CN102405343A - 用于使得内燃机工作的方法和装置 - Google Patents

Abstract

用于使得内燃机工作的方法和装置，该内燃机具有至少一个带燃烧室（26）的气缸（Z1－Z4）。将燃料喷入到气缸中。采用该方法设定一个特别是用于切断燃料喷入到气缸中的逻辑值（LV_FCUT），该方法具有如下步骤：根据内燃机转速（N_FAST）的高时间分辨率的测量信号的变化曲线来求得转速的局部最大值（N_FAST_MAX）；求得在转速的局部最大值（N_FAST_MAX）与当前测量值（N_FAST_MES）之间的转速差（N_FAST_DIF）；根据所求得的转速差（N_FAST_DIF）将逻辑值（LV_FCUT）置位。

Description

用于使得内燃机工作的方法和装置

本发明涉及用于使得内燃机工作的方法和装置。

由专业书籍“内燃机手册”（编者Richard von Basshuysen、Fred Schäfer，第二版，Vieweg & Sohn有限责任出版公司，2002年6月，第79－80页）已知一种双惯量飞轮，其具有与内燃机曲轴刚性耦接的第一惯量飞轮和通过离合器与变速器耦接的第二惯量飞轮。第一惯量飞轮和第二惯量飞轮通过弹簧旋转弹性地（drehelastisch）相互耦接。通过弹簧，一方面可以抑制由传动系中运动的质量体的失衡导致的不均匀性，另一方面可以抑制由内燃机活塞的运动导致的旋转不均匀性。由此可以实现传动系的良好的振动特性，进而实现较高的驾驶舒适性。

双惯量飞轮可以描述成弹簧－惯量－系统。它具有取决于弹性常数、第一和第二惯量飞轮的质量与摩擦系数的自然频率。

在内燃机的一定转速下会出现谐振，谐振对安静运行有影响。谐振频率通常低于空载转速。在内燃机起动和停止时，该范围常常很快地就过去了，致使所述谐振未出现。但如果例如在起动时起动器过早地脱离接合（ausspuren），或者如果例如通过离合器迫使内燃机在其空载转速以下运行，就会出现在该转速范围内伴随双惯量飞轮的谐振运行的情况。另一方面，例如在内燃机起动时，在温度很低的情况下，会出现在该转速范围内运行而不产生谐振的情况。

对于产生谐振的情况，要对内燃机的控制进行适当干预，以避免双惯量飞轮受损。这种干预应例如通过切断喷射来基本上减小内燃机的扭矩。但对于内燃机在相应的转速范围内运行而未产生谐振的情况，不允许减小扭矩或者甚至切断喷射，因为否则的话，在温度低时例如无法起动内燃机。

本发明的目的是，提出用于使得内燃机工作的方法和装置，借此能明确地识别出是否产生了谐振，且仅在谐振情况下才对控制进行适当的干预。

该目的通过独立权利要求的特征得以实现。本发明的有利设计在从属权利要求中说明。

本发明的特征在于用于使得内燃机工作的方法和相应的装置，该内燃机具有至少一个带燃烧室的气缸，其中将燃料喷入到气缸中，其中设定一个特别是用于切断燃料喷入到气缸中的逻辑值，该方法具有如下步骤：根据内燃机转速的高时间分辨率的测量信号的变化曲线来求得转速的局部最大值；求得在转速的局部最大值与当前测量值之间的转速差；根据所求得的转速差将逻辑值置位。

特别是用于切断燃料喷入到气缸中的逻辑值通常用于控制内燃机，使得通过逻辑值的置位来引入一种措施，借助这种措施引起内燃机的一种状态，在这种状态下，在转速的局部最大值与当前测量值之间的转速差处于一个导致逻辑值置位的值。该逻辑值优选也被设计成用于减小内燃机扭矩的逻辑值，其中减小内燃机扭矩尤其为切断燃料喷入到气缸中。

这具有如下优点：一旦识别到与内燃机耦接的双惯量飞轮出现自振，可以切断内燃机。为了识别可能的自振，仅需内燃机转速的高时间分辨率形式的测量信号的变化曲线。为了识别自振，除了转速测量外，无需其它参数测量。由此可以非常可靠地识别自振。

根据一种有利的实施方式，一旦转速差大于或等于预先确定的转速差阈值，计数器值就增大。一旦该计数器值大于或等于预先确定的计数器阈值，就将逻辑值置位。

这具有如下优点：可以预先确定转速的变量的数量，这些变量在其大小方面会有助于双惯量飞轮的自振。

根据另一种有利的实施方式，以大约10毫秒的时间分辨率检测内燃机转速的测量信号。

这具有如下优点：在这样的采样率情况下，能良好地确定内燃机转速的变量，如为了确定双惯量飞轮的自振而需要这些变量。

下面借助示意图详细地介绍实施例。

附图示出：

图1示出具有控制装置的内燃机；

图2为传动系的方框图；

图3为在控制装置中执行的程序的流程图；和

图4示出内燃机的信号的时间变化曲线。

相同构造或功能的部件在所有附图中均标有相同的附图标记。

图1中示出内燃机，其具有进气道10、发动机缸体12、气缸头13和排气道14。进气道10优选包括节流阀15、汇集器16和吸管17。吸管17朝向气缸Z1在进入通道处伸入到发动机缸体12的燃烧室26中。发动机缸体12包括曲轴18，该曲轴通过连杆20与气缸Z1的活塞21耦接。

