CN105612334A - 用于确定内燃机的至少一个喷射参数的方法以及内燃机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于确定内燃机(1)的至少一个喷射参数的方法，其具有以下步骤：至少在喷射期间时间分辨地检测在内燃机(1)的喷射系统(3)中的压力曲线；对于喷射系统(3)的至少一个运行点提供参考压力曲线；将所检测的压力曲线与参考压力曲线比较，并且根据该比较来测定至少一个喷射参数。

Description

用于确定内燃机的至少一个喷射参数的方法以及内燃机
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1所述的用于确定内燃机的至少一个喷射参数的方法以及一种根据权利要求10所述的内燃机。
背景技术
已知在此所提及的类型的方法和内燃机。由德国专利文件DE10356858B4得知一种方法，在其中在喷射运行期间测量执行器的电气运行参数的时间曲线。将所测得的电气运行参数的曲线与所存储的参考曲线比较，其中，参考曲线反映在参考模型中运行参数的时间曲线。根据该比较来测定喷射参数、尤其喷射开始。在此不利的是，电气运行参数或其时间曲线仅间接地与对于内燃机的运行相关的喷射参数例如喷射开始和喷入的燃料量相联系。如此，例如燃料喷入内燃机的气缸中的实际的物理开始通常与喷射器的通电开始有所不同。因此，将所测得的电气运行参数的曲线与所存储的参考曲线的比较尤其需要比较复杂的且繁琐的过程，以测定喷射参数的可信值。
也已知通过评估时间分辨地检测的在喷射系统中的压力曲线来测定内燃机的喷射参数。在此，在压力曲线与喷射参数之间存在直接关联。然而，在此产生该问题，所测得的压力曲线典型地具有频率混合，其尤其包括喷射系统的高压泵的输送频率以及由不同喷射器的反馈产生的频率。因此不能容易地从所检测的压力曲线中确定喷射参数如喷射开始和喷入的燃料量。典型地，将所检测的压力曲线滤波，这导致相位延迟和信息损失，从而这样的方法的精度有待改善。
发明内容
本发明目的在于提供一种不具有上述缺点的方法和内燃机。尤其应借助于该方法和内燃机能够以较少的耗费、迅速地、成本有利地且非常精确地确定至少一个喷射参数。
通过提供一种带有权利要求1的步骤的方法来实现该目的。在此，至少在喷射期间时间分辨地检测在内燃机的喷射系统中的压力曲线。对于喷射系统的至少一个运行点提供参考压力曲线。将所检测的压力曲线与参考压力曲线比较，并且根据该比较来测定至少一个喷射参数。因为测定喷射参数的基础是喷射系统中的压力曲线，通过直接与其相联系的物理量来确定喷射参数，从而因此高的精度已是可能的。由于为了测定喷射参数将所检测的压力曲线与参考压力曲线比较，不需要滤波，从而避免了相位延迟和信息损失。可迅速地且实时地执行该比较，并且该方法同时没那么复杂。其很稳定，因为观察完整的喷射循环，使得喷射参数的测定不是基于评估仅仅少量的选出的测量点、例如考虑压力曲线的最小值或最大值。同时，对喷射系统的要求较少。尤其不需要高压泵的输送频率和喷射器的喷射频率的固定关联。干扰频率基本上对该方法没有负面影响，因为其由于所检测的压力曲线与参考压力曲线比较而对结果没有影响。
可能在内燃机的运行期间持续地检测压力曲线。在该情况中，对于与参考压力曲线的比较优选地选出在喷射期间所检测的压力曲线的一区域，以减少待比较的数据量。备选地可能仅在喷射期间时间分辨地检测压力曲线。在此优选地，还一起检测在喷射开始之前至少较短的间隔和/或在喷射之后至少较短的间隔，以便确保通过压力曲线反映喷射开始和/或喷射结束。在此优选地，这些间隔与在同一喷射器的两个喷射事件之间的时间间隔相比较短。优选地，通过内燃机的控制器实现必需的授时。
在该方法的优选的实施形式中，参考压力曲线通过内燃机的台架测量来获得且优选地被存储在控制器中。备选地可能以分析的或数字的方式来计算或模拟具体内燃机的参考压力曲线或者内燃机的具体结构类型。这优选地也不实时地、而是最初在内燃机开始运转之前来执行，其中，参考压力曲线被存储在控制器中。
在该方法的优选的实施形式中，将该至少一个所测定的喷射参数用于调节喷射、尤其用于调节喷射开始和/或喷入的燃料量(其也被称为喷射量)。在此，优选地在控制器中存储在特征场中与运行点相关的相应的理论喷射参数，将其与所测定的喷射参数比较，以执行调节。在此，将所测定的喷射参数调节到相应的理论喷射参数上。相应的调节方法是已知的，从而对此不详细研究。
备选地或附加地设置成，将所测定的喷射参数用于诊断喷射系统。优选地在该方法的范围中尤其来执行喷射系统的所谓的车载诊断，其中，实时地检查喷射系统在喷射表现中的错误。特别优选地，在此对内燃机的各个喷射器执行错误识别，其中，可识别出有错误的喷射器。
