[发明专利]内燃机的控制方法和装置

说明书

本发明涉及内燃机的一种控制方法和装置。

现有技术

内燃机的一种控制方法和装置例如可从DE 196 20 036 A1得知。在该处，第一调节器用于影响输入内燃机的新鲜空气质量流量，而第二调节器则用于影响废气再循环质量流量。作为第一调节器最好用一个节气门，该节气门在进气管中布置在压缩机下游。作为第二调节器最好用一个高压侧的废气再循环阀，该阀布置在高压侧的废气再循环管路中。废气再循环阀和节气门都可进行可调运行，以便在一定的运行状态中可对新鲜空气质量流量和再循环废气的一部分进行精确的调节。一般进行进气管压力即进入内燃机前的压力调节。通过废气再循环阀进行的进气管压力调节基于这样的假定：当高压侧的废气再循环阀继续地开启时，进气管压力总是升高而与节气门的位置无关。但这只有在节气门开启到这样的程度即通过它产生明显压力降时才是正确的。从节气门的一定的开启角起，这个效应则可能逆转。在这种情况中，开启废气再循环阀时，不再有废气流经废气再循环管路，并因而只有少量质量流量通过涡轮机。由于这个原因，压缩机输送较少，且压缩机下游的压力变得较小。这又导致进气管压力也下降。其结果是，借助废气再循环阀进行的进气管压力调节的调节方向可能随节气门的开启角变化。调节器不可能补偿这个特性，所以，也不可能调节理论值，为了解决这些问题，未提前公开的DE 10 2004 035 316.6提出了一种用第一调节器来影响输入内燃机的新鲜空气质量流量和用第二调节器来影响废气再循环质量流量的内燃机控制方法，其中根据新鲜空气质量流量的第一理论值和第一实际值之间的比较可预先给定第一调节器的第一调节参数并根据废气质量流量的第二理论值和第二实际值之间的比较可预先给定第二调节器的第二调节参数。第一调节值和第二调节值分别与借助模型预先确定的预调节进行叠加。这种方法可避免调节方向的逆转。废气再循环阀具有相同的调节方向而与节气门的位置无关。此外，明显地简化了应用，因为迄今为止废气再循环比率都必须间接地施加进气管压力。而在这种方法时，废气再循环比率可直接作为理论值预先给定。通过基于受控系统的模拟的预调节可达到理论值的快速调节。

除了高压侧的废气再循环外，现在在一些使用领域中也要求低压侧的废气再循环。此时，废气在涡轮机后面被引出并在压缩机前面输入。为此，设置了一个低压废气再循环管路。此时，设置了一个低压废气再循环阀，以便能够影响通过低压管路的再循环废气的量。此外，也可设置别的调节器，例如在低压侧的废气再循环输入之前设置一个排气门和/或一个节气门。这种系统存在这样的问题：必须同时调节多个理论值，亦即必须补偿多个要求的实际值。这就是说，必须同时调节高压废气再循环比率的理论值，低压废气再循环比率的理论值和新鲜空气质量流量的理论值。

在一定的物理边界条件情况下，例如在调节器定位的情况下，需要在单个理论值之间设定优先权，因为不再存在调节的全部需要的自由度。例如当高压侧的废气再循环阀达到一个开启定位时不再可能同时调节全部三个理论值。这用常规的调节方法要么根本不可能，要么只有付出高昂代价才有可能，其中，尤其在动力区域存在问题。在高动力区域也存在问题，因为单个调节器在该处会产生不协调的运动。从而使调节质量降低，并在最坏的情况下不可能调节理论值。

为了解决这些问题，提出了第一基于模型的预调值叠加到第一调节参数上，第二基于模型的预调值叠加到第二调节参数上和第三基于模型的预调值叠加到第三调节参数上。这些基于模型的预调值通过一个模型来确定，该模型将新鲜空气质量流量的一个理论值映射到第一调节器的一个调节参数理论值上和/或将高压侧废气质量流量的一个理论值映射到第二调节器的一个调节参数理论值上和/或将低压侧废气质量流量的一个理论值映射到第三调节器的一个调节参数理论值上。每次这样的映射在不定程度上都表示相应被控系统的一次逆转。

通过该模型可进行调节器前面的至少混合地点容积V22和容积V21的模型化。

实际值可借助第二模型来获得，借助它可清除现有传感器信号的干扰效应、计算不可测的信号和避免其他昂贵的传感器。

附图说明

下面结合附图所示的实施例来详细说明本发明的其他优点和特征。附图表示：

图1  内燃机的示意方框图；

图2  本发明做法的方框图。

具体实施方式