CN102918243A - 用于运行内燃机的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于运行内燃机的方法，特别是用于避免不希望的压力偏差。根据驾驶员意愿获得压力额定值（108）。将压力实际值（110）与该压力额定值（108）相比较。将由此产生的调节信号（106）输入受控系统（44）。由该受控系统（44）获得压力实际值（110）。识别出驾驶员意愿的变化。作为驾驶员意愿变化的结果获得压力校正值（104）。根据压力校正值（104）使所述调节信号（106）变化。

Description

用于运行内燃机的方法

技术领域

本发明涉及一种按权利要求1前序部分的、用于运行内燃机的方法。

背景技术

已知的是，为运行内燃机必须调节压力。其例子包括调节内燃机高压蓄能器中的燃料压力或在压缩机后并且在进入内燃机前的进气管中的进气压力或者说增压压力。

同样已知的是，在上述调节中可能出现压力超越或负过量，其中压力超越或负过量被认为是不希望的压力偏差。另外已知的是，液压引起的高压泵延迟关闭时间可能导致不希望的压力偏差。

发明内容

本发明所基于的技术问题通过按权利要求1所述的方法解决。有利的改进方案在从属权利要求中给出。对于本发明重要的特征另外在下面的说明和附图中给出，其中这些特征单独地并且组合地对于本发明都可能是重要的，而无需再次明确指出。

所述方法以有利的方式由驾驶员意愿产生压力校正值。使调节信号根据压力校正值改变。由驾驶员意愿可以迅速简单地判断出内燃机运行条件的改变并且它能够引入相应的措施以避免不希望的压力偏差。

在可能的、不希望的压力偏差以前，将压力校正值应用于改变调节信号。因此，在高压泵中由于液压过程引起的可能延迟地被有利地绕过并且可以避免不希望的压力偏差。相应地，使内燃机的构件负载降低并且由此使构件的寿命以及整个内燃机的寿命提高。同样得到在声学方面的优点，这是因为通过该方法使内燃机在负荷转变时具有较低的运行噪声。

在一种有利的实施方式中，使用加速踏板梯度来获得驾驶员意愿的改变。由加速踏板梯度能够以简单迅速的方式来判定驾驶员意愿并且能够例如立即识别出此前存在的负载变换。

在一种有利的实施方式中，将加速踏板梯度与阈值相比较。在超过阈值时获得压力校正值。由此，实现了简单的用于评估驾驶员意愿的可能性，其需要较低的计算能力。

在一种有利的方法实施方式中，在第一时间点激活压力校正值，其中第一时间点对应于阈值被驾驶员意愿超过。因此，有利地可以在确定特定的驾驶员意愿后立即开始用于防止不希望的压力偏差的措施。

在另一种有利的方法实施方式中，在第一时间点之后的第二时间点处才激活压力校正值。通过该第二时间点可以考虑到另外的参数，例如受控系统的物理学特性和内燃机的运行状态，以避免不希望的压力偏差。

在另一种有利的方法实施方式中，第二时间点和压力校正值失效的第三时间点与内燃机的转速相关。因为由内燃机转速能判断出预期压力偏差的特性，所以将转速作为用于确定时间点的基础。因此可以直接根据由转速表示的运行状态来防止不希望的压力偏差。

在另一种有利的方法实施方式中，根据斜坡函数来执行压力校正值的激活和/或失效或者说去激活。由此实现了，不会阶跃性地施加压力校正值的原始值。压力校正值的阶跃性提高引起压力负过量或超越，这一点可以通过斜坡函数避免（Rampenfunktion）。

在另一种有利的方法实施方式中，在压力校正值激活后通过防抖时间不执行另一激活。因此可以有利地避免，发生压力校正值的多次施加。因此可以避免不利地影响压力。

在另一种有利的实施方式中，将由压力实际值和额定值形成的调节差与压力校正值相结合并施加给调节器。调节器产生调节信号。通过该方法因此有利地在小范围内对现有调节结构进行干预。因此能避免：必须改变用户应用，因为压力校正值被直接输入调节器。同样地不必匹配例如形式为冲击缓冲器（Ruckeld?mpfer）的干扰量电路。

本发明的其它特征、应用可能性以及优点由以下对附图所示的本发明实施例的说明得出。在此所有描述的或示出的特征本身或以任意的组合形成本发明的内容，而与在权利要求书中对其的总结或引用无关并且与在说明部分或附图中对其的说明或图示无关。在所述附图中，即使是对于不同实施例，针对功能相同的部件/参量都使用相同的附图标记。

