BR102013020926A2 - método para operação de um motor de combustão interna - Google Patents

Abstract

método para operação de um motor de combustão interna. a presente invenção refere-se a um método para operação de um motor de combustão interna (1 ), particularmente, de um motor a gás, com pelo menos dois cilindros (2), sendo que de cada cilindro (2) é detectado um sinal individual de cilindro (pmax, e), sendo que do primeiro sinal de cilindro (pmax, e) é ajustado pelo menos um parâmetro de combustão(q, z) do cilindro (2) correspondente, em que para cada cilindro (2) é ajustado um valor teórico de cilindro (pmax', e') individual de cilindro para o primeiro sinal de cilindro (pmax, e), sendo que na dependência do desvio do primeiro sinal de cilindro (pmax, e) do valor teórico de cilindro (pmax', e'), é ajustado o pelo menos um parâmetro de combustão (q, z) do cilindro (2), sendo que o primeiro sinal de cilindro (pmax, e) éadaptado ao valor teórico de cilindro (pmax', e').

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MÉTODO PARA OPERAÇÃO DE UM MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA". A invenção refere-se a um método para operação de um motor de combustão interna, particularmente de um motor a gás, com peto menos dois cilindros, sendo que de cada cilindro é detectado um sinal individual do cilindro, sendo que, dependendo do primeiro sinal de cilindro, é ajustado pelo menos um parâmetro de combustão do cilindro correspondente.

Os cilindros de um motor de combustão interna normalmente a-presentam diferenças na técnica de combustão, isto é, que em uma regulação global de parâmetros de combustão, tais como, por exemplo, quantidade de combustível ou momento de ignição, as contribuições individuais dos cilindros para o trabalho total executado do motor de combustão interna são diferentes. Por regulação global ou global do motor de parâmetros de combustão, deve ser entendido no âmbito da invenção que todos os cilindros de um motor de combustão interna são operados com os mesmos valores para as variáveis de regulação correspondentes, portanto, por exemplo, que em uma regulação global referente à quantidade de combustível, cada cilindro é solicitado com o mesmo tempo de abertura da válvula de ínsuflaçâo de gás ou que em uma regulação global referente ao momento de ignição, os dispositivos de ignição dos cilindros são ativados, em cada caso, na mesma posição de pistão do respectivo pistão no cilindro - normalmente expressa em graus de ângulo de manivela antes de OT (ponto morto superior do pistão no cilindro). O trabalho de um cilindro em uma máquina de pistão de levantamento é transmitido através de um eixo de manivela conectado com uma biela de pistão do cilindro a um eixo de trabalho do motor de combustão interna, sendo que, frequentemente, um gerador elétrico está conectado com o eixo de trabalho, para transformar a energia mecânica do eixo de trabalho em energia elétrica. Entre as diversas possibilidades de uma equiparação dos cilindros, está em foco aquela que visa equiparar as pressões de pico nos cilindros individuais, para obter uma carga de pico mecânica dos componentes a mais uniforme possível, Estão em primeiro plano variantes de equiparação afternativas, por exemplo, a otimização da eficiência do motor ou a minimização das emissões de poluentes.

Com referência a uma regulação da equiparação dos cilindros, no documento US 7.957.889 B2 está descrito que a introdução de combustível para cada cilindro de um motor de combustão interna é adaptada de tal modo que a pressão interna de cilindro máxima ou pressão de pico do cilindro de cada cilindro é ajustada para um valor de alvo comum, com banda de tolerância, Esse valor de alvo resulta, nesse caso, do valor aritmético médio de todas as pressões de pico de cilindro.

Os sistemas conhecidos até agora utilizam o valor médio aritmético de sinais individuais do cilindro, tal como, por exemplo, a pressão de pico de cilindro como variável de alvo para uma regulação de equiparação de cilindro. Mas, esses sistemas não levam em consideração as diferenças individuais dos cilindros, que resultam, por exemplo, de parâmetros de cilindro, tais como enchimento de ar, depósitos e desgaste,posição de centro de gravidade de combustão ou tolerâncias mecânicas. Daí resultam, paríicuiar-mente, dispersões em largura nas emissões e propriedades de combustão, o que pode levar, no total a perdas no rendimento. Desse modo o cilindro com baixas emissões de oxido nítrico ou NOx pode perder mais na eficiência do que o cilindro com altas emissões de NOx pode ganhar. Tão global - também deve ser levado em consideração sobre todo o motor de combustão interna - que muitas vezes é necessário manter o limite de NOx, pode se fornecer através de uma expansão nas emissões de NOx do cilindro individual com base na diferença de cilindros individuais dos parâmetros do cilindro, de modo geral uma perda de eficiência do motor de combustão interna. É, portanto, tarefa da invenção evitar as desvantagens descritas acima e indicar um método aperfeiçoado em relação ao estado da técnica para operação de um motor de combustão interna. Particularmente,devem ser levadas em consideração diferenças de parâmetros de cilindro, que podem levar a diferentes emissões ou rendimentos dos cilindros.

Essa tarefa é solucionada de acordo com a invenção pelas características da reivindicação de patente 1. Configurações vantajosas da in- venção estão indicadas nas reivindicações de patente dependentes.

De acordo com a invenção está previsto, portanto, que para cada cilindro seja ajustado um valor teórico de cilindro individual do cilindro para o primeiro sinal de cilindro, sendo que na dependência do desvio do primeiro sinal de cilindro do valor teórico de cilindro, é ajustado o pelo menos um parâmetro de combustão do cilindro, sendo que o primeiro sinal de cilindro é adaptado ao valor teórico de cilindro.

Pelo método proposto, são levadas em consideração diferenças individuais dos cilindros - por exemplo, referentes aos parâmetros de cilindro enchimento de ar, depósitos e desgaste, posição do centro de gravidade da combustão ou tolerâncias mecânicas, pelo fato de que o parâmetro de combustão de um cilindro é ajustado individualmente para o cilindro, de modo que o primeiro sinal de cilindro individual de cilindro é adaptado, em cada caso, a um valor teórico de cilindro individual de cilindro. Nesse caso, portanto, os primeiros sinais de cilindros não são adaptados seletivamente a um valor teórico comum, mas para cada cilindro é ajustado um valor teórico de cilindro adequado, através do qual as diferenças individuais dos cilindros de parâmetros de cilindro podem ser levadas em consideração. Desse modo, pode ser obtido, por exemplo, que os cilindros do motor de combustão interna apresentam emissões semelhantes e/ou rendimentos semelhantes e, mais precisamente, apesar de diferenças individuais de cilindro de parâmetros de cilindro.

De preferência, pode estar previsto de que de cada cilindro seja detectado pelo menos um dos seguintes primeiros sinais de cilindro individuais de cilindro: pressão interna do cilindro, temperatura de gás de escape do cilindro, emissões de óxido nitrico, relação de ar de combustão. Uma variante de modalidade especial prevê que como sinal seja detectada a pressão interna de cilindro de um ciclo de combustão.

Para obter uma melhor qualidade de sinal e, com isso, uma qualidade de regulação mais alta, pode estar previsto, de preferência, que o sinal detectado como primeiro sinal de um cilindro é filtrado temporalmente sobre 10 a 1000 ciclos de combustão, de preferência, 40 a 100 ciclos de combustão.

Em geral» pode estar previsto que o parâmetro de combustão de um cilindro é ajustado» caso o desvio do primeiro sinal de cilindro do valor teórico de cilindro exceda um valor de tolerância predeterminávei. Com isso, pode ser obtida uma dinâmica de regulação mais tranquila.

De preferência, pode estar previsto que o valor teórico de cilindro individual de cilindro compreende uma variável estatística dos primeiros sinais de cilindro de todos os cilindros, de preferência, o valor médio aritmético» de modo particularmente preferido, a mediana, e um offset individual de cilindro. A variável estatística pode ser, nesse caso, o resultado de uma avaliação estatística dos primeiros sinais de cilindro de todos os cilindros e um offset individual de cilindro.

De preferência, pode estar previsto que o offset individual de cilindro seja determinado por um campo característico de valor diferenciai» sendo que no campo característico de valor diferencial estão levados em consideração pelo menos um equivalente de potência emitida do motor de combustão interna e/ou uma pressão de ar de carga e/ou um número de rotações de motor do motor de combustão interna. A elaboração do campo de valor diferencial» no que se refere a um alvo de otimização desejado, pode dar-se, nesse caso» em uma bancada de testes ou na entrada em funcionamento do motor de combustão interna. Exemplos de alvos de otimização são emissões de NOx dos cilindros o mais semelhantes possíveis ou rendimentos de cilindro máximos possíveis, levando em consideração os limites de cargas mecânicas ou limites de operação do motor de combustão interna ou do motor. A determinação do offset individual de cilindro também pode dar-se por métodos de cálculo correspondentes» por exemplo, pelo fato de que o campo característico é avaliado caícuiatoriamente na forma de polinômíos ou pelo fato de que é interpotado de modo correspondente entre valores de medição conhecidos de pontos de operação do motor de combustão interna.

De acordo com uma modalidade particularmente preferida, pode estar previsto que o offset individual de cilindro é determinado na dependên- cia de pelo menos um dos seguintes parâmetros de cííindro individuais de cilindro: pressão de cilindro durante a fase de condensação, antes da ignição, equivalente de massa de ar, posição do centro de gravidade de combustão, relação de condensação, atraso de ignição.

Em geral, os offsets individuais de cilindro podem ser determinados em uma bancada de teste, na dependência de pelo menos um parâmetro de cilindro individual de cilindro e na dependência de um alvo de otimização e depositados em um campo característico. A determinação dos parâmetros de cilindro citados é em si conhecida, nesse caso. Assim, a pressão de cilindro, durante a fase de compressão antes da ignição, o equivalente de massa de ar e o centro de gravidade de combustão podem ser determinados, por exemplo, por meio do sensor de pressão de cilindro do curso de pressão interna de cilindro sobre um ciclo de combustão do cilindro correspondente. A relação de compressão e o atraso de ignição podem ser determinados, sob determinadas condições, do curso de pressão do cilindro.

Para a determinação de um offset individual de cilindro apropriado, pode então ser usado, em cada caso, o desvio de pelo menos um parâmetro de cilindro individual de cilindro do valor médio (por exemplo, vafor médio aritmético ou mediana) desse parâmetro de cilindro de todos os cilindros.

Nesse caso, o offset individual de cilindro pode ser expresso como soma de sumandos, sendo que os sumandos correspondem aos desvios correspondentes -dotados de coeficientes positivos ou negativos - dos parâmetros de cilindro individuais de cilindro. O desvio da pressão de cilindro de um cilindro durante a fase de condensação, antes da ignição, pode ser expresso em relação ao valor médio aritmético ou mediana das pressões de cilindro correspondentes de todos os cilindros, por exemplo, em porcento. Nese caso, uma pressão de cilindro aumentada em relação ao valor médio, durante a fase de compressão antes da ignição, pode resultar em um sumando positivo para o offset individual de cilindro. O desvio do equivalente de massa de ar de um cilindro pode ser expresso em relação ao valor médio aritmético ou mediana dos equivalentes de massa de ar de todos os cilindros, por exemplo, graus de ângulo de ma-nivela. Nese caso, um equivalente de massa de ar mais alto em relação ao valor médio pode resultar em um sumando positivo para o offset individual de cilindro. O desvio do centro de gravidade de combustão de um cilindro pode ser expresso como diferença da posição do centro de gravidade de combustão do valor médio aritmético ou mediana das posições do centro de gravidade de todos os cilindros, por exemplo, em porcento. Nese caso, desvio negativo da posição de centro de gravidade de combustão de um cilindro (portanto, uma posição de centro de gravidade de combustão mais cedo em relação ao valor médio de todos os cilindros) pode resultar em um sumando positivo para o offset individual de cilindro. O desvio da relação e compressão de um cilindro pode ser expresso em relação ao valor médio aritmético ou mediana das relações de compressão de todos os cilindros, por exemplo, em porcento. Nesse caso, uma relação de compressão mais alta em relação ao valor médio pode resultar em um sumando positivo para o offset individual de cilindro. O desvio do atraso de ignição de um cilindro pode ser expresso como diferença do atraso de ignição individual de cilindro do valor médio aritmético ou mediana dos atrasos de ignição de todos os cilindros, por e-xemplo, em graus de ângulo de manívefa. Nesse caso, um desvio positivo do atraso de ignição de um cilindro (portanto, um atraso de ignição mais longo, em comparação com o valor médio dos atrasos de ignição de todos os cilindros), pode resultar em um sumando negativo para o offset individual de cilindro.

Em outras palavras, o offset individual de cilindro Am pode ser determinado dos respectivos desvios dos parâmetros de cilindro de acordo com a seguinte fórmula: Am=a./\pverd+b.Aair+c.AMFB+d.Ae+e.Adelay Nesse caso, Apverd designa o desvio da pressão de cilindro du- rante a fase de compressão antes da ignição, Aair, o desvio do equivalente de massa de ar, AMFB, o desvio da posição de centro de gravidade de combustão, Δε, o desvio na relação e compressão (por exemplo, em consequência de tolerâncias de componentes) e Adelay, os desvios no atraso de ignição (por exemplo, em consequência de desgaste de uma vela de ignição e/ou antecârnara. Por meio dos desvios dos coeficientes associados aos parâmetros de cilindro a, b, c, d, e, pode dar-se uma ponderação dos su-mandos para a determinação do respectivo offset individual de cilindro Am. Por atribuição de zero a um ou mais desses coeficientes, o ou os desvio(s) correspondente(s) pode(m) ser ignorado(s) para a determinação do offset Am individual de cilindro. Pela seleção de um coeficiente positivo ou negativo pode, além disso, ser determinado se um desvio positivo leva a um sumando positivo ou a um sumando negativo para o offset individual de cilindro Am.

Uma síntonização fina dos coeficientes a, b, c, d, e pode dar-se, por exemplo, em uma bancada de testes ou na entrada em funcionamento do motor de combustão interna Nesse caso, pode estar previsto que os coeficientes sejam ajustados, em cada caso fixamente, para um valor determinado. Os coeficientes também podem ser determinados por fórmulas analíticas, por simulações ou baseados em resultados de medição. Também é possível detectar os parâmetros de cilindro e os desvios correspondentes online, durante a operação do motor de combustão interna e modificar os coeficientes, dependendo do alvo de otimização, também durante a operação. Assim, pode estar previsto, por exemplo, que há uma reação a estados de combustão anormais, pelo fato de que o cilindro obtém um offset Am mais alto, caso ocorram ignições falhas ou pelo fato de que um cilindro obtém um offset Am mais baixo, caso ocorram detonações e/ou ignições por incandes-cência.

De acordo com uma modalidade particularmente preferida, pode estar previsto que como parâmetro de combustão é ajustada uma quantidade de combustível para o cilindro correspondente. Em um motor de combustão interna com ignição peia antecârnara pode tratar-se, nesse caso, da quantidade de combustível para a respectiva câmara de combustão principal de um cilindro. A quantidade de combustível para um cilindro pode ser aumentada, caso o primeiro sinal de cilindro individual do cilindro seja menor do que o valor teórico de cilindro individual do cilindro e a quantidade de combustível pode ser diminuída, caso o primeiro sinal de cilindro individual do cilindro seja maior do que o valor teórico individual do cilindro. De preferência, nesse caso, pode estar prevista uma válvula de injeção de combustível para cada cilindro, sendo que para ajuste da quantidade de combustível para um cilindro, é ajustado o tempo de abertura da válvula de injeção de combustível correspondente. Em uma válvula de injeção de combustível desse tipo pode tratar-se, de preferência, de uma válvula de Port-lnjection, que está disposta na região do tubo de entrada de um cilindro. Nesse caso, também podem ser usadas válvulas de Port-lnjection, que possibilitam, por exemplo, apenas uma posição completa mente aberta ou completamente fechada. Nesse caso, o tempo de abertura pode estar definido como o período no qual a válvula se encontra em sua posição completamente aberta. Mas, em geral, também podem ser usadas válvulas controladas pelo curso, nas quais para ajuste da quantidade de combustível para um cilindro, é ajustado o tempo de abertura e/ou o curso de abertura de uma válvula.

Uma regulação referente ao parâmetro de combustão, quantidade de combustível, de modo que o respectivo primeiro sinal de cilindro individual de cilindro é adaptado ao respectivo valor teórico de cilindro individual do cilindro, pode, nesse caso, na dependência do primeiro sinal individual de cilindro usado, dar-se de acordo com a tabela 1 abaixo. Nesse caso, a coluna 1 da tabela 1 relaciona o respectivo primeiro sinal individual de cilindro e uma possibilidade apropriada para detecção do respectivo sinal. De acordo com a coluna 2 da tabela 1, ocorre um aumento da quantidade de combustível para um cilindro, caso o respectivo primeiro sinal de cilindro seja menor do que o valor teórico de cilindro individual do cilindro correspondente. De acordo com a coluna 3 da tabela 1 ocorre uma diminuição da quantidade de combustível para um cilindro, caso o respectivo primeiro sinal do cilindro seja maior do que o valor teórico de cilindro individual de cilindro correspondente. A quantidade de combustível pode, nesse caso, ser aumenta- da para um cilindro, pelo fato de que, por exemplo, o tempo de abertura de uma válvula de injeção de combustível associada ao cilindro é aumentado. De modo correspondente, a quantidade de combustível para um cilindro pode ser diminuída, pelo fato de que o tempo de abertura da válvula de injeção de combustível associada ao cilindro é diminuído.

Tabela 1; Intervenções de regulação referentes à quantidade de combustível.

Primeiro sinal de cilindro individual do cilindro Pressão de pico de cilindro, detectada pelo sensor de pressão de cilindro na câmara de combustão Temperatura de gás de escape do cilindro, detectada pelo ter-moelemento depois da válvula de saída Emissões de óxido nítrico, detectadas por sonda de NOx Valor recíproco da relação de ar de combustão, detectado por sonda de lambda de banda larga ou sensor de oxigênio Aumento da quantidade de combustível para um cilindro, no caso de baixa pressão de pico de cilindro baixa temperatura de gás de escape do cilindro emissões de óxido nítrico baixas baixo valor recíproco da relação de ar de combustão Redução da quantidade de combustível para um cilindro, no caso de alta pressão de pico de cilindro alta temperatura de gás de escape do cilindro emissões de óxido nítrico altas alto valor reciproco da relação de ar de combustão Em uma outra modalidade preferida, pode estar previsto que como parâmetro de combustão seja ajustado um momento de ignição para o cilindro correspondente. De preferência, nesse caso, para cada cilindro pode estar previsto um dispositivo de ignição, sendo que o momento de ignição do dispositivo de ignição ê ajustado em graus de ângulos de manivela antes de OT (ponto morto superior do pistão no cilindro). O momento de ignição é norma imente expresso em graus de ângulos de maniveta antes de OT (ponto morto superior do pistão no cilindro) e, com isso, indica quando um dispositivo de ignição correspondente é ativado para inflamação e um combustível ou mistura de combustível-ar no cilindro ou na câmara de combustão. No caso do dispositivo de ignição, pode tratar-se, nesse caso, de uma vela de ignição (por exemplo, vela de ignição de eletrodo ou veia de ignição de laser) ou de um injetor piloto para realização de uma injeção piloto, por exemplo, de combustível de diesel. Como dispositivo de ignição, também pode ser usada uma antecâmara. Normalmente, cada momento de ignição para cada cilindro de um motor de combustão interna é definido com o mesmo valor globafmente predeterminado (valor predeterminado global) - expresso em graus de ângulos de manlvela antes de OT. Por exemplo, esse valor perfaz 20 a 30 graus de ângulos de manivela antes de OT, sendo que o valor pode ser definido dependendo do número de rotações do motor de combustão interna e/ou dependendo do dispositivo de ignição usado. Esse valor predeterminado global pode ser derivado de um campo característico de momento de ignição, no qual estão depositados valores apropriados para o momento de ignição, na dependência da potência e/ou da pressão de ar de carga e/ou da temperatura de ar de carga e/ou do número de rotações do motor de combustão interna.

Em uma modalidade preferida da invenção pode estar previsto que o momento de ignição para um cilindro seja ajustado para mais cedo (em relação ao valor predeterminado global), caso o respectivo primeiro sina! de cilindro individual do cilindro seja menor do que o valor teórico de cilindro individual de cilindro correspondente, e que o momento de ignição para um cilindro seja ajustado para mais tarde (em relação ao valor predeterminado global), caso o respectivo primeiro sinal individual de cilindro de cilindro seja maior do que o valor teórico de cilindro individual de cilindro correspondente.

Uma regulação com referência ao parâmetro de combustão momento de ignição, de modo que o respectivo primeiro sinal de cilindro individual de cilindro è adaptado ao respectivo valor teórico de cilindro indivi- dua! de cilindro, pode, nesse caso - na dependência do primeiro sinal de cilindro individual do cilindro usado - dar-se de acordo com a tabela 2 abaixo. Nesse caso, a coluna 1 da tabela 2 relaciona o respectivo primeiro sinal de cilindro individual do cilindro e uma possibilidade apropriada para detecção do respectivo primeiro sinal de cilindro. De acordo com a coluna 2 da tabela 2, um momento de ignição para mais cedo é ajustado para um cilindro, caso o respectivo primeiro sinal de cilindro individual de cilindro seja menor do que o valor teórico de cilindro individual de cilindro correspondente. De acordo com a coluna 3 da tabela 2, um momento de ignição para mais tarde é ajustado para um cilindro, caso o respectivo primeiro sinal de cilindro do cilindro seja maior do que o valor teórico de cilindro individual do cilindro.

Tabela 2: Intervenções de regulação com referência ao momento de ignição Primeiro sinal de cilindro individual do cilindro Pressão de pico do cilindro, detectada pelo sensor de pressão de cilindro na câmara de combustão Emissões de óxido nítrico, detectadas por sonda de NOx Ajustar para mais cedo o momento de ignição para um cilindro, no caso de Pressão de pico de cilindro baixa Emissões de óxido nítrico baixas Ajustar para mais tarde o momento de ignição para um cilindro, no caso de Pressão de pico de cilindro alta Emissões de óxido nítrico altas De acordo com uma modalidade particularmente preferida, pode estar previsto que para ajuste de pelo menos um parâmetro de combustão, é determinado um valor de parâmetro, sendo que, de preferência, o valor de parâmetro compreende um valor de alvo global do motor predeterminável e um valor diferencial individual do cilindro. O valor diferencial individual do cilindro, em relação a um ajuste do parâmetro de combustão momento de ignição, pode situar-se, por exem- pio, em um âmbito de +/-4 graus de ângulo de manivela antes de OT, de preferência, em um âmbito de +1-2 graus de ângulo de manivela antes de OT

No caso do valor de alvo predetermínáveí, pode tratar-se de um valor global, que vale para todos os cilindros do motor de combustão interna.

No caso do valor de alvo predetermínáveí, em relação ao ajuste do momento de ignição como parâmetro de combustão, pode tratar-se de um vaíor predeterminado global para o momento de ignição nos cilindros de um motor a gás estacionário. O valor de alvo predetermínáveí pode, nesse caso, ser derivado de um campo característico de momento de ignição. No campo característico de momento de ignição podem estar depositados valores apropriados para o momento de ignição na dependência da potência e/ou da pressão de ar de carga e/ou da temperatura do ar de carga e/ou do número de rotações de motor do motor de combustão interna. Os valores depositados no campo característico de momento de ignição podem ser determinados, nesse caso, em um banco de teste.

No caso do valor de alvo, com relação ao ajuste da quantidade de combustível como parâmetro de combustão, pode tratar-se de um valor básico global do motor para os tempos de abertura de válvulas de injeção de combustível ou válvulas de insuflação de gás para os cilindros de um motor a gás estacionário.

Em princípio, em métodos de combustão usados em motores de combustão interna, pode-se diferenciar entre métodos de combustão conduzidos por ar e conduzidos por combustível. Em um método de combustão guiado por ar, na dependência do ponto de operação do motor de combustão interna e de um valor de alvo predetermínáveí para a relação de combus-tível-ar, é determinada, por exemplo, uma quantidade de combustível a ser injetada, para obter uma determinada quantidade de emissão ou uma determinada pressão de ar de carga. As regulagens de motor usadas nesse caso normalmente compreendem um regulador de emissões. Em um método de combustão guiado por combustível ou guiado por gás, na dependência do ponto de operação do motor de combustão interna e de um valor de alvo predeterminável para a potência e/ou o número de rotações do motor de combustão interna, é determinada uma quantidade de combustível a ser injetada. Métodos de combustão conduzidos por combustível têm sua aplicação, particularmente, na operação com números de rotações variáveis de um motor de combustão interna, em um motor de combustão interna em o-peração em modo de ilha, no arranque do motor ou na marcha vazia do motor de combustão interna. As regulagens de motor usadas nesse caso, normalmente compreendem um regulador de potência e/ou um regulador de número de rotações.

Para métodos de combustão conduzidos por ar, nos quais é u~ sado, por exemplo, um regulador de emissões, pode estar previsto, de preferência, que o valor de alvo predeterminável é determinado de uma relação de combustível-ar predeterminável, sendo que, de preferência, a relação de combustível-ar predeterminável é determinada de um equivalente de potência da potência emitida do motor de combustão interna, de preferência, uma potência elétrica de um gerador conectado com o motor de combustão interna, e/ou de uma pressão de ar de carga e/ou de um número de rotações do motor de combustão interna.

Por um equivalente de potência, é entendida no âmbito desta invenção a potência mecânica efetiva do motor de combustão interna ou uma variável substituta correspondente à potência mecânica. Nesse caso, pode tratar-se, por exemplo, de uma potência elétrica de um gerador conectado com o motor de combustão interna, que é medida da emissão de potência do gerador. Mas, nesse caso, também pode tratar-se de uma potência mecânica calculada do motor de combustão interna, que é calculada do número de rotações do motor e do torque ou da potência elétrica do gerador e do rendimento do gerador. Mas, nesse caso, pode tratar-se apenas do número de rotações do motor, caso a tomada de potência do consumidor através do número de rotações seja exatamente conhecida. Além disso, no caso do equivalente de potência, também pode tratar-se da pressão média indicada, que de modo conhecido pode ser determinada do curso de pressão interna do cilindro, ou da pressão média efetiva, que de modo conhecido pode ser calculada do torque emitido ou da potência elétrica ou mecânica. Nesse caso, da relação conhecida entre pressão média efetiva, volume de elevação de um cilindro e o trabalho prestado em um ciclo de trabalho, pode, em seguida, ser determinado um equivalente de potência do motor de combustão interna. A relação de combustfvet-ar predetermínávei pode ser determinada de maneira conhecida da pressão de ar de carga e da potência do motor de combustão interna. Assim, a relação de combustível ar predeterminá-veí para um motor de combustão interna formado como motor a gás pode ser determinada, por exemplo, de acordo com o documento EP 0 259 382 B1. O valor de alvo predetermínávei para o tempo de insuflação de gás pode ser determinado, nesse caso, do comportamento de passagem das válvulas de insuflação de gás e das condições marginais predominantes nas válvulas de insuflação de gás (tais como, por exemplo, pressão e temperatura do gás de combustão, pressão do tubo de aspiração ou pressão de ar de carga). Das condições no tubo de aspiração do motor a gás, particularmente, da pressão de ar de carga e temperatura de ar de carga, pode ser determinado o equivalente de massa de ar (um valor correspondente à massa de ar) do motor a gás. Com a relação de combustível-ar predetermínávei, da mesma pode ser determinado o valor teórico para a massa do gás de combustão. Com o comportamento de passagem das válvulas de insuflação de gás e as condições marginais nas válvulas de insuflação de gás, pode depois ser determinado o tempo de abertura ou tempo de insuflação de gás para as válvulas de insuflação de gás, para introduzir a massa de gás de combustão determinada previamente no motor a gás. Esse tempo de insuflação de gás global corresponde nesse exemplo ao valor de alvo predeter-minávet.

Para métodos de combustão conduzidos por gás, nos quais é usado, por exemplo, um regulador de potência e/ou um regulador de número de rotações, pode estar previsto, de preferência, que o valor de alvo predetermínávei, na dependência do desvio de um equivalente de potência da po- tência emitida pelo motor de combustão interna, de um equivalente de potência de meta predeterminávei e/ou na dependência do desvio de um número de rotações de motor do motor de combustão interna de um número de rotações de meta predeterminávei do motor de combustão interna.

Nesse caso, pode estar previsto um regulador de potência, que na dependência de um equivalente de potência corrente da potência emitida (potência efetiva) do motor de combustão interna (por exemplo, uma potência elétrica medida de um gerador conectado com o motor de combustão interna) do equivalente de potência de alvo (potência teórica) do motor de combustão interna, determina um valor predeterminado global para o motor para a corrente de massa de combustível. Alternatívamente ou adicionalmente, pode estar previsto um regulador de número de rotações, que na dependência do desvio de um número de rotações de motor corrente (número de rotações efetivo) do motor de combustão interna, determina do número de rotações de alvo (número de rotações teórico) do motor de combustão interna um valor predeterminado global do motor para a corrente de massa de combustível. Do valor de alvo determinado para a corrente de massa de combustível, pode ser determinado, em seguida, o valor de alvo predeterminávei - por exemplo, para o tempo de abertura global de motor das válvulas de injeção de combustível ou para o valor predeterminado global do motor para o momento de ignição de dispositivos de ignição, Uma variante de modalidade especial prevê que o valor diferencial individual do cilindro contém um valor de controle prévio individual do cilindro, sendo que, de preferência, o valor de controle prévio individual do cilindro é determinado de uma pressão de ar de carga e, de preferência, adi-cíonalmente, de uma temperatura de ar de carga do motor de combustão interna. Os valores de controle prévios podem, nesse caso, originar-se de medições durante a entrada em funcionamento do motor de combustão interna e ser usados, por exemplo, também como valores de recaída, para um caso de um sensor para determinação do sinal individual do cilindro falhar ou ficar defeituoso.

Os valores de controle prévios individuais do cilindro podem le- var em consideração, por exempío, a dinâmica do gás no tubo de aspiração e/ou no condutor de gás de um motor a gás, bem como tolerância de componentes correspondentes, sendo que a dinâmica de gás pode ser determinada por simulações ou medições. A dinâmica de gás, bem como efeitos de tolerâncias de componentes são influenciados, entre outras coisas, pela pressão de ar de carga, pelo número de rotações do motor e pela temperatura do ar de carga. Portanto, é favorável derivar valores de controle prévios individuais do cilindro de um campo característico, que inclui valores correspondentes para pressões de ar de carga e temperaturas de ar de carga diferentes. Assim, na entrada em funcionamento do motor a gás podem ser detectados dados de medição característicos ou campos característicos correspondentes podem ser determinados por testes ou simulações. Também é possível que um campo característico adaptativo seja gerado por medições online durante a operação do motor a gás.

Constatou-se como sendo particularmente vantajoso quando o valor diferencial individual do cilindro é solicitado com um valor de compensação, sendo que o valor de compensação corresponde ao valor médio aritmético dos valores diferenciais individuais de cilindro. Isso é particularmente vantajoso para montar a solução proposta ou reequipar com a mesma motores de combustão interna, que até agora eram operados sem equiparação de cilindro ou só com um regulador global. Por uma correção desse tipo dos valores diferenciais individuais de cilindro pode ser obtido, particularmente, que uma quantidade de combustível injetada globalmente não é influenciada pela solução proposta e uma regulação de emissões globais eventualmente existente do motor de combustão interna não precisa ser adaptada. Como também os valores para os respectivos momentos de ignição podem entrar em uma regulação de motor global, pela correção dos valores diferenciais individuais de cilindro pode ser evitado um efeito indesejável no que se refere ao ajuste do momento de ignição sobre a regulação de motor global.

