專利名稱：運(yùn)行內(nèi)燃機(jī)的方法、計(jì)算機(jī)程序以及控制和/或調(diào)節(jié)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及運(yùn)行內(nèi)燃機(jī)的一種方法，在此方法上從節(jié)氣閥的位置中求出進(jìn)氣段中的壓力，在此通過至少一個延遲元件傳送從節(jié)氣閥的位置中所獲得的信號，并且將所傳送過去的信號采用于形成允許值范圍的界限。
背景技術(shù)：
在市場上這樣的方法是公開的。在此方法上將通過傳感器量取的節(jié)氣閥角度饋送到低通濾波器中。從已濾波和未濾波的信號中，形成從中求出允許壓力范圍的上限和下限的最大和最小值。同時通過傳感器采集壓力。通過經(jīng)每1ms的一個段(兩個點(diǎn)火之間的時間)讀取和累加壓力來進(jìn)行這一點(diǎn)。在此之后進(jìn)行求壓力平均值，此時將累加的值除以掃描的數(shù)目(算術(shù)的中值形成)。如果由傳感器所采集的壓力位于允許值范圍之外的話，則進(jìn)行進(jìn)入差錯存儲器的登錄。此外將從節(jié)氣閥角度中求出的壓力值代替由壓力傳感器所求出的壓力值采用于內(nèi)燃機(jī)燃燒室的充氣計(jì)算。人們以此模擬適合于監(jiān)控(診斷)傳感器的所測量壓力信號的一種第二壓力信號。
診斷方法的基礎(chǔ)因此是在兩個不同途徑上的進(jìn)氣管壓力的確定。一方面直接由傳感器求出進(jìn)氣管壓力。將如此獲得的值采用于燃燒室中空氣充氣的確定。另一方面從節(jié)氣閥的角度和壓力中確定相應(yīng)的壓力。在壓力的偏差時以有差錯的壓力傳感器為依據(jù)。由于在節(jié)氣閥角度的快速變化時基于空氣的可壓縮性和進(jìn)氣管時間常數(shù)，實(shí)際的壓力僅以較小的速度改變，必須延遲從節(jié)氣閥所獲得的信號。通過低通濾波器實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。
可是已證實(shí)，存在著一些情況，在其中盡管壓力傳感器明顯正確地工作著，卻導(dǎo)至進(jìn)入差錯存儲器中的登錄。例如當(dāng)高度動態(tài)地運(yùn)動節(jié)氣閥時，則可能出現(xiàn)有差錯工作的壓力傳感器的這種差錯識別。在此之下例如可以理解為節(jié)氣閥的很迅速開啟和直接隨于此的迅速閉合。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)因此在于，如此進(jìn)一步發(fā)展開始時所述方式的一種方法，使得可以排除這樣的差錯識別。
通過安排至少兩個延遲元件來解決此任務(wù)，在此當(dāng)以其改變節(jié)氣閥位置的速度位于正極限值之上時，其中一個延遲元件的延遲是關(guān)斷的，而當(dāng)以其改變節(jié)氣閥位置的速度位于負(fù)極限值之下時，另一個延遲元件的延遲是關(guān)斷的。
按本發(fā)明已發(fā)現(xiàn)，盡管壓力傳感器沒有問題，在現(xiàn)有技術(shù)上差錯識別，也就是診斷的錯誤響應(yīng)卻可以歸因于，在節(jié)氣閥的高運(yùn)動速度時和節(jié)氣閥運(yùn)動的突然的方向變更時，為了瞬態(tài)振蕩到目標(biāo)值上，延遲元件的時間過于短暫。在節(jié)氣閥運(yùn)動的這樣的方向變更時進(jìn)行節(jié)氣閥運(yùn)動速度的，所謂節(jié)氣閥梯度的正負(fù)號變更。如果在低通濾波器還完全沒有已經(jīng)瞬態(tài)振蕩到它的從節(jié)氣閥開啟運(yùn)動中得出的目標(biāo)值上的時刻，進(jìn)行這種正負(fù)號變更的話，則產(chǎn)生位于實(shí)際壓力之下的一個允許值范圍，此實(shí)際壓力在進(jìn)氣段中控制著和由壓力傳感器所采集。為了更好的理解在圖4中表示了這種過程。
