燃料和/或燃料/空气混合物。在曲柄角的某个曲线之后，入口阀关闭，并且 汽缸中的气体压缩，结果是执行压缩功。一般规律是，在点火上止点之前，燃料/空气混合 物在压缩阶段中仍然被点火。
[0020] 在膨胀阶段中，汽缸中的气体混合物在下止点的方向上挤压活塞。在膨胀阶段中 的曲柄角的某个曲线之后，出口阀打开，结果是燃烧的气体可以从汽缸中逸出。出口阀通常 在整个气体混合物都已经燃烧之后打开。在许多操作状态中，例如在发动机冷启动之后，燃 料/空气混合物点火较晚，其点火的方式使得当出口阀打开时，汽缸中仅有90%的气体混合 物燃烧，还有10%的气体混合物只有在后面的区中（例如在排气气体区中，或在机动车辆的 催化转换器处）才燃烧，以便在此处产生燃烧温度。
[0021] 空气可以理解成是新鲜空气或周围空气。在汽缸的燃烧室的气体体积中，在膨胀 阶段中存在气体混合物，该气体混合物中含有某些空气质量、某些数量的燃料和某些残余 数量的气体。该空气质量由诸如(例如)21%的氧气和79%的氮气之类的周围空气构成。该 数量的燃料由汽缸中馈入的燃料构成。残余数量的气体由诸如(例如)一氧化碳、二氧化碳、 氮氧化物等等之类的惰性气体成分构成，由于前面的燃烧过程，这些惰性气体成分仍然位 于汽缸容积中。本发明的目的是确定内燃发动机的汽缸中的空气质量。
[0022] 本发明是基于这样的认识：汽缸压力取决于释放的燃烧热。在内燃发动机中，尤其 是在火花点火发动机中，释放的燃烧热又通过燃烧/空气比率取决于位于汽缸的气体混合 物中的空气质量。汽缸压力与汽缸中的空气质量之间存在直接关系。
[0023] 换而言之，通过相应地估算压缩阶段的压力曲线和估算膨胀阶段中的压力曲线， 可以确定释放的燃烧热，并且因此又确定位于汽缸中的空气质量。用本发明的方法确定的 空气质量是在入口阀关闭之后位于汽缸中的新鲜空气的质量。
[0024] 通过比较压缩阶段中的压力曲线和膨胀阶段中的压力曲线，可以推断释放的燃烧 热。为了获得释放的燃烧热，将汽缸的压缩阶段期间的第一填充当量与膨胀阶段期间的第 二填充当量比较。首先在压缩阶段期间确定第一填充当量，并且在膨胀阶段期间确定第二 填充当量。
[0025] 压缩阶段期间的第一填充当量表示压缩阶段中的曲柄角的第一角范围中的平均 压力差。第一角范围是处在-180°与0°之间的曲柄角的范围内的区。可以通过下列公式 确定第一填充当量·
【主权项】
1. 一种用于确定内燃发动机的汽缸中的空气质量(m&)的方法，其中，所述方法包 括： 在所述汽缸的压缩阶段期间确定第一填充当量（FAramp), 其中，所述第一填充当量（FAramp)对应于所述压缩阶段中的曲柄角的第一角范围中的 第一平均压力差（Δ瓦)， 在所述汽缸的膨胀阶段期间确定第二填充当量（FAmp)， 其中，所述第二填充当量（FAmp)对应于所述膨胀阶段的所述曲柄角的第二角范围中的 第二平均压力差（為PWp )， 通过从所述第二填充当量（FAraip)减去所述第一填充当量（FA_P)，形成差分填充当量 (FAdiff )，以及 在所述差分填充当量（FAdiff)的基础上确定所述汽缸中的所述空气质量（m&)。
2. 根据权利要求1所述的方法， 其中，所述第一角范围具有与所述曲柄角的点火上止点相距的第一角间隔， 其中，所述第二角范围具有与所述曲柄角的所述点火上止点相距的第二角间隔，并且 其中，所述第一角间隔与所述第二角间隔的大小相同。
3. 根据权利要求1或2所述的方法， 其中，所述第一角范围与所述第二角范围的大小相同。
4. 根据权利要求1至3中的一项所述的方法， 其中，在所述第一角范围中，所述汽缸的入口阀关闭。
5. 根据权利要求1至4中的一项所述的方法，还包括： 确定在所述膨胀阶段的所述第二角范围开始时所述汽缸中的燃料的完全燃烧的燃烧 百分比， 确定表示所述燃烧百分比的校正因子（f)， 其中，确定所述第二填充当量（FAraip)包括： 确定未经校正的第二填充当量（FAmc;OT，exp)，以及 在下列公式的基础上确定所述第二填充当量（FAraip):
其中， FAexp =第二填充当量， FAumot, exp=未经校正的第二填充当量， 并且 f =校正因子。
6. -种用于操作内燃发动机的方法，所述方法包括： 执行根据权利要求1至5中的一项所述的方法，以及 在所述内燃发动机的所述汽缸中所确定的空气质量(m&)的基础上，设置所述内燃发 动机的燃料/空气混合物。
7. -种用于机动车辆的内燃发动机的控制设备，其中，所述控制设备配置成使得能够 执行根据权利要求1至5中的一项所述的方法和/或根据权利要求6所述的方法。
8. -种用于确定内燃发动机的汽缸中的空气质量（m&)的计算机程序，所述程序在由 处理器执行时配置成执行根据权利要求1至5中的一项所述的方法和/或根据权利要求6 所述的方法。
【专利摘要】本发明涉及一种用于确定内燃发动机的汽缸中的空气质量mair的方法。在所述汽缸的压缩阶段期间确定第一填充当量FAcomp，其中，所述第一填充当量对应于压缩阶段中的曲柄角的第一角范围中的第一平均压力差。在汽缸的膨胀阶段期间确定第二填充当量FAexp，其中，所述第二填充当量对应于膨胀阶段的曲柄角的第二角范围中的第二平均压力差。通过从第二填充当量减去第一填充当量，来计算差分填充当量FAdiff。在所述差分填充当量的基础上确定所述汽缸中的空气质量。本发明还涉及一种相应的控制设备，并且涉及一种用于执行所述方法的相应的计算机程序。
【IPC分类】F02D35-02
【公开号】CN104854329
【申请号】CN201380061137
【发明人】H.许勒, B.克诺尔
【申请人】大陆汽车有限公司
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2013年10月30日
【公告号】DE102012221311A1, DE102012221311B4, WO2014079667A1