CN103930664A - 一种用于控制直喷式内燃机的废气温度的方法 - Google Patents

一种用于控制直喷式内燃机的废气温度的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103930664A
CN103930664A CN201280055185.5A CN201280055185A CN103930664A CN 103930664 A CN103930664 A CN 103930664A CN 201280055185 A CN201280055185 A CN 201280055185A CN 103930664 A CN103930664 A CN 103930664A
Authority
CN
China
Prior art keywords
temperature
combustion engine
injection
internal
thermal release
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201280055185.5A
Other languages
English (en)
Inventor
T·司库诺巴斯
C·弗伦肯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
FEV Europe GmbH
Original Assignee
FEV GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by FEV GmbH filed Critical FEV GmbH
Publication of CN103930664A publication Critical patent/CN103930664A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/40—Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration
    • F02D41/402—Multiple injections
    • F02D41/405—Multiple injections with post injections
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D35/00—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for
    • F02D35/02—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions
    • F02D35/028—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions by determining the combustion timing or phasing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1444—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
    • F02D41/1446—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being exhaust temperatures
    • F02D41/1447—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being exhaust temperatures with determination means using an estimation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)

Abstract

一种用于控制直喷式内燃机2的废气温度的方法，其中，将燃烧的燃料喷射分成多次单独的喷射，并且借助至少一个模型11、12、在预定的负载情况下通过调节热量释放的面积重心的位置aQ50以及整个燃烧的燃料喷射的喷射量m喷入来预计地确定离开内燃机2的废气的温度T3。

