CN107743546A - 用于运行内燃机的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于运行内燃机的方法，其中借助于第一喷射阀将燃料配给到进气管中并且借助于第二喷射阀将燃料直接配给到所述内燃机的燃烧室中，其中在第一种运行模式中优选使用所述第一喷射阀并且在第二种运行模式中优选使用所述第二喷射阀，其中在所述第一种运行模式中用所述第二喷射阀来配给最小量。

Description

用于运行内燃机的方法

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运行内燃机的方法。一种计算机程序产品也是本发明的主题。

背景技术

知道用于运行内燃机的方法，对于所述方法来说借助于第一喷射阀将燃料配给到进气管中并且借助于第二喷射阀将燃料直接配给到所述内燃机的燃烧室中。在此，在第一种运行模式中优选使用所述第一喷射阀并且在第二种运行模式中优选使用所述第二喷射阀。所谓的PFI喷射与所谓的DI喷射的这样的组合能够将两种喷射类型的优点用于最佳的混合物形成和燃烧。在燃烧马达的全负荷中并且在动态的状态中，所述直接朝燃烧室中喷射的第二喷射阀的使用更为有利。在部分负荷中，所述朝进气管中喷射的第一喷射阀的使用是有利的，因为在这种情况下出现更少的排放。

如果在所述第一种运行模式中-在所述第一种运行模式中仅仅朝所述进气管中进行喷射-更长时间地运行所述内燃机，则可能出现以下情况：燃料和/或燃料组成部分沉积在所述第二喷射阀上。这些沉积物在喷孔的内部并且/或者在所述阀座的外侧面上形成薄层。这些沉积物尤其在高温下形成。从现有技术中已经知道，借助于所述第二喷射阀进行的偶尔的喷射避免或者甚至消除相应的沉积物。此外，所述第二阀用燃料本身而且通过燃料蒸发来冷却，这减少了沉积物的烧硬（Festbrennen）和燃料的化学转化。

发明内容

相对于此，以按本发明的、具有独立权利要求1的特征的方法拥有以下优点：能够尽可能地避免或者消除沉积物。

按本发明，在第一种运行模式中，用第二喷射阀来配给最少喷射量。由此能够可靠地避免在所述喷射器上形成沉积物。

特别有利的是，在总喷射量大于所述最少喷射量时用所述第二喷射阀来配给所述最少喷射量。在所述总喷射量小于所述最少喷射量的运行状态中，形成沉积物的可能性很小。由此能够避免对于所述喷射阀的操控。由此节省能量并且避免所述喷射阀的不必要的负荷。

特别有利的是，所述最少喷射量相当于所述第二喷射阀的最小的喷射量。这意味着，所述最少喷射量优选稍许大于所述最小的喷射量。

在另一个方面，本发明涉及用于编制能够在控制器上运行的计算机程序的程序代码连同处理指令、尤其是具有编译指令和/或链接指令的源代码，其中在所述程序代码按照处理指令被转化、即尤其是被编译并且/或者被链接成能够运行的计算机程序时，所述程序代码产生所述用于执行所描述的方法之一的所有步骤的计算机程序。这种程序代码尤其能够通过源代码（Quellcode）来产生，所述源代码比如能够从互联网上的服务器上下载。

附图说明

本发明的实施例在附图中示出并且在以下描述中进行详细解释。附图中：

图1示出了具有第一和第二喷射阀的喷射系统的主要元件并且

图2到4示出了所述按本发明的方法的不同的实施方式的不同的流程图。

具体实施方式

在图1中示出了喷射系统的主要元件。在图1中仅仅选择了简化的图示，在该简化的图示中仅仅示出了一个燃烧室和所属的喷射阀。本发明不局限于这样的具有一个缸的内燃机的使用。它也能够在存在任意的其它缸数时使用。

所述内燃机的燃烧室用100来表示。通过进气管110向所述燃烧室100输送空气或者空气燃料混合物。为此而规定，借助于第一喷射阀120将燃料喷射到所述进气管110中。此外设置了第二喷射阀130，用所述第二喷射阀能够将燃料直接配给到所述燃烧室100中。在所示出的实施方式中，第一和第二喷射阀被配属给所述内燃机的每个缸。但是也能够规定，为所有缸或者为一组缸仅仅设置了一个第一喷射阀。其中通过这个第一喷射阀燃料到达多个缸的共同的进气管中。

控制单元140向所述第一喷射阀120和所述第二喷射阀130加载操控信号。所述控制单元140处理第一传感器150和第二传感器160的输出信号。所述第一传感器优选检测表征出所述内燃机的运行状态的参量。这比如是所述内燃机的转速N。所述第二传感器160优选检测表征出环境条件或者驾驶员愿望的参量。以这些参量为出发点，所述控制单元140计算用于向所述喷射阀120或者130加载的操控信号。

这样的喷射系统通常方式被称为双系统。在下转速-及负荷范围内，优选以第一种运行模式来运行所述内燃机，在所述第一种运行模式中用所述第一喷射阀120来实施喷射。而在更高的负荷范围和更高的转速范围内，则进行第二种运行模式，在所述第二种运行模式中燃料喷射基本上通过所述第二喷射阀130来进行。在所述第一种运行模式中进行更长时间的运行时，由于贯穿流动的缺少并且由此所述第二喷射阀130的冷却而存在所述第二喷射阀130的积炭（Verkokung）的风险并且由此存在所述第二喷射阀的流经降低的风险。

此外，存在下述可能性：由于温度升高用于所述第二喷射阀130的供给系统中的燃料压力一直上升到最大的压力。在而后进行的转换为所述第二种运行模式时，用这个最大的并且由此对相应的运行点来说不是最佳的压力来进行喷射。由此，由于不是最佳的喷射时间而可能出现混合物偏差、提高的废气排放以及运转平稳性波动（Laufruheschwankung）。

从当前的现有技术中知道下述方法，所述方法在所述第一种运行模式中在一定的时间之后所述第二种运行模式的转换被实施，用于避免所述第二喷射阀的积炭。但是，这样的转换对马达运行来说并非最佳并且部分地导致混合物偏差连同可能提高的废气排放及运转平稳性波动。

在下面所描述的实施例中规定，不断地用能够调节的最小喷射时间来操控所述第二喷射阀。由此能够保证连续的贯穿流动和冷却并且由此能够可靠地防止积炭。此外，能够将所述高压轨中的压力调节到其所期望的和最佳的目标压力。不再需要分开地从所述第一种运行模式转换为所述第二种运行模式或者相反。

但是，在这种实施方式中存在以下要求：在动态的行驶状态中不得由于这种喷射量而产生废气恶化。这在当前的实施例中通过以下方式来得到保证：所设定的、用于高压喷射阀的最小喷射时间在不取决于全部的所输送的燃料量的情况下保持恒定。

在图2的流程图中对这种实施方式进行了详细解释。在第一步骤200中，从最小的喷射时间T2min中计算所述第二喷射阀130的最小的可能的喷射量Q2min。不同的参数、比如喷射压力、喷射角、燃料密度、马达转速、凸轮轴角、曲轴速度进入到这种计算之中。在此也能够规定，仅仅使用上述参数中的选出的参数。

通常以所述喷射量Q为出发点来计算喷射时间T。以所述最小的喷射时间T2min为出发点，在相同的参数的基础上计算所述最小的喷射量Q2min，和以所述喷射量Q为出发点进行所述喷射时间T的通常的计算那样。所述最小的喷射时间T2min是下述喷射时间，应该用该喷射时间来操控所述第二喷射阀130，从而刚好进行喷射。在低于最小的喷射时间来操控时，不可能进行喷射或者不可能进行所定义的喷射。

在第二步骤210中，以当前的总喷射量Q为出发点来计算用于所述第一喷射阀的喷射量Q1，也就是说，用于所述第一喷射阀的喷射量从总喷射量Q中减去用于所述第二喷射阀的最小的喷射量Q2min中产生。作为总喷射量，是指在一个燃烧周期中用于所述第一喷射阀的喷射量和用于所述第二喷射阀的喷射量的总和。

在第三步骤220中，以这两个用于所述两个喷射阀的喷射量为出发点来计算所谓的分摊因数（Splitfaktor）Smin。所述分摊因数表明所述第一与第二喷射阀之间的喷射量的分配。而后将如此获知的分摊因数Smin用于在用于两条燃料路径的正常的计算方法中计算最终的喷射量和时间。这种分摊因数Smin表明所述两个喷射阀的喷射量之间的比例，其中，所述第二喷射阀喷射所述最小的喷射量Q2min或者用所述最小的喷射时间T2min来操控。

在正常的燃料路径中，在步骤230中获知所述内燃机的运行状态，也就是说对不同的传感器的输出信号进行分析。尤其使用上面所说明的参量。在下一个步骤240中获知用于当前的喷射的分摊因数S。紧接着的选择250选出当前的分摊因数S或者在步骤220中所计算的分摊因数Smin。这种选择如此进行，从而如果根据当前的分摊因数S而能够借助于所述第二喷射阀130进行足够的喷射时，则使用这个分摊因数S，并且如果这一点不可能，则使用来自步骤220的分摊因数Smin。如果将所述分摊因数定义为所述第二喷射阀的喷射量与所述第一喷射阀的喷射量之间的比例，则检查，所述分摊因数Smin是否小于分摊因数S。如果是这种情况，则使用所述分摊因数S。如果所述分摊因数Smin大于所述分摊因数S，则使用所述分摊因数Smin。

