专利名称：内燃机和配属的运行方法
技术领域：
本发明涉及一种用于运行具有至少两个燃烧室的内燃机的方法，其 中每个燃烧室对于内燃机的总转矩提供转矩贡献并且这样构成内燃机， 使一定的废气量再循环到燃烧室中。
按照第二方面，本发明涉及一种内燃机，尤其是活塞发动机，具有 至少两个燃烧室，其中每个燃烧室对于内燃机的总转矩提供转矩贡献， 至少一个用于检测至少两个燃烧室的转矩贡献的传感器、用于使燃烧室 的废气量回输到燃烧室的废气再循环装置和与至少一个传感器和废气 再循环装置电连接的控制器。
按照第三方面，本发明涉及一种计算机程序产品。
已知对于柴油发动机在空载时根据燃烧室、对于柴油发动机也根据 气缸这样控制柴油喷射量，使所有燃烧室对于柴油内燃机的总转矩提供 基本相同的转矩贡献。
为了减少有害物质在这种柴油发动机中有规律地使一部分废气回 输到燃烧室里面。在此已经证实，随着柴油发动机使用寿命的增加有害 物质排放尤其是氮氧化物排放增加。如果确认有害物质排放的增加，必 需一个大范围的技术诊断，用于找出原因，由此可以遵守法律的有害物 质排放极限值。增加的柴油发动机有害物质排放还导致增加的环境负
也已经证实，有害物质排放对于相同加工的不同柴油发动机是不同 的。保持有害物质排放极限值是一个重要的质量判据。为了对于一个源 自 一个加工设备的所有柴油发动机可以保证保持有害物质极限值，遵守 严格的加工误差，这导致技术上费事的质量保险。
因此本发明的目的是，建议一种用于运行内燃机的方法、 一种内燃 机和 一种计算机程序产品，通过它们减少现有技术中的缺陷。
本发明通过具有权利要求1特征的方法解决按照第一方面的问题。 本发明通过具有权利要求11特征的内燃机解决按照第二方面的问题。
本发明通过具有权利要求13特征的计算机程序产品解决按照第三方面的问题。
本发明的优点是，不改变内燃机的组成部分可以检测回输的废气量 在燃烧室之间的不均衡分布。因为已经证实，回输的废气在燃烧室上的 这种不均衡分布促使增加有害物质排放。
在内燃机运行期间在使废气导入到各个燃烧室的管道中产生淀积， 由此引起回输废气在各个燃烧室上的不均衡分布。
如果将燃烧室与燃烧室不同的废气量配量到要被燃烧的燃料空气 混合物，则燃烧室与燃烧室的燃烧条件同样不同。因此通过只一个借助 于共同涉及所有燃烧室的参数调节内燃机的控制器只能不充分地控制 各个燃烧室中的燃烧。因此必需借助于一个参数调节在燃烧室中存在的 燃烧条件，该参数只基本对应于对于各个燃烧室重要的参数。由此产生 不是最佳的控制，这导致增加有害物质排放、尤其是氮氧化物排放。
通过按照本发明的方法识别这些差别，由此可以采取针对措施。因 此本发明的优点是，可以实现更少的有害物质排放。
对于源自相同加工的内燃机的加工差别也导致在各个燃烧室中的 不同条件。通过按照本发明的方法也可以识别并且也在加工中消除加工 差別。由此可以降低加工误差的严格性，而不加工有损给定的有害物质
由于燃烧室与燃烧室的不同回输废气量引起的不是最佳燃烧还使 内燃机的使用寿命降低，这一点通过本发明得以避免。
在此按照本发明的方法的有利作用大多仅仅通过改变控制器的软 件实现，这有利地导致在执行本方法时的低成本。
如果内燃机是活塞发动机，总转矩指的是在许多曲轴旋转上的时间 平均值。 一个燃烧室的转矩贡献指的是在多个曲轴旋转角周期上的平均 值，在该周期中燃烧室提供对于总转矩的贡献。
而检测至少两个燃烧室的转矩贡献指的是，尤其包括隐含的检测。 因此不必直接测量转矩作为转矩。也可以隐含或间接地检测，例如通过 与时间有关地测量曲轴旋转角和借助于曲轴旋转速度变化确定转矩贡 献如果笫一燃烧室对于总转矩提供比第二燃烧室更多的贡献，则导致 当第一燃烧室具有一个工作沖程时，则曲轴获得比第二燃烧室具有一个 工作沖程时更大的加速度。因此通过在确定的燃烧室提供其转矩贡献的
曲轴旋转角范围上求得的平均曲轴速度或者曲轴加速度适用于检测各燃烧室的转矩贡献。
如果活塞发动机包括一个用于产生电流的发电机，则能够由发电机 给出的电流或给出的电压峰值确定燃烧室的转矩贡献。燃烧室的转矩贡 献越大，由发电机产生的电流峰值越高，如果这个燃烧室具有其工作冲 程。如果一个燃烧室具有其工作沖程，它对总转矩提供更少的贡献，则 峰值更低。因此峰值适用于检测各个燃烧室的转矩贡献。
同样也适用于峰值相互间的时间间隔 一个燃烧室的转矩对于总转 矩的贡献越大，越快达到峰值。如果两个峰值的间隔总是相同的，则所 有燃烧室提供相同的转矩贡献。
因此转矩贡献尤其指的是每个过程，通过它获得各个燃烧室转矩贡 献的预言并且纟丸4于达到这个预言。
求得转矩贡献变化尤其指的是每个过程，通过它获得关于各个燃烧 室转矩贡献变化的预言并且执行达到这个预言。
根据转矩贡献的变化给出信号也指的是，只有当转矩贡献变化超过 预调节的阈值时才给出信号。每个信号尤其包括，它含有关于超过回输 废气量的预言并且为此给出信号。
所述内燃机优选是活塞发动机，尤其是一个柴油发动机。
优选使步骤(a)包括改变至少一个用于每个燃烧室的运行参数， 由此使燃烧室的转矩贡献相互均衡。这种方式尤其在内燃机是一个位于 空载的活塞发动机、尤其是柴油发动机时是特别有利的。在这种情况下 使对于所有的将燃料喷射到燃烧室里面的喷射器喷射量在确定的燃料 压力下通过最小适配量匹配。通过这种匹配所有燃烧室对于总转矩提供
一个基本相同的转矩贡献。
各个燃烧室的转矩贡献的差别优选小于6%、尤其小于3%。为了 计算，从另一燃烧室的转矩贡献中减去一个燃烧室的转矩贡献，差值除 以两个值中的较大值，计算绝对值并且从l中减去这个值并乘以100。
例如通过改变预喷射量或喷射时间间隔(喷射时间，TOI)执行喷 射量的匹配。也可以选4奪或附加地通过喷射开始时刻(开始喷射，SOI) 和/或喷射结束时刻(结束喷射，EOI)的匹配实现喷射时间间隔。
如果在改变每个燃烧室的运行参数的范围内多次检测转矩贡献，则 对于检测在步骤(c)中优选使用优选检测的转矩贡献值。
按照一个优选的实施例按照本发明方法的步骤(d)包括形成两个在步骤(C)中得到的转矩贡献的差值并且使差值与预调节的阈值进行 比较。
这个阈值优选是一个相对阈值并且位于约6%、优选3%、尤其优 选1.5%。这意味着，在改变对于一个燃烧室的回输废气量以后求得两 个转矩贡献值。由较大的转矩值和较小的转矩值形成差值并且差值除以 较大的转矩值。如果获得超过1.06或1.03或1.015的值，则超过阈值。 如上所述优选隐含或间接求得转矩贡献。
在按照本发明方法的另 一优选实施例中如上所述首先这样调节在 每个燃烧室中的燃料喷射量，使各个燃烧室转矩贡献的差别位于预调节 的阈值以下。接着改变回输的废气量并且这样再调节燃烧室特有的燃料 喷射量，使所有燃烧室再提供基本相同的转矩贡献，即，转矩贡献差别 位于预调节的阈值以下。
因此对于每个燃烧室的喷射量变化是由于回输废气量的变化引起
的转矩贡献变化的尺度。
如果对于一个燃烧室必需以大于预调节的阈值、优选3%、尤其5 %、尤其优选8%提高喷射量，优选给出一个警示通知。
优选在步骤(a)和(c)检测所有燃烧室的转矩贡献。由此特别好 地求得燃烧室之间关于回输废气量的差別。
优选使步骤(d)包括形成在步骤(a)中检测的两个燃烧室的转矩 贡献与在步骤(c)中检测的每个燃烧室的转矩贡献的差值、形成差值 的绝对值或者所有差值的所有绝对值、计算由此获得的绝对值的最大值 并且使最大值与预调节的阈值进行比较。
因此检测最大的、由于改变回输废气量起作用的转矩贡献变化。也 可以选择对于每个燃烧室检测由于改变回输废气量引起的这个差值的 变化。如果这个差值以大于预调节的值变化，则它是显著影响回输废气 量变化的标志，因此优选给出警示信号。
为了求得转矩贡献的变化使步骤(d)优选包括形成在步骤(a)中 检测的两个燃烧室的转矩贡献与在步骤(c)中检测的相同燃烧室的转 矩贡献的差值。
一个优选的方法具有在步骤(a)前的附加步骤完全减少到燃烧 室的回输废气量，其中回输废气量到燃烧室的变化是提高充满总燃烧室 的废气份额，优选提高到超过40%。如果内燃机是 一 个活塞发动机，则总燃烧室充满是被压缩的气体
量。40%的总燃烧室充满分量意味着，燃烧室目前在快点火前填充到40 %的废气体积分量。通过完全减少回输的废气量并接着提高到40%使回 输废气量的影响达到 一个特别大的差别，由此可以特別好地检测燃烧室 与燃烧室的回输气体分量的差别。
也可以选择在步骤(b)完全减少、即完全抑制回输到燃烧室的废 气量，其直接贡献已经在步骤(a)中检测。优选使回输废气量在步骤 (a)中这样高，使分量位于总燃烧室充满的40%以上、尤其60%以上。
在公知的用于使柴油发动机运行的方法中在确定的空载运行时间 过后完全减少回输废气量，用于防止发动机烟灰。因此优选在预调节的 空载运行时间过后执行按照本发明的方法。
优选在基本恒定的燃料输送率时、尤其在内燃机空载时执行按照本 发明的本方法。有利的是，其它的因素、例如负荷变化对于检测由于回 输废气量的变化引起的转矩贡献没有影响。由此在求得由于改变回输废 气量引起的转矩贡献变化时达到高精度。
特别优选一种方法，其中所述信号在步骤(e)中是一个用于改变 回输到 一个燃烧室或多个燃烧室的废气量的调整信号。在此有利的是， 可以立刻改变检测到的回输到各个燃烧室中的废气量的不均衡分布，由 此在根据燃烧室匹配回输废气量以后在所有的燃烧室中存在基本相同 的燃烧条件。
根据燃烧室调节或控制回输的废气量。在此有利的是，可以根据燃烧室
均衡相互间不同的废气回输。
下面借助于附
图1和2详细描述本发明。附图中
图示出一个按照本发明的柴油发动机形式的内燃机，
图2示出按照本发明的方法流程图。
图1示出一个柴油发动机1,它包括四个气缸形式的燃烧室2,活 塞3在其中移动。燃烧室3通过连杆4与曲轴5连接。
在柴油发动机1运行期间燃烧室3在曲轴5上产生总转矩。 如果各个燃烧室2提供不同的转矩贡献，则由此导致，当对于总转 矩提供较少贡献的燃烧室具有其工作冲程时，则使曲轴5比在对于曲轴 5的总转矩提供更大转矩贡献的燃烧室2具有其工作冲程的时候更少地力口速。
所述曲轴5与一个曲轴传感器6连接，该传感器检测曲轴5与时间
t有关的曲轴旋转角CO。与时间有关的曲轴旋转角0) (t)包括所有的信
息，它们对于计算燃烧室2的转矩贡献是必需的，并且通过一个电导线 7传递到一个控制器8.
为了使柴油发动机1运行使空气通流空气输送管道9并且导引到燃 烧室2。内燃机2的废气通过废气管道IO排送到在这里未示出的排气管。 在内燃机2与排气管之间具有一个阀门ll(在图1中简化地以节流阀的 形式表示)，可以打开或关闭废气管10与空气输入管道9之间的一个流 体连接12。阀门11也可以使连接部分地打开或关闭。该阀门ll是电控 的并且通过一个控制管道13与控制器8连接。(流体指的是液体或气体 的介质)。
在一个优选的、在这里未示出的变化中在每个燃烧室2里面分别附 设至少一个阀门11,由此使偏转到各燃烧室里面的废气量根据燃烧室控 制或调节。
每个燃烧室2具有一个喷射器14,它使燃料从在这里未示出的燃料 管道喷射到燃烧室2里面。所有喷射器14通过一个控制管道15与控制 器8连接。为了清晰仅仅示出一个与控制管道15连接的喷射器14。在 此这样构成喷射器14和控制器8,对于每个燃烧室2可以喷入个性化的
燃料量。
按照本发明方法的 一 个实施例由此实现，在控制运行中首先关闭阀 门11。由此防止，废气可能进入到空气输入管道9里面。因此通过曲轴 传感器6接收各燃烧室2的转矩贡献并且传递到控制器8。控制器8使 每个工作冲程喷入到燃烧室2里面的燃料量这样匹配，使各个燃烧室2 转矩贡献相互间的差別小于2%。即，使对于总转矩提供较大转矩贡献 的燃烧室转矩扣除对于发动机总转矩提供最小转矩贡献的燃烧室的转 矩相对于(即通过除以)提供最大贡献的燃烧室的转矩贡献小于2%。
紧接着按照上述的方法重新检测各个燃烧室的转矩贡献。通过控制 器8重新这样匹配到各个燃烧室的喷射量，使得低于上述的阈值。
在此如果得出，存在一个燃烧室，对于该燃烧室喷射量以大于4%、 尤其大于6%、尤其大于8%相对于接通的废气回输值变化，则通过控 制器8通过信号导线16输出一个信号。在可选择的实施例中首先使阀门11这样多地打开，使得回输废气
量为总燃烧室充满的40% 。然后通过曲轴传感器6接收各个燃烧室2的 转矩贡献并且传递到控制器8。控制器8这样匹配每个工作冲程喷入到 燃烧室2里面的燃料量，使得各个燃烧室2的转矩贡献相互间的差别小 于2 % 。
接着使阀门11关闭并且重新接收各个燃烧室2的转矩贡献并且传 递到控制器8,它也这样匹配每个工作冲程喷入到燃烧室2里面的燃料 量，使得各个燃烧室2的转矩贡献相互间的差别小于2% 。
在此如果得出，存在一个燃烧室，对于它喷射量以大于4%相对于 接通废气回输前的值变化，则也通过控制器8通过信号导线16输出一 个信号。
图2示出按照本发明方法的流程图。其中j是变量，n是燃烧室数 量，由燃烧室检测转矩贡献。
在第一步骤S1中检测柴油发动机1的燃烧室2的转矩贡献M,。对 于一个四缸柴油发动才几n大于1并且小于或等于4,因此;^测2， 3或4 个燃烧室的转矩贡献M,。有利的是检测所有燃烧室的转矩贡献M,,在 本示例中即转矩贡献M,， M2， M3和M4。
在接着的第二步骤S2中改变回输的废气量，即增加或减少。在这 个步骤中至少对于那些燃烧室提高回输废气量，其转矩贡献在第 一步骤 中已经求得。有利的是，对于所有的燃烧室并且以相同的方式改变回输 的废气量，例如通过打开阀门11 (参见图1)。
接着在第三步骤S3中重新检测转矩贡献M,，即由至少两个燃烧室， 其转矩贡献在第一步骤中已经检测。如果例如在第一步骤中已经检测到 第一、第二和第三燃烧室的转矩贡献M!, M2和M3,则在第三步骤中检 测第一和第二燃烧室的转矩贡献Vh和M2就足够了 。但是优选检测所有 燃烧室的转矩贡献，其转矩贡献已经在第 一 步骤中检测过。
在第四步骤S4中求得由于回输废气量变化引起的各转矩贡献的变 化。如果在此得出各个燃烧室的各自变化相互间的差别，则这是一个指 示，燃烧室与燃烧室的回输废气量是不同的。
如果例如在作为示例选的四缸柴油发动机中所有四个燃烧室没 有废气回输地具有总转矩贡献25%的分量并且在提高回输废气量以后 对于否则相同的柴油发动机运行参数第 一 燃烧室只还具有总转矩贡献20%的分量，但是第二燃烧室具有总转矩贡献30%的分量，因此这是一 个指示，在第一燃烧室中回输的废气量与在第二燃烧室中回输的废气量 不同。
接着根据转矩贡献Mj的变化在第五步骤S5中输出一个信号。在上 述示例的情况下转矩贡献对于第一燃烧室的变化为5%。这个值与一个 预调节的值、例如4%进行比较。在超过这个预调节值时，如同在这里 给出的那样，例如输出一个警示信号，它指示，要进行柴油发动机维护。
