專(zhuān)利名稱(chēng)：用于對(duì)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的功能進(jìn)行監(jiān)控的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及尤其在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的推力監(jiān)控功能中用于對(duì) 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的功能進(jìn)行監(jiān)控的 一種方法和一種裝置。
背景技術(shù)：
在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中，作為故障處理功能可以在實(shí)際轉(zhuǎn)速比 額定轉(zhuǎn)速高出一個(gè)預(yù)先確定的閾值以上時(shí)激活推力監(jiān)控。在激活推力 監(jiān)控的情況下，有必要使轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器將其相應(yīng)的調(diào)節(jié)參量如此快速地 置于零，從而在包括所有其它延時(shí)的功能的預(yù)先確定的持續(xù)時(shí)間比如 一秒鐘之后切斷噴射，也就是說(shuō)將噴射器的觸發(fā)持續(xù)時(shí)間置于零。
設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器按使用領(lǐng)域工作，也就是 說(shuō)根據(jù)汽車(chē)的制造商的類(lèi)型或者說(shuō)依賴(lài)于具有不同的參數(shù)組的汽車(chē)來(lái) 工作，所述不同的參數(shù)組導(dǎo)致轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的不同的響應(yīng)時(shí)間。但是， 在推力監(jiān)控干預(yù)時(shí)，對(duì)于每個(gè)參數(shù)組來(lái)說(shuō)必須適用這一點(diǎn)，即在預(yù)先 確定的持續(xù)時(shí)間之內(nèi)切斷噴射，用于避免無(wú)根據(jù)的推力監(jiān)控替代反應(yīng)。 必須為每個(gè)車(chē)型或者內(nèi)燃機(jī)的使用領(lǐng)域重新檢查每個(gè)參數(shù)組。借助于 合適的模擬來(lái)進(jìn)行檢查，其中尤其檢查，調(diào)節(jié)參量在預(yù)先確定的持續(xù)
時(shí)間比如一秒鐘之內(nèi)導(dǎo)致噴射的停止a這十分麻煩。
發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的任務(wù)是，提供一種方法和一種裝置，利用所述方 法和裝置可以保證，在轉(zhuǎn)速偏差太高時(shí)在有待遵守的時(shí)間之內(nèi)將轉(zhuǎn)速 調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)參量降低到零，而不必單獨(dú)地對(duì)已經(jīng)為最終用途確定的 調(diào)節(jié)器參數(shù)進(jìn)行檢查，
該任務(wù)通過(guò)按權(quán)利要求l所述的方法和按并列權(quán)利要求的裝置得 到解決。
本發(fā)明的其它有利的設(shè)計(jì)方案在從屬權(quán)利要求中得到說(shuō)明。 按照第一方面，規(guī)定了一種用于對(duì)內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的功能進(jìn) 行監(jiān)控的方法。該方法包括在內(nèi)燃機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速超過(guò)額定轉(zhuǎn)速多于預(yù)
轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)參量限制到隨時(shí)間下降的最大的調(diào)節(jié)參量。此外，所述最大的調(diào)節(jié)參量依賴(lài)于預(yù)先確定的持續(xù)時(shí)間，在該持
續(xù)時(shí)間之后必須將調(diào)節(jié)參量確定為o。
按照一種實(shí)施方式，所述最大的調(diào)節(jié)參量隨時(shí)間下降的梯度是恒 定的。在此，可以通過(guò)將表示在正常運(yùn)行中最大允許的調(diào)節(jié)參量的最 大調(diào)節(jié)參量除以預(yù)先確定的持續(xù)時(shí)間來(lái)求得所述梯度.作為替代方案， 所述梯度可以通過(guò)將當(dāng)前的最大的調(diào)節(jié)參量除以預(yù)先確定的持續(xù)時(shí)間
來(lái)求得。
作為替代方案，所述最大的調(diào)節(jié)參量按照一種梯度模式隨時(shí)間下降。
