本發(fā)明涉及對發(fā)動機尤其是對汽油發(fā)動機的控制，并且更具體地涉及通過比例探測器對空氣/燃油混合物的豐度的調(diào)節(jié)。

背景技術(shù)：

比例探測器用于測量催化器上游的豐度并通過發(fā)動機控制將豐度調(diào)節(jié)在固定的值(consigne)附近。在大多數(shù)情況下，當汽缸處的豐度值改變時，在探測器處的該值通過使用表示系統(tǒng)和探測器的行為的模型來獲得。然而，豐度調(diào)節(jié)器本身還使用系統(tǒng)模型和探測器模型。

當前，存在通過比例探測器來調(diào)節(jié)豐度的多個解決方案。尤其已知常規(guī)調(diào)節(jié)器，例如比例、積分和微分的PID類型的調(diào)節(jié)器。還已知調(diào)節(jié)先進、概念完善且具有用于調(diào)節(jié)的內(nèi)部模型的策略。

這些先進程度不同的調(diào)節(jié)旨在確保對于豐度值盡可能好的跟蹤，尤其是在動態(tài)變化的條件下以及在穩(wěn)定狀態(tài)下。在該情況下，調(diào)節(jié)系統(tǒng)的主要問題是其通常具有隨工作情況變化的滯后時間和響應時間。為了補償這些延遲時間和響應時間，最常使用內(nèi)部模型以表示將氣體從發(fā)動機傳輸?shù)教綔y器的時間以及探測器的延遲時間或探測器的響應時間。這種模型用于將噴射器處的豐度值轉(zhuǎn)換為探測器處的豐度值。此外，豐度調(diào)節(jié)器還可以包括諸如例如直接模型、反向模型或者史密斯預估器的系統(tǒng)模型。

用于構(gòu)建探測器處的豐度值或在豐度調(diào)節(jié)器中使用的模型通常相當簡單。因此，模型可以搭建為在一階濾波器后附加(suivi de)純延遲。該簡化通常導致高估或低估探測器處的豐度值和探測器處的豐度測量值(mesure)之間的誤差。這可能導致調(diào)節(jié)器的不適當?shù)男Ｕ?，或者導致應該限制調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)的動態(tài)變化以避免豐度振蕩。因此，現(xiàn)有的模型不足以重新構(gòu)建在汽缸中豐度值變化的情況下具有代表性的探測器處的豐度值。模型可以被證實為具有很低的精確度且背離探測器的實際行為。在其他方面，模型和探測器的測量值之間的差距被調(diào)節(jié)器解釋為誤差，這作用于其環(huán)路(tour)以對其進行補償。該無益的行為引起無益的豐度振蕩，該無益的豐度振蕩表現(xiàn)為發(fā)動機在排放方面的額外成本。為了避免這些振蕩，可以減少調(diào)節(jié)的動態(tài)變化，但是這要求通過效率變得更低的調(diào)節(jié)器來排除干擾。即使如此，這仍引起額外的排放。

專利申請GB 2439566致力于該問題，但是僅提出通過豐度測量值來適配補償。專利申請JP 2005337194涉及一種濾波器的使用，但是是一種用于適配對每個汽缸中的整體豐度測量值的校正的帶通濾波器。該帶通濾波器是用于處理信號的已知的濾波器，其不能與尤其稱為一階濾波器或二階濾波器的數(shù)學模型相混淆。專利申請Us2014/130588根據(jù)測量的溫度來校正豐度的測量。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提出一種發(fā)動機，其中通過使用排氣管路中的探測器來調(diào)節(jié)豐度是高效的且基本不產(chǎn)生污染排放。

