[发明专利]用于预控制内燃机的燃烧室的燃料-空气混合物的方法

说明书

一种用于预控制内燃机(2)的至少一个燃烧室(1)的燃料‑空气混合物的方法，其中，所述内燃机(2)具有至少一个带有燃烧室(1)的气缸(3)，能够经由进气门(6)与燃烧室(1)连接的进气侧(4)、能够经由排气门(9)与燃烧室(1)连接的排气侧(7)，所述进气门能通过进气凸轮轴(5)操作，所述排气门能通过排气凸轮轴(8)操作，所述内燃机还在排气侧(7)中具有至少一个废气涡轮增压器(10)，所述废气涡轮增压器具有能通过第一调节器(11)调节的涡轮几何形状或者能通过第二调节器(12)调节的废气旁通门(13)。

技术领域

本发明涉及一种用于与控制内燃机的至少一个燃烧室的燃料-空气混合物的方法。

背景技术

为了能够满足当前和将来的针对内燃机的废气法规的要求，需要对燃烧室内的燃料-空气混合物进行精确的预控制。这尤其适用于内燃机的快速变化的运行状态(动态运行)。尤其在这些运行阶段中可能出现排放峰值。因此必须精确预测(预报)燃烧室内所含的用于接下来的工作循环的空气质量。

已知的是，对参数进气管压力(以下也称为输入侧的第一压力)和凸轮轴位置进行预测。由此能够在内燃机的动态运行状态中截住或者补偿至少一部分混合气偏差。迄今将测量值用于确定废气背压。

对参数进气管压力和凸轮轴位置的预测恰恰在瞬变过渡(其中例如存在进气门和排气门的气门重叠)中是不够的。在这些运行状态中，进气管压力和废气背压管压力(以下也称为输出侧的第二压力)非常快速地变化并且由此使对于燃烧室的充气起决定性作用的压差或扫气压差非常快速地变化。因此出现混合气偏差。

在确定的运行点，可以通过事后地注入燃料来补偿计算错误的量。此外能够通过预报进气管压力部分地拦截所述作用。

由专利文献DE 10 2008 063 935 A1已知一种用于运行具有废气涡轮增压器的内燃机的方法。废气涡轮增压器具有涡轮和压缩机，其中，所述涡轮具有能调节的涡轮几何形状(VTG)。所述方法的目的在于，在从低负荷到高负荷的正负荷跳跃的情况下限制废气背压。VTG在此尽可能快速地关闭，但随即重新受调控地打开。由于涡轮侧的阻断非常快速地升高的废气背压使得最快速地建立ATL转速。一旦废气背压到达之前使用的阈值，则打开VTG，从而尽可能精确地调节预定的发动机-和速度特定地使用的最大废气背压。

由专利文献DE 10 2015 215 813 A1已知一种用于预报将来凸轮轴位置的方法，其中，通过传递函数来近似计算控制回路或包括至少一个调节装置的控制回路的一部分，并且基于所述传递函数确定将来的凸轮轴位置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，至少部分解决现有技术中存在的问题。尤其应当进一步改进对燃料空气混合物的预控制(或者称为预调节)，从而可以在瞬态过渡中精确地提供对燃料-空气混合物的精确调节。

所述技术问题通过按照本发明的方法解决。在说明书中单独提及的特征能够以技术上有意义的方式相互结合并且可以通过说明书中的解释性事实和/或附图中的细节补充，其中示出了本发明的其它实施变型。

建议一种用于预控制内燃机的至少一个燃烧室的燃料-空气混合物的方法。内燃机具有至少一个带有燃烧室的气缸，能够经由进气门与燃烧室连接的进气侧、能够经由排气门与燃烧室连接的排气侧，所述进气门能通过进气凸轮轴操作，所述排气门能通过排气凸轮轴操作，所述内燃机还在排气侧具有至少一个废气涡轮增压器，所述废气涡轮增压器具有能通过第一调节器调节的涡轮几何形状或者能通过第二调节器调节的废气旁通门。所述方法至少具有以下步骤：

a)确定为燃烧室提供燃料-空气混合物的需求，以及针对内燃机的即将进行的工作循环确定在调节燃烧室的充气时、进气侧在第一时间段内直至排气门关闭、通过燃烧室与排气侧流体连接；

b)预测在第一时间段期间进气侧中的第一压力以及进气凸轮轴的位置和排气凸轮轴的位置；

c)预测在第一时间段期间排气侧中的第二压力；