專利名稱：用于控制內(nèi)燃機的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種按獨立權(quán)利要求前序部分所述的用于控制內(nèi)燃機的裝置和方法，該內(nèi)燃機可以用第一和第二燃料運行。
背景技術(shù)：
在DE 101 46 063 A1中已經(jīng)公開了一種用于控制內(nèi)燃機的方法，其中內(nèi)燃機可以用第一和第二燃料運行。在此可以在不同的燃料之間實現(xiàn)自動切換。

發(fā)明內(nèi)容
用于控制內(nèi)燃機的具有獨立權(quán)利要求所述特征的按本發(fā)明的裝置或者按本發(fā)明的方法相應地具有優(yōu)點，即可以降低內(nèi)燃機的廢氣排放，其中該內(nèi)燃機可以用第一和第二燃料運行。
優(yōu)選的改進方案和改善通過從屬權(quán)利要求的特征獲得。特別簡單的是使用氣體作為第一燃料，并且使用液體作為第二燃料。作為氣體燃料合適的是天然氣或者液化氣，而作為液體燃料合適的是汽油或者柴油。因為催化器的凈化作用與溫度密切相關(guān)，在選擇燃料時需要注意催化器的溫度。在此溫度或者可以通過分析溫度傳感器或者也可以通過計算獲得。起動階段對于內(nèi)燃機總排放是特別重要的，因為在這個階段中催化器還沒有可靠地凈化廢氣。按照本發(fā)明，在催化器還沒有凈化作用的第一階段中，首先使用氣態(tài)燃料。在起動后催化器對液態(tài)燃料已經(jīng)具備良好的凈化作用而對于氣態(tài)燃料還沒有良好的凈化作用的第二溫度階段內(nèi)，使用液體燃料。然后當加熱催化器，使得其對于兩種燃料的廢氣都有良好的凈化作用時，重新使用氣態(tài)燃料，因為使用氣態(tài)燃料的排放比使用第二燃料的排放低。


在附圖中示出了本發(fā)明的實施例，在下面的說明中進行詳細解釋。
圖1示意示出了具有用于第一和第二燃料的催化器、控制裝置和噴嘴的內(nèi)燃機。
具體實施例方式
在圖1中示意示出了一個內(nèi)燃機，其具有一個氣缸11，并且在氣缸11中有一個活塞12。氣缸11的通過活塞12空出的空間構(gòu)成了燃燒室13，其中通過空氣供給裝置14輸入空氣和燃料的混合物。燃料與空氣的可燃混合物在燃燒室中燃燒，由此在燃燒室13中壓力升高。然后這種壓力升高通過相應的活塞12的運動轉(zhuǎn)換成例如用于驅(qū)動汽車的運動。在燃燒室13中進行燃燒時產(chǎn)生的燃燒產(chǎn)物，也就是廢氣通過排氣裝置15從燃燒室13清除。由此涉及一種內(nèi)燃機，其通常作為汽油機或者柴油機已經(jīng)眾所周知了。出于簡化原因，用于空氣燃料混合物輸入燃燒室13或者將廢氣排入排氣管15的相應的進氣門和排氣門沒有示出。另外出于簡化原因，也沒有示出在汽油機和柴油機上普通的火花塞、熾熱引火塞或者其它傳感器或者控制元件，因為其對于本發(fā)明的理解是不重要的。
在圖1中燃料的供給是在空氣供給裝置14中進行的。為此設(shè)置氣門2、3，其伸入空氣供給裝置14中。噴嘴2是設(shè)計用來噴射液體燃料例如汽油的。通過連接管4該噴嘴2與汽油箱5連接。但是用于液體燃料的噴嘴2也可以直接通入燃燒室，這在柴油機或者汽油直噴發(fā)動機中是常見的。噴嘴3設(shè)計用于噴射氣態(tài)燃料例如天然氣的。為此噴嘴3通過輸入管6與天然氣儲氣罐7連接。燃料通過噴嘴2、3的噴射通過控制儀1來控制，該控制儀通過相應的控制線路8向噴嘴2、3發(fā)送相應的控制脈沖。在控制儀1中包含一個選擇裝置，其決定向空氣供給裝置14中噴射哪種燃料，也就是說或者噴射汽油或者噴射燃氣。如今該選擇裝置通常作為通用控制儀1中的軟件來實現(xiàn)。但是也可以使用機械的選擇裝置或者相應的特殊的電子開關(guān)用于此目的。
燃燒室13中的燃燒的燃燒產(chǎn)物通過排氣管15從燃燒室13排出，并排向環(huán)境。在此為了凈化，將廢氣導引通過催化器16，在其中進行廢氣凈化。催化器的凈化作用取決于催化器16的溫度。為了判斷催化器16在什么范圍內(nèi)凈化廢氣，因此設(shè)置一個溫度傳感器17，其直接安裝在催化器16上或者內(nèi)部，并且將該催化器16的溫度通過電線8傳送到控制儀1。作為替代方案也可以通過測量其它的溫度信號以及比較值來推導出催化器16的溫度，由此確定催化器16的溫度。這種替代方案的溫度傳感器例如可以是溫度傳感器18，其與燃燒室13直接熱接觸。這種傳感器18例如是測量冷卻水溫度的傳感器。傳感器18的信號也通過連接線8傳輸?shù)娇刂苾x1。另外催化器16的溫度也可以簡單地根據(jù)計算來確定，特別是通過將內(nèi)燃機在一定時間內(nèi)的運行狀態(tài)進行分析，然后推得催化器16的溫度。
除了溫度，催化器的凈化作用還取決于在燃燒室13內(nèi)燃燒的是這兩種可能的燃料中的哪一種。在催化器16的一種非常冷的運行狀態(tài)下，這例如在冷起動的時候會出現(xiàn)，催化器16只有極其微小的凈化作用，而與在燃燒室16中燃燒的是哪種燃料無關(guān)。這里對于冷起動應該理解為一種運行狀態(tài)，其中進行內(nèi)燃機的起動，而催化器還基本上處于環(huán)境溫度，也就是說具有40℃以下的溫度。在內(nèi)燃機運行的第一持續(xù)時間內(nèi)，催化器16的溫度保持在一個微小的值上，使得催化器對廢氣基本上沒有凈化作用。隨著溫度達到數(shù)值級大約為260℃的第一溫度，催化器16對于液體燃料、例如汽油已經(jīng)具有明顯取決于燃料的廢氣凈化效果。因此這種燃料的廢氣由催化器16凈化，使得在催化器16之后排入環(huán)境的廢氣比氣態(tài)燃料的廢氣清潔。然后當通過內(nèi)燃機繼續(xù)運行，催化器的溫度繼續(xù)上升，這樣催化器達到高于370℃的溫度。催化器16在這個溫度以上不僅對于液體燃料如柴油或者汽油的廢氣具有良好的凈化作用，而且對于氣態(tài)燃料如天然氣或者液化氣(丁烷和丙烷的混合物)也是如此。但是因為對于氣態(tài)燃料如天然氣或者液化氣的燃燒在燃燒時已經(jīng)產(chǎn)生很少有害物質(zhì)，因此在催化器16后排出的氣態(tài)燃料的廢氣比液體燃料的廢氣清潔。也就是說，在催化器16較高的溫度下，內(nèi)燃機以氣態(tài)燃料運行對于廢氣排放是有利的。
根據(jù)本發(fā)明，燃料選擇裝置計算哪種燃料對于當前的內(nèi)燃機運行狀態(tài)下的廢氣排放是有利的。在此催化器的溫度是特別重要的，因為根據(jù)催化器的溫度判斷催化器16對于第一燃料(氣態(tài)燃料)和/或第二燃料(液體燃料)是否具有良好的凈化作用。然后根據(jù)分別在催化器16后獲得的廢氣排放選擇相應有利的燃料。
如果將內(nèi)燃機關(guān)閉足夠長的時間，那么催化器具有一個基本上與內(nèi)燃機的周圍溫度相當?shù)臏囟?。催化?6在這個溫度下對于內(nèi)燃機廢氣只有微不足道的凈化作用。在內(nèi)燃機從這種冷狀態(tài)起動后，也就是所謂的冷起動，催化器16隨著內(nèi)燃機運行時間的增加越來越熱，直到其在較長的運行后達到或多或少穩(wěn)定的最終溫度。從該溫度升高出發(fā)，通過選擇裝置進行在時間曲線上典型的燃料選擇。緊接著在內(nèi)燃機冷起動之后首先使用在燃燒時引起較少廢氣排放、也就是較清潔地燃燒的燃料。在汽油/柴油和天然氣/液化氣之間選擇時，在這種冷狀態(tài)下優(yōu)選天然氣/液化氣。因此選擇裝置在催化器16的冷運行狀態(tài)下首先選擇氣態(tài)燃料。在一段時間過后，加熱催化器16，使得對汽油/柴油的廢氣可實現(xiàn)顯著的凈化作用，但對于天然氣/液化氣的廢氣還沒有顯著的凈化作用。因此選擇裝置在內(nèi)燃機一定的運行時間后從以天然氣/液化氣運行切換到以汽油/柴油運行。這種使用汽油/柴油燃料的運行狀態(tài)一直保持到催化器溫度升高到使不僅對于汽油/柴油的廢氣，而且對于天然氣/液化氣的廢氣都有凈化作用。然后選擇裝置重新切換燃料并切換到天然氣/液化氣，因為這種燃料在燃燒時就已經(jīng)產(chǎn)生很少必須通過催化器16從廢氣中去除的有害廢氣。
權(quán)利要求
1.用于控制內(nèi)燃機的裝置，該內(nèi)燃機可以用第一和第二燃料運行，其特征在于設(shè)置選擇裝置(1)，該選擇裝置(1)獲取對于內(nèi)燃機當前的運行狀態(tài)哪種燃料在廢氣排放方面是有利的，并且使內(nèi)燃機用相應的燃料運行。
2.按權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于作為第一燃料使用氣態(tài)燃料，并且作為第二燃料使用液體燃料。
3.按權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于作為氣態(tài)燃料使用壓縮天然氣(CNG)或者液化氣(LPG)(丁烷和/或丙烷)。
4.按權(quán)利要求2或者3所述的裝置，其特征在于作為液體燃料使用汽油或者柴油。
5.按前述權(quán)利要求中任一項所述的裝置，其特征在于所述選擇裝置(1)獲取催化器(16)的溫度以獲知哪種燃料對于廢氣排放是有利的，其中該催化器(16)凈化內(nèi)燃機廢氣。
6.按權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于所述選擇裝置分析溫度傳感器(17、18)的信號用于獲取催化器(16)的溫度，其中溫度傳感器(17、18)直接測量催化器(16)的溫度或者內(nèi)燃機的其它溫度。
7.按權(quán)利要求5或者6所述的方法，其特征在于所述選擇裝置為了獲取催化器的溫度考慮內(nèi)燃機的運行時間以及運行類型。
8.按前述權(quán)利要求中任一項所述的裝置，其特征在于所述選擇裝置在催化器(16)冷狀態(tài)下起動內(nèi)燃機時，首先選擇第一燃料作為燃料，在催化器(16)加熱到超過第一溫度后，該選擇裝置切換到第二燃料，在催化器(16)加熱到超過第二溫度后，該選擇裝置重新切換到第一燃料，第二溫度高于第一溫度，并且其中催化器(16)在低于第一溫度的溫度下只有微小的廢氣凈化作用，在高于第一溫度并且低于第二溫度的溫度下對第二燃料的廢氣可以良好地凈化，并且對于第一燃料的廢氣的凈化作用比較差，而在高于第二溫度的溫度下，第一和第二燃料的廢氣都能良好地凈化。
9.用于控制內(nèi)燃機的方法，該內(nèi)燃機可以用第一和第二燃料運行，其特征在于獲取對于當前的運行狀態(tài)在內(nèi)燃機廢氣排放方面哪種燃料有利，并且使內(nèi)燃機用相應的燃料進行運行。
全文摘要
提出了一種用于控制內(nèi)燃機的方法和裝置，該內(nèi)燃機可以用第一和第二燃料運行。設(shè)有一個選擇裝置，其獲取對于當前的運行狀態(tài)在內(nèi)燃機廢氣排放方面哪種燃料有利。選擇裝置使內(nèi)燃機用相應的燃料運行。
文檔編號F02D35/00GK1861997SQ20061008031
公開日2006年11月15日 申請日期2006年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月10日
發(fā)明者T·阿爾蓋爾, W·朗格爾, J·福爾斯特, J·圖爾索 申請人:羅伯特.博世有限公司