Em uma modalidade preferida da invenção pode estar previsto que para cada cilindro seja monitorado um estado de combustão e, em relação a um estado teórico predeterminãvel, avaliado como normal ou anormal, sendo que o parâmetro de combustão de um cilindro só é ajustado caso o estado de combustão de um cilindro seja avaliado como normal, Nesse caso, como estado de combustão podem ser monitorados detonação e/ou ignição por incandescência e/ou falha na combustão, sendo que o estado de combustão de um cilindro é avaliado como normal, caso não possa ser identificada nenhuma detonação e/ou nenhuma ignição por incandescência e/ou nenhuma falha na combustão. Também pode estar previsto que para cilindro, que apresentam estados de combustão anormais ou que excedem limites termomecânicos pela combustão, sejam ajustados valores teóricos de cilindro individuais de cilindro, de tal modo que os estados de combustão anormais são combatidos ou o cilindro correspondente seja guiado em um ponto de operação, que se encontra mais distante dos limites termomecânicos. Assim, pode estar previsto, por exemplo, que no caso de um cilindro com combustão anormal (por exemplo, detonação, ignição pro incandescência, exceder limites de pressão de pico), o tempo de insuflação ou tempo de abertura da válvula de injeção de combustível associada ao cilindro não seja prolongado ou, em caso de necessidade, encurtado. Também pode estar previsto, por exemplo, que em um cilindro com combustão falha, o tempo de insuflação não seja encurtado ou até mesmo prolongado.

Em geral, também pode estar previsto que paralelamente a uma regulação com referência a um primeiro sinal de cilindro individual do cilindro, por ajuste de um primeiro parâmetro de combustão, adícionalmente dá-se uma regulação referente a um outro sinal de cilindro individual do cilindro por ajuste de um outro parâmetro de combustão. Assim, pode estar previsto, por exemplo, que o método proposto seja realizado em relação à pressão interna de cilindro máxima como primeiro sina! de cilindro individual do cilindro e em relação à quantidade de combustível, como parâmetro de combustão, sendo que ao mesmo tempo ocorre uma regulação individual do cilindro do parâmetro de combustão, momento de ignição, dependendo do centro de gravidade de combustão individual do cilindro. Nesse caso, pode estar previsto que o respectivo momento de ignição seja ajustado na dependência do desvio da posição de centro de gravidade de combustão individual do citín- dro de um valor de posição de centro de gravidade predeterminável. No caso do valor de posição de centro de gravidade, pode tratar-se, nesse caso, de um valor de posição de centro de gravidade global,- portanto, válido para todos os cilindros do motor de combustão interna.

Outros detalhes e vantagens da presente invenção são explicados por meio da descrição das figuras abaixo. Nesse caso mostram: Figura 1 uma representação exemplificada dos rendimentos dos cilindros, na dependência das emissões de NOx dos cilindros de um motor de combustão interna, Figura 2 uma representação exemplificada da adaptação de primeiros sinais de cilindro individuais de cilindro a valores teóricos de cilindro individuais do cilindro, Figura 3 um motor de combustão interna com vários cilindros e um, dispositivo de regulação para operação do motor de combustão interna de acordo com uma variante de modalidade do método proposto, Figura 4 uma representação esquemática de 3 cilindros de um motor de combustão interna e um dispositivo de regulação para operação do motor de combustão interna de acordo com uma variante de modalidade do método proposto, Figura 5 uma representação esquemática de acordo com a figura 4, com um motor de combustão interna com um método de combustão conduzido por combustível, Figura 6 uma representação de detalhe esquemática de um dispositivo de regulação proposto, Figura 7uma representação esquemática de acordo com figura 4 uma outra variante de modalidade do método proposto, e Figura 8 uma representação de detalhe de um dispositivo de regulação de uma outra variante de modalidade do método proposto. A figura 1 mostra exempíificadamente os rendimentos de cilindro rjcyi de dois cilindros 2 de um motor de combustão interna 1 (veja figura 3), na dependência de sua respectiva emissão de NOx Ecyl> assim desejada e com o método proposto para valores alvo para a emissão de NOx Ecy* e para a os graus de rendimento de cilindro rjcyi' de todos cilindros 2. O histórico de cada respectiva emissão de NOx Ecyi para os graus de rendimento de cilindro alcançados r|cyf neste caso possui uma dependência não linear do cilindro 2 correspondente. As emissões de NOx Ecyt diferentes mostradas e os rendimentos de cilindro diferentes dos cilindros, em cada caso, associados a isso, podem ser provocados, particularmente por diferenças individuais de cilindro de parâmetros de cilindro -tais como, por exemplo, diferentemente, enchimentos de ar, depósitos e desgaste, posições de centro de gravidade de combustão ou tolerâncias mecânicas dos cilindros 2.

Pelo método proposto, esses parâmetros de cilindro diferentes individuais de cilindro podem ser levados em consideração, pelo fato de que para cada cilindro 2 é ajustado um valor teórico de cilindro pmax' individual de cilindro para um primeiro sinal de cilindro pmax e, na dependência do desvio do primeiro sinal de cilindro pma* do valor teórico de cilindro pma*\ ê ajustado um parâmetro de combustão Q do cilindro 2 (por exemplo, a quantidade de combustível alimentada a um cilindro), sendo que o primerio sinal de cilindro pmax é adaptado ao valor teórico de cilindro pmax* (veja figura 2), Particularmente, nesse caso, os valores teóricos de cilindro pmax* individuais de cilindro dos cilindros 2 podem ser ajustados de ta! modo que as emissões de NOx Ecyr individuais de cilindro a ser obtidas ou graus de rendimento de cilindro qcyi‘ de todos os cilindros 2 situam-se dentro de um âmbito predeterminável ou são substancialmente iguais. No total, levando em consideração as diferenças individuais de cilindro de parâmetros de cilindro, pode ser obtido com isso um grau de rendimento total mais alto sobre todos os cilindros 2 do que sem que isso seja levado em consideração. A figura 2 mostra exemplíficadameníe os cursos de um respectivo primeiro sinal de cilindro pmax individual de cilindro sobre o tempo t de três cilindros 3 de um motor de combustão interna 1 {veja figura 3). No caso dos primeiros sinais de cilindro pmax individuais de cilindro, trata-se, nesse caso, da respectiva pressão interna de cilindro máxima pma* do cilindro 2 correspondente, que foi detectada, em cada caso, sobre um ciclo de combustão do cilindro 2 correspondente. Por diferenças individuais de cilindro em parâmetros de cilindro, tais como enchimento de ar ou propriedades de combustão, resultam, em principio, cursos diferentes dos primeiros sinais de cilindro pma*. O método proposto prevê, agora, predeterminar ou ajustar para cada cilindro 2 um valor teórico de cilindro pmax' individual de cilindro, sendo que o respectivo primeiro sinal de cilindro pmax é adaptado ao valor teórico de cilindro pmax* correspondente.Com isso, pode ser obtido, por exemplo, que apesar de propriedades de cilindro ou parâmetros de cilindro diferentes, as respectivas emissões de NOx Ecyi dos cilindros 2 ou os rendimentos de cilindro rtcyjdos cilindros 2 dependentes disso, apresentam valores substancialmente iguais ou semelhantes e pode ser obtido, no total, um rendimento total mais alto sobre todos os cilindros 2 do que sem levar em consideração os diferentes parâmetros de cilindro dos cilindros 2 individuais. Tal como está representado na figura, ocorre uma adaptação dos primeiros sinais de cilindro Pmax individuais aos respectivos valores teóricos de cilindro pmax' individuais de cilindro a partir de um momento ti» a partir do qual ocorre uma regulação de acordo com o método proposto.

