用于調整燃料配量的方法與流程
本發明涉及一種用于在內燃機中調整燃料配量的方法以及用于實施所述方法的計算單元和計算機程序。
背景技術：
對于奧托馬達而言，通常已知兩種用于燃料噴射的方法，也就是進氣管噴射和直接噴射。但是，進氣管噴射越來越多地被直接噴射所替代，因為尤其在具有高負荷需求的運行區域中，直接噴射能夠在更低的燃料消耗的情況下促成更高的功率收益并且能夠促成更有針對性的噴射策略。
此外，也存在具有進氣管噴射與直接噴射的組合、所謂的雙系統的奧托馬達。這鑒于越來越嚴格的排放要求或者說排放限值剛好是有利的，因為與直接噴射相比，進氣管噴射例如在中等的負荷區域中并且在具有更低的負荷動態（lastdynamik）的運行區域中引起更好的排放值，而直接噴射在高的轉速或者說負荷區域中是有利的。同樣，通過直接噴射實現了爆震傾向的降低，當爆震的傾向或者甚至爆震本身在特定的運行點中已經被識別或者說很有可能發生時，那么爆震傾向的降低能夠有針對性地用于保護內燃機。兩種噴射方式的耦合由此在不同的運行區域中將各個噴射系統的相應的優點組合起來，并且實現了對馬達特性的新型的優化。
另一種內燃機是下述這樣的內燃機，在所述內燃機中，針對一種噴射方式設置了多個燃料噴射器，所述燃料噴射器用于將燃料引入到汽缸中。例如，能夠在具有進氣管噴射的內燃機中設置兩個用于同種噴射（也就是進氣管噴射）的燃料噴射器，有待引入到汽缸中的燃料量被分配到所述兩個燃料噴射器上。在這種情況下，談及的是所謂的多點噴射系統（mehreinspritzsystem）。
技術實現要素：
根據本發明提出了具有根據本發明的特征的用于在內燃機中調整燃料配量的方法以及用于實施所述方法的計算單元和計算機程序。有利的設計方案是優選實施方式和以下說明的主題。
根據本發明的方法用于尤其在混合物適配的范圍內在內燃機中調整燃料配量，在所述內燃機中，通過至少兩個不同的燃料噴射器將燃料引入到至少一個汽缸中。在此，針對有待引入到所述至少一個汽缸中的總燃料量的調整借助于對單個燃料量的調整來進行、也就是對于每個燃料路徑或者說每個單個汽缸來進行，所述總燃料量被分配到所述至少兩個不同的燃料噴射器的相應的單個燃料量上，其中，對每個單個燃料量的調整在下述情況下僅借助于所述相應的燃料噴射器來進行：在所述情況下，考慮相應的燃料噴射器的用于引入相應的單個燃料量的相應的配量持續時間與相應的燃料噴射器在引入所述總燃料量時的相應的配量持續時間的比例。
在調節用于內燃機的燃料-空氣-比例時可行的是，將預控制與調節相疊加。所述預控制主要用于：借助于燃料量調整來校正燃料-空氣-比例中的系統偏差，而所述調節則修正（ausregeln）實際的干擾。但是——尤其由于所使用的構件老化或者磨損——可能出現以下情況：由于變化的運行條件，所述預控制保留了偏差并且因此所述預控制本身應當得到再校正或者說“適配”。
尤其能夠利用所謂的混合物適配來補償所述預控制的誤調整或者說偏差（由于所提及的可能的老化效應），所述誤調整或者說偏差在更長的運行持續時間的范圍內出現。當在燃燒之后測量到理想的λ值（也就是1的λ值）的偏差并且由此——在排除空氣路徑誤差之后——所預先計算出的燃料量例如由于動態影響或者持久地在穩態的運行點中偏離理想情況時，所述混合物適配例如校正所述燃料-空氣-比例的偏差。由此對燃料路徑的調整（也就是燃料量調整）是必要的，以便在運行中重新持久地達到1的λ值。優選的是，所述配量持續時間包括：操控持續時間、也就是下述持續時間，在所述持續時間內操控信號施加在所述噴射器上；和/或打開持續時間、也就是下述持續時間，在所述持續時間內所述噴射器實際打開。
在傳統的內燃機中，為了引入燃料，為每個汽缸分別設置一個燃料噴射器，又或者也例如在總體上為所有汽缸僅設置一個燃料噴射器，對于所述傳統的內燃機來說，混合物適配例如能夠非常簡單地線性地與所述相應的燃料噴射器的打開持續時間相關聯，以便得到對用于所述燃料配量的相應的預控值的調整。
