[发明专利]用于调节固定式燃气发动机的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于调节固定式燃气发动机(Gasmotor)的方法，其中，从理论转速以及实际转速中计算转速调节偏差，并且从转速调节偏差中通过转速调节器确定作为调整变量的理论转矩，该理论转矩通过转矩限定(Momentbegrenzung)而限定在空气过量系数限定转矩上。此外，本方法在于，从限定的理论转矩中确定用于确定混合物节流阀开启角(Gemisch-Drosselklappenwinkel)以及燃气节流阀开启角(Gas-Drosselklappenwinkel)的理论体积流量。

发明背景

固定式燃气发动机用于产生电。在此，燃气发动机在例如1.7的λ值下(即在利用空气过量的稀薄运行下)运行。典型地，燃气发动机包括用于确定燃气空气混合物中的燃气份额(Gasanteil)的燃气节流阀、用于将可燃的气体与空气聚合的混合器、作为废气涡轮增压器的部件的压缩机、冷却器以及混合物节流阀。通过混合物节流阀确定在燃气发动机的进气门(Einlassventil)之前的接收管(Receiverrohr)中的抽吸的体积流量并且由此同样确定接收管中的混合物压力。

从文件EP 1 158 149 A1中已知一种用于驱动发电机的固定式燃气发动机。通过从发动机功率中通过特性曲线计算作为参考变量的理论λ来控制燃气发动机。电子发动机控制器借助于理论λ计算燃气量理论值以用于调整燃气节流阀。在第二实施形式中，从混合物压力调节偏差中计算理论λ值。从检测到的接收管中的实际混合物压力和理论混合物压力中确定混合物压力调节偏差，该理论混合物压力又从发动机功率中通过特性曲线确定。在第三实施形式中，以对第二实施形式进行补充的方式，取决于压缩机旁路阀的位置和转速调节偏差来校正用于调整燃气节流阀的燃气量理论值。全部三个实施形式的共同特征是将燃气节流阀调整到理论λ值。在实际运行中，在功率设定(Leistungsvorgabe)改变时首先改变作为功率控制机构的混合物节流阀的位置。这将引起被抽吸的混合物体积流量同样改变。因为首先燃气节流阀的位置保持恒定，因此燃气体积流量也不会改变。由此导致改变的实际λ。例如在关闭方向上操纵混合物节流阀时将造成混合物的加浓(Anfettung)，由此引起燃气发动机的功率变化。那么，作为对功率变化的响应，理论λ值、燃气量理论值以及燃气节流阀的位置将改变。在这种调节形式下响应时间例如在负载变化时为关键的，因为与系统相关地对λ调节的干预为滞后的。

同样文件DE 103 46 983A1描述了燃气发动机和用于调节燃料混合物的方法。在该方法下，在第一步中探测在文丘里混合器处的空气质量流量的实际压力差，并且在第二步中从测量出的燃气发动机的实际功率中确定空气质量流量的理论压力差。然后在第三步中，通过通过燃气节流阀的位置改变输送的燃气量，使实际压力差向理论压力差接近。在第四步中，重新检测经过调整的燃气发动机的实际功率并且如此地调整混合物节流阀，即，使得文丘里混合器中的空气质量流量的压力差的理论-实际偏差减小。重复地如此长时间地执行这种相继的进程，即，直至压力差的理论-实际偏差小于极限值。因为混合物节流阀位置的改变将引起燃气发动机的功率改变，因此为了补偿燃气发动机的功率变化必须再调节燃气节流阀的位置。这在某些情况下可能导致调整变量的超调

由未公开的带有官方文件号DE 10 2007 045 195.9的德国专利申请中已知一种用于调节固定式燃气发动机的方法，在该方法中，取决于同一控制变量(此处为理论体积流量)平行地操控燃气节流阀和混合物节流阀。借助于理论转矩确定理论体积流量，通过转速调节器从转速的理论-实际偏差中计算作为调整变量的理论转矩。为了改善运行安全性设置转矩限定，通过该转矩限定取决于故障状态信号(Fehler-zustandssignal)、允许的机械最大转矩以及实际转速限定理论转矩。例如在传感器失效时建立(setzen)故障状态信号。基于负载切换(Lastschaltung)时的高动态性在该调节系统中可能出现过浓的混合物。过浓的混合物引起更高的构件载荷、升高的燃烧温度和由此较差的废气值。

发明内容

本发明的目的在于，在混合物的容许性方面进一步发展之前所描述的方法。

该目的通过一种方法得以实现，其中，从理论转速以及实际转速中计算转速调节偏差，从转速调节偏差中通过转速调节器确定作为调整变量的理论转矩，理论转矩通过转矩限定限定在空气过量系数限定转矩上。此外，在该方法中，从限定理论转矩中确定用于确定混合物节流阀开启角以及燃气节流阀开启角的理论体积流量。