用于运行具有废气再循环装置的内燃机的方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及内燃机、尤其是具有废气再循环装置的使用燃料(kraftstoffgefuhrte)的内燃机。此外，本发明涉及用于在被增压的内燃机的动态的运行中降低有害物质排放的措施。
【背景技术】
[0002]对于使用燃料的内燃机、尤其是柴油机的运行来说，必须考虑到用于限制有害物质排放的法律上的要求。在贯彻这些要求时，特别是燃烧废气的再循环代表着一项重要的措施。
[0003]废气再循环(AGR)原则上用于降低所述内燃机的气缸中的氧含量并且由此降低通过燃烧产生的温度。由此可以降低或者防止氮氧化物的产生。但是，所述废气再循环引起燃烧废气中的碳黑颗粒的产生，因而在设计所述废气再循环时必须考虑到碳黑颗粒排放与氮氧化物排放之间的目标冲突。
[0004]快速的负荷增大由于所述空气系统的惯性而在被增压的、具有废气驱动的增压装置的内燃机中由于废气驱动的增压装置的惯性矩以及由于所述增压装置的压缩器与所述内燃机的进气阀之间的死点容积而导致增压压力的形成延迟。
[0005]负荷要求引起燃料快速地输入到气缸中，而气缸充气对于这样的内燃机来说却由于所述增压压力的形成的延迟而明显缓慢地增大。因此，空气量调节的稳定的额定值在增压压力形成延迟时并且在气缸充气量相应地减小时引起所述废气再循环率的剧烈的降低，并且由此导致氮氧化物排放短时间地增多。此外，在进行废气再循环率调节时，产生较小的空气量以及由此提高了的碳黑颗粒排放。对于仅仅具有一个高压废气再循环装置的系统来说或对于在其中废气再循环装置决定性地通过高压废气再循环系统来确定的运行状态来说，增压压力形成的、随之出现的、额外的恶化情况可能限制燃料的最大可能的喷射量并且由此导致转矩的增大过程变慢。因此，延迟的增压压力形成通过废气再循环调节在动态的运行中引起有害物质排放的明显恶化，并且可能导致转矩动力(Drehmomentdynamik)的减小。
【发明内容】
[0006]根据本发明，提出了一种根据权利要求1所述的、用于运行具有废气再循环装置的内燃机的方法以及根据并列权利要求所述的一种装置和一种发动机系统。
[0007]其他设计方案在从属权利要求中得到了说明。
[0008]根据第一方面，提出了一种用于运行具有废气驱动的增压装置的内燃机的方法，该方法包括以下步骤:
-实施废气再循环调节，用于调整再循环到进气系统中的燃烧废气的量，并且/或者实施增压压力调节，用于在相应的额定值的基础上调整增压压力；
-探测转矩要求的快速的提高；并且 -在探测到转矩要求的快速提高的情况下对所述废气再循环调节的和/或所述增压压力调节的额定值进行校正，以便提高在所述增压装置上所提供的废气焓(Abgasenthalpie)。
[0009]上述方法的构思在于，在探测到所要求的转矩的快速变化之后作为用于对废气再循环率进行调节的额定值来调整所述AGR调节的额定值。通过对于所述额定值的调整，在负荷增大时存在着额外的、用于对AGR调节进行调整的自由度，由此可以影响有害物质排放和转矩动力。如此对所述额定值进行调整，使得所述增压压力更快地增大，从而可以在动态行驶情况的进一步的进程中为优化处理提供更好的边界条件或更大的灵活性。
[0010]紧接着根据相应的负荷要求在所要求的转矩快速增大时影响所述额定值，由此可以通过所述废气驱动的增压装置(废气涡轮增压器)的涡轮机来提高焓流，并且由此能够通过所述增压装置的压缩器来实现增压压力的更快的形成。采用这种方式，通过用于所述调节的额定值的调整量来对所述增压压力形成的动力进行干预。
[0011]这种处理方式具有以下优点:通过在负荷增大的开始所要求的转矩的快速的增大可以实现改进增压压力形成，所述增压压力形成除此以外对动态行驶情况的进一步的进程产生积极的影响。
[0012]此外，当负荷变化大小超过预先给定的要求阈值时，可以探测到转矩要求的快速的提高，其中在以下偏差之一的基础上确定所述负荷变化大小:
-当前的增压压力相对于为目前的转矩要求预先给定的增压压力的偏差；
-在进行增压压力调节时所述增压压力的调节偏差；
-在纯粹预控制的增压压力的范围内，用于具有进气管压力调节装置的系统的进气管压力的调节偏差或者在没有主动的增压压力调节装置的系统中的进气管压力的调节偏差;
-当前的增压压力与根据工作点预先给定的基准增压压力之间的偏差；和 -确定的增压压力变化或发动机负荷变化。
[0013]可以规定，只有在时间上的增压压力梯度低于预先给定的增压压力梯度阈值时，才对所述废气再循环调节的和/或增压压力调节的额定值实施校正。
[0014]根据一种实施方式，可以在用于AGR率的额定值或者再循环的燃烧废气的量的基础上实施所述废气再循环调节，用于调整再循环到进气系统中的燃烧废气的量，其中对所述额定值施加AGR校正量，以便提高在所述增压装置上提供的废气焓。
[0015]此外，可以在用于增压压力调节的额定值的基础上实施用于对增压压力进行调整的增压压力调节，其中对用于增压压力的额定值施加增压压力校正量，以便提高在所述增压装置上提供的废气焓。
[0016]此外，可以设置高压废气再循环装置和低压废气再循环装置，其中在用于分配由所述高压废气再循环装置和所述低压废气再循环装置提供的AGR质量流的额定值的基础上实施所述AGR调节，其中对用于分配由所述高压废气再循环装置和所述低压废气再循环装置所提供的AGR质量流的额定值施加分配校正量，以便提高在所述增压装置上提供的废气焓。
[0017]根据另一方面，设置了一种用于运行具有废气驱动的增压装置的内燃机的装置、尤其是控制器，其中所述装置被构造用于: -实施废气再循环调节，用于调整再循环到进气系统中的燃烧废气的量，并且/或者实施增压压力调节，用于在相应的额定值的基础上调整增压压力；
-探测转矩要求的快速的提高；并且
-在探测到所述转矩要求的快速提高的情况下对所述废气再循环调节的和/或所述增压压力调节的额定值进行校正，以便提高在所述增压装置上提供的废气焓。
[0018]根据另一方面，设置了一种发动机系统，该发动机系统包括:
-内燃机；
-废气驱动的增压装置；
-高压废气再循环装置；和 -上述装置。
[0019]此外，可以设置低压废气再循环装置，其中所述装置还被构造用于在分配额定值(所述分配的额定值)的基础上实施废气再循环调节，所述分配额定值表明有待由高压AGR和低压AGR提供的AGR质量流的分配的大小。
【附图说明】
[0020]下面借助于附图对实施方式进行详细解释。在附图中:
图1是具有废气驱动的增压装置和高压废气再循环装置的发动机系统的示意图；
图2是用于说明用来运行图1的发动机系统的方法的流程图；并且图3是具有高压-及低压废气再循环装置的发动机系统的示意图。
【具体实施方式】
[0021]图1示出了具有内燃机2的发动机系统1，所述内燃机2通常包括多个气缸3。所述内燃机2可以根据四冲程原理来工作，并且尤其可以构造为使用燃料的内燃机、尤其是构造为柴油机。
[0022]通过进气系统4来向所述内燃机2的气缸3输送新鲜空气。在运行中，根据负荷要求来将燃料喷入到所述气缸3的燃烧室中，在所述燃料燃烧之后燃烧废气通过废气排出道(AbgasabfUhrungstrakt) 5 被排出。
[0023]在所述进气系统4中并且在所述废气排出道5中设置有废气驱动的增压装置6。该增压装置6包括涡轮机61，该涡轮机布置在废气排出道5中，用于将燃烧废气的废气焓转化为机械能。此外，设置了压缩器62，该压缩器比如以机械的方式通过轴63与所述涡轮机61相联接，用于将借助于涡轮机61所获得的转动能转换为用于将从环境中吸入的新鲜空气压缩到增压压力段41中的压缩功率。
[0024]所述增压压力段41可以定义所述进气系统4的一个区段，该区段处于所述压缩器62的出口与布置在所述进气系统4中的节气阀8之间。对于无节气阀8的进气系统4来说，所述增压压力段41相当于所述进气系统4在所述压缩器62的出口与所述气缸3的进气阀之间的全部的区段。在所述增压压力段41中可以设置压力传感器43，该压力传感器提供关于增压压力的说明。作为替代方案，可以在进气管区段42中设置压力传感器43，借助于该压力传感器可以对增压压力进行建模。
[0025]此外，设置了增压调节器64，该增压调节器可以可变地调整将可供使用的废气焓转化为压缩功率的效率。所述增压调节器64比如可以构造为废气门阀、构造为VTG调节器(VTG:Variable Turbine Geometry)或者以其他的方式来构造。所述增压调节器64可以借助于合适的调整量S在增压压力调节的基础上被调整，其中所述调整量比如是用于所述增压调节器64的伺服电机的占空比。
[0026]此外，设置了废气再循环管路7，在该废气再循环管路中先后有用于对贯穿流过的再循环的燃烧废气进行冷却的废气散热器71以及AGR阀72。借助于所述AGR阀72，可以调整被导入到所述进气系统4中的燃烧废气的量。再循环的燃烧废气在被输送给内燃机2的气缸3的新鲜空气中所占的份额被称为废气再循环率(AGR率)。所述AGR率借助于AGR调节根据所述内燃机2的运行状态通过借助于所述调整量S对