在內燃機中，由兩個或者更多不同的燃料噴射器將燃料引入到汽缸的燃燒室或者說燃燒腔中，所述燃料噴射器共同輸出用于有關的汽缸的總燃料量，對于所述內燃機來說，存在將該總燃料量分配到各個燃料噴射器上的不同的可行方案。根據運行區域，不同的分配比例（aufteilung）能夠是有利的，例如以用于將燃料消耗和/或有害物排放降低到最低限度。當現在對于一種分配比例來說，燃料噴射器中的一個燃料噴射器在極限區域處、也就是例如在其最小能夠調設的打開持續時間的區域中運行時，對于燃料配量來說，與在更長的打開持續時間的情況下相比，在極限區域處會出現顯著更大的不可靠性。對此的原因例如在于難以調設的短的打開持續時間。當現在在調整燃料配量的范圍內，對燃料配量的相應的預控值的調整與所述分配比例（也就是所述相應的燃料噴射器的單個燃料量在所述總燃料量中所占的相應的份額）成線性地實現時，那么剛好在燃料噴射器的操控的極限區域中出現可能的不可靠性。與在用于直接噴射的燃料噴射器的情況下相比，這種效應對于用于進氣管噴射的燃料噴射器來說甚至還更大。對此的原因在于，與在直接噴射的情況下相比，針對進氣管噴射通常使用不那么精確的噴射器。對于直接噴射來說例如使用壓電噴射器，但是對于進氣管噴射來說不使用壓電噴射器，因為從歷史上來看在那里噴射器由于前置（vorlagerungen）而應當打開更長時間并且因此精細度（feinheit）和更快的打開是不必要的或者已經變得不必要。另一個原因在于，對于進氣管噴射的噴射器來說使用更小的電流來打開并且因此在低負荷的情況下也還更加劇烈地出現不可靠性。
現在本發明在此開始，方法是：在調整所述燃料配量并且隨之調整用于所述單個燃料量的預控值以用于達到所述總燃料量時，考慮有關的燃料噴射器的所提及的配量持續時間的比例。通過這種方式可行的是，在所述相應的燃料噴射器的運行中，與更長的配量持續時間相比，尤其以不同的方式來考慮所述極限區域。例如，針對一種分配比例——對于所述分配比例來說，燃料噴射器在其最小可能的打開持續時間的極限區域處運行——對于所述燃料噴射器來說僅能夠進行非常小的調整，而對于另外的燃料噴射器來說則進行更劇烈的調整，從而在總體上如所期望的那樣來調整所述總燃料量。由此顯著降低不可靠性。在此能夠有利的是，在首次正常地使用內燃機之前、例如在試驗臺測量的范圍內就已經獲取了相應的配量持續時間并且將其相應地保存在控制器上，從而在實施所述調整期間能夠訪問所述控制器。
優選的是，對每個單個燃料量的調整借助于對適配值的調整來實現，所述適配值在下述情況下僅借助于所述相應的燃料噴射器來獲取：在所述情況下，考慮所述相應的燃料噴射器在引入所述總燃料量時的相應的配量持續時間。通過這種方式可行的是，非常簡單地并且快速地考慮所述相應的配量持續時間的比例。
有利的是，所述適配值在下述情況下僅借助于所述相應的燃料噴射器以加權因子的形式來調整：在所述情況下，考慮相應的燃料噴射器的用于引入相應的單個燃料量的相應的配量持續時間與相應的燃料噴射器在引入所述總燃料量時的相應的配量持續時間的比例。通過這種加權，在調整所述相應的單個燃料量或者說所述相應的配量持續時間時，現在能夠實現簡單的并且與相應的不可靠性相適應的考慮。
有利的是，所述適配值的獲取在所述內燃機的一個或者多個預先確定的運行區域中進行。這種例如借助于所述內燃機的轉速和/或負荷需求來確定的運行區域例如能夠關于平穩的運行來選擇，在所述平穩的運行中，能夠簡單地獲取偏差。
優選的是，所述適配值的獲取在考慮所述內燃機的廢氣的λ值和尤其λ調節的情況下進行。在此也能夠有利的是，選擇相應的運行區域、例如下述這種運行區域，在這種運行區域中設置了1的λ值。通過這種方式可行的是，非常簡單地獲取偏差并且與此相應地調整所述配量持續時間。
有利的是，作為內燃機使用下述內燃機，在所述內燃機中，所述至少兩個不同的燃料噴射器包括：至少一個用于進氣管噴射的燃料噴射器和至少一個用于直接噴射的燃料噴射器，和/或至少兩個用于進氣管噴射的燃料噴射器，和/或至少兩個用于直接噴射的燃料噴射器。如已經提及的那樣，尤其對于用于進氣管噴射的燃料噴射器來說，在極限區域中運行時存在大的不可靠性。盡管如此，即使對于用于直接噴射的燃料噴射器來說在極限區域中運行時也會出現不可靠性。就此而言，所提出的方法針對下述任何類型的內燃機都是有利的，在所述內燃機中借助于兩個或者更多燃料噴射器來為汽缸引入燃料。
根據本發明的計算單元、例如機動車的控制器尤其在程序技術上被設立用于：實施根據本發明的方法。
以計算機程序的形式來實現所述方法也是有利的，因為這引起特別低的成本，尤其當執行的控制器還用于其它任務并且因此本來就存在時。用于提供所述計算機程序的合適的數據載體尤其是磁性的、光學的和電氣的存儲器像例如硬盤、閃存、eeprom、dvd以及其它存儲器。通過計算機網絡（互聯網、內聯網等等）來下載程序也是可行的。
附圖說明
本發明的其它優點和設計方案從說明書和附圖中得出。
本發明借助于實施例在附圖中示意性地示出并且在下文中參照附圖進行描述。附圖中：
圖1a和1b示意性地示出了兩個內燃機的示意圖，所述內燃機能夠使用根據本發明的方法；
圖2示意性的示出了內燃機的一個汽缸，所述汽缸能夠使用根據本發明的方法；
圖3以一種優選的實施方式示意性地示出了在實施根據本發明的方法時總燃料量的可能的分配比例；并且
圖4以一種優選的實施方式示意性地示出了在實施根據本發明的方法時對作為配量持續時間的打開持續時間的調整。
具體實施方式
在圖1a中示意性地并且簡化地示出了一個內燃機100，所述內燃機能夠使用根據本發明的方法。所述內燃機100示例性地具有四個汽缸102和進氣管106，所述進氣管被連接到所述汽缸102的每個汽缸處。
所述進氣管106在此針對每個汽缸102具有一個燃料噴射器107和一個燃料噴射器113，這兩個燃料噴射器在所述汽缸之前的不遠處布置在所述進氣管的相應的區段中。為簡明起見，所有燃料噴射器107、113中相應僅一個燃料噴射器設有附圖標記。
所述燃料噴射器107和113這兩個都服務于用于例如汽油的進氣管噴射，并且僅用于這種噴射方式。所述燃料噴射器107和113通過低壓管路151由低壓泵150供給汽油。為簡明起見，僅示出了通往所述燃料噴射器107和113中的相應一個燃料噴射器的低壓管路151，但是不言而喻，所述燃料噴射器107和113中的每個燃料噴射器都被連接到低壓管路處。
此外，每個汽缸102都具有用于直接噴射的燃料噴射器111。為簡明起見，所述燃料噴射器111中的僅一個燃料噴射器設有附圖標記。所述燃料噴射器111僅用于汽油的直接噴射，并且利用高壓管路162被連接到高壓存儲器161、所謂的軌或者共軌處。為簡明起見，僅示出了通往所述燃料噴射器111中的一個燃料噴射器的高壓管路162，但是不言而喻，所述燃料噴射器111中的每個燃料噴射器都被連接到高壓管路處。
所述高壓存儲器161又通過高壓泵160供給汽油。所述高壓泵160在此通常由所述內燃機來驅動。所述燃料噴射器111、所述高壓管路162、所述高壓存儲器16以及所述高壓泵160在此是所述內燃機100的高壓系統165的部分。不僅所述低壓泵150而且所述高壓泵160例如能夠被連接到共同的、這里未示出的用于汽油的儲箱處。
在當前所示出的示例中，由三個不同的燃料噴射器、也就是進氣管噴射的相應的燃料噴射器107和113以及用于直接噴射的相應的燃料噴射器111將燃料引入到每個汽缸102中。但是也能夠設想并且在實踐中也常見的是，例如相應地僅由進氣管噴射的兩個燃料噴射器來將燃料引入到每個汽缸中。此外，也能夠設想并且在實踐中同樣常見的是，例如相應地由進氣管噴射的一個燃料噴射器和用于直接噴射的一個燃料噴射器將燃料引入到每個汽缸中。
在圖1b中示意性地并且簡化地示出了另一個內燃機200，所述內燃機能夠使用根據本發明的方法。所述內燃機200示例性地具有四個汽缸102和進氣管206，所述進氣管被連接到所述汽缸102中的每個汽缸處。
所述進氣管206在此針對所有汽缸102具有兩個共同的、用于例如汽油的燃料噴射器207和213，所述燃料噴射器例如布置在這里未示出的節氣門之后的不遠處。所述燃料噴射器207和213由此服務于進氣管噴射。此外，每個汽缸102都具有一個用于例如汽油的直接噴射的燃料噴射器111。
關于燃料供給系統，所述內燃機200相當于所述內燃機100。就此而言，要參照那里的說明。在此也能夠設想并且常見的是，如也參照圖1a所解釋的那樣，僅設置了用于進氣管噴射的燃料噴射器；或者相應地由進氣管噴射的一個燃料噴射器和直接噴射的一個燃料噴射器將燃料引入到每個汽缸中，這在當前情況下意味著，僅設置了進氣管噴射的兩個燃料噴射器中的一個燃料噴射器。
所述內燃機100與200之間的區別在于進氣管噴射的方式。例如，圖1a中所示出的進氣管噴射允許個性化地為每個汽缸進行燃料配量，如這例如能夠用于較高級（h?herwertig）的內燃機那樣，而圖1b中所示出的進氣管噴射在其構造方面和其操控方面更為簡單。不言而喻，根據圖1a的進氣管噴射也能夠與根據圖1b的進氣管噴射組合并且反之亦可，也就是例如為每個汽缸設置了用于進氣管噴射的一個單獨的燃料噴射器并且額外地為所有汽缸設置了用于進氣管噴射的一個共同的燃料噴射器。
在圖2中示意性地并且簡化地、但是比圖1a中更詳細地示出了所述內燃機100的一個汽缸102。所述汽缸102具有燃燒室103，所述燃燒室通過活塞104的運動來增大或者縮小。所述活塞的位置在此例如能夠參照所謂的上止點（ot）來給出，在所述上止點中，所述活塞已經到達其（參照附圖）最高點。
所述汽缸102具有進氣門105，以便將空氣或者燃料-空氣-混合物引進到所述燃燒室103中。空氣通過進氣管106來輸送，所述進氣管作為空氣輸送部的部分，所述燃料噴射器107和113處于所述進氣管處。所吸入的空氣通過所述進氣門105被引進到所述汽缸102的燃燒室103中。節氣門112在進氣系統中用于調設到所述汽缸102中需要的空氣質量流。
所述內燃機能夠在進氣管噴射的過程中運行。借助于所述燃料噴射器107和113在這種進氣管噴射的過程中將例如汽油作為燃料噴射到所述進氣管106中，從而在那里形成空氣-燃料-混合物，所述空氣-燃料-混合物通過所述進氣門105被引進到所述汽缸102的燃燒室103中。所配量的燃料量在此能夠根據需求被分配到兩個燃料噴射器107和113上。
所述內燃機也能夠在直接噴射的過程中運行。為此目的，所述燃料噴射器111被安置在所述汽缸102處，以便將例如汽油作為燃料直接噴射到所述燃燒室103中。對于這種直接噴射來說，為了燃燒所需要的空氣-燃料-混合物直接在所述汽缸102的燃燒室103中形成。
此外，所述汽缸102設有點火裝置110，以便為了在所述燃燒室103中開始燃燒而產生點火火花。
在燃燒之后，燃燒廢氣通過排氣管108從所述汽缸102中排出。所述排出依賴于同樣布置在所述汽缸102處的排氣門109的打開來實現。進氣門和排氣門105、109打開和關閉，以便以已知的方式來執行所述內燃機100的四沖程運行。
所述內燃機100能夠以直接噴射、進氣管噴射或者以混合運行來運行。這依賴于當前的運行點來實現用于運行所述內燃機100的相應最優的運行方式的選擇。因此，當所述內燃機100在低轉速和低負荷的情況下運行時，所述內燃機能夠以進氣管噴射運行來運行，并且當所述內燃機以高轉速和高負荷運行時，所述內燃機能夠以直接噴射運行來運行。
但是，在大的運行區域的范圍內有意義的是，以混合運行來運行所述內燃機100，對于所述混合運行來說，有待輸送給所述燃燒室103的燃料量按份額通過進氣管噴射和直接噴射來輸送，其中，借助于進氣管噴射所輸送的燃料量又能夠按份額通過進氣管噴射的兩個燃料噴射器來引導。
此外，設置了構造為控制器115的計算單元，以用于控制所述內燃機100。所述控制器115能夠使所述內燃機100以直接噴射、進氣管噴射或者混合運行來運行。此外，能夠通過所述控制器115讀出設置在所述排氣管108中的λ探針120。
所述內燃機100的參照圖2詳細解釋的功能方式也能夠套用到根據圖1b的內燃機200上，根據圖1b的內燃機僅具有下述區別：為所有燃燒室或者說汽缸設置了用于進氣管噴射的兩個共同的燃料噴射器。
在圖3中以一種優選的實施方式示意性地示出了在實施根據本發明的方法時總燃料量的可能的分配比例。
對于例如能夠借助于轉速及負荷區域或者轉速及負荷點來預先給定的特定的運行區域或者運行點來說，能夠設置總燃料量mg，所述總燃料量應當被引入到一個汽缸中或者所述汽缸的每個汽缸中。
這個總燃料量mg而后又能夠被分配到各個燃料噴射器上，借助于所述各個燃料噴射器將燃料引入到有關的一個或者多個汽缸中。在當前的示例中，以單個燃料量ms1和ms2來實現到進氣管噴射的兩個燃料噴射器上的分配，并且以單個燃料量md來實現到直接噴射的一個燃料噴射器上的分配。
不言而喻，對于總共僅兩個燃料噴射器來說，也就是例如對于進氣管噴射的兩個燃料噴射器來說，或者對于進氣管噴射的一個燃料噴射器和直接噴射的一個燃料噴射器來說，相應地存在到僅兩個燃料噴射器上的分配。
在此，所述單個燃料量ms1、ms2和md通過所屬的燃料噴射器的合適的打開持續時間
現在也能夠在所提及的運行區域或者運行點中不進行到所述相應的燃料噴射器上的分配，而是所述總燃料量mg也能夠由僅一個燃料噴射器來配量。在此，針對相應所選擇的燃料噴射器，相應地需要所述打開持續時間
這些打開持續時間能夠以有利的方式在試驗臺測量的范圍內獲取并且保存在執行的計算單元上的存儲器中。
由與所述相應的單個燃料量相對應的打開持續時間和在使用僅一個燃料噴射器的情況下所屬的打開持續時間，現在能夠例如以gs1=
在圖4中以一種優選的實施方式示意性地示出了在實施根據本發明的方法時對打開持續時間的調整。
在特定的運行區域或者運行點中、優選在穩態的運行點中——在所述穩態的工作點中，應當將λ值保持在1上——現在能夠進行混合物適配或者對燃料配量的調整。如開頭已經提及的那樣，雖然所述燃料配量能夠在調節的范圍內得到調整，但是不時地調整預控值是有意義的并且是有利的。
由所述燃料噴射器中的一個燃料噴射器單獨輸出的、預先給定的總燃料量mg現在先后針對所述燃料噴射器中的每個燃料噴射器來檢測，所述檢測例如借助于λ值或者說在λ調節的范圍內來進行。因此，例如能夠確定：實際借助于進氣管噴射的燃料噴射器中的一個燃料噴射器所配量的總燃料量m'g,s1大于還是小于本來所期望的總燃料量mg。這例如能夠借助于所述λ值λ與額定值的偏差來確定。相應的情況也能夠適用于進氣管噴射的其它燃料噴射器的或者直接噴射的燃料噴射器的實際所配量的總燃料量m'g,s2和m'g,d。
引起這種偏差的原因例如可能是所述燃料噴射器的老化或者污染，從而例如在相同的打開持續時間的情況下，與所設置的情況相比配量了更少的燃料。
借助于當前的λ值λ與所述額定值（典型地λ=1）的偏差以及存在于馬達控制部中的關于額定燃料量的認識，能夠以所述額定燃料量（來自馬達控制部）與實際燃料量（來自λ值）的差的形式來計算出燃料量差。
在考慮所屬的燃料噴射器的打開持續時間
在調整所述各個打開持續時間時，對于將所述總燃料量mg分配到所述單個燃料量ms1、ms2和md上這種情況來說，如其在圖3中左側所示出的那樣，現在也能夠使用所述適配值as1、as2和/或ad，但是現在利用加權因子gs1、gs2和/或gd來實現加權。
通過這種方式，尤其在極限區域中能夠考慮各個燃料噴射器的打開持續時間和燃料量的相互關系的可能的非線性。
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