CN109891075A - 用于运行内燃机的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于运行机动车用的内燃机（106）的方法，所述内燃机带有至少两个气缸（102、103、104、105），该方法包括：获知所述气缸（102、103、104、105）的相应的扭矩输出，所述扭矩输出分别基于燃料进入到相应的所述气缸（102、103、104、105）中的喷射来实现，获知所述扭矩输出的差，将所述扭矩输出的差与针对所述扭矩输出的预定的阈值进行比较，并且，当所获知的差超过所述阈值时，根据所获知的、扭矩输出的差来改变针对所述气缸（102）的其中至少一个气缸的喷射量，获知所述气缸（102）的其中至少一个气缸的另一扭矩输出，该另一扭矩输出基于对已改变的喷射量进行喷射而实现，获知该另一扭矩输出是否与所述已改变的喷射量相符合，并且，当该另一扭矩输出处在针对相符合的喷射量的预定的公差范围之外时，将有待喷射的喷射量设置到初始值上，并且至少在所述气缸（102）的其中一个气缸中改变所述喷射时间点。

Description

用于运行内燃机的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种用于运行内燃机的方法。本发明还涉及一种用于运行内燃机的装置，该装置构造用于执行所述方法。

背景技术

在带有所谓的共轨喷射系统（也称为存储器喷射系统）的机动车中，多个喷射器、典型地所有的喷射器均与一处在高压下的共同的燃料分配器（共轨）相耦联。分别在一个气缸行程（也称为工作行程）内有待喷射到内燃机的气缸中的燃料喷射量，典型地首先以如下方式进行配量，即，用选择得较短或较长的驱控持续时间来驱控相应的喷射器，以便将燃料喷射到相应的气缸中。在驱控持续时间期间，喷射器分别被打开。

基于喷射系统内的制造公差和老化现象，在各个气缸之间的喷射量可能发生变化。这可能导致气缸间的扭矩差异，这可能对内燃机的运转平稳性或排放性能产生不利影响。因此磨损现象或沉积物尤其可能导致，在喷射器的使用寿命期间，喷射器的实际打开持续时间或实际打开程度在燃料压力给定和驱控持续时间给定时发生改变。

发明内容

值得期待的是，说明用于运行内燃机的一种方法以及一种相符合的装置，该装置使得内燃机能可靠地运行。

本发明的特征在于用于运行内燃机的一种方法和一种相符合的装置，所述内燃机带有至少两个气缸。

按照一种实施方式，获知气缸的相应的扭矩输出。扭矩输出基于到相应的气缸中的燃料喷射实现。获知扭矩输出的差。将所获知的差与针对扭矩输出的预定的阈值进行比较。当所获知的差超过了所述阈值时，针对气缸的其中至少一个气缸的喷射量根据所获知的扭矩的差而发生改变。获知所述至少一个气缸的另一扭矩输出，该另一扭矩输出基于已改变的喷射量的喷射实现。接下来获知，该另一扭矩输出是否与喷射量的改变相符合。当该另一扭矩输出处在针对相符合的喷射量的预定的公差范围之外时，将有待喷射的喷射量设置到初始值上并且喷射时间点至少在气缸的其中一个气缸中发生改变。

喷射量，即分别喷射到气缸中以在内燃机的曲轴上产生扭矩的燃料的量，通常与由喷射量引起的扭矩呈线性关系。所喷射的燃料的量因此通常预定了相应气缸的功率输出。喷射量因此按传统与曲轴的扭矩成比例。按照本申请的方法额外使得能推断出，是否基于不同的喷射量产生了气缸的不同的扭矩输出，或者喷射的喷射时间点是否是针对不同的扭矩输出的诱因。

若在喷射量改变之后没有在喷射量和扭矩之间产生期待的线性关系，那么撤销喷射量变化。若紧接在喷射量变大之后的不是扭矩的相应的变大，那么撤销喷射量变化。若紧接在喷射量变小之后的不是扭矩的相应的减小，那么撤销喷射量变化。接下来调整喷射的喷射时间点（也称为喷射的相位）。喷射时间点分别涉及相应的气缸的气缸行程（也称为工作行程）。该气缸行程的时间段例如在进气前在上止点处开始并且在燃烧气体排出后在上止点处结束。

用按本申请的方法能借助对喷射时间点的调整来平衡内燃机的各个气缸的扭矩输出。基于对喷射时间点的额外的调整能避免对气缸均衡的错误的微调。能确认的是，是否扭矩输出的偏差实际上基于不同的喷射量或基于不正确的喷射时间点而发生。因此也能减少不准确的误差诊断。

在柴油内燃机中，将燃料喷射到气缸里的经压缩的热空气中。然后通过基于因压缩而上升的气缸温度的自点火开始燃烧。在喷射开始和燃烧开始之间的时间被称为点火延迟。化学的点火延迟时间点强烈取决于混合物的雾化并且因此取决于压力和温度。转速变化于是又取决于气缸压力和惯性力。

在上止点前不久产生了最高的压缩温度。若由于过早的喷射而过早开始了燃烧，那么燃烧压力陡然上升并且对抗气缸中的活塞运动。在此输出的热量使马达的效率变差。因此在时间上前移的燃烧开始（Verbrennungsbeginn）会造成气缸中的温度上升。

过迟的喷射时间点在负荷很小时可能导致不完全燃烧。这导致碳氢化合物和一氧化碳的值在排放时升高，因为燃烧室中的温度已经又开始下降。燃烧室温度可以例如借助废气温度传感器获知。

按照实施方式，例如借助发送器轮传感器和与曲轴相耦联的发送器轮获知相应的曲轴加速度。发送器轮（Geberrad）例如是齿轮并且发送器轮传感器例如是霍尔传感器。因此能评估齿时间（Zahnzeit），以便获知曲轴加速度。

备选或附加地根据内燃机的运转平稳性获知曲轴加速度。

备选或附加地根据曲轴的转速变化获知曲轴加速度。

按照实施方式，至少部分重复所说明的方法步骤，直至扭矩输出的另一个所获知的差小于针对扭矩输出的预定的阈值。

按照实施方式，当另一所获知的差在预定时间段之后没有小于针对扭矩输出的预定的阈值时，获知了一其它误差。当按照本发明的方法在多次执行之后在预定的时间段之后也没有导致扭矩输出被平衡时，那么存在一其它误差作为扭矩偏差的诱因，所述其它误差不会基于喷射量或喷射时间点出现。所述其它误差例如是在废气再循环中的误差或者压缩中的误差。

附图说明

其它的优点、特征和扩展设计方案由接下来结合附图所阐释的例子得出。

附图中：

图1示意性示出了按照一种实施方式的带有内燃机的系统；

图2示意性示出了按照一种实施方式的方法的流程图；

图3示意性示出了按照一种实施方式的、在扭矩和喷射量之间的关系；以及

图4示意性示出了按照一种实施方式的在喷射时间点和扭矩之间的关系。

具体实施方式

图1示出了带有内燃机106和燃料分配器101（也称为共轨）的系统100。来自未示出的燃料箱的燃料在高压下积聚在燃料分配器101中并且接下来直接喷射到内燃机106的气缸102、103、104和105中。所喷射的燃料的燃烧导致气缸102至105到内燃机106的曲轴107上的扭矩输出。在所示的实施例中，内燃机106具有四个气缸102至105。按照其他实施例，内燃机具有多于四个或少于四个的气缸。气缸102至105也可以称为内燃机106的燃烧室。

基于系统100内的制造公差以及由于老化现象的出现，在各个气缸102至105之间的实际上喷射的燃料量可能有所变化。例如每个喷射器在驱控持续时间保持不变时实际上喷射的燃料的量发生改变。在相应的气缸102至105的喷射量之间的所述差异导致了气缸102至105到曲轴107上的不同的扭矩输出。所述扭矩差异可能对内燃机的运转平稳性或排放性能产生不利影响。

例如是马达控制器的一部分的装置110被设立用于执行接下来结合图2所阐释的方法，以便修正不同的扭矩输出，从而使气缸102至105的相应的扭矩输出处在预定的公差范围之内。

在步骤201中启动按照图2的方法。

接下来在步骤202中将气缸102的扭矩输出与气缸103的扭矩输出以及气缸104的扭矩输出和气缸105的扭矩输出进行比较。为此例如比较气缸102至105的每一个气缸行程的曲轴加速度。尤其获知曲轴加速度的差，以便推断出曲轴加速度的差异。按照其他实施例，使用气缸102至105的其它组合用于比较。

接下来在步骤203中获知，气缸102至105的相应的扭矩输出的偏差是否大于预定的阈值。例如比较在扭矩输出之间的差是否大于预定的阈值。若所述差小于预定的阈值，那么推断出系统正常工作并且在步骤207中在不调节喷射的情况下至少暂时结束所述方法。

若在步骤203中获知，扭矩输出的偏差大于预定的阈值，那么接下来在步骤204中至少在气缸102至105的其中一个气缸中调整喷射量。例如改变每一个气缸行程喷射到气缸102中的喷射量。所述改变取决于在扭矩输出之间的所获知的差。

尤其由图3可知，喷射量和由此引起的扭矩彼此呈线性关系。在X轴上记录了喷射量，在Y轴上记录了扭矩。若气缸102的扭矩应当减小了值Y1，那么针对气缸102的喷射量相应地减小了值X1。若应当提高气缸102的扭矩，那么相应地提高针对气缸102的喷射量。

但倘若喷射时间点是错误的，那么可能的是，喷射量的改变不会导致相符合的改变的扭矩。例如喷射量的提高于是不会导致由此引起的扭矩的提高。

喷射时间点尤其是这样的时间点，在该时间点上，对于每一个气缸行程而言进行燃料的喷射量的与扭矩关联的喷射。喷射时间点也称为喷射位置和/或喷射相位。

尤其由图4可知，当喷射时间点T偏离了最优的喷射时间点T1时，所输出的扭矩减少，其中在X轴上记录了喷射时间点并且在Y轴上记录了扭矩。

在考虑到废气温度的情况下例如迭代地对喷射时间点T进行修正。若例如喷射时间点的向前的改变不会导致在重新调整喷射量时对所输出的扭矩进行期望的改变，但是会导致废气温度的提高，那么可以推断出，喷射时间点在调节之前是过早的。所有其它的迭代步骤于是应当朝着更晚的方向进行。

为了考虑在平衡扭矩输出时的喷射时间点的影响，在步骤205中获知，是否基于在步骤204中改变的喷射量出现了期待的扭矩变化。所述扭矩变化用喷射量变化进行可信度测试。若由气缸102输出的扭矩与喷射量的变化相符合，即例如如图3所示那样满足条件，那么就随步骤202再次开始所述方法并且一直重复所述方法，直至气缸102至105的扭矩输出的差低于预定的阈值。

若在步骤205中确认了，已改变的喷射量没有导致预期的扭矩变化，那么在步骤206中撤销来自步骤205的扭矩变化。将有待喷射的喷射量设置到初始值上，喷射量在步骤204之前处在该初始值上。

然后在步骤206中改变喷射到气缸102中的喷射时间点。例如将该喷射时间点向前移。备选地将该喷射时间点向后移。

一直重复调节过程，直至基于对喷射量和喷射时间点的调整而在所有的气缸102至105上出现均匀的扭矩。尤其是一直重复方法步骤202至206，直至在步骤203中获知，所述差小于预定的阈值。

若在预定的时期之后未发生所述方法的收敛，即在预定的时期内没有确认所述差小于预定的阈值，则可以推断出系统中的其它误差。于是不会因不同的喷射量或错误的喷射时间引起不同的扭矩输出。其它误差可以例如是在废气再循环中或压缩中的不准确性。

因此在所述方法中不仅调整喷射量，以便平衡气缸102至105的扭矩输出，而且也在需要时额外调整喷射时间点。因此能避免对气缸均衡的错误的微调。尤其是不需要其他输入参量用于所述方法。例如能在没有关于气缸压力的信息时进行可靠的可信度测试。因为装置110例如也将喷射修正值用于对喷射的评估，所以能避免错误诊断。因此在直喷式内燃机中可以实现可靠的气缸均衡。这造成了内燃机106的可靠的运行。

附图标记列表

100 系统

101 燃料分配器

102、103、104、105 气缸

106 内燃机

107 曲轴

110 装置

201-207 方法步骤

T1 喷射时间点。

Claims (8)

1.用于运行机动车用的内燃机（106）的方法，所述内燃机带有至少两个气缸（102、103、104、105），该方法包括步骤：

- 获知所述气缸（102、103、104、105）的相应的扭矩输出，所述扭矩输出分别基于燃料进入到相应的所述气缸（102、103、104、105）中的喷射来实现，

- 获知所述扭矩输出的差，

- 将所述扭矩输出的差与针对所述扭矩输出的预定的阈值进行比较，并且，当所获知的差超过所述阈值时，

- 根据所获知的、扭矩输出的差来改变针对所述气缸（102）的其中至少一个气缸的喷射量，

- 获知所述气缸（102）的其中至少一个气缸的另一扭矩输出，该另一扭矩输出基于对已改变的喷射量进行的喷射而实现，

- 获知该另一扭矩输出是否与所述已改变的喷射量相符合，并且，当该另一扭矩输出处在针对相符合的喷射量的预定的公差范围之外时，

- 将有待喷射的喷射量设置到初始值上，并且

- 至少在所述气缸（102）的其中一个气缸中改变所述喷射时间点。

2.按照权利要求1所述的方法，包括：

- 获知所述内燃机（106）的曲轴（107）的相应的曲轴加速度，其中，该曲轴加速度分别基于燃料进入到相应的所述气缸（102、103、104、105）中的喷射来实现，

- 根据相应的所述曲轴加速度来获知相应的所述扭矩输出。

3.按照权利要求2所述的方法，其中，所述曲轴加速度借助发送器轮传感器和与所述曲轴（107）相耦联的发送器轮而获知。

4.按照权利要求2或3所述的方法，其中，根据所述内燃机（106）的运转平稳性来获知所述曲轴加速度。

5.按照权利要求2至4中任一项所述的方法，其中，根据所述曲轴（107）的转速变化来获知所述曲轴加速度。

6.按照权利要求1至5中任一项所述的方法，包括

- 重复方法步骤，直至所述扭矩输出的另一所获知的差小于针对所述扭矩输出的预定的阈值。

7.按照权利要求6所述的方法，包括

- 当所述另一所获知的差在预定的时间段之后没有小于针对所述扭矩输出的预定的阈值时，获知其它误差。

8.被构造用于实施按照权利要求1至7中任一项所述的方法的装置。