CN107542591A - 用于对燃烧马达的进气区域中的积炭进行识别的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于对燃烧马达的进气区域中的积炭进行识别的方法，所述方法包括：在能够预先给定的时间间隔里，以直喷机构与进气管喷射机构之间的第一分配比例来运行燃烧马达；将所述分配比例改为第二分配比例；获取燃烧马达的转速的变化和/或废气的λ信号的变化；进气区域中积炭的识别由转速的和/或λ信号的变化来实现。对于第一分配比例，所喷射的燃料的大于50%（体积）借助于直喷机构来喷射，并且对于第二分配比例来说所喷射的燃料的小于50%（体积）借助于直喷机构来喷射。对于第一分配比例，所喷射的燃料的小于50%（体积）借助于直喷机构来喷射，并且对于第二分配比例来说所喷射的燃料的大于50%（体积）借助于直喷机构来喷射。

Description

用于对燃烧马达的进气区域中的积炭进行识别的方法

技术领域

本发明涉及一种用于对燃烧马达的进气区域中的积炭进行识别的方法。此外，本发明涉及一种执行所述方法的每个步骤的计算机程序以及一种机器可读的存储介质，所述机器可读的存储介质存储着所述计算机程序。最后，本发明涉及一种电子控制器，所述电子控制器被设立用于执行所述方法。

背景技术

内部的和外部的废气导引（Abgasführung）用于降低在燃烧马达、像比如奥托马达和柴油马达中燃料燃烧时产生的氮氧化物的排放。对于奥托马达来说，废气再循环此外为换气损失的降低作贡献,并且由此也降低了部分负荷运行中的燃料消耗。为此，将离开所述燃烧马达的废气的一部分通过废气再循环管路来导回到所述燃烧马达的进气管中。与新鲜空气相混合的惰性的废气阻止了烃分子的快速的氧化。由此降低了燃料燃烧时的温度峰值。对于外部的废气导引来说，借助于废气再循环活门或者废气再循环阀对被导回的废气的体积流量进行控制。作为这种外部的废气再循环的替代方案，也能够通过所谓的气门重叠来实现内部的废气再循环。在此，在排气冲程中如此早地打开进气门，从而出现废气回流到所述进气管中的现象。当汽缸压力下降到所述进气管压力之下时，则短时间之后该废气又被吸入到所述汽缸中。

不过，随着时间的推移，从所述废气引回到所述进气管中的炭烟量与比如源自曲轴箱排气机构的正常的油蒸汽混合成油污的物质，所述油污的物质沉积在进气歧管中并且沉积在所述进气门上。由此使进气横截面显著变窄并且由此降低马达功率。此外，所述进气区域中的壁膜特性发生变化，这可能在瞬间的运行区域围内使混合气形成以及由此所述废气明显地恶化。如果所述燃烧马达的汽缸之间的沉积不均匀地发生，此外可能产生各个汽缸的相对的空气不足，所述汽缸而后越发严重地生产炭黑。这可能够使沉积物的增长还进一步加速。

在积炭突然以大的量突然脱落时，可能出现突然的或者强烈的烧尽（Abbrand）或者出现提早的点火的触发（所谓的强爆震），这会在所述汽缸中并且在紧接着的气体路径中引起损坏。

发明内容

所述方法用于对燃烧马达的进气区域中的积炭进行识别，所述燃烧马达具有燃料的直喷机构以及进气管喷射机构。所述方法包括：在能够预先给定的时间间隔里，以所述直喷机构与所述进气管喷射机构之间的第一分配比例来运行所述燃烧马达。将所述分配比例改为第二分配比例，并且获取所述燃烧马达的转速的变化和/或所述燃烧马达的废气的λ信号的变化。对于所述进气区域中的积炭的识别由所述转速的和/或所述λ信号的变化来实现。

在所述方法的第一种实施方式中，对于所述第一分配比例来说，所喷射的燃料的大于50%（体积）、优选大于75%（体积）借助于所述直喷机构来喷射，并且对于所述第二分配比例来说，所喷射的燃料的小于50%（体积）、优选小于25%（体积）借助于所述直喷机构来喷射。这在极端情况下能够意味着，对于所述第一分配比例来说仅仅进行直喷，并且对于所述第二分配比例来说仅仅进行进气管喷射。对于所述第一分配比例来说，以可能存在的积炭形式所存储的燃料通过所吸入的空气流来排走（austragen）。这基于以下情况：以可能存在的积炭的形式所存储的燃料蒸发。同时，在壁覆层（Wandbelag）中不再进行燃料的进一步存储，因为通过所述进气管喷射机构还仅仅进行少量的燃料供给或者根本不再进行燃料供给。当转换到所述第二分配比例时，借助于所述进气管喷射机构来将所喷射的燃料更多地存储到炭黑覆层中，从而不是所规定的燃料量都到达所述燃烧马达的汽缸的燃烧室中。这导致所述燃烧室中的燃料/空气混合物的短时间的变稀，这导致λ值的提高。通过下述方式：在空气量保持相同的情况下可供使用的燃料量降低，由此出现力矩降低，由此所述燃烧马达的转速下降。所述λ值的变化以及所述转速的变化因而是针对积炭的燃料存储能力有多大的标准。由此能够实现对所述进气区域中的积炭进行识别。“积炭的识别”在此不仅是指对于积炭的存在的识别而且是指对于其强度的识别。

