[发明专利]用于控制燃料喷射的设备和方法

说明书

本发明涉及一种用于在多汽缸内燃机(尤其是具有内部混合物组 成的内燃机)中通过喷射器控制燃料喷射的方法，其中在喷射过程中根 据控制数据将喷射器控制成顺序地打开和闭合，其中对于工作循环中 的每个汽缸给出可进行喷射的确定的喷射段，对于每个喷射段的汽缸 实施多个喷射过程，在工作循环中对于这些喷射过程预给定持续时间 和瞬时位置，对于每个汽缸相继发生的喷射过程归并(zusammenfassen) 为多个分组，它们的喷射过程紧接着实施，并且在燃料喷射时按次序 处理分组，其中不同汽缸的分组相继出现，本发明还涉及实施该方法 以便控制多汽缸内燃机的燃料喷射的设备，该设备具有用于根据控制 数据来控制燃料喷射器和用于对内燃机汽缸中燃料计量的控制装置 以及控制数据计算部件。

由于世界范围内愈来愈严格的废气标准，尤其是对于车辆的内燃 机而言，在汽车工业中在内燃机中应用新型燃料喷射器得到长足发 展，其中该新型燃料喷射器具有极其快速且很大程度上毫无延迟反应 的促动器或致动器。这例如应用于柴油发动机或四冲程发动机喷射燃 料中。这些促动器具有诸如压电元件等，如压电致动器。对于具有多 个汽缸的内燃机，多个汽缸的促动器归并为多个排组(Bank)并且每个 排组由控制单元(例如末级)直接控制。

在4冲程内燃机中需要720°，也即两个完全旋转，以一次经历所有 冲程。为了实现控制单元同时控制两个或更多个致动器，对于每个汽 缸而言，内燃机的720°工作范围或曲轴角的范围划分成相同大小的工 作窗口。4个汽缸以及1个排组的系统的工作窗口达每个汽缸180°。汽 缸的工作窗口在前一汽缸的工作窗口结束处时才开始，从而使得单个 汽缸的工作窗口不重叠并且仅单个工作窗口是活动的。在此活动工作 窗口期间，允许所对应的汽缸由控制单元任意控制。在具有很多汽缸 (6，8，10)的发动机中，在1个排组的系统的情况下工作窗口相应于下列 公式降低：

排组数量*720°/汽缸数量

在6汽缸内燃机中仅需120°。

由于基本要求，需要工作窗口为240°或更大。

为了能够达到这种要求，需要多个控制单元。每个汽缸排组分别 获得控制单元。

所以例如在6汽缸内燃机中，第一、第三和第五汽缸可利用其促 动器而由第一控制单元控制，汽缸二、四和六由第二控制单元控制。 因而，具有两个排组的6汽缸内燃机的工作窗口共计达240°。

这描述了每个汽缸的可喷射燃料的喷射段或工作窗口。

此外，为了满足未来对于废气界限值的较高要求，有意义的是在 单个段中每个汽缸的燃料应该分配到多个喷射上(所谓的多次喷射)。 此外，尤其重要的是，有目的地控制将燃料喷射到具有内部混合物组 成的内燃机的各汽缸中的喷射量和喷射时间。先导喷射 (Piloteinspritzung)例如引起燃烧压力平缓均匀地上升，这例如明显降 低柴油内燃机的传统敲击。主喷射用于产生热能，其中人们可在特定 的运行范围中利用经划分的主喷射明显降低氮氧化物的排放。后喷射 (Nacheinspritzung)降低未处理排放和微尘排出并且使得最终的串联微 尘滤清器的再生较容易。因而，单个喷射过程可由在段内给出的先导 喷射、主喷射和后喷射构成。

由EP1497544A已知一种用于运行内燃机的燃料喷射设备的方法， 其中至少两个压电喷射器分别对应于一个排组。监视是否出现第一压 电喷射器应该充电或放电的时间间隔与第二压电喷射器应该充电或 放电的时间间隔重叠的情况。在此，喷射分别对应于某优先级。当重 叠时，将具有较低优先级的喷射推移或缩短。