[发明专利]抑制内燃机爆震的装置

说明书

本发明涉及抑制内燃机爆震的装置。

虽然本发明可用于任何内燃发动机，但对于本发明及其基础问题将在机动车的内燃机方面作出说明。

由DE-34 204 65 C2公知了一种用于抑制内燃机爆震的装置。在该公知的装置中将检测内燃机的工作参数，及在一个控制单元中根据所检测到的工作参数求出用于待控制的过程的调节量，尤其如点火及燃料喷射。由此例如可借助转速及连接的负载来计算最佳点火时刻。

此外在公知的装置中设有爆震检测器，它对各汽缸各别地检测燃烧噪音。爆震检测器将该信号继续传送给一个爆震信号估值电路及在那里滤出背景噪音后与一个参考电平相比较。如果识别了一次爆震燃烧，则为了抑制爆震使借助转速及负载确定的该汽缸中的点火时刻在推迟的方向上调节并由此离开爆震界限。在预定数目的无爆震燃烧后将使该改变了的点火时刻逐步提前地返回到由控制装置确定的调节量。因为在冷发动机时不存在爆震燃烧的危险，通常仅在达到一个预定的发动机温度时才进行爆震调节，即在内燃机变热后才接通调节装置。当低于该释放温度时可保险不发生任何爆震，因为燃烧室的热特性不允许它发生。

在公知的系统中为了求得发动机温度求出冷却水温度或进入燃烧室的气体进入温度。

在DE 44 01 828 A1中给出一种方法，它在计算待测量的燃料量的时刻作出对汽缸的进气量的精确预测，该燃料量将喷射到该汽缸中。

根据DE 44 01 828 A1的构思，求出一个将来的负载信号，它代表期待的相对进气量。该将来负载信号由当前主负载信号，超前当前主负载信号的当前辅助负载信号，及曲轴转角间隔来求得。该曲轴转角间隔与用时间单位或曲轴转角单位表示的燃料模型相关，后者可预给出燃料喷射的持续时间及计算时间。曲轴转角间隔的介入具有其优点，即将来负载信号的求得可在尽可能迟的时刻进行及由此达到高的精度。

合乎要求的是，即将来负载信号通过一个低通滤波器来求得，其滤波常数可根据负载预给出。在负载升高时，该滤波常数由第一特性曲线读出，及在负载下降时，由第二特性曲线读出。由此可以特别节省计算时间地预确定空气的充入量。

辅助信号将由节气门的张角、内燃机的转速及必要时通过节气门的旁路通道流动的空气量来求得，及根据吸入的空气及气压高度进行校正。

在节气门小张角时，辅助信号也可根据由空气质量检测器检测的空气质量来求得，这通常导致在该工作区域中的高精确度。

主负载信号例如可由测量的进气管压力及转速，由空气质量测量器检测的空气质量或通过辅助负载信号的滤波来求得。

该方法既可用于非稳定的工作也可用于稳定的工作，因为在求将来负载信号时使用了与主负载信号相适应的辅助负载信号。对于辅助信号的补偿所需的补偿值将通过对主负载信号及带有补偿值的被滤波辅助负载信号之间的偏差的积分来求得。这里被滤波的辅助负载信号将通过校正的辅助负载信号的滤波来产生。

在公知的方法中，将来负载信号仅用于求得待喷射的燃料量。

作为本发明基础的问题在于，汽油发动机在负载动态变化时具有比稳定工作更强烈的爆震倾向，通常通过输出所谓的自适应动态超前量、即在动态期间尝试通过一个附加的点火角延迟调节来对付。当负载梯度、即负载变化的瞬时速度或斜率超过一个可适用的阈值时，该附加的动态超前量将被输出。然后该动态超前量在一个可适用的时间上被保持并接着被调节到零值。

上述公知技术的缺点在于，它被证实：作为微分量即瞬时值的负载梯度不包含在整个随后的动态期间真实出现的负载变化的报告。后者将通过负载梯度对时间的积分来获得，但这对于动态超前量的确定已为时过晚。

这即为，根据通常的方法动态超前量的输出仅取决于：在动态期间负载相对某一个时刻的变化有多快。因此在一个小而快的负载变化时与在大且同样快的负载变化时将输出相同的动态超前量。

这被表示在图5中。其中t表示时间，tdyst表示动态阶段的开始时刻，tdyena表示情况a时的动态阶段结束时刻，tdyenb表示情况b时的动态阶段结束时刻，rl表示进气量及drl表示进气量的梯度。在情况a中，出现了一个大而快的进气量变化Δrla，及在情况b中，出现了一个小且同样快的进气量变化Δrlb。

对爆震倾向有影响的发动机内部的热变化在情况a中强烈得多，故必需相应地产生较大的动态超前量。但这已要求在动态的消除时刻，识别期待的积分负载变化。对于抑制内燃机的爆震，这种信息在现有的装置上不能被提供。