用于λ调节以及点火角调节的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于具有至少一个气缸的内燃机中的燃烧的λ调节以及点火角调节的方法，其中最佳的空气燃料比或者最佳的点火角由以下特征确定，用该特征能够确定扭矩的估算值并且该特征基于对内燃机中曲轴转速的分析。本发明专利技术还提出相应的装置、尤其具有至少一个调节单元和存储单元的发动机控制单元，用于实施所述方法。在此按本发明专利技术提出，作为调节参量，喷入的燃料量或者点火角从一个燃烧循环到直接或间接跟随的下一个燃烧循环在不同的值之间变化并且分析基于转速的所述特征的变化用于进行扭矩估算。利用所述方法及装置能够尤其在单气缸内燃机中提高效率或最大功率或者降低有害物质排放或者能够实现所有标准之间尽可能最佳的折衷方案。

【技术实现步骤摘要】
用于λ调节以及点火角调节的方法和装置
本专利技术涉及一种用于具有至少一个气缸的内燃机中的燃烧的λ调节以及点火角调节的方法，其中最佳的空气燃料比或者最佳的点火角由下述特征来确定，利用所述特征能够确定用于扭矩的估算值并且所述特征基于对内燃机中曲轴的转速的分析。此外，本专利技术涉及一种用于实施所述方法的装置、尤其发动机控制单元。
技术介绍
为了减少具有汽油发动机的车辆中的排放，通常使用3向催化器作为废气净化设备，其只在用较高精度调节空气燃料比λ时才足够地改造废气。为此目的，借助于支承在废气净化设备前面的废气探测仪测量空气燃料比λ。在具有带有气缸的内燃机的两轮应用中，尤其在廉价的摩托车例如机动自行车或轻便摩托车中存在以下问题，即由于不存在传感机构经常不能进行λ调节或者点火角调节，如其通常在具有汽油发动机的车辆中通常并且也在法规上关于遵守排放规定所规定的那样。在此，例如通常借助于在一个或多个所述应用车辆上的应用实现相应点火角的调节。所获得的使用的点火角对于消耗、排放、可行驶性等的参数来说是优化的。然而在批量使用中，与运行相关的发动机参数随着车子的不同而严重波动。此外，也在一个或相同的车辆的使用寿命期间获得可识别的波动。对于最佳的燃烧效率来说并且由此也对于燃料消耗来说，需要这种固定的相位位置，即在活塞的上死点（OT）后面大约8°的曲轴角度处在燃烧冲程中燃烧大约50%的燃料量。如果由于在固定的曲轴角度中的波动而不遵守燃烧的这种最佳的相位位置，那么尤其在消耗方面会出现缺点。当由于内燃机的不同的运行阶段或者由于燃料燃烧值中的波动而出现波动时并且不提供起作用的λ调节时，如在上面所述的应用中经常所出现的那种情况一样时，在遵守排放限值方面产生类似的问题。对于PKW（轿车）应用来说，已知若干种方法，例如喷入量校正、燃烧位置估计或者中断识别。然而由于气缸的影响的叠加，强烈地限制了分析方案。由DE102009002096A1例如公开了一种用于运行具有至少两个气缸的内燃机的方法和装置，其以储存在油箱中的燃料能够以不同的燃料品质和/或储存的以不同的混合比例存在的燃料混合物来运行，并且其中不同的燃料品质和/或不同成分的燃料混合物要求用于实现稳定燃烧的不同的空气燃料比并且/或者具有不同的蒸发特性。根据这个专利技术提出，在内燃机的后启动阶段在至少一个第一气缸上将输入气缸的燃料量以气缸所特有的方式变成稀薄或者丰厚的空气燃料混合物并且在至少一个第二气缸上相应地变化成丰厚或者稀薄的空气燃料混合物。此外提出，随后分析两个气缸的运转平稳性的差异，其中分析所述变化对两个气缸的运行不平稳性的差异的影响并且从中实施对于所有气缸的燃料匹配或者确定燃料成分。在两轮应用中，也就是在应用或者说使用具有仅仅一个气缸的内燃机时，除去了多个气缸的影响的叠加，从而更简单地分析基于转速的方法。在申请者的还没有公开的用内部文件登记号R.343279，R.340722以及R.340723表示的文件描述了不同的方法以及实施这些方法的装置，其一方面描述了λ估算、扭矩估算或点火角特性曲线族建立，这些用于尤其在前面所述的应用中使得燃料消耗以及有害物质排放最小化。R.343279描述了一种方法以及一种实施该方法的合适的装置用来建立用于带有至少一个气缸的内燃机的点火角特性曲线族，其中在发动机以常规间隔重复的运行中各个用于内燃机中的燃烧的扭矩从以下特征中导出，该特征基于对内燃机曲轴转速的分析。在此提出，在起动运行点时基于用于点火角的开始值，点火角的值围绕开始值根据系统变化，并且将点火角的值作为最佳的点火角值记入特性曲线族中，在该特性曲线族中形成了最大扭矩。所述方法基于内燃机的扭矩或者说功率的基于转速的特征提供了点火角的在线优化方案。具有内部文件登记号R.340722的申请文件描述了一种方法以及用于实施该方法的装置用于估算具有至少一个气缸的内燃机中燃烧的扭矩的绝对值，其中扭矩从以下特征中导出，该特征基于对内燃机曲轴的转速的分析，并且其中从在燃烧前至少一个范围内尤其在压缩阶段开始或者之前求得的并且在燃烧之后至少一个区域内尤其在内燃机的至少一个气缸中的燃烧阶段结束或者之后求得的转速值中计算所述特征。具有内部文件登记号R.340723的并行申请文件描述了一种方法以及用于实施该方法的装置用来估算用于在具有至少一个气缸的内燃机中燃烧的空气燃料比，其中空气燃料比由压缩阶段的至少一个区域中转速的至少一个值和内燃机的至少一个气缸的燃烧阶段的至少一个区域中转速的至少一个值中计算得出。在此，在输入内燃机的燃料量的逐步的变化下实施所述特征的计算。
技术实现思路
本专利技术的任务是基于申请人的前面所述的还没有公开的文件，作为拓展方案提供用于基于转速的λ和/或点火角调节的方法，用该方法能够提高效率、增加功率和/或降低有害物质排放或者至少实现由这些标准构成的尽可能好的折衷方案。此外，本专利技术的任务是提供一种相应的用于实施所述方法的装置。涉及方法的任务通过以下方法得到解决，即喷入的燃料量或者点火角作为调节参量从一个燃烧循环到直接或者间接例如在每第n个循环之后跟随的下一个燃烧循环在不同的值之间变化，并且分析基于转速的特征的变化从而进行扭矩估算。当然也能够替代地由燃烧压力计算扭矩估值，如果目标车辆装有燃烧室压力传感器的话。通过一个循环到另一个循环的变化，获得了三个重要的优点。一方面例如在燃料填充量或转速变化时防止和/或自动地考虑运行点变化，这表示点火角调节以及λ调节的干扰参量。另一方面为了扭矩估算仅需要特征的变化，这又有利于相对于干扰参量的鲁棒性提高。分析基于转速的特征的绝对值来进行扭矩估值是有缺陷的并且会特别地根据车辆而变化。相对于在文件R.340722中所描述的措施，所述方法提供了重要的改进方案。最后，能够通过从一个循环到另一个循环的变化来导出直接的调节参量，该调节参量用于满足优化标准。总之，能够更快并且鲁棒性更好地调节所希望的最佳的状态。相对于在例如没有使用额外的传感器、例如氧气传感器的情况下纯粹地预控制参数来说，按本专利技术的方法提供了以下优点，即能够在不同的标准方面优化空气燃料比以及点火角。由此能够提高效率、增加功率和/或降低有害物质排放或者实现由这些标准构成的至少一个尽可能好的折衷方案。因为除了λ值以及点火角之外，转速以及实际的空气量也对所得到的扭矩产生影响，重要的是，总是在运行点保持相同时比较所产生的用于不同的点火角或者用于不同的λ值的扭矩。因此提出，为基于转速的用于λ调节以及点火角调节的函数（Funktion）使用所得到的扭矩与喷入的燃料量以及由此与λ值以及与点火角或者从中求得的燃烧重心位置的关系，其中根据点火角几乎恒定时的λ值或者根据λ值几乎恒定时的点火角来确定所得到的扭矩的变化。在优选的方法变型方案中提出，使得调节参量、即喷入量和点火角分别围绕规定的参考值循环地变化，其中使得调节参量基于所述参考值分别交替地以确定的并且可用的值朝一个方向并且随后朝另一方向变化，其中作为调节参量分析两个直接或者间接跟随的循环的扭矩之间的扭矩差。所述调节参量的循环的变化提供了循环变化的扭矩，其中该扭矩变化取决于调节参量的各个绝对值或者说参考值。在特别有利的方法变型方案中提出，执行具有扭矩差作为调节参量并且将主导参量定义到发动机控制装置中的调本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于具有至少一个气缸的内燃机中的燃烧的λ调节以及点火角调节的方法，其中最佳的空气燃料比或者最佳的点火角（12）由下述特征确定，利用所述特征能够确定扭矩（11）的估算值并且所述特征基于对内燃机中曲轴的转速的分析，其特征在于，作为调节参量（33），喷入的燃料量或者点火角（12）从一个燃烧循环到直接或者间接跟随的下一个燃烧循环在不同的值之间变化并且分析基于转速的所述特征的变化用于进行扭矩估算。

【技术特征摘要】
2013.09.20 DE 102013218903.61.用于具有至少一个气缸的内燃机中的燃烧的λ调节以及点火角调节的方法，其中最佳的空气燃料比或者最佳的点火角（12）由下述特征确定，利用所述特征能够确定扭矩（11）的估算值并且所述特征基于对内燃机中曲轴的转速的分析，其特征在于，作为调节参量（33），喷入的燃料量或者点火角（12）从一个燃烧循环到直接或者间接跟随的下一个燃烧循环在不同的值之间变化并且分析基于转速的所述特征的变化用于进行扭矩估算。2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，对于用于λ调节以及点火角调节的、基于转速的函数来说，使用所得到的扭矩（11）与所述喷入的燃料量的关系、以及由此与λ值（13）的关系、以及与所述点火角（12）或者由此产生的燃烧重心位置的关系，其中在所述点火角（12）几乎恒定时根据所述λ值（13）确定所得到的扭矩的变化，或者在所述λ值（13）几乎恒定时根据所述点火角（12）确定所得到的扭矩的变化。3.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于，实施所述调节参量（33）、即喷入量和点火角（12）分别围绕规定的参考值的循环变化，其中使得所述调节参量（33）基于所述参考值分别交替地朝一个方向并且随后朝另一方向以规定的并且可用的值为幅度变化，其中作为调节参量，分析两个直接或者间接先后跟随的循环的扭矩（11）之间的扭矩差（18）。4.按权利要求3所述的方法，其特征在于，执行具有作为调节参量的扭矩差（18）以及对主导参量（31）的定义的调节器，借助所述调节器至少部分时间根据调节的状态将匹配值保存在用于所述点火角（12）和/或所述喷入量的特性曲线族中。5.按权利要求4所述的方法，其特征在于，根据运行点和/或行驶情况接通或者断开所述调节器。6.按权利要求4所述的方法，其特征在于，根据调节目标预先给定用于所述主导参量（31）的不同的值。7.按权利要求6所述的方法，其特征在于，作为调节目标为了点火角优化，预先给定为零的扭矩差作为主导参量。8.按权利要求6所述的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：C施泰因布雷歇尔，B赖内克，H海克斯，W菲舍尔，D罗斯，H哈梅多维奇，L纳克，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE