CN1217766A - 多缸内燃机的爆震调节方法 - Google Patents

多缸内燃机的爆震调节方法 Download PDF

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Abstract

多缸内燃机中的爆震调节方法,其中,一组汽缸配置一个爆震传感器;一个控制器选择汽缸地确定和发出用于单个汽缸点火的控制参数;至少选择一个汽缸,特别是能最好地被爆震传感器测得爆震信号的汽缸作为控制汽缸(LZ);在控制汽缸中出现的爆震(KL－LZ)对这组汽缸中所有汽缸的点火产生延迟调节作用(ZW(延迟)),而在其它汽缸(GZ)之一中出现的爆震只在这一汽缸中产生延迟调节。

Description

多缸内燃机的爆震调节方法
现有技术
从现有技术，例如从“快燃发动机的自动电器设备/自动电子设备/Bosch(VDI出版社，1987年第一版，ISBN 3-18-419 106-0)”手册中可了解，为了达到最佳转矩，内燃机的运行应尽可能接近爆震界限。爆震是一种未控制的燃烧形式，在发动机中会导致故障。由于这一原因，通常情况下这样计算点火角，使其相对于爆震界限总有一个安全距离。但是，由于爆震界限取决于燃料质量、发动机状态和环境条件，会由于延迟的点火角的安全距离出现耗油量情况恶化。因此，人们试图掌握运行时的爆震界限，并使点火角尽可能接近爆震界限。为了保证运行尽可能接近爆震界限，设置了爆震传感器，这些传感器测得爆震并将相应的信号传输给控制器。通常设置一个爆震传感器用于多个汽缸，传感器测得这些汽缸中的爆震噪音。在有很多汽缸或汽缸不合理配置的内燃机中，例如由于爆震传感器的安装位置，传感器并不都能一样好地测得所有汽缸的噪音。在这些情况下，每个发动机上可以使用两个爆震传感器，以便能够尽可能好地处理所有汽缸中的噪音。
本发明的优点
与已知方法相比，本发明的具有独立权利要求特征的爆震调节方法有这样的优点：当每次为一组汽缸只配备一个传感器，且传感器不能一样好地测得所有汽缸的噪音时，即使在多缸内燃机内也能对所有的汽缸进行爆震调节。在内燃机正常运转情况下，由于单个汽缸的爆震要进行汽缸的单独爆震调节。在一定的运行范围内，例如在很高的转速下，用控制汽缸转换为爆震调节。此外，一个爆震传感器用于一组汽缸还有这样的优点：只处理一个爆震传感器的信号，由此降低处理费用，并节省计算机容量。从一组汽缸选取至少一个汽缸作为一个或多个控制汽缸有这样的优点：在这个或这些汽缸中的爆震使得对所有的汽缸的爆震调节成为可能。在这一过程中这个或这些被选出的汽缸主要是汽缸组中爆震传感器最易测得爆震噪音的那个或那些汽缸，或者是爆震频率最高的那个或那些汽缸。根据接近爆震界限的控制汽缸中的爆震，汽缸组中的其它汽缸作为被控制的汽缸随着被控制。因此更好地获得在爆震界限附近的内燃机的无爆震运行。由此得到的另一优点是，在一个被控制的汽缸中识别出的爆震只对这个汽缸中的爆震调节起作用。由此避免在所有的汽缸中进行导致转矩降低的点火调节。
通过其它权利要求中采取的措施还可进一步有利地改进独立权利要求中说明的方法。尤其突出的优点是，被控制的汽缸的延迟调节在多个步骤中进行，由此避免大的转矩跳跃。最后的优点是，使被控制的汽缸相对于控制汽缸在点火角延迟调节值上有一个安全偏置，因为相对于直接在爆震界限附近工作的控制汽缸而言，在被控制汽缸中的爆震倾向被降低。
附图
在附图中描述了本发明的实施例，随后并进行了详细的介绍。
图1是用于爆震调节的点火装置的基本结构；
图2是控制和被控制汽缸相对于时间的点火角变化；
图3是程序流程图中的每一方法步骤。
实施例描述
图1示意性地显示了一个多缸发动机组10，在该多缸发动机组10上配置了一个爆震传感器11。例如固体传声传感器或汽缸压力传感器可用作爆震传感器。爆震传感器11的信号传输给爆震处理线路12，该线路又与控制器13相连。根据传感器测得的输入端参数14，如转速、负荷、电源电压或进气管压力，控制器13计算得到实际的特征曲线族点火角KZW或点火时间点ZZP。在出现爆震时，爆震传感器处理线路12传输给控制器13一个相应的信号KL。在出现爆震后，在控制器中将特征曲线族点火角KZW或特征曲线族点火时间点KZZP向延迟方向调节，其中，在下面的介绍中只描述点火角的偏移。点火时间点的调节只在时序中在模拟步骤中进行。在每一被识别为爆震的对于一个汽缸的燃烧过程中，重复这一过程。如果不再出现爆震，那么，前面被向延迟调节的点火角以小的步幅缓慢地被向提前方向回移，直到回到其特征曲线值。这里，在出现可预定的无爆震燃烧(KL-无)数n后才进行点火角的返回。
对于只有一个汽缸用作控制汽缸的情况，图2描述了在爆震运转和未爆震运转时控制汽缸LZ和其它被控制汽缸GZ的各种点火角变化。图2中以信号曲线ZW(LZ)描述了控制汽缸的点火角。控制汽缸LZ是一个从汽缸组、例如发动机组或汽缸列的汽缸中选出的汽缸。对于本发明的方法来说，在被选择的控制汽缸LZ中，有目的地预先改变燃烧条件，使得这一汽缸首先爆震。因此汽缸中的控制汽缸LZ具有最大的爆震倾向。虚线描述的是被控制汽缸的点火角ZW-GZ。被控制汽缸例如由于爆震传感器安装位置的缘故敏感性略差，因而，在被控制汽缸GZ中的爆震可能未被识别为爆震。为了也能保证被控制汽缸GZ中的爆震调节，根据控制汽缸LZ中的爆震对所有的汽缸以这种方式进行爆震调节：在控制汽缸中出现爆震KL-LZ时，在汽缸组的所有汽缸中，也在被控制汽缸GZ中进行点火角的延迟调节。在图2中的时间点t1时，控制汽缸内出现爆震KL-LZ。随着爆震KL产生，控制汽缸的点火角ZW(LZ)进行延迟调节ZW(延迟)。同时，其它汽缸的点火角ZW(GZ)也被向延迟调节。具有优点的是，被控制汽缸中的延迟调节是以s1到s3的多个步骤进行的，如图2中描述的那样，从时间点t1开始被控制汽缸的点火角ZW(GZ)的延迟调节。这样不会出现大的转矩跃迁，由此得到安静的发动机运转和更为舒适的行驶。控制汽缸中出现爆震KL-LZ后，以多步骤s1,s2和s3进行的被控制汽缸GZ的延迟调节进行这样长的时间，直到在被控制汽缸GZ的点火角和控制汽缸的点火角ZW(LZ)之间再次产生安全偏置量ΔZW-OF。可以根据内燃机的参数、如发动机温度、负荷、转速和控制汽缸实际的延迟调节来确定这一安全偏置ΔZW-OF。在达到可预先规定的无爆震燃烧数(nKL-无)后，对于所有汽缸进行被向“延迟”调节的点火角的按步返回。对于所有汽缸的点火角的返回是按步进行的，在这一过程中，控制汽缸的点火角被导向接近特征曲线族点火角，其它汽缸与控制汽缸的点火角保持一安全距离ZW-OF。在图2中，在时间点t3开始控制汽缸点火角的返回。在一个被控制汽缸GZ中，在时间点t2出现一个爆震KL-GZ。该被控制汽缸的点火角ZW(GZ)的一个延迟调节向“延迟”方向上以一步方式进行。在时间点t2出现爆震的被控制汽缸的点火角ZW-GZ的延迟调节只在出现爆震的该被控制汽缸中进行。随后，对于这些被控制汽缸，在达到一个可预定的无爆震燃烧(KL-无)的数n后，在时间点t4将点火角向“提前”方向回引到特征曲线族点火角上。当从一组汽缸的多个控制汽缸的点火角中测定控制或引导点火角FZW时，这种对于单个汽缸点火角调节的描述类似地适用。被控制汽缸GZ的安全偏置ΔZW-OF指的是其到引导或控制点火角FZW的距离。
如上面已经进行的那样，对至少一个选出的控制汽缸LZ这样有目的地进行燃烧条件的预先改变，使至少一个控制汽缸在有爆震危险的工作状态中首先爆震。燃烧条件有目的的预先改变例如意味着，或者向爆震界限方向改变待给出的控制汽缸的点火角，或者如图2中描述的那样，改变与至少一个控制汽缸的引导或控制点火角FZW相比距爆震界限有一个安全偏置的其它被控制汽缸的点火角。在其它被控制汽缸GZ的控制参数的改变过程中，首先由控制器确定尽可能接近爆震界限的控制汽缸的点火角，然后将安全偏置ΔZW-OF加到这一点火角上。因此，这一安全偏置ΔZW-OF是到爆震界限的安全距离。即使在达到无爆震燃烧的预定数n后，在点火角延迟调节向特征曲线族点火角方向的返回过程中，被控制汽缸的点火角也与至少一个控制汽缸的引导或控制点火角FZW保持这一安全偏置ΔZW-OF。当被控制汽缸的点火角与至少一个控制汽缸的引导或控制点火角FZW之间有安全偏置ΔZW-OF的差异时，被控制汽缸的点火角向特征曲线族点火角KZW方向的返回停止。
在图3中以程序流程图的方式描述了实施本发明方法的每一步骤。在第一程序步30中给出内燃机的实际运行参数，如转速n，负荷L，压力p和爆震信号K。随后在程序步31中检验，是否测得了爆震KL。如果出现了爆震KL，那么，沿程序31的“是”出口到程序步32，在程序步32中检验是否识别出的爆震在控制汽缸中出现(KL-LZi)。如果是这种情况，那么，在程序步33中控制汽缸的实际点火角与延迟调节之和(ZW(LZi)+ZW(延迟))构成了相应的控制汽缸ZWK(LZi)的相加的修正点火角。这里，实际点火角可能是特征曲线族点火角或前面已经相加的修正点火角。同控制汽缸的点火角一样，在控制汽缸中出现爆震KL后，在程序步34中将被控制汽缸GZ的点火角向延迟移动。但是，被控制汽缸GZ点火角的延迟移动不象控制汽缸那样在一个程序步中进行，而是如图2所示在多个步骤s1,s2和s3中进行，这在程序步中由在点火角延迟调节值ZW(延迟)中附加sx说明。此外，程序步33的一个出口通向程序步35。在程序步35中，从控制汽缸i,j,k的修正点火角中确定引导点火角FZW，其中引导点火角FZW=f(ZWK(LZi,j,k))是控制汽缸点火角的一个函数。
如果在程序步31中得到的爆震结果KL在程序步32中未在控制汽缸中，那么，程序步32中的“否”出口通向程序步36。这里确定出现爆震的被控制汽缸的修正点火角ZWK(GZ)，在这一过程中也将点火角延迟调节值加到被控制汽缸ZW(GZ)的点火角上(ZW(GZ)+ZW(延迟))。
对于在程序步31中，在实际点火过程中没有出现爆震KL的情况，在程序步37中检验这一无爆震点火过程是否在控制汽缸中。如果是这种情况，那么在随后的程序步38中询问控制汽缸的实际点火角ZW(LZ)是否与特征曲线族点火角KZW相对应。如果不是这种情况，则在随后的程序步39中检验是否已出现无爆震燃烧(KL-无)的预定数n。如果是这种情况，那么在程序步40中，对于延迟调节向特征曲线族点火角KZW的返回，将控制汽缸的点火角ZW(LZ)在“提前”方向上修正一个增量INC。如果尚未出现预定的无爆震燃烧数，那么保持点火角。
如果在程序步31中识别出的无爆震燃烧不是在控制汽缸中，而是在一被控制汽缸(GZi)中出现计算了的点火过程，那么在程序步41中计算被控制汽缸的点火角(GZi)是否大于或等于计算出的并加上安全偏置ΔZW-Of的引导点火角，即ZW(GZi)≥FZW+ΔZW-OF。因此在程序步41中检验，被控制汽缸的点火角是否只与由控制汽缸的点火角形成的引导点火角相差一个安全偏置值。如果被控制汽缸的点火角与引导点火角之间的距离大于这一安全偏置量，那么，程序步41的“是”出口通向程序步42，在那里检验在这个被控制汽缸中是否已出现无爆震燃烧的预定数，这样，在程序步43中再度调节前面已进行的点火角延迟调节，并可将点火角向“提前”方向逐步以INC增量改变。如果在程序步41中确定，被控制汽缸的点火角与引导点火角之间的距离小于这一安全偏置量，那么，“否”出口通向程序步44。在程序步44中，通过将被控制汽缸以前的点火角ZW(GZi)向延迟调节一步sx(ZWK(GZi)=ZW(GZi)+sxZW(延迟))，从而计算刚刚计算过的被控制汽缸的修正点火角ZWK(GZi)。如果在程序步42中确定，在这一汽缸中尚未出现无爆震燃烧的预定数n，那么，还不进行向“提前”方向的回调，原来的点火角被保留。
根据是否以及在哪个汽缸中出现爆震进行相应的程序流程路径的运行，以确定点火角。但是，在每种情况下在方法结束时，被计算汽缸的点火角对于这一汽缸中随后的点火过程是确定的。
因此，程序步33,38,39和40的出口都通向程序步45，在这里保存为控制汽缸测得的点火角ZW(LZ)。
同样，程序步34,36,42,43和44的出口都通向程序步46，在这里保存观测到的被控制汽缸的点火角ZW(GZi)，并将其作为该汽缸中随后点火过程的点火角。
两个程序步45和46都通向程序步47。对于下一个点火过程又重新开始这一方法。

Claims (8)

1．多缸内燃机中的爆震调节方法，其中，每一组汽缸配置一个爆震传感器，该传感器测得该组汽缸中所有燃烧的爆震信号，并将其传输给处理装置，其中，一个控制器选择汽缸地确定和发出对于单个汽缸的点火控制参数，其中，每组汽缸至少选择一个汽缸，这一汽缸(LZ)用点火角(ZW(LZ))控制，该点火角与其它汽缸(GZ)的点火角相比更接近爆震界限。
2．根据权利要求1的方法，其特征是，至少选出一个汽缸用作控制汽缸(LZ)，并由至少一个选出的控制汽缸的点火角确定引导点火角(FZW)，由这一点火角导出这组汽缸的其它汽缸的点火角。
3．根据权利要求1和/或2的方法，其特征是，在控制汽缸中出现爆震(KL-LZ)时，对这组汽缸中控制汽缸(LZ)和其它汽缸(GZ)进行点火角延迟调节(ZW(延迟))。
4．根据权利要求3的方法，其特征是，在其它汽缸之一中出现爆震(KL-GZ)时，只进行这一汽缸的延迟调节。
5．根据权利要求4的方法，其特征是，将一安全偏置(ΔZW-OF)在远离爆震界限的方向上加到至少一个控制汽缸的点火角上以确定其它汽缸的点火角。
6．根据前述权利要求之一的方法，其特征是，在控制汽缸(LZ)中出现爆震(KL)后以多个更小的步骤(s1,s2,s3)进行其它汽缸点火角(ZW(GZ))的延迟调节。
7．根据前述权利要求之一的方法，其特征是，在控制汽缸(LZ)中出现爆震(KL)后以一个单个步骤进行控制汽缸点火角(ZW(LZ))的延迟调节(ZW(延迟))。
8．根据前述权利要求之一的方法，其特征是，从这组汽缸中选出多个控制汽缸，特别是能最好地被爆震传感器测得爆震信号的汽缸。
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