用于控制循環(huán)工作內燃引擎的電暈點火系統(tǒng)的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于控制循環(huán)工作內燃引擎的電暈點火系統(tǒng)的方法。
【背景技術】
[0002]根據專利申請US2013/0319095A1已知一種具有權利要求1的前序部分所述的特征的方法。
[0003]專利申請US2011/0114071A1公開了一種電暈點火系統(tǒng)，用于通過在燃燒室內產生的電暈放電點燃內燃引擎的燃燒室內的燃料/空氣混合物。這種電暈點火系統(tǒng)具有被絕緣體包圍的點火電極。該點火電極、該絕緣體以及圍繞該絕緣體的套筒一起形成電容器。所述電容器是電暈點火裝置的諧振電路的一部分，該諧振電路被例如從30kHz到50MHZ的高頻交流(AC)電壓所激勵。這導致在點火電極產生電壓過量從而使得在所述電極形成電暈放電。

【發(fā)明內容】

[0004]高頻交流電壓是由高頻發(fā)生器產生的。該高頻發(fā)生器的輸入電壓是通過轉換器從車輛的車載電源電壓來產生的。在已知的電暈點火系統(tǒng)的情況下，高頻發(fā)生器的輸入電壓的范圍通常是從100伏到400伏。
[0005]電暈放電在引擎的燃燒室的燃料/空氣混合物中產生離子和自由基。當達到離子和自由基的臨界濃度時，燃料/空氣混合物點燃。該離子和自由基產生的速率依賴于電暈放電的規(guī)模和它的電功率。電暈放電的規(guī)模和功率只能增加到臨界極限。如果超過這個極限，電暈放電轉變?yōu)殡娀》烹娀蚧鸹ǚ烹姟?br>[0006]電暈點火系統(tǒng)因此被控制成使得電暈放電盡可能大，并且因此燃料/空氣混合物能夠盡可能快地被點燃以及點火時刻因而能夠盡可能精確的被控制，然而應當避免電暈放電擊穿為電弧或火花放電。
[0007]為了這個目的，從專利申請US2011/0114071A1已知測量諧振電路的阻抗。該阻抗與阻抗的固定目標值進行比較，它被選擇使得電暈點火能夠被維持而不會導致完全電壓擊穿。
[0008]這種方法的缺點在于電暈的形成不是最優(yōu)的，特別是，并不是總達到電暈的最優(yōu)規(guī)模。電暈越大，諧振電路被操作為越接近擊穿電壓。為了在全部環(huán)境下都避免擊穿電壓，因此必須不能被超過的阻抗目標值必須非常低以至于在任何情況下都避免電壓擊穿和因此的火花放電。
[0009]本發(fā)明的一個目的在于提供一種可以產生最大規(guī)模的電暈放電并且能夠最大地避免電弧放電或電壓閃絡的方式。
[0010]該目的是通過一種具有權利要求1所述的特征的方法實現的。從屬權利要求的技術主題為本發(fā)明的有利的改進。
[0011]在根據本發(fā)明的一個方法中，通過對燃燒開始的評估確定電暈點火系統(tǒng)的諧振電路是否被最佳電壓所激勵。如果通過對燃燒開始的評估發(fā)現預定的要求不再被滿足，則用于激勵諧振電路的交流電壓的目標值被增大。在這種方式下，例如可以達到對磨損的補償。
[0012]可以基于延遲的燃燒開始或者燃燒開始的過強散射(scattering)來識別過低的電壓。就是說，如果燃燒開始的位置顯著超出參考值，則能夠通過增加諧振電路的激勵電壓而擴大電暈放電，以及能夠將燃燒開始提前?？商娲鼗蚋郊拥兀绻紵_始的散射的特征變量與參考值相比較表明散射超過預定程度，則諧振電路的激勵電壓也能夠被增大。例如，方差可以被用作散射的特征變量。
[0013]為了防止電暈點火系統(tǒng)的諧振電路被過高的交流電壓激勵并產生電弧放電，激勵諧振電路的交流電壓的目標值被重復降低預定值AU。如果在降低的交流電壓的情況下也滿足預定的要求，例如燃燒開始不是太晚或者燃燒開始的散射不是特別大，則降低的交流電壓被用作當前引擎工作狀態(tài)的新的目標值。然而，如果在降低的交流電壓的情況下不再滿足預定的要求，則形成的降低不能維持，但會被過度補償，即，在降低之前有效的原先目標值被增加，例如以值△ U增加。
[0014]如果盡管增加了目標電壓，燃燒延遲還是持續(xù)超過參考延遲，或者如果根據本發(fā)明的方法設定的目標電壓超過為這個工作點所限定的電壓閾值，則可以通知引擎控制單元，點火器已經達到磨損的狀態(tài)。引擎控制單元例如可以隨后避免當前燃燒延遲特別不利的臨界引擎狀態(tài)，延長點火時段和/或通知駕駛員需要更換點火器。
[0015]在本發(fā)明的一個改進中，每當經過預定數量的引擎循環(huán)或預定的運行時間，交流電壓的目標值被降低預定值，并且通過比較燃燒開始與引擎的瞬時工作狀態(tài)的參考值，在一個或多個引擎循環(huán)中評估由降低的交流電壓的目標值確定的燃燒開始。如果被確定的燃燒開始位于參考值之后，瞬時引擎工作狀態(tài)的交流電壓的目標值的增加于是超過預定值。否則，降低的目標值作為引擎瞬時工作狀態(tài)的新的目標值被存儲。
[0016]在本發(fā)明的進一步改進中，每經過預定數量的引擎循環(huán)或預定的運行時間，交流電壓的目標值被降低預定值。然后，通過比較燃燒開始的散射的特征變量和參考值，針對多個引擎循環(huán)評估由降低的交流電壓的目標值確定的燃燒開始。如果特征變量和參考值的比較顯示過高散射，則瞬時引擎工作狀態(tài)的交流電壓的目標值的增加于是大于預定值。否則，降低的目標值作為引擎瞬時工作狀態(tài)的新的目標值被存儲。
[0017]交流電壓的目標值的每次降低是用于確定實際上一樣好的電暈放電是否可以由諧振電路的較低激勵電壓來產生的測試。通過一次次持續(xù)降低交流電壓的目標值，因此通常能將交流電壓保持在最佳范圍的下限，并且因此與形成電弧放電的臨界電壓保持足夠的距離。
[0018]例如，交流電壓的目標值可能總是在預定數量的引擎循環(huán)后降低，例如，在每十次引擎循環(huán)或每五十次引擎循環(huán)后降低。另一種可能性在于在預定的時間段(例如每10秒)之后降低交流電壓的目標值。
[0019]交流電壓的目標值降低的步幅可以作為絕對值固定地被預定義，或者也可以相對于瞬時目標值而確定。交流電壓降低的預定值AU優(yōu)選地最多為交流電壓的目標值的2%，優(yōu)選地不超過1%。以這種方式，電暈放電可以隨著交流電壓的目標值的降低進行輕微的改變。如果目標值變化，電暈放電在許多情況下會惡化。然而，如果改變是微小的，任何惡化通常也會很小以致引擎工作不會被顯著損害。
[0020]激勵諧振電路的交流電壓的目標值可以很明確被設置為高頻發(fā)生器的輸出電壓的目標值。也可以通過高頻發(fā)生器的輸入電壓間接地定義激勵諧振電路的交流電壓的目標值。特別地，如果高頻發(fā)生器的輸入電壓的目標值被設定，激勵諧振電路的高頻發(fā)生器的輸出電壓的目標值也就隱含地被設定了。高頻發(fā)生器的輸出電壓的值由高頻發(fā)生器的輸入電壓的值限定。
[0021 ] 如同已經提到的，燃燒開始可以通過比較燃燒開始和參考值來進行評估。在這種情況下，預定的要求是燃燒最遲要在被參考值限定的曲軸角度開始。
[0022]另一種評估的可能性在于，比較參考值和在多個引擎循環(huán)中由降低的交流電壓的目標值確定的燃燒開始的散射的特征變量。對于這種評估，降低的交流電壓的目標值必須被保持多個引擎循環(huán)，以使得可以針對降低的交流電壓的目標值來確定多個燃燒開始的值。散射的特征的變量(例如方差)然后可以從這些燃燒開始的值來確定。在這種情況下，預定的要求可能是散射必須不超過最大允許量。
[0023]根據本發(fā)明的方法，足以實現所描述的兩個可能評估方式中的一個。然而，按照本發(fā)明，在根據本發(fā)明的方法中，也可以組合以上所描述的兩個可能評估方式。例如，對于交流電壓的目標值的降低后的第一次引擎循環(huán)，燃燒開始可以和參考值進行比較。如果燃燒開始晚于參考值，則降低被扭轉并且目標值被另外增加。如果確定燃燒開始沒有顯著變化，對于預定次數的引擎循環(huán)(例如5次引擎循環(huán)或者更多)，燃燒開始的散射可以被評估。如果在此因此確定燃燒開始的散射超過預定量，則交流電壓的目標值的降低仍然可以被扭轉，并且目標值可以增加到降低之前有效的值以上。
[0024]如果根據本發(fā)明的一個方法，在交流電壓的目標值以值AU降低后，如果通過評估一個或多個引擎循環(huán)內的燃燒開始，檢測到一個或多個預定的要求不再被滿足，目標值可以增加固定值，例如增加兩倍的△ U或者更大的值。
[0025]另一種可能性在于，使得增加依賴于與根據參考值定義的要求的偏差程度。因此，如果交流電壓的目標值降低值AU意味著預定的要求不再被滿足，則這種降低能夠通過將值Δ U增加到瞬時目標值以及另外還將值Uk加到目標值來扭轉，值U k取決于燃燒開始位于參考值后多遠，或者取決于燃燒開始的散射值超過可允許的最大數量的程度。例如，值Uk可以與燃燒開始超出參考值的值成比例，或者與燃燒開始的散射的特征變量超過參考值的值成比例。值Uk也可以不成比例地取決于由參考值定義的要求不被滿足的程度。
[0026]不同引擎狀態(tài)下的燃燒開始或者燃燒開始的散射的特征變量的參考值可以例如由制造商來設置，或者也可根據過去的引擎循環(huán)的值來確定。
[0027]燃燒開始可以在諧振電路的電氣變量的進展中識別，例如共振頻率、阻抗或者電流和電壓之間的相位位置。如在此引入作為參考的專利申請US2013/0319095 Al中解釋的那樣，燃燒開始可以根據諧振電路的電氣變量的極值識別。例如，在燃燒開始時，局部極值發(fā)生在諧振電路的阻抗和共振頻率的曲線圖中。因此，燃燒開始能夠通過評估諧振電路的電氣變量來確定。
[0028]通過評估