CN105649790B - 用于运行内燃机的方法 - Google Patents

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Abstract

提出了一种用于运行内燃机（2）的方法。废气再循环装置（24）在所述内燃机（2）的燃烧室（4）与填充调节器（10；16）之间布置有废气再循环调节器（26）。获取第一调节量不仅用于运行所述填充调节器（10；16）而且用于运行所述废气再循环调节器（26）。

Description

用于运行内燃机的方法
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的、用于运行内燃机的方法。
背景技术
从DE 10 2012 207 266 A1中公开了一种用于对内燃机的排气设备中的增压压力进行调节的调节回路。构造为执行机构的阀用于跨接涡轮增压器的废气涡轮机。
从DE 10 2012 222 107 A1中公开了一种用于对内燃机的废气再循环装置进行控制的方法。在此确定有待由所述内燃机输出的额定功率。在所述额定功率的基础上确定通过所述废气再循环装置所导送的废气流。
此外，已知为了实现负载要求而将不同的组件用于调节空气质量流。这对于增压的发动机来说主要是节流阀和涡轮增压器。为了实现进一步的消耗降低及排放降低，此外将AGR阀用于进行外部的废气再循环（AGR）。对于具有高压AGR（HDAGR）的汽油机来说，在所述涡轮压气机之前取出废气并且在涡轮压气机之前又导入所述废气。在操控所参与的调节器时存在着目标冲突，因为一方面应该通过废气再循环来降低排放并且另一方面应该尽可能快地实现驾驶员愿望。
发明内容
本发明所基于的问题通过一种根据权利要求1所述的方法得到解决。有利的改进方案在从属权利要求中得到了说明。此外，对本发明来说重要的特征在以下说明书中并且在附图中找到，其中在不再次明确地指出这一点的情况下，所述特征不仅单独地而且在不同的组合中对本发明来说都可能很重要。
通过获取不仅用于运行填充调节器而且用于运行废气再循环调节器的第一调节量有利地实现：在调节时考虑到了所述填充调节器与所述行废气再循环调节器的位置的相互影响。因此不仅可以预先给定空气填充动态而且可以预先给定外部的废气再循环率动态。对于在稀疏的区域中运行的内燃机而言，可以较快地实现所期望的新鲜空气填充。对于均匀的运行的内燃机而言，产生较快地调节所期望的废气再循环率的结果，其中附加地改善了新鲜空气填充的调节精度。在一种有利的实施方式中，第一调节量通过从所述第一实际填充量中减去所述第二实际填充量这种方式得到。
在一种有利的实施方式中，用于所述填充调节器和所述废气再循环调节器的指令变量根据第一额定填充量并且根据第二额定填充量来获取。
在一种有利的实施方式中，所述指令变量通过从所述第一额定填充量中减去所述第二额定填充量这种方式得到。
在一种有利的实施方式中，获取不仅用于运行所述填充调节器而且用于运行所述废气再循环调节器的第二调节量。
在一种有利的实施方式中，第二调节量是实际废气再循环率。
本发明的其它特征、应用可行方案和优点从以下对本发明的、在附图中示出的实施例所作的说明中产生。在不同的实施方式中，在所有附图中针对功能相当的参量和特征还使用相同的附图标记。
附图说明
下面参照附图对本发明的示范性的实施方式进行解释。附图示出：
图1是以示意性的形式示出的内燃机；并且
图2是示意性的方框图。
具体实施方式
图1以具有四个燃烧室4的示意性的形式示出了一种具有内燃机2、例如汽油机的发动机***1。通过第一和第二空气输入区段6、8来将质量流输送给相应的燃料室4。可以从废气排出区段20中通过也能够称为高压废气再循环装置的废气再循环装置24并且根据废气再循环调节器26的张开程度在处于输入区段6与8之间的导入位置28处将废气输送给所述第二空气输入区段8。作为替代方案，也可以设置多级的废气再循环装置或者额外地设置低压废气再循环装置。不仅输入区段6之前的节流装置10而且所述节流装置10之前的增压装置16都布置在所述内燃机2的相应的燃烧室4和废气再循环装置24之前。
增压装置16在所示出的实施例中构造为涡轮增压器。所述增压装置16包括涡轮机18，该涡轮机处于所述废气排出区段20与另一废气排出区段21之间，并且该涡轮机通过所述内燃机2的废气流来驱动。压缩机22与所述涡轮机18相耦接，用于在所述输入区段6和8中提供处于增压压力之下的空气。增压压力在所述压缩机22与所述节流装置10之间的区段中被提供。在所述节流装置10之后取决于节流阀的位置的压力可以不同于在所述压缩机22与所述节流装置10之间的区段中的增压压力。所述增压装置16也能够称为填充调节器。
通过也能够称为节流阀的节流装置10将质量流输送给所述输入区段6。在燃烧之后，从相应的燃烧室4中将燃烧废气13输送给所述废气排出区段20。所述节流装置10也能够称为填充调节器。
控制器25通过调节器36来调节所述废气再循环调节器26、节流装置10和增压装置16的状态。当然，所述控制器25也可以进行其它的调节、例如用于燃烧室4的燃料的喷射量的调节。同样未示出输送给所述控制器25的传感器信号。
根据方程式1相对于总填充量来定义发动机***1的受控***。假设在所述第二输入区段8中进行了理想的混合。对于所述第二输入区段8而言，Vsr是所述输入区段8的体积，Tsr是所述输入区段8中的温度，
Figure 720559DEST_PATH_IMAGE001
