專利名稱：用于運(yùn)行內(nèi)燃機(jī)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于運(yùn)行內(nèi)燃機(jī)的一種方法和一種裝置。
背景技術(shù)：
對(duì)于機(jī)動(dòng)車的行駛周期來說，在內(nèi)燃機(jī)熱機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中產(chǎn)生碳?xì)浠衔锱欧诺闹饕蓊~。其原因尤其在于，機(jī)動(dòng)車的排氣系中的催化器在熱機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的一開始還沒有足夠轉(zhuǎn)化，因而排放物在熱機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)沒有通過催化器得到凈化或者僅僅得到不充分的凈化。出于這個(gè)原因，熱機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的優(yōu)化有意義。為此可以在熱機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中控制工作參數(shù)，但是其前提是，也可以測(cè)量有待控制的工作參數(shù)。對(duì)此，從公開文獻(xiàn)DE 10 2007 013 460 Al中公開了一種用于檢查用于內(nèi)燃機(jī)的·空氣質(zhì)量傳感器的方法。在此確定氣缸壓力并且將其用于求得平均指示壓力。從所述平均指示壓力中與熱效率一起確定有待噴射的燃料量。此外，至少在穩(wěn)定的情況下從描繪氧氣量與燃料量之間的比例的λ值以及燃料量中確定氧氣量和空氣質(zhì)量并且將所確定的空氣質(zhì)量與由空氣質(zhì)量傳感器測(cè)量的空氣質(zhì)量進(jìn)行比較。

發(fā)明內(nèi)容
在這種背景下，介紹具有獨(dú)立權(quán)利要求所述的一種方法和一種裝置。本發(fā)明的其它設(shè)計(jì)方案從從屬權(quán)利要求及說明書中獲得。在所述按本發(fā)明的方法的一種可能的實(shí)施方式中，在熱機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中求得在有待實(shí)施的噴射時(shí)應(yīng)該噴射到內(nèi)燃機(jī)的至少一個(gè)燃燒室中的燃料的最佳的量、通常額定量。在此也可以求得最佳的噴射時(shí)間或者說額定噴射時(shí)間，應(yīng)該向噴射設(shè)備的噴射閥加載所述最佳的噴射時(shí)間或者說額定噴射時(shí)間，從而噴射燃料的規(guī)定的最佳的量。對(duì)于所述方法來說，確定或者說計(jì)算內(nèi)燃機(jī)的與平均指示壓力相關(guān)聯(lián)的基于轉(zhuǎn)速的特征，從該特征中又可以求得燃料的量。有待噴射的燃料的最佳的量則借助于所述基于轉(zhuǎn)速的特征的關(guān)于所噴射的量的曲線走向來求得。這里規(guī)定的最佳的量對(duì)于內(nèi)燃機(jī)的穩(wěn)健的運(yùn)行來說是足夠的，但不是太大，因而沒有提高從未燃燒的燃料中產(chǎn)生的碳?xì)浠衔锏呐欧拧Ｈ绻_(dá)到特定的用于空氣-燃料-混合物的λ值，那就噴射在執(zhí)行所述方法時(shí)應(yīng)該求得的最佳的量。所述λ值在與化學(xué)計(jì)算的比例的比較中表明由布置在排氣系中的氧傳感器所測(cè)量的空氣-燃料比，對(duì)于所述化學(xué)計(jì)算的比例來說燃料完全燃燒并且λ值=1。如果λ值>1，那么所述空氣-燃料-混合物就是稀薄的并且存在著過剩的空氣。對(duì)于濃厚的空氣-燃料-混合物來說，則存在著過剩的燃料，因而λ值〈I。利用所述方法可以做到這一點(diǎn)，即如果將燃料的規(guī)定的最佳的量噴射到所述至少一個(gè)燃燒室中，則達(dá)到對(duì)內(nèi)燃機(jī)的熱機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)來說合適的λ值。在所述方法的一種實(shí)施方式中考慮到，氧傳感器在熱機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中不具有必要的工作溫度，因而用于提供λ值的進(jìn)氣量信號(hào)尚未可供使用。由碳?xì)浠衔飿?gòu)成的廢氣排放的大部分在熱機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)階段中產(chǎn)生，因?yàn)榇呋髟谄饎?dòng)之后還沒有轉(zhuǎn)化，這意味著，排放在催化器之前及之后是相同的。出于這個(gè)原因，在執(zhí)行所述方法時(shí)借助于合適的轉(zhuǎn)速特征并且由此通過與平均指示壓力(pmi, indicated mean effective pressure)具有很高的關(guān)聯(lián)度的基于轉(zhuǎn)速的特征來間接地求得有待噴射的燃料的最佳的量。為此，所述基于轉(zhuǎn)速的特征通常通過測(cè)量和/或計(jì)算來確定并且從中求得有待噴射的燃料的量。這可以意味著，在內(nèi)燃機(jī)的熱機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中所述有待噴射的燃料的最佳的量以及由此噴射量借助于基于齒時(shí)間(zahnzeitbasiert)的轉(zhuǎn)速分析來求得。由此通?？梢栽跓釞C(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中保證穩(wěn)健的燃燒并且同時(shí)保證較小的廢氣排放。為了確定所述基于轉(zhuǎn)速的特征，一般通過內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速傳感器來測(cè)量?jī)?nèi)燃機(jī)的曲軸或者曲柄連桿機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)速。此外，可以從所述轉(zhuǎn)速中推導(dǎo)出并且/或者計(jì)算并且由此確定與其相耦合的角速度(1ΦMt。但是也可以用旋轉(zhuǎn)角傳感器來確定旋轉(zhuǎn)角Φ或者角速度(ΙΦ/dt。所述基于轉(zhuǎn)速的特征可以根據(jù)轉(zhuǎn)速或者旋轉(zhuǎn)角的角速度(ΙΦ/dt來確定。一種可能的基于轉(zhuǎn)速的特征是旋轉(zhuǎn)能量，所述旋轉(zhuǎn)能量與曲軸或者曲柄連桿機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)角的時(shí)間 導(dǎo)數(shù)的平方成比例。作為用于有待噴射的量的起始值，使用預(yù)應(yīng)用的數(shù)值，該預(yù)應(yīng)用的數(shù)值比如取決于內(nèi)燃機(jī)的負(fù)荷、轉(zhuǎn)速、溫度和/或自起動(dòng)結(jié)束起的燃燒的次數(shù)。此外，可以通過所述起始值來調(diào)節(jié)內(nèi)燃機(jī)的稀薄混合氣運(yùn)轉(zhuǎn)(λ >1)。在可能實(shí)施所述方法時(shí)，可以為用于所噴射的燃料的量的在不同的噴射時(shí)間上產(chǎn)生的不同的數(shù)值來求得所產(chǎn)生的用于所述基于轉(zhuǎn)速的特征的數(shù)值并且將其加以保存。此夕卜，從如此求得的用于所述基于轉(zhuǎn)速的特征的數(shù)值中可以確定所述基于轉(zhuǎn)速的特征的曲線走向，該曲線走向可以為曲線狀。為了確定有待噴射的燃料的最佳的量，可以根據(jù)所噴射的燃料的量或者根據(jù)噴射時(shí)間來研究所述曲線走向和/或這種通常曲線狀的曲線走向的導(dǎo)數(shù)。在分析所述導(dǎo)數(shù)時(shí)可以研究，該導(dǎo)數(shù)在何處具有閾值，也就是說對(duì)于所噴射的量的哪個(gè)數(shù)值來說該導(dǎo)數(shù)的數(shù)值相當(dāng)于這個(gè)閾值。因?yàn)樗鲇糜谇€走向的數(shù)值以及從中產(chǎn)生的用于所述曲線走向的導(dǎo)數(shù)的數(shù)值在伴隨運(yùn)行的情況下來求得，所以可以研究，對(duì)于所噴射的量的哪個(gè)數(shù)值來說一個(gè)用于所述曲線走向的導(dǎo)數(shù)的數(shù)值達(dá)到閾值，例如低于閾值，因?yàn)殡S著所噴射的燃料的量的增加從所述起始值出發(fā)所述曲線走向的斜率典型地減小并且由此用于所述曲線走向的導(dǎo)數(shù)的數(shù)值減小直至達(dá)到額定值。所述基于轉(zhuǎn)速的特征的曲線走向可以是連續(xù)的和/或平滑的曲線，該曲線在一種設(shè)計(jì)方案中具有折點(diǎn)，其中對(duì)于燃料的最佳的有待噴射的量來說存在該折點(diǎn)，對(duì)于該折點(diǎn)來說所述曲線走向的導(dǎo)數(shù)的數(shù)值相當(dāng)于所述閾值。為了求得有待噴射的燃料的最佳的量，在所述按本發(fā)明的方法的一種實(shí)施方式中規(guī)定，從所提到的引起稀薄的空氣-燃料-混合物的起始值出發(fā)比如逐步提高所噴射的燃料的量、檢測(cè)所述基于轉(zhuǎn)速的特征的曲線走向并且研究所述曲線走向和/或其導(dǎo)數(shù)，其中這個(gè)特征可能取決于曲軸或者曲柄連桿機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)速、旋轉(zhuǎn)角或者角速度并且與所述平均壓力相關(guān)聯(lián)。一直提高燃料的所噴射的量，直至所述導(dǎo)數(shù)已經(jīng)達(dá)到所述閾值并且所述曲線走向具有特定的折點(diǎn)，對(duì)于該折點(diǎn)來說存在著并且/或調(diào)節(jié)了最佳的噴射時(shí)間。通常所述曲線走向或者相應(yīng)的曲線對(duì)于最小噴射的燃料的量來說在所述折點(diǎn)處達(dá)到了最大值。而后可以為所定義的數(shù)目的步驟進(jìn)一步提高所述燃料的量，其中這樣的提高至少在熱機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)沒有引起所述基于轉(zhuǎn)速的特征的進(jìn)一步的提高。如果所述基于轉(zhuǎn)速的特征的曲線具有提到過的折點(diǎn)，那么對(duì)于所調(diào)節(jié)的最佳的噴射時(shí)間來說每次噴射就噴射燃料的應(yīng)該達(dá)到的最佳的量并且燃燒所述空氣-燃料-混合物的全部的空氣量?？梢砸?guī)定，在執(zhí)行所述方法時(shí)改變噴射時(shí)間并且由此改變所噴射的燃料的從中產(chǎn)生的量。對(duì)于每個(gè)在此所使用的用于所噴射的燃料的量的數(shù)值來說，產(chǎn)生一個(gè)用于所述基于轉(zhuǎn)速的特征的數(shù)值，從中確定用于所述基于轉(zhuǎn)速的特征的取決于量的曲線走向。對(duì)該曲線走向進(jìn)行研究，其中根據(jù)所述曲線走向可以查明所述折點(diǎn)。燃料的所噴射的量是有待噴射的燃料的有待求得的最佳的量，對(duì)于燃料的所噴射的量來說在所述基于轉(zhuǎn)速的特征的曲線走向中產(chǎn)生所述折點(diǎn)。此外，對(duì)于內(nèi)燃機(jī)來說至少在熱機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中達(dá)到最大的力矩。如果應(yīng)該調(diào)節(jié)比最佳的噴射時(shí)間長(zhǎng)的噴射時(shí)間，從而噴射更大的量的燃料，那就不要進(jìn)一步提高力矩。如果達(dá)到了最佳的噴射時(shí)間，那么對(duì)于所述空氣-燃料-混合物的λ值來說也存·在著所期望的目標(biāo)值，該目標(biāo)值可以根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的特性比如根據(jù)其工作容積、根據(jù)法律上規(guī)定的排放規(guī)程等來規(guī)定。所述基于轉(zhuǎn)速的特征的曲線走向或者所述基于轉(zhuǎn)速的特征的相應(yīng)的特性曲線可以按所述內(nèi)燃機(jī)的構(gòu)造或者有待實(shí)施的燃燒方法的種類而具有折點(diǎn)，如果所述曲線走向漸近地接近于用于所述基于轉(zhuǎn)速的特征的最大數(shù)值，那么所述折點(diǎn)就能夠通過所述曲線走向的斜率的展平來識(shí)別。由此在本發(fā)明的一種設(shè)計(jì)方案中可以為所述曲線走向的斜率也就是為其導(dǎo)數(shù)規(guī)定閾值，該閾值在存在最佳的噴射時(shí)間和/或所噴射的燃料的最佳的量時(shí)產(chǎn)生。通常所述曲線走向的斜率在延長(zhǎng)噴射時(shí)間時(shí)并且/或者在提高所噴射的燃料的量時(shí)連續(xù)地減小，其中所述曲線走向會(huì)漸近地接近用于所述基于轉(zhuǎn)速的特征的最大的數(shù)值。在此可以為所述曲線走向的斜率和/或?qū)?shù)定義所述閾值，該閾值表明曲線走向中達(dá)到折點(diǎn)和/或存在折點(diǎn)的情況?？梢赃@樣規(guī)定，即所述折點(diǎn)是所述曲線走向的導(dǎo)數(shù)的中斷處，因而所述曲線走向在所述折點(diǎn)的區(qū)域中是不連續(xù)的。但是也可以這樣規(guī)定，即所述曲線走向盡管所述折點(diǎn)在該折點(diǎn)的區(qū)域中是連續(xù)的和/或平滑的，其中所述曲線走向的導(dǎo)數(shù)在這種情況下是連續(xù)的。在這兩種情況下，所述折點(diǎn)都可以通過斜率和/或?qū)?shù)的閾值來定義。在本發(fā)明的另一種設(shè)計(jì)方案中，也可以為所述斜率定義多個(gè)閾值，所述閾值顯示達(dá)到任意的入值的情況。所噴射的燃料的量的提高通過噴射時(shí)間的延長(zhǎng)來實(shí)現(xiàn)。作為替代方案或者補(bǔ)充方案，噴射時(shí)間的這種延長(zhǎng)以及從中產(chǎn)生的量的提高也可以不是逐步地而是根據(jù)一種有利地選擇的模型比如根據(jù)一種持續(xù)和/或連續(xù)地上升的函數(shù)來進(jìn)行。對(duì)于所述曲線走向的導(dǎo)數(shù)的閾值比如對(duì)于所述基于轉(zhuǎn)速的特征的曲線走向的折點(diǎn)來說所噴射的量通常最佳的量的數(shù)值相當(dāng)于特定的λ值，該λ值一般稍許小于I。由此在達(dá)到折點(diǎn)時(shí)存在著稍許濃厚的燃料的-空氣-混合物。從這個(gè)λ值出發(fā)，可以為所期望的λ值(額定λ值)計(jì)算并調(diào)節(jié)有待噴射的燃料的相應(yīng)的量。在應(yīng)用方案的范圍內(nèi)確定用于熱機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的最佳的λ值。這個(gè)λ值也可以取決于不同的參數(shù)比如冷卻水溫度等等。
噴射到內(nèi)燃機(jī)的至少一個(gè)燃燒室通常噴射到其至少一個(gè)氣缸中的燃料的量在特定的運(yùn)行條件下一般在稀薄地燃燒時(shí)直接與平均指示壓力(pmi)和用于相應(yīng)的燃燒室的機(jī)械的和/或旋轉(zhuǎn)的功的基于轉(zhuǎn)速的特征(mwf, mechanical work feature)相關(guān)聯(lián),其中燃料的所噴射的量可靠地充分燃燒。平均指示壓力代表著用于由相應(yīng)的燃燒室作的功以及關(guān)于通過燃燒引起的排量的在此轉(zhuǎn)換的能量的尺度。平均指示壓力pmi定義如下
Ρ— = (νΗ)-1^ρ(φ) ν(φ)
其中Φ代表著內(nèi)燃機(jī)的曲軸或者曲柄連桿機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)角，P代表著空氣-燃料-混合物的壓力，V代表著構(gòu)造為氣缸的燃燒室的容積并且Vh代表著其排量。此外要考慮到，平均指示壓力在整個(gè)工作循環(huán)的范圍內(nèi)或者僅僅通過高壓回路和/或低壓回路來計(jì)算，這可以通過用于確定平均指示壓力的積分極限的合適的規(guī)定來加以考慮。為計(jì)算所述平均指示壓力，每個(gè)氣缸需要一個(gè)燃燒室壓力傳感器。但是如果未提供這樣的燃燒室壓力傳感器，那么作為替代方案可以使用所規(guī)定的基于轉(zhuǎn)速的特征。為此可以設(shè)想不同的方案，比如可以使用不同的齒時(shí)間或者扇形段時(shí)間 用于確定所述基于轉(zhuǎn)速的特征。在本發(fā)明的一種設(shè)計(jì)方案中，作為基于轉(zhuǎn)速的特征一般使用用于機(jī)械的功mwf的數(shù)值，對(duì)于機(jī)械的功mwf來說適用
腳f = a5__/iA)2)U 臓 Cr-(Θ_ 爐)2)L·)
在此θ代表著內(nèi)燃機(jī)的慣性矩，該慣性矩可以從內(nèi)燃機(jī)的幾何形狀中來計(jì)算。(ΙΦ/dt相當(dāng)于從所述齒時(shí)間或者扇形段時(shí)間中計(jì)算的曲軸或者曲柄連桿機(jī)構(gòu)的角速度。所述旋轉(zhuǎn)角Φ和/或角速度(ΙΦ/dt可以從曲軸及曲柄連桿機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)速中計(jì)算并且由此確定，其中所述轉(zhuǎn)速可以用轉(zhuǎn)速傳感器來測(cè)量。但是也可以用旋轉(zhuǎn)角傳感器來測(cè)量角速度(ΙΦ/dt。在所描述的設(shè)計(jì)方案中，乘積Θ ((ΙΦ/dt)2代表著曲軸或者曲柄連桿機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)能量或者說動(dòng)力能。為燃燒之前及燃燒之后的時(shí)刻求得并且由此確定這種作為基于轉(zhuǎn)速的特征的旋轉(zhuǎn)能量Θ ((ΙΦ/dt)2。在此比如規(guī)定,在內(nèi)燃機(jī)的曲軸到達(dá)上死點(diǎn)(TDC, top dead center)時(shí)到達(dá)所述燃燒之前的時(shí)刻。這里在所述曲軸比如關(guān)于上面的中心的死點(diǎn)具有96°的位置(96° KWnZOT)時(shí)產(chǎn)生所述燃燒之后的時(shí)刻。在不依賴于在燃燒前后的哪些時(shí)刻計(jì)算所述作為基于轉(zhuǎn)速的特征的間接地取決于所測(cè)量的轉(zhuǎn)速并且與角速度(ΙΦ/dt的平方成比例的乘積Θ ((ΙΦ/dt)2的情況下，可以通過所述用于機(jī)械的功mwf的基于轉(zhuǎn)速的特征來求得所述曲軸或者曲柄連桿機(jī)構(gòu)的在燃燒前后的旋轉(zhuǎn)的能量差。因此，利用所述用于機(jī)械的功mwf的基于轉(zhuǎn)速的特征可以以較小的計(jì)算開銷從所測(cè)量的轉(zhuǎn)速和能夠從中求得的角速度(ΙΦ/dt中確定在將化學(xué)能轉(zhuǎn)換為動(dòng)力能的情況下由于燃燒而輸出的功。因?yàn)樗鲇糜跈C(jī)械的功mwf的基于轉(zhuǎn)速的特征與所述平均指示壓力pmi相關(guān)聯(lián)，所以可以從所述用于機(jī)械的功mwf的基于轉(zhuǎn)速的特征中確定所述平均指示壓力 pmi。所述按本發(fā)明的裝置構(gòu)造用于實(shí)施所介紹的方法的所有步驟。在此該方法的各個(gè)步驟也可以由所述裝置的各個(gè)組件來實(shí)施。此外，所述裝置的功能或者所述裝置的各個(gè)組件比如至少一個(gè)控制儀的功能作為所述方法的步驟來實(shí)施。此外可以這樣安排，即所述方法的步驟作為所述裝置的至少一個(gè)組件或者整個(gè)裝置的功能來實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)和設(shè)計(jì)方案從說明書和附圖中獲得。不言而喻，前面提到的以及后面還要解釋的特征不僅能夠在相應(yīng)所表明的組合中使用而且也能夠在其它的組合中或者單獨(dú)地使用，而不離開本發(fā)明的范圍。


附圖示出如下
圖I是關(guān)于所述按本發(fā)明的方法的一種實(shí)施方式的流程 圖2是關(guān)于在所述按本發(fā)明的方法的一種實(shí)施方式中所使用的第一工作參數(shù)的第一·圖表；
圖3是關(guān)于在所述按本發(fā)明的方法的一種實(shí)施方式中所使用的其它工作參數(shù)的第二圖表；并且
圖4是所述按本發(fā)明的裝置的一種實(shí)施方式的示意圖。本發(fā)明借助于實(shí)施方式在附圖中示意性地示出并且下面參照附圖進(jìn)行詳細(xì)描述。在此連續(xù)地并且全面地對(duì)附圖進(jìn)行說明，相同的附圖標(biāo)記表示相同的組件。
具體實(shí)施例方式圖I的流程圖示出了按本發(fā)明的用于運(yùn)行內(nèi)燃機(jī)的方法的一種實(shí)施方式，對(duì)于該方法來說在內(nèi)燃機(jī)熱機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)求得在噴射時(shí)應(yīng)該噴射到內(nèi)燃機(jī)的至少一個(gè)燃燒室中的燃料的最佳的量。在此確定內(nèi)燃機(jī)的基于轉(zhuǎn)速的特征比如內(nèi)燃機(jī)的曲軸或者曲柄連桿機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)能量，其中所述基于轉(zhuǎn)速的特征與燃料的平均指示壓力相關(guān)聯(lián)。為了確定所述基于轉(zhuǎn)速的特征，可以測(cè)量曲軸或者曲柄連桿機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)速和/或角速度d Φ /dt。所述角速度d Φ /dt也可以從所述轉(zhuǎn)速中推導(dǎo)出來。此外，所述基于轉(zhuǎn)速的特征比如旋轉(zhuǎn)能量可以用所述轉(zhuǎn)速或者角速度(ΙΦ/dt來計(jì)算。此外，從所確定的基于轉(zhuǎn)速的特征中一般從其曲線走向中可以求得有待噴射的燃料的最佳的量，這個(gè)量對(duì)于內(nèi)燃機(jī)的熱機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)來說最佳。在所述方法的實(shí)施方式中，在第一步驟2中作為用于有待實(shí)施的噴射的噴射時(shí)間的數(shù)值應(yīng)用并且由此調(diào)節(jié)用于所述噴射時(shí)間的起始值，在所述噴射時(shí)間中向至少一個(gè)用于將燃料噴射到至少一個(gè)燃燒室中的噴射閥加荷。通過這個(gè)作為起始值來設(shè)置的用于噴射時(shí)間的數(shù)值的調(diào)節(jié)，同時(shí)調(diào)節(jié)一個(gè)用于燃料的有待噴射的量的數(shù)值，這里是用于燃料的有待噴射的第一量的起始值，因?yàn)檫@個(gè)量尤其取決于噴射時(shí)間的數(shù)值。此外，所述構(gòu)造為起始值的用于每次噴射的有待噴射的量和/或噴射時(shí)間的數(shù)值取決于內(nèi)燃機(jī)的至少一個(gè)工作參數(shù)比如轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、溫度、燃料的壓力和/或用于至少一個(gè)燃燒室的燃燒的次數(shù)。在第二步驟4中，在所求得的轉(zhuǎn)速或者必要時(shí)求得的角速度(ΙΦ/dt的基礎(chǔ)上計(jì)算所述與平均指示壓力(pmi)相關(guān)聯(lián)的基于轉(zhuǎn)速的特征。在第三步驟6中研究所述可能取決于轉(zhuǎn)速或者角速度(ΙΦ/dt的基于轉(zhuǎn)速的特征的曲線走向。此外，可以從該曲線走向中向噴射時(shí)間和/或所噴射的量求導(dǎo)并且同樣對(duì)其進(jìn)行研究。在此檢查，所述導(dǎo)數(shù)的數(shù)值是否達(dá)到閾值，這可以意味著，所述基于轉(zhuǎn)速的特征的曲線走向?qū)τ谒鰢娚鋾r(shí)間和/或所噴射的量的當(dāng)前所調(diào)節(jié)的數(shù)值來說具有一個(gè)折點(diǎn)，該折點(diǎn)可以標(biāo)識(shí)在噴射時(shí)間最小時(shí)所述基于轉(zhuǎn)速的特征的最大值。在此考慮到，對(duì)于不同的用于燃料的所噴射的量的數(shù)值來說獲得所述基于轉(zhuǎn)速的特征的不同的數(shù)值。在此為噴射時(shí)間的數(shù)值或者所噴射的量的從中產(chǎn)生的數(shù)值分配了所述基于轉(zhuǎn)速的特征的一個(gè)數(shù)值。通過所噴射的量的數(shù)值的改變，來確定所述基于轉(zhuǎn)速的特征的不同的數(shù)值，從中確定所述基于轉(zhuǎn)速的特征的取決于噴射時(shí)間并且取決于量的曲線走向及其導(dǎo)數(shù)。在此可以檢查，所述導(dǎo)數(shù)的數(shù)值何時(shí)相當(dāng)于所述閾值。這可以意味著，沿著所述曲線走向可以查明所述折點(diǎn)，其中作為用于最佳的量的數(shù)值求得所噴射的量的數(shù)值，對(duì)于所噴射的量來說所述曲線走向具有所述折點(diǎn)。如果所述曲線走向在實(shí)施第三步驟6時(shí)還沒有折點(diǎn)并且因此還沒有達(dá)到其最大值，那就在第四步驟8中迭代地并且由此逐步地延長(zhǎng)噴射時(shí)間并且由此擴(kuò)大所噴射的燃料的量。

而后在重復(fù)所述第二步驟4時(shí)重新計(jì)算所述基于轉(zhuǎn)速的特征并且在所述第三步驟6中就折點(diǎn)的存在情況對(duì)所述特征的曲線走向進(jìn)行研究。此外同樣可以計(jì)算所述曲線走向的導(dǎo)數(shù)的數(shù)值并且將其與所述閾值進(jìn)行比較。如果在實(shí)施所述第三步驟6時(shí)探測(cè)到所述用于導(dǎo)數(shù)的閾值和/或所述與平均指示壓力相關(guān)聯(lián)的基于轉(zhuǎn)速的特征的曲線走向中的折點(diǎn)，那就取代在最終的第五步驟10中延長(zhǎng)噴射時(shí)間的值的做法而是計(jì)算最佳的噴射時(shí)間，通過所述最佳的噴射時(shí)間的計(jì)算在熱機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中獲得這一點(diǎn)，即噴射燃料的最佳的量。由此可以通過所述導(dǎo)數(shù)的閾值并且/或者通過所述通過測(cè)量和/或計(jì)算來確定的基于轉(zhuǎn)速的特征的曲線走向中的折點(diǎn)來求得有待噴射的燃料的對(duì)于熱機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)來說最佳的量。圖2的圖表包括橫坐標(biāo)12,沿著該橫坐標(biāo)12繪出用于至少一個(gè)噴射閥的噴射時(shí)間的數(shù)值，利用所述噴射閥來調(diào)節(jié)有待噴射到內(nèi)燃機(jī)的至少一個(gè)燃燒室中的量。此外，沿著縱坐標(biāo)14繪出了用于所述內(nèi)燃機(jī)的基于轉(zhuǎn)速的特征的曲線走向16的數(shù)值，所述基于轉(zhuǎn)速的特征與平均指示壓力相關(guān)聯(lián)。這個(gè)基于轉(zhuǎn)速的特征的曲線走向16取決于燃料的所噴射的量并且由此也取決于噴射時(shí)間。在內(nèi)燃機(jī)熱機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，從對(duì)于稀薄的燃燒來說(λ >1)用于噴射時(shí)間并且由此用于所噴射的燃料的量的起始值出發(fā)在圖I的流程圖的至少一個(gè)步驟中比如在第八步驟8中延長(zhǎng)噴射時(shí)間，從中產(chǎn)生所述基于轉(zhuǎn)速的特征的提高狀況18。在所述按本發(fā)明的方法的像比如借助于圖I的流程圖示出的一樣的實(shí)施方式中，一直延長(zhǎng)噴射時(shí)間并且由此提高18所述基于轉(zhuǎn)速的特征，直至該基于轉(zhuǎn)速的特征的曲線走向16具有折點(diǎn)20并且由此首次達(dá)到最大值，其中所述基于轉(zhuǎn)速的特征的曲線走向16在這里的實(shí)施例中在進(jìn)一步延長(zhǎng)噴射時(shí)間時(shí)也保持恒定或者所述曲線走向至少比所述折點(diǎn)之前上升幅度小。在存在并且/或者達(dá)到折點(diǎn)20時(shí)存在著最佳的噴射時(shí)間22，從該最佳的噴射時(shí)間22中獲得所噴射的燃料的最佳的量。為進(jìn)行比較，在所述圖表中注明所謂的化學(xué)計(jì)算的噴射時(shí)間24，從該化學(xué)計(jì)算的噴射時(shí)間24中在λ值λ =1時(shí)產(chǎn)生所噴射的燃料的化學(xué)計(jì)算的量并且產(chǎn)生用于所述基于轉(zhuǎn)速的特征的化學(xué)計(jì)算的數(shù)值26。因此，對(duì)于這里規(guī)定的最佳的噴射時(shí)間22來說適用這一點(diǎn)，即存在著具有λ值λ〈I的濃厚的空氣-燃料-混合物。在此這里所求得的最佳的噴射時(shí)間22也相當(dāng)于最大的噴射時(shí)間，因?yàn)樗龌谵D(zhuǎn)速的特征對(duì)于比所述最佳的噴射時(shí)間22大的噴射時(shí)間來說也沒有得到提高。所述折點(diǎn)20可以通過所述曲線走向16的導(dǎo)數(shù)的閾值來定義。在這種情況下所述折點(diǎn)20可以如圖2的圖表示出的一樣構(gòu)造為曲線走向16中的不連續(xù)處并且由此構(gòu)造為所述曲線走向16的斜率或者導(dǎo)數(shù)的中斷處。一旦所述曲線走向16的斜率達(dá)到所述閾值，那么在所述曲線走向16中對(duì)于可達(dá)到的最佳的噴射時(shí)間22來說存在著所述折點(diǎn)20。對(duì)于圖3的圖表來說，沿著橫坐標(biāo)30繪出了每次噴射以mg計(jì)的用于噴射到內(nèi)燃機(jī)的至少一個(gè)燃燒室中的燃料的量的數(shù)值。沿著在所述橫坐標(biāo)上面繪出的縱坐標(biāo)32，通過三角形和第一均衡直線34繪出了用于平均指示壓力的數(shù)值。此外，沿著所述縱坐標(biāo)32通過圓和第二均衡直線36繪出了在至少一個(gè)燃燒室中燃燒時(shí)用于機(jī)械的功的基于轉(zhuǎn)速的特征的數(shù)值。通過該圖表可以清楚地看出，所述在方法的范圍內(nèi)能夠定性和/或定量的用于機(jī)械的功的基于轉(zhuǎn)速的特征以及平均指示壓力根據(jù)所噴射的量并且由此根據(jù)噴射時(shí)間相關(guān)聯(lián)。圖4以示意圖示出了一個(gè)作為按本發(fā)明的裝置42的一種實(shí)施方式的至少一個(gè)組件的控制儀40以及機(jī)動(dòng)車的內(nèi)燃機(jī)44，對(duì)于所述內(nèi)燃機(jī)44來說在圖4中僅僅示出了構(gòu)造·為氣缸的燃燒室46。通常所述內(nèi)燃機(jī)44具有多個(gè)燃燒室46。此外，圖4不出了噴射設(shè)備的噴射閥48,該噴射閥分配給所述內(nèi)燃機(jī)44的燃燒室46并且將一定量的燃料噴射到這個(gè)燃燒室46中，所述燃料的量通過所述控制儀40通過噴射時(shí)間的規(guī)定來調(diào)節(jié)。一般所述噴射設(shè)備中的噴射閥48的數(shù)目相當(dāng)于所述內(nèi)燃機(jī)44中的燃燒室46的數(shù)目。布置在所述內(nèi)燃機(jī)44上的轉(zhuǎn)速傳感器50測(cè)量并且記錄該內(nèi)燃機(jī)44的轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速的數(shù)值被傳輸給所述控制儀40。該控制儀40 —般通過計(jì)算來從所測(cè)量的轉(zhuǎn)速中求得角速度d Φ /dt。此外，用所述控制儀40來計(jì)算所述內(nèi)燃機(jī)44的基于轉(zhuǎn)速的特征，該基于轉(zhuǎn)速的特征代表著所述內(nèi)燃機(jī)44的機(jī)械的功并且與平均指示壓力相關(guān)聯(lián)。由此可以用所述控制儀42來監(jiān)控并且因此控制并且/或者調(diào)節(jié)所述內(nèi)燃機(jī)44和/或噴射設(shè)備的運(yùn)行。在所述內(nèi)燃機(jī)44熱機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，一般由所述控制儀40通過所述內(nèi)燃機(jī)44的基于轉(zhuǎn)速的特征來求得有待噴射的燃料的量。因此所噴射的燃料的量根據(jù)所述基于轉(zhuǎn)速的特征來調(diào)節(jié)并且/或者調(diào)整。一般確定所述基于轉(zhuǎn)速的特征并且從中求得燃料的量。通過所述基于轉(zhuǎn)速的特征來描述所述內(nèi)燃機(jī)44的機(jī)械的功，這個(gè)機(jī)械的功與所述曲軸或者曲柄連桿機(jī)構(gòu)的角速度(ΙΦ/dt的平方成比例，其中所述特征直接或者間接由所述轉(zhuǎn)速傳感器55來檢測(cè)并且可能取決于轉(zhuǎn)速以及能夠從中確定的角速度d Φ/dt。為了確定所述基于轉(zhuǎn)速的特征比如所述曲軸或者曲柄連桿機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)能量，可以使用所述內(nèi)燃機(jī)44的曲軸或者曲柄連桿機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)速的齒時(shí)間(Zahnzeit)或者扇形段時(shí)間(Segmentzeit)。也可以用這里未示出的旋轉(zhuǎn)角傳感器來確定旋轉(zhuǎn)角Φ或者角速度(ΙΦ/dt。如圖2的圖表示出的一樣，在所述按本發(fā)明的能夠通過在圖4中示意性地示出的裝置42來實(shí)施的方法的一種設(shè)計(jì)方案中，為求得所述最佳的量對(duì)于所噴射的燃料的不同的量來說確定所述基于轉(zhuǎn)速的特征，從中產(chǎn)生所述基于轉(zhuǎn)速的特征的關(guān)于所噴射的量的曲線走向16，其中作為最佳的量來求得燃料的所噴射的量，對(duì)于所噴射的量來說所述曲線走向具有折點(diǎn)20。有待噴射的燃料的量為了從用于所述量的起始值出發(fā)來制定曲線走向16而通常像比如通過圖I的流程圖示出的一樣逐步地或者必要時(shí)持續(xù)不斷地提高，直到所述基于轉(zhuǎn)速的特征的曲線走向16具有所述折點(diǎn)20。所噴射的燃料的量在此通過用于噴射閥48的噴射時(shí)間的變化來改變。所述折點(diǎn)20可以通過對(duì)所述曲線走向的導(dǎo)數(shù)的研究來求得。在此所述圖表表明，所述曲線走向16的導(dǎo)數(shù)在折點(diǎn)20之前恒定地大于零并且自折點(diǎn)20起等于零。由此所述曲線走向16中的折點(diǎn)20能夠通過以下方式來識(shí)別，即所述曲線走向16的導(dǎo)數(shù)的數(shù)值達(dá)到一個(gè)閾值，該閾值在這里是零。所述基于轉(zhuǎn)速的特征比如可能取決于所述角速度(ΙΦ/dt并且可能與其平方成比例，該基于轉(zhuǎn)速的特征通常自用于有待噴射的燃料的量的起始值起線性地上升。一旦達(dá)到折點(diǎn)20，對(duì)該基于轉(zhuǎn)速的特征來說就出現(xiàn)恒定的以及最大的數(shù)值。因此，所述基于轉(zhuǎn)速的特征至少在熱機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)以折點(diǎn)20達(dá)到其最大值，使得所述內(nèi)燃機(jī)44完成其最大的功。在存在并且/或者達(dá)到所述折點(diǎn)20時(shí)達(dá)到最佳的噴射時(shí)間22，對(duì)于該最佳的噴射時(shí)間20來說噴射燃料的最佳的量。通過噴射時(shí)間的延長(zhǎng)來進(jìn)一步提高所噴射的量這種做法不會(huì)引起所述內(nèi)燃機(jī)44的力矩的提高。因?yàn)樗龌谵D(zhuǎn)速的特征與所述平均壓力相關(guān)聯(lián)，所以也可以 從中確定用于所述內(nèi)燃機(jī)44的廢氣的λ值，在熱機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)在其它情況下不能直接做到這一點(diǎn)，因?yàn)闉榇吮匦璧难鮽鞲衅鬟€不能運(yùn)轉(zhuǎn)。
權(quán)利要求
1.用于運(yùn)行內(nèi)燃機(jī)(44)的方法，其中在所述內(nèi)燃機(jī)(44)熱機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)確定該內(nèi)燃機(jī)(44)的與燃料的平均指示壓力相關(guān)聯(lián)的基于轉(zhuǎn)速的特征并且從中求得在所述內(nèi)燃機(jī)(44)熱機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)應(yīng)該噴射到該內(nèi)燃機(jī)(44)的至少一個(gè)燃燒室(46)中的燃料的最佳的量。
2.按權(quán)利要求I所述的方法，其中為求得所述最佳的量對(duì)于所噴射的燃料的不同的量來說確定所述基于轉(zhuǎn)速的特征，從中產(chǎn)生所述基于轉(zhuǎn)速的特征的關(guān)于所噴射的量的曲線走向(16)，其中作為最佳的量來求得燃料的所噴射的量，對(duì)于所噴射的量來說所述曲線走向(16)的導(dǎo)數(shù)的數(shù)值相當(dāng)于閾值。
3.按權(quán)利要求2所述的方法，其中如果所述曲線走向(16)的導(dǎo)數(shù)的數(shù)值相當(dāng)于所述閾值，該曲線走向(16)就具有折點(diǎn)(20)。
4.按權(quán)利要求2或3所述的方法，其中逐步地提高所噴射的燃料的量以制定所述曲線走向(16)。
5.按前述權(quán)利要求2到4中任一項(xiàng)所述的方法，其中所噴射的燃料的量通過噴射時(shí)間的變化來改變。
6.按前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中通過所述基于轉(zhuǎn)速的特征來描述所述內(nèi)燃機(jī)(44)的機(jī)械的功。
7.按前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述基于轉(zhuǎn)速的特征通過所述內(nèi)燃機(jī)(44)的轉(zhuǎn)速的齒時(shí)間和/或者扇形段時(shí)間來求得。
8.按前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中作為用于有待噴射的燃料的量的起始值使用預(yù)應(yīng)用的數(shù)值，該預(yù)應(yīng)用的數(shù)值取決于所述內(nèi)燃機(jī)(44)的至少一個(gè)工作參數(shù)。
9.按權(quán)利要求8所述的方法，其中為稀薄的空氣-燃料-混合物調(diào)節(jié)所述起始值。
10.用于運(yùn)行內(nèi)燃機(jī)(44)的裝置，該裝置具有至少一個(gè)控制儀(40)，所述控制儀(40)構(gòu)造用于在所述內(nèi)燃機(jī)(44)熱機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)確定該內(nèi)燃機(jī)(44)的與燃料的平均指示壓力相關(guān)聯(lián)的基于轉(zhuǎn)速的特征并且從中求得在所述內(nèi)燃機(jī)(44)熱機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)應(yīng)該噴射到該內(nèi)燃機(jī)(44)的至少一個(gè)燃燒室(46)中的燃料的最佳的量。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于運(yùn)行內(nèi)燃機(jī)的方法，其中在內(nèi)燃機(jī)熱機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)確定所述內(nèi)燃機(jī)的與燃料的平均指示壓力相關(guān)聯(lián)的基于轉(zhuǎn)速的特征并且從中求得在所述內(nèi)燃機(jī)熱機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)應(yīng)該噴射到該內(nèi)燃機(jī)的至少一個(gè)燃燒室中的燃料的最佳的量。
文檔編號(hào)F02D41/30GK102787929SQ20121014939
公開日2012年11月21日 申請(qǐng)日期2012年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月16日
發(fā)明者D.根茨勒, H.哈梅多維克, L.納克, R.魏斯, S.佐伊林, W.菲舍爾 申請(qǐng)人:羅伯特·博世有限公司