CN1200165A - 控制或调节可充气内燃机功率的方法和装置 - Google Patents

控制或调节可充气内燃机功率的方法和装置 Download PDF

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Abstract

存在这类方法:从一预先给定的进气额定值(rlsol)中推导得到内燃机进气管中油门的调节参数(wdksol),从这一进气额定值(rlsol)中测定进气管压力额定值(pssol),并通过进气管压力额定值(pssol)与一参数(dpdk)的结合推导得到进气压力额定值(plsol),该值预先规定了油门上的压力降低。通过预先规定油门上的压力降低,一方面可以实现动态行驶时良好的机动性,另一方面可以实现表态行驶时最佳的效率。

Description

控制或调节可充气内燃机功率的方法和装置
现有技术
本发明涉及的是通过控制或调节进气管中油门的位置和进气压力来控制或调节可充气内燃机功率的方法和装置。
从DE 43 30 368 A1中可了解这类方法。在现有技术条件下，每次根据司机的意愿也就是说行驶速度调节器的设定值独立调节进气压力和油门位置。在司机意愿也就是说行驶速度调节器设定值的第一区间内，主要在调整油门的基础上进行功率控制；在司机意愿也就是说行驶速度调节器设定值的第二区间内，主要在进气压力的基础上进行功率调整。在第一和第二区间之间还可给出一个第三区间，在这一区间内根据司机意愿进行油门和进气压力的共同调整。这样选择油门位置和进气压力对油门踏板调节的依赖关系：在每个工作状态，就功率和燃料消耗来说，实现最佳的汽缸充气。
发明的任务在于，说明控制或调节可充气内燃机功率的方法和装置，并且在这一过程中一方面要实现良好的机动性，另一方面要达到最佳效率。
发明的优点
根据发明，具有权利要求1或7特征的任务这样解决：从一预先给定的进气额定值中推导得到内燃机进气管中油门的调节参数，从这一进气额定值中得到进气管压力的额定值，并通过进气管压力额定值与一参数的结合得到进气压力额定值，该值预先规定了油门上的压力降低。
可以这样简单地控制油门上的压力降低：根据司机意愿，或者优化内燃机的灵活性，或者优化内燃机的效率，即一方面可以是很灵活的行驶方式，另一方面可以是很经济的行驶方式。
发明的其他优点可以从其他权利要求中得知。
实施例描述
下面借助于附图中描述的实施例来详细说明发明：
图1给出了说明内燃机控制的一览图，
图2给出了油门位置和进气压力控制的简图，
图3是推导得到进气压力额定值的简图。
图1显示了具有进气管102和排气通道104的内燃机100。在进气管102中，从吸入空气的流向看，布置有空气量或空气重量mL的测量传感器105，涡轮压缩机的空气压缩机108，测量进气压力p2的压力传感器112，测量内燃机100吸入空气温度Tans的温度传感器110和一个或多个喷油嘴113。涡轮压缩机的空气压缩机108通过连接管道114由安装在排气通道104中的涡轮机116驱动。旁通管道118与涡轮机116连接，在旁通管道118中安装有旁通阀120，由此可以控制涡轮压缩机产生的进气压力。此外，在内燃机100中还有爆震传感器122(它在爆震燃烧时给出爆震信号K)，测量转速nmot的转速传感器123和测量发动机温度Tmot的温度传感器124。内燃机100例如有4个汽缸125，每个汽缸都装有一个火花塞。
下述信号被传输给控制器126：空气量或空气重量测量器105的信号mL，压力传感器112的信号p2，测量吸入空气温度的温度传感器110的信号Tans，爆震传感器122的信号K，转速传感器123的信号nmot，测量发动机温度的温度传感器124的信号Tmot和油门踏板值指示器的信号αP。控制器126给出用于油门106伺服驱动107的信号wdksol，控制旁通阀120的信号1dtv和通过喷油嘴113计量燃料的信号ti。
控制器126中包含有图2中描述的用于控制或调节油门位置和进气压力的电路。图2中显示的控制或调节装置的输入信号是进气额定值rlsol，由于各种作用，例如油门踏板位置，速度调节，变速调节，防滑动调节等，这一进气额定值从转矩预定值中计算。由于进气额定值rlsol的推导不是发明的对象，这里不对此详细加以探讨。通过确定进气实际值的储备量rlist，从而将进气额定值传输给连接点201。在电路块202中测定取决于发动机转速nmot和吸入空气重量或者说空气量mL的进气实际值rlist(也被看作发动机负载)。进气调节器203从进气额定值rlsol与进气实际值rlist之间的储备量中推导得到油门-伺服驱动107的控制信号wdksol。
同样，从进气额定值rlsol中推导得到调节进气压力的旁通阀120的控制信号ldtv。此外，将进气额定值rlsol传输给与图3相关联的、还要详细加以描述的电路块204，在这一电路块中，从进气额定值rlsol中导出取决于发动机转速nmot，发动机温度Tmot和吸入空气温度Tans的进气管压力额定值pssol。在连接点205将信号dpdk与进气管压力额定值pssol叠加，该信号相当于油门上的压力降低。用图3描述了怎样在电路块206内从进气额定值rlsol和其他参数中推导得到信号dpdk。
连接点205的输出信号相当于进气压力额定值plsol。在连接点207确定进气压力额定值plsol与进气压力实际值plist之间的储备量。电路块208从压力传感器112的测量信号p2中推导得到进气压力实际值plist。处于进气压力额定值plsol与进气压力实际值plist之间的储备量信号lde被传输给进气压力调节器(例如PID调节器)209，进气压力调节器最后给出涡轮压缩机的旁通阀120的控制参数ldtv。
与进气管压力额定值pssol相比，用与油门上压力降低相对应的信号dpdk可以任意增大或减小进气压力额定值plsol。如果例如司机要求发动机动态工作，那么将值放在良好的机动性上，这样，相对于进气管压力额定值pssol增大进气压力额定值plsol。在这种行驶方式下，内燃机的效率很低，工作不经济。如果相反，更多地要求高效率，即静态工作，那么信号dpdk大大减小，使得进气压力额定值plsol与进气管压力额定值pssol大致相同。可以看到，借助于油门上可控制的压力降低dpdk可以使内燃机快速适应每种行驶方式。
如图3那样，在除法器301中通过进气额定值rlsol和系数fupsrl之比得到进气管压力额定值pssol。可以从特征曲线族中导出例如取决于发动机转速nmot，发动机温度Tmot和吸入空气温度Tans的系数fupsrl(与图2中的电路块204相比较)。为了达到进气管压力额定值pssol，在分支点302还可将信号prg与进气额定值rlsol和系数fupsrl的商叠加，它说明了燃烧室中剩余气体的分压力。由于在排气结束和进气开始之间的阀重叠，在燃烧室中残留有剩余气体，其压力总计约为50…150mb。
如图2中提到的那样，在连接点303，油门上压力降低的表示信号dpdk与进气管压力额定值pssol叠加，最后由此产生进气压力额定值plsol。信号dpdk从特征曲线族KFDPDK中得到，它存储在电路块304中。从特征曲线族KFDPDK中得到的信号dpdkd的值取决于发动机转速nmot，在除法器305中形成的进气额定值rlsol与可达到的最大进气值rlmax之比。这一可达到的最大进气值rlmax例如取决于发动机转速nmot，由爆震传感器122测定的发动机的爆震，发动机温度Tmot，吸入空气温度Tans和大气压力。
因此，如前面说明的那样，油门上压力降低的表示信号dpdk可以非常灵活地与行驶方式相匹配。特征曲线族KFDPDK的输出信号在连接点306与在电路块307中生成的修正系数fdpdk相乘连接。电路块307的输入信号是修正系数的最小值FDPDKMN，时间常数TDPDK和“或”电路308的输出信号。“或”电路在说明过压激活的信号B-ldob与说明过压闭塞时间的信号B-ldobsp之间进行“或”连接。当司机通过操纵油门踏板传递动态运动的行驶方式信号，并且“或”电路308上存在有两个信号B-ldob和B-ldobsp中的一个时，那么，在电路块307中将修正系数fdpdk的值设定为1。只要这两个信号中有一个存在，就保持这一1值。如果行驶方式发生变化，过渡到静态行驶状态，那么，电路块307将具有时间常数TDPDK的修正系数fdpdk从1调整到在0和1之间的最小值FDPDKMN。通过减小修正系数fdpdk来减小与进气管压力额定值pssol叠加的信号dpdk，由此油门上的压力降低减少，以实现优化内燃机效率的目标。也可以通过可由司机操纵的操作元件(例如开关)对修正系数fdpdk产生作用，以预先规定例如特殊的运动行驶方式。

Claims (8)

1.通过控制或调节进气管中油门的位置和进气压力来控制或调节可充气内燃机功率方法，其特征是，从一预先给定的进气额定值(rlsol)中推导得到油门(106)的调节参数(wdksol)，从这一进气额定值(rlsol)中测定进气管压力额定值(pssol)，并通过进气管压力额定值(pssol)与一参数(dpdk)的结合推导得到进气压力额定值(plsol)，该值预先规定了油门(106)上的压力降低。
2.根据权利要求1的方法，其特征是，从进气额定值(rlsol)与系数(fupsrl)的商中推导得到进气管压力额定值(pssol)，它取决于发动机转速(nmot)，发动机温度(Tmot)和吸入空气温度(Tans)。
3.根据权利要求2的方法，其特征是，剩余气体(prg)的分压力与进气管压力额定值相加性叠加。
4.根据权利要求1的方法，其特征是，从取决于发动机转速(nmot)和进气额定值(rlsol)的特征曲线族(304)中读出油门(106)上压力降低的参数(dpdk)。
5.根据权利要求1的方法，其特征是，从取决于发动机转速(nmot)、进气额定值(rlsol)与最大可达到的进气值(rlmax)的比率的特征曲线族(304)中读出油门(106)上压力降低的参数(dpdk)。
6.根据权利要求4或5的方法，其特征是，将修正系数(fdpdk)供给从特征曲线族(304)中读出的值，在动态行驶时，修正系数的设置值比静态行驶时的设置值高。
7.根据权利要求6的方法，其特征是，在动态行驶状态时，修正系数的值设置为1，在过渡到静态行驶状态时，将这一值降低为0和1之间的一个值。
8.通过控制或调节进气管中油门的位置和进气压力来控制可充气内燃机功率的装置，其特征是，预先规定第一介质(201，202)，它们从进气额定值(rlsol)中推导得到油门(106)的调节参数(wdksol)；预先规定第二介质(204)，它从进气额定值(rlsol)中推导得到进气管压力额定值(pssol)，通过进气管压力额定值(pssol)与参数(dpdk)的连接(205)产生进气压力额定值(plsol)，它规定了油门(106)上的压力降低。
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