專利名稱：用燃氣作為燃料運行的內(nèi)燃機的運行方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種特別是汽車的用燃氣，特別是天然氣作為燃料運行的內(nèi)燃機的運 行方法，其中，借助一個λ調(diào)節(jié)裝置根據(jù)進氣λ探測器的信號調(diào)節(jié)空氣-燃料混合物的λ值。那些適合用于執(zhí)行本方法的計算機程序和計算機程序程序產(chǎn)品也是本發(fā)明的主 題。
背景技術(shù)：
鑒于世界性地努力降低(X)2的排放，并且為了遵守變得越來嚴格的廢氣極限值作 為汽車的替代燃料的天然氣的意義變得越來越重要。在這種情況中天然氣既可流體地低溫 存儲，或者壓縮地高壓存儲。在汽車中實際上幾乎在所有的應(yīng)用中天然氣都是以壓縮的形 式，也就是氣體形式使用。在大多數(shù)系統(tǒng)中如常規(guī)式的汽油噴入吸管一樣吹入燃氣。在這 種情況中通過一種低壓共軌給噴嘴提供天然氣。這些噴嘴是間歇式地將天然氣吹入吸管中 的。通過完全氣態(tài)地噴入燃料改進了混合物的形成，因為在吸管中的天然氣不凝結(jié)，并且也 不形成壁膜。特別是在熱運行時這對排放是有利的。天然氣極高的抗爆性可使發(fā)動機達到 更高的壓縮，大約為13:1，以改進發(fā)動機的效率。因此天然氣發(fā)動機也理想地適合增壓。特 別有利的是在天然氣汽車中(X)2排放比常規(guī)的汽油發(fā)動機低約25%。這種低的排放是由于 和汽油相比它有有利的氫/碳比、大約為4:1，而在汽油中這個比例為2:1 (主燃燒產(chǎn)物從 CO2轉(zhuǎn)移到H2O),也由于提高了發(fā)動機的效率。除了幾乎無顆粒的燃燒外，結(jié)合經(jīng)調(diào)節(jié)的三 元催化器有害物質(zhì)NOx、CO和NMHC (No Methan Hydro Carbon-無甲烷烴類)(除甲烷外的 所有碳氫化合物)的排放很少。在這種類型的發(fā)動機的催化器的上游的具有躍變探測器的廢氣系統(tǒng)中的混合物 的調(diào)節(jié)是以閾值調(diào)節(jié)為基礎(chǔ)。逐步地使混合物富化，直到通過電壓一大約大于0. 5伏，顯示 混合物λ小于1，也就是說躍變探測器顯示出富集混合物。通過在富集識別之后的滯后(保 持)持續(xù)時間引起傾向性的中等程度的富集移動。緊接著逐步地降低調(diào)節(jié)系數(shù)，直到通過小 于約0.5伏的電壓躍變探測器顯示出混合物λ大于1，也就是貧混合物。在逐步地減小調(diào) 節(jié)系數(shù)之前通過附加的負的補償一將該補償接到混合物系數(shù)中一縮短調(diào)節(jié)時間。緊接著朝 著具有相反符號的貧方向調(diào)節(jié)。為了在催化器中使甲烷進行轉(zhuǎn)化要求在催化器中有輕微的富集的混合物。然而通 過在富集識別之后較長的保持時間這個中等的混合物只能達到一個最小的富集移動。按照 系統(tǒng)公差這個最小的富集移動對于在催化器中的甲烷的最佳轉(zhuǎn)化是不夠的。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的任務(wù)是提供一種特別是汽車的將燃氣，特別是天然氣用作燃料的內(nèi) 燃機的運行方法。這種方法可改進催化器中的甲烷的轉(zhuǎn)化。本方法的優(yōu)點這個任務(wù)通過運行將燃氣，特別是天然氣用作燃料運行的本文開頭所述類型的內(nèi)燃機 的方法通過下述措施得以完成，即在識別出貧-富集躍變之后至少一個可規(guī)定的時間不僅 如此地改變控制混合物成分的混合物調(diào)節(jié)系數(shù)，即朝富集方向引起空氣系數(shù)λ的傾向性 的移動，而且也如此地改變這個混合物調(diào)節(jié)系數(shù)，即朝富集方向引起混合物的附加規(guī)定的 移動。通過在可規(guī)定的時間內(nèi)混合物朝富集方向的附加移動才能使在催化器中的甲烷的轉(zhuǎn) 化有可能，而在只傾向性的富集移動時，如在現(xiàn)有技術(shù)中已公開的，這種甲烷轉(zhuǎn)化是不可能 的。本方法的優(yōu)點在于在催化器中甲烷的轉(zhuǎn)化得到很大的改進。如是本方法的一個有利的方案規(guī)定，空氣系數(shù)λ朝富集方向的規(guī)定附加移動是 通過在可規(guī)定的時間內(nèi)提高混合物調(diào)節(jié)系數(shù)并且在必要時通過提高的調(diào)節(jié)系數(shù)的緊接著 的保持時間引起的。在這種情況中當在保持持續(xù)時間期間在富集區(qū)域中通過低的探測器電 壓識別出貧混合物時在富集識別區(qū)域中進一步提高混合調(diào)節(jié)系數(shù)。本發(fā)明的方法的另一有利方案規(guī)定，通過用于通過提高調(diào)節(jié)系數(shù)的富化的附加的 補償和緊接著的提高的調(diào)節(jié)系數(shù)的保持時間引起空氣系數(shù)λ朝富集方向移動。本方法的另一有利的方案規(guī)定，混合物的空氣系數(shù)λ朝富集方向的移動是通過 在一個可規(guī)定的時間上提高混合物調(diào)節(jié)系數(shù)或者在提高的調(diào)節(jié)系數(shù)的保持期間識別到貧 混合物時通過附加地補償混合物調(diào)節(jié)系數(shù)引起的。這些方法方案也可組合地使用。


本發(fā)明的實施例在附圖中示出并在以下說明中解釋，附圖為
圖1 具有λ調(diào)節(jié)的內(nèi)燃機簡圖，在這種內(nèi)燃機中應(yīng)用了根據(jù)本發(fā)明的方法。圖2 用以說明根據(jù)本發(fā)明的方法的第一方案的混合物調(diào)節(jié)系數(shù)和探測器電壓的 時間示意曲線圖。圖3 用以說明另一根據(jù)本發(fā)明的方法的方案的混合物調(diào)節(jié)系數(shù)和探測器電壓的 時間曲線圖。圖4 用以說明另一根據(jù)本發(fā)明的方法的方案的混合物調(diào)節(jié)系數(shù)和探測器電壓的 時間曲線圖。
具體實施例方式在圖1中簡圖示出了一臺用燃氣作為塑料運行的內(nèi)燃機100。其中，燃氣吹入到吸 管Iio中。在排氣管120中設(shè)置了一個催化器140。在催化器的上游設(shè)置一個λ探測器 130。它的輸出信號導(dǎo)線131通往控制器150。在該控制器150中根據(jù)通過λ探測器130 檢測到的λ數(shù)值確定一個混合物調(diào)節(jié)系數(shù)GRF。這個混合物調(diào)節(jié)系數(shù)GRF通過一條電線 路151以本身已公開(并未詳細說明的)方式對輸送到內(nèi)燃機100中燃氣一空氣混合物，也 就是燃料一空氣混合物的燃氣/空氣組成成分進行調(diào)節(jié)。內(nèi)燃機的燃氣運行，特別是天然氣運行要求有與汽油內(nèi)燃機的運行稍有不同地調(diào) 節(jié)混合物調(diào)節(jié)系數(shù)GRF。天然氣的主要成分是甲烷(CH4),根據(jù)產(chǎn)地的不同它的成分占到80 到99%，天然氣的其它部分是由惰性氣體，如二氧化碳，氮和另一些低值的碳氫化合物組成。 在用天然氣運行時的問題是甲烷在催化器140中的轉(zhuǎn)化問題。甲烷在催化器140中的轉(zhuǎn)化只能在輕微的富集混合物中進行。為了取得這種富集混合物根據(jù)本發(fā)明規(guī)定，在通過λ探 測器130識別出負油(m) —富集(f)躍變時至少在一個可規(guī)定的時間內(nèi)如此地改變控制混 合物成分的混合物調(diào)節(jié)系數(shù)GRF，即朝富集方向引起空氣系數(shù)λ的顯著的規(guī)定的移動。其 中本方法的第一方案一此方案下面將接合圖2介紹一規(guī)定，當識別出貧-富集躍變-此躍 變借助λ探測器的探頭電壓U_LSF以躍變探測器的形式表示一后在一個可規(guī)定的時間區(qū) 間上擴大混合物調(diào)節(jié)系數(shù)GRF，如在圖2中借助時間區(qū)間At示意示出了這一點。根據(jù)本發(fā)明的方法的另一方案規(guī)定，通過用于通過提高調(diào)節(jié)系數(shù)GRF的富化的附 加的補償和緊接著的提高的調(diào)節(jié)系數(shù)GRF的保持時間實現(xiàn)中等混合物λ朝富集方向移動。 這點在圖3中已簡圖示出。分別按照貧-富集-躍變-此躍變通過探測器電壓U_LSF識別 (在這些圖中m表示貧，f表示富集)一提高調(diào)節(jié)系數(shù)E，并且緊接著的是提高的混合物調(diào)節(jié) 系數(shù)GRF的保持時間AtH。本發(fā)明的方法的另一方案規(guī)定，通過規(guī)定保持時間，并通過規(guī)在保持時間期間通 過集成或者補償在混合物變稀時提高調(diào)節(jié)系數(shù)來實現(xiàn)中等的混合物λ數(shù)值朝富集方向規(guī) 定地移動。在圖4中左側(cè)示出集成1，右側(cè)示出補償0。