用于运行内燃机的方法和设立成用于执行这样的方法的内燃机与流程

本发明涉及一种用于运行内燃机的方法和设立成用于执行这样的方法的内燃机。

背景技术：

1、在运行内燃机时必要的是，将燃烧室中的峰值压力梯度、尤其时间上的最大压力改变dp/dt保持在预先界定的最大值以下，优选地保持在100bar/ms以下，以避免在燃烧室中的损伤。

2、用于影响峰值压力梯度的已知措施在于应用预先喷入和时间上跟随预先喷入的主要喷入。在应用预先喷入和主要喷入方面，不利的是，峰值压力梯度明显非线性地取决于借助于预先喷入被引入到燃烧室中的燃料量，即所谓的预先喷入量。根据预先喷入量得出在燃烧室中的不同的峰值压力梯度。尤其，取决于预先喷入量的峰值压力梯度相比于在没有预先喷入的运行时不仅能够是较低的而且能够是较高的。通常，预先喷入量-峰值压力梯度图表现出u形的曲线。在此，峰值压力梯度不仅在较小的预先喷入量的情况下而且在较高的预先喷入量的情况下均比在平均预先喷入量的情况下高，所述平均预先喷入量高于该较小的预先喷入量并且小于该较高的预先喷入量。在平均预先喷入量的情况下，峰值压力梯度是最优的、尤其是最小的。因此，如果确定了过高的峰值压力梯度，则不能够直接得知预先喷入量的提高或减少是否能够降低峰值压力梯度。

3、同样，对喷射器(借助于其来执行预先喷入)和由此预先喷入量的准确认知和无缺陷且精确的调节是不易实现的。这样的喷射器的制造由于必要的最小制造公差和为了避免老化效应的鲁棒性的实施是非常耗时且成本高的。

4、此外有利的是，如下地运行内燃机，使得在所有燃烧室中的相应的峰值压力梯度几乎是等同的，优选地是等同的。如果在内燃机的各个燃烧室中的峰值压力梯度存在不同，则内燃机的曲轴尤其被以不同强度进行加载，由此可能损伤内燃机。

5、用于求得在燃烧室中的峰值压力梯度的已知方法需要气缸压力传感器。对此不利的是，一方面，这样的气缸压力传感器在制造时是昂贵的，其中，另一方面，为了正确探测峰值压力梯度而进行的正确安装是耗时且成本高的。

技术实现思路

1、因此，本发明基于如下任务，即提供一种用于运行内燃机的方法和设立成用于执行这样的方法的内燃机，其中，所提及的缺点至少部分地被消除，优选地被避免。

2、所述任务通过如下方式来解决，即，提供当前技术教导，尤其提供独立权利要求以及在从属权利要求和说明书中所公开的实施方式的教导。

3、所述任务尤其通过如下方式来解决，即，提供一种用于运行内燃机的方法，所述内燃机具有至少一个燃烧室和至少一个爆震传感器，所述燃烧室配属有至少一个喷射器，其中，在第一步骤(步骤a))中，对于第一负荷点、尤其静态负荷点并且对于至少一个喷射器的配属于预先喷入的第一通电持续时间，针对第一燃烧室的至少一个工作循环在第一时间上的测量窗中探测至少一个爆震传感器的第一信号。在第二步骤(步骤b))中，借助于第一度量，从至少一个第一信号中计算出第一评价点。在第三步骤(步骤c))中，对于第一负荷点并且对于至少一个喷射器的配属于预先喷入的第二通电持续时间，针对第一燃烧室的至少一个工作循环在第一时间上的测量窗中探测至少一个爆震传感器的第二信号。在第四步骤(步骤d))中，借助于第一度量，从至少一个第二信号中计算出第二评价点。在第五步骤(步骤e))中，确定最优的通电持续时间为第一评价点和第二评价点的最优值。在最后一个步骤(步骤f))中，将对于第一负荷点和第一燃烧室的最优的通电持续时间进行存储和/或应用。有利地，该方法对于第一负荷点提供第一燃烧室的预先喷入的最优的通电持续时间。所述最优的通电持续时间取决于如下喷射器的由老化决定的工作方式和制造公差，借助于所述喷射器来执行预先喷入。

4、有利地，借助于爆震传感器所探测的测量值与燃烧室中的压力梯度彼此相关。此外，爆震传感器明显比气缸压力传感器更便宜且更具鲁棒性。此外，能够以简单的方式实现爆震传感器在内燃机中的集成。

5、在当前技术教导的背景下，最优值优选是局部最优值。附加地，最优的值优选是局部最优的值。不能够保证全局最优值的计算。

6、借助于该方法，以简单且成本适宜的方式可行的是，取决于预先喷入的通电持续时间地对燃烧室中的峰值压力梯度进行调节。

7、优选地，爆震传感器构造为固体声音传感器，从而在燃烧室中的燃烧的声音信号由爆震传感器进行探测并且被输出为电压。在燃烧室中的压力形成(druckentwicklung)的幅值越大，燃烧进行得就越大声并且由爆震传感器输出的电压的幅值就越高。此外，由此能够根据由爆震传感器所输出的电压的幅值来对燃烧室中的峰值压力梯度进行估计。

8、在第一优选的实施方式中，通电持续时间如下地选择，使得峰值压力梯度最小。优选地，当由爆震传感器所输出的电压的幅值最小时，峰值压力梯度最小。由此，有利地减小结构部件负载，并且能够有效防止内燃机的损伤。

9、在第二优选的实施方式中，通电持续时间如下地选择，使得峰值压力梯度尽可能靠近预先界定的极限值。优选地，对于峰值压力梯度的预先界定的极限值，已知由爆震传感器所输出的电压的幅值，从而将评价点与从属于该极限值的电压进行比较。优选地，预先界定的极限值相应于小于如下值的值，在所述值的情况下出现内燃机的损伤。特别优选地，预先界定的极限值相应于如下值，从所述值开始出现内燃机的损伤。

10、在当前技术教导的背景下，预先喷入总是借助于至少一个喷射器来进行，所述喷射器配属于相应被观察的燃烧室。

11、在优选的设计方案中，燃烧室、尤其每个燃烧室配属有刚好一个喷射器。

12、在当前技术教导的背景下，工作循环优选地相应于在关于为0°kw的点火上死点(zünd-ot)-360°曲轴角度(kw)与+359.9°kw之间的曲轴角度区间。

13、在当前技术教导的背景下，所述点火上死点是在燃烧室中往复运动的活塞在内燃机的燃烧室的压缩行程与工作行程之间的上死点。

14、根据本发明的改进方案设置成，对于多个配属于预先喷入的不同的通电持续时间执行根据本发明的方法或根据之前所描述的实施方式中的一个或多个实施方式的方法。对于多个配属于预先喷入的通电持续时间(所述通电持续时间全部与彼此不同)尤其实施步骤a)和b)、或步骤c)和d)，其中，计算多个评价点。将最优的通电持续时间确定为多个评价点的最优值。由此，有利地，可行的是，识别在通电持续时间与峰值压力梯度之间的更准确的相关性并且由此更可靠且更精确地确定最优的通电持续时间。

15、根据本发明的改进方案设置成，针对多个工作循环，优选地针对至少10个工作循环，优选地针对至少50个工作循环，特别优选地针对至少100个工作循环，分别探测第一信号，其中，针对多个工作循环，优选地针对至少10个工作循环，优选地针对至少50个工作循环，特别优选地针对至少100个工作循环，分别探测第二信号。由此，获得多个第一信号和多个第二信号。此外，在步骤b)中，借助于第一度量从多个第一信号中计算出第一评价点。在步骤d)中，借助于第一度量，从多个第二信号中计算出第二评价点。有利地，借助于多个工作循环根据度量的计算基础过滤掉在爆震传感器测量时的干扰和/或异常测值或使其是可识别的，所述干扰和/或异常测值妨碍最优的通电持续时间的确定。

16、根据本发明的改进方案设置成，第一测量窗处于在点火上死点之前-20°kw至点火上死点之后+60°kw之间的范围中。有利地，燃烧室中的压力的时间上的改变在该范围中、即短暂地在燃料的点火之前和点火之后是最明显的。