在该方法的另一优选的实施形式中，从所检测的压力曲线与参考压力曲线的比较中获得关于压力测量和/或所检测的压力曲线的品质的消息。相应地可通过与参考压力曲线的比较不仅执行喷射系统的诊断、而且使设置用于检测压力曲线的压力传感器合格。如此也可在该方法的范围中识别和评估在压力测量中且尤其在为此所设置的压力传感器中的错误。
优选一方法，其特征在于，根据理论喷射量提供参考压力曲线作为喷射系统的运行点。由此，参考压力曲线与事先确定的喷射量、尤其待喷射的体积或待喷射的质量相关联，从而原则上可通过所检测的压力曲线与参考压力曲线的比较来测定实际的喷射量。优选地，附加地根据在喷射系统的共同的高压存储器中的压力来提供参考压力曲线，其中，该压力优选地是喷射开始压力，因此是在喷射开始时刻存在于共同的高压存储器中的压力。这样的共同的高压存储器也被称为共轨(Common-Rail)，其中，具有这样的共同的高压存储器的喷射系统被称为共轨喷射系统。共同的高压存储器用于以燃料供应多个喷射器，其中，该高压存储器同时用于使存储器压力与在不同喷射期间在各个喷射器的区域中的压力波动退耦。由此很大程度上可独立于其余喷射器的行为实现单个喷射器的量计量(Mengenzumessung)。显然，实际被喷入的燃料量、因此喷射量取决于在喷射开始时在共同的高压存储器中的压力。因此尤其对于实际喷入的喷射量的精确测定合理的是，对于一运行点不仅根据理论喷射量而且根据在共同的高压存储器中的压力、尤其根据喷射开始压力来提供参考压力曲线。在此，通过理论喷射量和喷射开始压力给出喷射系统的运行点。
还优选该方法的一实施形式，在其中根据该比较来测定喷射开始作为喷射参数。备选地或附加地，优选地根据该比较优选地作为喷入的燃料体积或作为喷入的燃料质量来测定喷射量。可备案地或附加地基于该比较来测定另外的喷射参数。例如也可在该方法的范围中测定喷射结束作为喷射参数，同样可测定喷射持续时间。
优选该方法的一实施形式，在其中对于多个运行点分别提供参考压力曲线。将所检测的压力曲线与多于一个参考压力曲线比较，并且执行比较值的优化。优选地，参考压力曲线根据理论喷射量和在共同的高压存储器中的压力来存储。将所检测的压力曲线与所有提供的参考压力曲线或者与选出的存储的参考压力曲线相比较，其中，使用说明在所检测的压力曲线与相应的参考压力曲线之间的相似性的参量作为比较值。通过寻找至少在被用于比较的参考压力曲线下与所检测的压曲线最相似的参考压力曲线来优化比较值。由于每个参考压力曲线关联有理论喷射量，那么优选地得出，实际在所检测的压力曲线的范围中喷入的喷射量相应于与该参考压力曲线(其与所检测的压力曲线提供最佳的比较值)相关联的理论喷射量。以该方式可通过所检测的压力曲线与不同的参考压力曲线的多重比较来测定实际喷入的喷射量。
对于比较的开始，优选地由控制器提供内燃机的当前运行点，其优选地也被用于在所检测的喷射中操控喷射器。喷射系统的运行点作为子集近似相应于典型地除了理论喷射量和在共同的高压存储器中的压力之外包括另外的参数的内燃机运行点，其中，作为用于比较的开始的起始参考压力曲线选出对于由控制器所提供的运行点所存储的参考压力曲线。
优选地，所有所提供的或所存储的参考压力曲线都具有相同的喷射开始，其中，实际的喷射开始优选地由所检测的压力曲线相对于在比较的范围中所测定的参考压力曲线的时间推移来确定。
总体上可在该方法的范围中通过所检测的压力曲线与参考压力曲线的比较不仅测定喷射开始而且测定实际喷入的喷射量。
可能以时间单位、优选地以ms时间分辨地来检测压力曲线。备选地可能以内燃机的旋转的轴的角度的单位、尤其以曲轴的角度的单位时间分辨地来检测压力曲线。然而在该情况中可能附加地一起考虑内燃机的转速或必要时具体地利用的轴的转速。优选地，以与该压力曲线相同的单位来提供参考压力曲线，从而不需在比较之前换算。不管以什么单位来提供该压力曲线和/或参考压力曲线，优选地检测或应用等距的点(其因此彼此间具有恒定的时间间隔)，从而省去了对于时间轴或角度轴的显式的检测或存储，其中，而是从对于该压力曲线所检测的点的索引或其顺序中得出时间值或角度值。这导致数据显著减少。
优选地对于具有多个喷射器的内燃机的每个喷射器来执行该方法。在此，在该方法的范围中可容易地喷射器单独地评估喷射参数并且用于喷射系统的喷射器单独的诊断和/或喷射器单独的喷射调节。
优选一方法，在其中在内燃机的喷射器的单个存储器中检测压力曲线。在此，内燃机的喷射系统具有包括用于一定的燃料体积的单个存储器的喷射器，在喷射期间从这些单个存储器中提取喷入的燃料。这与在各个喷射器中不带单个存储器的喷射系统相比导致喷射器彼此间特别有效的退耦，使得其它喷射器的喷射事件对所观察的喷射器的单个存储器压力影响很小或甚至没有影响。由此，相应的方法具有特别高的精度，因为各个喷射器彼此件通过独立的存储器体积来退耦。由此，在该方法的范围中可容易地对于每个喷射器单独确定该至少一个喷射参数。
备选地优选该方法的一实施形式，在其中检测在至喷射器的燃料管路中的压力曲线。在此，优选地尽可能靠近喷射器设置压力曲线的测量部位。以该方式还可喷射器单独地确定该至少一个喷射参数。由此可提高方法的该实施形式的精度，即检测在将喷射器与共同的高压存储器分离的节流部下游的压力曲线。节流部布置在燃料管路中，以使喷射器与共同的高压存储器液压退耦，使得在喷射期间喷射器中的压力波动不影响或仅较小地影响在共同的高压存储器中的压力。反过来，例如由在其它喷射器中的喷射事件引起的在共同的高压存储器中的压力波动仅较小地或者甚至不连通到在节流部下游的管路区段中。无论如何，节流部在两个方向上引起压力波动的衰减。由此，利用检测在节流部下游的压力曲线可以以特别高的精度喷射器单独地确定该至少一个喷射参数。
备选地优选一方法，在其中检测在喷射系统的共同的高压存储器中的压力曲线。在该情况中，该方法特别成本有利，因为反正在共同的高压存储器的区域中设置有压力传感器，其中，仅在该方法的范围中以合适的方式来评估其信号。即不需要附加的传感器。在此也还可喷射器单独地确定该至少一个喷射参数，因为可将在共同的高压存储器中的压力变化根据其时间位置与各个喷射器的喷射事件相关联。在此可容易地由控制器来进行这样的关联，控制器在分别与其相关联的时刻操控各个喷射器。在此，也可使用内燃机的已知的点火顺序用于评估。然而显示出，在方法的该实施形式中实现比在之前所说明的实施形式中更低的精度。基于该实施形式典型地不能气缸单独地或喷射器单独地调节内燃机，因为精度对此不够。然而，该精度足够高以便尤其能够在对喷射系统的车载诊断的意义中执行错误识别。即在此精度要求小于用于喷射调节的精度要求。在此，该方法实现该优点，即不仅可确定喷射参数例如喷射量或喷射开始，而且可容易地基于所检测的压力曲线与参考压力曲线的比较不仅测定喷射开始而且测定喷射量且尤其还测定喷射结束和/或喷射持续时间。因此，在该方法的范围中不仅能满足对用于喷射的车载诊断的系统的现有要求，而且必要时也能满足未来对这样的系统所提出的要求。因此该方法将来能够实现。
还优选该方法的一实施形式，在其中通过计算所检测的压力曲线与该至少一个参考压力曲线的交叉相关函数来执行比较。在此，交叉相关函数K(τ)在不限制通用性的情况下对于两个与时间相关的函数x(t),y(t)通过以下等式来给出：
(1)
对于在离散的时刻t0,t0+iΔt,...,t0+NΔt,(i=1,...,N)的离散的信号xi,yi，交叉相关函数coor(k)通过以下等式来给出：
(2)
根据交叉相关函数，不仅可测定在两个信号、曲线或数据组之间、在此尤其在所检测的压力曲线与参考压力曲线之间的相似性而且可测定在其之间的偏移。在该方法的优选的实施形式中，从所检测的压力曲线相对于参考压力曲线的偏移来测定喷射开始作为喷射参数。交叉相关函数作为对在所检测的压力曲线与参考压力曲线之间的相似程度和作为对在其之间的偏移的度量可简单且快速地来计算。
还优选一方法，其特征在于，作为比较值来计算所检测的压力曲线与参考压力曲线的相关系数。在此，相关系数是对相互比较的压力曲线的相似性的度量。当压力曲线最大相似时，该相关系数最大。也可利用交叉相关函数的最大值或者在交叉相关函数上的积分、因此在交叉相关函数下的面积单位作为比较值。通过将所检测的压力曲线与多于一个参考压力曲线比较使比较值、尤其相关系数最大。在此，寻找在与所检测的压力曲线相关联时得到最大相关系数的参考压力曲线。喷射量被确定为与具有最大相关系数的参考压力曲线相关联的理论喷射量。最后即寻找与所检测的压力曲线最相似的参考压力曲线，其中，由此出发，即实际喷入的喷射量与该参考压力曲线被存储用于的理论喷射量一致。
在优化比较值或者说使相关系数最大的范围中，如已示出的那样，优选地以通过由控制器规定的运行点所确定的参考压力曲线开始。现在，在该方法的一实施形式中可搜索该运行点的周围相关系数的局部最大值。在此原则上可使用任意搜索方法，其中，搜索方法优选地基于梯度形成。例如可使用根据所谓的爬山的形式的搜索算法。在该方法的另一实施形式中也可能尤其借助于统计学搜索方法在参考压力曲线的整体中搜索相关系数的全局最大值。由此必要时可进一步提高该方法的精度。然而通常搜索在初始规定的运行点的周围的局部最大值就足够，因为实际存在的运行点不应非常偏离于由控制器所规定的运行点，至少当在喷射系统中不存在错误时。反过来，当在事先确定的在初始运行点周围找不到合适的局部最大值时可确定在喷射系统中的错误。
还优选一方法，其特征在于，作为压缩的数据组来提供该至少一个参考压力曲线。由此可显著地减小所存储的数据量，这最终总体恰有助于该方法在内燃机中或者说在内燃机的控制器上的可应用性。在此供使用的存储器资源即受限制。优选地在比较之前使压缩数据组解压，以获得相应的参考压力曲线。
在此优选一方法，其特征在于，通过主分量分析从参考压力曲线来计算压缩数据组，其中，通过逆向的主分量分析使压缩数据组解压。主分量分析是统计学分析方法，其尤其用于构建和简化广泛的数据组。
具体地，在该方法的一实施形式中优选地如下来进行：对于喷射系统的每个运行点在不限制通用性的情况下示出一参考压力曲线作为一维的列向量。这些列向量被布置成矩阵，其中，矩阵的行位置相应于不同的运行点。总地来说，如此获得一矩阵，其沿着其列索引包括随时间发展的压力值，而行索引在固定的时间索引下表示不同的运行点。使该矩阵经受主轴转换、即转化到具有新基的矢量空间中。新基被选择成使得使数据组的协方差矩阵对角化，其中，使数据组的数据不相关。在此，使数据组的各个分量彼此的统计学相关性最小化。同时，使坐标轴的顺序转换成使得第一主分量(其典型地是变形的矩阵的第一列矢量)包括在数据组中的总方差的最大份额，其中，第二主分量、因此典型地第二列矢量包括第二大份额，其中，如此继续。数据组的重要信息现在插在第一主分量中，其中，后面的主分量包括明显更小的总方差份额且因此包括明显更少的信息内容。因此可无替代地删除后面的主分量，而不由此产生值得一提的信息损失。根据该方法的期望的精度，可将更多的或更少的主分量引入分析中。
对于解压压缩数据组所需的数据包括从原始数据组中测定的从在固定的时间索引下的运行点上的平均的平均值、相应的标准偏差、在主分量分析的范围中计算出的主分量以及主分量的系数的倒数。
该方法在数据组非常大时特别强大。应在不限制通用性的情况下作为示例观察一数据组，其对于1000个运行点分别包括501个测量点用于参考压力曲线。原始数据组相应地包括501000个数据点。在不限制通用性的情况下，四个主分量应足以利用充足的精度执行该方法。最后存储的数据、因此压缩数据组现在包括501个值用于在运行点上平均时的平均值、501个值用于标准偏差、4000个值用于在1000个运行点下的四个主分量以及2004个值用于在每个参考压力曲线501个点下主分量的系数的倒数。因此，这些数据点的数量加起来总共7006个点，这仅为原始的501000个数据点的1%。在初始数据组的量增加时，压缩率升高。
如此显示出，用于从参考压力曲线产生压缩数据组的主分量分析具有较大潜力并且完全恰实现合理地在内燃机的控制器中执行这样的方法或者在内燃机的控制器中存储相应的数据量。否则，在当今的控制器中将不能简单地在控制器的存储区域中以足够的分辨率提供对于执行该方法所期望的数量的参考压力曲线。
为了减少数据或为了压缩数据组，优选地初始执行主分量分析一次，其中，压缩数据组被存储在控制器中。在参考压力曲线与所检测的压力曲线比较之前，使数据组解压以提供对于比较所期望的参考压力曲线。这可非常快速地且仅以较少耗费在控制器中来执行。
此外，显著的数据减小具有该优点，即降低了与为参考压力曲线提供存储空间相联系所产生的成本。一方面数据组的压缩和另一方面解压作为软件方案可近似成本中性地实现。总地来说，数据以压缩的形式在该方法的范围中供喷射系统的诊断和/或基于模型的喷射调节使用。
通过提供一种具有权利要求10的特征的内燃机，还实现该目的。该内燃机包括喷射系统其具有至少一个喷射器。内燃机此外具有压力传感器，其构造用于在喷射期间时间分辨地检测在喷射系统中的压力曲线并且优选地适合于此地来布置。此外，设置有控制器，其设立成执行前述方法的实施形式。在此，实现已结合方法所阐述的优点。
可能的是，控制器由此设立成执行该方法，即其在控制器的硬件结构中来实现。备选地可能的是，将包括指令的计算机程序产品装到控制器中，当在控制器上运行该计算机程序产品时，根据这些指令来执行根据前述实施形式中的任一个所述的方法。
就此而言还优选一计算机程序产品，其包括指令，当在计算装置上、尤其在内燃机的控制器上运行该方法时，根据这些指令来执行根据前述实施形式中的任一个所述的方法。
还优选一存储介质，这样的计算机程序产品被存储在该存储介质上。在此可能的是，存储介质构造为用于内燃机的控制器。
