CN102046947A - 用于控制内燃机的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

提出了用于检测运行的内燃机中的燃料质量的装置和方法，从而由燃料质量的改变引起的内燃机的运行特性的变化尽可能好地得到补偿。

Description

用于控制内燃机的方法及装置
技术领域
本发明涉及例如在DE 10 2007 019 641 A1中有所公开的用于控制内燃机的方法及装置。内燃机的控制一般通过下述方式实施，即，预定诸如期望扭矩的工作特性参数，并且从中在考虑控制器的其他输入参数的情况下预定用于内燃机的至少一个控制元件例如喷射器的控制参数。
背景技术
由于越来越多地在柴油机中、并且也在按照汽油方法原理工作的内燃机中使用不同质量的燃料，所以在内燃机运行过程中有必要获得当前存在的燃料类型，在必要的情况下，调整内燃机的控制。
对于从现有技术中已知的能够应用于柴油内燃机的方法而言，借助怠速运转时内燃机的运转平稳性可得知燃料的质量并且相应地调整对内燃机的至少一个控制元件的触发。
发明内容
本发明的目的在于提供一种简单地识别燃料质量改变的方法，例如识别标准燃料与生物柴油，以及能够由此转换到其他的特性曲线或者其他的特性曲线组。由此，内燃机的功率、排放和工作特性尽可能地独立于所使用燃料的质量。
该目的根据本发明在一种用于控制内燃机的方法中得以解决，其中，所述内燃机的不同执行机构在依赖于所述内燃机的工作点的情况下被控制器触发，当所述内燃机以基础燃料运转时，所述控制器借助于第一特性曲线或者第一特性曲线组触发所述执行机构，以及当所述内燃机以替代燃料运转时，所述控制器借助于第二特性曲线或者第二特性曲线组触发所述执行机构，其中，将所述内燃机的在参考工作点中并且在应用所述基础燃料的情况下的每时间单位的燃料消耗保存为第一参考值，获取所述内燃机的在所述参考工作点中的实际燃料消耗，以及从第一参考值与实际燃料消耗之间的差推断出燃料质量。
根据本发明的方法利用了不同燃料在密度与比热值方面的差异。也就是说，当所述内燃机在参考工作点中运行时，从中给出确定的内燃机燃料消耗，例如以克/小时[g/h]的形式给出。
当现在所述内燃机处于参考工作点中且以具有已知特性的、下面称为基础燃料的燃料质量运行时，将在该参考工作点中并在使用基础燃料的情况下的燃料消耗描述为第一参考值R1。
现在，根据本发明的方法利用了如下事实，即，当所述内燃机工作于参考工作点时，通过使用密度和热值不同于基础燃料的相应参数的替代燃料如生物柴油会出现实际燃料消耗[g/h]。从第一参考值R1与实际燃料消耗之间的差推断出当前所使用的燃料类型。
实际燃料消耗可从发动机控制器的喷射压力和触发持续时间毫无问题地借助于相应的特征曲线计算得到。
根据本发明的方法因其很微不足道的计算时间要求而彰显优点。此外，根据本发明的方法不需要附加的传感器或者执行机构，并且最终能够在所有成系列地制造的控制器中毫无问题地在软件升级中得以加装。
根据本发明的方法就其应用而言也是很稳妥的，原因在于，当检测到参考值与内燃机在参考工作点中的实际燃料消耗之间的差异非常显著时，本方法仅会引起所述内燃机的触发中的变化。
根据本发明方法的特别有利的设计方案，当第一参考值R1与实际燃料消耗之间的差为正的并且大于第一阈值SW1时，识别出从基础燃料到替代燃料的燃料变换。因此转换到第二特性曲线或者第二特性曲线组。
根据本发明方法的更有利的设计方案，当第一参考值R1与实际燃料消耗之间的差为负的并且小于第二阈值SW2时，识别出从替代燃料到基础燃料的燃料变换，并且因此转换到第一特性曲线或者第二特性曲线组。
如果第一参考值R1与实际燃料消耗之间的差为小于或等于所述第一阈值SW1并且大于或等于所述第二阈值SW2，则保持当前特性曲线组。如果所述燃料质量保持不变，则属于这种情况。
经证实有利的是，所述参考工作点与所述内燃机的怠速运转相对应，同时，所述内燃机的轨内的压力或者喷射压力与预定的压力相对应。
该参考工作点与喷射压力或者说轨压根据本发明如此选取，从而在该参考工作点中，要被询问的燃料类型之间的差异特别大。那么，也就是说，根据本发明的燃料识别特别有效，并且能因此尽可能好地补偿燃料的不同特性。
此外，如果仅在满足一定的边界条件时启动参考工作点，则进一步改良了根据本发明的方法。例如，所述内燃机的温度必须位于第三阈值SW3之上，并且所述燃料的温度同样应当位于第四阈值SW4之上，并且，环境空气压力应当位于第五阈值SW5之上。
此外经证实有利的是，仅当所述内燃机在所述参考工作点(Bref)中运转最小持续时间时，执行根据本发明的方法。那么就确保了实现稳定的工作状态并尤其在控制器内完成适应过程和调整过程，从而有效赢得了参考工作点中的实际燃料消耗。
另外经证实有利的是，根据本发明的方法以事件驱动的方式(ereignisgesteuert)实施。例如可以在所述内燃机的预定的运行持续时间结束后执行所述方法，或在每次加油后执行至少一次按本发明的方法。
为了防止根据本发明的方法过于频繁地执行，每行驶周期实施所述方法的次数受限于一个最大值。
同样通过根据前述方法中的任意一项工作的用于控制内燃机的装置也解决了开文提到的任务。
本发明的优点和有利的方案可从后面的附图、附图说明和权利要求书中得悉。所有在附图、附图说明和权利要求书中公开的特征不仅单独并且它们的任意的互相组合对于本发明来说都是重要的。
附图说明
在附图中：
图1示出了内燃机控制的非常简化的方块图，以及
图2示出了根据本发明方法的实施例的流程图。
具体实施方式
借助图1在下面非常简化地描述了用于控制内燃机的方法。
控制器100从第一功能单元110获得第一参量G1。如果第一功能单元是例如用于获取行驶踏板的位置的传感器，则第一参量G1为该传感器的输出信号并从而与驾驶员的期望扭矩相对应。
控制器依赖于第一参量G1，控制器100利用输出参量A触发执行机构或者控制元件120。该控制元件能够是例如内燃机的喷射器，输出参量A能够包括喷射压力、喷射持续时间以及用以触发喷射器的喷射时刻。
控制器100的另一输入参量为第二参量G1，其由其他的传感器130和/或其他的功能单元提供。控制器100的微控制器160在考虑第一输入参量G1和第二输入参量G2以及其他未描绘的输入参量下获取输出参量A。其中，微控制器160替代地回溯第一特性曲线140或者说第一特性曲线组或者回溯第二特性曲线150或者说第二特性曲线组。
如果内燃机基于下文也称之为基础燃料的标准燃料运行，那么，微控制器160回溯第一特性曲线140。如果内燃机使用替代燃料运行，则微控制器160回溯第二特性曲线150。
由此可能的是，与当前所使用燃料的类型无关地将内燃机的工作特性在最大功率、尤其CO2的排放以及运行平稳性方面保持在恒定最佳的水平上。
在图2中借助流程图详细说明了根据本发明方法的实施例。
在启动后，根据本发明的方法开始询问，是否满足用于触发参考工作点的条件1至n。
该条件可以例如是内燃机和燃料的温度位于第三阈值SW3之上以及位于第四阈值SW4之上。
相应的内容适用于环境空气压力Pamb，环境空气压力必须位于第五阈值SW5之上。
经证实特别有利的是，参考工作点处于内燃机的怠速运转中。由此可以实现的是，例如在信号灯驻车时实施根据本发明的方法。特别有利的是，也将其他的应用参数尤其预定的喷射压力或者说轨压prail也归属于参考工作点。在这种情况下，只要内燃机处于怠速运转中，则可主动触发该参考工作点。
图2中的第一询问用附图标记200表示。如果询问200的结果是否定的，则重新开始本方法。否则，在任选的第一功能块210中触发第一参考工作点。这可例如通过下述方式产生，即，在内燃机的怠速运转中将喷射压力或者说轨压prail提高到或者说控制到预定的值例如600巴。
如果在触发参考工作点后内燃机在该参考工作点中运行预定的最小持续时间tmin，则出现内燃机的稳定的运行状态，并且喷射器的触发持续时间因此接纳保持不变的、有效的值。
现在，通过喷射器的触发持续时间或者说喷射持续时间便可以在第二功能块220中获取内燃机的实际燃料消耗
Figure BPA00001258784500051
同时可以获取第一参考值R1和实际燃料消耗
Figure BPA00001258784500052
之间的差Diff
Figure BPA00001258784500053
该差Diff是第二功能块220的输出值。在第三块230中，由差Diff的值决定是变换到第一特性曲线140还是变换到第二特性曲线150，还是保持当时所应用的特性曲线140或150。
如果差Diff大于第一阈值SW1，其中第一阈值SW1为正，则存在功能块230中最左侧描绘的情况。如果实际燃料消耗小于第一参考值，则差Diff大于零。在这种情况下，控制器从第一特性曲线140变换到第二特性曲线150或第二特性曲线组(参见附图标记240)。
如果差Diff为负值且小于第二阈值SW2，其中第二阈值SW2为负，则存在功能块230中最右侧描绘的情况。当从第二质量的燃料变换到第一质量的燃料后发生这种情况。在这种情况下，控制器从第二特性曲线150变换到第一特性曲线140或第一特性曲线组(参见附图标记250)。
如果差Diff小于第一阈值SW1且大于第二阈值SW2，那么这一较小的差Diff不需要改变特性曲线(参见附图标记260)。
作为附加或者替代方案还可以的是，将新的用于系统量的值作为参考室保存在控制器中或保存在EEPROM中。这一新的值和其余根据本发明方法获取的值一样优选借助于统计学的方法确定，以便使该值的质量尽量高。在此可视情况将存在的“旧”参考值在各种情况下修改。
根据本发明的方法以两种燃料质量为例进行了描述。然而，它也能容易地用来识别更多种的燃料质量。
根据本发明的方法例如是针对内燃柴油机的普通的稀薄运行进行描述的。该方法当然也允许拓展到其他的运行模式，例如针对炭黑微粒过滤器或者针对NOX存储催化器的NSC运行的运行模式。

