本發(fā)明涉及帶有廢氣再循環(huán)部的內(nèi)燃機(jī)，尤其涉及用于在負(fù)荷轉(zhuǎn)換時(shí)設(shè)定廢氣再循環(huán)率的方法。

背景技術(shù)：

尤其，被燃料運(yùn)行的內(nèi)燃機(jī)（自行點(diǎn)火的內(nèi)燃機(jī)、例如柴油馬達(dá)）通常設(shè)有廢氣再循環(huán)部，以便將惰性的燃燒廢氣帶入缸體中。由此，能夠減小空氣量，該空氣量能夠供用于在內(nèi)燃機(jī)的缸體中的燃燒，從而能夠減小所述內(nèi)燃機(jī)的氮氧化物排放。

再循環(huán)的燃燒廢氣的量一般地通過(guò)能夠設(shè)定的廢氣再循環(huán)閥來(lái)設(shè)定。所述廢氣再循環(huán)閥基于廢氣再循環(huán)質(zhì)量流量（agr質(zhì)量流量）的額定預(yù)設(shè)或廢氣再循環(huán)率（agr率）的設(shè)定預(yù)設(shè)來(lái)調(diào)節(jié)。所述agr質(zhì)量流量的或agr率的實(shí)際值能夠通過(guò)在所謂的文氏管單元中的合適的測(cè)量、例如借助于差壓傳感器進(jìn)行的測(cè)量來(lái)求取。借助所述差壓傳感器、進(jìn)氣管壓力和燃燒廢氣的溫度，能夠建模所述agr質(zhì)量流量。

從公開(kāi)文件de102013209037a1中已知用于運(yùn)行自行點(diǎn)火的內(nèi)燃機(jī)的廢氣再循環(huán)的方法和裝置，其中，識(shí)別到了內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)態(tài)的運(yùn)行狀態(tài)并且在識(shí)別到動(dòng)態(tài)的運(yùn)行狀態(tài)的情況中，執(zhí)行到所述內(nèi)燃機(jī)的空氣系統(tǒng)中的修正干預(yù)。尤其，能夠此時(shí)獲得最佳的增壓壓力建立：即當(dāng)經(jīng)過(guò)渦輪增壓器提供了最大的質(zhì)量流量時(shí)，其中，在該情況中不進(jìn)行廢氣再循環(huán)。

公開(kāi)文件de102004004534a1說(shuō)明了用于運(yùn)行agr閥的方法，其中，當(dāng)所述車(chē)輛嘗試加速時(shí)，就閉合所述agr閥。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明，設(shè)置了根據(jù)本發(fā)明的、尤其用于機(jī)動(dòng)車(chē)的用于運(yùn)行帶有廢氣再循環(huán)的內(nèi)燃機(jī)的方法以及根據(jù)本發(fā)明的裝置以及馬達(dá)系統(tǒng)。

其它的設(shè)計(jì)方案在優(yōu)選實(shí)施例和其它實(shí)施例中給出。

按照第一方面設(shè)置了用于運(yùn)行在馬達(dá)系統(tǒng)中帶有廢氣再循環(huán)部的內(nèi)燃機(jī)的方法，包括下述的步驟：

-通過(guò)預(yù)設(shè)額定質(zhì)量流量來(lái)運(yùn)行內(nèi)燃機(jī)；

-基于預(yù)設(shè)的額定質(zhì)量流量，執(zhí)行質(zhì)量流量的質(zhì)量流量調(diào)節(jié)；并且

-依賴(lài)于惰性氣體質(zhì)量流量，求取所述額定質(zhì)量流量，該惰性氣體質(zhì)量流量依賴(lài)于在被提供給內(nèi)燃機(jī)的氣體質(zhì)量流量和新鮮空氣質(zhì)量流量之間的差異來(lái)確定，該新鮮空氣質(zhì)量流量被需要以用于達(dá)到在所述缸體中的預(yù)設(shè)的空氣燃料比。

尤其，所述方法能夠設(shè)置的是，通過(guò)預(yù)設(shè)額定agr質(zhì)量流量，由被再循環(huán)到內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣管中的燃燒廢氣來(lái)運(yùn)行內(nèi)燃機(jī)；基于預(yù)設(shè)的額定agr質(zhì)量流量來(lái)執(zhí)行agr質(zhì)量流量的agr質(zhì)量流量調(diào)節(jié)，并且將所述額定agr質(zhì)量流量作為額定質(zhì)量流量來(lái)求取。

上述的方法設(shè)置的是，被再循環(huán)的廢氣質(zhì)量流量（agr質(zhì)量流量）相應(yīng)于額定agr質(zhì)量流量通過(guò)調(diào)節(jié)廢氣再循環(huán)調(diào)節(jié)閥來(lái)設(shè)定。在動(dòng)態(tài)的負(fù)荷提高中、例如在通過(guò)駕駛員請(qǐng)求經(jīng)提高的馬達(dá)力矩時(shí)，相比于穩(wěn)定的運(yùn)行特性（恒定的負(fù)荷請(qǐng)求、恒定的轉(zhuǎn)速），由于燃料的經(jīng)提高的量，則在缸體中缺失氧氣。為了限定煙塵排放并且為了達(dá)到馬達(dá)力矩的快速的提高，在動(dòng)態(tài)的負(fù)荷提高時(shí)，通常閉合所述廢氣再循環(huán)閥，以便通過(guò)再循環(huán)的廢氣來(lái)結(jié)束空氣的擠壓并且由此將較大的空氣量導(dǎo)引到缸體中。于是，隨著達(dá)到經(jīng)提高的負(fù)荷點(diǎn)，再次打開(kāi)所述廢氣再循環(huán)閥，以便減小氮氧化物排放，該氮氧化物排放能夠在氧氣過(guò)剩時(shí)出現(xiàn)。

上述的方法設(shè)置的是，為了避免煙塵形成而確保的是，在動(dòng)態(tài)的負(fù)荷提高期間，不出現(xiàn)這樣的空氣燃料比，該空氣燃料比關(guān)于預(yù)設(shè)的最小的空氣燃料比具有燃料過(guò)剩。相應(yīng)設(shè)置的是，如此地預(yù)設(shè)額定agr質(zhì)量流量：使得此額定agr質(zhì)量流量實(shí)現(xiàn)了在缸體中的空氣量，從而不低于所述預(yù)設(shè)的空氣燃料比。以這種方式，能夠?qū)崿F(xiàn)所述內(nèi)燃機(jī)對(duì)提高負(fù)載需求的經(jīng)改善的響應(yīng)特性，并且也在動(dòng)態(tài)的馬達(dá)運(yùn)行中實(shí)現(xiàn)較低的煙塵排放和氮氧化物排放。

此外，通過(guò)載荷模型，依賴(lài)于進(jìn)氣管壓力、進(jìn)氣管溫度和內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速，能夠求取被提供給內(nèi)燃機(jī)的氣體質(zhì)量流量。

能夠設(shè)置的是，當(dāng)提供給內(nèi)燃機(jī)的氣體質(zhì)量流量小于空氣質(zhì)量流量（該空氣質(zhì)量流量被需要用于達(dá)到在缸體中的預(yù)設(shè)的空氣燃料比）時(shí)，將所述額定agr質(zhì)量流量預(yù)設(shè)為0。

此外，當(dāng)被提供給內(nèi)燃機(jī)的氣體質(zhì)量流量大于空氣質(zhì)量流量（該空氣質(zhì)量流量被需要用于達(dá)到在缸體中的預(yù)設(shè)的空氣燃料比）時(shí)，惰性氣體質(zhì)量流量和穩(wěn)定agr質(zhì)量流量中的較小的那個(gè)被預(yù)設(shè)作為額定agr質(zhì)量流量，其中，所述穩(wěn)定agr質(zhì)量流量對(duì)應(yīng)于這樣的agr質(zhì)量流量：其在實(shí)時(shí)的馬達(dá)轉(zhuǎn)速中和在燃料的這樣的噴射量中從內(nèi)燃機(jī)的穩(wěn)定的運(yùn)行中設(shè)定，該噴射量尤其基于預(yù)設(shè)的agr特性圖而配設(shè)給瞬時(shí)的負(fù)載需求。

能夠設(shè)置的是，agr質(zhì)量流量調(diào)節(jié)對(duì)應(yīng)于pid調(diào)節(jié)，并且尤其agr調(diào)節(jié)參量被提供用于在廢氣再循環(huán)線路中操控agr閥。

尤其，在避過(guò)所述agr質(zhì)量流量調(diào)節(jié)的情況下能夠如此地預(yù)設(shè)所述agr調(diào)節(jié)參量：使得所述agr閥完全地閉合，當(dāng)所述額定agr質(zhì)量流量對(duì)應(yīng)于0時(shí)。

按照另一個(gè)實(shí)施方式，所述方法能夠設(shè)置這樣的步驟：

-通過(guò)預(yù)設(shè)被提供到內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣管中的新鮮空氣質(zhì)量流量的額定新鮮空氣質(zhì)量流量（作為額定質(zhì)量流量）來(lái)運(yùn)行所述內(nèi)燃機(jī)，

-基于預(yù)設(shè)的額定新鮮空氣質(zhì)量流量，執(zhí)行所述新鮮空氣質(zhì)量流量的空氣質(zhì)量流量調(diào)節(jié)；并且

-依賴(lài)于惰性氣體質(zhì)量流量，求取所述額定新鮮空氣質(zhì)量流量，該惰性氣體質(zhì)量流量依賴(lài)于在被提供給內(nèi)燃機(jī)的氣體質(zhì)量流量和新鮮空氣質(zhì)量流量之間的差異來(lái)確定，該新鮮空氣質(zhì)量流量被需要以用于達(dá)到在所述缸體中的預(yù)設(shè)的空氣燃料比。

根據(jù)另一方面，設(shè)置了用于運(yùn)行在馬達(dá)系統(tǒng)中帶有廢氣再循環(huán)部的內(nèi)燃機(jī)的裝置，其中，所述裝置構(gòu)造用于：

-通過(guò)預(yù)設(shè)額定質(zhì)量流量，運(yùn)行所述內(nèi)燃機(jī)；

-基于預(yù)設(shè)的額定質(zhì)量流量，執(zhí)行質(zhì)量流量的質(zhì)量流量調(diào)節(jié)；并且

-依賴(lài)于惰性氣體質(zhì)量流量，求取所述額定質(zhì)量流量，該惰性氣體質(zhì)量流量依賴(lài)于在被提供給內(nèi)燃機(jī)的氣體質(zhì)量流量和空氣質(zhì)量流量之間的差異來(lái)確定，該空氣質(zhì)量流量被需要以用于達(dá)到在所述缸體中的預(yù)設(shè)的空氣燃料比。

根據(jù)另一個(gè)方面設(shè)置了馬達(dá)系統(tǒng)，它包括：

-內(nèi)燃機(jī)；

-上述的裝置。

附圖說(shuō)明

實(shí)施方式隨后依據(jù)所附的附圖更加詳細(xì)地闡釋。圖示：

圖1是帶有被廢氣驅(qū)動(dòng)的增壓設(shè)備和廢氣再循環(huán)部的馬達(dá)系統(tǒng)的示意圖；并且

圖2是用于展示用于運(yùn)行帶有經(jīng)調(diào)節(jié)的廢氣再循環(huán)部的內(nèi)燃機(jī)的功能的功能圖。

具體實(shí)施方式

圖1展示了帶有內(nèi)燃機(jī)2的馬達(dá)系統(tǒng)1，該內(nèi)燃機(jī)通常包括多個(gè)缸體3。內(nèi)燃機(jī)2能夠按照四沖程原理工作并且尤其構(gòu)造為被燃料導(dǎo)引的內(nèi)燃機(jī)，尤其作為柴油馬達(dá)。

