CN106481472B - 控制机动车辆内燃发动机的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及用于控制适配有燃料喷射系统和排气再循环系统的机动车辆内燃发动机的方法和设备。本申请提供了实施例，用于控制适配有燃料喷射系统和排气再循环系统的机动车辆内燃发动机。在一个示例中，在减速阶段，形成闭合的排气再循环回路，确定被封闭在其中的空气量的质量(mcirc)，检测空气量的第一氧含量(O2，exh1，O2，man1)，用喷射阀进行测试喷射，检测空气量的第二氧含量(O2，exh2，O2，man2)，并且从空气量的质量(mcirc)以及第一和第二氧含量(O2，exh1，O2，man1，O2，exh2，O2，man2)确定测试喷射中所喷射的燃料质量(m燃料)。本公开还涉及用于控制适配有燃料喷射系统和排气再循环系统的机动车辆内燃发动机的设备。

Description

控制机动车辆内燃发动机的方法和设备
相关申请的交叉引用
本申请要求2015年8月24日提交的德国专利申请号102015216139.0、以及2015年8月24日提交的德国专利申请号102015216138.2的优先权，出于所有目的通过引用将其全部内容结合在此。
技术领域
本发明涉及一种用于控制适配有燃料喷射系统和排气再循环系统的机动车辆内燃发动机的方法，并且涉及一种用于控制这种类型的内燃发动机的相应设备。
背景技术
内燃发动机，尤其是机动车辆中所使用的内燃发动机，现在一般适配有燃料喷射系统，例如直接喷射系统。在这种情况下，内燃发动机的控制单元具体确定燃料喷射的开始和结束时间，燃料喷射的方式为使得所喷射的燃料量对应于设定点燃料量，所述设定点燃料量具体是根据对应的工况确定的。为了保证相关条件下设想的燃料量在运行过程中被馈送至所有汽缸，并且尽可能地将相同的燃料量馈送至所有汽缸，这个背景下所使用的喷射阀被规定为具有针对流速的紧密度容差。虽然如此，例如由于在发动机的寿命过程中喷射嘴中的沉淀而可能发生偏离设定点燃料量。此类偏离可能产生一种排气成分，所述排气成分不利于排气后处理，例如可能导致来自个别汽缸的不相等转矩并从而导致传动系的扭转振动并导致燃料消耗的增加。为此原因，已经开发了方法用于确定实际喷射至内燃发动机的汽缸中的燃料量并用于相应地在此基础上修改喷射参数，例如从而允许在内燃发动机运行的过程中将设想的燃料量馈送至汽缸中。
DE 10 2010 036 485 B3公开了一种用于控制具有燃料喷射系统的内燃发动机的方法，其中，对所述内燃发动机的喷射阀的喷射持续时间进行修改，对所述内燃发动机的排气成分进行测量，从所述排气成分确定通过喷射阀的流量离标称值的偏差，并且以为补偿所确定的偏差而修改过的喷射持续时间激活喷射阀。
根据EP 1 336 745 A2，在用于控制机动车辆内燃发动机中喷射的方法中测量排气中的进气质量流量和空气比，以便估计实际被喷射至发动机中的燃料量。通过闭合的控制环路，保证了所估计的燃料量基本上等于所计算的设定点燃料量从而满足机动车辆用户的需要。在此，设定点燃料量与所估计的燃料量之差用于计算用于校正设定点燃料量的校正因数。
GB 2 475 521 A公开了一种用于确定内燃发动机中实际喷射的燃料量的方法，其中，将设定点测试燃料量被喷射至处于没有燃料供应的运行状态的汽缸，通过空气质量流量传感器确定在测试喷射过程中流入汽缸的空气量，通过Lambda探针确定排气中的空气比例，并且基于在汽缸中流动的空气量的函数并且基于所述空气比例计算测试喷射时所喷射的燃料量。测试喷射时所喷射的燃料量可以与设定点燃料量进行比较，从而校正喷射，例如通过对喷射阀的激活持续时间的相应调节。
然而，在此，发明人已经意识到上述方式存在的问题。在一个示例中，由于在测试喷射过程中难以测量流入汽缸中的空气量，和/或由于因例如湿度产生的空气量测量值的偏差，上文所述的方法可导致不准确的燃料喷射校正，其中基于在汽缸中流动的空气量的函数并且基于所述空气比例计算测试喷射时所喷射的燃料量。例如，空气质量流量传感器可以确定流动至每个汽缸的空气质量，并且难以估计多少空气实际流动至接收测试喷射的汽缸。
发明内容
因而，发明人在此提供了一种至少部分地解决上述问题的方式。在一个示例中，方法包括：在减速阶段，形成闭合的排气再循环回路，确定被封闭在所述闭合的排气再循环回路中的空气量的质量(mcirc)，检测所述空气量的第一氧含量，用喷射阀进行测试喷射，检测所述空气量的第二氧含量，并且从所述空气量的质量(mcirc)以及所述第一和所述第二氧含量确定所述测试喷射中所喷射的燃料质量(mfuel)。
以这种方式，可以确定被封闭在所述闭合的排气再循环(EGR)回路中的空气质量，这可以比测量流至单个汽缸的空气质量更加准确。可以通过所述第一和第二氧含量之差来确定在测试喷射中所喷射的燃料消耗的氧气量，消耗的氧气量用于确定测试喷射过程中的实际传送的燃料量。在一个示例中，如果在测试喷射过程中所喷射的燃料量不同于期望的，可以相应地调节将来的燃料喷射量，从而提高所递送的燃料喷射量的准确度。
应当理解的是，提供以上概述是为了以简化的形式介绍在详细说明中进一步说明的选择概念。这并不意味着识别所要求保护的主题的关键或必要特征，所要求保护的主题的范围由所附权利要求书唯一地限定。此外，所要求的主题并不限于解决上文或本公开的任何部分中所指出的任何优点的实施方式。
附图简述
图1根据本公开示出了排气再循环系统的第一示意性实施例。
图2根据本公开示出了排气再循环系统的第二示意性实施例。
图3根据本公开示出了排气再循环系统的第三示意性实施例。
图4示出了根据本公开的方法的实施例的流程图。
图5示出了根据本公开的方法的又一实施例的流程图。
具体实施方式
本公开涉及内燃发动机，所述内燃发动机驱动机动车辆并且具体为柴油或火花点火式发动机。所述内燃发动机具有燃料喷射系统并包括一个或多个汽缸，其中，至少一个喷射阀被指定给每个汽缸从而将燃料馈送至汽缸的燃烧室。本公开具体涉及一种直接喷射系统。
所述内燃发动机还适配有排气再循环系统。通过所述排气再循环系统，可以将来自内燃发动机的排气的一部分从排气通道经由排气再循环管路馈送回进气通道中，由此使得具体地实现污染物排放的减少成为可能。所述内燃发动机可以包括排气涡轮增压器。所述涡轮增压器具有涡轮，所述涡轮被安排在排气流中并且驱动被布置在进气通道内的压缩机，所述压缩机用于压缩被馈送至发动机的增压空气，所述充气空气可能是新鲜空气与再循环排气的混合。由此实现功率增大是可能的。所述排气再循环系统优选地是低压排气再循环系统，其中，排气在涡轮增压器的涡轮的下游被去除并被馈送至在涡轮增压器的压缩机上游吸入的增压空气中。
在根据本公开的方法中，闭合的排气再循环回路在减速阶段形成，例如在没有发动机功率被用于驱动机动车辆的内燃发动机工况下。在这种类型的闭合回路中，发生从内燃发动机的排气通道至其进气通道中的全排气再循环。为此目的，相应阀被移动至以下位置，使得来自内燃发动机的全部排气流被通过排气再循环管路传递至进气通道中，并且没有新鲜空气被供应到进气通道中。只要存在闭合回路，所述回路中就封闭着不经受与外界空气交换的空气量。由于在减速阶段内燃发动机时通过机动车辆的动能驱动的，所以在闭合回路中存在被封闭的空气量的流动。在此并在之后的文本中，可以使用术语“空气”，指被封闭的气体，还具体包含通过燃烧形成的排气。
