用于控制內燃機的方法和裝置的制作方法

專利名稱：用于控制內燃機的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于控制內燃機的方法和裝置。
背景技術：
由DE 10 2008 002511 Al公開了一些內燃機，在這些內燃機中，噴射閥既可以布
置在進氣管中也可以布置在燃燒室內。特別是噴霧導引式燃燒方法要求噴射閥有較高的計量精度，以便能夠最佳地利用所有優勢(例如特別是對于啟動、暖機運轉或催化轉換器的加熱來說伴隨著極小的單次噴射的多重噴射)。尤其可通過特殊的方法在最小量的范圍內確保所要求的計量精度。由DE 10 2007 020964 Al公開了一種方法，用該方法在直接噴射來實現盡可能良好的運轉平穩性的內燃機中，均衡各個氣缸的扭矩貢獻。在此，燃料經由有助于內燃機的扭矩的噴射噴射到氣缸的燃燒室中，并且在氣缸的工作行程期間在后噴射中零扭矩地噴射燃料，其中，這樣來安排后噴射，使排氣基本上與化學計量的空燃混合氣一致。在噴射閥既可以布置在燃燒室內也可以布置在進氣管中的內燃機中，為了改善運轉穩定性以及減少排放，需要尤其是這樣來校準進氣管噴射閥的燃料量，使得所有氣缸得到平衡，從而使相同的燃料量被噴射到所有氣缸內。

發明內容
本發明所要解決的技術問題通過一種按獨立權利要求所述的方法解決。如由DE 10 2007 020964 Al所公開的那樣，氣缸平衡功能不會被傳遞到進氣管噴射閥上，因為無法零排放地進行進氣管噴射。因此進氣管噴射閥的校準毫無疑問行不通。在一種噴射閥既可以布置在燃燒室中也可以布置在進氣管中的內燃機中，可以例如通過如DE 10 2007 020964 Al所公開的氣缸平衡功能校準直噴閥。通過比較λ傳感器的信號，可以針對一個氣缸對進氣管噴射閥和直噴閥的噴射量進行比較。進氣管噴射閥因此可以針對每個氣缸與直噴閥相適應地進行校準。因而尤其可以平衡進氣管噴射閥的噴射量。按照本發明，在直接噴射λ測量步驟中求出λ傳感器的第一信號，在該步驟中燃料僅直接被噴入第一氣缸。在進氣管λ測量步驟中，燃料僅通過進氣管噴射閥或通過直噴閥噴入第一氣缸，其中，通過進氣管噴射閥或直噴閥噴射的燃料量之間的分配比的選擇是固定的。在這個進氣管λ測量步驟中求出λ傳感器的第二信號。在λ比較步驟中對已求出的第一信號和第二信號進行比較。由此確定，由進氣管噴射閥噴射的噴射量是否與直噴閥噴射的噴射量有偏差以及這個偏差是多少。若在直接噴射校準步驟中對第一氣缸的直噴閥進行校準，那么這種做法帶來的重要優點在于，可以校準進氣管噴射閥。若通過平衡第一氣缸和另一個氣缸的扭矩貢獻來校準第一氣缸的直噴閥，那么優點在于，直噴閥的校準特別簡單，并且實現了進氣管噴射閥的平衡。若在進氣管λ測量步驟中，僅經由校準過的噴射閥將燃料噴射到除第一氣缸外的所有氣缸中(所有氣缸都與第一氣缸共享一個排氣處)，那么特別有利的是，在λ比較步驟中求出的λ信號的偏差可以特別可靠地指派給第一進氣管噴射閥。若在進氣管λ測量步驟中，僅經由直噴閥，不經過進氣管噴射閥，將燃料噴射到除第一氣缸外的所有氣缸中(所有氣缸都與第一氣缸共享一個排氣處)，那么特別有利的是，按本發明的方法是特別可靠以及特別簡單的，因為直噴閥和進氣管噴射閥的校準可以分開進行。若在噴射修正步驟中，根據λ比較步驟的結果來改變第一進氣管噴射閥的噴射量，那么這樣做具有的重要優點在于，第一進氣管噴射閥的噴射量得到了修正。