CN101353990A - 用于运行内燃机的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及运行内燃机的方法和装置，具有在内燃机进气通道中影响内燃机进气的调节机构，该方法和装置可在内燃机的满负载范围内使用基于节流阀的进气度信号作为主进气度信号。根据调节机构的位置和调节机构的通流特性曲线求出内燃机的燃烧室进气度。通流特性曲线是调节机构上流速同调节机构上的调节机构下游压力与调节机构上游压力之间的压力比的物理关系。调节机构上的压力比数值大于预定阈值时，根据调节机构的位置和调节机构上流速的第二特性曲线作为调节机构上的调节机构下游压力与调节机构上游压力之间的压力比的函数求出燃烧室进气度，在对于调节机构上的压力比数值大于预定阈值时，选择第二特性曲线的斜率在数值上小于通流特性曲线的斜率。

Description

用于运行内燃机的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种如独立权利要求所述的用于使内燃机运行的方法和装置。

背景技术

由DE 102 27 064 A1已知一种在具有变化的阀门行程调整的内燃机的情况下用于确定气缸进气度的方法。在此使用节流阀角度、节流阀前和/或节流阀后的空气温度、进气管压力的参数和尤其是进气阀行程和发动机转速的参数，它们足以确定在预定条件下通过进气阀的标准空气质量流。

由DE 197 27 204 A1已知用于识别故障信号的装置。在此借助于两个不同的信号发生器检测出相同的测量参数，然后当滤波的信号值以预定的方式相互偏离时，就识别为故障。通过评估差值的符号能够确定，两个信号发生器的哪个是有故障的。作为这种信号的示例描述负载信号。所述的负载例如是进气空气质量。通常以两种不同的方式确定进气空气质量。一方面在内燃机的进气管中设置空气质量计或者进气管压力传感器。由压力传感器提供的信号是主负载信号或进气度主信号。还按照第二方法确定负载信号。按照第二方法确定的负载信号通常称为分负载信号。它通常根据测得的节流阀角度、内燃机的转速和必要时其它的参数求出。在最佳地适配两个负载时，必须使分负载信号和主负载信号对于两个传感器的符合规定的功能的情况下几乎相同。如果不是这种情况，两个信号的至少一个肯定是有故障的。

发明内容

而按照独立权利要求所述的按照本发明的方法和按照本发明的装置具有这样的优点，即对于调节机构上的压力比数值大于预定的阈值的情况，根据调节机构的位置和调节机构上的流速的第二特性曲线作为调节机构上的调节机构下游的压力与调节机构上游的压力之间的压力比的函数求出燃烧室进气度(Brennraumfuellung)，其中对于调节机构上的压力比数值大于预定的阈值的情况，选择第二特性曲线的斜率在数值上小于通流特性曲线的斜率，该通流特性曲线描述了调节机构上的流速同调节机构上的压力比的物理关系。通过这种方式使根据调节机构位置和调节机构的通流特性曲线求出的内燃机的燃烧室进气度也可以作为主负载信号或者进气度主信号使用。这由于使用第二特性曲线用于调节机构上的压力比数值大于预定的阈值的情况，从而调节机构上的压力比误差比使用通流特性曲线的情况远远更小敏感地作用于所求出的内燃机进气度。由此根据调节机构的位置和调节机构的通流特性曲线，也对于尤其在内燃机满负载运行状态或接近满负载运行状态中产生的调节机构上的压力比数值大于预定的阈值的情况，能够可靠地求出内燃机的燃烧室进气度。

此外根据调节机构的位置和调节机构的通流特性曲线专门在内燃机的空载运行状态与满负载运行状态之间的平均负载范围中求出的燃烧室进气度，比根据测得的进气管压力求出的燃烧室进气度更加精确，并且需要极少的执行费用。

通过在从属权利要求中描述的措施能够实现在独立权利要求中给出的方法的有利改进方案和改善。

特别有利的是，对于调节机构上的压力比数值大于预定的阈值的情况，选择第二特性曲线的斜率等于零。这是特别简单地实现第二特性曲线，它还可靠地保证，对于调节机构上的压力比数值大于预定的阈值的情况，第二特性曲线的斜率小于通流特性曲线的斜率。

另一优点是，根据调节机构的位置和内燃机的转速借助于第一特性曲线族求出标准质量流，其中对于调节机构的位置和转速的值对的第一特性曲线族进行修正-上述值对导致调节机构上的压力比处在预定的阈值之上-使得在修正了第一特性曲线族后并根据第二特性曲线为上述值对所求出的标准质量流具有与没有修正第一特性曲线族并根据通流特性曲线为上述值对所求出的标准质量流相同的质量流值。通过这种方式保证，由于以调节机构的位置和转速的值对的第二特性曲线来替换通流特性曲线所引起的误差得到补偿，其中上述值对导致调节机构上的压力比位于预定的阈值以上。

