專利名稱：用于調節(jié)內燃機運行參數(shù)的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于調節(jié)內燃機運行參數(shù)的方法和裝置。
對于汽油直噴內燃機而言，根據(jù)實際運行狀態(tài)，即例如處于分層運行、均質稀薄運行或均質運行發(fā)動機的動力特性是不同的。已知的調節(jié)器不能適配于調節(jié)對象動力特性的這類變化。
由此對于汽油直噴內燃機的每一運行狀態(tài)實現(xiàn)了分別適配于運行狀態(tài)的關于高速性和穩(wěn)定性的最佳調節(jié)值。
其它優(yōu)點由下文實施例的說明或從屬權利要求給出。
以自動編碼的調節(jié)策略為基礎調節(jié)器24根據(jù)調節(jié)偏差Δ生成至少一個輸出信號τ1，該輸出信號影響至少一個內燃機控制參數(shù)，通過該控制參數(shù)起到使內燃機轉矩迅速變化的作用。這個調節(jié)值為點火角和/或燃料供給量，其在均質運行中影響點火角，除此之外影響燃料供給量。第二調節(jié)器25同樣根據(jù)調節(jié)偏差Δ按照自動編碼的調節(jié)策略(優(yōu)選為PD結構)生成至少另一輸出信號τ2，該信號影響至少一個控制參數(shù)，該參數(shù)導致相對低速的轉矩調整。對于內燃機而言這個控制參數(shù)為空氣供給量，使得控制信號τ2控制一個調節(jié)機構，例如節(jié)氣門，用于影響內燃機的空氣供給量。在所示實施例中調節(jié)器24或調節(jié)器25的每個分量生成一個調節(jié)器輸出信號，這些調節(jié)器輸出信號生成共同輸送地(例如相加)輸出信號τ1或τ2。
調節(jié)器24和/或調節(jié)器25的不同分量具有參數(shù)，例如放大因數(shù)，其值在必要時也可根據(jù)結構變化，即可以在至少兩個值或特性曲線之間轉換。
在優(yōu)選的怠速調節(jié)實施例中在調節(jié)中調節(jié)器使用比例分量、積分分量和微分分量。在均質運行狀態(tài)中至少比例分量和微分分量雙重輸出，在該運行狀態(tài)中內燃機以化學計量法混合運行。一個調節(jié)器用于調節(jié)點火角，另一調節(jié)器用于調節(jié)充氣(空氣供給)。在分層運行或在均質稀薄運行中只能通過燃料量調節(jié)發(fā)動機轉矩，而不能與此相反通過空氣量來調節(jié)。因此在這些運行狀態(tài)中內燃機的動力特性與均質運行中內燃機動力特性不同。在這些運行狀態(tài)中與汽缸上死點有關的影響轉矩確定的時刻是不同的。由此得到調節(jié)對象的另一靜止時間。此外通過改變燃料量能夠比在均質運行中更加迅速地實現(xiàn)大的轉矩變化。
調節(jié)器24和/或25的至少一個參數(shù)根據(jù)運行狀態(tài)信號在不同的值(單值或特性曲線)之間轉換。這一點根據(jù)實際運行狀態(tài)在30中產(chǎn)生并通過導線32以及34輸給各調節(jié)器用于轉換。同時考慮到參數(shù)值使調節(jié)器最佳地適配于變化的路段動力特性。只要在使用由運行狀態(tài)所決定的參數(shù)值的條件下，怠速調節(jié)器就能更好地適配于路段動力特性。除了根據(jù)運行狀態(tài)轉換參數(shù)值以外，在本實施例中所有參數(shù)值都附加地具有調節(jié)偏差功能。
當內燃機運行狀態(tài)從均質運行轉換到另一運行狀態(tài)時，例如通過將其調節(jié)器輸出信號或其參數(shù)值置于數(shù)值0的方法，使給出空氣分量的調節(jié)器25斷開。此外通過控制信號將調節(jié)器24的調節(jié)器參數(shù)值置于新的運行狀態(tài)所確定的值，在本優(yōu)選實施例中是將比例分量、積分分量和微分分量的調節(jié)器參數(shù)值置于新的運行狀態(tài)所確定的值。所考慮的運行狀態(tài)主要是分層運行和均質稀薄運行。相應地對于轉換而言是在分層運行與均質稀薄運行之間進行。在此參數(shù)值轉換也在調節(jié)器24中進行。用于低速作用的調節(jié)器25保持斷開。在從均質稀薄運行或從分層運行轉換到均質運行時，同樣在調節(jié)器24中產(chǎn)生參數(shù)值轉換，而在呈現(xiàn)相應的激活信號時，在均質運行中的低速分量調節(jié)器25被激活。在本優(yōu)選實施例中調節(jié)器25的激活或斷開通過將其輸出信號置于數(shù)值0而實現(xiàn)。在這種結構中調節(jié)器本身在其它運行狀態(tài)中也繼續(xù)工作，只是其輸出信號對外不起作用。
根據(jù)圖2所示的流程圖概述上述的優(yōu)選實施例，該流程圖表示控制單元10計算單元的程序。該流程示出調節(jié)器24和25的特殊結構。
調節(jié)偏差Δ作為實際值與理論值(實際轉速與理論轉速)之間的偏差輸給調節(jié)器。在作為高速作用電路的調節(jié)器24中存在積分器100、放大級102以及微分級104，而在本優(yōu)選實施例中作為低速電路的調節(jié)器25中設有放大級106以及微分級108。在其它實施例中使用調節(jié)器的其它結構，從而本優(yōu)選實施例只表示所示的調節(jié)策略。上述根據(jù)內燃機運行狀態(tài)的參數(shù)值轉換對于其它的調節(jié)器結構也具有相應優(yōu)點而被使用。
在圖2所示的怠速調節(jié)器中在使用由運行狀態(tài)所決定的參數(shù)組的條件下更好地適配于路段動力特性。調節(jié)偏差Δ最好通過用發(fā)動機轉速IST減去理論轉速SOLL來計算。積分分量100的輸出信號DMLLRI通過調節(jié)偏差Δ在積分器100中一段時間的積分并接著在放大級110中的放大(乘法)而生成。在放大級110中積分輸出信號與參數(shù)KI相乘，該參數(shù)根據(jù)實際運行狀態(tài)而取不同值。為了選擇參數(shù)值而設有開關裝置112，該開關裝置根據(jù)通過導線32輸入的運行狀態(tài)信號BDEMOD進行換接。信號BDEMOD包括關于內燃機實際運行狀態(tài)的信息。在分層運行中與因數(shù)KISCH相乘，在均質稀薄運行中與因數(shù)KIHMM相乘并在均質運行中與因數(shù)KIHOM相乘。這些因數(shù)專門適配于在各種運行狀態(tài)中調節(jié)對象的動力特性。在此要指出的是，在分層運行中比在均質運行中在調節(jié)器中給定較小的數(shù)值。這一點也相應適用于調節(jié)器24的其它分量。上述值按照結構或者是固定值或者是根據(jù)特性曲線由運行參數(shù)所決定的給定值。
除了積分分量，在本優(yōu)選實施例中還存在比例分量。其輸出信號DMLLRP在放大級102中通過調節(jié)偏差Δ與比例放大因數(shù)KP的邏輯運算(乘法)而生成。這個因數(shù)根據(jù)運行狀態(tài)也具有不同值。這種選擇通過開關裝置114按照運行狀態(tài)信號BDEMOD的比例而實現(xiàn)。在此在分層運行中選擇一個或多個第一參數(shù)值KPSCH，在均質稀薄運行中選擇一個或多個第二參數(shù)值KPHMM而在均質運行中選擇第三參數(shù)值KPHOM。
調節(jié)器24的微分分量通過調節(jié)偏差Δ在微分器104中在時間上的微分并接著在放大級116中對微分結果進行邏輯運算(乘法)而生成。在那里微分級104的結果與給定的參數(shù)值KD進行邏輯運算，該參數(shù)值根據(jù)實際的運行狀態(tài)而取不同的數(shù)值。在這里也通過開關裝置118根據(jù)上述運行狀態(tài)信號BDEMOD而實現(xiàn)選擇。因此在分層運行中輸入乘法運算的參數(shù)值KDSCH，在均質稀薄運行中輸入?yún)?shù)值KDHHM而在均質運行中輸入?yún)?shù)值KDHOM。輸出信號DMLLRD在加法器120中與比例分量的輸出信號DMLLRP進行邏輯運算生成調節(jié)器輸出信號DMLLR。在下一個加法器122中積分分量的輸出信號DMLLRI接入該調節(jié)器輸出信號上。加法器122的輸出信號生成控制信號τ1，通過該控制信號在均質運行中調節(jié)點火角而在分層運行和均質稀薄運行狀態(tài)中調節(jié)待被噴射的燃料量?？刂菩盘枽?起到所謂高速路徑的作用，因為通過該所示的干擾可能性能夠實現(xiàn)內燃機轉矩的迅速變化。
調節(jié)器25如上所述用作低速路徑，其影響輸入的空氣量。該路徑只在均質運行中用于調整轉矩，而在如分層運行或均質稀薄運行的稀薄運行狀態(tài)中人們可以通過內燃機去節(jié)流而從降低油耗中獲得收益。因此設有開關元件124，如果運行狀態(tài)調整為均質運行，則該開關由所示位置換接到其第二位置并由此使調節(jié)器25對外有效接通。相應的接通信號通過導線34輸入。在所有其它運行狀態(tài)中開關元件124處于所示位置，從而作為調節(jié)器25的輸出信號τ2置于數(shù)值0。調節(jié)器25的調節(jié)器輸出信號DMLLRL或τ2的生成在放大級106中通過調節(jié)偏差Δ與均質運行因數(shù)KPLHOM的相乘而實現(xiàn)。相應地調節(jié)偏差Δ在微分級108中微分并接著在相乘級126中與因數(shù)KDLHOM相乘。比例分量和微分分量的輸出信號在邏輯運算器128中生成調節(jié)器輸出信號DMLLRL，該信號在加法器130與積分分量100，110的輸出信號DMLLRI相加。邏輯運算器130的輸出信號生成調節(jié)器25的輸出信號τ2，該信號如上所述只在均質運行狀態(tài)對外有效。
每一運行狀態(tài)的每一參數(shù)值都適配于那些調節(jié)對象的實際變化。經(jīng)驗表明，在許多情況下在分層運行中比在其它運行狀態(tài)中給定較小的數(shù)值。
在其它實施例中可以使用其它調節(jié)策略代替在圖2中所示的調節(jié)器實際結構，例如根據(jù)實施例可以放棄微分分量。
權利要求
1.用于調節(jié)內燃機運行參數(shù)的方法，其中該運行在至少兩種運行狀態(tài)之間進行轉換，在此根據(jù)運行參數(shù)的理論值與實際值之間的偏差按照至少一個變化參數(shù)形成至少一個調節(jié)器輸出信號，通過該信號影響該待調節(jié)的運行數(shù)值，其特征在于，在變更內燃機運行狀態(tài)時轉換該至少一個參數(shù)值。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，該內燃機為汽油直噴內燃機，其中通過節(jié)流進行分層運行、均質稀薄運行與均質運行各運行狀態(tài)之間的轉換。
3.如上述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，該調節(jié)器輸出信號在均質運行狀態(tài)中影響點火角，在非節(jié)流運行狀態(tài)中影響燃料供給。
4.如上述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，該調節(jié)器包括積分分量和/或比例分量和/或微分分量。
5.如權利要求4所述的方法，其特征在于，根據(jù)代表實際運行狀態(tài)的信號將該至少一個參數(shù)值轉換到適配于特殊運行狀態(tài)中路段特性的值。
6.如上述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，該輸出信號在節(jié)流運行中影響內燃機的空氣供給，其中除了內燃機節(jié)流運行以外輸出信號被無效地接通。
7.如上述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，該至少一個參數(shù)取決于調節(jié)偏差。
8.如上述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，該至少一個參數(shù)值是由運行狀態(tài)決定的固定值或由按照所選特性曲線的運行狀態(tài)所形成的由運行參數(shù)決定的值。
9.如上述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，該調節(jié)器為怠速轉速調節(jié)器或行駛速度調節(jié)器。
10.用于調節(jié)內燃機運行參數(shù)的裝置，其中該裝置的運行在至少兩種運行狀態(tài)之間進行轉換，該裝置具有調節(jié)器，該調節(jié)器根據(jù)運行參數(shù)的理論值與實際值之間的偏差按照至少一個變化的參數(shù)形成至少一個調節(jié)器輸出信號，其中該輸出信號影響該運行參數(shù)，其特征在于，該調節(jié)器接收一個表征實際運行狀態(tài)的信號并根據(jù)該信號變換該至少一個參數(shù)值。
全文摘要
提出了一種用于調節(jié)內燃機運行參數(shù)的方法和裝置。其中設有一個調節(jié)器，該調節(jié)器根據(jù)調節(jié)偏差按照至少一個變化的參數(shù)產(chǎn)生一個用于調節(jié)該運行參數(shù)的輸出信號。根據(jù)運行狀態(tài)(分層運行、均質運行、均質稀薄運行)將該至少一個參數(shù)值轉換為特別適配于在各個運行狀態(tài)中路段上的值。
文檔編號F02D41/16GK1436280SQ01810966
公開日2003年8月13日 申請日期2001年7月20日 優(yōu)先權日2000年8月10日
發(fā)明者M·庫斯托斯奇, C·凱勒 申請人:羅伯特-博希股份公司