CN106460709A - 用于标定内燃机的后喷的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于标定在特别是机动车的内燃机的具有燃料存储器的燃料喷射系统内的后喷的方法，在该方法中尤其规定，借助燃料存储器中由燃料喷射引起的压降(120)进行对至少一次后喷的标定。

Description

用于标定内燃机的后喷的方法和设备

技术领域

本发明涉及一种按权利要求1的前序部分所述的用于在特别是机动车的内燃机的燃料喷射系统内标定后喷的方法。本发明还涉及一种计算机程序、一种用于存储该计算机程序的机器可读的数据载体和一种电子的控制器，按本发明的方法能借助该电子的控制器被执行。

背景技术

为了遵守当前的或将来的排放规定，在内燃机中需要进行废气后处理。因此例如共轨柴油机已知需要一种用来再生规定用于废气净化的颗粒过滤器的系统，其中，采取发动机构造方面的措施用于为再生目的提高过滤器温度，以及用于必要时借助废气再循环(AGR)阀调整废气再循环的循环率和/或借助节气门调整新鲜控制质量的输入率。在此，AGR率的还原以及通过打开节气门输入更大的新鲜空气质量尤其用于提高过滤器温度。

此外公知的是，在此处涉及到的燃料喷射系统中，设置在时间上相对较晚地、不是瞬时有效的在颗粒过滤器上反应的后喷。在后喷时喷射的燃料量在此必须被极为精确地计量，其中，喷射大多被划分成多个时间很短的连续相继的子喷射。

错误计量的后喷的可能的负面影响例如在于未经燃烧的燃料通过AGR再循环到内燃机的进气管中，由过大的后喷量引起的在颗粒过滤器中燃烧时过高的温度和由此引起的过滤器部件的受损，以及在过小的后喷量时引起的颗粒过滤器的过低的温度和因此不可能的再生。

按照现有技术，对在此涉及到的之后的后喷的标定或修正间接地借助温度调节器进行，其中，过滤器温度在颗粒过滤器上或颗粒过滤器附近被检测且根据储存在内燃机的控制器中的温度额定值加以调节。后喷的总的额定量在此用作调整量，其中，没有考虑到或不修正单次喷射。

这种做法的缺陷在于，基于所有子喷射的相一致的修正可能出现单个子喷射的不允许的偏差以及必须针对每个发动机个性化地设置所述的温度调节器。

此外在轿车的领域中公知的是，基于转速修正预喷，例如借助本身公知的零油量标定(ZFC)的办法。这种标定办法要求内燃机或机动车的特殊的运行模式，例如惯性运行。但已经表明，仅在强烈限制下才实现ZFC学习值从预喷到之后的后喷的传递，因为废气反压在喷射开始的不同的曲柄角位置中明显不同。如已知那样被相应地执行的反压补偿虽然是可行的，但随之而来的是很高的技术耗费以及提高的成本。

在载重汽车和商用车辆的领域中，同样基于转速执行对预喷的所述的修正，其中，标定在内燃机的空转中进行。

此外，由DE 102 32 356 A1已知一种用于控制在此涉及到的燃料计量系统的喷射器的方法，在该方法中，借助布置在高压燃料存储器(“轨道”)上的压力传感器来确定喷射开始和喷射结束以及由此求出是所喷射的燃料量的一个计量单位的喷射时间。在那里尤其规定，将这样求出的值与所储存的值相比较以及在有偏差时这样修正喷射开始或喷射持续时间，使得偏差消失。

发明内容

本发明基于这样的思想，即，在此处涉及到的燃料喷射系统中，在由在所述燃料存储器中的各后喷引起的压降或压力扰动的基础上，标定或修正本文开头所述类型的时间上较晚地进行的后喷。这种标定或修正优选针对内燃机的每一个气缸单独地执行。

在此，在试验上得到证实的效果以此为依据，即，所述的压降在后来的后喷时在约200至约2000 bar的较宽的压力范围内与各喷射量成比例且所测得的压降因此允许了明确地推断出在后喷时喷射的燃料量。