另一个优点是，对于通过这个值对构成的内燃机运行范围，将废气回输和/或通过同时打开内燃机的至少一个气缸的进气阀和排气阀所形成的阀门重叠(Ventilueberschneidung)中断。通过这种方式保证，仅仅通过修正第一特性曲线族可以补偿由于使用值对的第二特性曲线代替通流特性曲线所引起的误差，其输出仅仅取决于调节机构的位置和转速，但是与废气回输率和/或阀门重叠无关。

通过这种方式能够以最少可能的费用实现对由于使用第二特性曲线所引起的误差进行补偿。

另一优点是，根据调节机构的位置和通流特性曲线求出调节机构下游流入到进气管里面的燃烧室进气度的无迟滞的原值，并且根据调节机构下游流入到进气管里面的燃烧室进气度的无迟滞的原值通过进气管模型模拟进气管压力，并且根据模拟的进气管压力通过第二特性曲线族求出流到内燃机燃烧室里面的燃烧室进气度的第一值。通过这种方式一方面提供模拟的进气管压力数值供使用，它可以在故障时或者没有进气管压力传感器时使用。另一方面通过这种方式在求出燃烧室进气度时，考虑进气管特性和尤其是由于进气管引起的迟滞地导入到内燃机燃烧室里面的进气度，由此精确地仿真内燃机的实际特性。

另一优点是，只对于调节机构的紧急位置执行进气管模型和/或第二特性曲线族。通过这种方式节省费用和成本。

另一简化是，对于中断的废气回输和/或中断的阀门重叠应用进气管模型和/或第二特性曲线族。

也有利的是，使进气管模型包括积分器，它将流入到进气管里面的燃烧室进气度与流到燃烧室里面的燃烧室进气度之间的差值积分，并且将积分结果换算成模拟的进气管压力。这是特别简单和精确的模拟进气管压力。

另一优点是，通过压力传感器测量进气管压力，根据测得的进气管压力通过第二特性曲线族求出用于流到内燃机燃烧室里面的燃烧室进气度的第二值，将流到内燃机燃烧室里面的燃烧室进气度的第一值与流到内燃机燃烧室里面的燃烧室进气度的第二值进行比较，并且根据比较结果修正由调节机构位置和通流特性曲线推导出来的燃烧室进气度。通过这种方式可以使由调节机构的位置和通流特性曲线推导出来的燃烧室进气度以很少的附加费用进行校正。这一点主要对于内燃机的空载运行状态或接近空载运行状态是有利的，在这个状态下，通过将第一值与第二值进行比较可以求出并考虑到调节机构上的泄漏质量流，这种泄漏质量流否则不能在根据调节机构的位置和通流特性曲线求出燃烧室进气度时获得。

附图说明

在附图中示出本发明的实施例并且在下面详细描述。附图中：

图1示出内燃机的示意图，

图2示出用于解释按照本发明的方法和按照本发明的装置的功能图，

图3示出用于解释求出泄漏质量流的功能图，

图4示出通流特性曲线。

具体实施方式

在图1中以1表示内燃机，它例如由汽油发动机或者由柴油发动机构成并且驱动例如机动车。该内燃机1包括一个或者多个气缸40，其中在图1中示例地示出气缸。对气缸40通过进气通道10输送新鲜空气。在此新鲜空气在进气通道10中的流动方向在图1中通过箭头表示。在进气通道10中设置调节机构5，它可以占据不同的位置并且根据其位置影响空气到气缸40的输入或影响到气缸40的空气质量流。该调节机构5例如可以是节流阀。在节流阀5处设置位置传感器90，例如电位计，它测量节流阀5的实际位置wdkba并且将测量结果传递到发动机控制器65。节流阀5上游在进气通道10中设置第一温度传感器85，它测量进气通道10中节流阀5上游的实际温度Tvdk并且同样将测量结果传递到发动机控制器65。节流阀5下游的进气通道10部位称为进气管并且在图1中通过标记符号45表示。在进气管45中设置压力传感器60，它测量实际的进气管压力ps并且将测量结果传递到发动机控制器65。节流阀5下游还有废气回输通道110通到进气管45。在废气回输通道110里面设置废气回输阀115，它由发动机控制器65控制以调节所期望的废气回输率。废气回输通道110使内燃机1的废气管105与进气管45连接。废气在废气回输通道110中的流动方向在图1中通过箭头表示。通过一个或者多个进气阀30使空气和必要时回输的废气进入到气缸40的燃烧室。在图1中示例地示出进气阀30。其打开和关闭时刻由发动机控制器65例如通过电液阀门控制器EHVS调节。也可以选择通过凸轮轴调节进气阀30的打开和关闭时刻。在气缸40处设置第二温度传感器95，它测量燃烧室的实际温度Tbr并且传递到发动机控制器65。在此第二温度传感器95例如也可以是冷却水温度传感器。在气缸40部位中还设置转速传感器100，它测量内燃机1的实际发动机转速nmot并且将测量结果传递到发动机控制器65。在图1中为了清晰未示出用于喷射燃料、和在汽油发动机的情况下用于点火的机构。在空气燃料混合物在气缸40的燃烧室中燃烧时产生的废气通过一个或者多个排气阀35排到废气管105，在图1中示出了其中一个排气阀。排气阀35的打开和关闭时刻也由发动机控制器65例如通过电液阀门控制器调节。也可以选择通过凸轮轴调节排气阀35的打开和关闭时刻。此外在发动机控制器65处设置环境压力传感器120，它测量实际的环境压力pu并且将测量结果传递到发动机控制器65。压力传感器60也称为进气管压力传感器。节流阀上游的温度Tvdk以及燃烧室的温度Tbr也可以选择分别由内燃机的其它运行参数以专业人员公知的方式模拟，因此在这种情况下无需相应的温度传感器。