在本發(fā)明上通過安排兩個延遲元件來回避這種問題。在節(jié)氣閥的高運(yùn)動速度時關(guān)斷兩個延遲元件之一的延遲。這意味著，不延遲地將所饋送的信號傳送過延遲元件，延遲元件的輸出信號也就是等于輸入信號。一旦節(jié)氣閥的運(yùn)動速度重新位于高度動態(tài)范圍之外，也就是在極限速度之下時，重新通過延遲元件進(jìn)行信號的正常延遲。在節(jié)氣閥的高運(yùn)動速度時通過這種措施因此不進(jìn)行延遲元件到目標(biāo)值上的延遲的瞬態(tài)振蕩，而是延遲元件的輸出信號直接偶合到輸入值上。在相反方向上的立即跟隨的節(jié)氣閥運(yùn)動的情況下，甚至在節(jié)氣閥的相應(yīng)的高速度或動態(tài)時，事先短時關(guān)斷的延遲元件保持有功效的，而輸入信號相應(yīng)地延遲，在此它將事先在關(guān)斷延遲時到達(dá)的信號采用為延遲的起始值。
按本發(fā)明因此在節(jié)氣閥的快速開啟運(yùn)動時，其中一個延遲元件是無功效的，相反地另一個是有功效的，并且在節(jié)氣閥的快速閉合運(yùn)動時，其中一個延遲元件是有功效的，相反地另一個是無功效的。
因此用按本發(fā)明的方法保證，用傳送過兩個延遲元件的信號可以形成一個允許值范圍，此允許值范圍相當(dāng)于在正確工作壓力傳感器上的實(shí)際允許值范圍。
在從屬權(quán)利要求中說明了本發(fā)明的有利的進(jìn)一步發(fā)展。
在一個進(jìn)一步發(fā)展上延遲元件包括至少一個低通濾波器。在這樣的低通濾波器上涉及延遲元件的按軟件可以簡單實(shí)現(xiàn)的一種構(gòu)成。但是延遲元件也可以例如構(gòu)成為調(diào)節(jié)器，尤其是PI調(diào)節(jié)器。
此外可以安排，兩個極限值在絕對值上是相等的，并且通過正負(fù)號互相區(qū)分。尤其是當(dāng)流態(tài)情況是如此的，以至于在其中布置了壓力傳感器的進(jìn)氣段每個范圍中的壓力提高和壓力下降情況下，特性互相不顯著區(qū)分時，才出現(xiàn)這一點(diǎn)。
在本發(fā)明的進(jìn)一步發(fā)展中此外可以考慮，安排了用其從內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速中和從由節(jié)氣閥位置獲得的信號中求出進(jìn)氣段中相應(yīng)壓力的至少一個特性曲線族。在這樣的特性曲線族上，涉及用其可以求出進(jìn)氣段中壓力的比較精確值的一種可以簡單實(shí)現(xiàn)的措施。在此在信號流方向上看還可以將特性曲線族布置在延遲元件之前。在另外的情況下將傳送過延遲元件的信號分別饋送到自己的特性曲線族中。
特別當(dāng)測量進(jìn)氣段中的壓力和與允許值范圍比較時是有利的。測量進(jìn)氣段中壓力的測量裝置的診斷因此是可能的。
在此尤其是如果所測量的壓力位于允許值范圍之外的話，進(jìn)行差錯報(bào)告和/或進(jìn)入差錯存儲器的登錄。以此方式給使用者和/或進(jìn)行維護(hù)的人員指出有差錯的壓力傳感器。
