用于管理爆震传感器的故障的调整点火提前的方法与流程

本发明涉及可控点火式发动机的控制领域，并且更具体地涉及用于点火提前的计算系统。

背景技术：

在每个循环(四冲程或两冲程的循环)中，燃烧式(此名称参考其内部燃烧的特征)、可控点火式发动机由空气和燃油的混合物(空气/燃油混合物)发动。

下文中，将对四冲程发动机进行研究，该发动机包括至少一个汽缸以及汽缸中的可移动活塞。

每个循环包括四个下文称之为阶段的冲程，并且尤其包括在“压缩”阶段之后的“燃烧-膨胀”阶段。该“燃烧-膨胀”阶段始于对压缩的空气/燃油混合物的火花塞式点火。

为了优化发动机在功率方面和消耗方面的性能，在压缩阶段结束后，于汽缸中的活塞的极限位置，即上死点(pmh)位置，的上游进行点火。为了能够调整点火，发动机制造商使用允许空气/燃油混合物在称为“点火提前”的最有利时刻燃烧的参数，该“点火提前”对应于在点火时刻和活塞通过上死点(pmh)位置的时刻之间、以曲轴为参考的角偏差(或旋转角)，其中上死点位置是参考位置。

可控点火式发动机经受爆震，其是发动机制造商已知的自燃现象，这造成了除火花塞的火花之外的部分空气/燃油混合物的意外燃烧。

爆震可能引起驾驶舱内的噪声危害，并导致发动机元件(特别是活塞)的加速损坏。

爆震的发生可归因于不同的因素，例如，使用降级的燃油。

根据国家的不同，燃油的质量，换言之，燃油的辛烷值(ron，英语中为研究法辛烷值)不同，这就是为什么需要使发动机的运转适应燃油的质量以避免爆震的原因。因此理解到，降级的燃油是具有较低辛烷值的燃油，换言之，精炼度较低的燃油。

在组装机动车辆时，根据使用车辆的地理区域，可控点火式发动机被设计为使用具有预定义的ron的燃油来运转，该调整可以避免爆震。

此外，发动机制造商目前力图开发汽缸较小、(可能通过增加涡轮的)增压式的发动机(这在英语中又称之为“小型化”)，其在保持驾驶舒适性和发动机功率的同时，允许减少燃油的消耗(并因此减少co2的排放)。这种开发使得对爆震和降级的燃油更加敏感。

当通过传感器(例如压电传感器)检测到爆震时，在控制可控点火式发动机的计算机中执行在校正之间的不同的额外校正。这些校正旨在修改点火提前以允许消减并且最好消除爆震。

在这些校正中，一方面，存在着在爆震出现时旨在至少快速消减爆震现象的矫正性校正。该矫正性校正在每次检测到爆震时，应用点火提前减小；然后，当在足够长的持续时间(约等于10秒)内不再有爆震时，返回预定义的点火提前。

另一方面，存在适应性校正，其使用矫正性校正的全部或部分(尤其是矫正性校正的平均值)，以便执行一系列操作，在通常由于使用降级的燃油所引起的持久爆震中，这些操作允许获得应用的“点火提前”减小或增加。

当检测到爆震时，这些矫正性和适应性校正是唯一可用的。法国专利fr2337261提出一种在爆震传感器故障时抑制爆震的方案。该方案在于，不再使用由于爆震传感器的故障而失真的矫正性和适应性校正，而是激活预定义的故障校正。该预定义的故障校正提供足以避免爆震的点火提前延迟。

这种方法有效地阻止爆震以便保护发动机，但同时降低了发动机的效率。实际上，在爆震传感器发生故障的情况下所应用的故障点火提前减少了预定义的点火提前，这尤其使得燃油的消耗增加并且使得发动机的功率降低。然而目前的发动机需要在车辆的每一个运行阶段中，消耗越来越少的燃油而不减少车辆的功率。车辆的运行阶段可以是发动机在寒冷中的运转、在坡道处的起动，也可以是发动机传感器的故障。因此建立一种允许在爆震传感器故障时定义点火提前(其接近于在发动机良好运转时所采用的点火提前)并建立安全阈值以避免爆震的方法是有利的。

