CN107690522A - 操作内燃活塞发动机的方法、用于控制内燃活塞发动机的操作的控制系统以及内燃活塞发动机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种操作内燃活塞发动机(10)的方法。在瞬时负载状态是确定的情况下，利用定时补偿值校正基础定时指示，以产生经校正的定时指示，和/或利用持续时间补偿值校正基础持续时间指示，以产生经校正的持续时间指示，并且通过使用经校正的定时指示和/或经校正的持续时间指示将引燃燃料引入到发动机的燃烧室中来点燃燃烧室中的主燃料。在瞬时负载状态是非确定的情况下，通过使用基础定时指示和/或基础持续时间指示将引燃燃料引入到发动机的燃烧室中来点燃燃烧室中的主燃料。本发明还涉及一种控制系统(100)并且涉及一种设置有所述控制系统的内燃活塞发动机(10)。
Description
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序的、操作内燃活塞发动机的方法。本发明还涉及一种用于控制内燃活塞发动机的操作的控制系统。
本发明还涉及一种包括控制系统的内燃活塞发动机。
背景技术
即使动力产生中的大型发动机通常以某种程度上适度的负载变化来操作，也存在需要非常快速的负载变化时的情形。在该情况下，大型发动机被认为是可以生成每气缸多于150kW动力的这种活塞发动机。
存在特别是与船舶中的发动机有关的问题，在船舶中，快速增大发动机负载的能力是重要的安全特征。通常需要为了为船快速提供转向功率而可以提供在0％-33％、33％-66％以及66％-100％之间的负载阶跃(load step)。如果功率的这种快速增加无法实现，则可能引起不足的操纵能力，并且因此甚至引起危险情形。特别是在发动机直接连接到螺旋桨轴的设施中的另一个问题是发动机当在波涛汹涌的海中操作时将经历负载的突然变化。
在发动机安装在产生电力和/或热功率的发电厂中的情况下，能够非常快速地承担负载并提供稳定的燃烧也变得越来越重要。作为与发电厂发动机的操作有关的一个方面是连接到电网的越来越多的风力发电系统，这也产生更不稳定的电网频率。为了提高电网频率的稳定性，制定由电网系统中的各种操作员遵循来以高效、可靠、经济且安全的方式计划、开发、维护并操作电力系统的规则、指导方针和/或标准的所谓电网标准已经被使得更严格，其中，需要非风力发电厂比之前更大程度地支持电网频率。
大燃气发动机有利地操作为使得气缸中空气和气态燃料的混合物具有比对于完全燃烧所需的更多空气。稀薄燃烧降低峰值温度，并且因此减少NOX排放。在避免爆震的同时提高效率并达到更高的输出。稀薄空气-燃料混合物的燃烧通过将少量的液体引燃燃料(像轻燃料油(LFO))喷射到气缸中来发起。引燃燃料在传统柴油过程中点燃，这为点燃发动机的燃烧室中的空气-气态燃料混合物提供高能量点火源。
对于发动机负载的大变化，发动机因此变得倾向于气缸爆震和不点火，这潜在地可能引起负载承受的限制。
WO 2012080568A2公开了一种在瞬时负载变化中操作内燃活塞发动机的方法，该发动机将气态燃料用作其主燃料，并且将液态燃料用作引燃燃料。方法包括以下步骤：基于指示发动机负载的所述一个或更多个信号确定要被引入到燃烧室中的气态燃料的量和液态燃料的量的比。在增加指示发动机的负载的一个或更多个信号的情况下，改变所引入气态燃料的量与所引入液态燃料的量的比。要被引入到燃烧室中的气态燃料的量和液态燃料的量的比被确定为使得限定指示发动机的负载的一个或更多个信号的时间导数。
特别地，燃气发动机可能对充气压力(charge air pressure)和温度偏差非常敏感，因此影响引燃燃料喷射时的压缩温度和压力。瞬时操作(像快速装载和负载阶跃)期间的问题是充气压力经常在基准值以下，这不期望地影响引燃燃料可燃性，因此产生不良且不稳定的燃烧，甚至产生不点火。
发明内容
本发明的目的是提供一种提供更灵活、安全且可靠的操作且使以上所提及的问题最小化的、操作内燃活塞发动机的方法。
本发明的目的由一种操作内燃活塞发动机的方法来满足，该内燃活塞发动机使用主燃料和用于点燃主燃料的引燃燃料，方法包括以下步骤：
-获取指示发动机的操作条件的一个或更多个信号；
-基于指示发动机的操作条件的所述一个或更多个信号生成用于引燃燃料引入的基础定时指示和基础持续时间指示；
-将主燃料引入到发动机的燃烧室中；
-基于指示发动机的操作条件的所述一个或更多个信号获取瞬时负载状态；
-在瞬时负载状态是非确定的情况下，通过使用基础定时指示和/或基础持续时间指示将引燃燃料引入到发动机的燃烧室中来点燃燃烧室中的主燃料；
-在瞬时负载状态是确定的情况下，利用定时补偿值校正基础定时指示，以产生经校正的定时指示，和/或利用持续时间补偿值校正基础持续时间指示，以产生经校正的持续时间指示；以及
-通过使用经校正的定时指示和/或经校正的持续时间指示将引燃燃料引入到发动机的燃烧室中来点燃燃烧室中的主燃料。
这样，可以获得更稳定且鲁棒的燃烧过程发动机。特别地，可以提高在瞬时状态为确定的时的燃烧的稳定性和鲁棒性。
凭借本发明，可以降低气态燃料操作的双燃料发动机的不点火和/或气缸爆震的风险。
指示发动机操作条件的信号根据本发明的实施方式为指示发动机的负载和/或发动机的速度的信号。
根据本发明的实施方式，所测量的充气压力表示指示发动机的负载的信号。根据本发明的另一个实施方式，所测量的BMEP(制动平均有效压力(break mean effectivepressure))表示指示发动机的负载的信号。根据本发明的又一个实施方式，所测量的充气压力或BMEP(制动平均有效压力)表示指示发动机的负载的信号。
根据本发明的实施方式，方法包括以下步骤：测量充气压力；以及基于所测量的充气压力获取定时补偿值。
根据本发明的实施方式，方法包括以下步骤：测量充气压力；以及基于所测量的充气压力获取持续时间补偿值。用于引燃燃料引入的基础持续时间指示和持续时间补偿值用于限定喷射引燃燃料期间的时间段。
根据本发明的实施方式，方法包括以下步骤：测量充气压力；以及基于所测量的充气压力与预定基准压力值之间的差获取定时补偿值。有利地，预定基准压力作为发动机的负载的函数来获取。根据本发明的实施方式，定时补偿值作为所测量的充气压力以及所测量的充气压力与预定基准压力值之间的差的函数来获取。
基础定时值和定时补偿值优选地被呈现为曲柄角值(crank angle value)。根据本发明的实施方式，经校正的定时指示相对于上死点前(BTDC)位置的曲柄角位置来呈现。
根据本发明的实施方式，方法包括以下步骤：测量充气压力；以及基于或作为所测量的充气压力与预定基准压力值之间的差的函数来获取持续时间补偿值。
根据本发明的实施方式，方法包括以下步骤：其中，通过将持续时间补偿值加到基础持续时间指示来获得经校正的持续时间指示。由此，在补偿值为正的情况下，经校正的持续时间指示大于基础持续时间指示，并且相应地在补偿值为负的情况下，经校正的持续时间指示小于基础持续时间指示。
根据本发明的实施方式，方法包括以下步骤：其中，通过将定时补偿值加到基础定时指示来获得经校正的定时指示。由此，在定时补偿值为正的情况下，经校正的定时指示大于基础定时指示，以产生比基础定时更提前的定时(因为经校正的定时指示更远离TDC)。相应地，在补偿值为负的情况下，经校正的定时指示小于基础定时指示，以产生比基础定时更推迟的定时(因为经校正的定时指示更靠近TDC)。
根据本发明的实施方式，在发动机的低和/或部分负载操作时，持续时间补偿值为正，并且在发动机的高负载操作时，持续时间补偿值为负。低和/或部分负载根据本发明的实施方式被限定为在发动机全负载(100％)的10％至65％之间。
根据本发明的实施方式，在低和/或部分负载时，定时补偿值为负，以产生比基础定时更推迟的定时。
根据本发明的实施方式，在高负载时，在瞬时负载状态为确定的情况下减小持续时间指示。高负载被限定为在发动机全负载的65％至100％之间。
存在以下情况：在所述情况期间，根据本发明的实施方式，在高负载时，即使在瞬时负载状态为确定的情况下，持续时间指示也被保持为与在基础持续时间指示中相同。
根据本发明的实施方式，在高负载时，在瞬时负载状态为确定的情况下，定时被推迟或被保持为与在基础定时指示中相同。
根据本发明的实施方式，基础定时指示作为发动机负载和发动机速度的函数来生成。根据本发明的实施方式，基础持续时间指示由发动机负载和发动机速度的函数来生成。
根据本发明的实施方式，瞬时负载状态由发动机负载和发动机速度的函数来获取。根据本发明的实施方式，发动机的操作的瞬时状态例如在至少以下情况下为确定的：在预定负载变化期间和/或在预定BMEP(制动平均有效压力)变化期间。发动机的操作的瞬时状态根据本发明的实施方式例如在以下情况中的至少一个下为确定的：负载变化率与预定负载变化极限速率(limit rate)不同；BMEP(制动平均有效压力)的变化率与预定BMEP(制动平均有效压力)极限速率不同。预定极限速率为发动机特定的。
根据本发明的实施方式，定时补偿值从曲柄角位置的不同值的预定映射来获取。根据本发明的实施方式，曲柄角位置的不同值可以从所测量的充气压力以及所测量的充气压力与基准充气压力之间的差的函数来获取。换言之，不同值的预定映射可以形成从其获取定时补偿值的矩阵。
根据本发明的实施方式，曲柄角位置的不同值可以从所测量的BMEP(制动平均有效压力)以及所测量的BMEP(制动平均有效压力)与基准充气压力之间的差的函数来获取。
根据本发明的实施方式，持续时间补偿值从与所测量的充气压力以及所测量的充气压力与预定基准压力之间的差对应的持续时间补偿值的不同值的预定映射来获取。换言之，不同值的预定映射可以形成从其获取持续时间补偿值的矩阵。
根据本发明的实施方式，持续时间补偿值从与所测量的BMEP(制动平均有效压力)以及所测量的BMEP(制动平均有效压力)与预定基准压力之间的差对应的持续时间补偿值的不同值的预定映射来获取。
本发明的目的由一种用于控制内燃活塞发动机的操作的控制系统来满足，该控制系统包括：
-信号接收器单元，该信号接收器单元被设置为接收指示发动机的操作条件的一个或更多个信号；
-第一控制单元，该第一控制单元被设置为控制主燃料到发动机的燃烧室中的引入；
-瞬时负载检测单元，该瞬时负载检测单元被设置为基于指示发动机的操作条件的所述一个或更多个信号检测瞬时负载状态；以及
-第二控制单元，该第二控制单元被设置为控制引燃燃料到发动机的燃烧室中的引入，该第二控制单元包括可执行指令，所述可执行指令用于：
-获取瞬时负载状态；
-在瞬时负载状态是非确定的情况下，通过使用基础定时指示和/或基础持续时间指示将引燃燃料引入到发动机的燃烧室中来点燃燃烧室中的主燃料；
-在瞬时负载状态是确定的情况下，利用定时补偿值校正基础定时指示，以产生经校正的定时指示，和/或利用持续时间补偿值校正基础持续时间指示，以产生经校正的持续时间指示；以及
-通过使用经校正的定时指示和/或经校正的持续时间指示将引燃燃料引入到发动机的燃烧室中来点燃燃烧室中的主燃料。
根据本发明的实施方式，控制系统包括被设置为测量充气压力的压力测量单元。
指示发动机操作条件的信号根据本发明的实施方式为指示发动机的负载和/或发动机的速度的信号。
根据本发明的实施方式，第二控制单元包括用于基于所测量的充气压力利用定时补偿值校正基础定时指示以产生经校正的定时指示的指令。
根据本发明的实施方式，第二控制单元包括用于基于所测量的充气压力利用持续时间补偿值校正基础持续时间指示以产生经校正的持续时间指示的指令。
根据本发明的实施方式，第二控制单元包括用于基于所测量的充气压力与预定基准压力值之间的差利用定时补偿值校正基础定时指示以产生经校正的定时指示的指令。
根据本发明的实施方式，第二控制单元包括用于基于所测量的充气压力与预定基准压力值之间的差利用持续时间补偿值校正基础持续时间指示以产生经校正的持续时间指示的指令。
根据本发明的实施方式，第二控制单元包括用于检测瞬时负载状态何时已达到其端点的指令。在达到端点时，瞬时负载状态不再为确定的。然后，不需要校正基础定时指示和/或基础持续时间指示。
本发明的目的还由一种利用气态燃料操作的内燃活塞发动机来满足，其中，发动机包括以上所描述的控制系统。根据本发明的实施方式，发动机为涡轮增压引燃燃料点火稀薄燃烧气体发动机，其中，发动机包括根据限定用于控制内燃活塞发动机的操作的控制系统的设备权利要求中任一项的控制系统。
附图说明
在下文中，将参照示例性示意附图来描述本发明，附图中：
图1例示了本发明的实施方式，
图2例示了根据本发明的实施方式的、操作内燃活塞发动机的方法，以及
图3例示了根据本发明的实施方式的、相对于曲柄角的压力曲线的示例性曲线图。
具体实施方式
图1示意性示出了发动机10，该发动机适于通过将引燃燃料用于点燃主燃料来燃烧主燃料。发动机10设置有主体或块12及其内部的气缸14。在发动机的操作期间，经由发动机的通常设置有飞轮的曲柄轴(crank shaft)16来获得机械功率。发动机设置有增压器20。增压器20根据其类型包括至少一个压缩机部22，借助于该至少一个压缩机部22，可以将包含气体的氧气引入到发动机的气缸中的、发动机的燃烧室中。通常，包含气体的氧气为环境空气，但气体还可以包含回收废气。有利地，增压器是压缩机部22由使用从发动机的废气获得的能量的涡轮部24驱动的涡轮增压器。涡轮增压器涡轮部24设置有废气门26，该废气门26允许废气绕开涡轮部，并且由此，控制由压缩机部22执行的工作和由压缩机部22产生的充装压力(charge pressure)。
发动机10设置有气态燃料供给系统28，该气态燃料供给系统28被设置为根据其工作循环将主燃料(这里为气态燃料)引入到发动机的各燃烧室中。气态燃料供给系统28包括气态燃料进入阀30，该气态燃料进入阀30与在各气缸盖的进气阀(未示出)上游的进气通道连接。各气态燃料进入阀连接到供给来自气态燃料的源34的燃料的气态燃料供应线路32。
另外，发动机10设置有引燃燃料供给系统29，该引燃燃料供给系统29被设置为根据发动机的工作循环将引燃燃料引入到发动机的各燃烧室或燃烧室的预燃室(pre-chamber)40中，以便点燃在发动机燃烧室中的气态燃料。在图1中，引燃燃料供给系统29包括与预燃室40连接的燃料喷射阀38。然而，应注意，引燃燃料供给系统的喷射阀可以被直接设置为与燃烧室连接。因此，本发明不仅限于燃料喷射阀与预燃室连接的实施方式。各燃料喷射阀38连接到供给来自引燃燃料的源44的燃料的燃料供应线路42。燃料供应线路42可以包括所谓的公共轨道系统(common rail system)(未公开)。引燃燃料可以为液态燃料(例如，轻燃料油)。
发动机10还设置有控制系统100。控制系统100被设置为控制发动机10的操作。控制系统100包括信号接收器单元104。信号接收器单元104被设置为从被设置为与发动机连接的一个或更多个测量装置接收一个或更多个信号。信号接收器单元104被设置为接收指示发动机的操作条件的一个或更多个信号。具体地，信号接收器单元104被设置为接收指示发动机的负载和/或发动机的速度的一个或更多个信号。信号接收器单元104还可以被设置为具有预定基准值的信息或可以利用预定基准值的信息。另外，控制系统100包括第一控制单元106，该第一控制单元106被设置为控制主燃料到发动机10的燃烧室中的引入。控制系统还包括瞬时负载检测单元108，该瞬时负载检测单元108被设置为基于指示发动机的负载的所述一个或更多个信号检测瞬时负载状态。有利地，瞬时负载检测单元108被设置为基于发动机负载和发动机速度检测瞬时负载状态。
控制系统100还包括气态燃料供给致动器35和引燃燃料供给致动器45，所述气态燃料供给致动器35和引燃燃料供给致动器45分别用于在控制系统的控制下致动气态燃料进入阀30和引燃燃料喷射阀38的打开和关闭。另外，控制系统包括发动机速度的信号源112和发动机负载的信号源114。来自发动机速度的信号源112的发动机速度的信号经由通信线路112.1被转移到控制系统100。来自发动机负载的信号源114的发动机负载的信号经由通信线路114.1转移到控制系统100。信号源包括适于提供用于生成表示相应测量目标的信号的信息的测量系统。
控制系统100还设置有第二控制单元110，该第二控制单元110被设置为控制引燃燃料到发动机10的燃烧室中的引入。第二控制单元110包括可执行指令，所述可执行指令用于1)从瞬时负载检测单元108获取瞬时负载状态，并且2)在瞬时负载状态是非确定的情况下，通过使用基础定时指示和/或基础持续时间指示将引燃燃料引入到发动机的燃烧室中来点燃燃烧室中的主燃料。另外，第二控制单元110包括可执行指令，所述可执行指令用于3)在瞬时负载状态是确定的情况下，利用定时补偿值校正基础定时指示，以产生经校正的定时指示，和/或利用持续时间补偿值校正基础持续时间指示，以产生经校正的持续时间指示，并且4)通过使用经校正的定时指示和/或经校正的持续时间指示将引燃燃料引入到发动机的燃烧室中来点燃燃烧室中的主燃料。
根据本发明的实施方式，控制系统100包括被设置为测量充气压力的压力测量单元109。控制系统100包括信号源(诸如，充气压力的测量系统118)。指示充气压力的信号经由连接测量系统118与控制系统100的通信线路118.1被转移到控制系统100。根据本发明的实施方式，控制系统100设置有其中存储的预定基准压力或被使得可以其他方式用于控制系统。控制系统100设置有用于计算所测量的充气压力与预定基准压力之间的差以便使用控制系统100的操作的指令。第二控制单元110设置有用于基于所测量的充气压力利用定时补偿值校正基础定时指示以产生经校正的定时指示的指令。
第二控制单元110还设置有用于基于所测量的进气压力利用持续时间补偿值校正基础持续时间指示以产生经校正的持续时间指示的指令。
图2更详细地示意性例示了为了简单起见而与一个气缸的引燃燃料供给致动器45和引燃燃料喷射阀38连接的控制系统100。相同的附图标记在图1和图2中用于指示相同的特征。在该实施方式中，控制系统100设置有包括用于引燃燃料引入的基础定时指示和基础持续时间指示的存储系统(诸如，基础映射120)。基础映射120被设置为与第二控制单元110通信。基础定时指示和基础持续时间指示基于从信号接收器单元104接收的、指示发动机的负载和/或发动机的速度的一个或更多个信号。有利地，基础映射包括与发动机的负载和/或发动机的速度对应的基础定时值和基础持续时间值。在基础映射中存储的值如此或无需校正地用于瞬时负载状态是非确定的情况下。有利地，基础映射(即，存储系统)包括具有基础定时值和基础持续时间值的矩阵。
控制系统100包括第一处理单元140，该第一处理单元140被设置为处理定时指示，以便用于控制引燃燃料喷射器的操作。第一处理单元140被设置为从基础映射120接收基础定时指示(或更具体地为用于基础定时指示的值)。控制系统100还包括第二处理单元150，该第二处理单元150被设置为处理持续时间指示，以便用于控制引燃燃料喷射器的操作。第二处理单元150被设置为从基础映射120接收基础持续时间指示(或更具体地为来自基础持续时间指示的值)。第一处理单元140和第二处理单元150根据本发明被设置为将校正定时和持续时间指示考虑在内(如果必要的话)，并且稍后将更详细地讨论。然而，在瞬时负载状态是非确定的情况下，通过仅使用基础定时指示和/或基础持续时间指示将引燃燃料引入到发动机的燃烧室中来点燃主燃料。
在该实施方式中，控制系统100的存储系统还设置有补偿映射130，该补偿映射130包括用于瞬时负载状态是确定的情况下的补偿定时值和补偿持续时间值。
有利地，定时补偿值响应于所测量的充气压力来获取。根据实施方式，测量充气压力，并且基于所测量的充气压力与预定基准压力值之间的差获取定时补偿值。这样，即使在瞬时操作(像发动机负载的快速增加)期间，充气压力可能临时地低于基准值，也可以控制引燃燃料喷射，由此控制主燃料点火，以便避免不期望地影响引燃燃料可燃性的不足压力，并且防止不良且不稳定的燃烧或者甚至不点火。有利地，补偿映射是指示补偿定时值的曲柄角的不同值的预定映射。
持续时间补偿值响应于所测量的充气压力来获取。有利地，测量充气压力，并且基于所测量的充气压力与预定基准压力值之间的差获取持续时间补偿值。
通过控制瞬时负载状态为确定的时且在所测量的充气压力偏离基准压力值的情况下的引燃燃料喷射定时和持续时间，可以在不影响稳态操作设置的情况下获得更稳定且鲁棒的燃烧。
在瞬时负载状态为确定的情况下，来自瞬时负载单元108的信号被转移到第二控制单元110。在瞬时负载状态为确定的情况下，来自补偿映射130的定时补偿值被转移到第一控制单元140。在第一处理单元140中，定时补偿值被加到来自基础定时指示的值，以产生经校正的定时指示。在瞬时负载状态为确定的情况下，来自补偿映射130的持续时间补偿值被转移到第二控制单元150。在第二处理单元150中，持续时间补偿值被加到来自基础持续时间指示的值，以产生经校正的持续时间指示。由此，加号在第一处理单元140和第二处理单元150中指示求和操作。然后通过使用经校正的定时指示和/或经校正的持续时间指示将引燃燃料引入到发动机的燃烧室中来点燃燃烧室中的主燃料。根据本发明的实施方式，在发动机的低和/或部分负载操作时，持续时间补偿值为正，并且在发动机的高负载操作时，持续时间补偿值为负或零。根据本发明的实施方式，在发动机的低和/或部分负载操作时，定时补偿值为负，并且在高负载时，定时被推迟或被保持为与在基础定时指示中相同，这意味着定时补偿值小于或等于零。
参照图1和图2这两者，操作具有双燃料操作的内燃活塞发动机的方法被实践为使得检测或以其他方式确定指示发动机负载的至少一个或更多个信号。指示发动机负载的信号可以基于发动机操作参数的一个或若干测量值来确定。如图1所示，一个这种测量值是发动机速度112。指示发动机负载的信号可以使用直接或间接测量值以及其他信息以多种方式来提供。
以下简化示例例示了根据本发明的实施方式的、操作内燃活塞发动机和将引燃燃料引入到燃烧室中的方法。然而，应注意，本发明的范围不限于以下数值。第二控制单元被设置为控制引燃燃料到发动机的燃烧室中的引入。第二控制单元可以包括作为如表1中所示的值的预定映射的基础持续时间指示。
表1：第一行指示发动机负载(BMEP)[Mpa]，第一列指示发动机速度[rpm]，并且其他单元格指示基础持续时间值(单位为微秒[μs])。
根据表1，基础持续时间值由持续时间映射给出，并且它们是发动机速度和发动机负载的函数。
第二控制单元还包括作为如表2中所示的值的预定映射的基础定时指示。
表2：第一行指示发动机负载[Mpa]，第一列指示发动机速度[rpm]，并且其他单元格指示相对于从上死点位置开始的曲柄角位置[℃A]的基础定时值。
根据表2，基础定时值由定时映射给出，并且它们是发动机速度和发动机负载的函数。
相应地，第二控制单元包括如表3所示的持续时间补偿值的预定映射。持续时间补偿值作为所测量的充气压力或BMEP值以及所测量的充气压力与基准充气压力之间的差的函数来获取。
表3：第一行指示特定曲柄角位置处的所测量的充气压力[Mpa]，第一列指示所测量的充气压力与预定基准空气压力之间的差[Mpa]，并且其他单元格指示补偿持续时间值(单位为微秒[μs])。
根据本发明的实施方式，通过将持续时间补偿值加到基础持续时间指示获得经校正的持续时间指示。
作为示例，使瞬时负载状态为确定的。使发动机负载为0.5MPa，发动机速度为700rpm，所测量进气压力为0.2MPa，并且所测量的充气压力与预定基准压力之间的差为-0.01MPa。那么，补偿持续时间值根据表3为负(即，-10μs)，并且基础持续时间值根据表1为700μs。经校正的持续时间指示的值通过将持续时间补偿值加到基础持续时间指示的值来获得(即，-10μs+700μs＝690μs)。换言之，与基础持续时间指示的值相比，减少引入引燃燃料的持续时间。
相应地，第二控制单元可以包括如表4所示的定时补偿值的预定映射。定时补偿值作为所测量的充气压力以及所测量的充气压力与基准充气压力之间的差的函数来获取。
表4：第一行指示特定曲柄角位置处的所测量的充气压力[Mpa]，第一列指示所测量的充气压力与预定基准空气压力之间的差[Mpa]，并且其他单元格指示相对于曲柄角位置[℃A]的补偿定时值。
根据本发明的实施方式，通过将定时补偿值加到基础定时指示获得经校正的定时指示。作为示例，使瞬时负载状态为确定的。与之前类似地，使发动机负载为0.5MPa，发动机速度为700rpm，所测量的充气压力为0.2MPa，并且所测量的充气压力与基准充气压力之间的差为0.01MPa。那么，补偿定时值根据表4为负(即，-1℃A)，并且基础定时值根据表2为15℃A。经校正的定时指示的值通过将定时补偿值加到基础定时指示的值来获得(即，-1℃A+15℃A＝14℃A)。换言之，与基础定时指示中的值相比，推迟引入引燃燃料的定时(更靠近TDC)。
表3和表4示出了补偿持续时间和补偿定时值可以包括指示不需要校正基础持续时间和/或基础定时指示的零值。表1至表4在这里仅为了例示性目的而示出，并且被示出为更清楚地阐明根据本发明的实施方式的方法的步骤。预定持续时间映射和预定定时映射可以逐发动机而不同。根据本发明的实施方式，为了提高确定瞬时负载状态下的燃烧稳定性，映射中的值必须被调整至少一次。在低和/或部分负载时，引燃燃料引入的持续时间与基础持续时间指示相比增加，并且定时与基础定时指示相比推迟。在高负载时，引燃燃料引入的持续时间与基础持续时间指示相比减少或被保持为与基础持续时间指示相同，并且定时被推迟或保持与基础定时指示相同。
图3示意性例示了推迟引入引燃燃料的定时的示例性情况。这意味着补偿定时值为负。曲线图200例示了补偿曲线220。横轴中例示了曲柄轴位置θ，并且纵轴中例示了发动机气缸中的压力p。上死点(TDC)位置被例示为垂直线202。上死点位置202在定义基础定时值和经校正的定时指示时用作零轴值。在定义基础定时值和经校正的定时指示时的正轴方向被定义为从右向左。垂直线204例示了基础定时值，并且垂直线206例示了经校正的定时指示。用附图标记210指示的补偿定时值为负(负方向由从左向右的箭头来指示)，由此经校正定时指示206更靠近上死点(TDC)位置202。用附图标记208指示的长度是基础定时值。线212的长度指示经校正的定时指示。
虽然本文通过示例的方式并结合关于目前被认为是最优选实施方式的内容描述了本发明，但将理解，本发明不限于所公开的实施方式，而是旨在覆盖其特征的各种组合和修改、以及被包括在如所附权利要求中限定的本发明的范围内的若干其他应用。关于上述任意实施方式提及的细节可以关于另一个实施方式使用(在这种组合在技术上可行时)。
Claims (15)
1.一种操作内燃活塞发动机(10)的方法，该内燃活塞发动机(10)使用主燃料和用于点燃所述主燃料的引燃燃料，所述方法包括以下步骤：
-获取指示所述发动机的操作条件的一个或更多个信号；
-基于指示所述发动机的操作条件的所述一个或更多个信号生成用于引燃燃料引入的基础定时指示和基础持续时间指示；
-将主燃料引入到所述发动机的燃烧室中；
-基于指示所述发动机的操作条件的所述一个或更多个信号获取瞬时负载状态；
-在所述瞬时负载状态是非确定的情况下，通过使用所述基础定时指示和/或所述基础持续时间指示将引燃燃料引入到所述发动机的所述燃烧室中来点燃所述燃烧室中的所述主燃料；
-并且在所述瞬时负载状态是确定的情况下，利用定时补偿值校正所述基础定时指示，以产生经校正的定时指示，和/或利用持续时间补偿值校正所述基础持续时间指示，以产经校正的持续时间指示；以及
-通过使用所述经校正的定时指示和/或所述经校正的持续时间指示将引燃燃料引入到所述发动机的所述燃烧室中来点燃所述燃烧室中的所述主燃料。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过测量充气压力并基于所测量的充气压力获取所述定时补偿值来获取所述操作条件。
