專利名稱：用于確定內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣的方法和裝置的制作方法
技術(shù)水平本發(fā)明涉及用于確定內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣的方法和裝置。本發(fā)明可以特別是在車輛技術(shù)領(lǐng)域中使用，例如是用于轎車的內(nèi)燃機(jī)中。
通常的內(nèi)燃機(jī)具有一個進(jìn)氣管，由新鮮氣體和廢氣組成的混合氣體位于進(jìn)氣管中。在內(nèi)燃機(jī)運行期間，這些混合氣體被吸入內(nèi)燃機(jī)汽缸，并且緊接著被壓縮和燃燒。流入汽缸里的氣體體積、特別是其中的新鮮氣體部分必須被確定，以便根據(jù)此確定要用來燃燒的燃油量。
DE 32 38 190 C2說明了一種用于控制或者調(diào)節(jié)內(nèi)燃機(jī)工作特性參數(shù)的電子系統(tǒng)。在這里，在轉(zhuǎn)速和進(jìn)氣管內(nèi)空氣流量的基礎(chǔ)上確定進(jìn)氣管內(nèi)的壓力或者在轉(zhuǎn)速和壓力的基礎(chǔ)上確定空氣流量。
在申請?zhí)枮?97 13 379.7的專利申請中說明了一種用來確定到達(dá)裝有增壓器的內(nèi)燃機(jī)汽缸中的空氣量的裝置。這個系統(tǒng)也考慮到了由于進(jìn)氣過程附加出現(xiàn)的物理情況。特別是通過考慮到物理和流動技術(shù)的關(guān)系來良好地掌握在裝有增壓器的內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣管內(nèi)進(jìn)行的物理過程。
所公知的方法和裝置，關(guān)于內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣量的確定，統(tǒng)一處理位于進(jìn)氣管內(nèi)的混合氣體。特別是在混合氣體中，不能在新鮮氣體部分和廢氣部分之間區(qū)分。因此，求出的進(jìn)氣量是有缺陷的。每個沖程進(jìn)氣量的測量數(shù)值和目標(biāo)數(shù)值之間的非線性關(guān)系以及廢氣再循環(huán)的影響被采取經(jīng)驗方式直接校正。這種校正只是在穩(wěn)定時是準(zhǔn)確的。此外，沒有考慮進(jìn)氣和進(jìn)氣管壓力之間的可變關(guān)系，這種變化關(guān)系例如在油箱正在排氣或者凸輪調(diào)整時出現(xiàn)。
因此，本發(fā)明的目的是，提供一種可以克服上述缺點的、用來確定內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣的方法和裝置。特別是，這個問題應(yīng)這樣解決，求出充入氣體容積中的新鮮空氣部分。此外，在所使用的輸入端參數(shù)方面，本發(fā)明應(yīng)該具有很大的靈活性。另外，按照本發(fā)明的方法應(yīng)該可以穩(wěn)固而可靠地運行，以及所屬的裝置在制造、運行和維護(hù)方面應(yīng)該是成本低的。
采用在獨立權(quán)利要求中公開的方法和裝置可以解決這個問題。在從屬權(quán)利要求中公開了本發(fā)明的特別的實施形式。
在說明書的結(jié)尾匯總了在下列的說明和權(quán)利要求中使用的縮寫。
