CN107110045B - 内燃发动机的预控制 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于内燃发动机（100）的混合准备（105）的预控制的方法，其包括如下步骤：确定内燃发动机（100）的配置，其中，该配置借助于多个致动器（130）的分立位置的组合实现，多个致动器（130）影响内燃发动机的操作参数；确定混合准备（105）的恒定修改份额，该混合准备借助于内燃发动机（100）的排气探头（140）被反馈；储存恒定修改份额和关联配置；及当内燃发动机以相同配置操作时，以恒定修改份额执行对混合准备（105）的预控制。

Description

内燃发动机的预控制
技术领域
本发明涉及内燃发动机的混合准备（Gemischaufbereitung）。尤其，本发明涉及在预控制模式中的混合准备。
背景技术
内燃发动机（尤其是例如机动车辆上机载的往复活塞式内燃发动机）借助于混合准备操作，其中，混合准备基于影响内燃发动机的操作的参数确定将喷射到内燃发动机中的燃料的量或质量。此外，混合准备评估来自λ探头的信号，λ探头布置在内燃发动机的排气道中并且指示燃烧是否以化学计量方式（也就是说既没有过量燃料，也没有过量空气）进行。
为了能够总是使内燃发动机以改善的方式适应极其广泛的操作点，能够越来越多地借助于致动器改变操作参数。例如，入口阀或出口阀的控制次数、活塞的压缩、返回排气的比例能够变化。此外，在包括入口歧管和直接喷射操作的组合的所谓的双喷射系统的情况下，存在另外的自由度。当确定燃料的量时，混合准备将致动器的位置考虑在内。能够例如归因于致动器的缺陷的剩余偏差基于λ值被修正。
λ探头要求高的操作温度，通常在内燃发动机启动之后还没有立即达到该高操作温度。在该阶段期间，混合准备不得不执行预控制操作，也就是说在不接收关于燃烧品质的反馈的情况下基于内燃发动机的操作参数确定将喷射的燃料的量。
DE 10 2008 012 607 B4提出基于主要参数旋转速度、负荷和温度执行混合准备的预控制。此处，假定将喷射的燃料的量固定地依赖于主要参数。
然而，致动器受到能够显著影响预控制的不精确的制约。例如，由于磨损、分散或温度影响，致动器的实际位置可能与其预期位置不同。在这种情况下，难以基于内燃发动机的主要参数执行预控制。燃烧结果可能是低品质的，结果导致通过内燃发动机产生的环境污染增加。
发明内容
本发明的目的是详细说明用于在内燃发动机的预控制期间的混合准备的改善的技术。本发明借助于具有下述特征的方法、计算机程序产品和装置实现该目的。
一种用于内燃发动机的混合准备的预控制的方法包括如下步骤：确定内燃发动机的配置，其中，所述配置借助于影响内燃发动机的操作参数的多个致动器的分立位置的组合实现；确定混合准备的恒定修改份额，混合准备借助于内燃发动机的排气探头被反馈；储存恒定修改份额和关联配置；和当内燃发动机以相同配置操作时利用恒定修改份额执行混合准备的预控制。
使用来自λ探头的信息，所述混合准备以这样的方式控制在常规操作期间将喷射的燃料的量，即使得，适当地补偿致动器的实际位置与其预期值的全部不精确和偏差。该类型的偏差被合并到恒定修改份额中。在这种情况下，修改对应于在基于操作参数确定的喷射量和基于λ信号确定的实际喷射量之间的偏差。变量修改份额能够归因于测量延迟、测量噪声和其他影响。在当前情况下，假定恒定份额是至少一个致动器与其预期位置的偏差。借助于在混合准备通过排气探头反馈期间储存恒定修改份额，预控制能够在内燃发动机以相同配置操作的不同时间以改善的方式修改致动器中的错误。此外，当排气探头不可用时，例如在内燃发动机的冷运行阶段期间，能够实现内燃发动机的改善的操作。
致动器的分立位置的组合能够被理解为是逻辑发动机。如果仅致动器中的一个的位置改变，则创建能够应用另一恒定修改份额的另一逻辑发动机。尤其在仅具有少量的两个或三个不同位置的常规致动器的情况下，该过程是有利的。
能够在混合偏差或混合修改和在偏差中涉及的致动器之间建立直接关系。
能够已经通过逻辑发动机的理概考虑致动器或驱动策略的温度相关性。如果，例如，存在一种驱动策略，根据其，当达到预定的油或冷却剂温度时，活塞行程从分立值转换至另一值，则两个逻辑发动机自动地形成，其中一个在相对低温处操作，且其中的另一个在相对高温处操作。然后可以不再需要考虑温度的另外的操作。
能够借助于控制元件的老化修改驱动策略的致动器修改还能够借助于逻辑发动机的设计自动地影响混合修改范围的位置。
在相同发动机操作点（例如关于旋转速度、负荷和/或温度）处的不同致动器组合还能在逻辑发动机上具有不同修改值。
关联恒定修改份额优选地用于致动器的分立位置的每个组合。因此，能够以全部组合操作预控制。内燃发动机能够因此在暖机阶段中在致动器的全部位置组合中的混合准备的部分上操作。
优选地预控制操作以叠加方式考虑恒定修改份额。这在内燃发动机的低负荷的情况下常常尤其有利。在另一实施例中，预控制操作还能以倍增方式考虑恒定修改份额。尤其在更高负荷在内燃发动机上的情况下，这可以提供更好的结果。
在又另外的实施例中，依赖于内燃发动机的参数中的至少一个执行混合准备，其中，在预控制操作期间考虑恒定修改份额的方式依赖于该参数。尤其，内燃发动机的负荷能够例如以旋转速度或转矩表达，其中，在低旋转速度或低转矩的情况下，以叠加方式考虑恒定修改份额，并且在高旋转速度或高转矩的情况下以倍增方式考虑恒定修改份额。
尤其优选的是当依赖于内燃发动机的多个参数执行混合准备，其中，相应地关联的恒定修改份额用于这些参数的不同比率。内燃发动机的操作状态结合致动器的分立位置的相空间能够因此适当地分解，以便允许在子空间中更精确的操纵。能够有利地通过管理对应地大量恒定修改份额来辅助该划分。
一种计算机程序产品包括程序代码器件，其用于在计算机程序产品在处理设备上运行或被储存在计算机可读数据载体中时执行上述方法。
一种用于内燃发动机的混合准备的预控制的装置，其包括：用于对内燃发动机的配置采样的第一接口；用于对混合准备的恒定修改份额采样的第二接口，混合准备通过内燃发动机的排气探头被反馈；用于记录恒定修改份额和关联配置的存储器；和处理设备，其在内燃发动机以相同配置操作且排气探头不可用时用于提供恒定修改份额至混合准备。在这种情况下，该配置借助于影响内燃发动机的操作参数的多个致动器的分立位置的组合实现。
附图说明
现在将参考附图更详细地描述本发明，其中：
图1示出带有混合准备的内燃发动机；和
图2示出图1的混合准备的相空间。
具体实施方式
图1示出带有混合准备105的内燃发动机100。内燃发动机100能够被设计为尤其用于在机动车辆中操作。内燃发动机100优选地包括多气缸往复活塞式发动机。混合准备105连接到若干传感器125和致动器130。混合准备105的目的是确定应当喷射到内燃发动机100中用于燃烧的燃料的量。在一个实施例中，混合准备105被设计为驱动燃料喷射器135用于分配所确定量的燃料。通常关于能够从内燃发动机100分接的一个或多个参数确定所述燃料量。例如，传感器125中的一个能够包括气流计、旋转速度传感器或转矩传感器。另外的传感器同样是可能的，且能够确定例如在内燃发动机100中的不同温度或压力。
