[发明专利]用于估算气缸压力的方法

说明书

本发明涉及一种用于估算内燃发动机装置(10)中的气缸压力(CP)的方法(100)，该方法包括以下步骤：在膨胀冲程期间由致动器启动(110)阀的打开；监测(120)所述阀以确定所述阀打开时的时间点(Tp)；确定(130)所述时间点(Tp)处的、燃烧气缸与在所述阀下游的流体介质排气通路(29，39，60)中的位置之间的压差(DP)；接收(140)指示所述时间点(Tp)处的流体介质通路中的压力(EP)的数据；以及，基于所确定的压差(DP)和指示所述流体介质通路中的压力的所述数据来确定(150)所述时间点(Tp)处的气缸压力(CP)。

技术领域

本发明涉及一种用于估算内燃发动机装置中的气缸压力的方法。特别地，本发明涉及一种用于估算车辆的内燃发动机装置中的气缸压力的方法。本发明还涉及一种内燃发动机装置，该内燃发动机装置通常包括控制单元，该控制单元用来执行用于估算内燃发动机装置中的气缸压力的方法。

本发明适用于各种类型的车辆，特别是重型车辆，例如卡车、公共汽车、建筑设备、工程机械(例如轮式装载机、铰接式运输车、自卸卡车、挖掘机和反铲装载机等)。尽管将主要针对卡车来描述本发明，但本发明并非特别局限于此，而是还可以用于其他车辆，例如轿车等。本发明还可以应用于用于发电的任何其他类型的内燃发动机装置中，例如应用于包括内燃发动机和用于发电的发电机的装置中。

背景技术

普通往复式内燃发动机(例如柴油内燃发动机)总体上被构造成在各种类型的操作条件下运行，例如在低发动机负荷、中发动机负荷和高发动机负荷下运行。此外，这些类型的内燃发动机可能不仅需要满足与环境方面(例如废气)相关的法规，而且还需要对其进行优化以满足安全法规。另外，对优化车辆的总体燃料消耗以提高燃料经济性有持续的兴趣。

对于内燃柴油发动机，燃烧控制是一种用于不仅减少发动机废气排放而且减少气缸之间变化(cylinder-to-cylinder variation)的可能方法。

结果，已经提出并开发了几种不同的用于控制内燃发动机装置的策略，特别是在重型车辆(例如卡车)领域中。这些发动机控制系统中的许多系统都被校准，以确保发动机在测试环境下(例如在测试单元中)运行时的安全峰值气缸压力水平。在这种类型的模拟或测试期间，监测气缸压力曲线(pressure traces)。

气缸中的压力通常由被布置成与单个气缸流体连通的一个或多个气缸压力传感器监测。然而，压力传感器的高成本和频繁校准以及整个发动机设计通常给制造商带来困难。

常规地，内燃发动机的燃烧气缸包括进气阀和排气阀，其中，在活塞在燃烧气缸中的向下运动期间，进气阀在进气阶段被布置在打开位置。此后，进气阀在活塞到达气缸的下止点(BDC)时关闭，并且在压缩阶段、燃烧阶段和排气阶段期间关闭，并且在活塞到达上止点(TDC)时再次打开以用于下一个即将到来的进气冲程。

然而，在模拟或测试环境中难以反映出在正常使用中的车辆中操作发动机的操作条件。这意味着内燃发动机的设置通常设有很大的安全裕量，以适应在发动机的正常使用期间由于不同的环境条件而导致的任何偏差。此外，重型发动机通常经受各种类型的苛刻的耐久性要求。

US 20060054136 A1公开了用于基于气缸中的压力来控制内燃发动机的装置的一个示例。这种类型的装置包括可变阀机构，以用于至少改变进气阀或排气阀的打开面积。特别地，基于由该可变阀机构改变的进气阀或排气阀的打开面积来计算气缸中的压力。基于气缸中的压力来控制内燃发动机。

尽管在本领域中已有各种活动，但仍然需要一种改进的、估算内燃发动机装置中的气缸压力的方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种更简单的估算内燃发动机装置(例如柴油内燃发动机)中的气缸压力的方法，该方法能够在车辆中的发动机装置的正常运行期间执行。该目的至少部分地通过根据本发明的第一方面的方法来实现。