CN105179136A - 一种内燃机控制方法及其点火控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明披露了一种内燃机控制方法，所述内燃机包括多个气缸，每个气缸具有点火装置(3)，点火控制装置(2)与所述点火装置(3)相连接，其中发动机控制装置(1)通过将触发信号发送给点火控制装置(2)从而为各个气缸设置目标点火时间，在接收到触发信号后，所述点火控制装置(2)激活与触发信号相对应的点火装置(3)从而在相应的气缸中实施点火。根据本发明所述的控制方法，点火控制装置(2)存储用于在各个气缸间循环地实施点火的点火顺序，并且在每一次的发动机循环周期中，判断所有气缸的触发信号是否被接收，如果检测发现存在未被接收的触发信号，激活相应的点火装置(3)。

Description

一种内燃机控制方法及其点火控制装置

技术领域

本发明涉及一种内燃机控制方法及其点火控制装置。

本发明基于内燃机控制方法，所述内燃机具有多个气缸，每个气缸具有一个点火装置，通过与所述点火装置相连接的点火控制装置实现内燃机控制，其中，通过发送给所述点火控制装置的触发信号，发动机控制装置设置各个气缸的目标点火时间。在接收到触发信号后，所述点火控制装置激活与该触发信号关联的点火装置，从而使相应的气缸完成点火。

背景技术

当发动机中的各个气缸需要进行点火时，汽车的发动机控制装置会通过触发信号告知点火控制装置。点火控制装置根据所接收的触发信号激活点火装置，例如，火花塞通过电弧放电效应进行点火，或是电晕点火器通过电晕放电进行点火。

发动机的性能和损耗基本上是受每个气缸的点火时间影响的。因此发动机的每次点火控制的目的就是在各种情况下均能够尽可能接近最佳的点火时间来启动油气混合物的点火。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种以更好的方式实现上述目的内燃机和点火控制装置。

本发明通过具有权利要求1所限定的特征的方法来实施的。进一步的有益效果由从属权利要求限定。

在操作汽车的过程中，有可能会出现发动机的一个或者多个气缸的触发信号未触发的现象。通常来说，点火控制装置在各个气缸上都有单独的输入端，这些输入端通过线路与发动机控制装置连接以接收触发信号。例如，线路损坏、接触不良或点火控制装置的输入端故障，那么将导致点火控制装置接收不到一个或多个气缸的触发信号。根据本发明的点火控制装置，即使在上述的情况下，所有的气缸仍可以实现点火，因此，与那些气缸故障相比，维持本发明的发动机工作所受的限制要求很小。

发动机控制装置以预定的气缸点火顺序来循环发送触发信号。例如，对于一个6缸发动机来说，可以采用1-5-3-6-2-4的点火顺序。在这种情况下，一个循环以点燃第一气缸的触发信号开始，接下来依次是点燃第五气缸的触发信号、点燃第三气缸的触发信号、点燃第六气缸的触发信号、点燃第二气缸的触发信号，最后是点燃第四气缸的触发信号。

根据本发明所述的方法，可以由点火控制装置存储点火顺序从而点火控制装置可以通过比较所存储的点火顺序与所接收到的信号顺序来检测出触发信号故障。但是在点火控制装置中存储点火顺序不是必须的。即便不知道点火顺序，点火控制装置也可以通过检测两个相邻的触发信号之间的间隔来检测出触发信号故障。触发信号的故障将导致发生故障的触发信号位于其间的两个触发信号之间的时间间隔是其余相邻的触发信号之间间隔的大约两倍。因此，两个相邻的触发信号之间这样可观的长时间间隔意味着触发信号故障。点火控制装置可以检测出在上一个发动机循环周期中哪一个点火装置未被激活，也可以为该点火装置计算出在接下来的发动机循环中的替代点火时间，还可以根据所计算的替代点火时间来触发这些点火装置。

点火顺序可由点火控制装置从发动机初始启动过程中所接收的触发信号的顺序来确定。鉴于发动机的初始启动过程通常是在生产商或是专卖店处进行的，因此可以假设所有的触发信号都被正确接收。如果特例情况下没被正确接收，这可在初始启动过程中经常执行的检测程序中进行检测，此错误可被排除从而随后点火顺序可被正确存储。

如果第三气缸触发信号故障，例如，由于点火顺序缺陷导致，则在没有在先接收到第三气缸的点火信号的情况下，最晚在点火顺序中的下一个气缸的触发信号被接收到之前，即在本例中为第六气缸，点火控制装置需要检测出所述触发信号故障。如果某个气缸的触发信号丢失，则假设在未来的发动机循环周期中，将持续如此直到引发触发信号故障的缺陷被纠正。一旦检测到点火控制装置未以所存储的点火顺序接收到所有气缸的触发信号，点火控制装置为未接收到触发信号的气缸计算替代点火时间。所述的替代点火时间是根据该气缸或其余的一个气缸的至少2个触发信号计算得出的，在最简单的实例中即是选择在点火顺序中紧邻之前的两个气缸的目标点火时间来进行计算。

由于目标点火时间很是由发动机控制装置迅速传送给点火控制装置，因此触发信号的故障是很难在当前的发动机循环周期中被检测出来的。点火控制装置只能在最后的可能目标点火时间经过后，才能通过点火时间从“早”变到“晚”来分辨出触发信号故障。但是，在那时再在当前的发动机循环周期中对故障的触发信号进行响应并在相应的气缸中执行点火通常已经过于迟了。在检测到触发信号故障之后，则优选仅能为首次检测到故障的当前的循环周期之后的后续循环周期计算得出替代点火时间。然而，如果相应气缸的触发信号应当在后续发动机循环周期中的一个循环周期之中被再次接收，则点火控制装置可以假定缺陷已被克服并可停止计算替代点火时间。

替代点火时间的计算可以通过触发信号定义的目标点火时间来进行外推。在最简单的实例中，替代点火时间是通过相加而得到的，即将点火顺序中紧邻触发信号故障的气缸之前的气缸的目标点火时间叠加上一个此次目标点火时间与点火顺序中紧邻的上一个目标点火时间之间的时间间隔。考虑到更进一步的目标点火时间，可以检测速度的不断变化从而改进计算。例如，考虑到更进一步的目标点火时间，可以计算出外推的一阶导数并将其应用于替代点火时间的进一步改进中。此外，外推计算中也包含高阶导数。

本发明能够带来的有益效果是如果点火控制装置没有以存储的点火顺序接收到所有气缸的触发信号，那么点火控制装置将向发动机控制装置报告。点火控制装置可向发送机控制装置报告未接收到某个或者某些气缸的触发信号或者仅报告至少一个气缸的触发信号故障。发动机控制装置将对所接收到的信息做出响应以避免某些发动机状况，特别是无法计算出良好运行的替代点火时间或仅计算出适用于有限程度的替代点火时间的发动机状况。这些发动机状况是在角速度上的速度和量的变化。

本发明尤其适用于具有四个及以上气缸的汽油机。当然，所述方法也同样适用于只有一个或两个气缸的发动机。若是在只具有两个气缸的发动机中，两个活塞中的一个发生触发信号故障时，替代点火时间可以以最简单的实例计算得出，即可以将接收到触发信号的气缸的最后两个的目标点火时间的时间间隔减半并将其加到该气缸的最后一个目标点火时间上。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

图1示出了控制系统的示意图；以及

图2示出了发动机的各个气缸的触发脉冲序列。

具体实施方式

图1示意性示出了用于控制内燃机，可以是例如汽油发动机的点火活动的系统。所述系统包括：发动机控制装置1、点火控制装置2以及内燃机中各个气缸的点火装置3。所述发动机控制装置1将触发信号发送给点火控制装置2。所述触发信号定义了内燃机的各个气缸的目标点火时间。所述点火控制装置2在接收到该触发信号后激活与所述触发信号相对应的点火装置3，从而在相应气缸中实施点火。

在所示的实施例中，为内燃机的每个气缸均提供从发动机控制装置1连接到点火控制装置2的独立引线4。发动机控制装置1与点火控制装置2之间的每一条引线4均仅发送与该条引线相连接的内燃机的单个气缸的触发信号。

图2示出了发动机控制装置1与点火控制装置2之间的各条引线4的信号序列的实例。图2示出了在不同情况下随内燃机的曲轴角度而变化下各条引线4被施加的电平。引线4发送二进制信号，因此仅区分高低电平。在图2示出的实例中，第三引线4中由于存在缺陷而导致触发信号失败。所以在图2中的第三信号轨道(自上而下)的电平持续为低电平，即零。在黑色箭头所指的曲轴角度以及点火系统正常运行的状态下,点火控制装置2能够接收触发信号。所丢失的触发信号由点火控制装置2进行补偿。

为此，内燃机中已熄灭的各个气缸的点火装置3将被激活并实施点火的点火顺序被存储在点火控制装置2中。在初始设置的过程中，点火控制装置2可以根据在某一时刻均被正确接收的所有气缸的触发信号来确定点火顺序。另一种可能的情况是生产商将点火顺序存储在点火控制装置2中。点火控制装置2连续检测已存储的点火顺序中的所有气缸的触发信号是否被接收。如果经检测不是这样，即一个或多个气缸的触发信号丢失，那么点火控制装置2从其余气缸的至少2个触发信号中计算出替代点火时间并根据所计算的替代点火时间激活相应的点火装置3。

替代点火时间可以通过例如如下方式计算得出的，例如，确定在点火顺序中紧邻相应气缸之前的气缸的目标点火时间之间的时间间隔，将该时间间隔加到在点火顺序中紧邻没有接收到触发信号的至少一个气缸之前的气缸的目标点火时间上。在这种情况下，对于替代点火时间的计算，假设当前发动机循环中的发动机速度变化很小，且各个气缸的目标点火时间之间的时间间隔以及触发信号的上升沿是恒定的。

所述计算可以进一步完善，即对在点火顺序中紧邻没有循环接收到触发信号的气缸之前的两个气缸的两个目标点火时间之间的时间间隔可以根据对在点火顺序中稍早激活的气缸的目标点火时间之间的时间间隔进行评估而确定的数值来进行更正，以及发动机速度的不断变化的情况。因此，替代点火时间可以通过对其他气缸的目标点火时间序列或相应的的触发信号进行外推(extrapolation)而计算得出。

所述点火控制装置2可以通过引线5与所述发动机控制装置1额外连接，由此所述点火控制装置2将它是否接收到所有气缸的触发信号的消息报告给发动机控制装置1。这样设置的优点在于，当引线4中某一条失效的情况下，发动机控制装置1可以避免发动机被要求在目标点火时间非常精确定义的工作条件下运行而又在遇到失败的触发信号时无法执行的情况。这种发动机工作条件例如是急剧加速。

所述点火控制装置2可以通过例如CAN总线与发送机控制装置1交换数据。这样，各个气缸的目标点火角度可以传送到例如，点火控制装置2。这些目标点火角度可以包括在替代点火时间的计算中。

Claims (12)

1.一种内燃机控制方法，所述内燃机包括多个气缸，每个气缸具有点火装置(3)，点火控制装置(2)与所述点火装置(3)相连接，

其中发动机控制装置(1)通过将触发信号发送给点火控制装置(2)从而为各个气缸设置目标点火时间，以及

在接收到触发信号后，所述点火控制装置(2)激活与触发信号相对应的点火装置(3)从而在相应的气缸中实施点火，

其特征在于，

在每一次的发动机循环周期中，所述点火控制装置(2)判断所有气缸的触发信号是否被接收，

如果检测发现存在未被接收的触发信号，从该气缸或其余的一个气缸的至少2个触发信号中计算出未接收到触发信号的至少一个气缸的替代点火时间并且根据所计算的替代点火时间激活相应的点火装置(3)。

2.根据权利要求1所述的内燃机控制方法，其特征在于，所述点火控制装置(2)存储用于在各个气缸间循环地实施点火的点火顺序，并且在每一次的发动机循环周期中，判断所有气缸的触发信号是否被接收的步骤通过判断点火控制装置(2)是否以所存储的点火顺序接收到所有气缸的触发信号。

3.根据权利要求1所述的内燃机控制方法，其特征在于，所述点火控制装置(2)确定各个气缸的触发信号之间的时间间隔并且以相邻触发信号之间存在过长的时间间隔来检测发生了触发信号故障。

4.根据权利要求1-3任意之一所述的内燃机控制方法，其特征在于，所述替代点火时间是根据确定在点火顺序中相应气缸之前的气缸的目标点火时间之间的时间间隔，将该时间间隔加到在点火顺序中没有接收到触发信号的至少一个气缸之前的气缸的目标点火时间上。

5.根据权利要求1-4任意之一所述的内燃机控制方法，其特征在于，确定在点火顺序中紧邻没有循环接收到触发信号的气缸之前的两个气缸的两个目标点火时间之间的时间间隔，将该时间间隔或根据该时间间隔计算出的时间段加到在点火顺序中紧邻没有循环接收到触发信号的气缸之前的气缸的目标点火时间上来计算替代点火时间。

6.根据权利要求5所述的内燃机控制方法，其特征在于，对在点火顺序中紧邻没有循环接收到触发信号的气缸之前的两个气缸的两个目标点火时间之间的时间间隔根据对在点火顺序中稍早激活的气缸的目标点火时间之间的时间间隔进行评估而确定的数值来进行更正，由此发动机速度不断变化的情况被考虑进来。

7.根据权利要求1-6任意之一所述的内燃机控制方法，其特征在于，如果并非所有气缸的触发信号均以所储存的点火顺序被接收，那么点火控制装置(2)将向发动机控制装置(1)进行报告。

8.根据权利要求1-7任意之一所述的内燃机控制方法，其特征在于，没有循环接收到触发信号的气缸点火装置(3a)将在最小估计时间段内被激活从而以替代点火时间实施点火。

9.根据权利要求1-8任意之一所述的内燃机控制方法，其特征在于，所述点火控制装置(2)设置有供每个点火装置(3)的独立接入口。

10.根据权利要求1-9任意之一所述的内燃机控制方法，其特征在于，所述触发信号通过电缆发送给点火控制装置(2)。

11.根据权利要求1-10任意之一所述的内燃机控制方法，其特征在于，各个气缸的目标点火角度通过CAN总线传送到所述点火控制装置(2)，所述目标点火角度包括在替代点火时间的计算中。

12.一种点火控制装置，其特征在于，其被配置为在工作过程中执行上述权利要求任意之一所述的方法。