前述問題通過確定具有一個進(jìn)氣管的內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣的方法來解決，其中，由新鮮氣體和廢氣組成的混合氣體位于進(jìn)氣管中，在這里，從進(jìn)氣管流出一個氣體質(zhì)量流量mp_ab，而且在進(jìn)氣管中籠罩著一個進(jìn)氣管—壓力(ps)，該方法具有以下步驟通過進(jìn)行新鮮氣體—質(zhì)量流量mp_fg的質(zhì)量平衡求出氣體質(zhì)量流量mp_ab中的新鮮氣體部分的分壓力ps_fg和通過進(jìn)行廢氣—質(zhì)量流量mp_ag的質(zhì)量平衡求出氣體質(zhì)量流量mp_ab中的廢氣部分的分壓力ps_ag。在這里，進(jìn)行質(zhì)量平衡是指將一般氣體方程式m×R×T＝p×V對時間求導(dǎo)。因此，對于新鮮氣體部分的質(zhì)量平衡得出mp_fg＝mp_fg_zu-mp_fg_ab=ddt(m_fg)=ddt(ps_fg×VS×1R×TS)]]>與此相應(yīng)，對于廢氣—部分的質(zhì)量平衡是mp_ag＝mp_ag_zu-mp_ag_ab=ddt(m_ag)=ddt(ps_ag×VS×1R×TS)]]>
新鮮氣體和廢氣的這種分開平衡提供的優(yōu)點是，可以精確地計算充入的新鮮氣體容積。通過此，可以有利地精確和可靠的確定要輸入的燃油量。這使得內(nèi)燃機(jī)可以不污染環(huán)境和節(jié)省能源地運行。通過此可以降低內(nèi)燃機(jī)的運行費用和提高內(nèi)燃機(jī)的使用壽命。另外有利的是，在內(nèi)燃機(jī)配置不同時、比如說采用廢氣循環(huán)或者沒有廢氣循環(huán)、增壓或者不增壓等等，也能夠精確地確定要輸入的燃油量。
在本發(fā)明的一個特別的實施形式中，該方法由新鮮氣體部分的分壓力ps_fg和廢氣部分的分壓力ps_ag的和計算出進(jìn)氣管壓力。這個計算通過加法來進(jìn)行ps＝ps_fg+ps_ag進(jìn)氣管壓力ps的這種計算方法提供的優(yōu)點是，可以借助于計算出的值檢驗可能附加測量的進(jìn)氣管壓力值。另外的優(yōu)點是，采用這種方式在不用另外增加壓力量值傳感器的費用情況下也能確定進(jìn)氣管壓力。進(jìn)一步的優(yōu)點是，采用這種方式在現(xiàn)有的壓力量值傳感器出現(xiàn)故障時也能確定進(jìn)氣管壓力。
本發(fā)明的一個特別實施形式，通過使用適當(dāng)?shù)牧恐祩鞲衅髑蟪鲞M(jìn)氣管壓力ps。在這里，作為壓力量值傳感器，可以考慮使用任意的、商業(yè)上流行的壓力量值傳感器，特別是電阻應(yīng)變片、薄膜式壓力傳感器或者是共振的壓力傳感器。壓力可以直接或者間接地通過中間介質(zhì)來測定。由壓力量值傳感器提供的信號還可以通過適當(dāng)?shù)木€路布置來處理，比如說可以設(shè)置一個溫度補(bǔ)償或者一個偏置—補(bǔ)償。在使用量值傳感器的情況下求出進(jìn)氣管壓力ps的優(yōu)點是，這樣可以很精確地確定進(jìn)氣管壓力ps。另外的優(yōu)點是，借助于測量的進(jìn)氣管壓力可以檢驗用分壓力計算出的進(jìn)氣管壓力，并且在必要情況下修正和校準(zhǔn)計算。
本發(fā)明的一個特別實施形式，由進(jìn)氣管壓力求出氣體質(zhì)量流量mp_ab。這種計算是在考慮到內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速n以及可能存在的內(nèi)燃機(jī)凸輪軸調(diào)節(jié)NWS的情況下進(jìn)行的，由此考慮到內(nèi)部廢氣循環(huán)的修正值p_iagr。因此，特別是可以根據(jù)下列方程式確定由進(jìn)氣管流出的氣體質(zhì)量流量mp_abmp_ab＝(ps-p_iagr)×K在這種情況下，K值涉及到了一個計算常數(shù)，泵方程式并且必要情況下根據(jù)經(jīng)驗求出的脈動效應(yīng)算入這個計算常數(shù)。氣體質(zhì)量流量mp_ab的這種計算的優(yōu)點是，不用提供測量的進(jìn)氣管壓力、只在計算出的分壓力基礎(chǔ)上也可以計算。這可以成本較低和可靠地實現(xiàn)按照本發(fā)明的方法。
在本發(fā)明的一個特別實施形式中，在使用新鮮氣體部分分壓力ps_fg、廢氣部分分壓力ps_ag和氣體質(zhì)量流量mp_ab情況下計算出氣體質(zhì)量流量mp_ab中的從進(jìn)氣管流出的新鮮氣體部分mp_fg_ab。為此，首先引用一個分量系數(shù)c_agr，分量系數(shù)被計算如下c_agr=ps_agps_ag+ps_fg]]>為了確定在這個質(zhì)量流量中的新鮮氣體部分，出發(fā)點是，劃分汽缸中的質(zhì)量流量(新鮮氣體和廢氣)，類似于分壓力的劃分。根據(jù)此計算從進(jìn)氣管流出的新鮮氣體—質(zhì)量流量mp_fg_abmp_fg_ab＝(1-c_agr)×mp_ab與此相應(yīng)，從進(jìn)氣管流出的廢氣—質(zhì)量流量mp_ag_ab也是如此計算mp_ag_ab＝(1-c_agr)×mp_ab有利的是，通過這種簡單和可靠的計算不僅可以確定出從進(jìn)氣管中流出的氣體質(zhì)量流量中的新鮮氣體部分而且可以確定廢氣部分。通過分開地掌握新鮮氣體部分和廢氣部分可以使內(nèi)燃機(jī)不污染環(huán)境并且節(jié)省能源地分別在其最佳工作點運行。
在本發(fā)明的一個特別實施形式中，在利用新鮮氣體部分mp_fg_ab以及常設(shè)內(nèi)燃機(jī)數(shù)據(jù)ML THZ和瞬時內(nèi)燃機(jī)數(shù)據(jù)nmot、ZYLZA下計算內(nèi)燃機(jī)的相對新鮮氣體進(jìn)氣rl。這樣計算相對新鮮氣體進(jìn)氣rl的優(yōu)點是，可以總是根據(jù)實際的內(nèi)燃機(jī)數(shù)據(jù)、比如說根據(jù)內(nèi)燃機(jī)目前正在工作的汽缸數(shù)量進(jìn)行燃油輸入。通過此可以在內(nèi)燃機(jī)運行期間進(jìn)一步提高節(jié)省燃油效果和環(huán)境相容性以及進(jìn)一步改善內(nèi)燃機(jī)的使用壽命和有效功率。
在本發(fā)明的一個特別實施形式中，利用由伯努利—方程式推導(dǎo)出的函數(shù)來計算通過節(jié)氣閥氣體質(zhì)量流量，在這里，節(jié)流閥后的壓力總是相當(dāng)于進(jìn)氣管壓力ps。它的優(yōu)點是，可以有選擇的使用一些在原理上適用的測量值并且可以借助于這個推導(dǎo)出的函數(shù)計算當(dāng)時不可得到的參數(shù)。它使得本發(fā)明的方法不僅在該方法的裝置技術(shù)方面的實現(xiàn)中而且在這種方法運行期間可以有很大的靈活性。此外，由于這個配置的靈活性，也提高了本發(fā)明方法的工作可靠性。
在本發(fā)明的一個特別實施形式中，也考慮到通過怠速調(diào)節(jié)器的氣流量mp_lls通過油箱排氣閥的氣流量mp_tev、通過廢氣循環(huán)閥的氣流量mp_agr，對于增壓的內(nèi)燃機(jī)來說，在確定內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣時也要考慮到增壓壓力pld。它的優(yōu)點是，可以進(jìn)一步提高求出的內(nèi)燃機(jī)新鮮氣體進(jìn)氣的精確度，從而加強(qiáng)了上述優(yōu)點。
