一种用于控制直喷式内燃机的废气温度的方法技术

一种用于控制直喷式内燃机2的废气温度的方法，其中，将燃烧的燃料喷射分成多次单独的喷射，并且借助至少一个模型11、12、在预定的负载情况下通过调节热量释放的面积重心的位置aQ50以及整个燃烧的燃料喷射的喷射量m喷入来预计地确定离开内燃机2的废气的温度T3。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】一种用于控制直喷式内燃机2的废气温度的方法，其中，将燃烧的燃料喷射分成多次单独的喷射，并且借助至少一个模型11、12、在预定的负载情况下通过调节热量释放的面积重心的位置aQ50以及整个燃烧的燃料喷射的喷射量m喷入来预计地确定离开内燃机2的废气的温度T3。【专利说明】描述本专利技术涉及以及具有这种控制的直喷式内燃机。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。离开直喷式内燃机的废气的温度对应于排气门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，W02009/112056A1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。本专利技术的任务是在预定负载下预计地确定离开内燃机的废气的温度并实际调节该废气温度。发动机应运行成可调节离开内燃机的废气的预定温度。根据本专利技术，该任务通过用于控制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，其中在预先给定的负载的情况下借助至少一个模型、通过调节热量释放的面积重心的位置以及总体燃烧的燃料喷射的喷射量来预计地确定离开内燃机的废气的温度。此外，该任务通过具有控制单元的直喷式内燃机来解决，该控制单元用于根据上述方法控制离开内燃机的废气的温度。该方法的优点在于，预计地确定、即控制离开内燃机的废气的温度。由此，明显更快地调节温度，以使得即便在交叠的调节回路的情况下也仅造成待调节的温度的极小的高低波动。燃烧的燃料喷射涉及所有形成扭矩的燃料喷射。但不包括二次喷射，该二次喷射不再燃烧而仅用于提供用于后续的废气后处理装置的HC-排放。预先给定的负载与内燃机的所要求的中间压力有关。热量释放的面积重心的位置与内燃机的曲柄角有关。喷射的过程造成一定的转化过程，即燃烧过程。由此，关于位置至少几乎相同地得出热量释放的过程，该热量释放的面积具有如下重心，即该重心关于曲柄角的位置可根据热量释放的积分来确定。本专利技术基于如下事实:对于所要求的中间压力、即在预先给定的负载情况下、在多次燃烧的喷射时原则上存在分布到各次喷射的喷射量分布的多种组合。根据分布到各次喷射的喷射量分布，热量释放的面积重心的位置以及由此离开内燃机的废气的温度会移动。在热量释放的面积重心的位置沿“提前”方向、即向紧邻上止点之后的曲柄角发生移动的情况下，废气温度下降。在沿“滞后”方向、即向上止点之后的更大曲柄角发生移动的情况下，废气温度升高。如果现在确定了离开内燃机的废气的期望温度，则仅还保持可能的喷射量分布和由此保持热量释放的面积重心的位置。这用于预计地确定各次喷射的最佳喷射量。在此，为了调节热量释放的面积重心的位置和喷射量，采用热量释放模型，借助该热量释放模型可预测各次喷射的热量释放。此外采用一温度模型，借助该温度模型可基于热量释放的面积重心的位置来预测离开内燃机的废气的温度。为了提高精度可使调节回路交叠。预计地确定的喷射的各个位置可借助该调节器(例如燃烧位置调节器)来校准。为燃烧位置调节器设置燃烧室压力传感器，借助该燃烧室压力传感器可测得燃烧室压力。较佳地，将燃料喷射分成主喷射和二次喷射。但原则上还可设想多次二次喷射和/或一次或多次预喷射。如果设有涡轮增压机，则通过控制离开内燃机的废气的温度来控制涡轮增压机的涡轮机前的温度。特别是对于例如颗粒物过滤器之类的废气后处理装置来说，将离开内燃机的废气的温度控制成使得能尽可能高效地实施废气后处理装置的再生成。尽可能高效是指对于再生成需要投入尽可能少的燃料。所建议的废气温度控制可涉及内燃机的各个燃烧室或者一组燃烧室或气缸。下面根据附图来进一步阐释较佳实施例。附图示出:图1示出具有废气设备的内燃机的示意图，图2示出方法过程的示意图，图3示出关于喷射量的废气温度与热量释放重心位置之间的关联性的示意图，图4示出关于喷射量的中间压力与热量释放重心位置之间的关联性的示意图，以及图5示出与预先给定的废气温度和预先给定的中间压力有关的、关于热量释放重心位置的喷射量的不意图。图1示意地示出具有废气设备I的内燃机的结构。柴油式内燃机2与第一废气管3连接，该第一废气管3引向涡轮增压机的涡轮机4。第一废气管3可包含一个或多个废气弯管，柴油式内燃机2的不同燃烧室或气缸的废气流汇集到该一个或多个废气弯管中。在此，还可设有其它构件，例如AGR阀和AGR支管。涡轮机4经由第二废气管5与呈氧化催化器6和颗粒物过滤器7形式的废气后处理装置连接。在颗粒物过滤器后连接有第三废气管8。还可在第二废气管5以及第三废气管8中设有其它构件。为了在第一废气管3内控制离开柴油式内燃机2并位于涡轮机4之前的、通常标记为T3的废气温度，基于图2中所示的方法过程来设置该方法。根据图2，在方法步骤10中借助热量释放模型11并借助温度模型12根据预先给定的所指示的中间压力PM1、离开内燃机的废气的预先给定的温度T3、被吸入空气的当前温度Tka和气缸内的空气质量来确定热量释放的面积重心的位置aQ50以及总喷射量q喷入。在方法步骤9中，首先根据预先给定的废气温度T3和被吸入空气的温度Tns入来计算温度差Λ Τ，该温度差Λ T必须从进气门到达排气门。然后，在方法步骤13中，根据热量释放的面积重心的位置aQ50和总喷射量入以及各次喷射开始的位置phiMI和phiM来确定各次喷射的喷射量qMI和qM。如图3中所示，关于总喷射量(1?入的废气温度T3与热量释放重心位置aQ50之间所得的关联性用作该方法的基础。可看出在提高喷射量q?入时，废气温度T3也升高。此外，当喷射量q?入恒定且沿“滞后”方向调节热量释放重心位置aQ50时，温度T3持续升高。图4不出关于总喷射量qtf入的中间压力PMI与热量释放重心位置aQ50的关联性。在此可看出中间压力PMI随着喷射量q?入的提高而升高。此外，当沿“滞后”方向调节热量释放重心位置aQ50时，在恒定的喷射量入情况下中间压力PMI下降。通过图3和4可根据图5来推导出总喷射量q w入关于热量释放重心位置aQ50的相关性。由根据图3的关系可推导出在恒定的废气温度T3情况下总喷射量于热量释放重心位置aQ50的相关性。由根据图4的关系可推导出在恒定的中间压力PMI情况下总喷射量q?入关于热量释放重心位置aQ50的相关性。由此得到图5中所示的图示，据此在预先给定的温度T3和预先给定的中间压力PMI下，在一定的热量释放重心位置aQ50的情况下仅得出一个总喷射量q?入。然后，根据热量释放重心位置aQ50来使该总喷射量q?入分布到各次喷射。附图标记列表I具有废气设备的内燃机2柴油燃烧内燃机本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制直喷式内燃机(2)的废气温度的方法，其中，燃烧的燃料喷射被分成多次单独的喷射，以及在预先给定的负载(PMI)的情况下，借助至少一个模型(11,12)通过调节热量释放的面积重心的位置(aQ50)以及整个燃烧的燃料喷射的喷射量(q喷入)来预计地确定离开所述内燃机(2)的废气的温度(T3)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·司库诺巴斯，C·弗伦肯，
申请(专利权)人：德国FEV有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE