Способ регулирования опережения для принудительного зажигания в двигателе внутреннего сгорания

Авторы патента:

ВАТТИНЬИ Руди (FR)

КРЕЦА Эфстратиос (FR)

ДЕЗАЛО Сильван (FR)

F02P5/15 - обработка данных с помощью цифровых ЭВМ

Владельцы патента RU 2620599:

ПЕЖО СИТРОЕН ОТОМОБИЛЬ СА (FR)

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания с принудительным зажиганием, в частности к управлению величиной опережения зажигания, и предназначено для снижения резкого изменения крутящего момента в переходной фазе работы между первым и вторым значениями опережения зажигания. Изобретение раскрывает, в частности, способ управления принудительным зажиганием (15) двигателя внутреннего сгорания (1), включающий этапы: осуществить принудительное зажигание двигателя внутреннего сгорания с первым заданным значением опережения зажигания; определить второе заданное значение опережения зажигания для применения; осуществить принудительное зажигание двигателя внутреннего сгорания с промежуточными значениями опережения зажигания, изменяющимися по закону прогрессии от первого заданного значения до второго заданного значения, причем шаг изменения между двумя последовательными промежуточными значениями определяется в зависимости от мгновенного числа оборотов двигателя таким образом, чтобы шаг возрастал, если число оборотов снижается. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания с принудительным зажиганием, в частности к управлению величиной опережения зажигания таких двигателей.

В двигателе с принудительным зажиганием по время создания искры свечой зажигания мгновенно сгорает только малая часть горючего. Горение, которое распространяется затем благодаря теплопроводности смеси в виде фронта пламени концентрическими слоями, имеет некоторую скорость распространения и занимает некоторое время, чтобы пройти через камеру сгорания. Скорость распространения зависит от камеры сгорания и физических характеристик смеси.

Таким образом, важно создать искру раньше, чем поршень достигнет верхней мертвой точки (PMH), чтобы не пройти через PMH прежде полного сгорания смеси и не снизить существенно кпд. Напротив, слишком раннее зажигание рискует вызвать повреждение механических деталей. Таким образом, опережение зажигания представляет собой разницу между моментом создания искры и моментом, когда поршень достигнет своей PMH. Это опережение обычно выражают количественно через угол, который образует шатун с осью поршня в момент зажигания искры.

Определение наиболее благоприятного опережения зажигания позволяет получить наилучший вращающий момент и/или кпд двигателя. Таким образом, управляющий компьютер двигателя производит расчет уставки опережения в зависимости от разных рабочих параметров двигателя. Опережение обычно изменяется динамически во время работы двигателя. Чем быстрее вращается двигатель, тем больше нужно увеличивать опережение. В случае необходимости большой нагрузки на двигатель опережение нужно уменьшить.

Так, в определенном числе случаев работы двигателя может оказаться необходимым изменение уставки опережения зажигания. Однако переход от первого целевого опережения зажигания к новому целевому опережению зажигания не может быть сделан мгновенно. Действительно, резкое изменение опережения зажигания, применяемое к двигателю, выражается в неточности стратегий управления двигателем, в нестабильной работе двигателя и в сильном снижении удовлетворения от вождения.

Как следствие, переход от применения первого заданного значения опережения зажигания ко второму заданному значению опережения зажигания осуществляется путем применения значений опережения зажигания, промежуточных между первым и вторым значениями. Для этого увеличивают промежуточные значения опережения зажигания, применяемые после заданных диапазонов числа циклов двигателя.

Однако переходная фаза работы между первым и вторым заданными значениями опережения зажигания вызывает в любом случае снижение комфортности от вождения, в частности, при больших изменениях числа оборотов. Действительно, в случае больших изменений числа оборотов пользователь может ощущать резкие изменения крутящего момента в переходной фазе.

Задачей изобретения является устранение одного или нескольких из вышеуказанных недостатков. Задача решается способом управления принудительным зажиганием двигателя внутреннего сгорания, включающим следующие этапы:

- осуществляют принудительное зажигание двигателя внутреннего сгорания с первым заданным значением опережения зажигания;

- определяют второе заданное значение опережение зажигания для применения;

- осуществляют принудительное зажигание двигателя внутреннего сгорания с промежуточными значениями опережения зажигания, изменяющегося по закону прогрессии от первого заданного значения до второго заданного значения, причем шаг между двумя последовательными промежуточными значениями определяется в зависимости от мгновенного числа оборотов двигателя таким образом, чтобы шаг возрастал, если число оборотов снижается.

Согласно одному варианту длительность применения промежуточного значения опережения определяется в зависимости от мгновенного числа оборотов двигателя таким образом, чтобы длительность применения возрастала, когда мгновенное число оборотов снижается.

Согласно еще одному варианту соотношение между длительностью применения промежуточных значений опережения и шагом, соответствующим прогрессии, является постоянным.

Изобретение относится также к компьютеру для управления зажиганием в двигателе с принудительным зажиганием, содержащему интерфейс для приема значения мгновенного числа оборотов двигателя и способному:

- генерировать сигнал управления зажиганием с первым заданным значением опережения зажигания;

- определять второе заданное значение опережения зажигания для применения;

Согласно одному варианту компьютер способен применять сигналы управления зажиганием с соответствующими промежуточными значениями опережения в течение периода, определяемого в зависимости от мгновенного числа оборотов двигателя таким образом, чтобы длительность применения увеличивалась, когда мгновенное число оборотов снижается.

Согласно еще одному варианту компьютер способен генерировать сигналы управления с промежуточными значениями опережения таким образом, чтобы соотношение между длительностью применения промежуточных значений опережения и шагом, соответствующим прогрессии, было постоянным.

Другие характеристики и преимущества изобретения будут видны из нижеследующего описания, приведенного для сведения и не являющегося ограничительным, со ссылками на чертежи, на которых:

- Фиг. 1 схематически показывает управление зажиганием в двигателе внутреннего сгорания с принудительным зажиганием;

- Фиг. 2 является блок-схемой, иллюстрирующей расчеты, осуществляемые согласно одному примеру способа управления по изобретению;

- Фиг. 3 является графиком, сравнивающим изменение опережения зажигания для примера осуществления согласно изобретению и для примера согласно уровню техники соответственно;

- Фиг. 4 показывает изменение числа оборотов двигателя, приводящее к графику с фиг. 3.

Фиг. 1 является схематическим видом в разрезе двигателя внутреннего сгорания 1 на уровне цилиндра. Двигатель 1 является двигателем с принудительным зажиганием. Обычно двигатель 1 установлен в автомобиле.

Двигатель 1 оснащен управляющим компьютером 2. Как известно управляющий компьютер 2 двигателя управляет определенным числом компонентов двигателя 1 (не показаны, например, топливные форсунки, впускной воздушный клапан, вентиль для рециркуляции выхлопного газа и т.д.) для определения параметров работы этого двигателя 1 в зависимости от разных измеренных значений и в зависимости от разной картографии. Управляющий компьютер 2 двигателя регистрирует также определенное число рабочих параметров двигателя 1, таких как температура выхлопного газа, температура окружающей среды, скорость вращения двигателя или же мгновенный крутящий момент двигателя.

Поршень 13 установлен с возможностью скольжения в камере сгорания 14. Впускной клапан 11 управляется кулачковым валом, чтобы избирательно соединять впускной канал с камерой сгорания 14. Выпускной клапан 12 управляется кулачковым валом, чтобы избирательно соединяться линией выпуска с камерой сгорания 14. Инжектор (не показан) способен осуществлять впрыск топлива напрямую или опосредованно в камеру сгорания 14.

Свеча зажигания 15 управляется компьютером 2 так, чтобы поджигать искру в камере сгорания в подходящий момент. Компьютер 2 управляет образованием искры с опережением зажигания (обычно определяемым в градусах угла поворота коленчатого вала относительно верхней мертвой точки), согласованным с условиями работы двигателя. Компьютер 2 способен известным образом присваивать разные заданные значения для опережения зажигания во время работы двигателя 1.

Изобретение предлагает способ управления, позволяющий реализовать переход между первой уставкой опережения зажигания и второй уставкой опережения зажигания. Сначала зажигание двигателя 1 осуществляется с первым заданным значением опережения. Затем компьютер 2 определяет второе заданное значение опережения для применения.

В переходной фазе между применением первого и второго заданных значений опережения зажигания принудительное зажигание осуществляется со значениями опережения, являющимися промежуточными между первым и вторым заданными значениями опережения. Промежуточные значения опережения зажигания устанавливаются по правилу прогрессии, используя шаг изменения между последовательными значениями. Если первое заданное значение ниже второго заданного значения, промежуточные величины будут возрастающими. Если первое заданное значение больше второго заданного значения, промежуточные значения будут убывающими. Величина шага определяется в зависимости от мгновенного числа оборотов двигателя таким образом, чтобы шаг увеличивался, когда мгновенное число оборотов снижается.

Длительность применения промежуточного значения опережения предпочтительно определяется в зависимости от мгновенного числа оборотов двигателя таким образом, чтобы длительность применения увеличивалась, когда мгновенное число оборотов двигателя снижается.

Соотношение между шагом изменения опережения, разделяющим два последовательных промежуточных значения опережения в прогрессии, и соответствующая длительность применения предпочтительно являются постоянными. Таким образом, опережение зажигания меняется линейно между этими двумя заданными значениями опережения. Так, оба отношения Rii/Dai равны постоянной Kp (где Dai означает длительность применения промежуточного значения опережения индекса i, Rii означает шаг изменения опережения индекса i).

Фиг. 2 является блок-схемой, иллюстрирующей расчеты, осуществляемые согласно одному примеру способа управления по изобретению. Компьютер 2 присваивает значение Ni мгновенного числа оборотов двигателя. Модуль 21 определяет длительность применения Dai промежуточного значения опережения зажигания, которое будет использоваться. Dai можно рассчитать из следующего соотношения: Dai = 60/Ni.

Модуль 22 присваивает значение Dai и константу Kp. Модуль 22 рассчитывает из соотношения Rii = Kp * Dai шаг изменения Rii для применения к величине опережения зажигания, применявшейся прежде. Модуль 23 применяет шаг изменения Rii к предыдущей величине промежуточного опережения, чтобы сгенерировать новое промежуточное значение опережения Sai.

Сигналы синхронизации опережения можно генерировать путем проведения двигателя через верхнюю мертвую точку горения, чтобы базироваться таким образом на продолжительности цикла двигателя или на продолжительности одного поворота коленчатого вала.

Заданные значения могут включать, например, максимальную величину опережения, гарантирующую отсутствие дребезжания, и минимальную величину, гарантирующую получение горения. Применяются разные заданные значения опережения в зависимости от режима работы двигателя, например, чтобы осуществить временную регенерацию устройства очистки, при прекращении работы акселератора.

Фиг. 3 является сравнительным графиком изменения опережения зажигания во времени при переходе от первой уставки опережения зажигания C1 ко второй уставке опережения зажигания C2. Сплошная линия соответствует изменению опережения зажигания при применении изобретения. Пунктирная кривая соответствует изменению опережения зажигания согласно способу, отвечающему уровню техники. Фиг. 4 показывает изменение числа оборотов двигателя во времени при переходе от уставки опережения зажигания C1 к уставке опережения зажигания C2. Таким образом, число оборотов двигателя сильно снижается вплоть до режима малого газа, а затем довольно сильно возрастает.

Установлено, что использование фиксированного шага в прогрессии промежуточных значений опережения зажигания, что соответствует уровню техники, в комбинации с длительностью использования промежуточного опережения пропорциональной продолжительности цикла работы двигателя ведет к нелинейности изменений опережения зажигания во времени. Эта нелинейность во времени ведет у потребителя к неприятным ощущениям от изменений крутящего момента.

Установлено, что изменение опережения зажигания при применении способа согласно изобретению является очень линейным, что предотвращает неприятные ощущения от изменения момента. Кроме того, облегчается также регулирование других параметров работы двигателя. Таким образом, можно оптимизировать расход топлива двигателем и выбросы загрязняющих веществ.

1. Способ управления принудительным зажиганием (15) двигателя внутреннего сгорания (1), в котором:

- определяют второе заданное значение опережения зажигания для применения;

- осуществляют принудительное зажигание двигателя внутреннего сгорания с промежуточными значениями опережения зажигания, изменяющимися по закону прогрессии от первого заданного значения до второго заданного значения, причем шаг изменения между двумя последовательными промежуточными значениями определяется в зависимости от мгновенного числа оборотов двигателя таким образом, чтобы шаг возрастал, когда число оборотов снижается, при этом длительность применения (Dai) промежуточного значения опережения (Sai) определяют в зависимости от мгновенного числа оборотов двигателя (Ni) таким образом, чтобы длительность применения (Dai) возрастала, когда мгновенное число оборотов двигателя (Ni) снижается, при этом соотношение между длительностью применения (Dai) промежуточных значений опережения (Sai) и шага (Rii), соответствующего прогрессии, постоянно.

2. Компьютер (2) для управления зажиганием в двигателе (1) с принудительным зажиганием, содержащий интерфейс для приема значения мгновенного числа оборотов двигателя, отличающийся тем, что он выполнен с возможностью:

- генерировать сигнал управления зажиганием с первым заданным значением опережения зажигания (С1);

- определять второе заданное значение опережения зажигания (С2) для применения;

- генерировать сигналы управления зажиганием с промежуточными значениями опережения зажигания, меняющимися по закону прогрессии от первого заданного значения до второго заданного значения, причем шаг (Rii) изменения между двумя последовательными промежуточными значениями определяется в зависимости от мгновенного числа оборотов двигателя таким образом, чтобы шаг возрастал, когда число оборотов снижается, при этом компьютер выполнен с возможностью генерировать сигналы управления зажиганием с соответствующими промежуточными значениями опережения в течение длительности (Dai), определяемой в зависимости от мгновенной скорости двигателя (Ni), таким образом, чтобы длительность применения (Dai) возрастала, когда мгновенное число оборотов двигателя (Ni) снижается, причем компьютер выполнен с возможностью генерировать сигналы управления с промежуточными значениями опережения таким образом, чтобы соотношение между длительностью применения (Dai) промежуточных значений опережения (Sai) и шагом (Rii), соответствующим прогрессии, было постоянным.

Изобретение относится к области управления двигателем. Техническим результатом является снижение токсичности отработавших газов за счет более точного определения количества воздуха, участвующего в сгорании в цилиндре путем снижения чувствительности между оценками расхода воздуха цилиндра и топливом, подаваемым для сгорания.

Система и способ управления зажиганием для двигателя внутреннего сгорания // 2614310

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания (ДВС), конкретно к системам зажигания, и может быть использовано в двигателестроительной промышленности и, в частности, в автомобилестроении.

Способ запуска двигателя (варианты) и система запуска двигателя транспортного средства с гибридным приводом // 2606160

Изобретение относится к улучшению ездовых качеств транспортного средства. В способе запуска двигателя запускают двигатель посредством первой электрической машины при требуемом потреблении крутящего момента меньше пороговой величины.

Способ для двигателя // 2603202

Изобретение относится к способу управления двигателем транспортного средства для уменьшения события преждевременного воспламенения. Предложен способ для уменьшения позднего зажигания, вызванного событиями преждевременного воспламенения в цилиндре.

Управление двигателем внутреннего сгорания для учета свойств топлива // 2584083

Предложен способ управления двигателем внутреннего сгорания (ДВС) для учета свойств (качества) топлива, заключающийся в том, что вводят определенную меру (например, ограничение подачи топлива) при обнаружении определенного режима работы ДВС (например, детонации), проверяют, производилась ли заправка топливом топливного бака, соединенного с ДВС.

Контроллер двигателя внутреннего сгорания с наддувом // 2572591

Изобретение относится к контроллеру двигателя внутреннего сгорания с наддувом. Техническим результатом является подавление чрезмерного роста требуемого напряжения зажигания и улучшение показателя расхода топлива в случае, когда выполняется прекращение подачи топлива для пресечения постоянного возникновения аномального сгорания в области работы с наддувом.

Устройство управления для двигателя внутреннего сгорания // 2570957

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Устройство управления двигателем предназначено для двигателя внутреннего сгорания, снабженного механизмом изменения фаз газораспределения для того, чтобы изменять фазы газораспределения впускного клапана двигателя внутреннего сгорания.

Система зажигания двигателя // 2552105

Изобретение относится к автомобильной промышленности, а именно к электрооборудованию для обеспечения работы двигателей внутреннего сгорания, и может быть использовано в производстве и эксплуатации автомобильной техники.

Устройство управления моментом зажигания для двигателя внутреннего сгорания // 2544841

Изобретение относится к устройству управления моментом зажигания для двигателя внутреннего сгорания. Техническим результатом является снижение ассоциированной вычислительной нагрузки при подготовке карты управления для получения оптимального момента зажигания относительно момента впрыска топлива.

Система управления с обратной связью для управления сгоранием в двигателях // 2529983

Изобретение может быть использовано в системах управления с обратной связью для управления сгоранием в двигателях внутреннего сгорания. Система (10) двигателя внутреннего сгорания содержит многоцилиндровый двигатель (12), нагрузку (14), соединенную с двигателем посредством коленчатого вала (16), магнитный датчик (24) крутящего момента, расположенный между двигателем (12) и нагрузкой (14) и управляющий модуль (26).

Способ запуска двигателя (варианты) и система запуска двигателя, присоединенного к трансмиссии // 2622344

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Способ запуска двигателя включает подачу по существу постоянной массы воздуха в двигатель после увеличения числа оборотов двигателя до заданного условия. Осуществляют регулирование установки опережения зажигания для выдачи крутящего момента для достижения требуемого числа оборотов холостого хода двигателя при введении двигателем по существу постоянной массы воздуха. Обеспечивают опережение установки момента зажигания в направлении к установке минимального угла опережения зажигания для достижения максимального крутящего момента (МВТ) в ответ на увеличение крутящего момента двигателя при введении двигателем по существу постоянной массы воздуха. Раскрыты вариант способа запуска двигателя и система запуска двигателя. Технический результат заключается в ограничении необязательного потребления топлива и ограничении температуры отработавших газов. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 5 ил.

Контроллер для двигателя внутреннего сгорания // 2633208

Изобретение может быть использовано в системах управления двигателем внутреннего сгорания (ДВС). Контроллер для ДВС включает в себя детектор угла поворота коленчатого вала (КВ) и электронный блок управления (ECU). ECU выполнен с возможностью: (a) вычислять сжигаемую массовую долю; (b) получать угол поворота КВ, который определяется посредством детектора угла поворота КВ, когда сжигаемая массовая доля достигает предварительно определенной сжигаемой массовой доли, в качестве указанного угла поворота КВ; и (c) управлять по меньшей мере одним из объема впрыскиваемого топлива, объема всасываемого воздуха или энергии зажигания на основе первой разности. Первая разность является разностью между первым параметром и вторым параметром. Первый параметр является периодом изменения угла поворота КВ от времени зажигания до указанного угла поворота КВ или корреляционным значением периода изменения угла поворота КВ. Второй параметр является целевым значением периода изменения угла поворота КВ или целевым значением корреляционного значения. Технический результат – оптимизация управления составом топливовоздушной смеси и процессом сгорания в ДВС. 21 з.п. ф-лы, 17 ил.

Управляющее устройство для двигателя внутреннего сгорания // 2638228

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Управляющее устройство для двигателя внутреннего сгорания содержит систему управления детонацией, систему охлаждения и электронный блок управления. Система управления детонацией, выполнена с возможностью вычисления величины коррекции угла зажигания согласно присутствию или отсутствию детонации в двигателе внутреннего сгорания так, что величина коррекции угла зажигания обновляется в направлении увеличения, когда детонация возникает, и обновляется в направлении уменьшения, когда детонации не возникает. Система управления детонацией выполнена с возможностью вычисления угла зажигания на основе величины коррекции угла зажигания и с возможностью зажигания свечи зажигания двигателя внутреннего сгорания при угле зажигания, полученном путем задержки угла зажигания в ответ на возникновение детонации. Система охлаждения предназначена для охлаждения двигателя внутреннего сгорания. Электронный блок управления выполнен с возможностью подачи управляющего значения, соответствующего целевому значению параметра охлаждения, в систему охлаждения. Система охлаждения выполняет охлаждение двигателя внутреннего сгорания в соответствии с управляющим значением. Электронный блок управления выполнен с возможностью корректировки управляющего значения на основе величины коррекции угла зажигания таким образом, что когда величина коррекции угла зажигания увеличивается, величина коррекции для коррекции управляющего значения увеличивается по величине коррекции в направлении, в котором охлаждающая способность системы охлаждения увеличивается. Система охлаждения двигателя внутреннего сгорания включает в себя первую систему охлаждения, которая главным образом охлаждает блок цилиндров двигателя внутреннего сгорания, и вторую систему охлаждения, которая главным образом охлаждает периферию впускного отверстия. Первая система охлаждения и вторая система охлаждения соответственно включают в себя проточные каналы охлаждающей среды, независимые друг от друга. Электронный блок управления выполнен с возможностью подачи управляющего значения на вторую систему охлаждения. Технический результат заключается в предотвращении возникновения детонации путем управления как углом зажигания, так и температурой охлаждающей воды. 9 з.п. ф-лы, 11 ил.

Система и способ управления двигателем // 2638699

Предложены способы для продувки конденсата из охладителя наддувочного воздуха на впуск двигателя наряду с сокращением событий пропусков зажигания, связанных с засасыванием воды. Во время продувки установка момента зажигания настраивается на основании количества конденсата, продуваемого за цикл. Установка момента зажигания настраивается по-разному, когда конденсат продувается во время нажатия педали акселератора в противоположность процедуре проактивной очистки. Техническим результатом является повешение эффективности сгорания в двигателе. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 11 ил.

Система и способ управления двигателем // 2638699

Способ работы привода на ведущие колеса (варианты) и транспортное средство // 2640433

Изобретение относится к гибридным транспортным средствам. Способ работы привода на ведущие колеса включает в себя этапы, на которых останавливают вращение двигателя и обеспечивают рекуперативное торможение посредством привода на ведущие колеса. Затем переходят с рекуперативного торможения на обеспечение положительного крутящего момента в привод на ведущие колеса и приводят в действие встроенный в привод на ведущие колеса стартер/генератор в режиме управления скоростью вращения при переходе. Также увеличивают проскальзывание муфты гидротрансформатора при переходе с рекуперативного торможения на обеспечение положительного крутящего момента в привод на ведущие колеса. Исключается провал крутящего момента. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 48 ил.

Системы и способы для впрыска газового топлива во время такта выпуска для уменьшения запаздывания турбонагнетателя // 2642958

Предложены способы и система для впрыска и сжигания некоторого количества газового топлива во время такта выпуска рабочего цикла цилиндра, для того чтобы уменьшить запаздывание турбонагнетателя и сократить время, требуемое для активации каталитического нейтрализатора отработавших газов во время переходных событий, и тем самым снизить токсичность отработавших газов. В одном из примеров, когда повышение требования крутящего момента является большим, чем пороговое значение, первое количество газового топлива может сжигаться во время такта сжатия рабочего цикла цилиндра, а второе количество топлива может сжигаться во время такта выпуска рабочего цикла цилиндра. Второе количество может настраиваться на основании повышения требования крутящего момента. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 6 ил.