CN103511102A - 用于对内燃机的转矩进行适配的方法和装置 - Google Patents

用于对内燃机的转矩进行适配的方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于对有待考虑的损耗转矩指标进行适配的方法，所述有待考虑的损耗转矩表明了内燃机（2）的有待考虑的损耗转矩，所述方法具有以下步骤：1.在所要求的停止之后在所述内燃机（2）中的最后的燃烧过程之后求得（S2、S3、S4）转速梯度指标，所述转速梯度指标表明了关于所述内燃机（2）的惯性运转特性的时间上的转速梯度；2.根据所述关于时间上的转速梯度的指标来确定（S5）当前的损耗转矩指标，所述当前的损耗转矩指标表明了当前的损耗转矩；并且3.借助于所述当前的损耗转矩指标来对有待考虑的损耗转矩指标进行校正（S7）。

Description

用于对内燃机的转矩进行适配的方法和装置
技术领域
本发明涉及用在用于运行机动车的发动机系统中或者用在静止的应用情况中的内燃机，尤其涉及用于对内燃机的损耗转矩或者拖曳矩进行适配的方法。
背景技术
为了运行发动机系统，有必要确定驱动发动机的决定性地通过所述驱动发动机的内部的摩擦来确定的拖曳矩或者确定辅助设备的损耗转矩。以往这一点借助于合适的比如特性曲线或者组合特性曲线的形式的模型函数来进行，所述合适的模型函数根据工作点或者根据驱动发动机的状态参量来确定所述拖曳矩或者所述损耗转矩。为了对在所述特性曲线或者组合特性曲线中所说明的用于损耗转矩的数值的在所述发动机系统的使用寿命上出现的偏差进行补偿，通常持久地、连续地或者有周期性地对所述偏差进行适配或者匹配。
迄今为止对于内燃机来说在很受限制的运行条件下来实施损耗转矩适配。这些运行条件以空转阶段为前提，在所述空转阶段中通过从传动系上退耦的方式在外部的负荷分离的情况下将转速调节到预先给定的空转转速。所述空转调节包括PID控制器，所述PID控制器的积分器求得积分部分。如果所述积分部分在空转运行过程中瞬态振荡，那就可以将所述用于求得校正值的积分部分的数值用于对从所述模型函数中求得的损耗转矩进行适配。
但是，在新颖的具有内燃机的驱动系统中越来越多地使用运行策略，对于所述运行策略来说比如通过起停策略的运用来明显降低相应的运行时间，在所述相应的运行时间里以空转方式来运行所述内燃机。因此还仅仅很少存在着允许对损耗转矩进行适配的运行条件。
在公开文献DE 10 2008 054 757 A1中，为了对损耗转矩的取决于温度的波动进行补偿而建议一种方法，对于该方法来说根据内燃机的当前的工作点来提供校正值并且根据基准函数在所述当前的工作点上向损耗转矩加载所述校正值。
发明内容
按照本发明，设置了一种按权利要求1所述的用于对内燃机的损耗转矩进行适配的方法以及按并列权利要求所述的一种装置、一种发动机系统、一种计算机程序以及一种计算机程序产品。
本发明的其它有利的设计方案在从属权利要求中得到说明。
按照第一方面，设置了一种用于对有待考虑的损耗转矩指标进行适配的方法，所述有待考虑的损耗转矩指标表明了内燃机的有待考虑的损耗转矩。所述方法包括以下步骤：
-在所要求的停止之后在所述内燃机中的最后的燃烧过程之后求得转速梯度指标，所述转速梯度指标表明了关于所述内燃机的惯性运转特性的时间上的转速梯度；
-根据所述关于时间上的转速梯度的指标来确定当前的损耗转矩指标，所述当前的损耗转矩指标表明了当前的损耗转矩；并且
-借助于所述当前的损耗转矩指标来对有待考虑的损耗转矩指标进行校正。
上述方法的构思在于，在所述内燃机的停止之后也就是说在燃料的最后一次喷射之后对所述内燃机的惯性运转特性进行分析。求得转速下降或者转速梯度并且将当前的损耗转矩指标分配给所述转速下降。将所述当前的损耗转矩指标与初始损耗转矩或者最后求得的损耗转矩指标进行比较。在所述当前的损耗转矩指标偏离所述最后求得的损耗转矩指标时，可以对所述有待考虑的损耗转矩指标实施校正。
上述方法能够以简单的方式在每次关闭内燃机时要么在通过机动车的驾驶员引起的情况下通过在所述内燃机稳定运行时所采取的运行策略要么根据起停运行策略来对所述有待考虑的损耗转矩指标实施校正。
按照可选的方面，设置了一种用于对有待考虑的损耗转矩指标进行适配的方法，所述有待考虑的损耗转矩指标表明了内燃机的有待考虑的损耗转矩，该方法具有以下步骤：
-在所要求的停止之后在所述内燃机中的最后的燃烧过程之后求得转速梯度指标，所述转速梯度指标表明了关于所述内燃机的惯性运转特性的时间上的转速梯度；
-在最后求得的有待考虑的损耗转矩指标的基础上确定预料的转速梯度指标，所述预料的转速梯度指标表明了预料的转速梯度；并且
-根据所求得的转速梯度指标与预料的转速梯度指标之间的转速梯度偏差来对所述有待考虑的损耗转矩指标进行校正。
上述方法的构思在于，在内燃机停止时对所述内燃机的惯性运转特性进行分析并且将转速下降与所述内燃机的所预料的从最后所求得的有待考虑的损耗转矩指标中产生的转速下降联系起来。在实际上的转速下降有别于预料的转速下降时，可以对所预料的损耗转矩实施校正。
与上述方法不同的是，所述作为替代方案的方法规定，将所求得的转速梯度指标与从最后求得的有待考虑的损耗转矩指标中确定的预料的转速梯度指标进行比较。在所求得的转速梯度指标有别于最后求得的转速梯度指标时，可以对所述有待考虑的损耗转矩指标实施校正。
此外，所求得的转速梯度指标可以相应于一种持续时间，在最后的燃烧过程之后对于所述内燃机的转速的从第一转速到第二转速的下降来说需要所述持续时间。
作为替代方案，所求得的转速梯度指标可以相应于一种转速下降，在最后的燃烧过程之后在预先给定的持续时间里出现所述转速下降。
按照一种实施方式，可以通过向预先给定的初始损耗转矩加载校正量的做法来对所述有待考虑的损耗转矩指标进行适配，其中根据所述当前的损耗转矩指标与有待考虑的损耗转矩指标之间的损耗转矩偏差或者根据所述转速梯度偏差来对所述校正量进行匹配。
尤其可以规定，只有在绝对值上的损耗转矩偏差或者转速梯度偏差超过预先给定的阈值时，才对所述校正量进行匹配。
此外，可以根据所述损耗转矩偏差或者转速梯度偏差的大小以增量或者减量的方式对所述校正量进行匹配。
按照另一方面，设置了用于对内燃机的损耗转矩进行适配的一种装置尤其一种计算单元，其中所述装置构造用于：
-在所要求的停止之后在所述内燃机中的最后的燃烧过程之后求得关于时间上的转速梯度的指标，所述关于时间上的转速梯度的指标表明了所述内燃机的惯性运转特性；
-根据所述关于时间上的转速梯度的指标来确定当前的损耗转矩指标，所述当前的损耗转矩指标表明了当前的损耗转矩；并且
-借助于所述当前的损耗转矩指标来确定所述损耗转矩指标。
按照另一方面，设置了用于对内燃机的损耗转矩进行适配的一种装置尤其一种计算单元，其中所述装置构造用于：
-在所要求的停止之后在所述内燃机中的最后的燃烧过程之后求得转速梯度指标，所述转速梯度指标表明了关于所述内燃机的惯性运转特性的时间上的转速梯度；
