CN102317604A

CN102317604A - 用于运行内燃机的方法和装置

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Publication number: CN102317604A
Application number: CN2010800066511A
Authority: CN
Inventors: U.容; G.勒塞尔; 张宏
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Vitesco Technologies GmbH
Priority date: 2009-02-06
Filing date: 2010-01-25
Publication date: 2012-01-11
Anticipated expiration: 2030-01-25
Also published as: DE102009007792A1; WO2010089219A1; US9200584B2; US20110308499A1; DE102009007792B4; CN102317604B

Abstract

给内燃机的每个汽缸组分别分配喷射事件存储器（EES）、喷射确定进程（EEP）和喷射执行进程（EAP）。在相应的喷射确定进程中（EEP），为所属的汽缸组确定所期望的喷射事件（EE）。这些喷射事件（EE）相继地被存放在分别所属的喷射事件存储器（EES）中。在相应的喷射执行进程（EAP）中，喷射事件（EE）被从所属的喷射事件存储器（EES）中相继地取出并且以其被所属的喷射确定进程（EEP）存放在所属的喷射事件存储器（EES）中的顺序被执行。分别接下来的喷射事件（EE）在分别在先执行的喷射事件（EE）的执行结束以后才被处理。

Description

用于运行内燃机的方法和装置

技术领域

本发明涉及用于运行内燃机并且尤其是用于控制燃料喷射的方法和装置。

背景技术

DE 10 2007 005 361 B3公开了用于控制燃料喷射的装置和方法。在喷射过程中，喷射器顺序地根据控制数据被控制为开启和闭合，其中在工作循环中，为每个汽缸提供特定的喷射片段，在所述喷射片段中能够进行喷射。针对所述汽缸，每喷射片段实施多个喷射过程，所述喷射过程的时长以及在工作循环中的时间位置被预先给定。针对每个汽缸，相继跟随的喷射过程被组合成多个包（Paket），这些包的喷射过程直接相继地实施。在燃料喷射的情况下，所述包以一定的序列来处理，其中不同汽缸的包以该序列直接相继跟随。为此，设置分配步骤，其中喷射过程被分配给包，而不必在此考虑不同喷射片段或汽缸的包的不期望的重叠。另外，设置有冲突校正步骤，其中对至少部分重叠并且由此相冲突的喷射过程执行推移或抑制。

EP 1 497 544 B1公开了一种用于运行用于内燃机的燃料喷射设备的方法。在喷射设备的运行期间，在控制电路的静态和动态中断期间确定边沿重叠。该确定根据内燃机的转数和曲轴角度来进行。以成对的方式对各个边沿时刻检查重叠。

DE 100 33 343 A1公开了一种用于内燃机的燃料喷射设备。该燃料喷射设备具有用于监视和/或解决在控制执行器元件时的冲突的喷射调解装置。该执行器元件是压电元件或者磁阀。给喷射分配不同的优先级，由此解决冲突情况。如果导致两个喷射的冲突，则推迟具有较低优先级的喷射。

发明内容

本发明的任务是，提供一种用于运行内燃机的简单和可靠的方法。另外，本发明的任务是提供一种用于运行内燃机的装置，该装置实现内燃机的简单和可靠的运行。

该任务通过独立权利要求的特征来解决。本发明的有利的扩展方案在从属权利要求中表示。

本发明的特点在于用于运行内燃机的方法和装置，该内燃机具有至少一个汽缸组，所述汽缸组具有至少两个汽缸，给所述汽缸分别分配至少一个喷射阀。给每个汽缸组分别分配喷射事件存储器、喷射确定进程和喷射执行进程。在相应的喷射确定进程中，为所属的汽缸组确定所期望的喷射事件。这些喷射事件相继地被存放在分别所属的喷射事件存储器中。在相应的喷射执行进程中，喷射事件被从所属的喷射事件存储器中相继地取出，并且以其被所属的喷射确定进程存放在所属的喷射事件存储器中的顺序被处理。分别接下来的喷射事件在分别在先执行的喷射事件的执行结束以后才被处理。

优点是，这非常简单，并且内燃机因此也可以非常可靠和鲁棒地来运行。时间上重叠的所期望的喷射事件通过对喷射事件以其被所属的喷射确定进程存放在所属的喷射事件存储器中的顺序并且通过分别接下来的喷射事件在分别在先执行的喷射事件执行结束以后才被处理的方式被总是相继地执行，也就是说，重叠以简单和可靠的方式被解决，而不必主动地对喷射事件检查重叠并且在识别出重叠的情况下主动在时间上推移喷射事件。分别接下来的喷射事件也在分别在先执行的喷射事件的执行结束以后才被从所属的喷射事件存储器中取出。

相应的喷射确定进程和相应的喷射执行进程优选彼此无关地执行，也就是说，它们优选地作为彼此分开的进程来执行，所述进程优选地仅仅通过所属的喷射事件存储器单向地彼此耦合。但是相应的喷射确定进程和相应的喷射执行进程也可以以其他方式来构造。

喷射事件的执行表示事实上的喷射过程，因此包括控制相应的喷射阀，使得该喷射法可以被打开并且将燃料分配给相应的汽缸。

在一个有利的扩展方案中，所述处理在第一种情况下包括，在还未经过在所属的喷射确定进程中确定的相应所期望的时间段的开始时在该时间段中执行相应的喷射事件。否则，所述处理在第二种情况下包括，在分别在先执行的喷射事件的执行结束以后才执行相应的喷射事件或者不执行相应的喷射事件。这所具有的优点是，这非常简单。通过在分别在先执行的喷射事件的执行结束以后才执行相应的喷射事件，相应的喷射事件在被执行时在分别在先执行的喷射事件的执行结束以后才被执行，由此自动地解决了为相应执行所设置的期望的时间段的重叠。可替代地，在第二种情况下，不执行相应的喷射事件，由此同样自动地解决了为相应执行所设置的期望的时间段的重叠。

在这种情形下有利的是，相应的喷射事件在第二种情况下直接在分别在先执行的喷射事件的执行结束以后被执行。由此，相应的喷射事件在第二种情况下与所期望的时间段尽可能时间接近地执行。另外，全部在相应的汽缸中分配的燃料量因此可以对应于所期望的燃料量。

在一个有利的扩展方案中，相应的被执行的喷射事件分别在保持由在所属喷射确定进程中所确定的喷射参数的情况下执行。这所具有的优点是，喷射执行进程由此可以非常简单和可靠。喷射参数尤其是包括喷射时长——即例如所期望的时间段的时长、或者应当分配的燃料量。相应的喷射事件尤其是优选要么被缩短要么被分割成两个或两个以上的喷射事件。

在一个有利的扩展方案中，在相应的喷射确定进程的范围内，在分别执行的确定步骤中确定每个喷射事件。分别确定的喷射事件在分别执行的存放步骤中被存放在所属的喷射事件存储器中。在相应的喷射执行进程的范围内，每个喷射事件在分别执行的取出步骤中被从所属的喷射事件存储器中取出。分别取出的喷射事件在分别执行的处理步骤中被处理。优点是，这非常简单并且实现了内燃机的特别可靠和鲁棒的运行。另外，通过这种方式非常简单地得出喷射事件的处理顺序。

在该装置的一个有利的扩展方案中，相应的喷射事件存储器被构造成FIFO存储器。优点是，这非常简单和低成本。FIFO存储器根据“先进－先出（first in－first out）”原理、简称“FIFO”来运行。由此，存放在FIFO存储器中的喷射事件仅能以其之前被存放在该FIFO存储器中的顺序从该FIFO存储器中取出。

