高辛烷值相对应的基准调整时，将点火提前校正回路复位到零。
在优选应用中，当切换到与更高辛烷值相对应的基准调整时，将上止点计数器再次初始化。
特别地，该方法包括至少三个基准调整。
有利地，基准调整基于可调节的辛烷值，例如下列辛烷值：98、95、91和87。
按照一个特定实施例，可以添加至少一个乙醇调整，其中乙醇值为E85和/或E100。
按照一个特定实施例，每个基准调整包括至少四个区域，有利地包括至少十六个区域。
有利地，用于各个基准调整的发动机工作范围包括至少十八个区域。
第一区域，此后称为区域0，不要求向点火提前上施加校正值，而爆震的危险被认为足够低。
末端区域，此后称为区域17，其中难以检测发动机爆震，对该区域施加来自前面区域的爆震校正值。
接下来的区域称为区域1至区域16，每个区域都包括初始抗爆震校正值以及两个与向更高辛烷值的切换相关联的阈值。
附图说明
现在参照非限制性附图说明本发明，在附图中：
图1示出车辆的发动机工作范围；
图2是采用本发明的方法的示意图；
图3是用于实施上止点计数器的回路的示意图，它在每个上止点处进行计数，并且它的最后数值在图2的示意图中用于条件TDC_CTR＞S4。
具体实施方式
图1示出发动机的工作范围，其中横坐标轴表示单位为转/分的发动机速度N，纵坐标轴表示单位为N.m的发动机负荷，也称为转矩。曲线表示发动机的最大性能。
在该图中，存在由编号为从0到17的十八个区域组成的网格。
区域0，定为低于特定转矩，不要求任何特定的点火提前调整，因为爆震现象很罕见并因此损坏燃烧室的危险很小。
区域17定为高于规定速度，在该区域中，爆震变得难以检测。因此在此施加来自前面所经过的区域的校正值。
区域1-16各自包括一待施加到点火提前上的慢回路(BL)抗爆震校正值。
例如，区域1可以具有为2°的校正值(BL_1)，区域2具有为5°的校正值(BL_2)，区域3具有为4°的校正值(BL_3)，区域4具有为1°的校正值(BL_4)，等等。
在发动机运行期间，对区域1的通过将因此赋予29°的点火提前，这相当于基准调整31°减去该区域1所对应的2°的校正值。如果发动机进入区域2，则点火提前将是35°，这相当于基准调整40°减去该区域2所对应的5°的校正值。这些不同的校正值需要校正点火提前，以便实现无爆震运行。
然而，爆震现象不总是能根除，尤其是当所选燃料具有较低辛烷值时。
对于每个爆震现象，无论所涉及的区域如何，都要起动通常包括快回路(BR)和慢回路(BL)的点火提前校正回路。因此，对于每个爆震现象，慢回路(BL)都增量一预定值。作为例子，可以认为，对每个爆震现象，快回路(BR)都施加4°的校正，而慢回路(BL)施加2°的校正。如果不再检测到爆震现象，则慢回路(BL)过一段时间就递减一预定值。作为例子，可以认为，对每个时刻t+1，该值都减少其初始值的四分之一，亦即0.5°。
然后这产生下列操作：当进入区域1时，施加上面确定的总值，亦即31°-2°。如果检测到爆震，则减去快回路(BR)的值4°和慢回路(BL)的值2°。这因而给出点火提前调整为31°-4°-2°，即25°。在时刻t+1，如果爆震现象不再存在，则使慢回路值减量，在本例中减量0.5°。这样，在时刻t+1，校正值将是29.5°，而在时刻t+2，校正值将是30°，依此类推。当再次检测到爆震现象时，再次起动校正回路。可能因此到达其中检测到爆震的时刻t+3，先前的校正值为30°，而从该校正值减去BR+BL值，即4°+2°。然后得到点火提前调整为24°。
本发明在于两种向与较高辛烷值相对应的基准调整切换的模式，这些模式用图2的示意图示出。
第一种模式在于下述事实：在每个上止点(4缸发动机的发动机转动一半)处，只要当前运行区域的慢回路(BL)降到低于该区域特有的阈值，就使计数器(TDC_CTR)增量。该计数器具有阈值(S4)，当跨过该阈值时引起向与更高辛烷值相对应的基准调整的切换。
第二种模式在于下述事实：对于每X毫秒(ms)(例如X＝100)，都对其中慢回路校正低于该区域特定的阈值的区域的数目进行计数。为此，使用在对区域进行计数之前每X毫秒都初始化为0的计数器(CTR)。该计数器具有一阈值(S3)，一旦达到或越过该阈值就引起向与更高辛烷值相对应的基准调整的切换。
在我们的实施例中，将采用数值1000作为第一切换模式的上止点计数器的阈值S4。
按照第一切换模式，计数器TDC_CTR在该方法起动时初始化为0。只要当前运行的区域在区域1至16以外，或者只要当前区域中的慢回路(BL)点火提前校正高于该区域特定的阈值，计数器就不增量。在每个上止点(4冲程4缸发动机的发动机转动一半)处，相对于该区域的阈值测试该区域的慢回路(BL)值，如图3中所示，其中“X”表示区域的数目。
