用于調(diào)節(jié)的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于調(diào)節(jié)的方法，具體提出了一種用于調(diào)節(jié)技術(shù)參量的方法和一種相應(yīng)的調(diào)節(jié)裝置。就此在調(diào)節(jié)范圍內(nèi)計算出的所采用的調(diào)節(jié)參量的額定值在第一時間點(diǎn)之前的時間范圍內(nèi)超過物理上可能的值，其中在位于第一時間點(diǎn)之前的第二時間點(diǎn)動態(tài)地求得用于調(diào)節(jié)參量的所預(yù)測的額定值。
【專利說明】
用于調(diào)節(jié)的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種尤其在機(jī)動車中的用于調(diào)節(jié)的方法以及用于實(shí)行該方法的調(diào)節(jié) 裝置。該方法尤其用于在廢氣再循環(huán)中調(diào)節(jié)空氣量。
【背景技術(shù)】
[0002] 在例如機(jī)動車中應(yīng)用的內(nèi)燃機(jī)中，一種用于減低有害物排放的方法用廢氣再循環(huán) (AGR)來描述。就該方法而言將一部分廢氣導(dǎo)回到內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣管并且借此降低燃燒最高 溫度并且尤其就柴油機(jī)而言減低氮氧化物量。就汽油機(jī)而言廢氣再循環(huán)主要用于減低燃料 消耗量。
[0003] 在廢氣再循環(huán)調(diào)節(jié)的范圍內(nèi)對導(dǎo)回的廢氣的量和流入的新鮮空氣的量和因而在 氣缸中的在燃燒時的廢氣和新鮮空氣的混合進(jìn)行調(diào)整。新鮮空氣量被描述為調(diào)節(jié)參量，相 對新鮮空氣量，在調(diào)節(jié)設(shè)備之中還要明確對此合適的廢氣份額。調(diào)整元件在調(diào)節(jié)空氣量時 按照實(shí)施方案可以是與廢氣門組合的低壓-(ND-)AGR-閥、節(jié)氣閥、高壓-(HD-)AGR-閥或者 低壓-(ND-)新鮮空氣節(jié)氣門或者ND-三-路-閥。
[0004] 就用于柴油機(jī)的廢氣再循環(huán)調(diào)節(jié)而言按照駕駛行為、工作點(diǎn)和系統(tǒng)影響來完全地 關(guān)閉調(diào)整元件AGR-閥和/或ND-AGR-閥以及打開調(diào)整元件節(jié)氣閥（廢氣門/ND-新鮮空氣節(jié)氣 門）是必要的，以便調(diào)整所需要的空氣量。在這些情況中，所采用的額定-空氣量大于物理上 最大地能夠達(dá)到的空氣量。部分地也采用在物理上不能達(dá)到的高的值的額定-空氣量，以便 確保設(shè)定最大可能的空氣量。這例如在具有更高的負(fù)載的加速中是這種情況，其中應(yīng)該沒 有廢氣再循環(huán)激活。
[0005] 在該情況中當(dāng)前的空氣量隨著最大可能的空氣量而變化。一旦最大可能的空氣量 再次超過所采用的額定-空氣量，則要求一用于調(diào)節(jié)的有效的額定值，該調(diào)節(jié)隨后才試圖來 調(diào)整額定值。由于因此外通過容積存儲效應(yīng)而引起的系統(tǒng)慣性的緣故或者當(dāng)調(diào)整器由于靜 摩擦僅僅能夠緩慢地由閥座或者說止擋脫離時，隨著完全設(shè)定的調(diào)節(jié)器也出現(xiàn)空氣量超振 (Luftmasseiiberschwinger)。這引起了關(guān)于排放立法產(chǎn)生負(fù)面的作用的ΝΟχ-排放的增加。 所述超振是不能夠避免的，因?yàn)楫?dāng)額定值下降到物理上能夠調(diào)整的范圍內(nèi)時，調(diào)節(jié)器才能 夠反應(yīng)。
[0006] 通過采用具有以綜合特性曲線為基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)，亦即運(yùn)用當(dāng)前的額定值結(jié)構(gòu)，超振 是不能夠避免的，因?yàn)樽畲罂赡艿目諝饬康奈锢淼南拗剖怯上到y(tǒng)參量如增壓壓力、溫度、發(fā) 動機(jī)的空氣消耗量、在整個壽命期間的系統(tǒng)變化以及駕駛員行為影響的并且是不能夠被精 確地決定的。所采用的額定值與此相反是靜態(tài)地取得的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 在這種背景下提出了具有權(quán)利要求1的特征的方法和按照權(quán)利要求10所述的調(diào)節(jié) 裝置。
[0008] 實(shí)施方式由從屬權(quán)利要求和由說明書而得出。
[0009] 所提出的方法用來調(diào)節(jié)技術(shù)參量，尤其用來調(diào)節(jié)在機(jī)動車中的技術(shù)參量。當(dāng)在調(diào) 節(jié)范圍內(nèi)計算出的采用的調(diào)節(jié)參量的額定參量在第一時間點(diǎn)之前的時間范圍內(nèi)超過物理 上可能的值，從而在這段時間的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)參量的限制時，那么該方法能夠一直被應(yīng) 用。從現(xiàn)在開始規(guī)定，在位于第一時間點(diǎn)之前的第二時間點(diǎn)時提前脫離調(diào)整參量限制并且 動態(tài)地求得用于調(diào)節(jié)參量的預(yù)測的額定值。
[0010] 所述方法在下面結(jié)合就廢氣再循環(huán)而言的空氣量調(diào)節(jié)來描述。而要注意的是，所 提出的方法不局限在該應(yīng)用，而是在許多其他的領(lǐng)域也同樣能夠應(yīng)用。所以這也能夠應(yīng)用 于增壓壓力調(diào)節(jié)。
[0011] 當(dāng)在調(diào)節(jié)時計算出或者說預(yù)定了物理上不可能的額定值時，那么所述方法原則上 一直適用。合適的是，在下述調(diào)節(jié)中應(yīng)用該方法，就所述調(diào)節(jié)而言額定值曲線是能夠預(yù)見 的。能夠預(yù)見意味著例如加速階段總是具有終點(diǎn)。
[0012] 當(dāng)計算的額定值是不是物理上可能的，那么總是進(jìn)行預(yù)定最大的或者最小的額定 值的調(diào)整參量限制。從現(xiàn)在開始規(guī)定，在存在調(diào)整參量限制的時間范圍內(nèi)，典型地在脫離該 范圍前不久脫離調(diào)整參量限制、計算用于調(diào)節(jié)參量的預(yù)測的額定值并且將此值加入到調(diào)節(jié) 中。
[0013] 以這種方式能夠避免調(diào)整參量限制的不利的作用，例如結(jié)合附圖還在這方面進(jìn)行 解釋的超振。
[0014] 所述方法在一種實(shí)施方式中使得校正的空氣量額定值的預(yù)告或者說預(yù)測成為可 能，該空氣量額定值已經(jīng)在由系統(tǒng)慣性定義的時間前后脫離物理上最大的空氣量值并且因 而脫離所述限制，從而提前激活調(diào)節(jié)器或者說脫離調(diào)整參數(shù)限制并且作為空氣量-實(shí)際-值 的結(jié)果調(diào)整到無超振的原始額定值上。