3.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其特征在于，通过测量充气压力并基于所测量的充气压力获取所述持续时间补偿值来获取所述操作条件。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述经校正的持续时间指示通过将所述持续时间补偿值加到所述基础持续时间指示来获得。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述经校正的定时指示通过将所述定时补偿值加到所述基础定时指示来获得。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，在低和/或部分负载时，所述定时补偿值为负，以产生比所述基础定时更推迟的定时。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，在高负载时，在所述瞬时负载状态的情况下，减少所述持续时间。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，在高负载时，在所述瞬时负载状态的情况下，所述定时被推迟或被保持为与在所述基础定时指示中相同。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征在于，所述定时补偿值从曲柄角的不同值的预定映射来获取。
10.一种用于控制内燃活塞发动机(10)的操作的控制系统(100)，该控制系统(100)包括：
-信号接收器单元(104)，该信号接收器单元(104)被设置为接收指示所述发动机的操作条件的一个或更多个信号；
-第一控制单元(106)，该第一控制单元(106)被设置为控制主燃料到所述发动机的燃烧室中的引入；以及
-瞬时负载检测单元(108)，该瞬时负载检测单元(108)被设置为基于指示所述发动机的操作条件的所述一个或更多个信号检测瞬时负载状态；
-第二控制单元(110)，该第二控制单元(110)被设置为控制引燃燃料到所述发动机的所述燃烧室中的引入，该第二控制单元包括可执行指令，所述可执行指令用于：
1.获取所述瞬时负载状态；
2.在所述瞬时负载状态是非确定的情况下，通过使用基础定时指示和/或基础持续时间指示将引燃燃料引入到所述发动机的所述燃烧室中来点燃所述燃烧室中的所述主燃料；
3.在所述瞬时负载状态是确定的情况下，利用定时补偿值校正所述基础定时指示，以产生经校正的定时指示，和/或利用持续时间补偿值校正基础持续时间指示，以产生经校正的持续时间指示；以及
4.通过使用所述经校正的定时指示和/或所述经校正的持续时间指示将引燃燃料引入到所述发动机(10)的所述燃烧室中来点燃所述燃烧室中的所述主燃料。
11.根据权利要求11所述的控制系统(100)，其特征在于，所述控制系统(100)包括被设置为测量充气压力的压力测量单元(109)。
12.根据权利要求11所述的控制系统(100)，其特征在于，所述第二控制单元(110)设置有用于基于所测量的充气压力利用所述定时补偿值校正所述基础定时指示以产生经校正的定时指示的指令。
13.根据权利要求11或12中任一项所述的控制系统(100)，其特征在于，所述第二控制单元(110)设置有用于基于所述所测量的充气压力利用所述持续时间补偿值校正所述基础持续时间指示以产生经校正的持续时间指示的指令。
14.根据权利要求10至13中任一项所述的控制系统(100)，其特征在于，所述第二控制单元(110)包括用于检测所述瞬时负载状态何时已到达其端点的指令。
15.一种凭借气态燃料操作的内燃活塞发动机(10)，其中，所述发动机(10)包括根据权利要求10至14中任一项所述的控制系统(100)。
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