用于在增压内燃机中进行增压压力调节的补偿调节器的制作方法

本发明涉及一种用于电子控制单元的补偿调节器，以用于在具有至少两个执行机构的增压内燃机中进行增压压力调节。

背景技术：

1、已知多样的用于在具有至少两个执行机构的增压内燃机中进行增压压力调节的补偿调节器。

技术实现思路

1、本发明的目的是，改进用于增压压力调节的调节器，使得在从一个执行机构切换到另一个执行机构时避免负面影响、例如增压压力的干扰、与此相关联的牵引力波动和对于驾驶员而言可感知的颠簸。

2、所述目的通过权利要求1的特征来实现。本发明的有利的进一步改进方案是从属权利要求的主题。

3、本发明涉及一种用于电子控制单元的补偿调节器，其用于在具有至少两个执行机构的增压内燃机中进行增压压力调节，所述至少两个执行机构在其路径增益或者说传递特性方面不同。

4、在此，控制单元具有这样的校正模块，使得至少一个调节器参数在限定的过渡区域中被平滑，并且在限定的过渡区域中将与各路径增益之比或差相对应的校正值交给积分分量(例如pi调节器或pid调节器的i分量)。

5、优选地，对所述调节器参数的平滑发生在限定的过渡区域，并且对积分分量的校正在初始化时间点进行，当控制从第一执行机构在第一执行机构完全打开的情况下过渡到第二执行机构时。

6、因此，过渡区域开始于初始化时间点，当控制从具有第一路径增益的第一执行机构(特别是在第一执行机构已经到达完全打开位置之后)过渡到具有不同于第一路径增益的第二路径增益的第二执行机构时。

7、本发明基于以下考虑：

8、在许多技术系统中，使用多个执行机构以便实现目标值。例如，当在车辆中同时使用多个驱动单元以符合驾驶员期望时就是这种情况。进一步的示例出现在增压内燃机的增压压力调节中，并且在这里特别是在具有多级增压的变型方案中出现。一方面存在如下变型方案，在所述变型方案中在高压级(hd)上使用两种不同的执行机构、即具有可变可调的涡轮几何形状的排气涡轮增压器(也简称为vtg)和旁通瓣(排气调节瓣，也简称为rk)。另一方面，在具有刚性的hd级的拓扑结构中存在直接包含低压级(nd)的可行方案。

9、然后以一个共同的调节来调节到目标值(例如目标增压压力)，所述调节利用多个执行机构。一般除了一个执行机构之外的所有执行机构都受到控制，并且以一个唯一的执行机构来实行所述调节。如下情况是有问题的，在所述情况中，用于实现目标值的真正的调节从一个执行机构切换到另一个执行机构，

10、无论是基于模型的控制还是基于数据和实验的控制，都必须补充有补偿调节，以便补偿模型误差、干扰、系统因老化而产生的改变等。在许多情况下，这种补偿调节是简单的pi调节器或pid调节器。

11、从控制技术的角度来看，在使用不同执行器时强烈不同的路径增益是有问题的。然而，为了实现最大性能，补偿调节器被设计得尽可能激进。对于用于不同的执行机构采用补偿调节的不同的参数化，由此导致当从一个执行机构过渡到另一个执行机构时补偿调节器的输出突然变化。在最坏的情况下，则在第一执行机构上至少短时间地所述执行调节并且随后又在第二执行机构上进行调节。

12、根据现有技术，在第一执行机构上“学习过”的补偿调节器中的积分分量(例如pi调节器的i分量)也传递到所述另外的执行机构并且在那里导致过度补偿或补偿不足，特别是当执行机构在其传递特性方面由于不同的路径增益而强烈改变时。此外，直至补偿调节器的参数化针对另一个执行机构“正确地学习到”积分分量可能需要很长时间。在此期间无法实现控制目标。

13、上面描述的两个问题根据本发明基本上通过以下方式解决：

14、补偿调节的参数化在从一个执行机构到所述另外的执行机构的过渡之前、之后或之前和之后被平滑、特别是在限定的过渡范围中被平滑，从而不再出现补偿调节器的输出的突然变化。补偿调节器中的积分分量被划分，从而一方面维持到所述另外的执行器的过渡，并且另一方面剩余的积分分量以不同的增益来缩放或设置为零。

15、换句话说，在具有调节器的电子控制单元中，至少一个调节器参数在限定的过渡区域中被平滑，以便避免校正值的突然变化。此外，如果要在控制从具有较低的路径增益的第一执行器(例如在hd级上的vtg)过渡到具有较高的路径增益的执行器(例如在hd级上的旁路调节瓣)，则以各(不同)路径增益之比校正i分量。所述校正值可以例如从特性曲线或表格中获取，其可以凭经验确定并存储在控制单元中。但它也可以以因子的形式存在于控制单元中。

16、根据本发明，所述控制单元因此包含、特别是通过相应的软件编程而包含具有校正模块的补偿调节器，以用于在控制从一个执行机构转移到另一个执行机构时，在将各路径增益的差异交给积分分量的情况下进行对调节器参数的调整和缩放。

17、本发明可以特别有利地在第一情况下在增压双涡轮增压器内燃机(例如柴油发动机)中控制从在hd级上的vtg过渡到调节瓣(在hd级上的旁通瓣)时使用，并且反之亦然。此外，本发明可以在第二情况下在具有刚性的hd级的增压器内燃机中在仍然两级式的增压运行中也在控制从在hd级上的调节瓣过渡到在nd级上的vtg上时使用，并且反之亦然。

技术特征：

1.一种用于电子控制单元(4)的补偿调节器，所述补偿调节器用于在具有至少两个执行机构(vgt、rk；1、2)的增压内燃机(d)中进行增压压力调节，所述至少两个执行机构在其路径增益(k_t、k_b)方面不同，所述电子控制单元具有校正模块(5)，所述校正模块设计为，使得：一方面，至少一个调节器参数在限定的过渡区域(b)中被平滑，并且其次，当调节从具有第一路径增益(k_t)的第一执行机构(1)过渡到具有与第一路径增益不同的第二路径增益(k_b)的第二执行机构(2)时，将与各路径增益之比或差相对应的校正值交给积分分量。

2.根据权利要求1所述的补偿调节器，其特征在于，对所述调节器参数的平滑发生在限定的过渡区域(b)中，并且当控制从第一执行机构(1)在第一执行机构(1，vtg)完全打开的情况下过渡到第二执行机构(2)时，对积分分量的校正在初始化时间点(t0)进行。

3.根据前述权利要求中任一项所述的补偿调节器，其特征在于，所述校正值由与所述第一执行机构(1)的路径增益成比例的值(k_t)和与所述第二执行机构(2)的路径增益成比例的值(k_b)之比形成。

技术总结
本发明涉及一种用于电子控制单元的补偿调节器，其用于在具有至少两个执行机构的增压内燃机中进行增压压力调节，所述至少两个执行机构在其路径增益或者说传递特性方面不同，在此，所述电子控制单元具有这样的校正模块，使得：至少一个调节器参数在限定的过渡区域中被平滑，并且将与各路径增益之比或差相对应的校正值应用于积分分量。优选地，对所述调节器参数的平滑发生在限定的过渡区域中，并且对积分分量的校正在初始化时间点进行，当控制从第一执行机构在第一执行机构完全打开的情况下转移给第二执行机构时。

技术研发人员：T·帕森布鲁纳,G·贝恩德尔
受保护的技术使用者：宝马股份公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/8