根据本公开，确定封闭在闭合的排气再循环回路中的空气质量，例如确定被封闭的空气量的质量。为此目的，可以计算用于检测适当的测量变量的传感器信号，并且考虑闭合回路的已知容积(该容积被指定为对应于所涉及的特定类型)以及可选地进一步参数。在创造闭合的排气再循环回路之后或在稍后的时间，例如在下文所描述的方法步骤过程中，只要排气再循环回路是闭合的，就可以立即发生测量变量的检测和被封闭的空气质量的确定。
而且，根据本公开，在第一时间检测被封闭的空气量的至少一个第一氧含量。从所检测的氧含量，可能的是推断燃料燃烧所消耗的氧气比例，并且从而考虑被封闭在回路中的空气质量以推断已经燃烧的燃料质量。然后在测试喷射时使用喷射阀将燃料(可以是少量燃料)喷射至内燃发动机的一个汽缸中，所述喷射阀与所述汽缸相关联。在这个过程中，内燃发动机的其他喷射阀并未被激活用于燃料喷射。通过测试喷射馈送的燃料在闭合回路中被燃烧，例如在相关汽缸的燃烧室中，或者可替代地，通过位于闭合的排气再循环回路中的排气通道催化剂。被燃烧的燃料保持在闭合回路中并且可以在其中散开。在已经实施测试喷射之后的第二时间，还检测被封闭的空气量的至少一个第二氧含量。从这一点，可能的是推断出在第二时间由燃料燃烧所消耗的氧含量，并从而考虑在闭合回路中所封闭的空气质量以推断在这个时间燃烧的燃料质量。在第二时间之后或可替代地在稍后的时间，例如在减速阶段结束时，可以再次打开闭合的排气再循环回路，即，根据内燃发动机的正常运行再次设定新鲜空气和排气再循环的供应。
根据本公开，在测试喷射时所喷射的燃料质量是根据被封闭的空气量的质量以及所述至少一个第一和所述至少一个第二氧含量确定的。具体地，考虑被封闭的空气量的质量，在第一时间燃烧的燃料质量是从所述至少一个第一氧含量推断的，并且在第二时间燃烧的燃料质量是从所述至少一个第二氧含量推断的，其中，在测试喷射时所喷射的燃料质量是以这种方式确定的燃烧的燃料质量之差。由于所喷射的燃料量可以由相应的燃料质量指定，下文还使用了术语“燃料量”。
由于在各个情况下在测试喷射之前的时间和在测试喷射之后的时间在闭合的排气再循环回路中测量至少一个氧含量的事实，可能推断所消耗的氧气在被封闭的空气量中的比例，并由此推断在测试喷射时所喷射的燃料质量。由此可能通过简单的方式确定在测试喷射时实际喷射的燃料量。具体地，可以在不使用质量流量传感器的情况下确定实际喷射的燃料量；结果是，可以用特别准确的方式确定所喷射的燃料量，因为与质量流量相比通常可以更精确地确定被封闭的空气质量。以这种方式所确定的燃料量可以用于改善对内燃发动机和/或对内燃发动机的附加设备的控制。
根据本公开的实施例，内燃发动机的排气通道具有安排在排气再循环管路的分支下游的排气门，内燃发动机的进气通道具有进气节流阀，并且排气再循环管路具有排气再循环阀。为了形成闭合的排气再循环回路，在此激活了排气阀，其方式为使得排气通道的分支被完全闭合，其中排气从这个分支进入环境，其结果是全部排气流被传递至排气再循环管路内。进而激活进气节流阀以完全闭合进气管路，从而保证没有新鲜空气供应，并且排气再循环阀被打开。作为替代方案，可以在进气通道设置三通阀；在这种情况下，通过激活所述三通阀形成闭合的排气再循环回路，三通阀激活的方式为使得新鲜空气的供应被完全关闭并且排气再循环管路被完全打开。在此同样的，排气阀处于使得完全防止排气从排气通道进入环境的发生的位置。以这种方式，可以通过被提供以用于控制排气再循环和新鲜空气供应的阀来形成闭合的排气再循环回路。
可以通过至少一个压力传感器和至少一个温度传感器确定闭合排气再循环回路中所封闭的空气量的质量。还可以考虑闭合排气再循环回路的已知容积和内燃发动机的汽缸的容积效率。所述压力传感器和所述温度传感器被优选地安排在内燃发动机的进气通道中，具体地，在进气管中。为了控制内燃发动机和内燃发动机的排气后处理系统，一个或多个进一步的温度传感器可以存在于例如排气通道中和/或排气再循环管路中。如果存在多个压力和/或温度传感器，这些传感器可以每个都用于确定被封闭的空气量的相应部分体积的质量。在确定内燃发动机的一个或多个汽缸内的空气体积的质量时，考虑汽缸的容积效率是可能的。以这种方式，对被封闭的空气质量的特别准确的确定是可能的。
在形成所述闭合的排气再循环回路之后且在确定所述至少一个第一氧含量之前可以观察到第一等待时间。具体地，确定这个等待时间的方式为使得内燃发动机已经进行了足够数量的转动以均匀地混合被封闭在闭合回路中且在该闭合回路中循环的空气量。在此，已经被进行了测试喷射的汽缸的非均匀填充会有助于均匀混合，如具有多个汽缸的内燃发动机的剩余汽缸的情况下可以发生的。作为替代方案或另外，在进行测试喷射之后且在确定所述至少一个第二氧含量之前可以观察第二等待时间，在所述第二等待时间内，内燃发动机同样进行了足够数量的转动以均匀地混合封闭在闭合回路中的空气量。作为特别优选的选项，提供了第一和第二等待时间两者。由此，更加准确地检测被封闭的空气量中的氧含量并从而更加准确地确定所喷射的燃料质量是可能的。
可以通过安排在排气通道中的至少一个氧传感器和/或安排在进气通道中的至少一个氧传感器(例如，在各个情况下为一个lambda探针)检测第一和第二氧含量。根据本发明的实施例，规定被封闭的空气量中的第一和第二氧含量由安排在排气通道中的氧传感器并另外由安排在进气通道中的氧传感器测量。氧传感器或lambda探针可以安排在催化剂上游的排气通道中。进气通道中的氧传感器或lambda探针可以安排在内燃发动机的进气管中。由此，可能地在各个情况下进行对被封闭的空气量中的第一和第二氧含量的两个独立测量，从而允许对在测试喷射时所喷射的燃料量的冗余确定。在一个示例中，规定从分别确定的燃料量形成平均值。由此可能确定出具有增加的准确度的实际供应燃料量。
根据本公开的实施例，在具有多个喷射阀(具体被指定给多个汽缸)的内燃发动机的情况下，针对内燃发动机的每个喷射阀进行对第一氧含量的测量、测试喷射和对第二氧含量的测量、以及在此基础上确定所喷射的燃料量，其中，在测量第一氧含量的与测量第二氧含量之间其他喷射阀不喷射燃料。在此可以规定，在创建了闭合的排气再循环回路之后且在重新打开该闭合的排气再循环回路之前，针对多个喷射阀或针对内燃发动机的所有喷射阀连续执行所述步骤。优选地规定，形成闭合的排气再循环回路，针对第一喷射阀执行所述步骤，然后重新打开闭合的排气再循环回路并且针对第一喷射阀确定喷射的燃料量；在内燃发动机转动几次的对应等待时间之后，对应的进一步减速阶段，紧跟着相应程序从而针对内燃发动机的每个进一步的喷射阀确定喷射的燃料量。由此，针对内燃发动机的所有喷射阀精确地确定所喷射的燃料量是可能的。
基于如所描述地确定的测试喷射时喷射的燃料质量、或者基于针对内燃发动机的每个喷射阀确定的对应喷射燃料质量，可以控制内燃发动机的排气后处理系统。例如，可以规定用此来确定在至少一次进一步喷射时、具体为在正常运行过程中喷射时实际供应的燃料质量。从而，时常可以假设，正常运行过程中喷射时实际被喷射的燃料质量不同于设定点燃料质量，测试喷射时实际喷射的燃料质量不同于测试喷射时的设定点燃料质量，两种不同几乎以相同的比例。确定实际喷射的燃料量允许更好地激活内燃发动机的排气后处理系统并从而减少污染物排放。
根据本公开的实施例，从测试喷射的至少一个喷射参数并从所确定的(在测试喷射时已经实际喷射的)燃料质量确定对所述至少一个喷射参数的校正。具体地，确定该过程的方式为使得实际喷射的燃料质量将等于具有适当校正的喷射参数的测试喷射的设定点燃料质量。这个校正被用于至少一次进一步喷射，具体用于在内燃发动机正常运行过程中减速阶段结束后发生的喷射，从而修改至少一次进一步喷射的至少一个喷射参数，所述修改的方式为使得实际喷射至汽缸中的燃料质量与从内燃发动机的所需转矩和运行参数确定的对应设定点燃料质量相等(或在其阈值范围内)。具体地，如果针对内燃发动机的所有喷射阀确定了对应测试喷射时所喷射的燃料质量，为了确定对每个喷射阀的单独校正，这在各个情况下用于对正常运行时喷射过程中的所述至少一个喷射参数进行适当修改。由此可以实现对内燃发动机的改善控制，具体地，更经济的运行。如果针对内燃发动机的每个汽缸在与对应汽缸相关联的所述至少一个喷射阀处执行对至少一个喷射参数的相应修改，进而可能避免由个别汽缸产生的不平等转矩并且从而形成扭转振动。
具体地，所述至少一个喷射参数可以是喷射持续时间。在测试喷射时实际馈送至燃烧室的燃料量尤其取决于流速(例如，取决于每个单位时间流过喷射阀的燃料量)和喷射持续时间。具体地，实际喷射的燃料量可以偏离规定的设定点燃料量，因为流速偏离标称值，例如由于喷射嘴中的沉淀物。由于在内燃发动机运行过程中所喷射以驱动机动车辆的燃料量还取决于流速，由此可能在大多数情况下推断出在运行过程中实际喷射的燃料量与设定点燃料量的偏差。通过对喷射持续时间的相应校正或修改，因此可能用简单的方式校正实际喷射的燃料量的偏差，从而保证在内燃发动机运行过程中在随后喷射时以更大的准确度实际上实现了对应的设定点燃料量。
根据本公开的用于控制具有燃料喷射系统和排气再循环系统的机动车辆内燃发动机的设备包括将指令存储在存储器中的控制单元，所述指令由控制单元可执行以执行上述用于控制内燃发动机的方法。为此目的，控制单元可以包括用于激活排气门并且一方面激活进气节流阀和排气再循环阀，或者另一方面激活内燃发动机的进气通道中的三通阀的指令，从而在机动车辆的减速阶段创造闭合的排气再循环回路。控制单元还包括用于激活汽缸的至少一个喷射阀以进行测试喷射的指令。控制单元还包括以下指令，以用于检测安排在进气通道中的氧传感器(具体地，lambda探针)和/或安排在排气通道中的氧传感器(具体地，lambda探针)的，以及压力传感器和温度传感器(这些传感器安排在内燃发动机的进气管中)的传感器信号，并且用于从被封闭的空气量的质量和从第一和第二氧含量中确定在测试喷射时实际喷射的燃料质量。控制单元可以包括用于计算实际喷射的燃料量的处理器。控制单元可以是内燃发动机的电子发动机控制系统的一部分，并且还可以包括例如用于检测机动车辆的减速阶段的指令。用于控制内燃发动机的设备还可以包括用于检测第一和第二氧含量并用于确定被封闭的空气质量的传感器。
图1至图3示出了机动车辆的排气再循环系统的三个示意性实施例，其中，排气再循环系统适用于实施根据本公开的一种或多种方法。在此，排气再循环系统是低压排气再循环系统(图2至图3)或者高压排气再循环系统(图1)。
如用符号示意并通过图1的示例展示的，机动车辆的内燃发动机1包括排气涡轮增压器，所述排气涡轮增压器包括压缩机2和涡轮3。安排在内燃发动机1的排气通道4内的涡轮3接收内燃发动机1的排气流并由此被驱动。通过涡轮轴(图1中未示出)，涡轮3驱动压缩机2，所述压缩机安排在进气通道5中并将经压缩的充气空气馈送至内燃发动机1。
从涡轮增压器的涡轮3，排气通过排气管路6传递至排气后处理系统，所述排气后处理系统在所示的示意性实施例中由催化剂7形成。在图1中用箭头8指示排气管路6的排气的流动方向。来自涡轮机3下游且在催化剂7上游的排气管路6的分支是排气再循环管路9，排气中的一部分可以通过所述排气再循环管路被再循环至内燃发动机1的进气通道5中；用箭头10指示排气的被再循环部分的流动方向。排气的剩余部分流经催化剂7并以箭头11的方向向前流经排气管路6，如果合适的话流经进一步的排气后处理系统并最终被释放至环境。
压缩机2对通过进气管路12吸入的新鲜空气进行压缩，并将其通过增压空气进给装置13和进气管14馈送至内燃发动机1。在压缩机2的下游，排气再循环管路9通向增压空气进给装置13，其结果是再循环的排气与经进气管路12吸入并被压缩机2压缩的新鲜空气一起被作为经压缩的增压空气经过进气管14馈送至内燃发动机1。进气节流阀15被安排在排气再循环管路9的入口上游的增压空气进给装置13上，并且排气再循环阀16被安排在进入进气管路13的入口的上游的排气再循环管路9上。进气节节流阀15和排气再循环阀16可以被控制单元112激活，从而调节新鲜空气的比例和排气的比例并且因此调节被馈送至内燃发动机1的增压空气中新鲜空气与排气的混合比。如图1中用符号指示的，在进气管14中安排了多个增压空气传感器17，所述传感器至少检测馈送中内燃发动机1的被压缩的增压空气的温度、压力、和氧含量。具体地，增压空气传感器17包括温度传感器、压力传感器和lambda探针。而且，用于检测排气的氧含量的进一步lambda探针18被安排在排气再循环管路9的下游且催化剂7的上游的排气管路6上。增压空气传感器17和安排在排气流中的所述进一步lambda探针18连接至控制单元112。
发动机由控制系统114控制。示出了控制系统114从多个传感器116接收信息并向多个致动器81发送控制信号。作为一个示例，传感器116可以包括各种压力和温度传感器、燃料水平传感器、各种排气传感器、转矩传感器等，以及增压空气传感器17和进一步的lambda探针18。控制系统114还可以基于从车辆操作者和所述多个传感器116接收的输入向致动器81发送控制信号。所述各种致动器可以包括例如汽缸燃料喷射器、耦联至发动机进气歧管的进气节气门、阀15、16、19、和/或20(下文中描述)等。控制系统114可以包括控制单元112。控制单元可以从所述各种传感器或按钮接收输入数据，处理所述输入数据，并响应于基于与一个或多个例程对应的被编入控制单元的指令或代码而经处理过的输入数据以触发致动器。在此关于图4和图5描述了示例控制例程。
控制单元从图1的各种传感器接收信号并采用图1的各种传感器以基于所接收的信号和存储在控制单元的存储器上的指令调节发动机运行。例如，如下文更加详细解释的，控制单元可以从增压空气传感器17和/或进一步的lambda探针18接收信号并响应于接收到的信号调节发动机的一个或多个燃料喷射器的参数。
在图2中用符号展示的排气再循环系统的第二示意性实施例中，排气再循环管路9从催化剂7下游的排气管路6分出来。在排气再循环管路9的分支的下游的排气管路6上安排了排气阀19，所述排气阀可以被控制单元112激活以便调节被再循环的排气的比例。排气再循环管路9通向压缩机2上游的进气管路12，其结果是被再循环的排气与通过进气管路12吸入的新鲜空气一起被馈送至压缩机2。压缩机2对通过新鲜空气与再循环的排气的混合物进行压缩并将其作为经压缩的空气经由增压空气进给装置13和进气管14馈送至内燃发动机1。进气节流阀15被安排在排气再循环管路9的入口的上游的进气管路12上。在其他方面，图2中所示的示意性实施例被配置成与图1中所示的配置类似。
