用于控制内燃机的电子控制器、方法、计算机程序以及电子的存储介质与流程

本发明涉及用于控制内燃机的电子控制器、方法、计算机程序以及电子的存储介质。

背景技术：

从DE 100 40 117中公开了用于对内燃机进行控制的方法和装置。在那里，将喷射过程分成预喷射、主喷射和后喷射。所述主喷射又被分成多个子喷射。

一般来说，对于具有共轨系统的柴油内燃机来说，喷射过程包括一个到两个预喷射、一个主喷射以及必要时一个紧挨着附加的后喷射。这些喷射形成力矩。在此，所述预喷射量以及所述主喷射量的燃烧对于燃烧噪声来说具有决定性。所述紧挨着附加的后喷射用于炭烟氧化并且对于燃烧噪声来说不起作用。通过一个得到优化的预喷射或者两个预喷射，可以获得噪声改进的效果。

按照本发明已经发现，对于燃料消耗的优化要求较早的燃烧位置，该燃烧位置具有在马达的上死点之后不远处的转换重心（Umsatzschwerpunkte）。如果这些燃烧位置应该与较好的氧化氮和炭烟排放相组合，那么对于较好的混合气处理来说较高的喷射压力是必要的。但是，燃烧噪声而后由于气缸中的较高的燃烧速度和较小的容积变化而处于很高的水平上。炭烟排放和燃烧噪声对于现有技术来说通过喷射压力进而混合气处理的质量而紧密耦联。因此提出使炭烟排放与燃烧噪声之间的关联退耦的任务。

技术实现要素：

相对于此，按本发明的方法具有下述特征：将喷射分成至少三个子喷射，其中，根据表示出燃烧过程的特征的特征参量来预先给定所述子喷射的间隔和/或所述子喷射的喷射量的分配情况，其中如此预先给定所述子喷射的间隔和/或所述喷射量的分配情况，使得所述特征参量在特定的曲轴角度范围内具有恒定的曲线。按本发明的电子的存储介质具有下述特征：在该电子的存储介质上保存了计算机程序，该计算机程序被设计用于实施根据本发明的方法的每个步骤。按本发明的电子控制器具有下述特征：该电子控制器包括根据本发明的电子的存储介质。具有上述特征的按本发明的方法、电子的存储介质以及电子控制器具有以下优点：可以降低燃烧噪声并且同样可以减少排放和燃料消耗。

本发明的有利的拓展方案和改进方案包括：所述特征参量遵循所安排的目标曲线；根据与所述目标曲线的偏差来预先给定所述子喷射的持续时间、所述子喷射的间隔和/或所述子喷射的数量；将压力变化或者燃烧率用作特征参量；根据燃烧室压力参量来确定所述特征参量；借助燃烧室压力传感器来检测燃烧室压力参量。

根据表示出燃烧过程的特征的特征参量来预先给定所述子喷射的间隔和/或分配到子喷射上的喷射量的分配情况（Aufteilungen），由此可以在目标冲突-燃烧噪声、排放和燃料消耗中实现改进。

特别有利的是，所述特征参量遵循预先给定的曲线。优选如此预先给定所述子喷射的间隔和/或所述喷射量的分配情况，使得所述特征参量在特定的角度范围内不会下降到零。

此外，有利的是，如此预先给定所述子喷射的间隔和/或所述喷射量的分配情况，使得所述特征参量在特定的角度范围内具有几乎恒定的曲线。这意味着，所述特征参量关于时间或者关于曲轴的角度位置的导数小于一个阈值。

优选将燃烧室压力关于所述曲轴的角度位置的变化视为特征参量。该燃烧参量下面也被称为压力变化或者在曲轴转角范围内的压力变化。

作为替代方案，也可以将燃烧率视为燃烧参量。所述燃烧率描述了每一度曲轴转角要燃烧多少燃料并且将其转换为热。如果提高所述燃烧率，那么所述压力变化也变得更大。

作为这些参量的替代方案，也可以将一些与这些参量处于紧密关联之中的参量用作特征参量。因此，也可以取代所述燃烧率而使用表明每个曲轴转角变化的热量变化的参量。

重要的是，将所述参量之一在曲轴转角范围内的变化或导数用作特征参量。

在一种简单的设计方案中，直接借助于燃烧室中的传感器来测量缸压。在一种替代的实施方式中也可以规定，可以根据其他测量变量、例如转速来计算也可以被称为燃烧室压力的缸压。

在此，可以形成所述燃烧室压力的变化或者其他标准。作为替代方案或者补充方案来如此预先给定所述燃烧率，使得其在特定的角度范围内不会下降到零。

通过这些措施来同时实现了良好的混合气处理效果进而实现了较少的废气排放和较低的消耗。

特别有利的是，在应用的范围内相应地预先给定分配到子喷射上的喷射量的分配情况和/或所述子喷射的间隔。

特别有利的是，在调整的范围内调节这些参量。

附图说明

下面参照附图来对本发明进行解释。在附图中：

图1示出了用于对内燃机进行控制的装置的示意图；

图2示出了一图表，在该图表中关于时间绘示出了不同的信号；并且

图3示出了用于解释按本发明的方法的一种实施方式的流程图。

具体实施方式

在图1中示意性地示出了用于对内燃机进行控制的装置的不同的元件。用100来表示所述内燃机。通过喷射器110根据操控信号A来向所述内燃机100输送燃料。在所述内燃机上布置了第一传感器115，该第一传感器输出表明燃烧室压力P的信号。此外，设置了第二传感器120，所述第二传感器提供不同的信号，这些信号表示出所述内燃机的运行状态的特征。在这里例如可以规定，输出关于内燃机的转速的信号N。所述第一传感器115和第二传感器120的输出信号到达控制单元130处。此外，该控制单元对环境传感器135的输出信号进行处理。该控制单元130根据所述输入信号来计算用于对所述喷射器110进行操控的操控信号A。

在图2a中关于曲轴转角绘示出了热量释放W。在子图2b中绘示出了在曲轴转角的范围内所述燃烧室压力P根据曲轴转角的导数dp/da。这些参量下面被称为压力变化。在子图2c中，关于所述曲轴转角绘示出了用于对所述喷射器加载的操控信号A。

在图2中示出了还没有得到优化的操控情况。在子图2c中绘示出了确定噪声（geräuschbestimmend）的子喷射的操控脉冲。所述操控V1是在现有技术中常见的预喷射。该操控直接在所述预喷射之后引起热量释放W较小的增大。所示出的三个、与在现有技术中的主喷射相对应的子喷射同样引起所述热量释放W的增大。所述各个子喷射T1、T2和T3的贡献可以在所述热量释放的信号W中以及在所述压力变化dP/da中看出来。可以为每个子喷射分配增大或者局部的最大值。被分配给子喷射的局部最大值通过局部的最小值来分开。

下面在预喷射、后喷射（Nacheinspritzung）和被分成多个子喷射的主喷射之间进行区分。在所示出的实施方式中，所述主喷射被分成三个子喷射。按照本发明也可以规定，将所述主喷射分成两个或者更多数目的子喷射。

在一种设计方案中也可以规定，将按本发明的处理方式应用到确定噪声的子喷射上并且/或者应用到形成力矩的子喷射上。这意味着，不再在预喷射与主喷射之间进行区分。而是将现有技术中的预喷射和主喷射分成至少三个子喷射，其中按照按本发明的处理方式来确定所述子喷射的间隔和/或所述喷射量的分配情况。

按照本发明已经发现，如果在所述确定噪声的喷射的范围内并且尤其是在与现有技术中的主喷射和/或预喷射相对应的子喷射的过程中在所述曲轴转角范围内的压力变化dP/da几乎是恒定的，则产生低噪声的燃烧连同较低的燃料消耗和较少的废气排放。在此，此外按本发明已经发现，通过调节所述子喷射的间隔并且/或者通过调节分配到所述子喷射上的量的分配情况可以影响压力变化的曲线。

此外已经发现，如果在所述曲轴转角的范围内的燃烧率在确定噪声的喷射的范围内并且尤其在两个与现有技术中的主喷射相对应的子喷射之间没有下降到零，则产生低噪声的燃烧连同较低的燃料消耗和较少的废气排放。在此，此外按照本发明已经发现，通过调节所述子喷射的间隔并且/或者通过调节分配到所述子喷射上的量的分配情况可以影响所述燃烧率的曲线。

因此，通过子喷射的喷射量的减小或者通过其持续时间的减少，可以降低为所述子喷射的压力变化分配的局部最大值的高度。通过缩短所述子喷射之间的间隔可以降低所述压力变化的局部最小值的深度。

按照本发明，通过这些措施来如此确定所述子喷射的间隔和分配到各个子喷射上的燃料量的分配情况，从而产生所述压力变化的尽可能恒定的曲线。这意味着，根据所述燃烧室压力在曲轴转角范围内的变化的波动性来预先给定所述子喷射的持续时间和所述子喷射的间隔。将各个子喷射在总量中所占的份额称为所述燃料量的“分配情况”。这种份额通常作为百分比来给出或者被保存在存储器或者组合特性曲线（Kennel）中。在此，将除了预喷射和所附加的后喷射之外还向由燃机提供的力矩提供份额的燃料量称为总量。

下面对一种用于确定分配到子喷射上的喷射量的分配情况以及所述子喷射的间隔的特别有利的适应处理方法进行描述。

在第一步骤200中以环境参量和运行特征参量为出发点来确定全部的喷射量并且将其分配到预先给定数目的子喷射上。利用这些如此确定的、用于所述子喷射的喷射量以及用于所述子喷射的间隔来计算用于对所述喷射器110加载的操控信号A。用该操控信号来操控所述喷射器110。

在紧接着的第二步骤220中，确定在角度位置范围内的压力变化dP/da的曲线。如果对每个气缸来说都存在燃烧室压力传感器，那就将其输出信号用于计算所述压力变化。如果没有相应的传感器可用，则可以使用用于所述压力变化的替代信号。此外，可以规定，以其他能够容易地测量的参量、例如转速来计算所述燃烧室压力、所述压力变化或者所述替代信号。

在紧接着的第三步骤300中检查，所述压力变化是否足够恒定。如果不是这种情况，则跟随着进行第四步骤400。这意味着要检查，所述压力变化是否遵循预先给定的目标曲线。

如果所述压力变化足够恒定，那就将分配到子喷射上的分配情况和所述子喷射的间隔用于在第一步骤200中进一步确定所述子喷射的喷射量及间隔。

在第四步骤400中，对在角度位置范围内的压力变化的曲线进行测评。因此，例如确定所局部的最大值和局部的最小值，并且将其分配给各个子喷射。此外确定局部的最大值的间隔。

在第五步骤500中确定所述局部的最大值，对于该局部的最大值来说所述压力变化具有最大的数值。以特定的量为幅度降低为这个最大值分配的子喷射的喷射量。以所述相应的量为幅度来如此提高其余子喷射的喷射量，使得总喷射量保持不变。在一种特别有利的设计方案中可以规定，根据其余的局部最大值的高度和曲轴转角位置来分配这种喷射量。

在第六步骤600中确定所述局部的最小值。每个局部的最小值都被分配给两个子喷射。这两个所分配的子喷射之一在所述局部的最小值之前并且另一个子喷射在所述局部的最小值之后。对于所述局部的最小值而言，所述压力变化具有所述最小的数值，对于该局部的最小值而言，缩小这两个被分配给该最小值的子喷射之间的间隔。

用这些如此确定的、用于子喷射的喷射量以及用于所述子喷射的间隔来计算用于对所述喷射器110加载的操控信号A。用该操控信号来操控所述喷射器110。随后进行所述第二步骤。

在一种实施方式中也可以规定，根据所述压力变化的、与该压力变化的平均值的偏差来预先给定所述子喷射的持续时间和所述子喷射的间隔。在这种情况中，确定所述压力变化特定角度范围内的平均值。而后确定与该平均值的相应的差。如果所述压力变化大于所述平均值，则降低相应的子喷射的持续时间。如果所述压力变化小于所述平均值，则减小相应的子喷射的间隔。在这种设计方案中有利的是，需要较少的迭代步骤，直至进行最佳的燃烧。

按照本发明，可以在试验台上应用内燃机的过程中实施上面所描述的方法。在这种情况中，用上述方法来确定分配到所述子喷射上的分配情况以及所述子喷射的间隔，并且根据所述内燃机的环境条件和运行特征参量将其尤其作为组合特性曲线保存在存储器中。在所述内燃机正常地运行时，从所述存储器中读出这些参量并且将其用于计算所述子喷射的喷射量和间隔。在这种实施方式中有利的是，在所述内燃机的正常的运行中不需要用于对燃烧室进行检测的传感器。不利的是，必须根据大量的、表示出运行状态和/或环境条件的特征的参量来确定所述参量并且将其保存在存储器中。在此，在试验台上以及在存储空间上进行所述确定时的开销随着所考虑的参量的数目而显著上升，其中所述方法的精度随着所考虑的参量的更多的数目而得到改善。

在一种优选的实施方式中，在调整的意义上使用所描述的方法。在此需要的是，存在例如用于对燃烧室压力进行检测的相应的传感器。在所述内燃机的正常运行中如上面所描述的那样确定分配到所述子喷射上的分配情况以及所述子喷射的间隔并且将其用在接下来的喷射中。

在这种情况下不利的是，传感器的开销更大。此外，在所述运行状态和/或环境条件的每种变化的情况下必须重新学习所述数值。

在另一种优选的实施方式中规定，所述方法被设计用于对所保存的、用于所述分配情况和间隔的数值进行适应处理。在这种设计方案中，根据较少的运行状态和环境条件在应用的范围内或者在首次启用时确定所述子喷射的分配情况和间隔。在正常的运行中，用上述方法来确定用于所述分配情况及间隔的数值，并且将其用在接下来的喷射中。如果相应所确定的数值偏离所保存的数值，则用新确定的数值来覆盖所保存的数值。在此涉及利用以所习得的数值为基础的预控制来进行的调整。

这种实施方式具有以下优点：明显地降低在应用时的开销。通过这种处理方式明显地缩短了直至在条件变化时重新被学习的数值的持续时间。如果根据通常快速变化的参量来保存所述数值，则尤其出现上述情况。