若當進氣管噴射λ信號的值要大于直接噴射λ信號的值時，在噴射修正步驟中提高進氣管噴射閥的噴射量，這樣做的優點在于，可以防止進氣管噴射閥過少噴射。若當進氣管噴射λ信號的值小于直接噴射λ信號的值時，在噴射修正步驟中使進氣管噴射閥的噴射量變小，這樣做的優點在于，可以防止進氣管噴射閥過多噴射。若噴射修正步驟重復至進氣管噴射λ信號的值與直接噴射λ信號的值存在偏差且該偏差小于能預定的閾值時，這樣做的優點尤其在于，通過進氣管噴射閥噴射的噴射量至少近似等于通過直噴閥噴射的噴射量。若這樣來選擇能預定的分配比，使燃料僅經由第一進氣管噴射閥噴射，不經由第一直噴閥噴射，那么這樣做的優點尤其在于，所述方法是特別可靠的。若按本發明的方法實施用于至少兩個，尤其所有的進氣管噴射閥時，這樣做的優點特別在于，平衡了噴射量和氣缸的扭矩貢獻，這些氣缸的進氣管噴射閥被校準。


接下來參考附圖詳細闡述本發明的實施形式。在附圖中 圖1示出了按權利要求1前序部分所述的內燃機的氣缸；
圖2示出了多氣缸的內燃機的拓撲圖； 圖3示出了按本發明的方法的流程。
具體實施例方式圖1示出了內燃機的氣缸10，該氣缸帶燃燒室20、活塞30，活塞用連桿40與曲軸 50連接。在活塞30下行運動期間，以已知方式經由進氣管80將待燃燒的空氣吸入燃燒室 20。在活塞30上行運動期間，已燃燒的空氣經由排氣管90從燃燒室20中壓出。經由進氣管80吸入的空氣的量經由一個在實施例中為節氣門100的充氣改變裝置調節，該節氣門的位置由控制器70確定。燃料經由布置在燃燒室20中的直噴閥110以及經由布置在進氣管80中的進氣管噴射閥150噴射到從進氣管80中抽吸出來的空氣中，并且在燃燒室20中形成空燃混合物。 通過直噴閥110噴射的燃料的量以及通過進氣管噴射閥150噴射的燃料的量通常經由觸發信號的持續時間和/或強度由控制器70確定。火花塞120點燃空燃混合物。經由直噴閥110噴射燃料時，可以在燃燒室20中尤其產生一種稀薄的空燃混合物。通過點燃這種稀薄的空燃混合物產生的轉矩主要由已噴射的燃料的量確定。因此直接燃料時，可以從產生的扭矩中求出已噴射的燃料的量。在經由進氣管噴射閥150噴射燃料時，在燃燒室20中通常產生一種化學計量的均勻的空燃混合物。在這種均勻的空燃混合物中，通過點火產生的扭矩主要由抽吸的充氣量確定。因此在進氣管噴射燃料時，通常無法從已產生的扭矩中推斷出已噴射的燃料的量。在排氣管90中有一個λ傳感器130，它測量燃燒空氣比λ并將其傳遞給控制器 70。位于排氣管90的線路中的NOx存儲催化轉換器確保排氣中NOx的含量顯著下降。在從進氣管80到燃燒室20的輸送路徑上的進氣門160經由凸輪180被凸輪軸 190驅動。同樣，在從排氣管90到燃燒室20的輸送路徑上的排氣門170經由凸輪180被凸輪軸190驅動。凸輪軸190與曲軸50聯接。通常曲軸50每轉動兩圈，凸輪軸190就轉動一圈。圖2示出了內燃機的拓撲圖，在實施例中為有八個氣缸的內燃機。圖中示出了第一氣缸10a、第二氣缸10b、第三氣缸10c、第四氣缸10d、第五氣缸10e、第六氣缸10f、第七氣缸IOg和第八氣缸IOh0分別為八個氣缸10a、10b、10c、IOcU IOeUOf, 10g、IOh的每一個配設各一個直噴閥110a、110b、110c、110d、110e、110f、IlOgUlOh和各一個進氣管噴射閥 150a、150b、150c、150d、150e、150f、150g、150h。所有氣缸共享進氣管80和排氣管90，其中，無論是進氣管80還是排氣管90都在通向這些氣缸的導入和導出管路處分支。在圖2中沒有示出排氣管90的通到每個氣缸的支路。氣缸10a、10b、10c、10d的未示出的導出管路共同構成的第一排氣處A。未示出的氣缸10e、10f、10g、10h的導出管路共同構成第二排氣處B。第一排氣處A的排氣在其和經過第二 λ傳感器130b的第二排氣處B的排氣一起通過共用的排氣管90輸出之前，經過第一 λ傳感器130a。圖3示出了按本發明的方法的流程。步驟1000標志著所述方法的開始。隨后是步驟1010，在該步驟中檢驗，是否已經實施了對進氣管噴射閥150a、150b、150c、150d、150e、 150f、150g、150h的校準。但作為備選，也可以考慮僅檢驗是否已經對進氣管噴射閥150a、 150b、150c、150d、150e、150f、150g、150h的一部分實施校準。后者在應當僅校準一些而不是全部的進氣管噴射閥時尤其合理。若已經實施校準，接著進入步驟1020，方法在該步驟中結束。若還沒有實施校準，則進入步驟1030。在步驟1030中檢驗，是否已經對所有的直噴閥110a、110b、110c、110d、110e、 110f、110g、110h進行了校準。若僅希望對幾個進氣管噴射閥進行校準，那么在步驟1030 中僅檢驗，是否所有與待校準的進氣管噴射閥共享一個排氣處的直噴閥都已被校準。若例如僅應校準第一進氣管噴射閥150a，那么在步驟1030中檢驗，是否已校準排氣處A的直噴閥，在實施例中亦即為直噴閥110a、110b、110c、110d。若是，則接著進入直接噴射λ測量步驟1050。若不是，則進入直接噴射校準步驟1040。如前所述，在所述方法的其它的進程中，尤其在步驟1060、1070、1080中可知，配設有待校準的進氣管噴射閥的排氣處的直噴閥被校準。在步驟1040中校準直噴閥。這種校準尤其可以通過一種例如在DE 10 2007 020 964 Al中公開的氣缸平衡方法實現。在步驟1040中，可以校準所有的直噴閥，但也可以考慮僅校準那些在步驟1030中被檢驗是否被校準的直噴閥。在步驟1040結束后，又分岔返回步驟1030。
在步驟1050中，燃料僅經由直噴閥110以及不經過進氣管噴射閥150噴射到排氣處的所有氣缸10中，待校準的進氣管噴射閥位于排氣處中。由相應的λ傳感器130檢測到的λ值被儲存在例如控制器70中。若應當校準例如所有的進氣管噴射閥150a、150b、 150c、150d、150e、150f、150g、150h，那么僅經由直噴閥 110a、110b、110c、IlOcU 110e、IlOf、 IlOgUlOh將燃料噴射到所有的氣缸10a、10b、10c、10d、10e、10f、10g、10h中。沒有燃料經由進氣管噴射閥 150a、150b、150c、150d、150e、150f、150g、150h 噴射。λ 傳感器 130a 檢測排氣處A的直接噴射λ信號。λ傳感器130b檢測排氣處B的第二直接噴射λ信號。排氣處A得直接噴射λ信號的值和第二直接噴射λ信號的值被儲存在控制器70中。反之，若僅應校準第一進氣管噴射閥150a，那么燃料僅經由直噴閥110a、110b、 IlOcUlOd噴射到第一排氣處A的所有氣缸中，亦即噴射到氣缸10a、IObUOcUOd中。沒有燃料經由進氣管噴射閥150a、150b、150c、150d噴射。λ傳感器130a檢測直接噴射λ信號，該信號的值被儲存在控制器70中。燃料可以或經由直噴閥110e、110f、110g、110h，或經由進氣管噴射閥150e、150f、150g、150h或經由直噴閥和進氣管噴射閥的組合噴射到第二排氣處B的氣缸IOeUOf, 10g、IOh中。步驟1050之后是步驟1060。在連貫的步驟1060、1070、1080、1090、1100中實施對
進氣管噴射閥的本來的校準。這些步驟首先僅針對第一待校準的進氣管噴射閥實施。在步驟1100之后的步驟1110中檢驗，是否校準所有待校準的進氣管噴射閥。若不是，則分岔回到步驟1060，并為第二待校準的進氣管噴射閥執行步驟1060、1070、1080、1090和1100。這會不斷重復，直至在步驟1110中確定，所有待校準的進氣管噴射閥已被校準。在這種情況下進入到步驟1120，方法隨著該步驟結束。步驟1060、1070、1080、1090和1100例如用于解釋這樣的情形，S卩，第一進氣管噴射閥150a應當被校準。同樣可以以相似的方式為其它的進氣管噴射閥150b、150c、150d、 150e、150f、150g、150h 執行這些步驟。在進氣管λ測量步驟1060中，燃料通過直噴閥IlOa和第一進氣管噴射閥150a以限定的分配比噴射到第一氣缸IOa中。可以例如這樣來選擇這種分配比，即，燃料僅通過第一進氣管噴射閥150a噴射，沒有燃料經由直噴閥IlOa噴射。例如也可以這樣來選擇這種分配比，即，50%的燃料經由第一進氣管噴射閥150a噴射，50%的燃料則經由直噴閥IlOa 噴射。也可以考慮其它任意的分配比。尤其是在實施所述方法期間，利于內燃機運轉平穩性的是，多于80%的燃料經由直噴閥IlOa噴射以及相應地少于20%的燃料則經由第一進氣管噴射閥150a噴射。反之，利于一種特別可靠的方法的是，多于80%的燃料經由第一進氣管噴射閥150a噴射，相應地少于20%的燃料則經由直噴閥IlOa噴射。燃料僅經由業已校準的直噴閥110b、110c、110d噴射到排氣處A的所有其它氣缸中。第一排氣處A的λ傳感器130a求出進氣管噴射λ信號。然后進行λ比較步驟1070。在步驟1070中，將第一排氣處A的直接噴射λ信號的值與儲存在控制器70中的進氣管噴射λ信號的值作對比，并且得到這兩個值的一個差。若這個差大于零，那么由入傳感器130a在進氣管λ測量步驟1060中檢測到的值要小于由λ傳感器130a在直接噴射λ測量步驟1050中檢測到的值。由此可以推斷出，在進氣管λ測量步驟1060中要比在直接噴射λ測量步驟1050中噴射更多的燃料。因為在直接噴射λ測量步驟1050中， 燃料僅通過校準后的噴射閥噴射，因此可以推斷出，在進氣管λ測量步驟1060中噴射了過多的燃料。因為除去第一進氣管噴射閥150a，在進氣管λ測量步驟1060中僅通過校準的噴射閥噴射，因此可以推導出，第一進氣管噴射閥150a噴射了過多的燃料。反之，若這個差小于零，那么可以推斷出，第一進氣管150a噴射燃料過少。也可以以公知方式從這個差的絕對值中推導出，第一進氣管噴射閥150a噴射過多或過少的誤噴射燃料量是多少。接著進行噴射修正步驟1080。在步驟1080中，在控制器70中這樣來改變針對第一進氣管噴射閥150a的觸發，使在步驟1070中求出的誤噴射燃料量的值得到修正。這例如可以通過控制論調節算法(例如PI調節器)進行。在這種情況下，從步驟1080分岔返回到步驟1060，并且不論多少次重復步驟1060、1070、1080，直到在步驟1070中求出的差等于零為止。