用于控制內(nèi)燃機中的燃燒的方法和內(nèi)燃機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種用于控制內(nèi)燃機中的燃燒的方法和一種具有如此控制的燃燒的內(nèi)燃機。
【背景技術(shù)】
[0002]在內(nèi)燃機、例如在汽油機、尤其是在高增壓的汽油機中，可能發(fā)生爆震燃燒。這可導(dǎo)致在燃燒時功率降低和較低的效率。這在極端情況下甚至可能導(dǎo)致部件損壞。
[0003]為了抵制或者預(yù)防爆震，已知向后推遲氣缸的點火角。但是因此惡化燃燒效率和提高廢氣溫度。為了抵制廢氣系統(tǒng)的較高的熱負(fù)荷，在需要的情況下必須加濃噴入到氣缸中的空氣-燃料混合物，即需要設(shè)置較高的燃料比例。但是因此可能惡化燃料消耗、功率和排放。
[0004]因此為了降低爆震傾向，將流體、例如水直接施加到內(nèi)燃機或燃料中，因此在流體蒸發(fā)時冷卻氣缸填充物。因此點火角可以朝提前的方向調(diào)整，并且改善內(nèi)燃機的燃料消耗和功率。
[0005]DE3142729A1說明一種用于根據(jù)爆震過程的出現(xiàn)來調(diào)節(jié)內(nèi)燃機的此類裝置。
[0006]但是另外，在燃燒過程的排放控制方面的新法規(guī)和加強的法規(guī)要求遵守廢氣溫度的界限值。廢氣溫度也可以通過添加流體來降低。但是這要求，必須持久地維持一定的流體量，以便保證流體的混入。在此，精確的流體量取決于許多不同的影響參數(shù)，例如進氣溫度、內(nèi)燃機溫度、燃料品質(zhì)、部件誤差例如在氣缸密封方面的部件誤差、信號誤差例如在氣缸填充時的信號誤差、在燃燒室中的沉積物等等。這些影響參數(shù)不能充分地被預(yù)先控制或以其他方式被探測。因此總是需要維持大量流體，并且流體消耗提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]因此本發(fā)明的目的在于，提供一種方法和一種裝置，在燃燒控制中，流體消耗降低，同時可以控制廢氣溫度，使得尤其是可以遵守廢氣溫度界限值。
[0008]為了達到該目的而規(guī)定一種用于控制內(nèi)燃機一一尤其是機動車的內(nèi)燃機一一中的燃燒的方法，該內(nèi)燃機具有至少一個氣缸，該方法具有步驟:借助于爆震傳感器檢測氣缸中的爆震強度。在另一步驟中，調(diào)節(jié)氣缸的預(yù)定的額定點火角，該額定點火角與額定廢氣溫度對應(yīng)。在又一步驟中，根據(jù)監(jiān)測的爆震強度控制向氣缸中的流體混入。
[0009]流體在此可以尤其是水、乙醇或其他適用于降低燃料燃燒溫度或廢氣溫度的流體。在此通過流體在氣缸中的蒸發(fā)焓來實現(xiàn)冷卻。向氣缸中的混入可以通過將流體噴入到氣缸中和/或通過將流體直接噴入到燃料中來實現(xiàn)。
[0010]按照本發(fā)明，在出現(xiàn)爆震效應(yīng)時，調(diào)節(jié)預(yù)定的點火角，在該點火角時達到確定的廢氣溫度。調(diào)節(jié)的點火角與出現(xiàn)的爆震之間的相關(guān)性在此優(yōu)選是已知的并且可以在控制裝置例如發(fā)動機電子裝置中存儲。爆震效應(yīng)于是可以在遵守一定的廢氣溫度、例如最大廢氣溫度的情況下通過有目的地添加流體來抵制。因此可以根據(jù)爆震信號較好地預(yù)定必要的流體量。這允許優(yōu)化地利用提供的流體。此外可以降低流體消耗，同時可以實現(xiàn)改善地遵守廢氣溫度規(guī)定。
[0011]流體需求可以較早地識別并且流體可以可靠地維持。因此可以減小從流體的隨后的事實上的需求起的靜止時間，并且流體可以在需求情況下較快地提供給流體噴射器。
[0012]另外，控制裝置可以至少基于額定廢氣溫度和/或檢測的爆震強度來確定要噴入到氣缸中的流體的額定量。通過這種方式可以已經(jīng)借助于檢測的信號來確定流體的維持量。
[0013]因此，通過分析流體消耗和由于添加流體而實現(xiàn)的爆震強度變化，可以執(zhí)行流體消耗的第一次可信度檢驗。確定的流體添加引起氣缸填充物的可預(yù)訂的冷卻并且因此引起氣缸中的燃燒溫度的預(yù)訂的冷卻。這因此也引起廢氣溫度的預(yù)訂的冷卻。通過溫度降低也實現(xiàn)爆震的降低。即可預(yù)訂的流體量弓I起可預(yù)定的爆震降低。
[0014]如果盡管流體添加充足但未實現(xiàn)預(yù)定程度的爆震降低，這可以在控制裝置中被確定并且作為故障報告進行存儲或發(fā)出。作為取代或作為補充，尤其是為了預(yù)防損害，控制裝置可以發(fā)出控制命令，這些控制命令例如在當(dāng)前情況下引起流體輸入的進一步提高或者在此導(dǎo)致有關(guān)氣缸或整個內(nèi)燃機的切斷。
[0015]類似地或附加地，這對于確定廢氣溫度可以在添加流體之前和之后實現(xiàn)。也類似地或附加地，也可以按這種方式對點火角調(diào)整進行可信度檢驗，在添加的流體量可以精確地限定時尤其如此。按本發(fā)明的方法可以構(gòu)成自我封閉的調(diào)節(jié)回路。
[0016]為了對流體添加進行可信度檢驗，例如在添加流體之前和在添加流體之后可以用爆震強度傳感器檢測爆震強度并且將其存儲在控制裝置的存儲裝置中。類似地，計算的流體量和/或?qū)嶋H混入的流體量，如果實際混入的流體量不同于計算的流體量的話，可以存儲在存儲裝置中。在控制裝置中可以構(gòu)成比較器，其執(zhí)行與預(yù)定值的比較。預(yù)定值例如可以以數(shù)據(jù)表格(也稱為查找表)的形式存在。在實際值與預(yù)定值的可預(yù)定的偏差時，可以實現(xiàn)程序例如故障記錄的預(yù)定過程和/或輸出相應(yīng)控制信號和/或其他用于處理故障的步驟。
[0017]數(shù)據(jù)表格可以具有理論值、一般性的實踐經(jīng)驗值和/或來自無干擾運行的氣缸特定的或發(fā)動機特定的經(jīng)驗值。
[0018]在具有多個氣缸的內(nèi)燃機中，按本發(fā)明的方法可以對于每個氣缸有選擇地檢測爆震強度和/或有選擇地控制流體混入。因此可以有針對性地減少一個氣缸的爆震，而不損害其他氣缸的功率和效率。這可以允許，減少維持的流體量并且在爆震極限上提高內(nèi)燃機、尤其是汽車發(fā)動機的效率。
[0019]在降低爆震強度以便將爆震調(diào)整到預(yù)定的額定爆震值時，例如流體混入、即混入的流體量可以被降低。相應(yīng)地，在爆震強度提高以便將爆震調(diào)整到預(yù)定的額定爆震值時，流體混入可以被提高。通過這種方式可以對當(dāng)前的燃燒特性快速地反應(yīng)。另外，應(yīng)該使用于燃燒的流體量可以被預(yù)定，并且相應(yīng)的流體維持量可以被提供。尤其是在高壓流體被施加到氣缸中或被直接施加到燃料系統(tǒng)的燃料中的情況下，僅需施加計算的具有壓力的流體量。因此也可以達到整個內(nèi)燃機的較高的效率。以這種方式也可以通過調(diào)整確定的或可確定的爆震強度在調(diào)整的點火角的情況下允許改進地遵守廢氣溫度界限值。
[0020]在一種改進的方法中，額定爆震強度可以與實際爆震強度在控制器中進行比較和/或額定廢氣溫度可以與實際廢氣溫度在控制器中進行比較?？刂破髟诖丝梢耘c上述說明類似地至少在額定值與實際值的預(yù)定偏差的情況下實施故障記錄。作為替換或作為補充，控制裝置可以發(fā)出修正控制信號。
[0021]各額定值又可以是與不同的規(guī)定的參數(shù)相關(guān)、例如與最大允許廢氣溫度相關(guān)、但與點火角、車輛速度、加速度等無關(guān)的理論值。額定值也可以是通過控制裝置確定的值，所述值在確定的調(diào)整的參數(shù)時是可預(yù)期的，例如用于預(yù)定的氣缸點火角的廢氣溫度。
[0022]控制裝置也可以將實際消耗的流體量與需要混入的流體的額定量進行比較。在確定如此比較的流體量的偏差的情況下，可以實施故障記錄。也可以從控制裝置發(fā)出修正控制信號。所述偏差尤其可以是各值彼此間的預(yù)定的例如百分比的偏差。通過這種方式可以實現(xiàn)流體消耗的可信度檢驗。另外在內(nèi)燃機中出現(xiàn)故障時，可以實現(xiàn)故障識別或者故障原因的推斷。此外按照這種方式也可以根據(jù)實際流體消耗來適配需要被維持的流體量。
[0023]可被執(zhí)行的故障記錄例如可以包含故障向內(nèi)部或外部的診斷裝置的發(fā)送。在機動車應(yīng)用中，診斷裝置尤其可以是車載診斷器。
[0024]控制裝置的基于故障出現(xiàn)而可被發(fā)出的控制信號也可以在控制裝置中實施故障記錄的范圍內(nèi)被發(fā)出。該控制信號可以是提高或降低流體供應(yīng)的信號。它也可以是調(diào)整點火角的信號、改變?nèi)剂瞎?yīng)的信號或使氣缸完全停止工作的信號。控制信號也可以作為調(diào)節(jié)回路的一部分而發(fā)出，該調(diào)節(jié)回路用于緊急排除故障，例如用于防止損害。
[0025]按照本發(fā)明的另一方面，為了達到本發(fā)明的目的，提供一種用于將流體混入到內(nèi)燃機的至少一個氣缸中的裝置，該裝置包括流體栗和計量裝置。在該裝置中構(gòu)成控制裝置，該控制裝置構(gòu)成用于確定要被混入的流體量，該計量裝置將確定的流體量計量到流體儲存器、燃料系統(tǒng)和/或進氣系統(tǒng)中。作為流體儲存器，在本發(fā)明的上下文中也可以理解流體管，流體流過該流體管。
[0026]該裝置允許預(yù)定流體量，該流體量在氣缸中的燃燒過程中應(yīng)被混入，因此流體的維持量可以精確地適配于預(yù)定消耗。因此可以降低流體消耗。另外可以降低維持的流體量。
[0027]流體儲存器也可以通過流體管或流體栗構(gòu)成。
[0028]另外，該裝置可以具有爆震強度傳感器。在此，控制裝置可以構(gòu)成用于至少基于通過爆震強度傳感器檢測的爆震強度來確定要被混入的流體量。因此，流體量可以適配于當(dāng)前的燃燒特性。這可以允許改進的燃燒過程控制。另外，這可以允許在準(zhǔn)備階段檢測將來需要的流體量，因為較高的爆震強度要求較高的燃料混入，如果點火角不應(yīng)被調(diào)整的話。
[0029]該裝置也可以具有廢氣溫度傳感器。在此，控制裝置可以構(gòu)成為，控制氣缸的點火角，使得廢氣溫度處于預(yù)定的溫度區(qū)間之內(nèi)，尤其是不超過預(yù)定的廢氣溫度。通過這種方式可以降低爆震或者說將爆震調(diào)整到預(yù)定值，而不違背廢氣法規(guī)。因此可以實現(xiàn)，降低排放例如氮氧化物排放。同時可以更好地利用氣缸功率并且因此也可以更好地利用發(fā)動機功率。流體供應(yīng)的調(diào)整在這種情況下可以允許還更精細(xì)的爆震強度調(diào)整，而不向上或向下越過廢氣溫度閾值。
[0030]按照本發(fā)明的裝置可以對于內(nèi)燃機的多個氣缸或者所有氣缸具有這種計量裝置或這種流體儲存器。在本發(fā)明的一些實施形式中，在多個氣缸的情況下，可以對于每一個氣缸構(gòu)成一個單獨地可控制的計量裝置或一個單獨地可填充的流體儲存器。這允許每一個單個的氣缸或者一組氣缸單獨地調(diào)整。因此在控制時和在使用氣缸時也可以考慮氣缸特定的特性例如沉積物、磨損等等。
【附圖說明】
[0031]其他優(yōu)點和特征在后續(xù)說明中結(jié)合附圖描述。附圖如下:
[0032]圖1是按本發(fā)明一種實施形式的用于內(nèi)燃機的流體噴射系統(tǒng)的示意圖；
[0033]圖2是按本發(fā)明一種實施形式的用于內(nèi)燃機的流體噴射系統(tǒng)的示意圖；
[0034]圖3是按本發(fā)明一種實施形式的用于描述流體填充和發(fā)動機轉(zhuǎn)速的與時間相關(guān)的發(fā)展的曲線圖。
【具體實施方式】
[0035]圖1顯示流體噴射系統(tǒng)I的示意圖。流體噴射系統(tǒng)I具有流體系統(tǒng)10。