Claims (12)

1.用于控制内燃机的方法，其中，所述内燃机的不同执行机构由控制器(100)根据所述内燃机的工作点得到触发，其中当所述内燃机以具有已知特性的基础燃料运行时，所述控制器(100)借助于第一特性曲线(140)或者第一特性曲线组触发所述执行机构，以及其中，当所述内燃机以替代燃料运行时，所述控制器(100)借助于第二特性曲线(150)或者第二特性曲线组触发所述执行机构，其特征在于，将所述内燃机的在参考工作点(Bref)中并且在应用所述基础燃料的情况下的每时间单位的燃料消耗[g/h]保存为第一参考值(R1)，获取所述内燃机的在所述参考工作点(Bref)中的实际燃料消耗
Figure FPA00001258784400011
比较所述第一参考值(R1)和实际燃料消耗
Figure FPA00001258784400012
以及从所述第一参考值(R1)与实际燃料消耗
Figure FPA00001258784400013
之间的差
Figure FPA00001258784400014
推断出燃料质量。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述第一参考值(R1)与实际燃料消耗
Figure FPA00001258784400015
之间的差
Figure FPA00001258784400016
是正的并且大于第一阈值(SW1)时，识别出从所述基础燃料到所述替代燃料的燃料变换，并且因此转换到所述第二特性曲线(150)或者第二特性曲线组。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述第一参考值(R1)与实际燃料消耗
Figure FPA00001258784400017
之间的差
Figure FPA00001258784400018
是负的并且小于第二阈值(SW2)时，识别出从所述替代燃料到所述基础燃料的燃料变换，并且因此转换到所述第一特性曲线(140)或者第一特性曲线组。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述第一参考值(R1)与实际燃料消耗
Figure FPA00001258784400019
之间的差
Figure FPA000012587844000110
小于或等于所述第一阈值(SW1)并且大于或等于所述第二阈值(SW2)时，保持当前的特性曲线或者当前的特性曲线组。
5.根据前述权利要求中的任意一项所述的方法，其特征在于，所述参考工作点(Bref)与所述内燃机的怠速运转相对应，同时，所述内燃机的轨内的压力(pRail)或者喷射压力(pinj)与预定的值(pRail，1)的相对应。
6.根据前述权利要求中的任意一项所述的方法，其特征在于，仅在所述内燃机的温度(TBKM)位于第三阈值(SW3)之上(TBKM＞SW3)并且所述燃料的温度(Tfuel)位于第四阈值(SW4)之上(Tfuel＞SW4)时启动所述参考工作点(Bref)。
7.根据前述权利要求中的任意一项所述的方法，其特征在于，仅在环境空气压力(pamb)位于第五阈值(SW5)之上(pamb＞SW5)时启动所述参考工作点(Bref)。
8.根据前述权利要求中的任意一项所述的方法，其特征在于，仅在所述内燃机在所述参考工作点(Bref)中运行了最小持续时间(Tmin)时实施该方法。
9.根据前述权利要求中的任意一项所述的方法，其特征在于，所述方法以事件驱动的方式实施。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在所述内燃机的预定运行时间结束之后实施所述方法，并且/或者在每次加油后实施至少一次所述方法。
11.根据权利要求9或10所述的方法，其特征在于，每行驶周期实施所述方法的次数受限于一个最大值。
12.用于控制内燃机的装置，其特征在于，所述装置根据前述方法中的任意一项工作。
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