专利名称：点火提前角确定方法
技术领域：
本发明涉及内燃机的点火提前角确定方法，其中，根据实际的发动机转速和负荷来确定一个基本点火提前角，并且当发现爆震时，在后续的爆震调整范围里确定一个第一点火提前角延迟调节量。
背景技术：
在内燃机的发展中，燃料消耗和废气值越来越重要。这些工作参数可以通过不同的措施或调节参量来影响，例如通过废气循环、充气运动阀门、凸轮轴调节、气门机构变化和/或发动机温度调节或者冷却介质温度和/或冷却介质体积流量的控制。所有这些调节参量也作用于发动机的爆震极限并因而影响最佳点火提前角。
因此，基本点火提前角实际上是通过多个步骤求出的。结合实际的发动机转速和负荷，首先确定一个初始点火提前角。一般，该初始点火提前角从一条相应的特性曲线中挑选出来。为了计算基本点火提前角，随后为每个调节参量即为每个上述功能性将一个点火提前角偏移量加到初始点火提前角上，以便能够使发动机在所有运转状况下以尽可能最佳的效率运行。用于这些调节参量的点火提前角偏移量大多也结合相应的特性曲线来确定。如此求出的基本点火提前角构成了用于后续的单缸爆震调节的出发点，可以通过这种爆震调节造成基本点火提前角的延迟调节。
实际上，上述方法在很多方面被证明是有问题的。对于结合模型算出的调节参量来说，动态变化通常导致有缺陷的调节参量确定。这造成用于点火提前角偏移的相应特性曲线的错误定址并且导致未最佳地确定点火提前角。在这里，能结合模型算出的调节参量的例子可以是废气循环率和发动机温度。在负荷交变或冷却介质体积流量和/或冷却介质温度变化的情况下用于确定发动机温度的模型计算经常是相当不准确的，其起因在于在温度变化时的震动过程很缓慢。另外，冷却介质体积流量的变化对部件温度或发动机温度产生极其非线性的影响。已知的点火提前角预控没有考虑这些事情。
如上所述，在用于每个调节参量的已知的点火提前角预控中，需要用于相应的点火提前角偏移的固有特性曲线。相应地，更新成本和存储成本随着要考虑的调节参量数量而增高。此外，更新在一些情况下也非常浪费时间，例如在点火提前角偏移的情况下，这是由于发动机温度或冷却介质体积流量和冷却介质温度的动态变化造成的。
发明内容
本发明提出了一种点火提前角确定方法，其中，作用于爆震极限乃至最佳点火提前角的调节参量的变化也动态地加以考虑。
根据本发明，这是如此做到的，即当至少一个影响爆震极限的调节参量变化时，在爆震极限调节范围里求出一个第二点火提前角调节量，其中，第二点火提前角的形式即提前地或延迟地与调节参量及其变化相关。
在本发明方法范围里的爆震极限调节通过改变要考虑的调节参量来引起。在这里，调节参量的绝对值不重要，因此，错误确定的调节参量不对本发明的点火提前角确定产生不利影响，只要至少其变化被正确测量到。另外，在本发明方法范围里，确定与调节参量相关的点火提前角偏移不需要特性曲线。相应地，在此省掉了与这种特性曲线的更新有关的用时和存储成本，而且省掉了由特性曲线更新决定的误差风险。发动机借助爆震极限调节总是以最佳的点火提前角运转，或是在爆震极限上或是以由转矩结构确定的点火提前角。
在本发明方法范围里，能够清楚区分开已知的爆震调节和按照本发明的爆震极限调节。这样，完全保持了爆震调节的功能性。除了几个附加的放行或者锁定条件外(这在以下描述的实施例范围里还要谈到)，能够无变化地担负起已知的爆震调节的一些功能。此外，尤其是如当发动机工作点快速改变时所采取的爆震调节稳态调整可以不受影响地进行。
原则上有各种各样的用于实现本发明方法且尤其是用于实施爆震极限调节的可能性。这例如能象在爆震调节中是逐缸完成的。在本发明方法的一个有利变型方案里，爆震极限调节针对内燃机的所有气缸是同时并以相同方式进行的。由此得到的点火提前角的总调节允许粉肠快速有效地使点火提前角适应于改变的爆震极限。逐缸调节点火提前角此时借助与爆震极限调节同时进行的爆震调节来完成。与此相关地还证明以下措施是有用的，即点火提前角在爆震极限调节范围里既能延迟改变，也能超前改变，而爆震调节总是只能造成点火提前角延迟调节。
在汽车运转时可能出现这样的情况，即点火提前角只通过发动机的转矩结构来定，就是说与爆震调接和如本发明所提出的爆震极限调节无关。在这里，例如就是空调压缩机的接通。为了在这种情况下避免转矩颤动，发动机的转矩结构可以构成转矩超前量。此时，点火提前角被延迟调节。在转矩作用过程中，既没有发出在爆震调节范围里求出的第一点火提前角调节量，也没有发出在爆震极限调节范围里求出的第二点火提前角调节量，结果，爆震极限调节在转矩作用中必然不被中断。转矩超前量在这样的转矩作用后又被消除，其做法是点火提前角例如在斜面里移向爆震极限。为了求出相应的点火提前角，根据实际的发动机转速和负荷先确定一个基本点火提前角，随后将一个用于爆震极限调节的点火提前角调节量加到该基本点火提前角上。在这里，它可以是在转矩作用前即在爆震极限调节中断前求出的点火提前角调节量。不过，如果影响爆震极限的调节参量在转矩作用时没有改变，则如此求出的点火提前角只是非常近似于爆震极限。
本发明方法的一个有利的变型方案涉及在转矩作用后的点火提前角调节量的场合，其中至少一个影响爆震极限的调节参量在转矩作用中已改变。本发明规定，从特性曲线里挑选出用于爆震极限调节的点火提前角调节量值，用于点火提前角调节量的值作为发动机转速、负荷和改变的调节参量的函数存储在该特性曲线里。这样，对在转矩作用后的点火提前角调节量来说，也可以考虑在转矩作用中的调节参量变化，尽管爆震极限调节在转矩作用时已中断。
这样的特性曲线的值可以有利地在爆震极限调节的正常工作中自适应地求出。为此，只需要一次求出用于一条自适应特性曲线的初始值，该自适应特性曲线随后可以作为初始特性曲线用于一个类型的所有发动机。
如上所述，得到了各种可能性，它们能够有利地涉及并改进本发明的教导。为此，一方面参照排在权利要求1以后的权利要求，另一方面参照以下结合附图对本发明实施例的描述。
图1是说明根据本发明的、用于在正常发动机运转中调节点火提前角的方法的线路框图。
图2是用于描述爆震极限调节的自适应特性曲线的以及用于从该自适应特性曲线中挑选数值的线路框图。
具体实施例方式
按照本发明的内燃机点火提前角确定方法，根据实际的发动机转速和负荷确定一个基本点火提前角1。基本点火提前角1的确定例如可以借助一条相应的特性曲线来完成。随后，当发现内燃机气缸爆震时，在该基本点火提前角1上加入第一点火提前角调节量2，第一点火提前角调节量是在爆震调节3的范围里逐缸确定的。爆震调节3只会造成基本点火提前角1的延迟调节。此外，根据本发明，如果至少一个影响爆震极限的调节参量改变了，则在爆震极限调节4中还确定第二点火提前角调节量5。
爆震极限调节4例如能通过改变废气循环率、通过调整凸轮轴、通过打开或关闭充气运动阀门、通过改变气门机构或通过改变发动机温度或者通过改变冷却介质温度或冷却介质体积流量来生效。借助爆震极限调节4，点火提前角非常快速地适应于有变化的爆震极限。在本发明方法的一个有利的变型方案里，点火提前角为此全面调节，即针对所有气缸按照相同方式同时调节。就是说，在这里，在爆震极限调节4里确定一个用于点火提前角调节量5的值。
在图1所示的变型方法里，爆震极限调节4与爆震调节3平行进行，结果，爆震调节3的功能性与爆震极限调节4无关。
