用于确定燃料注入曲线的方法与流程

对具有多个注入事件(注入事情)的复杂注入策略的应用具有改善热力学上的发动机行为的潜力。然而，实现这些复杂的燃料注入曲线是校准技术上的挑战。

燃烧调节器可以直接被用在发动机控制器上。然而，这样的应用对控制器有特殊要求，当前的串联控制器无法容易地满足这些要求。

文献de102007012604a1涉及一种用于调节直喷式燃烧发动机的注射器的注入的方法及其对应的装置。提出了一种基于气缸压力曲线的调节，所述气缸压力曲线以相对于曲轴位置进行存储的方式而存在。所述调节包括在至少一个气缸中的整个注入曲线。

文献de102016116868a1涉及一种用于为燃烧发动机的发动机调节提供至少一个调节基础的方法，其中，通过发动机调节能够执行对基于所述至少一个控制基础的燃烧发动机的运行器件的调节后的设定。

本发明的目的是将对复杂的燃料注入曲线进行校准的耗费最小化。

根据第一方面，该目的通过一种用于确定向燃烧发动机中的燃料注入曲线的方法来实现，该方法包括以下步骤：提供理想燃烧曲线的数据；测量实际燃烧曲线的数据；并且改变燃料注入曲线，从而使得实际燃烧曲线接近理想燃烧曲线。通过该方法，可以以简单且快速的方式获得燃料注入曲线，利用该燃料注入曲线可以实现最佳的理想燃烧曲线。通过给定的方案，可以在简单的、已建立的控制器上应用所获得的燃料注入曲线。

在该方法的技术上有利的实施方式中，由燃烧室中的与曲柄角相关的压力来给出理想燃烧曲线。由此，例如实现了技术上的优点，可以以角度精确的方式来实现和适配针对一个循环的实际燃烧曲线。

在该方法的另一个技术上有利的实施方式中，由气缸压力传感器来测量实际燃烧曲线。由此，例如实现了可以以简单的方式方法来确定实际燃烧曲线的技术优点。

在该方法的另一个技术上有利的实施方式中，使理想燃烧曲线与实际燃烧曲线之间的偏差最小化。由此，例如实现了获得最佳适配的燃料注入曲线的技术优点。

在该方法的另一个技术上有利的实施方式中，理想燃烧曲线与实际燃烧曲线之间的偏差是基于各个偏差的二次方的总和来确定的。由此，例如实现了可以以简单且快速的方式方法来确定所述偏差的技术优点。

在该方法的另一个技术上有利的实施方式中，根据发动机的运行点来预先给定理想燃烧曲线。由此，例如实现了针对燃烧发动机的不同运行点获得各自适配的燃料注入曲线的技术优点。

在该方法的另一个技术上有利的实施方式中，将燃料注入曲线转换成针对注射器的操控数据。由此，例如实现了可以将操控数据直接传递到控制器以操控注射器的技术优点。

在该方法的另一个技术上有利的实施方式中，将操控数据写入用于操控注射器的电子控制器中。由此，例如实现了可以将控制器直接用于操控注射器以进行燃料注入的技术优点。

在该方法的另一个技术上有利的实施方式中，电子控制器可以与发动机的运行点相关地来选择操控数据。由此，例如实现了即使在不同的运行点也高效地操控注射器的技术优点。

根据第二方面，该目的通过一种发动机系统来实现，该发动机系统具有：用于提供理想燃烧曲线的数据的数据存储器；用于测量实际燃烧曲线的数据的传感器；以及用于改变燃料注入曲线的燃烧调节器，从而使得实际燃烧曲线接近理想燃烧曲线。通过该发动机系统，实现了与根据第一方面所述的方法一样的技术优点。

在发动机系统的技术上有利的实施方式中，该发动机系统包括用于测量实际燃烧曲线的气缸压力传感器。由此，例如同样实现了可以以简单的方式方法来确定实际燃烧曲线的技术优点。

在该方法的另一个技术上有利的实施方式中，燃烧调节器被适配成用于使理想燃烧曲线与实际燃烧曲线之间的偏差最小化。由此，例如实现了可以确定理想燃烧曲线与实际燃烧曲线之间的偏差的技术优点。

在该发动机系统的另一个技术上有利的实施方式中，燃烧调节器被设计成用于将燃料注入曲线转换成针对注射器的操控数据。由此，例如同样实现了可以在用于注射器的控制器中使用所述操控数据的技术优点。

在发动机系统的另一个技术上有利的实施方式中，燃烧调节器被设计成用于将操控数据写入控制器中。由此，例如同样实现了可以以简单方式来配置所述控制器的技术优点。

在发动机系统的另一个技术上有利的实施方式中，燃烧调节器由数字电路或软件模块形成。由此，例如实现了实现快速确定燃料注入曲线的技术优点。

在附图中展示了本发明的多个实施例并且以下将对其进行更详细的说明。

在附图中：

图1示出该方法的示意图；

图2示出该方法的框图；并且

图3示出发动机系统的示意图。

图1示出了用于确定燃烧发动机100中的燃料注入曲线的方法的示意图。燃烧发动机100例如是柴油发动机，其中，所注入的燃料借助于燃烧空气在燃烧室107中自燃，所述燃烧空气通过压缩被加热。然而，一般而言，燃烧发动机可以是任何用燃料驱动的发动机，其中，使用专门的燃料注入曲线。

为了将用于对复杂的燃料注入曲线进行校准的耗费最小化，首先预先给定理想燃烧曲线101，借助该理想燃烧曲线对整个燃烧过程进行调节。最佳的理想燃烧曲线101是依赖于运行点(例如转速或荷载)和/或其他条件(例如发动机温度、燃烧模式或环境条件)来限定的。理想燃烧曲线101例如可以被综合限定并预先给定为与曲轴角度有关的压力曲线或热量曲线。

理想燃烧曲线101的合成组成考虑了各个特征，例如峰值压力、峰值压力梯度、最大热量释放或燃烧重点位置。这些燃烧特征典型地就最佳燃烧行为而言是通过实验来确定的。其他可能的指标是燃烧噪声、燃料消耗、效率或排放行为。以这种方式，可以提供理想燃烧曲线101，该理想燃烧曲线在发动机特性或消耗特性方面在技术上是特别有利的。理想燃烧曲线101可以预先给定为具有呈数字形式的数据的数据组，例如一组值，其为每个曲柄角指配压力。

一旦确定了理想燃烧曲线101，就通过燃烧发动机上的电子燃烧调节器111对其进行调节。燃烧调节器111自动产生燃料注入曲线105。所述燃料注入曲线105包括具有相应注入开始和结束时刻或液压的燃料注入量和注入时刻的多个不同注入事件(注入事情)。

接着，测量燃烧发动机100中的实际燃烧曲线103。例如可以由气缸压力传感器109提供反馈信号(feedback-signal)作为实际燃烧曲线103。气缸压力传感器109例如包括压电元件，该压电元件根据燃烧室中的压力产生对应的电压降。然而，一般而言，作为气缸压力传感器109，可以使用允许确定燃烧室中的相应大小的任何装置。此外，燃烧发动机100包括用于确定曲轴的瞬时角度(曲柄角)的装置。由此，例如可以测量燃烧室107中所测量的与曲柄角相关的压力作为实际燃烧曲线103。在此，实际燃烧曲线103也可以作为具有呈数字形式的数据的数据组来获得，例如作为一组值，其为每个曲柄角指配压力。

接着，将实际燃烧曲线103与理想燃烧曲线101进行比较。在理想燃烧曲线101与实际燃烧曲线103之间确定偏差。例如，这可以基于最小二次方的方法的来执行，其中两条曲线之间的各个偏差被平方并且然后求和。计算值越高，燃烧曲线101与103之间的偏差越大。

电子燃烧调节器111评估所计算的偏差并改变燃料注入曲线105，从而使得实际燃烧曲线103接近理想燃烧曲线101。为此目的，电子燃烧调节器111可以改变所使用的燃料注入曲线105。例如，燃烧调节器111改变相应的注入开始和结束时刻或液压的燃料注入量和注入时刻、增加或减少注入事件的数量、或改变注入事件之间的间隔。燃料注入曲线105的这些变化可以基于预先给定的算法来进行，从而获得针对偏差的局部或全局最小值。

可以重复改变过程，直到实际燃烧曲线103与理想燃烧曲线101之间的偏差最小化。燃烧调节器111识别与之相关联的、针对最小偏差的燃料注入曲线105。燃烧调节器111例如由数字电路或对应的软件模块形成。

如果找到最合适的燃料注入曲线105，则可以从燃料注入曲线105计算出针对注射器的操控数据。例如，通过相对于燃料注入曲线105的预先给定的时间上的提前来获得操控信号，以便考虑注射器的反应时间。

最后，可以将计算出的操控信号传输并写入控制器113的数字存储器中，从而这可以通过操控注射器来实现获得与理想燃烧曲线101的偏差最小的实际燃烧曲线103。这样校准的控制器113最终可以用于控制燃烧发动机100，而为此不需要先前所使用的燃烧调节器111。

此外，对于燃烧发动机100的各个运行点而言，可以将相应操控数据写入控制器113中，从而使得控制器113可以根据燃烧发动机100的运行点或状况来选择合适的注射器操控数据。由此，可以改善具有直喷式汽油和柴油发动机的驱动系的排放行为。

图2示出了用于确定向燃烧发动机100中的燃料注入曲线的方法的框图。在步骤s101中，首先将理想燃烧曲线101的数据提供给燃烧调节器111。在步骤s102中，测量实际燃烧曲线103的数据并将其提供给燃烧调节器111。燃烧调节器111确定并量化理想燃烧曲线101与实际燃烧曲线103之间的偏差。在步骤s103中，改变或修改燃料注入曲线105，使得实际燃烧曲线103接近理想燃烧曲线101。然后可以重复步骤s102和s103，直到理想燃烧曲线101与实际燃烧曲线103之间的偏差低于预先给定的极限值。

由此，可以快速且高效地获得燃料注入曲线105，其尽可能精确地产生理想燃烧曲线101。

图3是用于确定燃料注入曲线105的发动机系统200的示意图。

发动机系统200包括数据存储器117，其用于提供预先给定的理想燃烧曲线101的数据并用于存储关于燃料注入曲线105的数据，例如硬盘或随机存取存储器(ram)。此外，发动机系统200包括用于测量燃烧室107中的实际燃烧曲线103的数据的传感器203。燃烧调节器111用于改变燃料注入曲线105，从而使得实际燃烧曲线103接近理想燃烧曲线101。

燃烧调节器111包括处理器115，其用于处理理想燃烧曲线101和实际燃烧曲线103的数据并用于计算理想燃烧曲线101与实际燃烧曲线103之间的偏差。此外，处理器能够改变所存储的燃料注入曲线105，从而使得理想燃烧曲线101与实际燃烧曲线103之间的偏差减小。由此，可以以简单的方式通过燃料注入曲线105获得理想燃烧曲线101。

因此，通过燃烧调节器111在发动机校准阶段在发动机测试状态下通过开发控制器或直接通过测试台自动化来确定与运行点相关的所述相应燃料注入曲线105并将其存储在特征图谱中。然后，将针对燃料注入曲线105的由此产生的特征图谱传送到串联的控制器113上。然后，控制器113能够操控燃烧发动机100，而该燃烧发动机为此不需要气缸压力传感器109。然而，可以可选地添加气缸压力传感器109。

结合本发明的单个实施方式阐述和示出的所有特征均能够以不同的组合在发明的主题中提出，以便同时实现其有利的作用。

所有方法步骤都能够通过适合执行各方法步骤的装置来实施。所有由本主题的特征实施的功能都可以是是方法的方法步骤。

本发明的保护范围通过权利要求给出并且不限于在说明书中阐述或附图示出的特征。

附图标记清单

100燃烧发动机

101理想燃烧曲线

103实际燃烧曲线

105燃料注入曲线

107燃烧室

109气缸压力传感器

111燃烧调节器

113控制器