專利名稱：使驅(qū)動單元運行的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有一種穩(wěn)定非許可的功率范圍的驅(qū)動單元的運行，尤其是內(nèi)燃發(fā)動機及其運行，其中尤其是可以利用具有噴射選擇(Einspritzausblendimgen)的運行狀態(tài)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代的內(nèi)燃發(fā)動機具有一種空氣輸入系統(tǒng)，以便控制輸送給內(nèi)燃發(fā)動機氣缸的氣流。在輸氣系統(tǒng)中大多布置有一個節(jié)流閥，它調(diào)節(jié)吸氣管里的氣流。在現(xiàn)代內(nèi)燃發(fā)動機中節(jié)流閥用電調(diào)節(jié)。節(jié)流閥的最終調(diào)整速度以及吸氣管里的動態(tài)充滿效果不許可對規(guī)定的氣流進行高動態(tài)調(diào)整。因此不可能通過這種調(diào)整機構(gòu)，對內(nèi)燃發(fā)動機提供的轉(zhuǎn)矩進行快速調(diào)離
iF. ο因而在內(nèi)燃發(fā)動機運行時規(guī)定了一個超前-名義力矩，這個力矩在穩(wěn)定運行狀態(tài)下可以提高在氣缸里的空氣進入量，從而通過調(diào)整點火角可以快速調(diào)出一個增高的轉(zhuǎn)矩。 因而可以利用與點火角的作用，來快速地改變內(nèi)燃發(fā)動機的轉(zhuǎn)矩。發(fā)動機轉(zhuǎn)矩的降低基于一種較小的名義轉(zhuǎn)矩予定值，它借助于點火角相對于基礎(chǔ)點火角的延遲調(diào)整來達到，因此使內(nèi)燃發(fā)動機的效率惡化，這然而從燃油消耗來說，影響是負面的。內(nèi)燃發(fā)動機的實際轉(zhuǎn)矩相比于基礎(chǔ)轉(zhuǎn)矩減小，并依照規(guī)定的(減小的)名義轉(zhuǎn)矩。借助于點火角的延遲調(diào)整實現(xiàn)的轉(zhuǎn)矩減小一直可以達到最小的基礎(chǔ)轉(zhuǎn)矩，后者通過可燃性極限以及通過構(gòu)件保護極限給出，而且還取決于當前的基礎(chǔ)轉(zhuǎn)矩(也就是說當前的進氣量)。在名義轉(zhuǎn)矩相應小的時候另一種轉(zhuǎn)矩的減小則只能通過各個氣缸的噴射選擇來進行。然而噴射選擇與較高的廢氣排放，內(nèi)燃發(fā)動機運行的更加不穩(wěn)定和噪聲的問題相聯(lián)系。具有噴射選擇的運行雖然從技術(shù)上可以是穩(wěn)定的，但只應該臨時進行調(diào)整。因此必須避免各個氣缸的似穩(wěn)態(tài)的具有噴射選擇的運行。內(nèi)燃機的實際轉(zhuǎn)矩可以通過所有氣缸的噴射選擇一直減小到相當于內(nèi)燃機損失轉(zhuǎn)矩的最小轉(zhuǎn)矩。在這種情況下存在推力停機，此時只是部分氣缸具有噴射選擇的運行不再存在有缺點。推力停機因此可以通過較長的時間和似穩(wěn)態(tài)地進行調(diào)整。因此形成名義轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩范圍，它們可以在正常運行時似穩(wěn)態(tài)地被利用
—第一轉(zhuǎn)矩范圍，它取決于當前的填充量，對應于在基礎(chǔ)轉(zhuǎn)矩和最新基礎(chǔ)轉(zhuǎn)矩之間的轉(zhuǎn)矩范圍；和
—第二轉(zhuǎn)矩范圍，它通過內(nèi)燃機的推力停機來規(guī)定，并且相當于一個最小的發(fā)動機轉(zhuǎn)矩，這個轉(zhuǎn)矩是內(nèi)燃發(fā)動機的損失轉(zhuǎn)矩。在這之間是一個名義轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩范圍，它在正常運行時由于上面所述的運行不穩(wěn)定和廢氣排放方面的缺點，不應該似穩(wěn)態(tài)地被利用，也就是說不許可。然而這可以根據(jù)所要求的名義轉(zhuǎn)矩，在第一和第二轉(zhuǎn)矩范圍之間進行快速變換，以便提供一個轉(zhuǎn)矩，這轉(zhuǎn)矩在位于第一和第二轉(zhuǎn)矩范圍之間的轉(zhuǎn)矩范圍里。一種這樣的快速變換導致了轉(zhuǎn)矩突變，這種突變可能在一種行駛運行時使人察覺為不舒服的一推。在一定的情況下，正常運行時許可的或者說可以利用的轉(zhuǎn)矩范圍附帶地受到限制，例如，如果出于排放的原因，由于催化劑的溫度太低而只允許所有氣缸都噴射運行，并且不許可單個氣缸的噴射選擇以及推力停機。此外還可能，在安全臨界的作用或者保護作用時，例如像ESP (電子穩(wěn)定程序)，應急，最大轉(zhuǎn)速調(diào)整，監(jiān)測，構(gòu)件保護，速度限制等等時脫離正常的運行，而且也可以較長時間地調(diào)整在正常運行時穩(wěn)態(tài)非許可的轉(zhuǎn)矩范圍。除此之外還可以使得自動變速器作用于名義轉(zhuǎn)矩，例如在換檔過程期間，與正常運行的偏差成為必需的。本發(fā)明的任務是提供一種使內(nèi)燃發(fā)動機運行的方法，其中規(guī)定了 只是臨時地許可一個在正常運行時穩(wěn)態(tài)不能利用的，或者說非許可的轉(zhuǎn)矩范圍，例如像只是通過單個氣缸的噴射選擇就可以達到的轉(zhuǎn)矩范圍，其中在不同的穩(wěn)態(tài)許可的轉(zhuǎn)矩范圍里的名義轉(zhuǎn)矩之間過渡時，不應該在汽車運行時，出現(xiàn)由內(nèi)燃機所提供的轉(zhuǎn)矩的不舒服的突變。

發(fā)明內(nèi)容
這個任務通過一種按照權(quán)利要求1的方法以及通過按照并列權(quán)利要求所述的裝
置來解決。本發(fā)明的其他有利的設(shè)計方案見從屬權(quán)利要求。按照第一方面規(guī)定了一種使內(nèi)燃發(fā)動機運行的方法。這方法包括以下步驟 —提供一個預定參數(shù)用于觸發(fā)驅(qū)動單元，以便提供初始參數(shù)；
—對于所提供的預定參數(shù)，提供一個取決于運行點的初始參數(shù)范圍的參數(shù)，在這些范圍里允許驅(qū)動單元穩(wěn)定運行，其中在取決于運行點的初始參數(shù)范圍之間規(guī)定了一個穩(wěn)態(tài)非許可的初始參數(shù)范圍；
—如果在過渡運行狀態(tài)下，驅(qū)動單元的預定參數(shù)的變化要求穿越一種穩(wěn)態(tài)-非許可的初始參數(shù)范圍，那么根據(jù)一個受控制(gefilhrt)的預定參數(shù)來觸發(fā)控制驅(qū)動單元，
其中受控制的預定參數(shù)通過預定參數(shù)的控制來確定，因此持續(xù)時間限制于一個規(guī)定的最大持續(xù)時間，在這持續(xù)時間期間，觸發(fā)驅(qū)動單元，用于在穩(wěn)態(tài)-非許可的預定參數(shù)范圍里提供受控制的預定參數(shù)。上述方法的一個思路在于限制持續(xù)時間，在這持續(xù)時間期間，觸發(fā)驅(qū)動單元，以便在穩(wěn)定-非許可的初始參數(shù)范圍里提供一個初始參數(shù)，其方法是在穩(wěn)定-許可的初始參數(shù)范圍之間的過渡運行狀態(tài)下控制預定參數(shù)。尤其是可以規(guī)定預定參數(shù)的控制通過關(guān)于一個或多個極限值限制預定參數(shù)來實施，以便得到受控制的預定參數(shù)，其中極限值由位于第一初始參數(shù)范圍和第二初始參數(shù)范圍之間的一個或多個規(guī)定的極限值變化曲線得到。上述方法的一個思路在于得出瞬時的，適用于當前運行點的極限值，這些極限值對于一個規(guī)定的預定參數(shù)被確定，并且得出初始參數(shù)范圍，在這些范圍里允許驅(qū)動單元的持續(xù)運行。同時使瞬時極限值動態(tài)地調(diào)整，使得它們只是臨時許可一個預定參數(shù)，這個參數(shù)位于一個穩(wěn)態(tài)-非許可的初始參數(shù)范圍之內(nèi)，以便例如在穩(wěn)態(tài)-許可的初始參數(shù)范圍之間達到舒適的過渡。為此對瞬時極限值動態(tài)地進行調(diào)整，從而因此不產(chǎn)生附加的(也就是說除了其它原因引起的突變，例如司機希望的轉(zhuǎn)矩的突變)受控制(限制)的預定參數(shù)的突變。在上面的方法中，尤其是可以許可或者說不限制一個位于穩(wěn)態(tài)-許可的初始參數(shù)范圍里的預定參數(shù)。對于司機希望的轉(zhuǎn)矩在穩(wěn)態(tài)-許可的初始參數(shù)范圍之內(nèi)的變化的立即反應因此例如是可能的。此外同樣也許可在預定參數(shù)的相應變化曲線中快速穿越一個穩(wěn)態(tài)-非許可的初始參數(shù)范圍。相反，過于緩慢地穿越初始參數(shù)范圍，這可能引起廢氣排放增加，內(nèi)燃機運行更加不平穩(wěn)和/或噪聲過大，因此是不許可的。尤其是在混合動力汽車時，可以穿越穩(wěn)態(tài)-非許可的初始參數(shù)范圍，如果可以通過一個或多個電動機或者液壓馬達來補償一個快速改變的預定參數(shù)的話。例如總驅(qū)動功率中的快速變化因此可以避免，這樣就確保了高的行駛舒適性。此外還可以通過關(guān)于一個或多個極限值限制預定參數(shù)來實施預定參數(shù)的控制，以便得到受控制的預定參數(shù)，其中極限值位于第一初始參數(shù)范圍和第二初始參數(shù)范圍之間的一個或多個規(guī)定的極限值變化曲線得到。此外可以將預定參數(shù)限制于第一或者第二初始參數(shù)范圍里，如果沒有過渡運行狀態(tài)的話。按照一種實施形式可以分別通過初始參數(shù)范圍下限和一個初始參數(shù)范圍上限來規(guī)定第一和第二初始參數(shù)范圍，其中第二初始參數(shù)范圍的初始參數(shù)范圍上限小于第一初始參數(shù)范圍的初始參數(shù)范圍下限，其中極限值變化曲線單調(diào)地并且總是規(guī)定在第二初始參數(shù)范圍的初始參數(shù)范圍上限和第一初始參數(shù)范圍的初始參數(shù)范圍下限之間，在規(guī)定的最大持續(xù)時間之內(nèi)。按照一種實施形式，一個名義轉(zhuǎn)矩說明的預定參數(shù)或者說初始參數(shù)范圍可能相應于轉(zhuǎn)矩范圍。按照一種實施形式，第一轉(zhuǎn)矩范圍可以規(guī)定為在一個最小基礎(chǔ)轉(zhuǎn)矩和一個最佳基礎(chǔ)轉(zhuǎn)矩之間的轉(zhuǎn)矩范圍，最小基礎(chǔ)轉(zhuǎn)矩在有空氣進入氣缸里時，說明了最小的通過作用在點火角上可以提供的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，而最佳基礎(chǔ)轉(zhuǎn)矩則說明了 在有空氣進入氣缸里時最大的， 通過作用在點火角上可以提供的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，和/或第二轉(zhuǎn)矩范圍是一個最小轉(zhuǎn)矩，后者通過由內(nèi)燃機在瞬時運行點提供的轉(zhuǎn)矩在推力停機時確定。備選或者附加地，可以通過噴入燃油量的變化和/或通過噴射開始的變化和/或通過噴射模式的變化和/或通過廢氣回收率的變化和/或通過廢氣背壓的變化等等來形成轉(zhuǎn)矩范圍(尤其是第一轉(zhuǎn)矩范圍)。尤其是在存在有過渡運行狀態(tài)時，在內(nèi)燃機的運行點第一轉(zhuǎn)矩范圍變化至第二轉(zhuǎn)矩范圍時，可以從使名義轉(zhuǎn)矩限制于一個通過第一極限值變化曲線而規(guī)定的上限值，如果名義轉(zhuǎn)矩位于穩(wěn)態(tài)非許可的轉(zhuǎn)矩范圍之內(nèi)的話。尤其是在存在有過渡運行狀態(tài)時，在內(nèi)燃機的運行點從第二轉(zhuǎn)矩范圍變化至第一轉(zhuǎn)矩范圍時，可以使名義轉(zhuǎn)矩限制于一個通過第二極限值變化曲線而規(guī)定的下限值，如果名義轉(zhuǎn)矩位于穩(wěn)態(tài)非許可的轉(zhuǎn)矩范圍之內(nèi)的話。尤其是在存在有過渡運行狀態(tài)時，在內(nèi)燃機的運行點從第二轉(zhuǎn)矩范圍變化至第一轉(zhuǎn)矩范圍時，可以使名義轉(zhuǎn)矩限制于一個通過第三個極限值變化曲線而規(guī)定的上限值，如果名義轉(zhuǎn)矩位于穩(wěn)態(tài)非許可的轉(zhuǎn)矩范圍之內(nèi)的話。尤其是在存在有過渡運行狀態(tài)時，在內(nèi)燃機的運行點從第一轉(zhuǎn)矩范圍變化至第二轉(zhuǎn)矩范圍時，可以使名義轉(zhuǎn)矩限制于一個通過第四極限值變化曲線而規(guī)定的下限值，如果名義轉(zhuǎn)矩位于穩(wěn)態(tài)非許可的轉(zhuǎn)矩范圍之內(nèi)的話。按照一種實施形式，可以取決于一個運行狀態(tài)信號關(guān)于一個或多個極限值來限制名義轉(zhuǎn)矩，這信號說明了 是正常運行還是不正常運行。尤其是在不正常運行時可以許可較長持續(xù)時間地利用一個在正常運行時穩(wěn)態(tài)非許可的轉(zhuǎn)矩范圍，和/或不考慮附帶的限制，如果例如安全關(guān)鍵的作用或者保護作用(例如 ESP，應急行駛，最大轉(zhuǎn)速調(diào)整，監(jiān)測，構(gòu)件保護，速度限制等等)或者自動變速器的作用是更加優(yōu)先的話。此外在一個發(fā)動機系統(tǒng)中，其中內(nèi)燃機取決于一個由司機愿望的轉(zhuǎn)矩和一個由要求器提供的轉(zhuǎn)矩作用所構(gòu)成的名義轉(zhuǎn)矩而運行，使得規(guī)定了穩(wěn)態(tài)許可轉(zhuǎn)矩范圍的轉(zhuǎn)矩范圍極限傳遞給要求器。因此要求器例如在混合動力汽車時，這種汽車在選擇運行點時具有自由度，可以選擇對于內(nèi)燃發(fā)動機和電動機來說最佳的運行點，并因此使行駛策略最優(yōu)化。如果發(fā)動機控制儀和要求器在不同的單元里實現(xiàn)，那么可以簡單地通過總線系統(tǒng)實現(xiàn)內(nèi)燃發(fā)動機的瞬時轉(zhuǎn)矩范圍極限至要求器的通信，因為在當前運行點上的轉(zhuǎn)矩范圍極限的變化動態(tài)性小于內(nèi)燃發(fā)動機和要求器的動態(tài)性，因此通信的信號滯后就不危險了。此外還規(guī)定在一種運行狀態(tài)時，至少短時地不允許穩(wěn)態(tài)非許可的轉(zhuǎn)矩范圍以及一個轉(zhuǎn)矩范圍，位于這范圍里的例如有一種推力停機的運行，例如因為催化劑的溫度太低。 為此可以發(fā)生一種相應的閉鎖信號，它要求進行一種從一個在正常運行時穩(wěn)態(tài)許可的轉(zhuǎn)矩范圍至另一個在正常運行時穩(wěn)態(tài)許可的范圍的變換，由于上面所述的附帶限制并不許可或者有說阻礙。此外可以取決于一種作用信號來確定過渡運行狀態(tài)，其中作用信號指示內(nèi)燃發(fā)動機運行點的變化，這種變化要求穿越穩(wěn)態(tài)非許可的轉(zhuǎn)矩范圍。按照一種實施形式可以按照一個預定的隨時間的變化曲線來控制預定參數(shù)。預定的隨時間的變化曲線尤其是可以這樣設(shè)計，使得受控制的預定參數(shù)隨著預定的最大持續(xù)時間的結(jié)束而達到隨后的穩(wěn)態(tài)許可的運行范圍。按照另外一個方面設(shè)有一個用于使內(nèi)燃發(fā)動機運行的裝置。裝置包括有 —一個要求器，用于提供預定參數(shù)來觸發(fā)驅(qū)動單元，以便提供初始參數(shù)； —一個預定參數(shù)控制裝置，用于控制預定參數(shù)；
—一個發(fā)動機控制單元，用于使驅(qū)動單元運行，從而對應于被控制的預定參數(shù)給驅(qū)動單元提供一個初始參數(shù)；
—一個控制單元，它設(shè)計用于
—提供一種對于取決于運行點的，已經(jīng)提供的預定參數(shù)的初始參數(shù)范圍的說明，在這些范圍里允許驅(qū)動單元穩(wěn)態(tài)運行，其中在取決于運行點的初始參數(shù)范圍之間規(guī)定了一個穩(wěn)態(tài)非許可的初始參數(shù)范圍；和
-如果在一種過渡運行狀態(tài)下，驅(qū)動單元的預定參數(shù)的變化要求穿越穩(wěn)態(tài)非許可初始參數(shù)范圍，用于根據(jù)控制的預定參數(shù)來觸發(fā)驅(qū)動單元，
其中控制的預定參數(shù)通過對預定參數(shù)的控制來確定，從而使觸發(fā)驅(qū)動單元用于在穩(wěn)態(tài)非許可的初始參數(shù)范圍之內(nèi)提供控制的預定參數(shù)的持續(xù)時間限制于一個預定的最大持續(xù)時間。要求器尤其是可以對應于一個轉(zhuǎn)矩要求器，控制單元對應于一個限制單元，預定參數(shù)控制單元對應于一個名義轉(zhuǎn)矩限制器。按照另外一個方面規(guī)定發(fā)動機系統(tǒng)，它具有上述的裝置和一個發(fā)動機控制單元，后者取決于被控制的預定參數(shù)來觸發(fā)驅(qū)動單元。 按照另外一個方面規(guī)定計算機程序，它，如果在一個數(shù)據(jù)處理單元上運行的話，就實施上述的方法。


以下按照附圖對于本發(fā)明的優(yōu)選實施形式進行詳細敘述。所示為
圖1用于實現(xiàn)一種避免穩(wěn)態(tài)非許可轉(zhuǎn)矩范圍的方法的發(fā)動機系統(tǒng)的簡略框圖。圖2 —個信號_時間圖，它表示了用于限制名義轉(zhuǎn)矩的，所限制的名義轉(zhuǎn)矩的，以及轉(zhuǎn)矩要求信號的和運行狀態(tài)信號的極限值變化曲線。
具體實施例方式圖1表示了一種具有一個內(nèi)燃發(fā)動機2的發(fā)動機系統(tǒng)1的簡圖。內(nèi)燃機2通過一個發(fā)動機控制單元3借助于發(fā)動機控制信號來觸發(fā)，其例如規(guī)定了節(jié)流閥的位置，在每次燃燒過程之前噴入氣缸里的燃油噴入量，位于氣缸里的空氣/燃油混合物的點火時刻等等。為了產(chǎn)生發(fā)動機信號，發(fā)動機控制單元3從一個轉(zhuǎn)矩要求器4得到一個超前名義轉(zhuǎn)矩 trqLeadEng。此外轉(zhuǎn)矩要求器4提供一個名義轉(zhuǎn)矩供使用，這個轉(zhuǎn)矩說明了由內(nèi)燃機2提供的不受限制的名義轉(zhuǎn)矩trqDesEng。未受限制的名義轉(zhuǎn)矩trqDesEng被輸送給名義轉(zhuǎn)矩限制器5，其向發(fā)動機控制單元3發(fā)送限制的名義轉(zhuǎn)矩trqDesEngLtd。限制單元5作為另外的輸入?yún)?shù)得到關(guān)于上瞬時極限值trqMax及下瞬時極限值trqMin的說明，它們確定應限制當前未受限制的名義轉(zhuǎn)矩的范圍。發(fā)動機控制單元3求得基礎(chǔ)轉(zhuǎn)矩Eng_trqBs及最小基礎(chǔ)轉(zhuǎn)矩Eng_trqBSMin，它們在名義轉(zhuǎn)矩變化時，根據(jù)空氣線路動態(tài)性對超前名義轉(zhuǎn)矩trqLeadEng作出延遲反應。此外發(fā)動機控制單元3規(guī)定了一個最小轉(zhuǎn)矩Eng_trqMin，它取決于瞬時轉(zhuǎn)速，內(nèi)燃機溫度和其它參數(shù)，并且對應于內(nèi)燃機的損失轉(zhuǎn)矩，這種轉(zhuǎn)矩出現(xiàn)在通過內(nèi)燃機2沒有產(chǎn)生驅(qū)動轉(zhuǎn)矩的時候。換句話說，最小轉(zhuǎn)矩Eng_trqMin是推力停機運行時的發(fā)動機2的轉(zhuǎn)矩?；A(chǔ)轉(zhuǎn)矩Eng_trqBs，最小基礎(chǔ)轉(zhuǎn)矩Eng_trqBsMin和最小轉(zhuǎn)矩Eng_trqMin被輸送給一個限制單元6，這個單元由此確定瞬時下極限值trqMin和瞬時上極限值trqMax，它們被提供給名義轉(zhuǎn)矩限制器5。此外將瞬時下極限值trqMin和瞬時上極限值trqMax也提供給轉(zhuǎn)矩要求器4使用，并且在那里用于，例如使一個過濾器起動，這個過濾器過濾這未受限制的名義轉(zhuǎn)矩trqDesEng。當所要提供的名義轉(zhuǎn)矩trqDesEng遇到通過瞬時下極限值 trqMin和瞬時上極限值trqMax所規(guī)定的極限值之一時，用于起動過濾器。此外限制單元6由名義轉(zhuǎn)矩限制器5得到受限的名義轉(zhuǎn)矩trqDesEngLtd。轉(zhuǎn)矩要求器4此外還提供了一個作用信號bCtOff，它說明了從所有氣缸的噴射運行變換至推力停機，或者說通常說明了從一種正常運行時穩(wěn)態(tài)許可的即可利用的第一轉(zhuǎn)矩范圍變換至另外一個在正常運行時穩(wěn)態(tài)許可的，也就是可利用的轉(zhuǎn)矩范圍里。此外轉(zhuǎn)矩要求器4提供一個運行狀態(tài)信號bNorm，用這信號可以指出內(nèi)燃機是否應該在一種正常運行或者在一種不正常運行狀態(tài)下運行。不正常運行狀態(tài)規(guī)定應該放棄對穩(wěn)態(tài)非許可轉(zhuǎn)矩范圍的限制，從而可以使所有轉(zhuǎn)矩范圍也較長時間地被轉(zhuǎn)矩要求器4調(diào)出。因此例如可能出現(xiàn)以下情況內(nèi)燃機2也較長時間地用單個氣缸的噴射選擇來實現(xiàn)運行。此 外可以設(shè)計規(guī)定給轉(zhuǎn)矩要求器4也提供關(guān)于基礎(chǔ)轉(zhuǎn)矩Eng_trqBs和/或最小基礎(chǔ)轉(zhuǎn)矩Eng_trqBSMin，和/或最小轉(zhuǎn)矩Eng_trqMin的說明，例如在混合動力汽車時，這種汽車具有運行點選擇的自由度，也就是說，可以取決于運行點提供不同的名義轉(zhuǎn)矩，以便選擇內(nèi)燃機2的最佳運行點和/或一個或多個電動機或者液壓馬達，并因此使行駛策略最佳化。限制單元6的作用原理由圖2的信號-時間圖來說明。在圖2的信號-時間圖里， 基礎(chǔ)轉(zhuǎn)矩Eng_trqBs，最小基礎(chǔ)轉(zhuǎn)矩Eng_trqBsMin，和最小轉(zhuǎn)矩Eng_trqMin表示成水平的虛線。基礎(chǔ)轉(zhuǎn)矩Eng_trqBs和最小基礎(chǔ)轉(zhuǎn)矩Eng_trqBSMin，取決于運行點，它們尤其是取決于氣缸的充氣，和瞬時可調(diào)整的點火角值。最小轉(zhuǎn)矩Eng_trqMin首先取決于內(nèi)燃機2的轉(zhuǎn)速。在基礎(chǔ)轉(zhuǎn)矩Eng_trqBs和最小基礎(chǔ)轉(zhuǎn)矩Eng_trqBSMin之間是第一穩(wěn)態(tài)許可的轉(zhuǎn)矩范圍。最小轉(zhuǎn)矩Eng_trqMin在這個例子中確定了第二穩(wěn)態(tài)許可的轉(zhuǎn)矩范圍，這個范圍在這種情況下只相應于某一個轉(zhuǎn)矩，也就是相應于內(nèi)燃機2在推力停機運行時的轉(zhuǎn)矩。在最小基礎(chǔ)轉(zhuǎn)矩Eng_trqBSMin，和最小轉(zhuǎn)矩Eng_trqMin之間規(guī)定了一種穩(wěn)態(tài)非許可的轉(zhuǎn)矩范圍。對未受限制的名義轉(zhuǎn)矩trqDesEng進行限制的瞬時下極限值trqMin和瞬時上極限值trqMax表示為實線。簡單的實線說明了名義轉(zhuǎn)矩trqDesEng的變化曲線。限制的名義轉(zhuǎn)矩trqDesEngLtd的曲線用虛線表示。此外在隨時間變化的曲線中表示了作用信號bCtOff以及運行狀態(tài)信號bNorm， 從而可以根據(jù)這些信號來識別瞬時下極限值trqMin和瞬時上極限值trqMax的相應變化。 因為在一個時刻Tl之前作用信號bCtOff用一個低電位說明了 沒有要求從所有氣缸的噴射運行變換至推力停機，瞬時上極限值trqMax對應于基礎(chǔ)轉(zhuǎn)矩Eng_trqBs，而瞬時下極限值trqMin對應于最小基礎(chǔ)轉(zhuǎn)矩Eng_trqBsMin。名義轉(zhuǎn)矩trqDesEng在時刻Tl之前短時地在瞬時下極限值trqMin之下，從而名義轉(zhuǎn)矩限制器5主動地限制，而限制的名義轉(zhuǎn)矩 trqDesEngLtd則短時地與所提供的名義轉(zhuǎn)矩trqDesEng有偏差(見范圍A，)，而且代之以假定瞬時下極限值trqMin的數(shù)值。因此可以避免一種短時的噴射選擇，這種噴射選擇是發(fā)動機控制單元3在一種名義轉(zhuǎn)矩trqDesEng時在最小基礎(chǔ)轉(zhuǎn)矩Eng_trqBSMin，之下實現(xiàn)的。在時刻Tl轉(zhuǎn)矩要求器4采用作用信號bCtOff電平的變換，規(guī)定要求變換至推力停機，從而使瞬時下極限值trqMin跳到最小轉(zhuǎn)矩Eng_trqMin。在時刻T2限制的名義轉(zhuǎn)矩trqDesEngLtd達到最小基礎(chǔ)轉(zhuǎn)矩Eng_trqBsMin，并因此未受限制的名義轉(zhuǎn)矩trqDesEng或有限制的名義轉(zhuǎn)矩trqDesEngLtd進入一個轉(zhuǎn)矩范圍里，這個范圍是穩(wěn)態(tài)非許可的。因此瞬時上極限值trqMax跳到最小基礎(chǔ)轉(zhuǎn)矩EngJrqBsMin (時刻T2)，并且在其余的時間變化曲線中成斜面狀向著最小轉(zhuǎn)矩Eng_trqMin的方向延伸。 斜面狀隨時間的變化曲線確定地預先規(guī)定了。名義轉(zhuǎn)矩trqDesEng延伸在瞬時上極限值trqMax的斜面狀曲線之上，從而將名義轉(zhuǎn)矩trqDesEng限制于瞬時上極限值trqMax的曲線上，也就是說限制的名義轉(zhuǎn)矩 trqDesEngLtd沿著瞬時上極限值trqMax延伸，并且在trqMax=trqMin=Eng_trqMin時，相應于最小轉(zhuǎn)矩Eng_trqMin，如果瞬時上極限值trqMax的斜面狀曲線達到了瞬時下極限值的話。通過在位于最小基礎(chǔ)轉(zhuǎn)矩Eng_trqBSMin和最小轉(zhuǎn)矩Eng_trqMin之間的，穩(wěn)態(tài)非許可轉(zhuǎn)矩范圍里的，瞬時上極限值trqMax的規(guī)定的斜面狀變化曲線實現(xiàn)了 一個限制的名義轉(zhuǎn)矩trqDesEngLtd只是臨時地存在于正常運行時穩(wěn)態(tài)非許可的轉(zhuǎn)矩范圍之內(nèi)。要是在時刻Tl，由于附帶的限制，例如由于催化劑的溫度太低而阻礙變換至推力停機，這種限制可能導致內(nèi)燃機的推力停機或噴射選擇的內(nèi)部閉鎖，那么此外瞬時下極限值trqMin就對應于最小基礎(chǔ)轉(zhuǎn)矩Eng_trqBsMin，而瞬時上極限值trqMax對應于基礎(chǔ)轉(zhuǎn)矩 Eng_trqBs。在時刻T3，轉(zhuǎn)矩要求器4通過使作用信號bCtOff變換至一個低電平，規(guī)定了要求變換至所有氣缸的噴射運行。因此瞬時上極限值trqMax跳到基礎(chǔ)轉(zhuǎn)矩Eng_trqBs上，而瞬時下極限值trqMin成斜面狀被控制到最小基礎(chǔ)轉(zhuǎn)矩Eng_trqBSMin。在時刻T3，限制的名義轉(zhuǎn)矩trqDesEngLtd跳到名義轉(zhuǎn)矩trqDesEng的數(shù)值上，而且如果名義轉(zhuǎn)矩trqDesEng的數(shù)值低于瞬時下極限值trqMin的斜面狀變化曲線的話，那么對應于瞬時下極限值trqMin 的斜面狀變化曲線，一直到最小基礎(chǔ)轉(zhuǎn)矩Eng_trqBSMin的數(shù)值。