CN101680390A - 用于控制驱动装置的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于对内燃机(B)尤其驱动汽车的内燃机的运行进行控制的方法，其中在多个步骤中求得所述内燃机(B)应该输出的额定转矩，其中在第一步骤(21)中求得由使用者所要求的转矩并且在接下来的步骤(22－24)中通过不同的反映所述内燃机(B)的至少一个连续求得的使用参数和/或工作参数对该内燃机(B)的实际输出的转矩的影响的功能对所述由使用者所要求的转矩进行修改，从而在所述步骤(21－24)结束时确定在内燃机(B)的运行中所需要的额定转矩，并且对内燃机(B)的运行及所述使用参数和/或工作参数的求取的故障进行监控并且在出现故障时产生描述或者显示这些故障的诊断值并且将所述诊断值用于改变尤其限制所述额定转矩，在该方法中所述诊断值被单独地分配给相应的步骤(21－24)并且在执行相应的步骤(21－24)时用于改变尤其限制所述转矩的在相应的步骤中引起的求取或者说修改。

Description

用于控制驱动装置的装置和方法
技术领域
本发明涉及一种用于对内燃机尤其驱动汽车的内燃机的运行进行控制的方法，其中在多个步骤中求得所述内燃机应该输出的额定转矩，其中在第一步骤中求得由使用者所要求的转矩并且在接下来的步骤中通过不同的反映内燃机的至少一个独立求得的使用参数和/或工作参数对该内燃机实际输出的转矩的影响的功能对所述由使用者所要求的转矩进行修改，从而在所述步骤次序结束时确定在内燃机的运行中所需要的额定转矩，并且对内燃机的运行及所述至少一个使用参数和/或工作参数的求取的故障进行监控并且在出现故障时产生描述或者显示这些故障的诊断值并且将所述诊断值用于改变尤其限制所述额定转矩。
背景技术
在具有内燃机作为驱动装置的汽车上，借助于复杂的监控和控制方法来控制所述内燃机。在此，在内燃机的控制中比如通过加速踏板位置或者说其变化速度来考虑到转矩的驾驶员愿望。
在现有技术中，在内燃机中确定在运行中必须由所述内燃机提供的额定转矩。尤其在用作汽车的驱动源的内燃机中，在此进行所谓的转矩管理，所述转矩管理具有开头所说明的步骤。如果确定了所述额定转矩，那就借助于固定的依赖于内燃机类型的转换将其转化为控制参量比如有待喷射的燃料量。这种处理方式的优点是，在最后一个步骤中才必须考虑内燃机的独特的性能。
但是除此以外也实施所谓的诊断方法，所述诊断方法检测内燃机的使用参数和/或工作参数的状态，如机油的使用寿命、废气特性、转速、冷却水温度等等。如果借助于这样的诊断方法识别出所述内燃机的可能对内燃机的使用寿命、对废气特性、对燃料消耗或者在其它方面不利的运行状况，那就根据所述诊断方法降低所述内燃机的燃料的喷射量。如果出现故障，适用相同的处理方式。因此在有些行驶状态中会产生与安全有关的或者甚至对安全来说严重的状况，比如燃料的喷射量的降低在超车过程中引起转速降低或者转矩降低并且由此导致加速不力或者甚至导致汽车的制动。因为汽车的驾驶员不期望降低转矩并且恰好在超车过程中指望可以加速，所以更小的加速会引起与安全有关的状况。
因为故障源本身大多数为内燃机所独有的，所以现有技术在求得额定转矩之后为了对经过诊断的故障或者异常现象加以考虑而进行干预。这种额定转矩而后在其转化为内燃机所独有的控制参数之前受到适当的限制。由此实现这一点，即适当地考虑功能性故障或者其它边界条件。自很长时间以来就已通过这种方式方法加以考虑的基础条件是内燃机的烟灰特性，尤其在具有内部的混合物形成功能的内燃机中更是如此。这里在结束用上面所提到的步骤进行的求取过程之后必要时如此降低所述额定转矩，使得内燃机具有所期望的废气特性尤其所期望的颗粒排放或者烟灰排放。在过去，作为这样的与废气有关的限制策略的补充也考虑到广泛的边界条件，比如最大的有待由布置在内燃机后面的传动机构强化的转矩、最大的机油温度或者冷却水温度等等，方法是适当地限制或者必要时降低事先用所描述的步骤求得的额定转矩。
