用于运行具有增压系统的内燃机的方法和装置制造方法及图纸

所描述的是用于运行具有增压系统的内燃机的方法和装置，所述增压系统具有废气涡轮增压器(ATL)和电驱动的压缩机。能够通过调节装置调节所述ATL的功率。所述方法包括：‑确定用于实现增大的发动机预定扭矩的预定增压压力；‑调节增压系统用以按照预定增压压力形成实际增压压力；并且‑在内燃机的气缸中设置正的扫气压力降，其作为用于调控增压系统的首要参考变量。

【技术实现步骤摘要】
用于运行具有增压系统的内燃机的方法和装置
本专利技术涉及用于运行内燃机的方法、控制装置、内燃机和机动车。
技术介绍
普遍已知尤其是机动车领域中的用于内燃机的增压系统，用来向内燃机的汽缸供给具有过压的空气用于燃料的燃烧。例如已知涡轮增压器和压缩器用于提供具有过压的空气。涡轮增压器具有压缩机并且所述涡轮增压器可以装备有自身的用于所述压缩机的驱动装置、例如电动机，或者例如通过内燃机的废气运行所述涡轮增压器，其中，所述废气驱动涡轮，所述涡轮通过轴与所述压缩机有效连接/耦连。后者也被称为废气涡轮增压器。此外已知具有旁路阀、也称为废气旁通阀(Wastegate)的涡轮增压器和/或具有可变截面涡轮的涡轮增压器，其具有能调节的、不旋转的导向叶片。通过调节导向叶片的迎角可以改变气体流通量。通常这样调节导向叶片的迎角，使得在气体流通量较小并且功率需求较高时通过降低流动横截面提高涡轮增压器的功率并且在气体流通量较高并且功率需求较低时通过增大流动横截面提高涡轮增压器的功率。然而例如由专利文献DE102014210026A1已知，较大程度地调紧导向叶片通常也导致高的废气背压并且由此导致换气损耗，这又抑制了内燃机的有效扭矩的提高。例如由专利文献DE102014221331A1也已知具有辅助驱动装置的废气涡轮增压器。辅助驱动装置在此设置在废气涡轮增压器的轴上并且在需要的情况下、例如当在效率方面优化地调节可变截面涡轮，然而不具有足够的驱动功率供压缩机使用时开启并且运行所述辅助驱动装置。由专利文献DE102016121287A1和DE102014208092A1同样已知，除了废气涡轮增压器之外设置电气地运行的用于内燃机的增压的压缩机。按照专利文献DE102014208092A1，当有足够的或者甚至过量的电能供电气地运行的压缩机使用时，则首先使用所述压缩机。由此首先借助电气地运行的压缩机压缩增压空气，并且可以这样调节废气涡轮增压器的调节装置、例如可变截面涡轮或者废气旁通阀，以便使废气涡轮增压器中的废气背压降低。由此能够实现更低的换气做功(Ladungswechselarbeit)并且相应地实现内燃机的更低的燃料消耗。如上述提到的，使用可变截面涡轮(VTG)可能导致高的废气背压，所述废气背压使气缸内的换气过程变差。在此，扫气压力降(进气管压力和排气歧管中的压力之间的差)是废气回流入燃烧室中的程度的特征量。如果该扫气压力降为负，则一定份额的废气在换气过程期间回流入燃烧室中并且由此降低用于新鲜空气的可能的容积。这在稳定的部分载荷中完全可能是期望的，以便对新鲜空气侧进行节流并且由此提高发动机效率。然而在积极的发动机动力中，燃烧室中需要有最大量的空气，以便能够尽可能快地形成扭矩。
技术实现思路
原则上已知用于控制/运行具有增压系统的内燃机的方法，所述增压系统具有废气涡轮增压器和电驱动的压缩机。本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种用于控制/运行具有这种增压系统的内燃机的改进的方法，在所述方法中，至少能够部分地消除已知的缺陷。所述技术问题通过按照本专利技术的方法、按照本专利技术的控制装置、按照本专利技术的内燃机和按照本专利技术的机动车解决。本专利技术的其他有利的设计方案由以下对本专利技术的优选的实施例的描述得出。本专利技术的第一方面涉及一种用于运行具有增压系统的内燃机的方法，所述增压系统具有废气涡轮增压器(ATL)和电驱动的压缩机，其中，能够通过调节装置(或者说伺服机构)调节所述ATL的功率，其中，所述方法包括：-确定用于实现增大的发动机预定扭矩(或者说发动机目标扭矩)的预定增压压力(或者说目标增压压力)；-调节增压系统用以按照预定增压压力形成实际增压压力；并且-在内燃机的气缸中设置(或者说调节出、调设)正的扫气压力降，该正的扫气压力降作为用于调控(或者说控制)增压系统的首要参考变量。术语控制、设置、调控、操控、调节与本专利技术相关地既包括实际意义上的控制(无反馈)，也包括调节(具有一个或多个调节回路)。参考变量也应理解为预设值。内燃机例如可以是奥托循环发动机并且优选是米勒循环发动机。增压系统具有包括压缩机和涡轮的ATL，其中，能够通过调节装置调节所述ATL的功率。所述调节装置在此可以包括开篇提到的可变截面涡轮(VTG)，从而能够调节适配所述ATL的功率。调节装置备选地或者补充地可以包括废气旁通阀。除了ATL，增压系统还具有电驱动的压缩机。所述压缩机例如可以通过电机驱动。电驱动的压缩机(在通向发动机的空气输入管路中)布置在ATL的压缩机的下游。备选地可行的是，将电驱动的压缩机也布置在ATL的压缩机的上游。在另一种备选方案中，电驱动的压缩机可以是ATL的压缩机，其中，电机与ATL的轴尤其是直接地耦连。由此能够调节ATL的功率、尤其是ATL的压缩机的功率。增大的发动机预定扭矩例如可以由驾驶员期望推导出，所述驾驶员期望通过驾驶员相应地操纵加速踏板来表达。增大的发动机预定扭矩表示所述驾驶员期望是期望加速。在知道增大的发动机预定扭矩的情况下，可以得出相应的预定增压压力。预定增压压力例如可以是关于发动机扭矩的函数，并且例如可以作为数学模型和/或综合特性曲线或者特征曲线存储/保存在控制装置、例如发动机控制设备的存储器中。相应地调节增压系统以形成预定增压压力。这意味着，一方面通过调节装置调整ATL的功率以形成实际增压压力，并且另一方面，以相应的功率或者以相应的预定转速运行电驱动的压缩机以形成实际增压压力，从而达到预定增压压力。因此例如通过电机运行电驱动的压缩机，其中，能够调整电机的功率并且由此调整压缩机功率。在形成实际增压压力时，正的净扫气压力降在内燃机的气缸中被设置。发动机可以具有任何数量的、例如三个、四个、六个、八个、十二个或者类似数量的气缸。在此仅示例性地针对发动机的一个气缸的扫气压力降进行描述。术语“扫气压力降”是指汽缸上的压力差，即汽缸前方的进气管压力与ATL的涡轮前的汽缸之后的发动机废气管路内存在的压力之间的差。后者通常称为“废气背压”。如上所述，扫气压力降被这样设置，使得其变为正的。这意味着进气管压力应至少等于且通常大于废气背压。正的扫气压力降用作调控增压系统的首要参考变量。“首要参考变量”在此指的是，首先这样调控/调节增压系统，使得首先在气缸中设置(或者说调节出)正的扫气压力降，然后使实际增压压力跟踪(或者说跟随)预定增压压力。因此，当实际增压压力跟踪预定增压压力时，气缸内的扫气压力降也保持为正。“保持为正”是指扫气压力降应当等于或者大于0mbar。通过首先将气缸内的扫气压力降设置为正，能够在气缸的换气过程期间至少部分地防止废气回流入气缸中。由此能够特别好地形成发动机扭矩，因为通过正的扫气压力降能够至少部分地、甚至完全地避免由于回流(至气缸中)的废气造成的换气损耗。在一种变型方案中，调节装置可以包括上述提到的可变截面涡轮。由此能够特别好地调整/调节ATL的功率。此外，能够实现正的扫气压力降，方式是电驱动的压缩机和ATL、尤其是所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于运行具有增压系统(8)的内燃机(3)的方法，所述增压系统具有废气涡轮增压器(ATL)(9)和电驱动的压缩机(11)，其中，能够通过调节装置(17、19)调节所述ATL(9)的功率，其中，所述方法包括：/n-确定用于实现增大的发动机预定扭矩的预定增压压力(p

