專(zhuān)利名稱(chēng)：用于控制內(nèi)燃機(jī)的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種如獨(dú)立權(quán)利要求所述的用于控制內(nèi)燃機(jī)的方法和裝置。
背景技術(shù)：
由DE 19527218已知一種用于調(diào)節(jié)內(nèi)燃機(jī)平靜運(yùn)轉(zhuǎn)的方法和裝置。由濾波的轉(zhuǎn)速 信號(hào)形成用于氣缸特有調(diào)節(jié)的理論值和實(shí)際值。然后氣缸特有的調(diào)節(jié)使各個(gè)氣缸的相應(yīng)燃 料量調(diào)節(jié)到相應(yīng)的理論值。 通常在以均質(zhì)運(yùn)行的快燃發(fā)動(dòng)機(jī)中通過(guò)A調(diào)節(jié)這樣調(diào)節(jié)空氣-燃料比，使所有氣 缸的平均值為A值l并因此能夠?qū)崿F(xiàn)具有三元催化器的低廢氣運(yùn)行。噴射閥的配量誤差 和氣缸特有的空氣充氣差，它們例如由于系統(tǒng)誤差引起，可能在各個(gè)氣缸中導(dǎo)致不同的入 值，盡管所有氣缸上的全部A為數(shù)值l。氣缸特有的A值的這種平衡化直接導(dǎo)致燃料消耗 增加。如果平衡化超過(guò)給定的閾值，則可能使排放值變差。 廢氣立法、尤其是在美國(guó)規(guī)定，必需識(shí)別這種排氣惡化或者通過(guò)適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)策略 調(diào)節(jié)。 為了解決這個(gè)問(wèn)題提出不同的措施。 一方面可以規(guī)定，氣缸特有地獲得A值并且 氣缸特有地單獨(dú)調(diào)節(jié)。為此需要?dú)飧滋赜械孬@得A信號(hào)。這種氣缸特有的A值檢測(cè)是費(fèi) 事的，因?yàn)樾枰獙?duì)每個(gè)氣缸設(shè)置A探針或者這樣在時(shí)間上分辨A信號(hào)，使得各個(gè)氣缸可以 是不同的。這意味著，只能以非常高的費(fèi)用執(zhí)行這種方法。 按照DE 19527218的措施在某些運(yùn)行狀態(tài)且對(duì)于某些類(lèi)型的內(nèi)燃機(jī)不能實(shí)現(xiàn)，因 為尤其在均質(zhì)運(yùn)行中對(duì)于外源點(diǎn)火內(nèi)燃機(jī)混合物的增富不會(huì)提高功率并且不提高轉(zhuǎn)矩貢 獻(xiàn)，即，對(duì)于這些內(nèi)燃機(jī)不能識(shí)別所有的誤差。
已知的方法太費(fèi)事或者不是總能使用。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的是，以低費(fèi)用提供一種方法和裝置，通過(guò)它不受發(fā)動(dòng)機(jī)幾何參 數(shù)或運(yùn)行模式限制地能夠相應(yīng)地獲得修正值，即，以足夠的精度可以識(shí)別氣缸的不均勻分 布。 按照本發(fā)明的裝置和按照本發(fā)明的方法具有獨(dú)立權(quán)利要求的特征，與現(xiàn)有技術(shù)相 比的優(yōu)點(diǎn)是，實(shí)現(xiàn)高精度的燃料配量，其中能夠以低費(fèi)用實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。尤其是本方法可以在 所有的運(yùn)行狀態(tài)和所有的運(yùn)行形式且在所有的內(nèi)燃機(jī)中使用。 按照本發(fā)明規(guī)定，由選頻濾波的轉(zhuǎn)速信號(hào)獲得各氣缸特有的特征。對(duì)于內(nèi)燃機(jī)的 至少兩個(gè)氣缸改變調(diào)整參數(shù)。獲得調(diào)整參數(shù)這種變化對(duì)氣缸特有的特征的作用和由調(diào)整參 數(shù)變化對(duì)氣缸特有的特征的作用識(shí)別至少一個(gè)氣缸的配量誤差。 通過(guò)轉(zhuǎn)速信號(hào)的選頻濾波得到氣缸特有的特征，非常精確地表征在各個(gè)氣缸中釋 放出的轉(zhuǎn)矩、配量誤差或各個(gè)氣缸的A誤差。 在縮短控制時(shí)間時(shí)存在著控制時(shí)間縮短到不再能夠燃燒的危險(xiǎn)，因?yàn)閲娚涮俚娜剂狭?。因此有利的是，?duì)于至少兩個(gè)氣缸縮短控制時(shí)間，因?yàn)樵谶@里對(duì)于特征的作用足夠 大，降低中斷燃燒的危險(xiǎn)。 下面作為調(diào)整參數(shù)使用控制時(shí)間的概念。在此噴射器的控制時(shí)間作為調(diào)整參數(shù)。 噴射器控制時(shí)間的表達(dá)術(shù)語(yǔ)在下面只被視為示例性的。代替這個(gè)表達(dá)術(shù)語(yǔ)也可以使用其它 參數(shù)，如控制信號(hào)、燃料量。 在優(yōu)選的擴(kuò)展結(jié)構(gòu)中規(guī)定，縮短至少兩個(gè)將燃料噴射到氣缸的燃燒室里面的噴射 器的控制時(shí)間，即，減少要被噴射的燃料量。在最簡(jiǎn)單的實(shí)施例中規(guī)定，僅僅對(duì)于兩個(gè)氣缸 減少要被噴射的燃料量。但是也有利地在多個(gè)氣缸中執(zhí)行這一點(diǎn)。但是，在此重要的是，不 是在所有的氣缸而是只在部分氣缸中執(zhí)行減少。 特別有利的是，在至少一個(gè)氣缸中增加控制時(shí)間。由此可以保證，總A和給出的 總轉(zhuǎn)矩保持恒定。由此避免，司機(jī)根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的行駛特性識(shí)別到執(zhí)行檢驗(yàn)。這意味著通過(guò) 延長(zhǎng)另一氣缸的控制時(shí)間這樣執(zhí)行檢驗(yàn)，使排放不變化并且使司機(jī)不感覺(jué)到行駛特性的變 化。 按照本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)噴射器控制的任意平衡模式，S卩，對(duì)于任意數(shù)量的氣缸可以 縮短控制時(shí)間并且對(duì)于任意數(shù)量的氣缸可以增加控制時(shí)間。因?yàn)閷?duì)于一定數(shù)量的氣缸不僅 必需提高而且必需減少，以強(qiáng)制的方式得到不是對(duì)于所有氣缸減少?lài)娚鋾r(shí)間并且不是對(duì)于 所有氣缸增加控制時(shí)間。已經(jīng)證實(shí)特別有利的是，對(duì)于一個(gè)氣缸減少控制時(shí)間或者對(duì)于兩 個(gè)氣缸增加控制時(shí)間。


在附圖中示出本發(fā)明的實(shí)施例并且在下面的描述中詳細(xì)解釋。附圖中
圖1示出方框圖，它示出按照本發(fā)明的裝置的主要元件，
圖2示出流程圖，用于表明按照本發(fā)明的工作原理。
具體實(shí)施例方式
在圖1中示出內(nèi)燃機(jī)控制器的主要元件。以100表示控制單元。這個(gè)單元以調(diào)整 參數(shù)控制不同的調(diào)整元件。尤其是控制噴射器101，102，103和104。此外在曲軸上或在凸 輪軸上設(shè)置扇形輪120或增量輪120，它由傳感器125掃描。這個(gè)傳感器的信號(hào)到達(dá)第一濾 波器210、第二濾波器220和第三濾波器230。濾波器的輸出信號(hào)再到達(dá)評(píng)價(jià)單元150，它再 控制噴射器101至104。 濾波器210至230是優(yōu)選選擇的濾波器。在最簡(jiǎn)單的實(shí)施例中僅僅設(shè)置一個(gè)濾波 器，在其它擴(kuò)展結(jié)構(gòu)中也可以設(shè)置多于三個(gè)濾波器。濾波器210至230最好設(shè)計(jì)成帶通濾波 器，其平均頻率位于凸輪軸轉(zhuǎn)數(shù)、曲軸轉(zhuǎn)數(shù)和/或半點(diǎn)火頻率。也可以選擇或附加地規(guī)定， 使帶通配以兩倍的凸輪軸頻率。最好使帶通具有對(duì)應(yīng)于凸輪軸頻率、曲軸頻率和/或點(diǎn)火 頻率的頻率或者使帶通頻率對(duì)應(yīng)于這個(gè)頻率的數(shù)偶數(shù)倍或幾偶數(shù)倍。 所示的氣缸數(shù)量是示例性的。按照本發(fā)明的工作原理也可以在其它氣缸數(shù)量中使 用。 基于這個(gè)頻率濾波信號(hào)評(píng)價(jià)單元150計(jì)算各氣缸特有的(針對(duì)各單個(gè)氣缸的)特 征。在最簡(jiǎn)單的實(shí)施例中評(píng)價(jià)單元對(duì)應(yīng)于在DE 19527218中描述的工作原理。在這個(gè)最簡(jiǎn)
4單的實(shí)施例中特征對(duì)應(yīng)于在那里計(jì)算的用于各個(gè)調(diào)節(jié)器的理論值。 這個(gè)氣缸特有的特征與由相應(yīng)的氣缸給定的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩或者與相應(yīng)氣缸的A值 有關(guān)，這意味著，對(duì)于每個(gè)氣缸提供一個(gè)特征供使用，它表征各個(gè)氣缸對(duì)于總轉(zhuǎn)矩的貢獻(xiàn)。 在無(wú)誤差和無(wú)故障的內(nèi)燃機(jī)中這些數(shù)值采用相同的數(shù)值或相互間僅僅具有微小的差別。如 果一個(gè)氣缸貢獻(xiàn)更低的轉(zhuǎn)矩，相應(yīng)的特征偏離這個(gè)數(shù)值，例如特征采用更小的數(shù)值。例如這 種情況是，對(duì)一個(gè)氣缸輸送更貧油的混合物，即，A值大于l。這些偏差可以輕而易舉地檢 測(cè)。而如果一個(gè)氣缸具有A值> l，S卩，對(duì)該氣缸輸送比其余氣缸更富油的混合物，由此這 在均質(zhì)運(yùn)行中導(dǎo)致，轉(zhuǎn)矩只不重要地偏離其它氣缸，即，盡管出現(xiàn)顯著的誤差，但是這只微 小地影響相應(yīng)的特征。 在圖2中以流程圖示出按照本發(fā)明方法的實(shí)施例。 因此按照本發(fā)明規(guī)定，在第一步驟300有目的地使各個(gè)氣缸的控制信號(hào)相互平 衡。這一點(diǎn)最好這樣實(shí)現(xiàn)，使至少一個(gè)氣缸貧油，即，對(duì)一個(gè)氣缸輸送更少的燃料量。這一點(diǎn) 可能由此起作用，使控制時(shí)間對(duì)于相應(yīng)的氣缸縮短或變小。特別有利的是，使控制時(shí)間以一 個(gè)確定的值縮短。這個(gè)使控制時(shí)間縮短的值選擇得這樣大，使得借助于特征能夠識(shí)別。另 一方面選擇這個(gè)值這樣小，使得保證還能夠燃燒。 此外在優(yōu)選的實(shí)施例中在步驟310中使至少一個(gè)氣缸富油，即，對(duì)至少一個(gè)氣缸 輸送更大的燃料量，即，增加控制時(shí)間。在此這樣選擇這個(gè)加大的燃料量，使所有氣缸上的 全部A與降低前的A相比保持恒定?？刂茣r(shí)間的延長(zhǎng)也可以這樣實(shí)現(xiàn)，使所有氣缸中的 總量保持恒定。 在外源點(diǎn)火的內(nèi)燃機(jī)中按照本發(fā)明附加地規(guī)定，使點(diǎn)火角在執(zhí)行本方法期間保持 恒定，因?yàn)辄c(diǎn)火角同樣對(duì)內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)矩具有影響。 在接著的步驟320中獲得各氣缸特有的特征。這個(gè)氣缸特有的特征與由相應(yīng)的氣 缸釋放出的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩有關(guān)，這意味著，對(duì)于每個(gè)氣缸獲得特征，它表征各個(gè)氣缸對(duì)于總轉(zhuǎn) 矩的貢獻(xiàn)。 在無(wú)偏差和無(wú)誤差的內(nèi)燃機(jī)中這些數(shù)值分別采用相同的數(shù)值或者相互間僅僅具 有微小的偏差。如果一個(gè)氣缸貢獻(xiàn)更低的轉(zhuǎn)矩，相應(yīng)的特征偏離這個(gè)數(shù)值，例如該特征采用 更小的數(shù)值。由于對(duì)于一個(gè)氣缸減少控制時(shí)間預(yù)期著，使特征對(duì)于這個(gè)氣缸采用更小的數(shù) 值。對(duì)于哪些已經(jīng)延長(zhǎng)了控制時(shí)間的氣缸得到略微提高的特征值。 在步驟330中檢驗(yàn)，各個(gè)氣缸的各個(gè)特征是否如同期待地那樣變化。在詢問(wèn)中檢
驗(yàn)，各個(gè)氣缸的控制時(shí)間的相應(yīng)變化是否導(dǎo)致各個(gè)氣缸的特征的相應(yīng)變化。 在無(wú)故障運(yùn)行下，減少控制時(shí)間的氣缸必定導(dǎo)致力矩相應(yīng)地減少，即該特征必定
相應(yīng)地改變。相應(yīng)地，延長(zhǎng)控制時(shí)間的其它氣缸的力矩和特征相應(yīng)地改變。 如果是這種情況，并且特征的變化由于控制時(shí)間的變化對(duì)應(yīng)于所期望的值，則在
步驟340中識(shí)別，這個(gè)已經(jīng)減少控制時(shí)間的氣缸沒(méi)有配量誤差。 如果特征的變化由于控制時(shí)間的變化不對(duì)應(yīng)于所期望的值，則在步驟350中識(shí) 別，這個(gè)減少控制時(shí)間的氣缸具有配量誤差。 在第一擴(kuò)展結(jié)構(gòu)中規(guī)定，在步驟350中識(shí)別到以后將這個(gè)誤差存儲(chǔ)在誤差存儲(chǔ)器 里面。也可以選擇或附加地規(guī)定，將這個(gè)誤差也顯示給司機(jī)或者引入出其它措施。
在第二擴(kuò)展結(jié)構(gòu)中規(guī)定，計(jì)算修正值，通過(guò)它修正相應(yīng)氣缸的控制時(shí)間。
下面對(duì)于其它氣缸相應(yīng)地執(zhí)行本方法，S卩，先后分別對(duì)于一個(gè)氣缸縮短控制時(shí)間 并檢驗(yàn)，相應(yīng)的特征是否同時(shí)具有相應(yīng)的反應(yīng)。 這意味著，為了識(shí)別不同的偏差有目的地平衡各個(gè)氣缸的控制時(shí)間并且觀察相應(yīng) 特征的反應(yīng)。在此這樣選擇氣缸的平衡，使至少一個(gè)氣缸以預(yù)先給定的噴射量貧油。為了使 全部的A保持恒定，同時(shí)對(duì)于其它氣缸的至少一個(gè)氣缸相應(yīng)地提高噴射量、S卩，使其富油。
在一個(gè)擴(kuò)展結(jié)構(gòu)中不同的平衡模式也可以規(guī)定不同氣缸的同時(shí)貧油和富油。對(duì)于 五氣缸例如能夠使兩個(gè)氣缸富油，而使其余三個(gè)氣缸貧油。重要的是，這樣選擇平衡模式， 使每個(gè)氣缸至少一次貧油。這意味著，由各個(gè)氣缸控制時(shí)間變化的反應(yīng)和氣缸特有特征的 反應(yīng)獲得各個(gè)氣缸的配量誤差。 在一個(gè)特別有利的實(shí)施例中預(yù)先檢驗(yàn)，是否存在著在減少控制時(shí)間時(shí)不再燃燒的 危險(xiǎn)。為此規(guī)定，在另一步驟中在減少控制時(shí)間之前檢查，一個(gè)或多個(gè)氣缸的特征是否顯示 出太低的配量信號(hào)。如果顯示出的配量信號(hào)明顯太低，則這個(gè)氣缸顯示出太高的A信號(hào)。 如果顯示出的配量信號(hào)只略微太小，則存儲(chǔ)這個(gè)信號(hào)并且在計(jì)算調(diào)整參數(shù)變化時(shí)考慮。
如果特征顯示出，一個(gè)或多個(gè)氣缸噴射明顯太少的燃料，則其控制時(shí)間最好在繼 續(xù)檢查時(shí)不減少。對(duì)于事先已經(jīng)識(shí)別到噴射明顯太少燃料量的氣缸不按照上述方法縮短控 制時(shí)間。由此可以防止，控制時(shí)間縮短到不再燃燒的數(shù)值。
權(quán)利要求
一種用于控制內(nèi)燃機(jī)的方法，其中由選頻濾波的轉(zhuǎn)速信號(hào)獲得各氣缸特有的特征，其中對(duì)于內(nèi)燃機(jī)的至少兩個(gè)氣缸改變調(diào)整參數(shù)并且由各氣缸特有的特征變化識(shí)別至少一個(gè)氣缸的配量誤差。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，對(duì)于至少一個(gè)氣缸降低調(diào)整參數(shù)。
3. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在降低至少一個(gè)氣缸的調(diào)整參數(shù)時(shí)提高至 少另一氣缸的調(diào)整參數(shù)。
4. 如上述權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，作為調(diào)整參數(shù)改變噴射器 的控制時(shí)間。
5. 如上述權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，這樣實(shí)現(xiàn)提高，使所有氣 缸的配量總量保持相同和/或使A值保持相同。
6. 如上述權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，各氣缸特有的特征、在氣 缸中釋放出的轉(zhuǎn)矩表征配量誤差或A誤差。
7. 如上述權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，使點(diǎn)火角保持恒定。
8. 如上述權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，事先檢驗(yàn)，是否存在著在 降低控制時(shí)間時(shí)不再進(jìn)行燃燒的危險(xiǎn)。
9. 一種用于控制內(nèi)燃機(jī)的裝置，具有由選頻濾波的轉(zhuǎn)速信號(hào)獲得各氣缸特有的特征的 機(jī)構(gòu)，具有對(duì)于內(nèi)燃機(jī)的至少兩個(gè)氣缸改變調(diào)整參數(shù)并由各氣缸特有的特征的變化識(shí)別至 少一個(gè)氣缸的配量誤差的機(jī)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明描述一種用于控制內(nèi)燃機(jī)的方法和裝置，其中由選頻濾波的轉(zhuǎn)速信號(hào)獲得各氣缸特有的特征。對(duì)于內(nèi)燃機(jī)的至少兩個(gè)氣缸改變調(diào)整參數(shù)并且由各氣缸特有的特征變化識(shí)別至少一個(gè)氣缸的配量誤差。
文檔編號(hào)F02D41/00GK101737179SQ20091022104
公開(kāi)日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2009年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月10日
發(fā)明者A·科林, A·魯普, M·伯克, M·沙伊特, W·蒂貝爾, 陳路 申請(qǐng)人:羅伯特·博世有限公司