通過根據(jù)本發(fā)明的包括機動車輛的燃燒式發(fā)動機來達到該目的，該發(fā)動機包括至少一個汽缸、排氣管路、設(shè)置在排氣管路上的豐度探測器、根據(jù)所述至少一個燃燒汽缸中的豐度值的探測器處的豐度值的確定模塊以及調(diào)節(jié)模塊，該確定模塊配置為通過使用第一計算規(guī)則來確定探測器處的豐度值，該調(diào)節(jié)模塊配置為根據(jù)表示由探測器所測量的豐度和探測器處的豐度值之間的差距的值并根據(jù)第一計算規(guī)則來確定待應用于所述至少一個汽缸中的豐度校正，使得探測器處的豐度值的確定模塊和/或調(diào)節(jié)模塊配置為分別使用探測器處的豐度值的第二計算規(guī)則和/或待應用的校正的第二計算規(guī)則，該第二計算規(guī)則與豐度值和/或待應用的校正各自的第一計算規(guī)則不同，并且發(fā)動機包括接收發(fā)動機的至少一個工作參數(shù)(d)的值的選擇模塊，該選擇模塊配置為根據(jù)所述發(fā)動機的至少一個工作參數(shù)的值來從豐度值和/或待應用的校正各自的第一計算規(guī)則和第二計算規(guī)則之中選擇由探測器處的豐度值的確定模塊和/或調(diào)節(jié)模塊所使用的計算規(guī)則。

本發(fā)明提出調(diào)節(jié)器組(模型)，并根據(jù)發(fā)動機的工作參數(shù)例如轉(zhuǎn)速來選擇最合適的調(diào)節(jié)器。模型考慮排氣管路中分隔豐度探測器的距離以推算/重新計算汽缸中的校正的豐度測量值，其中豐度探測器位于發(fā)動機的下游。該組在發(fā)動機的運行區(qū)間的整個范圍中允許盡可能精確地校正豐度測量值。

有利地，發(fā)動機的工作參數(shù)屬于包括以下值的數(shù)組的一部分：指示發(fā)動機的轉(zhuǎn)速的值、指示發(fā)動機所產(chǎn)生的扭矩的值、指示排放氣體流量的值以及指示溫度的值。

有利地，發(fā)動機的工作參數(shù)是指示探測器溫度的值。

有利地，發(fā)動機的工作參數(shù)是指示發(fā)動機是否處于怠速轉(zhuǎn)速的參數(shù)。

有利地，發(fā)動機的工作參數(shù)是排放氣體流量的測量值。該流量表示發(fā)動機轉(zhuǎn)速/負荷的比例。

有利地，發(fā)動機的工作參數(shù)是清除(balayage)。已知地想到，清除是關(guān)于以下的參數(shù)：(通過同時打開進氣閥和排氣閥)使待排放的空氣通過，以便清除未燃盡物并且增加排放氣體的流量，從而尤其允許更快地填充可能的渦輪增壓器。

優(yōu)選地，第一計算規(guī)則是一階濾波器。

有利地，探測器處的豐度值的確定模塊配置為使用探測器處的豐度值的第二計算規(guī)則，并且探測器處的豐度值的第二計算規(guī)則是汽缸處的豐度值的線性濾波器。

有利地，探測器處的豐度值的確定模塊配置為使用探測器處的豐度值的第二計算規(guī)則，并且探測器處的豐度值的第二計算規(guī)則是汽缸處的豐度值的二階濾波器。

有利地，調(diào)節(jié)模塊配置為使用待應用的校正的第二計算規(guī)則，并且第二計算規(guī)則是史密斯預估器。

有利地，探測器處的豐度值的確定模塊和選擇模塊由設(shè)置為以一體的方式安裝在車輛中的相同器件構(gòu)成。

有利地，探測器處的豐度值的確定模塊和調(diào)節(jié)模塊由設(shè)置為以一體的方式安裝在車輛中的相同器件構(gòu)成。

附圖說明

參照唯一的附圖，通過閱讀以下詳細的描述將使本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點得以顯現(xiàn)，該唯一的附圖示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式的發(fā)動機。

具體實施方式

該圖中所示的發(fā)動機包括發(fā)動機單元1、噴射和補償計算模塊2、提前計算模塊3以及填充(remplissage)計算模塊4，提前計算模塊和填充計算模塊基于一對且保留(de couple et de réserve)的請求r來實施t它們的計算。發(fā)動機在此還包括排放溫度估測模塊5以及汽缸處的豐度值的確定模塊6。

發(fā)動機還包括排放氣體的去污染用的催化器7以及比例式豐度探測器8，該比例式豐度探測器設(shè)置在排氣管路上，有利地設(shè)置在催化器7的上游，并且在此更特別地設(shè)置在催化器7的入口處。汽缸處的豐度值的確定模塊6允許向位于催化器上游的豐度調(diào)節(jié)器9(豐度調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)部分)提供催化器上游的豐度值的值。為此，汽缸處的豐度值的確定模塊6向?qū)嵤┴S度探測器模型10的模塊10提供汽缸處的豐度值，該模塊在應用這些模型中的一個后向其環(huán)路提供位于催化器入口處的這樣的豐度值。對豐度信息的預處理在探測器8和模塊9之間進行。

用于確定在催化器的入口處獲得豐度值的模型根據(jù)對運行狀況的分析結(jié)果來選擇，該分析結(jié)果基于傳感器的數(shù)據(jù)d來由分析模塊11實現(xiàn)。該模塊11是用于選擇調(diào)節(jié)器和適當模型的選擇器，根據(jù)通常所采用的控制命令的術(shù)語，稱之為“管理器”。

因此，在汽缸處的豐度值和探測器8的豐度調(diào)節(jié)之間，實施將汽缸處的值變換為探測器處的值的模型，并且在本示例中還在調(diào)節(jié)器中實施內(nèi)部模型。這兩個模型在發(fā)動機的運行時段期間根據(jù)發(fā)動機的運行狀況來選擇。

探測器的選擇模型的示例旨在，使用作為基于探測器的響應時間的模型的一階濾波器，并且旨在，在發(fā)動機處于怠速運行的情況下切換為線性模型或二階濾波器。于是有利地將調(diào)節(jié)器9的內(nèi)部模型改變?yōu)槭访芩诡A估器，以符合探測器的線性模型或二階模型。

根據(jù)另一示例，使用作為基于探測器的響應時間的模型的一階濾波器，并且在探測器尚未達到最優(yōu)的運行溫度的情況下切換為二階濾波器，在探測器的溫度小于其標準運行溫度時，探測器信號的動態(tài)變化較小。因此，在二階濾波器的情況下，將調(diào)節(jié)器9中的內(nèi)部模型改變?yōu)槭访芩诡A估器，以符合該探測器模型。

根據(jù)運行條件選擇單個調(diào)節(jié)器9而不改變探測器模型的示例旨在，通過使用具有史密斯預估器的調(diào)節(jié)器且通過在更大流量時使用具有無窮(infini)傳遞函數(shù)H的調(diào)節(jié)器來在排放氣體的流量較小時補償探測器的延遲，并補償更大的延遲。

由模塊11實施的運行狀況的分析功能的內(nèi)容可以根據(jù)識別的運行狀況的數(shù)量和與其相關(guān)的系統(tǒng)模型來變化。例如，如果第一模型適于怠速而第二模型適于所有其它的工作情況，則運行狀況的檢測功能僅限于識別對應于怠速的發(fā)動機轉(zhuǎn)速和發(fā)動機負荷的時刻。

對于每個識別的運行狀況，選擇適當?shù)南到y(tǒng)模型和/或適當?shù)恼{(diào)節(jié)器。當運行狀況發(fā)生變化時，確保系統(tǒng)模型和調(diào)節(jié)器的適當?shù)某跏蓟Ｔ谙到y(tǒng)模型和調(diào)節(jié)器的輸入端和輸出端的信息的連續(xù)性因此確保系統(tǒng)模型和調(diào)節(jié)器中的每一個的初始化。在模型和調(diào)節(jié)器發(fā)生改變的情況下，應當為它們提供在前的計算步驟中所使用的模型的輸入值或者輸出值以用于使它們初始化。必須的模型的數(shù)量對應于運行狀況的數(shù)量并且優(yōu)先地僅由用于保存所有這些模型或調(diào)節(jié)器的發(fā)動機計算機的容量所限制，對于運行狀況而言，其是觀察到的系統(tǒng)的具體行為。為了防止計算機在處理容量方面上的所有的超負荷，優(yōu)選地去激活未使用的模型和調(diào)節(jié)器。

因此，在此提供允許為發(fā)動機的每個運行條件重構(gòu)探測器處的豐度值的系統(tǒng)模型。發(fā)動機的運行條件的分析功能負責根據(jù)運行狀況來從不同模型的集合中選擇最適當?shù)哪Ｐ?。當運行狀況發(fā)生變化時，選擇并初始化合適的模型，并且其結(jié)果于是可以用于構(gòu)建應該是探測器處的豐度值的盡可能精確的圖像。因此可以在調(diào)節(jié)器的輸入端使用探測器處的該值，以計算關(guān)于豐度的誤差并校正該誤差。

同樣的原理有利地用于調(diào)節(jié)器。如果調(diào)節(jié)器使用內(nèi)部模型、反向模型、史密斯預估器或依賴用于控制的系統(tǒng)模型的所有其它策略，則優(yōu)選地將內(nèi)部模型用于調(diào)節(jié)器中，其中該調(diào)節(jié)器對應于探測器處的豐度值的調(diào)節(jié)器。如果調(diào)節(jié)器不具有內(nèi)部模型，則有利地根據(jù)運行狀況來選擇最適當?shù)恼{(diào)節(jié)方式。可變型地，在可能的選擇的集合中采用單個調(diào)節(jié)器。

根據(jù)本發(fā)明的實施方式，將上文提到的功能中的任意一個封裝在最常用的功能中。例如，將用于構(gòu)建探測器處的豐度的模型封裝在待校正的構(gòu)建處的調(diào)節(jié)器中。即使調(diào)節(jié)器中未設(shè)置有內(nèi)部模型，也可以執(zhí)行同樣的封裝。另一個變型是，僅將這些功能應用到用于構(gòu)建探測器值的模型中，或反之，僅將這些功能應用到調(diào)節(jié)器中。

在本示例中，實施根據(jù)運行狀況的用于構(gòu)建探測器處的豐度值的選擇模型。在此還根據(jù)運行狀況選擇調(diào)節(jié)器，該選擇能夠從具有或不具有內(nèi)部模型的調(diào)節(jié)器的集合中或者從包括任意類型調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)器集合中做出。因此在此實施由管路和探測器構(gòu)成的兩種不同的系統(tǒng)模型，根據(jù)發(fā)動機和探測器運行的運行狀況來使用兩種不同的系統(tǒng)模型的結(jié)果。當然，可以實施數(shù)量多于兩個的模型。當檢測到特定的運行狀況時，初始化適于構(gòu)建探測器處的豐度值的模型，并然后使用其結(jié)果以構(gòu)建探測器處的豐度值。還有利地根據(jù)運行狀況來選擇調(diào)節(jié)器的類型，其可以包括或者可以不包括內(nèi)部模型。

根據(jù)運行狀況，通常要么選擇用于構(gòu)建探測器處的豐度值的模型，要么選擇調(diào)節(jié)器，要么二者都選擇。

這樣的優(yōu)點是，無論運行狀況如何，提供對探測器的豐度值的盡可能好的估測。這允許最準確地估測探測器處的關(guān)于豐度的誤差，并因此允許僅在嚴格必要時才激活調(diào)節(jié)器。此外，這種裝置還允許根據(jù)運行狀況來選擇最適當?shù)恼{(diào)節(jié)類型，用以與不同的探測器的模型匹配或者僅用以選擇最適當?shù)恼{(diào)節(jié)器的類型。對調(diào)節(jié)的動態(tài)變化的校準因此較不嚴格并且允許該校準更快。這確保了對豐度的實際干擾的排除，并因此確保了對該值的跟蹤更好。最后，根據(jù)所需的豐度值，減少了發(fā)動機的排放，確保對排氣管路組件的更好的保護，并且確保更好的駕駛體驗以及發(fā)動機的更好的穩(wěn)定性。最后，據(jù)此獲得定義的催化成本的降低、與過早老化或排氣管路組件的損耗相關(guān)的關(guān)于質(zhì)量工藝的成本的降低以及燃油消耗的減少。所提出的解決方案相對于已在車輛上實施的由比例探測器調(diào)節(jié)豐度的解決方案僅產(chǎn)生較低的額外成本。