用于确定在脉冲压力下经过节气门的质量流的方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明通常地涉及在气体引导系统中的、尤其在内燃机的空气导入系统和/或者 气体导出系统中的节气门特性的建模的领域。
【背景技术】
[0002] 内燃机具有一些位置传感器，以状态参量为基础操控这些位置传感器来运行内燃 机。这些状态参量或者通过传感器来检测或者由其他的已测的参量例如借助物理的模型来 建模。
[0003] 对运行内燃机来说，对气体流的了解和可调节性，例如对在空气导入系统中的空 气质量流的和在废气导出系统中的废气质量流的气体流动的了解和可调节性是决定性的。 在空气导入系统和废气导出系统中的流经的横截面常常借助节气门来改变以用于控制内 燃机中的气体流，这些节气门以可调节的节流瓣或者调节阀的形式来使用。例如借助内燃 机的空气导入系统中的节气门位置传感器来有目的地调节导入内燃机的新鲜空气的质量 流，以便控制内燃机。
[0004] 为建立控制内燃机中的气体流的位置传感器的、例如节流阀瓣的特性的模型，使 用数学的节气门模型，利用该节气门模型由预定的节气门的位置、经过节气门的预定的压 力差和在节气门上的入口侧的压力以及另外的参数能够计算出流经该节气门的质量流。这 例如能够在控制柴油发动机时使用以用于以模型为基础进行充气调节，办法是借助在预控 制路径中的节气门模型由经过节流阀瓣的额定质量流以及废气导回阀来计算用于节流阀 瓣以及废气导回阀的对应的额定开口横截面。
[0005] 通过运行内燃机，出现了通过运行在空气导入系统或者说废气导出系统中的进入 阀和排出阀在各气体质量流中的吸取脉冲或者说排出脉冲。由于限制地提供的用于控制内 燃机的发动机控制设备的计算性能的原因，节气门模型一般而言仅仅应用在平均而得的物 理的参量上。因此在计算用于节流阀瓣的开口横截面和废气导回阀时，用于控制柴油发动 机的以模型为基础的充气调节也使用用于入口侧的和出口侧的压力的平均而得的压力值。 由此对内燃机的运行进行表征的在压力值中的排出脉冲和吸取脉冲不被顾及。当然节气门 模型是非线性的，并且因此在代替实际的脉冲的压力信号而使用平均而得的压力信号时会 带来误差。
【发明内容】
[0006] 根据本发明提出了根据权利要求1所述的用于在脉冲的压力时确定平均的经过节 气门的质量流的方法以及根据并列的权利要求所述的装置。
[0007] 另外的实施方案在从属权利要求中给出。
[0008] 根据第一方面提出了一种用于借助节气门模型求得经过具有内燃机的发动机系 统中的节气门的修正误差的气体质量流的方法，具有如下步骤： -借助节气门模型依赖于在节气门上的入口侧的和出口侧的压力的平均而得的压力 值来求得气体质量流； -依赖于在出口侧的压力和入口侧的压力之间的压力比来求得校正量;并且 -将校正量加载到求得的气体质量流上，以便得到校正的气体质量流。
[0009] 由于节气门模型的非线性的缘故，在使用平均而得的压力信号下在计算地确定经 过节气门的气体质量流时会带来误差。上述方法设置，通过加载以校正量来校正所述误差。 详细地建议是，为了计算气体质量流首先依赖于平均而得的压力值来确定质量流并且借助 校正量来校正如此得到的气体质量流的有误差的值。
[0010] 以这种方式能够平衡通过使用在非线性的节气门模型中平均而得的压力值而可 能产生的偏差。当由于通过使用在计算节气门模型时的平均而得的压力值具有高幅值的在 节气门上的入口侧的和出口侧的压力中的脉冲的缘故而产生大的误差时，那么上述方法是 尤其有利的。当出口侧的和入口侧的压力比同样具有拥有高幅值的脉冲时，那么这尤其适 用。尤其从中造成误差的是，对于强烈脉冲的压力比而言利用经过节气门的质量流的平均 而得的压力值的节气门模型的计算被描述的更加糟糕，从而出现增加的误差。通过使用校 正量能够将所述误差平衡。
[0011]能够设置的是，所述校正量依赖于出口侧的压力和入口侧的压力之间的脉冲的压 力比的脉冲幅值以及平均而得的压力比来求得。
[0012] 此外所述校正量还依赖于如下的参量中的任一个或者若干个来求得： -入口侧的压力的脉冲幅值； -入口侧的压力； -出口侧的压力； -出口侧的压力和入口侧的压力之间的压力比； _脉冲频率； -经过节气门的压差的压力幅值； -入口侧的温度；以及 -出口侧的温度。
[0013] 所述校正量尤其能够由预定的综合特性曲线来求得。
[0014] 能够设置的是，校正的气体质量流通过与校正量的相乘或相加来求得。
[0015] 根据一种实施方式，经过内燃机的空气导入系统中的节流阀瓣的空气质量流或者 经过废气导回阀由气体导出系统导回到空气导入系统中的燃烧废气的废气质量流作为修 正误差的气体质量流来求得。
[0016] 此外气体质量流能够依赖于节气门的有效的开口横截面积、预定的气体常数以及 在节气门上的气体质量流的入口侧的温度来求得。
[0017]根据另一个方面设置一种装置，尤其发动机控制设备，用于借助节气门模型求得 经过具有内燃机的发动机系统中的节气门的修正误差的气体质量流，其中构造该装置以用 于： -借助节气门模型依赖于在节气门上的入口侧的和出口侧的压力的平均而得的压力 值来求得气体质量流； -依赖于在出口侧的压力和入口侧的压力之间的压力比来求得校正量； -用所述校正量加载所求得的气体质量流，以便得到校正的气体质量流。
【附图说明】
[0018] 下面根据附图进一步解释实施方式。附图中： 图1为发动机系统的示意图，该发动机系统具有在空气导入系统中布置的节流阀瓣以 及具有废气导回阀的废气导回机构； 图2为在发动机控制设备中施行的节气门模型的曲线的展示，所述节气门模型表明了 关于在节气门上的出口侧的和入口侧的压力之间的压力比的流量； 图3为用于图解说明用于求得校正的质量流的函数的框路图；并且 图4为用于依赖于脉冲的压力比的脉冲幅值以及平均而得的压力比求得校正量的综 合特性曲线。
【具体实施方式】
[0019] 图1示出了具有内燃机2的发动机系统1。该内燃机能够构造为汽油或者柴油发动 机并且具有一定数量的（在本实施例中为4个)气缸3。气缸3设有(未表明的）进入阀和排出 阀，通过其能够将空气吸到气缸3的燃烧室中或者说能够通过燃烧废气排放出去。通过空气 导入系统4将新鲜空气导入到内燃机2并且通过排气系统5将燃烧废气导出。内燃机2在本身 已知的四冲程运转中运行，从而仅仅阶段性地进行对空气的吸取和对燃烧废气的排出。
[0020] 在空气导入系统4中布置了节流阀瓣6,该节流阀瓣能够通过节气门位置传感器来 调整。节流阀瓣6用来设定在内燃机2上要导入的新鲜空气的空气质量流。
[0021] 废气导出系统5通过废气导回管道8与位于节流阀瓣6和内燃机2之间的吸气管部 段41相连接。在废气导回管道8中布置了废气导回阀81，以便设定导回的废气的质量流。
[0022] 内燃机2借助发动机控制设备10依赖于发动机系统1的状态参量来运行。这些状态 参量能够作为测得的参量或者由测得的参量而建模的参量被提供。对此发动机控制设备10 调整位置传感器例如节气门位置传感器、废气导回阀81以及诸如此类的装置。
[0023] 为了运行内燃机2,必须调节节流阀瓣6和废气导回阀81以用于提供预定的质量 流。这需要在发动机控制设备10中以空气导入以及导出系统4、5的参数和状态参量为基础 来对由节流阀瓣6或者说废气导回阀81调整的空气或者说废气质量流进行计算。
[0024] 以下将节流阀瓣6和废气导回阀81以及另外的控制气体质量流的机构表示为节气 门。借助节气门模型，流经节气门的气体质量流_能够依赖于贴靠在该节气门上的出口侧 的压力啦和入口侧的压力柯之间的压力比、入口侧的温度Τ'物t,餅·、入口 侧的压力、确定开口横截面积、_的节气门位置而根据下面的方程来确定：
上述的方程的开根项对应于流量函数發)，其中汉对应于出口侧的压力和 入口侧的压力之间的压力比并且笨对应于平均而得的出口侧的压力和 平均而得的入口侧的压力瓦之间的平均而得的压力比。对应于特定的气体常数， 并且K对应于各向同性或者绝热指数，该指数是依赖于气体的并且对于汽车应