专利名称：运行内燃机的方法和装置的制作方法
现有技术本发明涉及内燃机的一种运行方法和运行装置，尤其是运行具有直接喷射(DE)或者进气管喷射(SRE)系统、并具有控制装置的内燃机。其中，控制装置或者说其软件具有多项功能和激活各功能的一个程序器(Scheduler)。
在尚未公开的专利申请DE19744230中，公开了用于一个系统的一个控制装置和控制装置运行的一种方法。其中，控制装置具有功能模块、一个用来激活这些功能模块的程序器和一个优先权管理器。该优先权管理器赋予这些功能模块可变的优先权，这些优先权在功能模块激活时被程序器予以考虑。
本发明的目的是，改善开头所述类型的方法，使各项功能能够根据内燃机的运行条件被最佳地激活。
本发明的目的通过权利要求1所给出的特征来达到。
本发明的优点本发明最突出的优点是在目前设定的运行方式下不允许执行的功能，能够保持活性进入到运行方式的协调过程中。此外，还做到了能够与运行方式无关地运算各项功能的执行预备程度。
本发明的其它优点结合从属权利要求由以下的实施例说明中给出。
图例本发明的实施例在图例中示出，并在随后的说明中进行详细解释。
图1示意性地示出了具有控制装置的内燃机的图示。
图2示意性示出了进行各功能执行预备程度运算的方法过程。
图3示意性给出了进行各功能执行预备程度运算的本发明方法过程，其中，与运行方式相关的条件能够根据内燃机的运行状况被桥接。
图4示意性给出了激活执行预备状态的功能的本发明方法的方法过程。
图5示出了本发明方法的运行过程框图。
实施例的说明以下借助于一个直接喷射的内燃机的实施例，对本发明进行详细描述。不过，本发明也能应用于控制任意的电机械系统，只要它们能够装备上一个控制装置。
如图1所示，在一台具有直接喷射器10的内燃机中，新鲜空气借助于一条进气管19，经过一个进气门20被送入一个燃烧室21。通过一个节气阀22能够控制输入燃烧室21中的新鲜空气量。空气流量测量器23测量流入内燃机的新鲜空气。喷油阀24和火花塞45被安置于气缸盖25中。借助于一个高压泵26，燃料被置于一个工作压力下，并通过燃料导管27和喷油阀24被喷入燃烧室21中。借助于火花塞45将喷入的燃料点燃。通过燃烧的燃料的膨胀，驱动一个活塞44。另外，燃烧室21还有一个排气门28用来将燃烧时生成的废气排出。借助于位于排气管30中的一个宽带-λ-探测器(LSU)29能够测定废气中的氧含量，从而获得混合物中空气-燃料-比值。在排气管30中安置着一个催化器46。该催化器46的任务是将有害气体成分，如CO、HC和NO等转化为CO2、H2O和N2。一条AGR-管道31将排气管30与进气管19连接起来，因而，由于排气管30内较高的压力，废气从排气管30中被导入到进气管19中去。借助于AGR-阀32，能够控制AGR-管道31中的废气流。从油箱或活性炭容器33中引出一条油箱排气管道34至进气管19，从而使额外的燃料能够进入进气管19并因而进入燃烧室21中。借助于油箱排气阀35，能够对油箱排气管道34中的燃料流量进行控制。内燃机10的整体控制则是借助于一个控制装置11来完成的。此外，控制装置11能够控制一个传动机构16、一个制动系统17和任意的其它电机械系统18。通过信号及控制线路36，将各个传感器和执行机构与控制装置11连接起来。
控制装置11具有多个功能12和一个程序器13。程序器13总体上管理诊断功能及发动机控制功能12，这些功能彼此间相耦联，因而不允许同时运行。相互间具有耦联的功能的一个例子是“油箱排气”功能和“LSU-诊断”功能。“油箱排气”功能用来降低燃料的蒸发，使得燃料从油箱或活性炭容器33进入到进气管19中并因而进入到燃烧室21内。“LSU-诊断”功能检验宽带-λ-探测器(LSU)29的功能作用。为此，必需要求内燃机10的燃料和空气供给满足特定的条件。如果在“LSU-诊断”期间，激活执行“油箱排气”功能，将有额外的燃料流入燃烧室21内，这样，诊断条件被改变〔增加了燃料供给量〕，诊断的结果出错。
内燃机10能够运行于不同的运行方式下，它们基本上是根据入喷时刻与点火时刻来区分的。内燃机10的不同运行方式之间，能够借助于控制装置11实现切换。内燃机10的运行方式可以是均匀运行(Homogenbetrieb)HOM、均匀的稀薄混合气运行HMM、层状运行(Schichtbetrieb)SCH、均匀层状运行(Homogenschichtbetrieb)HOS及层状触媒加热运行(Schichtkatheizenbetrieb)SKH。
在均匀运行HOM下，燃料在y由活塞运动形成的吸气阶段由喷油阀24喷入燃烧室21中。通过节气阀22和进气门20同时吸入空气。被吸入的空气使燃料涡旋，后者因而在燃烧室中近似均匀或者说均质分布。燃料-空气混合物接下来被压缩，以便随后由火花塞45进行点火。被点燃的燃料-空气混合物膨胀并驱动活塞44。所产生的转矩在均匀运行方式下基本上取决于节气阀22的位置。为了获得高转矩并在燃烧时产生很少的有害物质，空气-燃料混合物尽量调节到λ＝1或λ＜1状态下。
在均匀的稀薄混合气运行方式HMM下，燃料也在吸气阶段被喷入燃烧室21内，和均匀运行方式下相同。与均匀运动方式不同之处在于，空气-燃料混合物被调节到λ＞1状态下。
在层状运行SCH方式下，节气阀22一般被大大打开。燃料在压缩阶段在紧邻火花塞45的周围区域中被喷入。然后由火花塞45点燃燃料，并且通过被点燃的燃料的随后膨胀来驱动活塞44。所产生的转矩在层状运行方式下基本上取决于喷入的燃料量。
在均匀层状运行方式HOS下，进行两级喷射。这里，燃料在吸气阶段和压缩阶段被喷入燃烧室21中。均匀层状运行将均匀运行和层状运行方式的特性联合起来。借助于均匀层状运行例如能够实现由均匀运行方式向层状运行方式、以及相反方向上由层状运行向均匀运动方式的特别平缓的过渡。
在层状触媒加热SKH运行方式下，也进行两级喷射。燃料在压缩阶段和做功阶段被喷入燃烧室中，或者是在压缩阶段和排气阶段被喷入。这样，可以迅速加热催化器，并且基本上不产生附加的转矩。这种运行方式例如在内燃机10冷起动时有意义。
功能器12能够在控制装置11中接受各种状态。为了更加全面和简单地表示，具有相同状态的功能12汇总于功能清单中。有以下功能清单F-清单1控制装置11中所有需进行管理的功能的清单F-清单2执行预备状态的功能清单F-清单3激活的功能的清单将运行方式配置给在运行方式中允许执行的功能12。如果错误地设置了运行方式，即设置了某种运行方式，其中功能12不允许执行，则这些功能12将被闭锁，直到调节出为它们配置的运行方式为止。
为了确定某个功能12的执行预备状况，必须对一系列的条件进行计算处理。这些条件可以被分为与运行方式无关的条件和与运行方式相关的条件。与运行方式无关的条件能够在任何时刻进行计算处理。这些在切换到另一种运行方式时不发生变化的条件(与运行方式无关的条件)，其例子有内燃机10的转速nmot和温度tmot。与运行方式相关的条件仅能在各自的运行方式下被计算分析，这样的例子之一是进气管压力ps。
通过使内燃机10从一种运行方式向另一种运行方式切换，能够改变物理条件。例如，在低负荷时，在均匀运行方式HOM下，由于节气阀22尽可能地关闭，进气管压力低。在层状运行方式SCH下，由于基本上将节气阀22大大地打开，吸气管压力具有高数值，它近似地等于大气的压力。
为了计算功能12的执行预备状况，如图2所示，从一个功能清单F-清单1中，同时向用于计算与运动方式无关的条件的模块201和用于计算与运行方式相关的条件I的模块202提供初始输入。模块201和202的输出输送到一个“与”门逻辑模块203的输入端。在模块203的输出端，得到准备好可执行的功能12的一个功能清单F-清单2。
在模块201中，对于F-清单1的功能检验，是否已经满足了与运行方式无关的条件。同时在模块202中检验是否已经满足了与运行方式相关的条件。在步骤203中借助于一个“与”门逻辑电路203将步骤201和202给出的结果进行“与”门逻辑运行。作为结果，获得执行预备状态的功能的功能清单F-清单2。F-清单2中仅包含F-清单1中这样的功能，即对于它们来说，与运行方式无关的和与运行方式相关的条件同时得到满足。
内燃机10的物理条件可以根据目前设定的运行方式而是不同的，因而，一般情况下与运行方式相关的条件仅仅是对于F-清单1中那些在目前设定的运行方式下允许执行的功能12来说才能得到满足。在一种“错误”运行方式下，即在其中某个功能不允许执行的运行方式下，该功能的执行预备状况不能被运算。该功能维持被闭锁状态，只要没有外界影响“意外”强迫系统至正确的运行方式下。
在图3中给出的实施例解决了这个问题。这里，一个F-清单1同时向与运行方式无关的条件模块301、与运行方式相关的条件I模块302以及一个桥接模块303提供输入。与运行方式相关的条件I模块302和桥接模块303的输出输入给一个“或”门逻辑模块304。另外，“或”门逻辑模块304和与运行方式无关的条件模块301的输出输入给一个“与”门逻辑模块305的输入端。在该“与”门逻辑模块305的输出端得到执行预备状态的功能12的一个功能清单F-清单2。
如图3所示，由包含在控制装置11中进行管理的所有功能的一个功能清单F-清单1形成了执行预备状态的功能的功能清单F-清单2。在模块301中对于F-清单1中的功能检验，是否满足与运行方式无关的条件。同时，在模块302中对于F-清单1的功能检验是否满足与运行方式有关的条件。这些事件的发生与是否对于F-清单1中的那些允许或不允许在运行方式中执行的功能设定了该运行方式是无关的。另外，在模块303中检验是否有桥接信号。借助于桥接信号，与运行方式相关的模块302相当于被关断。这样，功能的执行预备程度仅依赖于与运行方式无关的条件301来确定。
桥接信号例如可以按规则的时间间隔、依据内燃机中的特定事件、状态或运行条件整体地、即对于全部功能12产生。也能够存在多个桥接信号，它们分别固定对应于特定的功能12，或者它们依据内燃机的运行条件动态地对应于功能12。
这样的实施例是图2中所示实施例的一个扩展。这里，在目前设定运行方式下不能执行、并因而对于它不能检验是否与运行方式相关的条件得到满足的功能12也能够被置于执行预备状态下。其前提条件是与运行方式无关的条件得到满足。这些需要桥接与运行方式相关条件的功能12仅仅是被置于有限制的执行预备状态，即它们仅被置于“以测试为目的的执行预备状态”。
如图4所示，执行预备状态的功能12的功能清单F-清单2同时提供号给与运行方式相关的条件II模块402和程序器开通模块401的输入端。模块401和402的输出端信号输送给一个“与”门逻辑模块403。在模块403的输出端，获得被激活执行的功能的功能清单F-清单3。
在图4中，功能清单F-清单2中的功能被激活执行，所述功能清单为被置于执行预备状态的功能、或者是仅被置于用于测试目的的执行预备状态的功能的功能清单。为此，在一个步骤401中，在程序器13中执行一种选择方法。在这种选择方法中，从功能清单F-清单2中选取出那些能够同时执行的功能。另外，选择出在其中能够允许所选取的功能12执行的运行方式。如果没有其它的需求等待处理，控制装置11就将内燃机10换接到所选取的运行方式下。在完成了运行方式的切换后，在所换入的运行方式中允许执行所选取的功能，这些被选取出来的功能由程序器13解除闭锁准许激活执行。在模块402中对于F-清单2中的功能12检验与运行方式相关的条件是否得到满足。
由于在之前未设定在其中允许这些功能执行的运行方式，这些功能仅仅被置于用作检测目的的执行预备状态，现在能够在步骤402中进行第二次检验(前提是现在设定了适宜的运行方式)，检验与运行方式相关的条件是否得到满足。如果对这些功能来说，与运行方式相关的条件未能满足，那么这些功能的执行预备程度又被复位。
如果这些功能12在模块401中已经由程序器13解锁准许激活，并且在模块402中与运行方式相关的条件II也得到满足，在模块403中将激活所选取的功能12。
在图5中，在一个流程图中共同示出了图3和图4中的实施例。图5a和图5b分别是该方法的第一部分和第二部分。图5a和5b互相关联并且相互过渡。
在步骤501中起动该方法后，在一个步骤502中对F-清单1中的每项功能都检验，与运行方式无关的条件是否满足。如果与运行方式无关的条件不满足，在步骤503中终止用于该功能的方法。相反，如果与运行方式无关的条件满足，则在步骤504中第一次检验，对于该功能来说与运行方式相关的条件是否得到满足。如果这些与运行方式相关的条件满足，则将该功能在步骤507中置于执行预备状态。而如果对该功能来说与运行方式相关的条件不满足，在步骤505中要检验该功能在目前设定的运行方式下是否不允许执行，以及是否存在一个桥接信号。若没有用于功能的桥接信号，或者该功能在目前设定的运行方式下能够执行，则在步骤506中，用于该功能的方法被终止。而如果有该功能的桥接信号，而且目前设定的运行方式是该功能在其中不允许执行的运行方式，则在步骤507中将该功能置于作为测试目的的执行预备状态。如果将上述步骤用于F-清单1中所有功能，就得到了执行预备状态的功能的功能清单F-清单2。
上面所述的步骤505，也可以替换为仅仅检验对所述功能来说是否存在一个桥接信号。不检验该功能在目前设定的运行方式下是否允许执行。替代它要求确保，对于某项功能来说一个桥接信号仅仅在与该功能配置的运行方式没有被设定时才能存在。为此，需要在每种运行方式下都有一个桥接信号。
F-清单2中的功能在步骤508中参与程序器13中进行的选择过程。在步骤508中的选择方法中，从F-清单2中选取这样的功能，它们是同时可执行的。此外选择一种运行方式，在该运行方式中这些所选的功能允许执行。如果所选出的运行方式不能够由控制装置11设定，在步骤510中结束该方法。而如果所选取的运行方式被设定，则对每项功能12在步骤511中进行第二次检验，检验现在与运行方式相关的条件是否得到满足。若对某项功能12来说与运行方式相关的条件不满足，则在步骤512中撤回该项功能的执行预备程度，并且用于这些功能的方法在步骤513中终止。相反，如果对该项对能来说，与运行方式相关的条件得到满足，则该项功能在步骤514中被激活执行。作为结果，得到被激活的功能12的功能清单F-清单3。在步骤515，该方法结束。
权利要求
1.一种运行内燃机(10)的方法，尤其是运行具有直接喷射(DE)或进气管喷射(SRE)、并具有一个控制装置(11)的内燃机(10)，其中，控制装置(11)或者说其软件具有多项功能(12)，其特征为内燃机(10)可以在至少两种运行方式下工作，这些功能(12)根据内燃机(10)的运行条件被置于执行预备状态。
2.如权利要求1所述的方法，其特征为这些功能(12)根据内燃机(10)的与运行方式相关的和与运行方式无关的条件被置于执行预备状态。
3.如权利要求1所述的方法，其特征为当出现预先设定的内燃机(10)运行状态时，这些功能(12)根据内燃机(10)的与运行方式无关的条件被置于执行预备状态。
4.如权利要求3所述的方法，其特征为在目前设定的运行方式下不允许执行、并且与运行方式无关的条件得到满足的功能(12)被设置于执行预备状态。
5.如权利要求3或4所述的方法，其特征为当出现预先设定的内燃机(10)运行状态时，产生一个整体的桥接信号。
6.如权利要求5所述的方法，其特征为桥接信号的触发与功能(12)的运行频度有关。
7.如权利要求5所述的方法，其特征为在预定的时刻触发桥接信号。
8.如权利要求5所述的方法，其特征为能够在不同的时刻产生多个桥接信号，并且为至少一项功能(12)配置一个桥接信号。
9.如权利要求8所述的方法，其特征为为每个桥接信号配置一种运行方式，并且仅仅当设置了所配置的运行方式时才产生桥接信号。
10.如权利要求8所述的方法，其特征为桥接信号被固定地、或者与内燃机(10)的运行条件相关地动态配置给各项功能(12)。
11.如上述权利要求之一所述的方法，其特征为这些功能(12)是诊断功能、和/或发动机控制功能、和/或内燃机(10)的运行方式。
12.如上述权利要求中至少之一所述的方法，其特征为它被应用于传动机构(16)、制动系统(17)或者任意的电机械系统(18)中。
13.如上述权利要求中至少之一所述的方法，其特征为为了执行已经被解锁的执行预备状态的功能(12)，只有在其与运行方式相关的条件得到满足的条件下，才被激活执行，如果与运行方式相关的条件得不到满足，则这些功能(12)的执行预备程度被复位。
14.如权利要求13所述的方法，其特征为为检验与运行方式相关的条件有一个预先设定的持续时间可以利用。
15.内燃机运行的控制装置，具有一个存储器，尤其是一个只读存储器(ROM)，具有一个计算装置，尤其是一个微处理器，其中在存储器上储存了一个程序，它可以在所述计算装置上运行，并且适合于执行如上述权利要求中的至少一个所述的方法。
全文摘要
可以在多种运行方式下工作的内燃机(10)的运行方法和装置,尤其是运行具有直接喷射(DE)或者进气管喷射(SRE)功能、并具有一个控制装置(11)的内燃机(10)。控制装置(11)或者说其软件具有多项功能(12),以及一个用来激活执行这些功能(12)的程序器(13)。功能(12)的执行预备程度根据与运行方式相关的条件和与运行方式无关的条件来确定,借助于一个桥接信号,能够放弃对与运行方式相关的条件的确定。
文档编号F02D41/30GK1340168SQ00803863
公开日2002年3月13日 申请日期2000年2月15日 优先权日1999年2月16日
发明者彼得·克莱, 吴拉姆·埃斯特伏莱尔, 古德龙·门拉德, 安德烈亚斯·普芬德尔, 汉斯·希尔纳, 格奥尔格·马列布赖因 申请人:罗伯特·博施有限公司