还单独地优选一控制器，其设立成执行前述方法的实施形式。
可能的是，控制器构造为内燃机的发动机控制器，其整体地控制内燃机。备选地可能的是，设置有独立的控制器用于执行该方法。在此尤其可能的是，独立的控制器与喷射系统相关联或者是喷射系统的组成部分。
内燃机优选地构造为举升活塞内燃机并且优选地包括多个气缸，其中，每个气缸优选地关联有至少一个喷射器。在该情况中，优选地对于所有喷射器和/或内燃机的气缸来执行该方法，从而可喷射器或气缸单独地调节喷射和/或诊断喷射系统。
在一优选的实施例中，内燃机用于驱动尤其重型陆地车辆或水上车辆，例如矿车、火车(其中，内燃机应用在机车或机动车中)或者轮船中。内燃机还可用于驱动用于防御的车辆、例如装甲车。优选地，内燃机的一实施例还静态地来应用、例如被用于在备用电源运行、持续负载运行或峰值负载运行中的静态供能，其中，在该情况中内燃机优选地驱动发电机。内燃机也可用于驱动辅助设备、例如在海上钻井平台上的灭火泵。优选地，内燃机构造为柴油发动机、为汽油发动机、为用于以天然气、沼气、特殊气体或其它合适的气体运行的燃气发动机。尤其当内燃机构造为燃气发动机时，其适合于应用在中央热电站中用于静态地产生能量。
优选一内燃机，其特征在于，控制器具有至少一个存储区域，其中，在该存储区域中存储至少一个参考压力曲线用于喷射系统的至少一个运行点。控制器与用于检测压力曲线的压力传感器有效连接，其中，控制器具有比较器件，其设立成执行所检测的压力曲线与至少一个参考压力曲线的比较。此外，控制器具有器件以根据该比较测定至少一个喷射参数。
还优选一内燃机，其特征在于，喷射系统具有共同的高压存储器以及多个喷射器，其中，从高压存储器至每个喷射器引导有与喷射器相关联的燃料管路。喷射系统因此构造为具有共同的轨条的喷射系统或者说构造为共轨喷射系统。在特别优选的实施例中，喷射器分别包括单个存储器，通过其使在喷射器中的压力变化相对于共同的高压存储器退耦。
备选地或附加地，每个燃料管路包括节流部，其布置在高压存储器和与燃料管路相关联的喷射器之间。在此，来自喷射器的压力波在节流部处被反射，从而其不传播到共同的高压存储器中。这导致各个喷射器与高压存储器以及喷射器彼此间的特别良好的退耦。在此优选地设置成，所有燃料管路从节流部直至喷射器具有相同的管路长度。
优选一内燃机，其特征在于，压力传感器布置成使得其检测在共同的高压存储器中的压力。在此，压力传感器优选地直接布置在高压存储器处。备选地优选的是，压力传感器布置成使得可借助于压力传感器检测在燃料管路中(优选地在节流部下游)的压力。在该情况中，压力传感器优选地直接布置在燃料管路处或在其中。
备选地优选一实施例，在其中压力传感器布置成使得可检测在喷射器的单个存储器中的压力。在该情况中，压力传感器优选地在单个存储器的区域中直接布置在喷射器处。
压力传感器优选地构造为应变传感器或应变片。
还优选内燃机的一实施例，在其中设置有附加的压力传感器用于检测在共同的高压存储器中的压力。当在方法的范围中所应用的压力传感器布置成使得其检测在燃料管路中或在喷射器的单个存储器中的压力时，特别优选地是该情况。优选地，附加的压力传感器直接设置在高压存储器处。典型地，这样的压力传感器反正设置在共轨喷射系统中，以监控在高压存储器中的压力和/或确定喷射系统的运行点，其中，尤其检测喷射开始压力。控制器设立成根据在共同的高压存储器中的压力确定喷射系统的运行点。控制器尤其设立成确定喷射开始压力，以确定喷射系统的当前运行点。
最后，优选一内燃机，其特征在于，控制器设立成规定喷射系统的运行点。在此，特别优选地根据负载来规定运行点。控制器优选地气缸和喷射器单独地尤其确定理论喷射量和理论喷射开始。同时，优选地借助于高压泵在高压存储器中产生由控制器规定的压力，并且/或者检测当前在高压存储器中存在的压力并且一起被用于确定运行点。此外，控制器设立成根据规定的运行点选出第一参考压力曲线。在此，在比较的范围中将该第一参考压力曲线首先与所检测的压力曲线比较。这基于以下考虑，即无论如何在喷射系统和内燃机的功能无错误时喷射系统的实际存在的运行点应处于由控制器规定的运行点的周围。
优选地，控制器附加地或备选地设立成根据规定的运行点操控该至少一个喷射器。在此，喷射器被操控成使得在事先确定的时刻将燃料的事先确定的量输送给内燃机的与其相关联的气缸。
优选地，控制器设立成调节至少一个喷射参数、尤其调节喷射开始和/或喷射量，其中，优选地在方法的范围中测定实际喷射参数与理论喷射参数的对于调节相关的偏差。
一方面方法的说明和另一方面内燃机的说明应彼此互补地来理解。优选地明确地或隐含地结合方法所说明的内燃机的特征尤其是内燃机的实施例的优选地单个或相互组合的特征。反过来，明确地或隐含地结合内燃机所说明的方法步骤是方法的实施形式的优选地单个或相互组合的方法步骤。
附图说明
下面根据附图来详细阐述本发明。其中：
图1显示了内燃机的一实施例的示意图；
图2显示了在方法的实施形式的范围中提供用于参考压力曲线的压缩数据组的示意图；以及
图3显示了在根据图2的方法的实施形式的范围中确定喷射参数的示意图。
具体实施方式
图1显示了内燃机1的一实施例的示意图。该内燃机具有喷射系统3，其包括至少一个喷射器5。优选地，内燃机1或者说喷射系统3包括多个喷射器，内燃机1尤其优选地构造为具有多个气缸的举升活塞内燃机，其中，每个气缸关联有喷射器5。就此而言，仅由于图示更简单，在图1中示例性地示出仅仅一个喷射器5。
然而不排除内燃机1的实施例具有仅仅一个喷射器5、尤其带有与其相关联的喷射器5的仅仅一个气缸。
设置有压力传感器7用于在喷射期间时间分辨地检测在喷射系统3中的压力曲线，压力传感器在图1中示出的实施例中直接布置在喷射器5处。压力传感器7优选地构造为应变片。
此外，内燃机1包括控制器9，其设立成执行根据前述实施形式中任一个所述的方法或者方法的接下来还将待说明的实施形式。
控制器9包括存储区域11，在其中优选地对于喷射系统3的多个运行点存储有参考压力曲线，其中，喷射系统3的每个运行点关联有参考压力曲线。参考压力曲线尤其根据理论喷射量、优选地理论喷射体积和喷射开始压力来存储，其中，所有参考压力曲线具有一致的喷射开始。参考压力曲线作为压缩数据组存储在存储区域11中，压缩数据组通过主要分量分析从优选地在台架试验中测得的和/或尤其在模拟计算中算出的参考压力曲线来获得。
控制器9与用于检测压力曲线的压力传感器7有效连接，这在此示意性地通过第一有效连接13来表示。第一有效连接13可借助于缆线或还无线地来建立。
控制器9具有比较器件15，其中，比较器件15设立成执行所检测的压力曲线与参考压力曲线的至少一个子集的比较，其中，被用于比较的参考压力曲线例如处于起始运行点的事先确定的周围，该起始运行点在比较开始时为了选出待比较的第一参考压力曲线由控制器9来规定。
此外，控制器9具有器件17，以根据该比较测定至少一个喷射参数。在图1中示出的实施例中，控制器9构造成测定喷射量、尤其喷射体积并且根据该比较测定喷射开始，其中，在所检测的压力曲线与多个参考压力曲线比较的范围中通过使相关系数最大化将喷射量确定为与作为理论喷射量的与所检测的压力曲线具有最大相关系数的参考压力曲线相关联的喷射量，其中，从所检测的压力曲线相对于具有最大相关系数的参考压力曲线的偏移中相对于参考压力曲线的恒定的喷射开始来测定喷射开始。
喷射系统3具有共同的高压存储器19并且就此而言构造为具有共同的轨条的喷射系统或者说为共轨喷射系统。在此，从高压存储器19至每个喷射器5引导有与其相关联的燃料管路21，在燃料管路21中优选地在高压存储器19下游且在与燃料管路21相关联的燃料喷射器5上游布置有节流部23。节流部23在此用于喷射器5与喷射系统3的其余部分、尤其与高压存储器19以及在图1中未示出的另外的喷射器5液压退耦。在此优选地设置成，从节流部23直至喷射器5的燃料管路21的长度对于所有喷射器5等长。
在图1中示出的实施例中，喷射器5具有单个存储器25。在此，在喷射期间直接从单个存储器25提取待喷射的燃料体积，这有助于喷射器5与剩余的喷射系统3、尤其与高压存储器19以及与另外的喷射器5的特别好的液压退耦。在此，压力传感器7在喷射器5处布置成使得通过压力传感器7可检测在单个存储器25中的压力。
在包括多个喷射器5的内燃机1的优选的实施例中，每个喷射器5关联有压力传感器7，其与控制器9有效连接，从而该方法可喷射器单独地且优选地还气缸单独地执行。那么可在方法的范围中借助于该方法执行喷射器单独的且优选地还气缸单独的喷射调节。喷射参数尤其可调节到理论值上，其中，优选地调节喷射开始和/或喷射量。在此，由控制器9根据内燃机1的运行点来规定理论喷射参数。借助于该方法根据所检测的压力曲线与参考压力曲线的比较来测定实际存在的喷射参数。
设置有附加的压力传感器27，其在所示出的实施例中直接布置在高压存储器19处，其中，通过压力传感器27可检测在高压存储器19中的压力。控制器9为了该目的与另一压力传感器27有效连接，这在此通过可借助于缆线或无线地建立的第二有效连接29示意性地示出。控制器9优选地设立成根据在高压存储器19中的压力确定喷射系统3的运行点。
设置有高压泵31，其将燃料从在图1中未示出的油箱输送到高压存储器19中并且优选地经由利用另一传感器27的调节将高压存储器19中的压力维持在事先确定的理论值上。备选地或附加于控制或调节在高压存储器19中的高压，压力传感器27还用于检测喷射开始压力，其相应于在喷射开始时在高压存储器19中的压力。由于在喷射开始之前不久没有燃料通过燃料输送管路21和节流部23从高压存储器19流到单个存储器25中或流至喷射器5，可假定，在高压存储器19中作为喷射开始压力所检测的压力也相应于在燃料管路21中、在喷射器5中和/或在单个存储器25中的压力。
控制器9优选地设立成规定喷射系统3的运行点以及根据该运行点选出第一参考压力曲线。此外，控制器9优选地与喷射器5为了其操控而有效连接，这在图1中示意性地通过可借助于缆线或无线地来建立的第三有效连接33示出。
控制器9规定理论运行点并且如通过有效连接33将喷射器5操控成使得利用相应于理论运行点的喷射开始和相应于该喷射开始的喷射量来执行喷射。在喷射期间，压力曲线通过压力传感器7时间分辨地来检测并且通过有效连接13被传输到控制器9处。控制器9根据理论运行点确定第一参考压力曲线(将其所检测的压力曲线相比较)。然后实现比较值的优化或者说相关系数的最大化以测定比较值最佳或者说使相关系数最大的参考压力曲线。通过使所检测的压力曲线与相应的参考压力曲线交叉相关，优选地来执行该比较。如果发现具有最佳比较值、尤其具有最大相关系数的参考压力曲线，测定实际的喷射开始作为所检测的压力曲线相对于参考压力曲线的时间差。喷射量被确定为与所发现的具有最佳比较值、尤其具有最佳相关系数的参考压力曲线相关联的喷射量。
下面来详细说明该方法的一实施形式：
图2以示意图显示了在该方法的一实施形式中提供多个参考压力曲线作为压缩数据组。在步骤S1中，从测量、尤其台架测量中和/或从计算、尤其可以分析的方式或数字的方式执行的模拟计算中提供参考压力曲线。在第二步骤S2中使参考压力曲线经受主分量分析，在第三步骤S3中从主分量分析中得到压缩数据组，其优选地包括尤其在喷射系统3的运行点上平均的原始数据平均值和标准偏差、从主分量分析中得到的主分量以及主分量的系数的倒数。压缩数据组被存储在控制器9中、尤其在存储区域11中。
图3显示了在根据图2的方法的实施形式的范围中确定内燃机1的喷射参数的示意图。在步骤S4中，从存储区域11中读取压缩数据组并且在步骤S5中进行逆向的主分量分析，以便在步骤S6中获得参考压力曲线。在此，由控制器9(通过其优选地在步骤S5中来执行逆向的主分量分析)来规定理论运行点，对于该理论运行点在步骤S5,S6来测定相应关联的参考压力曲线。
在步骤S7中提供由压力传感器7所检测的压力曲线。
在步骤S8中，控制器9计算在步骤S6中所提供的参考压力曲线与在步骤S7中所提供的所检测的压力曲线之间的交叉相关函数，其中，在步骤S9中从交叉相关中得到至少一个相关系数。
现在从第一参考压力曲线出发迭代地在循环35中借助于作为步骤S10示出的搜索算法使至少一个相关系数最大化，其中，在循环内在步骤S5中始终通过逆向主分量分析在步骤S6中提供新的参考压力曲线，在步骤S8中将新的参考压力曲线与所检测的压力曲线比较，由此在步骤S9中得到至少一个新的相关系数。一直进行循环35，直至找到相关系数的最大值。如果是这种情况，在步骤S11中根据所检测的压力曲线与产生最大相关系数的参考压力曲线的比较来测定至少一个喷射参数。在此，特别优选地以已说明的方式根据该比较来确定喷射开始和喷射量。
尤其可在步骤S11中来确定喷射开始和/或喷射量与由控制器9所规定的理论值的偏差。然后优选地根据该所确定的偏差来调节喷射。
备选地或附加地可使用该至少一个在步骤S11中所测定的喷射参数用于喷射系统3的车载诊断，以便尤其测定喷射系统的喷射器单独的错误并且与有错误的喷射器相关联。
在步骤S10中执行的搜索算法优选地作为在由控制器9所确定的理论运行点的周围的局部搜索来执行。在此，在方法的优选的实施形式中应用所谓的爬山算法(Hillclimbing)或者其它合适的局部搜索算法。在另一优选的实施形式中，在所有由压缩数据组所包括的参考压力曲线上执行全局最大化，其中，优选地使用统计的搜索方法。
总地显示出，借助于该方法和内燃机可以简单的、成本有利的且快速的方法非常精确地确定内燃机1的至少一个喷射参数。

Claims (15)

1.一种用于确定内燃机(1)的至少一个喷射参数的方法，其具有以下步骤：
-至少在喷射期间时间分辨地检测在内燃机(1)的喷射系统(3)中的压力曲线；
-对于喷射系统(3)的至少一个运行点提供参考压力曲线；
-将所检测的压力曲线与所述参考压力曲线比较，并且
-根据所述比较来测定至少一个喷射参数。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据理论喷射量和优选地在所述喷射系统(3)的共同的高压存储器(19)中的压力、优选地喷射开始压力来提供所述参考压力曲线。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，根据所述比较测定喷射开始和/或喷射量作为喷射参数。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，对于多个运行点分别提供参考压力曲线，其中，将所检测的压力曲线与多于一个参考压力曲线比较，并且其中，执行比较值的优化。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在所述内燃机(1)的喷射器(5)的单个存储器(25)中、在所述喷射系统(3)的共同的高压存储器(19)中或者在至所述喷射器(5)的燃料管路(21)中、优选地在将所述喷射器(5)与所述共同的高压存储器(19)分开的节流部(23)下游来检测压力曲线。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，通过计算所检测的压力曲线与至少一个所述参考压力曲线的交叉相关函数，来执行所述比较，其中，优选地从所述曲线相对于彼此的偏移来测定喷射开始。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的方法，其特征在于，计算所检测的压力曲线与所述参考压力曲线的相关系数作为比较值，其中，通过将所检测的压力曲线与多于一个参考压力曲线比较使所述相关系数最大化，其中，将喷射量确定为与具有最大相关系数的参考压力曲线相关联的喷射量。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，作为压缩数据组来提供至少一个所述参考压力曲线，其中，在比较之前使所述压缩数据组解压缩。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，通过主分量分析从所述参考压力曲线来计算所述压缩数据组，其中，通过逆向的主分量分析使所述压缩数据组解压缩。
10.一种内燃机(1)，其具有
-喷射系统(3)，所述喷射系统具有至少一个喷射器(5)，
-用于在喷射期间时间分辨地检测在所述喷射系统(3)中的压力曲线的压力传感器(7)，以及
-控制器(9)，其设定成执行根据权利要求1至9中任一项所述的方法。
11.根据权利要求10所述的内燃机(1)，其特征在于，所述控制器(9)具有至少一个存储区域(11)，其中，在所述存储区域(11)中对于所述喷射系统(3)的至少一个运行点存储有至少一个参考压力曲线，其中，所述控制器(9)与用于检测压力曲线的所述压力传感器(7)有效连接，其中，所述控制器(9)具有比较器件(15)，其设定成执行所检测的压力曲线与至少一个所述参考压力曲线的比较，其中，所述控制器(9)具有器件(17)以根据所述比较来测定至少一个喷射参数。
12.根据权利要求10和11中任一项所述的内燃机(1)，其特征在于，所述喷射系统(3)具有共同的高压存储器(19)以及多个喷射器(5)，其中，从所述高压存储器(19)至每个喷射器(5)引导有燃料管路(21)，其中，优选地每个燃料管路(21)在所述高压存储器(19)和与所述燃料管路(21)相关联的喷射器(5)之间具有节流部(23)。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的方法，其特征在于，所述压力传感器(7)布置成使得其检测在所述喷射器(5)的单个存储器(25)中、在所述燃料管路(21)中优选地在所述节流部(23)下游或者在共同的所述高压存储器(19)中的压力。
14.根据前述权利要求中任一项所述的内燃机(1)，其特征在于附加的压力传感器(27)用于检测在共同的所述高压存储器(19)中的压力，其中，所述控制器(9)设定成根据在共同的所述高压存储器(19)中的压力确定所述喷射系统(3)的运行点。
15.根据权利要求10至14中任一项所述的内燃机(1)，其特征在于，所述控制器(9)设定成规定所述喷射系统(3)的运行点并且根据所述运行点选出第一参考压力曲线、以及优选地根据所述运行点操控至少一个所述喷射器(5)。
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