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)明涉及一種按權(quán)利要求1前序部分所述的用于運(yùn)行內(nèi)燃機(jī)的方法。此外，計(jì) 算機(jī)程序、電的存儲(chǔ)介質(zhì)以及控制和/或調(diào)節(jié)裝置是本發(fā)明的主題。
背景技術(shù)：
首先對(duì)于比如用在共軌系統(tǒng)中的液壓控制的燃料噴射裝置來說，燃料噴射裝置的 打開特性依賴于燃料噴射裝置的閥元件區(qū)域中的力平衡。這種力平衡也依賴于存在的壓 力，因?yàn)檫@種壓力在燃料噴射裝置關(guān)閉時(shí)從外面作用于所述閥元件。在此，燃燒室中的高的 壓力通常支持燃料噴射裝置的打開，這導(dǎo)致這樣的結(jié)果，即在進(jìn)行相同的電觸發(fā)的情況下 在燃燒室中存在高壓時(shí)開始噴射的時(shí)刻早于在燃燒室中存在低壓時(shí)。另一方面，噴射率也依賴于在燃燒室中存在的壓力。在燃燒室中存在高壓時(shí)，噴射 率下降，因?yàn)楸热绻曹壷械膲毫εc燃燒室中的壓力之間的差值變小。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)是，如此改進(jìn)開頭所述類型的方法，使得噴射到燃燒室中的燃料在 時(shí)間和量方面盡可能精確地相應(yīng)于額定值。該任務(wù)通過一種具有權(quán)利要求1所述特征的方法得到解決。有利的改進(jìn)方案在從 屬權(quán)利要求中得到說明。除此以外，所提出的任務(wù)的其它解決方案在并列的權(quán)利要求中可 以找到。此外，對(duì)于本發(fā)明來說重要的特征在接下來的說明中并且在附圖中得到說明或者 說展示，其中所述特征不僅單獨(dú)地而且以不同的組合對(duì)本發(fā)明來說都可能是重要的，而沒 有在此相應(yīng)明確地指出這一點(diǎn)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，可以用簡(jiǎn)單的模型來確定表征直接在第一噴射之前存在的壓 力的參量，其中所述模型的數(shù)據(jù)可以在發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)上求得。在知道這個(gè)壓力的情況下，可 以如此調(diào)整燃料噴射裝置的觸發(fā)參量，使得實(shí)際噴射的燃料量非常精確地相應(yīng)于所期望的 燃料量并且所述時(shí)刻相應(yīng)于所期望的時(shí)刻。在此考慮到內(nèi)燃機(jī)的工作點(diǎn)的變化，在所述工 作點(diǎn)進(jìn)行所述第一噴射。所述按本發(fā)明的方法的一種特別優(yōu)選的第一改進(jìn)方案也允許確定表征直接在另 外的噴射之前也就是在所述第一噴射和燃燒之后存在的壓力的參量。在此考慮到由先前的 噴射量的燃燒所引起的壓力升高。對(duì)于大量的噴射來說，簡(jiǎn)單地為每次噴射或者每組噴射 重復(fù)進(jìn)行所述按本發(fā)明說明的方法步驟，從而可以直到直接在(最后一次)后噴射之前的 時(shí)刻求得表征而后在燃燒室中存在的壓力的參量。恰好這樣的后噴射在燃燒室中的壓力完 全不同時(shí)進(jìn)行，因而這里可以特別有意義地運(yùn)用本發(fā)明。但是預(yù)噴射和主噴射也在燃燒室 中的壓力不同時(shí)進(jìn)行，因而在這里所述按本發(fā)明的方法的運(yùn)用同樣有意義。在求得觸發(fā)參量時(shí)，可以考慮到額定噴射量與實(shí)際噴射量之間的已知的差值。這 樣的差別比如在實(shí)際噴射量總是小于由所述控制和/或調(diào)節(jié)裝置定義的噴射量時(shí)出現(xiàn)。而 后在求取表征由于燃燒引起的壓力升高(步驟(d))的參量時(shí)可以考慮這種差值。
