用于運行內(nèi)燃機的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于運行內(nèi)燃機的方法。查明了用于影響內(nèi)燃機的運行參量的實際值（24）的基礎控制參量（20）。運行參量的實際值（24）與運行參量的額定值（26）進行比較。根據(jù)所述比較來查明修正參量（8）。根據(jù)基礎控制參量（20）以及根據(jù)修正參量（8）來確定一控制參量（4）。查明內(nèi)燃機的狀態(tài)參量的實際值。根據(jù)所查明的狀態(tài)參量的實際值，查明了內(nèi)燃機的臨界的狀態(tài)改變的時間間隔的開始時刻。在開始時刻之后，控制參量（4）基本上由中間參量（6）和修正參量（8）來確定。
【專利說明】用于運行內(nèi)燃機的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種根據(jù)權利要求1的前序部分所述的、用于運行內(nèi)燃機的方法。
【背景技術】
[0002]已知:根據(jù)內(nèi)燃機的、例如通過傳感器信號獲得的運行參量以及根據(jù)運行參量的實際值與額定值的比較來查明修正參量。修正參量與所屬的控制參量組合，以便使控制參量與實際的運行條件相匹配，該運行條件通過運行參量的實際值代表。
[0003]同樣已知的是，內(nèi)燃機狀態(tài)的快速變化例如會導致較高的噪音水平、有害物質的增多、不穩(wěn)定的轉矩或者通常會導致內(nèi)燃機的不穩(wěn)定的運行。
[0004]由DE 10 2006 001 374 Al已知了一種用于控制和/或調(diào)節(jié)內(nèi)燃機的方法。在所述方法中，一種調(diào)節(jié)將表征了燃燒狀態(tài)的燃燒狀態(tài)參量調(diào)節(jié)至額定值。所述控制和/或調(diào)節(jié)借助于控制參量影響了表征了內(nèi)燃機的力矩的力矩參量和/或表征了內(nèi)燃機的噪聲的
噪聲參量。
[0005]由DE 10 2004 046 086 Al已知了一種用于控制內(nèi)燃機的方法。從表征了在至少一個氣缸中燃燒過程的參量的比較出發(fā)，查明用于該參量的一種偏差值。從該偏差值出發(fā)，使第一調(diào)節(jié)元件的第一調(diào)節(jié)參量匹配，用于影響所述操控開始。從所述第一調(diào)節(jié)參量出發(fā)，使第二調(diào)節(jié)元件的第二調(diào)節(jié)參量匹配，用于影響空氣質量。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]因此，本發(fā)明的目的通過根據(jù)權利要求1所述的方法來實現(xiàn)。在從屬權利要求中給出有利的改進方案。此外，在隨后的說明書和附圖中可得到對本發(fā)明來說重要的特征，其中所述特征不僅能單獨地而且在不同的組合中對本發(fā)明來說都是重要的，而無需再次詳盡地指出這一點。
[0007]通過考慮內(nèi)燃機的狀態(tài)參量識別出內(nèi)燃機的臨界的狀態(tài)改變。通過在臨界的狀態(tài)改變的開始時刻之后根據(jù)中間參量和修正參量來查明控制參量，可以有利地使控制參量的走向與臨界的狀態(tài)改變匹配。
[0008]除了避免前述缺點之外，通過根據(jù)本發(fā)明的方法還顯著減少了在用于內(nèi)燃機的控制器的數(shù)據(jù)輸入和校準時的耗費，因為在設計函數(shù)時不再需要專門考慮前述的臨界的狀態(tài)改變。根據(jù)本發(fā)明的方法尤其導致了控制器中函數(shù)的簡化。例如，可以簡化現(xiàn)有的調(diào)節(jié)器且因此需要小的運算和儲存容量。
[0009]在本發(fā)明的一種特別有利的實施方案中，控制參量基本上由事先存儲的基本控制參量的固定值和修正參量來查明。因此，臨界的狀態(tài)改變的出現(xiàn)未導致控制參量的立即改變，而是控制參量僅基于修正參量的改變而改變。由此有利地阻止了，達到內(nèi)燃機的一種運行狀態(tài)，這種運行狀態(tài)例如具有不穩(wěn)定的轉矩、大聲的燃燒或者有害物質的增多。因此還可以有利地預防內(nèi)燃機的損壞。特別有利地，所述方法的實施方案幾乎不需要計算時間-或存儲器資源，且同時極有效，以便穩(wěn)定內(nèi)燃機的動態(tài)狀態(tài)。[0010]在一種備選的實施方案中，在開始時刻之后如此基于基礎控制參量來查明中間控制參量，使得中間控制參量的增大通過最大值限定。
[0011]在一種有利的實施方案中，在臨界的狀態(tài)改變的開始時刻之前以及在其結束時刻之后控制參量基本上由基礎控制參量、尤其是基礎控制參量的實際值和修正參量來確定。由此可以有利地在正常運行中，也就是說，在臨界的狀態(tài)改變之前和之后，具有正常的狀態(tài)過渡或近似穩(wěn)定的狀態(tài)，其目前為止用于或繼續(xù)對此合適的控制和調(diào)節(jié)方法。
[0012]在所述方法的有利的實施方案中，在結束時刻之后基于控制參量的走向的坡度在結束時刻的范圍之前和/或之中確定所述控制參量。有利地，由此阻止了在結束時刻的范圍內(nèi)不連續(xù)和不可微分/不可區(qū)分的過渡。
[0013]在所述方法的另一個有利的實施方案中，由狀態(tài)參量的實際值和狀態(tài)參量的額定值形成了一種差值，且隨后當形成的差值超過閾值時，識別出臨界的狀態(tài)改變。由此有利地通過簡單的方式和方法識別出臨界的狀態(tài)改變。
[0014]本發(fā)明的其它特征、應用可能性和優(yōu)點由隨后對本發(fā)明的實施例的說明得到，所述實施例在附圖中示出。在此，所有描述的或示出的特征本身或以任意組合與其在權利要求中的組合或其引用關系無關地以及與其在說明書中或在附圖中的表達方式或圖示無關地形成了本發(fā)明的主題。在所有附圖中以及在不同的實施方案中相同的附圖標記用于函數(shù)相同的參量。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]下面參考附圖描述本發(fā)明的示例性的實施方案。附圖示出:
圖1示出了用于查明控制參量的示意性的框圖；
圖2示出了用于查明臨界的狀態(tài)改變的示意性的框圖；
圖3示出了具有控制參量的時間走向和其它的時間走向的示意性時間圖表。
【具體實施方式】
[0016]圖1示出了用于查明控制參量4的示意性的框圖2。控制參量4尤其是噴射持續(xù)時間、噴射開始時刻、噴射結束時刻、燃料噴射量、節(jié)流閥的位置或廢氣再循環(huán)閥的位置。
[0017]框圖2示出了一種或多種函數(shù)，其可以在尤其是機動車的內(nèi)燃機的未示出的控制器上實施?？刂茀⒘?由中間控制參量6和修正參量8來查明。在位置10處，由中間控制參量6和修正參量8的相加得到控制參量4。中間控制參量6由框圖12產(chǎn)生。修正參量8由調(diào)節(jié)器14產(chǎn)生。狀態(tài)信號16由用于查明狀態(tài)的方框18來確定且輸入方框12及調(diào)節(jié)器14中。狀態(tài)信號16優(yōu)選是邏輯信號。在圖2中詳細示出方框18。
[0018]基礎控制參量20輸入方框12?；A控制參量20例如由特征曲線族、分配圖表和/或控制器的其它單元、例如另一個調(diào)節(jié)器來查明。根據(jù)基礎控制參量20并且根據(jù)修正參量8來查明控制參量4。
[0019]調(diào)節(jié)差22輸入調(diào)節(jié)器14。調(diào)節(jié)差22由從內(nèi)燃機的運行參量的額定值26減去內(nèi)燃機的運行參量的實際值24得到。因此，運行參量的實際值24與運行參量的額定值26進行比較。根據(jù)這種比較、即調(diào)節(jié)差22，查明修正參量8。在未示出的形式中，運行參量的實際值24和額定值26也可以直接輸入調(diào)節(jié)器14中。當基礎控制參量20相應于中間控制參量6或者至少影響了該中間控制參量時,基礎控制參量20通過反饋來影響運行參量的實際值24。查明修正參量8用于，鑒于運行參量的期望的額定值26來修正基礎控制參量20。此夕卜，最小的和/或最大的極限值28輸入值調(diào)節(jié)器14，所述極限值限制了修正參量8的值范圍或者修正參量的增大。
[0020]運行參量例如是燃料燃燒的質量、用于燃料燃燒的指示噪聲的參量、或者指示轉矩的參量。運行參量的實際值24例如借助基于傳感器、例如轉矩傳感器的傳感器信號來查明。可選地，運行參量的實際值24也可以來自控制器的特征曲線族或函數(shù)。
[0021]如果運行參量是燃料燃燒的質量，則為此例如使用燃燒的中段。燃燒的中段相應于發(fā)動機位置，例如確定的曲軸角，在該發(fā)動機位置/曲軸角中整個燃燒熱量的一半基本上已經(jīng)釋放或者在該發(fā)動機位置/曲軸角中燃料的質量的一半基本上已經(jīng)燃燒?？蛇x地，形式為燃料燃燒的質量的運行參量也可以是燃料噴射的開始，其中例如基本上整個燃料熱量的5%已經(jīng)釋放或者其中燃料的質量的5%基本上已經(jīng)燃燒。也可以假設一時刻作為燃料噴射的開始，在該時刻氣缸中的氣缸內(nèi)部壓力離開了預先給定的壓力走向。
[0022]如果運行參量是用于燃料燃燒的指示噪聲的參量，則例如當氣缸內(nèi)部壓力的梯度超過了最大的壓力梯度時，該參量指示了高的噪聲水平。也可以使用其它方法，所述方法由內(nèi)燃機的可用的值查明以分貝為單位的聲壓級。
[0023]如果運行參量是指示轉矩的參量，則該參量例如可以是每工作循環(huán)中的查明的工作或者還是指示的平均壓力。指示的平均壓力是用于內(nèi)燃機的輸入功率的量度且例如在工作沖程期間由氣缸內(nèi)部壓力的時間上的平均值得出，且在壓縮沖程期間減小了氣缸內(nèi)部壓力的時間上的平均值。
[0024]控制參量4以未示出的形式輸入執(zhí)行部件中，其中該執(zhí)行部件(未示出)查明了調(diào)節(jié)參量，該調(diào)節(jié)參量輸入調(diào)節(jié)對象中。該執(zhí)行部件設計成控制器的一部分，該部分允許對內(nèi)燃機的參數(shù)施加影響，所述參數(shù)影響了運行參量。該參數(shù)尤其是邊緣條件，所述邊緣條件影響了運行參量。如果控制參量4例如是用于燃料噴射的時間規(guī)定，則控制器的執(zhí)行部件確定了，何時開始和結束燃料噴射，其中執(zhí)行部件包括控制器的相應的部分以及操控電子裝置，該操控電子裝置通過線路將基于控制參量4查明的調(diào)節(jié)參量傳遞至噴射閥。調(diào)節(jié)對象在此包括了噴射閥、氣缸以及內(nèi)燃機的所有參與的組件。調(diào)節(jié)對象產(chǎn)生了調(diào)節(jié)參量，該調(diào)節(jié)參量相應于運行參量，且輸入測量部件。調(diào)節(jié)對象一般包括內(nèi)燃機的所有影響了產(chǎn)生的調(diào)節(jié)參量的組件，其中控制器的部分也可以是調(diào)節(jié)對象的部分。借助于測量部件例如使氣缸中氣缸內(nèi)部壓力的壓力走向供控制器使用，這例如通過氣缸中相應的壓力傳感器、相應的電纜連接部以及信號形成器、如放大器和過濾器和模擬一數(shù)字一轉換器來實現(xiàn)。該測量部件基于調(diào)節(jié)參量來查明實際值24。
[0025]圖2示出了圖1的方框18中的示意性框圖，以用于查明臨界的狀態(tài)改變。方框18用于產(chǎn)生優(yōu)選的邏輯的狀態(tài)信號16。為此，內(nèi)燃機的狀態(tài)參量的實際值30和狀態(tài)參量的額定值32在一位置34處匯合且進行比較。尤其通過在所述位置34處的差值形成由實際值30和額定值32形成了差值36。額定值32例如可以由特征曲線族產(chǎn)生，該特征曲線族被加載了內(nèi)燃機的其它的參數(shù)。
[0026]狀態(tài)參量的實際值30可以通過分析基于相應的傳感器的、例如用于燃料壓力的壓力傳感器的相應的傳感器信號，或者可選地或額外地由控制器的另一種函數(shù)來查明。狀態(tài)參量尤其涉及廢氣再循環(huán)率、新鮮空氣質量、增壓壓力、噴射時間、燃料壓力、燃料量或者運行方式。
[0027]在一種示例性的實施方案中，狀態(tài)參量是廢氣再循環(huán)率，運行參量是燃燒的中段，以及控制參量對應于主噴射一例如噴射開始、噴射結束和/或噴射持續(xù)時間一的時間規(guī)定。
[0028]在另一種示例性的實施方案中，狀態(tài)參量是內(nèi)燃機的進氣系統(tǒng)中的增壓壓力，運行參量是氣缸內(nèi)部壓力的梯度，以及控制參量對應于預噴射一例如噴射開始、噴射結束和/或噴射持續(xù)時間一的時間規(guī)定。在這種意義中，也可以設想狀態(tài)參量、運行參量和控制參量的其它、未說明的組合。
[0029]差值36被輸入方框38中。此外，將上部閾值40和下部閾值42輸入方框38中。方框38產(chǎn)生了邏輯信號44。此時如果差值36向上超過了上部閾值40，或者向下超過了下部閾值42，則信號44指示了臨界的狀態(tài)改變，尤其是值邏輯“I”。如果差值36位于上部閾值40和下部閾值42之間，則信號44指示沒有臨界的狀態(tài)改變，也就是說內(nèi)燃機的正常運行，尤其是邏輯“O”。邏輯信號44輸入了用于去抖動的方框46。方框46基于邏輯信號44產(chǎn)生了狀態(tài)信號16。方框46中的去抖動例如表示，通過差值36，可見地通過短時的信號44邏輯“1”，短時地向上超過上部閾值40或者向下超過下部閾值42未導致狀態(tài)信號16的邏輯 “I，，。
[0030]圖3示出了具有控制參量4的示例性的時間走向以及其它示例性的時間走向的示意性的時間圖表48。沿著時間軸t繪出了內(nèi)燃機的臨界的狀態(tài)改變的時間間隔Ta的開始時刻tl以及結束時刻t2。結束時刻t2是不具有臨界的狀態(tài)改變的另一個時間間隔Tb的另一個開始時刻。另一個軸I與時間軸t正交地延伸，其中在區(qū)域A、B和C中繪出了具有各自不同的比例尺的不同參量。
[0031]在區(qū)域A中示出了圖2中的差值36的示例性走向。此外，繪出了上部閾值40。在開始時刻tl，差值36的走向向上超過了上部閾值40。在開始時刻tl和結束時刻t2之間，差值36的走向停留在上部閾值40上方。在結束時刻t2，差值36的走向向下超過了上部閾值40。從結束時刻t2開始，差值36的走向停留在上部閾值40下方。相應地，基于狀態(tài)參量的查明的實際值30確定了內(nèi)燃機的臨界的狀態(tài)改變的時間間隔Ta的開始時刻tl。同樣基于狀態(tài)參量的實際值30查明了臨界的狀態(tài)改變的時間間隔Ta的結束時刻t2。圖1和圖2中的狀態(tài)信號16指示了在時間間隔Ta中作為邏輯“I”的臨界的狀態(tài)改變。在開始時刻tl之前和在結束時刻t2之后內(nèi)燃機不處于臨界的狀態(tài)改變中而是處于正常運行中。
[0032]在區(qū)域C中示出了內(nèi)燃機的狀態(tài)參量的實際值24的示例性的走向以及額定值26的示例性的走向。兩個走向具有上升的走向，其中額定值26在結束時刻t2周圍位于實際值24下方。當運行參量實施為用于指示的平均壓力的參數(shù)時，在結束時刻t2的范圍內(nèi)用于實際的指示的平均壓力的參數(shù)的實際值24的走向盡管位于用于期望的指示的平均壓力的參數(shù)的額定值26的上方，然而保持小的距離。實際值24和額定值26之間的小的距離通過所述方法來實現(xiàn)。
[0033]在區(qū)域B中示出了控制參量4的示例性的走向。在開始時刻tl之前，控制參量4基本上由基礎控制參量20和修正參量8形成。在開始時刻tl之前，狀態(tài)信號16等于邏輯“0”，且圖1中的方框12在這種正常運行中將作為中間控制參量6的基礎控制參量20直接繼續(xù)傳導至位置10處。在內(nèi)燃機的正常運行過渡至內(nèi)燃機的隨著臨界的狀態(tài)改變的運行時，也就是說隨著狀態(tài)信號16從邏輯“O”過渡至邏輯“1”，方框12查明了基礎控制參量4的固定值50作為基礎控制參量20的、在開始時刻tl之前最后查明的實際值。因此在開始時刻tl的范圍內(nèi)查明并存儲基礎控制參量20的固定值50。
[0034]基礎控制參量20的示出的走向在時間間隔Ta中基本上始終位于控制參量4的走向的上方?？刂茀⒘?的走向尤其具有比基礎控制參量20更小的斜度。由于控制參量4在時間間隔Ta中的組成，控制參量4以比基礎控制參量20小的跳躍程度延伸。
[0035]在開始時刻tl之后，控制參量4基本上由基礎控制參量20的存儲的固定值50和修正參量8來確定。由于在開始時刻tl的范圍內(nèi)存儲固定值50以及并且從時刻tl開始或之后基于固定值50以及修正參量8來查明確定控制參量4，所以得到了控制參量4的走向從正常運行持續(xù)且可微分地過渡至具有臨界的狀態(tài)改變的運行中。另外，控制參量4的改變僅仍取決于修正參量8的改變。
[0036]可選地，由方框12在開始時刻tl之后在時間間隔Ta中如此基于基礎控制參量20產(chǎn)生中間控制參量6，使得中間控制參量6的斜度由最大值限定。
[0037]在結束時刻t2之后，控制參量4基本上由基礎控制參量20和修正參量8組成。在結束時刻t2，從具有臨界的狀態(tài)改變的運行更換至正常運行，也就是說狀態(tài)信號16從其邏輯狀態(tài)“I”過渡至邏輯狀態(tài)“O”。方框12此時再次將作為中間控制參量6的、基礎控制參量20的實際值繼續(xù)傳遞，因此中間控制參量6對應于基礎控制參量20。調(diào)節(jié)器14在結束時刻t2借助于從邏輯“I”過渡至邏輯“O”得到了信息:此時基于基礎控制參量20的實際值計算出修正參量8。調(diào)節(jié)器14可以例如實施為比例積分調(diào)節(jié)器?？刂茀⒘?在此根據(jù)公式I確定為Final_Sg_val,其中Pre_corr_Sg_val對應于中間控制參量6而Gov_Corr_val對應于修正參量8。中間控制參量6，即Pre_corr_Sg_val在時間間隔Ta中對應于固定值50。
Final_Sg_val = Pre_corr_Sg_val + Gov_Corr_val (I)。
[0038]根據(jù)公式2確定修正參量8，其中所述修正參量8作為GoV_Corr_Val由比例份額P_comp和積分份額I_comp之和組成。參數(shù)t描述與時間的相關性。
Gov_Corr_val(t) = P_comp(t) + I_comp(t) (2)。
[0039]比例份額P_comp由公式3得到,其中P_par是比例參數(shù),Des_Bt_val是運行參量的額定值26，并且Act_Bt_val是運行參量的實際值24。
P_comp(t) = P_par.(Des_Bt_val (t) - Act_Bt_val (t)) (3)。
[0040]積分份額I_comp由公式4得到,其中I_par是積分參數(shù)。:1；
【權利要求】
1.一種用于運行內(nèi)燃機的方法，其中查明了用于影響所述內(nèi)燃機的運行參量的實際值(24)的基礎控制參量(20)，其中所述運行參量的所述實際值(24)與所述運行參量的額定值(26)進行比較，其中根據(jù)所述比較來查明修正參量(8)，以及其中根據(jù)所述基礎控制參量(20)以及根據(jù)所述修正參量(8)來查明一控制參量(4)，其特征在于，查明所述內(nèi)燃機的狀態(tài)參量的實際值(30 );根據(jù)所述狀態(tài)參量的被查明的實際值(30 )來確定所述內(nèi)燃機的臨界的狀態(tài)改變的時間間隔(Ta)的開始時刻(tl);以及在開始時刻(tl)之后，所述控制參量(4)基本上由中間控制參量(6)和所述修正參量(8)來確定。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中在所述開始時刻(tl)的范圍內(nèi)查明且存儲了所述基礎控制參量(20)的固定值(50)，以及其中所述中間控制參量(6)是存儲的所述固定值(50)。
3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中在所述開始時刻(tl)之后，如此根據(jù)所述基礎控制參量(20)來查明所述中間控制參量(6)，使得所述中間控制參量(6)的增大通過最大的值來限定。
4.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的方法，其中根據(jù)所述狀態(tài)參量的所述實際值(30)來查明所述臨界的狀態(tài)改變的時間間隔(Ta)的結束時刻(t2)。
5.根據(jù)權利要求4所述的方法，其中在所述開始時刻(tl)之前和在所述結束時刻(t2)之后，所述控制參量(4)基本上由所述基礎控制參量(20)和所述修正參量(8)來確定。
6.根據(jù)權利要求4或5所述的方法，其中在所述結束時刻(t2)之后不久，所述控制參量(4)根據(jù)積分份額(I_Comp (t2+dt))來查明，且其中從在所述結束時刻(t2)時的所述控制參量(4)減去作為中間控制參量(6)的所述基礎控制參量(20)得到所述積分份額(1_comp (t2+dt))。
7.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的方法，其中由所述狀態(tài)參量的實際值(30)和所述狀態(tài)參量的額定值(32)形成了差值(36)，以及其中當所述形成的差值(36)超過了閾值(40 ；42)時，識別出所述臨界的狀態(tài)改變的開始時刻(tl)。
8.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的方法，其中所述基礎控制參量(20)的所述固定值(50)作為所述基礎控制參量(20)的、在所述開始時刻(tl)之前最后確定的實際值來查明。
9.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的方法，其中所述狀態(tài)參量是廢氣再循環(huán)率、新鮮空氣質量、增壓壓力、噴射持續(xù)時間、燃料壓力、燃料量或者運行方式。
10.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的方法，其中所述運行參量是燃料燃燒的質量、指示噪聲的參量或者指示轉矩的參量。
11.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的方法，其中所述基礎控制參量(20)和所述控制參量(4 )是噴射持續(xù)時間、噴射開始時刻、噴射結束時刻、燃料噴射量、節(jié)氣門的位置或者廢氣再循環(huán)閥的位置。
12.用于數(shù)字計算器的計算機程序，其適合用于，執(zhí)行根據(jù)前述權利要求中任一項所述的方法。
13.用于內(nèi)燃機、尤其是用于機動車的控制器，所述控制器具有數(shù)字計算器、尤其是微型處理器，在其上可執(zhí)行根據(jù)權利要求12所述的計算機程序。
14.用于根據(jù)權利要求13所述的、內(nèi)燃機的、尤其是機動車的控制器的存儲介質，根據(jù)權利要求12所述的計算機程序存儲在所述存儲介質上。
【文檔編號】F02D41/14GK103649503SQ201280033192
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2012年6月26日 優(yōu)先權日:2011年7月4日
【發(fā)明者】J.保羅, W.菲舍爾, S.佐伊林, S-P.溫策爾, R.薩拉西諾 申請人:羅伯特·博世有限公司