17、根据本发明的改进方案设置成，至少一个第一信号和至少一个第二信号借助于第二度量和/或借助于第三度量进行评价。此外，最优的通电持续时间借助于关于第二度量和/或第三度量进行评价的至少一个第一信号和至少一个第二信号进行可信度检验和/或证实。优选地，借助于第二度量，计算多个第二评价点。备选地或附加地，优选地，借助于第三度量，计算多个第三评价点。有利地，借助于第二度量和/或第三度量，检查借助于第一度量所确定的最优的通电持续时间是否可信和可靠。有利地，在借助于第一度量未清楚地确定最优的通电持续时间的情况下，能够借助于第二度量和/或第三度量求得最优的通电持续时间。

18、根据本发明的改进方案设置成，至少一个度量具有积分公式和计算规定，所述至少一个度量从如下组中选出，其包括第一度量、第二度量和第三度量。借助于积分公式，从至少一个信号中计算出至少一个信号点。借助于计算规定，从至少一个信号点中计算出评价点。

19、优选地，尤其借助于第一度量的积分公式，从至少一个第一信号中计算出至少一个第一第一信号点。附加地，优选地借助于第一度量的积分公式，从至少一个第二信号中计算出至少一个第二第一信号点。附加地，优选地借助于第一度量的计算规定，从至少一个第一第一信号点中计算出第一第一评价点。附加地，优选地借助于第一度量的计算规定，从至少一个第二第一信号点中计算出第二第一评价点。

20、优选地，尤其借助于第二度量的积分公式，从至少一个第一信号中计算出至少一个第一第二信号点。附加地，优选地借助于第二度量的积分公式，从至少一个第二信号中计算出至少一个第二第二信号点。附加地，优选地借助于第二度量的计算规定，从至少一个第一第二信号点中计算出第一第二评价点。附加地，优选地借助于第二度量的计算规定，从至少一个第二第二信号点中计算出第二第二评价点。

21、优选地，尤其借助于第三度量的积分公式，从至少一个第一信号中计算出至少一个第一第三信号点。附加地，优选地借助于第三度量的积分公式，从至少一个第二信号中计算出至少一个第二第三信号点。附加地，优选地借助于第三度量的计算规定，从至少一个第一第三信号点中计算出第一第三评价点。附加地，优选地借助于第三度量的计算规定，从至少一个第二第三信号点中计算出第二第三评价点。

22、在多个工作循环和由此多个第一信号的优选的探测中，第一度量的积分公式单独应用于每个第一信号，以便计算出多个第一第一信号点。从多个第一第一信号点中借助于计算规定计算出第一第一评价点。附加于此地，在多个工作循环和由此多个第二信号的优选的探测中，第一度量的积分公式单独应用于每个第二信号，以便计算出多个第二第一信号点。从多个第二第一信号点中借助于计算规定计算出第二第一评价点。附加地，这优选地还类似地适用于第二度量和第三度量。

23、根据本发明的改进方案设置成，积分公式从如下组中选出，其包括在第一时间上的测量窗中对信号的数值的积分、在第一时间上的测量窗中对信号的平方的积分、在第二时间上的测量窗中对信号的数值的积分以及在第二时间上的测量窗中对信号的平方的积分，所述第二时间上的测量窗是第一时间上的测量窗的一部分。

24、在该方法的优选的实施方式中，第二时间上的测量窗处于在点火上死点之前-20°kw至点火上死点之前-3°kw之间的范围内。有利地，在该范围中探测预先喷入的效果，尤其与主要喷入的效果分离地进行探测。

25、在当前技术教导的背景下，将积分公式应用于借助于第一度量、第二度量或第三度量进行评价的信号。由此，例如适用的是，如果至少一个第一信号借助于第一度量进行评价，那么积分公式从如下组中选出，其包括在第一时间上的测量窗中对至少一个第一信号的数值的积分、在第一时间上的测量窗中对至少一个第一信号的平方的积分、在第二时间上的测量窗中对至少一个第一信号的数值的积分，以及在第二时间上的测量窗中对至少一个第一信号的平方的积分。附加地适用的是，如果探测到多个第一信号和/或探测到多个第二信号，那么积分公式单独应用于每个第一信号和/或第二信号。

26、附加地，之前所阐释的关于借助于积分公式对信号进行评价的说明同样适用于所有其他的信号，该其他的信号借助于预先喷入的多个不同的通电持续时间在内燃机的等同的负荷点处借助爆震传感器进行探测。