在燃燒室中存在的壓力也受到內(nèi)燃機(jī)的當(dāng)前溫度的影響。比如內(nèi)燃機(jī)的較小的溫 度導(dǎo)致在所噴射的燃料燃燒時(shí)放熱量更小，這又導(dǎo)致壓力升高更小。如果如在所述按本發(fā) 明的方法的一種改進(jìn)方案中所提出的一樣在步驟(d)中考慮到內(nèi)燃機(jī)的當(dāng)前溫度，那么可 以再次提高在求取所述表征壓力的參量時(shí)的精確度。表征步驟(d)中的壓力升高的一種簡(jiǎn)單的方案在于來自加熱過程計(jì)算的簡(jiǎn)化的 熱力學(xué)公式的使用。這個(gè)公式的出發(fā)點(diǎn)是，所噴射的燃料的整個(gè)燃燒在一個(gè)唯一的時(shí)刻進(jìn) 行，并且在這種燃燒的過程中容積變化等于零。對(duì)于短暫的燃燒來說也就是說在所噴射的 燃料量小時(shí)，比如對(duì)于預(yù)噴射來說就是這種情況，這個(gè)公式提供足夠精確的結(jié)果，并且同時(shí) 這個(gè)公式能夠容易地加以運(yùn)用。首先，如果燃料量如此大從而不再能夠?qū)⒎艧岬某掷m(xù)時(shí)間設(shè)置為零，那么可以在 使用來自經(jīng)驗(yàn)的關(guān)聯(lián)的情況下求得表征步驟(d)中的壓力升高的參量，其中作為輸入?yún)⒘?使用內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速和額定噴射量或者等效的參量。這樣的來自經(jīng)驗(yàn)的關(guān)聯(lián)比如可以以組合 特性曲線的形式或者以特性曲線的形式來表達(dá)，所述特性曲線在典型的內(nèi)燃機(jī)的試驗(yàn)臺(tái)上 來編制。這可以很容易地做到并且也允許在持續(xù)更長(zhǎng)時(shí)間的燃燒比如在全部主噴射量的燃 燒過程來可靠地求得產(chǎn)生的壓力。因而，如果應(yīng)該求得在后噴射開始的時(shí)刻的壓力，這種方 法就提供特別精確的結(jié)果。有時(shí)常見做法是，將比如有待在預(yù)噴射或者后噴射時(shí)噴射的噴射量分配到多個(gè)單 次噴射上。事實(shí)表明，對(duì)于所述按本發(fā)明的壓力計(jì)算來說可以將這樣的單次噴射合并為一 次唯一的噴射，因而可以假設(shè)，整個(gè)燃燒在一個(gè)唯一的時(shí)刻進(jìn)行。由此節(jié)省計(jì)算資源，而計(jì) 算結(jié)果的精確度則沒有以不期望的方式下降。但是原則上也可以設(shè)想，考慮在進(jìn)行每個(gè)單次噴射過程時(shí)的放熱或者說由此引起 的壓力變化以及在單次噴射之間通過燃燒室的容積變化引起的壓力變化并且將其合計(jì)。尤其對(duì)于更大的產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的噴射量來說，進(jìn)行所述噴射的曲軸轉(zhuǎn)角對(duì)壓力變化起 作用。因此，通過對(duì)所述曲軸轉(zhuǎn)角的考慮，還可以再次使結(jié)果變得更為精確。如上面已經(jīng)提到的一樣，一種用于實(shí)施所述按本發(fā)明的方法的簡(jiǎn)單的并且愛惜計(jì) 算資源的方案在于，為特定的計(jì)算而使用組合特性曲線和/或特性曲線。這些組合特性曲 線和/或特性曲線通常在發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)上為基準(zhǔn)運(yùn)行狀態(tài)而編制。但是在內(nèi)燃機(jī)的實(shí)際 運(yùn)行中，這些組合特性曲線和/或特性曲線也可以具有一種與基準(zhǔn)運(yùn)行狀態(tài)不同的運(yùn)行狀 態(tài)。因此如果在特性曲線和/或組合特性曲線的基礎(chǔ)上求取參量時(shí)進(jìn)行校正并且所述校正 考慮到所述基準(zhǔn)運(yùn)行狀態(tài)與實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)之間的至少一個(gè)種差別，那就再次改進(jìn)了所述按 本發(fā)明的方法的結(jié)果。


