CN104781526B - 计算马达特征参数的方法、数据处理系统和计算机程序产品 - Google Patents

计算马达特征参数的方法、数据处理系统和计算机程序产品 Download PDF

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Abstract

提出了一种用于计算内燃机的马达特征参数的方法，带有以下步骤：通过以下方式以通过控制点(E1,E2,E3,E4)说明的第一曲线形状确定等效喷射曲线走向(KV)，即，由至少一个第一马达特征参数计算出控制点(E1,E2,E3,E4)，并且通过以下方式以通过控制点(Bl,B2,B3,B4,B5,B6,B7,B8)说明的第二曲线形状确定等效燃烧曲线走向(BV)，即，由等效喷射曲线走向(EV)和至少一个第二马达特征参数计算出至少一个控制点(B1,B2,B3,B4,B5,B6,B7,B8)。

Description

计算马达特征参数的方法、数据处理系统和计算机程序产品
技术领域
本发明涉及根据权利要求1所述的用于计算内燃机的马达特征参数的方法、根据权利要求12的前序部分所述的数据处理系统根据和根据权利要求13所述的计算机程序产品。
背景技术
已知在此提到的类型的方法。在该方法中，内燃机的至少一个马达特征参数借助于燃烧模型来计算，其允许零维地(0D)计算能量释放率，即，内燃机的所谓的燃烧曲线走向。在此，把措辞“零维地”认为是针对所考虑的缸体纯粹与时间相关地计算完整的燃烧曲线走向。因此，没有考虑燃烧曲线走向与在缸的燃烧室中的位置的相关性。在此已经可将燃烧曲线走向本身考虑为马达特征参数。然而，还可由燃烧曲线走向计算出其他的马达特征参数，例如有害物排放量、指示的中间压力或缸最大压力。最后可将计算的至少一个马达特征参数考虑用于模拟、影响和/或调节内燃机。已知完全基于测量数据的燃烧模型。在此，必需针对每个马达和每次应用提出大量的测量数据，这意味着很大的花费。关于单个马达必须针对不同的运行状态换算测量数据，这带来很大的计算花费和很大的不准确性。单是由于大量参与的数据点，燃烧曲线走向基于这种燃烧模型的计算便成本过高、需要很大的存储器且要求很高的计算能力。备选地，已知利用根据经验的燃烧模型，其包括数学的途径以用于说明燃烧的单独的物理机制和现象。然而，在此同样必需确定大量的模型参数，并且针对内燃机的特性曲线族的不同的区域因此针对不同的运行状态进行换算或匹配。以这种根据经验的燃烧模型为基础的燃烧曲线走向同样典型地利用大量的控制点(Stützpunkt)来计算，从而在此同样出现巨大的存储和计算花费。
由德国公开文献DE 10 2007 034 340 A1已知一种用于确定等效燃烧曲线走向(Ersatzbrennverlauf)的方法，在其中，为了说明包括燃烧的所谓的预混合区域和受扩散控制的区域的燃烧曲线走向叠加两个Vibe函数(Vibe-Funktion)。这种方法是用于计算燃烧曲线走向的示例，其基于根据经验的数学/物理模型，在此更具体地说基于Vibe函数。
由Franz Chmela等人的文献“Die Vorausberechnung des Brennverlaufs vonDieselmotor mit direkter Einspritzung auf der Basis des Einspritzverlaufs，MTZ59(1998)，Nr. 7/8”已知一种用于计算燃烧曲线走向的零维的途径，其中，就此而言将喷射曲线走向包括在计算之内，因为考虑了喷射射流的动能。用于计算燃烧曲线走向的该示例同样基于根据经验的数学/物理模型。
除了复杂的计算以及对存储容量和计算能力的很高的需求的所提及的缺点之外，在已知的途径中还出现可很难看出在所计算的燃烧曲线走向或等效燃烧曲线走向与在模型中接受的马达特征参数之间的直接的关联。因此，不可无问题地预测，当确定的马达特征参数以确定的方式改变时，关于等效燃烧曲线走向取得哪些改变。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种用于计算内燃机的马达特征参数的方法，其允许简化地以需要更少的存储空间和计算能力的方式计算马达特征参数，尤其等效燃烧曲线走向，其中，同时可比已知的方法更简单地看出在计算的结果与在计算中接受的马达特征参数之间的关联。此外，本发明的目的在于提供一种数据处理系统，尤其马达控制器，其可执行在此提及的计算。最后，本发明的目的还在于提供一种计算机程序产品，其使得能够实现相应的计算。