在图3中用符号展示的排气再循环系统的第三示意性实施例中，提供了三通阀20替代进气节流阀15并替代排气再循环阀16，所示三通阀被安排在排气再循环管路9进入进气管路12的入口处。三通阀20可以被控制单元激活以调节增压空气中新鲜空气与再循环排气的混合比。在其他方面，图3中所示的示意性实施例被配置为与图2所示的配置类似。
在图4的流程图中以简化的形式示出了根据本公开的方法400的示意性实施例。可以由控制单元(如控制单元112)基于存储在控制单元的存储器上的指令并结合从发动机系统的传感器(如上文参照图1至图3描述的传感器)接收的信号执行用于实行方法400和在此所包括的剩余方法的指令。根据下文所述的方法，控制单元可以采取发动机系统的发动机致动器来调节发动机运行。
在402，方法400确定运行参数。所确定的运行参数可以包括车辆速度、发动机速度、发动机负载、加速度和/或制动器踏板位置等。在404，方法400判断发动机是否运行在减速阶段。可以基于机动车辆的速度传感器的信号和加速器踏板的位置以及(如何合适的话)机动车辆的制动器踏板的位置确立机动车辆处于减速还是超速阶段。在一个示例中，当发动机负载低于阈值负载、车辆速度在阈值速度以上、和/或制动器踏板未被压下时可以开始减速阶段。在减速阶段过程中，车辆可以通过其自己的动量被推进，并且从而发动机运行不用于推进车辆。这样，可以停止燃料喷射。
如果发动机未运行在减速阶段，方法400返回至402以继续评估运行参数。如果发动机运行在减速阶段，方法400前进至406以产生闭合的排气再循环回路。所述闭合的排气再循环回路是具有100％排气再循环率的排气再循环回路。为此目的，排气阀19(见图2和图3)被控制单元关闭。在图2中所示的示意性实施例中，进气节流阀15被关闭并且排气再循环阀16是打开的；在根据图3的实施例中，三通阀20被激活，其方式为使得进气管路13在入口侧被关闭并且排气再循环管路9打开。
在408，在第一等待时间t1之后，从针对理想气体的普适气体定律(universal gaslaw)估计封闭容积内不同部分中的所封闭的空气量的质量mcirc，所述第一等待时间可以包括内燃发动机的几次转动(例如，3至5次转动)，从而保证了封闭在闭合排气再循环回路中的空气量被均匀地混合：
mcirc＝∑piVi/RTi
其中，R是规定气体常量。压力p和温度T是由增压空气传感器17测量的。对于汽缸内的气体，闭合排气再循环回路的容积V是已知的，并且考虑了内燃发动机的汽缸的同样已知的容积效率。如在此所使用的，体积效率可以包括汽缸能够引导的空气的量。还可以在某个其他时间，例如在测试喷射之后，确定空气质量mcirc。
在410，方法400包括测量进气的第一O2容量和排气的第一O2容量，并计算进气和排气中的每一个的第一消耗的O2分数。通过lambda探针18测量排气通道4中的氧O2，exh1的比例(用百分比表示)，并且通过增压空气传感器17的lambda探针测量进气通道5内的氧比例O2，man1(用百分比表示)。这些分别用于根据以下等式计算在排气通道(fexh1)中和在的进气通道(fman1)中被封闭的空气量中所消耗的氧的比例，其中，21表示周围环境空气中的氧比例：
fexh1＝1-O2，exh1/21
fman1＝1-O2，man1/21
在412，则执行进入内燃发动机的指示汽缸内的测试喷射，其中，喷射参数是已知的，并且具体选择喷射持续时间Tinj，test以便供应设定点燃料质量mtest，soll。在414，方法400测量进气的第二O2容量和排气的第二O2容量，并计算进气和排气中的每一个的第二消耗的O2分数。在第二等待时间t2之后，通过lambda探针18测量排气通道4中的氧比例O2，exh2，并且通过增压空气传感器17的lambda探针测量进气通道5中的氧比例O2，man2，所述第二等待时间可再次持续内燃发动机的几次转动，从而保证闭合排气再循环回路中所封闭的空气量被均匀地混合。这些被分别用于计算在排气通道(fexh1)中和在进气通道(fman1)中被封闭的空气量中所消耗的氧比例
fexh2＝1-O2，exh2/21
fman2＝1-O2，man2/21
在416，从所述第一和第二消耗的O2分数计算实际供应燃料质量。从而，排气通道中和进气通道中的被封闭的空气量中被消耗的氧的比例的计算结果可以分别用于计算在测试喷射时实际供应的燃料质量：
Figure BSA0000133718730000121
Figure BSA0000133718730000122
其中，
Figure BSA0000133718730000123
是化学计量的空气/燃料比。根据以这种方式所确定的这两个值，可以更准确地确定实际供应的燃料质量mfuel，例如通过求平均：
mfuel＝(mfuel，exh+mfuel，man)/2
在418，从设定点燃料质量和实际燃料质量确定校正因数Fcorr＝mfuel/mtest，soll，指示实际供应的燃料量相对于设定点燃料量以什么因数改变。
在420，方法400确定减速阶段是否结束，例如通过由机动车辆的驾驶员致动加速度踏板。如果减速阶段未结束，方法400继续等待直到减速阶段结束。在这个时间过程中，对汽缸的燃料喷射可以保持关闭并且EGR回路可以保持闭合。然而，在某些示例中，EGR电路可以打开从而将排气驱逐至大气中，并且在一段时间之后，EGR回路可以再次关闭并且针对不同汽缸执行另一测试喷射(伴随着相应的O2分数确定)。
如果减速阶段已经结束，方法400前进至422以打开EGR回路。一旦减速阶段结束，以对应于内燃发动机的正常运行的方式激活排气阀19、进气节流阀15、和排气再循环阀16(见图2)或三通阀20(见图3)，例如用于部分排气再循环。在424，方法400校正所指示的汽缸的一个或多个燃料喷射参数。为了向汽缸的燃烧室内喷射，从内燃发动机的所需转矩和瞬态速度确定有待供应的设定点燃料质量和对应于后者的喷射持续时间Tinj，soll。用校正因数对其进行校正，从而确定被校正或修改的喷射持续时间Tinj：
Tinj＝Tinj，soll/Fcorr
这个校正用于内燃发动机的正常运行，例如用于减速阶段之外的运行，并且在各个情况下以修改后的喷射持续时间Tinj进行喷射。以这种方式，尤其可能通过喷射持续时间的相应延长来补偿通过喷射阀的流量减少。
可以针对内燃发动机的所有汽缸连续地确定并在正常运行的喷射过程中考虑相应的校正因数。可以定期地重复所描述的方法，例如当在机动车辆的运行时间(在该运行时间内可能发生通过喷射阀的流量改变)之后检测到减速阶段时可以再次开始执行该方法。然后方法400返回。
