用于運行內燃機的方法
【專利說明】用于運行內燃機的方法
[0001]本發明涉及一種用于運行內燃機的方法和一種用于實施該方法的裝置。
[0002]在內燃機中使用不同的噴射系統。因此采用共軌噴射(系統)表示蓄壓式噴射(系統)，其中高壓栗將燃料加壓到高的壓力水平上。燃料進入到管道系統，即軌，中，燃料在該軌中處于壓力下。共軌系統實現壓力的產生與實際的噴射過程的分離。
[0003]內燃機原則上可以處于穩態運行中或瞬態運行中。在穩態運行中或者說在穩態狀態下，轉速以及油軌壓力是穩定的。在瞬態運行中不是這種情況。
[0004]在運行內燃機時，必須在調整發動機時也確定噴射開始。至今，噴射開始或者完全沒有被過濾或者借助于PTl-過濾器過濾。這種PTl-過濾器的時間常數在此情況下是恒定的。為了實現好的穩態特性，該時間常數必須被調整得非常大。這具有缺點，噴射開始在瞬時的過程中被過度強烈地延遲。
[0005]在這種背景下提出一種具有權利要求1的特征的方法和一種具有權利要求10的特征的裝置。
[0006]該方法用于運行內燃機，其中，噴射開始從標準噴射開始開始通過過濾器計算，它的過濾器參數依據內燃機的運行狀態進行選擇。
[0007]在實施例中過濾器參數依據瞬時的空氣質量比計算。
[0008]作為過濾器參數可以使用過濾器時間常數或過濾器角度。
[0009]過濾器參數典型地被如此調整，對于瞬態運行產生微小的延遲特性和對于穩態運行產生強烈的延遲特性。
[0010]由此在用于運行內燃機的方法中，其中，噴射開始基于標準噴射開始計算，規定，這種計算通過過濾器進行，它的過濾器參數依據內燃機的運行狀態進行選擇。
[0011]相應地提出一種這樣的用于實施該方法的裝置。該裝置用于運行內燃機，其中，裝置被設計用于，從標準噴射開始開始通過過濾器計算噴射開始，它的過濾器參數依據內燃機的運行狀態選擇。
[0012]由此識別，在穩態運行中，為了減小噴射開始的波動，需要具有大的延遲時間的噴射開始過濾器。相反在瞬態運行中需要具有小的延遲時間的噴射開始過濾器。現在借助于建議的方法滿足了這兩種運行的要求。
[0013]提出的方法由此實現在穩態運行中的好的過濾特性，或者具有大的時間常數或者大的過濾器角度，和同時在瞬時運行中的微小的過濾，或者小的時間常數或者小的過濾器角度。以這種方式實現在噴射開始-特征曲線簇中的陡的梯度。此外在瞬態運行中減少排放和改善加速特性。
[0014]本發明的另外的優點由說明書和附圖得出。
[0015]顯然上述的和下面還要解釋的特征不僅可以分別在給出的組合中使用而且也可以在其它的組合中或者單獨地使用，而不脫離本發明的范圍。
[0016]本發明借助于實施方式在附圖中示意示出并且在下面參見附圖進行詳細描述。
[0017]圖1示出用于計算噴射開始的方法。
[0018]圖2示出標準噴射開始的計算。
[0019]圖3示出利用過濾器計算標準噴射開始。
[0020]圖4示出噴射開始過濾器。
[0021]圖5示出平均值過濾器。
[0022]圖6示出另外的平均值過濾器。
[0023]圖7示出按照提出的方法的噴射開始過濾器。
[0024]圖8示出描述的方法的一個實施例。
[0025]圖9示出描述的方法的另一個實施例。
[0026]圖10示出描述的方法的又一個實施例。
[0027]圖11示出描述的方法的另一個實施例。
[0028]圖12示出描述的方法的又另一個實施例。
[0029]圖13示出動態時間常數的計算。
[0030]圖14示出動態過濾器角度的計算。
[0031]圖15示出在流程圖中噴射開始的計算。
[0032]圖16示出時間圖。
[0033]圖1示出噴射開始計算的概要圖。主噴射10的噴射開始基于標準噴射開始12計算。標準噴射開始12依據空氣質量比14、環境空氣壓力16和另外的參量進行修正。修正參量在該實施例中被相加到標準噴射開始上。接下來將噴射開始限制在最大值20上。最大值通過具有輸入參量扭矩24和發動機轉速26的特征曲線簇22定義。限制的噴射開始表示主噴射10的噴射開始。由主噴射的噴射開始導出預噴射28以及后噴射30的噴射開始。
[0034]空氣質量比的計算在圖16中示出。
[0035]圖2示出標準噴射開始40的計算。由具有輸入參量發動機轉速44和目標力矩46的第一特征曲線簇42確定用于熱態發動機48的噴射開始。具有相同的輸入參量的第二特征曲線簇50計算用于冷態發動機52的噴射開始。借助于加權因子k54，在兩個噴射開始48和52之間加權。該加權因子k54是特征曲線56的輸出參數，其具有一個虛擬溫度58作為輸入參量。虛擬溫度58由兩個溫度產生，例如冷卻水溫度和增壓空氣溫度。對于產生的噴射開始，具有:
噴射開始=k*(B0IHc]tEngine[。Kff]) + (l-k)*(B0Icoldengine[° Kff])
其中，B0IHotEngine[° KW]等于用于熱態發動機的噴射開始和BOIctlldengine[° Kff]等于用于冷態發動機的噴射開始，以上死點前的曲軸轉角的單位度給出。
[0036]噴射開始的以這種形式的計算在文獻US7，293，556B2中描述。
[0037]圖3示出，噴射開始相應于現有技術通過具有恒定的過濾器時間常數的過濾器60過濾。示出的是一個具有恒定的、靜態過濾器時間常數Tlstat的PTl-過濾器，過濾器60的輸出參數是標準噴射開始40。
[0038]試驗工程師的任務是設計兩個噴射開始特征曲線簇42和50。在此情況下希望特征曲線簇42和50具有盡可能靈活的調整性。這意味著即使是非常陡的梯度也應該是可能的，而不會導致內燃機或者說發動機陷入不穩定中。
[0039]在噴射開始特征曲線簇42或50中的陡的梯度導致在穩態運行中在噴射開始過濾器60之前的強烈波動的噴射開始。為了衰減這種波動必須選擇非常大的時間常數。這又導致噴射開始在不穩態的過程中強烈地延遲，這對發動機的負荷響應特性以及排放特性可能具有負面影響。
[0040]結合提出的方法，現在開發了一種噴射開始過濾器，它在穩態運行中具有非常強烈的延遲特性和在瞬態運行中只具有微小的或沒有延遲特性。由此試驗工程師能夠幾乎任意地設計這兩個噴射開始特征曲線簇42及50，而不必容忍在瞬態運行中的缺陷。附加地，通過這種過濾器可以減少排放，因為噴射開始在瞬態運行中具有較好的過渡特性，即較短的反應時間。
[0041]圖4示出另一個噴射開始過濾器。附圖標記相應于圖3進行分配。其中，在圖4的過濾器70中時間常數72取決于噴射開始的梯度74。如果噴射開始的梯度是正的，即噴射開始增大，那么時間常數與時間常數Tibwup是相同的。如果噴射開始的梯度是負的，即噴射開始減小，那么時間常數與時間常數T1BWd_是相同的。
[0042]因此時間常數在這種過濾器中對于增大的和減小的噴射開始可以不同地調整。
[0043]但是，為了在穩態運行中具有好的過濾效果，在這種過濾器中對于該時間常數也必須選擇大的值，由此噴射開始在不穩態的過程中也被強烈地延遲。
[0044]圖5示出噴射開始過濾器90，它在恒定的曲軸轉角Φ.上對噴射開始求平均，即平均值過濾器。在此處也可以設想一種過濾器，它對噴射開始在一個恒定的時間上求平均。
[0045]圖6示出平均值過濾器100，其中，過濾器角度Φ.依據噴射開始梯度102計算。在增大的噴射開始情況下過濾器角度取值104和下降的噴射開始情況下取另外的值106。因此過濾器角度可以在這種過濾器中對于增大的和下降的噴射開始不同地進行調整。為了在穩態運行中實現好的過濾效果，在圖5和6的平均值過濾器90和100中必須選擇大的過濾器角度ΦΜΙ。這在這種過濾器90和100中也導致噴射開始在不穩態的過程中強烈地延遲，這又對發動機的負載響應特性以及排放特性可以具有負面影響。
[0046]圖7示出按照提出的方法的噴射開始過濾器120，具有瞬時的空氣質量比122作為輸入參量。該過濾器120在圖8中除了瞬時的空氣質量比的計算以外被更詳細地示出。作為過濾器的輸入信號可以使用在本發明的意義上在此情況下的任何信號，該信號可以區別穩態和瞬態運行。
[0047]由增壓空氣(進氣空氣)壓力130，增壓空氣(進氣空氣)溫度132和氣缸容積134計算當前的空氣質量136。由發動機目標力矩138和發動機轉速140，依據增壓器切換狀態142，由3D特征曲線簇144計算標準空氣質量146。當前的空氣質量比136現在除以標準空氣質量146，這產生無量綱的當前的空氣質量比150。它借助于PTl-過濾器152過濾。這個過濾器152的輸出參數是被過濾的空氣質量比154。
[0048]瞬時的空氣質量比160作為當前的無量綱的空氣質