在時刻T3，瞬時下極限值trqMin可以備選地首先跳到未受限制的名義轉(zhuǎn)矩 trqDesEng上，并從那里開始斜面狀地變到最小基礎(chǔ)轉(zhuǎn)矩Eng_trqBSMin上，以便縮短在穩(wěn)態(tài)非許可范圍里的停留時間。因此實現(xiàn)了 在限制的名義轉(zhuǎn)矩trqDesEngLtd不出現(xiàn)突變。備選地可以在時刻T3避免限制的名義轉(zhuǎn)矩trqDesEngLtd有突變，如果自這個時刻T3起瞬時上極限值trqMax無突變的話，也就是說例如也成斜面狀延伸到基礎(chǔ)轉(zhuǎn)矩Eng_ trqBsMin的話。在從推力停機運行變換至所有氣缸的噴射運行時，也只是臨時地在正常運行時穩(wěn)態(tài)非許可的轉(zhuǎn)矩范圍之內(nèi)有限制的名義轉(zhuǎn)矩trqDesEngLtd。瞬時下極限值trqMin和瞬時上極限值trqMax的斜面狀變化曲線，它們的斜度可以與當前的運行點，如轉(zhuǎn)速，溫度和其它等等匹配，對于瞬時下極限值trqMin或瞬時上極限值trqMax來說在穿過正常運行時穩(wěn)態(tài)非許可的轉(zhuǎn)矩范圍時只是舉例來說。其它隨時間的變化曲線或者與另外的參數(shù)的關(guān)系同樣也可以加以考慮。例如可以設(shè)計瞬時上或極限值的指數(shù)的或者平滑的曲線。瞬時下極限值trqMin或瞬時上極限值trqMax在最小轉(zhuǎn)矩Eng_trqMin和最小基礎(chǔ)轉(zhuǎn)矩EngJrqBsMin之間的快速變化例如涉就廢氣排放來說是最佳的，然而導致了限制的名義轉(zhuǎn)矩trqDesEngLtd的快速變化，這可能影響到行駛舒適性。如果對于混合驅(qū)動來說，通過一個或者多個電動機或者液壓馬達，可以實現(xiàn)對快速變化的限制的名義轉(zhuǎn)矩 trqDesEngLtd的補償，那么應該力求快速地變換。對于混合動力汽車來說，瞬時下極限值 trqMin或瞬時上極限值trqMax的曲線有利地取決于電動機或者液壓馬達中的一個或者多個，或者說汽車電源或者液壓供給裝置的運行點。在時刻T4，轉(zhuǎn)矩要求器4通過改變運行狀態(tài)信號bNorm的電平至低電平使正常運行結(jié)束，例如因為具有高優(yōu)先級的安全關(guān)鍵ESP-作用。然后用trqMin=Eng_trqMin和 trqMax=Eng_trqBS使瞬時極限值對于內(nèi) 燃發(fā)動機2的整個轉(zhuǎn)矩范圍釋放。限制的名義轉(zhuǎn)矩 trqDesEngLtd對應于名義轉(zhuǎn)矩trqDesEng，后者由一個高優(yōu)先級(例如一個ESP部件)的轉(zhuǎn)矩要求器4規(guī)定。作用信號bCtOff下置于運行狀態(tài)信號bNorm。在所示的實施形式中穩(wěn)態(tài)許可的轉(zhuǎn)矩范圍對應于在基礎(chǔ)轉(zhuǎn)矩Eng_trqBs和最小基礎(chǔ)轉(zhuǎn)矩EngJrqBsMin之間的轉(zhuǎn)矩范圍，以及對應于內(nèi)燃機2推力停機運行時的損失轉(zhuǎn)矩Eng_trqMin。此外可以備選或者附加地也規(guī)定其它的，穩(wěn)態(tài)可利用的或者說許可的轉(zhuǎn)矩范圍，它們相互通過一個轉(zhuǎn)矩范圍間隔開，在這轉(zhuǎn)矩范圍里在正常運行時不許可穩(wěn)態(tài)利用。
斜面狀變化曲線的持續(xù)時間，也就是說瞬時上極限值trqMax從最小基礎(chǔ)轉(zhuǎn)矩 Eng_trqBsMin變化至最小轉(zhuǎn)矩Eng_trqMin的持續(xù)時間例如可以在IOOms和500ms之間，取決于內(nèi)燃機2的運行參數(shù)。瞬時下極限值trqMin的斜面狀變化曲線可具有瞬時上極限值 trqMax的曲線的斜坡同樣大小的梯度，或者具有與此不同大小的梯度。替代下和上極限值trqMin，trqMax的預定，可以使預定參數(shù)，也就是說限制的名義轉(zhuǎn)矩trqDesEngLtd，對應于一個規(guī)定的隨時間變化的曲線通過穩(wěn)態(tài)非許可的轉(zhuǎn)矩范圍被控制。隨時間變化的曲線，它例如可以對應于斜面函數(shù)或者一個其它的單調(diào)函數(shù)，確定了 限制的(受控制的)名義轉(zhuǎn)矩trqDesEngLtd保留在穩(wěn)態(tài)非許可的轉(zhuǎn)矩范圍之內(nèi)不長于一個規(guī)定的最大持續(xù)時間。通過設(shè)置隨時間變化的曲線，用這曲線來控制限制的(受控制的)名義轉(zhuǎn)矩trqDesEngLtd，一方面可以避免在轉(zhuǎn)矩范圍之間的突然過渡，而另一方面可以避免在穩(wěn)態(tài)非許可的轉(zhuǎn)矩范圍里太長地，不希望地停留。這樣選擇規(guī)定的最大持續(xù)時間，使得它一方面避免在穩(wěn)態(tài)許可的轉(zhuǎn)矩范圍之間有影響行駛舒適性的過渡，另一方面由于上面所述的保護發(fā)動機的原因，使得存在有穩(wěn)態(tài)非許可的轉(zhuǎn)矩范圍的持續(xù)時間盡可能小。例如最大持續(xù)時間為此應該至少對應于一個持續(xù)時間，在這時間里保證了 在穩(wěn)態(tài)許可的轉(zhuǎn)矩范圍之間的過渡期間不發(fā)生其大小超過一個的規(guī)定閾值的加速或者說轉(zhuǎn)矩變化。持續(xù)時間也就是可以通過穩(wěn)態(tài)非許可的轉(zhuǎn)矩范圍的大小分開地，通過最大希望的轉(zhuǎn)矩變化來規(guī)定。對于通常的汽車或者說發(fā)動機系統(tǒng)來說，規(guī)定的最大持續(xù)時間優(yōu)選在0. 1和5秒之間，尤其是在0. 5和2秒之間。
權(quán)利要求
1.使驅(qū)動單元(2)，尤其是內(nèi)燃發(fā)動機運行的方法，它具有以下步驟-提供預定參數(shù)(trqDesEng)，用于觸發(fā)驅(qū)動單元(2)，以便提供初始參數(shù)；一對于所提供的預定參數(shù)(trqDesEng)提供取決于運行點的初始參數(shù)范圍的說明，在這些范圍里允許驅(qū)動單元(2)穩(wěn)態(tài)運行，其中在取決于運行點的初始參數(shù)范圍之間規(guī)定了穩(wěn)態(tài)非許可的初始參數(shù)范圍；—如果在過渡運行狀態(tài)下，驅(qū)動單元(2)的預定參數(shù)(trqDesEng)的變化要求穿越穩(wěn)態(tài)非許可的初始參數(shù)范圍，那么根據(jù)受控制的預定參數(shù)(trqDesEngLtd)來觸發(fā)驅(qū)動單元 (2)，其中受控制的預定參數(shù)(trqDesEngLtd)通過預定參數(shù)(trqDesEng)的控制來確定，從而觸發(fā)驅(qū)動單元(2)用于在穩(wěn)態(tài)非許可的初始參數(shù)范圍里提供受控制的預定參數(shù) (trqDesEngLtd)的持續(xù)時間限制于規(guī)定的最大持續(xù)時間上。
2.按權(quán)利要求1所述的方法，其中預定參數(shù)(trqDesEng)的控制通過關(guān)于一個或多個極限值(trqMax，trqMin)限制預定參數(shù)(trqDesEng)來實施，以便得到受控制的預定參數(shù) (trqDesEngLtd)，其中極限值(trqMax，trqMin)由位于第一初始參數(shù)范圍和第二初始參數(shù)范圍之間的一個或多個規(guī)定的極限值變化曲線得到。
3.按權(quán)利要求2所述的方法，其中預定參數(shù)(trqDesEngLtd)被限制于第一或者第二初始參數(shù)范圍上，如果不存在過渡運行狀態(tài)。
4.按權(quán)利要求2或者3所述的方法，其中分別通過初始參數(shù)范圍下限和一個初始參數(shù)范圍上限來規(guī)定第一和第二初始參數(shù)范圍，其中第二初始參數(shù)范圍的初始參數(shù)范圍上限小于第一初始參數(shù)范圍的初始參數(shù)范圍下限，其中極限值變化曲線單調(diào)地并且總是規(guī)定在第二初始參數(shù)范圍的初始參數(shù)范圍上限和第一初始參數(shù)范圍的初始參數(shù)范圍下限之間，在規(guī)定的最大持續(xù)時間之內(nèi)。
5.按權(quán)利要求1所述的方法，其中名義轉(zhuǎn)矩說明的預定參數(shù)(trqDesEng)或者說初始參數(shù)范圍相應于轉(zhuǎn)矩范圍。
6.按權(quán)利要求5所述的方法，其中第一轉(zhuǎn)矩范圍規(guī)定為在最小基礎(chǔ)轉(zhuǎn)矩和最佳基礎(chǔ)轉(zhuǎn)矩之間的轉(zhuǎn)矩范圍，最小基礎(chǔ)轉(zhuǎn)矩在有空氣進入氣缸里時，說明了最小的通過作用在點火角上可以提供的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，而最佳基礎(chǔ)轉(zhuǎn)矩則說明了，在有空氣進入氣缸里時最大的，通過作用在點火角上可以提供的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，和/或其中第二轉(zhuǎn)矩范圍是最小轉(zhuǎn)矩，后者通過由驅(qū)動單元(2)在瞬時運行點時提供的轉(zhuǎn)矩在推力停機運行時確定。
7.按權(quán)利要求5或者6所述的方法，其中在存在有過渡運行狀態(tài)時，在驅(qū)動單元(2)的運行點從第一轉(zhuǎn)矩范圍變化至第二轉(zhuǎn)矩范圍時，使名義轉(zhuǎn)矩說明(trqDesEng)限制于通過第一極限值變化曲線而規(guī)定的上限值(trqMax)，如果名義轉(zhuǎn)矩說明(trqDesEng)位于穩(wěn)態(tài)非許可的轉(zhuǎn)矩范圍之內(nèi)的話。
8.按權(quán)利要求5至7中之一所述的方法，其中在存在有過渡運行狀態(tài)時，在驅(qū)動單元 (2)的運行點從第二轉(zhuǎn)矩范圍變化至第一轉(zhuǎn)矩范圍時，使名義轉(zhuǎn)矩說明(trqDesEng)限制于通過第二極限值變化曲線而規(guī)定的下限值(trqMin)，如果名義轉(zhuǎn)矩說明(trqDesEng)位于穩(wěn)態(tài)非許可的轉(zhuǎn)矩范圍之內(nèi)的話。
9.按權(quán)利要求5至8中之一所述的方法，其中在存在有過渡運行狀態(tài)時，在驅(qū)動單元 (2)的運行點從第二轉(zhuǎn)矩范圍變化至第一轉(zhuǎn)矩范圍時，使名義轉(zhuǎn)矩說明(trqDesEng)限制于通過第三個極限值變化曲線而規(guī)定的上限值(trqMax)，如果名義轉(zhuǎn)矩說明(trqDesEng)位于穩(wěn)態(tài)非許可的轉(zhuǎn)矩范圍之內(nèi)的話。
10.按權(quán)利要求5至9中之一所述的方法，其中在存在有過渡運行狀態(tài)時，在驅(qū)動單元 (2)的運行點從第一轉(zhuǎn)矩范圍變化至第二轉(zhuǎn)矩范圍時，使名義轉(zhuǎn)矩說明(trqDesEng)限制于通過第四個極限值變化曲線而規(guī)定的下限值(trqMin)，如果名義轉(zhuǎn)矩說明(trqDesEng)位于穩(wěn)態(tài)非許可的轉(zhuǎn)矩范圍之內(nèi)的話。
11.按權(quán)利要求5至10中之一所述的方法，其中取決于運行狀態(tài)信號關(guān)于一個或多個極限值(trqMax，trqMin)來限制名義轉(zhuǎn)矩說明，這信號說明了 是正常運行還是不正常運行。
12.按權(quán)利要求1至11中之一所述的方法，其中取決于作用信號來確定過渡運行狀態(tài)， 其中作用信號指示驅(qū)動單元(2)運行點的變化，這種變化要求穿越穩(wěn)態(tài)非許可的初始參數(shù)范圍。
13.按權(quán)利要求1至12中之一所述的方法，其中實施對預定參數(shù)(trqDesEng)的控制， 使得預定參數(shù)(trqDesEng)在穩(wěn)態(tài)非許可的初始參數(shù)范圍之內(nèi)具有規(guī)定的隨時間的變化曲線。
14.按權(quán)利要求13所述的方法，其中預定的隨時間的變化曲線被設(shè)計，使得受控制的預定參數(shù)隨著預定的最大持續(xù)時間的結(jié)束而達到隨后的穩(wěn)態(tài)許可的運行范圍。
15.用于使驅(qū)動單元(2)運行的裝置，包括有—要求器，用于提供用于觸發(fā)驅(qū)動單元(2)的預定參數(shù)(trqDesEng)，以便提供初始參數(shù)；—預定參數(shù)控制裝置(5)，用于控制預定參數(shù)(trqDesEng)；—發(fā)動機控制單元(3)，用于使驅(qū)動單元(2)運行，從而對應于被控制的預定參數(shù) CtrqDesEngLtd)給驅(qū)動單元(2)提供初始參數(shù)；—控制單元(6)，它設(shè)計用于—提供對于取決于運行點的，已經(jīng)提供的預定參數(shù)(trqDesEng)的初始參數(shù)范圍的說明，在這些范圍里允許驅(qū)動單元(2)的穩(wěn)態(tài)運行，其中在取決于運行點的初始參數(shù)范圍之間規(guī)定了穩(wěn)態(tài)非許可的初始參數(shù)范圍；和-如果在過渡運行狀態(tài)下，驅(qū)動單元(2)的預定參數(shù)(trqDesEng)的變化要求穿越穩(wěn)態(tài)非許可初始參數(shù)范圍，則用于根據(jù)被控制的預定參數(shù)(trqDesEng)來觸發(fā)驅(qū)動單元(2)，其中被控制的預定參數(shù)(trqDesEngLtd)通過對預定參數(shù)(trqDesEng)的控制來確定， 從而使觸發(fā)驅(qū)動單元(2)用于在穩(wěn)態(tài)非許可的初始參數(shù)范圍之內(nèi)提供被控制的預定參數(shù) (trqDesEngLtd)的持續(xù)時間限制于預定的最大持續(xù)時間。
16.按權(quán)利要求13所述的裝置，其中要求器對應于轉(zhuǎn)矩要求器，控制單元對應于限制單元，預定參數(shù)控制裝置對應于名義轉(zhuǎn)矩限制器。
17.具有按權(quán)利要求15或者16所述裝置和發(fā)動機控制單元(3)的發(fā)動機系統(tǒng)，發(fā)動機控制單元取決于被控制的預定參數(shù)(trqDesEngLtd來觸發(fā)驅(qū)動單元(2)。
18.計算機程序，它，如果在一個數(shù)據(jù)處理單元上運行的話，就實施按其權(quán)利要求1至 14中之一所述的方法。
全文摘要
本發(fā)明涉及使驅(qū)動單元(2)，尤其是內(nèi)燃發(fā)動機運行的方法，它具有以下步驟提供名義功率參數(shù)(trqDesEng)，用于控制具有名義功率參數(shù)(trqDesEng)的驅(qū)動單元(2)；對于所提供的名義功率參數(shù)(trqDesEng)提供取決于運行點的功率范圍的參數(shù)，在這些范圍里允許驅(qū)動單元(2)穩(wěn)定地運行，因此在取決于運行點的功率范圍之間規(guī)定了穩(wěn)態(tài)-非許可的功率范圍；如果在過渡運行狀態(tài)下驅(qū)動單元(2)的名義功率參數(shù)(trqDesEng)的變化要求穿越一種穩(wěn)態(tài)-非許可的功率范圍，那么根據(jù)一個有關(guān)受控制的名義功率(trqDesEngLtd)參數(shù)來控制驅(qū)動單元(2)，其中受控制的名義功率參數(shù)(trqDesEngLtd)通過名義功率參數(shù)(trqDesEng)的控制來確定，最大持續(xù)時間限制于規(guī)定的最大持續(xù)時間之內(nèi)，在這最大持續(xù)時間期間，控制驅(qū)動單元(2)用于在穩(wěn)態(tài)-非許可的功率范圍里，提供受控制的名義功率參數(shù)(trqDesEngLtd)。
文檔編號F02D41/12GK102177330SQ200980140432
公開日2011年9月7日 申請日期2009年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月13日
發(fā)明者J-W·法爾肯施泰因, M·朗, M·福格爾格桑 申請人:羅伯特·博世有限公司