內(nèi)燃機的廢氣中的氮氧化物的求出的制作方法
【專利摘要】為了確定在內(nèi)燃機（3）的排氣系（5）中的氮氧化物而建議的是，求出至少一個表征在內(nèi)燃機（3）的至少一個氣缸（2）內(nèi)的燃燒的參數(shù)以及在求出氮氧化物時考慮到這個參數(shù)。為此優(yōu)選使用例如借助配屬于氣缸（2）的壓力傳感器（12）檢測到的氣缸內(nèi)壓。
【專利說明】
內(nèi)燃機的廢氣中的氮氧化物的求出
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種用于求出內(nèi)燃機的廢氣中的氮氧化物的方法。本發(fā)明還設(shè)及一種 用于控制和/或調(diào)節(jié)內(nèi)燃機的控制器W及一種計算機程序。
【背景技術(shù)】
[0002] 在運行內(nèi)燃機時，特別是在汽油馬達(dá)和柴油馬達(dá)中，在燃料燃燒時由包含在吸入 空氣中的氮氣(化)產(chǎn)生了一氧化氮(NO)和二氧化氮(N02)，它們被統(tǒng)稱為氮氧化物(NOx)。為 了優(yōu)化內(nèi)燃機的運行和廢氣特性，已知的是，借助合適的模型確定在燃燒時產(chǎn)生的氮氧化 物。在此例如考慮到了進(jìn)氣壓力、吸入的空氣的溫度、吸入的空氣量、噴射的燃料量和吸入 的空氣的氧含量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，在精確度方面改善公知的用于確定燃燒時在內(nèi)燃 機內(nèi)產(chǎn)生的氮氧化物的方法。此外，氮氧化物的確定關(guān)于內(nèi)燃機的運行條件中的變量尤其 關(guān)于由部件的老化引起的可能的公差和變化都應(yīng)當(dāng)較為穩(wěn)健。
[0004] 該技術(shù)問題借助按本發(fā)明開頭所述類型的方法由此解決，即，求出至少一個表征 在內(nèi)燃機的至少一個氣缸內(nèi)的燃燒的參數(shù)W及在求出氮氧化物時考慮該參數(shù)。因為氮氧化 物在燃燒時產(chǎn)生，所W對當(dāng)前的燃燒的考慮具有運樣的優(yōu)勢，即，能特別精確地確定產(chǎn)生的 氮氧化物。在此優(yōu)選使用表征燃燒的參數(shù)的時間走勢。
[0005] 在一個特別優(yōu)選的實施方式中，根據(jù)氣缸內(nèi)壓來確定表征燃燒的參數(shù)。氣缸內(nèi)壓 可W例如借助安裝在氣缸內(nèi)的壓力傳感器求出W及給出了關(guān)于當(dāng)前的狀態(tài)或燃燒的變化 過程的說明，運又可W給出關(guān)于燃燒的品質(zhì)的說明W及因此在此產(chǎn)生的氮氧化物。
[0006] 優(yōu)選由表征燃燒的參數(shù)確定了熱釋放率W及在求出氮氧化物時考慮該熱釋放率。 熱釋放率有利地根據(jù)氣缸內(nèi)壓和表征曲軸角的參數(shù)確定。當(dāng)氣缸內(nèi)壓被考慮用于表征燃燒 的參數(shù)時，運尤其有利。
[0007] 按照一個優(yōu)選的實施方式，求出在至少一個氣缸內(nèi)的溫度W及在求出氮氧化物時 考慮到運個溫度。由此可W再次更為精確地求出氮氧化物。溫度優(yōu)選附加地根據(jù)拉姆達(dá)a) 值、燃燒的啟動點、氣缸內(nèi)的回旋度和/或軌道壓力確定。運些參數(shù)適合用于尤為精確地確 定氣缸內(nèi)的溫度。
[000引有利地根據(jù)下列參數(shù)中的至少一個來附加地執(zhí)行氮氧化物的求出：進(jìn)氣壓力、進(jìn) 氣系中的空氣溫度、吸入的空氣量、噴射的燃料量、廢氣再循環(huán)裝置的運行狀態(tài)、內(nèi)燃機的 轉(zhuǎn)速和/或內(nèi)燃機的當(dāng)前的負(fù)荷。運些參數(shù)可W是均適合在求出氮氧化物時被考慮的所有 參數(shù)。
[0009]按本發(fā)明的方法優(yōu)選根據(jù)具體的測量進(jìn)行調(diào)適，其中，該方法的一些參數(shù)相應(yīng)于 氮氧化物的按實驗執(zhí)行的測量加W調(diào)整。因此該方法的精度在內(nèi)燃機運行期間再次被提 局。
[0010] 該技術(shù)問題也通過被編程用于執(zhí)行按本發(fā)明的方法的用于內(nèi)燃機的控制裝置和/ 或調(diào)節(jié)裝置解決。此外，該技術(shù)問題還通過被編程用于執(zhí)行按本發(fā)明的方法的計算機程序 解決，其中，按本發(fā)明的方法在計算機程序在計算器件上特別是在內(nèi)燃機的控制器上運行 時被實施。
[0011] 本發(fā)明的其它的特征、應(yīng)用可行方案和優(yōu)勢由接下來對本發(fā)明的借助附圖進(jìn)行闡 釋的實施例的說明得出，其中，特征無論是單獨地還是在不同的組合中都能夠?qū)Ρ景l(fā)明是 重要的，而無需再次明確指出運一點。
【附圖說明】 [0012] 附圖中； 圖1示意性示出了帶有控制器的內(nèi)燃機;W及 圖2是框圖，在該框圖中示例性地示出了按本發(fā)明的方法的可行的實施方式的方法步 驟或處理塊。
【具體實施方式】
[OOU]在圖1中示出了控制器1和包括多個氣缸2的內(nèi)燃機3。內(nèi)燃機3與進(jìn)氣系4和排氣系 5連接。在進(jìn)氣系中布置著空氣質(zhì)量測量儀6、溫度傳感器7和壓力傳感器8。在排氣系5中布 置著拉姆達(dá)傳感器9。此外還為內(nèi)燃機3配設(shè)轉(zhuǎn)動角傳感器9,該轉(zhuǎn)動角傳感器例如被安裝在 曲軸處或安裝在凸輪軸處。
[0014] 在圖1中還示出了燃料管路，其例如被構(gòu)造成共軌10,燃料可W經(jīng)由該燃料管路借 助未示出的噴嘴被引到氣缸2內(nèi)。在共軌10中布置著壓力傳感器11。
[0015] 為氣缸2中的其中一個配設(shè)壓力傳感器12,借助該壓力傳感器可W測量氣缸內(nèi)壓。 當(dāng)然也可W在多個氣缸2中布置若干壓力傳感器12,因此氮氧化物的確定也許例如在由單 個部件的老化引起的變化方面可W再次得到改善。
[0016] 所有在圖1中示出的傳感器都經(jīng)由若干信號線路與控制器1連接。在控制器1中從 已知的傳感器的信號中求出若干值，借助運些值進(jìn)行對內(nèi)燃機3的運行的控制和調(diào)節(jié)。按照 本發(fā)明，一些傳感器的值被考慮用來求出在內(nèi)燃機3的廢氣中的氮氧化物。
[0017] 在圖2中示出了若干方法步驟或處理塊，它們表明了按本發(fā)明的方法的一種可能 的實施方式，或在它們中植入了按本發(fā)明的方法。
[0018] 塊101、102和103包含若干由現(xiàn)有的用于確定氮氧化物的方法公知的方法步驟。在 塊101中檢測當(dāng)前的運行條件，例如當(dāng)前的轉(zhuǎn)速、在內(nèi)燃機中的負(fù)荷或當(dāng)前的溫度。在塊102 中檢測測量參數(shù)或進(jìn)氣系4的熱力學(xué)條件。運例如是進(jìn)氣壓力或吸入的空氣的溫度。此外檢 測例如源自空氣質(zhì)量測量儀6的參數(shù)或說明了所噴射的燃料量的參數(shù)。在塊103中確定在進(jìn) 氣系4中的空氣的氧含量。
[0019] 在塊101、102和103中被檢測的輸入數(shù)據(jù)用作用于模型110的輸入?yún)?shù)，然后從中 在公知的方法中在塊111中確定氮氧化物。
[0020] 按照本發(fā)明，在處理塊105中檢測在至少一個氣缸內(nèi)的氣缸壓力。運例如借助布置 在氣缸2中的壓力傳感器12完成。此外優(yōu)選在塊104中例如借助布置在排氣系5中的拉姆達(dá) 傳感器卵角定拉姆達(dá)值。此外，在氣缸2中確定燃燒的開始，運例如W曲軸角的形式完成。在 圖2中說明的實施方式此外還考慮到了在氣缸2內(nèi)的氣體混合物的回旋的度W及在軌10內(nèi) 例如借助壓力傳感器11檢測的壓力。
[0021] 在圖2所示的實施方式中，在處理塊106中考慮到了內(nèi)燃機3的其它的特性，例如氣 缸的數(shù)量、內(nèi)燃機的結(jié)構(gòu)和類似特性。在塊107中例如按下列方程式由在塊103、104和105中 獲取的數(shù)據(jù)求出燃燒溫度T?:
其中，了?是燃燒溫度，浜雜是氣粧內(nèi)壓，輪是進(jìn)氣系中的氧含量，LB是內(nèi)燃機的廢氣 的拉姆達(dá)值，P0C表征燃燒的中屯、，SWL表征氣缸中的氣體混合物的回旋的度，pRai 1是在高 壓存儲器或軌中的燃料壓力W及f(…)表示運些參數(shù)的函數(shù)關(guān)系。
[0022] 根據(jù)上述的參數(shù)可W極為精確地確定燃燒溫度。
[0023] 在塊108中確定熱釋放率，其中，考慮到了在塊105中求出的氣缸內(nèi)壓W及其它的 在塊106中求出的參數(shù)，例如曲軸的或凸輪軸的當(dāng)前的角度W及說明了在氣缸中發(fā)生的熱 力學(xué)的轉(zhuǎn)換的若干系數(shù)。
[0024] 優(yōu)選按下列方程式來計算熱釋放率：
其中，HRR是熱釋放的所求出的份額，馬和心2是因子，所述因子表征在氣缸內(nèi)的熱力學(xué) 過程也巧和護(hù)、^1+1據(jù)征依賴于曲軸角的氣缸內(nèi)壓，從及^^和如^3表征曲軸角的間隔。
[0025] 在塊109中考慮到了用于求出在廢氣中的氮氧化物的按本發(fā)明的方法的調(diào)適的結(jié) 果，運些結(jié)果例如借助內(nèi)燃機的實驗性的試運轉(zhuǎn)求出。
[00%]在塊101、102和103中檢測到的W及在塊107、108和109中計算出的或確定的參數(shù) 全部被輸送給110,在110中存儲有用于計算氮氧化物的模型，因而運個模型在大約包含關(guān) 系規(guī)定或計算規(guī)定，借助該關(guān)系規(guī)定或計算規(guī)定在塊111中確定了氮氧化物的值。
[0027]通過按本發(fā)明添加其它的輸入?yún)?shù)特別是氣缸內(nèi)壓，實現(xiàn)了對廢氣中的氮氧化物 的明顯更為精確的確定。此外，按本發(fā)明的方法在不同的實施方式中相對于在內(nèi)燃機運行 條件中的變化或在現(xiàn)實條件下存在的與內(nèi)燃機的理想的值的偏差W及尤其也關(guān)于因單個 部件的老化引起的偏差明顯更加穩(wěn)健。此外，用按本發(fā)明的方法簡化和加速了模型的校準(zhǔn) 過程，因為按本發(fā)明的氮氧化物模型部分地基于可靠的實時氣缸內(nèi)壓。
【主權(quán)項】
1. 一種用于求出內(nèi)燃機(3)的廢氣中的氮氧化物的方法，其特征在于，求出至少一個表 征在內(nèi)燃機(3)的至少一個氣缸（2)中的燃燒的參數(shù)，并且在氮氧化物的求出中考慮該參 數(shù)。2. 按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，求出至少一個表征燃燒的參數(shù)的時間走勢。3. 按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，至少一個表征燃燒的參數(shù)是氣缸內(nèi)壓。4. 按前述權(quán)利要求任一項所述的方法，其特征在于，根據(jù)表征燃燒的參數(shù)求出在至少 一個氣缸(2 )內(nèi)的熱釋放率以及在氮氧化物的求出中考慮該熱釋放率。5. 按權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，根據(jù)氣缸內(nèi)壓和表征曲軸角的參數(shù)確定熱釋 放率。6. 按前述權(quán)利要求任一項所述的方法，其特征在于，求出在至少一個氣缸內(nèi)的溫度以 及在氮氧化物的求出中考慮該溫度。7. 按權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，在至少一個氣缸(2)中的溫度根據(jù)氣缸內(nèi)壓、 拉姆達(dá)值、燃燒的啟動點、氣缸(2)中的回旋度和軌道壓力被確定。8. 按前述權(quán)利要求任一項所述的方法，其特征在于，氮氧化物的求出附加地根據(jù)下列 參數(shù)中的至少一個被求出：進(jìn)氣壓力、在進(jìn)氣系中的空氣溫度、吸入的空氣量、噴入的燃料 量、廢氣再循環(huán)裝置的運行狀態(tài)、內(nèi)燃機(3)的轉(zhuǎn)速、內(nèi)燃機(3)的當(dāng)前的負(fù)荷。9. 按前述權(quán)利要求任一項所述的方法，其特征在于，根據(jù)氮氧化物的具體的測量執(zhí)行 對該方法的調(diào)適。10. -種用于內(nèi)燃機(3)的控制裝置和/或調(diào)節(jié)裝置（1)，其特征在于，控制裝置和/或調(diào) 節(jié)裝置(1)被實施用于執(zhí)行按權(quán)利要求1至9任一項所述的方法。11. 一種計算機程序，其特征在于，該計算機程序被這樣編程，使得當(dāng)該計算機程序在 計算器件上特別是在用于控制和/或調(diào)節(jié)內(nèi)燃機(3)的運行的控制器（1)上被實施時，實施 按權(quán)利要求1至9任一項所述的方法。
【文檔編號】F02D41/14GK106050449SQ201610208534
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年4月6日 公開號201610208534.2, CN 106050449 A, CN 106050449A, CN 201610208534, CN-A-106050449, CN106050449 A, CN106050449A, CN201610208534, CN201610208534.2
【發(fā)明人】M.R.加巴洛, D.米庫西, S.曼納爾, M.焦迪斯
【申請人】羅伯特·博世有限公司