权利要求
1. 用于运行具有至少两个燃烧室(2)的内燃机(1)的方法，其中每个燃烧室(2)对于内燃机(1)的总转矩提供转矩贡献并且这样构成内燃机(1)，使一个废气量回输到燃烧室(2)，该方法具有下列步骤(a)检测至少两个燃烧室(2)的转矩贡献，接着(b)改变至少进入燃烧室(2)的回输的废气量，该燃烧室的转矩贡献已经在步骤(a)中检测，接着(c)检测至少两个燃烧室(2)的转矩贡献，它们的转矩贡献已经在步骤(a)中检测，接着(d)求得由于改变回输的废气量引起的转矩贡献的变化并且接着(e)根据转矩贡献的变化给出信号。
2. 如权利要求l所述的方法，其特征在于，步骤(a)附加地包括 -这样改变每个燃烧室(2)的运行参数，使燃烧室(2)的转矩贡献相互均4軒。
3. 如权利要求2所述的方法，其特征在于，按照步骤(d)的所述 求得包括调节的阈值进行比较。
4. 如权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤 (a)和(c)检测所有燃烧室(2)的转矩贡献。
5. 如权利要求4所述的方法，其特征在于，按照步骤(d)的所述 求得包括-对于每个燃烧室(2)形成由在步骤(a)中检测的转矩贡献与在 步骤(c)中检测的转矩贡献的差值， -形成差值的绝对值， -计算绝对值的最大值， -使最大值与预调节的阈值进行比较。
6. 如权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，步骤(d) 包括由在步骤(a)中检测的两个燃烧室(2)的转矩贡献与在步骤(c) 中检测的相同的燃烧室(2)的转矩贡献形成差值。
7. 如上述权利要求中任一项所述的方法，具有在步骤(a)前的附 加步骤-基本上完全减少回输到燃烧室(2)中的废气量，其中对回输到 燃烧室(2)中的废气量的改变是在总燃烧室充气上的废气份额的提高， 优选提高到超过40%。
8. 如权利要求1至6中任一项所述的方法，其中在步骤(b)中的 所述改变是基本上完全减少回输到燃烧室(2)的废气量。
9. 如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述内燃 机(1 )是活塞发动机并且在基本恒定的燃料供给率时、尤其在内燃机 空载时实施该方法。
10. 如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤(e) 中的所述信号是用于改变回输到一个燃烧室(2)或多个燃烧室(2)的 废气量的调整信号。
11. 内燃机、尤其是活塞发动机(l),具有-至少两个燃烧室(2),其中每个燃烧室(2)对于内燃机(1 ) 的总转矩提供转矩贡献，-至少 一个用于检测至少两个燃烧室(2 )的转矩贡献的传感器(6 ),-用于使燃烧室(2)的一个废气量回输到燃烧室(2)中的废气再 循环装置(10， 11， 12, 13)和-与所述至少一个传感器(6)和所述废气再循环装置(10, 11， 12, 13)电连接的控制器(8),其特征在于，该控制器(8)设置成用f实施如权利要求1至10中 任一项所述的方法。
12.如权利要求11所述的内燃机，其特征在于，这样构成废气再 循环装置(10, 11， 12, 13),使得可以根据燃烧室调节或控制再循环 的废气的回输量。
13.计算机程序产品，它可以直接装载到一个数字控制器(8)的 存储器中并且包括软件编码段，如果该产品在数字控制器(8)上运行， 则通过软件编码段实施如权利要求1至10中任一项所述的方法。
全文摘要
本发明涉及一种用于使具有至少两个燃烧室的内燃机运行的方法，其中每个燃烧室对于内燃机的总转矩提供转矩贡献并且这样构成内燃机，使废气量回输到燃烧室，具有下列步骤(a)检测至少两个燃烧室(2)的转矩贡献，接着(b)至少改变到燃烧室(2)的回输废气量，该燃烧室的转矩贡献已经在步骤(a)中检测到，接着(c)检测至少两个燃烧室(2)的转矩贡献，它们的转矩贡献已经在步骤(a)中检测到，接着(d)求得由于改变回输的废气量引起的转矩贡献变化并且接着(e)根据转矩贡献的变化给出信号。
文档编号F02D41/14GK101460728SQ200780020448
公开日2009年6月17日 申请日期2007年4月20日 优先权日2006年6月2日
发明者J·拉德齐基, M·沃科夫斯基, U·琼 申请人:欧陆汽车有限责任公司