用于驱动双燃料内燃机的方法和装置的制造方法_5

文档序号:9650346阅读:来源:国知局
气缸A1、Α2或A3、Α4或Α5、Α6或Α7、Α8-组合成一组,并且为每一组而不是为一个独立的气缸都规定喷射。
[0095]尤其可以附加地或替代地在第三变型方案中针对全部数量的气缸顺序地进行点火射束喷射,也就是说,针对多个气缸分别单独地相继地或者针对多个气缸组相继地在时间上接续地进行喷射。优选的喷射顺序是,针对每个气缸都在工作循环开始时或者在工作循环的开始区域内进行喷射。这种做法导致在整个发动机的燃烧周期内或者在相应气缸的各自的工作循环的燃烧周期内对λ值的改善性的控制。附加地或替代地,原则上可以为每个气缸都进行多重喷射。
[0096]特别地,这种做法或类似做法相比于针对全部气缸的同时喷射来说是有利的,或者相比于在弯头中针对全部气缸的中央喷射来说是有利的。组合以喷射系统10的在图1中示出的共轨系统,多重喷射特别是当直接喷射到气缸室中时已表明是有益的。此外,根据当前的实施方式,就双燃料内燃机而言,当在气缸室中直接喷射时,顺序的多重喷射已表明是适宜的。
[0097]另外已知的是,按照双燃料内燃机设计方案,例如在Α、Β之间进行工作状态转变时,提高柴油份额并非始终都是有利的,特别是在A'、Β'之间进行工作状态转变时更是如此;按照该设计方案的基本假设,双燃料内燃机宁可在点火射束工作中覆盖负荷,也不愿在柴油工作中未覆盖负荷。换句话说,柴油燃料DL的份额应保持较小;这有利于燃烧燃气消耗。这即使在指配给低负荷区域的工作状态下原则上也应可实现;即特别是可由柴油工作引起但紧邻柴油工作的那些工作状态,比如对于图2的工作状态Β、Β'就是这种情况。
[0098]在根据该设计的同样原则性的另一方案中规定,在处于切换区域附近的工作状态转变时,对双燃料内燃机的发动机进行节流。优选为此使得在进气道30上的节流机构、这里特别是在增压段33上的发动机节流阀82、尤其是在第一和/或第二增压段33.Α、33.Β上的第一和/或第二发动机-节流阀阀瓣82.Α、82.Β,朝向关闭位置移动。
[0099]如图3Α中针对控制模块200示意性地示出,这特别有利地导致在柴油工作期间在接收器容腔81这里具体为第一和/或第二接收器容腔81.Β、81.Α中的接收器压力p5_实际、DB降低。这使得当前的接收器压力p5_实际、DB有利地下降到在进气道的接收器容腔81中的对于点火射束工作有利的接收器压力p5_给定、ZB的值或其以下的值。但至少要满足如下条件:所力求的或最小的接收器压力p5_给定、DB或p5_MIN、DB处于对点火射束工作有利的接收器压力p5_给定、ZB以下。
[0100]如果在模块200中满足了该条件201,接下来就可以检查在图3A中所示的回滞条件202,并在步骤203中进行切换。
[0101]具体地,回滞条件202可以是图3B的用于从柴油工作DB到点火射束工作ZB的切换过程的回滞条件202.1,或者是图3C的用于从点火射束工作ZB到柴油工作DB的回滞条件202.1。回滞条件202.1表示可接受的阈值范围kl,对于该阈值范围来说,实际上的接收器压力p5_实际低于在接收器容腔81中的接收器压力p5_给定、ZB的对于点火射束工作有利的给定-压力。回滞条件202.2表示可接受的阈值范围k2,对于该阈值范围来说,实际上的接收器压力p5_实际低于在接收器容腔81中的接收器压力p5_给定、DB的对于柴油工作有利的给定-压力。
[0102]如果接收器容腔81中的实际值p5_实际和给定值p5_给定的差低于阈值kl或k2,则可以特定于气缸地进行切换。因而在满足回滞条件202.1的情况下可以特定于气缸地激活燃气喷嘴,附加地尚仅能喷射预定的点火射束量。在控制模块200的步骤203中,由此引发从柴油工作DB(0)到点火射束工作ZB(1)的工作方式切换。
[0103]相反,在满足回滞条件202.2的情况下可以特定于气缸地去激活燃气喷嘴,且双燃料内燃机100可以在柴油工作中运行。因而可以在控制模块200的步骤203中引发从点火射束工作ΖΒ(0)回到柴油工作DB(1),如果满足回滞条件202.2,即对于如下情况:接收器容腔81中的接收器压力p5在点火射束工作ZB中为在接收器容腔81中的对于柴油工作DB有利的接收器压力P5或处于其附近;因而如所述,p5_实际和p5_给定、DB之间的差低于阈值k2。
[0104]在图4中示出了在从柴油工作DB开始转变为点火射束工作ZB时优选利用发动机节流阀82特别是第一和/或第二发动机-节流阀阀瓣82.A、82.B对发动机10进行附加节流的时间变化曲线。图4在上面针对柴油工作DB中的时间t_DB且针对点火射束工作中的时间t_ZB示出发动机扭矩Md_给定作为给定值;在tl和t2之间的时间段t的过渡区域中是具有上升的发动机扭矩Md的斜坡。
[0105]为此在图4A中示出了上升的用于点火射束工作的在接收器容腔81内的接收器压力P5给定、ZB,且作为在时间点tl和t2之间的切换时段的时段t期间用于柴油工作的给定值p5_给定、DB(原则上也可以示出实际值p5_实际、DB),其中,后者是时间t内基本上恒定的参数;原则上有利的是,针对一定的p5_给定、DB,在柴油工作DB与点火射束工作ZS (通常为燃气工作ZB)之间进行切换,但这种切换在比较高的接收器压力p5 >情况下且在比较晚的时间点C + A t时才进行。相反,若接收器容腔81中的p5实际、DB通过节流而下降-这里为通过设定下降的给定值p5_给定、DB,p5的实际值就会随着时间而下降;这会导致在比较早的时间点t'切换为点火射束工作,而且是在已经相当小的接收器压力p5<情况下切换。如图2中所示,点火射束区域ZB的区域因而增大超过比如在无节流情况下存在的特性曲线族区域。
[0106]已表明,接收器容腔81中的接收器压力p5实际可能会下降,特别是?5_实际可能会下降到作为阈值的P5_给定、ZB以下,或者下降到p5_给定、DB以下,这取决于在第一种情况下切换至点火射束工作ZB或者在第二种情况下切换至柴油工作DB。按照特别优选的方式,将P5用作切换工作参数,以便即使在切换过程中也使得燃气的λ_给定、ΖΒ值即在燃气工作时的ΖΒ或者在柴油工作中的λ _给定、DB值DB保持在优选的范围内。
[0107]λ_给定、ΖΒ对ρ5_给定、ΖΒ的影响,将具体地基于图2,针对燃气工作借助图6的控制结构予以介绍。
[0108]首先参照图5简单地介绍针对在进气道30上的节流机构而言,用于实施节流过程的控制模块从采用工作DB起是如何工作的。图5针对柴油工作的第一种工作状态示意性地示出控制模块300的结构。控制模块300主要具有第一控制段或控制单元310,用于在柴油工作中控制柴油喷射量)_DB0第二控制段或控制单元320被设计用于控制压缩机-旁通管-节流阀72的和/或涡轮机-旁通管-节流阀72的迎角,在这里,特别是其节流阀瓣的相应调节角度为αΤΒΡ或aVBP。第三控制段或控制单元330被设计用于控制发动机-节流阀瓣DK的调节角度a DK ;后者尤其用来在根据图4B从柴油工作DB切换至燃气工作ZB时进行节流。
[0109]用于针对柴油工作DB产生控制模块300的第一控制段310的控制单元在柴油工作中使用用于效率eta_DB的、通过发动机转速nMOT和发动机扭矩Md绘出的特性曲线族311。根据发动机的工作状态和负载要求,特性曲线族311提供效率eta_DB,该效率通过函数关系312来确定在此标有313的要喷射的πιΓ )_DB。
[0110]用于针对柴油工作产生控制模块300的第二控制段320的控制单元使用用于在热量交换器容腔62中的增压压力p3或者通常地用于在压缩机51之后的状态压力的特性曲线族321,该特性曲线族在柴油工作DB中被设置成给定值p3_给定、DB。该特性曲线族321也根据发动机工作状态和负载要求提供在压缩机51之后的、或者在热量交换器容腔V3之中或之后的也就是说特别是在发动机节流阀82之前即还在增压段33中的增压压力p3的给定值。在用于控制增压压力P3的PID调节器322上将给定值p3_给定、DB与实际值p3_实际、DB相比较,这为压缩机-旁通管VBP和/或涡轮机-旁通管TBP提供了调节角度α作为调节参数,例如用于压缩机-旁通管-节流阀72 (该节流阀在这里的形式为压缩机-旁通管-阀瓣)的调节角度aVBP,或者用于涡轮机52的调节角度αΤΒΡ(未示出),其可以通过压缩机-旁通管-区段和/或可变的涡轮机造型来产生。
[0111]用于针对柴油工作产生控制模块300的第三控制段330的控制单元包括特性曲线族331,该特性曲线族在当前情况下特别地被设置用于低排放地且无突变地实施从柴油工作到点火射束工作的工作转换。具体而言,第三控制段330支持实施在V , Br之间的工作状态改变,如其在图2中所示。为此,特性曲线族331,根据环境温度T0和发动机冷却水T_MKff的温度,对接收器容腔81中的接收器压力p5的说明予以证实,作为柴油工作中的给定值p5_给定、DB。替代地,例如也可以关于增压空气温度T5和T_MKW进行绘制。在PID调节器332中对p5的给定值和实际值的比较提供了用于调节发动机节流阀82的调节角度a DK的调节参数,其在这里标有333。结果,相比于环境温度,随着发动机的废气功率的增加,发动机节流阀82可以朝向关闭位置移动,以便对发动机10进行节流,进而准备在很大程度上无突变地过渡至燃气工作ZB。这导致气缸输入压力的或者在接收器容腔中的压力P5的于图4B示出的特性,进而导致比较早地切换至点火射束工作ZB (燃气工作)。结合参照图3A介绍的回滞条件202和根据第三控制段330的控制单元用于发动机节流的措施,可以实现低排放的且无突变的工作方式切换。
[0112]图6示出一种控制模块400,其用于实施针对燃气工作、特别是点火射束工作ZB的控制。这至少规定了控制段430和在图7中示出的另一控制段420。在控制段430上连接着附加控制段410和另一附加控制段440,用于影响函数关系432。
[0113]首先参照借助于控制单元实施的第一控制段430,则该第一控制段利用第一特性曲线族431.1和第二特性曲线族431.2,其中,第一特性曲线族在点火射束工作中根据发动机转速nMOT和发动机扭矩Md输出效率eta_ZB。第二特性曲线族431.2同样根据发动机转速nMOT和发动机扭矩Md提供燃气和/或柴油量控制说明x_DL。结果,两个特性曲线族431.1和431.2通过函数关系提供用于在气缸前面特定于气缸地喷射的燃气流量。通过函数关系412可以确定接收器容腔81中的接收器压力p5,作为点火射束工作ZB中的给定值,即p5_给定、ZB。与相应
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