在步骤260中将所述喷射量根据在步骤250中所选择的分摊因数来分配到所述两个喷射阀上。随后计算所述喷射阀的操控时间并且而后在步骤270中进行配给。

在另一种实施例中规定，不断地向所述第二喷射阀加载最少喷射量Qm。对当前的运行点来说，所缺少的用于总喷射量的量通过所述第一喷射阀来喷射。如果在当前的运行状态中所述总喷射量小于所述第二喷射阀的最少喷射量Qm，则不再喷射所述总喷射量。这比如在所述内燃机的所谓的惯性运行中或者在切断缸时是意义重大。在此涉及下述运行状态，在所述运行状态中一点也不应该进行燃烧。在这些运行状态中也没有将热输入到所述喷射器中或者仅仅将很少的热输入到所述喷射器中，并且由此薄层形成（Belagsbildung）可以忽略。下面借助于流程图对所述处理方式进行描述。

在第一步骤中，计算用于所述第二喷射阀130的最少喷射量Qm。此外计算所述总喷射量Q。此外，在步骤300中计算所述总喷射量Q与所述第二喷射阀的最少喷射量Qm之间的差DQ。在步骤310中检查，所述总喷射量Q是否大于所述最少喷射量Qm。如果不是这种情况，则在步骤390中结束所述程序，而没有在所述第二喷射阀130中进行最小喷射。如果询问310识别出所述总喷射量Q超过所述最少喷射量Qm，则在步骤380中用所述第二喷射阀130来喷射所述最少喷射量Qm并且用所述第一喷射阀120来喷射所述差DQ。

优选如此选择所述最少喷射量Qm，使得其稍许大于或者等于所述最小的喷射量Q2min。优选将小的数值加到所述最小的喷射量Q2min上，用于得到所述最少喷射量Qm。

在另一种实施方式中规定，借助于薄层形成模型来获知下述特征参量，该特征参量表征出所述喷射阀上面的沉积物的程度。为此，对用于薄层形成或者用于薄层消除的特征值求积分（aufintegrieren）。如果所述特征值是正的，则进行薄层形成，如果它是负的，则进行薄层消除。

在第一种设计方案中，基本上以不同的运行特征参量为出发点来确定所述特征值。所述特征值主要表征被带入到所述喷射阀中的热量。在此规定，所述特征值以以下参量的选择为出发点借助于模型来确定：分摊因数、燃料温度、马达温度、吸入空气温度、吸入空气质量、转矩或者负荷、转速、所述喷射器在马达中的安装位置及安装情况、马达的压缩比、马达的运行方式或者燃烧方法。

所述薄层形成模型考虑到对所述薄层形成的不同的影响。这是指进入到喷射器的表面中的热流、在每次喷射时在所述表面上沉积的燃料量以及所述喷射器中的温度水平。前两个参量对所述喷射器的表面上的薄层形成来说特别关系重大，并且最后一个参量对所述喷射器中的薄层形成来说特别关系重大。

进入到所述喷射器的表面中的大的热流引起大的特征值。进入到所述表面中的热流主要取决于所述内燃机的转速和所述内燃机的负荷。随着转速的上升，所述热流在增加。随着负荷的上升，所述热流在增加。作为负荷，能够使用不同的参量。这尤其是指驾驶员愿望信号、力矩大小或者节气门（Drosselklappe）的位置。此外，所述热流随着充气运动的增加而增加。因为所述充气运动不能直接进行测量，所以作为备用参量而使用充气运动门的位置或者阀控制时间。

在每次喷射时在所述表面上沉积的燃料量主要取决于以下所描述的参量：

随着每燃烧周期的部分喷射的次数的上升，产生更小的润湿倾向（Benetzungsneigung）并且由此产生更小的沉积的燃料量并且由此产生更小的特征值。随着在所述表面上沉积的燃料量的上升，所述特征值增大。

随着每个部分喷射类型的喷射持续时间的上升，产生上升的润湿倾向并且由此产生更大的沉积的燃料量并且由此产生更大的特征值。随着累积的喷射持续时间的上升而产生增加的润湿倾向并且由此产生更大的特征值。随着所累积的喷射持续时间的上升而产生增加的润湿倾向并且由此产生更大的沉积的燃料量并且由此产生更大的特征值。累积的喷射持续时间是指全部在一个燃烧周期中所喷射的燃料量。

随着所述喷射器中在一时间上而上升的温度水平，所述喷射器中的薄层形成增加并且由此所述特征值增大。对于所述内燃机的更高的转速和负荷来说，在所述喷射器中产生更高的温度水平并且由此产生更大的、针对薄层形成的可能性并且由此产生更高的特征值。

