用于操作内燃机的方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种用于操作设有一个或更多个汽缸的内燃机的方法和装置，所述一 个或更多个汽缸的每个分配有进气阀。
【背景技术】
[0002] 由于布置有内燃机的机动车辆的可容许污染排放方面的规定越来越严厉，所W内 燃机操作期间的污染排放必须尽可能少。运种效果的实现首先可W是通过减少内燃机的相 应汽缸中的空气/燃料混合物燃烧期间出现的污染排放。其次，在内燃机中利用排气后处 理系统，其将空气/燃料混合物在相应汽缸中燃烧的过程中产生的污染排放转换成无害物 质。为此目的，利用排气催化转换器，其将一氧化碳、碳氨化合物和氮氧化物转换成无害物 质。
[0003] 无论是有目的地影响相应汽缸中的燃烧期间的污染排放的产生，还是通过排气催 化转换器高效率地转换污染成分，都必然需要非常精确地设置相应汽缸中的空气/燃料 比。
[0004] 例如在专业书籍《内燃机概述、原理、部件、系统、透视图（"化n化UCh Verbrennungsmotor,Grundlagen,Komponenten,Systeme,Perspektiven")》（修订片反第 二版，出版社为化chardvanBasshuysen/RredSchjifer,修订版第二版，2002年6月，作者 为FriedrichVieweg&SohnVerlagsgesellschaftmbH,Braunschweig/Wiesbden，第557 页到559页）中描述了一种吸气管充气模型。此外，EP0820559BI和EP0886725BI中也 描述了运种类型的吸气管模型。
【发明内容】
[0005] 本发明所基于的目的是提供一种用于操作内燃机的方法和装置，所述装置能实现 内燃机在低排量下的可靠操作。
[0006] 通过独立专利权利要求的特征，可W实现该目的。从属权利要求中表征了有利的 改进方案。
[0007] 本发明的特征首先在于一种方法，其次是一种相应的装置，其用于操作设有一个 或更多个汽缸的内燃机，所述一个或更多个汽缸每个被分配有进气阀和出气阀。换气阀包 括进气阀和出气阀。
[000引 W取决于内燃机的当前操作点的方式，为内燃机的至少一个环境变量的当前环境 值确定溢流空气线的梯度。相应当前操作点尤其是通过内燃机的操作变量元组来表征，运 些操作变量尤其代表负荷。所述操作变量可W包括(例如)发动机速度和/或吸气管压力和 /或靠近汽缸的致动器的调整特征，所述致动器诸如例如是凸轮轴相位和/或升力调整器、 縱满片、可调吸气管和类似物。相应的环境变量尤其不同于用于表征操作点的变量。
[0009] 溢流空气线能表征如果在内燃机预先限定为处在操作溫度的情况下，所述内燃机 在没有燃料计量和燃烧的条件下短暂地操作时，在换气阀关闭之后位于相应汽缸中的空气 质量。
[0010] 具体W取决于溢流空气线的梯度和受到环境变量影响的特征变量的当前特征值 的方式，针对相应的当前操作点和至少一个环境变量的相应当前环境值确定换气阀关闭之 后相应汽缸中的汽缸空气质量。特征变量可W例如是相应进气阀的区域中的吸入空气溫度 和/或吸气管压力。
[0011] W此方式，有可能用节省存储容量的方式特别精确地确定汽缸质量。
[0012] 在一项有利的改进方案中，环境变量是环境溫度和/或环境压力和/或排气歧管 压力。W此方式，能用特别简单的方式使用例如在发动机测试台上实现确定的数据并根据 相应环境溫度和相应环境压力加W简单的调适来精确地确定汽缸空气质量。
[0013] 在另一项有利的改进方案中，W取决于当前操作点的方式，在相对于至少一个环 境变量的预定义的基准条件下，确定相应汽缸的残余气体质量。
[0014] W取决于当前操作点的方式，在考虑到至少一个环境变量的相应当前环境值的情 况下，确定相应汽缸的残余气体质量。
[0015] W取决于预定义的基准条件下相应汽缸的残余气体质量，W及取决于考虑到至少 一个环境变量的相应当前环境值的情况下的相应汽缸的残余气体质量的方式，确定汽缸空 气质量。W此方式，可W用对数据存储器资源的经济性使用W特别精确的方式确定汽缸空 气质量。
[0016] 在另一项有利的改进方案中，W取决于当前操作点的方式，在相对于至少一个环 境变量的预定义的基准条件下，确定基准吸气管溫度。W取决于基准吸气管溫度的方式来 确定汽缸空气质量。
[0017] 在另一项有利的改进方案中，W取决于当前操作点的方式，在相对于至少一个环 境变量的预定义的基准条件下，确定基准排气歧管溫度。W取决于基准排气歧管溫度的方 式来确定汽缸空气质量。
[0018] 在另一项有利的改进方案中，W取决于当前操作点的方式，在相对于至少一个环 境变量的预定义的基准条件下，确定基准排气歧管压力。W取决于基准排气歧管压力的方 式来确定汽缸空气质量。
[0019] 在另一项有利的改进方案中，W取决于当前操作点的方式，在相对于至少一个环 境变量的预定义的基准条件下，确定基准进气质量。W取决于基准进气质量的方式来确定 汽缸空气质量。
[0020] 在另一项有利的改进方案中，W取决于当前操作点的方式，在相对于至少一个环 境变量的预定义的基准条件下，确定基准扫气质量。W取决于基准扫气质量的方式来确定 汽缸空气质量。
[0021] 具体来说，在确定汽缸空气质量时，利用的是基于模型的方法。
[0022] 本发明及其改进方案尤其具有如下优点。通过一组公式而不是通过数据驱动式局 部校正，可W确定环境压力影响的校正，运个事实有助于节约相应数据和/或程序存储器 中的大量存储容量。
[0023] 此外，尤其可W保持极低的校准开支，其大量降低尤其是因为可W考虑到发动机 的几何形状，在变化的环境条件下相应内燃机的测量可W降低到更粗糖得多的栅格。
[0024] 此外，所谓的部件衍生物的再现，具体而言是车辆衍生物中的不同的排气系统的 再现，能用特别简单的方式实现，同时尤其在现有的软件实施方案中维护基础数据集。
【附图说明】
[0025] 下面，将根据示意图更具体地论述本发明的示例性实施例，其中： 图1示出了设有相关联的控制装置的内燃机， 图2示出了内燃机的空气质量流曲线， 图3示出了溢流空气线， 图4示出了另一条溢流空气线，W及 图5示出了又一条溢流空气线。
[0026] 各图中用相同的参考符号表示构造或功能相同的元件。
【具体实施方式】
[0027] 内燃机包括吸气管道1、发动机块2、汽缸头3和排气管道4。
[0028] 吸气管道1优选地包括节流阀5、歧管6和吸气管7,吸气管7经由进入发动机块 2的燃烧室9的入口导管通往汽缸Z1。发动机块2包括曲轴8,曲轴8通过连接杆10联接 至汽缸Zl的活塞11。内燃机除了汽缸Zl之外优选地包括另外的汽缸22、23、24。然而，内 燃机还可W包括任何其他期望数量的汽缸。内燃机优选地布置在机动车辆中。
[0029] 汽缸头3中优选地布置有喷射阀18和火花塞19。替代地，喷射阀18还可W布置 在吸气管7中。
[0030] 排气管道4中优选地布置着排气气体催化转换器21，其优选地采用=路催化转换 器的形式。
[0031] 此外，还可W提供相位调整装置，其例如联接至曲轴8并且联接至入口凸轮轴。入 口凸轮轴联接至相应汽缸的进气阀。相位调整装置设计成准许调整入口凸轮轴相对于曲轴 8的相位。此外，相位调整装置可W基本上替代地或者另外地也设计成调整出口凸轮轴相对 于曲轴8的相化其中，出口凸轮轴联接至出气阀13。
[0032] 此外，还可W在吸气管道1中提供切换片或某种其它切换机构W便改变吸气管有 效长度。此外，例如还可W提供一个或更多个縱满片。
[0033] 此外，还可W提供增压器，其例如可W采用排气气体满轮增压器的形式，因此包括 满轮机和压缩机。
[0034] 提供控制装置25,其被分配多个传感器，运些传感器测量各种测量变量并且在每 种情况下确定测量变量的测量值。内燃机的操作变量包含测量变量和从测量变量推导出的 变量。控制装置25设计成W取决于至少一个测量变量的方式来确定控制变量，运些控制变 量然后转换成一个或更多个控制信号，W通过相应的控制驱动器来控制控制元件。控制装 置25也可W称为用于操作内燃机的装置。传感器例如是踏板位置感应器26,其检测加速器 踏板27的加速器踏板位置；空气质量传感器28,其检测节流阀5上游的空气质量流；节流 阀位置传感器30,其检测节流阀5的打开程度；环境压力传感器32,其检测内燃机环境中的 环境压力；吸气管压力传感器34,其检测歧管中的吸气管压力；曲轴角传感器36,其检测曲 轴角，然后向曲轴角分配内燃机速度。此外，提供排气气体探头42,其布置在排气气体催化 转换器21上游，并且检测例如内燃机的排气气体的残余氧气含量，并且排气气体探头42的 测量信号代表燃烧前排气气体探头42上游的空气/燃料比。为了检测入口凸轮轴和/或 出口凸轮轴的位置，可W提供入口凸轮轴传感器和/或出口凸轮轴传感器。此外，优选的是 提供溫度传感器，其检测内燃机的环境溫度，和/或提供另一个溫度传感器，其测量信号代 表吸气管道1中的吸气溫度。此外，还可W提供排气气体压力传感器，其测量信号代