[发明专利]控制内燃机工作的方法

说明书

本发明涉及一种控制内燃机点火时刻的方法。

当代的内燃机1(图1)有电子点火系统，它借助于由轴转角传感器2测量曲轴3相对于活塞上死点的角位置。此点火系统根据预先规定的曲轴角位置确定点火时刻，换句话说，在预先规定的角位置点燃事先已供入燃烧室4中的燃油空气混合物。此点火系统通常是内燃机电子控制设备的一个组成部分，内燃机电控设备还控制油气混合物的供入，油气混合物在一个“较早的”或提前的角位置供入燃烧室4。

在自吸式发动机和传统的低压喷油装置中，为供入油气混合物所需的持续时间对应于一个相当大的曲轴转角范围。尽管混合气供入的时刻也如同点火时刻那样在曲轴的一个预先规定的角位置时触发，然而对于比较简单的控制设备，混合气供入的开始时刻规定得并不如点火时刻那么精确，因为人们认为燃烧主要受点火时刻的影响，并鉴于燃油供给的持续时间较长，所以准确规定燃油供给的起始时刻是不必要的。

在具有喷油装置10的内燃机1中，通常借助于唯一的一个控制器9既控制喷油过程也控制点火时刻。在高压喷油装置中燃油或油气混合物在很短的时间范围供入燃烧室4，所以在采用这类高压喷油装置尤其在燃油直接喷入燃烧室4中时，也准确规定了喷油过程的时刻，并在一个预先规定的曲轴的角位置时触发。无论是为了喷油过程还是为了点火时刻而准确地测定曲轴的角位置，均意味着控制器9的昂贵的计算方面的费用支出，其中要在很短的时间内完成两次测量过程。

由例如WO 92/14925和WO 93/18296已知按储能原理工作的高压喷油装置。燃油通过此高压喷油装置以极短的脉冲喷入燃烧室内。此外在例如德国专利申请P19515781和P19515782中介绍了一些按固体储能原理工作的高压喷油装置，所谓“PDS喷油装置”(油泵/喷嘴系统)。这种PDS喷油装置主要规定用于将燃油直接喷入燃烧室内，其中在怠速运转时一次喷油过程的持续时间可能低于半毫秒。用于测量曲轴角位置的曲轴转角传感器2由一个圆周制有齿6的齿盘5和一个传感元件7组成，后者装在齿盘5的圆周区并感受齿6的通过和转变为相应的电脉冲信号。电信号通过导线8输入控制器9。在高转速的情况下曲轴转角传感器2的信号有高的时间分辨率，因为两个相继的齿6在传感元件7旁通过的时间间隔很短。另一方面在低转速时(例如＜2000转/分)，如在怠速运转时出现的转速那样，此时的这一时间间隔长，所以转速的测量不准确，尤其当在测量期间转速改变的情况下，因为在两个相继的齿6通过之间转速的改变借助于曲轴转角传感器2不可能精确地测得。这种转速改变例如出现在不稳定的怠速运转期间，所以由于在测量转速方面存在测量误差，尚不能最佳地解决修正到怠速运转额定转速的问题。此测量误差造成高的燃油消耗量以及随之而来的较高的有害物质排放量。

图2表示内燃机的转速[转/分]随曲轴旋转时间[秒]的变化曲线。由此可见，在低转速时转速的改变由旋转时间较大的改变造成，并因而在测量转速时引起高的不准确度和大的时间测量误差。

本发明的目的是提供一种控制内燃机点火的方法，按此方法尤其在低转速主要在怠速运转中造成高的运转平衡性，获得更高的效率，显著降低有害物质排放，并能以简便的手段实现。

此目的通过具有权利要求1的特征的方法达到。在从属权利要求中说明了有利的进一步改进。

按本发明当从起动喷油过程起经过了一个预先规定的持续时间时触发点火。因此，为了实施点火并不是测量曲轴的角位置，而是测量起动喷油过程后预定的持续时间的进程。由此保证，在点火时刻已供入的油气混合物处于预先规定的状态，此时能易于将它点燃。按本发明的方法在低转速(＜2000转/分)时特别有效，因为在确定点火时刻时这里出现的测量误差并不影响在喷油过程与点火之间的间隔时间，从而获得非常平稳的怠速运转。

此外，按本发明的方法在直接喷油的内燃机中使用是特别有利的，因为直接喷入的燃油喷射流只能在规定的时刻点火，这一时刻可通过按本发明的方法精确地保持。

按本发明的方法可以在各种具有喷油装置的内燃机中使用，在这些内燃机中燃油或油气混合物按预定的时间顺序供入燃烧室。换句话说喷油过程是一个不随时间变化的过程，它的持续时间只取决于某些参数，例如每个喷油过程喷入的燃油量。

下面借助于附图作为范例说明本发明。其中：

图1示意表示带点火和喷油装置的内燃机气缸截面；

图2转速[转/分]与曲轴旋转时间[秒]的关系曲线；

图3示意表示按储能原理工作的喷油装置；

图4通过气缸头和活塞上部区的截面，它们设计用于燃油的直接喷射和直接点火；