在所述方法的第二种实施方式中，对于所述第一分配比例来说，所喷射的燃料的小于50%（体积）、优选小于25%（体积）借助于所述直喷机构来喷射，并且对于所述第二分配比例来说，所喷射的燃料的大于50%（体积）、优选大于75%（体积）借助于所述直喷机构来喷射。这在极端情况下能够意味着，对于所述第一分配比例来说仅仅进行进气管喷射，并且对于所述第二分配比例来说仅仅进行直喷。对于所述第一分配比例来说，可能存在的积炭用燃料来饱和。这基于以下情况：通过所述进气管喷射的高的份额来增加以可能存在的积炭的形式的燃料。当转换到所述第二种分配比例时，将燃料从所述炭黑覆层中排放出来，从而比所规定的燃料量更大的燃料量到达所述燃料马达的汽缸的燃烧室中。这导致所述燃烧室中的燃料/空气混合物的短时间的富集，这引起所述λ值的降低。通过下述方式：在空气量保持相同的情况下可供使用的燃料量提高，能够存在一种对于可靠的点燃来说含油过多的燃料/空气混合物。这可能导致缓慢的燃烧乃至燃烧中断，由此所述燃烧马达的转速下降。所述λ值的变化和/或所述转速的变化因而在这种实施方式中也是针对积炭的燃料存储能力有多大的标准。由此能够实现对所述进气区域中的积炭进行识别。

对于所述进气区域中的积炭的识别，优选由在以第二分配比例运行期间的λ信号与在以第一分配比例运行期间的λ信号相比的偏差的最大数值来实现。在此，将所述第一种实施方式中的λ过调（Überschwingern）的或者所述第二种实施方式中的λ下调（Unterschwingern）的水平用作用于对积炭进行识别的标准。

此外，对于所述进气区域中的积炭的识别，优选由在以所述第二分配比例运行期间的转速的和/或λ信号与在以所述第一分配比例运行期间的转速的和/或λ信号的偏差的持续时间来实现。在此利用这一点：偏差的持续时间不仅在所述λ信号的变化方面、而且也在所述转速的变化方面对积炭的存在来说表示出特征。

偏差的水平和持续时间的组合比如能够通过信号偏差的时间上的积分来实现。这种时间上的积分尤其在考虑相应的吸入体积流量的情况下来实现。由此实现所述积分与相应占优势的进气管压力或者吸入空气密度的相关性。由此形成燃料的蒸发量与从旁掠过的空气的体积流量之间的物理上的关联。

如果在以所述第二分配比例运行期间没有获取到所述转速的和/或所述λ信号的变化，则优选延长所述能够预先给定的时间间隔。因此保证，在所述第一种实施方式中对于所述第一种分配比例来说实现足够地排走燃料，并且在所述第二种实施方式中对于所述第一种分配比例来说实现足够地存储燃料。尤其能够以下述方式来实现所述能够预先给定的时间间隔的延长：对于所述第一分配比例来说提高燃料喷射的次数。作为替代方案，尤其也能够以下述方式来实现所述能够预先给定的时间间隔的延长：对于所述第一分配比例来说提高所述燃料喷射的所累积的持续时间。

在识别积炭时，优选考虑用于无积炭的燃烧马达的参考状态的转速的和/或λ信号的参考值。这样的参考值的使用是有利的，因为干净的无积炭的进气区域由于燃料润湿效应也拥有一定的燃料基础存储能力。尤其能够在所述燃烧马达的第一运行时间间隔之内、比如在由所述燃烧马达驱动的机动车的前几百行驶公里之内学到所述参考值。在此保证，还没有存在显著的积炭。作为替代方案，所述参考值尤其也能够借助于应用程序（Applikation）保存在所述燃烧马达的控制器中。

