CN1238027A - 内燃机的增压调节方法 - Google Patents
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Abstract
为了达到增压压力的非常可靠调节，使由一个积分调节器(INT)执行的增压压力的调节偏差量(lde)的积分被限制在一个预定极限值(ldimx)上。该极限值(ldimx)由一个基值(ldimxr)及一个与此值叠加的校正值(ldimxak)组成。校正值(ldimxa，ldimxaa)将根据转数(nmot)自适应地确定，其中设置了多个转数区域。主要根据增压压力调节量的积分分量(ldidv)是小于还是大于实际极限值(ldimx)，可使自适应校正值(ldimxa，ldimxaa)逐步地增大或减小。
Description
本发明涉及一种内燃机的增压调节方法，其中由一个给定增压压力及实际增压压力之间的调节偏差产生出一个调节量，该调节量至少具有一个由积分调节器输出的分量，并且对于该积分分量预设有一个极限值，该极限值由一个与内燃机的多个工作参数有关基值及一个与该基值叠加的校正值来求得。
这样一种方法已由DE19502250Cl公知。用于增压器的调节量由一个比例分量，一个微分分量及一个积分分量组成。该积分分量无论在内燃机静态工作还是在其动态工作时均受到限制。在动态工作时积分分量的极限值由一个与工作参数有关地从特性曲线求得的基值及一个与基值叠加的校正值组成。该校正值与增压空气温度，周围压力及内燃机转数相关地被适应调节。对于校正值这种适应调节的详细情况不能从所述文献中得知。
因此本发明的任务在于，给出一种开始部分所述类型的方法，它可实现内燃机增压的非常可靠的调节，尤其是当出现极具变化的干扰量，如在全负载时极其不同的增压压力额定值或在差别很大的动态转数时也是如此。
根据权利要求1的特征，所述的任务将这样来解决，与转数有关并自适应地确定校正值，其中给定多个转数区域。当调节偏差量小于一个阈值及积分分量小于实际极限值时，逐步地减小自适应校正值。而当调节偏差量大于零及积分分量等于或大于实际极限值时，逐步地增大自适应的基值。
利用这样构成的用于积分分量极限值的校正值可以在增压压力调节时避免大的超调，并仍然能达到调节的快速瞬态特性。首先在很大功率的通常以动态工作方式行驶的机动车上，根据本发明的方法由于其对于调节量积分分量极限值很好的自适应特性，获得增压压力调节的优异调节特性。借助本发明的方法调节回路中的容差能被可靠地控制。
根据本发明方法的合乎目的且有利的进一步构型出现在从属权利要求中。
以下将借助在附图中所示的实施例来详细说明本发明。
附图为：
图1：一个增压压力调节器的功能框图；
图2：求解调节参数的功能框图；
图3：求解用于增压压力调节量的积分分量极限值的功能框图；及
图4：对于极限值的校正值的与转数相关的自适应调节的功能框图。
如从图1中的功能框图可以得知的，从一个特性曲线区KFLDPS中根据发动机转数nmot及节流阀位置α读出给定增压压力Psoll。此外用一个在节流阀前的压力传感器测量实际增压压力Pvdk。在一个节点v1上确定出实际增压压力Plsoll与给定增压压力Pvdk的差值。该差值被称为调节偏差lde。如果存在对于启动增压压力调节的条件B-ldr，则一个开关S1连接到节点V1的输出端，以使得在开关S1的输出端上出现作为调节偏差lde的所述给定增压压力Plsoll与实际增压压力Pvdk之差。如果增压压力调节未启动，也就是未给出条件B-ldr，开关S1则置到0.0。调节偏差lde在此情况下为零。
当调节偏差lde超过一个阀值UMDYLDR时，则阈值判断器SE1将逻辑1置于一个RS触发器FF的S输入端上。该RS触发器FF的R输入端与一比较器K1输出端相连接。当调节偏差lde小于或等于0.0时该比较器K1输出逻辑1。在所述条件下，当调节偏差lde超过阀值UMDYLDR时在RS触发器FF的输出端Q出现逻辑1，这即为，发生了从静态到动态工作的过渡。如果在RS触发器FF的R输入端出现逻辑1，这表示调节偏差lde小于0(实际增压压力大于给定增压压力)，该触发器FF将复位并在其输出端Q上出现逻辑0。在触发器FF的Q输出端上的输出信号B-lddy表示是给出动态工作(逻辑1)还是静态工作(逻辑0)。
在功能框R1中将根据工作条件B-lddy及发动机转数nmot求出比例调节参数ldrkp，微分调节参数ldrkd及积分调节参数ldrki。在功能框R1中调节参数ldrkp,ldrkd,ldrki的确定将在下面借助图2来描述。
