专利名称：特别是在机动车中使用的用于进行调节的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及内燃机、特别是具有增压压力调节的增压柴油机。
现有技术现代内燃机通常使用增压装置，为的是能够在提高压力的情况下给内燃机提供新鲜空气。通常的增压装置例如是废气涡轮增压器。该增压装置用于根据内燃机的运行点提供在增压压力的情况下的新鲜空气。在废气涡轮增压器中从废气焓中获得用于对于新鲜空气进行压缩的能量，因此合适的是，只如此高地调节所述增压压力，正如对于当时的工作运行点来说所需要的那样，因为否则通过废气涡轮增压器的涡轮所产生的废气反压力会降低内燃机的效率。 本发明公开的内容
根据本发明规定了一种按照权利要求I所述的在发动机系统中用于使得增压压力调节得以运行的方法、以及按照并列的权利要求所述的一种装置、一种发动机系统和一种计算机程序产品。在从属权利要求中对本发明的一些其它有利的方案进行了说明。按照本发明的第一方面规定了一种在具有增压的内燃机的发动机系统中用于使得增压压力调节得以运行的方法。所述方法具有下述步骤
-基于额定调节参数和实际调节参数进行增压压力调节；
-借助于第一模型和第二模型从所提供的额定增压压力中求出额定调节参数；
-借助于第一模型从所提供的实际增压压力中求出中间参数；
-借助于所提供的动态参数来修正所述中间参数，所述动态参数利用比实际的增压压力更高的动力来描述在发动机系统中的动态的状态变化；以及-借助于第二模型从修正的中间参数中求出实际调节参数。上述方法的构思是改进所述增压压力调节的品质，并且尤其达到在动态运行时所述增压压力调节的更快的响应。这是通过下述措施达到的，即在所述增压压力调节时考虑一种动态参数，所述动态参数以更高的动力来描述发动机系统中的动态的状态变化，或者它比实际增压压力、正如在废气反压时的情况那样进展得更快。因此，所述动态的参数适合于比增压压力更快地识别由于内燃机的动态运行或者干扰参数作用所引起的变化。上述方法规定，在所述增压压力调节时，借助于合适的策略来考虑有关动态参数的动力的数据。所述耦入的目的是利用更加有利的相位位置和更高的动力并且与纯粹的增压压力调节相比改进所述调节回路动力。此外还可规定，将所提供的动态参数的或者从其中生成的动态参数的参数的稳态的或者低频的部分用于稳态的模型适配。通过这一措施可改进所述动态参数的基础的模型的质量或者说品质，并且可补偿模型误差或者系统公差。此外,还可修正所述中间参数,其做法是,将所述动态参数的高频部分加到中间参数上。
根据另一实施形式，中间参数可表示发动机系统的废气排出段中的估算的废气反压力，并且动态参数可表示测量的或者模型化的废气反压力。可以规定，第一模型相应于废气反压力模型，为的是从已提供的增压压力的数据中求出废气反压力的数据。因此，在增压压力调节时在使用合适的废气反压模型的情况下从实际增压压力中求出估算的实际废气反压，并且利用模型化的或者测量的废气反压的动态变化来加载，然后从其中求出实际调节参数。现在基于这种实际调节参数一所述调节参数是从实际增压压力和废气反压力的动态部分中求得的一来进行所述增压压力调节。通过这一措施可加速所述调节特性，因为通常所述废气反压力可比增压压力更快地识别内燃机的动态运行中的变化或者干扰参数的影响。这样可保证改进对涡轮增压器或者发动机的保护，并且有助于能够达到未来的排气标准。 此外，第二模型可相应于一种调节参数模型，为的是从有关废气反压力的数据中求出调节参数。可将动态参数的低频部分用于适配所述第一模型。根据本发明的另一方面，在具有增压的内燃机的发动机系统中设置用于使得一种增压压力调节得以运行的装置，其中，将该装置设计为
-基于额定调节参数和实际调节参数进行一种增压压力调节，
-借助于第一模型和第二模型从提供的额定增压压力中求出额定调节参数，
-借助于第一模型从提供的实际增压压力中求出一种中间参数，
-借助于提供的动态参数来修正所述中间参数，所述动态参数利用比实际增压压力更高的动力来描述在发动机系统中的动态的状态变化，
-借助于第二模型从修正的中间参数中求出实际调节参数。按照另一方面设置一种发动机系统。所述发动机系统包括
-内燃机，通过空气输送段给所述内燃机提供新鲜空气，并且通过废气排出段从所述内燃机中排出燃烧废气，
-用来提供在增压压力的情况下的新鲜空气的增压装置，以及 -上述装置。根据另一方面，设置一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包含程序代码，当所述程序代码在数据处理装置上被执行时它执行上述方法。附图
简短说明
下面借助于附图对本发明的一些优选的实施方式进行更加详细的说明。这些附图是
图I :具有增压装置的发动机系统的简图，
图2 :用于运行图I的发动机系统的一种增压压力调节的功能框图，
图3 :用于将废气反压耦入到所述增压压力调节中的可行方案的功能简图，
图4 :根据另一实施形式的用于运行图I的发动机系统的增压压力调节的功能框图。实施形式说明
图I示出了一种具有内燃机2的发动机系统I的简图，所述内燃机可设计为柴油机、汽油机等。在下述说明中，将柴油机设定为内燃机2。
通过空气输送段3从周围环境中给内燃机2的气缸输送新鲜空气。燃油在气缸中燃烧。所形成的燃烧废气通过废气排出段4从内燃机2中排出。此外，还设置废气涡轮增压器5，所述废气涡轮增压器具有涡轮51，所述涡轮设置在废气排出段4中，这样，从内燃机2中流出的燃烧废气在涡轮中被转换成驱动能量。涡轮51与压缩机52耦合，所述压缩机设置在空气输送段3中。通过涡轮51的驱动，所述压缩机52从周围环境中吸入新鲜空气，并且在空气输送段3的增压压力区6中将新鲜空气以增压压力P2提供使用。
此外，在空气输送段3中还设置节流阀7，所述节流阀将空气输送段3的增压压力区6与吸管区域8分开。这样，输送到内燃机2的气缸中的空气的量可如此地通过节流阀7快速地被施加影响。设置了控制单元10，所述控制单元借助于外部的预定参数V、例如机动车中的驾驶员的愿望力矩一所述愿望力矩可通过行驶踏板的位置来规定一或者根据发动机系统I的状态参数对内燃机2进行控制。内燃机2的运行例如可通过喷入到气缸中的或者喷入到吸管区域8中的燃油量、节流阀7的位置、废气涡轮增压器5的输送功率的调节、增压压力P2的调节等等的变化来进行。为了调节所述增压压力P2，所述废气涡轮增压器5可设置具有可变化的涡轮几何形状的涡轮51，或者设置废气门，该废气门具有在其中存在的一废气门阀门(Wastegateventil)。在图I中示出的实施例中，例如可借助于旁通管线54中的旁通阀门53来调节或者影响所述增压压力P2，所述旁通管线将压缩机52的输入侧与输出侧连接起来。为了调节空气输送段3的增压压力区6中的增压压力P2，控制单元10以合适的方式控制所述旁通阀门53，为的是通过将在增压压力区6中的被压缩的新鲜空气回引到压缩机52的输入侧而减小所述增压压力p2。通过打开(提高通过量)旁通阀门53或者通过关闭(减小通过量)旁通阀门53，可减小或者提高所述增压压力p2。给控制单元10提供有关增压压力p2的数据(增压压力数据)，该数据是通过增压压力传感器9作为传感器参数或者代替地作为模型参数提供的，其中增压压力P2通过发动机系统I的另一些状态参数被作为模型。此外，还可设置废气反压传感器11，以检测有关废气反压P3，ist的数据(废气反压数据)，并且作为输入参数提供给对于所述增压压力的调节。在图2中以简图示出在控制单元10中实施的增压压力调节的功能简图。在图2中示出的所述增压压力调节规定，根据作为基础的增压压力模型从增压压力数据中生成一种调节参数y，所述增压压力调节以这个调节参数为基础。这样就可将所述增压压力模型用于从额定增压压力P2,D中生成一种额定调节参数yD，并且从实际增压压力p2,ist中生成一种实际调节参数yist。所述调节参数y例如可以相应于旁通阀门53的位置，或者可以相应于用于调节压缩机52的输送功率的其它调节器的位置。所述调节器21的输出参数是这样一种调节参数S，即它提供用于所述旁通阀门53的控制，或者它相应于对于增压装置的另一种类型的控制，以便调节该增压装置的效率。例如所述调节参数可以相应于用于控制所述旁通阀门53的占空比(Tastverhjiltnis)。在本实施形式中，所述作为基础的增压压力模型基于两个分模型废气反压模型和调节参数模型，在第一和第二废气反压模型块22:、222中双重地使用所述废气反压模型，以便求出以有关增压压力P2的数据为基础的废气反压P3,并且在第一和第二调节参数块23p232中双重地使用所述调节参数模型。第一废气反压模型块22:用于从所提供的额定增压压力p2，D中生成额定废气反压P3，D(额定废气反压数据)，所述额定增压压力此外根据所规定的驾驶员愿望力矩从发动机模型中产生。第二废气反压模型块2 用于从例如由增压压力传感器9所提供的实际增压压力P2，ist中生成一种估算的废气反压P3,E。此外，第一调节参数块23i用于从额定废气反压p3，D中产生额定调节参数yD。第二调节参数块232用于从修正的废气反压p3*中产生实际调节参数yist。修正的废气反压p3*是在耦合模块24中从所述估算的废气反压p3，E和被测量的(或者被模型化的)废气反压P3，ist中求得的。耦合模块24用于将废气反压p3，ist的动态部分与 在第二废气反压模型块2 中估算的废气反压p3，E联系起来。因为估算的废气反压P3，E是从所提供的实际增压压力P2，ist中求出的，因此只能滞后地示出内燃机2的运行状态的快速动态变化，也就是说，只有当在增压压力P2的变化时在所述运行状态中出现变化的情况下才示出所述运行状态的快速动态变化。给所述估算的增压压力P3，E提供所述测量的废气反压P3，ist的动态部分有助于得到一种修正的废气反压P3%所述修正的废气反压比仅从增压压力P2估算的废气反压P3,E具有更好的相位。在图3中更加详细地示出了耦合模块24的功能。该耦合模块24的核心是低通滤波器26，所述低通滤波器对废气反压压差A P3进行低通滤波，并且提供经低通滤波的废气反压压差A p；,所述废气反压压差A P3是在减法元件27中作为在实际的废气反压p3，ist和估算的废气反压P3，E之间的差值求出的。在第二减法块28中从废气反压压差A p3中减去所述经过低通滤波的废气反压压差p3%以得到修正的废气反压压差A p3，k。在加法块29中将从第二废气反压模型块222中的估算的废气反压p3，E加到所述修正的废气反压压差Ap3，k上，以便得到修正的废气反压P3'也就是说，该修正的废气反压p3*相应于被提供了实际废气反&P3，ist高频部分的估算的废气反压，所述的这个估算的废气反压是按照增压压力模型从增压压力中求得的。当然，只要这个参数以合适的方式考虑所述废气反压的动态的、即高频的部分，当然也能够以另一方式求出所述修正的废气反压P/。例如也可借助于高通滤波器来提供所述高频部分。现在借助于这些参数还在实际的增压压力与额定的增压压力p2,D出现值得一提的偏差之前就可探讨在增压压力调节中内燃机2的运行状态的快速变化。这之所以有可能是因为所述废气反压对于内燃机2的运行状态的变化的更快的反应，特别是对于动态影响的更快的反应。因此，这种调节可利用更为有利的相位，并且因此这种调节可考虑废气反压的闻动力。经过滤波的废气反压压差A P3*是实际的废气反压信号的低频部分。如在图4的功能线路图中所示出的那样，这可应用在附加的模型适配块25中，以生成一种适配参数A，使用所述适配参数能够以合适的方式适配在废气反压模型块22^2 中的废气反压模型。通过这一措施可考虑在废气反压模型中由于老化、磨损等引起的系统特性的长期变化。因此可改进所述废气反压模型的品质，并且能补偿模型误差或者系统公差。
权利要求
1.在具有增压的内燃机(2)的发动机系统(I)中的增压压力调节的运行用的方法，具有下述步骤 -基于额定调节参数(yD)和实际调节参数(yist)进行增压压力调节； -借助于第一模型和第二模型从所提供的额定增压压力(p2，d)中求出额定调节参数(yD)； -借助于第一模型从提供的实际增压压力(p2,ist)中求出中间参数(p3,E)； -借助于提供的动态参数(p3，ist)来修正所述中间参数(p3，e)，所述动态参数利用比实际的增压压力更高的动力来描述所述发动机系统(I)中的动态状态变化；并且-借助于第二模型从修正的中间参数(p/)求出实际调节参数(yist)。
2.按照权利要求I所述的方法，其中，修正所述中间参数(P3，E)，其做法是将动态参数(P3jist)的高频部分加到所述中间参数上。
3.按照权利要求I或2所述的方法，其中，所述中间参数(p3，E)表示发动机系统(I)的废气排出段中的估算的废气反压，所述动态参数表示测量的或者模型化的废气反压(P3, ist)。
4.按照权利要求I至3中的任一项所述的方法，其中，第一模型相应于废气反压模型，为的是从提供的增压压力的数据中求出用于废气反压的数据。
5.按照权利要求I至4中的任一项所述的方法，其中，第二模型相应于调节参数模型，为的是从关于废气反压(P3，D，P3*)的数据中求出调节参数(yD，yist)。
6.按照权利要求I所述的方法，其中，动态参数(p3，ist)的低频部分用于适配所述第一模型。
7.在具有增压的内燃机(2)的发动机系统中用于使得增压压力调节得以运行的装置，其中，如下构成所述装置， -基于额定调节参数(yD)和实际调节参数(yist)进行一种增压压力调节， -借助于第一和第二模型从提供的额定增压压力(p2，d)中求出额定调节参数(yD)， -借助于第一模型从提供的实际增压压力中求出中间参数(p3，e)， -借助于提供的动态参数(p3，ist)来修正所述中间参数(p3，e)，所述动态参数利用比实际增压压力更高的动力来描述发动机系统(I)中的动态的状态变化，并且 -借助于第二模型从修正的中间参数(p/)中求出所述实际调节参数(yist)。
8.发动机系统(1)，包括 -内燃机(2)，通过空气输送段(3)给所述内燃机供送新鲜空气，并且通过废气排出段(4)从内燃机中排出燃烧废气， -用于提供在增压压力(P2)情况下的新鲜空气的增压装置(5)， -按照权利要求7所述的装置。
9.计算机程序产品，所述计算机程序产品包括程序代码，当所述程序代码在数据处理装置中被执行时它实施按照权利要求I至6中的任一项所述的方法。
全文摘要
本发明涉及一种在具有增压内燃机(2)的发动机系统(1)中的增压压力的运行方法，具有下述步骤根据额定调节参数(yD)和实际调节参数(yist)进行增压压力调节；借助于第一模型和第二模型从提供的额定增压压力(p2,D)中求出额定调节参数(yD)；借助于第一模型从提供的实际增压压力(p2,ist)中求出中间参数(p3,E)；借助于提供的动态参数(p3,ist)修正所述中间参数(p3,E)，所述动态参数用比实际的增压压力更高的动力描述所述发动机系统(1)中的动态的状态变化；借助于第二模型从修正的中间参数(p3*)中求出实际调节参数(yist)。
文档编号F02D23/00GK102966444SQ20121031774
公开日2013年3月13日 申请日期2012年8月31日 优先权日2011年9月1日
发明者A.瓦纳, T.布莱勒, S.艾辛格 申请人:罗伯特·博世有限公司