附加地或另可選擇地可以考慮，如果所測量的壓力位于允許值范圍之外的話，則基于從節(jié)氣閥位置獲得的信號進(jìn)行內(nèi)燃機(jī)燃燒室充氣的確定。如果所測量的壓力位于允許值范圍之外的話，則可以以壓力傳感器有差錯地工作為依據(jù)。但是通常正好將壓力傳感器采用于燃燒室充氣的確定。如果診斷壓力傳感器有差錯的話，則可以動用雖然較少準(zhǔn)確的，卻可靠地起作用的，從節(jié)氣閥位置中的充氣確定。
如果在計(jì)算機(jī)上實(shí)施方法的話，本發(fā)明也涉及適合于進(jìn)行以上方法的一個計(jì)算機(jī)程序。在此如果在存儲器上，尤其是在閃速存儲器上存儲了計(jì)算機(jī)程序的話，是特別優(yōu)先的。
本發(fā)明也涉及用于運(yùn)行內(nèi)燃機(jī)的一個控制和/或調(diào)節(jié)裝置。在此裝置上如果控制和/或調(diào)節(jié)裝置適合于以上方法的控制和/或調(diào)節(jié)的話，則達(dá)到在與以上方法的關(guān)聯(lián)中所列舉的優(yōu)點(diǎn)。


以下根據(jù)附圖詳述本發(fā)明的實(shí)施例。圖中所展示的圖1內(nèi)燃機(jī)的方框電路圖；圖2用于運(yùn)行圖1的內(nèi)燃機(jī)的方法的流程圖；圖3展示節(jié)氣閥角度對時間的圖表；圖4展示在現(xiàn)有技術(shù)下的所求出的和實(shí)際的壓力曲線的圖表；圖5類似于圖4的，展示實(shí)際的和按圖3方法所求出壓力曲線的圖表；和圖6展示節(jié)氣閥運(yùn)動的帶有正負(fù)號的速度范圍的圖表。
具體實(shí)施例方式
圖1中內(nèi)燃機(jī)總的載有相關(guān)號10。它包括經(jīng)未表示的進(jìn)氣閥與回轉(zhuǎn)管14連接的燃燒室12?；剞D(zhuǎn)管14向又與進(jìn)氣管18連接的收集器16開放。
在進(jìn)氣管18中活動地布置了節(jié)氣閥20。通過伺服電機(jī)22進(jìn)行節(jié)氣閥20的運(yùn)動，由位置傳感器24量取節(jié)氣閥20的位置。又由壓力傳感器26采集收集器16中的壓力。經(jīng)噴油嘴28和燃料系統(tǒng)30給燃燒室12饋送燃料。通過與點(diǎn)火設(shè)備34連接的火花塞32進(jìn)行燃燒室12中的點(diǎn)火。
此外內(nèi)燃機(jī)10包括在輸入端方面與位置傳感器24和壓力傳感器26連接的一個控制和調(diào)節(jié)設(shè)備36。在輸出端方面它與伺服電機(jī)22，點(diǎn)火設(shè)備34和噴油嘴28連接。
當(dāng)然內(nèi)燃機(jī)10可以包括分別通向收集器16的多個燃燒室和多個回轉(zhuǎn)管。此外要指明，圖1中所示的內(nèi)燃機(jī)10雖然按汽油直噴原理工作；然而以下圖中所示的方法也可以應(yīng)用在具有進(jìn)氣管噴油的內(nèi)燃機(jī)上，在這些內(nèi)燃機(jī)上例如在回轉(zhuǎn)管中布置噴油嘴。
內(nèi)燃機(jī)10也包括通過轉(zhuǎn)速傳感器40采集其轉(zhuǎn)速的曲軸38。
現(xiàn)在根據(jù)圖2詳述內(nèi)燃機(jī)10的運(yùn)行在節(jié)氣閥20的位置傳感器24上輸出相當(dāng)于節(jié)氣閥20現(xiàn)實(shí)角度位置的信號wdkba(方框42)。此外在方框44中將位置傳感器24的信號采用于求出節(jié)氣閥20運(yùn)動的速度。在采用來自時間傳感器46的時間信號的條件下進(jìn)行這種計(jì)算。在方框48中用dwdkba表示節(jié)氣閥20所求出的和有正負(fù)號的，也稱為節(jié)氣閥梯度的運(yùn)動速度。
在方框50中將節(jié)氣閥20的現(xiàn)實(shí)位置wdkba饋送到一個第一低通濾波器中。來自第一低通濾波器50的輸出信號稱為wdkfmx(方框52)。像在更后面將闡述的那樣，信號wdkfmx用來對于由壓力傳感器26所求出的，在收集器16中控制著的壓力psdss，確定允許值范圍的上限。
將節(jié)氣閥20的角度位置wdkba也饋送到一個第二低通濾波器54中。第二低通濾波器54的輸出信號稱為wdkfmn(方框56)，并且類似地用來確定壓力psdss的允許值范圍的下限。
在方框58中將節(jié)氣閥梯度dwdkba與正極限值DKGFILS比較。在只讀存儲器60中準(zhǔn)備就緒極限值DKGFILS。如果在方框58中的比較提供值真實(shí)(true)，如果節(jié)氣閥梯度dwdkba因此大于極限值DKGFILS的話，則直接用節(jié)氣閥20的位置wdkba初始化第一低通濾波器50，即關(guān)斷低通濾波器50的濾波或延遲。這種狀態(tài)一直持續(xù)到節(jié)氣閥梯度dwdkba重新位于極限值DKGFILS之下時為止。
在方框62中用系數(shù)-1乘極限值DKGFILS，并且在方框64中與有正負(fù)號的節(jié)氣閥梯度dwdkba比較。如果節(jié)氣閥梯度為負(fù)的話，則因此進(jìn)行節(jié)氣閥20的閉合運(yùn)動，并且如果節(jié)氣閥梯度dwdkba位于極限-DKGFILS之下的話，則用節(jié)氣閥20的位置wdkba初始化第二低通濾波器54，因此關(guān)斷濾波或延遲。如果節(jié)氣閥梯度dwdkba重新超出極限-DKGFILS的話，則重新接通低通濾波器54的延遲。在后面還要更確切地闡述這些措施的意義。
將第一低通濾波器50或第二低通濾波器54的輸出信號wdkfmx和wdkfmn饋送到特性曲線族KFPSDMX或KFPSDMN中(方框66和68)。此外將由轉(zhuǎn)速傳感器40采集的內(nèi)燃機(jī)10的轉(zhuǎn)速nmot饋送到特性曲線族KFPSDMX和KFPSDMN中。也稱為最大特性曲線族的特性曲線族KFPSDMX(方框66)生成收集器16中壓力的上限值psdmx作為輸出值。相似地也稱為最小特性曲線族的特性曲線族KFPSDMN(方框68)生成收集器16中壓力的下限值psdmn(方框72)。還用滯后系數(shù)PSHYSHL(方框74)附加到極限值psdmx和psdmn上，并且在方框76至82中與由壓力傳感器26所采集的壓力psdss比較。如果由壓力傳感器26所采集的壓力psdss位于通過極限值psdmx和psdmn所規(guī)定的值范圍之外的話，則向內(nèi)燃機(jī)10的使用者進(jìn)行差錯報(bào)告，以及進(jìn)行例如在維護(hù)時可以讀出的進(jìn)入(未表示的)差錯存儲器中的差錯報(bào)告。
以下是延遲的關(guān)斷和接通的意義如果進(jìn)行節(jié)氣閥20的緩慢開啟的話，節(jié)氣閥梯度dwdkba則位于極限D(zhuǎn)KGFILS之下和負(fù)極限-DKGFILS之上，以至于兩個低通濾波器50和54保持激活的，并且輸出所延遲的信號wdkfmx和wdkfmn(方框52和56)。通過在低通濾波器50和54中所進(jìn)行信號的這種延遲考慮這種事實(shí)，在節(jié)氣閥20開啟時基于進(jìn)氣管18中有限的流速僅導(dǎo)至收集器16的緩慢充氣，收集器16中的壓力psdss因此也僅比較緩慢地上升。同樣的也適用于節(jié)氣閥20的緩慢的閉合運(yùn)動。在圖6中用相關(guān)號84或86表示節(jié)氣閥20速度dwdkba的這兩種″正?！宓姆秶?。
如果節(jié)氣閥梯度dwdkba超出正極限值DKGFILS的話，人們則位于圖6中的用88表示的速度范圍中。在極端情況下在此也可以突然開啟節(jié)氣閥20，正如這在圖3中所表示的和同樣用88標(biāo)記的那樣。如上面已闡述的那樣，在此情況下直接用節(jié)氣閥角度wdkba初始化第一低通濾波器50，使得輸出信號wdkfmx是未延遲的，并且因此是與節(jié)氣閥角度wdkba等同的。在特性曲線族KFPSDMX(方框66)中所求出的壓力psdmx(方框70)相應(yīng)地也突然上升，正如這在圖5中所表示的那樣。因此不進(jìn)行值psdmx到一個目標(biāo)值上的瞬態(tài)振蕩。與此相反地壓力psdmn(方框72)是不同的，在特性曲線族KFPSDMN中從所延遲的值wdkfmn中確定此壓力psdmn。值wdkfmn所以是延遲的，因?yàn)樵诠?jié)氣閥20突然開啟時低通濾波器54是保持激活的。
當(dāng)然在恒定的節(jié)氣閥位置20上(圖3中用相關(guān)號90標(biāo)記此范圍)兩個低通濾波器50和54是有功效的。在值wdkfmx卻已經(jīng)相當(dāng)于目標(biāo)值之后，壓力psdmx也相當(dāng)于一個恒定的壓力。壓力psdmx是不同的，此壓力psdmx在用90標(biāo)記的階段期間通過第二低通濾波器54延遲地還上升。此時如此選擇在方框92中準(zhǔn)備就緒的時間常數(shù)ZWDKBA(圖2中的方框94)，使得壓力psdmn在任何情況下保持在準(zhǔn)確工作的壓力傳感器26上所確定的壓力psdss之下。以此方式甚至在突然開啟節(jié)氣閥20時，通過兩個值psdmx和psdmn規(guī)定由壓力傳感器26所采集壓力psdss的一個允許值范圍，此時排除了壓力傳感器26的錯誤診斷。
在圖3和6中用相關(guān)號92標(biāo)記節(jié)氣閥20的突然閉合。相似于以上所述地，第一低通濾波器50現(xiàn)在保持有功效的，與此相反地第二低通濾波器54未濾波地傳送節(jié)氣閥20的位置dwdkba，并且作為值wdkfmn輸出。如從圖5中可以看到的那樣，在節(jié)氣閥20這樣突然閉合時所計(jì)算的壓力psdmn突然下降。在第一低通濾波器50中與此相反地延遲節(jié)氣閥20的位置wdkba，也就是以在階段88中跳躍式達(dá)到的和在階段90中保持的值為依據(jù)。甚至在這里重要的是，如此選擇時間常數(shù)ZWDKBA，使得壓力psdmx不比收集器16中在準(zhǔn)確工作的壓力傳感器26上所采集的壓力psdss更迅速地下降。
最后通過所說明的措施達(dá)到，準(zhǔn)備就緒在節(jié)氣閥20的高動態(tài)特性時也不離開壓力傳感器值的一個允許值范圍-前提是壓力傳感器無差錯地工作。
權(quán)利要求
1.用于運(yùn)行內(nèi)燃機(jī)(10)的方法，在此方法上從節(jié)氣閥(20)的位置(wdkba)中求出進(jìn)氣段(16)中的壓力(psdmx，psdmn)，其中將從節(jié)氣閥(20)位置中獲得的信號(wdkba)傳送過至少一個延遲元件(50，54)，并且將此傳送過去的信號(wdkfmx，wdkfmn)用于形成允許值范圍的極限(psdmx，psdmn)，其特征在于，安排了至少兩個延遲元件(50，54)，在此如果用其改變節(jié)氣閥(20)位置(wdkba)的速度(dwdkba)位于正極限值(DKGFILS)之上的話，關(guān)斷其中一個延遲元件(50)的延遲，而如果用其改變節(jié)氣閥(20)位置(wdkba)的速度(dwdkba)位于負(fù)極限值(-DKGFILS)之下的話，關(guān)斷另一個延遲元件(54)的延遲。
2.按權(quán)利要求1的方法，其特征在于，延遲元件包括至少一個低通濾波器(50，54)。
3.按權(quán)利要求1或2之一的方法，其特征在于，兩個極限值(DKGFILS，-DKGFILS)按絕對值是相等的，并且互相通過正負(fù)號區(qū)分。
4.按以上權(quán)利要求之一的方法，其特征在于，安排了至少一個特性曲線族(KPSDMX，KPSDMN)，用此特性曲線族(KPSDMX，KPSDMN)從內(nèi)燃機(jī)(10)的轉(zhuǎn)速(nmot)中和從由節(jié)氣閥(20)位置(wdkba)所獲得的信號(wdkfmx，wdkfmn)中求出進(jìn)氣段中相應(yīng)的壓力(psdmx，psdmn)。
5.按權(quán)利要求4的方法，其特征在于，將傳送過延遲元件(50，54)的信號(wdkfmx，wdkfmn)分別饋送到一個自己的特性曲線族(KPSDMX，KPSDMN)中。
6.按以上權(quán)利要求之一的方法，其特征在于，測量進(jìn)氣段(16)中的壓力，并且與允許值范圍(psdmx，psdmn)比較。
7.按權(quán)利要求6的方法，其特征在于，如果所測量的壓力(psdss)位于允許值范圍(psdmx，psdmn)之外的話，則進(jìn)行差錯報(bào)告和/或進(jìn)入差錯存儲器的登錄。
8.按權(quán)利要求6或7之一的方法，其特征在于，如果所測量的壓力(psdss)位于允許值范圍(psdmx，psdmn)之外的話，則基于由節(jié)氣閥(20)位置所獲得的信號(wdkba)進(jìn)行內(nèi)燃機(jī)(10)燃燒室(12)充氣的確定。
9.計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，如果在計(jì)算機(jī)上實(shí)施它的話，它則適合于進(jìn)行按權(quán)利要求1至8之一的方法。
10.按權(quán)利要求9的計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，在存儲器上，尤其是在閃速存儲器上存儲了它。
11.用于運(yùn)行內(nèi)燃機(jī)的控制和/或調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，它適合于按權(quán)利要求1至9之一方法的控制和/或調(diào)節(jié)。
全文摘要
在用于運(yùn)行內(nèi)燃機(jī)的一種方法上從節(jié)氣閥的位置中求出壓力。將從節(jié)氣閥位置獲得的信號傳送過至少一個延遲元件。將傳送過去的信號采用于形成允許值范圍的極限。為了甚至在高節(jié)氣閥梯度時使得可靠地形成允許值范圍成為可能,按本發(fā)明安排了至少兩個延遲元件,在此如果用其改變節(jié)氣閥位置的速度位于正極限值之上的話,關(guān)斷其中一個延遲元件。如果用其改變節(jié)氣閥位置的速度位于負(fù)極限值之下的話,則關(guān)斷另一個延遲元件的延遲。
文檔編號F02D41/22GK1346933SQ01135409
公開日2002年5月1日 申請日期2001年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月10日
發(fā)明者M·普弗茨, E·基爾奇納 申請人:羅伯特-博希股份公司