随着燃料温度的上升，所述薄层形成增加并且由此所述特征值增大。如果用于所述燃料温度的测量值不可用，那也能使用其它的温度值、像比如吸入空气温度。

由于通过电的损耗热引起的自加热，在操控持续时间更长并且/或者部分喷射的次数更高时在所述喷射器中产生更高的温度水平并且由此产生更高的薄层形成并且由此产生更大的特征值。

随着马达温度的上升，所述喷射器温度同样上升。由此，随着马达温度的上升同样产生增大的特征值。

所述分摊因数如下进入到所述模型中。随着借助于所述第一喷射阀进行的喷射的份额的增加，所述薄层形成增加。随着借助于所述第二喷射阀进行的喷射的份额的增加，所述薄层形成减少或者所述薄层消除增加。

燃烧方法或者马达的运行方式

所述喷射器在所述马达中的安装位置和安装情况、所述马达的压缩比优选作为恒定的参量进入到所述模型中。

规定，一旦识别出所述表征喷射阀上面的沉积物的程度的特征参量超过阈值，就采取合适的措施。在此提高借助于所述第二喷射阀来配给的喷射量的份额。这一点如此进行，从而相应地改变所述分摊因数。

优选针对确定的持续时间实施这项措施。在一种特别有利的实施方式中规定，所述措施的持续时间取决于所述特征参量。

如果所述分摊因数进入到所述薄层模型中，那么，一旦所述模型识别出已经进行了足够的薄层消除，就结束所述措施。

在第二种设计方案中，以运行持续时间为出发点在确定的负荷谱（Lastkollektiv）中获知所述特征值。为此而规定，获知在确定的负荷谱中运行所述内燃机多长时间。为每个负荷谱分配了确定的特征值。而后将这个特征值与下述持续时间相乘并且求积分，已经在所述持续时间里在所述负荷谱中运行了所述内燃机。如此获知的特征参量是用于所述喷射阀上面的沉积物的程度的尺度。

所述负荷谱通过用于所述转速的数值范围以及用于由所述内燃机提供的力矩的数值范围来定义。为每种由用于所述转速和所述力矩的数值范围构成的组合分配了一个用于所述薄层形成的特征值。

随着所述转速的升高，所述特征值增大。随着力矩的增加，所述特征值同样增大。在用于所述转速或者所述力矩的数值小时，所述特征值可能取负的数值。

规定，一旦识别出所述表征喷射阀上面的沉积物的程度的特征参量超过阈值，就采取合适的措施。在此提高借助于所述第二喷射阀来配给的喷射量的份额。这一点如此进行，从而相应地改变所述分摊因数。

优选针对确定的持续时间实施这项措施。在一种特别有利的实施方式中规定，所述措施的持续时间取决于所述特征参量。

在图4中借助于流程图示出了这种处理方式。已经在图3中描述的元件用相应的附图标记来表示。在步骤400中，借助于薄层模型来获知所述特征值。在紧接着的步骤410中对所述特征值求积分并且由此计算所述特征参量。如果所述询问420识别出所述特征参量大于阈值，则在步骤250中相应地改变所述分摊因数。

在一种有利的实施方式中规定，将分摊因数朝用于所述第二喷射阀的更大的喷射量的方向移动确定的量。这意味着，仅仅移动所述分摊因数，而没有转换为仅仅用所述第二喷射阀进行的喷射。

在另一种实施方式中，也能够规定，不检查所述特征参量是否超过阈值，而是预先给定用于所述分摊因数的校正值，将所述校正值在步骤250中加到在步骤240中所计算的、用于当前的运行状态的分摊因数上。作为所述特征参量的函数来获知所述校正值。优选在所述用于所述分摊因数的校正值与所述特征参量之间存在着线性的关联。在所述特征参量升高时，所述校正因数如此增大，从而用所述第二喷射阀来配给更大的喷射量。

Claims (7)

1.用于运行内燃机的方法，其中借助于第一喷射阀将燃料配给到进气管中并且借助于第二喷射阀将燃料直接配给到所述内燃机的燃烧室中，其中在第一种运行模式中优选使用所述第一喷射阀并且在第二种运行模式中优选使用所述第二喷射阀，其特征在于，在所述第一种运行模式中用所述第二喷射阀来配给最少喷射量。

2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，如果总喷射量大于所述最少喷射量，就用所述第二喷射阀来配给所述最少喷射量。

3.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述最少喷射量相当于所述第二喷射阀的最小的喷射量。

4.计算机程序，该计算机程序被构造：执行按权利要求1到3中任一项所述的方法之一的所有步骤。

5.机器可读的存储介质，在其上面保存了按权利要求4所述的计算机程序。

6.控制器，该控制器被构造：执行按权利要求1到3中任一项所述的方法之一的所有步骤。

7.用于编制能够在控制器上运行的计算机程序的程序代码连同处理指令，其中在将所述程序代码按照所述处理指令转化为能够运行的计算机程序时，所述程序代码产生按权利要求4所述的计算机程序。