CN104204505A - 对于点火受控内燃机的点火提前量的控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种控制内燃机(1)的受控点火器(15)的方法，包括如下步骤：应用第一点火提前定值实现内燃机的受控点火；确定将应用的第二点火提前定值；应用根据一个在第一定值直至第二定值之间的进程演变出的一些点火提前中间值，实现对内燃机的受控点火，两个相继的中间值之间的增量规定为发动机即时转速的函数，使得如果发动机转速降低，则增量增大。

Description

对于点火受控内燃机的点火提前量的控制方法
本发明涉及一种点火受控的内燃机，尤其涉及对这种内燃机的点火提前量的控制。
在点火受控的发动机中，在点火火花塞触发火花时，仅燃烧一小部分碳氢燃料。由于混合物的热传导性，燃烧随后由同心层而在火焰前端传递，其具有一定的传递速度，并且用一定时间遍及整个燃烧室。传播速度取决于燃烧的区域以及混合物的物理特性。
同样重要的是，仅在活塞恰好到达上止点(PMH)之前点火，以免在混合物完全燃烧之前因超过PMH而丢失了相当部分的功率。反之，过早的点火可能会有机械元件破裂的危险。因此，点火提前量是指火花开始时刻与活塞到达其PMH的时刻之间的时间差。该提前量通常量化为在触发火花时连杆相对于活塞轴所成的角度。
确定最佳点火提前量将允许最佳地获得发动机的力偶和/或功率。因此控制发动机的计算机负责根据发动机的不同运转参数而计算提前定值。在发动机运转期间，提前量通常是动态修改的。发动机旋转越快，其越应当增加提前量。在要求发动机大负荷运转时，应当减少提前量。
同样地，发动机的某些运转状况，可能需要修改点火的提前定值。然而，第一点火提前目标值和新点火提前目标值之间的过渡不能即时进行。事实上，对应用在发动机上的点火提前值进行剧烈的改变将表现为对发动机操作的不精确性、发动机运转的不稳定性以及使用满意性遭到剧烈破坏的后果。
因此，从应用点火提前定值的第一值到点火提前定值的第二值的过渡，是通过在第一值和第二值之间插入一些中间点火提前定值而实现的。为此，在经过预定数目的发动机周期时间间隔之后，要增加所应用的点火提前中间值。
然而，第一和第二点火提前定值之间的过渡运转阶段仍然引起了发动机使用的情况恶化，尤其是在发动机转速剧烈变化时。事实上在转速剧烈变化情况下的过渡阶段中，用户可以感受到因力偶变化产生的不适。
本发明旨在克服上述一个或多个缺点。本发明还提供了一种对点火可控内燃机的点火提前量的控制方法，其包括如下步骤：
*应用第一点火提前定值实现内燃机的控制点火；
*确定将应用的第二点火提前定值；
*应用根据一个在第一定值直至第二定值之间的进程演变出的若干个点火提前中间值，而实现对内燃机的控制点火，两个相继的中间值之间的增量规定为发动机即时转速的函数，使得如果发动机转速降低，则增量增大。
根据一个实施例，应用一个提前中间值的持续时间规定为发动机即时转速的函数，以便于当发动机即时转速降低时，应用持续时间增加。
根据另一实施例，提前中间值的应用持续时间与该进程的对应增量之间的比值是恒定的。
本发明还提供了一种计算机，用于控制受控发动机中的点火，其包括接收发动机即时转速值的接口，并且配置得能用于：
*应用第一点火提前定值产生点火控制信号；
*确定将应用的第二点火提前定值；
*应用根据一个在第一定值直至第二定值之间的进程演变出的若干个点火提前中间值，而产生一些控制信号，两个相继的中间值之间的增量规定为发动机即时转速的函数，使得如果发动机转速降低，则增量增大。
根据另一个实施例，计算机的配置使得能在应用持续时间规定为发动机即时转速的函数，使得发动机即时转速降低时，应用持续时间增加的情况下，分别用各个提前中间值来施加各个点火控制信号。
根据又一个实施例，计算机配置得能用各个提前中间值来产生控制信号，使得提前中间值的应用持续时间与该进程的相应增量之间的比值为恒定。
通过参考附图，根据下述示意性且非限制性的说明，可明显地得出本发明的其他特点和优点，在附图中：
*图1是点火受控内燃机的点火控制的示意图；
*图2示出了根据本发明的控制方法的一个实施例实现的计算的图示；
*图3是本发明的实施例与根据现有技术的实例的点火提前量的演变的比较图；
*图4示出了导致图3结果的发动机转速的变化。
图1是内燃机1在气缸处的横截面示意图。发动机1是点火可控的发动机。发动机1通常可以安装在机动车辆上。
发动机1配置有控制发动机的计算机2。众所周知，控制发动机的计算机2控制发动机1的未示出的一些部件(例如碳氢燃料的喷射器、通气阀、排放气体再生节流门等)，以根据不同的测量值和不同的函数图确定发动机1的运行参数。控制发动机的计算机2还记录发动机1的大量运转参数，诸如废气温度、环境温度、发动机旋转速度或者还有发动机的即时力偶。
活塞13可滑动地安装在燃烧室14内。进气阀11受控于用于选择性地将进气管道与燃烧室14联通的凸轮轴。排气阀12受控于用于选择性地将排气管线与燃烧室14联通的凸轮轴。喷射器(未示出)配置用于实现将碳氢燃料直接或间接地喷射到燃烧室14内。
点火火花塞15受控于计算机2，用于在适当的时刻在燃烧室内产生火花。计算机2应用适配于发动机运转情况的点火提前量(通常用曲轴相对于上止点的旋转角度来定义)来控制火花的产生。众所周知，计算机2能够在发动机1运转期间提供点火提前量的不同定值。
本发明提供了一种控制方法，允许实现在第一点火提前定值和第二点火提前定值之间形成过渡。最初，发动机1的点火应用第一点火定值实现。而计算机2确定将要应用的第二提前定值。
在应用第一和第二点火提前定值之间的值的过渡阶段，受控的点火由应用处于第一和第二提前定值之间的一些提前中间值来实现。点火提前中间值根据一个在相继的值之间施加增量的进程来确定。如果第一定值小于第二定值，则中间值渐增。如果第一定值大于第二定值，则中间值递减。增量值被规定为发动机即时转速的函数，使得在发动机即时转速降低时，增量增大。
提前中间值的应用持续时间有利地规定为发动机即时转速的函数，使得当发动机即时转速降低时，应用持续时间增加。
上述进程中相继两个提前中间值相差的提前增量与相应的应用持续时期的比例保持恒定是有利的。同样地，点火提前量在前述两个提前定值之间线性改变是有利的。同样地，比例Rii/Dai均等于同一个恒量Kp(Dai是下标i的提前中间值的应用持续时间，Rii是下标i的提前增量)是有利的。
图2示出了根据本发明的控制方法的一个实施例实行的计算的图示。计算机2接收发动机即时转速的值Ni。模块21确定将应用的点火提前中间值的应用持续时间Dai。Dai可以根据下式计算：Dai＝60/Ni。
模块22接收值Dai和恒量Kp。模块22根据公式Rii＝Kp×Dai，计算将施加到前面应用的点火提前量值上的增量Rii。模块23将增量Rii施加到前面的提前中间值上，以产生新的提前中间值Sai。
可以由发动机通过燃烧上止点来触发提前的同步信号，作为发动机循环周期或者曲柄运动周期的基准。
定值例如可以包括一个确保没有爆音的最大值以及一个确保获得燃烧的最小值。不同的提前定值需根据发动机的运转情况来应用，例如，当停止作用于油门时，让防污染装置暂时重新工作。
图3是在从第一点火提前定值C1变化至第二点火提前定值C2期间，点火提前随时间变化的比较图。实曲线对应于实施本发明时的点火提前量的变化。虚线对应于根据现有技术方法的点火提前量的变化。图4示出了从点火提前定值C1过渡至点火提前定值C2期间发动机转速随时间的变化。发动机转速急剧下降直到变得缓慢，此后转速再大幅上升。
应当指出，根据现有技术，在中间点火提前的进程中采用了固定的增量，结合正比于发动机循环周期的中间提前量的应用持续时间，导致了点火提前量随时间的非线性变化。对用户来说，这种时间非线性导致的力偶变化引起了令人不快的感觉。
应当指出，采用根据本发明的方法的点火提前量的变化非常的线性，这避免了力偶变化的令人不快的感觉。此外，对其他发动机运转参数的调节也同样便利。发动机耗油量以及其散发的污染物质也得以最优化。

