CN110725752B - 用于控制内燃机的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于控制内燃机的方法和设备，其中，设置有用于感测所述内燃机的燃烧信号的爆震传感器。此外设置有装置，该装置在所述内燃机的持续运行中选择所述内燃机的适合于确定燃料品质的运行区域并且在这些区域中根据所述爆震传感器的信号确定所述燃料品质。

Description

用于控制内燃机的方法和设备
技术领域
本发明涉及一种用于控制内燃机的方法和设备。
背景技术
由DE 40 01 477 A1已知一种用于控制内燃机的方法和设备，其中，还设置有爆震传感器。在此，爆震传感器求取所有汽缸的爆震信号并且必要时在出现爆震时向延迟点火的方向调整点火角。对可能出现爆震的所有汽缸和所有运行区域的点火角度调整可以被分析评估并且可以基于该分析评估对点火角进行一般性调整。该一般性调整称为长时间匹配并且可以是一种对燃料品质的提示。
发明内容
因此，根据本发明一个方面，提出一种用于控制内燃机的方法，其中，设置有用于感测所述内燃机的燃烧信号的爆震传感器。根据本发明，在所述内燃机的进行的运行中选择所述内燃机的适合于确定燃料品质的运行区域，并且在这些区域中根据所述爆震传感器的信号确定燃料品质。
根据本发明的另一方面，提出一种用于控制内燃机的设备，其中，设置有用于感测所述内燃机的燃烧信号的爆震传感器。根据本发明设置有一装置，该装置在所述内燃机的持续运行中合适地选择所述内燃机的运行区域用于确定燃料品质并且在这些区域中根据所述爆震传感器的信号确定所述燃料品质。
与现有技术相比，本发明的方法或本发明的设备具有以下优点：仅所选择的内燃机运行区域被选择用于确定燃料品质，并且在这些区域中根据爆震传感器的信号确定燃料品质。通过选择合适的运行区域，以高优度(Güte)确定燃料品质，并且因此可以确保以高可靠性确定燃料品质。因此改进内燃机调节的品质，由此既实现了消耗方面的优点又实现了内燃机使用寿命方面的优点。
由本发明的优选实施方式得到有利的扩展方案和改进方案。
在一个实施方式中，在具有多汽缸的内燃机中，所述汽缸中的仅一部分被选择为适合于了解所述燃料品质。
在另一实施方式中，负载和转速区域中的仅一部分被选择为适合于了解所述燃料品质。
根据一个实施方式，仅在预给定的长时间内在行驶运行中所实现的运行区域被选择为适合于了解所述燃料品质。
根据另一实施方式，爆震调节的点火角调整被选择为用于了解所述燃料品质的参数。
在一个优选实施方式中，在所选择的运行区域中将所述爆震调节的点火角调整与阈值进行比较。
在另一优选实施方式中，为了了解所述燃料品质，确定在所选择的运行区域中所述爆震调节的点火角调整多长时间超过所述阈值。
在另一优选实施方式中，如果所述点火角调整超过所述阈值，那么计数器加数，如果所述点火角调整没有超过所述阈值，那么所述计数器减数，并且当所述计数器超过预给定的计数器状态时识别出所述燃料品质变差。
根据另一优选实施方式，根据所述燃料品质调整所述内燃机的最大力矩。
因为在多汽缸内燃机的情况下不是所有的内燃机汽缸都适合于了解(Lernen)燃料品质，所以使用最适合于了解燃料品质的那些汽缸。此外，仅使用合适的负载和转速的区域用于了解燃料品质。合适的运行区域尤其适合于了解燃料品质，如果所述燃料品质在行驶运行中在预给定的长时间内也被实现的话。因此，可以改善对燃料品质了解的准确性。爆震调节的点火角特别适合于了解燃料品质。通过该值，经过多个燃烧过程来评价内燃机中的燃烧过程的品质。在此，特别简单地与至少一个阈值进行比较。在此，尤其也可以考虑，在所选运行区域中爆震调节的点火角调整多长时间超过阈值。因此改善对燃料品质了解的准确性，并且尤其可以保证，点火角调整围绕该阈值的小波动不会导致所了解的燃料品质的改变。如果借助计数器分析评估点火角调整高于阈值的持续时间，那么可以特别简单地进行所述分析评估，每当点火角调整超过该阈值时该计数器加数，或者在没有超过该阈值时计数器减数。在该计数器处于预给定状态时才应识别燃料品质。根据燃料品质，可以采取用于影响内燃机的措施，以便避免由于差的燃料品质而引起的损坏或运行影响。在此尤其可以设置，限制内燃机的最大力矩。
附图说明
在附图中示出并且在下面的说明中详细阐述本发明实施例。
附图示出：
图1具有爆震传感器的内燃机；
图2a关于时间画出点火角调整；
图2b关于时间画出计数器的影响；
图2c关于时间画出燃料品质。
具体实施方式
在图1中示意性示出具有爆震传感器2的内燃机1。内燃机1具有汽缸4和布置在汽缸4中的活塞6。通过汽缸4和活塞6构成燃烧室9，在该燃烧室中引入燃料和空气的混合物。在燃烧室9中引入的燃料和空气的混合物通过在此未示出的火花塞上的点火火花被点燃并且引起燃烧室9中的压力升高，该压力升高引起活塞6的运动。通过未示出的连杆和未示出的曲轴将活塞6的运动转化为内燃机的旋转运动。为了供应空气，设置有进气管3，并且为了排走燃烧废气，设置有排气管5。用于控制经过进气管3的空气流入的相应的阀和用于控制经过废气管5的废气流出的相应的阀未被示出。此外，用于将燃料带入到燃烧室9中的喷射装置也未被示出。因此，图1的内燃机1是如对于内燃机领域的技术人员而言通常已知的那种常见的汽油内燃机。
在汽缸4的外侧装上爆震传感器2，该爆震传感器探测在燃烧室9中的燃烧的振动信号或声学信号。通过数据导线8将燃烧室中的燃烧的、由爆震传感器2探测到的信号转发给控制器7用于进一步分析评估。必要时也可以直接在爆震传感器2中预处理燃烧室9中的燃烧的声学信号。通过爆震传感器2的信号可以由控制器7尤其识别出爆震信号、也就是说燃烧室9中的不允许进行的燃烧。通过这种爆震燃烧，在燃烧室中出现压力峰和温度峰，该压力峰和温度峰可能导致内燃机1损坏。因此，设置爆震调节，其这样识别爆震燃烧并采取措施，以便避免爆震燃烧。非常快地起作用的措施在于，影响点火角，也就是说影响相对于曲轴位置的角度，在该角度时，燃烧室9中的混合物被点火火花点燃。相对于曲轴角度越提前地在燃烧室9中进行燃烧，那么在燃烧时释放的能量越有效地被转化成内燃机的机械功。然而爆震燃烧的风险随着提前的点火角也会升高。因此，通过相对于曲轴的位置或者说相对于汽缸4中的活塞6的上止点延迟地调整点火角，可以抑制爆震燃烧。然而，越延迟地控制点火角，内燃机1的效率则越低。因此，通过爆震调节将点火角调整到一个值，在该值的情况下尽可能有效地运行内燃机1，而不会在此出现爆震。在此，准确的点火角与内燃机1的运行参数、尤其与负载和转速有关。此外，内燃机的爆震倾向与燃料品质有关。因此，内燃机1的爆震倾向可以被用于确定燃料品质。
现在根据本发明提出，根据爆震传感器2的信号确定为了燃烧室9中的燃烧而被使用的燃料的燃料品质。在此，在任何运行区域中都使用由爆震调节所调节的点火角已证明是没有意义的。此外，在多汽缸内燃机的情况下，不是所有汽缸都同样好地适合于求取燃料品质。在具有多汽缸的内燃机中，各个气缸在它们的燃烧特性方面稍有不同。尤其，一些汽缸在爆震特性方面问题较大并因此特别适合于基于爆震传感器2的信号求取燃料品质。因此，对于任何内燃机而言，在多汽缸内燃机的应用情况下可以仅选择一些汽缸，这些汽缸被用于根据爆震传感器2的信号确定燃料品质。
此外，不是内燃机1的所有负载和转速的区域都相同地适合于了解燃料品质。可能根本不出现爆震的区域当然是不合适的，因为在这些区域中不能预期通过爆震调节获得对燃料品质的了解。在此，典型地涉及具有低转速和低功率的区域。但是，可能发生爆震的区域也不是同样好地适合于了解燃料品质。因此，在应用中，也就是说在确定被控制器7使用的用于了解燃料品质的运行参数时，应求取负载和转速区域，所述区域被用于了解燃料品质。
此外，优选在内燃机实际运行中也足够长时间地被使用的区域中确定燃料品质。为了能够根据爆震传感器2的信号确定燃料品质，必须使爆震传感器2的信号在内燃机的相关运行区域中足够长时间地运行。只有这样，基于爆震传感器的信号才会实现稳定的运行，该运行适合于确定燃料品质。运行条件的短暂波动，例如负载和转速的变换，必须如下抑制，使得这些波动对于确定燃料品质而言不具有影响。
用于确定燃料品质的特别合适的参数是点火角，该点火角通过爆震调节来调整。如果使内燃机足够长时间地在合适的运行区域中运行，那么在适合于确定燃料品质的汽缸中，使爆震调节的点火角调整这样来回变化(Pendeln)，使得点火角刚好处于尽可能高效且刚好还没有发生爆震的运行边界处。因此，这种点火角或者说爆震调节的这种点火角调整直接是燃料爆震倾向的量度或者说是燃料品质的量度。
通过将点火角调整与阈值进行比较，特别简单地分析评估该点火角调整。如果点火角调整超过确定的阈值，那么这表明燃料的确定爆震倾向或者说表明燃料品质。然而对于爆震调节典型的是，一再改变点火角调整，以便识别无爆震运行的边界。如果通过点火角的改变或通过负载或转速的改变一再超过该燃料品质的阈值，那么在内燃机的运行中较频繁地识别出不同的燃料品质。因此，为了避免上述情况，可以设置，附加地还分析评估，在所选择的运行区域中爆震调节的点火角调整多长时间超过阈值。这种时间确定尤其也可以通过使用计数器来进行，其中，根据点火角调整是否也超过阈值，计数器加数或减数。当该计数器值超过预先给定的计数器状态时才识别到燃料品质的改变。
如果基于对爆震传感器2的信号的分析评估规划燃料品质的改变，那么可以根据燃料品质来调整内燃机的最大力矩。尤其，在使用非常差的燃料时需要这种限制，因为尤其在内燃机应输出特别高力矩的区域中可能经常出现损坏内燃机1的爆震过程。
在图2中仅再次示出爆震调节的点火角调整的细节、所使用的计数器的细节和燃料品质的细节。在图2a中针对时间t示出爆震调节的点火角调整。此外，画出两个用于爆震调节调整装置的点火角调整的阈值21和22。在图2b中示出计数器的计数器状态，该计数器根据爆震调节的点火角调整是超过还或低于阈值21,22来加数和减数。在图2c中示出燃料品质的指标，该指标总是在图2b的计数器超过计数器状态23时被改变。
在图2a中针对时间t示出爆震调节的点火角调整。在时间点t1减小点火角调整，其中，在此低于阈值21。点火角调整的该减小是对爆震事件的反应，因此向延迟点火的方向影响点火角。因为图2a的点火角调整低于阈值21，所以计数器也开始加数，该计数器的计数器状态在图2b中示出。因此，在时间点t1计数器状态也被提高，如在图2b中所示那样。在时间点t1之后，图2a的点火角调整在一定的时间区间内恒定地保持低于阈值21，由此计数器一直加数直至它在时间点t2超过预先给定的计数器状态23。因此，在时间点t2也对燃料品质进行影响，如在图2c中所示那样。在时间点t2，燃料品质从之前的低的值突变到较高的值，其中，该较高的值说明，燃料的爆震倾向提高，也就是说，燃料品质变差。在图2c中所示的值指明燃料品质，其中，图2c中的较高的值指明较差的燃料品质，也就是说指明燃料的较高爆震倾向。在时间点t2之后，图2b中的计数器的值再次回到初始值。
在时间点t3，图2a的点火角调整低于另外的较小的阈值22。自该时间点t3起，图2b的计数器再次加数，如在图2b中在t3和t4之间的时间区间内所示那样。在时间点t4，点火角调整再次超过所述另外的阈值22(也就是说，向提前点火的方向调整点火角)并且接下来一直减小计数器状态直至时间点t5，如在图2b中在4t至t5的时间区间内所示那样。在此也值得注意的是，图2b中的计数器的加数以比在t4至t5的时间区间内减数的情况下大的步长来进行。这是一种对于如何能够构型计数器而言的可能性。替代地也可能的是，以相同的速度加数或减数或者减数比加数更快地进行。
在时间点t5，图2a的点火角调整再次低于阈值22，图2b的计数器再次加数。在时间点t6，图2b的计数器再次超过计数器状态23，并且在图2c中，燃料品质在时间点t6再次被转换成对于较差燃料而言的值。
通过在图2中描述的做法保证，在超过阈值时不是每个点火角调整都直接引起燃料品质的改变，而是当该阈值在一定的持续时间内被超过时才引起燃料品质的改变。因此，在每次改变点火角调整时避免燃料品质的值的过快改变。
在图2a中示出的阈值21,22当然也与在哪个运行区域中运行内燃机有关。或者可以针对每个运行区域、尤其负载和转速的每个区域设置自己的阈值21,22，或者通过负载和转速的各个运行区域之间的归一化(Normierung)可类比地构型这些阈值。尤其可以在负载和转速的不同区域内考虑点火角调整用于确定燃料品质，所述区域之前被选择为用于确定燃料品质的允许区域。此外也可以通过换算使不同汽缸的结果彼此可类比，使得也可以考虑不同汽缸的结果用于确定燃料品质。

Claims (6)

1.一种用于控制内燃机的方法，其中，设置有用于感测所述内燃机的燃烧信号的爆震传感器，其中，在所述内燃机的持续运行中选择所述内燃机的适合于确定燃料品质的运行区域，并且在这些区域中根据所述爆震传感器的信号确定所述燃料品质，其特征在于，爆震调节的点火角调整被选择为用于了解所述燃料品质的参数，在所选择的运行区域中将所述爆震调节的点火角调整与阈值进行比较，为了了解所述燃料品质，确定在所选择的运行区域中所述爆震调节的点火角调整多长时间超过所述阈值，如果所述点火角调整超过所述阈值，那么计数器加数，如果所述点火角调整没有超过所述阈值，那么所述计数器减数，并且当所述计数器超过预给定的计数器状态时识别出所述燃料品质变差。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在具有多汽缸的内燃机中，所述汽缸中的仅一部分被选择为适合于了解所述燃料品质。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，负载和转速区域中的仅一部分被选择为适合于了解所述燃料品质。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，仅将在预给定的长时间内在行驶运行中所实现的运行区域选择为适合于了解所述燃料品质。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，根据所述燃料品质调整所述内燃机的最大力矩。
6.一种用于控制内燃机的设备，其中，设置有用于感测所述内燃机的燃烧信号的爆震传感器，其中，设置有装置，该装置在所述内燃机持续运行中选择所述内燃机的适合于确定燃料品质的运行区域并且在这些区域中根据所述爆震传感器的信号确定所述燃料品质，其特征在于，所述装置将爆震调节的点火角调整选择为用于了解所述燃料品质的参数，在所选择的运行区域中将所述爆震调节的点火角调整与阈值进行比较，为了了解所述燃料品质，所述装置确定在所选择的运行区域中所述爆震调节的点火角调整多长时间超过所述阈值，如果所述点火角调整超过所述阈值，那么计数器加数，如果所述点火角调整没有超过所述阈值，那么所述计数器减数，并且当所述计数器超过预给定的计数器状态时识别出所述燃料品质变差。
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