CN1346933A - 运行内燃机的方法、计算机程序以及控制和/或调节装置 - Google Patents

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Abstract

在用于运行内燃机的一种方法上从节气阀的位置中求出压力。将从节气阀位置获得的信号传送过至少一个延迟元件。将传送过去的信号采用于形成允许值范围的极限。为了甚至在高节气阀梯度时使得可靠地形成允许值范围成为可能,按本发明安排了至少两个延迟元件,在此如果用其改变节气阀位置的速度位于正极限值之上的话,关断其中一个延迟元件。如果用其改变节气阀位置的速度位于负极限值之下的话,则关断另一个延迟元件的延迟。

Description

运行内燃机的方法、计算机程序 以及控制和/或调节装置
                        技术领域
本发明涉及运行内燃机的一种方法，在此方法上从节气阀的位置中求出进气段中的压力，在此通过至少一个延迟元件传送从节气阀的位置中所获得的信号，并且将所传送过去的信号采用于形成允许值范围的界限。
                        背景技术
在市场上这样的方法是公开的。在此方法上将通过传感器量取的节气阀角度馈送到低通滤波器中。从已滤波和未滤波的信号中，形成从中求出允许压力范围的上限和下限的最大和最小值。同时通过传感器采集压力。通过经每1ms的一个段(两个点火之间的时间)读取和累加压力来进行这一点。在此之后进行求压力平均值，此时将累加的值除以扫描的数目(算术的中值形成)。如果由传感器所采集的压力位于允许值范围之外的话，则进行进入差错存储器的登录。此外将从节气阀角度中求出的压力值代替由压力传感器所求出的压力值采用于内燃机燃烧室的充气计算。人们以此模拟适合于监控(诊断)传感器的所测量压力信号的一种第二压力信号。
诊断方法的基础因此是在两个不同途径上的进气管压力的确定。一方面直接由传感器求出进气管压力。将如此获得的值采用于燃烧室中空气充气的确定。另一方面从节气阀的角度和压力中确定相应的压力。在压力的偏差时以有差错的压力传感器为依据。由于在节气阀角度的快速变化时基于空气的可压缩性和进气管时间常数，实际的压力仅以较小的速度改变，必须延迟从节气阀所获得的信号。通过低通滤波器实现这一点。
可是已证实，存在着一些情况，在其中尽管压力传感器明显正确地工作着，却导至进入差错存储器中的登录。例如当高度动态地运动节气阀时，则可能出现有差错工作的压力传感器的这种差错识别。在此之下例如可以理解为节气阀的很迅速开启和直接随于此的迅速闭合。
                        发明内容
本发明的任务因此在于，如此进一步发展开始时所述方式的一种方法，使得可以排除这样的差错识别。
通过安排至少两个延迟元件来解决此任务，在此当以其改变节气阀位置的速度位于正极限值之上时，其中一个延迟元件的延迟是关断的，而当以其改变节气阀位置的速度位于负极限值之下时，另一个延迟元件的延迟是关断的。
按本发明已发现，尽管压力传感器没有问题，在现有技术上差错识别，也就是诊断的错误响应却可以归因于，在节气阀的高运动速度时和节气阀运动的突然的方向变更时，为了瞬态振荡到目标值上，延迟元件的时间过于短暂。在节气阀运动的这样的方向变更时进行节气阀运动速度的，所谓节气阀梯度的正负号变更。如果在低通滤波器还完全没有已经瞬态振荡到它的从节气阀开启运动中得出的目标值上的时刻，进行这种正负号变更的话，则产生位于实际压力之下的一个允许值范围，此实际压力在进气段中控制着和由压力传感器所采集。为了更好的理解在图4中表示了这种过程。
在本发明上通过安排两个延迟元件来回避这种问题。在节气阀的高运动速度时关断两个延迟元件之一的延迟。这意味着，不延迟地将所馈送的信号传送过延迟元件，延迟元件的输出信号也就是等于输入信号。一旦节气阀的运动速度重新位于高度动态范围之外，也就是在极限速度之下时，重新通过延迟元件进行信号的正常延迟。在节气阀的高运动速度时通过这种措施因此不进行延迟元件到目标值上的延迟的瞬态振荡，而是延迟元件的输出信号直接偶合到输入值上。在相反方向上的立即跟随的节气阀运动的情况下，甚至在节气阀的相应的高速度或动态时，事先短时关断的延迟元件保持有功效的，而输入信号相应地延迟，在此它将事先在关断延迟时到达的信号采用为延迟的起始值。
按本发明因此在节气阀的快速开启运动时，其中一个延迟元件是无功效的，相反地另一个是有功效的，并且在节气阀的快速闭合运动时，其中一个延迟元件是有功效的，相反地另一个是无功效的。
因此用按本发明的方法保证，用传送过两个延迟元件的信号可以形成一个允许值范围，此允许值范围相当于在正确工作压力传感器上的实际允许值范围。
在从属权利要求中说明了本发明的有利的进一步发展。
在一个进一步发展上延迟元件包括至少一个低通滤波器。在这样的低通滤波器上涉及延迟元件的按软件可以简单实现的一种构成。但是延迟元件也可以例如构成为调节器，尤其是PI调节器。
此外可以安排，两个极限值在绝对值上是相等的，并且通过正负号互相区分。尤其是当流态情况是如此的，以至于在其中布置了压力传感器的进气段每个范围中的压力提高和压力下降情况下，特性互相不显著区分时，才出现这一点。
在本发明的进一步发展中此外可以考虑，安排了用其从内燃机转速中和从由节气阀位置获得的信号中求出进气段中相应压力的至少一个特性曲线族。在这样的特性曲线族上，涉及用其可以求出进气段中压力的比较精确值的一种可以简单实现的措施。在此在信号流方向上看还可以将特性曲线族布置在延迟元件之前。在另外的情况下将传送过延迟元件的信号分别馈送到自己的特性曲线族中。
特别当测量进气段中的压力和与允许值范围比较时是有利的。测量进气段中压力的测量装置的诊断因此是可能的。
在此尤其是如果所测量的压力位于允许值范围之外的话，进行差错报告和/或进入差错存储器的登录。以此方式给使用者和/或进行维护的人员指出有差错的压力传感器。
附加地或另可选择地可以考虑，如果所测量的压力位于允许值范围之外的话，则基于从节气阀位置获得的信号进行内燃机燃烧室充气的确定。如果所测量的压力位于允许值范围之外的话，则可以以压力传感器有差错地工作为依据。但是通常正好将压力传感器采用于燃烧室充气的确定。如果诊断压力传感器有差错的话，则可以动用虽然较少准确的，却可靠地起作用的，从节气阀位置中的充气确定。
如果在计算机上实施方法的话，本发明也涉及适合于进行以上方法的一个计算机程序。在此如果在存储器上，尤其是在闪速存储器上存储了计算机程序的话，是特别优先的。
本发明也涉及用于运行内燃机的一个控制和/或调节装置。在此装置上如果控制和/或调节装置适合于以上方法的控制和/或调节的话，则达到在与以上方法的关联中所列举的优点。
           附图说明
以下根据附图详述本发明的实施例。图中所展示的：
图1：内燃机的方框电路图；
图2：用于运行图1的内燃机的方法的流程图；
图3：展示节气阀角度对时间的图表；
图4：展示在现有技术下的所求出的和实际的压力曲线的图表；
图5：类似于图4的，展示实际的和按图3方法所求出压力曲线的图表；和
图6：展示节气阀运动的带有正负号的速度范围的图表。
           具体实施方式
图1中内燃机总的载有相关号10。它包括经未表示的进气阀与回转管14连接的燃烧室12。回转管14向又与进气管18连接的收集器16开放。
在进气管18中活动地布置了节气阀20。通过伺服电机22进行节气阀20的运动，由位置传感器24量取节气阀20的位置。又由压力传感器26采集收集器16中的压力。经喷油嘴28和燃料系统30给燃烧室12馈送燃料。通过与点火设备34连接的火花塞32进行燃烧室12中的点火。
此外内燃机10包括在输入端方面与位置传感器24和压力传感器26连接的一个控制和调节设备36。在输出端方面它与伺服电机22，点火设备34和喷油嘴28连接。
当然内燃机10可以包括分别通向收集器16的多个燃烧室和多个回转管。此外要指明，图1中所示的内燃机10虽然按汽油直喷原理工作；然而以下图中所示的方法也可以应用在具有进气管喷油的内燃机上，在这些内燃机上例如在回转管中布置喷油嘴。
内燃机10也包括通过转速传感器40采集其转速的曲轴38。
现在根据图2详述内燃机10的运行：
在节气阀20的位置传感器24上输出相当于节气阀20现实角度位置的信号wdkba(方框42)。此外在方框44中将位置传感器24的信号采用于求出节气阀20运动的速度。在采用来自时间传感器46的时间信号的条件下进行这种计算。在方框48中用dwdkba表示节气阀20所求出的和有正负号的，也称为节气阀梯度的运动速度。
在方框50中将节气阀20的现实位置wdkba馈送到一个第一低通滤波器中。来自第一低通滤波器50的输出信号称为wdkfmx(方框52)。像在更后面将阐述的那样，信号wdkfmx用来对于由压力传感器26所求出的，在收集器16中控制着的压力psdss，确定允许值范围的上限。
将节气阀20的角度位置wdkba也馈送到一个第二低通滤波器54中。第二低通滤波器54的输出信号称为wdkfmn(方框56)，并且类似地用来确定压力psdss的允许值范围的下限。
在方框58中将节气阀梯度dwdkba与正极限值DKGFILS比较。在只读存储器60中准备就绪极限值DKGFILS。如果在方框58中的比较提供值真实(true)，如果节气阀梯度dwdkba因此大于极限值DKGFILS的话，则直接用节气阀20的位置wdkba初始化第一低通滤波器50，即关断低通滤波器50的滤波或延迟。这种状态一直持续到节气阀梯度dwdkba重新位于极限值DKGFILS之下时为止。
在方框62中用系数-1乘极限值DKGFILS，并且在方框64中与有正负号的节气阀梯度dwdkba比较。如果节气阀梯度为负的话，则因此进行节气阀20的闭合运动，并且如果节气阀梯度dwdkba位于极限-DKGFILS之下的话，则用节气阀20的位置wdkba初始化第二低通滤波器54，因此关断滤波或延迟。如果节气阀梯度dwdkba重新超出极限-DKGFILS的话，则重新接通低通滤波器54的延迟。在后面还要更确切地阐述这些措施的意义。
将第一低通滤波器50或第二低通滤波器54的输出信号wdkfmx和wdkfmn馈送到特性曲线族KFPSDMX或KFPSDMN中(方框66和68)。此外将由转速传感器40采集的内燃机10的转速nmot馈送到特性曲线族KFPSDMX和KFPSDMN中。也称为最大特性曲线族的特性曲线族KFPSDMX(方框66)生成收集器16中压力的上限值psdmx作为输出值。相似地也称为最小特性曲线族的特性曲线族KFPSDMN(方框68)生成收集器16中压力的下限值psdmn(方框72)。还用滞后系数PSHYSHL(方框74)附加到极限值psdmx和psdmn上，并且在方框76至82中与由压力传感器26所采集的压力psdss比较。如果由压力传感器26所采集的压力psdss位于通过极限值psdmx和psdmn所规定的值范围之外的话，则向内燃机10的使用者进行差错报告，以及进行例如在维护时可以读出的进入(未表示的)差错存储器中的差错报告。
 以下是延迟的关断和接通的意义：
如果进行节气阀20的缓慢开启的话，节气阀梯度dwdkba则位于极限DKGFILS之下和负极限-DKGFILS之上，以至于两个低通滤波器50和54保持激活的，并且输出所延迟的信号wdkfmx和wdkfmn(方框52和56)。通过在低通滤波器50和54中所进行信号的这种延迟考虑这种事实，在节气阀20开启时基于进气管18中有限的流速仅导至收集器16的缓慢充气，收集器16中的压力psdss因此也仅比较缓慢地上升。同样的也适用于节气阀20的缓慢的闭合运动。在图6中用相关号84或86表示节气阀20速度dwdkba的这两种″正常″的范围。
如果节气阀梯度dwdkba超出正极限值DKGFILS的话，人们则位于图6中的用88表示的速度范围中。在极端情况下在此也可以突然开启节气阀20，正如这在图3中所表示的和同样用88标记的那样。如上面已阐述的那样，在此情况下直接用节气阀角度wdkba初始化第一低通滤波器50，使得输出信号wdkfmx是未延迟的，并且因此是与节气阀角度wdkba等同的。在特性曲线族KFPSDMX(方框66)中所求出的压力psdmx(方框70)相应地也突然上升，正如这在图5中所表示的那样。因此不进行值psdmx到一个目标值上的瞬态振荡。与此相反地压力psdmn(方框72)是不同的，在特性曲线族KFPSDMN中从所延迟的值wdkfmn中确定此压力psdmn。值wdkfmn所以是延迟的，因为在节气阀20突然开启时低通滤波器54是保持激活的。
当然在恒定的节气阀位置20上(图3中用相关号90标记此范围)两个低通滤波器50和54是有功效的。在值wdkfmx却已经相当于目标值之后，压力psdmx也相当于一个恒定的压力。压力psdmx是不同的，此压力psdmx在用90标记的阶段期间通过第二低通滤波器54延迟地还上升。此时如此选择在方框92中准备就绪的时间常数ZWDKBA(图2中的方框94)，使得压力psdmn在任何情况下保持在准确工作的压力传感器26上所确定的压力psdss之下。以此方式甚至在突然开启节气阀20时，通过两个值psdmx和psdmn规定由压力传感器26所采集压力psdss的一个允许值范围，此时排除了压力传感器26的错误诊断。
在图3和6中用相关号92标记节气阀20的突然闭合。相似于以上所述地，第一低通滤波器50现在保持有功效的，与此相反地第二低通滤波器54未滤波地传送节气阀20的位置dwdkba，并且作为值wdkfmn输出。如从图5中可以看到的那样，在节气阀20这样突然闭合时所计算的压力psdmn突然下降。在第一低通滤波器50中与此相反地延迟节气阀20的位置wdkba，也就是以在阶段88中跳跃式达到的和在阶段90中保持的值为依据。甚至在这里重要的是，如此选择时间常数ZWDKBA，使得压力psdmx不比收集器16中在准确工作的压力传感器26上所采集的压力psdss更迅速地下降。
最后通过所说明的措施达到，准备就绪在节气阀20的高动态特性时也不离开压力传感器值的一个允许值范围-前提是压力传感器无差错地工作。

Claims (11)

1.用于运行内燃机(10)的方法，在此方法上从节气阀(20)的位置(wdkba)中求出进气段(16)中的压力(psdmx，psdmn)，其中将从节气阀(20)位置中获得的信号(wdkba)传送过至少一个延迟元件(50，54)，并且将此传送过去的信号(wdkfmx，wdkfmn)用于形成允许值范围的极限(psdmx，psdmn)，其特征在于，安排了至少两个延迟元件(50，54)，在此如果用其改变节气阀(20)位置(wdkba)的速度(dwdkba)位于正极限值(DKGFILS)之上的话，关断其中一个延迟元件(50)的延迟，而如果用其改变节气阀(20)位置(wdkba)的速度(dwdkba)位于负极限值(-DKGFILS)之下的话，关断另一个延迟元件(54)的延迟。
2.按权利要求1的方法，其特征在于，延迟元件包括至少一个低通滤波器(50，54)。
3.按权利要求1或2之一的方法，其特征在于，两个极限值(DKGFILS，-DKGFILS)按绝对值是相等的，并且互相通过正负号区分。
4.按以上权利要求之一的方法，其特征在于，安排了至少一个特性曲线族(KPSDMX，KPSDMN)，用此特性曲线族(KPSDMX，KPSDMN)从内燃机(10)的转速(nmot)中和从由节气阀(20)位置(wdkba)所获得的信号(wdkfmx，wdkfmn)中求出进气段中相应的压力(psdmx，psdmn)。
5.按权利要求4的方法，其特征在于，将传送过延迟元件(50，54)的信号(wdkfmx，wdkfmn)分别馈送到一个自己的特性曲线族(KPSDMX，KPSDMN)中。
6.按以上权利要求之一的方法，其特征在于，测量进气段(16)中的压力，并且与允许值范围(psdmx，psdmn)比较。
7.按权利要求6的方法，其特征在于，如果所测量的压力(psdss)位于允许值范围(psdmx，psdmn)之外的话，则进行差错报告和/或进入差错存储器的登录。
8.按权利要求6或7之一的方法，其特征在于，如果所测量的压力(psdss)位于允许值范围(psdmx，psdmn)之外的话，则基于由节气阀(20)位置所获得的信号(wdkba)进行内燃机(10)燃烧室(12)充气的确定。
9.计算机程序，其特征在于，如果在计算机上实施它的话，它则适合于进行按权利要求1至8之一的方法。
10.按权利要求9的计算机程序，其特征在于，在存储器上，尤其是在闪速存储器上存储了它。
11.用于运行内燃机的控制和/或调节装置，其特征在于，它适合于按权利要求1至9之一方法的控制和/或调节。
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