[0015] 尤其有利的是，能夠避免NOx-峰值，這有助于遵守當(dāng)前的和將來的以歐盟標(biāo)準(zhǔn)和 美國標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)的各個國家的法律規(guī)定。所謂的行為(Verhal ten )經(jīng)常出現(xiàn)在0BD-排放-認(rèn) 證周期(0BD:0n-Board-Diagnose(車載診斷））中并且由于在將來的認(rèn)證周期中需要的更高 的動態(tài)會增加如WLTC或者RDE(Real Driving Emission(實(shí)際駕駛排放））并且因而對減少 氮氧化物排放是有必要的。
[0016] 此外通過避免超振，隨后的更好的調(diào)節(jié)行為是可能的，因?yàn)槟軌虮苊怆S后的空氣 量-下振(1^1代11^88611-1]1^6^(31^；[即610，因?yàn)椴槐靥岣哒{(diào)節(jié)器增益來用于抵消否則出現(xiàn)的 大的空氣量超振。
[0017] 所提出的方法是不局限于廢氣再循環(huán)的調(diào)節(jié)的。當(dāng)在調(diào)節(jié)時預(yù)定了物理上不可能 的額定值時，這也能夠一直被應(yīng)用。所以也能夠?qū)⒃摲椒☉?yīng)用在例如增壓壓力調(diào)節(jié)中。
[0018] 所提出的調(diào)節(jié)裝置被設(shè)立尤其用于實(shí)行所描述的方法并且設(shè)置對調(diào)節(jié)參量的額 定參量的適配以及因此對引導(dǎo)參量的適配。
【附圖說明】
[0019] 圖1示出了具有廢氣再循環(huán)系統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)的示意圖； 圖2在一個曲線圖中示出了在脫離調(diào)整參量限制時的空氣量調(diào)節(jié)的表現(xiàn)； 圖3在一個曲線圖中示出了用于提前脫離調(diào)整參量限制的預(yù)測的額定值的計算。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 本發(fā)明根據(jù)實(shí)施方式在附圖中示意地表明并且以下參照附圖詳細(xì)地描述。
[0021] 圖1在示意圖中示出了內(nèi)燃機(jī)10,該內(nèi)燃機(jī)擁有廢氣再循環(huán)系統(tǒng)12。在該情況中構(gòu) 造為柴油機(jī)的內(nèi)燃機(jī)10擁有四個氣缸14,借助于油門踏板的操縱而保持司機(jī)的力矩要求m F 16并且供應(yīng)轉(zhuǎn)速η 20。
[0022] 就該實(shí)施方案而言廢氣再循環(huán)系統(tǒng)12包括高壓-廢氣再循環(huán)系統(tǒng)30(HD-AGR)和低 壓-廢氣再循環(huán)系統(tǒng)32(ND-AGR)。在高壓-廢氣再循環(huán)系統(tǒng)30中設(shè)置了具有旁路36的HD-冷 卻器34和HD-AGR-閥38。低壓-廢氣再循環(huán)系統(tǒng)32包括具有旁路42的ND-冷卻器40和ND-AGR-閥44。此外該圖示出了消聲器50、廢氣門52、柴油顆粒過濾器54、催化器56以及具有渦輪60 的渦輪增壓器58和壓縮機(jī)62。另外該圖示出了具有空氣過濾器72的新鮮空氣導(dǎo)入裝置70、 新鮮空氣量計量器74、新鮮空氣節(jié)氣門76、增壓空氣冷卻器78和節(jié)氣閥80。
[0023] HD-AGR-閥38、ND-AGR-閥44、廢氣門52或者新鮮空氣節(jié)氣門76和節(jié)氣閥80是用于 空氣量調(diào)節(jié)的廢氣再循環(huán)系統(tǒng)12的調(diào)整元件。
[0024] 要注意的是，在實(shí)際使用中典型地利用新鮮空氣節(jié)氣門76或廢氣門52。
[0025] 在圖2中表明了在一個具有最大可能的空氣量的典型的加速階段時的時間曲線， 在這之后所采用的額定-空氣量低于最大可能的空氣量。該圖示示出了物理上最大可能的 空氣量的曲線100、當(dāng)前的實(shí)際-空氣量的曲線102、由額定值建立曲線而得的所采用的額 定-空氣量的曲線104。如果由額定值建立曲線而得的所采用的額定-空氣量的曲線104超過 物理上最大可能的空氣量的曲線100,那么該值不能夠被設(shè)定。由此得出了用于調(diào)節(jié)物理上 可能的空氣量額定值的范圍，該范圍用附圖標(biāo)記108來標(biāo)明。
[0026] 就所述調(diào)節(jié)的這種方式而言得出了實(shí)際-空氣量102的超振110,因?yàn)樵谒捎玫?額定-空氣量下降到最大可能的空氣量以下后，調(diào)節(jié)器在第一時間點(diǎn)112時才脫離調(diào)整限 制。因此就所提出的方法而言在更早的第二時間點(diǎn)114時施行對空氣量額定值的計算，該空 氣量額定值小于最大可能的額定值，以便將調(diào)節(jié)器已經(jīng)在第二時間點(diǎn)114時在時間上如此 地來激活，從而使得具有系統(tǒng)地限定的超振的所產(chǎn)生的實(shí)際值接近原本的所采用的額定值 而走向，該實(shí)際值這里表明為虛線115。所述空氣量額定值的曲線用附圖標(biāo)記116來標(biāo)明。
[0027] 該解決方案在圖3中作進(jìn)一步解釋。此后施行對小于最大可能的額定值的空氣量 額定值的計算，以便將調(diào)節(jié)器在時間上如此地來激活，從而使得具有系統(tǒng)地限定的超振的 所產(chǎn)生的實(shí)際值沿著接近原本的所采用的額定值走向。
[0028] 圖3示出了用于提前脫離調(diào)整參量限制的預(yù)測的額定值的可能的計算。該圖示在 一個曲線圖中示出了所采用的額定-空氣量的曲線150、物理上最大可能的額定-空氣量的 曲線152以及所預(yù)測的額定-空氣量的曲線154。
[0029] 計算和轉(zhuǎn)換到預(yù)測的空氣量額定值如下施行： 在第一步中指定釋放條件/激活條件，以便避免過早地脫離最大的空氣量和因而隨著 碳黑-排放的增加的過小空氣量。
[0030] 要遵守的是，所采用的額定-空氣量150到物理上最大可能的空氣量152的間距 delta_m 160小于一個能夠采用的極限值。此外所采用的被PT1-過濾的額定-空氣量的第一 切線162和被PT1過濾的物理上有效的額定-空氣量的第二切線164的交點(diǎn)位于所能夠采用 的時間段delta_t 166之內(nèi)。除此之外所采用的額定-空氣量大于物理上最大可能的空氣 量。除此之外存在物理上最大可能的空氣量的最小幅度的增加。
[0031] 在第二步中施行對所預(yù)測的額定值的動態(tài)計算。當(dāng)之前提到的釋放條件滿足時， 存儲所預(yù)測的額定-空氣量的開始 -值(mDesPrSdStrt=mDesDyn)和當(dāng)前的時間At_Strt 170的開始-值。所預(yù)測的額定-空氣量作為線性方程
來指定，其中所述增加由額定-空氣量和物理上最大的空氣量的差以及預(yù)測水平線t_ PrSd 174來形成。
[0032] 其中： mDesPrSdStrt:線性方程的開始值 mDesDyn:在時間At_Strt 170時的物理上可能的額定-空氣量。
[0033] 在第三步中施行回?fù)Q到所采用的額定值上。只要持續(xù)時間超過能夠采用的預(yù)測水 平線、預(yù)測的額定值超過采用的額定值或者在前兩個所謂的"釋放條件"的條件中的一個有 選擇地不再滿足，那么就施行這一步。
[0034]在采用極限值時要注意的是： 參量delta_m和delta_t能夠作為最大空氣量的梯度的函數(shù)并且因而依賴于所期望的 超振而被采用。另外的影響因素能夠作為校正例如作為特征曲線或者說綜合特性曲線來顧 及。
[0035]所預(yù)測的額定值mDeS_PrSd能夠采取不同的形式，例如上列地作為線性方程，或者 作為PT1 -過濾的或者PT2-過濾的兩個切線交點(diǎn)的值。
[0036]就所述方法而言，一些替代是可以設(shè)想的： 于是這種運(yùn)用能夠基本上不依賴于調(diào)整元件的數(shù)目而利用，例如尤其也用于ND-AGR-系統(tǒng)，不過也能夠使用于其他系統(tǒng)中的所有的調(diào)節(jié)裝置，例如在汽車領(lǐng)域之外的增壓壓力_ 調(diào)節(jié)裝置或者系統(tǒng)，在它們中能夠采用比物理上可能的額定值大的額定值并且因而調(diào)整參 量處于調(diào)整參量限制內(nèi)并且該系統(tǒng)通過它的慣性能夠超過額定值。
[0037]額定值-切線能夠以其他的利用空氣量校正的系統(tǒng)參量比如發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、增壓壓 力和廢氣溫度來計算或者校正。
[0038]所預(yù)測的額定值不僅僅可以定形為直線，而且也可以定形為PT1或者PT2,以便更 精確地模仿實(shí)際的物理的行為。
[0039]所提出的方法具有的優(yōu)點(diǎn)在于，通過對系統(tǒng)慣性的顧及能夠避免ΝΟχ-增加，這大 大地為遵守當(dāng)前的和將來的廢氣-立法做出了貢獻(xiàn)。這通過下述方式而達(dá)到，即，能夠預(yù)見 校正的空氣量額定值，更確切地說以下述方式，即，將要調(diào)節(jié)的空氣量通過系統(tǒng)限定的超振 設(shè)定到原本的額定值。因?yàn)榫痛瞬扇×藢︻~定值建立的干預(yù)，所以該方法是不依賴于隨后 的調(diào)節(jié)或者說控制的類型的。
[0040]所述方法使得間距的自由定義成為可能，從該間距起為調(diào)節(jié)所運(yùn)用的額定值應(yīng)該 脫離了限制，并且所述方法使得用于預(yù)測的額定值的時間水平線的自由定義成為可能，以 便避免為調(diào)節(jié)所運(yùn)用的額定值的過早地脫離。再者可以采取包括間距、梯度和預(yù)測水平線 在內(nèi)的預(yù)測的簡單的參數(shù)化，正如在圖3中可以看出的那樣。為實(shí)行所述方法所需要的存儲 需求是微少的，因?yàn)闆]有進(jìn)行以綜合特性曲線為基礎(chǔ)的額定值校正。
[0041]要注意的是，所提出的方法不僅僅能夠使用在被精確地限制到最大可能的空氣 量-調(diào)節(jié)參量上的空氣量-額定值上，而且也能夠使用在扣除了偏移的物理上被限制的額定 值上，從而被限制的額定值小于物理的可能的值。因而調(diào)整器不再在一個恒定的限制內(nèi)，而 是將其持續(xù)地確定，例如通過所采用的最小-AGR率。
[0042]就此要顧及的是，雖然說采用的空氣量額定值大于最大可能的值，最小-AGR率也 是所需的，即總是應(yīng)該將"一些"廢氣導(dǎo)回。也就是說，將額定值預(yù)定給調(diào)節(jié)裝置，該額定值 位于以X%的幅度低于最大可能的調(diào)節(jié)參量的位置。即便在該情況中調(diào)整器也不位于恒定的 限制/調(diào)整參量限制內(nèi)并且因而將小于最大可能的額定值的額定值預(yù)定給調(diào)節(jié)裝置，那么 盡管如此，為了減少通過系統(tǒng)慣性例如通過容積存儲效應(yīng)而出現(xiàn)的超振，轉(zhuǎn)換到預(yù)測的額 定值可以是有利的，只要原本的采用的額定值大于扣除了偏移的最大可能的額定值，當(dāng)然 該預(yù)測的額定值隨后遠(yuǎn)離扣除了間距的最大可能的額定值。在該情況中不再涉及調(diào)整器限 制的提前脫離，而是涉及以將來的所期望的采用的額定值為方向的有一個間距的物理上最 大的額定值的提前轉(zhuǎn)換。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 用于調(diào)節(jié)技術(shù)參量的方法，其中在調(diào)節(jié)范圍內(nèi)計算出的所采用的調(diào)節(jié)參量的額定值 (104,150)在第一時間點(diǎn)（112)之前的時間范圍內(nèi)超過物理上可能的值（100,152)，其中在 位于第一時間點(diǎn)（112)之前的第二時間點(diǎn)（114)動態(tài)地求得用于調(diào)節(jié)參量的所預(yù)測的額定 值(154) 〇2. 按照權(quán)利要求1所述的方法，其中在第一時間點(diǎn)（112)之前的時間范圍內(nèi)進(jìn)行對調(diào)整 參量的限制并且在第二時間點(diǎn)（114)提前脫離調(diào)整參量限制。3. 按照權(quán)利要求1或2所述的方法，其中檢查釋放條件。4. 按照權(quán)利要求1至3中的任一項(xiàng)所述的方法，其中利用線性方程來求得所預(yù)測的額定 值(154)〇5. 按照權(quán)利要求1至4中的任一項(xiàng)所述的方法，該方法用于就廢氣再循環(huán)系統(tǒng)（12)而言 對空氣量進(jìn)行調(diào)節(jié)。6. 按照權(quán)利要求5所述的方法，該方法用于具有高壓-廢氣再循環(huán)系統(tǒng)（30)和低壓-廢 氣再循環(huán)系統(tǒng)(32)的廢氣再循環(huán)系統(tǒng)。7. 按照權(quán)利要求1至4中的任一項(xiàng)所述的方法，該方法用于增壓壓力調(diào)節(jié)。8. 按照權(quán)利要求1至7中的任一項(xiàng)所述的方法，其中當(dāng)所預(yù)測的額定值（154)超過所采 用的額定值(104，150 )時，回?fù)Q到所采用的額定值(104，150 )。9. 按照權(quán)利要求1至8中的任一項(xiàng)所述的方法，其中當(dāng)釋放條件中的至少一個不再滿足 時，回?fù)Q到所采用的額定值(104，150 )。10. 用于調(diào)節(jié)技術(shù)參量的調(diào)節(jié)裝置，在該調(diào)節(jié)裝置中進(jìn)行對調(diào)節(jié)參量的額定參量的匹 配，尤其用于實(shí)行按照權(quán)利要求1至9中的任一項(xiàng)所述的方法，其中在調(diào)節(jié)范圍內(nèi)計算出的 所采用的調(diào)節(jié)參量的額定值（104,150)在第一時間點(diǎn)（112)之前的時間范圍內(nèi)超過物理上 可能的值（1〇〇，152)，并且其中所述調(diào)節(jié)裝置被配置用于在位于第一時間點(diǎn)（112)之前的第 二時間點(diǎn)（114)動態(tài)地求得用于調(diào)節(jié)參量的所預(yù)測的額定值(154)。11. 按照權(quán)利要求10所述的調(diào)節(jié)裝置，在該調(diào)節(jié)裝置中在第一時間點(diǎn)（112)之前的時間 范圍內(nèi)進(jìn)行對調(diào)整參量的限制，其中所述調(diào)節(jié)裝置被配置用于在第二時間點(diǎn)（114)提前脫 離調(diào)整參量限制。
【文檔編號】F02D9/02GK105863856SQ201610081540
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年2月5日
【發(fā)明人】S.米歇爾
【申請人】羅伯特·博世有限公司