27、根据本发明的改进方案设置成，作为计算规定应用平均值或标准偏差。

28、有利地，评价点在借助于平均值计算时是关于所有从属的信号点的平均值。由此，在借助于爆震传感器进行测量时的异常测值和干扰被过滤掉。例如，第一第一评价点在借助于平均值计算时是关于多个第一第一信号点的平均值并且尤其是关于多个工作循环的平均值，对于所述工作循环探测第一信号。如果仅仅探测唯一的第一信号并且因此仅仅计算出唯一的第一第一信号点，那么第一第一信号点的平均值是第一第一评价点并且由此第一第一信号点本身是第一第一评价点。如果仅仅探测唯一的第二信号或对于多个通电持续时间分别仅仅探测唯一的信号，这类似地适用。

29、有利地，评价点在借助于标准偏差计算时是针对信号点关于信号点的期望值的分散的程度。由此，借助于爆震传感器的测量的变更以及尤其该测量的异常测值和干扰被可视化。如果仅仅探测唯一的第一信号并且因此仅仅计算唯一的第一第一信号点，则第一第一信号点的标准偏差本身等于0并且由此第一第一评价点等于0。

30、标准偏差优选地用于对借助度量所确定的最优的通电持续时间进行可信度检验，所述度量没有将标准偏差应用为计算规定。如果标准偏差大，则这表明，单个信号点和由此还有基于该信号点的单个信号很不同并且分散得远。由此，峰值压力梯度的确定在这种情况下是不可靠的。如果标准偏差小，优选地接近0，则这表明，单个信号点和由此还有基于该信号点的单个信号接近等同。由此，峰值压力梯度的确定在这种情况下是可靠的。

31、第一度量m1优选地从下面的函数f1至f4中的一个函数中选出。第二度量和第三度量优选地从下面的函数f1至f8中的一个函数中选出。在此，si表示多个信号中的一个信号，并且n表示工作循环的数量。此外，mf1是第一测量窗并且mf2是第二测量窗。

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40、特别优选地，第一度量m1、第二度量m2和第三度量m3成对地不同。“成对地不同”意味着，从第一度量m1、第二度量m2和第三度量m3中选出的两个度量不是等同的。尤其第一度量m1、第二度量m2和第三度量m3不同地进行选择。

41、在优选的设计方案中，对于第一度量适用的是，m1＝f1或m1＝f2。附加地，优选地对于第二度量适用的是，m2＝f3或m2＝f4。附加地，优选地对于第三度量适用的是，m3＝f5或m3＝f6或m3＝f7或m3＝f8。

42、根据本发明的改进方案设置成，针对内燃机的不同的负荷点执行根据本发明的方法或根据之前描述的实施方式中的一个或多个实施方式的方法，尤其执行步骤a)至f)。有利地，由此针对多个负荷点，确定并且优选地存储预先喷入的相应的最优的通电持续时间。

43、根据本发明的改进方案设置成，针对内燃机的多个燃烧室执行根据本发明的方法或根据之前描述的实施方式中的一个或多个实施方式的方法。由此，有利地，针对每个燃烧室，确定并且优选地存储预先喷入的单独的最优的通电持续时间。

44、根据本发明的改进方案设置成，针对多个燃烧室同时地或迭代地执行根据本发明的方法或根据之前描述的实施方式中的一个或多个实施方式的方法。

45、根据本发明的改进方案设置成，循环地、尤其根据内燃机的预先界定的运行持续时间重复根据本发明的方法或根据之前描述的实施方式中的一个或多个实施方式的方法。有利地，由此识别出燃烧室的喷射器的老化效应并且对其进行补偿，并且由此，预先喷入和峰值压力梯度相应于内燃机的当前状态被最优化。

46、所述任务还通过如下方式来解决，即，提出一种内燃机，其具有至少一个燃烧室、至少一个爆震传感器和控制装置，所述燃烧室配属有至少一个喷射器。控制装置与爆震传感器和至少一个喷射器有效连接并且设立成用于对其进行相应的操控并且用于执行根据本发明的方法或根据之前描述的实施方式中的一个或多个实施方式的方法。就该内燃机而言，尤其得出已经就该方法所阐释的优点。

47、在优选的实施方式中，内燃机对于每个燃烧室具有至少一个爆震传感器。优选地，由此，具有12个、14个、16个、18个或20个燃烧室的内燃机具有12个、14个、16个、18个或20个爆震传感器，并且每个爆震传感器配属于刚好一个燃烧室。