用于運行內(nèi)燃機的方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于運行內(nèi)燃機、尤其是燃氣發(fā)動機的方法，該燃氣發(fā)動機具有 至少一個燃燒室，給所述燃燒室輸入具有可變的進氣壓力和/或可變的增壓空氣量的增壓 空氣，其中，由在所述至少一個燃燒室中設置的傳感器的至少一個測量值確定氣缸壓力值， 通過改變進氣壓力和/或增壓空氣量，將所述氣缸壓力值閉環(huán)控制為氣缸壓力額定值，其 中，與內(nèi)燃機的功率相關地選擇氣缸壓力額定值，以及涉及一種用于實施上述方法的閉環(huán) 控制裝置和內(nèi)燃機。
【背景技術】
[0002] 關于內(nèi)燃機的氮氧化物排放的主要影響因素之一是空氣與燃料的比例關系，該比 例關系也作為A值已知。
[0003] 在現(xiàn)有技術中已知，在內(nèi)燃機的進氣壓力和功率之間存在一種基本上線性的關 系，以實現(xiàn)基本上恒定的氮氧化物排放的目的。由EP 0259382B1得知一種方法，空氣-燃 料比或輸入內(nèi)燃機的燃料-空氣混合氣的X值根據(jù)內(nèi)燃機的功率在基本上恒定的氮氧化 物排放的目的下進行閉環(huán)控制，其方式為：預設與內(nèi)燃機的功率相關的進氣壓力額定值并 且一直改變?nèi)剂?空氣比，直到實際的進氣壓力等于預設的額定值。
[0004] 雖然通過該閉環(huán)控制方式可以避免設置用于確定燃料-空氣比的氧傳感器，但在 此沒有考慮：產(chǎn)生氮氧化物排放的真正的主要因素不是輸入各燃燒室的增壓空氣的進氣壓 力，而是在各燃燒室中用于燃燒的空氣質(zhì)量。在各燃燒室中存在的空氣質(zhì)量在此可能在內(nèi) 燃機的運行持續(xù)時間上發(fā)生變化，該變化例如可能由于在各燃燒室的進氣閥或排氣閥上產(chǎn) 生的磨損而引起。
[0005] 由現(xiàn)有技術已知一些途徑，這些途徑用于閉環(huán)控制輸入內(nèi)燃機的空氣質(zhì)量。
[0006] EP 1662121描述一種用于開環(huán)控制內(nèi)燃機的方法，其中，估計的總氣體質(zhì)量作為 用于內(nèi)燃機的控制裝置的輸入變量。對此例如由燃燒室壓力估計輸入的氣體質(zhì)量并且將該 估計值輸入進氣系統(tǒng)的開環(huán)控制系統(tǒng)中。
[0007] EP 1162357描述一種方法，即探測燃燒室壓力并且由該燃燒室壓力推斷出內(nèi)燃機 的進氣壓力或排氣背壓。該文獻的目的是，可以通過燃燒室壓力和進氣壓力或排氣背壓的 關系放棄進氣壓力傳感器或排氣背壓傳感器。
[0008] EP 2698521描述一種用于考慮氣缸特定的區(qū)別的方法。氣缸的各氣缸信號在此不 追蹤共同的額定值，而是對于每個氣缸設定合適的氣缸額定值，通過該氣缸額定值可以考 慮氣缸特定的氣缸參數(shù)區(qū)別。
[0009] DE 10 2012 021778示出一種方法，用于補償在混合氣增壓燃氣發(fā)動機中的充氣 系數(shù)偏差，其中，輸入各個預燃室的燃氣量如此適配，使得氣缸特定的或氣缸組特定的充氣 系數(shù)偏差被補償。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明任務在于，避免上述的缺點并且給出相對于現(xiàn)有技術改進的用于運行內(nèi)燃 機的方法或相應改進的閉環(huán)控制裝置和內(nèi)燃機。尤其是通過所提供的方法應允許，可以考 慮在各燃燒室中空氣質(zhì)量的變化。
[0011] 該任務在按本發(fā)明的方法中通過權利要求1的各特征解決。本發(fā)明的有利方案在 各從屬權利要求中給出。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明規(guī)定，氣缸壓力值通過改變進氣壓力和/或通過改變增壓空氣量來追 蹤與內(nèi)燃機的功率相關的氣缸壓力額定值。
[0013] 在一個燃燒室或氣缸中的氣缸壓力代表了在該燃燒室中的空氣質(zhì)量或氣缸充氣。 因此，可以通過確定在燃燒室中的氣缸壓力來反算在燃燒室中存有的空氣量。
[0014] 適用于在本申請中所述的方法的傳感器必須能夠記錄壓縮曲線的特性曲線、即在 點火之前壓縮的變化過程，而不僅僅記錄最大壓力。
[0015] 通過混合氣的點火和燃燒，壓縮曲線自然被疊加有附加的效果。為了能夠合理地 推斷出在燃燒室中存有的空氣質(zhì)量，在燃燒之前探測壓縮曲線的特性曲線。
[0016] 在一個燃燒室中的氣缸壓力可以通過不同的方式被確定。除了通常壓電地或壓阻 地起作用的氣缸壓力傳感器之外，原則上也可以考慮其他傳感器。
[0017] 如果在進一步結果中討論的是"氣缸壓力測量"，則因而也包括傳感器的測量，這 些傳感器不直接確定氣缸壓力，而是例如產(chǎn)生表征氣缸壓力的或可換算為氣缸壓力的信 號。對于本申請的傳感器包括適合相應于所述要求確定氣缸壓力的所有傳感器，。
[0018] 本發(fā)明特別有利的是，閉環(huán)控制的目標變量是氣缸壓力（而絕不是進氣壓力）并 且該氣缸壓力額定值由內(nèi)燃機功率推斷出。因而，對內(nèi)燃機的閉環(huán)控制在很大程度上好于 由現(xiàn)有技術已知的方法，因為由于在換氣中和在氣門控制機構中不同的流量系數(shù)，進氣壓 力和氣缸壓力不能正常換算。
[0019] 通過對與功率相關地選擇的氣缸壓力的閉環(huán)控制，這些影響因素不需要單獨被考 慮，而是閉環(huán)控制精確地影響對于排放起決定作用的變量。
[0020] 為確定空氣質(zhì)量或氣缸充氣存在多種可能性。
[0021] 因此氣缸充氣可以由在點火之前氣缸壓力的壓縮曲線在某個位置處（例如在限 定燃燒室的活塞的上死點（0T)之前50度曲柄角）的一個單個值確定。也可以對多個值取 平均值（例如由在活塞的上死點之前50度曲柄角到48度曲柄角的范圍內(nèi)的21個值，曲柄 角精度為〇. 1度）。
[0022] 氣缸充氣也可以通過各向異性外插法在壓縮曲線上的下死點或其他點借助下面 的各向異性關系被確定：
【主權項】
1. 用于運行內(nèi)燃機（I)、尤其是燃氣發(fā)動機的方法，該燃氣發(fā)動機具有至少一個燃燒 室（2)，給所述燃燒室輸入具有可變的進氣壓力（p a)和/或可變的增壓空氣量的增壓空氣 (A)，其中，由在所述至少一個燃燒室（2)中設置的傳感器（3)的至少一個測量值（p。）確定 氣缸壓力值（P i)，其特征在于，通過改變作為受控變量的進氣壓力（Pa)和/或增壓空氣量， 將所述氣缸壓力值（P i)閉環(huán)控制為氣缸壓力額定值（Ps)，其中，與內(nèi)燃機（1)的功率（P)相 關地選擇氣缸壓力額定值（Ps)。
2. 按照權利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一個測量值（p。）在燃燒室（2) 中點火之前被確定，優(yōu)選在限定燃燒室（2)的活塞的上死點之前大約30至55度的曲柄角 的范圍內(nèi)，特別優(yōu)選在活塞的上死點之前大約35度的曲柄角時或者在活塞的上死點之前 大約49度的曲柄角時。
3. 按照權利要求1或2所述的方法，其特征在于，內(nèi)燃機（1)的至少兩個、優(yōu)選全部燃 燒室（2)分別配設有用于確定氣缸壓力的傳感器（3)，其中，相關燃燒室（2)的氣缸特定的 壓力值分別由傳感器（3)的至少一個測量值（p。）確定，其中氣缸壓力值（Pi)由各燃燒室 (2)的氣缸特定的壓力值確定。
4. 按照權利要求3所述的方法，其特征在于，將各燃燒室（2)的被確定的氣缸特定的壓 力值的中位數(shù)或算術平均值作為氣缸壓力值（ Pi)。
5. 按照權利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，由運行特性曲線（4)預設相應的 氣缸壓力額定值（Ps)，該運行特性曲線包含為了氮氧化物排放量的基本上恒定的值在內(nèi)燃 機⑴的氣缸壓力額定值（Ps)與內(nèi)燃機⑴功率⑵之間的與內(nèi)燃機⑴功率⑵相關 的關系。
6. 按照權利要求1至5之一所述的方法，其特征在于，所述增壓空氣（A)經(jīng)由進氣通 道（5)輸入到所述至少一個燃燒室⑵中，其中進氣壓力（p a)通過調(diào)整在進氣通道（5)中 設置的至少一個調(diào)整裝置（6、7)被改變，優(yōu)選通過調(diào)整壓縮機旁通閥（6)和/或節(jié)氣閥（7) 被改變。
7. 按照權利要求1至6之一所述的方法，其特征在于，所述增壓空氣（A)經(jīng)由進氣通道 (5)輸入到所述至少一個燃燒室（2)中，其中，增壓空氣量通過調(diào)整可變的氣門機構（32)被 改變。
8. 按照權利要求1至7之一所述的方法，其特征在于，所述增壓空氣（A)經(jīng)由配設有 壓縮機（8)的進氣通道（5)輸入到所述至少一個燃燒室（2)中，其中，壓縮機（8)與在內(nèi)燃 機（1)的廢氣通道（10)中的廢氣渦輪機（9)相耦合，其中，進氣壓力（p a)通過調(diào)整廢氣渦 輪機（9)的渦輪葉片或通過調(diào)整在廢氣通道（10)中的廢氣渦輪機旁通閥（11)被改變，其 中，廢氣渦輪機旁通閥（11)