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、尤其是燃气发动机的方法，该燃气发动机具有 至少一个燃烧室，给所述燃烧室输入具有可变的进气压力和/或可变的增压空气量的增压 空气，其中，由在所述至少一个燃烧室中设置的传感器的至少一个测量值确定气缸压力值， 通过改变进气压力和/或增压空气量，将所述气缸压力值闭环控制为气缸压力额定值，其 中，与内燃机的功率相关地选择气缸压力额定值，以及涉及一种用于实施上述方法的闭环 控制装置和内燃机。
【背景技术】
[0002] 关于内燃机的氮氧化物排放的主要影响因素之一是空气与燃料的比例关系，该比 例关系也作为A值已知。
[0003] 在现有技术中已知，在内燃机的进气压力和功率之间存在一种基本上线性的关 系，以实现基本上恒定的氮氧化物排放的目的。由EP 0259382B1得知一种方法，空气-燃 料比或输入内燃机的燃料-空气混合气的X值根据内燃机的功率在基本上恒定的氮氧化 物排放的目的下进行闭环控制，其方式为：预设与内燃机的功率相关的进气压力额定值并 且一直改变燃料-空气比，直到实际的进气压力等于预设的额定值。
[0004] 虽然通过该闭环控制方式可以避免设置用于确定燃料-空气比的氧传感器，但在 此没有考虑：产生氮氧化物排放的真正的主要因素不是输入各燃烧室的增压空气的进气压 力，而是在各燃烧室中用于燃烧的空气质量。在各燃烧室中存在的空气质量在此可能在内 燃机的运行持续时间上发生变化，该变化例如可能由于在各燃烧室的进气阀或排气阀上产 生的磨损而引起。
[0005] 由现有技术已知一些途径，这些途径用于闭环控制输入内燃机的空气质量。
[0006] EP 1662121描述一种用于开环控制内燃机的方法，其中，估计的总气体质量作为 用于内燃机的控制装置的输入变量。对此例如由燃烧室压力估计输入的气体质量并且将该 估计值输入进气系统的开环控制系统中。
[0007] EP 1162357描述一种方法，即探测燃烧室压力并且由该燃烧室压力推断出内燃机 的进气压力或排气背压。该文献的目的是，可以通过燃烧室压力和进气压力或排气背压的 关系放弃进气压力传感器或排气背压传感器。
[0008] EP 2698521描述一种用于考虑气缸特定的区别的方法。气缸的各气缸信号在此不 追踪共同的额定值，而是对于每个气缸设定合适的气缸额定值，通过该气缸额定值可以考 虑气缸特定的气缸参数区别。
[0009] DE 10 2012 021778示出一种方法，用于补偿在混合气增压燃气发动机中的充气 系数偏差，其中，输入各个预燃室的燃气量如此适配，使得气缸特定的或气缸组特定的充气 系数偏差被补偿。
【发明内容】
[0010] 本发明任务在于，避免上述的缺点并且给出相对于现有技术改进的用于运行内燃 机的方法或相应改进的闭环控制装置和内燃机。尤其是通过所提供的方法应允许，可以考 虑在各燃烧室中空气质量的变化。
[0011] 该任务在按本发明的方法中通过权利要求1的各特征解决。本发明的有利方案在 各从属权利要求中给出。
[0012] 根据本发明规定，气缸压力值通过改变进气压力和/或通过改变增压空气量来追 踪与内燃机的功率相关的气缸压力额定值。
[0013] 在一个燃烧室或气缸中的气缸压力代表了在该燃烧室中的空气质量或气缸充气。 因此，可以通过确定在燃烧室中的气缸压力来反算在燃烧室中存有的空气量。
[0014] 适用于在本申请中所述的方法的传感器必须能够记录压缩曲线的特性曲线、即在 点火之前压缩的变化过程，而不仅仅记录最大压力。
[0015] 通过混合气的点火和燃烧，压缩曲线自然被叠加有附加的效果。为了能够合理地 推断出在燃烧室中存有的空气质量，在燃烧之前探测压缩曲线的特性曲线。
[0016] 在一个燃烧室中的气缸压力可以通过不同的方式被确定。除了通常压电地或压阻 地起作用的气缸压力传感器之外，原则上也可以考虑其他传感器。
[0017] 如果在进一步结果中讨论的是"气缸压力测量"，则因而也包括传感器的测量，这 些传感器不直接确定气缸压力，而是例如产生表征气缸压力的或可换算为气缸压力的信 号。对于本申请的传感器包括适合相应于所述要求确定气缸压力的所有传感器，。
[0018] 本发明特别有利的是，闭环控制的目标变量是气缸压力（而绝不是进气压力）并 且该气缸压力额定值由内燃机功率推断出。因而，对内燃机的闭环控制在很大程度上好于 由现有技术已知的方法，因为由于在换气中和在气门控制机构中不同的流量系数，进气压 力和气缸压力不能正常换算。
[0019] 通过对与功率相关地选择的气缸压力的闭环控制，这些影响因素不需要单独被考 虑，而是闭环控制精确地影响对于排放起决定作用的变量。
[0020] 为确定空气质量或气缸充气存在多种可能性。
[0021] 因此气缸充气可以由在点火之前气缸压力的压缩曲线在某个位置处（例如在限 定燃烧室的活塞的上死点（0T)之前50度曲柄角）的一个单个值确定。也可以对多个值取 平均值（例如由在活塞的上死点之前50度曲柄角到48度曲柄角的范围内的21个值，曲柄 角精度为〇. 1度）。
[0022] 气缸充气也可以通过各向异性外插法在压缩曲线上的下死点或其他点借助下面 的各向异性关系被确定：
【主权项】
1. 用于运行内燃机（I)、尤其是燃气发动机的方法，该燃气发动机具有至少一个燃烧 室（2)，给所述燃烧室输入具有可变的进气压力（p a)和/或可变的增压空气量的增压空气 (A)，其中，由在所述至少一个燃烧室（2)中设置的传感器（3)的至少一个测量值（p。）确定 气缸压力值（P i)，其特征在于，通过改变作为受控变量的进气压力（Pa)和/或增压空气量， 将所述气缸压力值（P i)闭环控制为气缸压力额定值（Ps)，其中，与内燃机（1)的功率（P)相 关地选择气缸压力额定值（Ps)。
2. 按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一个测量值（p。）在燃烧室（2) 中点火之前被确定，优选在限定燃烧室（2)的活塞的上死点之前大约30至55度的曲柄角 的范围内，特别优选在活塞的上死点之前大约35度的曲柄角时或者在活塞的上死点之前 大约49度的曲柄角时。
3. 按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，内燃机（1)的至少两个、优选全部燃 烧室（2)分别配设有用于确定气缸压力的传感器（3)，其中，相关燃烧室（2)的气缸特定的 压力值分别由传感器（3)的至少一个测量值（p。）确定，其中气缸压力值（Pi)由各燃烧室 (2)的气缸特定的压力值确定。
4. 按照权利要求3所述的方法，其特征在于，将各燃烧室（2)的被确定的气缸特定的压 力值的中位数或算术平均值作为气缸压力值（ Pi)。
5. 按照权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，由运行特性曲线（4)预设相应的 气缸压力额定值（Ps)，该运行特性曲线包含为了氮氧化物排放量的基本上恒定的值在内燃 机⑴的气缸压力额定值（Ps)与内燃机⑴功率⑵之间的与内燃机⑴功率⑵相关 的关系。
6. 按照权利要求1至5之一所述的方法，其特征在于，所述增压空气（A)经由进气通 道（5)输入到所述至少一个燃烧室⑵中，其中进气压力（p a)通过调整在进气通道（5)中 设置的至少一个调整装置（6、7)被改变，优选通过调整压缩机旁通阀（6)和/或节气阀（7) 被改变。
7. 按照权利要求1至6之一所述的方法，其特征在于，所述增压空气（A)经由进气通道 (5)输入到所述至少一个燃烧室（2)中，其中，增压空气量通过调整可变的气门机构（32)被 改变。
8. 按照权利要求1至7之一所述的方法，其特征在于，所述增压空气（A)经由配设有 压缩机（8)的进气通道（5)输入到所述至少一个燃烧室（2)中，其中，压缩机（8)与在内燃 机（1)的废气通道（10)中的废气涡轮机（9)相耦合，其中，进气压力（p a)通过调整废气涡 轮机（9)的涡轮叶片或通过调整在废气通道（10)中的废气涡轮机旁通阀（11)被改变，其 中，废气涡轮机旁通阀（11)