【技术特征摘要】
20190409 DE 102019205044.11.一种用于运行具有增压系统(8)的内燃机(3)的方法，所述增压系统具有废气涡轮增压器(ATL)(9)和电驱动的压缩机(11)，其中，能够通过调节装置(17、19)调节所述ATL(9)的功率，其中，所述方法包括：
-确定用于实现增大的发动机预定扭矩的预定增压压力(p2,soll)；
-调节增压系统(8)用以按照预定增压压力(p2,soll)形成实际增压压力(p2,ist)；并且
-在内燃机(3)的气缸(4)中设置正的扫气压力降(p23)，该正的扫气压力降(p23)作为用于调控增压系统(8)的首要参考变量。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述调节装置(17、19)包括可变截面涡轮(17)。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，通过彼此关联地运行电驱动的压缩机(11)和ATL(9)来达到所述正的扫气压力降。


4.根据权利要求2或3所述的方法，其中，用于达到预定增压压力的、对增压系统的调节在第一运行状态中包括以优化的最大功率运行电驱动的压缩机(11)和在第一打开位置运行调节装置(17、19)。


5.根据权利要求4所述的方法，其中，当在第一运行状态中达到正的扫气压力降(p23)时，在第二运行状态中减小用于形成实际增压压力(p2,ist)的ATL(9)的功率并且相应地减小电驱动的压缩机(11)的功率。


6.根据前述权利要求之一所述的方法，其中，根据第一调节变量(uEV,opt...

【专利技术属性】
技术研发人员：S海因肯，J巴托洛姆，F弗雷塞，S基奇，
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