本發(fā)明的教導(dǎo)也包括了用于確定具有一個進(jìn)氣管的內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣的裝置，在這里，該裝置具有量值傳感器和電子計算裝置，本發(fā)明的裝置通過進(jìn)行新鮮氣體—質(zhì)量流量mp_fg的質(zhì)量平衡計算進(jìn)氣管中新鮮氣體部分的分壓力ps_fg，通過進(jìn)行廢氣—質(zhì)量流量mp_ab的質(zhì)量平衡計算進(jìn)氣管中廢氣部分的分壓力ps_ab，并且在利用新鮮氣體部分分壓力ps_fg和廢氣部分分壓力ps_ab下求出內(nèi)燃機(jī)的新鮮氣體進(jìn)氣rl。特別是，本發(fā)明包括了實施上述方法的一個裝置。這種按照本發(fā)明的裝置提供了上面已知的本發(fā)明方法的所有優(yōu)點。特別是該裝置提供了燃油消耗量少、內(nèi)燃機(jī)不污染環(huán)境的運行以及本發(fā)明裝置和內(nèi)燃機(jī)的效率高和使用壽命長的優(yōu)點。
本發(fā)明的教導(dǎo)也包括了裝有上述裝置的機(jī)動車或者裝有可以實施上述方法的裝置的機(jī)動車。這種機(jī)動車也相應(yīng)地具有上面所了解的本發(fā)明裝置的優(yōu)點。
本發(fā)明的教導(dǎo)也包括了一個含有用于實施上述方法的控制程序的數(shù)據(jù)載體以及一個含有參數(shù)的數(shù)據(jù)載體，為了實施一種這樣的方法或者控制上述裝置，這些參數(shù)是需要的或者有利的。特別是，這樣的數(shù)據(jù)載體可以做成存儲器的形式，在這里，可以以機(jī)械、光學(xué)、電磁、電子或者其他的方式進(jìn)行存儲。特別是電子式存儲器，比如說，可以采用一個ROM(只讀存儲器)、PROM、EPROM、EEPROM，他們可以放入或者插入相應(yīng)的控制裝置。
由從屬權(quán)利要求以及下列說明中可以得到本發(fā)明的其他優(yōu)點、特征和細(xì)節(jié)，在下面的說明中借助于附圖詳細(xì)地介紹了多個實施例。在這里，在權(quán)利要求中和在說明中提到的特點可以單個使用或者任意組合。
下面借助于附圖詳細(xì)地介紹了本發(fā)明的實施例。


圖1示出了系統(tǒng)配置的一覽圖；圖2示出了進(jìn)氣確定模型；圖3示出了在無增壓發(fā)動機(jī)中流入進(jìn)氣管的新鮮氣體—質(zhì)量流量。
圖4示出了在透平發(fā)動機(jī)中進(jìn)氣管內(nèi)的新鮮氣體—質(zhì)量流量；圖5示出了流入進(jìn)氣管的廢氣質(zhì)量流量；圖6示出了相對進(jìn)氣量的計算。
圖1示出了系統(tǒng)配置的一覽圖。周圍空氣在入口側(cè)在壓力pu和溫度tu下進(jìn)入進(jìn)氣管100里。一個熱薄膜—空氣質(zhì)量傳感器101測定在進(jìn)氣管這個部位的氣體質(zhì)量流量mp_hfm。在熱薄膜—空氣質(zhì)量傳感器(HFM)之后是一個渦輪增壓器102。在渦輪增壓器102和節(jié)氣閥103之間，進(jìn)氣管100具有一個容積VLD。在這個容積里籠罩著一個壓力pld以及溫度tld。在節(jié)氣閥103和進(jìn)氣閥104之間，進(jìn)氣管的容積是VS。在這個部位具有一個壓力ps以及溫度ts。在進(jìn)氣管節(jié)氣閥103和進(jìn)氣閥104之間的這個區(qū)域內(nèi)流入的氣體量是由通過節(jié)氣閥103氣流的氣流量mp_dk、怠速調(diào)節(jié)器105的氣流量mp_lls、油箱排氣閥106的氣流量mp_tev以及廢氣循環(huán)閥107的氣流量mp_agr組成。