用于控制内燃机的方法和装置.pdf

本发明涉及一种用于控制内燃机的装置和方法，其中依赖于λ信号影响要喷射的燃料量。依据至少一个最高允许的废气温度值预先确定用于所述λ信号的目标值。

1.  用于控制内燃机的方法，其中依赖于λ信号影响要喷射的燃料量，其特征在于，依据至少一个最高允许的废气温度值预先确定用于所述λ信号的目标值。

2.  按照权利要求1所述的方法，其特征在于，依据运行点预先确定用于所述废气温度值的基本值。

3.  按照权利要求2所述的方法，其特征在于，依赖于当前的干扰参数与所述干扰参数的参考值之间的偏差修正所述基本值。

4.  按照权利要求2所述的方法，其特征在于，作为干扰参数考虑废气背压、温度或喷射模式这些参数中的至少一个参数。

5.  按照权利要求1所述的方法，其特征在于，依据测量的λ值和用于λ信号的目标值调整要喷射的燃料量。

6.  按照权利要求1所述的方法，其特征在于，依据测量的λ值和用于λ信号的目标值预先确定要喷射的燃料量的最大值。

用于控制内燃机的方法和装置
现有技术
本发明涉及一种按照独立权利要求的前序部分所述的用于控制内燃机的方法和装置。
由DE10316185已知一种用于控制内燃机的方法和装置，其中依赖于λ信号影响要喷射的燃料量。此时依赖于将λ信号的实际值调整到目标值的调节来预先确定用于限制要喷射的燃料量的值或相应地校正该值。
此时涉及在废气系统中基于测量的λ信号在全负荷上调节λ的一种功能。采用这种调节可以降低在汽车寿命期间由于漂移引起的热逸散。为此目的预先给定一个λ目标值，该目标值依据内燃机的热承受能力和可设想到的最坏的环境条件进行调整。此时该λ目标值依据转速和空气量由特性曲线族求出。这种技术方案的缺点是，目标值的构成中没有考虑到对废气温度的全部的影响和由此是不准确的。这些没有被考虑的影响必须通过对软件的相应的安全数据修正来覆盖。由于这种安全数据修正使得内燃机的功率潜力没有得到完全地充分利用，因为系统设计必须相对于实际的负荷极限保持一定的缓冲范围。
此外已知一些采用温度传感器测量废气系统中的废气温度并且将其调整到预定的目标值的方法和方式。这种方式方法的缺点在于这种传感器具有差的动态性能。此外这种传感器复杂并且因此很昂贵。由于差的动态性造成在动态的行驶状态下不足够的调节品质。
现有技术中具有两种变型方案用于在应用系统时进行系统设计。例如可以规定这样地应用数据，使得系统的最大功率被充分利用。此时的缺陷是，在极端的边缘条件下，例如在大的环境温度下或者在部件漂移情况下存在增大部件受损坏的危险。这尤其是由废气温度的增大引起。另一方面系统的设计和应用可以这样地实现，使得这种不允许的废气温度在任何情况下都不出现。这又导致内燃机的功率潜能没有被完全地充分利用。
发明的公开
发明的优点
按照本发明规定，依据至少一个废气温度值预先确定用于λ信号的目标值。按照本发明认识到，可以通过预先确定用于λ信号的目标值对废气温度进行固有的影响。对λ信号的所有影响参数也影响产生的废气温度。同时也具有其它的影响参数，它们仅仅影响废气温度但是不影响λ信号。两种干扰参数对废气温度的影响可以通过修正λ目标值进行补偿。在通过相应的系统干预例如通过影响喷射的燃料量来调整λ目标值时，可以将废气温度保持在非常窄的公差带内。此外由传感器支持的λ调节提供的优点还在于，这种调节在汽车运行很长的时间之后仍然是有效的。
特别有利的是，依据当前存在的运行点预先确定用于废气温度值的基本值。该运行点最好通过内燃机的负荷和转速限定。
在另一个有利的实施例中规定，该基本值依赖于当前的参数与参考值(标准值)的偏差进行修正。即通常在对废气温度作用的各种不同的干扰参数的参考值中确定所述用于废气温度的基本值。如果该干扰参数与参考值有偏差，那么它们对废气温度的影响由此被考虑并且形成相应的修正值。通过该修正值使所属λ目标值匹配。
作为干扰参数考虑废气背压、温度和/或喷射模式这些参数中的至少一个参数。作为温度尤其要考虑发动机温度和/或进气空气温度。
作为喷射模式尤其是考虑部分喷射的数量和喷射开始时刻。特别有利的是，此时不仅相加地而且相乘地实施不同的修正。
在另一个实施例中规定，将测量的值与这样求出的用于λ值的目标值比较和依据该比较预先确定要喷射的燃料量。此时一方面可以规定，燃料量直接地由调节器的输出信号确定，另一方面可以规定，λ调节器依据一个极限值预先给定要喷射的燃料量的最大允许的值。
按照本发明这意味着，基于测量的废气中的氧浓度实施干扰参数的接入(aufschaltung)与λ调节的组合。在此情况下系统设计在参考条件下进行，以便由此挖掘最大的功率潜能。此外检测相对于所述参考条件的偏差和相应地跟踪目标值。由此即使在其它的边缘条件下也具有高的稳定性。此外这样确定的当前的目标值可以通过λ调节而被非常精确地调整。即使在空气系统的和/或喷射系统的部件在内燃机的或汽车的寿命期间发生漂移时也是这样。
附图
以下对照附图中示出的实施方式描述本发明。
以下以燃料量为例描述该方法。该方法也可以应用在表征燃料量的其它参数情况下，尤其是在直接喷射式内燃机的扭矩和/或用于确定的量的调节元件的控制持续时间的参数情况下。
在图1中示出了按照本发明的方法的主要元件的方框图。用100表示λ调节器。该λ调节器上引入逻辑连接点105的输出信号，在该逻辑连接点的输入端上施加第一换算器110的输出信号并且在其第二输入端上施加λ信号的实际值LI。
以下以λ信号为例描述该方法。此时该方法不局限于λ信号，它也可以应用于其它信号情况下，这些信号给出了表征废气中残余氧含量的参数。尤其是可以将氧含量作为λ信号使用。此外也可以使用倒数的λ值。这些参数在以下称为λ信号。
依据该两种信号之间的偏差，λ调节器100将信号D提供到逻辑连接点135上。在逻辑连接点135的第二输入端上施加有第二转换器120的输出信号QM。将逻辑连接点135的输出信号施加到最小选择器130上，在其第二输入端上也施加有关于要喷射的燃料量QK的信号。依赖于两个信号之间的比较，该最小选择器130控制调整器150。该调整器150对内燃机计量出希望的燃料量。
第一换算器110的输出信号到达第二换算器120。基本值预定器用160表示并且提供废气温度的基本值T。该基本值到达逻辑连接点165。在该基本值预定器160上引入不同的信号B1和B2，这些信号表征内燃机的运行状态。在逻辑连接点165的第二输入端上施加有第一修正预定器177的输出信号，该第一修正预定器被施加逻辑连接点175的输出信号。在逻辑连接点175的第一输入端上施加有第一参考值预定器170的输出信号，该参考值预定器也被施加上表征内燃机的运行点的参数B1和B2。在逻辑连接点175的第二输入端上施加有第一干扰参数S1的第一测量参数。
在逻辑连接点190的第二输入端上施加有第二修正预定器187的输出信号，该第二修正预定器被施加上逻辑连接点185的输出信号。在逻辑连接点185的第一输入端上施加有第二参考值预定器180的输出信号，该第二参考值预定器也被施加上表征内燃机运行点的参数B1和B2。在逻辑连接点185的第二输入端上施加有第二干扰参数S2的第二测量参数。
以虚线表示出，除了干扰参数S1和S2以外还可以考虑其它的干扰参数。逻辑连接点165的输出信号通过逻辑连接点190和必要时通过逻辑连接点195作为输入参数TK到达第一换算器110。
除了示出的输入信号以外，不同的方块还可以处理其它的输入信号。
在基本值预定器160中依赖于内燃机的运行点储存最大允许的废气温度T。该值适用于在确定的边缘条件下，即在确定的参考条件下的运行点。内燃机的运行点基本上由内燃机的负荷和转速限定。除了这些参数以外也可以使用其它参数限定运行点。这样确定的废气温度T的值在与参考条件有偏差时通过干扰参数的接入进行跟踪。
对干扰参数的考虑通过使当前的边缘条件与参考条件比较来实现。相对于参考条件的偏差对废气温度的作用在应用期间被检测并且作为特征线储存在修正预定器177或187中。依据干扰参数的种类和作用的不同，在逻辑连接点165，190和195中进行相加或相乘修正。
在参考值预定器170或180中储存各边缘条件的作用。例如依赖于运行点储存进气空气温度对废气温度的影响。该储存的值对应于在参考条件下进气空气温度的值。进气空气温度S1的实际的值被测量并且在逻辑连接点175中与依赖于运行点的参考值比较。如果两个值相互有偏差，那么第一修正预定器177发出相应的修正值以修正废气温度。
这意味着，依赖于当前的干扰参数与该干扰参数的参考值的偏差修正废气温度的基本值T。作为干扰参数考虑参数废气背压，温度或喷射模式中的至少一个参数。作为温度参数优选考虑进气空气的温度或发动机温度。例如如果进气空气温度或发动机温度高于参考温度，则在提高的温度方向上实施修正。作为喷射模式考虑实施哪些部分喷射。
在示出的实施方式中示出了具有两种边缘条件的两种修正。除此之外也可以规定其它的修正。这通过逻辑连接点195上的虚线示出。
这样修正的废气温度值TK在第一换算器110中换算成λ目标值。在该换算中可以在一种特别有利的实施例中考虑其它表征发动机运行点的参数。此时可以规定，进行一种换算，针对该换算也可以备选地储存相应的特征线或相应的多维的特征线族。
这样确定的λ目标值LS用作λ调节器100的目标值。此外该λ值可以用于确定预控制量。即第二换算器120由该λ值LS出发在考虑空气量情况下计算出最大允许的要喷射的燃料量QM。该燃料量用λ调节器100的输出信号D修正。对最小值选择器130施加这样修正的最大允许的数量值。被相应地限制的要喷射的燃料量然后用于控制调整器150。
这意味着，从被测量的λ值和用于λ信号的目标值出发，预先给定要喷射的燃料量的最大值。在本发明的一个实施例中也可以规定，将换算110布置在基本值预定器160和逻辑连接点165之间。这意味着，修正预定器177和187不是提供温度信号而是λ信号。
除了示出的输入信号以外不同的方块还可以处理其它的输入信号。