[发明专利]用于运行内燃机的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及内燃机，尤其是用于运行内燃机的方法，所述内燃机具有借助于调整点火角的扭矩补偿。

背景技术

内燃机，尤其是汽油机，可以在不同的发动机运行工况中运行，在这些工况中分别有不同数量的气缸运行，从而提供扭矩，而剩余的气缸则都停歇且不提供扭矩。内燃机所有气缸都运行，亦即所有气缸都提供扭矩的运行工况，被称为发动机满负荷运行，而仅有一部分气缸运行的运行工况，则被称为发动机部分负荷运行。在停歇的气缸中，活塞通过曲轴的运动仅被带动。

在发动机运行工况之间转变时，通过停掉或重新开始运行各气缸而产生了必须加以补偿的扭矩突变。此外，停歇的气缸在发动机部分负荷运行时能够保持闭锁，亦即无论是相关气缸的进气阀还是出气阀都能够保持永久关闭，从而在转变到发动机部分负荷运行时，燃烧废气和/或新鲜空气被保留在相应气缸的燃烧室内，发动机部分负荷运行时前述运行的气缸停止运行。在停歇的气缸内的活塞运动时，紧接着在对留在其内的燃烧废气进行压缩且活塞被带动时，产生了一个与通过运行的气缸提供的扭矩相反的高扭矩。以相同的方式在各膨胀运动时通过停歇的气缸提供一个沿传动力矩方向作用的扭矩。

这种通过停歇的气缸内的活塞的运动造成的扭矩必须加以补偿，从而避免输出轴上出现强烈的扭矩波动。这个过程也被称为气弹簧补偿。气弹簧补偿用于通过适当地控制运行的气缸来平衡由停歇的气缸造成的扭矩波动。气弹簧补偿通过使用在发动机运行工况之间切换前建立的力矩储备实现，以便实施快速的力矩干预。这可以通过调整点火提前角实现。

对内燃机内各气缸的运行的控制通过控制器实现。为确保及时提供所有运行内燃机所需的参数，在连续的时间窗口内确定和执行各涉及气缸的干预，其中，每个时间窗口主要配设于相应的气缸。时间窗口首先用于当前参与生成扭矩的气缸，例如用于提供点火时刻。不过其次，时间窗口也用于其它必须预备好的气缸，以便它们能够在延迟的时间点上生成扭矩，例如提供喷射正时。这就是说，控制器确定控制参数，如喷射正时、喷射持续时间、点火时刻等，以及仅在相应的时间窗口内控制配设于该时间窗口的气缸。在连续的时间窗口内确定控制参数并对各个气缸进行相应的控制。这些时间窗口被称为同步。

无法直接根据控制信号触发通过设置在各个气缸内的点火线圈产生的点火火花。更确切地说，点火线圈必须先充电，才能在最小充电持续时间之后触发点火火花。因此需要根据所期望的点火时刻先确定一个充电开始时间，然后相应地开始点火线圈的充电，从而在预先确定的点火时刻进行点火。

视在发动机部分负荷运行下运行的内燃机的运行工况而定，例如在一定转速范围内的运行，当出现点火重叠时，无法像所期望的那样实现气弹簧补偿。当业已在之前的同步期间就要求启动点火线圈的充电过程的点火时刻被确定时，出现这种点火重叠。因此在这种情况下出现了所谓的强制事件，此时一旦进入当前的同步就启动点火线圈的充电。不过由此产生的点火火花会晚于在同步中确定的时间产生。这导致扭矩小于期望值，因为点火时刻无法充分提前。因此预计的气弹簧补偿执行得不够充分。

若出现这种强制事件，那么点火系统紧接着以此为出发点，即，同样应伴随着重叠开始未来的点火，亦即伴随着配设于紧接着的同步的气缸的点火线圈的充电过程的启动。然而在气弹簧补偿时，接下来的点火的点火时刻可能已经重新从提前的点火时刻调整到延迟的点火时刻。因此点火重叠被消除。因为点火系统以点火重叠为出发点，之前就已经伴随着点火线圈的充电开始同步。因为点火线圈通常不能在没有触发点火火花的情况下放电，所以点火火花必须被灭掉。不过在这种情况下产生点火火花的时间点在相关的同步中过早，由此产生的扭矩过大。

因为在气弹簧补偿时必须实现点火时刻的快速跳跃，所以在传统的点火系统中无法这样来进行气弹簧补偿，从而使所有因停歇的气缸导致的扭矩得到补偿。

发明内容

因此本发明所要解决的技术问题是，提供用于运行内燃机的方法和装置，其中，可以在任意点火时刻上在同步内实现点火火花的产生。

该技术问题通过一种按权利要求1所述用于运行内燃机的方法和通过按并列权利要求所述的控制器和发动机系统解决。

其它有利的设计方案在从属权利要求中予以说明。

按照本发明的第一个方面，规定一种用于运行带多个气缸的内燃机的方法，其中，在控制器中定义了可以分别配设于气缸的连续的时间窗口，其中，在时间窗口内分别实施对点火时刻的计算、对用于点火装置的充电过程的启动以及对与配设于时间窗口的气缸相关的点火的触发，其中，为点火必须启动点火装置的充电过程，其时间长度计为至少一个充电持续时间，