本發(fā)明涉及可控點火式發(fā)動機的控制領(lǐng)域，并且更具體地涉及用于點火提前的計算系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在每個循環(huán)(四沖程或兩沖程的循環(huán))中，燃燒式(此名稱參考其內(nèi)部燃燒的特征)、可控點火式發(fā)動機由空氣和燃油的混合物(空氣/燃油混合物)發(fā)動。

下文中，將對四沖程發(fā)動機進(jìn)行研究，該發(fā)動機包括至少一個汽缸以及汽缸中的可移動活塞。

每個循環(huán)包括四個下文稱之為階段的沖程，并且尤其包括在“壓縮”階段之后的“燃燒-膨脹”階段。該“燃燒-膨脹”階段始于對壓縮的空氣/燃油混合物的火花塞式點火。

為了優(yōu)化發(fā)動機在功率方面和消耗方面的性能，在壓縮階段結(jié)束后，于汽缸中的活塞的極限位置，即上死點(pmh)位置，的上游進(jìn)行點火。為了能夠調(diào)整點火，發(fā)動機制造商使用允許空氣/燃油混合物在稱為“點火提前”的最有利時刻燃燒的參數(shù)，該“點火提前”對應(yīng)于在點火時刻和活塞通過上死點(pmh)位置的時刻之間、以曲軸為參考的角偏差(或旋轉(zhuǎn)角)，其中上死點位置是參考位置。

可控點火式發(fā)動機經(jīng)受爆震，其是發(fā)動機制造商已知的自燃現(xiàn)象，這造成了除火花塞的火花之外的部分空氣/燃油混合物的意外燃燒。

爆震可能引起駕駛艙內(nèi)的噪聲危害，并導(dǎo)致發(fā)動機元件(特別是活塞)的加速損壞。

爆震的發(fā)生可歸因于不同的因素，例如，使用降級的燃油。

根據(jù)國家的不同，燃油的質(zhì)量，換言之，燃油的辛烷值(ron，英語中為研究法辛烷值)不同，這就是為什么需要使發(fā)動機的運轉(zhuǎn)適應(yīng)燃油的質(zhì)量以避免爆震的原因。因此理解到，降級的燃油是具有較低辛烷值的燃油，換言之，精煉度較低的燃油。

在組裝機動車輛時，根據(jù)使用車輛的地理區(qū)域，可控點火式發(fā)動機被設(shè)計為使用具有預(yù)定義的ron的燃油來運轉(zhuǎn)，該調(diào)整可以避免爆震。

此外，發(fā)動機制造商目前力圖開發(fā)汽缸較小、(可能通過增加渦輪的)增壓式的發(fā)動機(這在英語中又稱之為“小型化”)，其在保持駕駛舒適性和發(fā)動機功率的同時，允許減少燃油的消耗(并因此減少co2的排放)。這種開發(fā)使得對爆震和降級的燃油更加敏感。

當(dāng)通過傳感器(例如壓電傳感器)檢測到爆震時，在控制可控點火式發(fā)動機的計算機中執(zhí)行在校正之間的不同的額外校正。這些校正旨在修改點火提前以允許消減并且最好消除爆震。

在這些校正中，一方面，存在著在爆震出現(xiàn)時旨在至少快速消減爆震現(xiàn)象的矯正性校正。該矯正性校正在每次檢測到爆震時，應(yīng)用點火提前減??；然后，當(dāng)在足夠長的持續(xù)時間(約等于10秒)內(nèi)不再有爆震時，返回預(yù)定義的點火提前。

另一方面，存在適應(yīng)性校正，其使用矯正性校正的全部或部分(尤其是矯正性校正的平均值)，以便執(zhí)行一系列操作，在通常由于使用降級的燃油所引起的持久爆震中，這些操作允許獲得應(yīng)用的“點火提前”減小或增加。

當(dāng)檢測到爆震時，這些矯正性和適應(yīng)性校正是唯一可用的。法國專利fr2337261提出一種在爆震傳感器故障時抑制爆震的方案。該方案在于，不再使用由于爆震傳感器的故障而失真的矯正性和適應(yīng)性校正，而是激活預(yù)定義的故障校正。該預(yù)定義的故障校正提供足以避免爆震的點火提前延遲。