在图1中同样通过箭头表示废气在废气管105中的流动方向。

在图2中示出用于解释按照本发明的方法和按照本发明的装置的功能图。在此按照本发明的装置例如按照软件和/或硬件在发动机控制器65中实施。下面示例性地假设，所述装置对应于发动机控制器65，但是在图2中只示出对于理解本发明必需的发动机控制器65的部分。由位置传感器90将节流阀5的实际位置wdkba并且由转速传感器100将实际的发动机转速nmot作为输入参数分别输送到装置65的第一特性曲线族25。例如在检验状态在标准条件下应用的第一特性曲线族25在其输出上提供节流阀5上的标准质量流msndk。在此在应用第一特性曲线族25时的标准条件例如是节流阀5上游的温度273K、节流阀5上游的压力1013hPa和节流阀5上在节流阀5下游的压力与节流阀5上游的压力之间的压力比小于0.52。在这种情况下节流阀5上的流速等于声速。在加法器80中给标准质量流msndk在第一特性曲线族25的输出上添加偏移质量流或泄漏质量流msndko，它在完全关闭节流阀时在所述的标准条件下仍流过节流阀5。由此得到的总质量流msnres＝msndk+msndko在第一乘法器中与第一温度系数ftvdk和产生的下面还有描述的系数fres相乘。在装置65的第一倒数生成器125中使由第一温度传感器85读入的节流阀5上游的实际温度Tvdk转换成其倒数。将这样构成的倒数1/Tvdk输送到计算单元135，它使倒数生成器125的输出与273K相乘并且由形成的积开方。结果是温度系数ftvdk，它考虑了节流阀5上游的实际温度，并且通过第一乘法器145对应于节流阀5上游的实际温度修正了产生的标准质量流msnres。在第二乘法器150中形成系数fres。将特性曲线模块215的输出信号输送到第二乘法器150。给特性曲线模块215再输送第一除法器175的输出信号。第一除法器175使由进气管压力传感器60求出的实际进气管压力ps除以由环境压力传感器120求出的实际环境压力pu。在此简化地假设，实际环境压力pu相当于节流阀5上游的实际压力。在这个近似中忽略了通过进气通道10节流阀5上游的压力降。否则必须通过自身的压力传感器测量节流阀5上游的压力或者由其它的内燃机1运行参数进行模拟。

在图4中示出特性曲线模块215的特性曲线。在此示出流速系数fklaf同节流阀5上节流阀5下游的进气管压力ps与节流阀5上游的压力pvdk之间的压力比的关系。节流阀5上游的压力pvdk在所示示例中如上所述近似是环境压力pu。在此以标记符号15表示第一特性曲线，它称为通流特性曲线并且描述节流阀5上的流速同节流阀5上的压力比的物理关系。在此对于压力比ps/pu的数值小于或等于0.52的情况，流速系数fklaf等于1。因此这一点意味着，对于小于或等于0.52的压力比ps/pu，空气以声速通过节流阀5。对于大于0.52的压力比ps/pu，流速系数fklaf以数值上增加的斜率一直减小到零，这在ps＝pu时达到。这意味着，对于大于0.52的压力比ps/pu，流过节流阀5的空气速度从声速开始一直变小，直到它达到数值零，此时进气管压力ps等于节流阀5上游的压力pvdk。没有压力降也就不存在空气运动。

对于压力比ps/pvdk或ps/pu在预定的阈值例如为0.95以上，现在通过在图4中虚线示出的第二特性曲线20替换通流特性曲线15，特性曲线20的斜率在数值上小于通流特性曲线15的当ps/pvdk大于0.95时的斜率。在此按照简化的和在图4中所示实施，可以使第二特性曲线20的斜率等于零。通过这种方式，在计算压力比ps/pu时减小了取决于较小误差的进气度计算的敏感性。

在第二乘法器150中使流速系数fklaf在特性曲线模块215的输出上与第二除法器195的输出相乘。在此第二除法器195的输出是压力系数fpvdk。在第二除法器195中使实际的环境压力pu除以标准压力1013hPa。因此在第二乘法器150的输出上得到产生系数fres作为fklaf×fpvdk的乘积。因此在第一乘法器145的输出上的信号是在节流阀5上游的温度和压力以及实际流速的实际条件下在节流阀5上的空气质量流msres。在第三除法器180中使产生的空气质量流msres除以系数umsrln，因此在第三除法器180的输出上得到流入到进气管45里面的燃烧室进气度的无迟滞的原值rlroh。在此系数umsrln在第三乘法器200中构成，在其中实际发动机转速nmot与常数Kumsrl相乘，用于使不同的物理单位相互适配，其中常数Kumsrl是内燃机1所有气缸的恒定和公知的冲程容积与补偿系数的商数。

在节流阀5上求出的用于流入到进气管45里面的燃烧室进气度的无迟滞的原值rlroh通流过进气管容积，并且迟滞地到达气缸40的燃烧室。这个进气管特性描述后置的低通滤波器220，其时间常数对应于进气管45的停滞时间进行选择，并且例如可以在检验状态和/或运行测试中应用。在低通滤波器220的输出上存在流到内燃机1或这些气缸40的、即内燃机1的所有气缸的燃烧室里面的燃烧室进气度rlh的第三值，作为进气度主信号或主负载信号，它可以用于继续处理，以根据预定的空气/燃料混合物比例确定要喷射的燃料量。

在此根据所述的特性曲线配合，在特性曲线模块215中，也在内燃机的满负载运行范围或接近满负载的运行范围中，以大于例如为0.95的预定阈值的压力比ps/pu，以足够的精度和可靠性使用进气度主信号rlh。

进气度主信号rlh在内燃机1的空载范围或接近空载的运行范围中还是有问题的，在上述范围中，节流阀5尽可能关闭，并因此在通过节流阀5可能产生的泄漏质量流中产生较大的作用，但是通过第一特性曲线族25不能检测到。因此在加法器80中通过泄漏质量流msndko补偿由第一特性曲线族25提供的标准质量流mandk。下面描述，如何以简单的方式求出泄漏质量流msndko。为此将流入到进气管45里面的燃烧室进气度的无迟滞的原信号rlroh输送到第一减法器205。在第一减法器205中，从流入到进气管45的燃烧室进气度的无迟滞的原值rlroh减去流到内燃机1所有气缸的燃烧室里面的燃烧室进气度的第一值rl1。在第一减法器205的输出上所形成的差值Δrl输送到第一积分器50，该积分器是进气管模型并且仿真进气管容积的时间特性，并且附加地提供进气管压力的模拟值psdk。如上所述，在节流阀5上求出的空气质量流msres通流进气管容积并且迟滞地到达气缸40的燃烧室。积分器50积分第一减法器205输出上的差值Δrl，并且在适合确定的积分常数条件下将它换算成模拟的进气管压力psdk。在此积分常数根据进气管45的停滞时间仿真进气管容积的迟滞特性。在此积分常数例如可以在检验状态和/或运行测试中应用。流到内燃机1所有气缸的燃烧室中的燃烧室进气度仍然是进气管压力的函数。对于关闭进气阀30的时刻在进气管45与气缸40的燃烧室之间存在压力平衡性。流到燃烧室里面的燃烧室进气度与进气管压力之间的关系通过第二特性曲线族55描述，它以在第四除法器185中形成的商数psdk/fpvdk以及发动机转速nmot定址，并且其输出参数在第四乘法器160中与产生的第二系数fres2相乘。第二特性曲线族55同样例如在检验状态和/或运行测试中在标准条件下应用。在此标准条件是节流阀5上游的1013hPa压力和273K的燃烧室或发动机温度Tbr。因此第二特性曲线族55的输出是在这些标准条件下流到内燃机1所有气缸的燃烧室里面的燃烧室进气度。因此通过使第二特性曲线族55的输出与产生的第二系数fres2相乘，在第四乘法器160的输出上得到在节流阀5上游的压力和燃烧室或发动机温度Tbr的实际条件下流到内燃机1所有气缸的燃烧室里面的燃烧室进气度的第一值rl1。在此在第五乘法器155中由压力系数fpvdk与第二温度系数ftbr的乘积形成产生的第二系数fres2。在第二计算单元140的输出上得到第二温度系数ftbr，第二计算单元140使在第二倒数生成器130中形成的、由第二温度传感器95测得的实际燃烧室或发动机温度Tbr的倒数与标准温度273K相乘。在此如上所述，例如以冷却水温度的形式求出燃烧室或发动机温度Tbr。如果第二特性曲线族55不在上述的标准条件下应用，则尽管可以省去乘法器155和160并且在第四除法器185中模拟的进气管压力直接被除以实际的环境压力pu，但是作为输入参数，燃烧室温度Tbr和环境压力pu或节流阀5上游的压力也作为输入参数输入到第二特性曲线族55，因此使第二特性曲线族55的应用变得明显更费事。