按本发明所建议的方法可以在技术上较为简单以及因而成本低廉地被实施且此外提供了一种针对在此涉及到的后喷的耐用的修正方法或标定方法。尤其不需要任何附加的传感装置，因为该方法可以用在此处涉及到的喷射系统(例如共轨系统)中常见的压力传感器执行。

对所述的压降的评估，在共轨喷射系统的情形下对在轨道中的压降的评估，可以基于在两个时间的评估窗口内求出的压差值进行，其中，在各评估窗口内优选可以进行平均值计算。

此外在按本发明的方法中还可以规定，在已经完成的对预喷的标定或修正的基础上执行对压降的所述的评估，由此可以确保，预喷在内燃机的每一个气缸中都被正确地标定。在此尤其可以规定，将在已经修正或标定的一次预喷或多次预喷中出现的压降与在根据预喷修正的后喷中的压降相比较，其中，经修正的预喷用作参考。

用所述的比较的测量或相对测量可以达到很高的修正精度或标定精度。

所述的方法可以为了更为快速的流程或更高的精度的目的而被实现为调节，在调节时，用预喷修正进行修正的后喷用作调节量且压降的所述的差被由此调节，使得各后喷的触发持续时间被调整成调整量。这个过程优选在内燃机的所有的气缸中被前后相继地或同时执行。

所述的方法步骤优选在内燃机的一个合适的运行模式(“标定模式”)中进行，例如在惯性运行中。在此可以规定，这个运行模式不是被主动地起动，而是当例如在内燃机或机动车的正常运行中已经存在该运行模式才执行所述的方法步骤。

要注意的是，所述的方法步骤，特别是压力测量和评估或修正，不必在时间上前后相继或在一段内被执行，因为一旦针对至少一个运行点存在修正值，且这个修正值也基本上被直接使用，那么已经存在的中间结果或者中间值在控制器中就已经被评估。这样的优势在于，不必针对所有的运行点存在若干修正值。作为备选，在存在最后的评估所需的全部数据时才进行评估。在这种情况下尤其可以将针对每个气缸的个性化设置的参考值或调节量储存在相应的综合特性曲线中，因此它们也被提供给之后的评估。

按本发明的方法可以伴随此文中说明的优势尤其使用在任一构造样式的柴油机的共轨高压喷射系统中和任一构造类型的机动车中(轿车、载重汽车、非公路商用车等)以及需要标定后喷的直喷式汽油机中。此外还可以使用在机动车技术之外的内燃机中，例如在化学的方法技术或类似技术中。

按本发明的计算机程序被设置用于，尤其当该计算机程序在计算器或控制器上运行时执行方法的每一个步骤。其实现了按本发明的方法在电子的控制器上的实施，而不必在这个电子的控制器上作结构上的改变。为此设机器可读的数据载体，其上储存有按本发明的计算机程序。通过按本发明的计算机程序在电子的控制器上的运行获得了按本发明的电子的控制器，其被设置用于，借助按本发明的方法控制在此涉及到的喷射系统的后喷。

本发明的其它的优势和设计方案由说明书和附图得出。

当然，之前提到的以及接下来还将阐释的特征不仅能以分别说明的组合，而且也能以其它组合或单独地使用，而不脱离本发明的框架。

附图说明

图1示出了在喷射期间轨道压力信号的示例性的压降；

图2借助流程图示出了按本发明的方法的第一个实施例；

图3借助流程图示出了按本发明的方法的第二个实施例；

图4a、b示出了在内燃机的气缸上单次喷射的情形下示例性的预喷和后喷；

图5a、b示出了在内燃机的气缸上多次喷射的情形下示例性的预喷和后喷；

图6a、b示出了根据图3中示出的方法制备的针对预喷和后喷的学习综合特性曲线。

具体实施方式

图1示出了在这个示例中在约t = 0.020 s的时间点上进行的喷射期间在共轨喷射系统内的示例性的轨道压力走向变化。其表明，由喷射造成的从有第一平均值123的起始压力100到有第二平均值125的结束压力110的压降()120用作接下来所说明的方法的基础。这些平均值123、125的形成分别在各个时间的评估窗口105、115中完成。

在图2所示的方法中，预喷(VE)和之后的后喷(NE)的压降的确定，如由图1可以看到的那样，在所述的两个评估窗口105、115的基础上完成。在这个实施例中，业已在内燃机制造时或在这种内燃机的此处涉及到的喷射系统中，例如在相应的检验或测试装置上，就确定了这些评估窗口。

为了确定VE和NE的所述的时间的评估窗口的位置和数值，用分别存在的喷射系统或各内燃机先起动200适用于标定运行的运行点，例如惯性运行。在达到这个运行点后，触发205 VE或NE测试喷射，其中，按照为各喷射系统事先确定的标准值来决定测试触发的时间点和持续时间。评估210在测试触发时检测到的轨道压力值，以便在测试喷射之前和之后这样来定位两个评估窗口，使得尤其将在其内实现原来的压降的过渡区域从各评估窗口区域中除去。

按照如通过虚线箭头212示出的原来的标定过程，先是关于压降标定215 VE，其中，得出参考压降以及附属的参考触发持续时间。然后用这个触发持续时间根据关系式触发220 NE。在此，用于确定VE压降和NE压降的方法相一致。之后将在VE和NE中产生的压降值和相互比较225，其中，这样来改变或调整230值，使得值和尽可能相一致。在此假设，喷射量与压降值的所述的关联在VE和之后的NE时相一致且尤其与各喷射的准确的时间点无关。

步骤200 - 230优选重复至压力值和相一致。此外，步骤205和210优选被重复执行以求出稳定的值。在相应的多个测量通道中求出的压力值和/或以本身公知的方式承受质量评价235。所述的测量通道优选针对每个气缸个性化地以及在内燃机的之前按经验确定的转速下实现。

因此在图2所示的实施例中还规定，按由步骤240和有条件的跳跃245形成的程序循环执行所述的测量通道以及求出或确定在不同的转速下针对每一个气缸的评估窗口且借助在此获得的数据按照关系式或制备250针对各评估窗口的位置和持续时间的与内燃机(BKM)的转速相关的综合特性曲线和。

在此基于这样的认识，即，评估窗口基本上仅须关于转速加以调整，不过其中，在各喷射(VE或NE)时的绝对的燃料量对标定结果没有任何重大的影响以及因此不需要在燃料量方面进行调整。因为在相对较低的转速下，可以在预定的时间框架内使用比在相对较高的转速下更长的评估窗口，因为在较高的转速下单次喷射在时间上更为邻近以及因此在很低的转速下在单次喷射之间为评估窗口提供了较大的时间间隔。但评估窗口选择得越长，那么就越快存在稳定的值。用于确定各评估窗口的参考点优选是各喷射阀的通电的开始。

所述的方法可以如接下来说明那样被设计成学习方法，其中，尤其预定了在求出所述的参考压降和修正值时的学习速度(例如在迭代的学习方法的情况下的迭代步宽)。

图3示出了按本发明的标定方法的一个实施例，该标定方法在当前针对内燃机的第i个气缸执行。按照第一个步骤400，优选在内燃机的正常运行中或具有内燃机的机动车的正常的行驶运行中起动适用于所述的参考值的标定模式的运行点，例如惯性运行。在内燃机的惯性运行中，喷射量是零，因为车辆驾驶员离开或不踩踏油门踏板。在惯性运行内，轨道压力和针对VE和NE的测试喷射的触发持续时间可以变化。由此可以在所述的综合特性曲线和中考虑到尽可能多的测量点或测量值或者存在针对运行点的尽可能稳定的值。

在达到这个运行点或运行工况后，激活405本身公知的VE量修正功能，其中，在第i个气缸上设置40有触发持续时间的在图4a中示出的时间上先于上死点(OT)被触发的VE测试喷射500。在这个图中，(时间的)x轴对应在内燃机的曲轴上确定的曲轴角(°KW)。

在针对内燃机的第i个气缸执行415的VE量修正415中，确定420触发持续时间的修正值以及按照关系式将这个值储存425到针对第i个气缸的相应的综合特性曲线中。

在有按照关系式相应地进行修正的触发持续时间的另一个触发430中，求出435此处产生的压降以及将这个压降作为参考压降值按照关系式储存440在第i个气缸的所述的参考学习综合特性曲线中。

如通过虚线的箭头445示出的那样，为了制备第i个气缸的参考学习综合特性曲线，重复执行针对不同的轨道压力和不同的触发持续时间的所述步骤400 - 440。结果因此产生450了一个考虑到了尽可能不同的轨道压力和触发持续时间的参考综合特性曲线。此外，步骤400 – 440按照虚线的箭头445针对在相同的下的被多次执行，以便获得这个数值的尽可能稳定的值。

如已经说明的那样，在所述的VE中求出的数据被使用在标定之后的NE。这些NE标定步骤为了更好地示出而通过虚线455相对之前的标定步骤确定界限。

首先又优选在内燃机的正常运行中起动460适用于NE标定模式的运行工况，例如所述的惯性运行。在接下来的检验步骤465中检验，是否针对这个运行点存在有效的参考值。若是，则继续方法。否则就跳回到步骤460以起动另一个运行点。

若满足条件465，那么在第i个气缸上用对当前的喷射系统而言常见的或按标准设置的NE喷射开始(KW角)以及常见的喷射持续时间触发在图4b中示出的NE测试喷射505以及触发470用在之前的步骤410 - 425中确定的触发持续时间修正值进行修正的单次喷射，更确切地说按照关系式：。在NE中用相应修正的触发值促成的压降被求出475且借助按照关系式的参考学习综合特性曲线确定480与所述的参考值的偏差。

下文中通过调整485 NE触发持续时间最小化如所说明那样求出480的偏差。下列用于触发持续时间()的关系式：适用于测试喷射的NE触发持续时间。指数k在此应当表明，出于统计值偏差的原因以及为了达到触发持续时间修正的稳定的值，针对所述的最小化需要多次前后相继地被执行的测试喷射以及因此步骤460 - 485优选被多次执行。在此同样优选的是分别起动关于各喷射尽可能稳定的不同的运行工况。这种做法能求出测量点的数量以及因此制备所述的综合特性曲线。

作为备选，一旦这种运行工况在内燃机或机动车的普通的运行中已经存在，那么也可以如提到的那样执行所说明的步骤460 - 485或开始它们的执行。

所述的最小化在这个实施例中借助针对在n次测试喷射后产生的调节错误()的下列关系式：完成。

基于前后相继被执行的测试喷射，不是连续地，而是逐个进行标定方法，其中，已经检测到的喷射量的中间值根据轨道压力和已修正的触发持续时间被储存到针对每个气缸i的每一个个性化设置的学习综合特性曲线中。因此在所学到的状态下在综合特性曲线中NE触发持续时间修正被提供作为调整量，借助其可以修正第i个气缸的NE，其中，用指数k-＞n。因此在相应的“瞬态振荡”的状态下观察，不再考虑指数k，因此在这个状态下得到了下列关系式(1)：

(1)

若存在相应被学习的修正值且NE标定(如上面说明的那样)被解除，那么可以在针对NE的当前的运行点上从综合特性曲线提取出用于第i个气缸的NE触发持续时间修正。所修正的NE持续时间总体上由VE的修正值(按照步骤420)、NE的修正值(按照关系式(1))以及NE触发持续时间的额定值组成，更确切地说按照下列关系式(2)：

(2)

要注意的是，倘若标定不以典型的NE量或在用于喷射系统或内燃机的正常运行的典型的边缘条件下被执行，例如在轨道压力或VE测试喷射的触发持续时间下，那么能实现综合特性曲线值的内插或外推，其中，VE测试喷射的触发持续时间不等于在内燃机或喷射系统的本来的运行中期望的NE触发持续时间。

