用于识别在燃烧室壁上沉积的燃料的方法与流程

本发明涉及一种用于识别在具有进气管喷射和直接喷射的内燃机的燃烧室的壁上沉积的燃料的方法以及一种用于实施该方法的计算单元和计算机程序。

背景技术：

一种用于在汽油机中喷射燃料的可能的方法是进气管喷射，其越来越多地被燃料直接喷射接替。后一种方法导致在燃烧室中的显著更好的燃料分布并且因此导致在较小的燃料消耗下的更好的功率输出。此外也存在具有进气管喷射和直接喷射的组合，即所谓的双系统的汽油机。这正由于越来越严格的排放要求或排放极限值而是有利的，因为进气管喷射例如在平均的负荷范围中导致比直接喷射更好的排放值。相反，在全负荷下直接喷射实现例如所谓的爆震的减少。

尤其是在借助于直接喷射被引入到内燃机的燃烧室中的燃料的情况下，可以在燃烧室的壁上形成燃料膜。

技术实现要素：

按照本发明建议具有独立权利要求的特征的一种用于识别在内燃机的燃烧室的壁上沉积的燃料的方法以及一种用于实施该方法的计算单元和计算机程序。有利的设计方案是从属权利要求以及以下的说明的内容。

本发明的优点

在本发明的范围中，如果识别出参加燃烧的空气燃料混合物与被引入燃烧室中的燃料量的偏差，则可以特别简单地推断出在燃烧室的壁上沉积的燃料。

在空气燃料混合物以尽可能最佳的空燃比在燃烧室中均匀分布的情况下，燃料可以尽可能最佳地燃烧，由此留下尽可能少的有害物质，其例如可以在催化器中被进一步处理和/或排放到环境中。但是如果现在例如燃料被引入燃烧室中，其没有变成空气燃料混合物的一部分，而是例如沉积在燃烧室的壁上和/或在此情况下进入在燃烧室的壁上的润滑膜中，尤其是靠近活塞处，则这可以导致较差的排放值。但是通过建议的方法现在可以非常简单地识别出在燃烧室的壁上的这种燃料的沉积。只有当两个燃料量的偏差大于一个阈值时，所述的偏差在此情况下例如也才被识别，以考虑可能的测量精度。由此也可以非常简单地采取合适的对策，例如改变直接喷射，尤其是减少借此要引入的燃料量，该燃料量一般地对在燃烧室壁上的燃料负责。以这种方式可以不仅通过改善的空气燃料混合物改善排放和燃料消耗，而且例如避免活塞磨损，因为润滑膜较少地被沉积的燃料损坏。这相应地也导致较少的维护工作。

优选地，确定在燃烧室的废气中的λ值，并且如果依据被引入燃烧室中的燃料量预期的λ值与被确定的λ值相偏离，那么识别出偏差。一般地借助于在废气管中的λ探测器确定的λ值允许说明在燃烧室中参加燃烧的空气燃料混合物的空燃比。现在可以针对给定的燃料量和相应的所属的空气量确定一个预期的λ值。如果将实际确定的λ值与在理论上针对引入燃烧室中的和完全参加空气燃料混合物的燃料量所预期的λ值相比较并且确定一个偏差，那么由此可以推断出所属的燃料量的一个偏差。在此情况下完全不需要反算出实际参加空气燃料混合物的燃料量。如果如通常的那样对λ值进行调节，那么在预期的λ值即目标值和测量的λ值即实际值之间通常总是存在小的偏差，随后例如进行喷射量的匹配（调整）。在这种情况下通常注意较大的偏差，以便识别出或被看作是被识别出在本方法的意义上的偏差。

有利地，在考虑一个模型和/或储存的值下确定所述基于被引入燃烧室中的燃料量所预期的λ值。对于所述模型或储存的值例如可以以一个参考系统为基础，如其例如可以借助于模拟和/或测试试验来确定的那样。以这种方式可以非常简单和快速地确定所述基于被引入燃烧室中的燃料量所预期的λ值。

有利地，如果已经推断出在燃烧室的壁上沉积的燃料，那么对于至少一个以后的燃烧循环限制和/或减少要借助于直接喷射引入燃烧室中的燃料量。如已提及的那样，一般地直接喷射为燃料在燃烧室壁上的沉积负责。因此，例如可以借助于直接喷射将比能够与空气混合成空气燃料混合物更多的燃料引入燃烧室中。然后例如可以在随后的喷射过程中限制要借助于直接喷射最大地引入的燃料量或者也可以按比例地减少，如果例如也还能够提高空气量的话。这实现简单地避免沉积的燃料。

优选地，如果已经推断出在燃烧室的壁上沉积的燃料，那么对于至少一个以后的燃烧循环改变一个为要借助于直接喷射引入燃烧室中的燃料量而设置的喷射模式。对于引入的燃料量过多的情况，备选地或附加地，也可能的是，尽管例如借助于直接喷射引入的燃料量可以与空气混合，但是被过快地引入。在此处此时例如可以进行喷射过程的匹配，例如通过提高具有分别较小的喷射量的喷射脉冲数量。这也实现简单地避免沉积的燃料。

有利的是，此外对于至少一个以后的燃烧循环将一个由于被改变的直接喷射而缺少的燃料量借助于进气管喷射引入燃烧室中。以这种方式总体上要引入燃烧室中的燃料量可以保持相同，即不需要忍受功率损失，但是同时地保持所述的优点即例如改善的排放值。这尤其在利用双系统，即进气管喷射和直接喷射的组合下是可能的，该双系统实现对在两个喷射方式上的分配的简单的改变。

优选地，如果对于至少一个以后的燃烧循环被改变的直接喷射包括比正常的直接喷射大于一个阈值的改变，那么推断出所述直接喷射的功能受限。由于一般地在设计燃料喷射器时试图实现在燃烧室壁上的尽可能少的燃料沉积，如果仍然在燃烧室壁上存在非常高的燃料沉积，那么可以由此认为在相关的燃料喷射器中存在功能受限。这种功能受限例如可以由于在燃料喷射器处或里面的沉积物和/或燃料喷射器的磨损或缺陷产生。因此建议的方法由此也实现对喷射系统，尤其是直接喷射（系统）的非常简单的故障诊断。

一种按照本发明的计算单元，例如机动车的控制器，尤其是发动机控制器，尤其是以编程技术的方式，被设置用于实施按照本发明的方法。

以计算机程序的形式实施本方法也是有利的，因为这产生特别小的费用，尤其是当执行的控制器还被用于其它的任务并且因此反正存在时。用于提供计算机程序的合适的数据载体尤其是磁的、光的和电的存储器，例如硬盘、闪存、EEPROM，DVD等等。通过计算机网络（互联网、局域网等等）下载程序也是可能的。

本发明的其它的优点和设计方案由说明书和附图得出。

本发明借助于实施例在附图中示出并且在下面参照附图进行描述。

附图说明

图1a和1b示意地示出两个内燃机，它们可以针对按照本发明的方法来考虑。

图2示意地示出一个内燃机的一个气缸，它可以针对按照本发明的方法来考虑。

图3示意地示出在一个优选实施方式中的按照本发明的方法的流程图。

具体实施方式

在图1a中示意地和简化地示出内燃机100，其可以被考虑用于按照本发明的方法。举例而言该内燃机100具有四个燃烧室103和一个进气管106，进气管连接到每个燃烧室103上。

进气管106在此具有用于每个燃烧室103的燃料喷射器107，其布置在靠近燃烧室之前的进气管的相应的部段中。燃料喷射器107由此用于进气管喷射。此外每个燃烧室103具有用于直接喷射的燃料喷射器111。

在图1b中示意地和简化地示出另一个内燃机200，其可以被考虑用于按照本发明的方法。举例而言该内燃机100具有四个燃烧室103和一个进气管206，进气管连接到每个燃烧室103上。

进气管206在此具有用于全部燃烧室103的公共的燃料喷射器207，其例如在一个在此处没有示出的节流阀之后不远处布置在进气管中。第一燃料喷射器207由此用于进气管喷射。此外每个燃烧室103具有用于直接喷射的燃料喷射器111。

两个示出的内燃机100和200由此具有所谓的双系统，即具有进气管喷射（系统）和直接喷射（系统）。区别仅仅在于进气管喷射的方式。例如在图1a中示出的进气管喷射允许单独地为每个燃烧室进行燃料配量，如这可以应用于高级内燃机那样，而在图1b中示出的进气管喷射在其结构上和其控制上是更简单的。这两个示出的内燃机尤其可以是汽油机。

在图2中示意地和简化地，但是比在图1a中更详细地，示出内燃机100 的气缸102。气缸102具有燃烧室103，其通过活塞104的运动被扩大或缩小。该内燃机尤其可以是汽油机。

气缸102具有进气阀105，用于将空气或燃料空气混合物引入燃烧室103中。空气经由进气管106被输入，其作为一个空气供给系统的部件，燃料喷射器107位于该部件处。吸入的空气经由进气阀105被引入气缸102的燃烧室103中。在空气供给系统中的节流阀112用于调节进入气缸102的要求的空气质量流。

内燃机可以在进气管喷射过程中运行。借助于燃料喷射器107，在这个进气管喷射过程中燃料被喷入进气管106中，由此在那里形成空气燃料混合物，其经由进气阀105被引入气缸102的燃烧室103中。

内燃机也可以在直接喷射的过程中运行。为此目的，燃料喷射器111被安装在气缸102上，用于将燃料直接地喷入燃烧室103中。在这种直接喷射情况下，用于燃烧需要的空气燃料混合物直接地在气缸102 的燃烧室103中形成。

气缸102此外具有点火装置110，用于产生点火火花，以便启动在燃烧室103中的燃烧。

燃烧废气在燃烧之后被从气缸102经由废气管108排出。该排出依据排气阀109的打开来进行，排气阀也布置在气缸102上。进气阀和排气阀105，109被打开和关闭，用于以已知的方式实施内燃机100的四冲程运行。在废气管108中设置λ探测器121，借此可以确定在废气中的残余氧含量，由此又可以推算出在燃烧室中的空燃比。

内燃机100可以以直接喷射、以进气管喷射或在一种混合运行中运行。这实现依据瞬时运行点来选择用于运行内燃机100 的各最佳运行方式。因此，内燃机100例如可以在一种进气管喷射运行中运行，如果它在低的转速和低的负荷下运行的话，和它可以在一种直接喷射运行中运行，如果它以高的转速和高的负荷运行的话。但是在一个大的运行范围上有意义的是，使内燃机100在一个混合运行中运行，其中要供给燃烧室103的燃料量按比例地通过进气管喷射和直接喷射被供给。

此外，设计成控制器115的计算单元被设置用于控制内燃机100。控制器115可以在直接喷射、进气管喷射或混合运行中运行内燃机100。此外控制器115也可以包括λ探测器121。

参照图2详细解释的内燃机100的工作方式也可以转用到内燃机200上，区别仅仅在于，为全部的燃烧室或气缸仅仅设置一个公共的燃料喷射器。因此在进气管喷射在或在混合运行中在进气管中的惟一的燃料喷射器被持久地控制。

在图3中示意地示出在一个优选实施方式中的按照本发明的方法的流程。首先，可以确定在一个燃烧循环中设置的并且引入燃烧室中的燃料量。这例如可以依据燃料喷射器的控制时间和每单位时间由燃料喷射器输出的燃料量实现。在此要注意的是，不仅借助于进气管喷射而且借助于直接喷射设置的燃料量都是重要的，因为两种方式的喷射都输出在燃烧室中燃烧的燃料。

现在例如借助于储存的值W。例如针对一个参考系统或比较系统，确定一个对应于燃料量M_ist的λ值λ_soll。λ值λ_soll在此对应于一个如当全部燃料量M_ist为在燃烧室中形成空气燃料混合物做贡献时，其由λ探测器在废气管中测量的这样的λ值。λ值λ_soll由此对应于基于被引入到燃烧室中的燃料量所预期的λ值。

此外可以借助于λ探测器确定实际的λ值λ_ist，如其在实际的燃烧循环中出现的。两个λ值λ_soll和λ_ist现在可以相互比较并且如果它们相互相偏离，尤其是偏离大于一个阈值，那么可以识别出一个偏差A，由此可以推断出在燃烧室的壁上的燃料的沉积。

尤其是在此要说明的是，在内燃机中一般地都要进行对λ值的调节。在此，作为调节参数，可以使用燃料喷射器的控制时间。如果现在出现λ值的目标值的很小的偏差，那么可以这样地改变燃料喷射器的控制时间，使得λ值接近目标值。

在这种调节的范围中现在可以规定，如果λ值λ_ist非常大地，尤其是以大于一个确定的阈值地，偏离于λ值λ_soll，则识别出在本发明的意义上的偏差。这种大的偏差例如被识别为在调节过程中的一种不连续性（不稳定性）。

在识别的偏差A的情况下，现在例如也可以改变用于随后的燃烧循环的直接喷射的喷射模式。因此，例如可以提高喷射脉冲数量，由此同一个燃料量被分布在多个喷射脉冲上，这一般地导致较好的混合物形成。

备选地或附加地，例如也可以限制用于随后的燃烧循环的、借助于直接喷射引入燃烧室中的燃料量M_D。因此，例如可以防止将比用于形成混合物更多的燃料借助于直接喷射引入到燃烧室中。与此相关地，此时也可以相应地提高要借助于进气管喷射引入到燃烧室中的燃料量，由此总体上用于燃烧循环被引入燃烧室中的燃料量保持不变。当然，例如可以相应地改变或考虑基于改变的负荷要求必需的、被改变的燃料量。