在爆震极限调节4里确定的点火提前角调节量5是否导致基本点火提前角1延迟调节或超前调节取决于由此引发爆震极限调节4的调节参量以及这些调节参量的改变形式。
当废气循环率提高时或当发动机温度降低时，爆震极限调节4一直造成基本点火提前角1的总超前调节，直到爆震调节3已经识别出一次爆震。在这种情况下，爆震调节3保持有效并造成点火提前角针对爆震气缸延迟调节。如果构成起因的调节参量继续变化，即废气循环率继续提高或发动机温度继续降低，这是因为冷却介质体积流增大或冷却介质温度降低，则点火提前角在经过一段可用时间后继续总体超前调节，直到发现一次爆震。
如果废气循环率减小或如果发动机温度升高，爆震极限调节4在每次识别的爆震中造成基本点火提前角1总体超前调节。在这里，逐缸爆震调节3和点火提前角稳态自适应都终止。通过同时降低爆震调节极限，在爆震很小时就已造成点火提前角延迟调节。
基本点火提前角1、第一点火提前角调节量2和第二点火提前角调节量5之和构成一个限制器6的最大值，而最迟的可能点火提前角7被定为限制器6的最小值。借助限制器6，确定一个实际点火提前角8，其做法是限定出一个理论点火提前角9的数值范围。
图2所示线路框图涉及在转矩作用后按照本发明方法来确定点火提前角。在转矩作用时，点火提前角由发动机的转矩结构来定。爆震极限调节此时被中断。如结合图1所述，在转矩作用后也结合实际的发动机转速和负荷来确定基本点火提前角。在该基本点火提前角上加上一个点火提前角调节量，可以通过该点火提前角调节量考虑一个或多个调节参量对爆震极限的影响。在正常发动机运转时，在爆震极限调节范围里确定点火提前角调节量，但这总是在一个或多个调节参量有变化时才有效。如果调节参量在转矩作用中都没有变化，则可以借助在爆震极限调节中断前确定的点火提前角调节量值非常接近爆震极限。否则，给出的点火提前角或是太早，这导致爆震，或是太迟，这导致效率降低。
在本发明方法的一个有利变型方案里，如果在转矩作用中至少一个影响爆震极限的调节参量已发生变化，则从一特性曲线里挑出用于爆震极限调节的点火提前角调节量值。用于点火提前角调节量的值作为发动机转速、负荷和改变的调节参量的函数存储在该特性曲线里。
在图2的右边所示的线路框图里示出了从这样的特性曲线10中挑取数值的条件。该线路框图的左边涉及特性曲线10的更新，在这里，这是在爆震极限调节的正常运行中自适应实现的。因此，特性曲线以下总被称为自适应特性曲线。
自适应特性曲线10的值的定址在做图时和挑取时通过调节按量，在此是废气循环率11，和支点12并根据发动机转速13和负荷14来进行。在发动机正常运转时，在爆震极限调节中确定的点火提前角调节量的每个值与自适应特性曲线10的对应值做比较。只有当两者之差超过一个可用的阈值15时，才用点火提前角调节量的实际测量值覆写自适应特性曲线10的对应值。
如上所述，必须满足从自适应特性曲线10中挑选数值的两个条件。其一，已经造成爆震极限调节中断的转矩作用必须结束，这在16中进行检查。其二，在此所示的实施例中，废气循环率在转矩作用中必须已经明显改变。为此，在转矩作用前的废气循环率与转矩作用后的废气循环率之间的差17与一个预定阈值18比较。只有当两个条件能被满足时，才从自适应特性曲线10中挑选出自适应的点火提前角调节量19。随后，又以足够的精度在爆震极限调节范围里确定点火提前角调节量。
权利要求
1.一种内燃机的点火提前角确定方法，其中，根据实际的发动机转速和负荷来确定一个基本点火提前角(1)，当发现爆震时，在后续的爆震调节(3)范围里确定一个第一点火提前角延迟调节量(2)，其特征在于，当至少一个影响爆震极限的调节参量已改变时，在爆震极限调节(4)范围里确定一个第二点火提前角调节量(5)，在这里，第二点火提前角调节量(5)的类型即是延迟或是超前取决于调节按量及其变化。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该爆震极限调节(4)对于内燃机的所有气缸来说是同时并以相同方式进行的。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，该爆震极限调节(4)由废气循环率变化而引起。
4.如权利要求1-3之一所述的方法，其特征在于，该爆震极限调节(4)由凸轮轴调整引起。
5.如权利要求1-4之一所述的方法，其特征在于，该爆震极限调节(4)由充气运动阀门的启闲引起。
6.如权利要求1-5之一所述的方法，其特征在于，该爆震极限调节(4)由气门机构的变化引起。
7.如权利要求1-6之一所述的方法，其特征在于，该爆震极限调节(4)由发动机温度变化或由冷却介质温度变化和/或冷却介质体积流量变化引起。
8.如权利要求1-7之一所述的方法，其中，该调节参量如此改变，即爆震极限调节(4)使基本点火提前角(1)超前调节，其特征在于，该爆震调节(3)保持有效并且该爆震极限调节(4)一直只使基本点火提前角(1)超前调节，直到该爆震调节(3)识别出爆震。
9.如权利要求1-7之一所述的方法，其中，该调节参量如此改变，即该爆震极限调节(4)使基本点火提前角(1)延迟调节，其特征在于，在每次识别出爆震时，该爆震极限调节(4)都使基本点火提前角(1)延迟调节，点火提前角在爆震极限调节(4)中既没有通过爆震调节(3)而改变，也没有通过稳态自适应而改变。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，使爆震识别极限降低。
11.如权利要求8所述的方法，其特征在于，当废气循环率提高和/或当发动机温度降低时，在该爆震极限调节(4)的范围里确定超前调节。
12.如权利要求9或10所述的方法，其特征在于，当废气循环率降低和/或发动机温度升高时，在该爆震极限调节(4)的范围里确定延迟调节。
13.如权利要求1-12之一所述的方法，它用于在转矩作用后确定点火提前角，其中，在发动机的转矩结构的基础上确定点火提前角，并且该爆震极限调节(4)被中断，作者里，至少一个影响爆震极限的调节参量在转矩作用期间里已改变，其特征在于，从一条特性曲线(10)挑选出用于第二点火提前角调节量(19)的值，用于第二点火提前角调节量的值作为发动机转速(13)、负荷(14)和改变的调节参量(11)的函数存储在该特性曲线里。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，该特性曲线的值在该爆震极限调节(4)的正常运行中自适应地加以确定。
全文摘要
本文提出一种点火提前角确定方法，其中，影响爆震极限乃至最佳点火提前角的调节参量动态地加以考虑。为此，首先根据实际的发动机转速和负荷确定一个基本点火提前角(1)。随后，当识别出爆震时，在后续的爆震调节(3)范围里确定一个第一点火提前角延迟调节量(2)。根据本发明，如果至少一个影响爆震极限的调节参量有变化了，还在爆震极限调节(4)范围里确定一个第二点火提前角调节量(5)，其中，第二点火提前角调节量(5)的类型即延迟或超前取决于调节参量及其变化。
文档编号F02P5/152GK1630785SQ03803525
公开日2005年6月22日 申请日期2003年7月17日 优先权日2002年12月12日
发明者M·沃尔默, A·海恩斯泰因, J·康拉, J·邵勒 申请人:罗伯特-博希股份公司