因此，上文所述的方法400可以调节发动机的每个然燃料喷射器的一个或多个燃料喷射参数，如燃料喷射持续时间，从而保证从每个燃料喷射器传送命令量的燃料。为了调节燃料喷射器参数，可以针对每个燃料喷射器确定燃料喷射器校正因数。所述燃料喷射器校正因数可以表示用于测试燃料喷射事件的命令或设定点燃料喷射量与在测试燃料喷射事件过程中传递的实际燃料喷射量之间的差(例如，分数)。为了测量实际燃料喷射量，在发动机正在旋转的发动机无负载条件下形成闭合EGR回路。发动机正在旋转的发动机无负载条件的一个示例包括减速燃料切断(DFSO)，还称为减速阶段，在这个阶段，发动机通过其自己的惯性旋转并且对发动机的燃料喷射被切断。然而，其他无负载条件是可能的，如在发动机启动过程中发动机起动转动时，或当电机正旋转发动机时。在无负载条件过程中，可以调节EGR系统中的一个或多个阀，这样使得来自发动机的所有排气被送回至进气装置，并且没有新鲜空气进入发动机。其中，可以测量和/或估计闭合EGR回路中的气体质量，并且由于所述闭合回路，所述质量将不会改变。测量回路中气体的氧含量，并且然后执行测试喷射事件。在测试燃料喷射过程中传递的燃料燃烧时，回路中气体的氧含量将改变(例如，降低)并且从而再次测量气体的氧含量。测试前和测试后喷射氧含量之间的差可以用于计算所传递的燃料质量。如果该传递的燃料质量不同于用于测试燃料喷射事件的命令燃料质量，则该差异可以用作将来燃料喷射事件的校正因数。
在一些示例中，可以期望在进入减速阶段之前，增加或降低最后将被捕集在闭合的EGR回路捏的气体量。例如，如果预期会进入减速阶段，并且期望校正因数的确定的信噪比增加，则在进入减速阶段之前可以增加升压压力。增加升压压力可以增加进气装置、发动机以及排气装置内气体的总质量。然后，一旦减速阶段被起动并且相应的阀被关闭以形成闭合的EGR回路，回路内的气体质量可以相对于在进入减速阶段之前存在的具有保持不变的升压压力的质量更大。较大的气体质量可以允许较大的测试燃料喷射量，并且因此由于测试燃料喷射的燃烧产生的氧含量的变化可以更大，这可以增加检测变化并且计算校正因数的能力。
相反，可以期望在某些条件下减小闭合EGR回路内捕集的气体的质量，因为较小的气体质量可以允许较小的测试燃料喷射量。在较小的测试燃料喷射量的情况下，由于测试燃料喷射和随后的燃烧所产生的任何转矩扰动可以显著地变小。为了减小所捕集的气体的质量，在进入减速阶段之前和/或在减速阶段期间可以减小升压压力。为了增加或减小升压压力，可以调节涡轮增压器参数，例如减小或增加绕过涡轮增压器的涡轮的排气的量(如，通过调节耦接在涡轮两端的废气门的位置)或其他合适的调节方式。
在一个示例中，为了增加校正因数确定的稳健性，同时最小化转矩扰动(其对车辆驾驶员是明显的)，第一测试燃料喷射事件可以在闭合EGR回路具有第一较小的捕集气体质量时(例如通过在减速阶段的运行期间或之前减小升压压力)执行。因为捕集气体的质量较小，所以第一测试燃料喷射量可以相对小。如果计算出的燃料喷射量不同于测试喷射的命令/设定点燃料喷射量，则在随后的减速阶段可以执行第二测试。在第二测试，第二测试燃料喷射事件可以在闭合的EGR回路具有第二较大的捕集气体质量时(例如，通过在减速阶段的运行期间和/或之前增加升压压力)执行。第二测试燃料喷射量可以相对大(如，大于第一测试燃料喷射量)，因为捕集气体质量较大。用这种方式，可以确认与命令/设定点燃料喷射量的偏差并且可以计算出更加准确的校正因数。通过首先执行较小的燃料喷射并且如果较小的燃料喷射事件指示燃料喷射量的可能偏差则只进行较大的燃料喷射事件，转矩扰动可以被最小化。
从而，在一个示例中，方法可以包括基于燃料喷射器校正因数调节发动机的汽缸的燃料喷射事件的燃料喷射参数。燃料喷射器校正因数可以表示在测试燃料喷射事件之前闭合的排气再循环(EGR)回路中的第一消耗氧分数与在测试燃料喷射事件之后所述闭合的EGR回路中的第二消耗氧分数之间的差。燃料喷射器校正因数可以响应于发动机正在旋转的发动机的无负载条件而被确定，并且调节燃料喷射参数可以包括相对于设定点燃料喷射持续时间调节燃料喷射事件的燃料喷射持续时间。为了确定校正因数，该方法可以包括：响应于发动机正在旋转的发动机的无负载条件，关闭排气节流阀以及进气节流阀并打开EGR阀以形成所述闭合的EGR回路；根据所述闭合的EGR回路中的估计的空气质量和来自位于闭合的EGR回路中的氧传感器的第一信号输出，确定第一消耗氧分数；执行测试燃料喷射事件；在测试燃料喷射事件之后，根据所述闭合的EGR回路中的所估计的空气质量以及来自氧传感器的第二信号输出确定第二消耗氧分数；根据第一消耗氧分数和第二消耗氧分数之间的差确定测试燃料喷射事件的实际燃料质量；并且根据测试燃料喷射事件的实际燃料质量和设定点燃料质量设定燃料喷射器校正因数。如在此所使用的，基于燃料喷射器校正因数调节燃料喷射参数可以包括从存储在控制单元的存储器中的查找表获得设定点燃料喷射参数，如喷射持续时间，其中，存储在查找表中的持续时间被索引至请求的发动机转矩、发动机速度和发动机负载中的一项或多项。可以通过校正因数校正设定点持续时间。在一个示例中，设定点持续时间可以乘以校正因数以达到被调节的燃料喷射持续时间。在其他示例中，校正因数可以与设定点持续时间相加以达到被调节的燃料喷射持续时间。通过校正因数调节设定点持续时间的其他机制是可能的，如对校正因数应用增益并且然后将这个量乘以或加上所述设定点。
在另一示例中，可以通过调节喷射器的激励时间(例如，持续时间)来校正或调节设定点/命令燃料喷射量，直到排气中测量的和估计的消耗氧含量最小化(达到零或几乎为零)。可以根据考虑了进气歧管和进气容积动力学(induction volume dynamics)、EGR管路延迟、喷射事件、压缩机和涡轮机延迟、过滤、和混合的动态模型来估计排气中的估计消耗氧含量。为了提高准确度，根据来进气氧传感器的输出和喷射的燃料量可以提供额外的估计，并且可以对这两个估计应用最小二乘计算直到差最小化。
上文所述的根据本公开的方法涉及内燃发动机，所述内燃发动机驱动例如机动车辆并且具体为柴油或火花点火式发动机。所述内燃发动机具有燃料喷射系统并可以包括一个或多个汽缸，其中，至少一个喷射阀被指定给每个汽缸从而将燃料馈送至汽缸的燃烧室。在此，控制单元根据对应的工况或运行参数，具体地对内燃发动机的转矩需要和发动机速度，确定对应喷射的燃料量，例如燃料质量，并且相应地激活喷射阀。为此目的，发动机控制系统选择喷射阀的合适喷射参数；具体地，馈送至燃烧室的燃料量取决于流速(例如，取决于每个单位时间流过阀的燃料质量)和喷射持续时间。本发明具体涉及一种直接喷射系统。
所述内燃发动机还可以适配有排气再循环系统。通过所述排气再循环系统，来自内燃发动机的排气的一部分可以被从排气通道经由排气再循环管路馈送回进气通道中，由此使得可能具体实现污染物排放的减少。所述内燃发动机可以具有排气涡轮增压器。所述涡轮增压器具有涡轮，所述涡轮被安排在排气流中并且驱动进气通道内所安排的压缩机，所述压缩机用于压缩被馈送至发动机的增压空气，所述增压空气可能是新鲜空气与再循环排气的混合。由此可能实现功率增大。所述排气再循环系统可以是高压或低压排气再循环系统，其中，排气被从涡轮增压器的涡轮上游或下游去除并且被馈送至从涡轮增压器的压缩机下游或上游相应吸入的增压空气中。
在根据本公开的方法中，修改内燃发动机的至少一个喷射阀的喷射持续时间，例如，所述至少一个喷射阀被控制单元以相对于初始状态修改过的喷射持续时间激活。在此，对喷射持续时间的修改可以是例如相对于喷射阀的预设喷射持续时间对喷射持续时间的延长或缩短。从而，根据本公开，在多次喷射时以在每种情况下具有不同长度的喷射持续时间或激活时间以激活喷射阀，并且在每种情况下将不同的燃料量喷射至汽缸中，所述至少一个喷射阀被指定给所述汽缸。
在每种情况下具有不同喷射持续时间的所述多次喷射过程中，然后测量排气的(通过燃料的燃烧消耗的)对应氧分数，并且估计排气的(通过燃料的燃烧消耗的)氧含量的至少一个值。具体地，所消耗氧分数的测量是通过测量排气的剩余氧含量执行的，例如通过安排在排气通道中的lambda探针。在修改喷射持续时间之后，于等待时间之后可以发生对排气的氧含量的测量，在这个等待时间内，至少一个喷射阀的喷射持续时间保持相同，其结果是所测量的氧含量对应于修改的喷射持续时间并且对应于相应修改的喷射燃料量。
根据本公开，在具有不同喷射持续时间的喷射过程中计算排气的消耗氧分数的测量值和所述至少一个估计值之间的差，并且基于以这种方式确定的差别值确定最佳喷射持续时间。在内燃发动机继续运行的过程中，以取决于所确定的最佳喷射持续时间的经修改的喷射持续时间激活所述至少一个喷射阀。
以下事实使得在不同情况下可能在随后喷射时向内燃发动机供应燃料量，所述燃料量几乎对应于根据相应可应用的运行参数确定的设定点燃料量，所述事实为：所述至少一个喷射阀的喷射持续时间改变，针对所述不同喷射持续时间中的每一个测量并额外估计排气的消耗氧分数，以及根据测量和估计氧分数的对应差确定最佳喷射持续时间。从而，例如，当工况(具体地，内燃发动机的转矩需求和速度)相对于应用于确定最佳喷射持续时间的工况未改变时，最佳喷射持续时间至少几乎等于喷射对应于相关运行参数的设定点燃料量所必须的持续时间。还可能针对相对于此已经改变的工况确定并使用适当优化的喷射持续时间，例如以与最佳喷射持续时间相对于在相关工况下可应用的设定点喷射持续时间的相同的比例地相对于对应的设定点喷射持续时间修改所述最佳喷射持续时间。结果是，例如可以通过相应地修改的喷射持续时间补偿来自喷射阀的流速离标称值的偏差，其中，以延长的喷射持续时间补偿减小的流速，同时在流速增加的情况下，以缩短的喷射持续时间运行喷射阀。以这种方式，使得改善对内燃发动机的控制，具体地，更加经济的运行成为可能。
优选地，在内燃发动机的几乎恒定的工况(“稳态”)的运行阶段过程中执行根据本发明改变对所述至少一个喷射阀的喷射持续时间以及确定最佳喷射持续时间。具体地，在对内燃发动机的转矩需要及其速度几乎恒定的运行阶段执行该方法。为此目的，可以规定，在确定最佳喷射持续时间之后，比较然后应用的工况与该方法开始时应用的工况，如果检测到超过预定阈值的偏差，不使用所确定的最佳喷射持续时间。由此，可能实现最佳喷射持续时间的确定的准确度的增加。
根据本公开的实施例，估计的消耗氧分数是从具有至少一个空气质量流量和一个设定点喷射持续时间作为输入变量的模型获得的。可以例如通过进气通道中的合适质量流量传感器确定空气质量流量。从设定点燃料量获得设定点喷射持续时间，所述设定点燃料量是基于内燃发动机的相应可应用的运行参数(具体地，所需转矩和发动机速度)确定的。这种模型可以允许以简单的方式估计所消耗氧分数，具体不需要为此目的而提供进一步的传感器。
所述模型可以是考虑进气通道的、发动机本身中的气体体积、和排气通道的动态变化的模型。具体地，所述动态模型考虑排气再循环所造成的时间延迟、压缩机进行的压缩以及经过涡轮机的流量，以及填充汽缸的动态效果、汽缸中的压缩、来自汽缸的喷射和燃烧以及气体排出。而且，可以考虑过滤器的动态效果和气体混合。由此可能提高消耗氧分数的估计的准确度。
可以作为替代方案或另外使用的用于估计消耗的氧分数的另一种可能方式是基于增压空气中的消耗的氧分数确定排气中估计的消耗氧分数。为此目的，增压空气的氧含量可以由安排在进气通道中的传感器(具体地，lambda探针)测量。通过这样做，消耗氧分数的估计可能以简单的方式进行，其中，通常在进气通道中已经存在的合适的传感器用于控制排气再循环的目的。除了基于增压空气的消耗氧分数估计排气中的消耗氧分数之外，如果消耗氧分数的估计还可从具有空气质量流量和设定点喷射持续时间作为输入变量的模型中完成，则由此可以实现对最佳喷射持续时间的冗余且因此更加可靠的确定。
优选地考虑设定点喷射持续时间和增压空气的测量压力和测量温度以确定基于增压空气的氧含量所估计的消耗氧分数。设定点喷射持续时间基于内燃发动机的运行参数(具体地，转矩需要和发动机速度)而被确定。用于测量增压空气的压力和温度的传感器通常已经存在于进气通道内用于控制涡轮增压器的目的。由此可能提高消耗氧分数的估计的准确度。
根据本公开的实施例，确定最佳喷射持续时间，其方式为使得排气中的所测量的和所估计的消耗氧分数之差的绝对值达到最小值，至少相对最小值。在修改至少一个喷射阀的喷射持续时间时选择的不同喷射持续时间当中，被确定为最佳喷射持续时间的喷射持续时间因而是排气中的测量的和估计的消耗氧分数的差的绝对值最小时的一个喷射持续时间；还可以通过在接近最小值的值之间进行插值来确定最佳喷射持续时间。在这种情况下，估计的消耗氧分数可以例如从取决于空气质量流量和设定点喷射持续时间的模型或者基于增压空气的消耗氧分数而被确定。最佳喷射持续时间的足够准确的确定由此可能得以简单的方式进行，这允许在内燃发动机的正常运行期间修改喷射持续时间，如在所述的用于确定最佳喷射持续时间的方法之外，以便补偿喷射阀的流速变化。
根据本公开的实施例，当至少一个喷射阀的喷射持续时间存在改变时通过确定排气中的消耗氧分数的测量值，计算排气中的消耗氧分数的测量值和第一估计值之差，计算排气中的消耗氧分数的测量值与第二估计值之差，形成这些差的平方和，以确定最佳喷射持续时间并且将最佳喷射持续时间确定为所述平方和呈现最小值、至少相对最小值时的一个喷射持续时间。在此，具体从取决于空气质量流量和设定点喷射持续时间的模型来确定消耗氧分数的第一估计值，并且基于增压空气的消耗氧分数确定第二估计值。最佳喷射持续时间是在修改喷射持续时间时在多个喷射持续时间中选择的所述平方和最小的一个喷射持续时间；最佳喷射持续时间也可以在两个相邻值之间插值来确定。以这种方式，最佳喷射持续时间的特别准确的确定是可能的，进而允许在内燃发动机的进一步操作期间改善喷射的控制。
内燃发动机可以具有多个喷射阀，这些喷射阀具体每个被指定给多个燃烧室或汽缸当中对应的一个。在这种情况下，确定针对每个喷射阀的最佳喷射持续时间，并且以取决于对应最佳喷射持续时间的经修改的喷射持续时间激活相关的喷射阀。在这种情况下，可以规定，针对每个喷射阀单独地进行喷射持续时间的修改和最佳喷射持续时间的确定，其中喷射持续时间在剩余喷射阀上保持不变。由此可能通过特别准确的方式确定内燃发动机的所有喷射阀的对应最佳喷射持续时间，并且在内燃发动机的进一步运行过程中可以用适当修改过的喷射持续时间激活所有喷射阀。由此可以实现对内燃发动机的改善控制，和具体地更经济的运行。而且，还可以避免个别汽缸的不平等转矩的产生并且因此扭转振动的发生。
根据本发明的用于控制具有燃料喷射系统和排气再循环系统的内燃发动机的设备包括控制单元，所述控制单元将指令存储在存储器中并执行这些指令以完成用于控制内燃发动机的上述方法。为此目的，控制单元包括用于激活内燃发动机的至少一个喷射阀以便改变喷射持续时间的指令。控制单元包括以下指令，用于具体通过检测安排在排气通道中的氧传感器的传感器信号来确定排气中的消耗氧分数的测量值的指令，以及用于确定排气中的消耗氧分数的至少一个估计值的指令，为这个目的，控制单元可以检测进一步传感器的信号。控制单元包括以下指令，用于计算测量氧分数和估计的消耗氧分数之间的差的指令，用于基于这个差确定最佳喷射持续时间的指令，以及用于以取决于最佳喷射持续时间的经修改的喷射持续时间激活所述至少一个喷射阀的指令。控制设备可以包括处理器，所述处理器用于计算排气中的测量的和估计的氧分数，用于计算这两个值之间的差并且用于确定最佳喷射持续时间(具体当该差最小时)，以及用于确定经修改的喷射持续时间。而且，控制单元可以包括用于存储排气的氧含量的测量值和估计值、以及所述值之间差、以及所述差的平方和以及相关联的喷射持续时间的存储装置(例如，存储器)。控制单元可以是内燃发动机的电子发动机控制系统的一部分。
用于控制内燃发动机的设备还可以包括用于测量排气通道中的氧含量的传感器，例如lambda探针，以及如果合适的话，包括在内燃发动机的排气和/进气通道中的进一步传感器。
在图5的流程图中以简化的形式示出了根据本公开的方法500的示意性实施例。可以由控制单元112根据存储在控制单元的存储器中的指令，结合一个或多个传感器(例如，图1至图3的增压空气传感器17)和一个或多个致动器(例如，发动机燃料喷射器)执行方法500。在502，方法500包括确定运行参数。所确定的运行参数可以包括车辆速度、发动机速度、发动机负载、加速器和/或制动器踏板位置等。在504，方法500确定发动机目前是否运行于稳定状态条件下。稳定状态条件可以包括发动机速度和/负载改变小于阈值量，如在给定持续时间上(例如，五或十秒)改变小于5％。如果发动机不运行于稳态条件下(例如，如果发动机运行于瞬态条件，如加速或减速)，方法500返回至502以继续评估运行参数。
如果基于当前运行参数确立了要执行该方法，即具体地，如果内燃发动机处于具有几乎恒定的工况的运行阶段，方法500前进至506以激活喷射阀，将针对这个喷射阀确定最佳喷射持续时间。可以用喷射持续时间T0激活喷射阀(在此还称为喷射器)，这个喷射持续时间对应于从当前运行参数确定的喷射持续时间的设定点值。换言之，喷射器被激活达一段持续时间，该持续时间被预测以传递控制单元针对当前发动机条件(例如，发动机负载、发动机速度)所命令的燃料量。在508，例如(参见图1至图3)由排气通道中的lambda探针18测量排气中的氧含量O2，exh(用百分比表示)。在几秒的时间间隔期间的平均值可以在每种情况下被形成以增加该过程的准确度，如其他测量值的情况一样，在所述几秒的时间间隔期间喷射阀的喷射持续时间不被修改。根据氧含量O2，exh，测量排气中的消耗氧分数：
fexh，meas＝1-O2，exh/23.3％/kg
在510，确定排气中的消耗氧分数的一个或多个估计值。在一个示例中，确定排气中的消耗氧分数的两个估计值。第一估计值fexh，est1通过模拟进气通道、喷射以及内燃发动机内气体传递以及排气通道的动态属性的动态模型而被确定并且被存储在控制单元内。在最简单的情况下，具体是在内燃发动机的恒定运行参数的情况下，
可以从合适传感器测量的空气质量流量maf并从有待喷射的燃料质量的设定点值Wfuel计算第一估计值，所述设定点值是从运行参数、具体从内燃发动机的转矩需要和速度确定的：
Figure BSA0000133718730000211
其中
Figure BSA0000133718730000212
并且，
Figure BSA0000133718730000213
是化学计量的空气/燃料比。
通过增压空气中的消耗氧分数O2，man(用百分比表示)确定第二估计值fexh，est2，所述消耗氧分数可以由增压空气传感器17(见图1至图3)的安排在进气管中的lambda探针测量：
fexh，est2＝[fman+(1+λref)Wfuel/WAP]/(1+Wfuel/WAP)
其中
fman＝1-O2，man/23.3％/kg
并且λref是针对特定类型确定的参考lambda值。可以通过速度与密度之间的关系确定进气管中的总质量流量WAP：
WAP＝ηpVN/RT，
其中，η是汽缸的容积效率，V是可以填充气体的总汽缸容积，R是特定气体常量，并且N是内燃发动机的速度。增压空气压力p和温度T由进气管中的增压空气传感器17测量。
然后在512，方法500根据以下公式计算排气中的消耗氧分数的测量值与两个估计值之间的差的平方和：
S＝(fexh，meas-fexh，est1)2+(fexh，meas-fexh，est2)2
在514，所确定的S的值与已经从那时可应用的运行参数中确定的相应喷射持续时间T0一起被存储，从而喷射适用于产生此时所需转矩的设定点燃料质量Wfuel。
在516，调节喷射阀的喷射持续时间，例如增加几个百分比，从而给予喷射燃料质量的相应增加。在等待时间之后如果合适，则在518如上所述确定测量值fexh，meas、两个估计值fexh，est1、fexh，est2以及和S，并且存储附加S和相应喷射持续时间。
在522，方法500确定是否识别了S的最小值。可以进行检查以查明最佳喷射持续时间Topt的确定是否成功，例如是否选择了喷射持续时间的足够数量的不同值，是否有可能确定和S的最小值，以及在执行该方法时内燃发动机的运行参数是否改变至如此程度(例如，不可能对Topt进行信息化确定)。在后者情况下，当恒定的运行条件再次出现时，再次针对相关汽缸执行该方法。
如果S的最小值还没有被识别，例如如果获得了少于阈值数量的S值，方法500回环至516并再次调节喷射持续时间并重复确定S。以类似的方式，这可以针对进一步修改的喷射持续时间执行，其中，存储和S的对应值。
如果已经识别了最小的S，方法500前进至524以将给定喷射的燃料质量的设定点持续时间校正至对应于S的最小值的持续时间。在和S的所有存储值当中，寻求最小值，并且将达到最小值处的喷射持续时间Topt的值当做最佳喷射持续时间并将其存储。在此，还可以通过来自两个相邻值的插值来确定最佳喷射持续时间Topt。
最佳喷射持续时间Topt可以不同于设定点喷射持续时间T0，因为例如由于喷射喷嘴中的沉淀物，喷射阀的流速与标称值相比被减小。由此看来，可以确定喷射阀的实际流速，并且在内燃发动机进一步运行的过程中，对喷射持续时间的合适修改可以用于保证喷射对应于相应工况的设定点燃料质量。从而，例如，商Topt/T0可以用作校正因数以便在内燃发动机进一步运行过程中修改基于相应工况所确定的喷射阀的设定点喷射持续时间，并且由此例如补偿流速的改变。
以相应的方式，然后针对其他汽缸重复该方法，如526处所指示的。可以针对剩余喷射阀或汽缸执行该方法，并且相应的校正被针对内燃发动机的所有喷射阀或汽缸连续确定并在正常运行的喷射过程中被考虑，例如在执行用于确定校正的方法之外运行的过程中。还可能的是，所有喷射阀或汽缸的校正首先被确定并且只到那时由控制单元使用。然后方法500返回。
可以有规律地重复所描述的方法，例如，在适配有内燃发动机的机动车辆的一段运行时间之后，该方法可以被再次执行并且新的校正被确定，在这段时间内可以发生喷射阀流速的改变。例如，经过预定时间、在经过预定数量的发动机周期或驾驶英里之后、或其他合适条件可以再次执行该方法。
