[發明專利]用于運行以天然氣運行的機動車內燃機的方法

有效

• 申請號: 201510445629.1
• 申請日: 2015-05-25
• 公開（公告）號: CN105114192B
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發明（設計）人: O·福茨;F·赫岑雅克;S·帕特爾
• 申請（專利權）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號: F02D19/02
• 分類號: F02D19/02;F01N11/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 劉挺;宣力偉

本發明涉及一種用于運行以天然氣運行的機動車內燃機(1)的方法。在λ傳感器(4)失效的情況下，通過求取當前的廢氣溫度(T_實際)來推斷天然氣的品質。

技術領域

本發明涉及一種用于運行以天然氣運行的機動車內燃機的方法。出于簡化語言的原因接下來原則上僅僅論及內燃機。此外以天然氣運行的內燃機的控制和調節機構以及以天然氣運行的機動車內燃機是本發明的一部分。

背景技術

對使用壓縮的氣體例如天然氣（CNG壓縮天然氣）作為燃料運行的機動車（所謂的燃氣車輛）而言，通過噴射機構把用于燃燒的燃氣空氣混合物供應給內燃機。因為在常壓下，燃氣與傳統的燃料如汽油或柴油相比具有更低的能量密度，因此在加注期間，天然氣以200巴到260巴的壓力輸送到機動車的氣體儲箱內并得以儲存。

根據不同供貨方地點，天然氣的品質變化很大。因此為燃氣車輛研發了燃氣品質匹配功能。只要內燃機在運行中，就能通過λ調節求取天然氣品質，并且將內燃機的控制與該天然氣的品質匹配，其中相應于所要求的λ值，通過λ調節來設定燃料供給或者說燃氣空氣混合物。該方法要求在催化器的上游布置λ傳感器。這樣所求取的用于燃氣品質匹配的參數被存儲并且應用在用于燃料供給或者說燃氣空氣混合物的計算的發動機控制機構中。該過程隨著每一次的加注過程必須重復。

在λ傳感器故障的情況下，不能再執行λ調節，因為缺失λ傳感器的信號。因此燃氣品質匹配也不再能夠執行。這尤其對例如在λ=1.5情況下運行的稀燃發動機而言特別危險。如果例如對得到新鮮加注的車輛而言當前的天然氣品質比之前的加注物差（更低的能量密度），這能夠導致的是，在沒有燃氣品質匹配的情況下內燃機不能流暢地運行或者完全不運轉。如果例如對得到新鮮加注的而車輛而言當前的天然氣品質比之前的加注物好（更高的能量密度），那么在沒有燃氣品質匹配的情況下內燃機高溫運行且受損。

為了阻止這種情況，為發動機控制所預定的廢氣（稀混合物）中的“稀燃極限”確保了內燃機中的燃燒的穩定性。以相應的方法，為發動機控制所預定的廢氣（濃混合物）中的“濃燃極限”確保內燃機免遭過熱。

這意味著，在以天然氣運行的內燃機中通過λ傳感器不僅能求取廢氣的排放，而且λ傳感器的信號還能額外用于天然氣品質的監控。

發明內容

為了在λ傳感器失效的情況下也能確定天然氣的品質，提出一種方法，即在λ傳感器失效的情況下通過求取當前的廢氣溫度確定天然氣的品質。

本發明所基于的思想在于，盡管λ傳感器失效，但通過根據本發明的緊急運轉方法以廢氣溫度為基礎在一定程度上對λ值利用所屬的λ調節來建模，其中在根據本發明的方法中通過求取廢氣溫度至少近似獲得了與通過有效的λ傳感器獲取的傳感器值相同的結果。接著依照傳統的方法（利用有效的λ傳感器）能夠求取用于燃氣品質匹配的參數，該燃氣品質匹配用于按照規定運行以天然氣運行的內燃機。優選地，該根據本發明的方法在每一次啟動以天然氣運行的內燃機后被激活。

另外必須在廢氣再處理機構中設置溫度傳感器，其傳感器信號當然也能在其他方面使用，例如在對廢氣再處理機構中的排放進行處理的情況下使用。這樣的溫度傳感器在現代的內燃機中本來就存在，因此并不產生額外的花費。

根據本發明的方法利用了在廢氣中的λ值和其中可達到的廢氣溫度之間的物理上的相關性。可達到的廢氣溫度除了天然氣的品質之外另外還和天然氣的壓力有關。這種關系例如能通過特征曲線描述且在根據本發明的方法中得到分析。這意味著，在已知的天然氣壓力和通過溫度傳感器求取的實際廢氣溫度下，通過特征曲線能夠對相應的λ值建模。相反地，對所要求的λ值和已知的天然氣壓力而言，能夠求取相應的可達到的廢氣溫度。