CN101105151A - 用于对汽车内燃机进行增压调节的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于对内燃机进行增压调节的方法，所述内燃机具有一个增压调节装置，借助于这个增压调节装置对内燃机的增压进行调节，其中所述增压调节装置具有一个最好位于内燃机的废气气流中的旁路装置，并且其中所述旁路装置具有一个调节装置，该调节装置当达到预定的调节装置额定值时启动所述旁路装置。根据本发明，根据预定的和/或所获取的内燃机参数(rlsol，nmot)确定一个适配量作为校正值(pwgad)，借助于这个校正值使调节装置的根据工作点预先给定的额定值适配于增压实际值和增压额定值之间的预先给定的调节偏差。

Description

用于对汽车内燃机进行增压调节的方法

技术领域

本发明涉及一种如权利要求1的前序部分所述的用于对汽车内燃机进行增压调节的方法。

背景技术

一种这样的增压调节例如由DE19502150C1所公开。这里的一个增压调节装置包括一个积分调节器，通过它的积分将调节偏差限制在一个预先给定的极限值上，以避免强烈的过调。为此，为静态和动态的工作状态预先给出了不同的极限值，其中对动态极限值进行与工作特征量相关的校正和自适应校正，以附带地提高安全距离。从而当参与调节的部件被弄脏或损坏的情况下也能确保持久、良好的调节质量。一种类似的增压调节还由DE19812843A1所公开，其中为了在较宽的工作范围内进行增压调节，而不会使调节过程变得过慢或者在调节时出现过调，将执行机构(Stellglied)的调节参数被变换为这样的值，使得在该值的变换后，在调节参数和调节量之间存在线性关系。由DE19712861A1进一步公开了：为积分调节器的积分部分而预先给定的一个极限值的校正值与增压调节相联系。

由于受生产过程所限的批量生产中的离差，例如在废气泄压门区域内存在弹性预应力的情况下，其例如在对旁路阀产生影响的施加了弹力的测压计区域内是实际存在的，对于不同的汽车可能得到不同的调节关系，这是不希望出现的。同样情况还有调节对象的构件老化现象，这在不同汽车之间可能也是不同的。

发明内容

因此本发明的任务是提供一种用于对内燃机进行增压调节的方法和装置，借助于这种方法和装置，尤其是在存在批量生产离差和调节对象构件老化的情况下，能够提供很高的、可再现的调节质量，同时在额定增压和实际增压之间调节偏差尽可能的小。

这一任务通过权利要求1所述特征来解决。

根据权利要求1，根据预定的和/或所获取的内燃机参数，确定一个适配量作为校正值，借助于这个校正值使一个旁路装置的调节装置的根据工作点预先给定的额定值或门限值适配于增压调节实际值和增压调节额定值之间的预先给定的调节偏差。

通过这种方法的指导，在调节质量和可再现性方面确保了在多批次上保持相同的系统关系，因为通过为调节装置的根据工作点预先给定的额定值确定校正值，即使在出现批量生产离差和增压调节的调节对象构件老化的情况下也可以实现这种适配，其考虑到了上述这些现象。也就是说，通过对于对旁路装置的一个调节装置的额定值产生影响的增压调节进行这种类型的与工作点有关的适配流程，能够以尽可能小的调节偏差实现增压的调整。

优选地，其中所述校正值根据内燃机的额定发动机进气量和/或发动机转数来确定。实用的是，其中所述调节装置额定值是一个施加了弹力的测压计的额定压力，所述测压计也是一个构成了增压调节阀的旁路阀的组成部件，这个旁路阀最好通过一个由增压调节的控制装置所控制的冲程阀(Taktventil)来施加压力。其中所述校正值是一个压力值，这个值最好从调节装置额定值中被减掉。

所述校正值最好借助于一个适配装置在一个适配流程中确定，这个适配流程分成开始适配、发动机转数方向上的分度调节(Indexerstellung)、额定发动机充气方向上的分度调节、适配特征曲线族的插值、适配值的中间存储、开始写适配特征曲线族、写适配特征曲线族、对适配特征曲线族的稳定性检验、对所得到的值的品质检验、以及将所得到的值复制到存储器阵列中。其中所述校正值被保存在一个非易失性的存储器阵列(适配阵列)中，其地址变量最好是发动机转数和额定发动机进气量。

附图说明

下面借助附图详细描述本发明。如图所示：

图1示意性地示出了电子增压调节的原理图，

图2示意性地示出了根据本发明的增压调节装置的测压计的额定值适配的框图，

图3示出了写中间存储器的步骤，

图4示出了写工作适配阵列的步骤，以及

图5示例性地示出了在一个方向上处理工作适配阵列的步骤。

具体实施方式

图1中示意性地示出了用于内燃机1的电子或电气压增压调节的原理图，其最佳增压压力通过增压调节的增压控制设备2来进行调节。这里没有示出的压力传感器获取增压压力，并将该信息进一步给到增压控制设备2，该设备进而控制一个冲程阀3，其占空比通过已知的方式控制冲程阀的打开横截面。

如图1中进一步看到的，一个废气涡轮压缩机6的压缩机轮5位于进气管4中，其涡轮7位于排气管8中。从排气管8分出一个旁路导管9作为废气泄压门，借助于这个旁路导管，至少一部分废气气流可以在涡轮7转动时被导入到排气通道中。为了释放旁路导管9，设置了一个增压调节阀或旁路阀10，其具有一个施加了弹力的测压计11，其与最好是电气或电气压方式的冲程阀3相关地、根据工作点预定地施加一个预先给定的压力值，作为调节装置额定值。

其中的基本工作原理如下：发动机控制设备在每个时刻根据驾驶员的希望计算出一个额定增压。基于这个额定增压和根据压缩机5测得的增压，为冲程阀3计算出一个调节信号，使得其位于至废气泄压门测压计11的控制导管12与进气管4以及压缩机后面的压力导管之间(参见图1)。如果增压压力相对于额定增压增大，则通过冲程阀3的控制，使控制导管12和进气管4之间的阀门横截面持续扩大。从而使废气泄压门测压计11中的压力下降，并且使旁路阀10由于废气泄压门测压计11的弹性预应力而开始关闭。从而使涡轮物料流量、提供给压缩机的转换后的功率以及增压压力持续增大。

如果增压压力相对于额定增压减小，则通过冲程阀3的控制，使控制导管12和进气管4之间的阀门横截面减小。从而使废气泄压门测压计11中的压力最大增大到增压值，并且使旁路阀10开始相对于废气泄压门测压计11的弹性预应力打开。从而使涡轮物料流量、提供给压缩机的转换后的功率以及增压压力持续减小。

图2中示意性地示出了根据本发明的用于对内燃机1进行增压调节的方法指导，其中根据本发明的适配装置14被结合到模型化的预调整装置13中。具体来说，预调整装置13由一个第一控制装置13a构成，在这个第一控制装置中，根据流经旁路导管9的额定物料流量、即所谓的废气泄压门流量，以及根据废气泄压门或旁路一侧的行程压力特征曲线，在测压计11上预设一个额定压力，这个额定压力又通过一个具有额定占空比的增压冲程阀特征曲线族与增压相关联地被引至一个第二控制装置13b中。

为了考虑到可能出现的批量生产离差和增压调节的调节对象构件的老化现象对测压计11上的额定压力进行匹配，借助于适配装置14，根据发动机进气量、发动机转数、以及增压实际值与增压额定值之间根据工作点预先给定的调节偏差(dpvdk)，确定一个适配量作为校正值(pwgad)，它表示一个压力值，这个压力值将从计算出的测压计额定压力值中被减掉。

具体来说，利用适配装置14，其中一个连续的适配流程被分成多个层次，这些层次中首先是适配的开始。在这里，当增压形成过程已经完成并且在过渡期间增压调节的D部分已经减弱时，开始将数据记录到适配装置14的一个将要详细说明的中间存储器中。与此相对地，在一个插值流程中开始读取一个存储器阵列，这同样也要在后面详细说明。

作为附加条件，只有当废气泄压门调节被激活并且发动机温度超过一个可用的阈值时，才开始进行数据记录。此外，用于冲程阀3的占空比必须介于可用的最小和最大极限值之间。对于所述占空比处于下限或上限的情况，继续进行适配是没有意义的，因为执行机构或冲程阀3的调整范围已经完全用尽。

此外，由额定发动机进气量(rlsol)与最大发动机进气量(rlmax)之商所描述的额定负荷要求应触发适配过程的开始，这可用于全负荷工作阶段和部分负荷工作阶段。在部分负荷时，对于适配流程的分析范围，附带地，额定负荷压力的梯度应位于可用的范围内，从而在动态的压力形成期间避免开始进行适配。

只要存在所有的各个条件，则在一段附加的防抖动时间(Entprellzeit)后，开始写入校正数据。原则上也可以选择较少的条件。

适配装置14的另一个适配流程表现为发动机转数方向(nmot)上和额定发动机充气方向(rlsol)上的分度调节。为了对存储器阵列中的值进行赋值和读取，对于各个阵列单元的寻址需要整数个分度。这里例如在nmot方向形成了两个分度，在rlsol方向上也形成了两个分度。它们共同描述当前工作点或操作点的相邻阵列单元。