此外，在實(shí)際轉(zhuǎn)速低于閾值時(shí)可以將轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)參量限制 到隨時(shí)間上升的最大的調(diào)節(jié)參量，其中所述最大的調(diào)節(jié)參量一直上升 到最大調(diào)節(jié)參量，該最大調(diào)節(jié)參量表示在正常運(yùn)行中最大允許的調(diào)節(jié)
參量《
按照一種實(shí)施方式，在實(shí)際轉(zhuǎn)速低于額定轉(zhuǎn)速時(shí)可以將最大的調(diào) 節(jié)參量直接調(diào)節(jié)到所述最大調(diào)節(jié)參量，其中所述最大調(diào)節(jié)參量是在正 常運(yùn)行中最大允許的調(diào)節(jié)參量。
按照一個(gè)方面，設(shè)置了用于運(yùn)行內(nèi)燃機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)節(jié)單元，該發(fā) 動(dòng)機(jī)調(diào)節(jié)單元具有用于依賴(lài)于額定轉(zhuǎn)速和實(shí)際轉(zhuǎn)速提供調(diào)節(jié)參量的調(diào)
節(jié)單元以及限制單元，所述限制單元用于在內(nèi)燃機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速超過(guò)額
超過(guò)情況時(shí)將轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)參量限制到隨時(shí)間下降的最大的調(diào)節(jié) 參量上。
此外，所述調(diào)節(jié)單元可以包括P調(diào)節(jié)器部分和I調(diào)節(jié)器部分，其中 所述限制單元限制著由所述P調(diào)節(jié)器部分和I調(diào)節(jié)器部分共同提供的調(diào) 節(jié)參量。作為替代方案，所述調(diào)節(jié)單元可以包括P調(diào)節(jié)器部分和I調(diào)節(jié) 器部分，其中所述限制單元與所述I調(diào)節(jié)器部分相耦合，使得所述限制 單元在限制時(shí)在每個(gè)調(diào)節(jié)周期中用極限積分值來(lái)對(duì)所述I調(diào)節(jié)器部分 的積分器的積分初始值進(jìn)行更新。
下面借助于附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)解釋。其中 圖l是用于按本發(fā)明的第一實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速調(diào) 節(jié)器的框圖；圖2是用于按本發(fā)明的另一種實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速 調(diào)節(jié)器的框圖；并且
圖3是用于示出最大轉(zhuǎn)矩依賴(lài)于實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的時(shí)間變化的時(shí) 間變化圖表。
具體實(shí)施例方式
圖1示意示出了具有內(nèi)燃機(jī)2和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)1。所述 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器示范性地構(gòu)造為PI調(diào)節(jié)器并且在依賴(lài)于轉(zhuǎn)速差A(yù)o的情況 下提供比如調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)矩或者有待噴射的燃料量的形式的調(diào)節(jié)參量S.所述 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器包括差值元件5,該差值元件5用于計(jì)算由外部(比如按照 汽車(chē)上的駕駛員期望轉(zhuǎn)矩)提供的額定轉(zhuǎn)速0>5。 與在內(nèi)燃機(jī)2中檢測(cè) 到的實(shí)際轉(zhuǎn)速colst之間的轉(zhuǎn)速差。將所述轉(zhuǎn)速差△ co輸送給所述調(diào)節(jié)器 的比例元件6 (P調(diào)節(jié)器部分)和積分元件7 (I調(diào)節(jié)器部分)。所述 比例元件6和積分元件7分別提供部分調(diào)節(jié)參量S,或者說(shuō)S2，所述部 分調(diào)節(jié)參量S，及S2在加法元件8中相加，用于產(chǎn)生調(diào)節(jié)參量S。
此外設(shè)置了限制元件10,將關(guān)于轉(zhuǎn)速差厶w的數(shù)據(jù)輸送給該限制 元件10，并且一旦所迷轉(zhuǎn)速差A(yù)co大于固定地預(yù)先設(shè)定的閾值SW則 將所述限制元件10激活。如果沒(méi)有超過(guò)所述閾值SW，那就不加改變 地將調(diào)節(jié)參量s提供給內(nèi)燃機(jī)2。但是如果所述轉(zhuǎn)速差△ co高于所述閾 值SW，那就將所述轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)參量S限制到最大轉(zhuǎn)矩Mmax。
