CN107110036A - 用于确定扭矩储备的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于确定在从第一运行状态至第二运行状态的运行状态的改变的事件中的用于内燃机（1）的扭矩储备（TQIR）的方法；其中，内燃机（1）在第一运行状态下；其中，内燃机（1）的转速（N）被确定；其中，内燃机（1）的扭矩（TQI）被确定；其中，在第二计算方法（51）的基础上，用于内燃机（1）的填充的空气质量设定点值（LS）根据确定的转速（N）并且根据确定的扭矩（TQI）被确定，其中，第二计算方法（51）考虑第二运行状态下的内燃机（1）的运行模式；其中，借助于第一计算方法（52），扭矩设定点值（TQIS）在确定的转速（N）的基础上并且在计算的空气质量设定点值（LS）的基础上被计算，其中，第一计算方法（52）考虑第一运行状态下的内燃机（1）的运行模式；以及其中，借助于第三计算方法（53），从内燃机（1）的第一运行状态转换至第二运行状态的扭矩储备（TQIR）根据确定的扭矩（TQI）和计算的扭矩设定点值（TQIS）被确定。

Description

用于确定扭矩储备的方法
技术领域
本发明涉及用于确定扭矩储备的方法并且涉及用于执行该方法的控制单元。
背景技术
DE 10 2010 006 642 A1已经公开了一种用于控制内燃机的方法和系统。在此，扭矩储备和/或转速储备被提供。为此，在测得的连接至内燃机的离合元件的接合和/或释放的速度的基础上执行扭矩储备和/或转速储备的提供。这样一来，尽管内燃机的消耗低，但能够减少起动不足的问题。
发明内容
本发明的目标是提供用于确定扭矩储备的改进的方法。
本发明的目标由如权利要求1所述的方法和由如权利要求8的控制单元实现，该方法和该控制单元的另外的实施例在从属权利要求中被具体说明。
所描述的方法的优点在于：在从第一运行状态切换至第二运行状态之前扭矩储备被更精准地确定。以此方式，尽管提供扭矩储备，但能够降低燃料消耗。
这是借由空气质量设定点值以取决于内燃机的转速和扭矩的方式被确定以用于第一运行状态的事实而实现的。扭矩设定点值以取决于被确定的空气质量设定点值并且取决于被确定的转速的方式被确定以用于第二运行状态。扭矩储备通过扭矩设定点值和被确定的扭矩之间的比较而被确定。以此方式的扭矩储备的更精准的确定是可能的。这样一来，避免了扭矩储备的不必要的提供或者避免了扭矩储备的过少的提供。因此，能够实现在内燃机的运行状态之间的转换，而不产生颤动或者不会消耗不必要的大量燃料。
以取决于被使用的实施例的方式，第一计算方法被用于确定空气质量设定点值。例如，能够利用特性曲线或者利用第一特性图来执行该第一计算方法。例如，该特性曲线或特性图被实验性地确定，并且以取决于转速和扭矩的方式规定空气质量设定点值的相应值。该第一计算方法考虑了第一运行状态下的内燃机的运行模式。以相应的方式，第一特性曲线或第一特性图同样也考虑了在内燃机的第一运行状态下的内燃机的行为。
在另外的实施例中，第二计算方法被用于确定扭矩设定点值。该第二计算方法能够以取决于转速并且取决于空气质量设定点值的方式而利用第二特性曲线或者利用第二特性图来确定扭矩设定点值。例如，该第二特性曲线或第二特性图被实验性地确定，并且表示在第二运行状态下的内燃机的行为。因此，能够实现扭矩储备的精准确定。
在另外的实施例中，以取决于被确定的扭矩设定点值和被确定的扭矩的方式确定扭矩储备。在一个简单的实施例中，能够以减法的形式来进行该确定。取决于所选择的实施例，也能够使用其他的计算方法或确定方法。特别地，能够通过多种因素进行评价。
