[发明专利]用于确定内燃机的燃烧室中的气体份额的方法

说明书

本发明涉及一种用于确定内燃机的燃烧室中的气体份额的方法，所述内燃机具有进气阀和排气阀，具有在换气之后能够变化的阀驱动器，其中，根据用于穿过所述进气阀的质量流（_E）的节流模型来确定来自于第一阶段（P₁）的气体份额，在所述第一阶段期间，所述排气阀和所述进气阀同时打开，并且在所述第一阶段中，位于所述燃烧室的气体混合物的质量减少，在所述燃烧室中的质量变化（）在数量上比从所述燃烧室流出穿过所述进气阀的质量流（_E）大。

技术领域

本发明涉及一种用于确定内燃机的燃烧室中的气体份额的方法，以及一种用于执行该方法的计算单元和计算机程序。

背景技术

在现代内燃机中能够使用所谓的能够变化的阀驱动器，由此能够与凸轮轴位置无关地控制进气阀和排气阀的打开和关闭时间。这能够使燃料消耗和污染物排放最优化。在所谓的重叠部中、即当进气阀和排气阀同时打开时，从燃烧室中的前次燃烧中还存在的残余气体在此能够部分地预先存储到进气管中，该进气管经由所述进气阀与所述燃烧室连接。同样地，废气能够从排气管中再次被引入到所述燃烧室中或者也能够穿过所述燃烧室而被引入到所述进气管中，所述排气管经由所述排气阀与所述燃烧室连接。所有这些都在所谓的换气过程的框架中实现。在此，通过特别长的重叠部，尤其是在汽油机中能够实现被优化的燃烧，在柴油机中能够实现较少的污染物排放。

为了尽可能好地利用这些优点，必要的是，尽可能准确地识别在换气过程之后在所述燃烧室中的残余气体份额、即残余气体占该燃烧室的全部填充物（其余部分在此是所吸入的新鲜空气）的份额以及该内燃机的容积效率，以便由此能够对应地调节阀控制或者别的运行参数。

对此，由DE 102 13 138 A1例如已知一种模型，利用该模型能够确定在换气过程之后在燃烧室中的残余气体份额。在此，考虑在所述换气过程中残余气体的不同份额，尤其是在所述燃烧室中剩余的残余气体（残留的残余气体）和从所述排气管中流出穿过所述排气阀经由所述燃烧室并且然后穿过所述进气阀的残余气体或者废气，该残余气体或者废气在下一个进气冲程中被再次吸入（呼吸式残余气体）。

发明内容

根据本发明，现在提出用于确定内燃机的燃烧室中的气体份额的方法以及用于执行该方法的计算单元和计算机程序。

根据本发明的方法用于确定内燃机的燃烧室中的气体份额，该内燃机具有在换气过程之后能够变化的阀驱动器，如果在该换气过程期间该燃烧室的排气阀和进气阀暂时同时打开的话。为此，持续时间（该持续时间能够例如作为持续时长或者曲轴或者凸轮轴的角度差被给出）被划分为第一阶段和优选地第二阶段，在该持续时间中，所述排气阀和所述进气阀同时打开。

所述第一阶段的特征在于，位于所述燃烧室中的气体混合物的质量减少并且在所述燃烧室中的（气体混合物的）（时间上的）质量变化在数量上比从所述燃烧室流出穿过所述进气阀的（气体混合物的）质量流大。这也意味着，存在从所述燃烧室流出穿过所述排气阀的质量流。然后，在所述第二阶段中，在所述燃烧室中的（气体混合物的）质量变化在数量上比从所述燃烧室流出穿过所述进气阀的（气体混合物的）质量流小。对应地，这也意味着，存在穿过所述排气阀流入所述燃烧室的质量流。即，与所述第一阶段相比，该质量流穿过所述排气阀的方向反转。

根据用于穿过所述进气阀的质量流的节流模型来确定来自于所述第一阶段的气体份额。根据本发明的一种优选的改型方案，附加地能够根据用于穿过所述排气阀经由所述燃烧室并且然后穿过所述进气阀的质量流的节流模型以及根据气体方程式、尤其是理想的气体方程式来确定来自于所述第二阶段的气体份额。在此，能够分别使用节流模型，因为打开的阀基本上等同于节流阀。尤其是，在此也能够考虑该第一阶段的持续时间和/或在打开该进气阀时的时间点或者曲轴角度。为了确定穿过所述进气阀的质量流（也在使用所提到的节流模型时），能够尤其考虑下述参量中的至少一个参量：进气管压力、排气背压、废气温度和该进气阀的流动有效的横截面积。然后叠加两个阶段的气体份额，以便获得在所述换气过程之后的总气体份额。