CN111386396B

CN111386396B - 内燃机的喷射器的调节特性

Info

Publication number: CN111386396B
Application number: CN201880073030.1A
Authority: CN
Inventors: S·德特贝克; M·伯姆; B·胡斯曼
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2017-12-07
Filing date: 2018-12-05
Publication date: 2022-03-18
Anticipated expiration: 2038-12-05
Also published as: KR102387515B1; JP7266600B2; CN111386396A; US20200386174A1; KR20200074226A; JP2021505811A; US11035306B2; DE102017222170B4; DE102017222170A1; WO2019110055A1

Abstract

本发明的一个方面涉及一种用于机动车的内燃机的冷却液喷射系统的控制装置，其中冷却液喷射系统包括能够调节的至少两个喷射器，这些喷射器能够由控制装置控制，并且用于将冷却液引入到内燃机中。喷射器能够共同借助于导轨被供给冷却液，并且控制装置被配置为：接收表征导轨的倾斜角的倾斜参量；根据倾斜参量来求取用于喷射器的调节特性；并且以所求取的调节特性来调节喷射器以便清空或填充导轨。

Description

内燃机的喷射器的调节特性

技术领域

本发明涉及控制装置、冷却液喷射系统以及用于求取内燃机的喷射器的调节特性的方法。

背景技术

已知的是，可以通过引入冷却液对内燃机进行冷却来提高内燃机的功率。其中例如使用蒸馏水作为冷却液。为了避免所引入的冷却液对内燃机的损坏，有利的是，当该内燃机被运行并且因此被加热时，仅把冷却液引入到内燃机中。在运行结束之后，可以再除去残留在内燃机中的冷却液。为了以冷却液填充内燃机以及将冷却液从内燃机清空，必须调节喷射器。

发明内容

本发明的目的是给出一种改善的控制装置、一种冷却液喷射系统、以及一种用于调节喷射器的方法。

该目的通过独立权利要求的特征来实现。有利实施方式在从属权利要求中描述。需要指出的是，从属于独立权利要求的权利要求的附加特征可以在没有独立权利要求的特征的情况下，或在仅与独立权利要求的特征的子集相组合的情况下形成自己的且独立于独立权利要求的所有特征的组合的发明，该发明可以作为独立权利要求、分案申请或后续申请的主题。这以同样的方式适用于说明书中所描述的可以形成独立于独立权利要求的特征的发明的技术教导。

本发明的第一方面涉及一种用于机动车的内燃机的冷却液喷射系统的控制装置。冷却液例如可以是(经蒸馏的)水或水/酒精混合物。

冷却液喷射是一种用于提高内燃机功率的方法。为了在最高功率的情况下不超过最大允许的排气温度，将冷却液喷射到内燃机中。在燃烧之前、期间和之后，蒸发的液体对混合物具有冷却作用。燃烧冲程期间的喷射还被用于产生蒸汽动力和降低排气温度。

冷却液喷射系统包括能够调节的至少两个喷射器，这些喷射器能够由控制装置控制，并且用于将冷却液引入到内燃机中，其中调节喷射器特别地是打开或关闭喷射器。

冷却液可以通过不同方法被引入到内燃机的不同位置。特别地，冷却液可以在入口侧被引入到内燃机中，例如冷却液可以被喷射到进气管中。备选地，冷却液还可以被直接喷射到燃烧室中。

喷射器能够共同借助于一个用作蓄压器的导轨被供给冷却液。对应于术语，导轨可以例如实际上是共用的分配管。特别地，代替共用的分配管，导轨还可以是与喷射器连接的任何几何形状的蓄压器。

此外，控制装置被配置为接收或确定表征导轨的倾斜角的倾斜参量。

特别地，表征导轨的倾斜角的参量可以是表征内燃机的倾斜角或机动车的倾斜角的参量。例如，表征导轨的倾斜角的参量可以说明在车辆纵向方向上围绕侧倾轴线的倾斜角和/或在车辆横向方向上围绕俯仰轴线的倾斜角。

特别地，倾斜参量可以是至少一个传感器信号，诸如一维或多维的倾斜传感器或位置传感器的信号。

控制装置被配置为根据倾斜参量来求取用于喷射器的调节特性。特别地，调节特性包括调节喷射器的调节顺序以及各个喷射器的调节时刻。

通过控制装置以所求取的调节特性来调节喷射器，以便清空或填充导轨。

在一个有利的实施方式中，控制装置被配置为根据倾斜参量从包含用于喷射器的预设的至少两个调节特性的集合中选择用于喷射器的调节特性。

例如，在倾斜参量的第一值的情况下可以选择第一调节特性，该第一值表征导轨的小的第一倾斜角。备选地，在倾斜参量的第二值的情况下可以选择第二调节特性，该第二值表征导轨的比第一倾斜角大的倾斜角。

特别地，预设的调节特性可以在喷射器的调节顺序和/或调节时刻方面不同。

特别地，预设的调节特性可以在控制装置的开发期间凭经验来确定，并且被保存在控制装置的存储模块上。

在这里，本发明基于如下的认识，即高质量的调节特性可以包括不同的性质。尽可能高质量的调节特性可以尤其是在很大程度上取决于导轨的几何结构，因此例如以纯分析的方式确定调节特性可能会是非常复杂的。

在另一有利的实施方式中，控制装置被配置为对于填充过程，根据倾斜参量来确定用于喷射器的调节特性，使得在导轨被清空时，由于倾斜角而位于较高处的第一喷射器相比于由于倾斜角而位于相对较低处的第二喷射器较早地被调节。

特别地，在填充冷却液喷射系统时，第一喷射器可以相比于第二喷射器较早地被调节。备选地或附加地，在清空冷却液喷射系统时，第一喷射器可以相比于第二喷射器较早地被调节。调节喷射器可以是例如打开或关闭喷射器。

备选地，控制装置可以被配置为根据倾斜参量来确定用于喷射器的调节特性，使得在导轨被填充时，由于倾斜角而位于较高处的第一喷射器相比于由于倾斜角而位于相对较低处的第二喷射器较晚地被调节。

特别地，在填充冷却液喷射系统时，第一喷射器可以相比于第二喷射器较晚地被调节。备选地或附加地，在清空冷却液喷射系统时，第一喷射器可以相比于第二喷射器较晚地调节。调节喷射器可以是例如打开或关闭喷射器。

备选地或附加地，特别是在填充时可以首先打开所有喷射器。随后，例如可以根据压力信号首先关闭最接近导轨的入口的喷射器。

备选地或附加地，特别是在第一填充阶段之后可以通过短暂的喷射和对相关的压力下降的评估来确定填充是否完全以及填充过程是否结束。

在另一有利的实施方式中，控制装置被配置为附加地根据导轨是否被清空或被填充来确定喷射器的调节特性。

特别地，可以根据导轨是否被清空或被填充来确定喷射器的调节顺序作为调节特性。例如，在导轨被清空时，在第二喷射器之前调节第一喷射器。在导轨被填充时，则可以在第二喷射器之后调节第一喷射器。

在开始清空导轨时，该导轨例如被填满有冷却液，并且所有喷射器都是关闭的。为了清空，在导轨倾斜的情况下，由于倾斜角而位于较高处的第一喷射器可以在位于相对较低处的第二喷射器之前被打开，以便使空气流入导轨中并且将水从导轨中完全排出。

另一方面，在开始填充导轨时，该导轨例如被填满有空气，并且所有喷射器都是打开的。为了填充，在导轨倾斜的情况下，较低的第二喷射器可以在较高的第一喷射器之前被关闭，以便利用冷却液填充导轨。

在另一有利的实施方式中，喷射器的调节特性包括喷射器被调节的顺序和/或时刻。

在另一有利的实施方式中，控制装置被配置为接收表征导轨中压力的压力参量。根据压力参量来确定用于至少一个喷射器的调节时刻，并且喷射器在所确定的调节时刻被调节。

特别地，已有的压力传感器可以被用于在导轨被填充时记录压力曲线，以作为附加的输入参量。如果空气在系统中，则基于空气与冷却液之间可压缩性的不同和黏度的不同可以在填充过程期间的压力曲线上识别出空气。一旦冷却液贴靠在喷射器上，就可以观察到压力升高，紧接着相应的喷射器可以被调节。因此，可以确保冷却液喷射系统被完全填充。

本发明的第二方面涉及一种用于机动车的内燃机的冷却液喷射系统。冷却液喷射系统包括上面所描述的控制装置和能够调节的至少两个喷射器，这些喷射器能够由控制装置控制，并且用于将冷却液引入到内燃机的进气管中，并且喷射器能够共同借助于导轨被供给冷却液。

在一个有利的实施方式中，导轨包括用于抽吸新鲜空气的阀。在这里，控制装置附加地被配置为控制该阀。备选地，阀可以机械地工作，并且在导轨中低压的情况下打开。例如，阀是换气阀或排气阀。

特别地，在能够电驱动的阀的情况下，控制装置被配置为在清空导轨时打开阀，使得利用新鲜空气代替来自内燃机的空气来填充导轨。

备选地或附加地，控制装置被配置为在填充导轨时关闭阀，使得位于冷却液喷射系统中的空气仅可以通过被打开的喷射器离开冷却液喷射系统。

特别地，冷却液喷射系统的一种控制序列是可能的，在该控制序列中在第一步骤中在清空导轨时打开阀，使得利用新鲜空气代替来自内燃机的空气来填充导轨。在第二步骤中，关闭阀并且打开喷射器。利用位于系统中的空气将剩余的冷却液从喷射器中推出到吸气装置中。在第三步骤中，通过在喷射器被关闭并且阀被打开的情况下将空气吸入系统中来利用新鲜空气给导轨和冷却液喷射装置的待换气的部件再次换气。

该控制序列基于如下的认识，即没有来自吸气装置的燃料箱通风气体、燃烧气体或窜气气体(Blowby-Gase)到达冷却液系统中是有利的。

本发明的第三方面涉及一种用于控制用于机动车的内燃机的冷却液喷射系统的方法，其中冷却液喷射系统包括能够调节的至少两个喷射器，这些喷射器用于将冷却液引入到内燃机中，并且喷射器能够共同借助于导轨被供给冷却液。

该方法的一个步骤是接收表征导轨的倾斜角的倾斜参量。

该方法的另一步骤是根据倾斜参量来求取用于喷射器的调节特性。

该方法的最后的步骤是以所求取的调节特性来调节喷射器以便清空或填充导轨。

根据本发明的第一方面的根据本发明的控制装置的上述实施方案以对应的方式还适用于根据本发明的第二方面的根据本发明的系统和根据本发明的第三方面的根据本发明的方法。根据本发明的系统和根据本发明的方法的在这里和在权利要求中未明确描述的有利实施例对应于根据本发明的控制装置的上面所描述的或在权利要求中所描述的有利实施例。

附图说明

下面借助于附图基于实施例描述本发明。其中：

图1示出了根据本发明的冷却液喷射系统的一个实施例；

图2示出了根据本发明的用于控制冷却液喷射系统的方法的一个实施例；并且

图3示出了根据本发明的用于控制冷却液喷射系统的方法的另一实施例。

具体实施方式

图1示出了机动车的内燃机VM。内燃机与冷却液喷射系统连接，其中冷却液喷射系统包括能够调节的三个喷射器I1、I2、I3，这三个喷射器I1、I2、I3能够由控制装置SV控制，并且用于将冷却液引入到内燃机VM中。特别地，喷射器I1、I2、I3与内燃机VM连接，使得每个喷射器I1、I2、I3均被分配有内燃机VM的一个汽缸Z1、Z2、Z3。

喷射器I1、I2、I3能够共同借助于导轨R被供给冷却液，其中能够例如通过入口Z从冷却液罐W中抽出冷却液。

此外，控制装置SV与倾斜传感器NS耦合，该倾斜传感器NS确定表征导轨R的倾斜角的倾斜参量，诸如机动车在纵向方向和横向方向上的倾斜角。此外，控制装置SV与由导轨R所包括的用于抽吸新鲜空气的阀V耦合。

图2示出了根据本发明的用于控制冷却液喷射系统的方法的一个实施例。

在方法流程的开始，导轨R被完全清空，因此导轨R中没有冷却液。所有喷射器I1、I2、I3都是打开的，使得如果导轨R中被填充有冷却液，则位于导轨R中的空气可以通过被打开的喷射器I1、I2、I3逸出。

在步骤100中，控制装置SV接收表征导轨R的倾斜角的倾斜参量。倾斜参量例如可以是由倾斜传感器NS求取的机动车在车辆纵向方向上的倾斜角。

在随后的步骤110中，控制装置SV根据倾斜参量来求取用于喷射器I1、I2、I3的调节特性。特别地，调节特性包括调节喷射器I1、I2、I3的顺序。

例如，控制装置SV可以从包含用于喷射器I1、I2、I3的预设的至少两个调节特性的集合中选择用于喷射器I1、I2、I3的调节特性。这些预设的调节特性可以例如在冷却液喷射系统的开发期间凭经验来确定。

附加地，控制装置SV在求取喷射器I1、I2、I3的调节特性时还可以考虑导轨R是否被清空或被填充。

例如，控制装置SV被配置为确定用于喷射器I1、I2、I3的调节特性，使得在导轨R被填充时，由于倾斜角而位于较高处的第一喷射器I1相比于由于倾斜角而位于相对较低处的第二喷射器I2较晚地被调节。

在导轨R的填充过程期间，控制装置可以在步骤120中接收表征导轨R中压力的压力参量。根据压力参量来确定用于根据所求取的调节特性的下一个喷射器I1、I2、I3的调节时刻，并且一旦观察到表征冷却液贴靠在喷射器I1、I2、I3上的时刻的压力升高，就在步骤130中在所确定的调节时刻关闭该下一个喷射器I1、I2、I3。

在最后的喷射器I1、I2、I3被关闭之后，导轨可以被完全填充。

在方法流程的开始，导轨R被填满有冷却液。所有喷射器I1、I2、I3都是关闭的，使得没有冷却液被引入到内燃机VM中。

为了清空导轨R，在步骤200中通过控制装置SV打开由导轨R所包括的阀V。

在随后的步骤210中，通过将位于导轨R和冷却液供给系统的部件中的冷却液抽到冷却液罐W中来清空导轨R和冷却液供给系统的部件。由于阀V被打开，对应的空间被填充有新鲜空气。

一旦导轨R被完全清空，就在步骤220中通过控制装置SV关闭阀V。

在步骤230中，控制装置SV接收表征导轨R的倾斜角的倾斜参量。倾斜参量例如可以是由控制装置SV自身确定的机动车在车辆纵向方向上的倾斜角。

在随后的步骤240中，控制装置SV根据倾斜参量来求取用于喷射器I1、I2、I3的调节特性。特别地，调节特性包括调节喷射器I1、I2、I3的顺序以及应当调节喷射器I1、I2、I3的时刻。

在步骤250中，以所求取的顺序并且在所求取的时刻调节喷射器I1、I2、I3，并且利用系统中的空气将冷却液从喷射器中推出到吸气装置中，使得在方法结束之后喷射器和导轨被填充有新鲜空气。

如果有必要，则在随后的步骤260中，在喷射器被关闭和阀被打开的情况下，利用新鲜空气再次填充冷却液供给系统直至规定的体积份额。

Claims

1.一种用于机动车的内燃机(VM)的冷却液喷射系统的控制装置(SV)，其中：

-所述冷却液喷射系统包括能够调节的至少两个喷射器(I1、I2、I3)，所述至少两个喷射器能够由所述控制装置(SV)控制，并且用于将冷却液引入到所述内燃机(VM)中；

-所述喷射器(I1、I2、I3)能够共同借助于导轨(R)被供给冷却液；并且

-所述控制装置(SV)被配置为：

·接收表征所述导轨(R)的倾斜角的倾斜参量；

·根据所述倾斜参量来求取用于所述喷射器(I1、I2、I3)的调节特性；并且

·以所求取的调节特性来调节所述喷射器(I1、I2、I3)以便清空或填充所述导轨(R)。

2.根据权利要求1所述的控制装置(SV)，其中所述控制装置(SV)被配置为根据所述倾斜参量从包含用于所述喷射器(I1、I2、I3)的预设的至少两个调节特性的集合中选择用于所述喷射器(I1、I2、I3)的调节特性。

3.根据前述权利要求中任一项所述的控制装置(SV)，其中所述控制装置(SV)被配置为根据所述倾斜参量来确定用于所述喷射器(I1、I2、I3)的调节特性，使得在所述导轨(R)被清空时，由于所述倾斜角而位于较高处的第一喷射器(I1)相比于由于所述倾斜角而位于相对较低处的第二喷射器(I2)被更早调节。

4.根据前述权利要求1-2中任一项所述的控制装置(SV)，其中所述控制装置(SV)被配置为根据所述倾斜参量来确定用于所述喷射器(I1、I2、I3)的调节特性，使得在所述导轨(R)被填充时，由于所述倾斜角而位于较高处的第一喷射器(I1)相比于由于所述倾斜角而位于相对较低处的第二喷射器(I2)较晚地被调节。

5.根据前述权利要求1-2中任一项所述的控制装置(SV)，其中所述控制装置(SV)被配置为附加地根据所述导轨(R)是否被清空或被填充来确定所述喷射器(I1、I2、I3)的调节特性。

6.根据前述权利要求1-2中任一项所述的控制装置(SV)，其中所述控制装置(SV)被配置为附加地根据相应的所述喷射器(I1、I2、I3)与导轨入口的距离和/或根据所述导轨(R)的几何形状来确定所述喷射器(I1、I2、I3)的调节特性。

7.根据前述权利要求1-2中任一项所述的控制装置(SV)，其中所述喷射器(I1、I2、I3)的调节特性包括调节所述喷射器(I1、I2、I3)的顺序和/或时刻。

8.根据前述权利要求1-2中任一项所述的控制装置(SV)，其中所述控制装置(SV)被配置为，

-接收表征所述导轨(R)中压力的压力参量；

-根据所述压力参量来确定用于至少一个喷射器(I1、I2、I3)的调节时刻；并且

-在所确定的调节时刻调节所述喷射器(I1、I2、I3)。

9.一种用于机动车的内燃机(VM)的冷却液喷射系统，其中所述冷却液喷射系统：

-包括根据前述权利要求中任一项所述的控制装置(SV)；

-包括能够调节的至少两个喷射器(I1、I2、I3)，所述至少两个喷射器能够由所述控制装置(SV)控制，并且用于将冷却液引入到所述内燃机(VM)的进气管中；并且

-所述喷射器(I1、I2、I3)能够共同借助于导轨(R)被供给冷却液。

10.根据权利要求9所述的冷却液喷射系统，其中所述导轨(R)包括用于抽吸新鲜空气的阀(V)。

11.一种用于控制用于机动车的内燃机(VM)的冷却液喷射系统的方法，其中所述冷却液喷射系统包括能够调节的至少两个喷射器(I1、I2、I3)，所述至少两个喷射器用于将冷却液引入到所述内燃机(VM)中，并且所述喷射器(I1、I2、I3)能够共同借助于导轨(R)被供给冷却液；其中所述方法包括以下步骤：

-接收(100、230)表征所述导轨(R)的倾斜角的倾斜参量；

-根据所述倾斜参量来求取(110、240)用于所述喷射器(I1、I2、I3)的调节特性；以及

-以所求取的调节特性来调节(130、250)所述喷射器(I1、I2、I3)，以便清空或填充所述导轨(R)与冷却剂供给设备的部件。