专利名称：用于运行内燃机的方法
技术领域：
本发明涉及一种按权利要求1前序部分所述的用于运行内燃机的方法。此外，计 算机程序、电的存储介质以及控制和/或调节装置是本发明的主题。
背景技术：
首先对于比如用在共轨系统中的液压控制的燃料喷射装置来说，燃料喷射装置的 打开特性依赖于燃料喷射装置的阀元件区域中的力平衡。这种力平衡也依赖于存在的压 力，因为这种压力在燃料喷射装置关闭时从外面作用于所述阀元件。在此，燃烧室中的高的 压力通常支持燃料喷射装置的打开，这导致这样的结果，即在进行相同的电触发的情况下 在燃烧室中存在高压时开始喷射的时刻早于在燃烧室中存在低压时。另一方面，喷射率也依赖于在燃烧室中存在的压力。在燃烧室中存在高压时，喷射 率下降，因为比如共轨中的压力与燃烧室中的压力之间的差值变小。
发明内容
本发明的任务是，如此改进开头所述类型的方法，使得喷射到燃烧室中的燃料在 时间和量方面尽可能精确地相应于额定值。该任务通过一种具有权利要求1所述特征的方法得到解决。有利的改进方案在从 属权利要求中得到说明。除此以外，所提出的任务的其它解决方案在并列的权利要求中可 以找到。此外，对于本发明来说重要的特征在接下来的说明中并且在附图中得到说明或者 说展示，其中所述特征不仅单独地而且以不同的组合对本发明来说都可能是重要的，而没 有在此相应明确地指出这一点。本发明的优点在于，可以用简单的模型来确定表征直接在第一喷射之前存在的压 力的参量，其中所述模型的数据可以在发动机试验台上求得。在知道这个压力的情况下，可 以如此调整燃料喷射装置的触发参量，使得实际喷射的燃料量非常精确地相应于所期望的 燃料量并且所述时刻相应于所期望的时刻。在此考虑到内燃机的工作点的变化，在所述工 作点进行所述第一喷射。所述按本发明的方法的一种特别优选的第一改进方案也允许确定表征直接在另 外的喷射之前也就是在所述第一喷射和燃烧之后存在的压力的参量。在此考虑到由先前的 喷射量的燃烧所引起的压力升高。对于大量的喷射来说，简单地为每次喷射或者每组喷射 重复进行所述按本发明说明的方法步骤，从而可以直到直接在(最后一次)后喷射之前的 时刻求得表征而后在燃烧室中存在的压力的参量。恰好这样的后喷射在燃烧室中的压力完 全不同时进行，因而这里可以特别有意义地运用本发明。但是预喷射和主喷射也在燃烧室 中的压力不同时进行，因而在这里所述按本发明的方法的运用同样有意义。在求得触发参量时，可以考虑到额定喷射量与实际喷射量之间的已知的差值。这 样的差别比如在实际喷射量总是小于由所述控制和/或调节装置定义的喷射量时出现。而 后在求取表征由于燃烧引起的压力升高(步骤(d))的参量时可以考虑这种差值。
在燃烧室中存在的压力也受到内燃机的当前温度的影响。比如内燃机的较小的温 度导致在所喷射的燃料燃烧时放热量更小，这又导致压力升高更小。如果如在所述按本发 明的方法的一种改进方案中所提出的一样在步骤(d)中考虑到内燃机的当前温度，那么可 以再次提高在求取所述表征压力的参量时的精确度。表征步骤(d)中的压力升高的一种简单的方案在于来自加热过程计算的简化的 热力学公式的使用。这个公式的出发点是，所喷射的燃料的整个燃烧在一个唯一的时刻进 行，并且在这种燃烧的过程中容积变化等于零。对于短暂的燃烧来说也就是说在所喷射的 燃料量小时，比如对于预喷射来说就是这种情况，这个公式提供足够精确的结果，并且同时 这个公式能够容易地加以运用。首先，如果燃料量如此大从而不再能够将放热的持续时间设置为零，那么可以在 使用来自经验的关联的情况下求得表征步骤(d)中的压力升高的参量，其中作为输入参量 使用内燃机的转速和额定喷射量或者等效的参量。这样的来自经验的关联比如可以以组合 特性曲线的形式或者以特性曲线的形式来表达，所述特性曲线在典型的内燃机的试验台上 来编制。这可以很容易地做到并且也允许在持续更长时间的燃烧比如在全部主喷射量的燃 烧过程来可靠地求得产生的压力。因而，如果应该求得在后喷射开始的时刻的压力，这种方 法就提供特别精确的结果。有时常见做法是，将比如有待在预喷射或者后喷射时喷射的喷射量分配到多个单 次喷射上。事实表明，对于所述按本发明的压力计算来说可以将这样的单次喷射合并为一 次唯一的喷射，因而可以假设，整个燃烧在一个唯一的时刻进行。由此节省计算资源，而计 算结果的精确度则没有以不期望的方式下降。但是原则上也可以设想，考虑在进行每个单次喷射过程时的放热或者说由此引起 的压力变化以及在单次喷射之间通过燃烧室的容积变化引起的压力变化并且将其合计。