在進(jìn)氣閥104打開時，氣體從進(jìn)氣管的這個區(qū)域流入汽缸111的燃燒室108。在排氣側(cè)，在排氣閥109和廢氣催化劑110之間有一個區(qū)域，在這個區(qū)域里連接有廢氣循環(huán)閥107并且具有壓力pag。在催化劑110之后又籠罩著環(huán)境壓力pu。油箱排氣閥106與燃油箱112相連接。
圖2示出了進(jìn)氣測定的模型。在201中流入的新鮮氣體—質(zhì)量流量mp_fg_zu被通過時間求積分和緊接著在202中根據(jù)氣體方程式相乘，這樣計算新鮮氣體—分壓力ps_fg。與此相應(yīng)，流入的廢氣—質(zhì)量流量mp_ag_zu在203中被求積分并且在204中根據(jù)氣體方程式相乘，這樣計算廢氣—分壓力ps_ab。由新鮮氣體ps_fg和廢氣ps_ag的兩個分壓力在開關(guān)B_fe_dss所示出的部位通過加法在205中計算進(jìn)氣管中的壓力ps。與此同時，在206中由轉(zhuǎn)速n和凸輪軸調(diào)節(jié)NWS計算修正值p_iagr。這個修正值在內(nèi)燃機(jī)工作循環(huán)期間根據(jù)閥位置考慮到了系統(tǒng)內(nèi)部廢氣循環(huán)。這樣求出的修正值p_iagr在207中與進(jìn)氣管—壓力ps相減。緊接著，這樣得出的有效進(jìn)氣管壓力在208中用一個系數(shù)相乘，在這里，這個系數(shù)由泵方程式和一個根據(jù)經(jīng)驗獲得的函數(shù)組成，這個函數(shù)根據(jù)轉(zhuǎn)速n和凸輪軸調(diào)節(jié)MWS組成了脈動效應(yīng)。泵方程式考慮到了活塞工作容積VH、轉(zhuǎn)速n、氣體常數(shù)R和進(jìn)氣管內(nèi)的溫度ts。作為208中這個乘法結(jié)果，得到了汽缸中的整個質(zhì)量流量mp_ab。與此同時，在209中由新鮮氣體分壓力ps_fg和廢氣分壓力ps_ag計算一個分量系數(shù)c_agr。利用這個分量系數(shù)c_agr，由流出的氣體質(zhì)量流量mp_ab在210中計算流出的新鮮氣體—質(zhì)量流量mp_fg_ab并且在211中計算流出的廢氣—質(zhì)量流量mp_ag_ab。
對于在測量技術(shù)方面使用進(jìn)氣管壓力這個情況來說，可以通過條件B_fe_dss和所屬開關(guān)使用測量的進(jìn)氣管壓力ps_dss來代替由分壓力ps_fg和ps_ag計算出的進(jìn)氣管壓力。因為在這種情況下，由于中斷反饋不能自動保證積分器的不變的穩(wěn)定性，所以有必要補(bǔ)充，在這里，通過將計算出的進(jìn)氣管壓力與測量的進(jìn)氣管壓力進(jìn)行對比來說明得出的、作為誤差的差，并且將這個差通過一個積分調(diào)節(jié)器算入到流出的新鮮氣體—質(zhì)量流量mp_fg_ab的反饋支路上。
在上述函數(shù)所需要的輸入端參數(shù)計算中、即在計算流入進(jìn)氣管的新鮮氣體—質(zhì)量流量mp_fg_zu以及流入進(jìn)氣管的廢氣質(zhì)量流量mp_ag_zu時的方法，是以由文獻(xiàn)中知道的節(jié)流函數(shù)為基礎(chǔ)，節(jié)流函數(shù)是從可壓縮介質(zhì)的伯努利-方程式中推導(dǎo)出來的。按照這個節(jié)流函數(shù)
