CN112752901A - 用于控制内燃发动机的方法、计算机程序、计算机可读介质、控制单元、内燃发动机和车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种控制内燃发动机的方法。该内燃发动机包括：气缸；排气导管，该排气导管被布置成将排气流从气缸通过涡轮引导；和旁路导管，该旁路导管被布置成使旁路流从气缸绕过涡轮。该方法包括确定至少一个发动机运行参数的值的步骤。该方法的特征在于根据确定出的发动机运行参数值来确定排气性能参数的目标值。此外，该方法包括根据确定出的目标排气性能参数值来控制通过排气导管的排气流的步骤以及控制通过旁路导管的旁路流的步骤。

Description

用于控制内燃发动机的方法、计算机程序、计算机可读介质、 控制单元、内燃发动机和车辆
技术领域
本发明涉及一种用于控制内燃发动机的方法、一种计算机程序、一种计算机可读介质、一种控制单元、一种内燃发动机和一种车辆。
本发明可以应用于重型车辆，诸如卡车、公共汽车和建筑设备。虽然将关于重型车辆描述本发明，但是本发明不限于这种特定车辆，而是也可以用于其他车辆，诸如小汽车。
背景技术
WO 2015/108472 A1提供了一种被布置成用于控制车辆中的排气处理系统的至少一个温度的方法和系统。该系统包括第一确定单元和第二确定单元，该第一确定单元被布置成用于确定排气处理系统的至少一个温度，该第二确定单元被布置成用于确定在车辆中使用制动器的优先顺序。优先顺序基于所述至少一个温度来确定。然而，需要进一步的改进。特别地，在现有解决方案中，需要大量的时间和/或精力来加热冷的排气后处理系统。
发明内容
本发明的目标在于减少车辆中内燃发动机的排放，尤其是在低环境温度下和/或在冷启动之后和/或在低发动机负荷下。优选地，本发明的进一步目标在于减少已经在低发动机负荷下加热的内燃发动机的排放。
根据本发明的第一方面，该目标通过根据权利要求1的用于控制内燃发动机的方法来实现。内燃发动机包括：气缸；排气导管，该排气导管被布置成将排气流从气缸通过涡轮引导；和旁路导管，该旁路导管被布置成使旁路流从气缸绕过涡轮。该方法包括确定至少一个发动机运行参数的值的步骤。该方法的特征在于根据确定出的发动机运行参数值来确定排气性能参数的目标值。此外，该方法包括根据确定出的目标排气性能参数值来控制通过排气导管的排气流的步骤以及控制通过旁路导管的旁路流的步骤。
该方法可以被应用于控制内燃发动机，以降低车辆中的内燃发动机的排放。特别地，该方法可以被应用于控制来自气缸的排气流和来自气缸的旁路流，从而快速地加热排气后处理系统。
内燃发动机被设置成驱动车辆。这样的内燃发动机可以被设置成柴油发动机或汽油发动机。优选地，内燃发动机是四冲程内燃发动机。在四冲程内燃发动机中，活塞在一个循环中完成四个冲程。在第一冲程、即所谓的进气中，空气流被吸入气缸中。在被称为排气的第四冲程中，烟气被从气缸中推出，从而提供烟气流。烟气流可以优选地在排气流和旁路流之间分配。排气导管被设置在气缸的下游，以从气缸引导排气流。优选地，内燃发动机包括一个、两个或更多个排气导管。此外，旁路导管被设置在气缸的下游以从气缸引导旁路流。第二冲程和第三冲程被称为压缩和燃烧。内燃发动机可以包括一个或多个气缸。
内燃发动机优选地设置有至少一个涡轮增压器。涡轮增压器具有压缩机和涡轮。涡轮由气缸的排气流驱动。进而，涡轮优选地通过接合轴来驱动压缩机。被驱动的压缩机将所述压缩空气提供给气缸以进行燃烧。
优选地，压缩机通过空气导管连接到气缸。空气导管被布置成将空气流从压缩机引导到气缸。涡轮通过排气导管连接到气缸。此外，在涡轮的下游，可以设置涡轮出口导管，该涡轮出口导管可以引导来自涡轮的膨胀的排气流。旁路导管可以被布置成使作为旁路流的一部分烟气流绕过涡轮。例如，旁路导管被布置成引导来自排气导管的旁路流绕过涡轮。优选地，涡轮出口导管被布置成将烟气引导至排气后处理系统。更优选地，旁路导管连接至涡轮出口导管。
内燃发动机优选地设置有可调节排气流限制元件，该可调节排气流限制元件被布置在气缸的下游，以控制被引导通过排气导管、特别是在气缸和涡轮之间的排气流。进一步优选地，内燃发动机优选地设置有可调节旁路流限制元件，该可调节旁路流限制元件被布置在气缸的下游，以控制被引导通过旁路导管、特别是在气缸和出口导管或排气后处理系统之间的旁路流。相应的可调节流限制元件可以被设置成可调节阀或节气门或翻板。优选地，相应的可调节流限制元件是可连续调节的或可离散调节的。特别地，相应的可调节流限制元件可以能够在提供相应的最大流量的打开位置与提供相应的最小流量(例如，70克/秒)的关闭位置之间进行调节。应理解，相应的最小流量可以例如取决于内燃发动机的类型或排气后处理系统的规格。
优选地，相应的可调节流限制元件提供了相应的可调节流动面积，该可调节流动面积优选地能够在不同的面积尺寸之间进行调节。特别地，相应的流动面积是相应流所穿过的相应可调节流限制元件的流动通道的截面面积。
优选地，可调节排气流限制元件可以通过排气流控制信号值来控制，并且可调节旁路流限制元件可通过旁路流控制信号值来控制。相应流控制信号优选地可以是气动和/或液压和/或电磁控制信号。气动控制信号和液压控制信号可以优选地是压力或流速信号。电磁控制信号可以优选地是电压或电流信号。优选地，该方法可以包括提供相应流控制信号值以控制相应流的步骤。特别地，该方法可以包括确定和/或产生和/或存储相应流控制值的步骤。
用于控制这样的内燃发动机的方法包括确定至少一个发动机运行参数的值的步骤。
发动机运行参数优选地是表征内燃发动机的运行的参数。优选地，确定三个或更多个发动机运行参数、特别是不同的发动机运行参数中的两个或多个发动机运行参数的值。以这种方式，能够实现更详细的控制。确定发动机运行参数值可以包括计算和/或估计和/或测量发动机运行参数值的步骤。因而，内燃发动机可以包括至少一个传感器，以测量发动机运行参数值。为了利用确定出的发动机运行参数值来控制内燃发动机，该方法可以包括存储确定出的发动机运行参数值的步骤。
根据确定出的发动机运行参数值来确定目标排气性能参数值。
排气性能参数优选地是表征内燃发动机的排气性能的参数。优选地，确定三个或更多个排气性能参数、特别是不同的排气性能参数中的两个或多个排气性能参数的目标值。以这种方式，能够实现更详细的控制。目标排气性能参数值可以被描述为待实现或达到或接近的排气性能参数的期望值。待确定的目标排气性能参数值可以根据确定出的发动机运行参数值而改变。为了利用确定出的目标排气性能参数值来控制内燃发动机，该方法可以包括存储确定出的目标排气性能参数值的步骤。
根据确定出的目标排气性能参数值来控制相应流。
控制排气流或旁路流可以包括限制相应流。相应流可以被控制成使得它们为零。此外，控制相应流可以包括提高或增大该流。控制相应流优选地包括例如特别是在最小相应流和最大相应流之间连续地调节。控制通过相应导管的相应流可以包括分别控制相应的可调节流限制元件，使得适当地调节排气流动面积。
此外，控制相应流可以包括分别提高和/或降低和/或维持排气歧管压力或旁路流压力。此外优选地，控制相应流可以包括关于其质量流量和/或体积流量来提高和/或降低和/或维持排气流或旁路流。控制流量优选地包括维持先前或当前流量。
确定出的目标排气性能参数值可以被解码成排气流控制信号的值以控制排气流，和/或被解码成旁路流控制信号的值以控制旁路流。因而，该方法可以包括将确定出的目标排气性能参数值解码成相应的流控制信号的值以特别地控制相应的可调节流限制元件的步骤。特别地，控制相应流包括根据相应的流控制信号值来控制相应的可调节流限制元件的步骤。优选地，该方法可以包括存储相应的被解码的流控制信号值的步骤。
优选地，内燃发动机、特别是相应流是被开环或闭环控制的。特别地，可以采用不同的控制策略。例如，排气流和旁路流可以被开环控制。特别地，排气流和旁路流可以被闭环控制。进一步优选地，排气流可以被闭环控制，而旁路流可以被开环控制，反之亦然。在不同状况和/或情况下在控制策略之间选择和/或切换也是优选的。
本文中所述的方法的全部或一些步骤可以优选地以本文中所述的顺序执行。进一步优选地，本文中所述的方法的所有或一些步骤可以以任何顺序执行。特别地，本文中所述的方法的所有或一些步骤可以被串行或并行地执行。例如，为了控制内燃发动机，方法的一些步骤可以被串行执行，而该方法的其他步骤可以被并行执行。
本文中所述的方法提供了尤其是在低环境温度下和/或在冷启动之后减少车辆中的内燃发动机的排放的有利解决方案。控制排气流和旁路流具有提高内燃发动机的排气功率的技术效果，这使得排气后处理系统具有更好的性能，因而减少了排放。特别地，在低环境温度值和/或低发动机冷却剂温度值的情况下，控制排气流和旁路流具有提高内燃发动机的排气功率的技术效果，这使得排气后处理系统具有更好的性能，因而减少了排放。
进一步优选地，该方法的优点在于利用涡轮的增大的膨胀比，特别是当可调节排气流限制元件被布置在气缸与涡轮之间时。这样的布置可以增加到排气后处理系统的排气质量流量。然而，借助于可调节旁路流限制元件，可以减少提供给排气后处理系统的排气质量流量。因而，即使借助于可调节排气流限制元件来减小排气流量，但由于较高的排气温度值，排气后处理系统也可以具有较高的排气功率以快速加热排气后处理系统。在某些负荷点中，可以优选的是，可调节排气流限制元件被控制为减小排气流动面积，但是关于提供较高排气功率的质量流量被控制为提高排气流量。特别地，该方法提供了在高排气质量流量和高排气温度值之间进行选择的优点。优选地，根据确定出的当前发动机运行参数值和/或确定出的当前排气性能参数值，该方法提供了在高排气质量流量和高排气温度值之间进行选择的优点。
根据本文中所述的方法的一个实施例，所述至少一个发动机运行参数是以下参数中的至少一个：发动机转速，和/或发动机负荷，和/或冷却剂温度，和/或环境温度。此外，排气性能参数是以下参数中的至少一个：排气温度，和/或排气质量流量，和/或排气歧管压力，和/或排气功率。
进一步优选地，发动机运行参数可以是燃料流量和/或发动机油温。此外，排气性能参数可以是涡轮出口温度，例如是在涡轮出口导管内部或在排气后处理系统处或内部的温度。
优选地，发动机转速是内燃发动机的转速，特别是其曲轴的转速。确定发动机转速可以包括借助于速度传感器来测量发动机转速的步骤。此外，该方法可以包括存储确定出的发动机转速值的步骤。
优选地，发动机负荷是内燃发动机的扭矩输出。确定发动机负荷可以包括确定为燃烧冲程提供的空气流和燃料流，特别是根据为燃烧而提供的空气流和燃料流进行计算。进一步优选地，确定发动机负荷可以包括借助于扭矩传感器来测量发动机负荷。进一步优选地，该方法可以包括存储确定出的发动机负荷值的步骤。
优选地，冷却剂温度是冷却内燃发动机的冷却剂介质的温度。冷却剂介质可以是空气和/或液体，诸如水。特别地，内燃发动机包括适应于用空气和/或液体来冷却内燃发动机的发动机冷却剂系统。优选地，这样的发动机冷却剂系统具有冷却剂温度传感器，以确定、特别是测量冷却剂温度。进一步优选地，确定冷却剂温度可以包括估计和/或计算冷却剂温度。
优选地，环境温度是内燃发动机周边的温度。特别地，环境温度是内燃发动机外部的温度。进一步优选地，环境温度是具有内燃发动机的车辆的周边的温度。进一步优选地，在多个位置处确定环境温度。
优选地，排气温度是排气流的温度。优选地，排气温度是内燃发动机的气缸的下游的温度。特别地，排气温度可以是气缸和涡轮之间的温度，进一步优选地，是涡轮的下游的温度。例如，排气温度可以是排气后处理系统和/或涡轮出口导管的温度。优选地，涡轮的上游的温度是排气温度，并且涡轮的下游的温度是涡轮出口温度。
优选地，排气质量流量是由气缸提供的烟气。特别地，排气质量流量是燃烧气体流，优选地至少由燃料流和空气流组成。特别地，排气质量流量是每单位时间从气缸排出的排气的质量。进一步优选地，排气质量流量是来自气缸的排气流。特别地，排气质量流量是通过排气导管引导的排气流和通过旁路导管引导的旁路流的总和。进一步优选地，在涡轮的下游、特别是在涡轮和排气后处理系统之间确定排气质量流量。最优选地，在涡轮出口导管处或内部确定排气质量流量。
优选地，排气歧管压力是气缸提供的烟气的压力。进一步优选地，排气歧管压力是气缸的下游的压力，例如，是在气缸与涡轮之间和/或在涡轮与排气后处理系统之间的压力，例如是在涡轮出口导管内部的压力。特别地，排气歧管压力是排气流和/或旁路流的压力。
优选地，排气功率是排气质量流量、特别是烟气的功率。进一步优选地，排气功率是排气质量流量的功率。特别地，排气功率是排气质量流量的热流量。优选地，排气功率近似为关于参考温度值的比热容、排气质量流量和排气温度值的乘积。特别地，待确定的目标排气功率例如取决于内燃发动机的类型(诸如其大小)和/或负荷点和/或环境温度值和/或发动机冷却剂温度值。
优选地，基于负荷点的条件(例如，排气质量流量的组成)，在测试床环境中计算比热容。例如，25℃的环境温度值可以是优选的参考温度值。应理解，比热容的值可以在内燃发动机的运行模式下变化。优选地，比热容可以是内燃发动机的运行模式下的通用值。进一步优选地，可以独立于参考温度来确定比热容。进一步优选地，可以基于排气温度值和/或排气质量流量值来确定排气功率值，反之亦然。
在一种情况下，例如，在例如大约25℃的环境温度值下以及在冷启动和/或低发动机负荷之后，可能需要较大的排气功率，例如大约35kW。优选地，可调节排气流限制元件被控制成减少被引导通过排气导管的排气流，从而增加当前排气歧管压力值和泵送功值。优选地，通过增加喷射的燃料以补偿较高的泵送功来使发动机负荷值保持恒定。在一些负荷点中，可以优选的是，可调节排气流限制元件被控制成减小排气流动面积，但是关于质量流量增加排气流，从而提供较高排气功率。因而，优选地，必须增加流向气缸的燃料流以维持恒定的制动扭矩。进一步优选地，增加的燃料流增加了涡轮增压器的转速、增加了空气流、增加了对空气流的压缩和/或增加了排气质量流量。因而，优选地，内燃发动机的气缸可以设置有较高的空气流与燃料流之比。以特别合适的方式，这种较高的空气流与燃料流之比可以降低排气温度值。有利地，可调节旁路流限制元件可以被控制为减少空气流以实现或接近确定的目标排气质量流量值和/或确定的目标排气温度值。优选地，可调节旁路流限制元件可以被控制成通过降低涡轮增压器的转速来减少空气流，因而实现或接近确定出的目标排气质量流量值和/或确定出的目标排气温度值。
在另一种情况下，例如，在大约25℃的环境温度值以及已经预热的内燃发动机和/或已经预热的排气后处理系统中，可以通过控制内燃发动机、特别是通过不同地控制排气流和旁路流来实现减少排放。如果排气功率已经达到或将要达到或接近确定出的目标排气功率值(例如，25kW)，则可以经由可调节旁路流限制元件主要或单独地控制内燃发动机。优选地，在当前排气温度值接近或达到确定出的目标排气温度值时，可以优选地通过可调节旁路流限制元件来控制内燃发动机，其中，最优选地将可调节排气流限制元件维持在或设定为所确定的位置，以提供所确定的排气流。特别地，可调节排气流限制元件可以维持在或设定在所确定的位置处，以提供接近其最大值或处于其最大值的排气流。主要借助于可调节旁路流限制元件来控制排气流和旁路流并因而控制空气流特别适合于在较高的环境温度值和/或已经预热的排气后处理系统下减少车辆的排放。
发动机运行参数和/或排气性能参数特别适合于以足够的精度描绘内燃发动机的条件，以控制内燃发动机，特别是控制排气流和/或旁路流。进一步优选地，这些发动机运行参数和/或排气性能参数特别适合于控制排气后处理系统的温度。最优选地，至少基于发动机转速值和发动机负荷值来描述内燃发动机的条件。最优选地，至少基于排气温度值和/或排气质量流量值来描绘排气质量流量的条件。这些发动机运行参数值和/或排气性能参数值可以容易地确定，这就是为什么它们特别适合于控制内燃发动机、特别是控制排气流和/或旁路流的原因。
根据一个实施例，该方法进一步包括确定当前排气性能参数值的步骤。根据确定出的当前排气性能参数值与确定出的目标排气性能参数值的偏差，控制通过排气导管的排气流。进一步优选地，根据确定出的当前排气性能参数值与确定出的目标排气性能参数值的偏差，控制通过旁路导管的旁路流。
优选地，确定三个或更多个的排气性能参数、特别是不同的排气性能参数中的两个或多个排气性能参数的当前值。以这种方式，能够实现更详细的控制。优选地，确定出的当前排气性能参数值是在特定时刻的当前值。特别地，确定出的当前排气性能参数值可以表示关于至少一个排气性能参数的内燃发动机的实际条件或状态。
确定出的当前排气性能参数值可以被认为达到或接近确定出的目标排气性能参数值。确定出的当前排气性能参数值可以根据发动机运行参数值、排气流和旁路流而改变。确定出的当前排气性能参数值可以用于控制内燃发动机。特别地，确定当前排气性能参数值可以包括计算和/或估计和/或测量当前排气性能参数值的步骤。特别地，确定当前排气性能参数值可以包括测量和/或计算和/或估计排气温度值和/或排气质量流量或排气歧管压力值。
优选地，内燃发动机包括至少一个对应的传感器，以测量相应的当前排气性能参数值。为了利用确定出的当前排气性能参数值来控制内燃发动机，该方法可以包括存储确定出的当前排气性能参数值的步骤。确定偏差值可以包括测量和/或计算和/或估计偏差值的步骤。
控制通过排气导管的排气流和/或通过旁路导管的旁路流优选地取决于确定出的当前排气性能参数值与确定出的目标排气性能参数值的偏差。优选地，该方法可以包括确定确定出的当前排气性能参数值与确定出的目标排气性能参数值的偏差的步骤，从而提供确定出的偏差值。取决于确定出的偏差值，可以控制内燃发动机、特别是排气流和/或旁路流，优选进行闭环控制。优选地，该方法可以包括存储确定出的偏差值的步骤。
优选地，可以将确定出的偏差值解码成控制排气流的排气流控制信号的值以及解码成旁路流控制信号值。因而，该方法可以包括将确定出的偏差值解码成相应的流控制信号值的步骤，以特别地控制相应的可调节流限制元件。优选地，根据相应的可调节流限制元件的控制范围或操作范围对相应的被解码的流控制信号值进行解码。
特别地，在确定出的偏差值不等于零的情况下，可以优选地经由至少一个相应的可调节流限制元件来调节相应流。特别地，可以仅调节排气流，并维持旁路流，反之亦然。在维持排气流或旁路流的情况下，在没有针对特定偏差值进行调节的意义上来看，相应流没有改变。优选地，如果确定出的偏差值不等于零，则控制相应流可以包括增加和/或减少和/或维持相应流的步骤。特别地，如果偏差值为零，则控制排气流和/或旁路流可以包括维持相应流、特别是将相应的可调节流限制元件维持在当前或先前设定或位置中的步骤。
优选地，为了控制内燃发动机以达到或接近期望条件，根据确定出的偏差值来控制排气流，并且根据确定出的目标排气性能值控制旁路流。进一步优选地，为了控制内燃发动机以达到或接近期望条件，根据确定出的目标排气性能值控制排气流，并且根据确定出的偏差值控制旁路流。更优选地，为了控制内燃发动机以便达到或接近期望条件，根据确定出的偏差值来控制排气流和旁路流。
本文中所述的方法的优选实施例具有下列优点：通过根据确定出的当前排气性能参数值与确定出的目标排气性能参数值的偏差来控制排气流和/或旁路流，提高了控制的反应速度。控制气缸和涡轮之间的旁路流进一步具有增加控制内燃发动机的准确性和可靠性的优点。这允许快速调整内燃发动机的排气功率，以快速加热排气后处理系统，因而以有利的方式减少排放。
根据另外的实施例，该方法进一步包括确定发动机转速值和/或确定发动机负荷值的步骤。此外，该方法包括根据确定出的发动机转速值和/或确定出的发动机负荷值来确定目标排气性能参数值的步骤。
有利地，该优选实施例利用发动机运行参数，即发动机转速和/或发动机负荷。由于这些发动机运行参数通常已经被确定(例如，出于另一目的而被确定)，所以可以快速且高效地控制内燃发动机。这种协同方法使得能够以成本有效的方式控制内燃发动机，然而仍然实现排放降低的进一步改善。此外，这些发动机运行参数特别有利，因为它们可以直接用于确定内燃发动机的条件，特别是确定排气性能参数。特别地，发动机转速和发动机负荷影响燃烧冲程，因而影响排气质量流量。特别地，有利地考虑影响排气后处理系统的运行温度的这样的发动机运行参数。
根据另外的实施例，该方法进一步包括确定冷却剂温度值和/或确定环境温度值和/或确定排气温度值的步骤。此外，该方法包括下列步骤：根据确定出的冷却剂温度值和/或确定出的环境温度值和/或确定出的排气温度值来选择用于确定目标排气性能参数值的值映射。进一步优选地，该方法进一步包括下列步骤：根据确定出的冷却剂温度值和/或确定出的环境温度值和/或确定出的排气温度值来确定目标排气性能参数值。
确定相应的温度值可以包括测量和/或计算和/或估计相应的温度值。特别地，该方法可以进一步包括存储确定出的相应温度值的步骤。
优选地，确定目标排气性能参数值可以包括选择和使用值映射。优选地，值映射是特征图，例如，二维或更多维的表，其包含不同参数的值，特别是至少一个发动机运行参数和至少一个排气性能参数的值。从确定出的发动机运行参数值开始，可以在特征图中识别相关联的目标排气性能参数值。可以针对不同的环境温度值和/或不同的发动机冷却剂温度值提供不同的值映射。特别地，这样的值映射可以包括与发动机运行参数、发动机转速和发动机负荷的值相关联的目标排气性能参数值。优选地，从确定出的发动机转速值和/或确定出的发动机负荷值开始，可以在特征图中识别相关联的目标排气性能参数值。特别地，从确定出的发动机转速值和/或确定出的发动机负荷值开始，可以在特征图中识别相关联的目标排气温度值和/或目标排气质量流量值和/或目标排气歧管压力值。可以在测试台上指定值映射或值映射集合。
特别地，除了目标排气性能参数值之外或代替目标排气性能参数值，值映射(特别是其特征图)还可以包括相应的流控制信号值。例如，从确定出的发动机运行参数值开始，可以在特征图中识别相关联的目标排气性能参数值以及相关联的相应流控制信号值。进一步优选地，可以在考虑目标排气性能参数值并且将相应的流控制信号值与确定出的发动机运行参数值直接相关联的情况下指定值映射或值映射集合。以这种方式，从确定出的发动机运行参数值开始，可以在特征图中直接识别相关联的相应流控制信号值。
进一步优选地，确定确定出的当前排气性能参数值与确定出的目标排气性能参数值的偏差可以包括使用值映射。优选地，这样的值映射可以包括排气性能参数值和目标排气性能参数值，特别是确定出的当前排气性能参数值与目标排气性能参数值的偏差值。进一步特别地，这样的值映射包括相应的流控制信号值。从确定出的目标排气性能参数值和确定出的当前排气性能参数值开始，可以在特征图中确定偏差值。特别地，根据确定出的偏差值，可以在特征图中识别相关联的排气流控制信号值和/或旁路流控制信号值。可以针对不同的环境温度值和/或不同的发动机冷却剂温度值提供不同的值映射。可以在测试台中指定这样的值映射或值映射集合。
特别地，根据确定出的冷却剂温度值，可以选择用于确定目标排气性能参数值的值映射。进一步优选地，为了确定目标排气性能参数值，可以根据确定出的环境温度值来选择值映射。进一步优选地，为了确定目标排气性能参数值，可以根据确定出的排气温度值来选择值映射。
有利地，该优选实施例允许快速且容易地确定期望的目标排气性能值，这允许以快速达到或接近目标排气性能值并迅速减少排放(特别是在冷启动之后和/或在低环境温度值下)的方式控制内燃发动机。进一步，特别是冷却剂温度和/或环境温度是通常已经确定的发动机运行参数(例如，出于另一目的而被确定)，因而能够快速且高效地控制内燃发动机。特别地，可以容易地考虑这些参数以控制内燃发动机。进一步优选地，由于控制单元已经提供了值映射和/或值映射集合，因而已经提供了关于不同参数之间的依赖性的信息，因此允许容易且快速地访问相关值，从而高效地控制内燃发动机。
根据另外的实施例，该方法进一步包括将确定出的目标排气功率值变换成目标排气温度值的步骤。进一步优选地，该方法进一步包括将确定出的目标排气功率值变换成目标排气质量流量值的步骤。
进一步优选地，该方法可以包括确定目标排气功率值以及将确定出的目标排气功率值变换成目标排气歧管压力值的步骤。
优选地，变换步骤包括重新计算和/或转换和/或转化和/或划分和/或拆分和/或分割的步骤。特别地，变换步骤包括将一个值变换成至少两个值。优选地，确定出的排气功率值被变换成排气温度值和/或排气质量流量值。进一步优选地，确定出的排气功率值被变换成排气歧管压力值。特别地，排气温度值和/或排气质量流量值和/或排气歧管压力值特别适合于用作用于控制内燃发动机的参数。优选地，基于等压过程将期望的目标排气功率值变换成目标排气温度值和/或目标排气质量流量值。进一步优选地，基于等容过程将期望的目标排气功率值变换成目标排气温度值和/或目标排气质量流量值。变换可以包括测量和/或计算和/或估计。特别地，变换步骤基于如上所述的近似为关于参考温度值的比热容、排气质量流量和排气温度值的乘积的排气功率之间的优选依赖性。
优选地，如果已知排气质量流量值和涡轮出口温度值，则将目标排气功率值变换成目标排气温度值。进一步优选地，如果已知排气温度值和涡轮出口温度值，则将目标排气功率值变换成目标排气质量流量值。
例如，考虑到已经被加热的某种类型的内燃发动机和大约25℃的环境温度值，例如，可以使用例如基于确定出的1000rpm的发动机转速和确定出的400Nm的发动机负荷值的值映射确定大约25kW的目标排气功率。这样的确定出的目标排气功率可以进一步取决于内燃发动机的类型和其他参数。目标排气功率值可以被变换成目标排气质量流量和/或目标排气温度值。将确定出的25kW目标排气功率值变换为目标排气质量流量和/或目标排气温度值可以提供例如大约每秒0.09kg的排气质量流量和/或大约290℃的排气温度值。
例如，考虑到冷启动后的某种类型的内燃发动机和大约25℃的环境温度值，可以使用例如基于确定出的1000rpm的发动机转速和确定出的400Nm的发动机负荷值的值映射确定大约35kW的目标排气功率。再次，应理解，这样的确定出的目标排气功率可以进一步取决于内燃发动机的类型和其他参数。目标排气功率值可以被变换成目标排气质量流量和/或目标排气温度值。将确定出的35kW目标排气功率值变换成目标排气质量流量和/或目标排气温度值可以提供例如大约每秒0.1kg的排气质量流量和/或大约350℃的排气温度值。
优选地，基于具有发动机转速值和发动机负荷值的值映射来确定目标排气功率值。确定出的目标排气功率值被变换成目标排气温度值和目标排气质量流量值。优选地，目标排气功率值对应于排气后处理系统快速减少排放所需的热流量，特别是在冷启动之后和/或低环境温度下。
有利地，该优选实施例允许将期望的目标排气功率值变换成目标排气温度值和/或目标排气质量流量值。借助于目标排气温度值和/或目标排气质量流量值来控制内燃发动机允许对排气流进行非常直接和精确的控制，以便快速加热排气后处理系统。因而，这样的优选实施例的方法进一步改善了在冷启动之后和/或在低环境温度下内燃发动机的排放的减少。
根据另外的实施例，该方法进一步包括确定目标排气温度值和目标排气歧管压力值的步骤。此外，该方法进一步包括确定当前排气温度值和当前排气歧管压力值的步骤。根据确定出的当前排气歧管压力值与确定出的目标排气歧管压力值的偏差，控制通过排气导管的排气流。此外，根据确定出的当前排气温度值与确定出的目标排气温度值的偏差，控制通过旁路导管的旁路流。
优选地，基于取决于待确定的发动机速度值和发动机负荷值的值映射来确定目标排气歧管压力和目标排气温度。此外，该实施例可以包括下列步骤：根据确定出的冷却剂温度来选择用于确定目标排气歧管压力和目标排气温度的值映射。
确定目标和当前排气流温度值以及目标和当前排气歧管压力值允许以非常精确的方式控制内燃发动机。特别地，减小了控制的延迟，这允许内燃发动机快速加热排气后处理系统。因而，有利地，该方法的这种实施例进一步减少了内燃发动机的排放，特别是在冷启动之后和/或在低环境温度值下。
根据另外的实施例，该方法进一步包括控制通过空气导管的空气流的步骤。优选地，取决于确定出的目标排气性能参数值和/或取决于确定出的当前排气性能参数值与确定出的目标排气性能参数值的偏差来控制空气流。
优选地，该方法可以被应用于控制内燃发动机以减少车辆中的内燃发动机的排放。特别地，该方法可以被应用于进一步优选地控制进入气缸的空气流，以快速加热排气后处理系统。
优选地，内燃发动机可以包括被布置在气缸的上游的可调节空气流限制元件，以控制通过空气导管引导的空气流。特别地，可调节空气流限制元件被布置在压缩机和气缸之间。优选地，可调节空气流限制元件经过适当的修改而包括与上文关于可调节排气流限制元件和/或可调节旁路流限制元件所述的一些或全部技术特征和/或功能相对应的技术特征和/或功能。特别地，至于控制空气流的方法步骤的优点和优选的进一步细节，参考与关于上述控制排气流和/或旁路流相对应的方法步骤的优点和优选的进一步细节。
通过控制排气流、旁路流和空气流，内燃发动机、特别是排气后处理系统的运行温度能够被甚至更精确且快速地控制。本文中所述的方法提供了减少车辆中的内燃发动机的排放的有利解决方案，尤其是在低环境温度下和/或在冷启动之后和/或在低负荷之后等。该方法的优点在于，通过控制空气流，增加了内燃发动机的排气功率，特别是更快地加热排气后处理系统。本方法特别是在低环境温度下和/或在冷启动之后和/或在低负荷之后提供优点。由于用于控制内燃发动机的方法允许更快地加热排气后处理系统，因此可以以有利的方式减少排放。
此外，该方法的优点在于利用涡轮的增大的膨胀比，特别是当可调节排气流限制元件被布置在气缸与涡轮之间时。增大的膨胀比使得能够增加空气流的压缩，因而增加空气流。之后，即使借助于可调节排气流限制元件减小了排气流动面积，排气流也由于增加的空气流而增加。因而，排气后处理系统具有更高的排气功率。
根据本发明的第二方面，该目标通过根据权利要求9的计算机程序来实现。该计算机程序包括程序代码装置，用于当在计算机上运行所述程序时执行本文中所述的方法的方面和实施例的步骤。
关于计算机程序的优点、优选实施例和细节，参考上述方法的对应方面和实施例。
根据本发明的第三方面，该目标通过根据权利要求10的计算机可读介质来实现。该计算机可读介质携载计算机程序，该计算机程序包括程序代码装置，用于当在计算机上运行所述程序产品时执行本文中所述的方法的方面和实施例的步骤。
关于计算机可读介质的优点、优选实施例和细节，参考上述方法的对应方面和实施例。
根据本发明的第四方面，该目标通过根据权利要求11的控制单元来实现。用于控制内燃发动机的控制单元被配置成执行本文中所述的方法的方面和实施例的步骤。
优选地，控制单元适应于确定目标和当前排气性能参数值、发动机运行参数值和/或当前排气性能参数值与目标排气性能参数值的偏差。特别地，控制单元适应于计算和/或测量和/或估计相应的值。优选地，控制单元适应于确定和/或产生和/或存储确定出的目标和当前排气性能参数值、确定出的偏差值和/或相应的流控制信号值。
优选地，控制单元可以通过相应的流信号线连接到可调节排气流限制元件和/或可调节旁路流限制元件和/或可调节空气流限制元件。优选地，控制单元适应于控制通过相应导管的相应流，特别是适应于控制相应的可调节流限制元件。
特别地，控制单元可以连接到相应传感器，特别是温度传感器、压力传感器、速度传感器和/或扭矩传感器。优选地，控制单元经由相应的信号线连接到相应的传感器。特别地，控制单元可以适应于确定和/或存储相应的传感器值。
关于控制单元的优点、优选实施例和细节，参考上述方法的对应方面和实施例。
根据本发明的第五方面，该目标通过根据权利要求12的内燃发动机来实现。这样的内燃发动机包括气缸和涡轮增压器，该涡轮增压器具有压缩机以及驱动该压缩机的涡轮。此外，空气导管被布置成将空气流从压缩机引导到气缸。此外，排气导管被布置成将排气流从气缸引导到涡轮。在气缸和涡轮之间，布置有可调节排气流限制元件，以控制通过排气导管的排气流。特别地，内燃发动机进一步包括旁路导管，该旁路导管被布置成使旁路流绕过涡轮。此外，可调节旁路流限制元件被布置成控制通过旁路导管引导的旁路流。
优选地，在压缩机和气缸之间，可调节空气流限制元件被布置成控制通过空气导管引导的空气流。
根据一个实施例，内燃发动机包括被布置在气缸的下游的排气流温度传感器。此外，内燃发动机可以包括发动机冷却剂系统，该发动机冷却剂系统具有冷却剂温度传感器和/或被布置在内燃发动机的周边的环境温度传感器。优选地，内燃发动机可以包括被布置在气缸的下游的排气流压力传感器和/或被布置在气缸的上游的空气流压力传感器。优选地，内燃发动机可以包括具有这样的冷却剂温度传感器的发动机冷却剂系统。特别地，内燃发动机包括适应于确定发动机转速值的速度传感器。进一步优选地，内燃发动机包括适应于确定发动机负荷的扭矩传感器。
根据另一个实施例，内燃发动机包括本文中所述的控制单元。进一步优选地，本文中所述的内燃发动机包括排气后处理系统。
本发明也涉及一种包括本文中所述的内燃发动机的车辆。优选地，本文中所述的车辆具有排气后处理系统。
关于内燃发动机和车辆的优点、优选实施例和细节，参考上述方法的对应方面和实施例。
在以下描述和从属权利要求中公开了本发明的其他优点和有利特征。
附图说明
参考附图，下文是对作为示例引用的本发明的实施例的更详细描述。
在附图中：
图1是卡车形式的车辆的侧视图；
图2是图1中的车辆中的内燃发动机的示例实施例的示意图；
图3是内燃发动机的另外的示例实施例的示意图；
图4是用于图2至图3中所示的内燃发动机的排气流限制元件的示例实施例的示意图；
图5是示出用于控制图1中的车辆中的内燃发动机的方法的示例实施例中的步骤的示意性框图；
图6是示出用于控制内燃发动机的方法的另外的示例实施例中的步骤的示意性框图；
图7是示出用于控制内燃发动机的方法的另外的示例实施例中的步骤的示意性框图；
图8是示出用于控制内燃发动机的方法的另外的示例实施例中的步骤的示意性框图；
图9是示出用于控制内燃发动机的方法的另外的示例实施例中的步骤的示意性框图；
图10是示出用于控制内燃发动机的方法的另外的示例实施例中的步骤的示意性框图；
图11a至图11c是值映射集合的不同示例实施例的示意图；
图12是示出用以确定至少一个发动机运行参数值的详细的示例步骤的示意性框图；
图13是示出用以确定目标排气性能参数值的详细的示例步骤的示意性框图；
图14是示出用以确定当前排气性能参数值的详细的示例步骤的示意性框图；并且
图15是示出用以确定确定出的当前排气性能参数值与确定出的目标排气性能参数值的偏差的详细的示例步骤的示意性框图。
具体实施方式
图1示出了卡车或用于半挂车的牵引车的形式的车辆10。进一步优选地，这样的车辆10可以是小汽车、公共汽车或作业机械。车辆10包括内燃发动机1，特别是四冲程内燃发动机1。进一步优选地(但是在图1中未示出)，车辆10可以包括与内燃发动机1连接的排气后处理系统8。
图2和图3示出了内燃发动机1的可能示例实施例的示意图。然而，本文中所要求保护的内燃发动机1不应被约束或限制于所提供的内燃发动机的示例实施例。特别地，内燃发动机1的另外的实施例可以是下文的内燃发动机1的所示示例实施例的组合，和/或可以不包括内燃发动机的所示示例实施例的某些特征。
图2示出了被设置在诸如图1中所示的车辆中的内燃发动机1的基本实施例。由此，经由空气流导管901向气缸301、302提供空气流。特别地，本实施例具有涡轮增压器，该涡轮增压器包括压缩空气流的压缩机402以及驱动压缩机402的涡轮401。涡轮401和压缩机402被布置在接合轴上，以驱动压缩机402。进一步优选地(但未示出)，可以通过发动机增压空气冷却器来控制空气流的温度。从气缸301、302经由排气导管501、502向涡轮401提供排气流。在所示的示例中，示出了两个排气导管501、502。然而，从气缸301、302提供的排气流也可以被引导通过单个排气导管或通过三个或更多个排气导管。排气流穿过涡轮401并膨胀。通过使排气流膨胀来驱动涡轮401。可以通过被布置在涡轮401下游的涡轮出口导管801来引导膨胀的排气流。对涡轮401以及因而对压缩机402的驱动可以进一步优选地由被引导绕过涡轮401的旁路流来控制。优选地，旁路流被引导通过被布置成绕过涡轮401的旁路导管905。在该优选示例实施例中，旁路导管被布置在气缸301、302的下游，以连接排气导管502和涡轮出口导管801。例如，涡轮出口导管801被布置在涡轮401与排气后处理系统8之间。优选地，内燃发动机包括可调节旁路流限制元件904和可调节排气流限制元件601、602，该可调节旁路流限制元件904和可调节排气流限制元件601、602适应于控制被引导通过相应的导管501、502、905的相应流。
根据图2中的实施例，内燃发动机1包括控制单元21，该控制单元21适应于通过信号线6010、6020、9040控制可调节旁路流限制元件904并控制可调节排气流限制元件601、602。特别地，可调节旁路流限制元件904和可调节排气流限制元件601、602是可连续调节的。特别地，控制单元21适应于经由信号线9040提供旁路流控制信号，以控制可调节旁路流限制元件904。进一步优选地，控制单元21适应于经由信号线6010、6020提供排气流控制信号值，从而控制可调节排气流限制元件601、602。优选地，相应的控制信号是电动和/或气动信号。
基于图2中所示的示例实施例，图3中所示的另外的优选示例实施例示出了进一步包括可调节的空气流限制元件903以控制空气流的内燃发动机1。可调节的空气流限制元件903适应于增大、减小和/或维持被引导通过空气导管901的空气流。特别地，可调节的空气流限制元件903被布置在空气导管901内部或空气导管901处。特别地，可调节的空气流限制元件903是可连续调节的。特别地，内燃发动机1具有另外的信号线9030，该信号线9030被布置成将控制单元21与可调节的空气流限制元件903连接。
优选地，内燃发动机1包括空气流压力传感器211，该空气流压力传感器211被布置在气缸301、302的上游的空气导管901处。空气流压力传感器211适应于确定被引导通过空气导管901的空气流的当前空气流压力值。内燃发动机1也包括被布置在排气导管501、502处的排气流压力传感器214，以确定被引导通过排气导管501、502的排气流的排气歧管压力值。
进一步优选地，内燃发动机1包括排气流温度传感器224，该排气流温度传感器224优选地被布置在涡轮401和排气后处理系统8之间。排气流温度传感器224适应于确定被引导通过相应的导管801的烟气的当前排气流温度值。进一步优选地，内燃发动机1包括具有冷却剂温度传感器714的发动机冷却剂系统701。优选地，冷却剂温度传感器714被布置成确定内燃发动机1的当前冷却剂温度值。进一步优选地，内燃发动机1包括环境温度传感器221。优选地，环境温度传感器221被布置成确定当前环境温度值。优选地，环境温度传感器221被布置在气缸301、302的外部。最优选地，环境温度传感器与气缸301、302热断开，并被布置成确定车辆10周围的环境的当前环境温度值。
根据图3的实施例，优选地，内燃发动机1包括控制单元21，该控制单元21适应于控制空气流、特别是可调节的空气流限制元件903。特别地，控制单元21适应于经由信号线9030提供空气流控制信号值，以控制可调节的空气流限制元件903。进一步优选地，控制单元21适应于经由空气流压力传感器211确定当前空气流压力值，并经由排气流压力传感器214确定当前排气歧管压力值。特别地，内燃发动机1具有另外的信号线2110、2140，该信号线2110、2140被布置成将控制单元21与空气流压力传感器211和排气流压力传感器214相连接。优选地，排气流压力传感器214可以与排气导管501相关联。进一步优选地，排气流压力传感器214与排气导管501、502相关联。进一步优选地，控制单元21适应于通过排气流温度传感器224确定当前排气流温度值。进一步优选地，控制单元21适应于通过冷却剂温度传感器714确定当前冷却剂温度值。进一步优选地，控制单元21适应于通过环境温度传感器221确定当前环境温度值。特别地，内燃发动机1具有信号线2110、2140、2210、2240、7140，该信号线2110、2140、2210、2240、7140被布置成将控制单元21与相应的传感器211、214、221、224、714相连接。优选地，相应的控制信号和/或传感器信号是电动和/或气动信号。
优选地，控制单元21适应于根据确定出的当前空气流压力值和/或确定出的当前排气歧管压力值来控制空气流和/或排气流和/或旁路流。
特别地，内燃发动机1的优选实施例可以包括所介绍的可调节限制元件601、602、903、904的任何组合和/或传感器211、214、221、224、714的任何组合。进一步优选地，控制单元21适应于控制空气流和/或排气流和/或旁路流，以更快地达到确定出的目标排气性能参数值。
图4示出了内燃发动机1的可调节排气流限制元件601的示例实施例。可调节排气流限制元件601的这样的示例实施例可以被设置在图2至图3中介绍的内燃发动机1的示例实施例中的一个示例实施例。所示的可调节排气流限制元件601的是具有翻板604的蝶阀。蝶阀可以包括具有步进马达、无刷马达或气动马达的排气流限制致动组件603。优选地，排气流限制致动组件603被设置成调节可调节排气流限制元件601，即调节翻板604绕着轴605的角度位置，以便调节排气流面积。翻板604是不对称的，即翻板的延伸部在轴605的一侧上比在另一侧上大。结果，可调节排气流限制元件601被布置成当在排气流限制致动组件603中存在故障时采取可调节排气流限制元件601不限制或阻碍或约束流经排气导管501的流量的位置。优选地，排气流限制致动组件603适应于由排气流控制信号值来控制。因而，可以经过适当的修改来设计可调节空气流限制元件903和/或可调节旁路流限制元件904。
图5至图10是示出用于控制(诸如图1中所示的)车辆10中的(诸如图2和图3中所示的)内燃发动机1的方法的优选示例实施例中的步骤的示意性框图。然而，本文中所要求保护的用于控制内燃发动机1的方法不应受约束或受限于所提供的方法的示例实施例。特别地，方法的另外的实施例可以是下文方法的所示示例实施例的组合，和/或可以不包括方法的所示示例实施例的某些步骤。
图5是示出用于控制内燃发动机1的方法的优选示例实施例中的步骤的示意性框图。特别地，方法的该优选实施例包括四个步骤：确定至少一个发动机运行参数的值S1；根据确定出的发动机运行参数值来确定排气性能参数的目标值S2；以及根据确定出的目标排气性能参数值控制通过旁路导管905的旁路流S3；以及根据确定出的目标排气性能参数值控制通过旁路导管501、502的旁路流S4。
图12是示出用以确定至少一个发动机运行参数值的详细示例步骤的示意性框图。特别地，确定至少一个发动机运行参数的值S1可以包括下列步骤：确定发动机转速值S1.1；和/或确定发动机负荷值S1.2；和/或确定冷却剂温度值S1.3；和/或确定环境温度值S1.4。进一步优选地，所述至少一个发动机运行参数是空气流温度和/或空气流压力。特别地，确定发动机转速值S1.1包括通过转速传感器来测量发动机转速值的步骤，该转速传感器被设置成测量气缸301、302的曲轴的转速。进一步优选地，确定发动机负荷值包括基于针对气缸301、302的燃烧冲程的所提供的空气流和所提供的燃料流来计算发动机负荷值的步骤。
图13是示出用以确定至少一个目标排气性能参数值的详细示例步骤的示意性框图。特别地，确定至少一个目标排气性能参数值S2可以包括下列步骤：确定目标排气温度值S2.1；和/或确定目标排气质量流量值S2.2；和/或确定目标排气歧管压力值S2.3。进一步优选地，确定目标排气性能参数值的步骤可以包括确定目标排气功率值S2.4的步骤。特别地，如果确定了目标排气功率值S2.4，则确定目标排气性能参数值进一步包括将目标排气功率值变换成目标排气温度值和/或变换成目标排气质量流量值的步骤S2.5。进一步优选地，排气性能参数是涡轮401的下游的、特别是被引导通过涡轮出口导管801的膨胀的排气流的温度。进一步优选地，排气性能参数是排气后处理系统8的温度。最优选地，确定目标排气性能参数值S2包括针对三个或更多个的排气性能参数、特别是不同的排气性能参数中的两个或多个来确定目标值。
特别地，确定出的目标排气性能参数值是假定要达到或接近的内燃发动机1的期望状态，以特别地在期望状态下、优选是期望的运行温度下运行排气后处理系统8。特别地，假定通过控制S3通过旁路导管905的旁路流的步骤和/或通过控制S4通过排气导管501、502的排气流的步骤达到或接近确定出的目标排气性能参数值。特别地，所控制的旁路流和/或所控制的排气流可以向气缸301、301提供减少的空气流，和/或从气缸301、302提供减少的烟气流。特别地，所控制的旁路流和/或所控制的排气流可以提供减少的相应流。特别地，控制相应流可以取决于某些环境和/或场景，诸如针对确定出的发动机运行参数和/或确定出的目标排气性能参数值的某些集合。
特别地，为了控制旁路流和/或排气流，可以将确定出的目标排气性能参数值解码成旁路流控制信号值和/或排气流控制信号值。优选地，旁路流控制信号值和/或排气流控制信号值可以通过控制单元21提供，以控制可调节旁路流限制元件904和/或可调节排气流限制元件601、602，从而达到或接近确定出的目标排气性能参数值。
优选地，在用于控制内燃发动机1的方法的该优选示例实施例中，可以根据确定出的排气性能参数值和/或确定出的发动机运行参数值开环控制旁路流和/或排气流。
因而，基于图5中所示的用于控制内燃发动机1的方法的示例实施例，如图6中所示，用于控制内燃发动机1的方法的另外的示例实施例进一步包括根据确定出的冷却剂温度值选择S5用于确定目标排气性能参数值的值映射的步骤。在该优选示例实施例中，确定目标排气性能参数值的步骤取决于确定出的发动机转速值S1.1、确定出的发动机负荷值S1.2以及确定出的冷却剂温度值S1.3。优选地，图11a中所示的值映射的集合可以是在图6中所示的示例实施例中所选择的值映射。因而，根据确定出的发动机转速值S1.1、确定出的发动机负荷值S1.2以及确定出的冷却剂温度值S1.3，确定目标排气性能参数值。
优选地，通过值映射来确定目标排气性能参数值。图11a示出了值映射集合的示意图，该值映射集合根据发动机运行参数值、特别是根据发动机负荷值、发动机转速值以及冷却剂温度值来提供目标排气性能参数值。图11a中所示的示例实施例公开了值映射集合，其中，为不同的冷却剂温度值提供不同的值映射。
特别地，可以基于值映射集合将目标排气性能参数值解码成相应流控制信号值。在图11b中示意性地示出了将目标排气性能参数值解码成排气流控制信号值的示例实施例。进一步优选地(未示出)，可以根据确定出的冷却剂温度值将确定出的目标排气性能参数值解码成旁路流控制信号值和/或空气流控制信号值。优选地，这样的值映射被存储在控制单元21中。最优选地，在测试床环境中确定目标排气性能参数和发动机运行参数的相关性。
优选地，图11a中所示的值映射集合和图11b中所示的值映射集合可以被集成为一个值映射集合。优选地，值映射集合中的每个单独的值映射都可以是二维表的形式，例如如图11a、11b、11c中所示。进一步优选地，值映射集合中的每个单独的值映射都可以是三维或更多维的表的形式。
图7至图9示出了用于控制内燃发动机1的方法的另外的优选示例实施例，其中，可以根据确定出的当前排气性能参数值与确定出的目标排气性能参数值的偏差来控制内燃发动机1。因而，图7至图9中所示的另外的优选示例实施例可以进一步包括下列步骤：确定当前排气性能参数值S6；以及确定当前排气性能参数值与确定出的目标排气性能参数值的偏差S7。
特别地，确定当前排气性能参数值S6可以包括下列步骤：确定排气温度值S6.1；确定排气质量流量值S6.2；和/或确定排气歧管压力值S6.3，如图14中所示。特别地，确定当前排气性能参数值与目标排气性能参数值的偏差的步骤S7可以包括：确定当前排气温度值与目标排气温度值的偏差的步骤S7.1；确定当前排气质量流量值与目标排气质量流量值的偏差的步骤S7.2；以及确定当前排气歧管压力值与目标排气歧管压力值的偏差的步骤S7.3，如图15中所示。
在图7至图9中所示的优选示例实施例中，可以根据确定出的当前排气性能参数值与确定出的目标排气性能参数值的偏差来控制旁路流和/或排气流。在图7中所示的示例实施例中，控制内燃发动机1，其中，控制旁路流的步骤S3取决于确定出的当前排气性能参数值与确定出的目标排气性能参数值的偏差，并且控制排气流的步骤取决于确定出的目标排气性能参数值S4。特别地，闭环控制旁路流，并且开环控制排气流。在图8中所示的方法的示例实施例中，控制内燃发动机1，其中，根据确定出的目标排气性能参数值来控制S3旁路流，并且根据确定出的当前排气性能参数值与确定出的目标排气性能参数的偏差来控制S4排气流。特别地，开环控制旁路流，并且闭环控制排气流。在图9中所示的方法的示例实施例中，控制内燃发动机1，其中，根据确定出的当前排气性能参数值与确定出的目标排气性能参数值的偏差来控制S3、S4旁路流和排气流。特别地，闭环控制旁路流和排气流。
应基于图7中所示的示例实施例来解释内燃发动机1的闭环控制。优选地，在闭环控制中，每个步骤或步骤的选择可以以迭代方式执行。例如，由于被控制的旁路流，所以内燃发动机1的排气性能将改变。优选地，迭代地应用当前排气性能参数值的步骤S6以及确定当前排气性能参数值与确定出的目标排气性能参数值的偏差的步骤S7来控制旁路流，如图7中以Y1所示。此外，在已经控制S3了旁路流之后，至少一个发动机运行参数值、特别是发动机转速值和/或发动机负荷值可以改变。因而，可以优选的是也迭代地确定至少一个发动机运行参数的值S1和至少一个目标排气性能参数值S2，如图7中以X1所示。
针对图7中所示的示例实施例所描述的用于闭环控制旁路流的步骤也可以类似地通过适当的修改应用于排气流，从而通过由S4和S1之间的连接X2以及S4和S6之间的连接Y2所示的排气流的不同的可能闭环控制替选方案而根据如图8和图9中所示的确定出的偏差值来进行控制。
进一步优选地，可以根据图9中所示的示例实施例来控制内燃发动机1。在该优选实施例中，进一步通过控制空气流来控制S8内燃发动机1。特别地，控制空气流的步骤也取决于确定出的当前排气性能参数值与确定出的目标排气性能参数值的偏差。因而，如针对图7中所示的示例实施例所描述的用于闭环控制旁路流的步骤可以类似地应用于待控制的空气流。由S8与S1之间的连接X3以及S8与S6之间的连接Y3示出不同的可能闭环控制替选方案。
优选地，图7至图9中所示的示例实施例可以包括根据图11a选择用于确定目标排气性能参数值的值映射的步骤S5。进一步优选地，为了控制排气流，可以根据图11c选择值映射集合，其中，可以根据确定出的当前排气性能参数值与确定出的目标排气性能参数值的偏差来识别排气流控制信号值。该程序类似地应用于控制空气流和/或旁路流。优选地，图11a中所示的值映射集合和图11c中所示的值映射集合可以集成为一个值映射集合。特别地，在测试床环境中确定相应流控制信号值和确定出的当前排气性能参数值与确定出的目标排气性能参数值和/或发动机运行参数值的偏差之间的相关性。进一步优选地，根据图11a至图11c中所示的冷却剂温度和/或环境温度来确定值映射和值映射集合。
图10示出了特别是通过闭环控制旁路流和排气流而用于闭环控制内燃发动机1的方法的另外的优选示例实施例。该优选示例实施例包括确定至少一个发动机运行参数的值的步骤S1。进一步优选地，可以确定当前排气温度值S6.1，以确定目标排气性能参数值S2。特别地，目标排气性能参数值应通过值映射来确定。因而，应确定对应的值映射S5。特别地，应根据确定出的发动机运行参数和确定出的排气温度值来确定目标排气性能参数值。进一步优选地，在进一步的步骤中，该方法包括确定当前排气性能参数值的步骤S6。应基于确定出的当前排气性能参数值和确定出的目标排气性能参数值来确定偏差S7。根据确定出的当前排气性能参数值与确定出的目标排气性能参数值的偏差，可以控制旁路流和排气流S3、S4。
优选地，方法步骤、特别是本文中所述的方法的至少一些或全部步骤可以优选地以本文中所述的顺序应用。进一步优选地，一些或所有方法步骤可以通过不同于本文中所述顺序的顺序来应用。优选地，一些或所有方法步骤可以并行应用。进一步优选地，方法步骤、至少一些或所有方法步骤可以按顺序应用。
应理解，本发明不限于上文所述和附图中所示的实施例；相反，本领域技术人员应认识到，可以在所附权利要求的范围内做出许多改变和修改。

Claims (15)

1.一种用于控制内燃发动机(1)的方法，所述内燃发动机(1)包括：气缸(301、302)；排气导管(501、502)，所述排气导管(501、502)被布置成将排气流从所述气缸(301、302)通过涡轮(401)引导；和旁路导管(905)，所述旁路导管(905)被布置成使旁路流从所述气缸(301、302)绕过所述涡轮(401)，
所述方法包括下列步骤：
-确定(S1)至少一个发动机运行参数的值，
其特征在于，
-根据所确定的发动机运行参数值来确定(S2)排气性能参数的目标值，和
-根据所确定的目标排气性能参数值，
o控制(S4)通过所述排气导管(501、502)的所述排气流，和
o控制(S3)通过所述旁路导管(905)的所述旁路流。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述至少一个发动机运行参数是以下参数中的至少一个：
-发动机转速，和/或
-发动机负荷，和/或
-冷却剂温度，和/或
-环境温度；
和/或
所述排气性能参数是以下参数中的至少一个：
-排气温度，和/或
-排气质量流量，和/或
-排气歧管压力，和/或
-排气功率。
3.根据权利要求1至2中的任一项所述的方法，包括：
-确定(S6)当前排气性能参数值，和
-根据所确定的当前排气性能参数值与所确定的目标排气性能参数值的偏差来控制(S4)通过所述排气导管(501、502)的所述排气流；和/或
-根据所确定的当前排气性能参数值与所确定的目标排气性能参数值的偏差来控制(S3)通过所述旁路导管(905)的所述旁路流。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的方法，包括：
-确定(S1.1)发动机转速值和/或确定(S1.2)发动机负荷值，和
-根据所确定的发动机转速值和/或所确定的发动机负荷值来确定(S2)所述目标排气性能参数值。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的方法，包括：
-确定(S1.3)冷却剂温度值和/或确定(S1.4)环境温度值和/或确定(S6.1)排气温度值，和
-根据所确定的冷却剂温度值和/或所确定的环境温度值和/或所确定的排气温度值来选择(S5)用于确定所述目标排气性能参数值的值映射，和/或
-根据所确定的冷却剂温度值和/或所确定的环境温度值和/或所确定的排气温度值来确定(S2)所述目标排气性能参数值。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的方法，包括：
-将所确定的目标排气功率值变换(S2.5)成目标排气温度值和/或目标排气质量流量值。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的方法，包括：
-确定(S2.1)目标排气温度值，
-确定(S2.3)目标排气歧管压力值，
-确定(S6.1)当前排气温度值，
-确定(S6.3)当前排气歧管压力值，
-根据所确定的当前排气歧管压力值与所确定的目标排气歧管压力值的偏差来控制(S4)通过所述排气导管(501、502)的所述排气流，以及
-根据所确定的当前排气温度值与所确定的目标排气温度值的偏差来控制(S3)通过所述旁路导管(905)的所述旁路流。
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的方法，包括：
根据以下参数来控制(S8)通过空气导管(901)的空气流：
-根据所确定的所述目标排气性能参数值；和/或
-根据所确定的当前排气性能参数值与所确定的目标排气性能参数值的偏差。
9.一种计算机程序，所述计算机程序包括程序代码装置，所述程序代码装置用于当在计算机上运行所述程序时执行根据权利要求1至8中的任一项所述的步骤。
10.一种计算机可读介质，所述计算机可读介质携载包括程序代码装置的计算机程序，所述程序代码装置用于当在计算机上运行所述程序产品时执行根据权利要求1至8中的任一项所述的步骤。
11.一种用于控制内燃发动机(1)的控制单元(21)，其中，所述控制单元(21)被配置成执行根据权利要求1至8中的任一项所述的方法的步骤。
12.一种内燃发动机(1)，包括：
-气缸(301、302)，
-涡轮增压器(4)，所述涡轮增压器(4)具有压缩机(402)以及驱动所述压缩机(402)的涡轮(401)，
-空气导管(901)，所述空气导管(901)被布置成将空气流从所述压缩机(402)引导到所述气缸(301、302)，
-排气导管(501、502)，所述排气导管(501、502)被布置成将排气流从所述气缸(301、302)引导到所述涡轮(401)，
-可调节排气流限制元件(601、602)，所述可调节排气流限制元件(601、602)被布置在所述气缸(301、302)和所述涡轮(401)之间，并且被布置成控制通过所述排气导管(501、502)的排气流，并且
其特征在于，所述内燃发动机(1)进一步包括：
-旁路导管(905)，所述旁路导管(905)被布置成使旁路流绕过所述涡轮(401)，和
-可调节旁路流限制元件(904)，所述可调节旁路流限制元件(904)被布置成控制通过所述旁路导管(905)引导的所述旁路流。
13.根据权利要求12所述的内燃发动机(1)，其中，所述内燃发动机(1)包括：
-排气流温度传感器(224)，所述排气流温度传感器(224)被布置在所述气缸(301、302)的下游，和/或
-发动机冷却剂系统(701)，所述发动机冷却剂系统(701)具有冷却剂温度传感器(714)，和/或
-环境温度传感器(221)，所述环境温度传感器(221)被布置在所述内燃发动机(1)的周边，和/或
-排气流压力传感器(214)，所述排气流压力传感器(214)被布置在所述气缸(301、302)的下游，和/或
-空气流压力传感器(211)，所述空气流压力传感器(211)被布置在所述气缸(301、302)的上游。
14.根据权利要求12至13中的任一项所述的内燃发动机(1)，所述内燃发动机(1)包括根据权利要求11所述的控制单元(21)。
15.一种车辆(10)，所述车辆(10)包括根据权利要求12至14中的任一项所述的内燃发动机(1)。
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