用于以可變的壓縮運(yùn)行增壓式內(nèi)燃機(jī)的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于以可變的壓縮運(yùn)行特別是機(jī)動(dòng)車的增壓式內(nèi)燃機(jī)的方法，其中特別規(guī)定，如此控制可變的壓縮，從而使得有效的壓縮取決于燃燒時(shí)的效率并且取決于內(nèi)燃機(jī)的部件的機(jī)械的負(fù)荷，在吸入?yún)^(qū)域中以提高的壓縮和/或在增壓的區(qū)域中以減小的壓縮進(jìn)行調(diào)整(145)。所述可變的壓縮能夠通過內(nèi)燃機(jī)的凸輪軸的相位調(diào)整或者通過借助可變的閥傳動(dòng)裝置的凸輪轉(zhuǎn)換產(chǎn)生。
【專利說明】用于以可變的壓縮運(yùn)行增壓式內(nèi)燃機(jī)的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述的、用于運(yùn)行特別是機(jī)動(dòng)車的增壓式內(nèi)燃機(jī)的方法。此外本發(fā)明涉及一種計(jì)算機(jī)程序，當(dāng)該程序在計(jì)算設(shè)備或者控制設(shè)備上執(zhí)行時(shí)執(zhí)行本發(fā)明的方法的所有步驟。最后本發(fā)明涉及一種具有程序代碼的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，該程序代碼存儲(chǔ)在可由機(jī)器讀取的載體上，以便當(dāng)該程序在計(jì)算設(shè)備或者控制設(shè)備上執(zhí)行時(shí)執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]在這里涉及的內(nèi)燃機(jī)的燃燒室(汽缸)中的燃料/空氣混合物的壓縮基本上可以通過改變布置在汽缸上的進(jìn)氣閥的關(guān)閉時(shí)刻來改變。進(jìn)氣閥的、關(guān)于所謂的“下死點(diǎn)”在燃燒時(shí)確定的關(guān)閉時(shí)刻例如對(duì)于可變的閥傳動(dòng)裝置來說，借助相位可調(diào)的進(jìn)氣凸輪軸來改變。
[0003]用于以可變的壓縮比運(yùn)行內(nèi)燃機(jī)的方法例如從文獻(xiàn)DE 10258872 Al中得出。在其中的方法中以一相對(duì)于內(nèi)燃機(jī)的正常運(yùn)行中的壓縮比減小的壓縮比起動(dòng)內(nèi)燃機(jī)。在其中的圖1中描述了一種用于產(chǎn)生可變的壓縮比的設(shè)備，然而并未提及在實(shí)現(xiàn)可變的壓縮比的情況下的技術(shù)細(xì)節(jié)。
[0004]此外已知，在構(gòu)造內(nèi)燃機(jī)時(shí)沿兩個(gè)不同的方向優(yōu)化壓縮比。作為壓縮比表示壓縮前的總汽缸室的容積相對(duì)于隨之的壓縮后保留的容積的比。對(duì)于自吸式發(fā)動(dòng)機(jī)(Saugmotor)來說,設(shè)計(jì)壓縮比以在燃燒時(shí)實(shí)現(xiàn)高效率,相反對(duì)于增壓式發(fā)動(dòng)機(jī)來說,實(shí)現(xiàn)對(duì)內(nèi)燃機(jī)的參與燃燒和增壓的部件的盡可能小的機(jī)械負(fù)荷，進(jìn)而在前臺(tái)(Vordergrund)實(shí)現(xiàn)盡可能良好的保護(hù)以避免可能的機(jī)械過載。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]對(duì)于根據(jù)本發(fā)明的用于運(yùn)行增壓式內(nèi)燃機(jī)的方法來說，提供一種可變的壓縮，如此預(yù)控制所述可變的壓縮，從而使得有效的壓縮取決于對(duì)在燃燒時(shí)的效率以及對(duì)部件負(fù)荷或者構(gòu)件保護(hù)的需求，在吸入?yún)^(qū)中以提高的或者更高的壓縮和/或在增壓區(qū)中以更小的或者減小的壓縮進(jìn)行匹配。
[0006]利用所提出的、可變的壓縮的方法，增壓式內(nèi)燃機(jī)不僅能夠在(純粹的)吸入運(yùn)行中也能夠在增壓的運(yùn)行中或者在運(yùn)行方式之間的過渡區(qū)中以在燃燒時(shí)相對(duì)較高的效率運(yùn)行，進(jìn)而統(tǒng)一上述非常對(duì)立的需求。
[0007]在這種情況下應(yīng)該指出，利用在現(xiàn)有技術(shù)中公知的方法不能夠:在沒有同時(shí)提高增壓區(qū)中的構(gòu)件負(fù)荷的情況下，提高在吸入?yún)^(qū)中的效率。
[0008]可變的壓縮優(yōu)選通過凸輪軸相位調(diào)節(jié)裝置(相位調(diào)節(jié)裝置)借助凸輪軸相位調(diào)節(jié)器、特別是進(jìn)氣凸輪軸相位調(diào)節(jié)器實(shí)現(xiàn)。但是也可以例如借助可變的閥傳動(dòng)裝置提供凸輪軸轉(zhuǎn)換。凸輪軸相位調(diào)節(jié)器相對(duì)于可變的閥傳動(dòng)裝置的優(yōu)點(diǎn)特別在于:為了實(shí)現(xiàn)可變的壓縮不需要任何附加的構(gòu)件。
[0009]所謂的構(gòu)件保護(hù)可以通過限制汽缸壓力的峰值(極值)以及通過減小爆震趨勢(shì)來改善。
[0010]本發(fā)明特別能夠以在這里說明的優(yōu)點(diǎn)在機(jī)動(dòng)車的火花點(diǎn)火的內(nèi)燃機(jī)(奧托發(fā)動(dòng)機(jī))中使用。
[0011]本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)和設(shè)計(jì)方案從說明書和附圖中得出。
[0012]需要指出，上述的以及下面還將說明的特征不僅能夠在各個(gè)給出的組合中而且也能夠在其他組合中使用或者單獨(dú)使用，而并不脫離本發(fā)明的范疇。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]唯一的附圖根據(jù)組合的框圖/流程圖示出了根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)實(shí)施例。

【具體實(shí)施方式】
[0014]在附圖中以一個(gè)通過渦輪增壓機(jī)增壓的奧托發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)施例示出了根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)實(shí)施例。需要指出的是，這里說明的原理對(duì)于增壓式柴油發(fā)動(dòng)機(jī)來說也可以進(jìn)行應(yīng)用。
[0015]在所示出的路線的起動(dòng)步驟100之后首先例如由發(fā)動(dòng)機(jī)控制設(shè)備102或者一相應(yīng)的(未示出)傳感器調(diào)用或者檢測(cè)105所提供的、該發(fā)動(dòng)機(jī)或者內(nèi)燃機(jī)的當(dāng)前的運(yùn)行條件，更確切說例如轉(zhuǎn)速、發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷、增壓壓力、環(huán)境壓力、環(huán)境溫度、燃料的辛烷值或者諸如此類。
[0016]根據(jù)檢測(cè)的運(yùn)行條件，通過根據(jù)第一模型107的模型估計(jì)或者計(jì)算110當(dāng)前的燃料空氣混合物的爆震趨勢(shì)(Klopfneigung)。第一模型107特別考慮發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷和轉(zhuǎn)速的當(dāng)前值以及環(huán)境溫度，進(jìn)而考慮由發(fā)動(dòng)機(jī)吸入的空氣的空氣溫度。內(nèi)燃機(jī)的爆震趨勢(shì)在本實(shí)施例中通過爆震指數(shù)(例如辛烷值)來說明。
[0017]從爆震趨勢(shì)的該值出發(fā)，計(jì)算115最大的壓縮比，在該壓縮比下推測(cè)尚不會(huì)發(fā)生爆震。另外在步驟120中，基于構(gòu)件負(fù)荷限制(Bauteilbelastungsgrenzen)的、存在的在所謂的發(fā)動(dòng)機(jī)控制設(shè)備中推導(dǎo)出的數(shù)據(jù)117和在步驟105中檢測(cè)的運(yùn)行條件、更確切說再次通過根據(jù)第二模型118的模型算法，推導(dǎo)出在燃燒時(shí)用于汽缸壓力的最大允許的峰值(極值)。
[0018]第二模型118在本實(shí)施例中相當(dāng)于反轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)矩限制模型，其中由最大轉(zhuǎn)矩根據(jù)存在的轉(zhuǎn)矩限制計(jì)算最大允許的峰值壓力，所述存在的轉(zhuǎn)矩限制又從內(nèi)燃機(jī)的環(huán)境條件和當(dāng)前的運(yùn)行點(diǎn)中推導(dǎo)出來。
[0019]與上述步驟110、115并行地或者除了上述步驟110、115之外再次基于按照第三模型123的模型算法(Modellrechnung)計(jì)算125關(guān)于燃料消耗的優(yōu)化的壓縮比。在本實(shí)施例中，所述第三模型123涉及由發(fā)動(dòng)機(jī)制造商預(yù)先給定的、在設(shè)計(jì)具體的發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)最可能的壓縮比。在考慮在步驟115中計(jì)算的最大壓縮比以及在步驟120中計(jì)算的用于最大的汽缸壓力的峰值的情況下，在步驟130中推導(dǎo)出相對(duì)于當(dāng)前的運(yùn)行點(diǎn)最大能夠使用的壓縮比(所謂的“壓縮極限”)?；谒鰤嚎s比的這種最大值，在本實(shí)施例中推導(dǎo)出135用于所述壓縮比的另外的額定值，所述額定值在控制進(jìn)氣閥時(shí)作為需要的值考慮。
[0020]所要求的壓縮比的、相對(duì)于當(dāng)前運(yùn)行點(diǎn)的優(yōu)化的轉(zhuǎn)換利用在內(nèi)燃機(jī)中可供使用的調(diào)節(jié)器在本實(shí)施例中借助一種調(diào)節(jié)坐標(biāo)(Steller-Koordinator)求得140。在該轉(zhuǎn)換的框架中，由壓縮比的所謂的額定值推導(dǎo)出145用于所謂的進(jìn)氣凸輪軸相位調(diào)節(jié)裝置(Einlassnockenwellenphasenverstellung)的調(diào)節(jié)額定值,更確切說推導(dǎo)出用于所涉及的進(jìn)氣閥的關(guān)閉時(shí)間的額定角度。