在另外的实施例中实现该方法的另外的改进方案。这能够借由在内燃机从第一运行状态切换至第二运行状态之前检查被确定的扭矩储备是否能够借助于点火角度调整而被平衡，也就是说能够被降低至零值。如果不是这样的情况，那么取决于所选择的实施例能够提供较低的扭矩储备或者能够阻止内燃机从第一至第二运行状态的转换，并且内燃机能够继续在第一运行状态下运行。
为此，规定了相应的表格、特性曲线或计算方法，利用该表格、特性曲线或计算方法能够确定在内燃机的当前运行点处的确定的扭矩储备是否能够在第二运行状态下借助于点火角度调整而被平衡。
在另外的实施例中，第一和第二运行状态例如在于入口和/或出口阀的不同高度的阀行程。不同高度的阀行程引起不同量值的新鲜空气的填充量。在另外的实施例中，第一和第二运行状态的区别能够在于主动气缸的不同数量，或者在于使内燃机的一个气缸停止或起动。这样一来，也影响了扭矩或者扭矩储备。
附图说明
在下文中利用附图更详细地解释本发明，其中：
图1示出了内燃机的示意性构造；
图2示出了从第一运行状态至第二运行状态的转换；和
图3示出了用于确定扭矩储备的方法的示意性图示。
具体实施方式
图1示出了车辆的内燃机的部分细节的示意性图示。内燃机1被提供，内燃机1被构造成具有至少一个气缸5，在燃烧过程期间，活塞6在该气缸中以交替的方式上下运动。取决于选择的实施例，也能够设置多个气缸、特别是四个或者六个气缸。这些气缸具有相同的构造，在下文中仅描述一个气缸5。气缸5连接至入口管道13，入口管道13能够经由入口阀E的打开或关闭而连接至气缸5的燃烧室。此外，气缸5的燃烧室经由出口阀A连接至出口管道14。取决于出口阀A的打开或关闭，气缸5的燃烧室连接至出口管道14或者与出口管道14隔开。通过出口管道14，燃烧废气经由废气系统11被排出至外部。
入口管道13在输入侧连接至进气歧管7，该进气歧管能够通过节流阀8以取决于阀位置的方式而或多或少地打开或关闭。在燃烧运行期间，或多或少的空气以取决于节流阀8的打开的横截面的方式被吸入。在进气歧管7中存在进气歧管压力p，进气歧管压力p能够通过进气歧管压力传感器9来测量。因此，被吸入的空气流的空气质量经由节流阀8、进气歧管7并且在入口阀E打开时经由入口管道13而进入至气缸5的燃烧室中。
此外，该内燃机具有喷射器12，被限定的燃料量能够在规定的时间经由该喷射器被直接地喷射至气缸5中。在喷射期间，燃料与被吸入的空气一起旋动并且在借助于火花塞15的点火之后被燃烧，并且作为废气经由打开的出口阀A和废气系统11被排出。
此外，控制单元2被提供，该控制单元连接至存储器3。此外，控制单元2经由传感器线连接至进气歧管压力传感器9，经由控制线连接至节流阀8，经由另外的控制线连接至喷射器12，并且经由第三控制线连接至点火系统（未示出），该点火系统在由控制单元2规定的点火时间向火花塞提供点火电流。
用于控制从内燃机的第一运行状态至内燃机的第二运行状态的转换的控制程序存储在存储器3中。此外，控制程序存储在存储器中，通过该控制程序，能够以取决于驾驶员的要求（特别地取决于油门踏板位置和转速）的方式提供相应的扭矩。为此，相应的程序被存储，该相应的程序用于控制节流阀8的打开的横截面，用于确定喷射量，用于确定点火时间并且用于确定喷射时间、入口阀的打开时间以及出口阀的打开时间。
不同的运行状态能够包括，例如，与第二运行状态相比，第一运行状态规定了入口阀的较小的打开行程和/或出口阀的较小的打开行程。此外，与第二运行状态相比，在第一运行状态中能够具有较少数量的主动气缸。主动气缸表示参与燃烧过程的气缸。例如，能够以取决于负载要求并且取决于内燃机的运行点的方式关掉单个气缸，也就是说不再给该气缸供应燃料。
在所示示例性实施例中，连接至控制单元2的执行器4被提供。在输出侧，执行器4作用在入口阀E上并且（取决于选择的实施例）还作用在出口阀A上。通过执行器4，控制单元能够例如以取决于负载要求的方式不同地控制入口阀E和/或出口阀A的打开行程。取决于入口阀E和/或出口阀A的行程，较少或较多的填充量的新鲜空气进入至气缸的燃烧室中。在入口阀的行程高度变化时，燃烧室的填充量因此能够快速地变化。这样一来，由内燃机提供的扭矩可快速地变化。
