[发明专利]用于控制内燃发动机中的火花正时的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及关于控制火花点火式内燃发动机对内燃发动机的控制。

背景技术

在该部分中的声明仅提供与本发明相关的背景信息，并且可能不构成现有技术。

已知的用于操作内燃发动机的控制方案包括在发动机速度/负荷工作状况的范围内参考活塞位置确定优选的火花点火正时。根据火花映射描述已知的火花点火正时状态，该火花映射为在横跨以化学计量空气/燃料比确定的发动机速度/负荷工作范围限定的发动机工作点处获得最大制动扭矩(MBT)的最小火花提前提供状态。已知的发动机控制系统包括MBT火花映射和爆震火花（knock spark）映射，以在预定状况下将火花正时限定在可允许的爆震或预点火水平内。

已知的用于操作内燃发动机以响应于例如操作者扭矩请求的车辆负荷需求改变发动机扭矩的控制方案包括调节进气气流和改变火花正时。

已知的控制系统响应于高负荷和瞬态发动机状况以富的空气/燃料比操作。扭矩需求的快速变化可包括调节火花正时。当发动机以非化学计量空气/燃料比操作时，必须估计优选的火花点火正时。当发动机以非化学计量空气/燃料比操作时，以非优化估计的火花点火正时操作的发动机可能不会产生对于发动机工作点的最大可获得的扭矩。

已知的系统使用火花正时补偿，即以化学计量操作和以等于MBT正时时的空气/燃料比的富的空气/燃料比操作之间的火花正时差异。这可导致火花正时的差的估计，其可使发动机输出扭矩比在富的发动机操作期间可获得的发动机输出扭矩更小。

发明内容

一种用于操作火花点火式内燃发动机的方法包括响应于与发动机工作点对应的燃烧充量火焰速度和与操作者扭矩请求相关联的所命令的空气/燃料比控制火花点火正时。

本发明还提供如下方案：

方案1：一种用于操作火花点火式内燃发动机的方法，包括响应于与发动机工作点对应的燃烧充量火焰速度和与操作者扭矩请求相关的命令的空气/燃料比控制火花点火正时。

方案2：用于操作火花点火式内燃发动机的方法，包括：

确定与发动机工作点对应的初始火花正时；

确定与发动机负荷对应的命令的空气/燃料比；

确定与所述命令的空气/燃料比对应的燃烧充量火焰速度的变化；

确定与所述燃烧充量火焰速度的变化对应的燃烧正时的变化；

确定与所述燃烧正时的变化对应的火花正时补偿；以及

利用所述火花正时补偿调节所述初始火花正时。

方案3：根据方案2所述的方法，其中确定与所述命令的空气/燃料比对应的所述燃烧充量火焰速度的变化包括：

确定与所述命令的空气/燃料比关联的典型火焰速度；以及

确定与所述典型火焰速度对应的有效相对火焰速度。

方案4：根据方案3所述的方法，其中确定与所述命令的空气/燃料比关联的所述典型火焰速度包括根据以下关系确定所述典型火焰速度：

，

其中RFS是所述典型火焰速度，AF是所述命令的空气/燃料比，而A、B和C为标量项。

方案5：根据方案3所述的方法，其中确定与所述典型火焰速度对应的所述有效相对火焰速度包括根据以下关系确定所述有效相对火焰速度：

其中SF为所述有效相对火焰速度，

AF为所述命令的空气/燃料比，

RFS_STOICH是化学计量时的典型火焰速度，

RFS_AF是所述命令的空气/燃料比处的典型火焰速度，

MBTCA50是当火花正时被控制到对于最大制动扭矩的最小火花提前时与50%的质量燃烧分数相关的发动机曲柄角，

CA50是与燃烧充量50%的质量燃烧分数相关的发动机曲柄角，以及

K为标量项。

方案6：根据方案2所述的方法，其中确定与所述燃烧充量火焰速度的变化对应的所述燃烧正时的变化包括：

确定启动火花点火事件和与燃烧延迟关联的对应50%的质量燃烧分数点之间的持续时间；

确定与所述命令的空气/燃料比关联的典型火焰速度；

确定与所述典型火焰速度对应的有效相对火焰速度；以及

确定与所述有效相对火焰速度对应的所述燃烧正时的变化以及启动所述火花点火事件和与所述燃烧正时的变化关联的所述对应50%的质量燃烧分数点之间的持续时间。