是所述输入区段8中的压力变化率。R是通用的气体常数。在理想化地位于所述节流装置10附近的导入位置28处，质量流平衡从以下内容中得出：流经所述节流装置10的实际质量流
Figure 201219DEST_PATH_IMAGE002
、流经所述废气再循环调节器26的实际质量流
Figure 493660DEST_PATH_IMAGE003
、来自从填充量到质量流的换算因子kms的另一实际质量流、以及根据所述第一输入区段6流经新鲜空气路径的燃烧室4内的实际新鲜空气填充量mfg、以及来自所述废气再循环装置24的燃烧室4内的实际填充量magr。上述的质量流平衡也可以根据方程式1的右侧部分借助于从压力到填充量的换算因子kpm、借助于所述第二输入区段8中的实际压力psr、并且借助于在所述燃烧室4内通过内部的残余气体而引起的分压力pbrint来形成。
Figure 537708DEST_PATH_IMAGE005
根据方程式2相对于惰性气体填充量来定义发动机***1的受控***，其中
Figure 231995DEST_PATH_IMAGE006
是在所述第二输入区段8内通过惰性气体而引起的分压力，其中λ是燃烧空气对燃料的化学计量比，其中
Figure 821239DEST_PATH_IMAGE007
是燃烧室4内的流过所述废气再循环装置24的实际惰性气体填充量，并且其中xsr是实际废气再循环率。同样假设在所述第二输入区段8中进行了理想的混合。
Figure 866556DEST_PATH_IMAGE008
按照方程式3和4来确定动态，其中
Figure 261765DEST_PATH_IMAGE009
是用于外部的废气再循环率的额定时间常数，其中
Figure 15087DEST_PATH_IMAGE010
是额定废气再循环率，其中mfl是新鲜空气30和来自废气再循环装置24的新鲜空气的实际填充量，其中mfl,int是内部的新鲜空气32的实际填充量，其中
Figure 103128DEST_PATH_IMAGE011
是用于关于从外部输送的新鲜空气30以及通过所述废气再循环装置24导回的新鲜空气的填充量的额定时间常数，其中mfl,soll是以从外部输送的新鲜空气30和通过所述废气再循环装置24导回的新鲜空气来填充的额定填充量，并且其中mfl,int,soll是以外部的新鲜空气32来填充的额定填充量。
Figure 370162DEST_PATH_IMAGE013
Figure 506745DEST_PATH_IMAGE014
图2示出了用于运行发动机***1的示意性的方框图，所述发动机***作为受控***来示出。此外示出了计算区段33和调节区段35。通过作为填充调节器的节流装置10根据额定质量流
Figure 910044DEST_PATH_IMAGE015
来提供所要求的填充量。所要求的AGR率通过所述废气再循环调节器26根据额定质量流
Figure 355938DEST_PATH_IMAGE016
来提供。
根据所述内燃机2的转速n并且根据与驾驶员转矩愿望相对应的额定发动机力矩M，分别例如通过相应能够设定参数的组合特性曲线，借助于方框48来获取所输送的吸入的新鲜空气的第一额定填充量mfl,soll，借助于方框50来获取用于内部的新鲜空气的第二额定填充量mfl,int，并且借助于方框52获取用于所述燃烧室4中的、来自废气再循环装置24的、外部的惰性气体的额定比率xcb,soll。从所述第一额定填充量mfl,soll和第二额定填充量mfl,int中得出用于在外部被导回的新鲜空气的、也被称为第一指令变量的额定填充量msoll。
方框72根据所述额定填充量msoll并且根据所述额定比率xcb,soll例如借助于能够设定参数的组合特性曲线来获取所述输入区段8中的额定废气再循环率xsr,soll。方框64、66和68根据测量参量并且/或者根据在所述控制器25中获取的参量来获取相应的实际参量。从额定填充量msoll以及也被称为第一调节量的实际填充量m中得出第一调节差Δ1。从所述额定废气再循环率xsr,soll以及实际废气再循环率xsr中得出第二调节差Δ2。
调节区段35具有用于借助也被称为填充调节器的节流装置10来进行填充调节的第一调节器60以及用于借助废气再循环调节器26进行废气再循环调节的第二调节器62。
第一调节差Δ1和第二调节差Δ2以及实际废气再循环率xsr输送给调节器60。调节器60根据所输送的输入参量产生流经所述节流装置10的额定质量流
Figure 110267DEST_PATH_IMAGE017
，所述额定质量流直接或者通过下级的调节回路输送给所述节流装置10，其中根据方程式（5）来得出所述额定质量流
Figure 847279DEST_PATH_IMAGE017
。（mfl- mfl,int）是在外部输送的新鲜空气的实际值。
Figure 308348DEST_PATH_IMAGE019
第一调节差Δ1和第二调节差Δ2输送给调节器62。调节器62根据所输送的输入参量产生流经所述废气再循环调节器26的额定质量流
Figure 738192DEST_PATH_IMAGE020
，所述额定质量流直接或者通过下级的调节回路输送给所述废气再循环调节器26，其中根据方程式（6）来得出所述额定质量流
Figure 901189DEST_PATH_IMAGE020
。
Figure 441892DEST_PATH_IMAGE022

Claims (10)

1.用于运行内燃机（2）的方法，其中在所述内燃机（2）的燃烧室（4）与填充调节器（10；16）之间布置具有废气再循环调节器（26）的废气再循环装置（24），其特征在于，获取不仅用于运行所述填充调节器（10；16）而且用于运行所述废气再循环调节器（26）的第一调节量（m）。
2.根据权利要求1所述的方法，其中根据所输送的新鲜空气（30）以及通过所述废气再循环装置（24）导回的新鲜空气的第一实际填充量（mfl）并且根据内部的新鲜空气（32）的第二实际填充量（mfl,int）来获取所述第一调节量（m）。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述第一调节量（m）通过从所述第一实际填充量（mfl）中减去所述第二实际填充量（mfl,int）这种方式得到。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其中用于所述填充调节器（10；16）和所述废气再循环调节器（26）的第一指令变量（msoll）根据从外部输送的新鲜空气（30）以及通过所述废气再循环装置（24）导回的新鲜空气的第一额定填充量（mfl,soll）并且根据内部的新鲜空气（32）的第二额定填充量（mfl,int,soll）来获取。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述第一指令变量（msoll）通过从所述第一额定填充量（mfl,soll）中减去所述第二额定填充量（mfl,int,soll）这种方式得到。
6.根据前述权利要求1至3中任一项所述的方法，其中获取不仅用于运行所述填充调节器（10；16）而且用于运行所述废气再循环调节器（26）的第二调节量（xsr）。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述第二调节量（xsr）是实际废气再循环率，并且其中分配给所述第二调节量（xsr）的指令变量（xsr,soll）是额定废气再循环率。
8.用于运行机动车的内燃机（2）的控制器（25），该控制器设有数字的计算器，用于执行根据前述权利要求1至7中任一项所述的方法的计算机程序能够在该数字的计算器上运行。
9.根据权利要求8所述的控制器（25），其中所述数字的计算器是微型处理器。
10.用于根据权利要求8或9所述的控制器（25）的存储介质，在所述存储介质上保存了计算机程序，该计算机程序构造用于执行根据前述权利要求1至7中任一项所述的方法。
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