该目的通过提供带有权利要求1的步骤的方法来实现。在用于计算内燃机的马达特征参数的方法的范围中确定等效喷射曲线走向(Ersatz-Einspritzverlauf)，针对其设定通过控制点说明的第一曲线形状。控制点由至少一个马达特征参数来进行计算。确定尤其零维的等效燃烧曲线走向，针对其基于通过控制点说明的第二曲线形状。在此，通过以下方式计算用于等效燃烧曲线走向的第二曲线形状的控制点中的至少一个，即，考虑用于计算的等效喷射曲线走向和至少一个第二马达特征参数。因此，不仅针对等效喷射曲线走向而且针对等效燃烧曲线走向通过以下方式选择相对更简单地途径，即，通过控制点选择说明的预定的曲线形状，其中，控制点的位置可容易且快速地计算出来。得到在至少一个第一马达特征参数与等效喷射曲线走向之间的相对简单的关联，从而当第一马达特征参数改变时，可容易地预测关于等效喷射曲线走向得到的改变。同样的情况适用于等效燃烧曲线走向，因为对其控制点中的至少一个在考虑到等效喷射曲线走向和马达特征参数的情况下进行计算。在此可相对容易地看出在等效喷射曲线走向与等效燃烧曲线走向之间的关联，即，当已知等效喷射曲线走向的改变时，可相对容易地预测等效燃烧曲线走向的改变。不仅等效喷射曲线走向而且等效燃烧曲线走向不是通过分析函数说明，也不是完全通过必要时插值的测量数据说明，而是更确切地说通过用于控制点的预定的第一曲线形状或第二曲线形状来确定。因此，主要仅需计算出控制点的位置，其中，必要时还附加地计算出少量进一步说明曲线形状的参数。因此，总地来说计算出可给定参数的等效喷射曲线走向和可给定参数的等效燃烧曲线走向，其中，必须对相对很少数量的值进行计算。因此，存储要求和对计算能力的要求很低，并且计算相对简单。因此，例如可在马达控制器(在其中执行方法)中节省存储空间、计算能力和计算时间，从而可将资源用在其他方面。备选地，马达控制器可配备有更低的存储空间或计算能力，这节省了成本。
在等效喷射曲线走向与等效燃烧曲线走向之间的关联可物理建模且可以数学的换算准则获得，从而可无问题地实现由等效喷射曲线走向计算等效燃烧曲线走向。如果在马达控制器中执行方法，则总归在马达控制器中至少在很大程度上(优选完全)提供为了计算而被考虑的马达特征参数，因为在此对其进行监测或探测。由此并未出现用于探测和/或计算必需的数据的附加的花费。
优选针对柴油马达执行该方法，特别优选地针对带有直接喷射的柴油马达。在此选择对于柴油马达有代表性的用于等效喷射曲线走向的典型的第一曲线形状和用于等效燃烧曲线走向的同样典型的第二曲线形状。
优选的是一种这样的方法，其特征在于，针对等效喷射曲线走向设定梯形形状，其中，为了说明第一曲线形状，考虑最高十个控制点，优选最高八个控制点，优选最高六个控制点并且特别优选地恰好四个控制点。针对在控制点之间的曲线的形状设定预定的函数走向，优选线性的走向。因此，如果在方法的一优选的实施方式中设置恰好四个控制点，在它们之间延伸有直线区段，在等效喷射曲线走向的图示中得到梯形的形状，其顶点通过四个控制点得到。明显的是，仅仅必须计算四个控制点的位置，以便完全确定等效喷射曲线走向。因此，在此在同时非常低的存储要求的情况下出现非常低的计算花费。梯形形状对于尤其柴油马达的喷射曲线走向是典型的，从而带有足够精度的实际的喷射曲线走向可通过等效喷射曲线走向来说明。
同样优选的是一种这样的方法，其特征在于，等效燃烧曲线走向通过最高十二个控制点，优选最高十个控制点，优选最高八个控制点，优选恰好六个控制点来说明，并且通过在控制点之间的预定的函数走向来说明。在此，第二曲线形状优选设定为多角曲线与紧接的双曲线。这意味着，除了倒数第二的和最后的控制点之外，第一控制点相应通过直线区段相连接，这相应于在控制点之间的线性的走向。在此，措辞“第一控制点”提到的是这样的控制点，其中，横坐标值以最低的横坐标值为起点上升，其中，带有第二高的横坐标值的控制点和带有最高的横坐标值的控制点并未通过直线区段彼此连接。换言之，最后的两个控制点优选通过双曲线彼此连接。因此，如果在一优选的实施方式中设置有用于等效燃烧曲线走向的恰好六个控制点，从最低的横坐标值来看，前五个控制点相应通过直线区段彼此连接，而第五个控制点和第六个控制点通过双曲线的曲线彼此连接。这种多角曲线与双曲线相应于这种曲线形状，其对于柴油马达的燃烧曲线走向是典型的，从而该燃烧曲线走向可以足够的精度通过等效燃烧曲线走向来说明。显示出，在这种情况下仅仅必须计算控制点的位置，其中，附加地还计算用于双曲线的走向的参数。然而，这在总的计算花费方面几乎不重要。因此，总地显示出，为了计算等效燃烧曲线走向还仅必需很低的计算花费以及很低的存储容量。
不仅关于等效喷射曲线走向而且关于等效燃烧曲线走向可通过其他的函数(尤其至少一个加权和/或圆化的(abgerundete)函数)代替连接不同的控制点的直线区段，以便获得还要更精确地说明实际的喷射曲线走向和/或燃烧曲线走向。在此，计算和存储花费上升得仅仅微不足道，因为仅仅加入必要时必须计算的少量的附加的参数。圆化的函数优选尤其在控制点的区域中圆化。由此可避免等效喷射曲线走向和/或等效燃烧曲线走向的弯折和因此不可微分的区域。
优选的是这样的方法，其特征在于，至少一个第一马达特征参数(借助于其确定等效喷射曲线走向)从这样的组中来选择，该组包括：转速、喷射开始、喷射持续时间、喷射的燃料量、燃料温度、燃料密度、喷射压力、在喷射开始时刻的缸内压力和在考虑的缸中的压缩比。在此，可在确定等效喷射曲线走向中接受多于一个的在此提及的马达特征参数。尤其还可将所有在此提及的马达特征参数考虑用于确定等效喷射曲线走向。如果在马达控制器中执行该方法，则在此通常总归提供所提及的特征参数，从而不需要用于其确定的其他措施。
同样优选的是这样的方法，其特征在于，至少一个第二马达特征参数(其考虑用于确定等效燃烧曲线走向)从这样的组中来选择，该组包括：点火滞后时间、缸的排出阀的打开时刻、内燃机的转速、在缸中的加载运动尤其角动量(Drall)、排气再循环率、活塞形状和喷射参数。在此，作为喷射参数，尤其考虑这样的马达特征参数，其从这样的组中来选择，该组说明第一马达特征参数，因此尤其包括喷射开始、喷射持续时间、喷射的燃料量、燃料温度、燃料密度、喷射压力、在喷射开始时刻的缸内压力和/或压缩比。不言而喻，可将多于一个的在此针对第二马达特征参数提及的参数考虑用于确定等效燃烧曲线走向。还可将所有在此提及的马达特征参数考虑用于确定等效燃烧曲线走向。
等效燃烧曲线走向的至少一个控制点不仅基于至少一个第二马达特征参数而且基于等效喷射曲线走向来计算。优选地，基于此计算多于一个的控制点。然而可行的是，仅仅基于至少一个第二马达特征参数在没有考虑等效喷射曲线走向的情况下计算等效燃烧曲线走向的至少一个控制点。还可行的是，仅仅基于等效喷射曲线走向在没有考虑第二马达特征参数的情况下计算等效喷射曲线走向的至少一个控制点。
同样优选的是这样的方法，其特征在于，由等效燃烧曲线走向计算至少另一马达特征参数。优选地将等效燃烧曲线走向用作用于工作过程计算的输入参数，借助于其计算至少另一马达特征参数。在此，措辞“其他的马达特征参数”用于在语言上区别在计算中接受的第一马达特征参数和第二马达特征参数与由计算产生的至少一个其他的马达特征参数。在此，决不排除其他的马达特征参数为这样的特征参数，其作为第一马达特征参数和/或第二马达特征参数在计算中被接受。因此，一定可行的是，尤其在调节的范围中计算等效喷射曲线走向、等效燃烧曲线走向和最后马达特征参数，其还作为初值(即，第一马达特征参数和/或第二马达特征参数)在计算中予以接受。典型地，在此马达特征参数的由计算产生的值不同于在计算中接受的值。以这种方式尤其又在调节的范围中还可重复地计算马达特征参数。因此，明显的是，可作为其他的马达特征参数计算这样的参数，其已经结合第一马达特征参数和第二马达特征参数被提到。
尤其同样可行的是，其他的马达特征参数从这样的组中来选择，该组包括总燃烧曲线走向、取决于曲柄角的缸压力、指示的中间压力、排放值、内燃机的效率和功率。在此，总燃烧曲线走向限定为在燃烧曲线走向内的积分，其中，其说明总地在燃烧时释放的热量。排放值尤其包括内燃机的有害物排放量，例如从内燃机排出的NOx浓度。
显示出如下情况：等效燃烧曲线走向本身(其说明每度的曲柄角释放的热量)已经可在方法的范畴中理解为这样的马达特征参数，其表征内燃机的工作过程。但还可由等效燃烧曲线走向计算内燃机的其他的马达特征参数。这可例如在内燃机的模拟中或特别优选地在马达控制器中用来在其他的边界条件改变的情况下预测马达特征参数，例如尤其内燃机的效率、功率和/或排放量或者参数的改变。还可将该方法考虑用来调节内燃机或调节内燃机的至少一个马达特征参数。
就此而言，优选的是这样的方法，其特征在于，考虑针对内燃机确定的等效燃烧曲线走向和/或至少另一马达特征参数，以便影响内燃机的运行状态。因此可尤其在马达控制器中基于探测的马达特征参数计算等效燃烧曲线走向和/或至少另一马达特征参数，其中，其可考虑用于评估内燃机的运行状态且尤其还可基于该评估考虑用于对其施加影响。
如果在马达控制器中执行方法，可基于在此存在的(即，在马达处探测的)马达特征参数确定或计算等效燃烧曲线走向和/或至少另一马达特征参数。在此，如果识别出并非最佳的燃烧曲线走向或其他的马达特征参数的并非最佳的值，或如果发现理论燃烧曲线走向或用于其他的马达特征参数的理论值有偏差，可基于该认识或发现有针对性地影响内燃机的运行状态。在此，可改变至少一个马达特征参数，以便反作用于认识到的问题。
优选的是这样的方法，其特征在于，在改变所选择的马达特征参数时计算等效燃烧曲线走向和/或其他的马达特征参数的改变，其中，评估以这种方式预测的改变。因此，可试验性地改变(优选首先仅仅虚拟地)所选择的马达特征参数，并且借助于该方法确定该改变如何对等效燃烧曲线走向和/或其他的马达特征参数产生影响。尤其可通过与至少一个理论值或理论燃烧曲线走向的比较评估改变。然后又可基于该评估或者改变所选择的马达特征参数(这次真正地改变在内燃机中的参数)或使其保持恒定。尤其可以这种方式影响内燃机的运行状态，以便例如提高其效率或功率，或以便降低排放值。
