CN102235213A - 用于运行内燃机的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于运行内燃机(1)的方法，其中由至少一个废气探测仪(30；32)来检测在排气通道(10)中流动的废气的至少一项参数，其中所述内燃机(1)至少暂时通过起动装置(3)来牵引，而同时没有进行燃料的喷射和燃烧，并且同时并且/或者之后对所述废气探测仪(30；32)进行补偿。

Description

用于运行内燃机的方法
技术领域
本发明涉及一种按权利要求1前序部分所述的方法以及按并列的权利要求所述的一种计算机程序以及一种控制和/或调节装置。
背景技术
从市场方面已经知道具有排气系统的内燃机，在所述排气系统中比如装入用于对废气进行分析的λ传感器。为了保证λ传感器或者也保证NOx-探测仪的必要的精度，有必要时常实施废气探测仪的补偿。这通过以下方式来实现，也就是向废气探测仪的环境输送废气，该废气大约具有可以在环境空气中获得的氧份额。这一点比如在用内燃机驱动的机动车在特定的最小持续时间里处于惯性行驶中时可以得到实现。这样的惯性行驶比如出现在下坡行驶时，而同时可以预料废气的足够的氧份额。现在在排气设备的这样的状态中，可以实施废气探测仪比如λ传感器或者NOx探测仪的补偿。如果相反机动车在其它条件下运行比如在市内交通中运行，那就比较少地或者根本不会出现内燃机的对于所述的补偿来说必要的较长时间的惯性阶段。
发明内容
本发明的问题通过一种按权利要求1所述的方法并且通过按并列的权利要求所述的一种计算机程序和一种控制和/或调节装置得到解决。有利的改进方案在从属权利要求中得到说明。此外，对于本发明来说重要的特征可以在以下说明中并且在附图中找到，其中所述特征不仅单独地而且在不同的组合中都可能对本发明来说是重要的，而没有没有再次明确地指出这一点。
本发明具有这样的优点，也就是即使在这些情况中也能够比较经常地对设置在内燃机的排气通道中的废气探测仪进行校准，在这些情况中无法或者只能很少地指望内燃机的足够长的惯性阶段。
本发明以这样的考虑为出发点，即为了对废气探测仪尤其λ传感器进行补偿或者说在对其进行补偿之前(这也可以称为“校准”)必须用新鲜空气对废气探测仪的环境进行时间足够长的清洗。为此有必要的是，在较长的预先给定的时间里没有将燃料喷射到内燃机的气缸中并且由此没有产生燃烧废气。而后才能保证相应的清洗质量，该清洗质量允许以足够的精度实施所述废气探测仪的补偿。在比如机动车中的内燃机的运行中，会出现所谓的惯性阶段，在惯性阶段中不喷射燃料并且所述惯性阶段持续足够的时间，用于能够实施废气探测仪的补偿。另一方面会有内燃机的一些运行情况或者使用情况，在这些情况中无法指望这样的惯性阶段或者在这些情况中所述惯性阶段未持续足够长的时间。此外，对于稳态运行的内燃机来说会存在着对可能存在的废气探测仪进行补偿的需求。
本发明尤其利用这一点，即内燃机经常不是持续不断地运行，而是具有运行间断，在所述运行间断里内燃机断开或者至少不必作功。由此可以定义适合于对废气探测仪进行补偿的运行状态。起动装置按照本发明牵引着内燃机，其中未喷射燃料，因而未进行燃烧。所吸入的新鲜空气因此既没有因所喷入的燃料也没有因燃烧废气而“被污染”，即它作为纯净的新鲜空气进入到排气通道中并且因此允许用新鲜空气对废气探测仪的环境进行清洗，对所述新鲜空气的氧份额知道得比较清楚。由此又产生所定义的用于废气探测仪的校准(或者说补偿)的原始状态。
作为补充，本发明提出，释放所述废气探测器的补偿，如果一项运行参量达到一个数值，从该数值中可以推断出，所述至少一个废气探测仪的环境中的废气的氧份额大致相应于环境空气的氧份额。在此可以将内燃机或者排气通道的一项或者多项运行参量比如与阈值进行比较，在超过或者低于所述阈值时可以开始所述废气探测仪的校准。这种改进方案的优点首先在于，改进了补偿过程的可靠性。
补充地规定，所述运行参量根据经验来求得并且/或者依赖于先前的运行状态。借助于根据经验的求得，可以有利地考虑到经验值，并且通过参照相应先前的运行状态，可以更精确地评估所述运行参量。即可靠性再次得到了改进。
此外，本发明规定，所述运行参量是自牵引运行的开始起的持续时间和/或所述废气探测仪的测量信号的梯度。由此-比如可以借助于根据经验的求得-来确定持续时间，在该持续时间结束之后可以预料在废气探测仪的环境中存在足够的氧份额。替代或者补充地，可以对所述废气探测仪的测量信号的梯度进行分析。比如，如果所述废气探测仪的测量信号不再变化也就是说梯度大致为零，那就可以推断出，废气中的氧份额具有大致与环境空气相符的浓度。可以比较容易地确定所提出的两个参数，这节省了计算资源并且尽管如此还是提供了可靠的结果。
本发明的一种重要的设计方案规定，存在着以下条件至少之一时实施所述方法：
-在起动内燃机之前和/或过程中的运行阶段；
-在内燃机停止过程中和/或之后的运行阶段；
-用于通过自动的或者手动的干预来实施所述方法的要求。
由此来定义内燃机的三种运行情况，在这三种运行情况中没有将燃料喷射到内燃机的气缸中，并且由此可以进行废气探测仪的补偿。尤其可以如此长地延长内燃机的起动过程而没有喷射燃料，从而对排气通道进行足够的清洗并且就这样能够对废气探测仪进行校准，在所述起动过程中内燃机借助于所述起动装置比如在使用电的起动器的情况下来牵引。同样可以在内燃机的停止过程中和/或之后使所述起动装置运行一会儿，从而牵引内燃机，其中同样没有喷射燃料。在车间诊断过程中通过自动的或者手动的干预可以引起另一种合适的运行情况。
按照本发明，同样可以运用所述方法，而没有在此之后立即运行内燃机。牵引内燃机就足以用于对排气通道进行清洗并且对废气探测仪进行校准。尤其在对内燃机进行车间诊断的过程中有这种可能性。对于机动车而言，也可以设想比如在夜晚在停放机动车的过程中自动地实施所述方法。
尤其按照本发明规定，所述废气探测仪是λ传感器。λ传感器对于内燃机的正常的运行来说特别重要。因此有必要的是，λ传感器得到了很好的校准。利用氧在新鲜的环境空气中的精确已知的份额可以很好地做到这一点。由此所述按本发明的方法可以有利地运用到λ传感器上。
附图说明
下面参照附图对本发明的示范性的实施方式进行解释。在附图中示出：
图1是内燃机和排气通道的简化的示意图；并且
图2是用于在内燃机的控制和/或调节装置上运行计算机程序的流程图。
在所有的附图中即使对于不同的实施方式来说也为功能相当的元件和参量使用相同的附图标记。
具体实施方式
图1示出了机动车的内燃机1连同排气通道10的大为简化的示意图。所述内燃机1在附图的上面区域中示出并且在此包括四个缸(无附图标记)。在其右边示出了所述内燃机1的空气系统2。在该内燃机1的上方绘出了起动装置3比如电的起动器，其可以借助于轴4来起动所述内燃机1。控制和/或调节装置5连同在其上面运行的计算机程序6还控制着所述起动装置3。一束引出的控制线路7和一束到达的控制线路8象征性地代表着所述控制和/或调节装置5与所述内燃机1及排气通道10的不同的组件之间的连接。
所述排气通道10处于图1的下面部分中，在该排气通道10中使废气基本上从左往右流过并被处理。在此这是柴油机动车的排气通道10，该排气通道10通过管道连接12连接到所述内燃机1上。该排气通道10为此沿废气的流动方向具有柴油氧化催化器14、柴油颗粒滤清器16以及SCR催化器18(SCR意思是“选择性催化还原”)。在所述柴油氧化催化器14的上游布置了燃烧器20和用于喷射燃料的阀22。在所述柴油颗粒滤清器16的下游布置了阀24，利用该阀24可以将基于尿素的对于SCR催化器18中的选择性催化还原来说所需要的添加物(“添加剂”)加入到废气流。此外，所述排气通道10具有四个温度传感器26、一个λ传感器30和两个NOx传感器32。具有附图标记20、22、24和26的元件只是间接地与本发明有关并且仅仅为了在附图中更好地说明问题而列举出来。
所述温度传感器26、λ传感器30和NOx传感器32与所述控制和/或调节装置5电连接。这在图1中仅仅通过所说的控制线路7和8来示出，但是未单个地示出。所述λ传感器30在内燃机的正常运行中检测废气中的氧浓度。在运行时间里这些λ传感器30会失调，也就是说，由其发出的信号不再以所期望的精度反映实际的氧浓度。因此有必要时常对λ传感器30进行补偿或者说校准。为此最好使具有已知的氧浓度的气体在所述λ传感器30的旁边流过并且而后将所测量的信号配属给这种氧浓度。
所述λ传感器30的补偿-比如在内燃机1起动时-如下来实施：
(a)将所述起动装置3被激活并且借助于轴4来牵引内燃机1，其中通过所述空气系统2来输入环境空气，但是同时没有将燃料喷射到内燃机1的气缸中并且由此在气缸中也没有燃烧；
(b)检测自牵引运行的开始起的持续时间34；
(c)求得所述λ传感器30的测量信号的梯度36；
(d)在预先给定的持续时间34结束之后并且/或者在所述测量信号的梯度36达到或者超过或者低于预先给定的阈值时，借助于所述控制和/或调节装置5来释放并且实施所述λ传感器30的校准；并且
(e)在结束校准过程之后释放将燃料喷射到内燃机1中的过程并且比如起动该内燃机1。
所述持续时间34的检测和梯度36的求得及其评估在所述控制和/或调节装置5中进行。如果如所描述的一样将所述方法运用到内燃机1的起动过程上，那么所述起动过程可以延长一个时段。如果相反在内燃机1停止时运用该方法，那就可以比如在燃料喷射过程结束之后操纵所述起动装置3时相应地将停止过程延长一个时段。
不言而喻，图1仅仅起示范性的作用并且按本发明的方法不局限于柴油发动机，而是同样能够运用到汽油发动机和其它类似的内燃机1或其排气通道10上。同样不言而喻的是，所述方法不仅可以关于所述λ传感器30的校准(补偿)得到运用，而且也可以以类似的方式用于NOx传感器32或者其它可能布置在所述排气通道10中的探测仪的校准。
图2示出了适合于借助于所述计算机程序6在所述控制和/或调节装置5中执行所述方法的流程图。在起动方框50中开始该方法。在接下来的方框52中建立条件，用于借助于所述起动装置3来牵引所述内燃机1，而没有将燃料喷射到该内燃机1的气缸中。这比如可以在该内燃机1起动时进行，方式是与正常的起动过程相比稍许延长了起动过程，其中该内燃机1借助于所述起动装置3来牵引。同样在该内燃机1停止时可以引起一种状态，在该状态中内燃机1还在旋转或被所述起动装置3所牵引，而没有将燃料喷射到该内燃机1的气缸中。
在方框54中起动用于对持续时间34进行检测的计时器并且同时对有待校准的λ传感器30的测量信号的梯度36进行分析。在接下来的询问方框56中判断，是否达到或者超过自牵引运行的开始起的预先给定持续时间34，并且/或者所述测量信号的梯度36是否达到或者超过或者说低于一个数值，从该数值中可以推断出，所述λ传感器30的环境中的废气的氧份额大致相应于环境空气的氧份额。如果所述梯度低于阈值，也就是说测量值基本上是恒定的，那么通常就会是这种情况。只要适用所述两项条件中至少一项，那就分支到接下来的方框58中。否则就在所述询问方框56的入口处一直重复该过程，直到存在所述条件中的至少一项。
在方框58中实施所述λ传感器30的真正的校准，其中通过此前的方法步骤来保证，所述λ传感器30的环境中的废气的氧份额大致相应于环境空气的氧份额。在对所述λ传感器30进行校准之后，按照本方法分支到最终方框60中。在那里结束在图2中所描绘的过程，并且要么可以通过燃料的喷射来起动所述内燃机1，要么可以结束借助于所述起动装置3进行的牵引运行并且将该内燃机断开。

Claims (9)

1.用于运行内燃机(1)的方法，其中由至少一个废气探测仪(30；32)来检测在排气通道(10)中流动的废气的至少一项参数，其特征在于，所述内燃机(1)至少暂时通过起动装置(3)来牵引，在此期间没有进行燃料的喷射和燃烧，并且在此期间并且/或者之后对所述废气探测仪(30；32)进行补偿。
2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，在运行参量达到一个数值时释放补偿过程，从该数值中可以推断出，所述至少一个废气探测仪(30；32)的环境中的废气的氧份额大致相应于环境空气的氧份额。
3.按权利要求2所述的方法，其特征在于，所述运行参量根据经验得到并且/或者依赖于先前的运行状态。
4.按权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述运行参量是自牵引运行的开始起的持续时间(34)和/或所述废气探测仪(30；32)的测量信号的梯度(36)。
5.按前述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，在存在以下条件中的至少一项时实施该方法：
-在起动内燃机(1)之前和/或过程中的运行阶段；
-在内燃机(1)停止过程中和/或之后的运行阶段；
-用于通过自动的或者手动的干预来实施所述方法的要求。
6.按权利要求5所述的方法，其特征在于，在没有内燃机(1)的紧接着的运行的情况下实施该方法。
7.按前述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，所述废气探测仪(30；32)是λ传感器(30)。
8.计算机程序(6)，其特征在于，该计算机程序(6)适合于实施按权利要求1到7中任一项所述的方法。
9.控制和/或调节装置(5)，其特征在于，在该控制和/或调节装置(5)上能够运行按权利要求8所述的计算机程序。
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