Description

一种用于控制直喷式内燃机的废气温度的方法
描述
本发明涉及一种用于控制直喷式内燃机的废气温度的方法以及具有这种控制的直喷式内燃机。
离开内燃机的废气的温度对于废气管路中后续的装置和设备来说特别重要。为了高效的废气净化，特别是废气后处理装置有时需要最小温度。此外，为了使废气后处理再生成，有时还需要尽可能高效地实现的最小温度。另一方面，不允许超过一定的温度范围，以使如涡轮增压机的涡轮机的构件不会热过载。
离开直喷式内燃机的废气的温度对应于排气门后的温度或者如果涡轮增压机直接位于内燃机之后则对应于涡轮增压机的涡轮机前的温度。通常通过已知的调节方法来调节该温度。然而，在每个调节回路中会出现对调节量进行调节的延迟，这是因为必须首先确定或测得该调节量，以便随后在反馈中再馈送到调节器。为了解决该问题，WO2009/112056A1建议了建立气缸燃烧室内的气体的温度模型，以预计地确定离开气缸燃烧室的废气的温度并将该温度馈送到调节器。在该文献中描述的内燃机中还设有HC-排放模型，以确定离开燃烧室的废气的HC-排放量。这用于调节废气净化设备、特别是颗粒物过滤器的再生成。
本发明的任务是在预定负载下预计地确定离开内燃机的废气的温度并实际调节该废气温度。发动机应运行成可调节离开内燃机的废气的预定温度。
根据本发明，该任务通过用于控制直喷式内燃机的废气温度的方法来解决，其中，将燃烧的燃料喷射分成多次单独的喷射，
其中在预先给定的负载的情况下借助至少一个模型、通过调节热量释放的面积重心的位置以及总体燃烧的燃料喷射的喷射量来预计地确定离开内燃机的废气的温度。
此外，该任务通过具有控制单元的直喷式内燃机来解决，该控制单元用于根据上述方法控制离开内燃机的废气的温度。
该方法的优点在于，预计地确定、即控制离开内燃机的废气的温度。由此，明显更快地调节温度，以使得即便在交叠的调节回路的情况下也仅造成待调节的温度的极小的高低波动。
燃烧的燃料喷射涉及所有形成扭矩的燃料喷射。但不包括二次喷射，该二次喷射不再燃烧而仅用于提供用于后续的废气后处理装置的HC-排放。预先给定的负载与内燃机的所要求的中间压力有关。热量释放的面积重心的位置与内燃机的曲柄角有关。喷射的过程造成一定的转化过程，即燃烧过程。由此，关于位置至少几乎相同地得出热量释放的过程，该热量释放的面积具有如下重心，即该重心关于曲柄角的位置可根据热量释放的积分来确定。
本发明基于如下事实：对于所要求的中间压力、即在预先给定的负载情况下、在多次燃烧的喷射时原则上存在分布到各次喷射的喷射量分布的多种组合。根据分布到各次喷射的喷射量分布，热量释放的面积重心的位置以及由此离开内燃机的废气的温度会移动。在热量释放的面积重心的位置沿“提前”方向、即向紧邻上止点之后的曲柄角发生移动的情况下，废气温度下降。在沿“滞后”方向、即向上止点之后的更大曲柄角发生移动的情况下，废气温度升高。如果现在确定了离开内燃机的废气的期望温度，则仅还保持可能的喷射量分布和由此保持热量释放的面积重心的位置。这用于预计地确定各次喷射的最佳喷射量。
在此，为了调节热量释放的面积重心的位置和喷射量，采用热量释放模型，借助该热量释放模型可预测各次喷射的热量释放。
此外采用一温度模型，借助该温度模型可基于热量释放的面积重心的位置来预测离开内燃机的废气的温度。
为了提高精度可使调节回路交叠。预计地确定的喷射的各个位置可借助该调节器(例如燃烧位置调节器)来校准。
为燃烧位置调节器设置燃烧室压力传感器，借助该燃烧室压力传感器可测得燃烧室压力。
较佳地，将燃料喷射分成主喷射和二次喷射。但原则上还可设想多次二次喷射和/或一次或多次预喷射。
如果设有涡轮增压机，则通过控制离开内燃机的废气的温度来控制涡轮增压机的涡轮机前的温度。
特别是对于例如颗粒物过滤器之类的废气后处理装置来说，将离开内燃机的废气的温度控制成使得能尽可能高效地实施废气后处理装置的再生成。尽可能高效是指对于再生成需要投入尽可能少的燃料。
所建议的废气温度控制可涉及内燃机的各个燃烧室或者一组燃烧室或气缸。
下面根据附图来进一步阐释较佳实施例。附图示出：
图1示出具有废气设备的内燃机的示意图，
图2示出方法过程的示意图，
图3示出关于喷射量的废气温度与热量释放重心位置之间的关联性的示意图，
图4示出关于喷射量的中间压力与热量释放重心位置之间的关联性的示意图，以及
图5示出与预先给定的废气温度和预先给定的中间压力有关的、关于热量释放重心位置的喷射量的示意图。
图1示意地示出具有废气设备1的内燃机的结构。柴油式内燃机2与第一废气管3连接，该第一废气管3引向涡轮增压机的涡轮机4。第一废气管3可包含一个或多个废气弯管，柴油式内燃机2的不同燃烧室或气缸的废气流汇集到该一个或多个废气弯管中。在此，还可设有其它构件，例如AGR阀和AGR支管。
涡轮机4经由第二废气管5与呈氧化催化器6和颗粒物过滤器7形式的废气后处理装置连接。在颗粒物过滤器后连接有第三废气管8。还可在第二废气管5以及第三废气管8中设有其它构件。
为了在第一废气管3内控制离开柴油式内燃机2并位于涡轮机4之前的、通常标记为T3的废气温度，基于图2中所示的方法过程来设置该方法。根据图2，在方法步骤10中借助热量释放模型11并借助温度模型12根据预先给定的所指示的中间压力PMI、离开内燃机的废气的预先给定的温度T3、被吸入空气的当前温度T吸入和气缸内的空气质量m气缸来确定热量释放的面积重心的位置aQ50以及总喷射量q喷入。
在方法步骤9中，首先根据预先给定的废气温度T3和被吸入空气的温度T吸入来计算温度差ΔT，该温度差ΔT必须从进气门到达排气门。
然后，在方法步骤13中，根据热量释放的面积重心的位置aQ50和总喷射量q喷入以及各次喷射开始的位置phiMI和phiPol来确定各次喷射的喷射量qMI和qPol。
如图3中所示，关于总喷射量q喷入的废气温度T3与热量释放重心位置aQ50之间所得的关联性用作该方法的基础。可看出在提高喷射量q喷入时，废气温度T3也升高。此外，当喷射量q喷入恒定且沿“滞后”方向调节热量释放重心位置aQ50时，温度T3持续升高。
图4示出关于总喷射量q喷入的中间压力PMI与热量释放重心位置aQ50的关联性。在此可看出中间压力PMI随着喷射量q喷入的提高而升高。此外，当沿“滞后”方向调节热量释放重心位置aQ50时，在恒定的喷射量q喷入情况下中间压力PMI下降。
通过图3和4可根据图5来推导出总喷射量q喷入关于热量释放重心位置aQ50的相关性。由根据图3的关系可推导出在恒定的废气温度T3情况下总喷射量q喷入关于热量释放重心位置aQ50的相关性。由根据图4的关系可推导出在恒定的中间压力PMI情况下总喷射量q喷入关于热量释放重心位置aQ50的相关性。由此得到图5中所示的图示，据此在预先给定的温度T3和预先给定的中间压力PMI下，在一定的热量释放重心位置aQ50的情况下仅得出一个总喷射量q喷入。然后，根据热量释放重心位置aQ50来使该总喷射量q喷入分布到各次喷射。
附图标记列表
1  具有废气设备的内燃机
2  柴油燃烧内燃机
3  第一废气管
4  涡轮机
5  第二废气管
6  氧化催化器
7  颗粒物过滤器
8  第三废气管
9  方法步骤
10 方法步骤
11 热量释放模型
12 温度模型
13 方法步骤
aQ50  热量释放重心位置
m气缸  吸入空气的质量
phiMI  主喷射的喷射开始
phiPol 二次喷射的喷射开始
PMI    所指示的中间压力
q喷入  总喷射量
qMI    主喷射的喷射量
qPol   二次喷射的喷射量
T3 离开内燃机的废气的温度
ΔT    经过内燃机的温度差
T吸入  被吸入空气的温度