這種方法有效地阻止爆震以便保護(hù)發(fā)動機，但同時降低了發(fā)動機的效率。實際上，在爆震傳感器發(fā)生故障的情況下所應(yīng)用的故障點火提前減少了預(yù)定義的點火提前，這尤其使得燃油的消耗增加并且使得發(fā)動機的功率降低。然而目前的發(fā)動機需要在車輛的每一個運行階段中，消耗越來越少的燃油而不減少車輛的功率。車輛的運行階段可以是發(fā)動機在寒冷中的運轉(zhuǎn)、在坡道處的起動，也可以是發(fā)動機傳感器的故障。因此建立一種允許在爆震傳感器故障時定義點火提前(其接近于在發(fā)動機良好運轉(zhuǎn)時所采用的點火提前)并建立安全閾值以避免爆震的方法是有利的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

第一個目的是，提出一種根據(jù)發(fā)動機爆震傳感器的故障來調(diào)整內(nèi)燃發(fā)動機的點火提前的方法。

第二個目的是，提出一種調(diào)整內(nèi)燃發(fā)動機的點火提前的方法，其在阻止爆震的同時為發(fā)動機的運轉(zhuǎn)提供最佳效率。

第三個目的是，在爆震檢測故障時，使用計算的適應(yīng)性校正的最新值的值，從而建立校正后的點火提前。

第四個目的是，提出一種包括發(fā)動機的機動車輛，該發(fā)動機的點火提前由采用滿足前三個目的的方法的計算機所控制。

為此，首先提供一種用于管理爆震傳感器故障的調(diào)整點火提前的方法，該方法包括對計算機的以下操作：

-檢測爆震傳感器的運行故障，并且

-傳輸預(yù)定義的校正后的點火提前，

該方法還包括以下步驟：

-停止適應(yīng)性校正的計算，并且

-基于計算的適應(yīng)性校正的最新值來計算校正后的點火提前。

可以具備下述不同附加特征中的一個或其組合：

-適應(yīng)性校正由增加抑制值所限制，從而定義受限制的點火提前；

-校正后的點火提前是受限制的點火提前和定額點火提前減小的和；

-定額點火提前減小是預(yù)定義的；

-當(dāng)沒有檢測到爆震傳感器的任何運行故障時，適應(yīng)性校正由預(yù)定義的最大飽和值所限制，從而定義受限制的點火提前；

-當(dāng)沒有檢測到爆震傳感器的任何運行故障時，校正后的點火提前是受限制的點火提前和非安全值的和。

第二，提出一種計算機，其能夠?qū)崿F(xiàn)用于管理上述爆震傳感器的故障的調(diào)整點火提前的方法。

第三，提出一種機動車輛，其配備有由上述計算機所控制的點火式發(fā)動機。

附圖說明

鑒于參照附圖而做出的對實施方式的描述，本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點得以顯現(xiàn)，在附圖中：

圖1示出包括可控點火式發(fā)動機的機動車輛；

圖2示意性地示出連接計算機和爆震傳感器的可控點火式發(fā)動機；

圖3是示出用于管理爆震傳感器的故障的調(diào)整點火提前的方法的運作圖，此時沒有運行故障。

具體實施方式

圖1示出包括可控點火式發(fā)動機2(更通常稱為汽油發(fā)動機)的機動車輛1。

如圖2示意性所示，發(fā)動機2至少包括限定燃燒室4的汽缸3。該汽缸3的上部與火花塞5相連，該火花塞允許產(chǎn)生空氣/燃油混合物的燃燒所需的火花。汽缸3一方面與進(jìn)氣閥6相連，該進(jìn)氣閥通過進(jìn)氣歧管7控制空氣/燃油混合物進(jìn)入燃燒室4的內(nèi)部；并且另一方面與排氣閥8相連，在空氣/燃油混合物燃燒結(jié)束后，該排氣閥通過排氣歧管9控制排放氣體排出燃燒室4。

可控點火式發(fā)動機2可以包括三至十二個汽缸3，其中每個汽缸3均與火花塞5相連。

發(fā)動機2根據(jù)以下順序中所定義的四個階段的循環(huán)來運轉(zhuǎn)：進(jìn)氣階段、壓縮階段、燃燒和膨脹階段以及排氣階段。

由發(fā)動機2產(chǎn)生的功來源于在汽缸3內(nèi)由活塞10所壓縮的空氣/燃油混合物的燃燒，該燃燒始于火花塞5的點火，該活塞沿著燃燒室4以往復(fù)直線平移的方式在高極限位置和低極限位置之間移動，其中高極限位置和低極限位置分別為上死點(pmh)位置和下死點(pmb)位置?；钊?0的往復(fù)運動通過連接活塞10與曲軸11的連桿12而允許帶動曲軸11旋轉(zhuǎn)。

