本發(fā)明以一種按照權(quán)利要求1的前序部分所述的、用于運行內(nèi)燃機的方法為出發(fā)點。一種計算機程序產(chǎn)品也是本發(fā)明的主題。
背景技術(shù):
知道用于運行內(nèi)燃機的方法,就所述方法而言借助于第一噴射閥將燃料配量到進(jìn)氣管中并且借助于第二噴射閥將燃料直接配量到所述內(nèi)燃機的燃燒室中。在此,在第一種運行模式中優(yōu)選使用所述第一噴射閥并且在第二種運行模式中優(yōu)選使用所述第二噴射閥。所謂的PFI噴射與所謂的DI噴射的這樣的組合能夠?qū)煞N噴射方式的優(yōu)點用于最佳的混合氣形成和燃燒。在所述內(nèi)燃機的全負(fù)荷狀態(tài)并且在其動態(tài)的狀態(tài)中,直接朝燃燒室中噴射的第二噴射閥的使用更為有利。在部分負(fù)荷狀態(tài)中,朝進(jìn)氣管中噴射的第一噴射閥的使用是有利的,因為在這種情況下出現(xiàn)的排放比較少。
如果在所述第一種運行模式中更長時間地運行內(nèi)燃機,在該第一種運行模式中僅僅朝所述進(jìn)氣管中進(jìn)行噴射,那就可能出現(xiàn)以下情況:燃料和/或燃料組成部分沉積在所述第二噴射閥上。這些沉積物在所述噴射孔的內(nèi)部并且/或者在閥座的外側(cè)面上形成沉淀層(Bel?ge)。尤其在高溫時形成這些沉積物。從現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)知道,借助于所述第二噴射閥偶爾的噴射避免或者甚至消除了相應(yīng)的沉積物。此外,所述第二閥不僅用燃料本身而且也通過燃料氣化來冷卻,這降低了沉積物的燒結(jié)和燃料的化學(xué)的轉(zhuǎn)化。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
相對于此,用按本發(fā)明的、具有獨立權(quán)利要求1的特征的方法具有以下優(yōu)點:可以在很大程度上避免或者消除沉積物。
特別有利的是,根據(jù)沉淀層形成模型來用所述第二噴射閥進(jìn)行燃料配量,所述沉淀層形成模型考慮到所述內(nèi)燃機的、在特定的負(fù)荷集成(Lastkollektiv)中的停留持續(xù)時間。轉(zhuǎn)速-負(fù)荷-數(shù)值對被稱為負(fù)荷集成??梢匀〈?fù)荷而對所有表示出負(fù)荷的特征的參量進(jìn)行測評。這樣的模型特別簡單,因為只要對少數(shù)輸入?yún)⒘考右钥紤]。
按照本發(fā)明已經(jīng)發(fā)現(xiàn),對于在所述噴射閥的區(qū)域中形成沉積物的程度和可能性最大程度地取決于所述內(nèi)燃機的負(fù)荷和轉(zhuǎn)速。因此,特別有利的是,借助于所述沉淀層形成模型來求得一種特征參量,該特征參量表示所述第二噴射閥的區(qū)域中的沉積物的程度的特征。
在一種特別有利的實施方式中規(guī)定,以所述特征參量為出發(fā)點來預(yù)先給定一種分割系數(shù)(Splitfaktor)。該分割系數(shù)定義由所述第一噴射閥和所述第二噴射閥來配量的噴射量之間的比例。如果所述特征參量表明,用于沉積物的可能性大或者存在著沉積物,那么將所述分割系數(shù)朝以下方向移動:對于該方向來說所述第二噴射閥的份額變大。
通過在從屬權(quán)利要求中所列舉的措施,可以實現(xiàn)在獨立權(quán)利要求中所說明的方法的、有利的改型方案和改進(jìn)方案。
