專利名稱：確定熱力發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火提前量的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種確定點(diǎn)火受控的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火提前量的方法。
背景技術(shù)：
點(diǎn)火受控的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)是一種將燃燒獲得的熱能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械動(dòng)力能的裝置。在這類發(fā)動(dòng)機(jī)中，與柴油發(fā)動(dòng)機(jī)不同，燃料混合物并不自發(fā)點(diǎn)火，而是在火花塞造成的火花作用下點(diǎn)火。為了使燃料混合物的燃燒效率最大化，燃料混合物的燃燒必須在符合燃燒室的壓強(qiáng)峰值且活塞/曲柄處于合適的位置時(shí)才可以點(diǎn)火。但是，在火花產(chǎn)生之時(shí)到混合物普遍燃燒之間存在延遲，相應(yīng)于混合物的燃燒階段開始至達(dá)到燃燒室內(nèi)的壓強(qiáng)峰值最大。這就是為什么火花塞點(diǎn)火要事先啟動(dòng)的原因。點(diǎn)火的提前量由計(jì)算機(jī)進(jìn)行電子控制，由曲軸的旋轉(zhuǎn)角度表示，相應(yīng)于點(diǎn)火啟動(dòng)至活塞處于高位死點(diǎn)之間的角度。提前量的值可與出現(xiàn)燃燒室內(nèi)壓強(qiáng)峰值且活塞處于燃燒室內(nèi)確定的優(yōu)選位置同步?，F(xiàn)在，點(diǎn)火優(yōu)選提前量的控制和獲得是在發(fā)動(dòng)機(jī)可能遇到的全部工作狀態(tài)下進(jìn)行的。然后這些在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上確定的優(yōu)選的提前量被存儲(chǔ)為多個(gè)圖以及發(fā)動(dòng)機(jī)的計(jì)算機(jī)的控制措施。這個(gè)校準(zhǔn)階段目前需要大量的發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)。由生產(chǎn)廠商增加的額外的致動(dòng)器(凸輪軸的相位差)不得不面臨越來越嚴(yán)苛的正常環(huán)境以及越來越低的消耗，這顯著增大了所需進(jìn)行的發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)的數(shù)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明申請(qǐng)?zhí)峁┑募夹g(shù)方案可減少這種實(shí)驗(yàn)的數(shù)量，且因而減少成本和發(fā)動(dòng)機(jī)校準(zhǔn)階段所需的時(shí)間。與列表出點(diǎn)火提前量然后得出這些所列點(diǎn)之間的線性或多項(xiàng)式的插值法不同，本發(fā)明提供的技術(shù)方案采用了部分基于內(nèi)燃機(jī)的物理性質(zhì)的算法。根據(jù)本發(fā)明，點(diǎn)火提前量由等式計(jì)算出來，該等式根據(jù)熱動(dòng)力曲線相對(duì)于相關(guān)列表的提前量得到提前量的差異。更準(zhǔn)確地說，本發(fā)明涉及借助輸入?yún)?shù)的物理模型來確定熱力發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火提前量的方法，該方法包括以下步驟-通過實(shí)驗(yàn)臺(tái)確定涉及多組的發(fā)動(dòng)機(jī)速度-發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載的不同校準(zhǔn)參數(shù)值，所述參數(shù)可通過發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室內(nèi)的熱動(dòng)力狀態(tài)估算平均火焰速度，所述負(fù)載-速度值和所述校準(zhǔn)參數(shù)值構(gòu)成基準(zhǔn)點(diǎn)；-對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的每個(gè)工作周期確定所述輸入?yún)?shù)；-在所述車輛的車載計(jì)算機(jī)中記錄所述基準(zhǔn)點(diǎn)，所述輸入?yún)?shù)和由至少兩個(gè)等式表示的所述物理模型；以及