Claims (13)

1.一种用于控制直喷式内燃机(2)的废气温度的方法，
其中，燃烧的燃料喷射被分成多次单独的喷射，以及
在预先给定的负载(PMI)的情况下，借助至少一个模型(11,12)通过调节热量释放的面积重心的位置(aQ50)以及整个燃烧的燃料喷射的喷射量(q喷入)来预计地确定离开所述内燃机(2)的废气的温度(T3)。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，为了调节所述热量释放的面积重心的位置(aQ50)和所述喷射量(q喷入)，采用热量释放模型(11)，借助所述热量释放模型能预测各次喷射的热量释放。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，为了调节所述温度(T3)而使用温度模型(12)，借助所述温度模型能基于所述热量释放的面积重心的位置(aQ50)来预测离开所述内燃机(2)的废气的温度(T3)。
4.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，借助交叠的燃烧位置调节器来校准各个预计地确定的喷射的位置。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，设置内燃机压力传感器，为了调节燃烧位置借助所述燃烧室压力传感器来测量燃烧室压力。
6.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，将燃烧的燃料喷射分成主喷射和二次喷射。
7.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，设置涡轮增压机，并且所述涡轮增压机的涡轮机(4)前的温度通过控制离开所述内燃机(2)的废气的温度(T3)来控制。
8.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，设置特别是颗粒物过滤器(7)的废气后处理装置，其中将离开所述内燃机的废气的温度(T3)控制成使得能尽可能高效地实施所述废气后处理装置的再生成。
9.一种具有控制单元的直喷式内燃机(2)，所述控制单元用于根据前述权利要求中的任一项来控制离开所述内燃机(2)的废气的温度(T3)。
10.如权利要求9所述的直喷式内燃机，其特征在于，设有涡轮增压机，并且所述涡轮增压机的涡轮机(4)前的废气的温度(T3)是可控制的。
11.如权利要求10所述的直喷式内燃机，其特征在于，设有特别是颗粒物过滤器(7)的废气后处理装置，其中通过控制所述涡轮机前的废气温度使得能尽可能高效地实施所述废气后处理装置的再生成。
12.如权利要求9-11中任一项所述的直喷式内燃机，其特征在于，为了燃烧位置调节而设有至少一个燃烧室压力传感器。
13.如权利要求9-12中任一项所述的直喷式内燃机，其特征在于，设有用于确定离开所述内燃机的废气的温度(T3)的温度传感器。
CN201280055185.5A 2011-11-11 2012-08-17 一种用于控制直喷式内燃机的废气温度的方法 Pending CN103930664A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011055273.1 2011-11-11
DE102011055273A DE102011055273A1 (de) 2011-11-11 2011-11-11 Verfahren zur Steuerung der Abgastemperatur einer direkteinspritzenden Brennkraftmaschine
PCT/EP2012/066148 WO2013068140A1 (de) 2011-11-11 2012-08-17 Verfahren zur steuerung der abgastemperatur einer direkteinspritzenden brennkraftmaschine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN103930664A true CN103930664A (zh) 2014-07-16

Family

ID=46754975

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201280055185.5A Pending CN103930664A (zh) 2011-11-11 2012-08-17 一种用于控制直喷式内燃机的废气温度的方法

Country Status (3)

Country Link
CN (1) CN103930664A (zh)
DE (1) DE102011055273A1 (zh)
WO (1) WO2013068140A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105927402A (zh) * 2015-02-28 2016-09-07 通用汽车环球科技运作有限责任公司 具有后处理设备的内燃机

