本發(fā)明涉及一種用于控制具有爆震調(diào)節(jié)的內(nèi)燃機(jī)的方法和控制器。

背景技術(shù)：

由de19737257a1已經(jīng)公開(kāi)了一種用于控制具有爆震調(diào)節(jié)的內(nèi)燃機(jī)的方法，在該方法中，在出現(xiàn)爆震時(shí)向推遲點(diǎn)火的方向調(diào)節(jié)點(diǎn)火角并且在爆震消失時(shí)向提前點(diǎn)火方向調(diào)節(jié)點(diǎn)火角。在此，確定爆震頻率并且根據(jù)爆震頻率影響向推遲點(diǎn)火方向進(jìn)行的調(diào)節(jié)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明，提出一種用于控制具有爆震調(diào)節(jié)的內(nèi)燃機(jī)的方法，其中，在出現(xiàn)爆震時(shí)向推遲點(diǎn)火方向調(diào)節(jié)所述內(nèi)燃機(jī)的點(diǎn)火角，在爆震消失時(shí)向提前點(diǎn)火方向調(diào)節(jié)所述內(nèi)燃機(jī)的點(diǎn)火角，其特征為，確定爆震頻率的量度，并且，在所述爆震頻率的量度增大時(shí)減小向提前點(diǎn)火方向的調(diào)節(jié)。

根據(jù)本發(fā)明，還提出一種用于控制具有爆震調(diào)節(jié)的內(nèi)燃機(jī)的控制器，該控制器使所述內(nèi)燃機(jī)的點(diǎn)火角在出現(xiàn)爆震時(shí)向推遲點(diǎn)火方向調(diào)節(jié)并且在爆震消失時(shí)向提前點(diǎn)火方向調(diào)節(jié)，其特征為，設(shè)置有確定爆震頻率的量度并且在所述爆震頻率的量度增大時(shí)減小向提前點(diǎn)火方向進(jìn)行的所述調(diào)節(jié)的器件。

具有本發(fā)明特征的方法及控制器具有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即，爆震頻率對(duì)向提前點(diǎn)火方向進(jìn)行調(diào)節(jié)產(chǎn)生影響。因此減少了向有爆震危險(xiǎn)的范圍的接近，由此能夠使內(nèi)燃機(jī)更長(zhǎng)時(shí)間地在沒(méi)有爆震危險(xiǎn)的范圍中運(yùn)行，而不會(huì)由此減小燃燒效率。因此提高了爆震調(diào)節(jié)的質(zhì)量，其方式是：減少爆震燃燒的數(shù)量并且盡管如此內(nèi)燃機(jī)仍在有效率的范圍中運(yùn)行。

由附加特征得到進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)和改進(jìn)。通過(guò)兩個(gè)爆震事件、尤其最后兩個(gè)爆震事件之間的間隔特別簡(jiǎn)單地確定爆震頻率。為了改善調(diào)節(jié)質(zhì)量也可以利用多于兩個(gè)爆震事件，其中，考慮的爆震事件越多，則會(huì)提高確定爆震頻率的質(zhì)量。通過(guò)對(duì)相繼進(jìn)行的爆震事件求平均值特別精確地進(jìn)行爆震頻率的求取。在此，通過(guò)加權(quán)能夠改善所述質(zhì)量，從而求出加權(quán)平均值。在此，爆震事件的間隔能夠被作為各個(gè)爆震事件之間的時(shí)間間隔或燃燒過(guò)程的數(shù)量來(lái)確定。根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)類型而定，在多氣缸內(nèi)燃機(jī)情況下能夠有利的是：為了確定爆震頻率而考慮所有氣缸中的爆震事件，或者單個(gè)地考慮每個(gè)氣缸中的爆震事件。對(duì)于向提前點(diǎn)火方向的調(diào)節(jié)而言，還可以附加地考慮最后的爆震事件的間隔。通過(guò)該措施尤其能夠?qū)⑾蛱崆包c(diǎn)火方向的調(diào)節(jié)構(gòu)造成非線性函數(shù)，由此能夠附加地減少向有爆震危險(xiǎn)的范圍的接近。

