专利名称：发动机运行参数的调节方法和实施所述方法的控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及对内燃发动机运行稳定性进行控制的领域。
背景技术：
强制点火的燃烧式发动机尤其是在部分负荷运行时的吸入压力小于大气压。产生的这种小于大气压的吸入压力被称为由于泵送导致的损失，所述损失导致碳氢燃料的过度消耗，其主要原因是在吸入冲程的过程中发动机活塞被强制额外做功。
已知的是，在强制点火的发动机中，运用气门的“重叠”，即进气气门和排气气门同时打开的时间段，用于减少与低负荷和部分负荷时泵送所导致的损耗相关的碳氢燃料的过度消耗。更具体地说，为了限制泵送损失，可以采用凸轮轴相位调节装置来适应进气气门和排气气门的重叠。所述气门重叠是排气延迟和进气提前所导致的特殊效果。这是为了便于吸入新鲜气体并使这些气体更好地燃尽从而方便汽缸的填充。然而，所述重叠对发动机的稳定性产生影响。在强制点火的燃烧式发动机的运行控制方面，能够用特征表示运行稳定性是很重要的。尤其是，强行进行较长时间的气门重叠会严重降低发动机的稳定性，这就会同时损害车辆驾驶员的舒适感、发动机的良好运行状态及其使用寿命。为了使发动机处于最佳运行状态就必须对其稳定性进行考虑。目前，在通常情况下串联使用的发动机的计算器中，重叠的水平被校准从而能够在保持发动机稳固与碳氢燃料消耗水平之间找到折衷。这涉及在图线中进行固定的调节，这种情况下不考虑发动机的实时运行，因此所述调节准确性较差，不能达到最优的消耗水平，即最低的消耗水平。此外，通过法国专利申请FR2909722已知的是，喷油式内燃发动机运行参数的调节方法包括，计算发动机稳定性的代表指数和将其与定值进行比较，从而通过使控制参数接近稳定性定值以实现其优化。所述提出的方法在转速稳定时对参数的调节是使人满意的，但在所述专利请求中所构建的稳定性指数在发动机运行状态过渡时可靠性较差。
发明内容
在本发明中，提出了调节方法，其中以更准确的方式表征内燃发动机的稳定性，尤其是在过渡运行阶段(发动机旋转速度的变化阶段)时的内燃发动机的稳定性。所述方法能够适用对发动机的稳定性有影响的发动机运行参数例如点火提前或余气系数，所述方法对于气门重叠的应用特别有利且因此在过渡时能够使发动机碳氢燃料的消耗实现优化。更具体地说，本发明涉及内燃发动机的运行参数的调节方法，其包括以下步骤-建立稳定性定值，
-计算发动机稳定性指数，-计算稳定性偏差，所述稳定性偏差等于稳定性定值与稳定性指数之间的差，-通过调节装置处理稳定性偏差，所述调节装置提供待应用于发动机运行参数的发动机控制定值，其中，稳定性指数是计算时刻时发动机转速的测量值对时间的导数与根据发动机扭矩和阻碍旋转速度变化的惯性所估计的发动机转速的估计值对时间的导数之间的差的函数。也可以调节对发动机稳定性有影响的发动机控制参数，尤其是余气系数、点火提前和气门重叠。根据调节后参数所提供的定值可以提高排气温度、减少发动机污染排放甚至减少碳氢燃料的消耗。在本发明中，发动机燃烧稳定性的代表指数的确定是发动机转速的测量值对时间的导数与估计的发动机转速对时间的导数之差的函数，即可以预计到其尤其是由发动机控制系统所估计的发动机扭矩和阻碍发动机旋转速度变化的惯性的函数，其优势在于允许在发动机过渡运行阶段中获得可靠指数。在本发明优选的变型中，发动机控制定值有助于优化气门的重叠从而在保持稳定性定值的同时减少发动机对碳氢燃料的消耗。事实上，根据本发明所述的方法对于(尤其是在低负荷和中等负荷下的发动机运行阶段中)调节气门重叠从而减少发动机的消耗特别的有利。实践中，气门重叠的优化在于应用进气气门打开定值和排气气门关闭定值，通过将进气气门和排气气门同时打开的重叠阶段最大化和将所述打开和关闭在发动机循环中更好地设置来最大化减少碳氢燃料消耗。所述方法可以应用于对发动机运行稳定性有影响的其它参数的调节(点火提前和余气系数)，但这不是所述方法的优选应用，因为对于上述调节存在有可靠和更简单的其它方法对于发动机的稳定阶段，尤其是发动机启动之后随即的阶段通过构建例如在现有技术中已知的稳定性指数或通过在过渡阶段中使用特殊探头来进行调节。优选地，在稳定性偏差大于预先确定的限值的情况下实施应急策略。发动机非常不稳定可能导致发动机的损坏。应急策略能够确保发动机的可靠性。所述策略在于，例如通过应用为零的气门重叠和提前点火和余气系数的保守定值，快速地将发动机带回到能够保证稳定性的运行点上。优选地，所述方法的步骤在发动机中每次燃烧时进行重复。因而可以对考察参数进行快速地调节，这就尤其允许通过可以在发动机运行的任何时刻都具有与稳定性定值非常接近的稳定性指数而对参数进行优化。优选地，所述方法在发动机的过渡运行阶段中进行实施。在发动机稳定运行阶段也可以实施所述方法。事实上，本发明中研发的方法主要期望在过渡运行阶段中实施。事实上，使用代表发动机转速发展的发动机转速导数的函数允许在转速发展期间(即过渡运行阶段期间)建立发动机运行稳定性的代表指数。优选地，稳定性指数通过以下公式计算获得
权利要求
1.内燃发动机(2)的运行參数的调节方法，其包括以下步骤 建立稳定性定值(Cs), 计算发动机稳定性指数(Is)， 计算稳定性偏差(Es)，所述稳定性偏差(Es)等于稳定性定值(Cs)与稳定性指数(Is)之间的差， 通过调节装置(6)处理稳定性偏差(Es)，所述调节装置(6)提供待应用于发动机(2)运行參数的发动机控制定值(0A，FE)， 其特征在于，稳定性指数(Is)是计算时刻时的发动机转速的測量值对时间的导数与根据发动机扭矩和阻碍旋转速度变化的惯性所估计的发动机转速的估计值对时间的导数之间的差的函数。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，发动机控制定值有助于优化气门的重叠从而在保持稳定性定值(Cs)的同时减少发动机对碳氢燃料的消耗。
3.根据上述权利要求其中之一项所述的方法，其特征在于，在稳定性偏差(Es)大于预先确定的限值的情况下实施应急策略。
4.根据上述权利要求其中之一项所述的方法，其特征在于，所述方法的步骤在发动机(2)中每次燃烧时进行重复。
5.根据上述权利要求其中之一项所述的方法，其特征在于，所述方法在发动机(2)的过渡运行阶段中进行实施。
6.根据上述权利要求其中之一项所述的方法，其特征在于，稳定性指数(Is)通过以下公式计算获得
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，发动机转速的估计值对时间的导数通过以下公式计算获得
8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在干，发动机转速的测量值对时间的导数根据以下公式计算得出
9.能够实施根据上述权利要求其中之一项所述方法的内燃发动机的控制系统。
全文摘要
本发明涉及一种内燃发动机(2)的运行参数的调节方法，其包括以下步骤建立稳定性定值(Cs)，计算发动机稳定性指数(Is)，计算稳定性偏差(Es)，所述稳定性偏差等于稳定性定值(Cs)与稳定性指数(Is)之间的差，通过调节装置(6)处理稳定性偏差(Es)，所述调节装置(6)提供待应用于发动机(2)运行参数的发动机控制定值(OA，FE)。本发明的特征在于，稳定性指数(Is)是计算时刻时发动机转速的测量值对时间的导数与根据发动机扭矩和阻碍旋转速度变化的惯性所估计的发动机转速的估计值对时间的导数之间的差的函数。
文档编号F02D41/00GK102782296SQ201180008978
公开日2012年11月14日 申请日期2011年2月2日 优先权日2010年2月9日
发明者F·古尔夫 申请人:标致·雪铁龙汽车公司