附图说明

下面参照附图对本发明的示例性实施例进行说明。附图中：

图1示出了内燃机的燃料喷射系统的简化示意图；

图2示出了用于获得压力校正值的示意性框图；

图3示出了用于施加压力校正值的调节结构的示意性框图；和

图4以压力校正值分别失效和激活的两个局部示出示意性图表。

具体实施方式

图1以极简化的视图示出了内燃机的燃料喷射系统1。燃料箱9经进料管路4、预输送泵5和低压管路7与（未详细说明的）高压泵3相连接。高压蓄能器13（"共轨"）经高压管路11连接到该高压泵3上。带操纵装置15的计量单元14——下面称作ZME——液压地在低压管路7的线路中布置在预输送泵5和高压泵3之间。其它的元件、例如高压泵3的阀在图1中未示出。显而易见的是，ZME14可以设计成带高压泵3的结构单元。例如可以通过ZME14强制打开高压泵3的进入阀。

在燃料喷射系统1运行时，预输送泵5将燃料从燃料箱9输入到低压管路7中，而高压泵3将燃料输入到高压蓄能器13。ZME14在此确定输送给高压泵3的燃料量。

通过未示出的在高压蓄能器13上的压力传感器对高压蓄能器13内的压力进行测量。由该压力传感器测得的值被称为压力实际值并且稍后利用附图标记110表示。

ZME14被施加调节信号106。ZME14相应于该调节信号106给高压泵3输送燃料。调节信号106一般由未示出的控制器获得。

图2示出用于获得压力校正值104的示意性框图20。

由驾驶员意愿获得加速踏板梯度100并且将其与阈值124一起输入比较器26。驾驶员意愿基本上相当于要由驾驶员操纵的机动车加速踏板的位置。由该驾驶员意愿导出加速踏板梯度100，例如以每单位时间的加速踏板行程百分比。然后在比较器26中将加速踏板梯度100与阈值124相比较。

当加速踏板梯度100超过阈值124时，亦即当加速踏板的位置强烈改变时，第一激活信号134具有与激活相当的第一水平。当加速踏板梯度100小于阈值124时，第一激活信号134具有与失效或者说去激活相当的第二水平。从第一到第二水平的过渡被称为触发或者说释放。第一激活信号134被输送到激活单元32。

除第一激活信号134外，激活单元32还被施加以防抖时间126、校正时间128和等待时间132。校正时间128借助特征线22从内燃机的转速122获得。等待时间132借助特征线24由转速122获得。

激活单元32产生第二激活信号136。第二激活信号136如第一激活信号134那样具有第一和第二水平。第二激活信号136基于第一激活信号134被产生。

激活单元32用于，在防抖时间126期间阻止通过第一激活信号134而多重触发第二激活信号136。例如一突然的、由驾驶员希望的负载撤回可能导致加速踏板梯度100抖动进而导致第一激活信号134的多重触发。相应地，通过防抖时间126避免了第二激活信号136的多重触发。

在触发第一激活信号134并且接下来经过了等待时间132后，触发第二激活信号136。在触发第二激活信号136后，在校正时间128内将第二激活信号136保持在其第一水平上并且在校正时间128后相反地使之返回至第二水平。

给斜坡函数单元34输入第二激活信号136、零信号141、原始压力校正值142以及斜坡参数138。斜坡函数单元34产生压力校正值104。零信号141相当于压力校正值104的零水平，通常是零值。原始压力校正值142由特性曲线族28从喷射量102以及转速122取得。斜坡参数138用于压力校正值104的坡入和坡出（Ein-und Ausrampen）。

如果第二激活信号136处在其用于失效的第二水平上，则斜坡函数单元34选出用于产生压力校正值104的零信号141。如果第二激活信号136处在其用于激活的第一水平上，则斜坡函数单元34选出用于产生压力校正值104的原始压力校正值142。

因为在开始触发第二激活信号136时压力校正值104处在零信号141的值中，也就是说处在零水平中，所以将斜坡参数138之一输入第一斜坡函数。第一斜坡函数用于，使得压力校正值104非阶跃性地从零水平升高到原始压力校正值142或降低，而是在一时间段中渐渐出现或坡入。通常为此使压力校正值104成比例地由零信号141和原始压力校正值142组成，其中该比例在第一斜坡函数中随着时间移动到原始压力校正值142。如果第二激活信号136落回其未触发的状态，则发生压力校正值104的相应的坡出。第二激活信号136触发状态的开始相当于压力校正值104的激活。第二激活信号136触发状态的结束相当于压力校正值104的失效。

图3示出用于输入压力校正值104的调节结构的示意性框图40。压力的实际值110通过主要由ZME14、操纵装置15、高压泵3和高压蓄能器13形成的受控系统44获得。在位置146处从压力的额定值108减去压力的实际值110。在此该额定值108另外与驾驶员意愿相关，其中该驾驶员意愿时间延迟地在额定值108中表现出来。在该位置146处的减法的结果是第一调节差143。在位置148处将第一调节差143和压力校正值104相加，其中在位置148处的相应的和是第二调节差144。在位置146处的减法以及在位置148处的加法共同地也被称为“关联”。第二调节差144被施加给一调节器42。调节器42通常是PI调节器。调节器42产生调节信号106。调节信号106被输入受控系统44。调节信号106决定ZME14的打开程度。

图4以两个局部50a和50b示出示意性的图表。局部50a示出压力校正值104失效的示意性图表。局部50b示出压力校正值104激活的示意性图表。沿时间轴t绘出了时间点t0、t1、t2和t3。时间点t0概称为第一时间点。时间点t1概称为第二时间点。时间点t3概称为第三时间点。局部50b示出图2和3的框图20和40用于避免高压蓄能器13中的压力超越的应用，其在局部50a中存在并且将在下面得到说明。

在局部50a中，在时间点t0加速踏板梯度100a强烈下降，停留在较低水平上并且在时间点t2之前转回到之前的水平。这对应于脚离开加速踏板，这一点意味着运行到滑行模式。在加速踏板梯度100a下降时超过阈值124。

为解释说明的目的，使根据图2的示意性框图20的功能失效。因此，尽管超过了阈值124也不产生激活信号134a。因此，压力校正值104a处于失效状态，其与图2中的零信号141相对应。

喷射量102a直到时间点t2保持在几乎相等的水平上并且在时间点t2后与向滑行模式过渡相应地下降。这一点与使用一般的发动机控制器时的一般的变化历程是相当的。

调节信号106a直到时间点t2保持在几乎相等的水平上，并且在时间点t2后下降。该控制信号106a的下降引起图1的ZME14的打开程度变小。

压力的额定值108a和实际值110a直到时间点t2保持在几乎相等的水平上。压力额定值108a在时间点t2后下降。在时间点t2后压力实际值110a不跟随压力额定值108a。在标记52a的范围内，压力实际值110a具有一超越。该超越表示不希望的压力偏差。超越的特点是实际值110a升高，其中额定值108a下降。在达到超越的最大值后，压力实际值110a再次接近额定值108a。超越的原因在于液压引起的、图1的高压泵3关闭延迟。

在局部50b中，加速踏板梯度100b在时间点t0强烈下降，保持在较低水平并且在时间点t2之前返回到之前的水平。如局部50a中那样，在局部50b中加速踏板梯度100b也超过阈值124。但关于局部50b，图2的示意性框图20不失效。因此，由于加速踏板梯度100b超过阈值124而产生激活信号134，这导致输出压力校正值104b。

压力校正值104b在时间点t0之前处于失效状态。在时间点t0后压力校正值104b下降，运动到之前的水平下方并且直到时间点t3才返回到失效状态。压力校正值104b通过图2的框图20产生并且根据图3的框图40被输入那里的调节结构。

喷射量102b直到时间点t2保持在几乎相等的水平上，并且在时间点t2后与向滑行模式中的过渡对应地降低。

调节信号106b直到时间点t0保持在几乎相等的水平上。调节信号106b的降低引起图1的ZME14的打开程度减小，由此每单位时间向高压泵3输送更少的燃料。

在时间点t2之前压力额定值108b和压力实际值110b位于相应几乎相等的水平。在时间点t2后压力额定值108b和压力实际值110b下降。压力实际值110b在标记52b的区域内不具有超越，而是跟随压力额定值108b。避免了如局部52b中的超越，这是因为在时间点t0便已经引入了图1的ZME14的关闭。

局部50a以及局部50b示出了向滑行模式中过渡时的内燃机的运行状态。在局部50a中压力校正值104a未激活的情况下，液压引起的图1中高压泵3的延迟的关闭时间导致在标记52a处的压力实际值110a超越。这一点由如下事实得出，向滑行模式中的过渡仅通过在时间点t2的下降的额定值108b或下降的喷射量102a识别出并且被考虑到。

与此不同，在如局部50b所示的、压力校正值104b激活的情况下，在时间点t0中便已经识别出滑行模式。其结果是，紧接在时间点t0后便已经能以合适的方式改变了调节信号106b，其又导致，压力实际信号110b不再具有超越。

因此，在局部50b中，内燃机向滑行模式中的过渡借助于压力校正值104b而被“预见到”。这意味着，在局部50a中根据标记52a的实际值110a超越在局部50b中能借助压力校正值104b来避免。因此，最后根据驾驶员意愿执行对实际值110b的补偿。

在时间点t0，根据图2的框图20对加速踏板梯度100b、从而最终对驾驶员意愿进行评估，使得所获得的压力校正值104b被输入图3的调节结构。根据图3，通过压力校正值104b使第一调节差143与第二调节差144结合，其被输入调节器42。图3中的调节器42与第二调节差144相应地给出调节信号106b。

通过激活的压力校正值104b使调节信号106b在滑行过渡中的下降从在局部50a中的时间点t2前移到局部50b中的时间点t0。因此，在压力校正值104b激活的情况下ZME14比在压力校正值104a失效的情况下提前关闭。图1的ZME14的提前关闭的结果是，避免在标记52a处的实际值110a超越并且出现如标记52b中所示的实际值110b变化历程。

因此，通过对加速踏板梯度100或100b的评估在时间点t0便已经能够识别出滑行过渡。因此，根据调节信号106b，ZME14的关闭在时间点t0处、进而在时间点t2前便能被引入。

向滑行模式过渡的图4中所示情况是示例性的。压力校正值104或104b的产生以及相应的施加对于向加速过渡的相反情况同样是可能的。在此情况下出现压力实际值110的负过量（Unterschwinger），该负过量可以通过一根据图2产生的压力校正值104、根据图3的施加以及提前提高图1中ZME14的打开程度来避免。相应地，驾驶员的加速愿望必须从加速踏板梯度100获得。

另一避免不希望的压力偏差的实施例涉及由压缩机产生的进气压力的影响。内燃机的增压通过压缩机实现。给压缩机输入一根据图3产生的调节信号。压缩机在进气管中产生压力，即进气压力，该进气管连接到内燃机入口上。另外，该压力经历变化，该变化如上所述地在其发生前便通过对驾驶员意愿或加速踏板梯度100的评估而被识别出。在加速踏板梯度100超过或低于一阈值124时，根据图2的框图20形成压力校正值104，根据图3的框图40将其输入调节结构，从而避免进气压力的压力负过量或压力超越。

Claims (14)

1. 用于运行内燃机的方法，特别是用于避免不希望的压力偏差，其中根据驾驶员意愿获得压力额定值（108），其中将压力实际值（110）与所述压力额定值（108）相比较，其中将由此产生的调节信号（106）输入受控系统（44），并且其中，由所述受控系统（44）获得所述压力实际值（110），其特征在于，识别出驾驶员意愿的变化，作为驾驶员意愿变化的结果获得压力校正值（104），根据所述压力校正值（104）使所述调节信号（106）变化。

2. 根据权利要求1所述的方法，其中，驾驶员意愿的变化与加速踏板梯度（100；100a；100b）相对应，特别是每单位时间的加速踏板行程。

3. 根据权利要求1或2所述的方法，其中，将驾驶员意愿的变化与阈值（124）相比较，并且其中根据超过所述阈值（124）获得所述压力校正值（104）。

4. 根据权利要求3所述的方法，其中，在第一时间点（t0）识别出超过，其中在第一时间点（t0）根据所述超过来激活所述压力校正值（104），并且其中，在第三时间点（t3）使所述压力校正值（104）失效。

5. 根据权利要求3所述的方法，其中，在第一时间点（t0）识别出所述超过，其中，在第一时间点（t0）后的第二时间点（t1）处，根据所述超过激活所述压力校正值（104），并且其中，在第三时间点（t3）处使所述压力校正值（104）失效。

6. 根据权利要求4或5所述的方法，其中第二时间点（t2）和/或第三时间点（t3）根据内燃机的转速（122）获得。

7. 根据权利要求4至6中任一项所述的方法，其中，根据斜坡函数来执行所述压力校正值（104）的激活和/或失效。

8. 根据权利要求4至7中任一项所述的方法，其中，在所述压力校正值（104）激活的情况下在起始于第一时间点（t0）或第二时间点（t1）的防抖时间（126）内不执行所述压力校正值（104）的另一激活。

9. 根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述压力校正值（104）根据喷射量（102）和/或转速（122）获得。

10. 根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，将所述压力校正值（104）与由所述实际值（110）和额定值（108）形成的调节差（143）相结合，其中将结合结果施加给调节器（42），并且其中所述调节器（42）产生调节信号（106）。

11. 根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述调节器（42）的调节信号（106）被施加给计量单元（41），并且其中所述压力是燃料压力。

12. 根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，将所述调节器（42）的调节信号（106）施加给压缩机，并且其中所述压力是进气压力。

13. 控制器，在所述控制器上能执行根据权利要求1至12中任一项所述的方法。

14. 特别是用于机动车的内燃机，其具有根据权利要求13所述的控制器。

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