例如，在上止点n处，在区域1中，如果区域1的慢回路(BL)的(校正值)(BL_1)低于该区域所限定的阈值SL_1，则计数器TCD_CTR增加1。在上止点n+1处，还在该区域中，自上止点n以来未检测到爆震现象，慢回路因此仍保持低于阈值S1_1。因此计数器TDC_TDR再次增量。
如果在上止点n+2处发动机进入不同的区域，例如区域2一其中慢回路(BL_2)低于该区域的阈值S2_1，则计数器TDC_TCR增量。如果在该区域中在上止点n+2和n+3之间检测到爆震，则慢回路的值增量。例如，如果它随后跨越阈值S2_1，则在上止点n+3处计数器TDC_CTR不增量。只要发动机在运行，就用这种方式使该方法继续。当上止点计数器TDC_CTR跨越S4时，该方法则切换到与更高辛烷值相对应的基准调整。
当进行向更高辛烷值的切换时，上止点计数器重新初始化(TDC_TCR＝0)。
该方法还具有慢回路(BL)点火提前校正的水平跨越一组区域的条件。慢回路校正阈值与各个区域相关联，当达到越过由阈值S3限定的多个区域时，引起向与更高辛烷值相对应的基准调整的切换。
在我们的实施例中，采取数值6作为用于第二切换模式的区域的数目的阈值S3。
例如(见图2)，每隔X毫秒(例如X＝100)，对未达到慢回路校正阈值的区域的数目进行计数。在时刻t，使计数器CTR初始化(CTR＝0)。如果区域1的慢回路校正(BL_1)低于阈值S1_2，则计数器增量。如果区域3的慢回路校正(BL_3)高于阈值S3_2，则计数器CTR不增量。该方法以这种方式从区域1到区域16继续进行。然后将该计数器的值与多个区域的阈值S3进行比较。在我们的实施例中，如果该计数器CTR达到或超过6，则发动机向更高的基准调整切换，例如经历从辛烷值设定点SP95到辛烷值设定点SP98的过渡。
在通过多区域阈值(S3)或通过放在上止点的数目(S4)上的条件完成的向更高基准调整的切换之后，进行检测以保证在该调整下工作对确定的时长来说最佳。如果调整正确，则继续施加新调整，但如果不正确，则该方法降回较低的调整。如果必须降回较低的调整，则在检测到燃烧的添加之前不再尝试升高到较高的调整。
换句话说，对于给定发动机转数的爆震的不存在，或者在发动机工作范围的多个区域上从抗爆震慢回路(BL)的很低校正水平，导致向更高调整的切换。如果认为运行正确，尤其是在利用调整检测的爆震方面，则使发动机稳定在当前调整下。如果不正确，则该方法下降回到先前的调整。
Claims (7)
1.一种通过使已知辛烷值增量来使发动机适应燃料的辛烷值的方法，所述方法从针对确定辛烷值的发动机工作范围内的点火提前的基准调整开始，所述基准调整与确定速度(N)和确定转矩下的无爆震运行相对应，该发动机的工作范围分成数个区域，每个区域都包括待施加到基准调整的点火提前上的抗爆震校正值，该方法至少包括下列步骤：
-在起动该方法时将上止点计数器(TDC_CTR)初始化为0；
-在时间周期t内检测爆震的存在；
-如果在时间周期t内检测到爆震，则起动点火提前角校正回路；
-如果在时间周期t+1内未检测到爆震的存在，则使部分提前校正回路减量；
-如果当前区域中的提前校正低于该区域特定的阈值，则使上止点计数器(TDC_CTR)增量；
-在每个时间周期(X毫秒)内通过其中提前校正回路低于该区域特定的另一阈值的区域的数目使另一区域计数器(CTR)增量；
上止点计数器(TDC_CTR)跨越确定的阈值(S4)或者区域计数器(CTR)达到或跨越的另一确定的阈值(S3)将触发向与更高辛烷值相对应的基准调整的切换。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，校正回路包括快回路(BL)和慢回路(BL)，使每个计数器增量依靠来自发动机工作范围的不同区域中慢回路(BL)的值。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在向与更高辛烷值相对应的基准调整切换时，将点火提高校正回路复位到0。
4.如权利要求1-3之一所述的方法，其特征在于，在向与更高辛烷值相对应的基准调整切换时，使上止点计数器(TDC_CTR)重新初始化。
5.如权利要求1-4之一所述的方法，其特征在于，它包括至少三个基准调整。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，基准调整以可调节的辛烷值为基础。
7.如权利要求1-6之一所述的方法，其特征在于，每个基准调整都包括至少四个区域，有利地包括至少十六个区域。
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