用于识别空气偏差和燃料偏差的方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于在内燃机的混合物制备中识别空气偏差（Luftfehler)和燃 料偏差（Kraftstofffehler )的方法，其中，所述混合物制备经由一预控制装置和一拉姆达 调节装置来进行，并且其中，至少在内燃机的一些确定的运行区域中存在燃料计量和喷入 持续时间之间的线性关系。
[0002] 本发明还涉及一种控制单元，用于通过预控制装置和拉姆达调节器来调节内燃机 的燃料-空气混合物并用于在内燃机的混合物制备中确定燃料偏差和空气偏差。
【背景技术】
[0003] 在多个如今使用的内燃机中将用于修正混合物偏差的调适值完全作为预控制被 算入燃料路径中，即使这些调适值至少在一定份额上基于空气偏差。这是不利的，因为例如 马达控制器中的很多额定值特性曲线场与空气质量相关。由此，各种调节器的与空气质量 相关的预控制没有被适配且还是有偏差。
[0004] 文献DE 103 30 092 A1描述了一种方法，该方法能够在混合物调适的范畴内实现 空气偏差与燃料偏差之间的区分。一个等式描述了在与一额定值的拉姆达偏离、当前拉姆 达、输入的空气质量流、空气质量流的偏差和燃料质量流的偏差之间的关系。内燃机在至少 两个或更多个拉姆达值的情况下在一负载点中运行并确定拉姆达偏离。通过代入到所述等 式中，获得了具有未知量，即空气质量偏差和燃料质量偏差的一等式系统，这些未知量能够 从中计算出。在此情况下不利的是，必须在内燃机的不同的运行点上，在不同的拉姆达值的 情况下进行调适。为了调适必须存在稳定的运行条件。直到达到这些条件，内燃机必须在 就废气净化而言不利的拉姆达条件下运行。由此在调适期间存在内燃机的提高的有害物质 排放。
[0005] 文献DE 10 2008 012 607 B4描述了一种方法，该方法能够实现弃用负载传感器 (空气质量流量计或压力传感器)。在此设置：拉姆达调节介入与燃料路径或空气路径中的 偏差原因相协调，为此内燃机被运行在不同的工作点中。该评价基于拉姆达调节介入FAC_ LAM_C0R，该拉姆达调节介入经由各种等式与在空气路径、燃料路径和整个混合物路径中的 相对偏差和偏移偏差（Offset-Fehlern)结合。所述方法仅仅能够实现燃料偏差的与运行 点相关的描述，燃料偏差的确定和空气偏差的确定必须相应地在所有运行点中执行。
[0006] 文献DE 10 2010 051 034 A1描述了一种方法，该方法在空气-燃料混合物偏差 的情况下能够实现针对内燃机的各个缸的、在燃料路径偏差和空气路径偏差之间的区分。 在此进行了在拉姆达参量和拉姆达参考参量之间的比较以及在瞬时参量和瞬时参考参量 之间的比较。所述参考参量意味着在缸的一个新的或无故障的状态中的对应比较参量并例 如可以由关于多个缸的平均值形成来得到。与多个对应的测得参量比参考参量大还是小的 不同组合相关地可以推断出在混合物制备中的不同的偏差原因。
【发明内容】
[0007] 因此，本发明的任务是提供一种方法，该方法能够实现简单和安全分开地识别在 内燃机的空气输入和燃料输入中的偏差。
[0008] 本发明的任务还在于，提出一种相应的用于实施该方法的控制单元。
[0009] 本发明的涉及该方法的任务通过如下方式来解决：所述燃料偏差在燃料计量和喷 入持续时间之间的关系中被描述为斜率偏差（Steigungsfehler )或被描述为斜率偏差和偏 移偏差（Offsetfehler)，所述内燃机在具有可比较的空气偏差的至少两个运行点中运行并 在其中分别确定一拉姆达调节介入，由这些确定的拉姆达调节介入来确定用于描述燃料偏 差的斜率偏差或斜率偏差和偏移偏差，并且从获知的燃料偏差中确定空气偏差。由此，该方 法能够实现分开地确定在内燃机的混合物制备中的空气偏差和燃料偏差。由此实现了，可 以获知用于空气偏差和燃料偏差的分开的调适值并可以分开地修正它们。这相对于仅在燃 料路径中设置的修正来说有利地影响到内燃机的不同的调节器的预控制，这些调节器与在 空气质量上撑开的额定值特性场相关。此外可以减小针对瞬时模型的建模偏差，就像这些 瞬时模型经常设置在现代的内燃机的马达控制装置中并描述为空气质量的函数那样。为了 分开空气偏差和燃料偏差，所述方法使用了燃料计量与喷入持续时间之间的线性关系，该 线性关系就像与所使用的喷射器相关地在宽的运行区域上给出的那样。此外，为了所述内 燃机在具有可比性的或者说可比较的（vergleichbarem)空气偏差的两个运行点上所需的 运行，进行到通过一额定值预先给定的、适合于废气净化的拉姆达值上的拉姆达调节。所述 方法相应地不要求与具有与之结合的、提高的废气排放的拉姆达额定值的偏离。如果燃料 偏差已知，那么由此确定了空气偏差。
[0010] 根据本发明的一有利的设计变型方案可以设置：在预期的斜率偏差的情况下在内 燃机的具有可比性的空气偏差的两个运行点中确定所述拉姆达调节介入，并在预期的斜率 偏差和偏移偏差的情况下在内燃机的具有可比性的空气偏差的三个运行点中确定所述拉 姆达调节介入，并且由此来确定所述燃料偏差和所述空气偏差。由燃料计量与喷入持续时 间之间的线性关系可以从两个运行点导出具有两个未知量(斜率偏差和燃料偏差）的两个 等式，并在三个运行点的情况下导出具有三个未知量(斜率偏差、燃料偏差和偏移偏差）的 三个等式，并从中确定燃料路径中的偏差。在此偏移偏差可以例如基于喷入喷嘴的阀特性 曲线。
[0011] 具有可比性的空气偏差的那些所需运行点的简单设定可以通过如下方式来进 行，即，具有可比性的空气偏差的运行点通过如下方式来设定，即，给所述燃料系统调制出 (aufgeprjigt) -偏差，该偏差通过一拉姆达调节器来平衡并且这样获得的拉姆达调节介入 被用于确定所述燃料偏差。
[0012] 为了能够在内燃机的尽可能大的运行区域上描述燃料偏差和空气偏差，可以设 置，所述燃料偏差和所述空气偏差连续或近似连续地针对内燃机的至少一个运行区域利用 所述燃料计量和所述喷入持续时间之间的线性关系来确定。近似连续在该上下文关系中意 味着：燃料偏差和空气偏差通过相应的等式连续描述并例如被存储用于通过预先给定的时 间差来分开的喷入持续时间。
[0013] 对于所述方法的可执行性而言的前提是燃料计量与喷入持续时间之间的线性关 系。如果在内燃机中例如设置有喷入喷嘴，在这些喷入喷嘴中没有给出线性关系，那么可 以设置：在确定燃料偏差和空气偏差之前进行燃料计量和喷入持续时间之间的关系的线性 化。这可以以已知的算法计算地执行。
[0014] 为了能够确定在配属给内燃机的多个喷入喷嘴中的燃料偏差，可以设置：在确定 燃料偏差和空气偏差之前将输入给内燃机的各个缸的燃料质量进行调平。内燃机的各个缸 因此经由所配属的喷入喷嘴被输入相同量的燃料。相应地可以将燃料偏差和由此的空气偏 差一起地确定用于整个内燃机。
[0015] 根据本发明的一可能实施方案可以设置，燃料计量经由压电喷射器或磁喷射器进 行。压电喷射器在此具有这样的优点，在它们中存在燃料计量与喷入持续时间时间的线性 关系。在磁喷射器中必须首先将燃料计量与喷入持续时间之间的关系进行线性化。
[0016] 根据本发明的一特别优选的设计变型方案可以设置：通过调适所述预控制装置来 修正内燃机燃料路径中的燃料偏差和内燃机空气路径中的空气偏差。
[0017] 所述方法可以优选地用于识别在外源点火的内燃机的混合物制备中的空气偏差 和燃料偏差。
[0018] 本发明的涉及控制单元的任务通过如下方式来解决，即，内燃机具有用于执行所 述方法的程序流程或电子电路。
【附图说明】
[0019] 下面借助附图中展示的实施例详细阐释本发明。其中： 图1在示意图中在一种实施变型中示出了可使用本发明的技术领域， 图2在第一流程图中示出了在燃料计量和喷入持续时间之间的关系中的预期的斜率 偏差的情况下的方法步骤顺序以及 图3在第二流程图中示出了在燃料计量和喷入持续时间之间的关系中的预期的斜率 偏差和偏移偏差的情况下的方法步骤顺序。
【具体实施方式】
[0020] 图1在示意图中在一种实施变型中示出了可使用本发明的技术领域。实施为外源 点火的汽油发动机的内燃机10通过空气输入装置11输入地得到燃烧用空气。燃烧用空气 的空气量借助于空气输入装置11中的空气质量流量计12确定。内燃机10的废气通过废 气通道17导出，催化器16布置在该废气通道中。在所述催化器16之前布置一拉姆达传感 器15。空气质量流量计12的信号和拉姆达传感器15的信号被输入给一控制单元14。所 述控制单元14与四个喷入阀13. 1、13. 2、13. 3、13. 4连接，利用这些喷入阀给内燃机10配 量燃料。在此，作为喷入阀13. 1、13. 2、13. 3、13. 4设置压电喷射器，它们具有喷入持续时间 与被配量的燃料量之间的线性关系。在控制单元中集成有用于设定输入给内燃机10的空 气-燃料混合物的拉姆达调节器14. 2和预控制装置14. 1。
[0021] 在常规运行中利用拉姆达传感器15测量废气的拉姆达。拉姆达调节器14. 2将测 得的拉姆达与一额定值进行比较并与输入的空气量相关地以如下方式调节输入给内燃机 10的燃料量，即，测得的拉姆达相应于额定值。为了能够使用拉姆达调节器14. 2的全调节 范围，给拉姆达调节装置叠加一预控制装置14. 1。该预控制装置与内燃机10的负载相关地 进行燃料配量的经控制的基础设定。预控制装置被规则地调适，从而使得可以平衡空气和 燃料系统中的改变。这根据已知的方法，即使在空气路径中有偏差的情况下，通过喷入的燃 料量的相应适配进行。用于修正混合物偏差的调适值因此被完全在燃料路径中算入。与之 不同地，本发明设置空气路径和燃料路径中的偏差和偏离的分开的识别和调适。
[0022] 在外源点火的内燃机中燃料通过喷射器(喷入阀13. 1、13. 2、13. 3、13. 4)的计量可 以在宽的运行区域中被描述为喷入持续时间