專利名稱：用于對內燃機進行增壓調節(jié)的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種如權利要求1的前序部分所述的用于對內燃機進 行增壓調節(jié)的方法。
背景技術：
一種這種類型的增壓調節(jié)由DE19卯5420A1所公開，其描述了一 種利用增壓調節(jié)裝置對內燃機進行增壓調節(jié)的方法，借助于所述增壓 調節(jié)裝置，由額定增壓和實際增壓之間的調節(jié)偏差產生一個調節(jié)量， 該調節(jié)量具有由差分調節(jié)器所得到的D分量，其中這個D分量根據在 預定的分析時間段內所獲得并分析的過渡階段的調節(jié)偏差來適配。實 際上，這里用于渦輪葉片調節(jié)單元的調節(jié)器輸出量根據增壓實際值和 增壓額定值之間的調節(jié)偏差的速度而減小。也就是說，如果在加速時 增壓實際值接近增壓額定值，則用于控制渦輪葉片調節(jié)單元的調節(jié)量 減小，并且減小得越多，則增壓形成越快。
此外，由DE19712861A1以及由DE19502150C1已知，為積分調 節(jié)器的一個積分分量預先給定一個校正值，從而可以對內燃機的增壓 進行可靠的調節(jié)，尤其是適用于這種情況其中出現了極為不同的干 擾量，例如在全負荷情況下出現了非常不同的增壓額定值，或者存在 非常不同的轉數。
由于例如在廢氣泄壓門區(qū)域內受生產過程所限的批量生產中的 離差，其例如在對旁路閥產生影響的施加了彈力的測壓計區(qū)域內是實 際存在的，對于不同的汽車可能得到不同的調節(jié)關系，這是不希望出 現的。同樣情況還有在增壓調節(jié)閥區(qū)域內的構件老化現象，這在不同 汽車之間可能也是不同的。

發(fā)明內容
因此本發(fā)明的任務是提供一種用于對內燃機進行增壓調節(jié)的方 法，借助于這種方法，能夠避免關于批量生產離差以及尤其是增壓調 節(jié)閥的調節(jié)對象構件老化的上述問題，并能夠提供很高的、可再現的 調節(jié)質量，同時使額定增壓和實際增壓之間調節(jié)偏差盡可能的小，并 且實現增壓形成的盡可能最好的性能。
這一任務通過權利要求1所述特征來解決。其他有利的方法實現 是從屬權利要求的主題。
根據權利要求1，特別是為適配增壓調節(jié)閥的增壓占空比而執(zhí)行
的D分量適配包括與工作點有關的D分量深度適配，以及最好是附帶 的和后續(xù)的(但在特定情況下也可能是可選的)與工作點有關的D分 量時間適配，其中相對于預定的內燃機參數或增壓參數，利用D分量 深度適配對差分調節(jié)器的輸出量進行適配，并利用D分量時間適配對 D分量的作用時間進行適配。其中所述內燃機參數或增壓參數最好作 為特征曲線參數通過特征曲線族或特征曲線預先給定。
通過這種方法的指導，在調節(jié)質量和可再現性方面確保了在多批 次上保持相同的系統(tǒng)關系。而且，也實現了盡可能最好的增壓形成性 能。由于通過根據本發(fā)明的與工作點有關的D分量深度適配和D分量 時間適配，即使在出現批量生產離差以及尤其是增壓調節(jié)閥的調節(jié)對 象構件老化現象時也能實現對尤其是增壓調節(jié)閥的增壓占空比的這種 適配，其在每個時刻均考慮到了這些現象。也就是說，通過對于對增 壓占空比產生影響的增壓調節(jié)進行這種類型的與工作點有關的適配流 程，能夠以盡可能小的調節(jié)偏差實現增壓的調整，其方法是例如考慮 阻尼分量(Dampferanteil)作為D分量，并根據真實的實際增壓過程 對其進行適配。其中，在適配的范圍內確定并存儲連續(xù)改變的值，只 要需要確定的話。D分量可以是例如PID調節(jié)器的常規(guī)D分量，或者 最好也可以是一個阻尼分量。PID調節(jié)器的標準D分量通過用D分量 參數對調節(jié)偏差進行求導的結果而得出。阻尼分量通過用阻尼參數對 實際值(這里是增壓壓力)求導的結果而得出。


下面借助附圖詳細描述本發(fā)明。如圖所示 圖1示意性地示出了電子增壓調節(jié)的原理圖， 圖2示意性地示出了根據本發(fā)明在增壓調節(jié)中結合了 D分量 適配的方法，
圖3示意性地示出了D分量深度的適配，以及 圖4a、 4b示意性地示出了 D分量作用時間的適配。
具體實施例方式
圖1中示意性地示出了用于內燃機1的電子壓增壓調節(jié)的原理 圖，其最佳增壓壓力通過增壓調節(jié)的增壓控制設備2來進行調節(jié)。這 里沒有示出的壓力傳感器獲取增壓壓力，并將該信息進一步給到增壓 控制設備2，該設備進而控制一個沖程閥3，其占空比通過已知的方式 控制沖程閥的打開橫截面。
如圖1中進一步看到的， 一個廢氣渦輪壓縮機6的壓縮機輪5位 于進氣管4中，其渦輪7位于排氣管8中。從排氣管8分出一個旁路 導管9作為廢氣泄壓門，借助于這個旁路導管，至少一部分廢氣氣流 可以在渦輪7轉動時被導入到排氣通道中。為了釋放旁路導管9，設 置了一個增壓調節(jié)閥或旁路閥10，其具有一個施加了彈力的測壓計 11,其與最好是電氣壓方式的沖程閥3相關地、根據工作點預定地施 加一個預先給定的壓力值，作為調節(jié)裝置額定值。
其中的基本工作原理如下發(fā)動機控制設備在每個時刻根據駕駛 員的希望計算出一個額定增壓.基于這個額定增壓和根據壓縮機5測 得的增壓，為沖程岡3計算出一個調節(jié)信號，使得其位于至廢氣泄壓 門測壓計11的控制導管12與進氣管4以及壓縮機后面的壓力導管之 間(參見圖1)。如果增壓壓力相對于額定增壓增大，則通過沖程岡3 的控制，使控制導管12和進氣管4之間的閥門橫截面持續(xù)擴大。從而 使廢氣泄壓門測壓計11中的壓力下降，并且使旁路閥10由于廢氣泄
壓門測壓計11的彈性預應力而開始關閉。從而使渦輪物料流量、提供 給壓縮機的轉換后的功率以及增壓壓力持續(xù)增大。
如果增壓壓力相對于額定增壓減小，則通過沖程閥3的控制，使 控制導管12和進氣管4之間的閥門橫截面減小。從而使廢氣泄壓門測 壓計11中的壓力最大增大到增壓值，并且使旁路閥IO開始相對于廢 氣泄壓門測壓計11的彈性預應力打開。從而使渦輪物料流量、提供給 壓縮機的轉換后的功率以及增壓壓力持續(xù)減小。
這里的增壓控制設備2例如包括一個這里沒有詳細示出的已知的 PID調節(jié)器，它根據額定增壓和實際增壓之間的調節(jié)偏差產生一個調 節(jié)量，所述調節(jié)量具有一個由PID調節(jié)器的差分調節(jié)器(D調節(jié)器) 所提供的、最好與發(fā)動機轉數和/或發(fā)動機額定進氣量相關的預定D分 量，如圖2中作為參數D分量示意性示出的，利用這個分量可以避免 在增壓形成時增壓壓力的過沖，從而避免了過度的發(fā)動機負荷。作為 替代，除了可以采用帶有可適配的D分量的PID調節(jié)器之外，也可以 采用與可適配的阻尼分量相結合的PI調節(jié)器，或者也可以采用與可適 配的阻尼分量相結合的PID調節(jié)器。
除了避免過沖狀態(tài)之外，還能夠以盡可能高的速度實現增壓形 成。為了確保在調節(jié)質量和過渡關系的可再現性方面在所有的批次上 都保持相同的系統(tǒng)關系，根據本發(fā)明需要對增壓調節(jié)的D分量進行適 配。
如圖2進一步示出的，根據本發(fā)明的D分量適配最好分成D分 量深度適配和D分量時間適配。對于D分量深度適配，由額定進氣量 和發(fā)動機轉數所確定的D分量與一個校正值faddae相加；而利用D 分量時間適配，得到一個校正值tpraedad,通過延遲D分量的所謂初 始化時間點，該校正值可導致預測時間的改變，從而改變D分量的作 用時間。為此， 一個根據發(fā)動機轉數所得到的預測時間作為開始預先 給定的作用時間用時間適配值tpraedad來進行適配，在這里是通過相 加來進行適配。然后，與實際的增壓相關聯，由預測時間或作用時間 得到所謂的預測增壓，其中預測時間的改變影響了預測增壓.的坡度變
化(參見圖3、圖4a和圖4b)，以及影響了 D分量的初始化時間點 的移動。D分量的初始化時間點在圖3、圖4a和圖4b中通過預測增 壓與額定增壓的切點來表示。
D分量深度適配和D分量時間適配的適配值被存儲在非易失性 的存儲器陣列中，其地址變量是發(fā)動機轉數nmot,這將在后面進一步 詳細描述。
在整個發(fā)動機轉數范圍內負荷跳變到全負荷狀態(tài)的情況下開始 對D分量進行適配。當過渡階段或分析時間段結束后又經過了一段預 定的時間段之后計算適配值，這也將在后面詳細描述。如果要開始進 行分析，則在經過了預定的分析時間段之后立即啟動下一個步驟。
在賦值和讀取適配陣列(存儲器陣列)中的值時，為了對各個陣 列單元進行尋址需要整數個分度。這些分度描述了當前的nmot工作 點的相鄰陣列單元。用于陣列軸的分度始終由nmot的當前值來確定。 其中哪些分度對應于nmot范圍內的哪些值可以通過一個預先給定的 表、例如以插值方式"取整(Runden)"的特征曲線來確定。
此外，在確定分度時，分別計算對應于當前分度的固定的發(fā)動機 轉數或nmot值。這些值通常用來借助于線性插值來讀取適配值faddae 和tpraedad。
為了在全負荷跳變后分析增壓的過渡階段，定義了一個分析時間 段，在該時間段內可以分析先前對調節(jié)量(增壓占空比ldtvm)起作 用的D分量對增壓壓力產生的影響。這個分析時間段從表示參考壓力 的所謂滯后的額定增壓與額定增壓本身之間的切點開始，在經過了一 段預定的時間后結束(參見圖3)。滯后的額定增壓表示與工作點和 汽車相關的盡可能快的增壓形成，并根據后面的規(guī)則而形成，直至達 到額定增壓
<formula>formula see original document page 10</formula>其中pvd是增壓壓力，》_是負荷跳變期間出現的最大的增壓上 升，At是計算步長，p是滯后的額定增壓。
滯后的額定增壓表示對過渡關系進行優(yōu)化的參考壓力，即從中導
出用于對D分量參數(D分量深度)和預測時間(D初始化時間點) 進行匹配的標準的變化過程。
在分析時間段期間，當前的調節(jié)偏差、即額定增壓與實際增壓之 間的差被累加，并除以已經經過的時間。這樣可以計算出平均的調節(jié) 偏差dpvdkm。如果在分析時間段期間增壓壓力與額定增壓相切(增 壓壓力過沖)，則目前所確定的正的平均調節(jié)偏差被中間存儲在變量 dpvdkms中。這個量dpvdkm接著被復位，并在分析時間段中剩余的 時間內用于存儲負的過沖部分的平均調節(jié)偏差。
與此相反，如果增壓壓力在分析時間段內始終沒有達到額定增 壓，即存在漸近的過渡，則只存在量dpvdkm。當分析時間段內出現 壓力過沖并在此之后出現下沖時，平均調節(jié)偏差的計算過程被縮短。 在這種情況下，只分析過沖部分。
如此確定的平均調節(jié)偏差在過渡階段期間用來計算D分量深度 適配的改變量(D分量參數的校正值)和D分量時間適配的改變量(作 用時間或預測時間的校正值)。
為了計算深度適配改變量dfdae，在過沖的增壓變化過程中，如 圖3所示，形成平均正和負調節(jié)偏差的絕對比值。通過該比值來判斷 是否將負或正的平均調節(jié)偏差引入到深度適配改變量dfdae的計算 中。只要該比值大于一個預定的閾值，則只使用負的平均調節(jié)偏差， 而忽略正的平均調節(jié)偏差。但如果該比值較小，則只使用正的平均調 節(jié)偏差。然后，借助于如此確定的正或負的平均調節(jié)偏差，可以通過 預定的放大特征曲線得到深度適配改變量dfdae。在此之后，深度適 配改變量dfdae以預定的方式被加權，并被加到適配陣列中相鄰的轉 數支持位置上。其中根據在D分量初始化時間點時的工作點至相鄰轉 數支持位置的距離來實現對深度適配改變量的線性分割。如圖3示意 性示出的，通過這種D分量深度適配可以參照增壓或LDR占空比得 知D分量深度，其中D分量深度的適配相對于D分量作用,時間或預 測時間的適配被鎖止，對D分量作用時間或預測時間的適配將在后面
詳細說明。也就是說，對于一個工作點，首先對深度進行適配。當正 的平均調節(jié)偏差與負的平均調節(jié)偏差之和的數值位于一個預定的閾值
以下時，進行D分量時間適配。
在這種情況下，開始計算D分量時間適配的時間適配改變量 dptr,使得先前所確定的、預定長度的D分量作用時間與一個預定的 額定作用時間進行比較。如果所得到的D分量作用時間小于額定作用 時間，則通過這個偏差和預定的放大特征曲線確定一個正的時間適配 改變量dptr，該改變量導致了 D分量的初始化時間提前，并從而導致 D分量的作用時間延長(參見圖4b )。
與此相反，如果D分量的作用時間大于額定作用時間，則預測時 間通過時間適配改變量dtpr而縮短，從而縮短D分量的作用時間(參 見圖4a)。在這種情況下，時間適配改變量dtpr根據正的平均調節(jié) 偏差dpvdkms和一個預定放大特征曲線來確定。與寫D分量深度適 配的深度適配改變量dfdae的過程相類似，開始將時間適配改變量 dtpr加權寫入到相應的時間適配陣列中。
最后，可以根據當前的發(fā)動機轉數nmot，借助于線性插值，從 D分量深度和時間適配的適配陣列中例如同時讀出兩個適配值faddae 和tpraedad。
權利要求
1.一種用于對內燃機進行增壓調節(jié)的方法，所述內燃機具有一個增壓調節(jié)裝置，借助于這個增壓調節(jié)裝置由額定增壓和實際增壓之間的調節(jié)偏差產生一個調節(jié)量，這個調節(jié)量具有一個由差分調節(jié)器或阻尼器所提供的D分量，其中所述D分量根據一個在預定的分析時間段內所獲取并分析的過渡階段的調節(jié)偏差被適配，其特征在于，尤其是為了對增壓調節(jié)閥的增壓占空比(ldtvm)進行適配而執(zhí)行的D分量適配包括與工作點有關的D分量深度適配和/或與工作點有關的D分量時間適配，其中相對于預定的增壓參數、尤其是特征曲線族參數，利用D分量深度適配對差分調節(jié)器的輸出量進行適配，而利用D分量時間適配對D分量的作用時間進行適配。
2. 根據權利要求l所述的方法，其特征在于，在整個發(fā)動機轉 數范圍內負荷跳變到全負荷狀態(tài)的情況下開始對D分量進行適配。
3. 根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述分析時 間段根據一個參考壓力(滯后的增壓壓力)預先給定，其表現為在時 間上最短或最快的增壓形成。
4. 根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述分析時間段 的開始被如此確定，使得在該時刻額定增壓的值與參考壓力的值相一 致。
5. 根據權利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述參考壓 力根據下列等式形成，直至達到額定增壓<formula>formula see original document page 2</formula>其中pvd是增壓壓力，/^是負荷跳變期間出現的最大的增壓上 升，At是計算步長，p是參考增壓。
6. 根據權利要求1至5中任一項所述的方法，其特征在于，在 D分量深度適配中確定一個在分析時間段內求平均的平均調節(jié)偏差(dpvdkm)作為調節(jié)偏差。
7. 根據權利要求6所述的方法，其特征在于，為了確定分析時 間段期間的平均調節(jié)偏差(dpvdkm)，當前的調節(jié)偏差被累加，并除 以已經經過的時間，其中平均調節(jié)偏差的值當在該分析時間段期間當 前增壓超過額定增壓時作為正的平均調節(jié)偏差(dpvdkms)被中間存 儲在中間存儲器中，并且其中在這種正的平均調節(jié)偏差(dpvdkms) 被中間存儲之后，平均調節(jié)偏差(dpvdkm)被復位，在分析時間段中 的剩余時間內獲取并確定過沖部分的負的平均調節(jié)偏差，而在增壓壓 力在分析時間段期間始終不會達到額定增壓(漸近的過渡)的情況下， 只確定平均調節(jié)偏差Upvdkm)，并作為值來處理，并且由如此確定的平均調節(jié)偏差的值預先給定用于D分量深度調節(jié) 的深度調節(jié)改變量。
8. 根據權利要求7所述的方法，其特征在于，在過沖的增壓變 化情況下，用于D分量深度的深度調節(jié)改變量(dfdae)通過分析和 比較平均調節(jié)偏差與正的平均調節(jié)偏差(dpvdkms)來確定。
9. 根據權利要求8所述的方法，其特征在于，在比值大于一個 預定的比較值的情況下，在確定深度適配改變量時只考慮負的平均調 節(jié)偏差，而在該比值小于一個預定的比較值的情況下，在確定深度適 配改變量時只考慮正的平均調節(jié)偏差。
10. 根據權利要求5至9中任一項所述的方法，其特征在于， 借助于所選出的平均調節(jié)偏差或者正的或負的平均調節(jié)偏差，通過一 個預定的放大特征曲線來確定深度適配改變量(dfdae)，該深度適配 改變量最好以預定的方式被加權地加到一個深度適配陣列中的相鄰轉 數支持位置上，從中最好借助線性插值、根據當前的發(fā)動機轉數(nmot)讀出深度適配值(faddae)。
11. 根據權利要求6至10中任一項所述的方法，其特征在于， 時間上在D分量深度適配之后開始進行D分量時間適配，這最好是在 以下條件下進行即在分析時間段內平均調節(jié)偏差(dpvdkm)與正的 平均調節(jié)偏差(dpvdkms)之和的數值位于一個預定的閾值以下。
12. 根據權利要求1至10中任一項所述的方法，其特征在于，為了進行D分量時間適配，將借助于一個獲取裝置所獲得的作用時間 長度與一個預定的額定作用時間進行比較，并在額定作用時間偏離所 獲得的作用時間長度的情況下，將D分量的作用時間相對于預定的參 數進行適配，尤其是改變D分量的初始化時間點。
13. 根據權利要求12所述的方法，其特征在于，在D分量作 用時間長度小于預定的額定作用時間長度的情況下，對應于預定的參 數、尤其是特征曲線族參數確定并預先給定一個時間適配改變量(dtpr)，這個改變量導致D分量的初始化時間點相對于當前的初始 化時間點提前，并且在D分量作用時間長度大于預定的額定作用時間長度的情況下， 對應于預定的參數、尤其是特征曲線族參數確定并預先給定一個時間 適配改變量(dtpr)，這個改變量導致D分量的初始化時間點相對于 當前的初始化時間點滯后。
14. 根據權利要求13所述的方法，其特征在于，時間適配改 變量(dtpr)通過一個預先給定的放大特征曲線和/或根據平均調節(jié)偏 差或者負的或正的平均調節(jié)偏差的值被預先給定。
15. 根據權利要求12至14所述的方法，其特征在于，時間適 配改變量(dtpr)最好以預定的方式加權地被加到一個時間適配陣列 中相鄰的轉數支持位置上，從中最好借助線性插值、根據當前的發(fā)動 機轉數(nmot)讀出時間適配值(tpraedad)。
16. 根據權利要求10或15所述的方法，其特征在于，D分量 的深度適配值和/或時間適配值被存儲在非易失性的存儲器陣列中，其 中對值的賦值和讀取借助于用于對各個陣列單元進行尋址的整數分度 來實現，用于陣列軸的分度始終由發(fā)動機轉數(nmot)的當前值來確定， 所述分度與發(fā)動機轉數取值范圍的對應關系通過預定的特征曲 線來實現，并且在確定分度時分別計算對應于當前分度的固定的發(fā)動機轉數值。
17. 根據權利要求1至16中任一項所述的方法，其特征在于， D分量的初始化時間點根據額定增壓并根據預測的增壓壓力來確定， 其中預測的增壓壓力最好至少根據與工作點有關的發(fā)動機轉數 (nmot)來計算或預測。
18. 根據權利要求1至17中任一項所述的方法，其特征在于， 經過適配的D分量對增壓調節(jié)閥的增壓占空比(ldtvm)起作用。
19. 根據權利要求1至18中任一項所述的方法，其特征在于， 增壓調節(jié)裝置具有一個提供可適配的D分量的PD或PID調節(jié)器。
20. 根據權利要求1至19中任一項所述的方法，其特征在于， 增壓調節(jié)裝置具有一個提供可適配的D分量的阻尼器，其對應于PD 或PID調節(jié)器。
21. 根據權利要求1至20中任一項所述的方法，其特征在于， 要適配的D分量根據發(fā)動機轉數(nmot)和/或發(fā)動機的額定進氣程 度預先給定。
22. —種用于執(zhí)行如權利要求1至21中任一項所述方法的增 壓調節(jié)裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于對內燃機進行增壓調節(jié)的方法，所述內燃機具有一個增壓調節(jié)裝置，借助于這個增壓調節(jié)裝置由額定增壓和實際增壓之間的調節(jié)偏差產生一個調節(jié)量，這個調節(jié)量具有由差分調節(jié)器或阻尼器所提供的D分量，其中所述D分量根據在預定分析時間段內所獲取并分析的過渡階段的調節(jié)偏差被適配。根據本發(fā)明，尤其是為了對增壓調節(jié)閥的增壓占空比進行適配而執(zhí)行的D分量適配包括與工作點有關的D分量深度適配和/或與工作點有關的D分量時間適配，其中相對于預定的增壓參數，利用D分量深度適配對差分調節(jié)器的輸出量進行適配，利用D分量時間適配對D分量的作用時間進行適配。
文檔編號F02D41/00GK101105152SQ20071012914
公開日2008年1月16日 申請日期2007年7月13日 優(yōu)先權日2006年7月14日
發(fā)明者丹尼爾·碧斯, 吉多·埃勒斯, 斯蒂芬·林卡, 霍爾格·布朗 申請人:奧迪股份公司