能够额外地借助于至少一个致动器130影响内燃发动机100的操作，其中，致动器130具有固定的预定数目的分立位置。通常提供多个致动器130，所述致动器控制例如入口阀的行程或相、出口阀的行程或相、气缸的压缩或一个或多个可能的喷射器的使用。
混合准备105借助于接口150连接到处理设备155，所述处理设备继而连接到存储器160。提出将处理设备155设计为在其中λ探头140可用的常规操作期间确定在基于传感器125和致动器130的位置确定的燃料的量和基于来自λ探头140的信号确定的燃料的量之间的偏差。尤其，根据该差异，恒定比例被确定并储存在存储器160中。该值与内燃发动机100的配置关联，该配置取决于致动器130由于组合所呈现的分立位置。换言之，能够形成成对值，该成对值包括所使用的恒定修改份额和组合。在另一实施例中，在存储器160中的固定地点与一个组合关联，且所确定的恒定修改份额被储存在关联点处。
如果内燃发动机100在稍后的时间在λ探头140不可用的情况下操作（例如因为在内燃发动机100的暖机阶段期间λ探头140不另外输出有用的信号），则混合准备105不得不控制内燃发动机100或确定将在预控制模式中（也就是说在没有通过λ探头140的信号反馈的情况下）喷射的燃料的量。为此目的，提出经由接口150使用处理设备155从存储器160获得对应于内燃发动机100的当前配置的那个恒定修改份额。该修改份额然后用于修正基于致动器130的位置和来自传感器125的信号值确定的燃料的量。
在混合修改和在偏差中涉及的致动器130之间的直接关系能够通过恒定修改份额表达。因为内燃发动机100的配置反映驱动策略，所以能够自动考虑致动器130的及致动器130的驱动策略的温度相关性。如果例如，内燃发动机100的活塞行程首先在预定操作温度处转换，则该转换也通过所提出的过程在预控制模式中自动被考虑。例如借助于诸如致动器130的老化的影响对致动器130的修改（其能够修改驱动策略）也能够自动地影响混合修改范围的位置。内燃发动机100关于内燃发动机100的旋转速度、负荷和温度在相同操作位置处的不同配置也能够以这种方式具有不同修改值。
图2示出图1的混合准备105的相空间200。内燃发动机100的负荷L沿水平方向绘制，且所述内燃发动机的旋转速度N沿垂直方向绘制。内燃发动机100的不同配置K沿着第三轴线指示。
对于每种配置K预设用于确定将喷射的燃料的量的至少一个恒定修改份额。在图2的图示中，对于每种配置K预设覆盖相应相空间的不同部分的两个修改值。纯粹以举例的方式，相空间被分成具有大致三角形形状的多个子空间205。
在不同实施例中，能够以叠加方式或者以倍增方式考虑关联的恒定修改份额。在一个实施例中，考虑所述修改份额的方式能够取决于内燃发动机100的负荷。在这种情况下，能够以分立步骤或者连续地进行传递。例如，在低负荷的情况下，能够以叠加方式考虑所储存的恒定修改份额，而在更高的负荷的情况下，以倍增方式考虑所述修改份额。对于连续的传递，以叠加方式和以倍增方式二者考虑所述修改份额的过程被确定并且借助于取决于负荷的权重因数被加权。加权的修正项的加和然后被传到处理设备105。
如在已知混合修改的情况下，能够在计算将喷射的燃料的量期间直接考虑燃料预控制的修正。然而，确定将考虑的修正值除了其他以外还依赖于当前有效的逻辑发动机：
MFF_SP_COR = MFF_SP_BAS * [Σ(AD_i_LogEng_k FAC_i_k)/Σ(FAC_i_k)] *FAC_LAM * ...
其中：
MFF_SP_COR：用于燃料流动的致动值，该致动值通过排气控制修正
MFF_SP_BAS：用于基本燃料流动的致动值
LogEng_k：逻辑发动机k
AD_i_LogEng_k：逻辑发动机k的修改值i
FAC_i_k：用于逻辑发动机k的修改值i的权重因数
FAC_LAM：λ预控制和/或λ控制的修正。
当在致动器位置之间进行转换时，还借助于权重因数FAC_i_k限定在两个相关修改值之间的转变。该转变表示在该情况下的物理转变。能够因此在例如阀行程改变的时刻以同步方式执行转变，以便迅速地应用修正的修改值，用于计算关联喷射质量的目的。此外，然而，还能够以时间延迟或者以平滑传递的形式执行转变。
附图标记
100 内燃发动机
105 混合准备
110 处理设备
125 传感器
130 致动器
135 燃料喷射器
140 λ探头
150 接口
155 处理设备
160 存储器
200 相空间
205 子空间
L 负荷
N 旋转速度
K 配置。

Claims (10)

1.一种用于内燃发动机（100）的混合准备（105）的预控制的方法，其中，所述方法包括下述步骤：
- 确定所述内燃发动机（100）的配置，
- 其中，所述配置借助于影响所述内燃发动机（100）的操作参数的多个致动器（130）的分立位置的组合实现；
- 确定所述混合准备（105）的恒定修改份额，所述混合准备（105）借助于所述内燃发动机（100）的排气探头（140）被反馈，所述恒定修改份额是根据燃料的第一量和燃料的第二量之间的偏差确定的比例，燃料的所述第一量基于传感器（125）和多个致动器（130）的位置确定，并且燃料的所述第二量基于来自所述排气探头（140）的信号确定；
- 储存所述恒定修改份额和关联配置；和
- 当所述内燃发动机（100）以相同配置操作时，利用所述恒定修改份额执行所述混合准备（105）的预控制。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，使用带有关联的恒定修改份额的大量配置。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，对于所述致动器（130）的分立位置的每个组合，使用关联的恒定修改份额。
4.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其中，所述混合准备（105）涉及将喷射到所述内燃发动机（100）的燃烧室中的燃料的量。
5.根据权利要求1-3中的任一项所述的方法，其中，预控制操作以叠加方式考虑所述恒定修改份额。
6.根据权利要求1-3中的任一项所述的方法，其中，预控制操作以倍增方式考虑所述恒定修改份额。
7.根据权利要求5所述的方法，其中，取决于所述内燃发动机（100）的至少一个参数执行所述混合准备（105），并且在所述预控制操作期间考虑所述恒定修改份额的方式依赖于所述至少一个参数。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，取决于所述内燃发动机（100）的多个参数执行所述混合准备（105）并且针对这些参数的不同比率使用相应关联的恒定修改份额。
9.一种计算机可读数据载体，其储存具有程序代码器件的计算机程序产品，用于执行根据前述权利要求中的一项所述的方法。
10.一种用于内燃发动机（100）的混合准备（105）的预控制的装置，其中，所述装置包括以下各者：
- 用于对所述内燃发动机（100）的配置采样的第一接口（150），
- 其中，所述配置借助于影响所述内燃发动机（100）的操作参数的多个致动器（130）的分立位置的组合实现；
- 用于对混合准备（150）的恒定修改份额采样的第二接口（150），所述混合准备（150）借助于所述内燃发动机（100）的排气探头（140）被反馈，所述恒定修改份额是根据燃料的第一量和燃料的第二量之间的偏差确定的比例，燃料的所述第一量基于传感器（125）和多个致动器（130）的位置确定，并且燃料的所述第二量基于来自所述排气探头（140）的信号确定；
- 用于记录所述恒定修改份额和关联配置的存储器（160）；和
- 处理设备（155），其用于在所述内燃发动机（100）以相同配置操作时提供所述恒定修改份额至所述混合准备（105）。
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