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105264210B (zh) * 2013-06-05 2019-06-25 丰田自动车株式会社 内燃机的控制装置
DE102015204102A1 (de) 2015-03-06 2016-09-08 Fev Gmbh Verfahren zur Einstellung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses im Abgas einer direkteinspritzenden Brennkraftmaschine zur NOx-Speicherkatalysator-Regeneration
DE102017203849A1 (de) * 2017-03-08 2018-09-13 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Steuereinheit zur Anpassung der Emission eines Fahrzeugs

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995016196A1 (de) * 1993-12-08 1995-06-15 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur regelung der verbrennung im brennraum einer brennkraftmaschine
US6901747B2 (en) * 2001-02-20 2005-06-07 Isuzu Motors Limited Fuel injection control method for diesel engine and regenerative control method for exhaust gas after treatment device
US20050145219A1 (en) * 2004-01-07 2005-07-07 Franz Raichle Method and device for controlling an internal combustion engine
DE102007004265A1 (de) * 2007-01-23 2007-11-29 Daimlerchrysler Ag Verfahren zur Regelung eines Verbrennungsmotors
WO2009112056A1 (de) * 2008-03-14 2009-09-17 Fev Motorentechnik Gmbh Zylinderdruckgeführter regenerationsbetrieb und betriebsartenwechsel

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995016196A1 (de) * 1993-12-08 1995-06-15 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur regelung der verbrennung im brennraum einer brennkraftmaschine
US6901747B2 (en) * 2001-02-20 2005-06-07 Isuzu Motors Limited Fuel injection control method for diesel engine and regenerative control method for exhaust gas after treatment device
US20050145219A1 (en) * 2004-01-07 2005-07-07 Franz Raichle Method and device for controlling an internal combustion engine
DE102007004265A1 (de) * 2007-01-23 2007-11-29 Daimlerchrysler Ag Verfahren zur Regelung eines Verbrennungsmotors
WO2009112056A1 (de) * 2008-03-14 2009-09-17 Fev Motorentechnik Gmbh Zylinderdruckgeführter regenerationsbetrieb und betriebsartenwechsel

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105927402A (zh) * 2015-02-28 2016-09-07 通用汽车环球科技运作有限责任公司 具有后处理设备的内燃机

Also Published As

Publication number Publication date
DE102011055273A1 (de) 2013-05-16
WO2013068140A1 (de) 2013-05-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100470036C (zh) 用于内燃机的空燃比控制设备
CN100513760C (zh) 内燃机空燃比控制设备
CN101313133B (zh) 用于内燃机的空燃比控制设备
CN104454085B (zh) 一种dpf柴油机颗粒过滤系统喷油助燃再生温度控制方法
CN102575602B (zh) 内燃机的空燃比控制装置
CN105569864A (zh) 用于控制内燃机中的燃烧的方法和内燃机
RU2618158C1 (ru) Управляющее устройство для двигателя внутреннего сгорания
CN106065820B (zh) 用于再生NOx存储催化转化器的方法
US8087234B2 (en) Exhaust emission purification control device for internal combustion engine
EP2963271B1 (en) System and method for estimating the quantity of particulate accumulated in the particulate filter of a diesel engine
CN104520547B (zh) 内燃机的排气净化装置
US20160123259A1 (en) Method for the operation of an exhaust-gas treatment system, device for controlling an exhaust-gas treatment system, exhaust-gas treatment system, engine control unit, and internal combustion engine having an exhaust-gas treatment system
CN106121793A (zh) 用于确定内燃机的废气供给流中NOx含量的方法和设备
CN102062023A (zh) 用于确定及调节内燃机的废气再循环率的方法及装置
CN100562658C (zh) 喷射特性的学习方法和燃料喷射控制器
CN104179587A (zh) 用于不对称的退化响应的排气传感器自适应控制
CN103930664A (zh) 一种用于控制直喷式内燃机的废气温度的方法
CN106194463A (zh) 用于发动机的控制装置和控制方法
CN101568714A (zh) 内燃机的控制装置
CN105114192B (zh) 用于运行以天然气运行的机动车内燃机的方法
WO2014175821A1 (en) Method and system for control of an internal combustion engine
CN102128094A (zh) 设定内燃发动机排气中空燃比的方法与装置
WO2014175817A1 (en) Method and system for control of an internal combustion engine
EP2610449A3 (en) Exhaust Gas Control System for Internal Combustion Engine
CN103958873B (zh) 用于调节直喷式内燃机的废气温度的方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20140716

RJ01 Rejection of invention patent application after publication