专利名称：用于确定匹配的测量值和/或模型参量以用于控制内燃机空气路径的方法
用于确定匹配的测量值和/或模型参量以用于控制内燃机
空气路径的方法按照第一方面，本发明涉及一种用于确定匹配的测量值和/或模型参量以用于控制内燃机空气路径(Luftpfad)的方法。按照第二方面，本发明涉及一种用于确定用于供应到内燃机的空气质量的匹配的理论值作为用于废气再循环调节 (Abgasruckfuhrungs-Regelung)的参考参数(FiihrungSgr0Be)的方法。在内燃机中新鲜空气量、再循环的(zurilckgefUhrt)废气量以及燃料量的准确地相互协调的配量(Zumessimg)由于更严厉的法律上的排放极限值成为越来越严重的问题。这不仅在静态的发动机运行而且在动态的发动机运行中都适用。构件公差和传感器公差影响各个量的配量。由此产生批量且在车辆老化过程中的内燃机的显著的排放变动 (Streuimg)。这些变动可能导致与排放优化的发动机特性的明显偏离。尤其存在这样的危险，即，在排放方面违背法律的规定。此外，在瞬态的、动态的发动机运行时的排放逐渐成为发动机优化的焦点。尤其在带有AGR的内燃机中，当增压压力建立(Ladedruckaufbau)延迟地追随(hinterherlSufen) 转速要求时，出现新鲜空气量、再循环的废气量以及燃料量的动态配量的问题。在这些状态下所要求的新鲜空气量和所要求的AGR量不可一直同时实现。因而在目前的控制方法中出现NOx排放和颗粒排放的大的不均衡(Missverhaltnis)。原则上在一方面燃烧前的氧气浓度(其尤其在NOx排放方面起作用)和另一方面燃烧后的λ值或氧气浓度(其对于颗粒排放是特别重要的)之间存在目的冲突。在这两个目的之间必需找到适合的折衷(NOx-颗粒权衡)。这尤其在内燃机的动态运行中是困难的。但是，NOx-颗粒权衡在动态运行中也应该是优化的。为了解决所提及的问题目前已经首先尝试，以高成本使构件公差和传感器公差保持尽可能小。此外，在车辆的排放设计时相对于法定极限值保持安全距离，其考虑现场中(im Feld)的排放变动。但是，两个已知的解决途径导致高成本。另一更新的解决途径在于使使控制匹配于单独发动机。这种策略例如从Dietz， Martin 等撰写的"Zukunftsweisender kleinvolumiger Euro4~Transporter/ Commercial-Vehicle-Motor” (2006年第27届维也纳国际发动机研讨会)以及文件 EPl 327 760 Bl 和文件 DE 102 42 233 B3 中已知。从 Lange，Thorsten 撰写的 "Toleranzeinengung des HFM und Auswirkungen auf dieEmissionen，，(2006 年路德维希堡第四届废气和颗粒排放国际研讨会)中还已知，使用参量估算，在其中使热膜空气质量计量器(HFM)特征曲线误差和AGR阀门截面特征曲线误差最小化。在已知的方法中分别对参数进行匹配。由此产生这样的问题，即，其余参数的误差分别对匹配的参数产生影响。为了解决新鲜空气量和再循环废气量的动态配量问题在Dietz， Martin 等撰写的"Zukunftsweisender kleinvolumiger Euro4_Transporter/ Commercial-Vehicle-Motor” (2006年第27届维也纳国际发动机研讨会)和 Herrmann, Olaf 等撰写的"Regelung von Ladedruck undAGR-Rate als Mittel zur Emissionsregelung bei Nutzfahrzeugen”(发动机技术杂志(MTZ) 10/2005)中提出了 AGR率的调节。但是，即使在这种策略中在发动机动态运行中也引起不利的排放比列 (Emissions-Verhaltnis)。由 Roeger, Daniel 等撰写的"Ein modellbasierterAnsatz zur Regelung dieselmotorischer Verbrennungen” Q006 亚琛车辆和发动机技术研讨会)还已知，在进气管中调节倒转的(inVerS)X值。但是，这种策略导致废气歧管中的非常小的 λ值并由此导致高炭黑排放。因此，利用由现有技术已知的解决方案不能以令人满意的方式解决开头所提出的问题。因而，由所解释的现有技术为出发点本发明的目的是，提供一种开头所陈述的类型的方法，利用这些方法以成本有利的方式在静态发动机运行和在动态发动机运行中可靠地保持排放极限。该目的按照本发明通过权利要求1和12的对象得以实现。在从属权利要求以及带有实施例的描述中存在有利的设计方案。按照本发明的第一方面，对于一种用于确定匹配的测量值和/或模型参量(用于控制内燃机空气路径)的方法的目的通过以下方式得以实现，即，通过将至少一个描述测量值与模型参量不一致的总误差参数分成用于待匹配的测量值和/或模型参量的单独的修正参数，并且将这些修正参数应用于待匹配的测量值和/或模型参量，同时对至少两个测量值和/或模型参量进行匹配。模型用作描述内燃机和尤其空气路径的特性。按照本发明可对在这些模型中考虑的参量进行匹配。此外，借助于适合的传感器和构件接收用于内燃机、尤其空气路径的特性的测量值。按照本发明也可对这些测量值进行匹配。按照本发明同时匹配至少两个测量值和/或模型参量、即至少两个来自测量值和模型参量的共同组的变量(例如一个测量值和一个模型参量等)。为此使用(heranziehen)描述接收测量值的构件或传感器的待期待的公差以及模型误差(测量值与模型参量的不一致)的总误差参数。待期待的公差是待期待的测量误差或模型误差。在这方面例如可使用这些值的标准偏差。接着，通过将总误差参数分成不同的修正参数，从总误差参数中对于每个待匹配的测量值或模型参量产生单独的修正参数。接着为了匹配将修正参数应用于测量值和/或模型参量。总误差参数和修正参数优选是总误差系数和修正系数。为了匹配则可使不匹配的参数分别与修正系数相乘。对于按照本发明的匹配的基础是通过优选物理模型充分利用在测量参数中的冗余信息。在最简单的情况下模型只由一个等式组成。必需已知等式的所有变量和参量。该等式可如此改写，即，使得在等式一侧保持1。但是，只在理想的情况下满足该等式。如果在等式中使用测量值和假设的模型参量，则例如由于构件和传感器公差产生不一致。因此，在等式一侧代替1引入总误差参数，其描述测量值与模型假设的不一致。然后，匹配方法使用总误差参数并对应于测量参数和模型参量的不可靠性或假设的标准偏差将总误差参数作为修正参数分配给等式的变量。因此，导致等式的多个变量和参量的同时匹配。总误差参数或总误差系数可通过模型计算，该模型使物理参数(测量值)与模型参量相互耦联(verknilpfen)。由总误差参数形成的修正参数或修正系数可在特征曲线或特征曲线族(Kermfeld)中存储或学习(Iernen)。为了匹配将修正参数分配给测量值和模型参量，以使得模型和变量本身一致。本发明的优点在于，对多个参数同时进行匹配并因此考虑多个参数的待期待的变动。传感器和部件的单独不精确性或误差以统计的方法与正确的参数相关联，代替如在现有技术中(以单原因的方式(monokausal))只使一个参数与其它的同样有误差的参数匹配。因此，按照本发明的匹配使得所引起的内燃机排放的明显的误差收紧 (Toleranzeinengung)成为可能。在此，匹配也可使参数不变化。在修正系数的情况下修正参数例如也可等于1。内燃机可具有废气再循环调节(AGR)。下面借助于示例解释本方法。对于在燃烧前或AGR混合以后在进气歧管中的氧气浓度(进气歧管O2浓度)下式适用于有利的简化
权利要求
1.一种用于确定匹配的测量值和/或模型参量以用于控制内燃机空气路径的方法，其特征在于，通过将至少一个描述测量值与模型参量的不一致的总误差参数分成用于待匹配的测量值和/或模型参量的单独的修正参数并且将所述修正参数应用于所述待匹配的测量值和/或模型参量，同时对至少两个测量值和/或模型参量进行匹配。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在获取待匹配的测量值和/或模型参量的单独修正参数时根据各个待匹配的测量值和/或模型参量的所期望的公差实现加权。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据内燃机的运行参数和/或内燃机年龄实现所述加权。
4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，单独的修正参数根据运行点被学习并且优选存储在特征曲线族中。
5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，借助于至少一个模型等式确定至少一个总误差参数。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，至少一个模型等式描述内燃机中的燃烧。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，至少一个模型等式描述内燃机的抽吸特性。
8.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，使用匹配的测量值和/或模型参量作为调节参数和/或作为输入参数，以用于计算控制和调节参数。
9.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，借助于对于估算的喷射量的修正参数对内燃机的其它负荷参数进行匹配。
10.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，借助于对于内燃机的容积效率的修正参数如此地对用于内燃机的增压压力理论值进行匹配，即，使得减小的容积效率导致更高的增压压力理论值，以用于补偿减小的气缸充气。
11.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于根据按照权利要求12至19所述方法的其它步骤。
12.一种用于确定用于供应到内燃机的空气质量的匹配的理论值作为废气再循环调节的参考参数的方法，其特征在于步骤确定导致在内燃机中燃烧前优化的氧气浓度的第一理论空气质量或第一理论废气再循环率，确定导致在内燃机中燃烧后优化的氧气浓度的第二理论空气质量或第二理论废气再循环率，通过由所述第一和第二理论空气质量或由所述第一和第二理论废气再循环率形成加权的平均值，确定用于空气质量的匹配的理论值作为废气再循环调节的参考参数。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，根据发动机运行状态和/或描述内燃机动态特性的动态特征参数实现加权。
14.根据权利要求12或13所述的方法，其特征在于，根据内燃机的运行参数，尤其是增压压力、喷射量、增压空气温度、废气再循环温度、内燃机的气缸容积和/或容积效率确定所述第一理论空气质量或所述第一理论废气再循环率。
15.根据权利要求12至14中任一项所述的方法，其特征在于，由在内燃机中燃烧前的理论氧气浓度确定所述第一理论空气质量。
16.根据权利要求12至15中任一项所述的方法，其特征在于，由理论废气再循环率确定所述第一理论空气质量。
17.根据权利要求12至16中任一项所述的方法，其特征在于，通过空气质量最小值向下限制用于空气质量的匹配的理论值。
18.根据权利要求12至17中任一项所述的方法，其特征在于，为了确定用于空气质量的匹配的理论值考虑至少一个按照权利要求1至11所述方法匹配的测量值和/或模型参量。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，为了确定所述第一理论空气质量或所述第一理论废气再循环率考虑至少一个按照权利要求1至11所述方法匹配的测量值和/ 或模型参量。
全文摘要
本发明涉及一种用于确定匹配的测量值和/或模型参量以用于控制内燃机空气路径的方法。按照本发明，通过将至少一个描述测量值与模型参量不一致的总误差参数分成用于待匹配的测量值和/或模型参量的单独的修正参数并且将这些修正参数应用于待匹配的测量值和/或模型参量，同时对至少两个测量值和/或模型参量进行匹配。本发明还涉及一种用于确定用于供应到内燃机的空气质量的匹配的理论值作为废气再循环调节的参考参数的方法。
文档编号F02D41/24GK102160010SQ200880122010
公开日2011年8月17日 申请日期2008年11月3日 优先权日2007年12月13日
发明者A·施沃特 申请人:欧陆汽车有限责任公司