运行内燃机的方法和控制装置的制造方法_3

文档序号:9840784阅读:来源:国知局
缸12a、12b的增压空气。
[0051]在该经济型运行模式中,当内燃发动机提供的扭矩M相对低时,与内燃发动机10的转速η无关地,在特征区区域47中由气缸列IlaUlb的第一排气涡轮增压器13a、13b和第二排气涡轮增压器14a、14b以对应的气缸列IlaUlb的双增压器运行方式提供用于气缸12a、12b的增压空气。相应地,在该经济型运行模式中,增压空气的增压是与内燃发动机10的扭矩M相关并且与其转速η相关地执行的。
[0052]如以上已经阐述的,对经济型运行模式的要求(被设计成使内燃发动机10进行节约燃料的运行)以及对运动型运行模式的要求(被设计用于以行驶动力性来运行)是由驾驶员优选地通过操纵开关或操纵按钮来作出的。
[0053]如果在内燃发动机10的冷启动的事件中或由于催化转化器温度被硬件或虚拟的温度传感器40a、40b确认为太低而要求催化转化器加热运行模式,仅由气缸列IlaUlb的第一排气涡轮增压器13a、13b以对应的气缸列IlaUlb的单增压器运行方式来提供用于内燃发动机10的气缸12a、12b的增压空气。此类催化转化器加热运行模式优选地是由控制器所要求的。
[0054]增压空气的增压与驾驶员和/或控制器所要求的内燃发动机10的运行模式相关。
[0055]当用于内燃发动机10的气缸12a、12b的增压空气仅由对应的气缸列IlaUlb的第一排气涡轮增压器13a、13b提供时,并且相应地当内燃发动机10的气缸12a、12b的第一排气门16a、16b是以相对大的气门升程或以最大升程运行并且内燃发动机10的气缸12a、12b的第二排气门21a、21b是以相对小的气门升程或以最小升程或替代地以零升程运行时,在对应的气缸列lla、llb处实施所谓的单增压器运行。
[0056]在对应的气缸列IlaUlb的这个单增压器运行的情况下,在稳态运行状态下,对应的推进空气再循环阀34a、34b关闭,对应的空气再循环阀35a、35b打开,并且对应的压缩机激活阀36a、36b关闭。
[0057]当用于该内燃发动机的气缸12a、12b的增压空气是由气缸列lla、llb的这两个排气涡轮增压器13a、13b、14a、14b来提供时,对应的气缸列lla、llb运行在双增压器运行状态,其中在这样的双增压器运行中,内燃发动机10的每个气缸12a、12b的这两个排气门16a、16b、21a、21b在各自的情况下以相对大的气门升程或以最大升程运行。
[0058]在对应的气缸列IlaUlb的双增压器运行的情况下,在稳态运行模式中,对应的推进空气再循环阀34a、34b关闭,对应的空气再循环阀35a、35b同样关闭,并且对应的压缩机激活阀36a、36b打开。
[0059]为了能够在高于内燃发动机10的负载阈值(即高于内燃发动机10的进气满负载)时从对应的气缸列IlaUlb的单增压器运行最优地切换至其双增压器运行而同时避免所谓的涡轮增压滞后,实施根据本发明限定的措施,即一方面为切换作准备,而另一方面执行从对应的气缸列IlaUlb的单增压器运行到双增压器运行的实际切换。
[0060]当内燃发动机10高于进气满负载地运行时,并且当内燃发动机10的转速达到或超过阈值时,为了在维持驾驶员期望扭矩并且建立扭矩储备和增压压力储备的情况下给从对应的气缸列lla、llb的单增压器运行向对应的气缸列lla、llb的双增压器运行的切换作准备,使增压压力或进气道压力增大。增压压力储备特别是与节气门上游的压力或进气道中的压力相关。
[0061]当该增压压力或该进气道压力达到或超过阈值时,进行从对应的气缸列lla、llb的单增压器运行到对应的气缸列IlaUlb的双增压器运行的切换,并且随后,再次消除该扭矩储备和该增压压力储备。
[0062]以下将参照图4来描述关于内燃发动机10在高于进气满负载下运行的事件中从对应的气缸列lla、llb的单增压器运行到对应的气缸列lla、llb的双增压器运行的切换的进一步细节,其中在图4中,参照时间t绘出了多条时间曲线。
[0063]曲线48示出内燃发动机10的转速时间曲线。
[0064]曲线49示出对应的气缸列IlaUlb的增压器运行,其中状态“O”对应于单增压器运行,并且状态“I”对应于对应的气缸列IlaUlb的双增压器运行。
[0065]曲线50和51示出排气旁通阀31a、31b和32a、32b的状态,即曲线50示出与对应的气缸列IlaUlb的对应的第一排气涡轮增压器13a、13b协同作用的排气旁通阀31a、31b的状态,而曲线51示出与对应的气缸列IlaUlb的对应的第二排气涡轮增压器14a、14b协同作用的排气旁通阀32a、32b的状态。
[0066]曲线52示出指派给第二增压空气管线24a、24b的空气再循环阀35a、35b的状态。曲线53示出指派给第一增压空气管线19a、19b的推进空气再循环阀34a、34b的状态。
[0067]曲线54展示了内燃发动机10的点火角的时间曲线。
[0068]曲线57展示了对节气门30上游的增压压力的控制器要求。曲线56展示了对扭矩储备的控制器要求。曲线55展示了实际产生的增压压力的时间曲线。
[0069]在图4的时刻tl之前,图1的内燃发动机10的气缸列IlaUlb是以对应地气缸列lla、llb的单增压器运行状态来运行的,于是其中,气缸列lla、llb的气缸12a、12b的排气门16a、16b以最大升程运行并且气缸列lla、llb的气缸12a、12b的排气门21a、21b以最小升程或零升程运行。按照曲线52,在时刻tl之前,空气再循环阀35a、35b是打开的,而推进空气再循环阀34a、34b是关闭的。同样,在时刻tl之前,压缩机激活阀36a、36b是关闭的。与第一排气涡轮增压器13a、13b协同作用的排气旁通阀31a、31b按照曲线50在时刻tl之前调节出所要求的增压压力。节气门30是打开的。按照曲线54,点火角被设定为确保内燃发动机10效率最优的点火角。由于排气门21a、21b以最小升程或零升程运行,最小的排气量进入第二排气涡轮增压器14a、14b的区域中来保持这些第二排气涡轮增压器运行;然而空气再循环阀35a、35b的打开致使在此输送的增压空气被排放至环境中。于是,在关闭的压缩机激活阀36a、36b处不产生反压力,由此可以避免增压空气的温度升高。燃料空气混合物被设定成当前运行策略所需要的混合物品质,例如Lambda值为I。
[0070]在时刻tl,按照曲线48,内燃发动机10的转速超过阈值Gl。在此,接着控制器识别出:气缸列11a、Ilb应当从单增压器运行切换至双增压器运行。
[0071]随时刻tl开始,接着执行切换准备,其中在图4中,所述准备在时刻t3完成。在时刻t3之后,接着执行对应的气缸列IlaUlb从单增压器运行到双增压器运行的切换。
[0072]在内燃发动机10高于进气满负载运行的事件中,为了准备从对应的气缸列11a、Ilb的单增压器运行切换到双增压器运行,在时刻tl开始,按照曲线57,控制器要求节气门30上游的增压压力增大,其中进一步在时刻t2,按照曲线56,控制器也要求扭矩储备。
[0073]此外,在时刻tl,按照曲线50,之前打开的排气旁通阀31a、31b被关闭,并且关闭的排气旁通阀32a、32b保持关闭。为了在节气门30上游的增压压力增大之后维持驾驶员要求扭矩,尤其在驾驶员要求恒定扭矩的情况下,将该点火角按照曲线54从效率最优的位置在延后方向上进行调整。点火角的调整相应地是以维持驾驶员要求扭矩不变、尤其保持所述驾驶员要求扭矩恒定为目的来执行的,其中可以用此方式进一步提供扭矩储备。
[0074]在时刻tl与t3之间的切换准备过程中,气缸列lla、llb的气缸12a、12b的第一排气门16a、16b继续以最大升程运行,并且所述气缸的排气门21a、21b继续以最小升程或零升程运行。
[0075]在时刻tl与t3之间,空气再循环阀35a、35b按照曲线52保持打开,并且推进空气再循环阀34a、34b按照曲线53保持关闭。同样,在准备从对应的气缸列IlaUlb的单增压器运行切换到双增压器运行的过程中,对应的压缩机激活阀36a、36b也保持关闭。为了确保节气门30上游出现希望的增压空气提高,在适当时节气门30有可能被部分关闭。
[0076]在切换准备过程中,燃料-燃烧空气混合物的品质被适配成该运行策略所要求的混合物品质,例如Lambda值为I。可以借助于通过均匀燃烧过程或均匀分层的燃烧过程来改变混合物品质,从而例如稀释该混合物。
[0077]阈值Gl (在时刻tl达到或超过该阈值之后,开始从单增压器运行切换至双增压器的准备)优选地是以与发动机转速梯度相关并且与当前的驾驶员要求扭矩相关的方式来校正的。
[0078]在时刻t3,增压压力超过或达到阈值G2 (参见曲线55)。在时刻t3,从对应的气缸列IlaUlb的单增压器运行切换至双增压器运行的准备完成,其中如从曲线49可以看到,在时刻t3,在对应的气缸列IlaUlb处进行了到双增压器运行的切换。
[0079]从时刻t3开始,对应的气缸列IlaUlb的气缸12a、12b的对应所有排气门16a、21a、和16b、21b都是以最大升程运行的。
[0080]在此应指出的是,空气再循环阀35a、35b的流动截面对于避免将在切换到双增压器运行的过程中被激活的压缩机的所谓喘振可能是很重要的。所谓的喘振、或已经压缩的增压空气的回流可能导致该排气涡轮增压器所不希望的噪音和机械负载。这可以通过空气再循环阀35a、35b的流动截面的相应尺寸确定来避免。
[0081]相应地,气缸列IlaUlb的气缸12a、12b的这些之前以最小升程或零升程运行的排气门21a、21b在时刻t3切换至最大升程。
[0082]按照曲线56和57,在时刻t3开始,控制器所要求的增压压力的增大以及控制器所要求的扭矩储备被连续地取消。
[0083]在时刻t3从对应的气缸列IlaUlb的单增压器运行
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