在發(fā)動機循環(huán)的壓縮階段結(jié)束后，空氣/燃油混合物的點火通過火花塞5，在活塞10上稱為上死點(pmh)位置的上游發(fā)生。為了校準(zhǔn)點火，發(fā)動機制造商定義對應(yīng)于在點火時刻和活塞10通過上死點(pmh)的時刻之間、以曲軸11為參考的角偏差(例如以度表示)的稱為“點火提前”的參數(shù)，其中活塞10的上死點(pmh)位置對應(yīng)于參考位置。預(yù)定義的點火提前在使發(fā)動機2初始運轉(zhuǎn)的工廠中校準(zhǔn)。

如圖2所示，火花塞5由計算機13控制。該計算機13包括在實施本發(fā)明的調(diào)整點火提前的方法時所需的采集、處理和控制裝置。借助于不同的傳感器的信息反饋，計算機13允許獨立地控制每個汽缸3的點火，并因此獨立地控制它們的點火提前。計算機13因此與不同的傳感器連接，這些傳感器實時地向計算機提供來自車輛1并且更具體地來自發(fā)動機2的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)尤其包括例如通過壓電爆震傳感器14所發(fā)現(xiàn)的爆震的存在和強度。

可控點火式發(fā)動機2經(jīng)受爆燃，即發(fā)動機制造商已知的自燃現(xiàn)象，這造成了除火花塞5的火花之外的空氣/燃油混合物的一部分的意外燃燒，并且尤其引起駕駛艙內(nèi)的噪聲危害，導(dǎo)致發(fā)動機元件(特別是活塞)的加速損壞或燃油消耗的增加。

計算機13因此包括校正之間的不同的額外校正，這些校正可以在爆震傳感器14檢測到爆震時被應(yīng)用，并允許修改點火提前以阻止爆震。

爆震可能以斷續(xù)或連續(xù)的方式存在。

在爆震斷續(xù)發(fā)生時，計算機13執(zhí)行在爆震出現(xiàn)時旨在快速阻止爆震現(xiàn)象的矯正性校正。該矯正性校正包括在每次檢測到爆震時將對應(yīng)于矯正減小(在編程時預(yù)定義的值，例如等于7°)的矯正性更正應(yīng)用到預(yù)定義的點火提前上，然后，當(dāng)在足夠持久的時間段(例如等于10秒)中不再有爆震時，返回預(yù)定義的點火提前。

在爆震連續(xù)發(fā)生時，計算機13應(yīng)用適應(yīng)性校正15，該適應(yīng)性校正恢復(fù)矯正性校正的全部或部分(尤其是矯正性校正的平均值)，以便執(zhí)行一系列操作，這些操作允許將計算減小或增加(根據(jù)預(yù)定義的模型計算的值)應(yīng)用到預(yù)定義的點火提前上。

因此，適應(yīng)性校正15尤其適應(yīng)于由于使用降級的燃料而引起的爆震中，因為在這種情況下，需要長時間地適應(yīng)發(fā)動機2的點火提前。

圖3示意性地示出包括適應(yīng)性計算16的適應(yīng)性校正15，該適應(yīng)性計算允許定義由適應(yīng)性校正15所傳輸?shù)狞c火提前，適應(yīng)性恢復(fù)17可以集成到存儲器上，該存儲器上存儲著由適應(yīng)性計算16所計算的最新的適應(yīng)性校正15。可控計算結(jié)束開關(guān)18允許根據(jù)選擇值19a自動斷開適應(yīng)性計算16和適應(yīng)性恢復(fù)17。

用于管理爆震傳感器14的故障的調(diào)整點火提前的方法20允許定義校正后的點火提前21，這使得發(fā)動機2運轉(zhuǎn)最佳且沒有爆震。

方法20使用用于爆震傳感器14的故障檢測器22，該故障檢測器能夠檢測爆震傳感器14運行中的問題，并且能夠?qū)⑵渌鶛z測到的經(jīng)由選擇值19a和19b傳輸。

方法20還使用存儲器23，該存儲器能夠記錄在所述方法20的設(shè)計時所定義的存儲數(shù)據(jù)24至27。在示例中，這些存儲數(shù)據(jù)24至27是預(yù)定義的最大飽和值24(在此為正實數(shù))、增加抑制值25(在此等于0)、非安全值26(在此等于0)以及定額點火提前減小27(在此為負(fù)實數(shù))。

方法20還使用可控非加開關(guān)28和可控保護(hù)開關(guān)29。根據(jù)選擇值19b，每個可控開關(guān)允許在可用的兩個存儲數(shù)據(jù)24和25或者26和27上自動選擇存儲數(shù)據(jù)24至27。

此外，取最大值的比較門30以及將多個值相加的求和門32屬于用于管理爆震傳感器14的故障的調(diào)整點火提前的方法20的一部分，該取最大值的比較門從該比較門30傳輸通過限制值31以最大值形式限制的輸入值。

如圖3所示，當(dāng)故障檢測器22在爆震傳感器14中沒有檢測到任何問題時，選擇值19a控制可控計算結(jié)束開關(guān)18閉合，這使得適應(yīng)性計算16與適應(yīng)性恢復(fù)17連接，從而允許在適應(yīng)性恢復(fù)17中更新由適應(yīng)性計算16所計算的最新值。當(dāng)故障檢測器22在爆震傳感器14中檢測到問題時，適應(yīng)性計算16由于爆震傳感器14的故障而失真，選擇值19a控制可控計算結(jié)束開關(guān)18斷開，這使得適應(yīng)性計算16和適應(yīng)性恢復(fù)17斷開，從而允許在適應(yīng)性恢復(fù)17中保留在故障發(fā)生前由適應(yīng)性計算16所計算的最新值。

當(dāng)故障檢測器22在爆震傳感器14中沒有檢測到任何問題時，開關(guān)28傳輸預(yù)定義的最大飽和值24(在此為正實數(shù))，并且當(dāng)故障檢測器22在爆震傳感器14中檢測到問題時，該開關(guān)28傳輸增加抑制值25(在此等于0)。

無論故障檢測器22是否檢測到爆震傳感器14中的問題，比較門30傳輸受限制的點火提前，該受限制的點火提前等于通過由開關(guān)28所選擇的存儲數(shù)據(jù)24或25以最大值形式限制的適應(yīng)性恢復(fù)17。

當(dāng)故障檢測器22在爆震傳感器14中沒有檢測到任何問題時，開關(guān)29傳輸不安全值26(在此等于0)，并且當(dāng)故障檢測器22在爆震傳感器14中檢測到問題時，該開關(guān)傳輸定額點火提前減小27(在此為負(fù)實數(shù))。

無論故障檢測器22是否檢測到爆震傳感器14中的問題，求和門32傳輸校正后的點火提前21，該校正后的點火提前21等于由比較門30所傳輸?shù)氖芟拗频狞c火提前33與由開關(guān)29所選擇的存儲數(shù)據(jù)26或27的和。

因此，如果故障檢測器22沒有檢測到在爆震傳感器14中的任何問題，則適應(yīng)性校正15的適應(yīng)性恢復(fù)17由預(yù)定義的最大飽和值24(在此為正實數(shù))限制為點火提前的增加，然后作為受限制的點火提前33由取最大值的比較門30傳輸。通過求和門32，該受限制的點火提前33與不安全值26(在此等于0)相加，該不安全值26由可控保護(hù)開關(guān)29傳輸。在所描述的實施方式中，在爆震傳感器14的正確運行的情況下，通過求和門32傳輸出的校正后的點火提前21因此是適應(yīng)性校正15的適應(yīng)性恢復(fù)17，該適應(yīng)性恢復(fù)17由預(yù)定義的最大飽和度24(在此為正實數(shù))限制為增加。

如果故障檢測器22檢測到爆震傳感器14的問題，則選擇值19a控制可控計算結(jié)束開關(guān)18斷開，從而允許自動斷開適應(yīng)性計算16和適應(yīng)性恢復(fù)17。在故障發(fā)生之前存儲的最新的適應(yīng)性恢復(fù)17由增加抑制值25(在此等于0)限制為點火提前增加，然后作為受限制的點火提前33而通過取最大值的比較門30傳輸。通過求和門32，該受限制的點火提前33與由可控保護(hù)開關(guān)29傳輸?shù)亩~點火提前減小27(在此為負(fù)實數(shù))相加。在所描述的實施方式中，在爆震傳感器14運行中發(fā)生故障的情況下，通過求和門32傳輸出的校正后的點火提前21因此是在故障發(fā)生之前存儲的適應(yīng)性恢復(fù)17的最新值，該適應(yīng)性恢復(fù)的最新值通過增加抑制值25(在此等于0)而被抑制為增加，然后與定額點火提前減小27(在此為負(fù)實數(shù))相加，從而提供額外的安全閾值以限制爆震的風(fēng)險。