[发明专利]用于在自行点火运行中来调节汽油机的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及汽油机，尤其一种用于用所谓的HCCI方法（HCCI：Homogeneaus Charge Compression Ignition（均质压燃））、均质的自行点火方法来运行汽油机的方法。

背景技术

按照新颖的运行方法，汽油机可以在特定的运行范围内用所谓的HCCI方法来运行，该HCCI方法相当于均质的自行点火方法。所述HCCI方法是稀薄燃烧方法，所述稀薄燃烧方法的目标是，按照NEFZ（NEFZ：新欧洲行驶周期）来实现10-15%的显著的油耗降低。这在按照HCCI方法运行所述汽油机时通过发动机运行的无节流（Entdrosseln）并且通过热力学上的更为有利的燃烧过程来实现。在此，尽管布置在后面的3路催化器在稀薄运行时没有在减少氮的情况下工作，但是也不应该显著提高有害物质排放尤其氧化氮。

因为如此设计传统的汽油机的汽油和压缩比，从而尽可能避免自行点火（所述自行点火一般通过爆震来表现），所以对于所述HCCI方法来说必需的热能必须以其它的方式来提供。这可以通过不同的方式来进行。一方面可以通过留住或者回吸热的在正常运行中有待通过排气阀来排出的剩余气体这样的方式来将热的气体保持在燃烧室中，从而在那里提供提高了的热能。另一方面对于这种运行方法来说可以对通过所述汽油机输送的新鲜空气进行加热。

在通过留住或者回吸热的内部的剩余气体这样的方式来提供热能时，尤其在设置了所述HCCI运行的运行范围的边缘区域中存在着自发地出现不稳定性的可能性，这种不稳定性可能导致燃烧中断和/或爆震的也就是说损害内燃机的燃烧情况。此外，所述HCCI方法由于否则在具有几乎完全的气体交换的内燃机上不会出现的周期到周期-耦合（Zyklus-zu-Zyklus-Kopplung）而要求特殊的控制或者调节。所述周期到周期-耦合也就是气缸中的一个燃烧周期的过程的对于接下来的燃烧周期的影响在留住剩余气体时也会在动力学方面比如在气体交换或者运行方式切换的过程中引起扰动的效应。

为了在出现组件老化和剧烈变化的环境条件时也能够排除在所述HCCI运行范围的边缘区域上出现的不稳定性，要么必须大大限制能够用于HCCI运行的运行范围要么必须在控制或者调节方面采取其它的措施。比如可以大大限制力矩动力，但是这大大限制了用所述内燃机来运行的机动车的可行驶性。

在留住或者回吸剩余气体时出现的周期到周期-耦合在彼此先后相随的燃烧周期中导致燃烧层的自发出现的变换。这比如可以通过在燃烧过程中出现的峰值压力的波动来表现。

主要是两种效应对燃烧层的变换负责。一方面燃烧室温度在打开排气阀时对于较迟的燃烧过程来说处于较高的水平上，这导致所留住或者所回吸的剩余气体的较高的热能。由此在紧随其后的周期中较早地进行燃烧。此外，不完全的燃烧会导致燃料转移到下一个燃烧周期上并且在那里在出现对所述HCCI方法来说常见的空气过剩（稀薄运行）的情况下会在燃烧时导致较高的能量转换。这些效应可能导致所述燃烧层的巨大的离散度，所述巨大的离散度则可能在所述HCCI方法的边缘运行范围中比如关于运转平稳性触发不稳定性。

发明内容

本发明的任务是，对由于所述周期到周期-耦合而出现的效应进行补偿，用于将最大的运行范围用于所述HCCI运行。

该任务通过所述按权利要求1所述的用于以HCCI运行方法来运行汽油机的方法并且通过所述按并列权利要求所述的发动机系统的装置得到解决。

其它有利的设计方案在从属权利要求中得到说明。

按照第一方面，设置了一种用于以HCCI运行方法来运行内燃机的方法。该方法包括以下步骤：

a）检测所述内燃机的气缸的燃烧室中的一种参量的测量值的曲线；

b）在所述测量值的所测量的曲线的基础上求取第一燃烧周期中的燃烧过程的一个或者多个燃烧特征；

c）在所求取的一个或者所求取的多个燃烧特征的基础上在所述第一燃烧周期之后并且在接下来的第二燃烧周期之前的所规定的时刻确定或者模拟一种状态参量的第一数值；

d）确定所述接下来的第二燃烧周期中的燃烧过程的一个或者多个燃烧特征的所期望的额定值；

e）在所述第二燃烧周期的一个或者多个燃烧特征的额定值的基础上在所规定的时刻确定或模拟所述状态参量的第二数值；并且

f）自所规定的时刻起根据所述状态参量的第一数值和所述状态参量的第二数值来操控所述内燃机。