附图说明

下面根据示意性附图来阐述本发明的实施例。

图1示出具有控制装置的内燃机；

图2示出框图；

图3示出两个喷射事件的第一示例；以及

图4示出两个喷射事件的第二示例。

在全体附图中给相同构造或功能的元件配备相同的附图标记。

具体实施方式

内燃机包括吸入管道1、发动机组2、汽缸头3和废气管道4（图1）。吸入管道1优选地包括节流阀5、收集器6和吸气管7，该吸气管7朝着汽缸Z1通过进气通道引入到发动机组2的燃烧室中。另外，发动机组2包括曲轴8，该曲轴8通过连杆10与汽缸Z1的活塞11耦合。内燃机除了汽缸Z1以外还包括至少一个另外的汽缸Z2、但是优选另外的汽缸Z3、Z4，但是内燃机可以包括每个任意较大数目的汽缸Z1－Z4。内燃机优选布置在机动车辆中。

汽缸3包括阀门驱动14、15，其与进气阀12或排气阀13耦合。阀门驱动14、15包括至少一个凸轮轴，所述凸轮轴与曲轴8耦合。另外，在汽缸头3中布置有喷射阀18并且在内燃机不是柴油内燃机的情况下必要时布置有火花塞19。可替代地，喷射阀18也可以布置在吸气管7中。在废气管道4中布置有废气催化器21，该废气催化器21优选地被构造为三通催化器。

设置控制装置25，其被分配给检测不同测量参量并且分别确定测量参量的测量值的传感器。控制装置25根据测量参量中的至少一个确定调整参量，所述调整参量然后被转换成一个或多个调整信号以用于借助于相应的伺服驱动来控制调整机构。另外，控制装置25确定特征参量的特征值。所述特征参量可以是测量参量或者从测量参量中导出的参量。控制装置25被构造为确定喷射事件EE并且通过生成尤其是用于相应喷射阀18的相应调整信号来执行喷射事件EE。控制装置25也可以被称为用于控制内燃机的装置和/或称为发动机控制装置。

传感器例如是：踏板位置发送器26，其检测驾驶踏板27的驾驶踏板位置；空气质量传感器28，其检测节流阀5上游的空气质量流；温度传感器32，其检测吸入空气温度；节流阀位置传感器30，其检测节流阀5的张开度；吸气管压力传感器34，其检测收集器6中的进气管压力的实际值；曲轴角度传感器36，其检测曲轴角度，然后给该曲轴角度分配内燃机的转数。

根据本发明的实施例，可以存在所述传感器的任意子集或者也可以存在附加的传感器。

调整机构例如是节流阀5、进气阀和排气阀12、13、喷射阀18以及必要时为火花塞19。

调整机构和传感器可以分别被分配给仅仅一个汽缸Z1－Z4和/或分别被分配给多个汽缸Z1－Z4。如果调整机构和/或传感器被分配给多个汽缸Z1-Z4，则该调整机构或传感器的调整信号或测量值例如根据曲轴角度被分配给各个汽缸Z1－Z4。

控制装置25优选地具有至少一个电气输出级以用于分别为汽缸Z1-Z4中的至少两个提供喷射调整信号。在此，汽缸Z1－Z4可以分别被分配给一个或两个或两个以上汽缸组。于是，优选地给每个汽缸组分别分配控制装置25的电气输出级以用于为被分配给相应汽缸组的汽缸Z1－Z4提供喷射调整信号，也就是说，相应汽缸组的所有汽缸都通过相同的电气输出级来控制。于是，每个组优选地包括汽缸Z1－Z4中的至少两个。

由于用于汽缸Z1－Z4中的相应汽缸的喷射的曲轴角度范围可能大于相应的工作冲程（Arbeitstakt），因此可能导致冲突，使得将在时间上重叠地利用由相同输出级控制的两个喷射阀门18进行喷射。在四汽缸发动机的情况下，该曲轴角度范围例如高达270度。

图2示出用于运行内燃机的程序的框图，该程序优选地可以由控制装置25来执行。该程序包括喷射确定进程EEP、喷射事件存储器EES、以及喷射执行进程EAP。优选地为每个汽缸组分别设置这样的程序。

相应的喷射确定进程EEP包括用于确定喷射事件EE的确定步骤ES，所述喷射事件EE将由所属汽缸组的相应汽缸Z1－Z4来执行。喷射事件EE的确定优选地根据测量参量来进行，例如根据内燃机的转数来进行。另外，喷射事件EE的确定优选地在不确定优先级的情况下、即在不同喷射事件EE优选地不具有执行优先级的情况下进行，使得不会有喷射事件由于不同地所给予的优先级而相对于另一喷射事件得到优选或者受到压制。但是喷射事件EE的确定也可以以其他方式进行。相应的喷射确定进程EEP还包括存放步骤ABLS以用于将所确定的相应喷射事件EE存放在所属的喷射事件存储器EES中。在存放了相应喷射事件EE以后，喷射确定进程EEP以确定步骤ES继续，在该确定步骤ES中确定分别接下来的喷射事件EE。

相应的喷射事件EE尤其是包括关于所期望时间段的信息，该在所期望时间段中应当执行喷射事件EE、即应当进行喷射。所期望的时间段例如以喷射应当开始时的曲轴角度、以及喷射时长或者喷射应当结束时的曲轴角度的形式被预先给定。但是所期望的时间段也可以以其他方式预先给定。

喷射事件存储器EES优选地被构造成FIFO存储器，其根据“先进－先出”原理或简称FIFO来运行。喷射事件存储器EES也可以被称为等候队列或者等候队列存储器。因此，喷射事件EE的用于从喷射事件存储器EES中取出喷射事件EE的顺序与喷射事件EE的之前在喷射事件存储器EES中存放喷射事件EE的顺序一致。

相应的喷射执行进程EAP包括用于从喷射事件存储器EES中取出每一个喷射事件EE的取出步骤ABHS。在处理步骤AS中，所取出的喷射事件EE被处理。该处理一般包括执行所取出的喷射事件EE。相应喷射事件EE的执行尤其是包括生成喷射调整信号、即用于喷射阀18的调整信号，应当借助于该调整信号来进行喷射。在执行喷射事件EE时，原则上尤其是考虑到所期望的其中应当进行喷射的时间段、即尤其是所期望的喷射开始以及所期望的喷射时长或者所期望的喷射结束。

可以规定，尤其是在喷射的实际可能开始的时刻已经经过了所期望的喷射开始的时刻（如之前已经在确定步骤ES中为该喷射事件EE所确定的喷射开始时刻）时，放弃相应喷射结果EE的执行。为此可以在处理步骤AS中规定检查：针对刚刚取出的喷射事件EE，是否已经经过了所期望的喷射开始。如果情况如此，则喷射事件EE不被执行，否则优选地在所期望的时间段中执行该喷射时间EE。但是例如同样可以规定：仅当例如也已经经过了相应喷射事件EE的所期望的喷射结束时，才放弃该相应喷射事件EE的执行。

但是优选地，相应喷射结果EE与是否已经经过了其所期望的喷射开始或其所期望的喷射结束无关地执行。在第一种情况下，相应的喷射结果EE在所属喷射确定进程EEP中所确定的相应的所期望的时间段中在还未经过该时间段的开始时执行。否则，即如果已经经过了所期望的时间段的开始，则在第二种情况下，相应喷射事件EE在分别在先执行的喷射事件EE的执行结束以后才执行。

在喷射结束检查步骤EEPS中检查：当前执行的喷射事件EE是否结束、即是否已经被完全处理。如果情况不是这样，即喷射事件EE当前还未被处理，则该喷射事件EE在处理步骤AS中被进一步处理。尤其是该喷射事件EE在处理步骤AS中被进一步执行。但是如果当前没有喷射事件被处理并且尤其是被执行，则该程序在取出步骤AHBS中继续，在该取出步骤AHBS中分别接下来的喷射事件EE被从喷射事件存储器EES中取出。因此，在喷射执行进程EAP中优选地从来没有一个以上喷射事件EE被处理，并且因此也从来没有一个以上喷射事件被执行。两个相继跟随的喷射事件EE的相应的所期望的时间段的可能出现的时间重叠由此被自动解决，而不必对喷射事件EE检查这样的重叠的存在，并且不必主动在时间上推移或缩短或分割喷射事件EE。另外，喷射事件EE也不必为了能够解决重叠而具有不同的执行优先级。因此，该程序实现了内燃机的非常简单、可靠和鲁棒的运行。

图3示出用于两个喷射阀18的确定步骤ES和处理步骤AS的时间流程的示例，这两个喷射阀18被分配给相同的汽缸组并且被称为第一喷射器INJ_I和第二喷射器INJ_I＋1。在此，在上面的时间线中示出涉及第一喷射器INJ_I的确定步骤ES和处理步骤AS，并且在下面的时间线中示出涉及第二喷射器INJ_I＋1的确定步骤ES和处理步骤AS。在涉及第一喷射器INJ_I的确定步骤ES中，第一喷射事件EE（n－k）被确定并且被存放到喷射事件存储器EES中。在涉及第二喷射器INJ_I＋1的确定步骤ES中，第二喷射事件EE（n－k＋1）被确定并且被存放到喷射事件存储器EES中。在涉及第一喷射器INJ_I的处理步骤AS中，第一喷射事件EE（n－k）被从喷射事件存储器EES中取出并且在所期望的时间段中被执行，因为在所期望的喷射开始时，没有其他的喷射事件EE被执行。在涉及第二喷射器INJ_I＋1的处理步骤AS中，第二喷射事件EE（n－k＋1）被从喷射事件存储器EES中取出并且在所期望的时间段中被执行，因为在所期望的喷射开始时，没有其他的喷射事件EE被执行。尤其是在第二喷射事件EE（n－k＋1）的所期望的喷射开始时，第一喷射事件EE（n－k）已经结束。因此在该第一种情况下，第一以及第二喷射事件EE（n－k）、EE（n－k＋1）的实际执行IA与相应喷射事件EE的额定执行SA一致，也就是说，相应喷射事件EE分别如在相应的确定步骤ES中所确定和预先给定的那样在所期望的时间段中被执行。额定执行SA也可以称为执行期望或者所期望的执行，并且在时间上对应于所期望的时间段。实际执行IA也可以称为事实上的执行或喷射。

图4相应地示出确定步骤ES和执行步骤AS的时间流程的示例，其中存在相应的额定执行SA的时间重叠。在涉及第一喷射器INJ_I的确定步骤ES中，第一喷射事件EE（n－k）被确定并且被存放到喷射事件存储器EES中。在涉及第二喷射器INJ_I＋1的确定步骤ES中，第二喷射事件EE（n－k＋1）被确定并且被存放到喷射事件存储器EES中。在涉及第一喷射器INJ_I的处理步骤AS中，第一喷射事件EE（n－k）被从喷射事件存储器EES中取出并且在所期望的时间段中被执行，因为在所期望的喷射开始时，没有其他的喷射事件EE被执行。这因此对应于实际执行IA与额定执行SA重合的第一种情况。在涉及第二喷射器INJ_I＋1的处理步骤AS中，第二喷射事件EE（n－k＋1）被从喷射事件存储器EES中取出。但是根据图2和上面的描述，该取出在第一喷射事件EE（n－k）的执行结束以后才进行。因此，第二喷射事件EE（n－k＋1）最早在第一喷射事件EE（n－k）的处理并且尤其是执行结束以后才能被处理并且尤其是被执行。但是在所示的示例中，利用第二喷射器INJ_I＋1的喷射应较早地、即在第一喷射事件EE（n－k）的执行期间开始。因此，第二喷射事件EE（n－k＋1）不在所期望的时间段中被执行，而是在第一喷射事件EE（n－k）的执行结束以后才被执行。在该第二种情况下，实际执行IA比额定执行SA更晚进行。

优选地规定：在相应的喷射确定进程EEA中逐汽缸地以喷射事件EE的相应所期望的时间段的时间顺序来确定所述喷射事件EE。例如，汽缸组仅仅具有第一喷射器INJ_I和第二喷射器INJ_I＋1。然后，例如为每个循环以所有涉及第一喷射器INJ_I的喷射事件EE的时间顺序确定这些喷射事件EE并且将其存放在所属的喷射事件存储器EES中，然后以所有涉及第二喷射器INJ_I＋1的喷射事件EE的时间顺序确定这些喷射事件EE并且将其存放在所属的喷射事件存储器EES中。这优选地针对每个循环在内燃机的运行期间重复。但是喷射事件也可以以其他方式来确定。

在时间重叠地喷射情况下的冲突通过设置相应的喷射事件存储器EES和相应所属的喷射事件确定进程EEP和喷射执行进程EAP以简单和鲁棒的方式来解决。优选地规定：相应的喷射事件EE在第二种情况下也分别在保持由在所属喷射确定进程EEP中所确定的喷射参数的情况下、尤其是在保持所期望的喷射时长的情况下执行。但是也可以规定：在第二种情况下，将分别与第二喷射事件EE（n－k＋1）相对应的喷射事件EE在其喷射时长方面进行缩短。

Claims

1.一种用于运行内燃机的方法，该内燃机具有至少一个汽缸组，所述汽缸组具有至少两个汽缸（Z1－Z4），给所述汽缸（Z1－Z4）分别分配至少一个喷射阀（18），并且给每个汽缸组分别分配喷射事件存储器（EES）、喷射确定进程（EEP）和喷射执行进程（EAP），其中

－在相应的喷射确定进程中（EEP），为所属的汽缸组确定所期望的喷射事件（EE），并且这些喷射事件（EE）相继地被存放在分别所属的喷射事件存储器（EES）中，并且

－在相应的喷射执行进程（EAP）中，喷射事件（EE）被从所属的喷射事件存储器（EES）中相继地取出并且以其被所属的喷射确定进程（EEP）存放到所属的喷射事件存储器（EES）中的顺序被处理，并且分别接下来的喷射事件（EE）在分别在先执行的喷射事件（EE）的执行结束以后才被处理。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述处理在第一种情况下包括，在还未经过在所属的喷射确定进程（EEP）中确定的相应所期望的时间段的开始时在该时间段中执行相应的喷射事件（EE），并且否则，在第二种情况下，在分别在先执行的喷射事件（EE）的执行结束以后才执行相应的喷射事件或者不执行相应的喷射事件（EE）。

3.根据权利要求2所述的方法，其中相应喷射事件（EE）在第二种情况下直接在分别在先执行的喷射事件（EE）的执行结束以后执行。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其中相应的被执行的喷射事件（EE）分别在保持由在所属的喷射确定进程（EEP）中所确定的喷射参数的情况下执行。

5.根据前述权利要求之一所述的方法，其中

－在相应的喷射确定进程（EEP）的范围内，在分别执行的确定步骤（ES）中确定每个喷射事件（EE），并且分别确定的喷射事件（EE）在分别执行的存放步骤（ABLS）中被存放在所属的喷射事件存储器（EES）中，并且

－在相应的喷射执行进程（EAP）的范围内，每个喷射事件（EE）在分别执行的取出步骤（ABHS）中被从所属的喷射事件存储器（EES）中取出，并且分别取出的喷射事件（EE）在分别执行的处理步骤（AS）中被处理。

6.一种用于运行内燃机的装置，该内燃机具有至少一个汽缸组，所述汽缸组具有至少两个汽缸（Z1－Z4），给所述汽缸（Z1－Z4）分别分配至少一个喷射阀（18），并且给每个汽缸组分别分配喷射事件存储器（EES）、喷射确定进程（EEP）和喷射执行进程（EAP），所述装置被构造为

－在相应的喷射确定进程（EEP）中为所属的汽缸组确定所期望的喷射事件（EE）并且将这些喷射事件（EE）相继地存放在分别所属的喷射事件存储器（EES）中，并且

－在相应的喷射执行进程（EAP）中将喷射事件（EE）相继地从所属的喷射事件存储器（EES）中取出并且以其被所属的喷射确定进程（EEP）存放在所属的喷射事件存储器（EES）中的顺序处理所述喷射事件（EE），并且在分别在先执行的喷射事件（EE）的执行结束以后才处理分别接下来的喷射事件（EE）。

7.根据权利要求6所述的方法，其中相应的喷射事件存储器（EES）被构造成FIFO存储器。