附圖說(shuō)明

在附圖中示出本發(fā)明的實(shí)施例并且在下面的說(shuō)明書(shū)中進(jìn)一步闡述本發(fā)明的實(shí)施例。附圖示出：

圖1具有爆震調(diào)節(jié)的內(nèi)燃機(jī)和用于控制該內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，

圖2根據(jù)爆震事件的間隔進(jìn)行的傳統(tǒng)點(diǎn)火角調(diào)節(jié)和

圖3至5根據(jù)爆震事件進(jìn)行的本發(fā)明的點(diǎn)火角調(diào)節(jié)，

圖6通過(guò)改變的調(diào)節(jié)階梯高度進(jìn)行的本發(fā)明點(diǎn)火角調(diào)節(jié)。

具體實(shí)施方式

在圖1中示意性示出具有氣缸1的內(nèi)燃機(jī)100，在該氣缸中布置了活塞2。通過(guò)氣缸1和活塞2實(shí)現(xiàn)了燃燒室3，在該燃燒室中進(jìn)行內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒。該內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)100是常見(jiàn)的汽油機(jī)，在這里在圖1中僅非常示意性地示出該汽油發(fā)動(dòng)機(jī)。除具有氣缸1和活塞2以外，這種汽油發(fā)動(dòng)機(jī)通常具有空氣進(jìn)入部和排氣管。此外設(shè)置了用于空氣進(jìn)入或廢氣排出的換氣閥和用于將燃料噴入到燃燒室3中的器件。所有這些元件都未在圖1中示出，因?yàn)樗鼈儗?duì)于理解本發(fā)明不重要。然而代表性地并且示意性地示出了火花塞4，該火花塞通過(guò)操控導(dǎo)線5與控制器6連接。這也僅是點(diǎn)火系統(tǒng)的示意圖，因?yàn)橛糜诋a(chǎn)生火花塞4用的高電壓的點(diǎn)火線圈未被示出。此外設(shè)置了通過(guò)信號(hào)線8與控制器6連接的爆震傳感器7?？刂破?能夠通過(guò)相應(yīng)的操控信號(hào)在火花塞4中產(chǎn)生點(diǎn)火火花并且因此能夠影響燃燒室3中的燃燒過(guò)程的點(diǎn)火時(shí)間點(diǎn)。通過(guò)爆震傳感器7，控制器6能夠接收來(lái)自氣缸1的聲音信號(hào)，以便確定，燃燒是否以爆震形式進(jìn)行。

在內(nèi)燃機(jī)100中燃燒時(shí)的爆震事件出現(xiàn)和通過(guò)控制器6觸發(fā)的點(diǎn)火角之間存在關(guān)聯(lián)。通常，在氣缸1中在即將到達(dá)活塞2的上止點(diǎn)時(shí)發(fā)生火花塞4上的點(diǎn)火火花，由此，在氣缸1中燃燒重心處于剛剛達(dá)到活塞的上止點(diǎn)之后。通過(guò)選擇相對(duì)于上止點(diǎn)的點(diǎn)火角能夠影響燃燒重心。在此原則上適用：通過(guò)提前的點(diǎn)火角(也就是說(shuō)提前的內(nèi)燃機(jī)曲軸角度)來(lái)改善燃燒效率，也就是說(shuō)優(yōu)化由燃燒過(guò)程獲得的機(jī)械功。然而，通過(guò)點(diǎn)火角向提前的曲軸角度方向偏移也提高了爆震燃燒的風(fēng)險(xiǎn)，由此需限制點(diǎn)火角向提前燃燒方向的調(diào)節(jié)。因此應(yīng)這樣選擇點(diǎn)火角，使得該點(diǎn)火角導(dǎo)致盡可能有效率的燃燒而在此在氣缸中不發(fā)生爆震事件。通過(guò)爆震調(diào)節(jié)求取優(yōu)化的點(diǎn)火角，在該爆震調(diào)節(jié)中，監(jiān)測(cè)每次燃燒過(guò)程的爆震信號(hào)并且相應(yīng)地影響點(diǎn)火角。