但是这种处理方式会引起同样在开头所描述的对安全来说严重的状况。
发明内容
因此，本发明的任务是，如此改进一种开头所述类型的方法，从而在对内燃机的运行所作的如比如按照法律规定对“车载”诊断来说必需的连续的诊断过程中尽可能减少可能由对所述额定转矩的干预引起的对安全来说严重的状况或者说至少使所述对安全来说严重的状况变得更加不可能。
该任务用一种开头所提到的类型的方法通过以下方式得到解决，也就是将诊断值单独地分配给相应的步骤并且在执行相应的步骤时用于改变尤其限制转矩的在相应的步骤中引起的求取或者说修改。
因而所述限制刚好在确定所述额定转矩时出现故障的地方起作用。这样做的结果是，现在可以灵活地并且根据步骤单独地进行所述类型的限制。同时，可以考虑所述限制的可能的影响，方法是通过灵活的设计来执行尽可能温和的干预。所述内燃机或者说配备了该内燃机的汽车由此可以以更加可靠和最佳的方式保持在可用状态之中。比如可以在相应的步骤中依赖于汽车速度选择转矩限制或者转速限制。同时避免所述限制的在不同的步骤中可能出现的并且以往在确定所述额定转矩之后在进行总的限制时无法避免的冗余。由故障引起的仅仅涉及用于内燃机的运行的舒适性功能的干预现在能够以不同于在对内燃机的运行可靠性来说重要的步骤中出现的功能性故障的方式来处理。
在有故障的情况下，由此实现最佳的功率降低，方法是故障反应根据步骤单独地进行干预并且由此取消功能中的实际的物理故障或其作用。这一切通过依赖于故障种类选择故障反应的作用位置这种方式来实现。
尤其可以依赖于使用参数和/或工作参数来设计所述诊断值的根据步骤单独的使用，相应的有关的步骤的功能考虑所述使用参数和/或工作参数。可能的使用参数和/或工作参数在此可以是被内燃机驱动的汽车的速度、处于内燃机的输出端的传动机构的档位等等。
诊断值的使用在相应的步骤中可以具有以下影响中的一种或多种：改变最大允许的转矩、改变最大允许的转速、改变转矩或者转速的允许的力度。在此，也可以设置可变的极限，修改滤波器功能、使用斜坡状的阈值或者极限值等等。
尤其可以为限制所述转矩的最大允许的力度也就是每时间单位允许的最大的转矩变化或者为限制转速而修改或者甚至切断相应的步骤的功能的滤波作用。这方面的实例是所谓的负载冲击校正(Lastschlagkorrektur)，所述负载冲击校正在内燃机中应该防止转矩如此猛然变化以致出现内燃机的不均匀的运行或者不舒适的汽车特性。现在，在有故障的情况下可以直接对相应的滤波器进行修改。驾驶员因而注意到变化了的汽车特性；尽管如此即使用另外一种时间特性也仍然可以在原则上提供由其所要求的转矩。不过，这样的负载冲击抑制或者震动抑制
Figure G200880016939XD00031
在有故障的情况下也可以切断，如果涉及对该功能来说重要的功能或者组件。
一种另外的实例在于，依赖于不同的使用参数如所选择的档位、车速等对可用的转矩或者所允许的转速范围进行不同的限制。
在此特别有利的是，为每个具有故障的参量或者功能分配了一种限制。由此实现这一点，即也为显示出故障的功能或者参量分配了所述限制，这导致与故障图相匹配的限制。这在安全方面带来好处。因此比如在车速方面出现故障时按照与车速成比例的方式进行限制或者所述限制可以依赖于车速来实施或者调整。由此也实现这一点，即避免了不同功能中的限制的冗余。
