专利名称：用于调节内燃机运行参数的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于调节内燃机运行参数的方法和装置。
对于汽油直喷内燃机而言，根据实际运行状态，即例如处于分层运行、均质稀薄运行或均质运行发动机的动力特性是不同的。已知的调节器不能适配于调节对象动力特性的这类变化。
由此对于汽油直喷内燃机的每一运行状态实现了分别适配于运行状态的关于高速性和稳定性的最佳调节值。
其它优点由下文实施例的说明或从属权利要求给出。
以自动编码的调节策略为基础调节器24根据调节偏差Δ生成至少一个输出信号τ1，该输出信号影响至少一个内燃机控制参数，通过该控制参数起到使内燃机转矩迅速变化的作用。这个调节值为点火角和/或燃料供给量，其在均质运行中影响点火角，除此之外影响燃料供给量。第二调节器25同样根据调节偏差Δ按照自动编码的调节策略(优选为PD结构)生成至少另一输出信号τ2，该信号影响至少一个控制参数，该参数导致相对低速的转矩调整。对于内燃机而言这个控制参数为空气供给量，使得控制信号τ2控制一个调节机构，例如节气门，用于影响内燃机的空气供给量。在所示实施例中调节器24或调节器25的每个分量生成一个调节器输出信号，这些调节器输出信号生成共同输送地(例如相加)输出信号τ1或τ2。
调节器24和/或调节器25的不同分量具有参数，例如放大因数，其值在必要时也可根据结构变化，即可以在至少两个值或特性曲线之间转换。
在优选的怠速调节实施例中在调节中调节器使用比例分量、积分分量和微分分量。在均质运行状态中至少比例分量和微分分量双重输出，在该运行状态中内燃机以化学计量法混合运行。一个调节器用于调节点火角，另一调节器用于调节充气(空气供给)。在分层运行或在均质稀薄运行中只能通过燃料量调节发动机转矩，而不能与此相反通过空气量来调节。因此在这些运行状态中内燃机的动力特性与均质运行中内燃机动力特性不同。在这些运行状态中与汽缸上死点有关的影响转矩确定的时刻是不同的。由此得到调节对象的另一静止时间。此外通过改变燃料量能够比在均质运行中更加迅速地实现大的转矩变化。
调节器24和/或25的至少一个参数根据运行状态信号在不同的值(单值或特性曲线)之间转换。这一点根据实际运行状态在30中产生并通过导线32以及34输给各调节器用于转换。同时考虑到参数值使调节器最佳地适配于变化的路段动力特性。只要在使用由运行状态所决定的参数值的条件下，怠速调节器就能更好地适配于路段动力特性。除了根据运行状态转换参数值以外，在本实施例中所有参数值都附加地具有调节偏差功能。
当内燃机运行状态从均质运行转换到另一运行状态时，例如通过将其调节器输出信号或其参数值置于数值0的方法，使给出空气分量的调节器25断开。此外通过控制信号将调节器24的调节器参数值置于新的运行状态所确定的值，在本优选实施例中是将比例分量、积分分量和微分分量的调节器参数值置于新的运行状态所确定的值。所考虑的运行状态主要是分层运行和均质稀薄运行。相应地对于转换而言是在分层运行与均质稀薄运行之间进行。在此参数值转换也在调节器24中进行。用于低速作用的调节器25保持断开。在从均质稀薄运行或从分层运行转换到均质运行时，同样在调节器24中产生参数值转换，而在呈现相应的激活信号时，在均质运行中的低速分量调节器25被激活。在本优选实施例中调节器25的激活或断开通过将其输出信号置于数值0而实现。在这种结构中调节器本身在其它运行状态中也继续工作，只是其输出信号对外不起作用。
根据图2所示的流程图概述上述的优选实施例，该流程图表示控制单元10计算单元的程序。该流程示出调节器24和25的特殊结构。
调节偏差Δ作为实际值与理论值(实际转速与理论转速)之间的偏差输给调节器。在作为高速作用电路的调节器24中存在积分器100、放大级102以及微分级104，而在本优选实施例中作为低速电路的调节器25中设有放大级106以及微分级108。在其它实施例中使用调节器的其它结构，从而本优选实施例只表示所示的调节策略。上述根据内燃机运行状态的参数值转换对于其它的调节器结构也具有相应优点而被使用。
在图2所示的怠速调节器中在使用由运行状态所决定的参数组的条件下更好地适配于路段动力特性。调节偏差Δ最好通过用发动机转速IST减去理论转速SOLL来计算。积分分量100的输出信号DMLLRI通过调节偏差Δ在积分器100中一段时间的积分并接着在放大级110中的放大(乘法)而生成。在放大级110中积分输出信号与参数KI相乘，该参数根据实际运行状态而取不同值。为了选择参数值而设有开关装置112，该开关装置根据通过导线32输入的运行状态信号BDEMOD进行换接。信号BDEMOD包括关于内燃机实际运行状态的信息。在分层运行中与因数KISCH相乘，在均质稀薄运行中与因数KIHMM相乘并在均质运行中与因数KIHOM相乘。这些因数专门适配于在各种运行状态中调节对象的动力特性。在此要指出的是，在分层运行中比在均质运行中在调节器中给定较小的数值。这一点也相应适用于调节器24的其它分量。上述值按照结构或者是固定值或者是根据特性曲线由运行参数所决定的给定值。
除了积分分量，在本优选实施例中还存在比例分量。其输出信号DMLLRP在放大级102中通过调节偏差Δ与比例放大因数KP的逻辑运算(乘法)而生成。这个因数根据运行状态也具有不同值。这种选择通过开关装置114按照运行状态信号BDEMOD的比例而实现。在此在分层运行中选择一个或多个第一参数值KPSCH，在均质稀薄运行中选择一个或多个第二参数值KPHMM而在均质运行中选择第三参数值KPHOM。
调节器24的微分分量通过调节偏差Δ在微分器104中在时间上的微分并接着在放大级116中对微分结果进行逻辑运算(乘法)而生成。在那里微分级104的结果与给定的参数值KD进行逻辑运算，该参数值根据实际的运行状态而取不同的数值。在这里也通过开关装置118根据上述运行状态信号BDEMOD而实现选择。因此在分层运行中输入乘法运算的参数值KDSCH，在均质稀薄运行中输入参数值KDHHM而在均质运行中输入参数值KDHOM。输出信号DMLLRD在加法器120中与比例分量的输出信号DMLLRP进行逻辑运算生成调节器输出信号DMLLR。在下一个加法器122中积分分量的输出信号DMLLRI接入该调节器输出信号上。加法器122的输出信号生成控制信号τ1，通过该控制信号在均质运行中调节点火角而在分层运行和均质稀薄运行状态中调节待被喷射的燃料量。控制信号τ1起到所谓高速路径的作用，因为通过该所示的干扰可能性能够实现内燃机转矩的迅速变化。
调节器25如上所述用作低速路径，其影响输入的空气量。该路径只在均质运行中用于调整转矩，而在如分层运行或均质稀薄运行的稀薄运行状态中人们可以通过内燃机去节流而从降低油耗中获得收益。因此设有开关元件124，如果运行状态调整为均质运行，则该开关由所示位置换接到其第二位置并由此使调节器25对外有效接通。相应的接通信号通过导线34输入。在所有其它运行状态中开关元件124处于所示位置，从而作为调节器25的输出信号τ2置于数值0。调节器25的调节器输出信号DMLLRL或τ2的生成在放大级106中通过调节偏差Δ与均质运行因数KPLHOM的相乘而实现。相应地调节偏差Δ在微分级108中微分并接着在相乘级126中与因数KDLHOM相乘。比例分量和微分分量的输出信号在逻辑运算器128中生成调节器输出信号DMLLRL，该信号在加法器130与积分分量100，110的输出信号DMLLRI相加。逻辑运算器130的输出信号生成调节器25的输出信号τ2，该信号如上所述只在均质运行状态对外有效。
每一运行状态的每一参数值都适配于那些调节对象的实际变化。经验表明，在许多情况下在分层运行中比在其它运行状态中给定较小的数值。
在其它实施例中可以使用其它调节策略代替在图2中所示的调节器实际结构，例如根据实施例可以放弃微分分量。
权利要求
1.用于调节内燃机运行参数的方法，其中该运行在至少两种运行状态之间进行转换，在此根据运行参数的理论值与实际值之间的偏差按照至少一个变化参数形成至少一个调节器输出信号，通过该信号影响该待调节的运行数值，其特征在于，在变更内燃机运行状态时转换该至少一个参数值。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该内燃机为汽油直喷内燃机，其中通过节流进行分层运行、均质稀薄运行与均质运行各运行状态之间的转换。
3.如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，该调节器输出信号在均质运行状态中影响点火角，在非节流运行状态中影响燃料供给。
4.如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，该调节器包括积分分量和/或比例分量和/或微分分量。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，根据代表实际运行状态的信号将该至少一个参数值转换到适配于特殊运行状态中路段特性的值。
6.如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，该输出信号在节流运行中影响内燃机的空气供给，其中除了内燃机节流运行以外输出信号被无效地接通。
7.如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，该至少一个参数取决于调节偏差。
8.如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，该至少一个参数值是由运行状态决定的固定值或由按照所选特性曲线的运行状态所形成的由运行参数决定的值。
9.如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，该调节器为怠速转速调节器或行驶速度调节器。
10.用于调节内燃机运行参数的装置，其中该装置的运行在至少两种运行状态之间进行转换，该装置具有调节器，该调节器根据运行参数的理论值与实际值之间的偏差按照至少一个变化的参数形成至少一个调节器输出信号，其中该输出信号影响该运行参数，其特征在于，该调节器接收一个表征实际运行状态的信号并根据该信号变换该至少一个参数值。
全文摘要
提出了一种用于调节内燃机运行参数的方法和装置。其中设有一个调节器，该调节器根据调节偏差按照至少一个变化的参数产生一个用于调节该运行参数的输出信号。根据运行状态(分层运行、均质运行、均质稀薄运行)将该至少一个参数值转换为特别适配于在各个运行状态中路段上的值。
文档编号F02D41/16GK1436280SQ01810966
公开日2003年8月13日 申请日期2001年7月20日 优先权日2000年8月10日
发明者M·库斯托斯奇, C·凯勒 申请人:罗伯特-博希股份公司