專利名稱：確定熱力發動機點火提前量的方法
技術領域：
本發明涉及一種確定點火受控的熱力發動機點火提前量的方法。
背景技術：
點火受控的內燃發動機是一種將燃燒獲得的熱能量轉換為機械動力能的裝置。在這類發動機中，與柴油發動機不同，燃料混合物并不自發點火，而是在火花塞造成的火花作用下點火。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峰值且活塞/曲柄處于合適的位置時才可以點火。但是，在火花產生之時到混合物普遍燃燒之間存在延遲，相應于混合物的燃燒階段開始至達到燃燒室內的壓強峰值最大。這就是為什么火花塞點火要事先啟動的原因。點火的提前量由計算機進行電子控制，由曲軸的旋轉角度表示，相應于點火啟動至活塞處于高位死點之間的角度。提前量的值可與出現燃燒室內壓強峰值且活塞處于燃燒室內確定的優選位置同步。現在，點火優選提前量的控制和獲得是在發動機可能遇到的全部工作狀態下進行的。然后這些在實驗臺上確定的優選的提前量被存儲為多個圖以及發動機的計算機的控制措施。這個校準階段目前需要大量的發動機實驗。由生產廠商增加的額外的致動器(凸輪軸的相位差)不得不面臨越來越嚴苛的正常環境以及越來越低的消耗，這顯著增大了所需進行的發動機實驗的數量。
發明內容
本發明申請提供的技術方案可減少這種實驗的數量，且因而減少成本和發動機校準階段所需的時間。與列表出點火提前量然后得出這些所列點之間的線性或多項式的插值法不同，本發明提供的技術方案采用了部分基于內燃機的物理性質的算法。根據本發明，點火提前量由等式計算出來，該等式根據熱動力曲線相對于相關列表的提前量得到提前量的差異。更準確地說，本發明涉及借助輸入參數的物理模型來確定熱力發動機點火提前量的方法，該方法包括以下步驟-通過實驗臺確定涉及多組的發動機速度-發動機負載的不同校準參數值，所述參數可通過發動機燃燒室內的熱動力狀態估算平均火焰速度，所述負載-速度值和所述校準參數值構成基準點；-對發動機的每個工作周期確定所述輸入參數；-在所述車輛的車載計算機中記錄所述基準點，所述輸入參數和由至少兩個等式表示的所述物理模型；以及
-由所述基準點、所述輸入參數和所述物理模型，計算所述發動機的所述點火提前量。該方法的優點在于對于帶被控點火的熱力發動機的任何類型且全作用模式都是有效的。在一個變型中，所述校準參數包括以下參數相關優選的點火提前量AAOref，相應于混合物總質量的燃燒比的點FMBX& ；相關啟動常數Cini ref,燃燒常數Ccbm ref和估算的總的層流火焰速度SL&。在一個變型中，所述輸入參數從以下參數中選擇-引入缸內的新鮮空氣的質量(MaJ-缸內剩余且再循環的燃燒氣體的質量(MeBK= MIGE+mEGE)-缸內碳氫燃料的質量(Mcarb)-負載(Ld)-進氣閥關閉時缸內的氣體平均溫度(Tmeuivc))-混合物在常壓下的發熱能力與常態體積下的發熱能力的比(YmeJ-混合物空氣+碳氫燃料+燃燒氣體的分子量(Mm)-進氣打開角(OA)-發動機速度(N)-發動機水溫(Teau)。在一個變型中，所述點火提前量AAO根據分別相應于至碳氫燃料燃燒的點 FMBx至點FMBy的燃燒延遲和對FMBx的點火延遲確定。在一個變型中，在燃燒過程中確定發動機的燃燒室內的空氣-碳氫燃料混合物的壓強和溫度變化。在一個變型中，所述物理模型由兩個等式表示，一個尤其根據常數(Cini)給出啟動至燃燒的延遲(Dini)，另一個尤其根據常數(Ccffi)給出燃燒持續的延遲(Dcffi)。在一個變型中，為了計算所述點火提前量(AAO)a-通過層流火焰速度的比例關系式計算出點火提前量的估算值(AAOestim)；b-通過迭代確定所述點火提前量(AAO)，該一次迭代包括*由所述估算的優選點火提前量AAOestim和所述基準點計算啟動延遲Dini，* 由 D皿和 AAOestim 確定 FMBx*由FMBx確定燃燒延遲Dcffi,以及*計算優選的點火提前量ΑΑ0。C-通過考慮發動機溫度糾正所述點火提前量AAO的值。在一個變型中，該啟動延遲(Dini)可由下列等式計算
權利要求
1.一種借助輸入參數的物理模型來確定熱力發動機點火提前量的方法，其特征在于， 該方法包括以下步驟-通過實驗臺確定涉及多組的發動機速度-發動機負載的不同校準參數值，所述參數可通過發動機燃燒室內的熱動力狀態估算平均火焰速度，所述負載-速度值和所述校準參數值構成基準點；-對發動機的每個工作周期確定所述輸入參數；-在所述車的車載計算機中記錄所述基準點、所述輸入參數和由至少兩個等式表示的所述物理模型；以及-由所述基準點、所述輸入參數和所述物理模型，計算所述發動機的所述點火提前量。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于所述校準參數包括以下參數相關優選的點火提前量ΑΑ0&，相應于混合物總質量的燃燒比的點FMBxref ；相關啟動常數Cini ref,燃燒常數C。BM ref和估算的總的層流火焰速度SLref。
3.如上述權利要求所述的方法，其特征在于所述輸入參數從以下參數中選擇 -引入缸內的新鮮空氣的質量(MaJ-缸內剩余且再循環的燃燒氣體的質量(MeBK) -缸內碳氫燃料的質量(M。art) -負載(Ld)-進氣閥關閉時缸內的氣體平均溫度(Tmeuivc)) -混合物在常壓下的發熱能力與常態體積下的發熱能力的比(Ymel) -混合物空氣+碳氫燃料+燃燒氣體的分子量(Mm) -進氣打開角(OA) -發動機速度(N) -發動機水溫(Tmu)。
4.如上述權利要求之一所述的方法，其特征在于所述點火提前量AAO根據分別相應于至碳氫燃料燃燒的點FMBx至點FMBy的燃燒延遲和對FMBx的點火延遲確定。
5.如權利要求4所述的方法，其特征在于在燃燒過程中確定發動機的燃燒室內的空氣-碳氫燃料混合物的壓強和溫度變化。
6.如上述權利要求之一所述的方法，其特征在于所述物理模型由兩個等式表示，一個尤其根據常數α:ΙΝΙ)給出啟動至燃燒的延遲(Dini)，另一個尤其根據常數(Caffi)給出燃燒持續的延遲(Dcmb)。
7.如上述權利要求之一所述的方法，其特征在于為了計算所述點火提前量(AAO) a-通過層流火焰速度的比例關系式計算出點火提前量的估算值(AAOestim)；b-通過迭代確定所述點火提前量(AAO)，該一次迭代包括 *由所述估算的優選點火提前量AAOestim和所述基準點計算啟動延遲Dini， *由D皿和AAOestim確定FMBx *由FMBx確定燃燒延遲Dcffi,以及 *計算優選的點火提前量ΑΑ0。C-通過考慮發動機溫度糾正所述點火提前量(AAO)的值。
8.如權利要求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的值進行第二次迭代。
9.如權利要求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.如權利要求7 9之一所述的方法，其特征在于該點火提前量AAO由下式確定 AAO = -FMByref+DINI itl+DCMB itlFMBy為通過校準獲得的FMB值，Dini itl和Daffi itl為通過所述一次迭代獲得的值。
全文摘要
本發明涉及一種借助輸入參數的物理模型來確定車輛的熱力發動機點火提前量的方法。該方法包括以下步驟-通過實驗臺確定涉及多組的發動機速度-發動機負載的不同校準參數值，所述負載-速度值和所述校準參數值構成基準點；-對車輛的每個工作周期確定所述輸入參數；-在所述車輛的車載計算機中記錄所述基準點，所述輸入參數和由至少兩個等式表示的所述物理模型；以及-由所述基準點、所述輸入參數和所述物理模型，計算所述發動機的所述點火提前量。
文檔編號F02D35/02GK102428260SQ201080021614
公開日2012年4月25日 申請日期2010年2月11日 優先權日2009年3月16日
發明者L·諾瓦克, S·穆赫塔里 申請人:標致·雪鐵龍汽車公司