用于计算内燃机的气缸中的残余气体质量的方法和控制器技术

一种用于计算内燃机的气缸(1)中的残余气体质量的方法，其中，所述气缸具有至少一个进气门(3)和排气门(4)，所述方法包括：获得(21)基于预设模型的基础气缸残余气体质量值；得出(22)第一气缸残余气体质量值，第一气缸残余气体质量值表示在废气排出后残留在气缸死点容积中的气缸残余气体质量；得出(23)第二气缸残余气体质量值，第二气缸残余气体质量值表示由于进气门和排气门的气门重叠而流入气缸中的气缸残余气体质量，其中，基于基础气缸残余气体质量值和第一气缸残余气体质量值得出第二气缸残余气体质量值；并且基于第一和第二气缸残余气体质量值计算(27)气缸中的残余气体质量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于计算内燃机的气缸中的残余气体质量的方法和控制器本专利技术涉及一种用于计算内燃机的气缸中的残余气体质量的方法和一种控制器，该控制器设置用于实施所述方法。针对内燃机已知，在运行期间确定的残余气体质量残留在气缸中，也就是说在燃烧后和在气缸的排气门打开期间也残留在气缸中。在此，残余气体或者说气缸残余气体由废气构成。众所周知，气缸残余气体质量可以由不同的部分组成。一方面气缸典型地具有气缸死点容积，气缸死点容积始终充有气缸残余气体并且不会被清空。另一方面已知所谓的内部的废气再循环，其中，通过(希望的)气门重叠、也就是同时打开的进气门和排气门，来自排气道(例如排气歧管)中的废气通过气缸的燃烧室进入进气道(例如进气管)中。由此可以进一步提高气缸中的残余气体质量。在发动机控制设备中计算的气缸残余气体质量典型地对精确地确定气缸空气质量是决定性的，尽可能准确地检测气缸空气质量是按化学计量喷射燃料的前提条件。化学计量的空燃比可以被用于在相应的废气后处理后降低废气排放。气缸残余气体质量的计算典型地在物理模型和参数化模型中都涉及测量和模型参数、例如内燃机的转速、凸轮轴的相位、气门位置等。此外，这类模型也典型地设计废气温度作为参数。众所周知，特定发动机的参数标定可以借助稳态的发动机试验台测量在标准条件下进行。但在内燃机的动态运行中，由于点火提前角、不足的热学的弛豫时间在废气温度等方面会产生与测量的稳态运行的偏差，由此计算的气缸残余气体质量可能不准确。已知的是，通过对总模型中用于计算气缸残余气体质量的参数进行发动机标定既在物理模型也在参数化模型中考虑不同的废气温度，但这典型地是耗费和麻烦的并且可能需要较高的运算能力和较高的存储需求。此外，由德国的公开文献DE102005055952A1已知气缸的燃烧室中的充气量与测得的进气管压力之间的关系不是线性的。为了能够简单且准确地确定位于燃烧室中的空气质量，该公开文献建议，得出位于燃烧室中的残余气体的残余气体分压。此外根据残余气体分压得出位于燃烧室中的空气的空气分压。燃烧室中的空气质量则根据残余气体分压得出。在现有技术中已知的例如基于参数化模型的用于得出残余气体质量的方法的缺点是，所需的对发动机控制设备的存储要求和运算要求通常涉及模型输入参数数量的乘方。如果考虑与静态运行的废气温度不同的废气温度，则测量和应用耗费增加。本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种改进的用于计算内燃机的气缸中的残余气体质量的方法和一种控制器，该控制器设置用于实施所述方法，所述方法和所述控制器至少部分地克服上述缺点。所述技术问题按照本专利技术通过根据权利要求1所述的方法和按照权利要求10所述的控制器解决。根据第一方面，本专利技术提供一种用于计算内燃机的气缸中的残余气体质量的方法，其中，所述气缸具有至少一个进气门和排气门，所述方法包括：获得基于预设模型的基础气缸残余气体质量值；得出第一气缸残余气体质量值，第一气缸残余气体质量值表示在废气排出后残留在气缸死点容积中的气缸残余气体质量；得出第二气缸残余气体质量值，第二气缸残余气体质量值表示由于进气门和排气门的气门重叠而流入气缸中的气缸残余气体质量，其中，基于基础气缸残余气体质量值和第一气缸残余气体质量值得出第二气缸残余气体质量值；并且基于第一和第二气缸残余气体质量值计算气缸中的残余气体质量。根据第二方面，本专利技术提供一种用于机动车的内燃机的控制器，该控制器包括处理器和存储器并且设置用于实施根据第一方面的方法。本专利技术的另外的有利的方面由从属权利要求和以下对本专利技术的优选的实施例的说明中得出。按照本专利技术的用于计算内燃机的气缸中的残余气体质量的方法，其中，所述气缸具有至少一个进气门和排气门，所述方法包括：获得基于预设模型的基础气缸残余气体质量值；得出第一气缸残余气体质量值，第一气缸残余气体质量值表示在废气排出后残留在气缸死点容积中的气缸残余气体质量；得出第二气缸残余气体质量值，第二气缸残余气体质量值表示由于进气门和排气门的气门重叠而流入气缸中的气缸残余气体质量，其中，基于基础气缸残余气体质量值和第一气缸残余气体质量值得出第二气缸残余气体质量值；并且基于第一和第二气缸残余气体质量值计算气缸中的残余气体质量。