用于运行内燃机的方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于运行内燃机（1）、特别是燃气发动机的方法，该内燃机包括至少三个气缸（2），其中，从每个气缸（2）采集气缸独特的信号（pmax、E），其中，由各气缸（2）的信号（pmax、E）形成额定值（pmedian、Emedian），根据信号（pmax、E）和额定值（pmedian、Emedian）的偏差调整相应气缸（2）的至少一个燃烧参数（Q、Z），使信号（pmax、E）追踪额定值（pmedian、Emedian），其特征在于，形成信号（pmax、E）的中值作为额定值（pmedian、Emedian）。
【专利说明】用于运行内燃机的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于运行内燃机、特别是燃气发动机的方法，该内燃机包括至少三个气缸，其中，从每个气缸采集气缸独特的气缸信号，由各气缸的信号形成额定值，根据信号和额定值的偏差调整相应气缸的至少一个燃烧参数，使信号追踪额定值。
【背景技术】
[0002]内燃机的气缸通常具有燃烧技术上的区别，也就是说，在全局地调节燃烧参数、如例如燃料量或点火时刻时，各气缸对于内燃机的整个作出的功的独特贡献是不同的。全局地或者发动机全局地调节燃烧参数在本发明的范围内是指，内燃机的所有气缸以对于相应的调整参量的同一个值来运行，亦即例如，在关于燃料量全局调节时每个气缸被以进气门的同一个打开持续时间进气，或者在关于点火时刻全局调节时分别在相应活塞在气缸中的同一个活塞位置(通常以在OT (活塞在气缸中的上止点)之前的曲轴角的度数表达)时激活气缸的点火装置。
[0003]气缸的功在往复式活塞发动机中通过与气缸的活塞连杆连接的曲轴被传递到内燃机的工作轴上，其中，电气的发电机常常与工作轴连接，以便将工作轴的机械能转化成电能。在气缸均衡(Zylinder-gleichstellung)的不同可能性的情况下关注,均衡在各个气缸中的峰值压力，以便达到构件的尽可能相等的机械峰值负荷。备选的均衡变型方案重视例如优化发动机效率或者使有害物质排放最小化。
[0004]关于气缸均衡调节，在US7，957，889B2中描述，这样匹配对于内燃机的每个气缸的燃料引入，使得每个气缸的最大气缸内部压力或者说气缸峰值压力被调整到带有公差带的共同的目标值上。在此，该目标值由所有的气缸峰值压力的算术平均值产生。
[0005]通过气缸峰值压力的均衡，每个气缸基本上承担同一个功率量并且能够避免个别气缸的热力过载。此外，在燃料定量中也考虑爆震的燃烧。因此例如可以规定，超过一定爆震强度的气缸不得到提高的燃料输送，以便避免更强的爆震和可能的机械损伤。
[0006]至今描述的系统使用气缸独特的信号的、如例如气缸峰值压力的算术平均值作为用于气缸均衡调节的目标值。然而使用算术平均值有如下的缺点，即，强烈的异常测值对算术平均值具有显著的作用。因此例如具有不良燃烧的或者其气缸压力信号不准确或者错误(例如由于故障的传感器或者由于传感器的老化效应或者由于在信号传递和/或信号处理中的电磁感应干扰)的气缸对用于所有气缸峰值压力的目标值有明显的并且特别是不希望的影响。
【发明内容】
[0007]因此，本发明的任务在于，避免上述的缺点并且给出一种相对于现有技术改进的、用于运行内燃机的方法。特别是用于气缸均衡调节的目标值或者说额定值应该比在至今已知的方法中更健壮。
[0008]按照本发明，该任务通过权利要求1的特征来解决。本发明的有利的设计方案在从属权利要求中给出。
[0009]因此，按照本发明规定，形成信号的中值作为额定值。
[0010]通常也被称为中位数或者0.5分位数的中值是抽样分布的位置参数，其中，在本发明的范围内，所采集的气缸独特的信号的分布是抽样分布。在内燃机的控制或者调节能够基于的、已知的控制或者调节系统中，通常不规定中值的求得或输出并因此在已知的方法中不进行中值的求得或输出。
[0011]与算术平均值不同地，在算术平均值时抽样分布的所有值相加并且除以各个值的数量，中值将抽样分布分为两个相同大小的半部。通过如下方法可以确定中值，即，将信号首先按照其信号值升序排列。如果信号的数量是奇数(例如在奇数数量的气缸时)，则中间那个信号的信号值是中值。如果信号的数量是偶数(例如在偶数数量的气缸时)，则可以通过形成排列好的抽样分布的中间两个信号值的算术平均值来求得中值。
[0012]中值的重要特性是，与常常也简单地称为平均值或者均值的算术平均值相比，中值相对于在抽样分布之内的异常测值或者极端偏差的值明显更健壮。
[0013]通过所建议的解决方案，因此明确地不是形成信号值的算术平均值并且不是将其作为额定值使用，而是形成信号值的中值并且将其作为额定值使用。
[0014]优选地可以规定，从每个气缸采集以下气缸独特的信号中的至少一个:气缸内部压力、气缸废气温度、氮氧化物排放量、燃烧用空气比例。一种特别的实施变型方案规定，采集燃烧循环的最大的气缸内部压力作为信号。
[0015]为了得到更好的信号质量和因此更高的调节品质，优选地可以规定，作为气缸的信号，在10至1000个燃烧循环、优选40至100个燃烧循环上按时间滤波所采集的信号。
[0016]在本发明的一种优选的实施形式中可以规定，如果气缸的信号与额定值的偏差超过能预定的公差值，则调整该气缸的燃烧参数。由此可以达到更平静的调节动力学。
[0017]按照一种特别优选的实施形式可以规定，作为燃烧参数，调整用于相应气缸的燃料量。在此，在预燃室点火的内燃机中可以是用于气缸的相应主燃烧室的燃料量。如果气缸的信号小于额定值，则可以提高用于该气缸的燃料量；而如果气缸的信号大于额定值，则可以降低用于该气缸的燃料量。在此，优选地可以为每个气缸设有一个燃料定量阀，其中，为了调整用于气缸的燃料量，调整相应燃料定量阀的打开持续时间。这样的燃料定量阀可以优选地是进口喷射阀，该进口喷射阀设置在气缸的进气歧管的区域中。在此也可以使用下述的进口喷射阀，这些进口喷射阀例如仅能实现完全打开的或者完全关闭的位置。在此，打开持续时间可以定义为如下的时间段，阀在该时间段中处于其完全打开的位置。但普遍地也可以使用行程受控制的阀，在这些阀中为了调整用于气缸的燃料量而调整阀的打开持续时间和/或打开行程。
[0018]在此，关于燃烧参数:燃料量的调节可以根据所使用的气缸独特的信号按照如下表I来进行。在此，表I的列I列出相应的气缸独特的信号和用于米集相应信号的适合的可能性。如果气缸的相应信号小于额定值，则按照表I的列2提高用于该气缸的燃料量。如果气缸的相应信号大于额定值，则按照表I的列3降低用于该气缸的燃料量。在此，额定值分别是内燃机的所有气缸的相应信号的中值。在此，例如通过提高配设给气缸的燃料定量阀的打开持续时间，可以为该气缸提高燃料量。相应地通过减小配设给气缸的燃料定量阀的打开持续时间，可以降低用于该气缸的燃料量。[0019]表1:关于燃料量的调节干预
[0020]
【权利要求】
1.用于运行内燃机(I)、特别是燃气发动机的方法，该内燃机包括至少三个气缸(2)，其中，从每个气缸(2)采集气缸独特的信号(pmax、E)，其中，由各气缸(2)的信号(pmax、E)形成额定值(Pmedian、Enredian),根据信号(pmax、E)和额定值(Pnredian、Effledian)的偏差调整相应气缸(2)的至少一个燃烧参数(Q、Z)，使信号(pmax、E)追踪额定值(pmedian、Emedian)，其特征在于，形成信号(P_、E)的中值作为额定值(Pmedian、Effledian)0
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，从每个气缸(2)采集以下气缸独特的信号中的至少一个:气缸内部压力(Pm)、气缸废气温度(TE)、氮氧化物排放量(E)、燃烧用空气比例。
3.按照权利要求2所述的方法，其特征在于，采集燃烧循环(c)的最大的气缸内部压力(Pmax)作为信号。
4.按照权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，作为气缸的信号，在10至1000个燃烧循环(c)上、优选在40至100个燃烧循环(c)上按时间滤波所采集的信号(pmax、E)。
5.按照权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，如果气缸(2)的信号(pmax、E)与额定值(P—、Enredian)的偏差超过能预定的公差值，则调整该气缸(2)的燃烧参数(Q、Z)。
6.按照权利要求1至5之一所述的方法，其特征在于，作为燃烧参数，调整用于相应气缸(2)的燃料量(Q)。
7.按照权利要求6所述的方法，其特征在于，如果气缸(2)的信号(pmax、E)小于额定值(Pmedian、Emedian),则提高用于该气缸(2)的燃料量(Q)。
8.按照权利要求6所述的方法，其特征在于，如果气缸(2)的信号(pmax、E)大于额定值(Pmedian、Emedian),则降低用于该气缸(2)的燃料量(Q)。`
9.按照权利要求6至8之一所述的方法，其特征在于，为每个气缸(2)设有一个燃料定量阀(3)，其中，为了调整用于气缸(2)的燃料量(Q)，调整相应燃料定量阀(3)的打开持续时间(teyl)。
10.按照权利要求1至9之一所述的方法，其特征在于，作为燃烧参数，调整用于相应气缸(2)的点火时刻(Z)。
11.按照权利要求10所述的方法，其特征在于，如果气缸(2)的信号(pmax、E)小于额定值(P—、Emedian),则将用于该气缸(2)的点火时刻(Z)调整成更早的。
12.按照权利要求10所述的方法，其特征在于，如果气缸(2)的信号(pmax、E)大于额定值(P—、Enredian),则将用于该气缸(2)的点火时刻(Z)调整成更晚的。
13.按照权利要求10至12之一所述的方法，其特征在于，为每个气缸(2)设有一个点火装置(18)，其中，以在上止点之前的曲轴角的度数(teyl)调整所述点火装置(18)的点火时刻(Z)。
14.按照权利要求1至13之一所述的方法，其特征在于，为了调整所述至少一个燃烧参数(Q、Z)，求得参数值Uct1),其中，优选所述参数值Uct1)包含能预定的、发动机全局的目标值(tg)和气缸独特的差值(Atc7lX
15.按照权利要求14所述的方法，其特征在于，所述能预定的目标值(tg)由能预定的燃料-空气比例(λ )求得，其中，优选所述能预定的燃料-空气比例(λ )由内燃机(I)的输出功率的功率当量(P)、优选与内燃机(I)连接的发电机的电功率、和/或由内燃机(I)的增压空气压力(Pa)和/或由发动机转速(η)求得。
16.按照权利要求14所述的方法，其特征在于，根据内燃机(I)的输出功率的功率当量(P)和能预定的目标功率当量(Ps)的偏差和/或根据内燃机(I)的发动机转速(η)和内燃机(I)的能预定的目标转速(ns)的偏差求得所述能预定的目标值(tg)。
17.按照权利要求14至16之一所述的方法，其特征在于，所述气缸独特的差值(Atcvl)包括气缸独特的预控制值(tp)，其中，优选所述气缸独特的预控制值(tp)由内燃机(I)的增压空气压力(Pa)并且优选附加地由增压空气温度(Ta)求得。
18.按照权利要求14至17之一所述的方法，其特征在于，所述气缸独特的差值(Atcvl)被加载以平衡值(tj，其中，所述平衡值Utl)相当于气缸独特的差值(Atcvl)的算术平均值。
19.按照权利要求1至18之一所述的方法，其特征在于，为每个气缸(2)监测燃烧状态并且关于能预定的额定状态将该燃烧状态评估为正常或者异常，其中，如果气缸(2)的燃烧状态被评价为正常，则仅调整该气缸(2 )的燃烧参数(Q、Z)。
20.按照权利要求19所述的方法，其特征在于，作为燃烧状态，监测在燃烧中的爆震和/或炽热点火和/或断火，其中，如果没有识别出在燃烧中的爆震和/或炽热点火和/或断火，则气缸(2)的燃烧状态被评估为正常。
【文档编号】F02D45/00GK103590917SQ201310357228
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年8月16日 优先权日:2012年8月17日
【发明者】C·巴尔特, H·科佩切克, N·施皮拉, M·瓦尔德哈特 申请人:Ge延巴赫两合无限公司