CN103362677A - 用于控制在内燃机处的发动机制动运行的方法和装置 - Google Patents

用于控制在内燃机处的发动机制动运行的方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于控制在内燃机处的发动机制动运行的方法和装置，具体而言涉及用于控制在用于机动车的内燃机处的发动机制动运行的方法和装置，其中，内燃机利用燃料的直接喷射系统来运行并且在排气系统中设置有可控制的制动阀片以用于在发动机制动运行中阻挡排气，以及此外内燃机带有排气再循环设备，其具有布置在制动阀片上游的AGR阀以及再循环管道，该再循环管道将排气系统与内燃机的吸入系统相连接并且在行驶运行中控制前往燃烧空气的限定的排气再循环量。为了避免在喷射阀处临界的过热温度提出，在发动机制动运行(MB)中将依赖于内燃机(1)的运行参数(n,TE)来或多或少地开启AGR阀(13)。

Description

用于控制在内燃机处的发动机制动运行的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于控制在机动车中的内燃机处的发动机制动运行(Motorbremsbetrieb)的方法以及一种用于实施根据权利要求10的前序部分的方法的装置。
背景技术
对于在排气系统中带有制动阀片(Bremsklappe)的高度压缩的内燃机，在滑行运行(Schubbetrieb)(发动机制动运行)中可在燃烧室中出现高的温度，其如有可能对于直接喷射系统(Direkteinspritzung)的喷射阀可能是有害的。通过文件DE 198 47 388 B4已知即使在发动机制动运行中也喷射燃料以冷却喷射阀。
发明内容
本发明的目的在于指出一种方法，借助于其可在没有结构上的额外花费的情况下抵抗尤其喷射阀的过热。此外提出了一种用于实施该方法的有利的装置。
该目的利用独立的权利要求的特征来解决。本发明的有利的改进方案是从属权利要求的对象。
根据本发明提出在发动机制动运行中排气再循环设备的AGR阀依赖于内燃机的至少一个限定的运行参数以限定或者预定的方式被或多或少地开启(aufsteuern)。令人意外地表明，由此可避免在喷射阀处的临界的(kritisch)温度，其中发动机制动功率轻微地减小。在此以下可视为尤其有利，即在已存在排气再循环设备的情况下仅需要对现存的控制器进行软件更改，因此该方法如有可能也可没有问题地对现存的内燃机进行改型。
在本方法的一种特别简单的实施中，AGR阀可在发动机制动运行中依赖于内燃机的转速以限定并且/或者预定的方式被或多或少地打开，尤其以这样的方式打开，即使得在发动机制动运行期间不同的转速或者不同的转速范围与AGR阀的不同的打开程度相关联。例如对于作为AGR阀的AGR阀片，可在第一高的转速时比在与此相对更低的转速时预定更大的打开角度。打开程度的逐渐的调整在此例如可以线性地但也可以逐级的方式来进行。由此以在内燃机低的转速范围中优选更高的制动功率和在内燃机的较高的转速范围中较低的制动功率的情况下实现与相应出现的排气质量流和压力比(Druckverhaltnis)进行相对简单的匹配。
备选地或者附加地，AGR阀可在发动机制动运行中依赖于直接喷射系统的喷射嘴的优选相应地实际地预定的并且/或者被确定的并且/或者探测的温度以限定或者预定的方式或多或少地打开，尤其以这样的方式打开，即使得喷射嘴的不同的温度或温度范围同样与AGR阀的不同的打开程度相关联并且/或者在到达预定的温度阈值时AGR阀被完全打开。例如可设置成，从发动机制动运行的启动开始AGR阀的打开梯度(?ffnungsgradient)随着喷射嘴的温度的提升而增加，直到在到达限定的阈值温度时AGR阀被完全打开且保持所预定的持续时间。
此外，为了在发动机制动运行开始时获得尽可能高的制动功率，可在时间延迟的情况下才打开AGR阀，也就是说从制动阀片被闭合开始在限定的时间间隔之后才打开AGR阀。由此为了全(voll)制动功率利用喷射嘴的温度惯性(Temperatur-Beharrungsverm?gen)直到出现临界的温度界限并且然后才操控AGR阀。但是原则上，AGR阀也可在发动机制动运行开始后不久已经被打开。
在该方法的一种特别有利的改进方案中，可通过结合内燃机的多个限定或者预定的运行参数来如此控制AGR阀的打开，即使得在发动机制动运行中保持内燃机的限定的转速。由此藉由以下方式通过AGR阀以受限的程度获得机动车在惯性运行中的速度调节，即藉由(例如以相对于温度控制叠加的方式)如此调节发动机制动运行，即使得限定的例如通过调节设备设定的转速被保持。在此如果不应低于所设定的速度确切说内燃机的转速，那么也可通过AGR阀来控制制动功率的降低。
此外可以已知的方式在发动机制动运行中通过直接喷射来实施作为辅助喷射的经限定的燃料量，其中，该措施可以设计成用于获得更高的制动功率并且/或者用于在喷射嘴处的温度下降。
具体地，为了实施该方法可设置任何控制系统(例如控制器或者控制器联合)，借助于该控制系统其中操控排气再循环设备的AGR阀。在发动机制动运行中发动机制动运行模式可以被添加给控制器或者由该控制器来添加发动机制动运行模式，该发动机制动运行模式至少依赖于转速传感器并且/或者温度传感器以及在排气系统中的制动阀片的闭合的信号来控制AGR阀的打开。
内燃机并且/或者喷射阀并且/或者吸入空气的温度值可以作为温度信号输送给控制器，其中例如可设置成，AGR阀可在到达所限定的温度阈值时才被打开。温度值可以从温度模型或者特性曲线中提取并且/或者从等效参量(Ersatzgr??e)(例如转速)中导出并且/或者原则上也可借助于温度传感器来探测温度值。
最后，内燃机可以已知的方式利用排气涡轮增压系统来运行，其中，制动阀片定位在排气涡轮之前或之后，然而定位在排气再循环设备的分支的再循环管道下游。
利用装置得出的优点之前已经详细评价过，从而对此参考之前所作的阐述。
附图说明
接下来根据所附的示意性的图纸来详细阐述本发明的实施例。
图1作为方框电路图显示了具有多个缸体的直列式内燃机，其带有排气涡轮增压系统和排气再循环设备以及带有布置在排气系统中用于控制发动机制动运行的制动阀片；以及
图2显示了一个图表，其示出在内燃机的喷射阀处由排气再循环设备的AGR阀的打开所影响的发动机制动运行、瞬时制动功率以及温度变化过程。
部件列表
1 内燃机
2 喷射阀
3 排气歧管
4 排气管道
5 控制器
6 制动阀片
7 排气涡轮
8 进入管道
9 压缩机
10 增压压力管道
11 吸入分配器
12 再循环管道
13 排气再循环阀
n 发动机转速
TE喷射阀的温度
MB发动机制动运行的信号
MBL 发动机制动功率。
具体实施方式
在图1中示出了内燃机1(例如柴油机)，其在此带有仅仅示例性的6个缸体以及通过仅象征性表示的喷射阀2将燃料直接喷射到缸体的燃烧室中的直接燃料喷射系统。
内燃机1具有仅部分示出的带有排气歧管3和排气管道4的排气系统。将可通过电子控制器5控制的制动阀片6插入到排气管道4中。
内燃机1利用排气涡轮增压系统来运行，其中，排气涡轮增压器以其排气涡轮7集成到排气管道4中。
排气涡轮增压器的压缩机8通过仅仅象征性表示的进入管道9来吸入燃烧空气并且通过增压压力管道10和吸入分配器11将燃烧空气输送到内燃机1的燃烧室。
在排气歧管3和吸入分配器11之间设置有排气再循环管道12，在排气冷却器(未示出)附近将排气再循环(AGR)阀13插入到排气再循环管道中。AGR阀13根据内燃机1的运行数据通过控制器5来控制。AGR阀13例如可以是任意的阻断元件或者节流元件，其例如借助于比例阀来操控。
喷射嘴2联接到燃料喷射装置(例如共轨)处并且在直接喷射方法中喷射通过控制器5所确定的燃料量。应理解的是，只要没另外说明，内燃机及其运行设备可以是通常的结构型式和设计。
正常的发动机制动运行例如通过脚踏开关(未示出)来激活，其中，信号MB传输给控制器5并且该控制器操控或者关闭制动阀片6。在此，在正常的发动机制动运行中，AGR阀13关闭并且燃料喷射中断。
除了很多的运行参数之外，借助于转速传感器将内燃机1的转速n输送给控制器5以及例如以模型为基础或以从等效参量导出的方式或者通过布置在喷射阀2处的温度传感器将温度信号TE输送给控制器5。
将带有发动机制动运行模式的软件添加给控制器5，该发动机制动运行模式在发动机制动运行已激活且制动阀片6已闭合的情况中依赖于喷射阀2的预定的温度TE并且/或者依赖于内燃机1的瞬时的转速n来逐渐或者连续地或多或少地打开AGR阀13并且该发动机制动运行模式此外通过喷射阀2控制燃料的辅助喷射。
如果在喷射阀2处到达限定的温度界限并且/或者在发动机制动运行中存在限定的发动机转速n，那么在经过所限定的时间间隔(短暂的全发动机制动功率)后开启AGR阀13，由此排气将通过再循环管道12再循环并且在AGR阀13上游的排气背压伴随着发动机制动功率的减少而降低。同时，可通过喷射阀2来提前或者延迟地控制燃料的辅助喷射以用于喷射阀的附加的冷却。
根据图2的图示例如显示了在发动机制动运行中排气再循环对喷射阀2的温度TE的影响，因此可避免在该处有害的过热温度。
实线MB描述了制动阀片6的状况，通过信号MB以从0%开始到100%的方式来闭合制动阀片以便引发发动机制动运行。
虚线TE显示了接着发生的喷射嘴2的温度的上升，其中，在AGR阀13逐渐打开之前可经历时间间隔t，如其利用点划线13所示的那样。
AGR阀13的打开引起了根据线MBL的发动机制动功率的减少并且同时导致温度TE不继续上升。
如所实施的那样，AGR阀13的打开也由内燃机的转速n影响，从而例如可设置成AGR阀13随着转速n增加继续开启(在图示中未示出)并且与此相关联地排气背压继续降低或者还保持恒定。
通过所描述的AGR阀13的操控在滑行运行中可通过控制器5在受限的范围内也引起机动车的转速调节或者速度调节，其中，与调节设备(未示出)结合的控制器通过以下方式维持所设定的发动机转速n，即使得AGR阀13以所限定的程度被或多或少地开启。
应理解的是，在喷射阀2处的温度阈值在此具有优先权并且在到达温度阈值时中断调节功能。
在通过信号MB以及通过打开制动阀片6来取消发动机制动运行时，在通过控制器5再次控制内燃机1的正常的运行之前，首先同时关闭AGR阀13。
本发明不限于所说明的实施例。
因此在一个简化的实施方案中，也可仅使用转速信号n如有可能与辅助喷射相结合，以避免在发动机制动运行中在喷射阀2处的临界的过热温度。
排气涡轮增压系统如有可能也可通过带有低压排气涡轮增压器和高压排气涡轮增压器的分级增压系统(Registeraufladung)来实现；如有可能也可不设置内燃机的排气涡轮增压系统。
用于控制排气再循环设备的AGR阀13的另外的参量可以是用于排气阀片6上游的排气背压、排气温度、缸体进入温度、内燃机的温度等的传感器。这些参数中的一些反正已经存储在常规的控制器5中并且可相应地被评价。
控制器5可基本上是发动机控制器，然而优选是独立于发动机控制器的带有所描述的输入n、MB、TE等的电子控制器。

Claims (10)

1.一种用于控制在用于机动车的内燃机处的发动机制动运行的方法，其中，所述内燃机利用燃料的直接喷射系统来运行并且在排气系统中设置有可控制的制动阀片以用于在所述发动机制动运行中阻挡排气，以及此外所述内燃机带有排气再循环设备，该排气再循环设备具有布置在所述制动阀片上游的排气再循环(AGR)阀以及再循环管道，该排气再循环设备将所述排气系统与所述内燃机的吸入系统相连接并且在行驶运行中控制前往燃烧空气的限定的排气再循环量，其特征在于，在所述发动机制动运行(MB)中所述AGR阀(13)依赖于所述内燃机(1)的至少一个预定的运行参数(n,TE)被开启，尤其以这样的方式开启，即使得所述AGR阀(13)的打开程度或者开启的程度在所述发动机制动运行中依赖于实际的探测的并且/或者被确定的至少一个运行参数(n,TE)的值来预定。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述AGR阀(13)在所述发动机制动运行中依赖于所述内燃机(1)的转速(n)以限定并且/或者预定的方式来打开，其中优选地设置成，使发动机制动运行阶段的不同的转速或不同的转速范围与所述AGR阀(13)的不同的打开程度相关联。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述AGR阀(13)在所述发动机制动运行中依赖于直接喷射系统的喷射嘴(2)的优选实际预定的并且/或者被确定的并且/或者探测的温度(TE)以限定并且/或者预定的方式来打开，其中优选设置成，使所述喷射嘴(2)的不同的温度(TE)或温度范围与所述AGR阀(13)的不同的打开程度相关联，并且/或者在到达限定的温度(温度阈值)时所述AGR阀(13)将完全打开。
4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述AGR阀(13)从所述制动阀片(6)被闭合开始在限定的时间间隔(t)之后才被打开并且因此时间迟延地被打开。
5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，通过结合所述内燃机(1)的多个预定的并且/或者限定的运行参数，如此控制所述AGR阀(13)的打开，即使得在所述发动机制动运行中保持所述内燃机(1)的限定的转速(n)。
6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在所述发动机制动运行中通过直接喷射系统(2)来喷射作为辅助喷射的限定的燃料量。
7.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在所述发动机制动运行中发动机制动运行模式被预设并且/或者添加给电子控制器(5)，所述发动机制动运行模式至少依赖于转速信号并且/或者温度信号以及在所述排气系统中的制动阀片(6)的闭合的信号来控制所述AGR阀(13)的打开。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所确定的并且/或者所探测的所述内燃机并且/或者所述喷射阀(2)并且/或者所述吸入空气的温度值作为温度信号被输送给所述控制器(5)。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述内燃机(1)利用排气涡轮增压系统来运行，其中所述制动阀片(6)定位在排气涡轮(7)之前或之后，然而定位在所述排气再循环设备的分支的再循环管道(12)下游。
10.一种用于实施用于控制在用于机动车的内燃机处的发动机制动运行的方法、尤其为根据上述方法权利要求中任一项所述的方法的装置，该装置具有：利用直接喷射系统来运行的内燃机；在排气系统中可控制的制动阀片；排气再循环设备，其具有再循环管道以及布置在所述制动阀片上游的AGR阀，其中，所述再循环管道将所述排气系统与所述内燃机的吸入系统相连接，其特征在于，所述AGR阀(13)如此构造并且/或者与电子控制器(15)相联结，即使得所述AGR阀在所述发动机制动运行(11B)中取决于所述内燃机的至少一个预定的运行参数(11,TE)以限定并且/或者预定的方式被开启。
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