图2示出了曲线图的示意图示，在该曲线图中，对于内燃机的两种运行状态，相对于时间t绘制了被吸入的新鲜空气LA的填充量的分布图以及点火时间和点火角度ZW的分布图。在内燃机的第一运行状态中，用于气缸的燃烧操作的第零填充量LA0经由节流阀、入口阀和出口阀的相应位置被吸入。此外，第零点火时间ZW0由控制单元利用规定的控制程序而确定，并且因此控制空气/燃料混合物的点火。在切换时间tu处进行内燃机的运行状态的改变，即，从第一运行状态改变至第二运行状态。在此，例如，入口阀的打开行程和/或出口阀的打开行程被改变使得新鲜空气的填充量突然升高，准确地说升高至第一值LA1。在此，空气质量的突升由附图标记LV表示。与此同时，点火时间在延后的方向上被调整至第一值ZW1，并且由此提供规定的扭矩储备。在接下来的时间顺序中，通过控制单元2，填充量被再次降低并且点火时间在提前的方向上被再次调整至设定点值ZW0。用于空气量和点火时间的设定点值表示用于内燃机的期望的扭矩和转速的最优运行点，在该最优运行点时，尽可能少的燃料被消耗。从第一时间t1开始，通过从第一运行状态a0转换至第二运行状态a1而提供的扭矩储备被再次平衡。通过点火时间在延后的点火时间的方向上的相应调整，通过新鲜空气的填充量的增加而提供的扭矩的增加被平衡，并且因此扭矩储备被平衡。
借助于通过运行状态的改变而设定的扭矩储备被更准确地计算的事实，该方法的改进利用图3的程序顺序而实现。以此方式能够更早且更准确地确定扭矩储备的平衡所需的点火角度。特别地，在从第一运行状态转换至第二运行状态之前就已经需要计算出修正的点火时间，从而使得修正的点火角度在转换期间就已经是可用的。
图3示出了用于确定内燃机从第一运行状态转换至第二运行状态的扭矩储备的改进的方法。在从第一运行状态转换至第二运行状态之前，在第一运行状态中的内燃机的转速N由控制单元检测。与此同时，在第一运行状态中的内燃机的扭矩TQI由控制单元检测。该转速或扭矩能够以取决于另外的参数的方式被测量、确定或计算。
在第一运行状态期间，控制单元2通过第二计算方法51而以取决于转速N和扭矩TQI的方式确定在第二运行状态中的内燃机的空气质量设定点值LS。为此，能够提供相应的计算方法或特性图或特性曲线，通过该计算方法或特性图或特性曲线，能够以取决于转速和扭矩的方式来确定用于第二运行状态的内燃机的空气质量设定点值。为此，第二计算方法51考虑了在第二运行状态中的内燃机的运行模式。
随后，在第一运行状态期间，以取决于转速N和空气质量设定点值LS的方式，控制单元2通过第一计算方法52确定待由第一运行状态下的内燃机输出的扭矩设定点值TQIS。该确定能够包括例如计算方法、特性场或者特性曲线的使用中，并且该确定能够描绘第一运行状态下的内燃机的运行模式。
随后，在第三计算方法53中，扭矩储备TQIR以取决于扭矩设定点值TQIS和扭矩TQI的方式被计算，该扭矩设定点值TQIS在第一计算方法中被确定，该扭矩TQI由控制单元确定。在一个简单实施例中，该计算能够是简单的减法。通过控制单元4将内燃机从第一运行状态转变为第二运行状态，在第三计算方法53中确定的扭矩储备由控制单元4设定。如上面已经描述的，在第一和第二运行状态之间的区别能够例如在于入口阀和/或出口阀的不同的行程高度。
取决于选择的实施例，控制单元2能够在第三计算方法中确定的扭矩储备的基础上检查该扭矩储备是否能够借助于点火调整而被平衡。如果不是这种情况，那么控制单元能够取决于选择的实施例而阻止从第一运行状态至第二运行状态的切换。
第一和第二计算方法根据内燃机的限定的运行点被确定和/或以取决于驾驶员的要求扭矩的方式被确定。为此，相应的计算方法和/或特性曲线或特性图存储在控制单元2的存储器3中。
附图标记列表
1 内燃机
2 控制单元
3 存储器
4 致动器
5 气缸
6 活塞
7 进气歧管
8 节流阀
9 进气歧管压力传感器
11 废气系统
12 喷射器
13 入口管道
14 出口管道
15 火花塞
51 第二计算方法
52 第一计算方法
53 第三计算方法
A 出口阀
a0 第一运行状态
a1 第二运行状态
E 入口阀
LA 新鲜空气
LA0 第零填充量
LA1 新鲜空气的填充量
LS 空气质量设定点值
LV 空气质量突升
N 转速
t 时间
t1 第一时间
tu 切换时间
TQI 扭矩
TQIR 扭矩储备
TQIS 扭矩设定点值
ZW 点火角度
ZW0 第零点火时间

Claims (8)

1.一种用于确定在从第一运行状态（a0）至第二运行状态（a1）的运行状态的改变期间的用于内燃机（1）的扭矩储备（TQIR）的方法，其中，所述内燃机（1）在所述第一运行状态（a0）下运行；所述内燃机（1）的转速（N）被确定；所述内燃机的扭矩（TQI）被确定；利用第二计算方法（51），用于所述内燃机（1）的填充的空气质量设定点值（LS）以取决于被确定的转速（N）并且取决于被确定的扭矩（TQI）的方式被确定，所述第二计算方法（51）考虑了在所述第二运行状态（a1）下的所述内燃机（1）的运行模式；通过第一计算方法（52），利用被确定的转速（N）并且利用被计算的空气质量设定点值（LS）来计算扭矩设定点值（TQIS），所述第一计算方法（52）考虑了在所述第一运行状态（a0）下的所述内燃机（1）的运行模式；以及，借助于第三计算方法（53），用于从所述内燃机（1）的所述第一运行状态（a0）至所述第二运行状态（a1）的转换的扭矩储备（TQIR）以取决于被确定的扭矩（TQI）并且取决于被计算的扭矩设定点值（TQIS）的方式被确定。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，利用特性曲线或特性图来执行所述第二计算方法（51），所述特性曲线或特性图以取决于所述扭矩（TQI）和所述转速（N）的方式确定用于所述内燃机（1）的所述第二运行状态（a1）的空气质量设定点值（LS）的相关性。
3.根据前述权利要求的任一项所述的方法，其中，利用特性曲线或特性图来执行所述第一计算方法（52），所述特性曲线或特性图以取决于所述空气质量设定点值（LS）和所述转速（N）的方式确定用于所述内燃机（1）的所述第一运行状态（a0）的所述扭矩设定点值（TQIS）的相关性。
4.根据前述权利要求的任一项所述的方法，其中，借助于所述第三计算方法（53），通过从所述扭矩设定点值（TQIS）中减去所述被确定的扭矩（TQI）来确定所述扭矩储备（TQIR）。
5.根据前述权利要求的任一项所述的方法，其中，以取决于所述被确定的扭矩储备（TQIR）的方式检查所述扭矩储备（TQIR）是否能够通过点火角度调整而被平衡，如果不能通过改变所述点火角度（ZW）而执行所述扭矩储备（TQIR）的话，则不执行所述运行状态的改变。
6.根据前述权利要求的任一项所述的方法，其中，所述第一运行状态（a0）与所述第二运行状态（a1）的区别在于所述内燃机（1）的至少一个入口阀（E）的不同的阀行程。
7.根据前述权利要求的任一项所述的方法，其中，所述第一运行状态（a0）与所述第二运行状态（a1）的区别在于使所述内燃机（1）的一个气缸（5）停止或起动。
8.一种被构造成执行根据前述权利要求的任一项所述的方法的控制单元。
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