在另一個方面,本發(fā)明涉及用于編制能夠在控制儀上運行的計算機程序的程序代碼連同處理指令、尤其是具有編譯和/或鏈接指令的源代碼,其中,所述程序代碼產(chǎn)生用于執(zhí)行所描述的方法之一的所有步驟的所述計算機程序,如果所述程序代碼按照所述處理指令被轉(zhuǎn)換、也就是尤其被編譯和/或被鏈接成能夠運行的計算機程序。這種程序代碼尤其可以通過源代碼來產(chǎn)生,所述源代碼例如能夠從互聯(lián)網(wǎng)中的服務(wù)器上下載。
附圖說明
本發(fā)明的實施例在附圖中示出并且在下面的描述中進(jìn)行更詳細(xì)地解釋。附圖示出:
圖1是具有第一和第二噴射閥的噴射系統(tǒng)的主要元件;并且
圖2到4是按本發(fā)明的方法的不同的實施方式的不同的流程圖。
具體實施方式
在圖1中示出了噴射系統(tǒng)的主要元件。在圖1中僅僅選擇了一種簡化的圖示,在該圖示中僅僅示出了燃燒室和所屬的噴射閥。本發(fā)明不局限于這樣的、具有一個氣缸的內(nèi)燃機的使用。就任意其它的氣缸數(shù)目而言也可以使用本發(fā)明。
所述內(nèi)燃機的燃燒室用100來表示。通過進(jìn)氣管110向所述燃燒室100輸送空氣或者空氣燃料混合物。為此規(guī)定:借助于第一噴射閥120來將燃料噴射到所述進(jìn)氣管110中。此外,設(shè)置了第二噴射閥130,用所述第二噴射閥可以將燃料直接配量到所述燃燒室100中。在所示出的實施方式中,為所述內(nèi)燃機的每個氣缸分配了第一和第二噴射閥。但是也可以規(guī)定,為所有氣缸或者為一組氣缸僅僅設(shè)置了第一噴射閥。其中,燃料通過這個第一噴射閥到達(dá)多個氣缸的共同的進(jìn)氣管中。
控制單元140向所述第一噴射閥120和所述第二噴射閥130加載操控信號。所述控制單元140對第一傳感器150和第二傳感器160的輸出信號進(jìn)行處理。所述第一傳感器優(yōu)選檢測表示出所述內(nèi)燃機的運行狀態(tài)的特征的參量。這例如是所述內(nèi)燃機的轉(zhuǎn)速N。所述第二傳感器160優(yōu)選檢測表示出所述環(huán)境條件或者駕駛員愿望的特征的參量。以這些參量為出發(fā)點,所述控制單元140計算用于向所述噴射閥120或者130加載的操控信號。
這樣的噴射系統(tǒng)一般被稱為雙系統(tǒng)。在低轉(zhuǎn)速范圍及負(fù)荷范圍內(nèi),優(yōu)選在第一種運行模式中運行所述內(nèi)燃機,在所述第一種運行模式中用所述第一噴射閥120來實施噴射。而在較高的負(fù)荷范圍及較高的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi),則采用第二種運行模式,在所述第二種運行模式中基本上通過所述第二噴射閥130來進(jìn)行燃料噴射。在用所述第一種運行模式進(jìn)行較長時間的運行時,由于缺少對于所述第二噴射閥130的通流并且由此缺少冷卻,從而存在著對所述第二噴射閥130的積炭的風(fēng)險并且由此存在流量降低的風(fēng)險。
此外,存在著以下可能性:由于溫度升高,用于所述第二噴射閥130的供給系統(tǒng)中的燃料壓力一直上升到最大的壓力。在而后進(jìn)行的轉(zhuǎn)換為所述第二種運行模式時,所述噴射過程會用這種最大的并且由此對相應(yīng)的工作點來說不是最佳的壓力來進(jìn)行。由此由于并非最佳的噴射時間而可能出現(xiàn)混合氣偏差(Gemischabweichung)、升高的廢氣排放及運轉(zhuǎn)平穩(wěn)性波動。
從當(dāng)前的現(xiàn)有技術(shù)中知道一些方法,所述方法在所述第一種運行模式中在一定的時間之后執(zhí)行到所述第二種運行模式的轉(zhuǎn)換,用于避免所述第二噴射閥的積炭。但是,這樣的轉(zhuǎn)換對于馬達(dá)運行來說并非最佳,并且部分地導(dǎo)致混合氣偏差連同可能升高的廢氣排放和運轉(zhuǎn)平穩(wěn)性波動。
在下面所描述的實施例中規(guī)定,不斷地用能夠設(shè)定的最小噴射時間來操控所述第二噴射閥。由此可以保證連續(xù)的通流和冷卻并且由此可靠地防止積炭。此外,可以將高壓軌中的壓力調(diào)節(jié)到其所期望的和最佳的目標(biāo)壓力。不再需要分開地從所述第一種運行模式轉(zhuǎn)換為所述第二運行模式或者相反的轉(zhuǎn)換。
但是,在這種實施方式中存在著以下要求:在動態(tài)的行駛狀態(tài)中通過這種噴射量不得產(chǎn)生廢氣惡化現(xiàn)象。這在當(dāng)前的實施例中通過以下方式來得到保證:所設(shè)定的、用于高壓噴射閥的最小噴射時間在不取決于全部所要求的燃料量的情況下保持恒定。
在圖2的流程圖中,詳細(xì)地對這種實施方式進(jìn)行了解釋。在第一步驟200中,從最小的噴射時間T2min中計算所述第二噴射閥130的、最小可能的噴射量Q2min。不同的參數(shù)、比如噴射壓力、噴射角度、燃料密度、馬達(dá)轉(zhuǎn)速、凸輪軸角度、曲軸速度進(jìn)入到這種計算之中。在此也可以規(guī)定,僅僅使用對于上述參數(shù)的一種選擇。
一般來說,以所述噴射量Q為出發(fā)點來進(jìn)行對所述噴射時間T的計算。以所述最小的噴射時間T2min為出發(fā)點,在與以所述噴射量Q為出發(fā)點來一般性地計算所述噴射時間T的參數(shù)相同的參數(shù)的基礎(chǔ)上計算所述最小的噴射量Q2min。所述最小的噴射時間T2min是一種噴射時間,應(yīng)該用該噴射時間來操控所述第二噴射閥130,從而剛好進(jìn)行一次噴射。在最小的噴射時間之下進(jìn)行操控時,不可能進(jìn)行噴射或者進(jìn)行所定義的噴射。
在第二步驟210中,以當(dāng)前的總噴射量Q為出發(fā)點來計算用于所述第一噴射閥的噴射量Q1,也就是說,用于所述第一噴射閥的噴射量通過從總噴射量Q中減去用于所述第二噴射閥的最小的噴射量Q2min這種方式來獲得。在一個燃燒周期中用于所述第一噴射閥的噴射量與用于所述第二噴射閥的噴射量的總和被稱為總噴射量。
在第三步驟220中,以這兩種用于兩個噴射閥的噴射量為出發(fā)點來計算所謂的分割系數(shù)Smin。所述分割系數(shù)表明所述噴射量的、在第一與第二噴射閥之間的劃分情況。而后將這個如此求得的分割系數(shù)Smin用于在正常的計算方法中為所述兩條燃料路徑計算最終的噴射量和時間。這個分割系數(shù)Smin表明所述兩個噴射閥的噴射量之間的比例,其中,所述第二噴射閥噴射所述最小的噴射量Q2min或者用所述最小的噴射時間T2min來操控。
在正常的燃料路徑中,在步驟230中求得所述內(nèi)燃機的運行狀態(tài),也就是說,對不同的傳感器的輸出信號進(jìn)行測評。尤其使用上面所說明的參量。在下一個步驟240中求得用于當(dāng)前的噴射的分割系數(shù)S。隨后的選擇250選出當(dāng)前的分割系數(shù)S或者在步驟220中所計算的分割系數(shù)Smin。這種選擇以下述方式進(jìn)行:如果根據(jù)所述當(dāng)前的分割系數(shù)S可以借助于所述第二噴射閥130進(jìn)行足夠的噴射,則使用該分割系數(shù)S,而如果不能做到這一點,則使用來自步驟220的分割系數(shù)Smin。如果所述分割系數(shù)被定義為所述第二噴射閥的噴射量相對于所述第一噴射閥的噴射量之間的比例,則檢查,所述分割系數(shù)Smin是否小于所述分割系數(shù)S。如果是這種情況,那就使用所述分割系數(shù)S。如果所述分割系數(shù)Smin大于所述分割系數(shù)S,則使用所述分割系數(shù)Smin。
在步驟260中根據(jù)在步驟250中所選出的分割系數(shù)來將所述噴射量分配到所述兩個噴射閥上。隨后計算所述噴射閥的操控時間,并且而后在步驟270中進(jìn)行所述配量。
在另一種實施例中規(guī)定,不斷地向所述第二噴射閥加載最低噴射量Qm。通過所述第一噴射閥來為當(dāng)前的工作點噴射用于總噴射量的所缺少的量。如果在當(dāng)前的運行狀態(tài)中所述總噴射量小于所述第二噴射閥的最低噴射量Qm,則不再噴射所述最低噴射量Qm。這一點例如在所述內(nèi)燃機的所謂的慣性運行中或者在切斷氣缸時是重要的。在此涉及一些運行狀態(tài),在這些運行狀態(tài)中絕不應(yīng)該進(jìn)行燃燒。在這些運行狀態(tài)中,也沒有熱輸入或者僅僅將很少的熱輸入到所述噴射器中,并且由此可以忽略沉淀層形成。下面借助于流程圖對所述處理方式進(jìn)行描述。
在第一步驟中,計算用于所述第二噴射閥130的最低噴射量Qm。此外,計算所述總噴射量Q。此外,在步驟300中計算所述總噴射量Q與所述第二噴射閥的最低噴射量Qm之間的差DQ。在步驟310中檢查,所述總噴射量Q是否大于所述最低噴射量Qm。如果不是這種情況,那么在步驟390中在沒有在所述第二噴射閥130中進(jìn)行最小噴射的情況下終止所述程序。如果所述查詢310發(fā)現(xiàn),所述總噴射量Q超過所述最低噴射量Qm,那就在步驟380中用所述第二噴射閥130來噴射所述最低噴射量Qm并且用所述第一噴射閥120來噴射所述差量DQ。
優(yōu)選以下述方式來選擇所述最低噴射量Qm:使得其稍許大于或者等于所述最小的噴射量Q2min。優(yōu)選將一個小的數(shù)值加到所述最小的噴射量Q2min上,用于得到所述最低噴射量Qm。
在另一種實施方式中規(guī)定,借助于沉淀層形成模型來求得一種特征參量,該特征參量表示出在所述噴射閥上面的沉積物的程度的特征。為此對用于所述沉淀層形成或者用于所述沉淀層消除的特征值求積分。如果所述特征值是正的,則進(jìn)行沉淀層形成,如果所述特征值是負(fù)的,則進(jìn)行沉淀層消除。
在第一種設(shè)計方案中,基本上以不同的運行特征參量為出發(fā)點來確定所述特征值。所述特征值基本上表示出被加入到所述噴射閥中的熱量的特征。規(guī)定所述特征值以對于以下參量的選擇為出發(fā)點借助于模型來確定:分割系數(shù)、燃料溫度、馬達(dá)溫度、吸入空氣的溫度、吸入空氣的質(zhì)量、轉(zhuǎn)矩或者負(fù)荷、轉(zhuǎn)速、在馬達(dá)中所述噴射器的安裝位置和安裝情況、所述馬達(dá)的壓縮比、燃燒方法或者所述馬達(dá)的運行模式。
所述沉淀層形成模型考慮到不同的、對所述沉淀層形成的影響。這些影響是進(jìn)入到所述噴射器的表面中的熱流、在每次噴射時在所述表面上貯存的燃料量以及所述噴射器中的溫度水平。前兩個參量對所述噴射器的表面上的沉淀層形成來說尤其重要,最后一個參量對所述噴射器中的沉淀層形成來說尤其重要。
進(jìn)入到所述噴射器的表面中的、大的熱流引起大的特征值。進(jìn)入到所述表面中的熱流主要取決于所述內(nèi)燃機的轉(zhuǎn)速和所述內(nèi)燃機的負(fù)荷。隨著轉(zhuǎn)速的升高,所述熱流增加。隨著負(fù)荷的升高,所述熱流增加。作為負(fù)荷,可以使用不同的參量。這些參量此外是駕駛員愿望信號、力矩大小或者節(jié)氣閥的位置。此外,所述熱流隨著充氣運動(Ladungsbewegung)的升高而增加。因為所述充氣運動無法直接測量,所以作為代用參量而使用所述充氣運動閥門的位置或者閥控制時間。
在每次噴射時在所述表面上所貯存的燃料量主要取決于下面所描述的參量:
隨著每個燃燒周期的部分噴射的次數(shù)的升高,產(chǎn)生更小的潤濕傾向性并且由此產(chǎn)生更小的、所貯存的燃料量并且由此產(chǎn)生更小的特征值。隨著在所述表面上所積聚的燃料量的升高,所述特征值增大。
隨著每種部分噴射類型的噴射持續(xù)時間的升高,產(chǎn)生升高的潤濕傾向性并且由此產(chǎn)生更大的、所貯存的燃料量并且由此產(chǎn)生更大的特征值。隨著所累積的噴射持續(xù)時間的升高,產(chǎn)生增大的潤濕傾向性并且由此產(chǎn)生更大的、所貯存的燃料量,并且由此產(chǎn)生更大的特征值?!八鄯e的噴射持續(xù)時間”系指全部的、在一個燃燒周期中所噴射的燃料量。
隨著所述噴射器中的溫度水平隨著時間而升高,所述噴射器中的沉淀層形成程度增大并且由此所述特征值增大。對于所述內(nèi)燃機的更高的轉(zhuǎn)速和負(fù)荷來說,在所述噴射器中產(chǎn)生更高的溫度水平并且由此產(chǎn)生更大的、引起沉淀層形成的可能性并且由此產(chǎn)生更高的特征值。
隨著燃料溫度的升高,所述沉淀層的形成以及由此所述特征值有所增大。如果沒有提供用于燃料溫度的測量值,則也可以使用其它的溫度值、如例如吸入空氣的溫度。
由于通過電的損耗熱量引起的自加熱,對于部分噴射的、更長的操控持續(xù)時間和/或更高的次數(shù)來說,在所述噴射器中產(chǎn)生更高的溫度水平并且由此產(chǎn)生更高的沉淀層形成程度,并且由此產(chǎn)生更大的特征值。
隨著馬達(dá)溫度的升高,所述噴射器溫度同樣增高。由此隨著馬達(dá)溫度的升高同樣產(chǎn)生升高的特征值。
所述分割系數(shù)如下面一樣進(jìn)入到所述模型中。隨著借助于所述第一噴射閥進(jìn)行的噴射的份額的增加,所述沉淀層形成程度增大。隨著借助于所述第二噴射閥進(jìn)行的噴射的份額的增加,所述沉淀層形成程度減小或者所述沉淀層消除程度增加。
燃燒方法或者所述馬達(dá)的運行模式、所述噴射器的在馬達(dá)中的安裝位置和安裝情況、所述馬達(dá)的壓縮比優(yōu)選作為恒定的參量進(jìn)入到所述模型中。
規(guī)定:一旦發(fā)現(xiàn)所述表示出在所述噴射閥上面的沉積物的程度的特征的特征參量超過閾值,則采取合適的措施。在此提高借助于所述第二噴射閥來配量的噴射量的份額。這一點以下述方式進(jìn)行:相應(yīng)地改變所述分割系數(shù)。
優(yōu)選在特定的持續(xù)時間里實施這種措施。在一種特別有利的實施方式中規(guī)定,所述措施的持續(xù)時間取決于所述特征參量。
如果所述分割系數(shù)進(jìn)入到所述沉淀層形成模型中,那么,一旦所述模型發(fā)現(xiàn)已經(jīng)進(jìn)行足夠的沉淀層消除,則結(jié)束所述措施。
在第二種設(shè)計方案中,在特定的負(fù)荷集成(Lastkollektiv)中以運行持續(xù)時間為出發(fā)點來求得所述特征值。為此而規(guī)定:求得在特定的負(fù)荷集成中要運行所述內(nèi)燃機多長時間。為每種負(fù)荷集成分配了特定的特征值。而后將這個特征值與一種持續(xù)時間相乘并且對其求積分,在所述持續(xù)時間里在所述負(fù)荷集成中運行所述內(nèi)燃機。如此求得的特征參量是用于所述噴射閥上面的沉積物的程度的尺度。
所述負(fù)荷集成通過用于所述轉(zhuǎn)速的數(shù)值范圍和用于所述由內(nèi)燃機提供的力矩的數(shù)值范圍來定義。為每種由用于所述轉(zhuǎn)速和所述力矩的數(shù)值范圍構(gòu)成的組合分配了用于所述沉淀層形成的特征值。
隨著轉(zhuǎn)速的升高,所述特征值增大。隨著力矩的升高,所述特征值同樣增大。對于小的、用于所述轉(zhuǎn)速或者所述力矩的數(shù)值來說,所述特征值采用給定的負(fù)值。
規(guī)定:一旦發(fā)現(xiàn)所述表示出所述噴射閥上面的沉積物的程度的特征的特征參量超過閾值,就采取合適的措施。在這種情況下要提高借助于所述第二噴射閥來配量的噴射量的份額。這一點以下述方式進(jìn)行:相應(yīng)地改變所述分割系數(shù)。
優(yōu)選在特定的持續(xù)時間里實施這種措施。在一種特別有利的實施方式中規(guī)定,所述措施的持續(xù)時間取決于所述特征參量。
在圖4中借助于流程圖示出了這種處理方式。已經(jīng)在圖3中所描述的元件用相應(yīng)的附圖標(biāo)記來表示。在步驟400中,借助于沉淀層形成模型來求得所述特征值。在隨后的步驟410中,對所述特征值求積分并且由此計算所述特征參量。如果所述查詢420發(fā)現(xiàn),所述特征參量大于閾值,那么在步驟250中相應(yīng)地改變所述分割系數(shù)。
在一種有利的實施方式中規(guī)定,以特定的量為幅度朝更大的、用于所述第二噴射閥的噴射量的方向移動所述分割系數(shù)。這意味著,僅僅進(jìn)行所述分割系數(shù)的移動,但是不進(jìn)行到僅僅用所述第二噴射閥來噴射的模式的轉(zhuǎn)換。
在另一種實施方式中也可以規(guī)定:不檢查所述特征參量是否超過閾值,而是預(yù)先給定用于所述分割系數(shù)的校正值,將該校正值在步驟250中加到在步驟240中所計算的、用于當(dāng)前的運行狀態(tài)的分割系數(shù)上。所述校正值作為所述特征參量的函數(shù)來求得。優(yōu)選在所述用于分割系數(shù)的校正值與所述特征參量之間存在著線性的關(guān)聯(lián)。在所述特征參量升高時,所述校正因數(shù)以如下方式增大:用所述第二噴射閥來配量更大的噴射量。