-在最后求得的有待考虑的损耗转矩指标的基础上确定预料的转速梯度指标，所述预料的转速梯度指标表明了预料的转速梯度；并且
-根据所求得的转速梯度指标与预料的转速梯度指标之间的转速梯度偏差来对有待考虑的损耗转矩指标进行校正。
按照另一方面，设置了一种发动机系统，该发动机系统包括：
-内燃机；
-用于检测所述内燃机的转速的转速传感器；以及
-上述装置。
按照另一方面，设置了具有程序代码段的计算机程序，用于在计算机或者上述装置上执行所述计算机程序时实施上述方法的所有步骤。
按照另一方面设置了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包含程序代码，该程序代码保存在计算机可读的数据载体上，并且该程序代码在其在数据处理装置上执行时实施上述方法。
附图说明
下面借助于附图对本发明的优选的实施方式进行详细解释。附图示出如下：
图1是具有内燃机的发动机系统；并且
图2是用于说明一种方法的流程图，该方法则用于对图1的发动机系统的内燃机的损耗转矩进行适配。
具体实施方式
图1示出了一种具有内燃机2的发动机系统1。所述内燃机2可以相当于汽油机、柴油机或者其它类型的内燃机。借助于发动机控制器3来控制所述内燃机2，用于根据预先给定的驾驶员期望力矩作为从外部预先给定的力矩要求M来提供发动机转矩。
所述发动机系统1具有多个传感器4，所述传感器检测所述内燃机2的运行状态并且根据所述运行状态来通过所述发动机控制器3对所述内燃机2进行控制。在所述内燃机2的曲轴5上布置了转速传感器6，用于检测所述内燃机2的转速。
以已知的方式借助于发动机控制器5比如用控制信号AS来运行所述内燃机2，所述控制信号则用于设定用来预先给定所输入的空气量的节气门的位置、用于确定将燃料喷射到所述内燃机2的气缸中的喷射时刻和用于确定有待喷射的燃料的量的喷射持续时间、用于预先给定用来给所述内燃机2的气缸中的燃料/空气混合物进行点火的点火装置的点火时刻以及类似用途。所述发动机控制器5为此从外部接收关于预先给定的力矩要求M的指标并且以已知的方式将其转化为相应的控制信号AS，用于控制所述内燃机2。
根据工作点在所述发动机控制器5中求得所述用于内燃机2的控制信号AS，为此所述发动机控制器5从所述内燃机2处接收运行参量BG。所述运行参量BG比如可以包括传感器参量，比如所述曲轴4的转速的转速信号、关于所述内燃机2的进气区段中的输送给该内燃机2的空气质量流量的指标、λ值以及其它的传感器参量。
所述内燃机2的输出轴7能够通过离合器8与传动系9相耦合，用于提供用于驱动用所述发动机系统1来运行的机动车或者类似机器的输出转矩。
为了运行所述发动机系统1并且尤其为了求得可供使用的尤其在自动的变速器中所需要的离合器转矩或者为了确定所述内燃机2中的摩擦力矩，需要知道所述内燃机2的当前的损耗转矩。这种损耗转矩相当于一种力矩，该力矩通过所述内燃机2的摩擦和其它的影响来确定并且反作用于由所述内燃机2提供的驱动力矩。所述损耗转矩也被称为拖曳矩。实际上的损耗转矩取决于多种因素并且会在所述内燃机2的使用寿命范围内并且根据环境条件而变化。
因此规定，提供一种用于对所述损耗转矩进行适配的可行方案。适配在这方面意味着使数值比如用于损耗转矩的数值或者用于加载损耗转矩的校正量与实际上的物理的条件相称或者相匹配，用于使系统性能与所述物理条件相称。
下面结合图2的流程图对在所述内燃机2的停止过程的基础上对所述损耗转矩进行适配的方法进行详细描述。
如果在查询步骤S1中确定，应该使所述内燃机2停住（选择：是），那就用步骤S2继续进行所述方法，否则（选择：否）跳回到步骤S1。
在步骤S2中紧接在所述内燃机2中的最后一次燃烧之后借助于所述转速传感器6来检测当前的发动机转速并且起动时间计数器。
在步骤S3中检查，当前的发动机转速是否低于预先给定的阈值转速。如果是这种情况（选择：是），那就用步骤S4继续进行所述方法，否则（选择：否）就跳回到步骤S3。
在步骤S4中停止所述计数器并且在步骤S5中要么借助于预先给定的将相应的损耗转矩分配给所述持续时间的损耗转矩-组合特性曲线要么借助于函数关系在知道所述内燃机2的惯性矩的情况下将表明当前的损耗转矩的损耗转矩指标分配给所测量的持续时间。也可以取代对于所述持续时间的测量以其它的方式比如以在预先给定的持续时间里求得转速下降的方式来确定关于所述时间上的转速梯度的指标。而后可以将如此求得的转速梯度分配给所述损耗转矩指标。
在步骤S6中检查，在步骤S5中求得的损耗转矩指标是否与以前在前一次停止过程中求得的损耗转矩指标相差预先给定的绝对值以上。如果是这种情况（选择：是），那就在步骤S7中根据在步骤S5中求得的损耗转矩指标对以前在前一次停止过程中求得的损耗转矩指标实施校正。否则（选择：否）就跳回到步骤S1并且不进行适配。在步骤S1中等待再次的停止过程。
在步骤S7中根据在步骤S5中求得的损耗转矩指标对以前求得的损耗转矩指标实施校正。可以根据校正量来预先给定以前在前一次停止过程中求得的损耗转矩指标，所述校正量以合适的方式比如作为因数来加载初始损耗转矩。所述初始损耗转矩相当于所述内燃机2的其在启动时所拥有的损耗转矩。所述校正量的开始的数值为1并且在每次在步骤S6中识别出的偏差之后得到校正。如此确定所述校正量，使得其用于加载初始损耗转矩并且在所述内燃机2的使用寿命上持久地进行匹配。在所述发动机控制器3中用于内部的计算的损耗转矩指标因而从所述校正量的数值以及预先给定的初始损耗转矩中获得。
对于所述校正量的适配或者匹配可以根据以前在前一次停止过程中求得的损耗转矩指标与在步骤S5中求得的损耗转矩指标之间的偏差的符号以所规定的量为幅度以增量的方式来进行。此外可以规定，根据所述损耗转矩指标之间的偏差的量来确定对于所述校正量的适配。在上述的损耗转矩指标之间产生太大的偏差时，可以限制对于所述校正值的适配。
此外可以规定，在对所述校正量进行适配时也确定通过增压交换损失、摩擦损失以及通过辅助设备引起的损失。而后可以根据辅助设备上的环境条件和接通条件将所述校正分布到单个辅助设备上。为此比如可以规定，在对所述校正量进行适配之后在将辅助设备分离的情况下将所述辅助设备之一与所述内燃机2耦合起来并且在所述内燃机2的下一次停止或者停住时实施相应的测量。从所测量的损耗转矩上减去所述内燃机2的用所述校正量加载的初始损耗转矩并且由此得到相应的辅助设备的损耗转矩。这种损耗转矩也可以以上面所描述的方式考虑用于对所述辅助设备的损耗转矩进行适配。

Claims (12)

1.用于对有待考虑的损耗转矩指标进行适配的方法，所述有待考虑的损耗转矩指标表明了内燃机（2）的有待考虑的损耗转矩，所述方法具有以下步骤：
-在所要求的停止之后在所述内燃机（2）中的最后的燃烧过程之后求得（S2、S3、S4）转速梯度指标，所述转速梯度指标表明了关于所述内燃机（2）的惯性运转特性的时间上的转速梯度；
-根据所述关于时间上的转速梯度的指标来确定（S5）当前的损耗转矩指标，所述当前的损耗转矩指标表明了当前的损耗转矩；并且
-借助于所述当前的损耗转矩指标来对有待考虑的损耗转矩指标进行校正（S7）。
2.用于对有待考虑的损耗转矩指标进行适配的方法，所述有待考虑的损耗转矩指标表明了内燃机（2）的有待考虑的损耗转矩，该方法具有以下步骤：
-在所要求的停止之后在所述内燃机（2）中的最后的燃烧过程之后求得转速梯度指标，所述转速梯度指标表明了关于所述内燃机（2）的惯性运转特性的时间上的转速梯度；
-在最后求得的有待考虑的损耗转矩指标的基础上确定预料的转速梯度指标，所述预料的转速梯度指标表明了预料的转速梯度；并且
-根据所求得的转速梯度指标与预料的转速梯度指标之间的转速梯度偏差来对所述有待考虑的损耗转矩指标进行校正（S7）。
3.按权利要求1或2所述的方法，其中所求得的转速梯度指标相应于一种持续时间，在最后的燃烧过程之后对于所述内燃机（2）的转速的从第一转速到第二转速的下降来说需要所述持续时间。
4.按权利要求1或2所述的方法，其中所求得的转速梯度指标相应于一种转速下降，在最后的燃烧过程之后在预先给定的持续时间里出现所述转速下降。
5.按权利要求1到4中任一项所述的方法，其中通过向预先给定的初始损耗转矩加载校正量的做法来对所述有待考虑的损耗转矩指标进行适配，其中根据所述当前的损耗转矩指标与有待考虑的损耗转矩指标之间的损耗转矩偏差或者根据所述转速梯度偏差来对所述校正量进行匹配。
6.按权利要求5所述的方法，其中只有在绝对值上的损耗转矩偏差或者转速梯度偏差超过预先给定的阈值时，才对所述校正量进行匹配。
7.按权利要求5或6所述的方法，其中根据所述损耗转矩偏差或者转速梯度偏差的大小以增量或者减量的方式对所述校正量进行匹配。
8.用于对内燃机（2）的损耗转矩进行适配的装置（3）尤其计算单元，其中所述装置构造用于：
-在所要求的停止之后在所述内燃机（2）中的最后的燃烧过程之后求得关于时间上的转速梯度的指标，所述关于时间上的转速梯度的指标表明了所述内燃机（2）的惯性运转特性；
-根据所述关于时间上的转速梯度的指标来确定当前的损耗转矩指标，所述当前的损耗转矩指标表明了当前的损耗转矩；并且
-借助于所述当前的损耗转矩指标来确定所述损耗转矩指标。
9.用于对内燃机（2）的损耗转矩进行适配的装置（3）尤其计算单元，其中所述装置构造用于：
-在所要求的停止之后在所述内燃机中的最后的燃烧过程之后求得转速梯度指标，所述转速梯度指标表明了关于所述内燃机（2）的惯性运转特性的时间上的转速梯度；
-在最后求得的有待考虑的损耗转矩指标的基础上确定预料的转速梯度指标，所述预料的转速梯度指标表明了预料的转速梯度；并且
-根据所求得的转速梯度指标与预料的转速梯度指标之间的转速梯度偏差来对有待考虑的损耗转矩指标进行校正。
10.发动机系统（1），包括：
-内燃机（2）；
-用于检测所述内燃机（2）的转速的转速传感器（6）；以及
-按权利要求8或9所述的装置（3）。
11.具有程序代码段的计算机程序，用于在计算机或者按权利要求8或9所述的装置上执行所述计算机程序时实施按权利要求1到7中任一项所述的方法的所有步骤。
12.计算机程序产品，该计算机程序产品包含程序代码，该程序代码保存在计算机可读的数据载体上，并且该程序代码在其在数据处理装置上执行时实施按权利要求1到7中任一项所述的方法。
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