在圖2中根據(jù)點(diǎn)火角zw和間隔a闡述已經(jīng)公開(kāi)的爆震調(diào)節(jié)。間隔a在此可以是時(shí)間間隔，也就是說(shuō)，軸a此時(shí)簡(jiǎn)單地相當(dāng)于時(shí)間軸。替代地，軸a也能夠被定義為燃燒過(guò)程的數(shù)量。這具有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即，在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的不同轉(zhuǎn)速不起決定作用，而是分別針對(duì)燃燒過(guò)程數(shù)量繪出不同的點(diǎn)火角或點(diǎn)火角改變。在點(diǎn)火角軸zw上畫(huà)上點(diǎn)火角提前調(diào)節(jié)，也就是說(shuō)沿軸zw的較大值表示提前的點(diǎn)火角，較小的值表示推遲的點(diǎn)火角。

在圖2中現(xiàn)在在時(shí)間點(diǎn)t1示出第一爆震事件。作為對(duì)該爆震事件的反應(yīng)，點(diǎn)火角從迄今的提前調(diào)節(jié)最大值跳回到明顯較小的提前調(diào)節(jié)值上。然后，對(duì)于一些燃燒過(guò)程，點(diǎn)火角保持在該較小值上，直至確定數(shù)量的燃燒之后或確定時(shí)間之后，又測(cè)試性地進(jìn)行提前調(diào)節(jié)。該提前調(diào)節(jié)梯級(jí)形地進(jìn)行，如在圖2的t1和t2之間的時(shí)間范圍中示出的那樣。在這里，梯級(jí)形意味著，在向提前點(diǎn)火方向進(jìn)行調(diào)節(jié)之前等待越來(lái)越多的燃燒過(guò)程。替代地也能夠進(jìn)行連續(xù)調(diào)節(jié)，在連續(xù)調(diào)節(jié)中，在每個(gè)單個(gè)燃燒中向提前點(diǎn)火方向進(jìn)行小的調(diào)節(jié)。隨著達(dá)到最大點(diǎn)火角zw，保持該點(diǎn)火角提前調(diào)節(jié)，也就是說(shuō)不進(jìn)行點(diǎn)火角的進(jìn)一步提前調(diào)節(jié)。在時(shí)間點(diǎn)t2再次發(fā)生爆震，由此又向推遲點(diǎn)火方向調(diào)節(jié)點(diǎn)火角zw。在t2和t3之間的時(shí)間范圍中則又進(jìn)行梯級(jí)式的提前調(diào)節(jié)，直至在時(shí)間點(diǎn)t3再次發(fā)生爆震事件。在t3和t4之間則再次如前面已經(jīng)討論過(guò)的那樣進(jìn)行提前調(diào)節(jié)。在圖2中是這樣：總是進(jìn)行點(diǎn)火角的推遲調(diào)節(jié)作為對(duì)爆震事件的反應(yīng)，并且，如果然后在預(yù)給定的時(shí)間或燃燒數(shù)量?jī)?nèi)不再發(fā)生爆震，那么梯級(jí)地進(jìn)行提前調(diào)節(jié)。在此，該提前調(diào)節(jié)以固定的梯級(jí)來(lái)進(jìn)行，也就是說(shuō)，相對(duì)于或者作為時(shí)間間隔或者作為燃燒數(shù)量的間隔a畫(huà)出的點(diǎn)火角zw的提前調(diào)節(jié)總是以相同的階梯高度(＝點(diǎn)火角)和階梯寬度(＝a)來(lái)進(jìn)行。階梯高度和階梯寬度也能夠與運(yùn)行參數(shù)例如轉(zhuǎn)速或負(fù)荷有關(guān)。