Claims (6)

1.一种内燃机(1)的受控点火器(15)的控制方法，包括如下步骤：
*应用第一点火提前定值实现内燃机的受控点火；
*确定将应用的第二点火提前定值；
*应用根据一个在第一定值直至第二定值之间的进程演变出的一些点火提前中间值，实现对内燃机的受控点火，两个相继的中间值之间的增量规定为发动机即时转速的函数，使得如果发动机转速降低，则增量增大。
2.根据权利要求1的控制方法，其中提前中间值(Sai)的应用持续时间(Dai)规定为发动机即时转速(Ni)的函数，使得当发动机即时转速(Ni)降低时，应用持续时间(Dai)增加。
3.根据权利要求2的控制方法，其中提前中间值(Sai)的应用持续时间(Dai)与该进程的对应增量(rii)之间的比值是恒定的。
4.用于在点火受控发动机(1)中控制点火的计算机(2)，其包括接收发动机即时转速值的接口，其特征在于它能用于：
*应用第一点火提前定值(C1)产生点火控制信号；
*确定将应用的第二点火提前定值(C2)；
*应用根据一个在第一定值直至第二定值之间的进程演变出的一些点火提前中间值，产生控制信号，两个相继的中间值之间的增量(rii)规定为发动机即时转速的函数，使得如果发动机转速降低，则增量增大。
5.根据权利要求4的计算机，其配置使得能在应用持续时间(Dai)期间分别用各个提前中间值来施加各个点火控制信号，其中应用持续时间规定为发动机即时转速(Ni)的函数，使得当发动机即时转速(Ni)降低时，应用持续时间(Dai)增加。
6.根据权利要求5的计算机，其配置使得能应用提前中间值来产生控制信号，使得提前中间值(Sai)的应用持续时间(Dai)与该进程的相应增量(rii)之间的比值为恒定。
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