在此，以公知方式檢驗，在步驟1070中求出的差是否小于一個可預定的閾值，其中， 這個可預定的閾值尤其由λ傳感器130的測量結果和進氣管噴射閥150的最小劑量精度確定。但例如也可以通過特征曲線進行誤噴射燃料量的修正，用這些特征曲線從誤噴射燃料量中計算出，怎樣來必須改變第一進氣管噴射閥150a的觸發信號。這種修正例如也可以與上述控制論的調節算法相結合。隨后進入步驟1090。在步驟1090中-必要時通過與步驟1060和1070的迭代-得到的第一進氣管噴射閥150a的觸發信號的改變，可以作為第一進氣管噴射閥150a的觸發信號的修正值儲存在控制器70中。接著進入步驟1100。在步驟1100中，可以選擇性地將在步驟1090中計算得出的第一進氣管噴射閥 150a的觸發信號的修正值算作氣缸均衡函數的適配值，尤其是當第一進氣管噴射閥150a 的校準目的是均衡氣缸10a、10b、10c、IOcU IOeUOf, 10g、IOh中的至少兩個的扭矩貢獻時。 隨后進入步驟1110。在步驟1110中檢驗，是否所有待校準的進氣管噴射閥已被校準。若不是，則選出下一個待校準的進氣管噴射閥并分岔返回到步驟1060。若所有待校準的進氣管噴射閥已被校準，那么在步驟1120中結束所述方法。在所示實施例中，為每個氣缸10a、10b、10c、10d、10e、10f、10g、10h恰好配設一個直噴閥110a、110b、110c、110d、110e、110f、110g、110h。同樣，也可以為一個或多個氣缸 10a、10b、10c、10d、IOeUOf, 10g、IOh配設多于一個的直噴閥。在這種情況下，在針對帶有多個直噴閥的一個或多個氣缸的步驟1030中，取代校準直噴閥的是，檢驗所有配屬于相關氣缸的直噴閥的總噴射量是否已被校準。但也可以檢驗，是否每個直噴閥都被逐個校準。同樣在所示的實施例中，為每個氣缸10a、10b、10c、IOcU IOeUOf, 10g、IOh恰好配設一個進氣管噴射閥150a、150b、150c、150d、150e、150f、150g、150h。但也可以有一些氣紅是不配設進氣管噴射閥的。可以以與實施例相似的方式為現有的進氣管噴射閥實施按本發明的校準方法。同樣可以為一個氣缸配設多個進氣管噴射閥。在這種情況下，可以用按本發明的方法來校準所有配屬于相關氣缸的進氣管噴射閥的總噴射量。若燃料僅經由多個進氣管噴射閥的一個噴射，那么可以逐個校準進氣管噴射閥。此外還可行的是，在步驟1060中，燃料也經由一個或多個進氣管噴射閥150b、 150c、150d噴射到氣缸IObUOc和IOd中，只要相關的進氣管噴射閥已被校準。
權利要求
1.用于校準內燃機的第一排氣處(A)的第一氣缸(IOa)的至少一個第一進氣管噴射閥 (150a)的噴射量的方法，其中，第一氣缸(IOa)具有至少一個第一直噴閥(110a)和至少一個第一進氣管噴射閥(150a)，該方法包括下列步驟-直接噴射λ測量步驟(1050)，在該步驟中，燃料僅直接噴射到第一氣缸(IOa)中，并且求出第一氣缸(IOa)的直接噴射λ信號，-進氣管λ測量步驟(1060)，在該步驟中，燃料以第一進氣管噴射閥(IlOa)和第一直噴閥(150a)之間的能預定的分配比噴射到第一氣缸(IOa)中，并且求出第一氣缸(IOa)的進氣管噴射λ信號，-λ比較步驟(1070)，在該步驟中，將直接噴射λ信號的值與進氣管噴射λ信號的值作對比。
2.按權利要求1所述的方法，其特征在于，該方法包括下列步驟-直接噴射校準步驟(1040)，在該步驟中，至少第一氣缸(IOa)的第一直噴閥(IlOa) 被校準。
3.按權利要求2所述的方法，其特征在于，在直接噴射校準步驟(1040)中，通過第一氣缸(IOa)和至少一個另外的氣缸的扭矩貢獻的均衡實現第一氣缸(IOa)的直噴閥(110a)的校準。
4.按權利要求3所述的方法，其特征在于，在直接噴射校準步驟(1040)中進行對所有氣缸(10)的直噴閥(110)的扭矩貢獻的均衡。
5.按前述權利要求之一所述的方法，其特征在于，在進氣管λ測量步驟(1060)中， 燃料僅經由業已得到校準的噴射閥噴射到第一排氣處的除第一氣缸(IOa)外的所有氣缸 (10)中。
6.按權利要求5所述的方法，其特征在于，在進氣管λ測量步驟(1060)中，燃料僅直接被噴射到第一排氣處的除第一氣缸(IOa)外的所有氣缸(10)中。
7.按前述權利要求之一所述的方法，其特征在于，該方法包括下列步驟-噴射修正步驟(1080)，在該步驟中，根據λ比較步驟(1070)的結果改變第一進氣管噴射閥(150a)的噴射量。
8.按權利要求7所述的方法，其特征在于，在噴射修正步驟(1080)中，當進氣管噴射λ 信號的值大于直接噴射λ信號的值時，提高第一進氣管噴射閥(150a)的噴射量。
9.按權利要求7或8所述的方法，其特征在于，在噴射修正步驟(1080)中，當進氣管噴射λ信號的值小于直接噴射λ信號的值時，減小第一進氣管噴射閥(150a)的噴射量。
10.按權利要求7至9之一所述的方法，其特征在于，重復噴射修正步驟(1080)如此之久，直到進氣管噴射λ信號的值與直接噴射λ信號的值的偏差小于能預定的閾值。
11.按前述權利要求之一所述的方法，其特征在于，如此選擇能預定的分配比，以致于燃料僅經由進氣管噴射閥噴射。
12.按前述權利要求之一所述的方法，其特征在于，為至少兩個尤其為全部進氣管噴射閥實施該方法。
13.計算機程序，其特征在于，該計算機程序為了應用在按權利要求1至12之一所述的方法中而被編程。
14.用于內燃機的控制和/或調節裝置的電存儲介質，其特征在于，用于應用在按權利要求1至12之一所述的方法中的計算機程序被儲存在該電存儲介質中。
15.內燃機的控制和/或調節裝置，其特征在于，該裝置控制和/或調節裝置為了應用在按權利要求1至12之一所述的方法中而被編程。
全文摘要
本發明涉及用于控制內燃機的方法和裝置，尤其涉及用于校準內燃機的第一排氣處(A)的第一氣缸(10a)的至少一個第一進氣管噴射閥(150a)的噴射量的方法，第一氣缸(10a)具有至少一個第一直噴閥(110a)和至少一個第一進氣管噴射閥，包括步驟直接噴射λ測量步驟(1050)，其中燃料僅直接噴射到第一氣缸(10a)中，并求出第一氣缸的直接噴射λ信號；進氣管λ測量步驟(1060)，其中燃料以第一進氣管噴射閥(110a)和第一直噴閥(150a)間的能預定的分配比噴射到第一氣缸(10a)中，并求出第一氣缸(10a)的進氣管噴射λ信號；λ比較步驟(1070)，其中將直接噴射λ信號的值與進氣管噴射λ信號的值作對比。
文檔編號F02D41/40GK102345526SQ20111021321
公開日2012年2月8日 申請日期2011年7月28日 優先權日2010年7月29日
發明者波滕 G., 門格 J-M., 安勒 M. 申請人:羅伯特·博世有限公司