在圖3中現(xiàn)在示出本發(fā)明的方法。又相對(duì)于間隔a繪出點(diǎn)火角提前調(diào)節(jié)zw。在t1和t2之間的范圍中相對(duì)于間隔a的點(diǎn)火角變化過(guò)程又相應(yīng)于在圖2中已討論過(guò)的變化過(guò)程。在時(shí)間點(diǎn)t2后又以與在t1和t2之間的范圍內(nèi)相同的階梯寬度進(jìn)行點(diǎn)火角的提前調(diào)節(jié)。然而，在明顯較小的間隔a后在時(shí)間t3重新出現(xiàn)爆震事件，其中，圖3的爆震事件t2和t3之間的間隔a明顯比圖2的爆震事件t1和t2之間的間隔a短。作為對(duì)爆震事件t3的反應(yīng)，現(xiàn)在進(jìn)行點(diǎn)火角推遲調(diào)節(jié)，其中，推遲調(diào)節(jié)在其高度方面具有與在時(shí)間點(diǎn)t1和t2處的推遲調(diào)節(jié)一樣的大小。然而與之前不同，現(xiàn)在以明顯變長(zhǎng)的階梯寬度進(jìn)行點(diǎn)火角zw的回退，如在爆震事件t3前那樣。如在圖3中示出的那樣，現(xiàn)在在進(jìn)行點(diǎn)火角的提前調(diào)節(jié)之前在明顯較長(zhǎng)的間隔a上保持點(diǎn)火角。因此，通過(guò)該措施明顯較慢地進(jìn)行提前調(diào)節(jié)，由此明顯推遲達(dá)到可能有爆震危險(xiǎn)的范圍。替代地，取代直至達(dá)到提前調(diào)節(jié)梯級(jí)前的較長(zhǎng)時(shí)間段a，也可以將梯級(jí)的高度、也就是說(shuō)點(diǎn)火角zw的大小選擇得較小(參見(jiàn)圖6)。

在此，爆震事件之間的間隔為爆震頻率的量度。因此，爆震頻率說(shuō)明：盡管進(jìn)行了爆震調(diào)節(jié)仍然多頻繁地發(fā)生爆震。通過(guò)求取爆震事件之間的間隔a，特別簡(jiǎn)單地求得爆震頻率。根據(jù)本發(fā)明提出，在爆震頻率增大時(shí)減小向提前點(diǎn)火方向的調(diào)節(jié)。這在圖3中示出，因?yàn)橛捎跁r(shí)間點(diǎn)t2和t3之間的爆震頻率的提高使在時(shí)間點(diǎn)t3之后向提前點(diǎn)火方向的點(diǎn)火角調(diào)節(jié)相應(yīng)地放緩，也就是說(shuō)使其減小。

爆震頻率的程度能夠以不同的方式來(lái)確定。用于求取爆震頻率的量度的最簡(jiǎn)單方式簡(jiǎn)單地在于，確定最后和倒數(shù)第二個(gè)爆震事件之間的間隔a并且根據(jù)該間隔計(jì)算爆震頻率。最后和倒數(shù)第二個(gè)爆震事件之間的間隔越短，爆震頻率的量度則越高。這樣確定爆震頻率量度具有的優(yōu)點(diǎn)是，該確定非常簡(jiǎn)單，因此，爆震頻率的計(jì)算和存儲(chǔ)都僅需要控制器6的少量資源。替代地，可以不僅考慮最后和倒數(shù)第二個(gè)爆震事件之間的間隔a、而且還考慮之前的其它爆震事件之間的間隔。原則上，如果引用多個(gè)爆震過(guò)程來(lái)確定爆震頻率，那么在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)處于靜態(tài)運(yùn)行狀態(tài)時(shí)能夠改進(jìn)確定爆震頻率的精確度。然而，在內(nèi)燃機(jī)動(dòng)態(tài)運(yùn)行時(shí)，如果多個(gè)爆震事件被用于確定爆震頻率，那么與內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行條件變化的適配變得困難。因此，被考慮用于確定爆震頻率的爆震事件的合適數(shù)量的選擇必須根據(jù)對(duì)應(yīng)的內(nèi)燃機(jī)和內(nèi)燃機(jī)的典型運(yùn)行來(lái)進(jìn)行。

現(xiàn)在在圖4中示出用于控制具有爆震調(diào)節(jié)的內(nèi)燃機(jī)的方法，在該方法中，不是僅使用兩個(gè)爆震事件用于求得爆震頻率，而是使用了多個(gè)爆震事件用于求得爆震頻率。爆震事件t1和t2之間的點(diǎn)火角zw的變化過(guò)程又相應(yīng)于圖2或3中已知的變化過(guò)程。爆震事件t2和t3之間的點(diǎn)火角變化過(guò)程相應(yīng)于如也在圖3中已知的那樣的變化過(guò)程，也就是說(shuō)首先又如在爆震事件t1和t2之間那樣進(jìn)行點(diǎn)火角提前調(diào)節(jié)。然而在時(shí)間點(diǎn)t3再次發(fā)生爆震事件，基于提高的爆震頻率，針對(duì)爆震事件t3和t4之間的提前調(diào)節(jié)使用如已在圖3中使用的那樣的減小的提前調(diào)節(jié)。

在時(shí)間點(diǎn)t4再次發(fā)生爆震事件，其中，爆震事件t4和t3之間的間隔與爆震事件t3和t2之間的間隔相等。然而在圖4中爆震頻率的確定不是僅基于最后和倒數(shù)第二個(gè)爆震事件之間的間隔來(lái)進(jìn)行，而是爆震頻率的量度考慮多個(gè)之前發(fā)生的爆震事件。例如，對(duì)于根據(jù)在圖4中示出的方法的爆震頻率，不僅可以考慮t4和t3之間的間隔，而且可以考慮t3和t2之間的間隔。因?yàn)樵谶@里以短的間隔a重復(fù)地出現(xiàn)爆震事件，因此爆震頻率大大提高并且在時(shí)間點(diǎn)t4之后使用再次明顯減小的向提前點(diǎn)火方向的調(diào)節(jié)。這通過(guò)以與圖3相比再次明顯增大的階梯寬度進(jìn)行向提前點(diǎn)火方向的梯級(jí)式調(diào)節(jié)來(lái)進(jìn)行，也就是說(shuō)，在進(jìn)行向提前點(diǎn)火方向的梯級(jí)式調(diào)節(jié)之前等待明顯較長(zhǎng)的間隔a。這也可以從在爆震事件t3和t4之間與在爆震事件t4之后使用的那樣的階梯寬度的比較看出。因此，在圖4中，為了確定爆震頻率，使用在最后與倒數(shù)第二個(gè)爆震事件(t4-t3)之間的間隔a和在倒數(shù)第二個(gè)與倒數(shù)第三個(gè)爆震事件(t3-t2)之間的間隔a。但相應(yīng)地還能夠使用之前的其他爆震事件，用于確定爆震頻率。

在此，為了計(jì)算爆震頻率，可以將間隔a相加并除以被考慮的爆震頻率的數(shù)量。這相當(dāng)于簡(jiǎn)單的求平均值。但也可以進(jìn)行求加權(quán)平均值，在求加權(quán)平均值時(shí)爆震事件之間的間隔a被不同地加權(quán)。例如間隔a(t4-t3)可以乘以因數(shù)1.5，而間隔(t3-t2)僅乘以因數(shù)1。兩個(gè)值然后相加并除以2，由此相應(yīng)地得到加權(quán)平均值。這樣的加權(quán)也可以與其他特征相關(guān)。例如，還能夠如下評(píng)估爆震事件：涉及的是強(qiáng)爆震還是弱爆震。為了求平均值，例如可以將具有高爆震強(qiáng)度的爆震事件與具有小爆震強(qiáng)度的爆震事件相比更多地加權(quán)。對(duì)于確定這種加權(quán)來(lái)說(shuō)可能重要的其它參數(shù)例如是內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速、內(nèi)燃機(jī)的負(fù)荷、抽入的環(huán)境空氣的溫度或內(nèi)燃機(jī)的其它參數(shù)。