内燃机原则上可以是任意的内燃机、例如汽油机、柴油机等，并且其可以具有任意数量(1、2、3、4、5等)的气缸。内燃机的每个气缸典型地具有(至少一个)进气门和排气门。此外，所述气缸具有燃烧室，燃料空气混合物的燃烧发生在所述燃烧室中。此外由于结构和运行方式，气缸典型地具有死点容积。这对本领域技术人员是已知的。燃烧用空气通过进气门流入气缸或者说气缸的燃烧室中，并且在燃烧中产生的废气通过排气门流出气缸。在进气门前可以设置有进气道、例如进气管或类似部件，从而空气可以从进气道中流过进气门。以类似的方式可以在排气门前设置有排气道、例如排气歧管或类似部件，来自气缸的废气流到排气道中。在气门重叠时，进气门和排气门同时打开，从而如前面提到的，来自排气道的废气可以通过排气门流到燃烧室中并且从那里通过打开的进气门流入进气道中。这部分废气可以在下一个冲程中重新进入燃烧室中。如前面提到的，对燃烧室中的化学计量的空燃比重要的是知道位于燃烧室中的残余气体。为了计算气缸中的残余气体质量，所述方法规定，获得基于预设模型的基础气缸残余气体质量值。基础气缸残余气体质量值可以例如事先保存在实施所述方法的控制器(例如发动机控制设备等)的存储器中，或者可通过接口(总线接口、网络接口等)被调取，以便获得基础气缸残余气体质量值。在一些实施例中，基础气缸残余气体质量值的获取也包括计算和/或得出同一值。基础气缸残余气体质量值可以通过以下方式获得，即，在稳态状态、在标准条件下、例如在试验台上运行确定的、预设的内燃机。内燃机的此时获得的参数、例如废气温度、转速、进气管压力、凸轮轴的相位可以用于确定的进气门和排气门位置、气门位置、废气背压、内燃机的温度、进气温度，以便使相应的发动机模型适合于所述内燃机。借助如此调整后的发动机模型可以确定在所属废气温度下的基础气缸残余气体质量值。借助非常复杂和因此也非常准确的模型可以得出基础气缸残余气体质量值，从而以此方式确定的基础气缸残余气体质量值同样具有较高的精度。由于使用这种复杂的发动机模型典型地需要非常高的运算能力，因此在一些实施例中不是由发动机控制设备等进行计算，而是由相对于机动车外置的相应高性能的计算机进行计算。在一些实施例中，也通过在例如处于稳态的试验台标准条件下运行的内燃机上进行相应测量获得基础气缸残余气体质量值。此外规定，得出第一气缸残余气体质量值，第一气缸残余气体质量值表示在废气排出后残留在气缸死点容积中的气缸残余气体质量。如原则上对本领域技术人员已知的是，该第一气缸残余气体质量值可以例如基于预设的模型或函数等得出。在一些实施例中可以在控制器、例如发动机控制设备中得出第一气缸残余气体质量值。在一些实施例中，第一气缸残余气体质量值也可以基于基础气缸残余气体质量值计算得出。此外规定，得出第二气缸残余气体质量值，第二气缸残余气体质量值表示由于进气门和排气门的气门重叠而流入气缸的气缸残余气体质量，其中，基于基础气缸残余气体质量值和第一气缸残余气体质量值得出第二气缸残余气体质量值。由于在一些实施例中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于计算内燃机的气缸(1)中的残余气体质量的方法，其中，所述气缸具有至少一个进气门(3)和排气门(4)，所述方法包括：获得(21)基于预设模型的基础气缸残余气体质量值；得出(22)第一气缸残余气体质量值，第一气缸残余气体质量值表示在废气排出后残留在气缸死点容积中的气缸残余气体质量；得出(23)第二气缸残余气体质量值，第二气缸残余气体质量值表示由于进气门和排气门的气门重叠而流入气缸中的气缸残余气体质量，其中，基于基础气缸残余气体质量值和第一气缸残余气体质量值得出第二气缸残余气体质量值；并且基于第一和第二气缸残余气体质量值计算(27)气缸中的残余气体质量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.02.03 DE 102016201650.41.一种用于计算内燃机的气缸(1)中的残余气体质量的方法，其中，所述气缸具有至少一个进气门(3)和排气门(4)，所述方法包括：获得(21)基于预设模型的基础气缸残余气体质量值；得出(22)第一气缸残余气体质量值，第一气缸残余气体质量值表示在废气排出后残留在气缸死点容积中的气缸残余气体质量；得出(23)第二气缸残余气体质量值，第二气缸残余气体质量值表示由于进气门和排气门的气门重叠而流入气缸中的气缸残余气体质量，其中，基于基础气缸残余气体质量值和第一气缸残余气体质量值得出第二气缸残余气体质量值；并且基于第一和第二气缸残余气体质量值计算(27)气缸中的残余气体质量。2.按照权利要求1所述的方法，其中，通过基础气缸残余气体质量值减去第一气缸残余气体质量值得出第二气缸残余气体质量值。3.按照前述权利要求之一所述的方法，其中，得出用于内燃机的稳态运行状态的基础...

【专利技术属性】
技术研发人员：E米利克，L彼得森，A施科威奇，
申请(专利权)人：大众汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE