用于運(yùn)行以天然氣運(yùn)行的機(jī)動(dòng)車內(nèi)燃機(jī)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述的用于運(yùn)行以天然氣運(yùn)行的機(jī)動(dòng)車內(nèi)燃機(jī)的方法。出于簡(jiǎn)化語(yǔ)言的原因接下來(lái)原則上僅僅論及內(nèi)燃機(jī)。此外以天然氣運(yùn)行的內(nèi)燃機(jī)的控制和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和根據(jù)權(quán)利要求7的前序部分所述的以天然氣運(yùn)行的機(jī)動(dòng)車內(nèi)燃機(jī)是本發(fā)明的一部分。
【背景技術(shù)】
[0002]對(duì)使用壓縮的氣體例如天然氣(CNG壓縮天然氣)作為燃料運(yùn)行的機(jī)動(dòng)車(所謂的燃?xì)廛囕v)而言，通過(guò)噴射機(jī)構(gòu)把用于燃燒的燃?xì)饪諝饣旌衔锕?yīng)給內(nèi)燃機(jī)。因?yàn)樵诔合?，燃?xì)馀c傳統(tǒng)的燃料如汽油或柴油相比具有更低的能量密度，因此在加注期間，天然氣以200巴到260巴的壓力輸送到機(jī)動(dòng)車的氣體儲(chǔ)箱內(nèi)并得以儲(chǔ)存。
[0003]根據(jù)不同供貨方地點(diǎn)，天然氣的品質(zhì)變化很大。因此為燃?xì)廛囕v研發(fā)了燃?xì)馄焚|(zhì)匹配功能。只要內(nèi)燃機(jī)在運(yùn)行中，就能通過(guò)λ調(diào)節(jié)求取天然氣品質(zhì)，并且將內(nèi)燃機(jī)的控制與該天然氣的品質(zhì)匹配，其中相應(yīng)于所要求的λ值，通過(guò)λ調(diào)節(jié)來(lái)設(shè)定燃料供給或者說(shuō)燃?xì)饪諝饣旌衔?。該方法要求在催化器的上游布置λ傳感器。這樣所求取的用于燃?xì)馄焚|(zhì)匹配的參數(shù)被存儲(chǔ)并且應(yīng)用在用于燃料供給或者說(shuō)燃?xì)饪諝饣旌衔锏挠?jì)算的發(fā)動(dòng)機(jī)控制機(jī)構(gòu)中。該過(guò)程隨著每一次的加注過(guò)程必須重復(fù)。
[0004]在λ傳感器故障的情況下，不能再執(zhí)行λ調(diào)節(jié)，因?yàn)槿笔Е藗鞲衅鞯男盘?hào)。因此燃?xì)馄焚|(zhì)匹配也不再能夠執(zhí)行。這尤其對(duì)例如在λ = 1.5情況下運(yùn)行的稀燃發(fā)動(dòng)機(jī)而言特別危險(xiǎn)。如果例如對(duì)得到新鮮加注的車輛而言當(dāng)前的天然氣品質(zhì)比之前的加注物差(更低的能量密度)，這能夠?qū)е碌氖牵跊](méi)有燃?xì)馄焚|(zhì)匹配的情況下內(nèi)燃機(jī)不能流暢地運(yùn)行或者完全不運(yùn)轉(zhuǎn)。如果例如對(duì)得到新鮮加注的而車輛而言當(dāng)前的天然氣品質(zhì)比之前的加注物好(更高的能量密度)，那么在沒(méi)有燃?xì)馄焚|(zhì)匹配的情況下內(nèi)燃機(jī)高溫運(yùn)行且受損。
[0005]為了阻止這種情況，為發(fā)動(dòng)機(jī)控制所預(yù)定的廢氣(稀混合物)中的“稀燃極限”確保了內(nèi)燃機(jī)中的燃燒的穩(wěn)定性。以相應(yīng)的方法，為發(fā)動(dòng)機(jī)控制所預(yù)定的廢氣(濃混合物)中的“濃燃極限”確保內(nèi)燃機(jī)免遭過(guò)熱。
[0006]這意味著，在以天然氣運(yùn)行的內(nèi)燃機(jī)中通過(guò)λ傳感器不僅能求取廢氣的排放，而且λ傳感器的信號(hào)還能額外用于天然氣品質(zhì)的監(jiān)控。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了在λ傳感器失效的情況下也能確定天然氣的品質(zhì)，提出一種方法，即在λ傳感器失效的情況下通過(guò)求取當(dāng)前的廢氣溫度確定天然氣的品質(zhì)。
[0008]本發(fā)明所基于的思想在于，盡管λ傳感器失效，但通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的緊急運(yùn)轉(zhuǎn)方法以廢氣溫度為基礎(chǔ)在一定程度上對(duì)λ值利用所屬的λ調(diào)節(jié)來(lái)建模，其中在根據(jù)本發(fā)明的方法中通過(guò)求取廢氣溫度至少近似獲得了與通過(guò)有效的λ傳感器獲取的傳感器值相同的結(jié)果。接著依照傳統(tǒng)的方法(利用有效的λ傳感器)能夠求取用于燃?xì)馄焚|(zhì)匹配的參數(shù)，該燃?xì)馄焚|(zhì)匹配用于按照規(guī)定運(yùn)行以天然氣運(yùn)行的內(nèi)燃機(jī)。優(yōu)選地，該根據(jù)本發(fā)明的方法在每一次啟動(dòng)以天然氣運(yùn)行的內(nèi)燃機(jī)后被激活。
[0009]另外必須在廢氣再處理機(jī)構(gòu)中設(shè)置溫度傳感器，其傳感器信號(hào)當(dāng)然也能在其他方面使用，例如在對(duì)廢氣再處理機(jī)構(gòu)中的排放進(jìn)行處理的情況下使用。這樣的溫度傳感器在現(xiàn)代的內(nèi)燃機(jī)中本來(lái)就存在，因此并不產(chǎn)生額外的花費(fèi)。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的方法利用了在廢氣中的λ值和其中可達(dá)到的廢氣溫度之間的物理上的相關(guān)性。可達(dá)到的廢氣溫度除了天然氣的品質(zhì)之外另外還和天然氣的壓力有關(guān)。這種關(guān)系例如能通過(guò)特征曲線描述且在根據(jù)本發(fā)明的方法中得到分析。這意味著，在已知的天然氣壓力和通過(guò)溫度傳感器求取的實(shí)際廢氣溫度下，通過(guò)特征曲線能夠?qū)ο鄳?yīng)的λ值建模。相反地，對(duì)所要求的λ值和已知的天然氣壓力而言，能夠求取相應(yīng)的可達(dá)到的廢氣溫度。
[0011 ] 在根據(jù)本發(fā)明的方法中，通過(guò)被預(yù)先設(shè)定用于按照規(guī)定運(yùn)行以天然氣運(yùn)行的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)S的λ值，經(jīng)由特征曲線求取額定廢氣溫度。通過(guò)溫度傳感器測(cè)得的實(shí)際廢氣溫度被調(diào)整到該額定廢氣溫度上。此外通過(guò)優(yōu)選具有PI調(diào)節(jié)器的閉合的調(diào)節(jié)回路如此地改變用于內(nèi)燃機(jī)的噴射量或者說(shuō)燃?xì)饪諝饣旌衔?，從而達(dá)到額定廢氣溫度。根據(jù)本發(fā)明的方法在原理上對(duì)應(yīng)已知的λ調(diào)節(jié)，然而不同的是，取代λ值而調(diào)整廢氣溫度。于是從這樣所設(shè)定的噴射量或者說(shuō)從這樣所設(shè)定的燃?xì)饪諝饣旌衔镏心軌蜃銐驕?zhǔn)確地求取用于燃?xì)馄焚|(zhì)匹配的參數(shù)，該燃?xì)馄焚|(zhì)匹配用于按照規(guī)定運(yùn)行以天然氣運(yùn)行的內(nèi)燃機(jī)。
【附圖說(shuō)明】
[0012]接下來(lái)根據(jù)附圖示例性地闡釋本發(fā)明的實(shí)施方案。其中:
[0013]圖1是以天然氣運(yùn)行的機(jī)動(dòng)車的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)s的示意圖；
[0014]圖2示出具有表示在λ值和一個(gè)可達(dá)到的廢氣溫度之間的關(guān)系的特性曲線的圖表；并且
[0015]圖3示出用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的用于運(yùn)行以天然氣運(yùn)行的內(nèi)燃機(jī)s的方法的調(diào)節(jié)回路。
【具體實(shí)施方式】
[0016]圖1示出了一個(gè)以天然氣運(yùn)行的機(jī)動(dòng)車的內(nèi)燃機(jī)I的極簡(jiǎn)的示意圖。優(yōu)選地，使用天然氣(CNG壓縮天然氣)運(yùn)行內(nèi)燃機(jī)1，該天然氣在高壓下(大約200至260巴)儲(chǔ)存在一個(gè)未在圖1中展示的氣體儲(chǔ)箱內(nèi)。在內(nèi)燃機(jī)I的進(jìn)氣端布置了具有構(gòu)造用于噴射天然氣的噴射機(jī)構(gòu)6的進(jìn)氣管7。
[0017]在內(nèi)燃機(jī)I的輸出端上布置了具有被布置在催化器3之前的λ傳感器4的廢氣再處理機(jī)構(gòu)8。在催化器3之后又設(shè)置了另一個(gè)λ傳感器5。λ傳感器4和5的信號(hào)被供給電子的控制和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)2例如發(fā)動(dòng)機(jī)控制器，該控制和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)分析并且相應(yīng)地觸發(fā)噴射機(jī)構(gòu)6，以便產(chǎn)生用于以天然氣運(yùn)行的內(nèi)燃機(jī)I的所期望的燃?xì)饪諝饣旌衔?。此外?yōu)選地，控制和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)2包括用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法的PI調(diào)節(jié)器10。
[0018]此外在廢氣再處理機(jī)構(gòu)8內(nèi)在催化器3之前安裝溫度傳感器9。該溫度傳感器9也能夠設(shè)置在催化器3之后。
[0019]在不同