在识别积炭时，优选考虑吸入空气温度和/或所述燃烧马达的温度和/或油温和/或被喷射到所述燃烧马达中的燃料的乙醇含量。所述温度影响到在所述进气区域中占优势的壁温。这对所述进气区域中的燃料的蒸发特性有着直接的影响。所述温度影响尤其能够通过能够自由选择的校正特性曲线族或者通过能够自由选择的校正因数来加以考虑。这些校正特性曲线族或者校正因数能够在所述燃烧马达的基础应用程序中获取并且确认。尤其对于灵活-燃料-车辆的燃烧马达来说可能会剧烈变化的乙醇含量对燃料的蒸发特性有着决定性的影响。所述乙醇含量同样尤其能够通过能够自由选择的校正特性曲线族或者通过能够自由选择的校正因数来加以考虑。这些校正特性曲线族或者校正因数能够在所述燃烧马达的基础应用程序中获取并且确认。

如果所述燃烧马达针对每个汽缸拥有一个进气管喷射阀，那么所述第一分配比例和所述第二分配比例尤其也能够仅仅运用到所述燃烧马达的一个汽缸上。这能够实现汽缸单个的诊断。如果所述燃烧马达针对每个进气道分别拥有一个进气管喷射阀，其中每个进气道都汇入到多个汽缸中，那么所述第一分配比例和所述第二分配比例尤其也能够运用到一组汽缸上，所述一组汽缸分别与一个进气道相连接。将所述方法运用到仅仅一个汽缸或者仅仅一组汽缸上，这降低了对于由所述燃烧马达驱动的机动车的驾驶员来说能够感觉到的转速波动和/或行驶不平稳性波动。此外，也降低了λ偏差的水平，这会引起有害物质排放的降低。

在对积炭进行识别之后，优选将所述燃烧马达的燃料喷射的分配比例朝所述进气管喷射的更高的份额移动。通过这种方式，更高的燃料体积可供使用，以用于将沉积物从所述进气门上除去。如果紧随在这种清洗运行之后的诊断表明：积炭的除去没有成功，则尤其能够输出信息：需要在车间进行机械的清洁或者甚至必须更换受到染污的部件。此外，能够将积炭的识别列入在诊断存储器中。

所述计算机程序被设立用于：尤其当所述计算机程序在电子控制器或者计算器上运行时，实施所述方法的每个步骤。这能够实现在传统的控制器上实施所述方法，而不必对其进行结构上的改动。为此，所述计算机程序被存储在机器可读的存储介质上。通过将所述计算机程序装载到传统的电子控制器上这种方式来得到所述按本发明的电子控制器，所述电子控制器被设立用于识别燃烧马达的进气区域中的积炭。

附图说明

本发明的实施例在附图中示出并且在下面的描述中进行详细阐述。其中：

附图示意性地示出了燃烧马达，在所述燃烧马达的进气区域中能够借助于按照本发明的实施例的方法来识别积炭。

具体实施方式

机动车的在图1中示出的燃烧马达1具有进气管2和排气系3，在所述排气系3中布置了λ探针31。废气再循环管路41将所述排气系3与所述进气管2连接起来。所述燃烧马达1具有四个用于直喷机构11a、11b、11c、11d的喷射阀。这些喷射阀与高压燃料存储器5相连接。在所述进气管2中布置了节气门21。所述进气管2通过进气区域22与所述燃烧马达1相连接，其中在所述燃烧马达1的四个汽缸中的每个汽缸的上游分别布置了一个用于进气管喷射机构24a、24b、24c、24d的喷射阀。温度传感器23测量所述进气区域22中的温度。在所述废气再循环管路41中布置了废气再循环冷却机构42。废气再循环阀43被设立用于：打开和关闭所述废气再循环管路41与所述进气管2之间的连接。所述废气再循环阀同样如所述节气门21一样由电子控制器6来控制。

为了识别所述进气区域22中的积炭，在所述按本发明的方法的第一种实施例中，在能够预先给定的时间间隔里仅仅借助于所述进气管喷射机构24 a、24b、24c、24d来运行所述燃烧马达。随后转换到仅仅借助于直喷机构11a、11b、11c、11d来运行。所述燃烧马达的转速的变化借助于转速传感器（未示出）来获取。所述燃烧马达1的废气的λ信号的变化借助于所述λ探针31来获取。所述进气区域22中的积炭的存在和特性由所述转速的和/或所述λ信号的变化来获取。

在所述按本发明的方法的第二种实施例中，在能够预先给定的时间间隔里仅仅借助于直喷机构11a、11b、11c、11d来运行所述燃烧马达。随后转换到仅仅借助于进气管喷射机构24a、24b、24c、24d来运行。所述燃烧马达的转速的变化借助于转速传感器来获取，并且所述燃烧马达1的废气的λ信号的变化借助于所述λ探针31来获取。所述进气区域22中的积炭的存在和特征由所述转速的和/或所述λ信号的变化来获取。

