CN103732892A - 用于运行内燃机的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于在一催化剂加热阶段期间运行一内燃机（10）的方法，其中，将燃料以至少两个部分直接喷射到至少一个燃烧室（14）中，其中，所述燃料的第一部分在一抽吸周期期间进行喷射，并且所述燃料的第二部分的喷射紧邻一点火之前进行。根据本发明建议，所述第二部分被逐步地减小，直到达到一转矩波动的可自由选择的极限值。

Description

用于运行内燃机的方法和装置

技术领域

本发明涉及按照权利要求1和2的前序部分所述的用于运行内燃机的方法。本发明的主题还是一种计算机程序、一种存储介质以及一种控制装置和/或调节装置。

背景技术

为了快速地达到催化剂的运行温度，已知的是，紧随内燃机起动之后将催化剂有目的性地通过一特殊的喷射方法进行加热。

从DE 10 2006 016 037 A1中公开了一种喷射方法，其中，在一压缩周期之后通过至少两个分喷射将燃料引入，其中，首先将燃料量的绝大部分在所谓的主喷射（也可作为多路喷射实现）中引入。随后紧邻点火之前喷入所述燃料量的较小部分。该燃料量不会显著地提高转矩并且也不会显著地提高燃料消耗。利用该小的分量在紧挨火花塞的区域中产生一浓厚的混合物，从而在点火之后在燃烧室中产生一种所谓的“点火火焰”，其可靠地引燃稀薄的剩余混合物。

所述点火火焰在两个方面对于在催化剂加热阶段期间的燃烧是很重要的。除了前述的所希望的燃烧稳定性之外，其也会引起不希望的颗粒排放。如果为了实现所述点火火焰所喷入的燃料分量选择得太小，则稀薄的剩余混合物就无法可靠地点燃且因此只能不完全地燃烧。相反，如果喷射量过大，则在点火前不久，紧靠其上止点的活塞被润湿。这里结果是在形成炭黑颗粒的情况下的不完全燃烧，这些炭黑颗粒随着废气一起排出。

因此所述催化剂加热阶段需要较小的燃料量的高的计量准确度。但已知的用于校准喷射器的方法常常刚好在小的喷射量的情况下在其准确度方面受限。

发明内容

本发明所基于的问题通过具有权利要求1和2的特征的方法解决。其它的解决方案可能性在并列权利要求中给出，它们涉及一种计算机程序、一种存储介质以及一种控制装置和/或调节装置。本发明的有利的改进方案在从属权利要求中给出。此外，针对本发明重要的特征在下面的说明书和附图中给出。在此，所述的特征对本发明而言也可以在完全不同的组合中很重要，对此不必详细指出。

根据本发明的方法能够针对缸个别地实现在催化剂加热阶段中的小的部分喷射量的校准。由此能够实现在催化剂加热期间的较高的压力和较小的喷射量的应用，这有利地影响了颗粒排放。总体上确保了一种优化的催化剂加热阶段。在此，根据本发明的方法利用已经存在的信息，内燃机的传感器和执行器将这些信息提供到调节器和控制器处。因此不需要用于执行根据本发明的方法的额外的硬件。

为此，根据本发明，在催化剂加热阶段期间，连续地减小为了形成在缸的燃烧室中的点火火焰所喷入的燃料量（也称作点火喷射量），直到其不再足以实现燃烧室中的稀薄的剩余燃料空气混合物的足够好的燃烧。如果在燃烧室中不发生或仅发生所述燃料空气混合物的不完全的燃烧，则所述缸少许地增大或不增大由内燃机总体上所产生的转矩。根据这样所出现的转矩波动表现为所谓的运转不平稳或转速波动，并且会通过马达转速的监控被检测到。

在此，根据本发明的方法利用如下假设，即足够刚好还形成一点火火焰的点火喷射量满足对于所述活塞的最小可能的润湿的要求。所述活塞的润湿越小，则在燃烧过程中的炭黑形成则越小，且因此随着废气排放更少的颗粒。因此，本发明实现了在减少的颗粒排放和对于驾驶员而言可感受到的内燃机的运行平稳性之间的优化。

根据本发明的方法的另一种设计方案在于，连续地减少点火喷射量，直到实现燃烧室中的所希望的压力曲线。一些内燃机为了确保运行平稳性，对于布置在燃烧室中的压力传感器的数据进行评价。在此情况下，可以减少所述点火喷射量，直到调节出所希望的压力曲线。以这种方式确保了运行平稳性且同时减少了颗粒排放。

此外建议，使用通过根据本发明的方法所获知的针对接下来的喷射的最小操控持续时间。所述喷射器的执行器的操控持续时间与所喷入的燃料量成正比。如果根据本发明，如前所述，获知一最小的点火喷射量，则将其与一最小的操控持续时间关联起来。该最小的操控持续时间被存储下来并且作为接下来的喷射的基础。以这种方式确保了刚好针对小的喷射量的高的计量准确度。如果获知了针对一喷射器的最小操控持续时间，则随后确定针对内燃机的下一缸的最小点火喷射量，或者说所配属的喷射器的最小操控持续时间。通过在催化剂加热阶段期间的大大受限的运行条件，能够实现或者至少简化了根据本发明的过程方法。这样，例如将轨中的压力保持恒定并且在催化剂加热阶段期间不改变或仅极小地改变所述喷射的时间顺序。

附加地建议，连续地监控所述最小操控持续时间。所述最小操控持续时间的监控可以例如通过一当前的、新获知的最小操控持续时间与一已经存储的值的比较来进行。在此出现的偏差允许例如关于所述喷射器的老化现象的结论，并且同样可以用于平衡该老化现象。如此获知的偏差有利于所述喷射器的校准且因此提高了内燃机的运行可靠性。

特别有用的是，在主喷射和点火喷射中所喷入的燃料量之和是恒定的。为此将在点火喷射时所喷入的燃料量从总的喷射到燃烧室中的燃料量中减去。由此效果显著地防止了通过催化剂加热阶段所引起的燃料消耗的提高。

附图说明

下面参照附图阐述本发明的示例性的实施方式。在附图中示出：

图1 示出了具有多个缸的内燃机的示意图，所述缸分别具有一燃烧室以及

图2 示出了根据本发明的方法的流程图。

具体实施方式

一内燃机在图1中总体上设有附图标记10。其用于驱动一未示出的机动车并且包括四个、基本上相同的缸12a至12d，它们具有四个燃烧室14a至14d。每个燃烧室14a至14d具有一个入口阀16a至16d，它们与一抽吸管18连接。经由所述抽吸管18和所述入口阀16a至16d，燃烧用空气到达各燃烧室14a至14d中。燃料经由各一个喷射器20a至20d被喷入到所述燃烧室14a至14d中。所述喷射器20a至20d联接在一未示出的“轨”上，在该轨中以高压存储燃料。

位于所述燃烧室14a至14d中的燃料空气混合物通过各一个火花塞22a至22d被引燃。热的燃烧用气体从所述燃烧室14a至14d经由出口阀24a至24d被导出到一废气管26中。该废气管引向一催化剂设备28，其通过对包含在废气中的有害物质的化学转换来清洁该废气。

所述内燃机10的运行由一控制装置和调节装置30来控制和调节，其包含所述内燃机10的不同的、但在图1中未示出的传感器和执行器的信号。

在通常持续大约1至2秒的起动阶段之后，即在第一喷射和点火之后，联接一催化剂加热阶段。在此，将所述燃料的第一部分在各缸12a至12d的抽吸周期期间由各喷射器20a至20d喷射到所述燃烧室14中，从而在那里形成一稀薄的、均匀的燃料空气混合物。所述燃料量的第二部分大约在所述压缩周期结束时，即在临近通过火花塞22点火之前，被喷射到所述燃烧室14中。由此在所述火花塞22的区域中形成了一浓厚的燃料空气混合烟雾，所谓的点火火焰。在点燃所述点火火焰时产生的涡流确保了一种充分混合且因此确保了稀薄的、均匀的燃料空气混合物的可靠的点燃。

根据本发明规定，在所述催化剂加热阶段期间，将所述燃料量的第二部分一直逐渐地减小，直到所述点火火焰刚好还足够可靠地点燃所述燃烧室中的稀薄的、均匀的燃料空气混合物。如果所述燃料量的第二部分被过度地减小，则所述点火火焰的能量不再足够完全地点燃所述稀薄的、均匀的燃料空气混合物。该状态可以作为所述缸12中的压力曲线或所述内燃机的转速中的波动被检测到。一相应的传感器在附图中设有附图标记31。

所喷入的燃料量与各喷射器20的操控持续时间关联起来。如果如前所述，在所述喷射的第二部分的情况下所述最小燃料量且因此所述喷射器20的最小操控持续时间被获知，则所述最小操控持续时间被存储在所述控制装置和/或调节装置30中并且用于接下来的喷射。

根据本发明的方法逐渐地针对各喷射器20a至20d应用。所述最小操控持续时间的连续监控也允许了所述喷射器20的老化现象的平衡。

图2在一方块图中示出了根据本发明的方法的流程。

当所述内燃机10的冷却水在起动时是冷的时候，则发生一种所谓的冷起动。隶属于此的主要是一催化剂加热阶段。根据本发明的方法涉及所述催化剂加热阶段。因此所述方块图以方块32开始，其展示了所述催化剂加热阶段。

在接下来的方块34中减小在所述点火喷射中喷入到所述缸12a至12d之一中的燃料量。在问询方块36中测试，是否由减少的、在点火喷射时所喷入的燃料量所引起的运行不平稳或转矩波动超过了一刚好还可接受的值。可替换的或附加的是，也可以测试，是否所出现的与一额定转速偏差或在相应的缸12a至12d中的额定压力曲线的偏差大于一事先所确定的阈值。

如果不是这种情况，则在点火喷射时喷入到所述缸12a至12d之一中的燃料量在步骤34中再次以一预设的量被减小。在点火喷射时所喷入的燃料量的逐步减小通过所述喷射器的操控持续时间的缩短来进行，且一直延续，直到达到或超过上述阈值中的一个。

如果达到或超过了所述阈值，则在步骤38中将隶属于所喷入的燃料量的所述喷射器的操控持续时间存储用于其它应用。在此可能的是，在第一次超过所述阈值时存储所述操控持续时间，或者在刚好还未达到或者说超过所述阈值时存储所述操控持续时间。两种变型方案在技术上是等值的。

可替换的是，当所述内燃机具有在燃烧室中的压力传感器时，也可以将由所述传感器所测量的压力曲线与一预设的压力曲线进行比较。一旦达到了在实际压力曲线和预设的压力曲线之间的足够大的协调一致时，则假定，即刚好还形成一稳定的点火火焰。在此使用的所述喷射器的操控持续时间被存储下来并且用于接下来的点火喷射。

最后在一问询方块40中测试是否还要测量另一缸12。如果是这种情况，则以步骤34开始，针对下一缸12a至12d实施根据本发明的方法。如果例如首先测量缸12a，则随后依次地测量缸12b、12c和12d。当测量了所有的缸12a至12d时，根据本发明的方法在步骤42中结束。

根据本发明的方法以规律的、可预设的间隔进行重复，用以平衡在所述喷射器20处的老化现象和/或磨损现象。这样可以例如在所述内燃机的100个冷起动或100个运行小时之后重新实施根据本发明的方法。

Claims (9)

1. 用于在一催化剂加热阶段期间运行一内燃机（10）的方法，其中，将燃料在至少两个部分、即一主喷射和一点火喷射中直接喷射到一燃烧室（14）中，其中，所述主喷射在一抽吸周期期间进行，并且所述点火喷射在一点火之前进行，其特征在于，在所述点火喷射时所喷入的燃料量被逐步地减小，直到达到或超过一转矩波动的阈值。

2. 用于在一催化剂加热阶段期间运行一内燃机（10）的方法，其中，将燃料在至少两个部分、即一主喷射和一点火喷射中直接喷射到一燃烧室（14）中，其中，所述主喷射在一抽吸周期期间进行，并且所述点火喷射在一点火之前进行，其特征在于，在所述点火喷射时所喷入的燃料量被逐步地减小，直到实现所述燃烧室（14）中的一预设的压力曲线。

3. 按照前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述转矩波动的阈值以及所述压力曲线能自由选择。

4. 按照前述权利要求所述的方法，其特征在于，在所述点火喷射时一喷射器的隶属于用于达到或超过所述转矩波动的阈值的或隶属于用于实现所述燃烧室（14）中的一预设的压力曲线的最小操控持续时间被存储下来，并且将所述最小操控持续时间用于接下来的点火喷射。

5. 按照前述权利要求所述的方法，其特征在于，所述最小操控持续时间在所述内燃机运行期间被连续地或间隔地监控。

6. 按照前述权利要求所述的方法，其特征在于，在所述主喷射和所述点火喷射中所喷入的燃料量之和是恒定的。

7. 计算机程序，其特征在于，其为了在一按照前述权利要求中任一项所述的方法中应用而进行编程。

8. 用于一内燃机的控制装置和/或调节装置（30）的存储介质，其特征在于，在所述存储介质上存储一用于应用在权利要求1至6的方法中的计算机程序。

9. 用于一内燃机（10）的控制装置和/或调节装置（30），其特征在于，其为了在一按照前述权利要求1至6中任一项所述的方法中应用而进行编程。

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