用于阵列轴的分度始终由发动机转数(nmot)和额定发动机进气量(rlsol)的实际值确定。其中哪些分度对应于发动机转数或额定发动机进气量的哪些取值范围是通过图3所示的表来表示的。

在分度计算中形成了指示分度转换时刻的比特。为了避免这些量在静态工作点的“反跳(Toggeln)”，只有当它在相同方向上出现两次时才指示一次分度转换。在分析系统状态以及随后写中间存储器时需要用到这些分度转换比特。

然后紧接着开始对适配特征曲线族进行插值，其中为了生成当前工作点的校正值(pwgad)，对存储器阵列(PWGADAP)进行读取。

在开始进行插值之后，该阵列可以被线性地或双线性地插值或读取。如果当前工作点位于存储器阵列的极限值之内，则进行双线性插值。如果工作点位于极限值之外，则进行线性插值。对于线性插值，考虑到了固定的发动机转数和额定发动机进气量值，其同样在分度计算期间对应于当前的分度被计算出来。

双线性插值根据下面的等式实现：

g(x_i，y_i)＝u₀₀×[((x_i-x₁)(y_i-y₁)/(x₀-x₁)(y₀-y₁))]

+u₀₁×[((x_i-x₁)(y_i-y₀)/(x₀-x₁)(y₁-y₀))]

+u₁₀×[((x_i-x₀)(y_i-y₁)/(x₁-x₀)(y₀-y₁))]

+u₁₁×[((x_i-x₀)(y_i-y₀)/(x₁-x₀)(y₁-y₀))]

因数u₀₀、u₀₁、u₁₀和u₁₁是当前工作点的相邻点，它们由存储器阵列产生。参量x表示发动机转数nmot，参量y表示额定发动机进气量rlsol。下标i表示当前时间点，下标0表示由此出发向左或向下的支持点，下标1表示向右或向上的支持点。

当两个阵列入口(发动机转数nmot或额定发动机进气量rlsol)向下超过了最小支持点或者向上超过了最大支持点时，执行线性插值。在这种情况下，分别在不同的方向上进行插值。

如图3中进一步看到的，支持点的分度和分别所属的改变量(pwgreg)被传递到一个中间存储器中，其中这个量(pwgreg)是增压调节适配的改变量，它通过一个可用的放大特征曲线由调节偏差(其大致在系统时间常数的数值附近，在一次分度转换后被读出)被计算出来。随后，改变量(pwgreg)被加到存储器阵列的相应工作点的当前适配值上，以确定最终的校正值(pwgadp)。

此外，第一个工作点的适配值可以在增压过渡阶段之后不久按比例确定。这是必要的，因为在过渡时刻不能确保分度转换开始。然后这个按比例的适配值被赋给存储器阵列中的单元，这个单元在开始进行适配的时刻通过分度来确定。

附带地，也可以避免将相同的工作点多次录入到中间存储器中。为此，在中间存储器的一个填充周期期间，每个新的工作点在一个比特阵列中被标出。如果这个工作点再一次出现在相同的周期内，则避免将这个工作点录入到中间存储器中。

当增压调节的工作阶段结束后，提供保存在中间存储器中的值用于传输。存储在中间存储器中的值被传送到一个工作适配阵列中，如图4所示。

改变量(pwgreg)被加到一个工作适配阵列中的相应值上。为此，保存在中间存储器中的每个工作点首先在一个工作比特阵列中被标出，从而使每个工作点可以通过接下来的稳定性检验而不会被处理，所述稳定性检验将在后面详细说明。中间存储器的值不能直接传送到存储器阵列和比特阵列中，因为在后续对矩阵单元进行处理期间增压调节可能会被再次激活，并且从而在读取当前校正值(pwgad)时可能会出现不稳定性。通过在稳定性检验结束后传送到一个工作适配阵列中并通过把阵列值(在增压调节没有被激活的情况下)编码为适配阵列，在每个时刻都能确保读取校正值(pwgad)的一致性。

在将中间存储器的内容传送到工作适配阵列中之后，在紧接着的一个层次阶段对阵列进行稳定性处理。为此，分别对于每个从中间存储器传送的工作点，首先处理工作适配阵列中的行(nmot方向)。也就是说，没有进入当前学习周期或者没有充分适配地在比特阵列中标出的相邻工作点相对于当前工作点被提高或降低，以避免不稳定性。如果一个相邻工作点加入了学习周期，其已经适配(录入到比特阵列中)，则停止对该工作点以及对工作适配阵列中相关行中的所有后续工作点进行处理。当处理了学习周期中的当前工作点所在的行之后，接着以相同方式来处理列。