流到内燃机1所有气缸的燃烧室里面的燃烧室进气度的第一值rl1可以替代信号rlh作为主负载信号或者作为进气度主信号使用。在这种情况下为了形成信号rlh无需使用低通滤波器220。但是下面对于形成第一值rl1还要描述一些简化，由此第一值rl1在这种情况下可能偏离流到内燃机1所有气缸的燃烧室里面的燃烧室进气度的信号rlh。因此信号rlh表现为流到内燃机1所有气缸的燃烧室里面的燃烧室进气度的精确信号，并且作为主负载信号或进气度主信号使用。第一值rl1仅仅用于借助于泄漏质量流msndko适配于第一特性曲线族25的输出上的标准质量流msndk。为此将流到内燃机1所有气缸的燃烧室里面的燃烧室进气度的第一值rl1输送到比较单元75。给该比较单元75还输送有流到内燃机1所有气缸的燃烧室里面的燃烧室进气度的第二值rl2。下面描述如何求出这个第二值rl2。

为此将实际测得的进气管压力ps在第五除法器190中除以压力系数fpvdk。形成的商数作为输入参数输送到第三特性曲线族56，它对应于第二特性曲线族55。作为其他输入参数，将实际发动机转速nmot输送到第三特性曲线族56。第三特性曲线族56的输出参数在第六乘法器165中与产生的第二系数fres2相乘。因此第六乘法器165的输出是流到内燃机1所有气缸的燃烧室里面的燃烧室进气度的第二值rl2，它与第一值rl1的区别只是，对于第二值rl2的计算使用测得的进气管压力ps，而对于第一值rl1的计算使用模拟的进气管压力psdk。比较单元75将第一值dl1与第二值rl2进行比较并且根据比较结果提供泄漏质量流msndko。

在图3中描述如何求出泄漏质量流msndko，图3是比较单元75的功能图。按照图3的功能图，在比较单元75中设置第二减法器210，通过它从第二值rl2中减去第一值rl1。然后将在第二减法器210的输出上形成的差值rl2-rl1输送到比较单元75的第二积分器70的输入。因此第二值rl2与第一值rl1之间的差值是由于：在第二值rl2中考虑通过节流阀5的泄漏质量流，但是在第一值rl1中不考虑泄漏质量流。因此通过第二积分器70的差值rl2-rl1的积分在第二积分器70的输出上产生偏移质量流或泄漏质量流msndko。为此适合地确定第二积分器70的积分常数并且例如在检验状态和/或运行测试中应用。因为第三特性曲线族56在压力和温度的标准条件下应用，因此在第二积分器70输出上并因此在比较单元75的输出上的泄漏或偏移质量流相当于标准泄漏质量流或偏移质量流，并因此可以在加法器80中与标准质量流msndk相加。

通过这种方式使标准质量流msndk通过标准泄漏质量流msndko得以适配，并因此使第一值rl1跟随第二值rl2。

下面解释按照图2的功能图的简化。可选择地规定，这样修正节流阀5的位置wdkba和发动机转速nmot的值对的第一特性曲线族25-所述值对导致节流阀5上的压力比位于预定的在这个示例中为0.95阈值之上-使得对上述值所求出的在如此修正的第一特性曲线族25的输出上的标准质量流msndk根据第二特性曲线20转换成在第一乘法器145的输出上的所产生的质量流msres，该质量流在未修正的第一特性曲线族25的输入上使用相同的值对时是相同的，如果代替第二特性曲线20对于节流阀5上的压力比在预定的阈值以上时使用通流特性曲线15。通过这种方式，在通过上述的第一特性曲线族25的修正来求出所产生的质量流msres时，使由于通流特性曲线15在节流阀5的压力比ps/pu的预定阈值以上变化到第二特性曲线20中所引起的误差得到补偿。

以有利的方式附加地可选择地规定，对于节流阀上的压力比ps/pu大于预定的阈值，这样控制废气回输阀115，使它完全关闭并由此使废气回输率减小到零。附加地或可选择地可以规定，对于压力比ps/pu大于预定的阈值，这样控制内燃机1所有气缸的进气阀和排气阀35，使得不再产生阀门重叠。阀门重叠意味着，气缸的至少一个进气阀和至少一个排气阀同时打开。通过截止阀门重叠使进气阀和排气阀30、35位于其功率位置，即，能够实现最大的内燃机1效率。这在废气回输情况下同样适用于关闭的废气回输阀115。如果在压力比ps/pu的预定阈值之上废气回输阀115完全关闭，那么在修正第一特性曲线族25时不必考虑废气回输阀115的位置。如果对于压力比ps/pu位于预定的阈值以上防止阀门重叠时，相应地对于第一特性曲线族25的修正不必考虑阀门重叠。当压力比ps/pu位于预定的阈值以上，不仅废气回输阀115完全关闭，而且内燃机1的所有气缸的阀门重叠都截止，此时最简单地实现压力比ps/pu位于预定的阈值以上的情况下的第一特性曲线族25的修正。这一点在内燃机1要提供最大功率的满负载运行状态或者在接近满负载的内燃机1运行状态时通常是这种情况，并因此不限制内燃机的运行，而是明显简化第一特性曲线族25的应用。于是第一特性曲线族25可以与废气回输阀115的位置和阀门重叠无关地应用。在此对于压力比ps/pu的预定的阈值以有利的方式这样选择，使得对于位于预定的阈值以上的压力比，内燃机1以常见的方式在关闭废气回输阀115和在截止阀门重叠的情况下运行。