下面參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行解釋。附圖示出圖1是內(nèi)燃機(jī)的一個(gè)區(qū)域的示意圖；圖2是圖表，在該圖表中關(guān)于時(shí)間繪出了圖1的內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射裝置的觸發(fā)參 量；圖3是圖表，在該圖表中在燃燒室壓力不同時(shí)關(guān)于時(shí)間繪出了圖1的燃料噴射裝 置的噴射率的變化曲線；
圖4是用于運(yùn)行圖1的內(nèi)燃機(jī)的方法的第一部分的功能圖；并且圖5是所述方法的第二部分的與圖4相類似的功能圖。
具體實(shí)施例方式在圖1中柴油內(nèi)燃機(jī)在總體上擁有附圖標(biāo)記10。該柴油內(nèi)燃機(jī)包括多個(gè)氣缸，但 是在這些氣缸中在圖1中僅僅示出一個(gè)具有附圖標(biāo)記12的氣缸。所述氣缸12包括燃燒室14，該燃燒室14由燃燒室壁16和活塞18限定。通過活 塞18的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，將曲軸20置于旋轉(zhuǎn)之中。新鮮空氣通過吸入管22和進(jìn)氣閥M進(jìn)入到燃燒室14中。燃料25直接由燃料噴 射裝置沈噴入到燃燒室14中。所述燃料噴射裝置沈連接到也稱為“共軌”的燃料蓄壓器 觀上。在該燃料蓄壓器觀中在高壓狀態(tài)下儲(chǔ)存著燃料。燃燒廢氣通過排氣閥30和排氣管 32從燃燒室14中導(dǎo)出。內(nèi)燃機(jī)10的運(yùn)行由控制和調(diào)節(jié)裝置34進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)。尤其所述燃料噴射裝置 26由所述控制和調(diào)節(jié)裝置34以相應(yīng)的觸發(fā)參量來觸發(fā)。共軌觀中的壓力也由所述控制 和調(diào)節(jié)裝置34來影響，特別通過未示出的高壓輸送裝置的觸發(fā)來影響。所述控制和調(diào)節(jié)裝 置34從不同的傳感器得到信號(hào)。這些傳感器中有對(duì)在共軌觀中存在的燃料壓力進(jìn)行檢測(cè) 的壓力傳感器36、對(duì)在吸入管22中存在的空氣壓力進(jìn)行檢測(cè)的增壓壓力傳感器38、對(duì)內(nèi)燃 機(jī)10的當(dāng)前的運(yùn)行溫度進(jìn)行檢測(cè)的溫度傳感器40以及對(duì)曲軸20的當(dāng)前位置和旋轉(zhuǎn)速度 進(jìn)行檢測(cè)的曲軸傳感器42。如可以從圖2和3中看出的一樣，在觸發(fā)信號(hào)AS(圖2)相同時(shí)并且在共軌觀中 的燃料壓力相同時(shí)，每時(shí)間單位噴射的燃料量dq/dt( “噴射率”)依賴于在燃燒室14中存 在的壓力。箭頭44在圖3中意味著燃燒室14中的更低的壓力，而箭頭46則意味著更高 的壓力?？梢钥闯?，在圖3所示出的情況下在壓力低時(shí)噴射率低于壓力高時(shí)并且噴射持續(xù) 時(shí)間也短于壓力高時(shí)。這與以下情況有關(guān)，即圖3示出了預(yù)噴射的情況，在進(jìn)行預(yù)噴射時(shí) 噴射較小的燃料量。在這樣的情況下，所述燃料噴射裝置26的閥元件留在所謂的“配合節(jié) 流區(qū)域(Sitzdrosselbereich) ”中，在所述配合節(jié)流區(qū)域中噴射率首先依賴于所述閥元件 的升程。燃燒室中的高壓在此使閥元件的打開加速。接下來所述閥元件以高的“飛行曲線 (Flugkurve) ”及后來的關(guān)閉進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)動(dòng)。這導(dǎo)致較高的噴射量。在燃燒室壓力低 時(shí)，在進(jìn)行這樣的預(yù)噴射時(shí)產(chǎn)生較小的噴射量。