具体来说，为了开始对行方向进行处理，要检验由中间存储器传送到阵列中的当前所考虑的单元左边的单元是否被表征。对于左边的单元，分别检验左下方的单元和左上方的单元是否被设置标记。在右侧方向上也进行相同的检验。如果没有找到标记，则对左侧、右侧或者这两侧进行处理。

如果已经开始在行方向上进行矩阵插值，则形成了要处理的工作点的左侧和右侧的值的均值(p_n＝(p_n-1+p_n+1)/2)。这或者是一个接一个地执行到工作适配阵列的左侧或右侧边缘为止，或者是仅仅执行到一个已经标记为“完成学习”的点为止。这一过程例如在图5中的一个方向上示出。其中对应于下标1的新的值是从中间存储器所传送的经过学习的值。

首先检验并在给定情况下处理当前工作点所在的行，之后，实现对列的检验。这涉及当前工作点所在的列以及该行中可能要处理的单元所在的列。分别对于工作阵列上方和下方的单元检验是否允许进行处理，以及是在上面的方向上、下面的方向上、还是在这两个方向上开始进行。

如果开始对列方向进行矩阵处理，则类似于在行方向上的处理，确定要处理的工作点的上方和下方的值的平均值。这或者是一个接一个地执行到工作适配阵列的上方或下方边缘为止，或者是仅仅执行到一个已经标记为“已得知”的点为止。

由于所有从中间存储器传送到工作适配阵列的值都首先在工作比特阵列中加以标记，在完成了稳定性检验之后，检验这些值的品质。只有被标记为“已得知”的值才在工作比特阵列中被标出。

当对中间存储器中的所有值都完成了稳定性检验之后，工作比特阵列和工作适配阵列中的值被传送到比特阵列或存储器阵列中，与工作点相关地从中读出当前的校正值(pwgad)，并将该校正值从计算出的测压计额定压力中减掉。存储器阵列是一种非易失性的适配阵列(PWGADAP)，它的地址变量在这个例子中最好是发动机转数(nmot)以及额定发动机进气量(rlsol)。

Claims (23)

1.一种用于对内燃机进行增压调节的方法，所述内燃机具有一个增压调节装置，借助于这个增压调节装置对内燃机的增压进行调节，其中所述增压调节装置具有一个最好位于内燃机的废气气流中的旁路装置，并且其中所述旁路装置具有一个调节装置，该调节装置当达到预定的调节装置额定值时启动所述旁路装置，其特征在于，

根据预定的和/或所获取的内燃机参数(rlsol，nmot)确定一个适配量作为校正值(pwgad)，借助于这个校正值使调节装置的根据工作点预先给定的额定值适配于增压实际值和增压额定值之间的预先给定的调节偏差(dpvdk)。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述校正值(pwgad)根据内燃机的额定发动机进气量(rlsol)和/或发动机转数(nmot)被确定。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述调节装置额定值是一个施加了弹力的测压计的额定压力，该测压计是一个构成了增压调节阀的旁路阀的组成部件，这个旁路阀最好通过一个由增压调节的控制装置所控制的冲程阀来施加压力，并且

所述校正值是一个压力值，这个值最好从调节装置额定值中被减掉。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述校正值借助于一个适配装置被确定，其中所确定的校正值被保存在一个非易失性的存储器阵列(PWGADAP)中，其地址变量是预定的和/或所获取的内燃机参数，尤其是发动机转数(nmot)和/或额定发动机进气量(rlsol)。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述适配装置具有一个数据记录-触发装置，当下列条件中的至少一个、最好是所有条件得到满足时，借助于数据记录-触发装置开始进行数据记录：

a)增压形成过程结束，

b)增压调节装置的D部分已经减弱，

c)旁路装置被激活或触发，

d)发动机温度对应于或者已经超过一个预先给定的最低温度，

e)用于增压调节装置的增压冲程阀的占空比或控制信号位于预定的占空比下限和上限之内，所述下限和上限根据占空比最小值及占空比最大值预先给定，

f)额定负荷要求达到或超过一个预定的额定负荷值，其中所述额定负荷要求最好通过额定发动机进气量(rlsol)与最大发动机进气量(rlmax)之商来确定，以及

g)在部分负荷工作情况下，额定增压的梯度处于预定范围之内。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，当存在所述的至少一个条件时，在一段附加的防抖动时间之后开始记录数据。

7.根据权利要求4至6中任一项所述的方法，其特征在于，为了对存储器阵列(PWGADAP)中的值进行赋值和读取，在至少一个内燃机参数的方向上形成至少一个分度，最好是两个分度，其在存储器阵列中描述内燃机的一个当前操作点或工作点。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在发动机转数方向上形成至少一个分度、最好是两个分度，在额定发动机进气量方向上形成至少一个分度、最好是两个分度，其共同描述一个当前工作点的相邻阵列单元。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述分度始终由预先给定的内燃机参数、尤其是发动机转数和/或额定发动机进气量的实际获取的或计算出的值来确定，其在一个特征曲线族中对应于实际的分度值。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的方法，其特征在于，在分度计算期间形成比特，所述比特指示了一次分度转换的时刻。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，只有当其在相同方向上出现至少两次时才指示一次分度转换。

12.根据权利要求4至11中任一项所述的方法，其特征在于，为了确定用于当前工作点的校正值(pwgad)，对存储器阵列(PWGADAP)进行读取和插值。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，对于当前工作点位于存储器阵列(PWGADAP)的极限值之内的情况，根据下面的等式实现插值：

g(x_i，y_i)＝u₀₀×[((x_i-x₁)(y_i-y₁)/(x₀-x₁)(y₀-y₁))]

+u₀₁×[((x_i-x₁)(y_i-y₀)/(x₀-x₁)(y₁-y₀))]

+u₁₀×[((x_i-x₀)(y_i-y₁)/(x₁-x₀)(y₀-y₁))]

+u₁₁×[((x_i-x₀)(y_i-y₀)/(x₁-x₀)(y₁-y₀))]

其中u₀₀、u₀₁、u₁₀和u₁₁是由存储器阵列所产生的当前工作点的相邻点，其中x表示第一个内燃机参数，尤其是发动机转数(nmot)，而y表示第二个内燃机参数，尤其是额定发动机进气量(rlsol)，其中下标i表示当前工作点，下标0表示由此出发向左或向下的支持点，而下标1表示由此出发向右或向上的支持点。

14.根据权利要求12或13所述的方法，其特征在于，对于当前工作点位于存储器阵列(PWGADAP)的极限值之外的情况，考虑预先给定的内燃机参数、尤其是发动机转数(nmot)和额定发动机进气量(rlsol)来进行线性插值，为此在对存储器阵列(PWGADAP)进行分度计算期间分别确定一个对应于当前分度的固定值。

15.根据权利要求7至14中任一项所述的方法，其特征在于，所述分度和参与到校正值(pwgad)中的一个改变量(pwgreg)被传递到一个中间存储器中，其中所述改变量(pwgreg)是这样一个量：它根据一个调节偏差、最好是通过一个可用的放大特征曲线被确定，所述调节偏差大致在系统时间常数的数值附近、在一次分度转换之后被确定，为此，指示一次分度转换的时刻的分度转换比特的时间变化被延迟、最好是通过一个环形存储器被延迟。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，在一个预定的稍后的时刻，所述改变量(pwgreg)被加到一个在存储器阵列(PWGADAP)的相应工作点中参与到校正值(pwgad)中的当前适配值上。

17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，第一个工作点的适配值可以在增压过渡阶段之后不久按比例确定，其中这个按比例的适配值被赋给存储器阵列(PWGADAP)中的同一单元，这个单元在适配装置开始进行数据记录的时刻之前通过分度来确定。

18.根据权利要求15至17中任一项所述的方法，其特征在于，为了避免将相同的工作点多次录入到中间存储器中，在中间存储器的一个填充周期期间，每个新的工作点在一个比特阵列中被标出，使得在一个工作点在同一周期内再次出现时避免将这个工作点录入到中间存储器中。

19.根据权利要求15至18中任一项所述的方法，其特征在于，当增压调节的工作阶段结束之后，将存储在中间存储器中的值传送到一个工作适配阵列中，其中将改变量(pwgreg)加到工作适配阵列的所属的值上。

20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，保存在中间存储器中的每个工作点首先在一个工作比特阵列中被标出。

21.根据权利要求19或20所述的方法，其特征在于，在增压调节没有被激活和/或在对阵列值的稳定性检验已经结束的情况下，工作适配阵列中的阵列值被传送到存储器阵列(PWGADAP)中，从所述存储器阵列中读出当前的校正值(pwgad)。

22.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，当对工作适配阵列中的阵列值进行稳定性检验时，在考虑了从中间存储器传送的工作点的情况下，在行和列方向上进行处理。

23.用于执行根据权利要求1至22中任一项所述方法的装置。

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