[发明专利]喷射燃料量的间接测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及测量提供给内燃发动机的燃料量的方法。

背景技术

被对提供给内燃发动机的最小燃料量的直接测量，特别是喷射到内燃发动机中或内燃发动机燃烧室内的燃料量的直接测量，是高成本的，这是因为测量结果直接取决于所使用的测量元件。所使用测量元件必须提供非常精确的测量结果，因此测量元件非常昂贵。

通常，带有直接喷射(DI)操作的内燃发动机内的喷射燃料量可以具有低到0.1mg/冲程的值，这导致在发动机转速为1000rpm时四缸四冲程发动机的流速为3.33mg/sec(毫克/秒)。

通过在预定时间期间在容器内收集此前被重量称重(gravimetrically weighted)的喷射燃料量，喷射燃料量一般可以在实验室环境下被确定。然而这种方法非常不适用于在运行条件下的机动车辆。

因此，本发明的目标是使用简单方法并且甚至在运行条件下能够确定提供给内燃发动机的最小燃料量。

发明内容

依照本发明，通过具有本发明特征的方法，上述目标被实现。其中通过确定内燃发动机的排出气体内的碳氢化合物浓度并将该浓度值转换为燃料流量，所述燃料流量被间接测量。

通过依照本发明的方法，有利地提出一种方案，该方案基于排出气体中或稀释的排出气体中所提供的燃料的浓度变化的实时测量，特别是喷射到内燃发动机内的燃料的浓度变化的实时测量。依照本发明的方法特别适用于在汽缸的燃烧室内发生的喷射燃料量的最小燃烧情况，其为在实验室条件或在运行条件下通过在适当条件下提供的最小燃料量的情况，例如在燃料间隔(fuel interval)过程中或在排气阀打开时对燃烧室的迟后喷射。燃料被优选地喷射到(多个)燃烧室，为此目的而使用燃料喷射器并且其关断信号被相应地产生。

因此，借助被方便使用的快速碳氢化合物测量装置，通过排出气体内的喷射燃料的浓度测量，燃料质量流量的间接测量可依照本发明被确定。

例如，碳氢化合物测量装置可以在实验室条件下使用。然而，特别有利的是也可以使用相应的碳氢化合物传感器，该碳氢化合物传感器被安装在机动车辆上，优选被安装在机动车辆的排气部分中。优选使用甲烷来校准该碳氢化合物传感器。借助于碳氢化合物传感器，即使在机动车辆的运行期间，也可以实现在交通工具上或车辆上(on-board)的测量。例如，可以将所记录的数值，或内燃发动机排出气体中的碳氢化合物的浓度传送到评测单元。

此处，评测单元被设计以将所记录的碳氢化合物浓度的值转换为燃料流量。碳氢化合物浓度以ppm为单位进行记录。喷射燃料流量具有mg/sec的单位。

以ppm为单位所记录的碳氢化合物浓度到以mg/sec为单位的燃料流量的转换是作为多个变量的函数实现的，所述变量例如为燃料的分子量、排出气体的分子量、燃料内的碳原子的总数以及排出气体的总质量流量。

下面，向上面指定的变量提供下述方程标记：

A  燃料流量[mg/sec]

B  碳氢化合物浓度[ppm]

C  燃料的分子量

D  排出气体的分子量

E  燃料内的碳原子的总数

F  排出气体的总质量流量[mg/sec]

假设以下变量具有下述对应值：

C  异辛烷：144kgm/kmol

D  空气：28.8kgm/kmol

E  异辛烷：8

现在，相对于彼此设定变量得出下面的等式1：

A＝B*(1e-06)*(C/D)*(1/E)*F

或者等式1可以以下述方式表述：

燃料流量[mg/sec]＝碳氢化合物浓度[ppm]*(1e-06)*(燃料的分子量/排出气体的分子量)*(1/燃料内的碳分子的总数)*排出气体的总质量流量。

附图说明

图1显示依照现有技术直接测量的燃料流量，图2显示间接测量的燃料流量。附图显示了燃料流量的传统直接测量(图1)与间接测量(图2)的比较。

具体实施方式

在图1中，左侧垂直轴显示以mg/sec为单位的依照现有技术直接测量的燃料流，其作为以msec(毫秒)为单位的喷油器关断信号的函数。相反，在图2中，左侧垂直轴显示通过等式1间接测量的燃料流量，其作为以msec为单位的喷油器关断信号的函数。

从图1和图2可以看出，依照本发明的方法获得的结果与依照现有技术通过复杂和高成本的方法获得的结果实际上完全相同，其中依照现有技术的测量一般仅在实验室条件下是可能的。相反，通过本发明，在交通工具上或车辆运行期间同样可以确定最小燃料量。