尤其对于更大的产生转矩的喷射量来说，进行所述喷射的曲轴转角对压力变化起 作用。因此，通过对所述曲轴转角的考虑，还可以再次使结果变得更为精确。如上面已经提到的一样，一种用于实施所述按本发明的方法的简单的并且爱惜计 算资源的方案在于，为特定的计算而使用组合特性曲线和/或特性曲线。这些组合特性曲 线和/或特性曲线通常在发动机试验台上为基准运行状态而编制。但是在内燃机的实际 运行中，这些组合特性曲线和/或特性曲线也可以具有一种与基准运行状态不同的运行状 态。因此如果在特性曲线和/或组合特性曲线的基础上求取参量时进行校正并且所述校正 考虑到所述基准运行状态与实际运行状态之间的至少一个种差别，那就再次改进了所述按 本发明的方法的结果。
下面参照附图对本发明的实施方式进行解释。附图示出图1是内燃机的一个区域的示意图；图2是图表，在该图表中关于时间绘出了图1的内燃机的燃料喷射装置的触发参 量；图3是图表，在该图表中在燃烧室压力不同时关于时间绘出了图1的燃料喷射装 置的喷射率的变化曲线；
图4是用于运行图1的内燃机的方法的第一部分的功能图；并且图5是所述方法的第二部分的与图4相类似的功能图。
具体实施例方式在图1中柴油内燃机在总体上拥有附图标记10。该柴油内燃机包括多个气缸，但 是在这些气缸中在图1中仅仅示出一个具有附图标记12的气缸。所述气缸12包括燃烧室14，该燃烧室14由燃烧室壁16和活塞18限定。通过活 塞18的往复运动，将曲轴20置于旋转之中。新鲜空气通过吸入管22和进气阀M进入到燃烧室14中。燃料25直接由燃料喷 射装置沈喷入到燃烧室14中。所述燃料喷射装置沈连接到也称为“共轨”的燃料蓄压器 观上。在该燃料蓄压器观中在高压状态下储存着燃料。燃烧废气通过排气阀30和排气管 32从燃烧室14中导出。内燃机10的运行由控制和调节装置34进行控制和调节。尤其所述燃料喷射装置 26由所述控制和调节装置34以相应的触发参量来触发。共轨观中的压力也由所述控制 和调节装置34来影响，特别通过未示出的高压输送装置的触发来影响。所述控制和调节装 置34从不同的传感器得到信号。这些传感器中有对在共轨观中存在的燃料压力进行检测 的压力传感器36、对在吸入管22中存在的空气压力进行检测的增压压力传感器38、对内燃 机10的当前的运行温度进行检测的温度传感器40以及对曲轴20的当前位置和旋转速度 进行检测的曲轴传感器42。如可以从图2和3中看出的一样，在触发信号AS(图2)相同时并且在共轨观中 的燃料压力相同时，每时间单位喷射的燃料量dq/dt( “喷射率”)依赖于在燃烧室14中存 在的压力。箭头44在图3中意味着燃烧室14中的更低的压力，而箭头46则意味着更高 的压力。可以看出，在图3所示出的情况下在压力低时喷射率低于压力高时并且喷射持续 时间也短于压力高时。这与以下情况有关，即图3示出了预喷射的情况，在进行预喷射时 喷射较小的燃料量。在这样的情况下，所述燃料喷射装置26的阀元件留在所谓的“配合节 流区域(Sitzdrosselbereich) ”中，在所述配合节流区域中喷射率首先依赖于所述阀元件 的升程。燃烧室中的高压在此使阀元件的打开加速。接下来所述阀元件以高的“飞行曲线 (Flugkurve) ”及后来的关闭进行长时间的运动。这导致较高的喷射量。在燃烧室压力低 时，在进行这样的预喷射时产生较小的喷射量。为了在求取触发信号AS时也能够考虑到这种效应，需要知道在打开喷射装置沈 的时刻在燃烧室14中存在的压力。现在参照图4和5对这样的表征在燃烧室14中存在的 压力的参量的求取进行解释。相应的方法在此作为计算机程序保存在所述控制和调节装置 34的电的存储介质上，在其使用时执行下面所说明的方法。在此研究这样的情况，即首先进行三次预喷射，随后进行主喷射并且最后进行后 喷射。首先参照图4对一种方法进行解释，用该方法可以求得表征直接在所述预喷射结束 之后的压力的参量和表征直接在主喷射之前的压力的参量。输入参量是曲轴转角Al、A2和A3，在此在所述曲轴转角Al、A2和A3时进行按时 间顺序的第一、第二和第三预喷射。此外，所述三次预喷射的喷射量ql、q2和q3、由所述增 压压力传感器38在一个特定的时刻所检测到的增压压力ρ。以及最后在主喷射开始时的曲轴转角A4都是输入参量，其中在所述特定的时刻所述进气阀M在压缩冲程开始时关闭。将所述曲轴转角A1-A3相应地加入到特性曲线48中，通过该特性曲线48对由于 燃烧室14的通过活塞18的压缩运动引起的容积变化产生的多变的压缩加以考虑。下面的 物理公式在此以隐含的方式以所述特性曲线48为基础。
权利要求
1.用于运行内燃机(10)的方法，其中，求得表征在燃烧室(14)中在工作循环之内存在 的压力的参量，其特征在于，所述方法包括以下步骤(a)求得表征在所述燃烧室(14)的进气阀04)关闭的时刻在所述燃烧室(14)中存在 的压力的参量，(b)求得表征压力升高的参量，所述压力升高由所述燃烧室(14)的从所述进气阀04) 关闭直到第一喷射之前的容积变化所引起，(c)在使用步骤(a)和(b)的结果的情况下求得表征直接在所述第一喷射之前存在的 压力的参量。
2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法额外地包括以下步骤(d)求得表征压力升高的参量，所述压力升高由先前的喷射量的燃烧所引起，(e)求得表征压力升高的参量，所述压力升高由所述燃烧室(14)的在所述先前的喷射 与另外的喷射之间的容积变化所引起，(f)在使用步骤(a)到(e)的结果的情况下求得表征直接在所述另外的喷射之前存在 的压力的参量。
3.按权利要求1或2中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一喷射是预喷射并且/ 或者所述另外的喷射是主喷射和/或后喷射。
4.按前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在求取燃料喷射装置06)的至 少一个触发参量时对表征直接在喷射之前存在的压力的参量加以考虑。
5.按权利要求4所述的方法，其特征在于，在求取触发参量时对额定喷射量与实际喷 射量之间的已知的差值加以考虑。
6.按权利要求2到5中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤(d)中考虑所述内燃机 (10)的温度。
7.按权利要求2到6中任一项所述的方法，其特征在于，在使用以下公式的情况下求得 表征步骤(d)中的压力升高的参量Ap = AQ1^,其中κ =多变指数，V=燃烧室的在预燃烧的时刻的容积，AQ=通过预喷射量的燃烧 所引起的放热。
8.按权利要求2到7中任一项所述的方法，其特征在于，在使用来自经验的关联的情况 下求得表征步骤(d)中的压力升高的参量，其中作为输入参量使用所述内燃机(10)的转速 和额定喷射量或者等效的参量。
9.按权利要求2到8中任一项所述的方法，其特征在于，喷射包括多次单个喷射，并且 在步骤(d)中假设，整个燃烧在一个唯一的时刻进行。
10.按权利要求2到8中任一项所述的方法，其特征在于，喷射包括多次单个喷射，并且 在步骤(d)中求得参量，该参量表征通过相应的燃烧与通过处于其之间的容积变化引起的 压力变化的总和。
11.按权利要求2到10中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤(d)中考虑到曲轴转 角的影响，所述先前的喷射在该曲轴转角时进行。
12.按前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，为求得所述至少一个参量而使用至少一条适用于基准运行状态的特性曲线和/或组合特性曲线，并且对参量进行校正， 所述参量考虑到所述基准运行状态与实际运行状态之间的至少一种差别。
13.计算机程序，其特征在于，该计算机程序编程用于用在按前述权利要求中任一项所 述的方法中。
14.用于内燃机(10)的控制和/或调节装置(34)的电的存储介质，其特征在于，在该 存储介质上保存了用于用在按权利要求1到12所述的方法中的计算机程序。
15.用于内燃机(10)的控制和/或调节装置(34)，其特征在于，该控制和/或调节装 置(34)编程用于用在按权利要求1到12中任一项所述的方法中。
全文摘要
在内燃机的运行中求得表征在燃烧室中在工作循环之内存在的压力的参量。在此提出，所述方法包括以下步骤(a)求得表征在燃烧室中在所述燃烧室的进气阀关闭的时刻存在的压力的参量；(b)求得表征压力升高的参量，所述压力升高由所述燃烧室的从进气阀关闭直到第一喷射之前的容积变化所引起；(c)在使用步骤(a)和(b)的结果的情况下求得表征直接在所述第一喷射之前存在的压力的参量。
文档编号F02D35/02GK102089510SQ200980126570
公开日2011年6月8日 申请日期2009年7月8日 优先权日2008年7月10日
发明者C·马德, M·许勒尔 申请人:罗伯特.博世有限公司