也有利的是，直接在计算所述额定转矩时在相应的步骤或其功能中考虑所述限制。
也有利的是，通过滤波、通过转矩的斜坡的设置并且/或者通过转矩的可变的额定值的设置来进行限制。比如在负载冲击校正中出现故障时不必限制所述转矩，而是可以有利地仅仅修改滤波器。
附图说明
下面为了举例说明还要参照附图对本发明进行详细解释。其中：
图1是内燃机的方框图；
图2是转矩管理系统的方框图，在图1的内燃机的控制仪中执行所述转矩管理系统；
图3是图表，在该图表中作为转速的函数绘出了能够由所述内燃机输出的转矩；并且
图4是图表，在该图表中作为时间的函数绘出了能够由所述内燃机输出的转矩。
具体实施方式
对于在图1中示意示出的内燃机B来说，应该以多个步骤的次序来求得额定转矩。所述内燃机B与控制仪S相连接，该控制仪S控制着内燃机的运行并且在此尤其将由所述比如可以用于运行汽车的内燃机B输出的转矩调节到事先确定的额定转矩。在求取所述额定转矩时，所述控制仪S首先考虑加速踏板F的位置，内燃机的操作者比如汽车的驾驶员通过所述加速踏板F预先设定由其所期望的转矩，该转矩包含在所谓的驾驶员愿望的形式中。
所述控制仪S进一步通过未详细表示的线路与不同的测量传感器M相连接，所述测量传感器M将大量的测量参量提供给控制仪S，比如内燃机B的工作温度、其当前的转速、涡轮增压器的增压压力或者不同的外部机组如空调设备、由内燃机驱动的动力传动系等的工作参数。
所述控制仪S实施所谓的转矩管理，用于在考虑不同的影响因素的情况下求得应该由内燃机输出的额定转矩。这些影响因素是涉及内燃机的不同方面的控制功能，比如至少一种避免负载冲击的功能、至少一种影响废气质量的功能、至少一种震动抑制功能等等。在转矩管理中，所述控制仪S首先检测由配备着所述内燃机B的汽车的驾驶员所要求的转矩。这个要求称为驾驶员愿望。所述驾驶员愿望代表内燃机的额定转矩的输出参量；下面在考虑不同的功能的情况下对该输出参量进行修改，其中每种功能都会引起所述额定转矩在绝对值方面和/或在时间历程方面的变化。这些功能比如可能是：
·驾驶员愿望解释；
·负载冲击阻止；
·外部的转矩分接头的考虑；
·转矩损失的确定；
·机动性补偿，如震动抑制；
·废气控制功能。
驾驶员愿望比如借助于加速踏板F来检测。在此探测，多少程度和/或多快地操纵加速踏板F。借助于这个信息，在驾驶员愿望解释的功能中检测到，驾驶员是否期望高的速度或者加速度。
用于外部的转矩分接头的功能比如包括附加机组的接通，比如空气压缩机或者额外的电气的或者机械的负载或类似机组的接通。由此降低还要为驱动提供的转矩并且这种功能引起额定转矩的相应的反向的提高。
从驾驶员愿望出发，在转矩确定的不同步骤中相应地运用控制功能并且对所述额定转矩进行相应的修改。在这些步骤结束之后，由此确定应该由内燃机输出的额定转矩，并且将其转换为相应的控制参数，所述控制参数而后由控制仪S在内燃机B上进行调节。由此保证，内燃机B为每种运行状态输出在考虑当前的运行状态的影响的情况下也相应于所述驾驶员愿望的转矩。同时也保证，遵守可能的比如通过废气要求来预先给定的运行限制。
为进行解释，在图2中示出了处理方式的方框图20。在步骤21中进行驾驶员愿望计算。在步骤22中比如进行负载冲击校正。在步骤23中计算外部的转矩干预的影响，并且在步骤24中执行机动性补偿如震动抑制。步骤21到24中的每个步骤都修改了额定转矩，而后该额定转矩在步骤25中待用并且转换为控制参数。不过，所有方框21到24都是可能的故障的对象，方框26表示出这一点。
因此，除此以外内燃机B通过所述控制仪S处于诊断之下，在该诊断中连续地借助于所求得的参量来检测内燃机B的状态或者说影响该内燃机B的功能的状态。比如对废气特性进行监控并且推断出在应该遵守的废气极限值方面可能不利的状态。在此求得不同的诊断值。所述诊断值在此可以仅仅是有关是否存在故障的定性说明，或者也可以包含故障影响的量化。相应的诊断值的求取示意地归纳在方框27中并且原理上在用于内燃机的现有技术中为人熟知。
所述方框27与各个步骤21-24之间的双箭头表示，现在进一步将或者说应该将诊断值分配给所述转矩管理的各个步骤。
在转矩管理的相应的步骤中考虑如此分配的不同的诊断值。在此优选为每个步骤分配了诊断值，该诊断值涉及与相应的功能相关联的故障或者说影响相应的功能对额定转矩的影响。被分配给各个步骤的诊断值根据步骤单独地加以考虑。其结果是，在一种功能中实施的故障诊断在相应的步骤中用在额定转矩的求取中。
由此可以实现这一点，即一方面根据步骤单独地在求取额定转矩时对诊断值进行分析和考虑。可能的对额定转矩的限制或者影响因而在计算所述功能对额定转矩的相应的影响的地方起作用。此外，在接下来的步骤中，自动地对前面的步骤中的由诊断值引起的干预的后果加以考虑。
内燃机B或者说配备着该内燃机B的汽车由此保持在最佳的可用状态中。也可以以多种多样的方式对诊断值的影响加以考虑，如果如在图2的方框示意图中示出的一样根据步骤单独地加入所述影响的话。这尤其在诊断值的定量结论中适用，因为相应的故障所涉及的功能在其步骤的执行中在计算额定转矩时可以比为对已经结束计算的额定转矩进行干预才考虑诊断也就是在步骤25之前考虑诊断时更为准确地加以考虑。
如果比如在驾驶员愿望的求取(步骤21或者22)的功能中出现诊断故障，那么按本发明就通过控制单元S来如此对所使用的驾驶员愿望策略进行修改，从而对所出现的故障对驾驶员愿望策略的影响进行评估和加权。在这个步骤中是否实施以及必要时如何实施所述额定转矩的变化的有待执行的限制则依赖于前述评估的结果。
如果比如在负载冲击阻止的功能中(比如在求取转速梯度和/或转矩梯度时)出现故障，该故障使所述负载冲击阻止变得困难或者成为不可能，那么在所述步骤中在这个功能中必要时实施所述额定转矩的变化的限制。在这种情况下，也可以首先对所出现的故障对有待进行的负载冲击求取的影响进行评估和加权。依赖于这种评估的结果在负载冲击求取的功能中实施有待进行的限制。
从这两种实施例中可以看出，在出现故障时不再在所述转矩管理的步骤次序中的一个特定的位置上实施内燃机的转矩的限制以及必要时内燃机的转速的限制，而是在相应的各个功能中进行评估并且必要时采取限制，在所述各个功能中已经发现故障或者说已发现的故障对于各个功能来说意义重大。所述转矩限制和/或转速限制由此在所述出现了故障的功能中加以考虑。转矩的额定值确定由此也自动地包含可能的故障的考虑。
这意味着，按本发明所述限制在修改或者说确定转矩额定值的地方起作用。
所述限制可以通过所述额定转矩的变化的限制和/或额定转矩本身的限制来进行。比如可能的是，进行可能变化了的滤波、设置转矩的最大的提升/下降并且/或者通过转矩的可变的额定值或者极限值的设置来进行。
除此以外，可以对所述限制的后果比如在有故障的情况下燃料的喷射量的限制和/或可变的喷射模型加以考虑。如果比如在超车过程中发现，所述限制带来缺点，那就可以决定取消或者推迟限制。
作为结果，依赖于诊断故障实施故障反应对不同的功能性或者说策略的干预。
图3示范性地示出一张图表，如何可以在步骤22中对来自方框26的诊断值加以考虑。在图3的图表中，作为内燃机B的转速N的函数示出了该内燃机B的转矩TQ。在此，曲线1示出了所述内燃机B的可用的最大转矩的分布。现在，依赖于诊断值通过用于转矩TQ的相应的阈值2、4、6或者说用于转速N的相应的阈值3、5、7来限制转矩TQ以及转速N，从而限制了转矩范围和转速范围。这些限制在该实施例中依赖于汽车速度(未示出)。汽车速度越高，所述限制就越温和。在低的速度时，比如转矩阈值2在与转速阈值3的组合中起作用，使得可用的转矩TQ和最大的转速N处于这个阈值限制的范围之内并且不允许在其之上的数值。相反，在中等的速度时，在与转速阈值5的组合中使用转矩阈值4。相反，在上面的速度范围内，允许高达转矩阈值6的转矩以及高达转速阈值7的转速。当然也可以是纯粹的转矩阈值或者转速阈值。
图4示出了另一种用于根据步骤单独地考虑诊断值也就是在步骤23中的负载冲击抑制中考虑诊断值的实例。为此，在图表中作为时间t的函数在曲线10中示出了内燃机的转矩TQ。该曲线示出了内燃机B的转矩TQ的不受限制地允许的或者可能的时间历程，也就是所述额定转矩可能/允许执行的最大上升。如可以看出的一样，曲线10分解为一个上升的分支和一个恒定的分支，在该恒定的分支上转矩TQ关于时间不可能进一步上升，也就是说达到了饱和值。依赖于来自于方框27的诊断值，现在允许其它的用于转矩TQ的上升特性，所述上升特性绘入用点划线绘出的曲线11或者说12中。这些曲线在负载冲击校正中相应于不同的时间滤波器。因而它们引起步骤23中的功能对额定转矩或者说时间历程的其它影响。

Claims (6)

1.用于控制内燃机(B)尤其是驱动汽车的内燃机的运行的方法，其中，
在多个步骤中求得所述内燃机(B)应该输出的额定转矩，其中在第一步骤(21)中求得由使用者所要求的转矩并且在接下来的步骤(22-24)中通过不同的反映内燃机(B)的至少一个连续求得的使用参数和/或工作参数对该内燃机(B)的实际输出的转矩的影响的功能对所述由使用者所要求的转矩进行修改，从而在所述步骤(21-24)结束时确定在内燃机(B)的运行中所需要的额定转矩，并且
对内燃机(B)的运行及所述使用参数和/或工作参数的求取的故障进行监控并且在出现故障时产生描述或者显示这些故障的诊断值，并且
将所述诊断值用于改变尤其是限制所述额定转矩，
其特征在于，
所述诊断值被单独地分配给相应的步骤(21-24)并且在实施相应的步骤(21-24)时用于改变尤其是限制所述转矩(TQ)的在相应的步骤中引起的求取或者说修改。
2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，依赖于所述使用参数和/或工作参数来设计所述诊断值的根据步骤单独的使用，所述相应的步骤的功能考虑所述使用参数和/或工作参数。
3.按权利要求1所述的方法，其特征在于，所述使用参数和/或工作参数从以下参数组中来选择：由所述内燃机(B)来驱动的汽车的速度、发动机转速、踏板值、处于所述内燃机(B)的输出端的传动机构的档位。
4.按上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述诊断值的使用在相应的步骤中引起以下影响中的一种或者多种：最大允许的转矩(TQ)的变化、最大允许的转速(N)的变化、转矩(TQ)的允许的力度的变化、转速(N)的允许的力度的变化。
5.按上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，为限制所述转矩(TQ)或者转速(N)的最大允许的力度，修改或者切断相应的步骤的功能的滤波作用。
6.按上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，对于保养作业来说，将关于由所述诊断值的使用所涉及的功能的数据存放在故障存储器中。
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