技术实现要素：

第一个目的是，提出一种根据发动机爆震传感器的故障来调整内燃发动机的点火提前的方法。

第二个目的是，提出一种调整内燃发动机的点火提前的方法，其在阻止爆震的同时为发动机的运转提供最佳效率。

第三个目的是，在爆震检测故障时，使用计算的适应性校正的最新值的值，从而建立校正后的点火提前。

第四个目的是，提出一种包括发动机的机动车辆，该发动机的点火提前由采用满足前三个目的的方法的计算机所控制。

为此，首先提供一种用于管理爆震传感器故障的调整点火提前的方法，该方法包括对计算机的以下操作：

-检测爆震传感器的运行故障，并且

-传输预定义的校正后的点火提前，

该方法还包括以下步骤：

-停止适应性校正的计算，并且

-基于计算的适应性校正的最新值来计算校正后的点火提前。

可以具备下述不同附加特征中的一个或其组合：

-适应性校正由增加抑制值所限制，从而定义受限制的点火提前；

-校正后的点火提前是受限制的点火提前和定额点火提前减小的和；

-定额点火提前减小是预定义的；

-当没有检测到爆震传感器的任何运行故障时，适应性校正由预定义的最大饱和值所限制，从而定义受限制的点火提前；

-当没有检测到爆震传感器的任何运行故障时，校正后的点火提前是受限制的点火提前和非安全值的和。

第二，提出一种计算机，其能够实现用于管理上述爆震传感器的故障的调整点火提前的方法。

第三，提出一种机动车辆，其配备有由上述计算机所控制的点火式发动机。

附图说明

鉴于参照附图而做出的对实施方式的描述，本发明的其它目的和优点得以显现，在附图中：

图1示出包括可控点火式发动机的机动车辆；

图2示意性地示出连接计算机和爆震传感器的可控点火式发动机；

图3是示出用于管理爆震传感器的故障的调整点火提前的方法的运作图，此时没有运行故障。

具体实施方式

图1示出包括可控点火式发动机2(更通常称为汽油发动机)的机动车辆1。

如图2示意性所示，发动机2至少包括限定燃烧室4的汽缸3。该汽缸3的上部与火花塞5相连，该火花塞允许产生空气/燃油混合物的燃烧所需的火花。汽缸3一方面与进气阀6相连，该进气阀通过进气歧管7控制空气/燃油混合物进入燃烧室4的内部；并且另一方面与排气阀8相连，在空气/燃油混合物燃烧结束后，该排气阀通过排气歧管9控制排放气体排出燃烧室4。

可控点火式发动机2可以包括三至十二个汽缸3，其中每个汽缸3均与火花塞5相连。

发动机2根据以下顺序中所定义的四个阶段的循环来运转：进气阶段、压缩阶段、燃烧和膨胀阶段以及排气阶段。

由发动机2产生的功来源于在汽缸3内由活塞10所压缩的空气/燃油混合物的燃烧，该燃烧始于火花塞5的点火，该活塞沿着燃烧室4以往复直线平移的方式在高极限位置和低极限位置之间移动，其中高极限位置和低极限位置分别为上死点(pmh)位置和下死点(pmb)位置。活塞10的往复运动通过连接活塞10与曲轴11的连杆12而允许带动曲轴11旋转。

在发动机循环的压缩阶段结束后，空气/燃油混合物的点火通过火花塞5，在活塞10上称为上死点(pmh)位置的上游发生。为了校准点火，发动机制造商定义对应于在点火时刻和活塞10通过上死点(pmh)的时刻之间、以曲轴11为参考的角偏差(例如以度表示)的称为“点火提前”的参数，其中活塞10的上死点(pmh)位置对应于参考位置。预定义的点火提前在使发动机2初始运转的工厂中校准。

如图2所示，火花塞5由计算机13控制。该计算机13包括在实施本发明的调整点火提前的方法时所需的采集、处理和控制装置。借助于不同的传感器的信息反馈，计算机13允许独立地控制每个汽缸3的点火，并因此独立地控制它们的点火提前。计算机13因此与不同的传感器连接，这些传感器实时地向计算机提供来自车辆1并且更具体地来自发动机2的数据。这些数据尤其包括例如通过压电爆震传感器14所发现的爆震的存在和强度。

可控点火式发动机2经受爆燃，即发动机制造商已知的自燃现象，这造成了除火花塞5的火花之外的空气/燃油混合物的一部分的意外燃烧，并且尤其引起驾驶舱内的噪声危害，导致发动机元件(特别是活塞)的加速损坏或燃油消耗的增加。

计算机13因此包括校正之间的不同的额外校正，这些校正可以在爆震传感器14检测到爆震时被应用，并允许修改点火提前以阻止爆震。

爆震可能以断续或连续的方式存在。

在爆震断续发生时，计算机13执行在爆震出现时旨在快速阻止爆震现象的矫正性校正。该矫正性校正包括在每次检测到爆震时将对应于矫正减小(在编程时预定义的值，例如等于7°)的矫正性更正应用到预定义的点火提前上，然后，当在足够持久的时间段(例如等于10秒)中不再有爆震时，返回预定义的点火提前。

在爆震连续发生时，计算机13应用适应性校正15，该适应性校正恢复矫正性校正的全部或部分(尤其是矫正性校正的平均值)，以便执行一系列操作，这些操作允许将计算减小或增加(根据预定义的模型计算的值)应用到预定义的点火提前上。

因此，适应性校正15尤其适应于由于使用降级的燃料而引起的爆震中，因为在这种情况下，需要长时间地适应发动机2的点火提前。

图3示意性地示出包括适应性计算16的适应性校正15，该适应性计算允许定义由适应性校正15所传输的点火提前，适应性恢复17可以集成到存储器上，该存储器上存储着由适应性计算16所计算的最新的适应性校正15。可控计算结束开关18允许根据选择值19a自动断开适应性计算16和适应性恢复17。

用于管理爆震传感器14的故障的调整点火提前的方法20允许定义校正后的点火提前21，这使得发动机2运转最佳且没有爆震。

方法20使用用于爆震传感器14的故障检测器22，该故障检测器能够检测爆震传感器14运行中的问题，并且能够将其所检测到的经由选择值19a和19b传输。

方法20还使用存储器23，该存储器能够记录在所述方法20的设计时所定义的存储数据24至27。在示例中，这些存储数据24至27是预定义的最大饱和值24(在此为正实数)、增加抑制值25(在此等于0)、非安全值26(在此等于0)以及定额点火提前减小27(在此为负实数)。

方法20还使用可控非加开关28和可控保护开关29。根据选择值19b，每个可控开关允许在可用的两个存储数据24和25或者26和27上自动选择存储数据24至27。

此外，取最大值的比较门30以及将多个值相加的求和门32属于用于管理爆震传感器14的故障的调整点火提前的方法20的一部分，该取最大值的比较门从该比较门30传输通过限制值31以最大值形式限制的输入值。

如图3所示，当故障检测器22在爆震传感器14中没有检测到任何问题时，选择值19a控制可控计算结束开关18闭合，这使得适应性计算16与适应性恢复17连接，从而允许在适应性恢复17中更新由适应性计算16所计算的最新值。当故障检测器22在爆震传感器14中检测到问题时，适应性计算16由于爆震传感器14的故障而失真，选择值19a控制可控计算结束开关18断开，这使得适应性计算16和适应性恢复17断开，从而允许在适应性恢复17中保留在故障发生前由适应性计算16所计算的最新值。

当故障检测器22在爆震传感器14中没有检测到任何问题时，开关28传输预定义的最大饱和值24(在此为正实数)，并且当故障检测器22在爆震传感器14中检测到问题时，该开关28传输增加抑制值25(在此等于0)。

无论故障检测器22是否检测到爆震传感器14中的问题，比较门30传输受限制的点火提前，该受限制的点火提前等于通过由开关28所选择的存储数据24或25以最大值形式限制的适应性恢复17。

当故障检测器22在爆震传感器14中没有检测到任何问题时，开关29传输不安全值26(在此等于0)，并且当故障检测器22在爆震传感器14中检测到问题时，该开关传输定额点火提前减小27(在此为负实数)。

无论故障检测器22是否检测到爆震传感器14中的问题，求和门32传输校正后的点火提前21，该校正后的点火提前21等于由比较门30所传输的受限制的点火提前33与由开关29所选择的存储数据26或27的和。

因此，如果故障检测器22没有检测到在爆震传感器14中的任何问题，则适应性校正15的适应性恢复17由预定义的最大饱和值24(在此为正实数)限制为点火提前的增加，然后作为受限制的点火提前33由取最大值的比较门30传输。通过求和门32，该受限制的点火提前33与不安全值26(在此等于0)相加，该不安全值26由可控保护开关29传输。在所描述的实施方式中，在爆震传感器14的正确运行的情况下，通过求和门32传输出的校正后的点火提前21因此是适应性校正15的适应性恢复17，该适应性恢复17由预定义的最大饱和度24(在此为正实数)限制为增加。

如果故障检测器22检测到爆震传感器14的问题，则选择值19a控制可控计算结束开关18断开，从而允许自动断开适应性计算16和适应性恢复17。在故障发生之前存储的最新的适应性恢复17由增加抑制值25(在此等于0)限制为点火提前增加，然后作为受限制的点火提前33而通过取最大值的比较门30传输。通过求和门32，该受限制的点火提前33与由可控保护开关29传输的定额点火提前减小27(在此为负实数)相加。在所描述的实施方式中，在爆震传感器14运行中发生故障的情况下，通过求和门32传输出的校正后的点火提前21因此是在故障发生之前存储的适应性恢复17的最新值，该适应性恢复的最新值通过增加抑制值25(在此等于0)而被抑制为增加，然后与定额点火提前减小27(在此为负实数)相加，从而提供额外的安全阈值以限制爆震的风险。