[0021]以所述方法在盡可能小的燃料消耗的情況下始終為燃燒提供一種優(yōu)化的壓縮比，其中特別同時(shí)限制構(gòu)件負(fù)荷。
[0022]所述方法可以或者以控制程序的形式或者以相應(yīng)的控制單元的形式在已有的控制設(shè)備中實(shí)現(xiàn)對(duì)內(nèi)燃機(jī)的控制。
【權(quán)利要求】
1.用于以可變的壓縮運(yùn)行特別是機(jī)動(dòng)車的增壓式內(nèi)燃機(jī)的方法，其特征在于，如此預(yù)控制可變的壓縮，從而使得有效的壓縮取決于燃燒時(shí)的效率并且取決于內(nèi)燃機(jī)的部件的機(jī)械的負(fù)荷而在吸入?yún)^(qū)域中以提高的壓縮和/或在增壓區(qū)域內(nèi)以減小的壓縮進(jìn)行調(diào)整(145)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述可變的壓縮通過內(nèi)燃機(jī)的凸輪軸的相位調(diào)整產(chǎn)生。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述可變的壓縮通過凸輪轉(zhuǎn)換產(chǎn)生。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述凸輪轉(zhuǎn)換借助可變的閥傳動(dòng)裝置進(jìn)行。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，為了保護(hù)內(nèi)燃機(jī)的部件不發(fā)生機(jī)械的過載而限制(120)汽缸壓力的最大值。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，為了保護(hù)內(nèi)燃機(jī)的部件不發(fā)生機(jī)械的過載而附加地減小內(nèi)燃機(jī)的爆震趨勢(shì)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，根據(jù)檢測(cè)的內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行條件通過根據(jù)第一模型(107)的模型計(jì)算確定(110)所述爆震趨勢(shì)，其中從確定的爆震趨勢(shì)出發(fā)計(jì)算(115)最大的壓縮比。
8.根據(jù)權(quán)利要求5到7中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，汽缸壓力的最大值根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的所檢測(cè)的運(yùn)行條件、根據(jù)存在的構(gòu)件負(fù)荷極限(117)并且根據(jù)基于轉(zhuǎn)矩限制模型(118)的第二模型計(jì)算確定，其中汽缸壓力的最大值由內(nèi)燃機(jī)的最大的轉(zhuǎn)矩計(jì)算出來。
9.根據(jù)權(quán)利要求5到8中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，根據(jù)基于第三模型(123)的模型算法計(jì)算(125)關(guān)于燃料消耗優(yōu)化的壓縮比。
10.根據(jù)權(quán)利要求5到9中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在考慮計(jì)算的最大的壓縮比和計(jì)算的最大的汽缸壓力(120)的情況下計(jì)算(115)相對(duì)于內(nèi)燃機(jī)的當(dāng)前的運(yùn)行點(diǎn)最大能夠使用的壓縮比，并且基于最大能夠使用的壓縮比計(jì)算(135)用于所述壓縮比的額定值，在控制內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣閥時(shí)考慮所述額定值。
11.計(jì)算機(jī)程序，當(dāng)在計(jì)算設(shè)備或者控制設(shè)備(102)上執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)，執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1到10中任一項(xiàng)所述的方法的所有步驟。
12.具有程序代碼的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，所述程序代碼存儲(chǔ)在可由機(jī)器讀取的載體上，以便當(dāng)在計(jì)算設(shè)備或者控制設(shè)備(102)上執(zhí)行程序時(shí)執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1到10中任一項(xiàng)所述的方法。
【文檔編號(hào)】F02D13/02GK104343549SQ201410456543
【公開日】2015年2月11日 申請(qǐng)日期:2014年7月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月31日
【發(fā)明者】A·C·烏爾里希, S·格特利布 申請(qǐng)人:羅伯特·博世有限公司