用于識(shí)別空氣偏差和燃料偏差的方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于在內(nèi)燃機(jī)的混合物制備中識(shí)別空氣偏差（Luftfehler)和燃 料偏差（Kraftstofffehler )的方法，其中，所述混合物制備經(jīng)由一預(yù)控制裝置和一拉姆達(dá) 調(diào)節(jié)裝置來進(jìn)行，并且其中，至少在內(nèi)燃機(jī)的一些確定的運(yùn)行區(qū)域中存在燃料計(jì)量和噴入 持續(xù)時(shí)間之間的線性關(guān)系。
[0002] 本發(fā)明還涉及一種控制單元，用于通過預(yù)控制裝置和拉姆達(dá)調(diào)節(jié)器來調(diào)節(jié)內(nèi)燃機(jī) 的燃料-空氣混合物并用于在內(nèi)燃機(jī)的混合物制備中確定燃料偏差和空氣偏差。
【背景技術(shù)】
[0003] 在多個(gè)如今使用的內(nèi)燃機(jī)中將用于修正混合物偏差的調(diào)適值完全作為預(yù)控制被 算入燃料路徑中，即使這些調(diào)適值至少在一定份額上基于空氣偏差。這是不利的，因?yàn)槔?馬達(dá)控制器中的很多額定值特性曲線場(chǎng)與空氣質(zhì)量相關(guān)。由此，各種調(diào)節(jié)器的與空氣質(zhì)量 相關(guān)的預(yù)控制沒有被適配且還是有偏差。
[0004] 文獻(xiàn)DE 103 30 092 A1描述了一種方法，該方法能夠在混合物調(diào)適的范疇內(nèi)實(shí)現(xiàn) 空氣偏差與燃料偏差之間的區(qū)分。一個(gè)等式描述了在與一額定值的拉姆達(dá)偏離、當(dāng)前拉姆 達(dá)、輸入的空氣質(zhì)量流、空氣質(zhì)量流的偏差和燃料質(zhì)量流的偏差之間的關(guān)系。內(nèi)燃機(jī)在至少 兩個(gè)或更多個(gè)拉姆達(dá)值的情況下在一負(fù)載點(diǎn)中運(yùn)行并確定拉姆達(dá)偏離。通過代入到所述等 式中，獲得了具有未知量，即空氣質(zhì)量偏差和燃料質(zhì)量偏差的一等式系統(tǒng)，這些未知量能夠 從中計(jì)算出。在此情況下不利的是，必須在內(nèi)燃機(jī)的不同的運(yùn)行點(diǎn)上，在不同的拉姆達(dá)值的 情況下進(jìn)行調(diào)適。為了調(diào)適必須存在穩(wěn)定的運(yùn)行條件。直到達(dá)到這些條件，內(nèi)燃機(jī)必須在 就廢氣凈化而言不利的拉姆達(dá)條件下運(yùn)行。由此在調(diào)適期間存在內(nèi)燃機(jī)的提高的有害物質(zhì) 排放。
[0005] 文獻(xiàn)DE 10 2008 012 607 B4描述了一種方法，該方法能夠?qū)崿F(xiàn)棄用負(fù)載傳感器 (空氣質(zhì)量流量計(jì)或壓力傳感器)。在此設(shè)置：拉姆達(dá)調(diào)節(jié)介入與燃料路徑或空氣路徑中的 偏差原因相協(xié)調(diào)，為此內(nèi)燃機(jī)被運(yùn)行在不同的工作點(diǎn)中。該評(píng)價(jià)基于拉姆達(dá)調(diào)節(jié)介入FAC_ LAM_C0R，該拉姆達(dá)調(diào)節(jié)介入經(jīng)由各種等式與在空氣路徑、燃料路徑和整個(gè)混合物路徑中的 相對(duì)偏差和偏移偏差（Offset-Fehlern)結(jié)合。所述方法僅僅能夠?qū)崿F(xiàn)燃料偏差的與運(yùn)行 點(diǎn)相關(guān)的描述，燃料偏差的確定和空氣偏差的確定必須相應(yīng)地在所有運(yùn)行點(diǎn)中執(zhí)行。
[0006] 文獻(xiàn)DE 10 2010 051 034 A1描述了一種方法，該方法在空氣-燃料混合物偏差 的情況下能夠?qū)崿F(xiàn)針對(duì)內(nèi)燃機(jī)的各個(gè)缸的、在燃料路徑偏差和空氣路徑偏差之間的區(qū)分。 在此進(jìn)行了在拉姆達(dá)參量和拉姆達(dá)參考參量之間的比較以及在瞬時(shí)參量和瞬時(shí)參考參量 之間的比較。所述參考參量意味著在缸的一個(gè)新的或無故障的狀態(tài)中的對(duì)應(yīng)比較參量并例 如可以由關(guān)于多個(gè)缸的平均值形成來得到。與多個(gè)對(duì)應(yīng)的測(cè)得參量比參考參量大還是小的 不同組合相關(guān)地可以推斷出在混合物制備中的不同的偏差原因。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 因此，本發(fā)明的任務(wù)是提供一種方法，該方法能夠?qū)崿F(xiàn)簡(jiǎn)單和安全分開地識(shí)別在 內(nèi)燃機(jī)的空氣輸入和燃料輸入中的偏差。
[0008] 本發(fā)明的任務(wù)還在于，提出一種相應(yīng)的用于實(shí)施該方法的控制單元。
[0009] 本發(fā)明的涉及該方法的任務(wù)通過如下方式來解決：所述燃料偏差在燃料計(jì)量和噴 入持續(xù)時(shí)間之間的關(guān)系中被描述為斜率偏差（Steigungsfehler )或被描述為斜率偏差和偏 移偏差（Offsetfehler)，所述內(nèi)燃機(jī)在具有可比較的空氣偏差的至少兩個(gè)運(yùn)行點(diǎn)中運(yùn)行并 在其中分別確定一拉姆達(dá)調(diào)節(jié)介入，由這些確定的拉姆達(dá)調(diào)節(jié)介入來確定用于描述燃料偏 差的斜率偏差或斜率偏差和偏移偏差，并且從獲知的燃料偏差中確定空氣偏差。由此，該方 法能夠?qū)崿F(xiàn)分開地確定在內(nèi)燃機(jī)的混合物制備中的空氣偏差和燃料偏差。由此實(shí)現(xiàn)了，可 以獲知用于空氣偏差和燃料偏差的分開的調(diào)適值并可以分開地修正它們。這相對(duì)于僅在燃 料路徑中設(shè)置的修正來說有利地影響到內(nèi)燃機(jī)的不同的調(diào)節(jié)器的預(yù)控制，這些調(diào)節(jié)器與在 空氣質(zhì)量上撐開的額定值特性場(chǎng)相關(guān)。此外可以減小針對(duì)瞬時(shí)模型的建模偏差，就像這些 瞬時(shí)模型經(jīng)常設(shè)置在現(xiàn)代的內(nèi)燃機(jī)的馬達(dá)控制裝置中并描述為空氣質(zhì)量的函數(shù)那樣。為了 分開空氣偏差和燃料偏差，所述方法使用了燃料計(jì)量與噴入持續(xù)時(shí)間之間的線性關(guān)系，該 線性關(guān)系就像與所使用的噴射器相關(guān)地在寬的運(yùn)行區(qū)域上給出的那樣。此外，為了所述內(nèi) 燃機(jī)在具有可比性的或者說可比較的（vergleichbarem)空氣偏差的兩個(gè)運(yùn)行點(diǎn)上所需的 運(yùn)行，進(jìn)行到通過一額定值預(yù)先給定的、適合于廢氣凈化的拉姆達(dá)值上的拉姆達(dá)調(diào)節(jié)。所述 方法相應(yīng)地不要求與具有與之結(jié)合的、提高的廢氣排放的拉姆達(dá)額定值的偏離。如果燃料 偏差已知，那么由此確定了空氣偏差。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明的一有利的設(shè)計(jì)變型方案可以設(shè)置：在預(yù)期的斜率偏差的情況下在內(nèi) 燃機(jī)的具有可比性的空氣偏差的兩個(gè)運(yùn)行點(diǎn)中確定所述拉姆達(dá)調(diào)節(jié)介入，并在預(yù)期的斜率 偏差和偏移偏差的情況下在內(nèi)燃機(jī)的具有可比性的空氣偏差的三個(gè)運(yùn)行點(diǎn)中確定所述拉 姆達(dá)調(diào)節(jié)介入，并且由此來確定所述燃料偏差和所述空氣偏差。由燃料計(jì)量與噴入持續(xù)時(shí) 間之間的線性關(guān)系可以從兩個(gè)運(yùn)行點(diǎn)導(dǎo)出具有兩個(gè)未知量(斜率偏差和燃料偏差）的兩個(gè) 等式，并在三個(gè)運(yùn)行點(diǎn)的情況下導(dǎo)出具有三個(gè)未知量(斜率偏差、燃料偏差和偏移偏差）的 三個(gè)等式，并從中確定燃料路徑中的偏差。在此偏移偏差可以例如基于噴入噴嘴的閥特性 曲線。
[0011] 具有可比性的空氣偏差的那些所需運(yùn)行點(diǎn)的簡(jiǎn)單設(shè)定可以通過如下方式來進(jìn) 行，即，具有可比性的空氣偏差的運(yùn)行點(diǎn)通過如下方式來設(shè)定，即，給所述燃料系統(tǒng)調(diào)制出 (aufgeprjigt) -偏差，該偏差通過一拉姆達(dá)調(diào)節(jié)器來平衡并且這樣獲得的拉姆達(dá)調(diào)節(jié)介入 被用于確定所述燃料偏差。
[0012] 為了能夠在內(nèi)燃機(jī)的盡可能大的運(yùn)行區(qū)域上描述燃料偏差和空氣偏差，可以設(shè) 置，所述燃料偏差和所述空氣偏差連續(xù)或近似連續(xù)地針對(duì)內(nèi)燃機(jī)的至少一個(gè)運(yùn)行區(qū)域利用 所述燃料計(jì)量和所述噴入持續(xù)時(shí)間之間的線性關(guān)系來確定。近似連續(xù)在該上下文關(guān)系中意 味著：燃料偏差和空氣偏差通過相應(yīng)的等式連續(xù)描述并例如被存儲(chǔ)用于通過預(yù)先給定的時(shí) 間差來分開的噴入持續(xù)時(shí)間。
[0013] 對(duì)于所述方法的可執(zhí)行性而言的前提是燃料計(jì)量與噴入持續(xù)時(shí)間之間的線性關(guān) 系。如果在內(nèi)燃機(jī)中例如設(shè)置有噴入噴嘴，在這些噴入噴嘴中沒有給出線性關(guān)系，那么可 以設(shè)置：在確定燃料偏差和空氣偏差之前進(jìn)行燃料計(jì)量和噴入持續(xù)時(shí)間之間的關(guān)系的線性 化。這可以以已知的算法計(jì)算地執(zhí)行。
[0014] 為了能夠確定在配屬給內(nèi)燃機(jī)的多個(gè)噴入噴嘴中的燃料偏差，可以設(shè)置：在確定 燃料偏差和空氣偏差之前將輸入給內(nèi)燃機(jī)的各個(gè)缸的燃料質(zhì)量進(jìn)行調(diào)平。內(nèi)燃機(jī)的各個(gè)缸 因此經(jīng)由所配屬的噴入噴嘴被輸入相同量的燃料。相應(yīng)地可以將燃料偏差和由此的空氣偏 差一起地確定用于整個(gè)內(nèi)燃機(jī)。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明的一可能實(shí)施方案可以設(shè)置，燃料計(jì)量經(jīng)由壓電噴射器或磁噴射器進(jìn) 行。壓電噴射器在此具有這樣的優(yōu)點(diǎn)，在它們中存在燃料計(jì)量與噴入持續(xù)時(shí)間時(shí)間的線性 關(guān)系。在磁噴射器中必須首先將燃料計(jì)量與噴入持續(xù)時(shí)間之間的關(guān)系進(jìn)行線性化。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明的一特別優(yōu)選的設(shè)計(jì)變型方案可以設(shè)置：通過調(diào)適所述預(yù)控制裝置來 修正內(nèi)燃機(jī)燃料路徑中的燃料偏差和內(nèi)燃機(jī)空氣路徑中的空氣偏差。
[0017] 所述方法可以優(yōu)選地用于識(shí)別在外源點(diǎn)火的內(nèi)燃機(jī)的混合物制備中的空氣偏差 和燃料偏差。
[0018] 本發(fā)明的涉及控制單元的任務(wù)通過如下方式來解決，即，內(nèi)燃機(jī)具有用于執(zhí)行所 述方法的程序流程或電子電路。
【附圖說明】
[0019] 下面借助附圖中展示的實(shí)施例詳細(xì)闡釋本發(fā)明。其中： 圖1在示意圖中在一種實(shí)施變型中示出了可使用本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域， 圖2在第一流程圖中示出了在燃料計(jì)量和噴入持續(xù)時(shí)間之間的關(guān)系中的預(yù)期的斜率 偏差的情況下的方法步驟順序以及 圖3在第二流程圖中示出了在燃料計(jì)量和噴入持續(xù)時(shí)間之間的關(guān)系中的預(yù)期的斜率 偏差和偏移偏差的情況下的方法步驟順序。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 圖1在示意圖中在一種實(shí)施變型中示出了可使用本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域。實(shí)施為外源 點(diǎn)火的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)燃機(jī)10通過空氣輸入裝置11輸入地得到燃燒用空氣。燃燒用空氣 的空氣量借助于空氣輸入裝置11中的空氣質(zhì)量流量計(jì)12確定。內(nèi)燃機(jī)10的廢氣通過廢 氣通道17導(dǎo)出，催化器16布置在該廢氣通道中。在所述催化器16之前布置一拉姆達(dá)傳感 器15?？諝赓|(zhì)量流量計(jì)12的信號(hào)和拉姆達(dá)傳感器15的信號(hào)被輸入給一控制單元14。所 述控制單元14與四個(gè)噴入閥13. 1、13. 2、13. 3、13. 4連接，利用這些噴入閥給內(nèi)燃機(jī)10配 量燃料。在此，作為噴入閥13. 1、13. 2、13. 3、13. 4設(shè)置壓電噴射器，它們具有噴入持續(xù)時(shí)間 與被配量的燃料量之間的線性關(guān)系。在控制單元中集成有用于設(shè)定輸入給內(nèi)燃機(jī)10的空 氣-燃料混合物的拉姆達(dá)調(diào)節(jié)器14. 2和預(yù)控制裝置14. 1。
[0021] 在常規(guī)運(yùn)行中利用拉姆達(dá)傳感器15測(cè)量廢氣的拉姆達(dá)。拉姆達(dá)調(diào)節(jié)器14. 2將測(cè) 得的拉姆達(dá)與一額定值進(jìn)行比較并與輸入的空氣量相關(guān)地以如下方式調(diào)節(jié)輸入給內(nèi)燃機(jī) 10的燃料量，即，測(cè)得的拉姆達(dá)相應(yīng)于額定值。為了能夠使用拉姆達(dá)調(diào)節(jié)器14. 2的全調(diào)節(jié) 范圍，給拉姆達(dá)調(diào)節(jié)裝置疊加一預(yù)控制裝置14. 1。該預(yù)控制裝置與內(nèi)燃機(jī)10的負(fù)載相關(guān)地 進(jìn)行燃料配量的經(jīng)控制的基礎(chǔ)設(shè)定。預(yù)控制裝置被規(guī)則地調(diào)適，從而使得可以平衡空氣和 燃料系統(tǒng)中的改變。這根據(jù)已知的方法，即使在空氣路徑中有偏差的情況下，通過噴入的燃 料量的相應(yīng)適配進(jìn)行。用于修正混合物偏差的調(diào)適值因此被完全在燃料路徑中算入。與之 不同地，本發(fā)明設(shè)置空氣路徑和燃料路徑中的偏差和偏離的分開的識(shí)別和調(diào)適。
[0022] 在外源點(diǎn)火的內(nèi)燃機(jī)中燃料通過噴射器(噴入閥13. 1、13. 2、13. 3、13. 4)的計(jì)量可 以在寬的運(yùn)行區(qū)域中被描述為噴入持續(xù)時(shí)間