注意，在此所包括示例控制和估计例程可以用于各种发动机和/或车辆系统配置。在此所公开的方法和程序可以作为可执行指令存储在非临时存储器中并且可以由包括控制器与各个传感器、致动器、以及其他发动机硬件的结合的控制系统执行。在此所描述的特定例程可以代表任何数量的处理策略中的一个或多个，如事件驱动型、中断驱动型、多任务型、多线程型等。这样，所展示的各个动作、操作和/或方法可以用所展示的序列执行、并行地、或在某些情况下省略。同样，处理的顺序并不是实现在此所描述的示例的特征和优点所必须要求的，但为了方便展示和说明而提供。可以取决于正在使用的具体策略重复地执行所展示的动作、操作和/或功能中的一项或多项。进一步地，所描述的动作、操作和/或功能可以图形地表示有待被编程至发动机控制系统内的计算机可读存储介质的非临时存储器中的代码，其中所述动作通过执行包括各种发动机硬件组件与电子控制器的结合的系统内的指令来完成。
将理解的是，在此所公开的配置和例程本质上是示例性的，并且这些特定实施例并不被以限制性意义理解，因为很多变体都是可能的。例如，上述技术可以应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸以及其他发动机类型。本公开的主题包括所述各系统和配置、以及在此所公开的其他特征、功能、和/或特性的所有新颖的且非显而易见的组合和子组合。
所附权利要求书具体指出了认为新颖且非显而易见的某些组合或子组合。这些权利要求可以涉及“一个”元件或“第一”元件或其等效物。此类权利要求应当被理解为包括一个或多个此类元件的合并，即不要求也不排除两个或更多个此类元件。可以通过对本权利要求书的修改或通过在本申请或相关申请中提出新的权利要求书来要求对所公开的特征、功能、元件和/或属性的其他组合和子组合。无论比原始权利要求书的范围更宽、更窄、相等、或不同，此类权利要求书同样被视为包括在本公开的主题内。

Claims (20)

1.一种用于控制适配有燃料喷射系统和排气再循环系统的机动车辆内燃发动机的方法，所述方法包括：
在减速阶段，形成闭合的排气再循环回路；
确定被封闭在所述闭合的排气再循环回路中的空气量的质量(mcirc)；
检测所述空气量的第一氧含量；
用喷射阀进行测试喷射；
检测所述空气量的第二氧含量；并且
根据所述空气量的所述质量(mcirc)以及所述第一氧含量和所述第二氧含量确定所述测试喷射中所喷射的燃料质量(mfuel)。
2.如权利要求1所述的方法，其中，形成所述闭合的排气再循环回路包括：激活排气阀、进气节流阀和排气再循环阀，或者激活所述排气阀和进气通道中的三通阀。
3.如权利要求1所述的方法，其中，所述空气量的所述质量(mcirc)由至少一个压力传感器和至少一个温度传感器确定。
4.如权利要求1所述的方法，其进一步包括在形成所述闭合的排气再循环回路之后并且在检测所述第一氧含量之前观察第一等待时间t1，和/或在进行所述测试喷射之后并且在检测所述第二氧含量之前观察第二等待时间t2。
5.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一氧含量和所述第二氧含量由排气通道中的至少一个氧传感器和/或进气通道中的至少一个氧传感器测量。
6.如权利要求5所述的方法，其中，所述测试喷射中所喷射的对应燃料质量(mfuel,exh，mfuel,man)从每个均通过所述排气通道中的所述至少一个氧传感器测量的所述第一氧含量和第二氧含量来计算，并进一步从每个均通过所述进气通道中的所述至少一个氧传感器测量的第三氧含量和第四氧含量来计算，并且形成平均值以确定在所述测试喷射中所喷射的燃料质量(mfuel)。
7.如权利要求1所述的方法，其中，所述内燃发动机具有多个喷射阀，并且其中，针对每个喷射阀确定在对应测试喷射中喷射的燃料质量(mfuel)。
8.如权利要求1所述的方法，其中，基于确定的所述燃料质量(mfuel)控制所述内燃发动机的排气后处理系统。
9.如权利要求1所述的方法，其中，从所述测试喷射的至少一个喷射参数并从确定的所述燃料质量(mfuel)确定对至少一个喷射参数的校正以便将所喷射的燃料质量(mfuel)修改至设定点燃料质量(mtest,soll)，并且其中，根据所确定的校正在至少一次进一步喷射中激活所述喷射阀。
10.如权利要求9所述的方法，其中，至少一个喷射参数是喷射持续时间(Tinj)。
11.一种用于控制适配有燃料喷射系统和排气再循环系统的内燃发动机的方法，包括：
修改至少一个喷射阀的喷射持续时间；
测量排气的消耗氧分数，其中所述测量发生在形成闭合的排气再循环回路之后的第一等待时间t1后，其中来自所述内燃发动机的基本全部排气流通过所述排气再循环系统被传递到所述内燃发动机的进气通道中，并且基本上没有新鲜空气被供应到所述进气通道中；
估计所述排气的消耗氧分数；
根据测量的所述消耗氧分数和估计的所述消耗氧分数之间的差确定最佳喷射持续时间；以及
以取决于所述最佳喷射持续时间的经修改的喷射持续时间激活至少一个喷射阀。
12.如权利要求11所述的方法，其中，所述方法在所述内燃发动机的具有基本恒定的工况的运行阶段期间被执行。
13.如权利要求11所述的方法，其中，从取决于空气质量流量和设定点喷射持续时间的模型确定所述估计的消耗氧分数。
14.如权利要求13所述的方法，其中，所述模型是动态模型。
15.如权利要求11所述的方法，其中，基于增压空气的消耗氧分数确定所述估计的消耗氧分数。
16.如权利要求15所述的方法，其中，考虑设定点喷射持续时间和所述增压空气的测量压力和测量温度来确定所述估计的消耗氧分数。
17.如权利要求11所述的方法，其中，以这样的方式确定所述最佳喷射持续时间：所述排气中的测量的消耗氧分数和估计的消耗氧分数之差的绝对值达到最小值。
18.一种用于控制适配有燃料喷射系统和排气再循环系统的内燃发动机的方法，包括：
基于燃料喷射器校正因数调节到所述内燃发动机的汽缸的燃料喷射事件的燃料喷射参数，所述燃料喷射器校正因数表示在测试燃料喷射事件之前闭合的排气再循环回路即闭合的EGR回路中的第一消耗氧分数与在所述测试燃料喷射事件之后所述闭合的EGR回路中的第二消耗氧分数之间的差，其中在形成所述闭合的EGR回路后，来自所述内燃发动机的基本全部排气流通过EGR系统被传递到所述内燃发动机的进气通道中，并且基本上没有新鲜空气被供应到所述进气通道中。
19.如权利要求18所述的方法，其中，所述燃料喷射器校正因数响应于所述内燃发动机正在旋转的所述内燃发动机的无负载条件而确定，并且其中，调节所述燃料喷射参数包括相对于设定点燃料喷射持续时间调节所述燃料喷射事件的燃料喷射持续时间。
20.如权利要求19所述的方法，进一步包括：
响应于所述内燃发动机正在旋转时的所述内燃发动机的无负载条件，关闭排气节流阀以及进气节流阀并打开EGR阀以形成所述闭合的EGR回路；
根据所述闭合的EGR回路中的估计空气质量以及来自位于所述闭合的EGR回路中的氧传感器的第一信号输出确定所述第一消耗氧分数；
执行所述测试燃料喷射事件；
在所述测试燃料喷射事件之后，根据所述闭合的EGR回路中的所述估计空气质量以及来自所述氧传感器的第二信号输出确定所述第二消耗氧分数；
从所述第一消耗氧分数和所述第二消耗氧分数之间的差计算所述测试燃料喷射事件的实际燃料质量；以及
根据所述测试燃料喷射事件的所述实际燃料质量和设定点燃料质量设定所述燃料喷射器校正因数。
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