用于以燃料中的高的酒精份额起动内燃机的方法和设备技术

本发明专利技术涉及一种用于起动内燃机的方法，将所述方法划分为在时间上依次进行的阶段（Ph1‑Ph4），其中在激活内燃机的起动过程（t=0）后直接开始的第一阶段（Ph1）中，节流阀的打开度（TPS_ST）调节为接近零的值，从而进气道中的压力（MAP）降低为环境压力（AMP）以下的值。燃料质量（MFF_ST）被喷射到进气道中，从而产生在富油燃烧极限以上的λ值。在第二阶段（Ph2）中，燃料质量（MFF_ST）相对于进气道中的减小的压力（MAP）减小。在更短的第三阶段（Ph3）中，燃料质量（MFF_ST）进一步减小。节流阀的打开度（TPS_ST）增大，从而进气道中的压力（MAP）又升高。在第四阶段（Ph4）中，燃料质量（MFF_ST）根据进气道中的升高的压力（MAP）提高。

Method and equipment for starting an internal combustion engine with a high share of alcohol in the fuel

The present invention relates to a method for starting an internal combustion engine. The method is divided into a sequential phase (Ph1 Ph4) in time. In the first phase (Ph1) which starts directly after activating the starting process (t=0), the opening degree of throttle valve (TPS_ST) is adjusted to a value close to zero, thereby reducing the pressure in the intake port (MAP) to the ambient pressure (AMP). The following values. Fuel mass (MFF_ST) is injected into the intake port to produce a value above the fuel-rich combustion limit. In the second stage (Ph2), the reduced pressure (MAP) of fuel mass (MFF_ST) relative to the inlet decreases. In the shorter third stage (Ph3), fuel quality (MFF_ST) is further reduced. The opening degree of throttle valve (TPS_ST) increases, and the pressure in the intake port (MAP) increases. In Ph4, fuel quality (MFF_ST) is increased according to the increased pressure (MAP) in the intake port.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于以燃料中的高的酒精份额起动内燃机的方法和设备
本专利技术涉及用于起动内燃机的方法和设备，其中内燃机被供应具有高的酒精份额的燃料。
技术介绍
已知一种车辆，其可以不仅以酒精燃料或酒精混合燃料，即以具有可变的酒精含量的燃料，而且以汽油作为唯一的燃料成分运行。燃料中的酒精，例如甲醇或乙醇在此可以在不同的份额中在0至100%的范围内存在。这种燃料也被称为“FlexFuel”或“FlexibelFuel”（FF），并且可利用其运行的机动车被称为灵活燃料车辆（FFV）。在欧洲和美国的常用的酒精/汽油混合物例如是E85，即在燃料中有85%酒精，其中汽油份额因此是15%。在一些国家，燃料中的乙醇份额在冬季月份降低，例如降低到75%。在巴西，作为燃料也提供E100，即纯乙醇来运行车辆中的内燃机。当随后采用E100作为燃料时，要考虑到的是，通常在这种燃料中可以包含5-7%的水。灵活燃料车辆提供用常规的汽油和乙醇混合燃料来加油的可能性，因为通过酒精传感器或通过电子发动机控制装置中的模型计算识别出燃料中的当前的汽油-乙醇浓度，并且调试用于控制内燃机的相应的参数。使用这种具有高的乙醇含量的混合燃料具有如下缺点，车辆在低的温度中仅可以困难地起动，这是因为乙醇具有相对高的沸点（78ºC）和很小的蒸发压力，即在低温时非常差地蒸发。通过混合乙醇，易挥发的燃料份额的总份额减小并且损害冷起动能力。在没有附加的冷起动系统的情况下的最小的起动温度在使用E85燃料时是例如-20ºC，并且在使用E100燃料时是例如+15ºC。因为在没有特别的预备的情况下出现冷起动问题，所以在允许以最多100%的乙醇作为燃料（E100）运行的车辆中，在发动机舱中具有很小的固定地安装的燃料附加容器，其包含很少量的起动燃料，例如汽油。为了在特定的外部温度以下起动车辆使用该起动燃料，或者为了形成可燃烧的燃料-空气混合物，除了乙醇以外在进气歧管中的中间部位处还喷射该起动燃料。然而在此存在如下问题，冷起动系统较少地需要，仅很少量的起动燃料从附加容器取出，并且在该时间中，该起动燃料总是变差。“变差”在这方面理解为，易挥发的碳氢化合物份额（如丙烷和丁烷）由于在内燃机和因此车辆的运行期间发动机舱中的高的温度，以及由于车辆在运行时的强烈的摇晃而容易地蒸发，并且从附加容器逸出。对于冷起动来说需要的成分随后丢失，或者至少明显减小。可能不再能够执行冷起动。此外，这种具有单独的油箱的系统是维护耗费的，并且基于安置在发动机舱（碰撞区）中出现潜在危险。在文献US4,911,116A和US4,646,691A中描述针对机动车的内燃机的燃料系统，其利用酒精运行并且具有单独的包含用于起动发动机的汽油的冷起动油箱。随后，当发动机起动并且开始变热时，替代冷起动燃料地接通具有包含酒精的燃料的主油箱。在此不利的是，两个油箱需要单独的填充，即通向车身外侧的输送线路和单独的油箱盖。驾驶员也必须注视两个油箱中的燃料液位，以便可以准时再填充油箱。此外，驾驶员必须区分两个单独的油箱接管，这在违反时可以导致对两个油箱的错误填充。由DE-0S2536432已知一种内燃机，内燃机可以以酒精燃料和酒精混合燃料运行并且在内燃机中，在绕过主混合物形成装置的副抽吸通道中设置有具有电运行的加热设备的冷起动装置。针对冷起动混合物的必需的空气从主空气抽吸通道分岔，其中流动连接可以通过截止设备中断。通过加热燃料-空气混合物改进内燃机在低的环境温度中的易起动性。由JP-A-52665/1982已知一种用于加热进入线路的加热装置，其中加热装置根据酒精浓度传感器的输出端来控制，并且其中当酒精浓度具有参考值时或者大于该参考值时，加热装置的热产生量变大。在DE10351206A1中描述一种喷射阀，尤其是用于将燃料喷射到车辆中的内燃机的抽吸通道中。喷射阀具有带有喷射开口的阀壳体、燃料输入通道和在阀壳体的离开喷射开口的端部上放置到阀壳体上的具有紧固在阀壳体上的模块壳体的加热模块和加热流过模块壳体的燃料的加热元件。由此，即使在内燃机的冷起动时，燃料也快速被带到对于非常好的雾化来说需要的例如80ºC的目标温度。在喷射时，在这些条件下形成所谓的闪急沸腾效应，其中燃料自动蒸发并且最佳地雾化。替代电加热每个单喷射阀，也已知的是加热与喷射阀联接的燃料分配器板条。此外已知的是，这种灵活燃料车辆装备有形式为电动发动机组加热装置的冷起动系统，电动发动机组加热装置通过线缆和常规的插座与110V或220V电网联接。这种外部的通常被称为模块加热器的加热装置用于在很低的环境温度中加热内燃机的冷却剂，并且因此应该使内燃机的起动变得容易。借助这种燃料预热系统的冷起动装置在制造中是比较贵的，并且可以在一定的为了预热燃料所需要的时间后才进行发动机起动过程。此外，在冷起动和随后的暖机中未燃烧的燃料到发动机油中的输入是非常高的，由此负面地影响发动机油的粘性和因此特定的发动机构件的机械耐久性。在更高的发动机油温度中，由于乙醇的沸点，输送至燃烧的大量燃料突然从发动机油蒸发，并且将燃烧混合物强烈地加浓或过度加浓。
技术实现思路
本专利技术的任务是说明用于起动内燃机的方法和相应的设备，内燃机即使在燃料中的非常高的酒精份额的情况下并且在低的温度的情况下也可以可靠起动。该任务根据独立权利要求的特征解决。本专利技术的有利的改进方案和设计方案在从属权利要求中说明。本专利技术的特征在于内燃机，其具有带有布置在其中的用于调节燃烧空气的节流阀的进气道，并且将方法划分为多个在时间上依次进行的阶段，其中在激活内燃机的起动过程后直接开始的第一阶段中，节流阀的打开度调节为接近零或等于零的值，从而进气道中的压力降低为环境压力以下的值，燃料质量被喷射到进气道中，燃料质量的值位于富油燃烧极限以上，对于所述富油燃烧极限来说，燃料-空气混合物刚好还是能燃烧的，在第二阶段中，燃料质量相对于进气道中的减小的压力减小，在相对于第二阶段在时间上更短的第三阶段中，燃料质量进一步减小，节流阀的打开度增大，从而进气道中的压力又升高，在第四阶段中，燃料质量根据进气道中的升高的压力提高。通过根据本专利技术的方法或设备能够实现的是，即使在很低的温度的情况下也执行燃烧过程和因此内燃机起动，甚至当作为燃料使用具有非常高的乙醇份额（高达E100）的燃料。为了执行可靠地起动内燃机，针对待喷射的燃料质量和针对节流阀的打开度的基础值利用修正因数评估，修正因数考虑到在起动过程期间的不同的影响参量。因此，持续检测针对内燃机的冷却剂温度的值、内燃机的转速、环境压力、进气道中的压力、从起动过程开始的工作循环的数量或在利用燃料喷射的起动过程中的工作循环的数量，并且为此在控制装置的特性曲线族中读取相应的修正因数。因此在起动时得到对内燃机的特别精密的控制。在常规的冷起动系统中对于这种以混合燃料或纯乙醇运行的内燃机来说需要的部件，如针对起动燃料的附加油箱或任何类型的燃料预热装置可以取消。因为不必等待时间间隔直到这些加热装置将燃料带到使燃料可靠燃烧的温度上，所以起动过程可以在没有等待时间的情况下开始。附图说明本专利技术的另外的设计方案和优点借助对实施例的描述得到，实施例随后借助示意性的附图详细阐述。其中：图1以示意图示出可以以在燃料中的高的乙醇份额运行的内燃机和附属的控制装置；图2A-2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于起动设计用于以酒精或酒精/汽油混合燃料运行的内燃机（1）的方法，其中内燃机（1）具有带有布置在其中的用于调节燃烧空气的节流阀（8）的进气道（4），并且将所述方法划分为多个在时间上依次进行的阶段（Ph1‑Ph4），其中‑ 在激活内燃机（1）的起动过程（t=0）后直接开始的第一阶段（Ph1）中，‑‑ 节流阀（8）的打开度（TPS_ST）调节为接近零或等于零的值，从而进气道（4）中的压力（MAP）降低为环境压力（AMP）以下的值，‑‑ 燃料质量（MFF_ST）被喷射到进气道（4）中，燃料质量的值位于富油燃烧极限以上，对于所述富油燃烧极限来说，燃料‑空气混合物刚好还是能燃烧的，‑ 在第二阶段（Ph2）中，燃料质量（MFF_ST）相对于进气道（4）中的减小的压力（MAP）减小，‑ 在相对于第二阶段（Ph2）在时间上更短的第三阶段（Ph3）中，‑‑ 燃料质量（MFF_ST）进一步减小，‑‑ 节流阀（8）的打开度（TPS_ST）增大，从而进气道（4）中的压力（MAP）又升高，‑ 在第四阶段（Ph4）中，燃料质量（MFF_ST）根据进气道（4）中的升高的压力（MAP）提高。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.08.12 DE 102016215116.91.一种用于起动设计用于以酒精或酒精/汽油混合燃料运行的内燃机（1）的方法，其中内燃机（1）具有带有布置在其中的用于调节燃烧空气的节流阀（8）的进气道（4），并且将所述方法划分为多个在时间上依次进行的阶段（Ph1-Ph4），其中-在激活内燃机（1）的起动过程（t=0）后直接开始的第一阶段（Ph1）中，--节流阀（8）的打开度（TPS_ST）调节为接近零或等于零的值，从而进气道（4）中的压力（MAP）降低为环境压力（AMP）以下的值，--燃料质量（MFF_ST）被喷射到进气道（4）中，燃料质量的值位于富油燃烧极限以上，对于所述富油燃烧极限来说，燃料-空气混合物刚好还是能燃烧的，-在第二阶段（Ph2）中，燃料质量（MFF_ST）相对于进气道（4）中的减小的压力（MAP）减小，-在相对于第二阶段（Ph2）在时间上更短的第三阶段（Ph3）中，--燃料质量（MFF_ST）进一步减小，--节流阀（8）的打开度（TPS_ST）增大，从而进气道（4）中的压力（MAP）又升高，-在第四阶段（Ph4）中，燃料质量（MFF_ST）根据进气道（4）中的升高的压力（MAP）提高。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，针对燃料质量（MFF_ST）的值从基础值（MFF_ST_BAS）形成，所述基础值根据内燃机（1）的冷却剂温度（TCO）和内燃机（1）的转速（N）存储在特性曲线族（KF1）中，并且所述基础值至少利用修正因数（MFF_ST_FAC_DEAC、MFF_ST_FAC_MAP、MFF_ST_FAC_CYC）修正。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，第一修正因数（MFF_ST_FAC_DEAC）根据从激活起动过程开始的气缸工作循环的数量（CYC_1）或在起动时从第一喷射的时间点开始的气缸工作循环的数量（CYC_2）和内燃机（1）的冷却剂温度（TCO）形成，并且存储在特性曲线族（KF1）中。4.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：RO贝克曼，
申请(专利权)人：世倍特集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE