CN100458130C - 在滑行时用于操作内燃机的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明介绍用于滑行时操作内燃机的方法，该方法具有如下步骤：当包括超过内燃机(10)的释放转速在内的预定释放条件得到满足时，释放用于内燃机(10)的功率调节单元(18；28；30)的一个控制信号的监控；在释放之后，将用于内燃机(10)的功率调节单元(18；28；30)的控制信号和阈值进行比较；并且当控制信号超过阈值时触发故障反应。所述方法的特征在于，释放转速作为空转转速调节(50)干涉形成控制信号的函数是变化的。此外，本发明还介绍了控制这种方法的一种控制器(20)。

Description

在滑行时用于操作内燃机的方法和装置

技术领域

本发明涉及在滑行(Schiebebetrieb)时用于操作内燃机的方法，该方法具有下述步骤：当包括超过内燃机释放转速(Freigabe-drehzahl)在内的预定释放条件得到满足时，释放用于内燃机的功率调节元件的控制信号的监控；在释放之后，将用于内燃机的功率调节元件的控制信号和阈值进行比较；当控制信号超过阈值时触发故障反应。

此外，本发明还涉及一个用于控制该方法的控制器。

背景技术

在本申请人的DE 33 01 742中公开了这样一种方法、这样一种控制器以及这样一种应用。

在下文中解释内燃机在滑行中的操作，即，在此操作中内燃机不输出扭矩，反而实际上本身通过外部的影响被驱动。例如在制动时或在车辆下坡行驶时如果驾驶员不要求扭矩时就出现滑行。例如通过驾驶员希望传感器-如加速踏板传感器测得过渡到滑行的信号。

无论是空气计量调节元件-例如一个节气门或者一种可变的阀门控制机构、还是燃油计量调节元件-典型的是喷油系统，均可考虑用作所述功率调节元件。例如功率调节元件的输出级可以作为故障反应而不起作用。

上述DE 33 01 742涉及一种用于一个柴油机的电子柴油控制系统(EDC)。本发明也涉及EDC-系统，但本发明并不限于此，更确切地说本发明也能用于具有一个E-Gas(电子控制节气门)的强制点火式发动机，或者用于作为功率调节元件使用的可变的阀门控制。

关于下面所讨论的控制信号，这个概念既可以理解为用以控制喷油阀开口度的脉冲宽度，也可以理解为将要空气计量的功率调节元件的控制信号。

在柴油机中所产生的扭矩主要是由燃油喷射量决定的。这和处于分层混合工作方式时具有直接喷射机构的强制点火式发动机相类似。在这些情况中，燃油计量机构的故障可能导致所不希望的扭矩的产生。特别是在滑行时不希望产生的发动机扭矩对安全是非常危险的，因为它可能导致发动机制动效果不足，或者甚至导致所不希望的加速。

在这方面本身已经公开了对喷油阀的控制延续时间的监控。其中，在过渡到滑行时通过松开加速踏板来监控：是否在超过空转转速调节器的最大干涉转速时由于不允许高的控制延续时间还出现喷油。

在出现故障时，即在出现不希望的喷油现象时引起故障反应。为此将控制信号延续时间与一个固定的阈值进行比较。阈值的数值决定故障识别的灵敏度。若阈值小，则用以发现真正故障的灵敏度就高。当然，高的灵敏度也会导致这样的危险：将空转转速调节的正常扭矩要求看作是故障。

发动机转速-在此转速下不为滑行操作监控进行释放-也即释放转速，就内燃机而言是非常高的，通常和空转转速调节的上极限转速相当。极限转速的典型数值约为2500min^-1。关于监控的质量，其结果是在出现所不希望的扭矩时车辆以实际在传动装置中有效的传动比进行加速，直到达到释放转速。

发明内容

在这种背景技术面前，本发明的任务是提供一种方法，此方法通过扩大内燃机的受监控的操作区域来提高监控质量，同时又不损害从没有错误的扭矩提供中区分错误的扭矩提供的质量。

这个任务通过上述类型的一种方法和一种控制器以下述形式得以完成。

根据本发明的第一方面，提供了一种在滑行时用于操作内燃机的方法，该方法具有下述步骤：当包括超过内燃机的一个释放转速在内的预定释放条件得到满足时，释放用于内燃机的功率调节单元的一个控制信号的监控；在释放之后，将用于内燃机的功率调节单元的控制信号与一个阈值进行比较；并且当控制信号超过阈值时触发一个故障反应；其特征在于，所述释放转速作为一个形成控制信号中空转转速调节的干涉的函数是变化的。

根据本发明的第二方面，提供了一种在滑行时用于操作内燃机的控制器，其包括：第一模块，用于当预定的包括超过内燃机的释放转速在内的释放条件得到满足时释放用于内燃机的一个功率调节单元的一个控制信号的监控；第二模块，用于在所述释放之后将用于内燃机的功率调节单元的一个控制信号和一个阈值进行比较；以及第三模块，用于当控制信号超过阈值时触发一个故障反应。其特征在于，该控制器还包括第四模块，用于改变作为形成控制信号中空转转速调节的干涉的函数的释放转速。

通过这些特征本发明圆满地完成了所述任务。本发明把从空转转速调节中产生的扭矩也一起包括在释放监控中。当空转转速调节提供了提高扭矩的原因，且这种提高与驾驶员的希望不一致时，只是在超过上极限转速时才释放监控。在这些情况中，即空转转速调节不要求和/或产生扭矩时早在一个较低的释放转速时就已释放监控。按照在一个较长时间段的时间平均值提高有效监控的持续时间。其结果总的来说提高了监控质量。

特别是在一些情况中，即在没有空转转速调节干涉或者空转转速调节干涉小时所不希望地产生了扭矩，这些情况可以较早地被识别和可以较早地作出反应。其结果是在将正好置于该档的汽车加速到空转转速调节的最高转速之前就已能采取干涉措施。这样就能在很大程度上避免所不希望的加速。

与之相反，当发动机控制的一个分功能错误地要求生成扭矩，并且同时空转转速调节以允许的方式要求扭矩时这种错误没有负面效果。因此并非不利的是，只是在超过上限释放转速时才允许进行监控。

从至少两个数值中选择释放转速是有利的。

这个方案可简单地实现，并且其结果是监控质量有很显著的提高。

此外优选的是，至少两个可能的数值中最高的数值与空转转速调节的干涉无关。

这个方案有这样的优点，即也能识别出例如空转转速调节的错误本身，这样，空转转速调节的大的错误的干涉不能阻止监控的释放。

有利的也是，在低于至少两个可能的数值的最低数值时不允许释放。

这个方案考虑到这种情况，即在小转速时经常进行空转转速调节干涉，并有可能伴随着大的扭矩请求，这样，在低的转速、大约低于约1500min^-1时释放监控就显得没有意义。

此外也是有利的是，正好有两个数值可以用于释放转速，其中，当空转转速调节的干涉没有超过预定的阈值时选择两个数值中的较低值。

这个方案也可以非常简单地实现，并且其结果是监控质量有很大的提高。

一个有利的替代方案规定，可能至少有三个用于释放转速的数值，其中，当空转转速调节的干涉低于阈值，且该阈值分别独立地配属于较低数值中的一个，此时选择至少两个较低数值中的一个。

另外有利的是，通过存取特征曲线选择释放转速，并且用空转转速调节的干涉对空转转速调节所述特征曲线的寻址。

这些方案可以通过多级地或者甚至连续地改变释放转速和空转转速调节的干涉的关系从而继续提高监控质量。

此外也有利的是，在形成调节参数之前或者之后，在空转转速调节的调整回路中测得空转转速调节的干涉。

若观察一下空转转速调节是在一个封闭的回路中工作，则可根据该回路不同点上的信号来评估空转转速调节的干涉。这样可以使用调节参数本身或者一个调节偏差。此外，是否根据扭矩或者根据量来决定干涉是不重要的，因为关于发动机效率的这两个参数是彼此关联的。在控制器中的计算通常分别是按物理关系以扭矩单元(驾驶员希望扭矩，扭矩限定装置，...)或者量单元或控制信号单元(烟气限定装置，量补偿调节装置)进行的。通过发动机效率特征曲线联系在一起。因此，在本申请中对扭矩所公开的考虑是和对量(燃油量，空气量)的相应考虑是等同的。

此外，为了对内燃机的滑行进行控制使用控制器也是有利的，其中，控制信号是一种用于燃油-喷油阀的喷油脉冲宽度，或者是一种用于空气计量的调节元件的调节信号。

其它的优点由说明书和附图得出。

可以理解的是，上述和下边待说明的特征不仅可用于分别已说明的组合中，而且也可用于其它的组合中或者单独使用，但都不脱离本发明的构思。

附图说明

在附图中对本发明的实施例进行说明，在下述说明中对这些实施例进行较为详细的讨论。

附图为：

图1示出一台具有调节元件、传感器和一台控制器的内燃机的简图；

图2以功能块的形式表示根据本发明的方法和根据本发明的控制器的一个实施例；和

图3是监控为有效的转速区域。

具体实施方式

图1中的数字10表示一个具有至少一个燃烧室12的简略示出的内燃机的总体图。通过一个进气门14和一个排气门16更换燃烧室12的填充物。为了对燃烧室12进行充气，通过一个喷油阀18计量燃油，其中计量的时刻和所计量的量由控制器20进行控制。其中，喷油阀18用作功率调节机构。所计量的量完全决定由内燃机10产生的扭矩。此外，根据驾驶员的希望对功率调节机构进行控制，所述驾驶员的希望通过一个加速踏板22由一个加速踏板传感器24测得，并且继续传输到控制器20。

这样一种功率控制对于柴油机来说是典型的。在燃烧室处于分层混合工作方式时，具有直接喷射装置的强制点火式发动机也是通过所计量的燃油的量对功率进行类似的控制。为了和喷油触发燃烧的柴油机相区别，在强制点火式发动机中通过外源点火、例如通过一个火花塞点燃燃烧室。在具有直接喷射装置、且在均匀混合工作方式时、也就是在燃烧室12中分布均匀的混合物的强制点火式发动机中根据驾驶员的希望通过燃烧室12的填充度对所希望的扭矩进行调节。

这类似地也适用于一种具有吸气管喷射装置的内燃机。在这些情况中，燃烧室的填充度是通过一个节气阀26进行调节的，所述节气阀受控制器20的控制由一个节气阀调节器28操作。在这种情况中具有节气阀调节器28的节气阀26用作功率调节机构。另一方案也是通过一个进气门调节器30对进气门14进行可变化的控制来调节燃烧室12的填充度。所述进气门调节器30也是由控制器20进行控制。此外，内燃机10还具有一个转速传感器32。该转速传感器例如可由一个具有铁磁标记36的传感轮(Geberrad)34和一个感应传感器38组成。

关于监控，例如一定的节气阀开口角和喷射阀18的控制延续时间相对应，因为这两个参数在它们的各自的技术领域中分别主要决定内燃机10的扭矩。在可变的阀门控制中控制延续时间或者阀行程是所测量的标准。

附图2以函数块的方式表示根据本发明的方法和根据本发明的控制器的一个实施例。

控制器20与函数相配地通过线40划分成上方的第一平面42和下方的第二平面44。其中，这种划分和在控制器20中被处理的发动机控制程序的程序结构相对应。在输入端的各种传感器的信号、特别是加速踏板传感器24和感应传感器38的信号被输送到控制器20。在第一平面42中从这些信号中形成用于功率调节元件18、28或者30中至少一个的控制信号。在输出端控制器20与这些功率调节元件连接。第二程序平面44用于监控第一平面。这两个平面在功能上是彼此连接的。这样，第二平面44从形成用于在第一平面中的功率调节元件18，28或者30的控制信号的链中例如得到一个决定功率的信号。若在平面2中检查这个信号时得出一个危及安全的不可信度，那么第二平面可以干涉第一平面，以便例如阻止或者减少内燃机10的危及安全的扭矩升高。

在平面1中首先在模块46中根据驾驶员的希望(加速踏板传感器24)和内燃机10的转速(感应传感器38)计算出希望扭矩或者希望量。其中，希望量的概念指的是内燃机10的决定功率的工作介质的量。这个量可以是通过燃油计量阀18计量的喷射的燃油量。在另一种方案或者补充方案中这个希望量也可以指用空气或者燃油/空气-混合物填充燃烧室12的量。燃烧室12的填充是通过相应地控制节气阀调节器28或者进气阀调节器30而进行调节。希望扭矩和希望量通过发动机效率彼此结合，并因此可替代地使用。在逻辑电路48中空转转速调节50的干涉叠加到如此形成的希望扭矩/或希望量上。所述空转转速调节是根据感应传感器38的转速信号形成的。这个逻辑电路可以是加法的或者是乘法的。通过一个在正常情况下为关闭的第一开关52将模块48中的逻辑电路的结果传输给模块54，该模块表示控制器20中的控制信号的最终形成和输出级。模块54的输出信号用于控制图1中决定功率的调节元件18，28和/或30中的至少一个。

从控制器20中的第一程序平面42形成控制信号的函数和控制信号的形成通过第二程序平面44进行检测。为此在比较模块56中将平面1的模块48中的逻辑电路的结果与由模块60提供的允许值或者可信值S_O进行比较。为此例如加速踏板传感器24和转速传感器32的信号也可以传送到模块60，这样，模块60通过复制第一平面的模块46，48和50的函数，再加上补偿就可形成用于最可靠的量信号或者扭矩-希望信号的数值S_O。若位于开关58之上的、事实上在第一平面中已形成的信号大于最允许的数值S_O，则模块56打开第一平面中的开关52。然后第一平面中的模块54给功率调节元件18、28和/或30输出替代数值，以阻止所不希望的扭矩的升高或所不希望的提供扭矩。另一种方案中也可考虑使模块54没有作用，这样就不输出控制信号。其中，通过关闭第二开关58释放通过第二平面对第一平面42的监控。

下面对如何进行这种释放进行说明。

为此感应传感器38的信号输送到一个比较模块72，同时一个更高的释放转速的一个值n_2输送到这个比较模块。这个更高的释放转速n_2例如可以相应于上极限转速，在这个上极限转速之下第一平面42中的空转转速调节50是有效的。若内燃机的实际转速大于这个转速n_2，例如它可能为2300min^-1，则在正常情况下空转转速调节50不向第一平面42中的逻辑电路48提供提高扭矩的干涉，因此就没有空转转速调节50的干涉叠加到用于功率调节元件18、28和/或30的控制信号的形成上，而这种干涉可能干扰第一平面42中对形成控制信号的监控。

在这种情况下比较模块72例如输出一个逻辑信号1，它通过或-逻辑电路76输送到已提到的逻辑的和-逻辑电路62的一个第二输入端60。同时，一个比较模块68的信号输送到逻辑电路62的第一输入端64。若驾驶员的扭矩希望低于由模块70提供的阈值S_1，则比较模块68的信号逻辑值为1。其中，驾驶员希望信号由加速踏板传感器24提供。若加速踏板角度等于零，则模块68例如输出一个逻辑1。若同时发动机转速大于n_2，则模块62通过关闭第二开关58来释放监控。

这种根据固定的释放转速n_2对释放的控制是已知的。根据本发明对固定的释放转速n-2在另一种方案或者补充方案中使用一种释放转速，该释放转速-作为空转转速调节50的干涉在第一平面42的模块46，48和54中形成控制信号的函数-是可变化的。

为此，在图2的方案中空转转速调节50的输出信号在第一平面42中对它继续处理的同时也传输给第二平面44。在第二平面44中该输出信号输送给比较模块82，同时一个阈值S_2输送给比较模块82。S_2与用于空转转速调节50的干涉的阈值相当，该阈值为了释放将还能容许的数值和不再能容许的数值分开。若空转转速调整50的干涉例如比较小，也就是小于阈值S_2，则比较模块82向后置的和-逻辑电路84输送一个逻辑的1。与此同时，比较模块78的输出信号输送到这个和-逻辑电路84。在比较模块78中内燃机10的转速、也就是感应传感器38的信号和一个较低的释放转速n_1进行比较。数值n_1例如可以和空转转速调节50的预控制的上极限转速相当，例如大约为1500min^-1。在图2中数值n_1由模块80提供。其中，如已描述的模块80可以输出一个固定值。另一种方案中模块80可以表示一个特性曲线。与图2表示的不同的是，空转转速调节器50的干涉输送到此模块，并且此模块输出一个与这个干涉连续地或者以级的形式有关的数值n_1。其结果是即使是在这个较低的释放转速n_1之上，同时在空转转速调节的干涉较小时也允许对第一平面42中的控制信号的形成进行监控。其中，比较模块84的输出信号通过或-逻辑电路76和62将开关58关闭。

图3通过转速范围说明本发明的效果。在这些转速范围内按照背景技术或者按照在此所述的本发明都是可以释放的。其中数值0相当于闭锁，数值1相当于释放监控。在图3中的实线88表示背景技术。按照背景技术只有在超过一个比较高的转速n_2时才释放监控。实线90表示，在本发明的构思内早在一个比较低的转速n_1时就可释放了。前提是，如上所述，在按照本发明的同样的提供给监控使用的n_1和n_2之间的转速范围内只有空转转速调节50的一个比较小的干涉。

Claims (10)

1.在滑行时用于操作内燃机(10)的方法，该方法具有下述步骤：

当包括超过内燃机(10)的一个释放转速在内的预定释放条件得到满足时，释放用于内燃机(10)的功率调节单元(18；28；30)的一个控制信号的监控；

在释放之后，将用于内燃机(10)的功率调节单元(18；28；30)的控制信号与一个阈值进行比较；

并且当控制信号超过阈值时触发一个故障反应；

其特征在于，所述释放转速作为一个形成控制信号中空转转速调节(50)的干涉的函数是变化的。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，从至少两个数值中挑选所述释放转速。

3.按照权利要求2所述的方法，其特征在于，所述至少两个数值中的最高数值与空转转速调节(50)的干涉无关。

4.按照权利要求2或3所述的方法，其特征在于，在低于所述至少两个数值中的最低数值时不允许释放监控。

5.按照权利要求4所述的方法，其特征在于，所述释放转速从两个数值中选择，其中当空转转速调节(50)的干涉没有超过预定的阈值时，则选择所述两个数值中的较低数值。

6.按照权利要求4所述的方法，其特征在于，所述释放转速从至少三个数值中选择，其中当空转转速调节(50)的干涉低于与所述至少三个数值中的两个最低数值中的一个数值相关的阈值时，选择所述两个最低数值中的一个数值。

7.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，通过存取一条特征曲线来选择所述释放转速，所述特征曲线是用空转转速调节的干涉来寻址的。

8.按照权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，在形成一个调节参数之前或者之后，在空转转速调节(50)的调整回路中测得空转转速调节(50)的干涉。

9.在滑行时用于操作内燃机的控制器(20)，所述控制器包括：

第一模块，其用于当预定的包括超过内燃机的释放转速在内的释放条件得到满足时释放用于内燃机(10)的一个功率调节单元(18；28；30)的一个控制信号的监控；

第二模块，其用于在所述释放之后将用于内燃机(10)的功率调节单元(18；28；30)的一个控制信号和一个阈值进行比较，

第三模块，其用于当控制信号超过阈值时触发一个故障反应，

其特征在于，所述控制器还具有第四模块，其用于改变作为形成控制信号中空转转速调节(50)的干涉的函数的释放转速。

10.按照权利要求9所述的控制器(20)，其特征在于，所述控制信号是一个用于一个燃油喷油阀(18)的喷射脉冲宽度，或者是一个用于空气计量的调节单元(28；30)的调节信号。

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