按照本发明的有利改进方案可选择地规定，使进气管模型并由此使第一积分器50只用于节流阀5的紧急位置。在此节流阀5的紧急位置例如对应于节流阀5在内燃机的空转或接近空转的运行状态下所处的位置，并且能够以很小的功率实现内燃机1的紧急运行。附加地或可选择地规定，使第二特性曲线族55并由此也使第三特性曲线族56只用于调节机构5的紧急位置。其优点是，可以明显减少对于进气管模型50、第二特性曲线族55和第三特性曲线族56的应用费用，因此也节省成本。但是流到内燃机1所有气缸的燃烧室里面的燃烧室进气度的第一值rl1只用于代表内燃机的运行状态，在这种状态中节流阀5位于其紧急位置，即在这里所述的示例中位于节流阀尽可能处于关闭位置的情况下的空转运行状态或接近空转运行状态。在此节流阀的打开度在紧急位置例如最大为5％。附加地对于进气管模型50应用的另一简化可选择地规定，将其用于断开的废气回输和/或断开的阀门重叠。在内燃机1的空转运行状态或接近空转的运行状态下，一般不激活废气回输并完全截止废气回输阀以及断开阀门重叠。因此上述的进气管模型50的应用简化不是真正地限制内燃机1的运行范围，但是能够明显更简单地应用并由此降低成本，因为对于进气管模型50的应用不必考虑废气回输阀的位置和/或阀门重叠。

附加地或可选择地也可以使第一特性曲线族55并由此使第三特性曲线族56以相同的方式对于断开的废气回输和/或对于断开的阀门重叠的情况下得以应用，这同样起到简化应用和降低成本的作用。结果是，第一值rl1借助于标准泄漏质量流msndko的适配只对于内燃机1的这样的运行范围能够可靠地进行，在该运行范围中，节流阀5位于其紧急位置，即在所述示例中在内燃机1的空转运行状态或者接近空转运行状态下，具有节流阀5的例如5％的最大打开度。在节流阀5的紧急位置的这个运行范围以外，第一值rl1借助于标准泄漏质量流msndko进行的适配被断开。通过按照本发明的方法和按照本发明的装置，能够在内燃机1整个运行范围上可靠且准确地求出借助于第一特性曲线族25由节流阀5的位置wdkba和发动机转速nmot计算出的燃烧室进气度，因此这个进气度信号可以作为主负载信号或者作为进气度主信号按照信号rlh使用。相应地也可以使第一值rl1作为主负载信号或进气度主信号使用，但是在所述的进气管模型50和/或第二特性曲线族55和第三特性曲线族56的简化应用的情况下，只在节流阀5的紧急位置的运行范围内。

对于进气管压力传感器60失效或进气管压力传感器60故障的情况，代替测得的进气管压力ps也可以使用模拟的进气管压力psdk。对于进气管模型50以所述的简化方式只对于节流阀5紧急位置应用的情况，进气管压力的模拟值psdk也只对于节流阀5紧急位置的运行范围足够地准确，因此在使用在内燃机1的其它运行状态中的进气管压力的模拟值psdk时，在节流阀5紧急位置以外的内燃机1的运行不再是最佳效率和最佳消耗的。

如果进气管压力传感器60失效或者识别到进气管压力传感器60测量值检测中的错误，则要将第一值rl1的借助于标准泄漏质量流msndko进行的适配中断，因为不再可能可靠地求出第二值rl2。

如果位置传感器90失效或者识别出位置传感器90的有错误的测量值检测，则使节流阀5由发动机控制器65带到其紧急位置。在这种情况下不再可能可靠地借助于第一值rl1或信号rlh根据节流阀5的位置wdkba求出进气度，因此第二值rl2用于流到内燃机1所有气缸的燃烧室里面的进气度，并且以所述的方式例如求出要喷射的燃料量。对于求出第二值rl2无需获悉节流阀5的位置wdkba。

在内燃机1的空转运行状态或接近空转的运行状态，在这些状态下节流阀5尽可能地关闭，例如以小于5％的打开度，为了可靠和准确地根据第一值rl1或信号rlh求出进气度，需要借助于标准泄漏质量流msndko以所述的方式补偿标准质量流msndk。

如果要在内燃机的满负载运行状态或内燃机1的接近满负载的运行状态在节流阀5上的压力比ps/pu大于预定的例如0.95的阈值的情况下使用根据第一值rl1或信号rlh的燃烧室进气度，则为了降低第一值rl1或信号rlh依赖于在预定的阈值以上的压力比ps/pu的敏感性，而规定使用第二特性曲线20，其中由此引起的误差在求出第一值rl1或信号rlh时可以通过所述的第一特性曲线族25的修正来补偿。

上面已经描述过，如何由内燃机温度Tbr求出温度系数ftbr。也可以选择在温度模型中以专业人员公知的方式由节流阀上游的温度Tvdk和燃烧室或冷却水温度Tbr形成温度系数ftbr，也称为与温度有关的密度系数并且代表在内燃机1的燃烧室中在关闭进气阀30时刻的气体温度。由此通过与温度有关的密度系数ftbr，在由在标准条件下应用的进气管模型50和第二特性曲线族55或第三特性曲线族56计算第一值rl1和第二种rl2时考虑实际的温度状况，其中这个标准条件对于节流阀5上游的温度Tvdk和对于燃烧室温度Tbr分别规定273K的值。

对于以内燃机整个运行范围上的进气管压力为基础的修正的进气度检测，与按照本发明的以节流阀5的位置wdkba为基础的进气度检测相比需要明显更费事的模拟，其前者中根据在空气系统中每个调节机构的位置，如废气回输阀115、进气阀30、排气阀35和节流阀5的位置，必须分别模拟剩余气体部分压力，它从总压力中减去，直到最终得到在燃烧室中的空气部分压力，它可以借助于温度模型换算成燃烧室中的空气质量。不仅对于应用这种以压力为基础的进气度检测的费用而且对于存储空间和计算时间的费用都是非常高的。

附加地根据第二减法器210的输出上的差值rl2-rl1或者根据求出的标准泄漏质量流msndko，可以检测在以节流阀5位置wdkba为基础借助第一值rl1进行的进气度检测中的误差，即在差值rl2-rl1超过例如在检验状态和/或在运行测试中适合应用的诊断阈值的时候，或者求出的标准泄漏质量流msndko超过例如在检验状态和/或在运行测试中适合应用的诊断阈值的时候。在此例如这样适合地应用各诊断阈值，使得rl2-rl1或者标准泄漏质量流msndko也只在故障情况下会超过相应的诊断阈值。在这种故障情况下求出的标准泄漏质量流msndko不再对应于实际的标准泄漏质量流，而是与其相比提高。另一方面要这样应用相应的诊断阈值，使得所述装置65的元件的测量误差和计算误差还不会导致检测出故障。

在按照图3的功能图中示出诊断过程。在此在比较单元75中的第二减法器210的输出上的差值rl2-rl1被输送到第一诊断单元225，此外还由第一诊断阈值存储器给该第一诊断单元225输送用于第二减法器210的输出上的差值的第一诊断阈值。如果第二减法器210的输出上的差值rl2-rl1超过第一诊断阈值，那么第一诊断单元225在其输出上给出规定的故障信号F，否则给出复位的故障信号F。附加地或可选择地可以如同在图3中虚线所示的那样规定，将第二积分器70的输出上的标准泄漏质量流msndko输送到第二诊断单元235，还由第二诊断阈值存储器240给第二诊断单元235输送用于标准泄漏质量流的第二诊断阈值。如果第二诊断单元235确认，第二积分器70的输出上的标准泄漏质量流msndko超过第二预定的诊断阈值，则它在其输出上给出规定的故障信号F’，否则给出复位的故障信号F’。相应的故障信号F、F’例如可以光学和/或声学地返回到机动车的返回单元(Wiedergebeeinheit)。对于规定的故障信号F或F’也可以导入故障反应措施，它例如将节流阀5带到其紧急位置，废气回输阀115完全关闭并且通过相应地控制内燃机1所有气缸的所有进气阀30和排气阀35避免可能存在的内燃机1阀门重叠。最后作为故障反应措施也可以完全断开内燃机1。如果在比较单元75中存在两个诊断单元225、235，则可以将两个故障信号F、F’输送到“或”元件，然后“或”元件的输出信号被看作为产生的故障信号，它对于故障识别和导入故障反应措施是重要的。如果只具有两个诊断单元225、235中的一个，则其输出信号是对于故障识别或导入故障反应措施的重要信号。在此可以对每个诊断单元225、235分别附设自身的故障计数器，它计数各诊断单元225、235的输出信号F、F’的置位脉冲，其中只有达到各故障计数器的预定的计数状态才识别出故障。在使用“或”元件用于分析故障信号F、F’时，在存在两个诊断单元225，235的情况下，也可以将故障计数器设置在“或”元件的输出上。按照可选择的实施例，在存在两个诊断单元225、235时也可以具有“和”元件，诊断单元225、235的两个输出信号输送到“和”元件，由此只有当差值rl2-rl1超过从属的第一诊断阈值且同时第二积分器70的输出上的标准泄漏质量流msndko也超过从属的第二诊断阈值时，才置位“和”元件的输出。只有当“和”元件的输出信号置位时才识别为故障。在此“和”元件的输出同样可以以所述的方式输送到例如故障计数器。

可以根据发动机转速nmot在节流阀5的不同位置wdkba的情况下实现在预定的例如为0.95的阈值之上的压力比ps/pu。

标准泄漏质量流msndko例如可以在内燃机的使用寿命期间变化，其中这种变换通过在计算输到内燃机1所有气缸的燃烧室中的燃烧室进气度的第一值rl1时借助于加法器80进行的跟踪或者适配得以考虑。

Claims (10)

1.一种用于使内燃机(1)运行的方法，在内燃机(1)的进气通道(10)中具有用于影响内燃机(1)的进气的调节机构(5)，其中根据调节机构(5)的位置和调节机构(5)的通流特性曲线(15)求出内燃机(1)的燃烧室进气度，其中通流特性曲线(15)描述了调节机构(5)上的流速同调节机构(5)上的调节机构(5)下游的压力与调节机构(5)上游的压力之间的压力比的物理关系，其特征在于，对于调节机构(5)上的压力比数值大于预定的阈值的情况，根据调节机构(5)的位置和调节机构(5)上的流速的第二特性曲线(20)作为调节机构(5)上的调节机构(5)下游的压力与调节机构(5)上游的压力之间的压力比的函数求出燃烧室进气度，其中对于调节机构(5)上的压力比数值大于所述预定的阈值的情况，选择第二特性曲线(20)的斜率在数值上小于通流特性曲线(15)的斜率。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对于调节机构(5)上的压力比数值大于预定的阈值的情况，选择第二特性曲线(20)的斜率等于零。

3.如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，根据调节机构(5)的位置和内燃机(1)的转速，借助于第一特性曲线族(25)求出标准质量流，其中这样修正调节机构(5)的位置和转速的值对的第一特性曲线族(25)，使得在修正了第一特性曲线族(25)后并根据第二特性曲线(20)为上述值对所求出的标准质量流具有与没有修正第一特性曲线族(25)并根据通流特性曲线(15)为上述值对所求出的标准质量流相同的质量流值，其中上述值对导致调节机构(5)上的压力比在预定的阈值以上。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，对于通过上述值对所形成的内燃机(1)的运行范围，将废气回输和/或通过同时打开内燃机(1)的至少一个气缸(40)的进气阀和排气阀(30，35)所形成的阀门重叠中断。

5.如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，根据调节机构(5)的位置和通流特性曲线(15)求出在调节机构(5)下游流入到进气管(45)里面的燃烧室进气度的无迟滞的原值；并且根据所述在调节机构(5)下游流入到进气管(45)里面的燃烧室进气度的无迟滞的原值通过进气管模型(50)模拟进气管压力；并且根据模拟出的进气管压力通过第二特性曲线族(55)求出流到内燃机(1)的燃烧室里面的燃烧室进气度的第一值。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，只对于调节机构(5)的紧急位置应用进气管模型(50)和/或第二特性曲线族(55)。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，对中断的废气回输和/或中断的阀门重叠应用进气管模型(50)和/或第二特性曲线族(55)。

8.如权利要求5至7中任一项所述的方法，其特征在于，进气管模型(50)包括积分器，该积分器将流到进气管(45)里面的燃烧室进气度与流到燃烧室里面的燃烧室进气度之间的差值积分，并且将积分结果换算成模拟的进气管压力。

9.如权利要求5至8中任一项所述的方法，其特征在于，借助于压力传感器(60)测量进气管压力；根据测得的进气管压力通过第二特性曲线族(55)求出流到内燃机(1)的燃烧室里面的燃烧室进气度的第二值；将流到内燃机(1)的燃烧室里面的燃烧室进气度的第一值与流到内燃机(1)的燃烧室里面的燃烧室进气度的第二值进行比较；并且根据比较结果修正由调节机构(5)的位置和通流特性曲线(15)推导出来的燃烧室进气度。

10.一种用于使内燃机(1)运行的装置(65)，在内燃机(1)的进气通道(10)中具有用于影响内燃机(1)的进气的调节机构(5)，其中所述装置(65)包括求出机构(25)，该求出机构根据调节机构(5)的位置和调节机构(5)的通流特性曲线(15)求出内燃机(1)的燃烧室进气度，其中通流特性曲线(15)描述了调节机构(5)上的流速同调节机构(5)上的调节机构(5)下游的压力与调节机构(5)上游的压力之间的压力比的物理关系，其特征在于，所述求出机构(25)对于调节机构(5)上的压力比数值大于预定的阈值的情况，根据调节机构(5)的位置和调节机构(5)上的流速的第二特性曲线(20)作为调节机构(5)上的调节机构(5)下游的压力与调节机构(5)上游的压力之间的压力比的函数求出燃烧室进气度，其中对于调节机构(5)上的压力比数值大于所述预定的阈值的情况，选择第二特性曲线(20)的斜率在数值上小于通流特性曲线(15)的斜率。

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