此外要强调的是，如已经提到的以及通过箭头485示出的那样，步骤400 - 485被前后相继地或必要时平行地针对每个气缸i执行。在此可以由此来加速方法流程，即，在参考值已经针对其存在的气缸中业已确定了NE修正值，其中，平行于此地为剩余的气缸求出参考值。在此基于这样的效果，即，基于在VE和之后的NE之间的相对较大的时间间距，NE的设置基本上不会影响VE的标定以及反之NE不会由于VE受影响。方法的备选的或附加的加速在存在针对所有气缸的参考值时可以由此达到，即，在所有气缸上同时执行NE标定。在所述的平行化的道路上存在惟一一个要求或限制，即，尽可能不影响排放和运行特性或行驶特性。

在图5a和5b中示出了所述方法的一种备选的设计方案，在该设计方案中进行多次预喷510、515、520和多次后喷525、530、535。在标定后喷时的做法在此与之前所说明的方法过程相一致。

在所示的多次喷射中，多次前后相继地在一个气缸上设置相同的喷射或喷射量且测量在轨道中的由此产生的压力扰动。借助所示的多次喷射可以相对单次喷射(图4a和4b)达到信号冲程的提高。通过信号冲程的提高实现了更为快速的学习或标定精度的提高。单次喷射或多次喷射是否更为相宜，在此可以借助对排放和运行特性或行驶特性的影响确定。

在图6a和6b中示出的综合特性曲线中，分别在所说明的标定时获得的触发持续时间的修正值和根据在各标定时基本的轨道压力和各在所说明的测试预喷中使用的触发持续时间被记入或记下。因此从这些综合特性曲线中可以读取之后根据特定的轨道压力和特定的触发持续时间的修正值，借助其完成所述的触发。

所说明的方法可以以用于用来控制内燃机的电子的控制器的控制程序的形式或以一个或多个相应的电子的控制单元(ECU)的形式实现。

Claims (15)

1.用于标定在特别是机动车的内燃机的具有燃料存储器的燃料喷射系统内的后喷的方法，其特征在于，借助燃料存储器中由燃料喷射引起的压降(120)进行对至少一次后喷的标定。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，标定针对内燃机的每一个气缸单独被执行。

3.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，压降(120)借助在两个时间的评估窗口(105、115)中求出的压差值被评估。

4.按照权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述各评估窗口(105、115)内计算平均值(123、125)。

5.按照前述权利要求任一项所述的方法，其特征在于，压降(120)在已经进行的对至少一次预喷的标定的基础上被执行。

6.按照权利要求5所述的方法，其特征在于，将在至少一次经标定的预喷中出现的压降与在根据预喷进行标定的后喷中产生的压降相比较，其中，至少一次经标定的预喷用作参考。

7.按照权利要求5或6所述的方法，其特征在于，借助对至少一次预喷的标定进行修正的后喷用作调节器的调节量且由此调节在比较时出现的压降的差，即，各后喷的触发持续时间作为调节器的调整量被调整。

8.按照权利要求7所述的方法，其特征在于，在内燃机的所有的气缸上的调节被前后相继地或同时地执行。

9.按照前述权利要求任一项所述的方法，其特征在于，所述的方法步骤在内燃机的恰当的运行模式下进行。

10.按照权利要求9所述的方法，其特征在于，所述的方法步骤不是在时间上前后相继地被执行，其中，由针对至少一个运行点已经存在的中间结果确定标定值，该标定值被使用在接下来的后喷中。

11.按照权利要求9所述的方法，其特征在于，所述的方法步骤不是在时间上前后相继地被执行，其中，暂存已经存在的中间结果且在存在最后的评估所需的数据时才进行最后的评估。

12.按照权利要求11所述的方法，其特征在于，将个性化地针对每一个气缸的参考值和/或调节量储存在综合特性曲线中。

13.计算机程序，其被设置用于执行按照权利要求1至12任一项所述的方法的每一个步骤。

14.机器可读的数据载体，其上储存有按照权利要求13所述的计算机程序。

15.电子的控制器，其被设置用于，在特别是机动车的内燃机的具有燃料存储器的燃料喷射系统中借助按照权利要求1至12项任一项所述的方法标定后喷。