用于在内燃机的冷起动的情形中降低颗粒排放的方法技术

本发明专利技术涉及用于在内燃机的冷起动的情形中降低内燃机的颗粒排放的方法。在此，确定燃烧室温度和环境温度。如果燃烧室温度处在第一阈限温度之下且环境温度处在第二阈限温度之下，识别出冷起动条件。在该情况中，内燃机通过起动机牵引，其中，处在燃烧室中的空气压缩且加热。该热量被排出到燃烧室壁处，该燃烧室壁同样加热。在该运行情况中不实现到燃烧室中的燃料喷射且不实现点火，从而不产生在燃烧室中的燃烧且内燃机仅压缩新鲜空气。通过压缩功，燃烧室加热，从而实现燃料在燃烧室中的更好的气化。设置成，当燃烧室的燃烧室壁达到足够温度时，首先断开的到燃烧室中的燃料喷射被接通，从而由于未燃烧的燃料撞击到冷的燃烧室壁上的炭黑形成减少。

Methods for reducing particulate emissions in the case of cold starting of internal combustion engines

The invention relates to a method for reducing particle emission of an internal combustion engine in the case of a cold start of the internal combustion engine. Here, determine the combustion chamber temperature and ambient temperature. If the combustion chamber temperature is below the first threshold temperature and the ambient temperature is below the second threshold temperature, the cold start condition is identified. In this case, the internal combustion engine is pulled by a starter, wherein the air in the combustion chamber is compressed and heated. The heat is discharged to the combustion chamber wall, which is also heated. In this case, fuel injection in combustion chamber is not realized and ignition is not realized, so combustion in combustion chamber is not generated and internal combustion engine only compresses fresh air. By compressing the work, the combustion chamber is heated, so as to realize the better gasification of fuel in the combustion chamber. It is arranged that when the combustion chamber wall reaches enough temperature, the fuel injection to the combustion chamber which is first disconnected is connected, so that the formation of carbon black on the cold combustion chamber wall is reduced due to the impact of unburned fuel.

【技术实现步骤摘要】
用于在内燃机的冷起动的情形中降低颗粒排放的方法
本专利技术涉及一种用于在内燃机(Verbrennungsmotor，有时也称为燃烧发动机)的冷起动的情形中降低内燃机、尤其汽油发动机的颗粒排放的方法以及涉及一种用于执行这样的方法的控制器。
技术介绍
废气法规的持续加强对车辆制造商提出了高的要求，所述要求通过用于降低发动机原始排放的相应措施且通过相应的废气后处理来解决。随着法规级别EU6的引入，对于汽油发动机而言规定了针对颗粒数量的极限值，其在许多情况中使得汽油颗粒过滤器的使用变得必要。这样的炭黑颗粒特别地在内燃机的冷起动之后由于不完全燃烧结合在冷起动之后的过化学计量的空燃比(Verbrennungsluftverhältnis)、冷的气缸壁以及在内燃机的燃烧室中的不均匀的混合物分布而形成。与柴油颗粒过滤器的负载相反，汽油颗粒过滤器的炭黑负载大致取决于燃烧室温度实现且随着增加的燃烧室温度而降低。因此，冷起动阶段对于遵循法规规定的颗粒极限值(不仅关于颗粒质量而且关于颗粒数量)而言是决定性的。在较冷的外界温度(Außentemperatur)的情形中、尤其在0℃之下的环境温度的情形中，在汽油发动机的情形中由于较少的混合物均质化和燃料的气化以及起动富集(Startanreicherung)而发出特别高的颗粒排放。此外，带有次化学计量的富空燃比的冷起动导致一氧化碳(CO)和未燃烧的碳氢化合物(HC)的更高的排放，因为由于冷的催化器尚不可实现到二氧化碳和水蒸气的转化。在行驶运行中，在带有汽油颗粒过滤器的机动车的情形中该汽油颗粒过滤器然后被进一步负载以炭黑。为了排气背压(Abgasgegendruck)不过强地上升，该汽油颗粒过滤器必须被连续地或周期性地再生。排气背压的上升可导致内燃机的额外消耗(Mehrverbrauch)、功率损失和平稳运行(Laufruhe)直至点火中断(Zündaussetzer)的损害。为了执行被保留在汽油颗粒过滤器中的炭黑以氧气的热氧化，足够高的温度水平结合在汽油发动机的排气设施中同时存在的氧气是必要的。因为现代的汽油发动机通常在不带有氧气过量的情况下以化学计量的空燃比(λ=1)来运行，对此额外的措施是必要的。为此作为措施例如考虑通过点火角度调节的温度提高、汽油发动机的暂时的稀燃调节(Magerverstellung)、二次空气到排气设施中的吹入或这些措施的组合。优选地，迄今在延迟方向上的点火角度调节结合汽油发动机的稀燃调节被应用，因为该方法在不带有额外构件的情形中也行且可在汽油发动机的大多数运行点中提供足够的氧气量。当在柴油发动机的情形中颗粒过滤器的炭黑负载大致连续地在运行中实现时，如此汽油发动机尤其在内燃机的冷起动阶段中发出炭黑颗粒，其中，炭黑形成随着下降的环境温度上升。在外源点火式内燃机的情形中炭黑原始排放的最高份额由于冷的内燃室壁和燃料的因此不足的气化而来自于在较低的环境温度的情形中、尤其在0℃之下的环境温度的情形中的冷起动阶段。为了减少在外源点火式内燃机的冷起动阶段中的炭黑形成，例如起动富集的减少、多次点火的使用或用于避免燃烧室壁浸湿以及用于改善的混合物制备的多次喷射是已知的。然而，这些措施大多数仅可以以较高的耗费来实现且因此大多数是成本密集的。此外，备选的点火系统(如激光点火或电晕点火(Corona-Zündung))的可行性方案是已知的。由文件DE10131937A1已知一种用于降低车辆排放的设备以及一种用于降低内燃机的冷起动排放的方法，在其中气门定时(Ventilsteuerzeit，有时也称为气门正时)、点火角和空燃比被匹配，以便于改善在冷起动阶段中的燃烧温度和燃烧效率且降低冷起动排放。此外，已知在内燃机的情形中至少一个燃烧室、优选地至少两个燃烧室、尤其存在的燃烧室的一半的气缸断开(Zylinderabschaltung)，以便于在内燃机的较低的部分负荷和较弱的发动机负荷的情形中节省燃料。由文件DE102012022153A1已知一种用于运行内燃机的方法，在其中内燃机的气缸断开被用于以如下方式提高内燃机的废气温度，即，未断开的气缸以次化学计量的混合物来运行，且次化学计量的混合物的未燃烧的燃料与穿过断开的气缸被输送到排气通道中的氧气在该处放热反应。由文件DE3906296A1已知一种用于降低带有废气后处理装置的汽油发动机的废气排放的方法，其中，新鲜空气在进入到发动机的燃烧室之前被短期地集中地电加热。在此，1KW或更高的电加热功率被带入到新鲜空气流中，以便于改善在冷起动的情形中燃料的混合物形成和点火特性。然而，对于这样的解决方案不利的是，在较冷的外界温度的情形中车辆电池的性能(Leistungsfähigkeit)同样急剧下降且发动机部件的摩擦由于冷油的较高粘性而增加，从而刚好在这样的情况中可避免车辆电池的较强负载。
技术实现思路
本专利技术此时基于如下任务，即，降低在内燃机的冷起动阶段中的炭黑排放且克服由现有技术已知的缺点。根据本专利技术，该任务通过一种用于在内燃机冷起动的情形中降低内燃机的颗粒排放的方法来实现，该方法包括如下步骤：-确定内燃机的燃烧室温度和环境温度，-通过起动机(Starter)牵引内燃机，当燃烧室温度处在第一阈限温度之下且环境温度处在第二阈限温度之下时，其中-处在燃烧室中的空气被压缩且加热，其中-热量被传递到内燃机的燃烧室的燃烧室壁上，且其中，燃料到内燃机的燃烧室中的喷射在该运行情况中被阻止，只要燃烧室温度处在第一阈限温度之下，且-当经过定义的时间间隔、达到确定数量的发动机旋转(Motorumdrehung)或燃烧室达到定义的最低温度时，接通燃料到经预热的燃烧室中的喷射。在根据本专利技术的方法中，在较冷环境中的冷起动的情形中内燃机首先作为“空气泵”来运行，其中，没有燃料被喷射到燃烧室中，从而排除燃烧和与此相联系的炭黑形成。如果燃烧室壁通过空气的压缩相应地加热，燃料喷射被接通，从而燃料的气化被改善且燃料尤其不再撞击到冷的燃烧室壁上。在此，起动过程可以以燃料的较少富集(Anreicherung)实现且通过较热的燃烧室壁和改善的混合物均质化引起地获得炭黑减少。通过在从属权利要求中所提及的特征可实现在独立权利要求中所提及的用于降低颗粒排放的方法的有利的改善和改进。在该方法的一种优选的实施方式中作如下设置，即，在阻止燃料喷射的情形中点火火花到内燃机的燃烧室中的带入同时同样被阻止。因为在根据本专利技术的方法的情形中首先在燃烧室中不存在可点燃的燃烧空气混合物，在该运行阶段中同样可取消点火火花的带入。这降低了能量消耗且提高了火花塞的寿命。在该方法的一种有利的实施方式中作如下设置，即，燃料喷射的断开取决于经确定的环境温度对于定义的时间段而言实现，且在该定义的时间段之后燃料被喷射到内燃机的燃烧室中。环境温度越冷且燃烧室温度越冷，则内燃机越长地作为空气泵运行，以便于实现燃烧室壁的相应的温度提高。通过时间段与经确定的环境温度的关系可确保如下，即，燃烧室壁充分加热，以便于降低炭黑颗粒形成。在此本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于在所述内燃机(10)的冷起动的情形中降低内燃机(10)的颗粒排放的方法，包括如下步骤：/n- 确定所述内燃机(10)的燃烧室温度(T

【技术特征摘要】
20180516 DE 102018111738.81.一种用于在所述内燃机(10)的冷起动的情形中降低内燃机(10)的颗粒排放的方法，包括如下步骤：
-确定所述内燃机(10)的燃烧室温度(TBR)和环境温度(TUMG)，
-当所述燃烧室温度(TBR)处在第一阈限温度(TS1)之下且所述环境温度(TUMG)处在第二阈限温度(TS2)下方时，通过起动机牵引所述内燃机(10)，其中，
-处在所述燃烧室(12)中的空气被压缩且加热，其中，
-所述热量被传递到所述内燃机(10)的燃烧室(12)的燃烧室壁(14)上，且其中，
-只要所述燃烧室温度(TBR)处在所述第一阈限温度(TS1)下方，燃料到所述内燃机(10)的燃烧室(12)中的喷射在该运行情况中被阻止，且
-接通燃料到经预热的燃烧室(12)中的喷射，当经过定义的时间间隔、达到确定数量的发动机旋转或所述燃烧室(12)已达到定义的最低温度(Tmin)时。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在阻止所述燃料喷射的情形中点火火花到所述内燃机(10)的燃烧室(12)中的带入同时同样被阻止。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，额外地所述燃料喷射的断开取决于经确定的环境温度(TUMG)对于定义的时间段而言实现，且在该定义的时间段之后燃料(56)被喷射到所述内燃机(10)的燃烧室(12)中。

【专利技术属性】
技术研发人员：D苏德沙耶夫，
申请(专利权)人：大众汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE