CN112292518B - 用于测定和/或用于识别通至内燃机的燃烧室的空气进气段的积灰的方法 - Google Patents

用于测定和/或用于识别通至内燃机的燃烧室的空气进气段的积灰的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于测定和/或用于识别通至内燃机的至少一个燃烧室的空气进气段的积灰、尤其用于测定通至机动车的内燃机的至少一个气缸室的空气进气段的积灰的方法，其中，经由空气进气段把空气供应给内燃机的燃烧室，其中，给燃烧室供应燃料，其中，使于是存在于燃烧室中的空气‑和燃料混合物燃烧，并且其中，借助于λ探针和λ调节器执行λ调节。对通至内燃机燃烧室的空气进气段的积灰的测定和/或识别此时由此成本有利地实现，即，借助于对多个λ调节值(Rλ)的评估，测定和/或识别空气进气段的至少一部分的积灰。

Description

用于测定和/或用于识别通至内燃机的燃烧室的空气进气段 的积灰的方法
技术领域
本发明涉及一种根据本发明的用于测定和/或识别通至内燃机的至少一个燃烧室的空气进气段的积灰、尤其用于测定通至机动车的内燃机的至少一个气缸室的空气进气段的积灰的方法。
背景技术
在驱动机动车的情况下使用内燃机，尤其汽油机。在此，空气经由空气进气段被供应给至少一个燃烧室，尤其供应给机动车的内燃机的气缸室。尤其地，在相应进气冲程中把进气阀打开，其中，然后尤其-在正常情况下-把一定的空气量供应给燃烧室。此外，给燃烧室供应燃料，其中，然后把位于燃烧室中的空气-和燃料混合物尤其爆炸式地燃烧或点燃，以便尤其移动/驱动气缸。经由排气阀把所产生的废气混合物排出。用于使得在内燃机燃烧室内部的空气-和燃料混合物燃烧的这种方法，尤其借助于所谓的λ调节在使用λ探针和λ调节器的情况下执行。尤其还设置有马达控制器，其尤其实现用于燃烧室的依照马达控制器存储的填充模型。内燃机可以具有多个燃烧室或气缸室，尤其四个、六个或八个燃烧室。
因而在作为本发明出发点的现有技术中，由DE 10 2013 212 232 A1已知一种用于识别有缺陷的、即积灰的进气阀的方法，其中经由内燃机转速曲线与对于λ值的信号时间曲线的比较，识别进气阀的积灰。亦即那么如果进气阀积灰，则将有与所希望的相比更大的空气量在内燃机的进气冲程期间被吸入到燃烧室中，尤其在内燃机的转速上升期间被吸入到气缸室中，因为进气阀由于其积灰而恰恰未100%地完全关闭。由此，可供用于所希望的燃烧的空气量过大，从而空气-和燃料混合物最终也没有所希望的/最优的废气份额，从而尤其相应的λ值于是大于“1”。马达控制器从对于λ值的相应信号或者由相应计算出的λ值(>“1”)于是推断出进气阀未理想地工作，即推断出进气阀积灰。
然而在内燃机的运行或者运转时间内，通至相应燃烧室或通至气缸室的空气进气段也会积灰，也就是说，不仅进气阀会积灰，而且尤其相应的进气段也会积灰。那么由此，相比于未积灰的空气进气段，在内燃机的进气冲程期间更少的空气流入到燃烧室中。于是，与所希望的相比，或者与存储在马达控制器中的填充模型(基于储存在那里的数据来检测或建模)相比，更少的空气可供在燃烧室中实现的燃烧用于燃烧。这尤其导致(于是相对)增多地把燃料供应到燃烧室中，其中，由于此后可供使用的空气量较少，燃料不会出现充分燃烧。在燃烧室中存在所谓的“富燃混合物”。马达功率减小了。
在实践中，人们试图通过使用所谓的热膜空气质量计(HFM)来克服这一点，借助于所述热膜空气质量计测量实际流入的空气量。由此于是也在空气进气段积灰时在相应的HFM的相应测量精度的情况下测定实际上的填充。然而，所谓的HFM是额外的构件，因而必须相应地布置，并且也必须装配，并且还提高了内燃机的制造成本。完全也可能的是，这种所谓的HFM在其相应的寿命内会失效并且/或者其测量精度相应地降低。
虽然前面提到的HFM在实践中基本上常常得以贯彻，但为了检测填充和/或为了实现填充，对于供应给燃烧室的空气量也存在所谓的“P-系统”(压力系统)，其中，尤其基于进气管中的压力来确定燃烧室的填充，即尤其供应给气缸室的空气量。在这种所谓的P-系统中，目前无法测定和/或识别空气进气段的积灰，或者部分地经由单独的额外的测量系统(例如还通过额外设置的HFM)才可行，于是成本就会很高昂。
发明内容
因此本发明的目的在于说明一种用于测定和/或识别通至内燃机的燃烧室的空气进气段的积灰的方法，该方法避免了开篇提到的缺点，但尤其可成本有利地实现。
先前指出的目的此时首先通过本发明来实现。
如果空气经由空气进气段被供应给内燃机的一个燃烧室或多个燃烧室，并且给所述一个燃烧室或多个燃烧室供应燃料，则存在于燃烧室中的空气-和燃料混合物尤其爆炸式地燃烧，其中，废气及其份额被详细地检查，或者于是执行所谓的λ调节。
借助于在燃烧方法中通常已经存在的这种λ调节，即借助于对多个λ调节值的评估，此时也测定和/或识别空气进气段的至少部分的积灰。
此时不再需要额外的构件，例如目前在现有技术中待布置的HFM，由此降低了内燃机的制造成本和装配成本。此外，由于此时需要更少的构件，与此相联系的故障频率/易故障性也减小了，但其中，借助于相应地测定的λ调节值来附加地提供或实现了相应的测量精度。根据本发明的方法尤其也可应用在所谓的“P-系统”中。
λ调节值在内燃机的转速曲线的一定阶段中和/或针对一定的转速和/或一定的转速范围来测定。尤其地，λ调节值可以在内燃机转速的转速提高的阶段中和/或针对内燃机的一定的转速范围来测定。在此尤其地，多个λ调节值在一个一定时间间隔内或者在多个一定时间间隔内测定。
对于测得的λ调节值(尤其在一定的阶段内测得的全部λ调节值)小于“1”的情况，这基本上意味着，在内燃机中“空气/燃料”的比例在此刻/在此时间点小于“1”，因而相比于按照所储存的填充模型所希望的，基本上有更少的空气量经由通至燃烧室的空气进气段被吸入。由此推断出通至内燃机的一个燃烧室或多个燃烧室的空气进气段至少部分积灰。根据本发明的方法基本上尤其基于如下技术关系：
在“空气/燃料”的比例最佳时，即在空气-和燃料的混合物最佳情况下，λ探针基本上测得λ值为“1”或者接近“1”。对于通至燃烧室的空气进气段此时积灰的情况，此时在进气冲程中吸入了过少的空气、即过低的空气量。在内燃机中存在所谓的“浓混合物”，由λ探针测得的λ值因此小于“1”(λ<“1”)。由于实现了λ调节，此时借助λ调节器和此时待调整的λ调节值(Rλ)试图再次实现最佳的空气-和燃料混合物。出于这个原因，在λ值小于“1”(λ<“1”)时，那么λ调节值(Rλ)“类似”跟踪λ值。λ调节值形成相应的因子，该因子要修正喷入到燃烧室中的燃料。因而如果在燃烧室中由于供应的空气量过少而存在过“浓的”空气-和燃料混合物(λ<“1”)，则借助于所调整的λ调节值(Rλ<“1”)相应地减少在下一个进气冲程中喷入的燃料量，即具有小于“1”的λ调节值。因而借助于对多个λ调节值(Rλ)的评估，可以识别和/或测定通至内燃机的燃烧室、尤其通至内燃机的气缸室的空气进气段的积灰，因为在存在积灰的情况下，借助于λ调节器或λ调节于是试图减小被喷入的燃料量，尤其匹配于由于积灰而仅仅较少地被吸入的空气。简单地说：如果尤其顺序地依次测得多个λ调节值小于“1”，则可以推断出空气进气段的积灰。
尤其地，在内燃机的转速提高期间，测定多个λ调节值，然后基于这些λ调节值来计算和/或测定拟合曲线。对于拟合曲线具有负斜率的情况(当λ调节值小于“1”时就是这种情况)，由此推断出空气进气段的积灰，或者以此测定或者识别空气进气段的积灰。尤其确定出或者测定出拟合直线。尤其对于拟合曲线(尤其拟合直线)具有负斜率的情况，确认空气进气段的积灰。然而，对多个λ调节值的测定不必一定要在内燃机的转速提高期间实现。如上面已经提及的那样，可考虑的是，λ调节值在内燃机的转速曲线的一定的阶段中和/或针对一定的转速和/或一定的转速范围测定，在此存在不同的实现可行方案。
该流程/这些方法步骤尤其在马达控制器中执行，或者基于传输给马达控制器的信号和/或在那里计算出的值而相应地实现。
对于已测定通至内燃机或通至燃烧室的空气进气段的积灰的情况，那么尤其基于拟合曲线(尤其拟合直线)的所测得的负斜率值，尤其还测定对于所述积灰的程度。拟合曲线(尤其拟合直线)的负斜率值的量值越大，空气进气段的积灰就越严重。
在该方法的另一优选的实施形式中，测定至少一个修正值，于是借助该修正值来适配和/或当前持续地匹配存储在马达控制器中的填充模型，尤其填充检测和/或填充控制。
在该方法的另一优选的实施形式中，多个λ调节值尤其在一个一定时间间隔内或者在多个一定时间间隔内测定。然后可以基于此，相应地根据转速来测定至少一个修正值，但尤其可以测定多个修正值。借助这些修正值，可以适配(尤其持续地适配和/或匹配)储存在马达控制器中的填充模型。这种λ调节值虽然可以针对一定的阶段(尤其针对内燃机的转速提高)和/或针对一定的转速(运行点)和/或一定的转速范围予以测定和评估。因此，尤其也可借助根据转速而测定的修正值来实现对储存在马达控制器中的填充模型的精细校正/适配。
尤其地，在储存于马达控制器中的填充模型中，借助修正值来修正或适配填充检测。内燃机的功率被最佳地控制，尤其由于起初空气量过低而减小的内燃机功率又相应地提高，或者通过根据本发明的方法相应地然后被补偿。
附图说明
此时存在大量可行方案，其以有利的方式来设计和改进根据本发明的方法。下面借助附图和相关描述更详细地阐述该方法的优选的实施形式。在附图中：
图1以示意图示出在转速提高期间内燃机的关于时间t的转速曲线nMot，或者λ调节值的关于时间t的曲线RλVerlauf(或者以此示出的混合物偏差)，以及在空气进气段积灰时对相应的拟合曲线(在此尤其拟合直线GA)的测定/图示；以及
图2以示意图示出在执行根据本发明的方法之后或者在测定和/或识别空气进气段积灰之后或者在对储存于马达控制器中的填充模型完成适配之后，在转速提高期间内燃机的关于时间t的转速曲线nMot，或者λ调节值的关于时间t的曲线RλVerlauf。
具体实施方式
图1和2此时应示出根据本发明的用于测定和/或用于识别通至内燃机的至少一个燃烧室的空气进气段的积灰、尤其用于测定通至机动车的内燃机(尤其汽油机)的至少一个燃烧室的空气进气段的积灰的方法。但即使在其它内燃机的情况下，部分地在柴油机的情况下，应用该方法也是可考虑的或者是可行的。
空气经由空气进气段被供应给内燃机的该燃烧室和/或多个燃烧室。在此，内燃机可以具有多个燃烧室，尤其四个燃烧室、六个燃烧室或者甚至更多数量的燃烧室。在相应的燃烧室中，也供应燃料或相应的燃料量。如果内燃机的所谓的进气冲程结束，那么在燃烧室中存在的空气-和燃料混合物就会爆炸式地燃烧。
在机动车的内燃机中，尤其借助于λ探针设置或者存在λ调节，由此一方面可以更仔细地检查废气混合物，或者可以测定废气混合物的相应份额，尤其然后把λ探针的相应信号供应给马达控制器。马达控制器上因此存在λ探针的相应的信号/值，或者在马达控制器内部计算相应的λ值。但是，在马达控制器中不仅存在λ值，而且由于λ调节而存在相应的λ调节值，或者为了λ调节而测定和/或计算它们。
开篇提到的缺点此时首先以如下方式予以避免：借助于对λ调节值Rλ的评估测定和/或识别空气进气段的至少一部分的积灰。这尤其借助于马达控制器进行。
图1此时示出内燃机的关于时间t的转速提高，该转速提高在此尤其或者在此示范性地线性地进行，图1因而在此示出在转速提高时针对内燃机的转速nMot的曲线。
根据本发明的方法尤其将借助在此示出的图1和2阐述，尤其以内燃机的转速nMot的转速提高为例。也可考虑的是(但这在此并未示出)，λ调节值并非在转速提高的所述一定阶段中测定，而是在内燃机的转速曲线的另一个一定阶段中和/或针对一定的转速和/或针对一定的转速范围测定。但多个λ调节值Rλ尤其在一定时间间隔内或者在多个一定时间间隔内测定。这取决于根据本发明的方法的特别实施形式，该方法在此此时可借助图1和2再次尤其针对内燃机的转速提高的一定阶段予以阐述：
在一定的阶段中(也就是在内燃机的转速nMot的这里于图1中所示的所述转速提高的阶段中)此时测定和/或评估多个λ调节值Rλ，尤其在转速提高期间持久地测定相应的λ调节值Rλ。对于测得的λ调节值Rλ尤其顺序地相继测得的λ调节值Rλ小于“1”(Rλ<1)的情况，这意味着-如图1中所示-(废气混合物的)曲线RλVerlauf关于内燃机的转速nMot的转速提高的时间曲线或者关于时间t下降。在最佳的燃烧情况下，相应的λ调节值Rλ基本上=“1”(Rλ=1)。后者在图2中示出，该图应展示了在修正填充模型之后或者在通过填充模型修正积灰之后λ调节值的曲线RλVerlauf。这里可看到，λ调节值Rλ在值“1”周围略微波动，但基本上平坦地而非陡峭地下降，如图1中所示。表达“基本上=1”因而也一同包括了图2中所示的λ调节值在值“1”周围的“波动”，尤其在0.97至1.03的范围内。
在此对于曲线RλVerlauf的图1中所示的情况、即该处的λ调节值Rλ小于“1”，这意味着，在这种情况下在内燃机燃烧室中的空气量大于所希望的空气量。因为λ调节值Rλ作为因数直接影响燃料喷入量并且小于“1”，且以此试图减少燃料量，以便λ值/λ调节值又处于所希望的值“1”，或者于是λ调节值Rλ在修正填充模型之后也又基本上在值“1”周围波动，如图2中所示的那样。因此由图1可看出，λ调节值Rλ在内燃机的转速nMot的转速提高的阶段中顺序相继地被测定和评估，其中，如图1中所示的那样，在此测定多个λ调节值Rλ，它们全都小于“1”，尤其关于时间t继续减小。如上面已经阐述，这不仅可以针对内燃机转速的转速提高而执行，而且可以针对一定的转速范围和/或针对一定的转速(转速点)而测定和评估多个λ调节值，以便尤其在已借助于对λ调节值的评估而确认积灰之后相应地修正填充模型。
尤其地，根据图1或图2，在内燃机的转速nMot的转速提高期间，于是测定多个λ调节值Rλ，其中，然后基于λ调节值Rλ计算和/或测定拟合曲线(尤其拟合直线GA)，如图1中所示。在此，拟合直线GA在图1中相应地示出，并且基本上基于所测定的λ调节值Rλ尤其相应地“插值”。也可以代替拟合直线而计算拟合曲线。
在图1中可清楚地看到，拟合曲线尤其(拟合直线GA)在此具有负斜率，即斜率小于“0”。那么由此可以推断出空气进气段的积灰。
此时对于已测定积灰的情况，也可以尤其基于拟合曲线(尤其拟合直线GA)的所测得的负斜率值，测定所述对于积灰的程度。拟合曲线(尤其拟合直线)的负斜率值的量值尤其相应于积灰的程度，也就是说，积灰越严重，拟合直线GA的负斜率的量值就越大。
在根据本发明的方法的特别优选的实施形式中，测定至少一个修正值，借助该修正值来适配储存在马达控制器中的填充模型、尤其填充检测和/或填充控制。
但在根据本发明的方法的完全特别优选的另一实施形式中，针对内燃机的一定转速范围，在一个一定时间间隔内或者在多个一定时间间隔内测定多个λ调节值。以此可以尤其相应地根据转速来测定多个修正值，从而可以针对内燃机的不同转速/转速变化来适配填充模型。
尤其地，可因而尤其相应地根据转速测定多个修正值。借助于这些修正值，可以修正(尤其持续地适配)填充模型。因此尤其在每次转速提高时和/或针对一定的转速和/或针对一定的转速范围，对修正值的测定和/或对填充模型的适配尤其持续地进行。
通过根据本发明的方法，减小了开篇提到的缺点，尤其实现了成本有利地制造内燃机，而无需其它额外的构件，因为根据本发明的方法利用在内燃机上已有的部件已经可以在控制-和/或调节技术上成本有利地实现。
附图标记清单：
nMot 内燃机的转速
t 时间
GA 拟合曲线，尤其拟合直线
Rλ λ调节值
RλVerlauf λ调节值的曲线
n 转速。

Claims (11)

1.用于测定和/或用于识别通至内燃机的至少一个燃烧室的空气进气段的积灰的方法，其中，经由空气进气段把空气供应给所述内燃机的燃烧室，其中，给所述燃烧室供应燃料，其中，使存在于所述燃烧室中的空气-和燃料混合物燃烧，并且其中，借助λ探针和λ调节器执行λ调节，其特征在于，借助于对多个λ调节值(Rλ)的评估，测定和/或识别所述空气进气段的至少一部分的积灰，测定多个小于“1”的λ调节值(Rλ)并且然后基于这些λ调节值(Rλ)来计算和/或测定拟合曲线，对于所述拟合曲线具有负斜率的情况，确认所述空气进气段的积灰，对于已测定积灰的情况，测定至少一个修正值，借助所述修正值来适配储存在马达控制器中的填充模型。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法用于测定通至机动车的内燃机的至少一个气缸室的空气进气段的积灰的方法。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述内燃机的转速曲线(nMot)的一定阶段中和/或针对一定的转速和/或针对一定的转速范围，测定所述λ调节值(Rλ)。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述内燃机的转速(nMot)的转速提高的阶段中，测定所述λ调节值(Rλ)。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在一个一定时间间隔内或者在多个一定时间间隔内测定多个λ调节值(Rλ)。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，对于所述填充模型，来适配填充检测和/或填充控制。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，基于这些λ调节值(Rλ)来计算和/或测定拟合直线(GA)。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，对于已测定积灰的情况，基于所述拟合曲线的所测得的负斜率值，测定所述积灰的程度。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，对于已测定积灰的情况，基于所述拟合直线(GA)的所测得的负斜率值，测定所述积灰的程度。
10.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，根据转速来相应地测定一个修正值或多个修正值。
11.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，在每次转速提高时和/或针对一定的转速和/或针对一定的转速范围，对所述修正值的测定和/或对所述填充模型的适配持续地进行。
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