Os respectivos valores teóricos de cilindro pmax' são compostos no exemplo mostrado do valor médio aritmético pmean das pressões Internas de cilindro pmax máximas de todos os cilindros 2 e um offset Am individual de cilindro. Nos respectivos offsets Am, são levadas em consideração, nesse caso, as diferenças individuais de cilindro nos parâmetros de cilindro (por exemplo, equivalente de massa de ar, posição de centro de gravidade de combustão, relação de condensação, atraso de ignição), A figura 3 mostra um motor de combustão interna 1 com três cilindros 2. Em cada cilindro 2 estádisposto um sensor de pressão de cilindro 4, para detectar um primeiro sinal de cilindro individual de cilindro. No caso do primeiro sinal de cilindro individual de cilindro pode tratar-se do curso temporal da pressão interna de cilindro ou da pressão interna de cilindro máxima pmax sobre um ciclo de combustão. No caso do primeiro sinal de cilindro individual de cilindro também pode tratar-se de um sinal filtrado temporalmente da pressão interna de cilindro máxima pmax sobre vários ciclos de combustão, por exemplo, sobre 10 a 1000 ciclos de combustão, de preferência, 40 a 100 ciclos de combustão. O primeiro sinal de cilindro pmax individual de cilindro de um cilindro 2 é alimentado através de uma linha de sinais 14 a um dispositivo de regulação 7, sendo que a determinação da pressão interna de cilindro máxima pmax pode dar-se sobre um ciclo de combustão ou a fil-tração temporal da pressão interna de cilindro máxima pmax, sobre vários ciclos de combustão, também pelo dispositivo de regulação 7.

Tal como descrito a seguir, pelo dispositivo de regulação 7 é determinada de acordo com o método proposto, em cada caso, uma quantidade de combustível Q a ser injetada individualmente para o cilindro como parâmetro de combustão para os cilindros 2 e comunicada por meio de linhas de controle 15 a válvulas de injeção de combustível 3. Pelas válvulas de injeção de combustível 3, são injetadas as quantidades de combustível Q individuais de cilindro nos cilindros 2 e, com isso, os primeiros sinais de cilindro pmax são adaptados de acordo com o método proposto aos valores teóricos de cilindro pmax' individuais de cilindro, formados pelo dispositivo de regulação 7. A figura 4 mostra um diagrama de bloco esquemático de três cilindros 2 de um motor de combustão interna 1 com um método de combustão conduzido por ar. A cada cilindro 2 está associada uma válvula de injeção de combustível 3, sendo que pela respectiva válvula de injeção de combustível 3 a quantidade de combustível Q alimentada ao cilindro 2 correspondente pode ser ajustada. Um dispositivo de regulação 7 ativa, nesse caso, as válvulas de injeção de combustível 3., pelo fato de que o dispositivo de regulação 7 emite um respectivo tempo de abertura individual de cilindro da válvula de injeção de combustível 3 na forma de um valor de parâmetro tcyi individual de cilindro.

As válvulas de injeção de combustível 3 estão realizadas nesse exemplo como válvulas de port-injection, que só conhecem uma posição completamente aberta e uma posição compietamente fechada.A uma posição completamente aberta de uma válvula de injeção de combustível 3, é injetado no tubo de entrada do cilindro 2 associado à válvula de injeção de combustível 3 um combustível na forma de um gás motriz. Peio tempo de abertura da válvula de injeção de combustível 3 pode, portanto, ser definida a quantidade de combustível Q para o respectivo cilindro 2.

De cada cilindro 2 é detectado um primeiro sinal de cilindro pma* individual de cilindro e alimentado ao dispositivo de regulação 7, Um primeiro sinal de cilindro pma* individual de cilindro corresponde, nesse caso, à pressão interna de cilindro máxima dócil 2 correspondente, durante um ciclo de combustão. No exemplo mostrado, os primeiros sinais de cilindro pmax individuais de cilindro são alimentados a um cálculo de valor diferencial 8 do dispositivo de regulação 7. O cálculo de valor diferencial 8 determina para cada cilindro 2 ou para cada válvula de injeção de combustível 3 um valor diferencial Atcyt, que, em cada caso, é somado a um valor de alvo tg predeterminável. com o que para cada válvula de injeção de combustível 3 resulta um tempo de abertura individual de cilindro como valor de parâmetro tcyi O valor de alvo tg global do motor predeterminável é determinado no exemplo mostrado de uma relação de combustivei-ar λ, sendo que a relação de combustível-ar ; : é determinada por um regulador de emissões 5a de um equivalente de potência P da potência emitida do motor de combustão interna 1 (por exemplo, uma potência elétrica medida de um gerador conectado com o motor de combustão interna 1) e/ou de uma pressão de ar de carga pA e/ou de um número de rotações n do motor de combustão interna 1. Além da relação de combustível-ar l , em um cálculo de valor de alvo 6 pode entrar adicionalmente a pressão pAea temperatura t do ar de carga, a pressão Pg e a temperatura Tg da alimentação de combustível, bem como o número de rotações n do motor de combustão interna 1. Além disso, ainda podem entrar no cálculo de valor de alvo 8 um valor característico de passagem das válvulas de injeção de combustível 3 (por exemplo, diâmetro de corrente efetivo de acordo com a equação de escoamento poíitròpica ou um valor de Kv, bem como variáveis características do combustível ou do gás de combustão (por exemplo, a densidade do gás, o exponente pofitrópico ou o valor de aquecimento). Daí, o cálculo de valor de alvo 6 determina o valor de alvo t9 predeterminávei, que corresponde a um valor básico de tempo de abertura global do motor para os tempos de abertura de todas as válvulas de injeção de combustível 3.

Pelo cálculo de valor diferencial 8, é determinado para cada válvula de injeção de combustível 3 individual um offset de tempo de abertura ou valor diferencial Atcy1 individual de cilindro. Esses valores diferenciais Atcyi individuais de cilindro são dependentes do desvio da pressão de pico de cilindro pmax do respectivo cilindro 2 do respectivo valor teórico de cilindro pmaK' individual de cilindro. A respectiva soma de valor básico de tempo de abertura tg global do motor e offset de tempo de abertura Atcyt individual e cilindro dá o tempo de abertura de alvo tcyl comandado à eletrônica de acionamento da respectiva válvula de injeção de combustível 3.

Alternativamente ou adicionalmente ao uso da pressão interna de cilindro máxima pma>· como primeiro sinal de cilindro individual de cilindro, também está indicado em tracejado o uso da respectiva temperatura de gás de escape de cilindro TE individual de cilindro.

Nesse caso, novamente dos desvios das temperaturas de gás de escape de cilindro TE individuais de cilindro de um valor teórico de cilindro individual de cilindro para a temperatura do gás de escape de cilindro são calculados offsets de tempo de abertura Atcyi individuais de cilindro correspondentes. As temperaturas de gás de escape de cilindro TE individuais de cilindro podem ser usadas, por exemplo, como alternativa, quando não estão instalados sensores de pressão interna de cilindro 4 ou também como solução de recaída, quando falham os sinais de pressão de cilindro, para aumentar a disponibilidade do motor de combustão interna 1 no caso de uma falha de sensor de pressão de cilindro. A figura 5 mostra um diagrama de bloco de acordo com a figura 4, sendo que, nesse caso, o motor de combustão interna 1 é operado com um método de combustão conduzido por gás. O valor de alvo tg global de motor predeterminávei é determinado no exemplo mostrado por um regulador 5b,que pode compreender um regulador de potência e/ou um regulador de número de rotações. Para o regulador de potência, pode servir, nesse caso, além de um equivalente de potência P da potência emitida do motor de combustão interna 1 (potência efetiva), um equivalente de potência de alvo Ps predeterminávei (potência teórica) do motor de combustão interna 1 como variável de entrada. No regulador 5b é determinado um valor predeterminado global do motor para a corrente de massa de combustível, da qual, em seguida, em um cálculo de valor de alvo 6 é determinado o valor de afvo tg global de motor - por exemplo, para o tempo de abertura global do motor de válvulas de injeção de combustível, ou para o valor predeterminado global do motor para o momento de ignição de dispositivos de ignição. A figura 6 mostra um diagrama de bloco de acordo com a figura 4,sendo que o dispositivo de regulação 7, bem como o cálculo de valor diferencial 8 estão representados mais detalhadamente. Essa representação mostra detalhadamente a sequência de regulagem para apenas um cilindro 2 do motor de combustão interna 1. Outros cilindros do motor de combustão interna 1 estão indicados, nesse caso, em tracejado.

Em cada cilindro 2 está disposto um sensor de pressão interna de cilindro 4.Um sensor de pressão interna de cilindro 4 pode detectar, nesse caso, o curso da pressão interna de cilindro pcyl sobre um ciclo de combustão. Uma detecção de valor máximo 9 pode determinar a pressão interna de cilindro máxima pmax ou pressão de pico do respectivo cilindro 2 no ciclo de combustão precedente.

As pressões de pico de todos os cilindros 2 são alimentadas como primeiros sinais de cilindro pmax individuais de cilindro a um cálculo de valor médio 10, Esse cálculo de valor médio 10 forma no exemplo mostrado dos sinais de cilindro pmax individuais de cilindro o valor médio aritmético pme. an e emite o mesmo. Adicionalmente, em um cálculo de offset 18 é calculado e emitido um offset Am individual de cilindro. A soma do valor médio aritmético pmean dos primeiros sinais de cilindro pmax individuais de cilindro de todos os cilindros 2 e do offset Am individual de cilindro forma no exemplo mostrado o valor teórico de cilindro pmax' individual de cilindro , que é alimentado a um regulador de valor teórico 11. O offset Am individual de cilindro ê calculado no exemplo mos- trado em um cálculo de offset 18 da pressão interna de cilindro no cilindro 2 correspondente, antes da ignição pcyi" (depois do fechamento de uma válvula de entrada associada ao cilindro 2 durante o ciclo de compressão) e da posição e centro de gravidade de combustão do cilindro 2 Nesse caos, a pressão interna de cilindro pode ser determinada antes da ignição pcyf* diretamente do curso temporal do sinal de pressão interna de cilindro pcyi por um cálculo de pressão 19 correspondente ou também de um campo característico de determinação e pressão 20 dependente de carga. O campo característico da determinação de pressão 20 pode, nesse caso, conter valores correspondentes da pressão interna de cilindro, antes da ignição pcyi', que são dependentes da carga e/ou de pressão do ar de carga pA e/ou da temperatura do ar de carga TA e/ou do número de rotações do motor n do motor de combustão interna 1. A seleção da fonte para o valor de pressão interna de cilindro antes da ignição pcyi’ dá-se por um comutador de fonte de pressão 22. A determinação da posição de centro de gravidade de combustão do respectivo cilindro 2 ocorre em uma determinação da posição de centro de gravidade de modo conhecido do curso temporal do sinal de pressão interna de cilindro Pcyl.

Em geral, a determinação do offset Am individual de cilindro pode dar-se na dependência de pelo menos um dos seguintes parâmetros de cilindro individuais de cilindro: equivalente de massa de ar, posição de centro de gravtde de combustão, relação de compressão, atraso de ignição. A determinação do offset Am individual e cilindro pode, nesse caso, estar apoiada sobre desvios de pelo menos um respectivo parâmetro de cilindro do valor médio desse parâmetro de cilindro sobre todos os cilindros 2.

No regulador de valor teórico 11 o desvio do primeiro sinal de cilindro pma* de um cilindro 2 é determinado do valor teórico de cilindro pmax' e, em seguida, é determinado um valor diferencial Atcy( para a válvula de injeção de combustível 3, que está associada ao cilindro 2. O respectivo valor diferencial AtcyS para uma válvula de injeção de combustível 3, que está associada ao respectivo cilindro 2, é, nesse caso, somado a um valor de alvo tg predeterminávei, global de motor, com o que resulta um tempo de abertura para a válvula de injeção de combustível 3 como valor de parâmetro tcyl. O valor de alvo tg é, nesse caso, tal como descrito na figura 4, determinado de um regulador de emissões do motor de combustão interna 1, Em principio, ele também pode se determinado de um regulador de potência e/ou de um regulador de número de rotações (tal como descrito na ftgura 5) do motor de combustão interna t.

No exemplo mostrado, o valor diferencial Atcyi compreende um valor de controle prévio tp individual de cilindro que é determinado por um cálculo de valor de controle prévio 12 da pressão de ar de carga pA e/ou da temperatura de ar de carga TA e/ou do número de rotações do motor n do motor de combustão interna 1, Esse respectivo valor de controle prévio tp pode, nesse caso, ser determinado, por exemplo, por medições na entrada em funcionamento do motor de combustão interna 1 e se depositado no campo caracteristico.

Em geral, o regulador de valor teórico 1 pode ser realizado, por exemplo, como regulador de P, Pl ou PID. Mas também podem ser usados outros conceitos de regulador e tipos de regulador, tais como, por exemplo, reguladores de LG, reguladores robustos ou reguladores de fuzzy.

Para evitar efeitos indesejáveis sobre a regulação de motor global e, particularmente, sobre o regulador de emissões 5a, os valores dife-drencíais Atoys são solicitados, em cada caso, adicionaímente, ainda com um valor de compensação to de um cálculo de valor de compensação 13. Esse valor de compensação to igual para todos os valores diferenciais Atcyi, corresponde ao valor médio aritmético dos valores diferenciais Atcyt de todos os cilindros 2 e pode ser positivo ou negativo. No total, com o mesmo é possível reequipar o método proposto também em motores de combustão interna 1 que, até agora foram operados sem equiparação de cilindros ou apenas com um regulador global, sem que essa regulação adicional tenha um efeito sobre a regulação de motor global. A figura 7 mostra um diagrama de bloco esquemátíco similar à figura 4, mas sendo que com a modalidade da invenção mostrada não são ajustadas as quantidades de combustível G para os cilindros 2, mas os mo- mentos de ignição Z nos dispositivos de ignição 23 dispostos junto aos ou nos cilindros 2. O valor de alvo tg predeterminável globaimente (valor predeterminado global) para o momento de ignição Z é determinado, nesse caso, de um campo característico de momento de ignição 16, sendo que no campo característico de momento de ignição estão depositados valores apropriados para o valor predeterminado global tg, dependendo da potência ou do equivalente de potência P e/ou da pressão de carga pA e/ou da temperatura do ar de carga TA e/ou do número de rotações n do motor de combustão interna 1. O respectivo valor de parâmetro tcyt determinado pelo dispositivo de regulação 7 - expresso como graus de ângulo de manivela antes de OT — é transmitido a um controle de ignição 17. O controle de ignição 17 ativa no momento de ignição Z em cada caso indicado o respectivo dispositivo de ignição 23.Nesse caso, nesse exemplo, o momento de ignição Z de um cilindro 2 é ajustado mais cedo em relação ao valor especificado global tg, caso a pressão de pico de cilindro pmax do cilindro 2 (primeiro sinal de cilindro) seja menor do que o valor teórico de cilindro Pmax’, e ajusta o momento de ignição de um cilindro 2 mais tarde em relação ao valor especificado global tg, caso a pressão de pico de cilindro pmax do cilindro 2 seja maior do que o valor teórico de cilindro pmax*. A figura 8 mostra um diagrama de bloco esquemático de uma outra modalidade da invenção, similar à figura 6, mas não são ajustadas as quantidades de combustível Q para os cilindros 2, mas os momentos de ignição Z de dispositivos de ignição 23 dispostos junto aos ou nos cilindros 2. Nesse exemplo, em cada caso, são detectadas as emissões de óxido nitrico ECyí de um cilindro 2 sobre um ciclo de combustão por uma sonda de NOx 24 e conduzidas a uma unidade de avaliação 25. A unidade de avaliação 25 determina do curo temporal das emissões de óxido nitrico EcyI sobre um cicio de combustão um valor de emissão filtrado, que é conduzido como sinal E individual de cilindro ao cálculo de valor teórico 10. Dos sinais E individuais de cilindro de todos os cilindros 2 o cálculo de valor teórico 10 forma a mediana Emeden e emite a mesma. Adicionalmente, em um cálculo de offset 18 é calculado e emitido um offset Am individual de cilindro, A soma da mediana Emedtan e o offset Am individual de cilindro forma no exemplo mostrado o valor teórico de cilindro E’ individual de cilindro que é transmitido a um regulador de valor teórico 11. O offset Am individual de cilindro é determinado no exemplo mostrado em um cálculo de offset 18, pelo fato de que é lido um campo característico de valor diferencial, no qual valores apropriados do offset Am para o cilindro 2 correspondente estão depositados, dependendo da potência P e/ou da pressão de ar de carga p e/ou da temperatura do ar de carga Ta e/ou do número de rotações do motor n no motor de combustão interna 1. Os valores depositados no campo característico de valor diferencial 26 para os offsets Am individuais de cilindro dos cilindros 2 foram determinados, nesse caso, em um banco de testes.

No regulador de valor teórico 11é determinado o desvio do sinal E individual de cilindro do valor teórico de cilindro E' e, dependendo do mesmo, é determinado um valor diferencial Atcyi para o momento de ignição de um dispositivo de ignição 23 associado ao cilindro 2 correspondente. O respectivo valor diferencial Atcyi, nesse caso, é somado a um valor de alvo tg predeterminável, global de motor, com o que resulta um momento de ignição Z em graus de ângulo de ma nivela antes de OT como valor de parâmetro tcyi, que é transmitido a um controle de ignição 17, sendo que o controle de ignição 17 ativa no momento de ignição Z indicado o dispositivo de ignição 23 (por exemplo, uma vela de ignição). O valor de alvo tg predeterminável é determinado, nesse caso, tal como descrito na figura 7, de um campo característico de momento de ignição 16.

Claims (21)

1. Método para operação de um motor de combustão interna (1), particularmente, de um motor a gás, com pelo menos dois cilindros (2), sendo que de cada cilindro (2) é detectado um sinal individual de cilindro (Pmaxi E), sendo que do primeiro sinal de cilindro (pmax, E) é ajustado pelo menos um parâmetro de Gombustão(Q, 2) do cilindro (2) correspondente, caracterizado pelo fato de que para cada cilindro (2) é ajustado um valor teórico de cilindro (pmax\ E') individual de cilindro para o primeiro sinal de cilindro ípmax, E), sendo que na dependência do desvio do primeiro sinal de cilindro (Pmax. E) do valor teórico de cilindro (pmax\ E*}, é ajustado o pelo menos um parâmetro de combustão (Q, Z) do cilindro (2), sendo que o primeiro sinal de cilindro (pmax, E) é adaptado ao valor teórico de cilindro (pmax*, e%

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que de cada cilindro (2) é detectado pelo menos um dos seguintes primeiros sinais de cilindro individuais de cilindro: pressão interna de cilindro (pcyt), temperatura de gás de escape de cilindro (Th), emissões de óxido cítrico (E), relação do ar de combustão.

3. Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que como primeiro sinal de cilindro individual de cilindro é detectada uma pressão interna de cilindro máxima (pmax), de um ciclo de combustão.

4. Método de acordo com uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o valor teórico de cilindro (pmax\ E') individual de cilindro compreende uma variável estatística dos primeiros sinais de cilindro (pmax, E) de todos os cilindros (2), de preferência, o valor médio aritmético (pmean)» de modo particularmente preferido, a mediana (Emedtan) e um offset (Am) índivudal de cilindro.

5. Método de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o offset (Am) individual de cilindro é determinado por um campo característico de valor diferencial (26), sendo que no campo característico de valor diferencial (26) estão levados em consideração pelo menos um equivalente de potência (P) da potência emitida do motor de combustão interna (1) e/ou uma pressão de ar de carga (pA) do motor de combustão interna (1), de preferência, adicionalmente, uma temperatura de ar de carga (TA) e/ou um número de rotações de motor (n) do motor de combustão interna (1).

6. Método de acordo com a reivindicação 4 ou 5, caracterizado pelo fato de que o offset (Am) individual de cilindro é determinado de pelo menos um dos seguintes parâmetros de cilindro individuais de cilindro: pressão de cilindro durante a fase de compressão, antes da ignição, equivalente de massa de ar, posição e centro de gravidade de combustão, relação de compressão, atraso de ignição.

7. Método de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o offset (Am) individual de cilindro é determinado na dependência de peto menos um desvio (Apverd, Aair, AMFB, Ac, Adelay) de um parâmetro de cilindro de um valor médio dos parâmetros de cilindro de todos os cilindros.

8. Método de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que de o offset (Am) individual de cilindro é determinado de pelo menos um desvio (Apverd, Aair, AMFB, Δε, Adelay) de acordo com a seguinte fórmula: Am=a.Apverd+b.Aair+c.AMFB+d.Ac+e.Adelay, sendo que Apverd designa o desvio da pressão de cilindro durante a fase de compressão antes da ignição, Aair, o desvio do equivalente de massa de ar, AMFB, o desvio da posição de centro de gravidade de combustão, Ac, o desvio na relação de compressão e Adelay, os desvios no atraso de ignição e sendo que a, b, c, d, e representam coeficientes para ponderação dos desvios.

9. Método de acordo com uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que como parâmetro de combustão é ajustada uma quantidade de combustível (Q) para o cilindro (2) correspondente.

10. Método de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a quantidade de combustível (Q) para um cilindro (2) é aumentada, caso o primeiro sinal de cilindro (pmax, E) individual de cilindro seja menor do que o valor teórico de cilindro (pmax\ £') individual de cilindro.

11. Método de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a quantidade de combustível (Q) para um cilindro (2) é diminuí- da, caso o primeiro sina! de cilindro (pmax, E) individual de cilindro seja maior do que o valor teórico de cilindro (pmax\ E') individual de cilindro.

12. Método de acordo com uma das reivindicações 9 a 11, caracterizado pelo fato de que para cada cilindro (2) está prevista uma válvula de injeção de combustível (3), sendo que para ajuste da quantidade de combustível (Q) para um cilindro (2) é ajustado o tempo de abertura (tcyi) da válvula de injeção de combustível (3) correspondente.

13. Método de acordo com uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que como parâmetro de combustão é ajustado um momento de ignição (Z) para o cilindro (2) correspondente.

14. Método de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o momento de ignição (Z) para um cilindro (2) é ajustado para mais cedo, caso o primeiro sinal de cilindro (pmax, E) individual de cilindro seja menor do que o valor teórico de cilindro (pmax\ E').

15. Método de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o momento de ignição (Z) para um cilindro (2) é ajustado para mais tarde, caso o primeiro sinal de cilindro (pmax, E) individual de cilindro seja maior do que o valor teórico de cilindro (pmax\ E-).

16. Método de acordo com uma das reivindicações 13 a 15, caracterizado pelo fato de que para cada cilindro (2) está previsto um dispositivo de ignição (18), sendo que o momento de ignição (Z) do dispositivo de ignição (18) é ajustado em graus de ângulo de manivela antes de OT (tcyl).

17. Método de acordo com uma das reivindicações 1 a 16, caracterizado pelo fato de que para ajuste do pelo menos um parâmetro de combustão (Q, Z), é determinado um valor de parâmetro (tcyi), sendo que, de preferência, o valor de parâmetro (tcyt) compreende um valor de alvo (tg) global de motor predeterminável.

18. Método de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que o valor de alvo (tg) predeterminável é determinado de uma relação de combustível-ar predeterminável (λ), sendo que, de preferência, a relação de combustível-ar predeterminável (λ) é determinada de um equivalente de potência (P) da potência emitida do motor de combustão interna (1), de preferência, de uma potência elétrica de um gerador conectado com o motor de combustão interna (1) e/ou de uma pressão de ar de carga (pA), e/ou de um número de rotações (n) do motor de combustão interna (1).

19. Método de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que o valor de alvo (tg) predeterminãvel é determinado na dependência do desvio de um equivalente de potência (P) da potência emitida do motor de combustão interna (1) de um equivalente de potência de alvo (Ps) predeterminãvel e/ou na dependência do desvio de um número de rotações de motor (n) do motor de combustão interna (1) de um número de rotações de meta (ns) predeterminãvel do motor de combustão interna (1).

20. Método de acordo com uma das reivindicações 1 a 19, caracterizado pelo fato de que para cada cilindro (2) é monitorado um estado de combustão e avaliado como normal ou anormal em relação a um estado teórico predeterminãvel, sendo que o parâmetro de combustão (G, Z) de um cilindro (2) só é ajustado, caso o estado de combustão do cilindro {2} seja avaliado como normal.

21. Método de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que como estado de combustão são monitoradas detonação e/ou ignição por incandescência e/ou falha na combustão, sendo que o estado de combustão de um cilindro (2) é avaliado como normal, caso não possa ser identificada nenhuma denotação e/ou nenhuma ignição por incandescência e/ou nenhuma falha na combustão.