如圖4所示，在第一貧-富集-躍變 Sl或S4之后可以跟隨著第二貧-富集-躍變S2或者S5。特別是當出現(xiàn)另一貧-富集-躍 變S2或S5時通過集成1或者補償0引起混合物朝富集方向的另一附加的移動。通過前述的所有的方法方案引起混合物λ朝富集方向規(guī)定的移動，并且通過這 些措施達到在催化器140中甲烷的最佳轉(zhuǎn)化。上述方法例如可作為計算機程序在計算裝置中，特別是在內(nèi)燃機100的控制器 150中被執(zhí)行，并且在那里運行。程序代碼可存儲在一種算機可讀的載體上。這個載體是控 制器150可讀的。這樣也可毫無困難地加裝，因為為了實現(xiàn)本方法不要求有附加的硬件。
權(quán)利要求
1.用于特別是汽車的用燃氣作為燃料運行的內(nèi)燃機(100)的運行方法，其中，借助進 氣量λ調(diào)節(jié)器，根據(jù)λ探測器(130)的信號調(diào)節(jié)空氣-燃料-混合物的λ值，其中，當通 過λ探測器(130)識別出貧-富集-躍變時至少在可規(guī)定的時間內(nèi)改變控制混合物成分 的混合物調(diào)節(jié)系數(shù)(GRF)，從而引起空氣系數(shù)λ朝富集方向傾向性的移動，其特征在于，改 變混合物調(diào)節(jié)系數(shù)(GRF)，從而引起空氣系數(shù)λ朝富集方向附加的規(guī)定的移動。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，空氣系數(shù)λ朝富集方向的附加的規(guī)定的 移動是通過在可規(guī)定的時間(Δ t)內(nèi)規(guī)定地提高混合物調(diào)節(jié)系數(shù)(GRF)引起的。
3.按照權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，當在保持持續(xù)時間期間在富集區(qū)域中通 過低的探測器電壓識別到貧混合物時進一步提高混合物調(diào)節(jié)系數(shù)(GRF)。
4.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，通過用于通過提高混合物調(diào)節(jié)系數(shù) (GRF)的富化的附加的補償(E)和緊接著的提高的調(diào)節(jié)系數(shù)(GRF)的保持時間(AtH)引起 空氣系數(shù)λ朝富集方向附加的規(guī)定的移動。
5.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，當在提高的調(diào)節(jié)系數(shù)(GRF)的保持時間 期間識別到貧(m)的混合物時通過進一步地補償(0)混合物調(diào)節(jié)系數(shù)(GRF)引起混合物的 空氣系數(shù)λ朝富集方向附加的規(guī)定的移動。
6.計算機程序，當計算機程序在計算機，特別是內(nèi)燃機(100)的控制器(150)上運行 時，該計算機程序執(zhí)行按照權(quán)利要求1至5的任一項所述方法的所有步驟。
7.具有程序代碼的計算機程序，所述代碼存儲在機器可讀的載體上，當該程序在計算 機中，或者在內(nèi)燃機(100)的控制器(150)中被執(zhí)行時這些程序代碼用于執(zhí)行按照權(quán)利要 求1至5的任一項所述的方法。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種特別是汽車的用燃氣作為燃料運行的內(nèi)燃機(100)的運行方法，其中，借助λ調(diào)節(jié)裝置，根據(jù)進氣量探測器(130)的信號來調(diào)節(jié)空氣-燃料混合物的λ數(shù)值，其中，在通過λ探測器(130)識別出貧-富集-躍變時在至少一個可規(guī)定的時間內(nèi)如此地改變控制混合物成分的混合物調(diào)節(jié)系數(shù)(GRF)，即引起空氣系數(shù)λ朝富集方向移動。本方法的特征在于，如此地改變混合物調(diào)節(jié)系數(shù)(GRF)，即引起空氣系數(shù)λ朝富集方向的附加規(guī)定的移動。
文檔編號F02D19/02GK102086815SQ20101057677
公開日2011年6月8日 申請日期2010年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月8日
發(fā)明者J·富爾斯特, W·朗格 申請人:羅伯特 . 博世有限公司