专利名称:内燃机的控制系统的制作方法
现有技术本发明涉及一种内燃机的控制系统，其中当一个间接或直接地指示内燃机的效率的信号低于一阈值时供给空气/燃料的混合物。
在控制一种内燃机的情况下，有时需要将点火角度从常规位置向滞后的方向移动。这样一种点火角的移动例如可考虑与减少或避免脉动燃烧的方法或者减少传动打滑的方法相联系。但是，当点火角度推迟时，通常会增高废气的温度。过高的废气温度会导致排气阀或排气系统的损坏，尤其是废气催化器的损坏。为了避免不允许的高废气温度，该内燃机的公知控制系统在超过点火角的一个阈值时将提供输送给内燃机的空气/燃料混合物。该混合物的供给程度通常是由对阈值的超出量来预先给定的。
文件DE4103419A1公知了一种内燃机的控制系统，其中在低于与机器效率有关的信号的一个阈值时进行空气/动力燃料的混合物的供给。该效率是基于汽缸压力求得的。而废气的温度对计算的效率毫无影响。
本发明的任务在于避免废气温度的升高到达不允许的高度值。本发明的优点本发明具有的优点是使与废气形成热接触的部件受到保护不致被过热损坏。
在间接或直接指示内燃机效率的信号的阈值被超过时，将供给空气／燃料的混合物。其优点尤其在于，供给程度根据实际要求非常精确地确定，因而可避免不需要的过强的提供燃料。这有益于内燃机的消耗平衡和废气平衡。
本发明一个特别高的可靠性尤其可以这样来达到，即仅当一个或多个附加条件被满足时，才进行空气/燃料混合物的供给。作为附加条件例如可考虑从低于指示效率的信号阈值开始到一个时间间隔的期满或对废气温度或废气催化器温度阈值的超出。附图以下将借助于在附图中描绘的实施例来说明本发明。
附图为
图1本发明应用的技术环境；图2本发明的原理图；图3在本发明中使用的两个曲线的曲线图。
空气量测量器或空气流量检测器106的输出信号mL，温度传感器108的输出信号TAns，废气传感器114的输出信号λ，温度传感器118的输出信号TBKM及转数传感器120的输出信号n经由相应的连接导线被输入到一个中央控制装置124。控制装置124对各传感信号的值进行计数并通过另外的导线控制一个或多个喷油嘴112及各个火花塞122。
图2表示本发明的原理图。M是一个特性曲线族200的辅助标记，在该特性曲线族中输入一个内燃机100的转数信号n及一个负载信号tL，将求得最佳点火角度αZOpt。转数信号n将由转数传感器120产生。负载信号tL将由空气量测量器或空气流量检测器106的输出信号mL求得。最佳点火角度信号αZOpt被提供到一个节点202的第一输入端及另一个节点204的第一输入端。在节点202的第二输入端上输入点火角度阈值信号αZs，该信号由特性曲线族206输出。特性曲线206具有两个输入端，在其上提供内燃机100的转数信号n及负载信号tL。节点202由最佳点火角度信号αZOpt及点火角度阈值信号αZs构成一差值并将其提供到它的输出端。节点202的输出端与一个特性曲线208的输入端相连接。特性曲线208输出一个信号的阈值ηs，该信号间接或直接地表示内燃机100的效率。信号阈值ηs被输入到一个节点210的第一输入端。节点210的第二输入端与一个特性曲线212的输出端相连接，在该特性曲线212的输入端上提供吸入空气温度的信号TAns。该信号TAns由温度传感器108输出。特性曲线212根据吸入空气温度信号TAns求得对阈值ηs的校正值dη。节点210将阈值ηs与校正值dη相加，并将这样求得的校正阈值ηsk提供到它的输出端上。节点210的输出端与一个节点214的第一输入端相连接。该节点214的第二输入端上提供指示效率的信号的实际值ηIst。该实际值ηIst由一个特性曲线216输出，后者的输入端与节蹼204的输出端相连接。在节点204的第一输入端上提供最佳点火角度信号αZOpt，及在其第二输入端上提供点火角度实际值信号αZIst，该实际值信号αZIst是由一个单元218输出的。
在节点214的输出端上提供的实际值ηIst与校正阈值ηsk的差值与一个特性曲线220的输入端相连接。该特性曲线220根据该差值输出一个与空气／燃料成比例的供给系数FAnf。该供给系数FAnf可经由一个开关222接着传送到一个节点224的第一输入端。在该节点224的第二输入端上供给喷射时间的信号te。这个信te将在节点224中与供给系数FAnf相乘，及在节点224输出端上提供的信号将最终对一个喷嘴112或多个喷嘴112进行控制。
开关222可以在两个开关位置之间转换。在第一开关位置Ⅰ上，开关222将特性曲线220的输出端与节点224的第一输人端相连接。在第二开关位置Ⅱ上，开关222将一个存器228的输出端与节点224的第一输入端相连接。在存储器228中存储了一个供给系数FAnf的固定值，通常该值为1。开关222受到一个单元230的控制。单元230检验一个或多个条件并根据该检验的结果控制开关222使其处于开关位置Ⅰ或处于开关位置Ⅱ。这些条件是这样设置的，即避免不必要的及不期望的空气/燃料混合物的供给。在第一条件中例如可以询问，自实际值ηIst小于校正阈值ηsk开始的时间间隔t是否超过一个预定时间间隔t0。利用该条件将保证在短时并由此无损于效率下降的情况下，例如在短时点大角度干扰的情况下将不会导致供给空气/燃料的混合物。作为另一条件可以询问废气温度是否大于预定阈值或催化器温度是否大于预定阈值。仅当相应的阈值已被超过时，才存在排气系统的排气阀，催化器或其它部件损坏的危险，废气温度和/或催化器温度可以由一个温度模型来确定或是被测量出来。
以下将描述在图2中所示的本发明的工作原理
为了避免不允许的高废气温度，在必要的时候将提供空气/燃料的混合物，这时喷射时间te在节点224中与一个其值大于或等于1的供给系数FAnf相乘。对于求得喷射时间te，由现有技术已公知了一系列的方法，这里对此不再赘述。对此仅应指出，在喷射时间提供给节点224以前，例如由于热运行供给或全负载供给，喷射时间te可已经设有校正及尤其也设有另外的供给系数。本发明的一个基本方面在于当指示内燃机100效率的信号的实际值ηIst低于校正阈值ηsk时，则执行空气/燃料混合物的供给。这个前提是以这样的知识为基础的，即在废气中给出的热能愈多，内燃机100的效率就愈低。在节点214上进行实际值ηIst与校正阈值ηsK之间的比较。在那时将由这两个值构成一个差值并供给到特性曲线220。只要该差值为负，这就是说只要实际值ηIst大于校正阈值ηsk，特性曲线220提供值1，这就是说供给系数FAnf具有值1并且不进行供给。如果该差值为正，则特性曲线220提供一个大于1的供给系数FAnf。供给系数FAnf例如可以随该差值线性地增大。视应用情况而定，在系数FAnf及差值之间也可使用其它函数关系。
对于ηIst及ηsk的值可如下地求得ηsk的值由阈值ηs求得。预给定阈值ηs的目的在于当在一个给定的吸入空气温度TAns的情况下实际值ηIst等于阈值ηs时，正好达到临界的废气温度或催化器温度。借助于特性区域208，根据最佳点火角度信号αZOpt及点火角度阈值信号αZs之间的差值求得阈值ηs。αZOpt的值将由特性曲线族200根据负载tL及转数n选择出。αZs的值将由特性曲线族206根据负载tL及转数n选择出。在节点202中将构成αZOpt及αZs的差值。
为了除负载及转数外还要考虑到吸入空气的温度TAns，因它同样影响废气温度，故在节点210上使阈值ηs与校正值dη相逻辑连接。dη值将根据吸入空气的温度TAns由特性曲线212选择出。对吸入空气温度TAns的考虑提供了本发明的一个具优点的其它的构型，也即，还可设置没有节点210及特性曲线212的实施例。
实际值ηIst可借助于特性曲线216由点火角度实际值信号αZIst与最佳点火角度信号αZOpt的偏差来求得。这两个信号值彼此偏差愈大，实际值ηIst就愈小。信号αZOpt及αZIst的差值将在节点204中导出。如以上已提到的，信号αZOpt将由特性曲线200根据负载tL及转数n来求得。信号αZIst将由单元218来提供。单元210是如何详细地产生出αZIst信号的，这与本发明无关，同此不再细述。
在图3a中描绘了特性曲线208的一种可能的曲线图，这就是阈值ηs是通过最佳点火角度信号αZOpt及点火角度阈值信号αZs的差值得到的。在差值为0时该阈值ηs为最大值，并随该差值的增大而减小。
在图3b中描绘了特性曲线216的一种可能的曲线图；这就是实际值ηIst是通过最佳点火角度信号αZOpt及点火角度实际值信号αZIst的差值得列的。在差值为0时该实际值ηIst为最大值，并随着该差值的增大而减小。
在关于图2的说明中描述了节点202，204，210，214及224，它们总是被作成具有两个输入信号及一个输出信号的节点。这些节点在此情况下可通过减法器，加法器或乘法器来实现。作为变型也可以在一个节点或多个节点中进行不同于对于图2所述说明中的节点操作，并采用另外类型的节点操作，例如除法。当然这时应当注意参与逻辑连接的信号及逻辑运算必须彼此调准，这就是说，在应用另一种逻辑运算时，存储的值，特性曲线及特性曲线族总要相应地设置。
在一个简单的实施例中，在图2中描绘的特性曲线及特性曲线族中的一个或多个总是可由一预定值代替，并由此使费用减少。
也可不用如图2中所示的由特性曲线220选择的供给系数FAnf，而是通过将校正阈值ηsk及实际值ηIst的差值与一个常数相乘来求得它。如果该差值是负的，则供给系数FAnf指定为值1。
权利要求
1.内燃机(100)的控制系统，其中在低于间接或直接地指示内燃机(100)的效率的信号的一个阈值(ηs)时供给空气/燃料的混合物，其特征在于指示效率的信号的阈值(ηs)根据最佳点火角度信号(aZOpt)与点火角度阈值信号(αZs)的差值(αZOpt-αZS)由一个特性曲线(208)求得。
2.根据权利要求
1所述的控制系统，其特征在于该空气/燃料混合物的供给与指示效率的信号的阈值(ηs)及一个实际值(ηIst)的差值(ηs-ηIst)有关。
3.根据权利要求
2所述的控制系统，其特征在于在负差值(ηs-ηIst)的情况下不进行空气/燃料混合物的供给，及在正差值(rηs-ηIst)的情况下，随着差值(ηs-ηIst)的增大进行强度增大的供给。
4.根据以上权利要求
中一项所述的控制系统，其特征在于仅当从低于指示效率的信号的阈值(ηs)开始的时间间隔(t)大于一预定值(to)和/或废气温度大于预定值和/或催化器温度大于预定值时才进行空气/燃料混合物的供给。
5.根据权利要求
1所述的控制系统，其特征在于对指示效率的信号的阈值(ηs)设有一个校正值(dη)，该校正值与吸入空气温度(TAns)有关。
6.根据权利要求
2所述的控制系统，其特征在于指示效率的信号的实际值(ηIst)根据最佳点火角度信号(αZOpt)及点火角度实际值信号(αIst)的差值(αZOpt一αZIst)由一个特性曲线(216)求得。
7.根据权利要求
1所述的控制系统，其特征在于最佳点火角度信号(αZOpt)及点火角度阈值信号(αZS)各根据内燃机(100)的负载(tL)及转数(n)由特性曲线族(200，206)求得。
8.根据权利要求
1所述的控制系统，其特征在于供给角度借助于一个供给系数(FAnf)来确定，它是根据指示效率的信号的阈值(ηs)及给定值(ηIst)的差值(ηs-ηIst)由一个特性曲线(220)选择或计算出来的。
9.根据权利要求
8所述的控制系统，其特征在于为了供给空气／燃料混合物将一个喷射时间(te)与供给系数(FAnf)相逻辑连接。
专利摘要
本发明涉及内燃机(100)的控制系统。根据本发明的控制系统，当低于间接或直接指示内燃机(100)的效率的信号的一个阈值(η
文档编号F02D41/04GKCN1062640SQ95192526
公开日2001年2月28日 申请日期1995年4月27日
发明者张宏 申请人:罗伯特·博施有限公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan