用于内燃发动机的燃料移除方法

摘要

本发明涉及一种用于内燃发动机的燃料移除方法，其中，该内燃发动机具有一个闭环和开环控制系统以及一个包含润滑剂的润滑剂回路，并且其中，该闭环和开环控制系统具有用于该内燃发动机的运转的特征值，并且其中，借助该闭环和开环控制系统进行从该内燃发动机的一个第一运转点至该内燃发动机的一个第二运转点的负载点移位，并且其中，当以在该润滑剂中形成的燃料量为特征的燃料特征值大于或等于一个燃料阈值时，进行该负载点移位。根据本发明，该第二运转点具有第二扫气梯度，该第二扫气梯度大于该第一运转点的第一扫气梯度。

权利要求

1.一种用于内燃发动机的燃料移除方法，其中，该内燃发动机具有一个闭环和开环控制系统以及一个包含润滑剂的润滑剂回路，并且其中，该闭环和开环控制系统具有用于该内燃发动机的运转的特征值，并且其中，借助该闭环和开环控制系统进行从该内燃发动机的一个第一运转点至该内燃发动机的一个第二运转点的负载点移位，并且其中，当以在该润滑剂中形成的燃料量为特征的燃料特征值大于或等于一个燃料阈值时，进行该负载点移位，其特征在于，该第二运转点具有第二扫气梯度，该第二扫气梯度大于该第一运转点的第一扫气梯度。

2.如权利要求1所述的燃料移除方法，其特征在于，该第二扫气梯度是一个正压扫气梯度。

3.如权利要求1或2所述的燃料移除方法，其特征在于，该第二运转点处于该内燃发动机的运转特性曲线的低负载到中负载范围内。

4.如权利要求3所述的燃料移除方法，其特征在于，该第二运转点处于该内燃发动机的运转特性曲线的低负载范围和低速范围内。

5.如权利要求1或2所述的燃料移除方法，其特征在于，该负载点移位是按照预测路线数据进行的。

6.如权利要求5所述的燃料移除方法，其特征在于，该预测路线数据包括具有主要恒定的速度和/或具有限速的路线。

7.如权利要求6所述的燃料移除方法，其特征在于，该预测路线数据包括在高速公路上的行程。

8.如权利要求1或2所述的燃料移除方法，其特征在于，该负载点移位是按照该内燃发动机的消耗进行的。

说明书

用于内燃发动机的燃料移除方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种用于内燃发动机的燃料移除方法。

背景技术

[0002] 内燃发动机具有用于供应润滑剂的润滑剂回路，以使该内燃发动机的部件运动。该润滑剂回路是一个没有完全相对于干扰密封的回路。因而，燃料可以例如经由该内燃发动机的燃烧室进入该润滑剂。

[0003] 该润滑剂(通常为润滑油)在该内燃发动机的多个运转循环中流经该润滑剂回路。在这个过程中，该润滑剂的黏性改变。黏性的改变的后果是该润滑剂不再具有其原来的承载力，并且因而不再以所需方式供应相应的部件。

[0004] 除了由于沉积、摩损和/或导入碳烟而引起的润滑剂的惯常老化，润滑剂的稀释(以下是指润滑油的稀释)同样可以导致黏性的改变。如果存在润滑油的稀释，这意味着润滑剂中的燃料的比例导致润滑剂的黏性改变。油的粘度对于油的润滑效果而言是有影响的。如果油的黏性下降太多，不再能可靠地保证该内燃发动机所需的润滑。

[0005] 润滑剂的稀释可能有各种原因，例如频繁的冷启动和短途旅行、混合物制备不充分、在混合动力车辆情况下与启动-停止运转或电动运转组合的不充分的预热阶段。

[0006] 德国公开申请DE 10 2013 216 215 A1披露了一种用于减少润滑油的稀释的方法，其中，具体地讲，该内燃发动机在发动机温度超过一定阈值温度的方式下运转一定时间。

[0007] DE 60 2005 000 084 T2披露了一种用于内燃发动机的排放气体净化系统的控制方法，该方法引起柴油机微粒过滤器的再生，同时考虑到可能的油的稀释。该柴油机微粒过滤器的再生实质上是在具有内燃发动机的机动车辆的稳态或静止状态下进行的。

[0008] 德国公开申请DE 10 2012 112 794 A1披露了一种用于内燃发动机的确定油中燃料比例的方法。如果在该润滑油中检测到一定比例的燃料，存在着以所提出的多种方式提供补救的可能性。这种补救可以例如改变该油。在用于机动车辆的混合驱动装置的情况下，即在电动机与该内燃发动机的组合的情况下，有可能在一段时间不将该内燃发动机关闭。借助于所提出的方法，可以确定润滑油中燃料的比例。根据所确定的燃料比例来控制该内燃发动机，其中，除了已经提到的可能性，还提到了通过使该内燃发动机的负载点移位来改变该运转点，以增加冷却剂和/或油的温度。

发明内容

[0009] 本发明的目的是提供一种用于内燃发动机的改进的燃料移除方法。根据本发明，该目的是通过一种具有本发明特征的、用于内燃发动机的燃料移除方法来实现的。在相应的扩展保护方案中给出了本发明的包括适宜且重要发展的有利实施例。

[0010] 用于内燃发动机的根据本发明的燃料移除方法具有一个闭环和开环控制系统(具有该内燃发动机的特征值)以及含有润滑剂的润滑剂回路，导致在该闭环和开环控制系统的帮助下使负载点从该内燃发动机的第一运转点向该内燃发动机的第二运转点移位。该负载点移位是根据燃料阈值发生的，并且是在以在该润滑剂中形成的燃料量为特征的燃料特征值大于或等于燃料阈值时进行的。该负载点移位的选择方式是该第二运转点具有第二扫气梯度，该第二扫气梯度大于该第一运转点的第一扫气梯度。优点是，将燃料从润滑剂中移除可以专有地通过该内燃发动机的适当操作来实现，因而无需其他部件。

[0011] “发动机特性曲线”对于每个内燃发动机是固有的，它包含作为该内燃发动机的发动机转速的函数的负载点。这个发动机特性曲线是指负载-速度特性曲线，其中，该负载是指与该内燃发动机的平均压力成比例的转矩。发动机特性曲线在最小速度和最大速度以及满负荷的方面是受限的。也就是说，在这三个限制条件之间以及在该内燃发动机的非运转之间建立了具有大量运转点的特性曲线，非运转的特征为该内燃发动机的负载和速度均为零。

[0012] 各负载点在该内燃发动机的运转循环中具有一定的气缸压力变化曲线。这种气缸压力变化曲线不只包括一个“高压段”，还包括一个“充气交换段”。在以该内燃发动机的闭合燃烧室为特征的运转循环的时间段中形成了该高压变化曲线。如果该内燃发动机被设计成往复活塞式发动机，通常在至少部分地包含该燃烧室的内燃发动机的汽缸盖上形成进气阀和排气阀，这些阀打开或关闭该汽缸盖中的进气流管或排气流管。

[0013] 该充气交换段在以可流经该燃烧室为特征的运转循环的一段时间内延伸。也就是说，这些进气管和/或排气管是打开的。在往复活塞式发动机的情况下，该充气交换段从打开这些排气阀开始，到关闭这些进气阀结束。

[0014] 为了潜在地提高该内燃发动机的效率，该充气交换段具有一个时相，在该时相中这些进气阀和这些排气阀都是打开的，导致了“气门重叠”。

[0015] 反之，当只有排气阀打开时，仅通过该内燃发动机的活塞的冲程运动来逐出该内燃发动机的燃烧室中的排放气体，存在以下的可能性：在气门重叠的时相期间，使用经由这些进气阀流入该燃烧室的新鲜空气量并且通过容积置换而使该燃烧室中的排放气体逐出。与在排气阀口处作用的出口压力相比，在进气阀口处作用的进气压力越大，这种可能性就更加有效。

[0016] 进气压力与出口压力之差被称为扫气梯度。这种扫气梯度可以具有大于、等于或小于零的值。如果该值小于零，存在例如内部排放气体再循环可能性，因为排放气体可以由于负压扫气梯度而从出口区段流回该燃烧室。

[0017] 如果在低发动机转速下形成扫气梯度，可以额外改进扫气梯度的效果，因为在低发动机转速的情况下，以秒定义的有效时段(例如该气门重叠期)大于高发动机转速的情况。在低发动机转速时，该排放气体因而具有较长的时段流出该燃烧室。因而，该排放气体可以完全流出该燃烧室，其中，为了改进该燃烧室的完全扫气，甚至有可能在当前工作冲程期间使某些流入该燃烧室中的新鲜空气经由这些排气阀流回。

[0018] 如果按照根据本发明的燃料移除方法，随后使负载点从具有第一扫气梯度的第一运转点向具有第二扫气梯度的第二运转点移位，可以实现改进的从现有的润滑剂中移除燃料。

[0019] 如果该第二扫气梯度是正压扫气梯度，其优点是，根据该压力梯度的值，有可能确保借助于该燃烧室的完全扫气而没有燃料进入润滑剂，从而在该润滑剂回路中的润滑剂的全循环中减少该润滑油的稀释。该润滑剂的全循环是指从该内燃发动机的润滑剂的一次更换到润滑剂的随后的更换的时段。

[0020] 在根据本发明的方法的另一个实施例中，该负载点的移位导致第二运转点，该第二运转点位于该内燃发动机的低到中的负载范围内。通常，尤其是在燃烧空气比λ处于过当量范围内的负载点处，一些燃料没有燃烧，而是在该润滑剂中沉积。这些负载点是在该发动机特性曲线的高负载范围中。在中负载范围(也就是说处于中等转矩)中，该燃烧空气比λ主要是化学当量燃烧空气比到亚化学当量燃烧空气比。在此范围内的操作过程中，该油的稀释则有利地是减少的。如果运转点位于该内燃发动机的低负载范围内，这尤其适用。在该中负载至低负载范围内的第二运转点的另一个特殊的优点是形成了一个正压扫气梯度，尤其是在低负载范围内。

[0021] 如果按照预测路线数据执行负载点的移位，则有可能按照有待行进的路线来设置该内燃发动机的有利的运转点，从而有可能有计划地实现燃料移除。例如当对具有带有导航装置的内燃发动机的机动车辆进行操作时可以确定预测路线数据。通过这些确定的预测路线数据，有可能确定在该内燃发动机的计划路线的哪段应优选地在低负载到中负载范围内操作或在低速度到中速度下运转。这可以在闭环和开环控制系统的帮助下被预先确定。

[0022] 具有低负载或正压扫气梯度的运转点的设置优选地适用于这样的预测路线数据情况：这些预测路线数据用于包括具有主要恒定的速度和/或具有限速的机动车辆操作的路线。

[0023] 包括在高速公路上行驶的预测路线数据是特别优选的，因为在此情况下，该内燃发动机可以在中负载点以低速到中速运转。

[0024] 在根据本发明的燃料移除方法的另一个实施例中，根据该内燃发动机的消耗进行该负载点的移位。通常，该闭环和开环控制系统具有包括各种发动机特性参量(如平均效有压力pme或燃料消耗bi)的多个特性曲线。因而，借助于在该闭环和开环控制系统中存储的这些特性曲线，有可能确定第二运转点，该第二运转点除了大于该第一扫气梯度的第二扫气梯度以外还包括这样的燃料消耗：该燃料消耗与其他可能的运转点相比是优选，并且是最有利的。由此与该油的稀释减少的同时达到有利的消耗。

具体实施方式

[0025] 本发明的进一步的优点、特征和细节将从以下对优选的展示性实施例的描述中变得清楚。这些特征以及在上面的描述中提及的特征的组合不仅能够使用在对应指明的组合之中，而且还能够在其他组合中使用或单独地使用而并不超过本发明的范围。

[0026] 在一个展示性实施例中，指示出了一种八缸发动机形式的内燃发动机。该内燃发动机具有一个润滑剂回路，该润滑剂回路含有润滑油形式的润滑剂。此外，用于设定发动机运转数据的闭环和开环控制系统被指定给该内燃发动机。该闭环和开环控制系统具有各种特性曲线，其中根据彼此之间的各种依赖关系存储发动机特性数据或特征值。因而，例如，按照增压压力p2和发动机转速nmot的函数在这些特性曲线之一中存储将要喷入的燃料量mb。同样在这些特征图之一中存储排放气体背压p3。对增压压力p2和排放气体背压p3各自指定相应的平均压力值pm和/或发动机转速nmot，反之亦然。则可能确定在该第一运转点后是哪个增压压力p2和哪个排放气体背压p3在当前运转点的情况下存在。从这一点，同样可能按以下确定扫气梯度pS：pS＝p2–p3。同样，还可能将扫气梯度pS存储在特性曲线中。

[0027] 燃料阈值(其指示了与在该润滑油中形成的确定燃料量相对应的数值)另外优选地被存储在该闭环和开环控制系统中。这个燃料阈值可以例如直接指示燃料量。然而，同样还可能存储用于该燃料阈值的相应参数，例如燃料量与润滑油量之比的数值。

[0028] 可以通过不同方法和/或特性曲线来确定在该第一运转点在该润滑剂中形成的燃料量，即当前形成的燃料量，其中，这些方法还可以包括预计算，并且该燃料量作为燃料特征值优选地被存储在该闭环和开环控制系统中。根据本发明，一旦这个燃料特征值等于或大于该燃料阈值，立即确定该第一运转点的第一扫气梯度。在该特性曲线中，从这个第一扫气梯度开始，确定大于该第一扫气梯度的第二扫气梯度。从这个第一运转点开始，则发生向第二运转点的负载点的移位，该第二运转点具有该第二扫气梯度。

[0029] 在另一个展示性实施例中，该闭环和开环控制系统与一个呈导航系统形式的、确定预测路线数据的系统电子连接而用于数据传输。借助于这两个系统之间的数据传输，可能在该预测路线数据的基础上运行该内燃发动机。换言之，在相应确定的行驶路线的情况下，可选择具有正压扫气梯度的运转点，由此可实现燃料移除。

[0030] 该优点在于，该内燃发动机具有延长的润滑剂更换周期，换言之，是换油周期。

[0031] 另一个优点在于，它可以在燃料减少的情况下运转，从而以受控的方式在降低了排放的运行范围运转。

[0032] 在另一个展示性实施例中，该内燃发动机与一个电动机连接。当该内燃发动机与该电动机耦合时，形成所谓的混合动力发动机，在可以实现低负载运转点的路线上，该机动车辆通常是由该电动机驱动的。当在地方公路和/或高速公路上运行时，内燃发动机通常优先设置作为驱动。也就是说，通常在混合动力发动机的情况下没有考虑燃料移除。

[0033] 具有根据本发明的燃料移除方法的内燃发动机尤其适用于混合动力发动机的运转。优点在于，该内燃发动机可以在选择的范围内(例如在高速公路上行驶)以低负载运转，而在选择的路线上(例如在市区交通中)使用电动机。