CN100392227C - 内燃机的工作方法及其所用的控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及直喷式内燃机(1)的工作方法，其中用压力传感器(14)测量存在于内燃机(1)的蓄油器(13)中的油压，以获得一个压力实际值，在这里，在出现压力传感器误差时，用一压力额定值代替压力实际值。通过使用内燃机(1)的一混合气调节器的调节参数(Δλ)，可精确调定在蓄油器(13)中的额定压力。
Description
技术领域
本发明涉及一种直喷式内燃机的工作方法，其中用一个压力传感器测量存在于内燃机蓄油器中的油压，以便获得一个压力实际值，在这里，在出现压力传感器误差的情况下，可用一个压力额定值代替该压力实际值。
本发明还涉及一种用于直喷式内燃机的控制装置以及一种用于直喷式内燃机的控制装置的计算机程序。
背景技术
在出现压力传感器误差的情况下，上述类型的已知工作方法都是从对蓄油器中的油压的调节转换到对它的控制，其中，由于不知道实际的油压，所以不可能精确计量从蓄油器中喷射到内燃机燃烧室内的燃油。
此外，有些已知方法还有下述危险，即，一个影响油压的控制参量小偏差就已导致实测油量的大偏差，从而造成内燃机输出的传动力矩的急变。
在出现压力传感器误差的情况下，另一些已知的方法会使一个影响油压的调节机构不工作并规定内燃机以此时产生的燃油滞压进行紧急运转。在这种紧急运转中，内燃机功率会大大降低。
发明内容
因此，本发明的任务是如此改进这样一种工作方法及控制装置和所用的计算机程序，即，即使在出现压力传感器误差的情况下，也能精确调节在蓄油器中的油压。
根据本发明，上述任务通过一种直喷式内燃机的工作方法中完成的，其中，借助一个压力传感器测量存在于该内燃机的蓄油器中的油压，以便获得一个压力实际值，在这里，在出现压力传感器误差时，用一压力额定值代替该压力实际值，其特征在于，为了将蓄油器中的油压调到压力额定值，使用内燃机的一个混合气调节器的调节参量，并且其中在出现压力传感器误差时，使内燃机按一致运转方式和/或按照等于1的λ额定值进行工作。
作为混合气调节器的调节参量，例如可以使用实际上存在于内燃机废气道中的、也以空气过量系数λ表示的空气/燃油质量比同一个在混合气调节器中确定的λ额定值之差。这是可行的，因为在直喷式内燃机中，被喷入燃烧室中的燃油量和进而在燃烧室中或废气道中的空气过量系数λ都与蓄油器中的油压有关，所以，可由λ推断出实际存在于蓄油器中的油压。
本发明的一个实施形式是特别有利的，其中，用于一个控制油压的压力调节机构的控制参量可以由一个预控制值和混合气调节器的调节参量中获得。在这里，预控制值可以从内燃机的工作点中得出，就是说预控制值也与负荷和转速有关。混合气调节器的调节参量可以实现依据λ来校正在内燃机蓄油器中的油压。
本发明方法的一个特别有利的实施形式规定：调节参量在一积分器中被求积分，以获得一个积分调节参量；将积分调节参量加到预控制值上，以获得控制参量。这样一来，可以逐步调整在蓄油器中的油压，其中由调节参量得出的校正值可用于压力调节机构的控制，通过积分法，它也可以对内燃机的以后的工作周期产生影响。
根据另一个方法变型方案，在出现压力传感器误差时，使内燃机的一个调节油压的压力调节器不工作。这样，在一个控制内燃机的控制装置中获得了周期时间的节约，在该控制装置中，以计算机程序的形式实现压力调节器的工作。
本发明方法的另一个很有利的实施形式规定了，只要不出现压力传感器误差，积分器就永远以压力调节器的调节差值启动。这样既可确保，一旦调定压力传感器误差，则在压力调节机构控制中不会出现不稳定性。
还提出如下建议：在出现压力传感器误差时，内燃机就按照一致运转方式和/或按照λ额定值为1时运转。
作为本发明的任务的另一解决方案，在上述类型的控制装置中提出了，可使用内燃机的混合气调节器的调节参量，以便将蓄油器中的油压调到压力额定值。
以计算机程序的形式实现本发明方法是很重要的，该计算机程序是为直喷式内燃机的控制装置配备的。在这里，计算机程序特别是在微处理上运行并且适用于本发明方法的实施。在这种情况下，即本发明可通过计算机程序来实现，所以，该计算机程序同方法一样表示本发明，因为该计算机程序适于本发明方法的实施。该计算机程序可以存储在电存储载体如闪存器或只读存储器上。
本发明的其它特征、应用可能性和优点均见下面关于附图所示的本发明实施例的说明。在这里，所有的所述或所示的特征本身或在任意的组合方式中都构成本发明的主题，这与它们在权利要求中的概述或其援引关系无关，也与它们在说明书或附图中的阐述或表示无关。
附图说明
图1是本发明内燃机的一个实施例的示意框图。
图2是本发明方法的一个信号流程图。
具体实施方式
图1示出了汽车的内燃机1，在该内燃机中，一活塞2可在一汽缸3中往复运动。汽缸3配备有一燃烧室4，该燃烧室由活塞2、一个入口阀5和一个出口阀6限制出边界。一进气管7与入口阀5相连，一废气管8与出口阀6相连。
在入口阀5和出口阀6的区域里，一个喷油嘴9和一个火花塞10伸入燃烧室4中。燃油经喷油嘴9被喷入燃烧室4中。在燃烧室4中的燃油可利用火花塞10实现点火。
在进气管7中设有一个可旋转的节流阀11，可通过此节流阀向进气管7供应空气。所输入的空气量多少取决于节流阀11的角位。在废气管8中设有一催化器12，该催化器用于因燃油燃烧而产生的废气的净化。此外，在出口阀和催化器12之间，在废气管8中还有一个λ探测器8a，根据该λ探测器发出的测量信号，可推断出一个也被称为空气过量系数λ的、在废气管8中的空气量和燃油量之比。
喷油嘴9经过一条压力管道与一蓄油器13相连。内燃机1的其它汽缸的喷油嘴也以相应方式同蓄油器13相连。蓄油器13经过一条供应管道获得燃油供给。为此配备一个燃油泵，该燃油泵适于在蓄油器13中建立起所希望的压力。
此外，在蓄油器13上设有一个压力传感器14，利用该压力传感器，可测量蓄油器13中的压力。这个压力指的是施加到燃油上的及燃油可通过喷油嘴9而以之喷射到内燃机1燃油室3中的压力。用压力传感器14求得的压力以后被称为压力实际值。
在内燃机1的运转中，燃油被输送到蓄油器13中。该燃油经过各汽缸3的喷油嘴9被喷入对应的燃油室4中。在这里，所喷入的油量基本上取决于喷射时间和蓄油器13中的油压。
利用火花塞10在燃烧室3中实现点燃，借此将活塞2置于往复运动中。这种往复运动被传递给一个在图中未示出的曲轴并对该曲轴上施加一转矩。
控制装置15接受输入信号16，这些信号表示用传感器测得的内燃机1的工作参数。例如，控制装置15与压力传感器14、一个空气量传感器、λ探测器8a、一个转速传感器等相连。此外，控制装置15还与一个驾驶踏板传感器相连，该传感器产生一个信号，此信号给出一个可由驾驶者操纵的驾驶踏板位置，从而给出所需要的转矩。控制装置15产生输出信号17，利用该输出信号，便可经过反应器或调节器对内燃机1的状态进行调节。例如，控制装置15与喷油嘴9、火花塞10和一个用于控制蓄油器13中的油压的压力调节机构(未示出)等相连并产生对其进行控制所需的信号。压力调节机构可以成燃油泵形式，或者也可以成计量单元的形式，该计量单元例如利用一个电磁阀来控制燃油在吸入侧进入燃油泵的油流。
此外，设置控制装置15的目的是为了控制和/或调节内燃机1的工作参数。例如，由喷油嘴9喷入燃烧室4中的燃油量通过控制装置15加以控制和/或调节，尤其在考虑到低耗油量和/或有害物质生成少的要求下。为此，控制装置15配备有一个微处理器，该微处理器在存储载体中且特别是在闪存器中存储一计算机程序，该计算机程序适于执行上述控制和/或调节。
在内燃机1正常运转时，也就是说只要不存在压力传感器14的误差时，利用压力传感器14求得的压力实际值由控制装置15的压力调节器加以计算处理。此外，从驾驶踏板传感器的信号中求得一个也被称为驾驶者希望转矩的、驾驶者所要求的转矩并进而结合内燃机1的其它工作参数在控制装置15中计算出一个压力额定值，该压力额定值通过按一个控制参量A-Stg1控制压力调节机构来调定。
在这里，控制参量A-Stg1由一个预控制值V-Stg1(它表示一个与内燃机1的工作点有关的、即基本上与负荷和转速相关的控制参量A-Stg1的成分)和一个通过压力调节器并由压力实际值与压力额定值之差形成的校正值组成，该校正值也被称为调节偏差ΔD。
一旦压力传感器14的误差被确定下来，就使压力调节器不工作，这是因为，在利用可能有缺陷的压力传感器14求得的压力实际值的基础上，无法确保一种无误差的压力调节。
为了在不了解实际油压而仍能在蓄油器13中调节出一定的油压，用压力额定值代替压力实际值，用于控制压力调节机构的控制参量A-Stg1则可如图2所示地从与负荷和转速有关的预控制值V-Stg1及内燃机1的空气/燃油混合气调节器(图中未示上)的调节参数Δλ中获得。
混合气调节器的调节参数Δλ给出一个差值，即利用λ探测器8a求得的且实际存在于废气管8中的λ实际值与一个在混合气调节器中确定的λ额定值之差。可以从该差值中并依据所喷入油量与油压的关系而推断出：蓄油器13中的实际油压是否过大或过小。
若调节参数Δλ具有零值，则表示λ额定值与λ实际值是一致的并由此可以得出：蓄油器13中的实际油压与压力额定值相符。
特别有利的做法是，将调节参数Δλ在一个积分器20中进行积分。处于积分器20的输出端的且经过积分的调节参数Δλ-t表示一个校正值，该校正值与预控制值V-Stg1相加，由此得到控制参量A-Stg1。只要在λ实际值和由混合气调节器给定的λ额定值之间存在偏差，也就是说，只要调节参数Δλ不等于零，则已积分的调节参数Δλ-t便相应于调节参数Δλ的值地增大或减小，这一情况一直延续下去，直到调节参数Δλ最后为零。在此情况下，已积分的调节参数Δλ-t正好具有这样一个值，即为了校正预控制值V-Stg1，需要该值以便按照控制信号A-Stg1来调定由混合气调节器确定的一定压力额定值。
为了在从内燃机1的正常运转过渡到压力传感器有误差的运转时不使由内燃机1给出的传动力矩急变(该急变可能是由于在按照参量A-Stg1的压力调节机构控制的不稳定性而产生的)，在内燃机1的正常运转中的积分器20总是以压力调节器的调节偏差ΔD启动。这就保证了，积分的调节参数Δλ-t在出现压力传感器误差情况下首先具有这样的值，即该值即使在内燃机正常运转中也可加到预控制值V-Stg1上，由此获得控制参量A-Stg1；即，保证了控制参量A-Stg1的稳定连续性。
下述做法也是特别有利的，即在出现压力传感器误差时，在一致运转中且特别是在λ值为1的条件下使内燃机1工作，这是因为一致运转时的内燃机1的传动力矩基本上取决于所吸入的空气量，而不是象在分层运转中那样直接取于所喷入的燃油量。这样，在出现压力传感器误差时，也能保证内燃机1的安全运转，即使调节偏差ΔD尚未达到零值并因而喷入一个不同于额定值的燃油量。
Claims (6)
1.一种直喷式内燃机(1)的工作方法，其中，借助一个压力传感器(14)测量存在于该内燃机(1)的蓄油器(13)中的油压，以便获得一个压力实际值，在这里，在出现压力传感器误差时，用一压力额定值代替该压力实际值，其特征在于，为了将蓄油器(13)中的油压调到该压力额定值，采用内燃机(1)的一个混合气调节器的调节参数(Δλ)，并且其中在出现压力传感器误差时，使内燃机(1)按一致运转方式和/或按照等于1的空气过量系数额定值进行工作。
2.按权利要求1所述的方法，其特征在于：用于一个影响油压的压力调节机构的一个控制参量(A-Stgl)是从一个预控制值(V-Stgl)和该混合气调节器的调节参数(Δλ)中获得的。
3.按权利要求2所述的方法，其特征在于：调节参数(Δλ)在一积分器(20)中进行积分，以获得一个经过积分的调节参数(Δλ-t)；将积分的调节参数(Δλ-t)加到预控制值(V-Stgl)上，以获得控制参量(A-Stgl)。
4.按以上权利要求之一所述的方法，其特征在于：在出现压力传感器误差时，使内燃机(1)的用于调节油压的压力调节器不工作。
5.按权利要求4所述的方法，其特征在于：只要不出现压力传感器误差，积分器(20)就永远以该压力调节器的调节偏差(ΔD)启动。
6.一种用于直喷式内燃机(1)的控制装置(15)，在该内燃机中，借助一个压力传感器(14)测量存在于该内燃机(1)的蓄油器(13)中的油压，以获得一压力实际值，在这里，在出现压力传感器误差时，用一压力额定值代替该压力实际值，其特征在于：为将蓄油器(13)中的油压调到该压力额定值，可使用内燃机(1)的一混合气调节器的调节参数(Δλ)，并且在出现压力传感器误差时，使内燃机(1)按一致运转方式和/或按照等于1的空气过量系数额定值进行工作。
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