就此而言，同样优选的是这样的方法，在其中关于等效燃烧曲线走向和/或其他的马达特征参数的产生的改变评估所选择的马达特征参数的多个改变。在此，优选还首先仅仅虚拟地进行改变，以便借助于计算方法检查这种改变的影响。然后可对所选择的马达特征参数基于评估(这次真正地在内燃机中)进行改变或还使其保持恒定。在此，针对所选择的马达特征参数的改变优选考虑这样的改变值，在其中在给定的边界条件的情况下最好地评估对等效燃烧曲线走向和/或其他的马达特征参数的作用。
备选地或附加地，可反复地执行方法。尤其可再次检查之前改变的所选择的马达特征参数的改变，以便确定是否可预期等效燃烧曲线走向和/或其他的马达特征参数的进一步的正面的改变。如果是这种情况，可重新改变所选择的马达特征参数。这可继续，直至关于等效燃烧曲线走向和/或其他的马达特征参数的改变的评估到达极限。以这种方式例如可最大化内燃机的效率或功率或最小化内燃机的排放值或燃料消耗。
优选将方法考虑来调节在内燃机的运行中的马达特征参数。在此，优选预定用于所选择的马达特征参数的理论值，并且使当前由马达控制器探测的、用于所选择的马达特征参数的值与理论值相比较。借助于该方法可尤其基于等效燃烧曲线走向预测马达特征参数的改变如何影响所选择的马达特征参数的调节偏差。由此可高效地且有针对性地确定马达特征参数的可能的改变，其引起快速地减小调节偏差。
同样优选的是这样的方法，其特征在于，针对在内燃机的特性曲线族中的至少一个运行点确定等效喷射曲线走向和/或等效燃烧曲线走向。然后借助等效喷射曲线走向针对特性曲线族的其他的运行点换算等效燃烧曲线走向。因此可仅仅在特性曲线族的少许的部位处利用测量数据调整等效燃烧曲线走向和/或等效喷射曲线走向，其中，等效燃烧曲线走向可基于等效喷射曲线走向容易地针对在特性曲线族中的其他的运行点进行换算。
为了获得等效喷射曲线走向和等效燃烧曲线走向，可以以下方式采取行动：首先基于测量数据或根据经验的数学/物理的燃烧模型选择燃烧模型，其尚未关于具体的内燃机给定参数。借助该燃烧模型选择第一曲线形状和对其说明必要的控制点的数量。在此，首先仅仅确定纯粹的曲线形状和控制点的数量，而并未对其已经给定参数。然后可对等效喷射曲线走向借助于用于具体的内燃机的具体的马达特征参数给定参数，其中，尤其确定控制点的位置。可由给定参数的等效喷射曲线走向计算给定参数的等效燃烧曲线走向。
在这种策略中可出现不准确性，因为首先使并未给定参数的等效喷射曲线走向仅仅粗略地与并未给定参数的模型相匹配，紧接于此才进行等效喷射曲线走向的参数给定。因此，在此不仅可在并未给定参数的等效喷射曲线走向与并未给定参数的模型匹配时以及还可在等效喷射曲线走向的参数给定中出现误差。
备选地，可行的是，可以如下方式采取行动：或者基于测量数据或者基于根据经验的数学/物理模型考虑用于具体的内燃机的完全给定参数的燃烧模型，与该模型相匹配的是在其第一曲线形状和控制点的数量方面合适的等效喷射曲线走向。在此，如果控制点恰好放到给定参数的模型上，同时得到等效喷射曲线走向的参数给定。因此在此没有添加参数给定误差和匹配误差，因为仅仅一次地发生匹配已经给定参数的模型。然后可由以这种方式给定参数的等效喷射曲线走向计算出给定参数的等效燃烧曲线走向。虽然该策略相比之前说明的策略提供更高的精度，然而必需首先设立完全给定参数的模型，这与很大的花费相关联。
如已经多次提到的那样，优选在马达控制器中执行该方法。在此，尤其可影响马达的运行状态和/或调节内燃机。同样可行的是，为驾驶员基于行驶提供关于内燃机更确切地说其燃烧特性的信息。当在马达控制器中在马达试验台上执行方法时，同样可利用该可行性，其中，在此为监测内燃机的试验过程的操作员提供有价值的信息，其在其他方面必要时不可无问题地供支配。
该目的还通过以下方式实现，即，提供带有权利要求12的特征的数据处理系统。在此，数据处理系统优选构造为马达控制器。因此设立成，借助于其可计算马达特征参数。该数据处理系统的特征在于，其设立成执行根据权利要求1至11中任一项所述的方法。在此得到已经结合方法提及的优点。比起在其中执行用于计算马达特征参数的已知的方法的数据处理系统，这种数据处理系统尤其可具有更小的存储器和/或更低的计算能力；或带有相同大小的存储空间和/或相同大小的计算能力的数据处理系统可承担附加的任务，针对其应要求在其他情况下附加的存储空间和/或附加的计算能力。这最终作为数据处理系统(尤其马达控制器)的重量和/或价格优点很重要。
最后，该目的还通过以下方式实现，即，提供带有权利要求13的特征的计算机程序产品。计算机程序产品包括程序编码介质，其存储在尤其构造为马达控制器的微型芯片的计算机可读的数据载体上，以便当在计算机上(尤其在马达控制器的计算机上)实施程序时执行根据权利要求1至11中任一项所述的方法。在此得到已经结合方法和数据处理系统阐述的优点。