通过在乘法器V2中构成比例调节参数ldrkp与调节偏差lde的乘积就形成了用于涡轮增压器调节量ldtv的比例分量ldptv。
用于调节量ldtv的微分分量ldrdtv是在乘法器V3中由微分调节参数ldrkd、及实际调节偏差lde与在一时间节拍(约50ms)前求得的调节偏差lde(i-1)之差的乘积产生。实际调节偏差lde与在前确定的调节偏差lde(i-1)之间的差值将在节点V4中构成。一个延时机构VZ1输出延时一个时间节拍的调节偏差lde(i-1)。
用于调节量ldtv的积分分量lditv由一个积分器INT构成，该积分器由积分调节参数ldrki及延时调节偏差lde(i-1)计算乘积，及将此乘积与在先的时间节拍上确定的积分分量lditv(i-1)相叠加。
最后，在节点V5上将比例分量ldptv、微分分量ldrdtv及积分分量lditv相加，由此产生用于涡轮增压器旁路阀的调节量ldtv。
积分分量lditv受到向上的限制，以避免增压压力调节中的超调。积分分量lditv的极限值ldimx在电路框R2中求得并根据调节偏差量lde，积分分量Iditv，给定增压压力plsol，发动机转数nmot及汽缸的给定装载及最大装载之间的关系vrlsol来计算，对于电路框R2将在下面借助图3来描述。
在图2中所示的功能框R1包括三个与发动机转数nmot有关的特性曲线区LDRQ1DY、LDRQ1ST及LDRQ2DY。如果出现动态工作的条件B-lddy，则积分调节参数ldrki自动态工作的特性曲线LDRQ1DY，经开关S2到达其输出端。微分调节参数ldrkd自特性曲线LDRQ2DY经开关S3到达其输出端。比例调节参数ldrkp在节点V6上由一固定值LDRQOD及微分调节参数ldrkd的差值构成，该固定值LDRQOD从开关S4连接到节点V6。如果未给出动态工作的条件B-lddy，即发动机处于静态工作，则积分调节参数ldrki取自于特性曲线LDRQ1ST；相应地这时开关S2连接到特性曲线LDRQ1ST。微分调节参数ldrkd通过开关SR3连接到0.0，及比例调节参数ldrup由开关S4连接到一固定值LDRQOS。固定值LDRQOD、LDRQOS及特性曲线LDRQ1DY、LDRQ1ST及LDRQ2DY通过在发动机试验台上的试验这样地应用，使得在动态及静态工作状态下增压调节最佳化。
在图3中表示出功能框R2，它由发动机转数nmot，给定增压压力plsol，调节偏差量lde，汽缸的给定装载与最大装载之比Vrlsol及调节量的积分分量lditv来求出用于积分分量lditv的极限值ldimx。
极限值ldimx由一个极限值ldimxr及一个与它在节点V8中叠加的校正值ldimxak组成。此外在节点9上还可对该极限值ldimx附加加上一个预定值LDDIMX。该值LDDIMX相应于极限值ldimx的一个小分数(约0…5％)，它用于保证在任何情况下均不会低于该小值。如果实际积分分量大于极限值而无表示安全间隔的值LDDIMX，则只要待调节的增压器压力偏差不大于安全间隔LDDIMX，可以不提高增压压力的极限值进行自动的调节。
一个限值级BG1将极限值ldimx限制在预给定值TVLDMX上，它例如相应于增压压力调节量工作比的95％。
用于极限值ldimx的实际校正值ldimxak出现在一个加法器SU的输出端。在该加法器SU上，在其输入端1上输入的校正值在一定条件下或逐步减小或逐步地增大。
假设在加法器SU上校正值逐步减小，则要满足以下的条件：增压器调节必需被启动，即条件B-ldr必需被设置，及实际极限值ldimx不能位于限值级的上端或下端。这两个信息出现在一个与门AN1的输入端，当所述两个条件被满足时，它对另一与门AN2输出逻辑1。还有一个条件是，调节偏差量lde的值必须小于一个阀值LDEIA。为此，调节偏差值lde输入到一个幅值形成器BB并接着输入到一个阀值判定器SE2，当调节偏差的幅值lde小于阀值LDEIA时，其输出端上的逻辑1输入到与门AN2。该阀值LDEIA几乎为0。
此外，在一个阀值判定器SE3中检验汽缸给定装载与最大装载的比例vrlsol是否超过阀值LDRVL。如果是该情况，则表示发动机全负载工作及阈值判定器将逻辑1输出到与门AN2的一个输入端。
作为最后条件应满足的是，积分分量lditv小于极限值ldimx。比较器K2将与调节量对应的积分分量lditv与节点v9前面的极值ldimx相比较。当积分分量lditv大于极限值ldimxr时，在比较器K2的输示端出现逻辑1。比较器K2的输出信号经过一个反相器NOT输入到与门AN2的一个输入端。当积分分量lditv小于极限值ldimx时，在与门AN2的该输入端上出现逻辑1。
当所有上述条件满足时，在与门AN2的输出端上出现逻辑1。用于在加法器SU中逐步减少地接通校正值的条件B-ldimxn在一个延时元件VZ2中延时一个固定脉冲输出时间TLDIAN后再输入到开关S5及或门OR1上。如果逐步减少地接通极限值的条件B-ldimxn已给出，则开关S5将加法器SU的输入端4与一固定值存储器SP1相连接，在该存储器中存储了用于逐步减少地接通极限值的步长LDDIAN。如果该条件B-ldimxn未被满足(相应于与门AN2输出端逻辑0)，则开关S5转接到存储器SP2，在其中存储了用于逐步增加地接通极限值的步长LDDIAP。
对于逐步增加地接通极限值必须满足以下三个条件：一如前述在逐步减少地接通的情况那样，必须在与门AN1的输出端出现逻辑1。
-此外调节偏差值lde必须大于0，其中已达到与0很小的偏差值。当该条件被满足时，在阈值判定器SE4的输出端产生逻辑1。
-最后，调节量的实际积分分量lditv必须大于实际极限值ldimx。如前所述，该条件由比较器K2来检验。
无论是该比较器K2的输出端还是阈值判定器SE4的输出端，以及与门AN1的输出端均连接到一个与门AN3。当这三个上述条件满足时，在其输出端出现逻辑1。
与门AN3的输出信号，即用于逐步增加地接通校正值的条件B-ldimxp将通过延时元件VZ3输出，它的延迟时间等于由与发动机转数nmot相关的特性曲线TLDIAPN求得的脉冲输出时间。用于逐步减少地接通极限值的条件B-ldimxn及用于逐步增加地接通极限值的条件B-ldimxp均输入到或门OR1的输入端。其输出信号连接到加法器SU的输入端2，并向加法器SU发信号，而不管对于在其输入端1上的极限值是进行逐步增大还是逐步减少地接通。
加法器SU输出端上出现的校正值ldimxak也输出到一个功能框AS的输入端5，在该功能框中进行校正值的自适配。该自适配仅在一方面给出发动机全负载工作及另一方面满足逐步增加地或逐步减少地接通校正值的条件时才会进行。关于全负载工作的信息可从上述阈值判定器SE3的输出端上取得。关于是逐步增加地还是逐步减少地接通校正值的信息可由或门OR1的输出信号来取得。无论是阈值判定器SE3的输出信号还是或门OR1的输出信号均输出到与门AN4的输入端。在满足这两个所述条件时，与门AN4的输出信号B-ldimxa为逻辑1。用于校正值自调节的条件B-ldimxa出现在功能框AS的输入端6上。总是当条件B-ldimxa=1时，加法器SU的实际值转移到功能框AS的相应存储单元中，在其中存储多个由自适配特性曲线形成的值。
用于功能框AS中自适配校正值的起动信号位Stldea由功能框R3提供，后者将在下面借助图4进一步描述。此外功能框R3输出一个关于起动信号位改变的信息B-stldw。
用于形成校正值ldimxak的加法器SU的输入端1或是由功能框AS的输出端的自适配校正值ldimxa或是由自适配校正值ldimxaa输入，在后者中负向出现的跃变被限制在一个最小值上。通过开关S6在自适配校正值ldimxa及限值的自适配校正值ldimxaa之间作出选择。在启动增压压力调节的开始时刻将开关S6连接到未限值的自适配校正值ldimxa上，这就是说，在用于增压压力调节的条件B-ldr的上升沿出现后立即将开关S6连接到校正值ldimxa上。一个触发器AF识别出信号B-ldr的上升沿。否则开关S6连接到另一位置，对加法器SU的输入端1输入限值的自适配校正值ldimxaa。
不管是出现了增压压力启动信号B-ldr的上升沿还是功能框R3内信号B-Stldw指示起动信号的变换，加法器SU的输入端3将接收来自或门OR2输出端的信息。
限值的自适配校正值ldimxaa将如下地构成。在功能框AS输出端上出现的自适配校正值ldimxa将在节点V10减去由加法器SU输出的实际校正值ldimxak。该差值信号ldimxad将输送到一个限值级BG2。限值级BG2将差值信号ldimxad的负向跃变限制在预定极限值LDMXNN上。在限值级BG2输出端上的限值差分信号ldimxab在节点V11上与实际校正值ldimxak相加，并由此最终形成限值的自适配校正值ldimxaa。
输入到功能框AS输入端7用于自适配的起动信号位Sdldea的构成可从图4中得知。在其中例如设有四个产生迟滞作用的开关H1、H2、H3及H4。在所有开关H1至H4上输入的一个迟滞常数LDHIA给出迟滞时间宽度。四个开关H1至H4的迟滞根据转数nmot这样分配，使每个迟滞覆盖了四个转数区域中的一个。各个迟滞与转数相关的位置通过常数STLDIA1,STLDIA2,STLDIA3及STLDIA4输入到各个迟滞开关H1至H4。视实际转数nmot位于这四个转数范围的哪个中，在迟滞开关H1或H2或H3或H4的输出端出现一个信号。每个输出信号控制一个开关S7,S8,S9及S10。在开关S7,S8,S9及S10的输入端出现5个起动值1.0,2.0,3.0,4.0及5.0。根据开关位置，即根据实际转数范围nmot，将5个起动信号位中的一个作为输出信号Stldia连接，并到达自适配开关AS的输入端7。根据起动信号位Stldea的大小来增大或减小自适配特性曲线的斜率；通过自适配将使自适配校正值ldimxa增大或减小。
在迟滞开关H1…H4中具有一个右开关点STLDIA1…4及一个左开关点STLDIA1…4-LDHIA。在转数上升时，即当nmot≥STLDIA1…4时，相应迟滞开关H1…4的输出端将置为“1”。接着当nmot≤STLDIA1…4-LDHIA时将回置到“0”。
关于起动信号位B-Stldw的信息借助于比较器K3来获得。它将实际起动信号位值Stldia与一个定时时间前求得的起动信号位值Stldia(i-1)相比较。延时元件VZ4将在先的起动值Stldia(i-1)提供给比较器K3。如果在比较器K3输入端上的这两个起动信号位值Stldia及Stldia(i-1)彼此不同，则比较器K3在其输出端上输出一个起动信号位改变B-stldw的信息。
Claims (8)
1．一种内燃机的增压调节方法，其中由一个给定增压压力及实际增压压力之间的调节偏差产生出一个调节量，该调节量至少具有一个由一个积分调节器输出的分量，并且对于该积分分量设有一个极限值，该极限值由一个与内燃机的多个工作参数有关的基值及一个与该基值叠加的校正值来求得，其特征在于：
-与转数(nmot)有关并自适应地确定校正值(ldimxa,ldimxaa),其中给定多个转数区域；
-当调节偏差量(lde)小于一个阈值(LDEIA)及积分分量(lditv)小于实际极限值时，逐步地减小自适应校正值(ldimxa,ldimxaa)。
-当调节偏差量(lde)大于零及积分分量(lditv)等于或大于实际极限值(ldimx)时，逐步地增大自适应校正值(ldimxa,ldimxaa)。
2．根据权利要求1的方法，其特征在于：仅当给出发动机全负载工作及当积分分量(lditv)的实际极限值(ldimx)不位于调节量(ldtv)的下阈值上时，才执行自适应校正值(ldimxa,ldimxaa)的逐步减小。
3．根据权利要求1的方法，其特征在于：仅当积分分量(lditv)的实际极限值(ldimx)不位于调节量(ldtv)的上阈值上时，才执行自适应校正值(ldimxa,ldimxaa)的逐步增加。
4．根据权利要求1的方法，其特征在于：对极限值(ldimx)加上一个固定量值(LDDIMX)，该量值约为调节量(ldtv)的上阈值的0…5％。
5．根据权利要求1的方法，其特征在于：在自适应校正值(ldimxa,ldimxaa)的增大及减小的条件满足后，自适应校正值(ldimxa,ldimxaa)的逐步增大或减小被延时一个脉冲输出时间(TLDIAPN,TLDIAN)。
6．根据权利要求5的方法，其特征在于：在自适应校正值(ldimxa,ldimxaa)减小的情况下，脉冲输出时间(TLDIAN)是一个固定的预定值；及在自适应校正值(ldimxa,ldimxaa)增加的情况下，脉冲输出时间(TLDIAPN)由一个与转数(nmot)相关的特性曲线求得。
7．根据权利要求1的方法，其特征在于：在从一个转数区域改变到另一转数区域时出现的自适应校正值(ldimxa)的跃变(ldimxad)在负方向上被限制在一个最小值(LDMXNN)上，而在增压压力调节启动(B-ldr)后直接地取消该限制。
8．根据权利要求1的方法，其特征在于：极限值(ldimx)的基值(ldimxr)根据转数(nmot)，给定增压压力(plsol)及周围压力(pu)由特性曲线(KFLDIMX,KFLDIOPU)求得。
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