這個節(jié)流函數(shù)意味著，通過節(jié)流部位的空氣質(zhì)量流量mp是由自由橫截面積f(A)乘一個溫度補(bǔ)償系數(shù)ft乘一個壓力補(bǔ)償系數(shù)fp和乘一個標(biāo)準(zhǔn)化的流量函數(shù)psi_n計算出的，它考慮到了高于臨界的和低于臨界的流動速度的影響。在這里，節(jié)流部位后的壓力pn總是等于進(jìn)氣管的壓力ps。
在新鮮氣體側(cè)，在自吸式發(fā)動機(jī)、增壓發(fā)動機(jī)和所謂的透平式發(fā)動機(jī)之間必須是有區(qū)別的。在這里，共同點是，為每個節(jié)流機(jī)構(gòu)通過一條特性曲線求出氣體流量，它在有關(guān)節(jié)流閥前的壓力和溫度的正常條件下流過所觀察的節(jié)流閥。
圖3示出了在自吸式發(fā)動機(jī)中流入進(jìn)氣管的新鮮氣體—質(zhì)量流量。如在圖3中按照開關(guān)部位B_fe_wdk也示出的那樣，首先能夠直接借助于一個熱薄膜式空氣質(zhì)量傳感器HFM測量mp_hfm流入的新鮮氣體—質(zhì)量流量mp_fg_zu。然后，在所示出的開關(guān)部位只還有油箱排氣ta_te具有一個影響，在這里，這個影響通過節(jié)流函數(shù)在301中換算成氣體質(zhì)量流量mp_tev_max，緊接著用環(huán)境溫度加權(quán)因子ftu、環(huán)境壓力加權(quán)因子fpu和標(biāo)準(zhǔn)化流量函數(shù)psi_n在304中加權(quán)。如果開關(guān)B_fe_wdk換位，流入的新鮮氣體—質(zhì)量流量mp_fg_zu計算如下節(jié)氣閥位置wdk通過一個節(jié)流函數(shù)在302中換算成通過節(jié)氣閥的最大流量mp_dk_max；同樣，經(jīng)過可能情況下存在的怠速調(diào)節(jié)器的流量通過一個節(jié)流函數(shù)在303中換算成經(jīng)過怠速調(diào)節(jié)器的最大氣流量mp_lls_max。兩個最大氣流量相加，并且緊接著與通過油箱排氣閥的最大氣流量mp_tev_max相加。緊接著，這樣相加的氣體質(zhì)量流量用溫度加權(quán)因子ftu、壓力加權(quán)因子fpu和標(biāo)準(zhǔn)化流量函數(shù)psi_n304加權(quán)。在這種計算的最后，得出流入的新鮮氣體—質(zhì)量流量mp_fg_zu。
圖4示出了在透平式發(fā)動機(jī)中流入進(jìn)氣管的新鮮氣體—質(zhì)量流量。在這里，與圖3的區(qū)別是，在增壓器和節(jié)氣閥之間的容積作為附加動態(tài)系統(tǒng)具有狀態(tài)參數(shù)增壓壓力pld。對于這個容積來說，同樣可以通過一個平衡方程式推導(dǎo)出用于該容積里的壓力、在這里是增壓壓力的微分方程式。節(jié)流函數(shù)可以同樣又被利用，現(xiàn)在，不過鑒于節(jié)氣閥前的壓力要考慮到變化的狀態(tài)，使用增壓壓力來代替環(huán)境壓力。另一個顯著的區(qū)別是，采用圖4的配置，由計算出的氣體質(zhì)量流量mp_dk+mp_lls和熱薄膜式—空氣質(zhì)量傳感器mp_hfm的信號在401中通過適當(dāng)?shù)臏p法和隨后的402中對時間的積分在403中根據(jù)氣體方程式的加權(quán)可以求出增壓壓力pld。不過，另一個主要的結(jié)果是，在輸出端采用圖4示出的配置時，流入的新鮮氣體—質(zhì)量流量mp_fg_zu也可以作為輸出端信號來繼續(xù)處理。