參照?qǐng)D3對(duì)所述限制元件IO的作用原理進(jìn)行說(shuō)明。為了保證在這 樣的激活的情況下也就是說(shuō)在所述轉(zhuǎn)速差A(yù)w高于閾值時(shí)將用于觸發(fā) 內(nèi)燃機(jī)2的調(diào)節(jié)參量S在通過(guò)TA表示的預(yù)先確定的持續(xù)時(shí)間之內(nèi)置于 零，隨時(shí)間線性地或者按照一種預(yù)先設(shè)定的梯度模式降低所述最大轉(zhuǎn) 矩M隨(參見(jiàn)時(shí)刻Tl)。將相應(yīng)于高于最大轉(zhuǎn)矩M隨的轉(zhuǎn)矩的調(diào)節(jié) 參量S限制到Mmax。隨時(shí)間一直持續(xù)地降低所述最大轉(zhuǎn)矩Mmax，直到 Mn^要么表示ONm要么轉(zhuǎn)速差A(yù)co低于所述閾值(參見(jiàn)時(shí)刻T2)。
如果Ao在調(diào)節(jié)參量達(dá)到0之前低于閾值(參見(jiàn)時(shí)刻T2),那就 從當(dāng)前達(dá)到的最大轉(zhuǎn)矩Mmax出發(fā)將最大轉(zhuǎn)矩Mmax再次持續(xù)地隨時(shí)間t 朝預(yù)先設(shè)定的最大值的方向提高，但是不超過(guò)這個(gè)預(yù)先設(shè)定的最大值。 如果在提高最大轉(zhuǎn)矩Mmax的過(guò)程中Ao重新超過(guò)所述閾值(參見(jiàn)時(shí)刻
T3)，那就從現(xiàn)在達(dá)到的最大轉(zhuǎn)矩Mn^出發(fā)線性地或者按照一種梯度
模式重新降低最大轉(zhuǎn)矩M咖x，直到要么達(dá)到0 Nm要么直到Aco又低于閾值。如果厶co高于閾值SW并且最大轉(zhuǎn)矩Mmax已經(jīng)是O Nm (參 見(jiàn)T3與T4之間的時(shí)間段)，那就將Mmax保持在ONm并且由此將調(diào) 節(jié)參量S限制到0 Nm。也就是說(shuō)提供給內(nèi)燃機(jī)2的調(diào)節(jié)參量相當(dāng)于零， 也就是說(shuō)沒(méi)有燃料噴射到內(nèi)燃機(jī)2中。 一旦所述轉(zhuǎn)速差A(yù)co又低于閾 值SW (參見(jiàn)時(shí)刻T4),那么按照一種梯度再次提高最大允許的轉(zhuǎn)矩 M
在所述最大轉(zhuǎn)矩線性變化時(shí)， 一旦閾值SW被轉(zhuǎn)速差A(yù)co超過(guò)，
那就通過(guò)一個(gè)持續(xù)時(shí)間來(lái)確定用于降低最大轉(zhuǎn)矩Mmax的梯度，如果轉(zhuǎn)
速差A(yù)co超過(guò)閾值SW則必須將所述調(diào)節(jié)參量在所述持續(xù)時(shí)間里置于
零。這個(gè)持續(xù)時(shí)間TA比如可以是一秒鐘。所述最大轉(zhuǎn)矩Mmax的下降 的梯度比如通過(guò)將一個(gè)預(yù)先設(shè)定的最大力矩(相當(dāng)于在正常運(yùn)行中最 大允許的轉(zhuǎn)矩，作為細(xì)的水平實(shí)線在圖3的上面的圖表中示出)除以 預(yù)先確定的持續(xù)時(shí)間這種方式來(lái)獲得，從而在存在最大力矩時(shí)極限值
最遲在預(yù)先設(shè)定的持續(xù)時(shí)間1\之后處于0 Nm,作為替代方案，也可
以取代所述最大力矩將最大轉(zhuǎn)矩Mmax用于梯度計(jì)算。 一旦轉(zhuǎn)速差又低 于所述閥值，那么優(yōu)選用和在前面所提到的情況中最大轉(zhuǎn)矩M咖，的變 化的下降的斜坡的梯度相同的數(shù)值來(lái)選擇在提高所述最大轉(zhuǎn)矩Mmax的 情況下所述梯度的數(shù)值。
一旦實(shí)際轉(zhuǎn)速(Ow小于額定轉(zhuǎn)速COSQll，那就立即將所述最大轉(zhuǎn)矩 Mma,確定到所述最大力矩。在此不產(chǎn)生力矩突變，因?yàn)檎{(diào)節(jié)參量份額 S,和S2明顯低于所述最大值。
為了比如為了分析而能夠提供關(guān)于所述限制單元10的必要的響應(yīng) 的信息，在所述限制單元干預(yù)時(shí)將限制值保存在靜態(tài)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，
通常是已經(jīng)存在的EEPROM中。由此可以在測(cè)試時(shí)發(fā)現(xiàn)，限制單元是 否必須進(jìn)行干預(yù)，或者調(diào)節(jié)參數(shù)是否能夠?qū)崿F(xiàn)足夠快速的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)， 以用于滿(mǎn)足對(duì)調(diào)節(jié)參量降低時(shí)間的要求，
圖2示出了按本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的另一種實(shí)施方式。相同的元 件或者說(shuō)相同功能的元件用相同的附圖標(biāo)記來(lái)表示。圖2的實(shí)施方式 與圖1的實(shí)施方式的區(qū)別在于，所述限制單元沒(méi)有設(shè)置在所述加法元 件8與內(nèi)燃機(jī)2之間的調(diào)節(jié)路徑中，而是設(shè)置在所迷積分元件7上。 圖2的實(shí)施方式的限制單元11就像圖1的實(shí)施方式的限制單元10 — 樣得到轉(zhuǎn)速差A(yù)co、閾值SW以及預(yù)先確定的持續(xù)時(shí)間TA，并且根據(jù)閾值SW被轉(zhuǎn)速差A(yù)w超過(guò)來(lái)識(shí)別應(yīng)該限制最大轉(zhuǎn)矩Mmax。像此前在
圖1的實(shí)施方式的實(shí)例中所說(shuō)明的一樣，求得所述最大轉(zhuǎn)矩Mm^的數(shù) 值，所述最大轉(zhuǎn)矩MmM則確定了限制值。
在所述限制單元11中，從最大轉(zhuǎn)矩Mmax減去由比例元件6提供 的部分調(diào)節(jié)參量S,，并且由此求得極限積分值，利用該極限積分值在 每個(gè)積分周期之前對(duì)積分元件7的積分初始值(積分值，在一個(gè)周期 中積分時(shí)以該積分值為出發(fā)點(diǎn))進(jìn)行更新。也就是說(shuō)，當(dāng)前的積分值 (在積分之后的積分值)大于由所述限制單元11提供的極限積分值， 因此將積分初始值更新到由限制元件11提供的極限積分值.
如果積分元件7中的積分值7小于由所述限制單元ll提供的極限
積分值，則不進(jìn)行更新。
所述按本發(fā)明的方法的優(yōu)點(diǎn)是，可以保證，所述轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的調(diào) 節(jié)參量在預(yù)先確定的持續(xù)時(shí)間之后在任何情況下達(dá)到零。為此僅僅預(yù)
先設(shè)定持續(xù)時(shí)間TA，在該持續(xù)時(shí)間TA之內(nèi)最大調(diào)節(jié)器初始力矩(調(diào) 節(jié)參量)在轉(zhuǎn)速太高時(shí)從最大力矩線性地運(yùn)行到中性值(調(diào)節(jié)參量0) 上。由此甚至在極為緩慢或者錯(cuò)誤地應(yīng)用調(diào)節(jié)器參數(shù)時(shí)也保證，內(nèi)部 的推力監(jiān)控不會(huì)錯(cuò)誤地作出響應(yīng)，在規(guī)定的持續(xù)時(shí)間之后比如在一秒 鐘之后就無(wú)根據(jù)的噴射對(duì)所述推力監(jiān)控進(jìn)行推力檢查。由此在使用者 方面不會(huì)在無(wú)意之中觸發(fā)這樣的故障情況，從而可以將調(diào)節(jié)器應(yīng)用完 全轉(zhuǎn)讓給使用者并且不必關(guān)于推力監(jiān)控額外地檢查調(diào)節(jié)器應(yīng)用。
當(dāng)然，作為轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器也可以設(shè)置PID調(diào)節(jié)器，但是不應(yīng)該通過(guò) 限制元件來(lái)加栽調(diào)節(jié)參量的微分分額并且因此應(yīng)該加上所述調(diào)節(jié)參量 的P份額和I份額的可能已經(jīng)受限制的調(diào)節(jié)參量。
8
權(quán)利要求
1.用于對(duì)內(nèi)燃機(jī)(2)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的功能進(jìn)行監(jiān)控的方法，具有以下步驟-如果內(nèi)燃機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速(ωIst)超過(guò)額定轉(zhuǎn)速(ωSoll)多于預(yù)先確定的閾值(SW)，那就探測(cè)出轉(zhuǎn)速超過(guò)情況；-如果探測(cè)出轉(zhuǎn)速超過(guò)情況，那就將所述轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)參量(S)限制到隨時(shí)間下降的最大的調(diào)節(jié)參量(Mmax)。
2. 按權(quán)利要求l所述的方法，其中，所述最大的調(diào)節(jié)參量(Mmax) 依賴(lài)于預(yù)先確定的持續(xù)時(shí)間，在該持續(xù)時(shí)間之后必須將所述調(diào)節(jié)參量(S)確定為0。
3. 按權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述最大的調(diào)節(jié)參量(Mn^) 隨時(shí)間下降的梯度是恒定的。
4. 按權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述梯度通過(guò)將最大調(diào)節(jié)參 量除以預(yù)先確定的持續(xù)時(shí)間來(lái)求得，所述最大調(diào)節(jié)參量表示在正常運(yùn) 行中最大允許的調(diào)節(jié)參量。
