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