使用多成分模型來(lái)建模油稀釋的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于確定位于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的殼體中的潤(rùn)滑劑中的燃料的成分的方法。本發(fā)明還涉及用于操作內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的方法、以及用于機(jī)動(dòng)車輛的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代奧托循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)尤其是所謂的靈活燃料發(fā)動(dòng)機(jī)能夠利用汽油和乙醇的任何期望燃料成分來(lái)操作，所述奧托循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)展現(xiàn)進(jìn)入到奧托循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的油回路中的燃料的增加引入。燃料的這種引入對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)油的潤(rùn)滑作用具有不利影響。具體地，來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)油的燃料的隨后除氣會(huì)對(duì)無(wú)故障發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行造成嚴(yán)重風(fēng)險(xiǎn)。因此在硬件方面致力于盡可能快地再次排出燃料。在軟件方面，發(fā)動(dòng)機(jī)油的燃料含量被建模。如果附加地還考慮到必須處理各種各樣的燃料(例如，具有不同乙醇/水含量的燃料)的奧托循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)，那么建模引入和排出行為會(huì)顯著地變得更復(fù)雜。
[0003]必須在車輛的壽命內(nèi)確定不同燃料的正確引入和排出行為。此外，必須考慮到不同燃料的混合物。只有這樣才可能確保正確的系統(tǒng)干預(yù)或者一定水平的油稀釋和燃料除氣的正確處理。
[0004]通常，借助于簡(jiǎn)單模型來(lái)確定油稀釋和燃料除氣，該簡(jiǎn)單模型基于λ控制器來(lái)操作或者僅僅計(jì)數(shù)冷起動(dòng)的數(shù)量，其中基于所述數(shù)量來(lái)推斷油稀釋。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的目的在于基于燃料的引入來(lái)檢測(cè)潤(rùn)滑劑的稀釋。
[0006]所述目的通過(guò)如在獨(dú)立權(quán)利要求中的用于確定潤(rùn)滑劑中的燃料的成分的方法、通過(guò)用于操作內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的方法、以及通過(guò)用于操作機(jī)動(dòng)車輛的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的控制裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提出一種用于確定位于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的殼體中的潤(rùn)滑劑中的燃料的成分的方法。確定燃料的成分，所述燃料至少具有第一比例的第一燃料成分以及第二比例的第二燃料成分。此外，確定燃料的質(zhì)量流量，所述燃料利用質(zhì)量流量在引入階段中被引入到所述潤(rùn)滑劑中，或者所述燃料利用質(zhì)量流量在排出階段從所述潤(rùn)滑劑以及從殼體被排出。
[0008]此外，確定由所述第一燃料成分的第一質(zhì)量流量和所述第二燃料成分的第二質(zhì)量流量構(gòu)成的質(zhì)量流量的成分。所述第一燃料成分的第一質(zhì)量流量(第一引入質(zhì)量流量或第一排出質(zhì)量流量)和所述第二燃料成分的第二質(zhì)量流量(第二引入質(zhì)量流量或第二排出質(zhì)量流量)基于如下被確定:
a)在引入階段中的引入?yún)?shù)或者在排出階段中的排出參數(shù)；以及
b)所述燃料中的所述第一燃料成分的第一比例和所述第二燃料成分的第二比例。
[0009]所述引入?yún)?shù)和排出參數(shù)分別表明所述燃料成分的引入表現(xiàn)和排出表現(xiàn)。
[0010]內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)尤其是奧托循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)。用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的操作的燃料可以具有汽油和/或乙醇比例。
[0011]內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)例如具有進(jìn)氣管，燃料和空氣的混合物在該進(jìn)氣管中被制備。從該進(jìn)氣管(其尤其由進(jìn)氣管道形成)，燃料/空氣混合物被供應(yīng)到內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。替代性地，在利用直接噴射操作的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下，還可能使得混合物制備在汽缸中第一次發(fā)生(所謂的直接噴射)。燃料可例如經(jīng)由流入流(例如，來(lái)自曲軸箱、油箱通風(fēng)系統(tǒng)等)傳送到進(jìn)氣管中，但是其僅僅是暫時(shí)的，在時(shí)間上受約束的過(guò)程。在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中的燃料/空氣混合物被燃燒之后，燃燒排氣從內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)排氣管被排出。λ探針被設(shè)置成使得能夠測(cè)量燃燒排氣中的相應(yīng)殘留氧氣含量，以便由此測(cè)量燃燒空氣與未燃燒燃料之比。以取決于燃燒空氣與未燃燒燃料之比的方式，計(jì)算λ值。
[0012]內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的殼體或曲軸箱填充有潤(rùn)滑劑(例如，發(fā)動(dòng)機(jī)油)。潤(rùn)滑劑用于潤(rùn)滑內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的各種系統(tǒng)。在某些大氣狀況下(例如，在存在引入?yún)?shù)或排出參數(shù)的某些值的情況下)，燃料的質(zhì)量流量以不期望的方式被引入到潤(rùn)滑劑中或者從潤(rùn)滑劑被排出(除氣)。類似地，可能例如使得燃料的水比例作為冷凝的結(jié)果被引入到潤(rùn)滑劑中。
[0013]將燃料引入到潤(rùn)滑劑中會(huì)導(dǎo)致潤(rùn)滑劑被稀釋以及潤(rùn)滑劑的潤(rùn)滑作用的變差。在另一方面，在存在一些排出參數(shù)的情況下，發(fā)生溶解在潤(rùn)滑劑中的燃料的蒸發(fā)。所述蒸發(fā)燃料通常被引導(dǎo)到內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣管中，并且通過(guò)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)被引導(dǎo)。具體地，燃料的除氣以及隨后引入到進(jìn)氣管中會(huì)導(dǎo)致進(jìn)氣管中富含燃料/空氣混合物，且因此導(dǎo)致內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的效率降低以及導(dǎo)致排放增加。此外，這導(dǎo)致對(duì)在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣區(qū)域中由λ探針測(cè)量的測(cè)量結(jié)果的誤解，這繼而可導(dǎo)致錯(cuò)誤地設(shè)置燃料/空氣混合物。
[0014]借助于本方法，確定進(jìn)入(引入)到潤(rùn)滑劑中或者從潤(rùn)滑劑離開(排出)的燃料的質(zhì)量流量的成分。燃料的一些燃料成分與燃料的其他成分相比會(huì)更大程度地稀釋潤(rùn)滑劑。此夕卜，燃料的一些燃料成分與燃料的其他成分相比會(huì)具有更好的熱量值。因此，首先基于被弓丨入到潤(rùn)滑劑中的燃料的燃料成分的比例，可以更好地確定潤(rùn)滑劑在某個(gè)時(shí)間點(diǎn)的潤(rùn)滑能力。其次，基于從潤(rùn)滑劑排出到進(jìn)氣管中的燃料的燃料成分的比例，進(jìn)氣管中的燃料/空氣混合物可被更精確地設(shè)定，且因此改善了內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行表現(xiàn)。
[0015]如在背景部分中解釋的，首先，預(yù)先限定燃料的成分。燃料例如是汽油或尤其含有乙醇的燃料(例如，Ε10、Ε20、Ε50)。每種燃料由例如多種不同燃料成分構(gòu)成。燃料成分例如被劃分為乙醇、高揮發(fā)性燃料成分或低揮發(fā)性燃料成分。取決于油箱被填充有哪種燃料，在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣管中和/或在汽缸中存在各種燃料成分的混合物。低揮發(fā)性燃料成分可被理解為例如意味著甲苯(具有大約為111°C的沸點(diǎn))或2-甲基丙烷-l-ol (具有大約為111°C的沸點(diǎn))。在下文中，低揮發(fā)性燃料成分可以被理解為意味著例如具有大于大約75°C的沸點(diǎn)的燃料成分。高揮發(fā)性燃料成分可以例如被理解為意味著甲基叔丁基醚(具有大約為55°C的沸點(diǎn))、異戊烷(具有大約為28°C的沸點(diǎn))、或甲醇(具有大約為65°C的沸點(diǎn))。在下文中，高揮發(fā)性燃料成分可被理解為意味著例如具有低于大約75°C的沸點(diǎn)的燃料成分。
[0016]因此，在本發(fā)明的示例性實(shí)施例中，可能針對(duì)至少第一燃料成分的第一比例或第二燃料成分(K2)的第二比例來(lái)限定燃料的乙醇含量、燃料的水含量、所述燃料的甲苯含量、所述燃料的2-甲基丙烷-1- ol含量、所述燃料的甲基叔丁基醚含量、所述燃料的異戊烷含量、和/或所述燃料的甲醇含量，其中，所述燃料的第一比例不同于所述燃料的第二比例。
[0017]除了燃料中的燃料成分的類型外，還預(yù)先限定其相對(duì)于處于初始狀態(tài)的總?cè)剂狭?例如，在機(jī)動(dòng)車輛的油箱中)的百分比。例如，燃料(例如，燃料類型E20)可以由按重量計(jì)80%的低揮發(fā)性和高揮發(fā)性燃料成分以及按重量計(jì)20%的乙醇構(gòu)成。
[0018]燃料的燃料成分的組成可例如經(jīng)由各種各樣的燃料測(cè)量方法來(lái)確定或預(yù)先限定。
[0019]在該方法中，預(yù)先限定燃料的質(zhì)量流量，所述燃料利用質(zhì)量流量在引入階段中被引入到所述潤(rùn)滑劑中，或者所述燃料利用質(zhì)量流量在排出階段從所述潤(rùn)滑劑并且從殼體被排出。質(zhì)量流量例如可基于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的各種操作狀態(tài)(例如，冷起動(dòng)、怠速操作等)被預(yù)先限定。此外，在預(yù)先限定質(zhì)量流量時(shí)可以考慮到例如大氣溫度的環(huán)境影響。
[0020]在本發(fā)明的示例性實(shí)施例中，計(jì)算進(jìn)入到潤(rùn)滑劑中或者從潤(rùn)滑劑流出的燃料的質(zhì)量流量。
[0021]進(jìn)入潤(rùn)滑劑以及從潤(rùn)滑劑流出的燃料的質(zhì)量流量大致對(duì)應(yīng)于進(jìn)入到殼體中或從殼體離開的燃料的質(zhì)量流量。從實(shí)際被噴射到內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸中的燃料質(zhì)量與化學(xué)當(dāng)量比計(jì)算的燃料質(zhì)量之間的差來(lái)計(jì)算質(zhì)量流量。
[0022]通過(guò)噴射器實(shí)際噴射到內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣管或汽缸中的燃料質(zhì)量是已知的。
[0023]化學(xué)當(dāng)量比計(jì)算的燃料質(zhì)量可被計(jì)算如下:
化學(xué)當(dāng)量比的燃料質(zhì)量=λ - SP *最小空氣質(zhì)量*空氣質(zhì)量供應(yīng)到汽缸中的空氣質(zhì)量是已知的?？蓮娜缦聛?lái)計(jì)算λ值: λ =燃料的質(zhì)量/ (最小空氣質(zhì)量*空氣質(zhì)量)。
[0024]針對(duì)所確定的燃料已知最小空氣質(zhì)量(=化學(xué)當(dāng)量比因子(例如,對(duì)于100%的乙醇來(lái)說(shuō)是9 ;對(duì)于不具有乙醇的汽油來(lái)說(shuō)是14.7))。
[0025]通過(guò)系統(tǒng)中的設(shè)定點(diǎn)來(lái)確定λ?？諝赓|(zhì)量是該系統(tǒng)中的測(cè)量值。
[0026]因此，可將噴射燃料質(zhì)量減去化學(xué)當(dāng)量比燃料質(zhì)量。所計(jì)算的差可被解釋為被引入到曲軸箱中的量(=質(zhì)量流量)。
[0027]在引入階段的情況下，其中燃料利用所述質(zhì)量流量被引入到潤(rùn)滑劑中，限定了至少一個(gè)引入?yún)?shù)，基于所述引入?yún)?shù)，能夠確定