在所述按本发明的方法的两种实施例中，所述能够预先给定的时间间隔通过在燃料喷射的转换之前所述燃料喷射的次数的变动或者所述燃料喷射的所累积的持续时间的变动来获取。

在所述两种实施例中，对于积炭的存在和特征的识别以下述方式来实现：在考虑吸入体积流量的情况下对转速和λ值的信号变化进行积分，并且在考虑针对干净的进气区域22的所应用的参考值的情况下并且在考虑借助于所述温度传感器23所测量的吸入空气温度、所述燃烧马达1的温度、所述油温以及被喷射到所述燃烧马达1中的燃料的乙醇含量的情况下来识别所述积炭。

为了消除所识别的积炭，在所述燃烧马达1的进一步运行中，将该燃烧马达的燃料喷射的分配比例朝所述进气管喷射机构24a、24b、24c、24d的更高的份额移动，因为通过所述进气管喷射机构24a、24b、24c、24d引入的燃料通常能够洗去所述进气区域22中的积炭。在预先给定的清洗时间间隔之后，借助于重新的诊断来检查：是否已经除去了所述积炭。如果这没有成功，则将所述机动车的驾驶员应该造访车间的通知输出给该驾驶员。

Claims (11)

1.用于对燃烧马达（1）的进气区域（22）中的积炭进行识别的方法，所述燃烧马达具有燃料的直喷机构（11a、11b、11c、11d）以及进气管喷射机构（24a、24b、24c、24d），所述方法包括以下步骤：

-在能够预先给定的时间间隔里，以所述直喷机构（11a、11b、11c、11d）与所述进气管喷射机构（24a、24b、24c、24d）之间的第一分配比例来运行所述燃烧马达（1）；

-将所述分配比例改为第二分配比例；

-获取所述燃烧马达的转速的变化和/或所述燃烧马达（1）的废气的λ信号的变化；并且

-由所述转速的和/或所述λ信号的变化来识别出所述进气区域（22）中的积炭，

其中

-对于所述第一分配比例来说，所喷射的燃料的大于50%（体积）借助于所述直喷机构（11a、11b、11c、11d）来喷射，并且对于所述第二分配比例来说所喷射的燃料的小于50%（体积）借助于所述直喷机构来喷射，或者

-对于所述第一分配比例来说，所喷射的燃料的小于50%（体积）借助于所述直喷机构（11a、11b、11c、11d）来喷射，并且对于所述第二分配比例来说所喷射的燃料的大于50%（体积）借助于所述直喷机构来喷射。

2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，对于所述进气区域（22）中的积炭的识别由在以第二分配比例运行期间的λ信号与在以第一分配比例运行期间的λ信号的偏差的最大数值来实现。

3.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于，对于所述进气区域（22）中的积炭的识别由在以第二分配比例运行期间的转速和/或λ信号与在以第一分配比例运行期间的转速和/或λ信号的偏差的持续时间来实现。

4.按权利要求1到3中任一项所述的方法，其特征在于，如果在以所述第二分配比例运行期间没有获取到所述转速的和/或所述λ信号的变化，则延长所述能够预先给定的时间间隔。

5.按权利要求1到4中任一项所述的方法，其特征在于，在识别积炭时，考虑用于无积炭的燃烧马达（1）的参考状态的转速的和/或λ信号的参考值。

6.按权利要求1到5中任一项所述的方法，其特征在于，在识别积炭时，考虑吸入空气温度和/或所述燃烧马达（1）的温度和/或油温和/或被喷射到所述燃烧马达（1）中的燃料的乙醇含量。

7.按权利要求1到6中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一分配比例和所述第二分配比例仅仅被运用到所述燃烧马达（1）的一个汽缸或者一组汽缸上。

8.按权利要求1到7中任一项所述的方法，其特征在于，在对积炭进行识别之后，将所述燃烧马达（1）的燃料喷射的分配比例朝所述进气管喷射机构（24a、24b、24c、24d）的更高的份额移动。

9.计算机程序，所述计算机程序被设立用于：实施按权利要求1到8中任一项所述的方法的每个步骤。

10.机器可读的存储介质，在所述机器可读的存储介质上存储了按权利要求9所述的计算机程序。

11.电子控制器（6），所述电子控制器被设立用于：借助于按权利要求1到8中任一项所述的方法来识别燃烧马达（1）的进气区域（22）中的积炭。