在圖5中示出本發(fā)明方法的另一變型方案。在根據(jù)圖5的方法中，為了點(diǎn)火角調(diào)節(jié)，不僅考慮爆震頻率，而且附加地還考慮最后爆震事件的間隔。在圖5中又針對(duì)間隔a繪出點(diǎn)火角提前調(diào)節(jié)。以對(duì)三個(gè)爆震事件的反應(yīng)示出點(diǎn)火角zw的提前調(diào)節(jié)。在時(shí)間點(diǎn)t1發(fā)生第一爆震事件，點(diǎn)火角突然向推遲點(diǎn)火方向移動(dòng)。在該推遲調(diào)節(jié)之后又梯級(jí)式地進(jìn)行點(diǎn)火角的提前調(diào)節(jié)，然而該提前調(diào)節(jié)如在圖5中示出的那樣與最后的爆震事件的間隔、也就是說(shuō)t1有關(guān)。在此，隨著最后爆震事件t1的間隔增大，向提前點(diǎn)火方向的調(diào)節(jié)被減小，其中，這又通過(guò)增大步幅來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此，點(diǎn)火角向出現(xiàn)爆震事件t1的點(diǎn)火角的接近越來(lái)越緩慢，由此延緩新爆震事件的出現(xiàn)。在時(shí)間點(diǎn)t2發(fā)生新的爆震事件，點(diǎn)火角被相應(yīng)推遲地調(diào)節(jié)，之后如在爆震事件t1和t2之間的時(shí)間段中那樣進(jìn)行提前調(diào)節(jié)。然而，因?yàn)樵谛〉拈g隔后在時(shí)間點(diǎn)t3出現(xiàn)新的爆震，因此又進(jìn)行點(diǎn)火角的突然推遲調(diào)節(jié)。在該推遲調(diào)節(jié)之后則明顯放緩地進(jìn)行點(diǎn)火角的提前調(diào)節(jié)，因?yàn)橛捎诒鹗录2和t3短時(shí)相繼發(fā)生而大大提高了爆震頻率。因此，在又進(jìn)行向提前點(diǎn)火方向的第一步進(jìn)式調(diào)節(jié)之前，等待較長(zhǎng)的間隔a。因?yàn)樵谶@里增強(qiáng)的爆震頻率的效應(yīng)和最后爆震事件的間隔的效應(yīng)疊加起作用，因此在爆震事件t3之后的提前調(diào)節(jié)與爆震事件t1和t2之間的提前調(diào)節(jié)相比明顯緩慢。其原因在于，在這里要考慮兩個(gè)效應(yīng)：一方面考慮提高的爆震頻率，另一方面考慮與最后的爆震事件的間隔。因此實(shí)現(xiàn)了明顯更緩慢的點(diǎn)火角提前調(diào)節(jié)。

在圖6中再次示出與圖3中相同的情況，不同之處在于，提前調(diào)節(jié)不是基于加長(zhǎng)階梯寬度而是通過(guò)減小階梯高度來(lái)進(jìn)行。這意味著，在間隔a的寬度方面選擇較小的值并且同時(shí)對(duì)于點(diǎn)火角的調(diào)節(jié)同樣選擇較小的值。經(jīng)常進(jìn)行向提前點(diǎn)火方向的點(diǎn)火角調(diào)節(jié)，但在這些單個(gè)調(diào)節(jié)的每個(gè)中調(diào)節(jié)量較小。該原理能夠應(yīng)用在圖3至5中示出的向提前點(diǎn)火方向調(diào)節(jié)的每一調(diào)節(jié)中，以便相應(yīng)更強(qiáng)地或沒(méi)那么強(qiáng)地構(gòu)造向提前點(diǎn)火方向的調(diào)節(jié)。