附图说明
下面借助附图进一步阐述本发明。其中：
图1a)显示了等效喷射曲线走向的示意性的图示；
图1b)显示了等效燃烧曲线走向的示意性的图示，并且
图2显示了等效喷射曲线走向与用于第一燃烧阶段和第二燃烧阶段的等效燃烧曲线走向的中间结果的示意性的图式的叠加。
具体实施方式
图1a)显示了等效喷射曲线走向EV的示意性的图示。在纵坐标上标绘了喷射曲线走向EV，其典型地尤其以kg/s说明了在每时间单位内喷射的燃料质量。在横坐标上标绘了作为时间的尺度的内燃机的曲柄角φ，其典型地以°KW(曲柄角度)来说明。喷射曲线走向EV具有基本上梯形的曲线形状，其通过四个控制点E1、E2、E3、E4来说明，其中，它们通过直线区段彼此连接。在方法的一备选的实施方式中，优选至少一个直线区段(其使两个控制点彼此连接)通过其他的函数(优选通过圆化的和/或加权的函数)来代替。特别优选地，所有的基本上梯形的等效喷射曲线走向EV通过利用预定的函数加权的走向来说明。尤其可为控制点的至少一个线性的连接利用预定的函数加权。在此，圆化的函数优选尤其在控制点E1、E2、E3、E4的区域中进行圆化，以便避免等效喷射曲线走向EV的不可微分的区域。控制点的位置E1、E2、E3、E4针对具体的内燃机的具体的运行点由至少一个第一马达特征参数来计算，其中，在此尤其考虑转速、喷射开始、喷射持续时间、喷射的燃料量、燃料温度、燃料密度、喷射压力、在喷射开始时刻的缸内压力和/或内燃机的具体考虑的缸的压缩比以用于计算。
在此显示出以下情况：喷射压力(尤其在压力存储器(所谓的轨道(Rail))中的压力)的变化主要改变在控制点E1、E2之间的侧面的斜率。喷射持续时间的变化主要对在控制点E2、E3之间的平台长度产生影响。在喷射开始时刻的缸内压力对在点E2、E3之间的平台的高度产生影响，因为缸内压力在一定程度上为这样的压力，喷射必须克服该压力工作。当然，该影响是边际的。最后，燃料的温度和因此其密度还对等效喷射曲线走向产生影响。
图1b)显示了基于在图1a)中示出的等效喷射曲线走向计算的等效燃烧曲线走向BV的示意性的图示，其中，在纵坐标上标绘了等效燃烧曲线走向BV，因此标绘了曲轴在每度释放的热量，优选以J/°KW来说明。在横坐标上又标绘了曲柄角φ，优选以°KW来说明。在此显示出，等效燃烧曲线走向在方法的一优选的实施方式中通过多角曲线与紧接着的双曲线来说明，其中，优选计算六个控制点B1、B2、B3、B4、B5、B6以用于说明等效燃烧曲线走向。在此，控制点B1至B5此处通过直线区段(即，线性函数)彼此连接，而带有最高横坐标值的两个控制点(因此，最后两个控制点B5、B6)通过双曲线相连接，其通过附加的参数b来说明。
在方法的另一实施例中可行的是，连接控制点B1至B5的直线区段中的至少一个通过加权的和/或圆化的函数等效，或在两个控制点之间的至少一个线性的连接利用预定的函数加权。此时，在此还得到圆化的函数优选尤其在控制点B1至B5的区域中进行圆化，以便尽可能避免等效燃烧曲线走向的不可微分的区域。还可对在控制点B5、B6之间的双曲线的走向利用预定的函数加权。最后，可完全通过伸延通过控制点B1至B6的预定的、加权的和/或圆化的函数说明等效燃烧曲线走向BV。
等效燃烧曲线走向BV的第一控制点B1优选作为喷射开始和点火滞后时间Δtzv的函数进行计算。特别优选地，其相对于喷射开始的时刻(以°KW来说明)的位置通过该时刻加上点火滞后时间Δtzv(同样以°KW来说明)得到。在此，第一控制点B1的纵坐标值可在方法的一优选的实施方式中设成零，因为在由第一控制点B1表示的点火时刻至少在第一次添加燃料中尚未释放热量。
第二控制点B2和第三控制点B3优选由等效喷射曲线走向EV和点火滞后时间Δtzv来计算。第四控制点B4和第五控制点B5优选由等效喷射曲线走向来计算。因此在下文中还将进一步详细研究。
第六控制点B6优选由内燃机的所考虑的缸的排出阀的打开时刻来计算。说明双曲线(其连接控制点B5、B6)的附加的参数b在方法的一优选的实施方式中作为转速的函数和/或作为在考虑的缸(尤其角动量)中的装载运动的函数来计算。
在方法的一优选的特别简单的实施方式中，忽略在在内燃机的所考虑的缸中的预燃烧效应，从而仅仅考虑在图1b)中以实线示出的等效燃烧曲线走向BV，其通过控制点B1、B2、B3、B4、B5、B6来说明。
在方法的另一更复杂的实施方式中还可通过以下方式考虑预燃烧效应，即，加上其他的控制点B7、B8，其比第一控制点B1布置在更小的横坐标值中且以虚线示出以及通过虚的直线区段彼此连接且与第一控制点B1相连接。
图2显示了等效喷射曲线走向EV与两个燃烧曲线走向BV(其作为中间步骤在计算根据图1b)的等效燃烧曲线走向中出现)的重叠的示意性的图示。借助图2进一步阐述由等效喷射曲线走向计算等效燃烧曲线走向的控制点。在此，相同且功能相同的元件设有相同的参考标号，从而就此而言参考之前的说明。
为了由等效喷射曲线走向EV计算等效燃烧曲线走向BV，设定成在缸中的燃烧主要包括重叠的两个阶段。在此，在所谓的预混合燃烧的第一阶段中在点火滞后时间Δtzv之后发生直至点火时刻喷射的并且在此与燃烧用空气预混合的燃料量的突然的燃烧。
在图2中通过用虚线示出的燃烧曲线走向BV1示出了第一燃烧阶段。燃烧曲线走向BV1在第一控制点B1中开始，第一控制点B1在横坐标上与等效喷射曲线走向的第一控制点E1(因此与喷射开始)通过点火滞后时间Δtzv间隔开。该观察基于燃料在开始喷射到燃烧室中之后受化学条件限制地需要一定的时间来点燃和燃烧。由此引起点火滞后时间Δtzv，在其之内通过继续的喷射喷射一定的燃料质量mK,P并且使之与空气混合，燃料质量mK,P作为在等效喷射曲线走向EV之下在控制点E1与B1之间的阴影面积(即，通过在点E1、B1之间的等效喷射曲线走向EV的积分)且因此根据如下等式(1)得到：
其中，每时间单位喷射的燃料质量
。
该现象，即，在点火滞后时间Δtzv期间喷射到燃烧室中的并且与燃烧用空气混合的燃料质量mK,p在在通过控制点B1确定的点火时刻点火之后几乎突然地燃烧，被称为预混合的燃烧或预混合燃烧。这通过用点划线示出的燃烧曲线走向BV1来说明，燃烧曲线走向BV1近似三角形地伸延并且其左侧使第一控制点B1与第二控制点B2相连接。因此，控制点B2的位置通过预混合的燃烧确定，其中，该位置尤其由等式(1)结合在以下等式(2)中表达的条件得到。在预混合的燃烧中释放的热量Qp得出为在燃烧曲线走向BV1之下的面积，即，在图2中在点划线之下的面积，其从第一控制点B1延伸至第二控制点B2并且进一步延伸至控制点B3"。因此，热量Qp一方面作为燃烧曲线走向BV1在预混合的燃烧的持续时间上(因此，在以°KW说明的间隔Δtpm上)的积分得到。另一方面，在预混合的燃烧中释放的热量Qp还作为燃料的热值Hu与在点火滞后时间Δtzv期间喷射的燃料质量mK,p相乘的乘积得到。由此产生等式(2)：
其中，每时间单位在预混合的燃烧期间释放的热量
。
因为用于燃烧曲线走向的第一控制点B1的位置已经通过点火滞后时间Δtzv预定，并且预混合的燃烧的终点B3"的位置在了解在点火滞后时间Δtzv期间喷射的燃料质量mK,P和相应的反应速度的情况下可由预混合的燃烧的持续时间Δtpm进行计算，所以当要求预混合的燃烧的燃烧曲线走向BV1关于居中地布置在点B1和B3"之间的镜像面对称地构造、第二控制点B2因此位于在控制点B1、B3"之间的中线上时，那时第二控制点B2的位置可尤其借助于等式(1)和(2)明确地确定。由此总地优选由设定用于预混合的燃烧的燃烧曲线走向BV1的对称的三角形状和等式(1)和(2)得到第二控制点B2的位置。
与预混合的燃烧重叠的第二燃烧阶段被称为扩散燃烧并且在图2中通过虚线示出的燃烧曲线走向BV2来说明。扩散燃烧的基本设定基于，在喷射持续时间期间在经过点火滞后时间Δtzv之后喷射的燃料在喷射的瞬间并未充分地与燃烧用空气混合，以便点燃。与燃烧用空气的混合主要通过扩散实现，从而在图2中通过控制点B3'示出的时刻(在该时刻开始扩散燃烧)与在图2中通过控制点B1示出的点火时刻偏差时间间隔ΔtD，其通过燃料在燃烧用空气中的扩散常量确定。此外设定成，突然点燃的燃料的反应速度比通过特征性的扩散时间ΔtD确定的扩散快很多，从而反应完全受扩散控制地进行。因此，用于扩散燃烧的燃烧曲线走向BV2的第二控制点B4的位置由等效喷射曲线走向EV从其与在控制点B1中的纵坐标平行线的交点至其第二控制点E2的走向在考虑到特征性的扩散时间ΔtD的情况下得到。
用于扩散燃烧的燃烧曲线走向BV2的第三控制点的位置主要由等效喷射曲线走向EV在控制点E2、E3之间的走向得到。尤其控制点B5的位置与喷射曲线走向EV在控制点E3中的平台末端在考虑到特征性的扩散时间ΔtD的情况下相关联。
在此，等效喷射曲线走向的控制点E3为这样的时刻，在该时刻喷出燃料的喷射器开始其关闭行程。因为关闭行程考虑到最终的时间间隔，所以还直至实际的喷射结束在控制点E4中将燃料引入到燃烧室中。
在喷射结束之后尚未转化的燃料在通过双曲线说明的烧尽阶段中燃烧，双曲线连接控制点B5、B6。因此，参数b和控制点B6的位置主要通过烧尽阶段确定。
作为用于控制点B4、B5和B6的位置以及其他的参数b的其他的条件，添加以下条件：针对扩散燃烧提供燃料质量mK,D，其作为在喷射曲线走向EV从控制点B1直至通过控制点E4得到的实际的喷射结束之下的面积得到，因此通过等效喷射曲线走向EV在这些点之间的积分得到，即，根据以下等式(3)：
。
现在，在扩散燃烧期间释放的热量QD一方面作为燃料的热值与针对扩散燃烧提供的燃料质量mK,D相乘的乘积得到，并且另一方面作为由在用于扩散燃烧的燃烧曲线走向BV2之下的面积得到，因此，由关于燃烧曲线走向BV2从控制点B3'至控制点B6的积分得到。由此总地产生以下等式(4)：