內(nèi)燃機(jī)2的缸體3經(jīng)過(guò)空氣供應(yīng)系統(tǒng)4被提供新鮮空氣。在運(yùn)行中，相應(yīng)于負(fù)載需求將燃料經(jīng)過(guò)未示出的噴射閥而噴射到缸體3的燃燒室中，在燃料燃燒之后，燃燒廢氣經(jīng)過(guò)廢氣導(dǎo)出系5排出。

在空氣供應(yīng)系統(tǒng)4中和在廢氣導(dǎo)出系5中設(shè)置有至少一個(gè)被廢氣驅(qū)動(dòng)的增壓設(shè)備6。增壓設(shè)備6包括渦輪機(jī)61，該渦輪機(jī)布置在廢氣導(dǎo)出系5中，以便將燃燒廢氣的廢氣焓轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。此外，設(shè)置了壓縮器62，該壓縮器與渦輪機(jī)61例如機(jī)械地經(jīng)過(guò)軸63耦合，以便把借助渦輪機(jī)61獲得的旋轉(zhuǎn)能量轉(zhuǎn)化為壓縮功率，以用于把從環(huán)境中吸取的新鮮空氣壓縮到增壓壓力區(qū)段41中。

增壓壓力區(qū)段41能夠定義空氣供應(yīng)系統(tǒng)4的這樣的區(qū)段，該區(qū)段位于壓縮器62的輸出端和布置在空氣供應(yīng)系統(tǒng)4中的節(jié)氣門(mén)8之間。此外，在那里能夠設(shè)置增壓空氣冷卻器44。然后，在節(jié)氣門(mén)8和缸體3的進(jìn)給閥之間存在空氣供應(yīng)系統(tǒng)4的進(jìn)氣管區(qū)段42。對(duì)于不帶有節(jié)氣門(mén)8的空氣供應(yīng)系統(tǒng)4，增壓壓力區(qū)段41對(duì)應(yīng)在壓縮器62的輸出端和缸體3的（未示出的）進(jìn)給閥之間的空氣供應(yīng)系統(tǒng)4的整個(gè)區(qū)段。

在增壓壓力區(qū)段41中能夠設(shè)置壓力傳感器43，該壓力傳感器提供了關(guān)于實(shí)際增壓壓力pldist的說(shuō)明。作為備選方案，能夠在進(jìn)氣管區(qū)段42中設(shè)置壓力傳感器，能夠借助該壓力傳感器來(lái)建模實(shí)際增壓壓力pldist。

此外，設(shè)置了至少一個(gè)增壓調(diào)節(jié)器64，該增壓調(diào)節(jié)器能夠可變地設(shè)定可供使用的渦輪機(jī)功率的大小。增壓調(diào)節(jié)器64能夠例如構(gòu)造為廢氣閥、vtg調(diào)節(jié)器（vtg：可變渦輪機(jī)幾何特征variableturbinegeometry）或以其它的方式構(gòu)造。增壓調(diào)節(jié)器64能夠借助合適的調(diào)節(jié)參量s（該調(diào)節(jié)參量例如說(shuō)明了用于增壓調(diào)節(jié)器64的步進(jìn)電機(jī)的占空比）基于增壓壓力調(diào)節(jié)部來(lái)設(shè)定。

此外設(shè)置了廢氣再循環(huán)線路7，用于冷卻穿流的再循環(huán)的燃燒廢氣的廢氣冷卻器71和agr閥72彼此相繼地布置在該廢氣再循環(huán)線路中。借助agr閥72，能夠設(shè)定燃燒廢氣的這樣的量，該量導(dǎo)入空氣供應(yīng)系統(tǒng)4中并且從而再循環(huán)到所述缸體3中。這些也稱(chēng)為agr質(zhì)量流量。在被提供給內(nèi)燃機(jī)2缸體3的氣體中的再循環(huán)的燃燒廢氣的份額稱(chēng)為廢氣再循環(huán)率（agr率）。agr率或agr質(zhì)量流量或新鮮空氣質(zhì)量流量借助agr質(zhì)量流量調(diào)節(jié)部依賴(lài)于內(nèi)燃機(jī)2的運(yùn)行狀態(tài)借助agr調(diào)節(jié)參量sagr通過(guò)agr閥72的調(diào)節(jié)來(lái)設(shè)定。agr調(diào)節(jié)參量sagr用于直接操控agr閥72，以便調(diào)節(jié)agr質(zhì)量流量、agr率或新鮮空氣質(zhì)量流量。

設(shè)置了控制器10，為了運(yùn)行內(nèi)燃機(jī)2，該控制器能夠操控agr閥72、增壓調(diào)節(jié)器64、節(jié)氣門(mén)8和另外的致動(dòng)器，例如用于確定有待噴射的燃料量的噴射閥?？偣驳?，控制單元10依賴(lài)于由外部提供的關(guān)于額定扭矩的數(shù)據(jù)以及關(guān)于內(nèi)燃機(jī)2的瞬時(shí)的運(yùn)行狀態(tài)（例如通過(guò)轉(zhuǎn)速和負(fù)載和/或另外的運(yùn)行狀態(tài)參量所說(shuō)明）的數(shù)據(jù)來(lái)操控所述致動(dòng)器。額定扭矩能夠從經(jīng)過(guò)駕駛踏板的促動(dòng)能夠預(yù)設(shè)的駕駛員期望或負(fù)載需求中得到。

此外，能夠在廢氣再循環(huán)線路7中設(shè)置agr質(zhì)量流量傳感器73，以便測(cè)量實(shí)時(shí)的agr質(zhì)量流量。

在所述控制單元10中還能夠施行所述agr質(zhì)量流量調(diào)節(jié)。所述agr質(zhì)量流量調(diào)節(jié)尤其被實(shí)施作為軟件算法并且依賴(lài)于預(yù)設(shè)的額定agr質(zhì)量流量dmagrsoll來(lái)預(yù)設(shè)用于調(diào)節(jié)所述agr閥72的agr調(diào)節(jié)參量sagr。所述agr質(zhì)量流量調(diào)節(jié)被構(gòu)造用于：借助于所述agr調(diào)節(jié)參量如此地設(shè)定所述agr閥72：使得所述實(shí)際agr質(zhì)量流量盡可能快速地跟隨預(yù)設(shè)的額定agr質(zhì)量流量。尤其，能夠預(yù)設(shè)以pid調(diào)節(jié)器為形式的agr質(zhì)量流量調(diào)節(jié)部。

在圖2中，預(yù)設(shè)了示意的功能圖表，以用于表明求取所述額定agr質(zhì)量流量dmagrsoll。所述功能圖表對(duì)此具有載荷模型21，該載荷模型基于馬達(dá)系統(tǒng)1的狀態(tài)參量，尤其進(jìn)氣管壓力ps、進(jìn)氣管溫度ts、缸體的數(shù)量、缸體沖程容積和馬達(dá)轉(zhuǎn)速n，求取流進(jìn)所述內(nèi)燃機(jī)2的缸體3中的氣體質(zhì)量流量dmeng。

在被燃料導(dǎo)引的內(nèi)燃機(jī)中，通過(guò)預(yù)設(shè)燃料的噴射量dmfuel，來(lái)設(shè)定所需的馬達(dá)力矩、也即負(fù)載規(guī)定。這種噴射量dmfuel在控制單元10中以本身已知的方式從預(yù)設(shè)的駕駛員意愿力矩中尤其依賴(lài)于駕駛踏板姿態(tài)來(lái)求取。

在空氣量計(jì)算框22中，從相應(yīng)于所述負(fù)載規(guī)定所需的燃料的噴射量dmfuel中還計(jì)算空氣質(zhì)量流量dmair，該空氣質(zhì)量流量被需要用于達(dá)到在缸體3中的預(yù)設(shè)的空氣燃料比。這點(diǎn)同時(shí)表現(xiàn)為最小的空氣質(zhì)量流量，為了避免煙塵排放，必須將該空氣質(zhì)量流量提供給缸體3。所述計(jì)算以公知的方式基于所述空氣燃料比來(lái)進(jìn)行，該空氣燃料比依賴(lài)于運(yùn)行點(diǎn)地從預(yù)設(shè)的特性圖中得到。

這樣所計(jì)算的空氣質(zhì)量流量dmair在減法單元23中被從氣體質(zhì)量流量dmeng減去，并且對(duì)應(yīng)于所期望的惰性氣體質(zhì)量流量的所述結(jié)果（差）被提供給最大值挑選塊24。所述惰性氣體質(zhì)量流量對(duì)應(yīng)于惰性的燃燒廢氣的質(zhì)量流量，該燃燒廢氣被添加給新鮮空氣質(zhì)量流量，從而在所述缸體中達(dá)到了預(yù)設(shè)的空氣燃料比。所述最大值挑選塊24求取在預(yù)設(shè)的值0和惰性氣體質(zhì)量流量之間的最大值并且將該結(jié)果進(jìn)一步傳導(dǎo)給最大值挑選塊25。

在最小值挑選塊25中，從來(lái)自最大值挑選塊24的結(jié)果中挑選最小值，也即要么值0要么正的惰性氣體質(zhì)量流量，作為在流進(jìn)所述內(nèi)燃機(jī)2中的氣體質(zhì)量流量和在內(nèi)燃機(jī)2中所需的空氣質(zhì)量流量dmair和穩(wěn)定agr質(zhì)量流量dmagrstat之間的差，并且作為額定agr質(zhì)量流量dmagrsoll進(jìn)行提供。

所述穩(wěn)定agr質(zhì)量流量dmagrstat對(duì)應(yīng)于用于穩(wěn)定的運(yùn)行、也即在恒定的轉(zhuǎn)速和負(fù)荷情況中的內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行的額定agr質(zhì)量流量。所述穩(wěn)定agr質(zhì)量流量dmagrstat從相應(yīng)的agr特性圖26中基于馬達(dá)轉(zhuǎn)速n和為轉(zhuǎn)化被駕駛員所期望的負(fù)載需求所需的穩(wěn)定運(yùn)行噴射量dmfuelstat來(lái)求取，其中，所述穩(wěn)定運(yùn)行噴射量dmfuelstat說(shuō)明了在恒定的轉(zhuǎn)速和負(fù)荷的假設(shè)下的用于所期望的負(fù)荷的運(yùn)行點(diǎn)的噴射量。

因?yàn)?，為了在?dòng)態(tài)的負(fù)荷提高時(shí)提高內(nèi)燃機(jī)2的馬達(dá)轉(zhuǎn)速n，為此所需的增壓壓力在大多情況下顯著過(guò)低，并且由此所需的新鮮空氣質(zhì)量流量不能夠立即實(shí)現(xiàn)，則這點(diǎn)在快速的或突然的負(fù)荷提高時(shí)首先導(dǎo)致的是，在所述減法單元23后得到了用于惰性氣體質(zhì)量流量的負(fù)的值。由此，最大值挑選塊提供了值0。作為結(jié)果，所述最小值挑選塊25同樣提供了值0，因?yàn)樵撝敌∮谠诜€(wěn)定的狀態(tài)中的穩(wěn)定agr質(zhì)量流量dmagrstat。

額外能夠設(shè)置的是，在輸出用于額定agr質(zhì)量流量dmagrsoll的值0時(shí)，在控制單元10中所實(shí)施的agr質(zhì)量流量調(diào)節(jié)被回避并且所述agr閥72立即完全地閉合，而不經(jīng)過(guò)agr質(zhì)量流量調(diào)節(jié)來(lái)采取旁路。由此，在快速的動(dòng)態(tài)的負(fù)荷提高時(shí)實(shí)現(xiàn)了很快速的響應(yīng)特性，因?yàn)閷?duì)有待調(diào)節(jié)到0的額定agr質(zhì)量流量dmagrsoll而言，完全地閉合了所述agr閥72。