专利名称：用于内燃机运行的方法
技术领域：
本发明涉及一种如权利要求I前序部分所述的用于内燃机运行的方法，以及如附属权利要求所述的计算机程序和控制和/或调节装置。
背景技术：
对于有害物排放的边界值的日益尖锐化对现代内燃机提出更高的要求。在柴油发动机中这尤其涉及炭黑和NOx排放(NOx)。由现有技术已知，使用废气回输(AGR)，它是用于減少NOx产生的重要措施。工作原理涉及降低气缸中的氧气含量并由此降低燃烧室中的温度。在柴油发动机中随着增加的AGR率一般也相对增加炭黑颗粒量。对此的主要原因 经常是限制用于炭黑氧化所需的氧气。通过ARG減少的氧气含量也会減少NOx排放并且增 加对炭黑排放的影响。由此在柴油发动机中存在炭黑排放与NOx排放之间的目标冲突。如果得到转矩建立的动态性，则现有的AGR调节方案在动态的负荷变化时导致明显的排放峰值。
发明内容
本发明的问题通过如权利要求I所述的方法以及通过如并列权利要求所述的计算机程序和控制和/或调节装置得以实现。有利的改进方案在从属权利要求中给出。本发明源自这种思考，在内燃机、例如柴油发动机运行中产生至少ー个不期望的废气组分，通过不同的装置和/或方法在运行期间连续地监控它并且尽可能多地減少。为此，例如可以控制或调节内燃机的实际的过量空气系数、内燃机进气管中的实际的氧气含量、输送到内燃机的空气质量流和/或废气回输率。过量空气系数(、、也称为“燃烧过量空气系数”)描述输送到内燃机的混合物组分，由空气或在空气中含有的氧气和燃料组成。在此假设，对于相应存在的喷射參数，不期望的废气组分(有害物)的产生主要取决于实际的过量空气系数以及在内燃机进气管中的实际的氧气含量。尤其在内燃机动态运行情况下，即在输送燃料量期间，内燃机的转速和/或转矩变化，不期望的废气组分有时可能特别提尚。按照本发明求得过量空气系数(“计算出的过量空气系数”)的比较值，并且与实际的过量空气系数比较，和/或求得内燃机进气管中的氧气含量(“计算出的氧气含量”)的比较值并且与内燃机进气管中的实际的氧气含量比较，根据比较结果求得至少ー个修正參数-例如8值，并且用于修正至少ー个对于实际的过量空气系数和/或进气管中的实际的氧气含量有影响的參数。这个參数可以是内燃机的和/或内燃机的空气系统的和/或废气设备的几乎任意的參数，只要该參数-至少间接地-对于实际的过量空气系数和/或进气管中的实际的氧气含量有影响。当然，按照本发明的方法可以应用于柴油发动机、奥托发动机或其它内燃机，只要内燃机具有用于减少至少ー个不期望的废气组分的装置。
本发明的优点是，首先可以在内燃机动态运行中使不期望的废气组分量保持相对较少并且降低“排放峰值”。其次，在多个不期望的废气组分时不仅可以在动态运行情况下，而且可以在稳态运行情况下权衡相对排放，并且至少暂时移动排放重点。也可以优选降低单个废气组分，并由此也可以在动态运行中实现不同要求之间的最佳的妥协。由此可以总体上改善废气后处理的有效性。第三，可以保留对于内燃机或废气设备的应用，因为通过应用确定的参数和/或理论值，按照本发明只在需要时才利用所述至少一个修正参数暂时修正。第四，可以省去在内燃机稳态运行中所谓的“N0X-容差(Vorhalt) ”。尤其规定，所述至少一个对于实际的过量空气系数和/或进气管中的实际的氧气含量有影响的参数是用于调节实际的过量空气系数的和/或实际的氧气含量的和/或空气质量流的和/或废气回输率的和/或气缸填充的氧气质量的和/或惰性气体率的和/或气缸填充的惰性气体质量的理论值。因此按照本发明的方法可以补充地对于一个或多个调节装置使用，它们控制或调节内燃机和/或空气系统和/或废气设备。在此可以利用所述至少一个修正参数改变至少一个调节装置的至少一个理论值。附加地可以应用其它参数 和/或条件用于修正所述至少一个理论值，如同下面还要描述的那样。废气回输率的调节(“AGR-调节”)对于实际的过量空气系数和实际的氧气含量具有相对较大的影响。因此按照本发明的方法可以特别有利地应用在AGR调节上。如果在考虑内燃机的单喷射系统的和/或内燃机的空气系统和/或废气设备的实际参数的条件下求得修正参数，可以改善本方法。由此可以与各运行状态特别匹配地求得修正参数，并且更显著地减少不期望的废气组分。此外规定，只有当比较结果和/或相应修正参数超过或低于相应阈值时，才形成和/或使用所述至少一个修正参数。由此使修正参数只能和/或只这样多改变理论值，即在总和中减去不期望的废气组分。按照本发明的方法可以附加地应用于可能现有的排放调节，并且一般只有当超过或低于按照本方法的阈值时，才干涉排放调节。因此优选对于内燃机的稳态运行识别或推测到排放相对类似的值存在不允许的偏差时，才使本方法起作用。尤其规定，减小至少两个不期望的废气组分，并且对于每个不期望的废气组分求得至少一个修正参数，并且分别单独地评价这样求得的修正参数，并且利用这样评价的修正参数修正所述至少一个理论值。例如可以形成这样求得的修正参数的和并且用于修正所述至少一个理论值。由此可以同时考虑多个不同不期望的废气组分，其中利用单独地评价能够在需要时移动排放的重点。必要时可以比第二或第三废气组分更显著地减少第一废气组分，或者反之。因此在考虑在内燃机废气设备中存在的催化器和/或颗粒过滤器的生产能力的条件下，能够使总和中的废气组分最小化。修正参数的单独评价-和由此的废气组分的不同权重-可以利用阈值或替代地利用权重系数实现。例如第一不期望的废气组分是炭黑，第二不期望的废气组分可以是至少一种氮氧化物(NOx，氮氧化物)。这尤其在柴油发动机中是有意义的，其中在两个废气组分之间存在“目标冲突”。减少在内燃机进气路径中的氧气含量，一方面减少NOx排放，但是另一方面增加炭黑排放，反之亦然。按照本发明的方法在稳态和/或动态的运行情况下实现附加的可能性，克服这个目标冲突。例如在使用按照本发明的方法时可以省去所谓的“NOx容差”，其中在动态运行中较高的NOx排放通过改变的设置在稳态运行中平衡。由此可以降低燃料消耗。
本发明还规定，根据与运行点有关的炭黑边界值和/或在内燃机的稳态运行中的炭黑含量和/或在内燃机的稳态运行中的基准-过量空气系数求得过量空气系数的比较值。例如可以利用公式
权利要求
1.一种用于内燃机(10)运行的方法，其中减少至少一个不期望的废气组分，其特征在于，求得过量空气系数(80)的比较值并且与实际的过量空气系数(84)比较，和/或求得进气管(24)中的氧气含量(110)的比较值并且与进气管(24)中的实际的氧气含量(114)比较，根据比较结果求得至少一个修正参数(90a，90b)，用于修正至少一个对于实际的过量空气系数(84)和/或进气管(24)中的实际的氧气含量(114)有影响的参数。
2.如权利要求I所述的方法，其特征在于，所述至少一个对于实际的过量空气系数(84)和/或进气管(24)中的实际的氧气含量(114)有影响的参数是用于调节实际的过量空气系数(84)的和/或实际的氧气含量(114)的和/或空气质量流(22)的和/或废气回输率(35)的和/或气缸填充的氧气质量的和/或惰性气体率的和/或气缸填充的惰性气体质量的理论值(91)。
3.如权利要求I或2所述的方法，其特征在于，在考虑内燃机(10)的单喷射系统(17)的和/或内燃机(10)的空气系统(18)和/或废气设备(12)的实际参数(88)的条件下求得所述至少一个修正参数(90a, 90b )。
4.如上述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，只有当比较结果和/或相应修正参数(90a，90b)超过或低于相应阈值(93，123)时，才形成和/或使用所述至少一个修正参数(90a，90b)。
5.如上述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，减小至少两个不期望的废气组分，并且对于每个不期望的废气组分求得至少一个修正参数(90a，90b)，并且分别单独地评价这样求得的修正参数(90a, 90b),并且利用这样评价的修正参数(90a, 90b)修正所述至少一个理论值(91)。
6.如上述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，第一不期望的废气组分是炭黑，第二不期望的废气组分是至少一种氮氧化物。
7.如上述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，根据与运行点有关的炭黑边界值(72)和/或在内燃机(10)的稳态运行中的炭黑含量(73)和/或在内燃机(10)的稳态运行中的基准-过量空气系数(75 )求得过量空气系数(80 )的比较值。
8.如上述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，根据与运行点有关的NOx边界值(102)和/或在内燃机(10)的稳态运行中的NOx含量(103)和/或在内燃机(10)的稳态运行中的基准-氧气含量(105 )求得氧气含量(110 )的比较值。
9.如上述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，利用至少一个传感器(37；38，39)和/或至少一个模型(43)求得在进气管(24)中的实际的过量空气系数(84)和/或实际的氧气含量(114)。
10.如上述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，利用至少一个特征曲线或至少一个特征曲线族(44)求得至少一个下面的参数 -与运行点有关的炭黑-边界值(72)； -在稳态运行中的炭黑含量(73)； -基准-过量空气系数(75)； -与运行点有关的NOx-边界值(102)； -在稳态运行中的NOx含量(103)； -基准-氧气含量(105);和/或-指数“η”或“k”，它是用于使所述参数中的各至少两个相关联的公式的组成部分。
11.计算机程序(42)，其特征在于，它为了执行如上述权利要求中至少一项所述的方法而编程。
12.内燃机(10)的控制和/或调节装置(40)，其特征在于，它包括存储器，在其上存储如权利要求11所述的计算机程序(42)。
全文摘要
本发明描述了一种用于内燃机(10)运行的方法，其中减少至少一个不期望的废气组分，其中求得过量空气系数(80)的比较值并且与实际的过量空气系数(84)比较，和/或求得进气管(24)中的氧气含量(110)比较值并且与进气管(24)中的实际的氧气含量(114)比较，根据比较结果求得至少一个修正参数(90a，90b)，用于修正至少一个对于实际的过量空气系数(84)和/或进气管(24)中的实际的氧气含量(114)有影响的参数。
文档编号F02D21/08GK102733976SQ20121008574
公开日2012年10月17日 申请日期2012年3月28日 优先权日2011年3月29日
发明者T.波特 申请人:罗伯特·博世有限公司