-由所述基準(zhǔn)點(diǎn)、所述輸入?yún)?shù)和所述物理模型，計(jì)算所述發(fā)動(dòng)機(jī)的所述點(diǎn)火提前量。該方法的優(yōu)點(diǎn)在于對(duì)于帶被控點(diǎn)火的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)的任何類型且全作用模式都是有效的。在一個(gè)變型中，所述校準(zhǔn)參數(shù)包括以下參數(shù)相關(guān)優(yōu)選的點(diǎn)火提前量AAOref，相應(yīng)于混合物總質(zhì)量的燃燒比的點(diǎn)FMBX& ；相關(guān)啟動(dòng)常數(shù)Cini ref,燃燒常數(shù)Ccbm ref和估算的總的層流火焰速度SL&。在一個(gè)變型中，所述輸入?yún)?shù)從以下參數(shù)中選擇-引入缸內(nèi)的新鮮空氣的質(zhì)量(MaJ-缸內(nèi)剩余且再循環(huán)的燃燒氣體的質(zhì)量(MeBK= MIGE+mEGE)-缸內(nèi)碳?xì)淙剂系馁|(zhì)量(Mcarb)-負(fù)載(Ld)-進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)缸內(nèi)的氣體平均溫度(Tmeuivc))-混合物在常壓下的發(fā)熱能力與常態(tài)體積下的發(fā)熱能力的比(YmeJ-混合物空氣+碳?xì)淙剂?燃燒氣體的分子量(Mm)-進(jìn)氣打開角(OA)-發(fā)動(dòng)機(jī)速度(N)-發(fā)動(dòng)機(jī)水溫(Teau)。在一個(gè)變型中，所述點(diǎn)火提前量AAO根據(jù)分別相應(yīng)于至碳?xì)淙剂先紵狞c(diǎn) FMBx至點(diǎn)FMBy的燃燒延遲和對(duì)FMBx的點(diǎn)火延遲確定。在一個(gè)變型中，在燃燒過程中確定發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室內(nèi)的空氣-碳?xì)淙剂匣旌衔锏膲簭?qiáng)和溫度變化。在一個(gè)變型中，所述物理模型由兩個(gè)等式表示，一個(gè)尤其根據(jù)常數(shù)(Cini)給出啟動(dòng)至燃燒的延遲(Dini)，另一個(gè)尤其根據(jù)常數(shù)(Ccffi)給出燃燒持續(xù)的延遲(Dcffi)。在一個(gè)變型中，為了計(jì)算所述點(diǎn)火提前量(AAO)a-通過層流火焰速度的比例關(guān)系式計(jì)算出點(diǎn)火提前量的估算值(AAOestim)；b-通過迭代確定所述點(diǎn)火提前量(AAO)，該一次迭代包括*由所述估算的優(yōu)選點(diǎn)火提前量AAOestim和所述基準(zhǔn)點(diǎn)計(jì)算啟動(dòng)延遲Dini，* 由 D皿和 AAOestim 確定 FMBx*由FMBx確定燃燒延遲Dcffi,以及*計(jì)算優(yōu)選的點(diǎn)火提前量ΑΑ0。C-通過考慮發(fā)動(dòng)機(jī)溫度糾正所述點(diǎn)火提前量AAO的值。在一個(gè)變型中，該啟動(dòng)延遲(Dini)可由下列等式計(jì)算
權(quán)利要求
1.一種借助輸入?yún)?shù)的物理模型來確定熱力發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火提前量的方法，其特征在于， 該方法包括以下步驟-通過實(shí)驗(yàn)臺(tái)確定涉及多組的發(fā)動(dòng)機(jī)速度-發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載的不同校準(zhǔn)參數(shù)值，所述參數(shù)可通過發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室內(nèi)的熱動(dòng)力狀態(tài)估算平均火焰速度，所述負(fù)載-速度值和所述校準(zhǔn)參數(shù)值構(gòu)成基準(zhǔn)點(diǎn)；-對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的每個(gè)工作周期確定所述輸入?yún)?shù)；-在所述車的車載計(jì)算機(jī)中記錄所述基準(zhǔn)點(diǎn)、所述輸入?yún)?shù)和由至少兩個(gè)等式表示的所述物理模型；以及-由所述基準(zhǔn)點(diǎn)、所述輸入?yún)?shù)和所述物理模型，計(jì)算所述發(fā)動(dòng)機(jī)的所述點(diǎn)火提前量。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述校準(zhǔn)參數(shù)包括以下參數(shù)相關(guān)優(yōu)選的點(diǎn)火提前量ΑΑ0&，相應(yīng)于混合物總質(zhì)量的燃燒比的點(diǎn)FMBxref ；相關(guān)啟動(dòng)常數(shù)Cini ref,燃燒常數(shù)C。BM ref和估算的總的層流火焰速度SLref。