5. 按權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述梯度通過(guò)將當(dāng)前的最大 的調(diào)節(jié)參量(Mmax)除以預(yù)先確定的持續(xù)時(shí)間來(lái)求得。
6. 按權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，所述最大的調(diào)節(jié)參量 (Mmax)按照一種梯度模式隨時(shí)間下降。
7. 按權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，在所述實(shí)際轉(zhuǎn)速(cow) 低于閾值(SW)時(shí)將轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)參量限制到隨時(shí)間上升的最大 的調(diào)節(jié)參量(Mmax)，其中所述最大的調(diào)節(jié)參量(Mmax) —直上升到 最大調(diào)節(jié)參量，該最大調(diào)節(jié)參量表示在正常運(yùn)行中最大允許的調(diào)節(jié)參 量。
8. 按權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，在所述實(shí)際轉(zhuǎn)速(colst) 低于額定轉(zhuǎn)速(cos。 )時(shí)，將最大的調(diào)節(jié)參量(Mmax)直接調(diào)節(jié)到最 大調(diào)節(jié)參量，其中所述最大調(diào)節(jié)參量是在正常運(yùn)行中最大允許的調(diào)節(jié) 參量。
9. 用于運(yùn)行內(nèi)燃機(jī)(2)的發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)節(jié)單元，包括 -用于依賴(lài)于額定轉(zhuǎn)速(coSa )和實(shí)際轉(zhuǎn)速(colst)來(lái)提供調(diào)節(jié)參量(S)的調(diào)節(jié)單元(5、 6、 7)和-限制單元(IO、 11)，該限制單元(IO、 U)用于在內(nèi)燃機(jī)(2)的實(shí)際轉(zhuǎn)速(COlst)超過(guò)額定轉(zhuǎn)速(Ws。n)多于預(yù)先確定的閾值(SW)器的調(diào)節(jié)參量(s)限制到隨時(shí)間下降的最大的調(diào)節(jié)參量。
10. 按權(quán)利要求9所述的發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)節(jié)單元，其中，所述調(diào)節(jié)單元 包括P調(diào)節(jié)器部分和I調(diào)節(jié)器部分，其中所述限制單元(10)限制由 所述P調(diào)節(jié)器部分(6)和I調(diào)節(jié)器部分(7)共同提供的調(diào)節(jié)參量.
11. 按權(quán)利要求9所述的發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)節(jié)單元，其中，所述調(diào)節(jié)單元 包括P調(diào)節(jié)器部分(6 )和I調(diào)節(jié)器部分(7 )，其中所述限制單元(11) 與所述I調(diào)節(jié)器部分(7)相耦合，使得所述限制單元(11)在限制時(shí) 在每個(gè)調(diào)節(jié)周期中用極限積分值來(lái)對(duì)所述I調(diào)節(jié)器部分(7)的積分器 的積分初始值進(jìn)行更新.
全文摘要
本發(fā)明涉及用于對(duì)內(nèi)燃機(jī)(2)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的功能進(jìn)行監(jiān)控的一種方法和一種裝置。在此，如果內(nèi)燃機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速(ω<sub>Ist</sub>)超過(guò)額定轉(zhuǎn)速(ω<sub>Soll</sub>)多于預(yù)先確定的閾值(SW)，那就探測(cè)出轉(zhuǎn)速超過(guò)情況。如果探測(cè)出轉(zhuǎn)速超過(guò)情況，那就將所述轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)參量(S)限制到隨時(shí)間下降的最大的調(diào)節(jié)參量(M<sub>max</sub>)。
文檔編號(hào)F02D31/00GK101688485SQ200880024000
公開(kāi)日2010年3月31日 申請(qǐng)日期2008年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月11日
發(fā)明者G·科特納克, K·施瓦澤, S·麥羅諾夫 申請(qǐng)人:羅伯特·博世有限公司