其中，每时间单位在扩散燃烧期间释放的热量
。
因此，可总地基于说明的关联性和在等式(3)和(4)的条件下由等效喷射曲线走向EV计算出用于扩散燃烧的燃烧曲线走向BV2。
现在总燃烧曲线走向BV由叠加或用于预混合的燃烧的燃烧曲线走向BV1和用于扩散燃烧的燃烧曲线走向BV2的总和得到。因此，等效燃烧曲线走向的第三控制点B3尤其通过控制点B3'、B3"和在控制点B2与B3"(一方面)之间以及在B3'与B4之间(另一方面)的线性连接的位置产生。
显示出的是，在方法的一特别简单的实施方式中，不仅等效喷射曲线走向而且等效燃烧曲线走向通过基本上线性地彼此连接的控制点来说明。在方法的其他的实施方式中可行的是，通过预定的加权的和/或圆化的函数代替在两个控制点之间的至少一个这种线性的走向。还可行的是，在两个控制点之间的至少一个线性的连接通过预定的函数加权。由此可获得实际的喷射曲线走向和/或实际的燃烧曲线走向的还要更精确的说明，而没有在此过分地提升计算和存储花费，因为仅仅加入必要时必须计算的很少数量的附加的参数。尤其还可通过预定的加权的和/或圆化的函数说明等效喷射曲线走向和/或等效燃烧曲线走向，该函数伸延通过相应的控制点。
还显示出的是，由等效喷射曲线走向EV以在此说明的方式导出等效燃烧曲线走向BV主要基于设定在喷射曲线走向与燃烧曲线走向之间的关系。然而，在方法的一实施方式中可通过以下方式改良该设定，即，设定的关系利用预定的函数加权。因此可在没有显著提高计算和存储花费的情况下获得还要更精确地说明实际的过程，尤其实际的喷射曲线走向和/或实际的燃烧曲线走向。
总地显示出，借助于该方法可以很低的计算花费、很小的存储容量和很低的计算能力由等效喷射曲线走向EV和很少的马达特征参数计算出等效燃烧曲线走向BV。在此主要简化地且节省存储空间地发生作用：不仅等效喷射曲线走向EV而且等效燃烧曲线走向BV通过很少的控制点(优选四个或六个控制点)和必要时很少的(优选一个)附加参数来通过以下方式来说明，即，考虑关于不仅用于等效喷射曲线走向EV的第一曲线形状而且用于等效燃烧曲线走向BV的第二曲线形状的基本设定。在此，在马达特征参数(其在等效喷射曲线走向EV的计算中予以接受)并且产生的等效喷射曲线走向EV之间的关联相对简单和易懂。此外，通过相对简单的关联由等效喷射曲线走向EV在其他的马达特征参数的辅助的情况下得到等效燃烧曲线走向BV。因此总地出现不仅在数学方面非常简单的、可容易和快速计算的模型，而且出现在物理方面易懂的模型。另一方面，可由等效燃烧曲线走向BV计算其他的马达特征参数。所测量的燃烧曲线走向的主要的特征参数通过借助于该方法计算的等效燃烧曲线走向BV精确表示。尤其在马达控制器的调节软件中可快速且简单地计算等效燃烧曲线走向BV以及必要时至少一个其他的马达特征参数。在此，对于计算必需的主要的马达特征参数可直接从马达控制器读取，而不需要其他的措施。相应地，这样的马达控制器同样是优选的，其适合于执行方法，并且这样的计算机程序产品是优选的：当在计算机上(尤其在马达控制器的计算机上)实施程序时，可借助于该计算机程序产品执行方法。

Claims (25)

1.一种用于计算内燃机的马达特征参数的方法，带有以下步骤：通过以下方式以通过控制点(E1, E2, E3, E4)说明的第一曲线形状确定等效喷射曲线走向(EV)，即，由至少一个第一马达特征参数计算出控制点(E1, E2, E3, E4)，并且通过以下方式以通过控制点(B1, B2, B3, B4, B5, B6, B7, B8)说明的第二曲线形状确定等效燃烧曲线走向(BV)，即，由所述等效喷射曲线走向(EV)和至少一个第二马达特征参数计算出至少一个控制点(B1, B2, B3, B4, B5, B6, B7, B8)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，针对等效喷射曲线走向(EV)设定梯形形状，其带有最高十个控制点，其中，在控制点之间相应设定预定的函数走向。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述梯形形状带有最高八个控制点。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述梯形形状带有最高六个控制点。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述梯形形状带有恰好四个控制点。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在控制点之间相应设定线性的和/或利用至少一个预定的函数加权的和/或圆化的走向。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于，等效燃烧曲线走向(BV)通过最高十二个控制点以及在控制点之间的预定的函数走向来说明。
8.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于，等效燃烧曲线走向(BV)通过最高十个控制点以及在控制点之间的预定的函数走向来说明。
9.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于，等效燃烧曲线走向(BV)通过最高八个控制点以及在控制点之间的预定的函数走向来说明。
10.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于，等效燃烧曲线走向(BV)通过恰好六个控制点以及在控制点之间的预定的函数走向来说明。
11.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，第二曲线形状设定为连接除了带有最高横坐标值的最后的控制点(B6)之外的控制点(B1, B2, B3, B4, B5, B6, B7, B8)的多角曲线。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，第二曲线形利用至少一个预定的函数加权的和/或圆化、并且跟随连接最后两个控制点(B5, B6)的双曲线(b)。
13.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于，至少一个第一马达特征参数从这样的组中来选择，该组包括：转速、喷射开始、喷射持续时间、喷射的燃料量、燃料温度、燃料密度、喷射压力、在喷射开始时刻的缸内压力和压缩比。
14.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于，至少一个第二马达特征参数从这样的组中来选择，该组包括：点火滞后时间、缸的排出阀的打开时刻、转速、缸中的加载运动、排气再循环率、活塞形状和喷射参数。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，缸中的加载运动为角动量。
16.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于，由等效燃烧曲线走向(BV)计算出至少另一马达特征参数。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，至少另一马达特征参数从这样的组中来选择，该组包括：总燃烧曲线走向、取决于曲柄角的缸压力、指示的中间压力、排放值、内燃机的效率和功率。
18.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于，考虑针对内燃机确定的等效燃烧曲线走向(BV)和/或至少另一马达特征参数，以便影响内燃机的运行状态。
19.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于，在所选择的马达特征参数改变时计算等效燃烧曲线走向和/或其他的马达特征参数的改变，其中，评估以这种方式预测的改变，并且其中，基于评估改变所选择的马达特征参数或使其保持恒定。
20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，关于等效燃烧曲线走向(BV)和/或其他的马达特征参数的产生的改变评估所选择的马达特征参数的多个改变，其中，基于评估改变所选择的马达特征参数或使其保持恒定，和/或反复执行该方法。
21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，为了调节在内燃机的运行中的马达特征参数考虑该方法。
22.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于，针对在内燃机的特性曲线族中的至少一个运行点确定等效喷射曲线走向(EV)和/或等效燃烧曲线走向(BV)，其中，借助等效喷射曲线走向(EV)针对特性曲线族的其他运行点换算等效燃烧曲线走向(BV)。
23.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于，在马达控制器中执行该方法。
24.一种数据处理系统，其构造成用于计算马达特征参数，其特征在于，所述数据处理系统设立成执行根据权利要求1至23中任一项所述的方法。
25.根据权利要求24所述的数据处理系统，其特征在于，所述数据处理系统为马达控制器。
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