气缸头13包括阀机构（Ventiltrieb），该阀机构带有气体进入阀22和气体排出阀24。气缸头13还包括喷射阀28。喷射阀28也可以替代地设置在吸管17中。

内燃机还具有控制装置35，该控制装置带有传感器，这些传感器能够检测不同的测量参数，并分别求得测量参数的值。控制装置35根据至少一个测量参数来求得调节参数，然后可以把调节参数转换成一个或多个调节信号，用于借助相应的传动机构（Stellantrieb）来控制调节件。控制装置35也可以称为用于使得内燃机工作的装置。这些调节件例如是节流阀15、气体进入阀和气体排出阀22、24或喷射阀28。

传感器包括曲轴角度传感器40，该曲轴角度传感器检测曲轴角度，曲轴角度可以配属于内燃机转速。

除了气缸Z1外，优选还设置有其它气缸Z2至Z4，这些气缸同样配设有相应的调节件和必要时的传感器。内燃机因此可以包括任意数量的气缸。

图2为具有曲轴18的传动系50的方框图，该曲轴与双惯量飞轮52耦接。双惯量飞轮52具有第一惯量飞轮54和第二惯量飞轮56。第一惯量飞轮54和第二惯量飞轮56通过弹性的部件58和/或阻尼的部件60相互耦接。传动系50具有离合器62和变速器64，该变速器与汽车的主动轮耦接。双惯量飞轮52用作机械式的低通过滤器，借此能特别是避免曲轴18的旋转不均匀性传递到变速器64上。

为了使得内燃机工作，可以在控制装置35的程序存储器中存储程序，在内燃机工作期间执行该程序。借助程序可以采取用于减小内燃机扭矩的措施。特别是可以禁止燃料通过喷射阀28输入到气缸例如燃烧室26中。

用于使得内燃机工作的方法流程程序在图3中示出。

在步骤S10中，优选在邻近汽车工作开始时，程序开始执行，必要时对变量进行初始化。这种开始优选在内燃机开始工作时进行。

在步骤S12中，通过高时间分辨率的测量，优选以10毫秒的采样率检测内燃机的转速N_FAST。

在步骤S14中，由所求得的内燃机转速N_FAST的变化曲线来求得内燃机转速的局部最大值N_FAST_MAX。该局部最大值N_FAST_MAX尤其是内燃机转速N_FAST的变化曲线的最近的局部最大值。

在步骤S16中，求得局部最大值N_FAST_MAX与转速的当前测量值N_FAST_MES之间的转速差N_FAST_DIF。

在步骤S18中，检查转速差N_FAST_DIF是否大于或等于预先确定的转速差阈值C_N_FAST_DIF_MAX。如果步骤S18中确定转速差N_FAST_DIF小于预先确定的转速差阈值C_N_FAST_DIF_MAX，则程序在步骤S16中继续执行。如果转速差N_FAST_DIF大于或等于转速差阈值C_N_FAST_DIF_MAX，则程序在另一步骤S20中继续执行。

在步骤S20中，计数器值CTR_N_DIF_MAX增大。

在另一步骤S22中，检查计数器值CTR_N_DIF_MAX是否大于或等于预先确定的计数器阈值C_CTR_N_DIF_MAX。如果该条件未得到满足，则程序在步骤S14中继续执行。如果计数器值CTR_N_DIF_MAX大于或等于预先确定的计数器阈值C_CTR_N_DIF_MAX，则程序在步骤S24中继续执行。

在步骤S24中，把逻辑值LV_FCUT置为值真。把逻辑值LV_FCUT置为真与引入一种措施相关联，采取该措施将引起内燃机的一种状态，在这种状态下，转速差N_FAST_DIF处于一个导致逻辑值LV_FCUT置位的值。为此优选采取措施，以便减小内燃机的扭矩。特别是禁止燃料通过喷射阀28输入到气缸中。

在步骤S26中，用于使得内燃机工作的程序结束。

在图4中示出了内燃机转速N_FAST、转速局部最大值N_FAST_MAX、计数器值CTR_N_DIF_MAX和逻辑值LV_FCUT的高时间分辨率的测量信号的变化曲线。

内燃机转速N_FAST的测量信号优选以大约10毫秒的时间分辨率来检测，如由在时间轴T上示范性地标出的值可见。在分辨率为10毫秒的情况下，能特别清晰地辨别出内燃机转速N_FAST的动态特性，这种动态特性如特定地在双惯量飞轮52出现自振时产生。

转速局部最大值N_FAST_MAX的信号按照极限指示器（Schleppzeiger）来设计，其中在达到内燃机的转速局部最大值N_FAST_MAX时，就把该极限指示器置为所达到的转速局部最大值N_FAST_MAX的值。在转速N_FAST的高时间分辨率的测量信号下降期间，该极限指示器保持所达到的转速局部最大值N_FAST_MAX的值，直至达到内燃机转速的局部最小值N_FAST_MIN。然后把极限指示器置为零。

如果内燃机转速的局部最大值N_FAST_MAX与所达到的局部最小值N_FAST_MIN之间的转速差N_FAST_DIF大于或等于预先确定的转速差阈值C_N_FAST_DIF_MAX，则计数器值CTR_N_DIF_MAX增大（图4中的时刻T_1和T_3）。

如果内燃机转速的局部最大值N_FAST_MAX与所达到的局部最小值N_FAST_MIN之间的转速差N_FAST_DIF小于预先确定的转速差阈值C_N_FAST_DIF_MAX，则计数器值CTR_N_DIF_MAX保持不变（图4中的时刻T_2）。

如果计数器值CTR_N_DIF_MAX达到了大于或等于预先确定的阈值C_N_FAST_DIF_MAX（在图4的范例中，该阈值C_N_FAST_DIF_MAX等于3）的值，就把逻辑值LV_FCUT置为逻辑值真（图4中的时刻T_3），用于切断燃料喷射到气缸中。

采用该方法可以引起内燃机的一种状态，在这种状态下，会出现通过曲轴18与内燃机耦接的双惯量飞轮52的自振激励。特别地，可以减少或调节燃料喷射到内燃机气缸中，一旦识别到内燃机转速N_FAST的高时间分辨率的测量信号具有一种动态特性，由这种动态特性可知，它会导致双惯量飞轮52的自然谐振。

特别有利的是，仅需知道内燃机转速N_FAST的高时间分辨率形式的测量信号的变化曲线，就能防止双惯量飞轮52的可能的自振激励。尤其是不必为了能在双惯量飞轮52的自振激励情况与没有这种激励的工作情况之间进行区分而求取其它测量参数。由此特别是在内燃机起动时，在较低的外部温度下，采用所述方法既能避免不必要的切断燃料喷入到内燃机气缸中，又能实现可靠地探测双惯量飞轮52的自振激励，因为采用所述方法将直接求得内燃机的运行特性，而不是借助其它测量参数和模型仅仅近似地描述该运行特性。在驾驶员错误地操纵离合器时，可以通过相应的方式实现可靠地探测双惯量飞轮52的自振激励。

总之，由此可以非常可靠地识别出双惯量飞轮52的可能的自振激励，并避免其它信号传感器的测量结果的错误判断。

Claims (4)

1.一种用于使得内燃机工作的方法，该内燃机具有至少一个带燃烧室（26）的气缸（Z1－Z4），其中将燃料喷入到气缸（Z1－Z4）中，其中采用该方法设定一个特别是用于切断燃料喷入到气缸（Z1－Z4）中的逻辑值（LV_FCUT），该方法具有如下步骤：

－ 根据内燃机转速（N_FAST）的高时间分辨率的测量信号的变化曲线来求得转速的局部最大值（N_FAST_MAX）；

－ 求得在转速的局部最大值（N_FAST_MAX）与当前测量值（N_FAST_MES）之间的转速差（N_FAST_DIF）；和

－ 根据所求得的转速差（N_FAST_DIF）将逻辑值（LV_FCUT）置位。

2. 如权利要求1所述的方法，其中

－ 一旦转速差（N_FAST_DIF）大于或等于预先确定的转速差阈值（C_N_FAST_DIF_MAX），计数器值（CTR_N_DIF_MAX）就增大；

－ 一旦该计数器值（CTR_N_DIF_MAX）大于或等于预先确定的计数器阈值（C_CTR_N_DIF_MAX），就将逻辑值（LV_FCUT）置位。

3. 如权利要求1或2所述的方法，其中以大约10毫秒的时间分辨率检测内燃机转速（N_FAST）的测量信号。

4. 一种用于使得内燃机工作的装置，该内燃机具有至少一个带燃烧室（26）的气缸（Z1－Z4），所述燃烧室被设计用于将燃料喷入到气缸中，其中所述装置被设计用于设定一个特别是用于切断燃料喷入到气缸（Z1－Z4）中的逻辑值（LV_FCUT）；

－ 用于根据内燃机转速（N_FAST）的高时间分辨率的测量信号的变化曲线来求得转速的局部最大值（N_FAST_MAX）；

－ 用于求得在转速的局部最大值（N_FAST_MAX）与当前测量值（N_FAST_MES）之间的转速差（N_FAST_DIF）；和

－ 用于根据所求得的转速差（N_FAST_DIF）将逻辑值（LV_FCUT）置位。

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