[发明专利]用于调节直喷式内燃机的废气温度的方法

说明书

描述

本发明涉及一种用于调节直喷式内燃机的废气温度的方法以及这种内燃机。

离开内燃机的废气的温度对于废气管路中后续的装置和设备来说特别重要。为了高效的废气净化，特别是废气后处理装置有时需要最小温度。此外，为了使废气后处理再生成，有时还需要尽可能高效地实现的最小温度。另一方面，不允许超过一定的温度范围，以使如涡轮增压机的涡轮机的构件不会热过载。

此外，由于当前的和未来的废气法规而对内燃机、特别是柴油发动机提出了日益更高的要求。为了降低排出的颗粒物排放量，在市场上早已有封闭的颗粒物过滤器。这种过滤器的使用需要以一定间隔来再生成。这种再生成需要精确和尽可能快速地调节废气温度，以使再生成时间尽可能短并且避免颗粒物过滤器的损坏。为此，除了滞后调节主喷射外还采用了更滞后的所谓二次喷射。转化成燃烧并且构成力矩的主喷射和较早的二次喷射的共同作用必须在昂贵的试验中的校准过程中适应于所有可能的环境条件。

DE 10 2006 015 503 A1描述了一种用于调节直喷式内燃机的喷射过程的方法，其中，这种调节起到基于至少一个在第一工作循环过程中获取的参数来在至少第一工作循环过程中改变喷射过程的作用。设有燃烧调节器，该燃烧调节器基于燃烧重心位置来调节喷射开始和喷射特征。在此，燃烧重心位置通常在转化了50％的所喷入的燃料量之后获取，即便这关于转化率的积分面积是不精确的。为了确定燃烧重心位置而使用燃烧室压力传感器，借助该燃烧室压力传感器可根据燃烧室压力得出转化率。

离开直喷式内燃机的废气的温度对应于排气阀后的温度或者如果涡轮增压机直接位于内燃机之后则对应于涡轮增压机的涡轮机前的温度。通常通过已知的调节方法来调节该温度。然而，在每个调节回路中会出现对调节量进行调节的延迟，这是因为必须首先确定或测得该调节量，以便随后在反馈中再馈送到调节器。为了解决该问题，WO 2009/112056 A1建议了建立气缸燃烧室内的气体的温度模型，以预计地确定离开气缸燃烧室的废气的温度并将该温度馈送到调节器。在该文献中描述的内燃机中还设有HC-排放模型，以确定离开燃烧室的废气的HC-排放量。这用于调节废气净化设备、特别是颗粒物过滤器的再生成。

本发明的任务是提出一种用于调节废气温度的简单又精确的方法。

根据本发明，该任务通过一种用于调节直喷式内燃机的废气温度的方法来解决，其中，将燃烧的燃料喷射分成多次单独的喷射，并且在预先给定的负载情况下通过调节所有燃烧的燃料喷射的总喷射量和转化率面积重心来调节离开内燃机的废气的发动机废气温度。

与目前的方法不同地采用转化率的面积的重心位置，而不是50％喷射燃料转化的位置，这已产生较高的精度。这主要是由于在多次喷射时通过移动喷射之一的位置在某些情况下跳跃式地改变50％燃料转化的位置。

这主要是由于在多次喷射时通过移动喷射之一的位置在某些情况下、例如当正好位于各次喷射之间时50％燃料转化的位置不移动，但是关于所有喷射的转化的面积重心很可能移动。

此外，在调节回路中已调节了该转化率面积重心。因此，调节变量是转化率面积重心，由此可实现快速响应的调节。

较佳地，由发动机废气温度的预先给定的理论值和发动机废气温度的测得的实际值确定所需的温度差，并且由此借助调节器来调节用于转化率面积重心的校正值。

由用于转化率面积重心的校正值和转化率面积重心的理论值确定转化率面积重心的经校正的理论值。

此外，由转化率面积重心的经校正的理论值与转化率面积重心的实际值确定转化率面积重心的差值，并且基于该差值、借助调节器来调节各次喷射的位置和/或总喷射量分布到各次喷射上的喷射量分布状况。

在此，可基于特性曲线来确定转化率面积重心的理论值。

转化率面积重心的实际值较佳地借助内燃机模型或者由燃烧室压力的测得压力曲线来确定。使用模型的优点在于可预计地确定实际值。

较佳地，在调节时同样利用负载、即所指示的中间压力，其中，由负载的理论值和负载的实际值得出所需的负载差，并且借助调节器来调节总喷射量。

较佳地规定，直接借助调节器、根据转化率面积重心的差值来调节用于总喷射量的校正值，并由该校正值和总喷射量来确定经校正的总喷射量。

此外，该任务通过具有调节单元的直喷式内燃机来解决，该调节单元用于根据上述方法调节离开内燃机的废气的发动机废气温度。

在此，在废气管路中设有涡轮增压机，并且涡轮增压机的涡轮机前的废气的发动机废气温度是可调节的。