3.如上述權(quán)利要求所述的方法，其特征在于所述輸入?yún)?shù)從以下參數(shù)中選擇 -引入缸內(nèi)的新鮮空氣的質(zhì)量(MaJ-缸內(nèi)剩余且再循環(huán)的燃燒氣體的質(zhì)量(MeBK) -缸內(nèi)碳?xì)淙剂系馁|(zhì)量(M。art) -負(fù)載(Ld)-進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)缸內(nèi)的氣體平均溫度(Tmeuivc)) -混合物在常壓下的發(fā)熱能力與常態(tài)體積下的發(fā)熱能力的比(Ymel) -混合物空氣+碳?xì)淙剂?燃燒氣體的分子量(Mm) -進(jìn)氣打開角(OA) -發(fā)動(dòng)機(jī)速度(N) -發(fā)動(dòng)機(jī)水溫(Tmu)。
4.如上述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于所述點(diǎn)火提前量AAO根據(jù)分別相應(yīng)于至碳?xì)淙剂先紵狞c(diǎn)FMBx至點(diǎn)FMBy的燃燒延遲和對(duì)FMBx的點(diǎn)火延遲確定。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于在燃燒過程中確定發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室內(nèi)的空氣-碳?xì)淙剂匣旌衔锏膲簭?qiáng)和溫度變化。
6.如上述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于所述物理模型由兩個(gè)等式表示，一個(gè)尤其根據(jù)常數(shù)α:ΙΝΙ)給出啟動(dòng)至燃燒的延遲(Dini)，另一個(gè)尤其根據(jù)常數(shù)(Caffi)給出燃燒持續(xù)的延遲(Dcmb)。
7.如上述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于為了計(jì)算所述點(diǎn)火提前量(AAO) a-通過層流火焰速度的比例關(guān)系式計(jì)算出點(diǎn)火提前量的估算值(AAOestim)；b-通過迭代確定所述點(diǎn)火提前量(AAO)，該一次迭代包括 *由所述估算的優(yōu)選點(diǎn)火提前量AAOestim和所述基準(zhǔn)點(diǎn)計(jì)算啟動(dòng)延遲Dini， *由D皿和AAOestim確定FMBx *由FMBx確定燃燒延遲Dcffi,以及 *計(jì)算優(yōu)選的點(diǎn)火提前量ΑΑ0。C-通過考慮發(fā)動(dòng)機(jī)溫度糾正所述點(diǎn)火提前量(AAO)的值。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于所述步驟b包括兩步迭代，通過采用一次迭代獲得的FMBx的值進(jìn)行第二次迭代。
9.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于所述步驟b的FMBx的值由FMBx= D皿-AAOestta確定；Dini的值由一次迭代獲得。
10.如權(quán)利要求7 9之一所述的方法，其特征在于該點(diǎn)火提前量AAO由下式確定 AAO = -FMByref+DINI itl+DCMB itlFMBy為通過校準(zhǔn)獲得的FMB值，Dini itl和Daffi itl為通過所述一次迭代獲得的值。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種借助輸入?yún)?shù)的物理模型來確定車輛的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火提前量的方法。該方法包括以下步驟-通過實(shí)驗(yàn)臺(tái)確定涉及多組的發(fā)動(dòng)機(jī)速度-發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載的不同校準(zhǔn)參數(shù)值，所述負(fù)載-速度值和所述校準(zhǔn)參數(shù)值構(gòu)成基準(zhǔn)點(diǎn)；-對(duì)車輛的每個(gè)工作周期確定所述輸入?yún)?shù)；-在所述車輛的車載計(jì)算機(jī)中記錄所述基準(zhǔn)點(diǎn)，所述輸入?yún)?shù)和由至少兩個(gè)等式表示的所述物理模型；以及-由所述基準(zhǔn)點(diǎn)、所述輸入?yún)?shù)和所述物理模型，計(jì)算所述發(fā)動(dòng)機(jī)的所述點(diǎn)火提前量。
文檔編號(hào)F02D35/02GK102428260SQ201080021614
公開日2012年4月25日 申請(qǐng)日期2010年2月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月16日
發(fā)明者L·諾瓦克, S·穆赫塔里 申請(qǐng)人:標(biāo)致·雪鐵龍汽車公司