為了在求取觸發(fā)信號(hào)AS時(shí)也能夠考慮到這種效應(yīng)，需要知道在打開噴射裝置沈 的時(shí)刻在燃燒室14中存在的壓力。現(xiàn)在參照?qǐng)D4和5對(duì)這樣的表征在燃燒室14中存在的 壓力的參量的求取進(jìn)行解釋。相應(yīng)的方法在此作為計(jì)算機(jī)程序保存在所述控制和調(diào)節(jié)裝置 34的電的存儲(chǔ)介質(zhì)上，在其使用時(shí)執(zhí)行下面所說明的方法。在此研究這樣的情況，即首先進(jìn)行三次預(yù)噴射，隨后進(jìn)行主噴射并且最后進(jìn)行后 噴射。首先參照?qǐng)D4對(duì)一種方法進(jìn)行解釋，用該方法可以求得表征直接在所述預(yù)噴射結(jié)束 之后的壓力的參量和表征直接在主噴射之前的壓力的參量。輸入?yún)⒘渴乔S轉(zhuǎn)角Al、A2和A3，在此在所述曲軸轉(zhuǎn)角Al、A2和A3時(shí)進(jìn)行按時(shí) 間順序的第一、第二和第三預(yù)噴射。此外，所述三次預(yù)噴射的噴射量ql、q2和q3、由所述增 壓壓力傳感器38在一個(gè)特定的時(shí)刻所檢測(cè)到的增壓壓力ρ。以及最后在主噴射開始時(shí)的曲軸轉(zhuǎn)角A4都是輸入?yún)⒘?，其中在所述特定的時(shí)刻所述進(jìn)氣閥M在壓縮沖程開始時(shí)關(guān)閉。將所述曲軸轉(zhuǎn)角A1-A3相應(yīng)地加入到特性曲線48中，通過該特性曲線48對(duì)由于 燃燒室14的通過活塞18的壓縮運(yùn)動(dòng)引起的容積變化產(chǎn)生的多變的壓縮加以考慮。下面的 物理公式在此以隱含的方式以所述特性曲線48為基礎(chǔ)。
權(quán)利要求
1.用于運(yùn)行內(nèi)燃機(jī)(10)的方法，其中，求得表征在燃燒室(14)中在工作循環(huán)之內(nèi)存在 的壓力的參量，其特征在于，所述方法包括以下步驟(a)求得表征在所述燃燒室(14)的進(jìn)氣閥04)關(guān)閉的時(shí)刻在所述燃燒室(14)中存在 的壓力的參量，(b)求得表征壓力升高的參量，所述壓力升高由所述燃燒室(14)的從所述進(jìn)氣閥04) 關(guān)閉直到第一噴射之前的容積變化所引起，(c)在使用步驟(a)和(b)的結(jié)果的情況下求得表征直接在所述第一噴射之前存在的 壓力的參量。
2.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法額外地包括以下步驟(d)求得表征壓力升高的參量，所述壓力升高由先前的噴射量的燃燒所引起，(e)求得表征壓力升高的參量，所述壓力升高由所述燃燒室(14)的在所述先前的噴射 與另外的噴射之間的容積變化所引起，(f)在使用步驟(a)到(e)的結(jié)果的情況下求得表征直接在所述另外的噴射之前存在 的壓力的參量。
3.按權(quán)利要求1或2中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述第一噴射是預(yù)噴射并且/ 或者所述另外的噴射是主噴射和/或后噴射。
4.按前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在求取燃料噴射裝置06)的至 少一個(gè)觸發(fā)參量時(shí)對(duì)表征直接在噴射之前存在的壓力的參量加以考慮。
5.按權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，在求取觸發(fā)參量時(shí)對(duì)額定噴射量與實(shí)際噴 射量之間的已知的差值加以考慮。
6.按權(quán)利要求2到5中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在步驟(d)中考慮所述內(nèi)燃機(jī) (10)的溫度。
7.按權(quán)利要求2到6中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在使用以下公式的情況下求得 表征步驟(d)中的壓力升高的參量Ap = AQ1^,其中κ =多變指數(shù)，V=燃燒室的在預(yù)燃燒的時(shí)刻的容積，AQ=通過預(yù)噴射量的燃燒 所引起的放熱。
8.按權(quán)利要求2到7中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在使用來自經(jīng)驗(yàn)的關(guān)聯(lián)的情況 下求得表征步驟(d)中的壓力升高的參量，其中作為輸入?yún)⒘渴褂盟鰞?nèi)燃機(jī)(10)的轉(zhuǎn)速 和額定噴射量或者等效的參量。
9.按權(quán)利要求2到8中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，噴射包括多次單個(gè)噴射，并且 在步驟(d)中假設(shè)，整個(gè)燃燒在一個(gè)唯一的時(shí)刻進(jìn)行。
10.按權(quán)利要求2到8中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，噴射包括多次單個(gè)噴射，并且 在步驟(d)中求得參量，該參量表征通過相應(yīng)的燃燒與通過處于其之間的容積變化引起的 壓力變化的總和。
11.按權(quán)利要求2到10中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在步驟(d)中考慮到曲軸轉(zhuǎn) 角的影響，所述先前的噴射在該曲軸轉(zhuǎn)角時(shí)進(jìn)行。
12.按前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，為求得所述至少一個(gè)參量而使用至少一條適用于基準(zhǔn)運(yùn)行狀態(tài)的特性曲線和/或組合特性曲線，并且對(duì)參量進(jìn)行校正， 所述參量考慮到所述基準(zhǔn)運(yùn)行狀態(tài)與實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)之間的至少一種差別。
13.計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，該計(jì)算機(jī)程序編程用于用在按前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所 述的方法中。
14.用于內(nèi)燃機(jī)(10)的控制和/或調(diào)節(jié)裝置(34)的電的存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，在該 存儲(chǔ)介質(zhì)上保存了用于用在按權(quán)利要求1到12所述的方法中的計(jì)算機(jī)程序。
15.用于內(nèi)燃機(jī)(10)的控制和/或調(diào)節(jié)裝置(34)，其特征在于，該控制和/或調(diào)節(jié)裝 置(34)編程用于用在按權(quán)利要求1到12中任一項(xiàng)所述的方法中。
全文摘要
在內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行中求得表征在燃燒室中在工作循環(huán)之內(nèi)存在的壓力的參量。在此提出，所述方法包括以下步驟(a)求得表征在燃燒室中在所述燃燒室的進(jìn)氣閥關(guān)閉的時(shí)刻存在的壓力的參量；(b)求得表征壓力升高的參量，所述壓力升高由所述燃燒室的從進(jìn)氣閥關(guān)閉直到第一噴射之前的容積變化所引起；(c)在使用步驟(a)和(b)的結(jié)果的情況下求得表征直接在所述第一噴射之前存在的壓力的參量。
文檔編號(hào)F02D35/02GK102089510SQ200980126570
公開日2011年6月8日 申請(qǐng)日期2009年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月10日
發(fā)明者C·馬德, M·許勒爾 申請(qǐng)人:羅伯特.博世有限公司