圖5示出了流入進(jìn)氣管的廢氣質(zhì)量流量。廢氣質(zhì)量流量mp_ag_zu由廢氣循環(huán)閥ta_agr信號通過節(jié)流函數(shù)501轉(zhuǎn)換成通過廢氣閥的最大質(zhì)量流量mp_ag_max，緊接著用相應(yīng)的溫度加權(quán)因子ftag，壓力加權(quán)因子fpag和標(biāo)準(zhǔn)化流量函數(shù)psi_n加權(quán)。一個簡單的模型用來確定流入廢氣的溫度tag_zu，這個模型考慮了與進(jìn)氣管連接的連接管壁的熱量傳遞。首先廢氣的溫度tag在502中借助于流出的新鮮氣體—質(zhì)量流量mp_fg_ab通過節(jié)流函數(shù)來求出。緊接著在507中利用環(huán)境溫度tu作減法得到了一個差值tag-tu。這個差值借助在503中由函數(shù)計算出的流入廢氣質(zhì)量流量mp_ag_zu在504中來加權(quán)，緊接著在505中與廢氣溫度tag相減。最后，由此調(diào)節(jié)的值在506中借助一個函數(shù)計算并且得到流入廢氣的溫度tag_zu。
圖6示出了由流出的新鮮氣體—質(zhì)量流量mp_fg_ab計算相對進(jìn)氣量rl。流出的新鮮氣體—質(zhì)量流量mp_fg_ab在601中被發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速nmot除，緊接著在602中同一個系數(shù)相乘，在這里，這個系數(shù)考慮到在正常條件下(T＝273開氏溫度，P＝1013毫巴)一個汽缸里的空氣質(zhì)量MLTHZ以及發(fā)動機(jī)正在工作的汽缸數(shù)量ZYLZA。從這個計算中得出了一個汽缸新鮮氣體的相對進(jìn)氣量rl。
縮寫B(tài)_fe_wdk開關(guān)，開關(guān)信號c_agr 新鮮氣體/廢氣的分量系數(shù)f(A)節(jié)流部位的自由橫截面積fp 壓力補(bǔ)償系數(shù)fpag廢氣壓力的加權(quán)因子fpu 環(huán)境壓力的加權(quán)因子fpld增壓壓力的加權(quán)因子ft 溫度補(bǔ)償系數(shù)ftag廢氣溫度的加權(quán)因子ftu 環(huán)境溫度的加權(quán)因子ftld增壓溫度的加權(quán)因子K 計算常數(shù)m 氣體質(zhì)量(克分子)m_ag廢氣質(zhì)量m_fg新鮮氣體質(zhì)量mp 通過節(jié)流部位的空氣—質(zhì)量流量mp_ab 從進(jìn)氣管流出的氣體—質(zhì)量流量mp_ag 廢氣質(zhì)量流量mp_ag_ab流出的廢氣—質(zhì)量流量mp_ag_max 最大流入的廢氣—質(zhì)量流量mp_ag_zu流入的廢氣—質(zhì)量流量mp_agr 通過廢氣—循環(huán)閥的氣流量mp_dk_max通過節(jié)氣閥的最大流量mp_fg新鮮氣體—質(zhì)量流量mp_fg_ab 流出的新鮮氣體—質(zhì)量流量mp_fg_zu 流入的新鮮氣體—質(zhì)量流量mp_hfm 由熱薄膜—傳感器測量的空氣質(zhì)量流量mp_lls 通過怠速調(diào)節(jié)器的氣流量mp_lls_max 通過怠速調(diào)節(jié)器的最大氣流量mp_max 通過節(jié)流部位的最大空氣質(zhì)量流量mp_tev 通過油箱排氣閥的氣流量mp_tev_max 通過油箱排氣閥的最大氣流量MLTHZ在正常條件下一個汽缸里的空氣質(zhì)量n，nmot 轉(zhuǎn)速NWS 凸輪軸調(diào)節(jié)P壓力p_iagr 內(nèi)部廢氣循環(huán)的修正值pld 增壓壓力pn 節(jié)流部位后的壓力ps 進(jìn)氣管里的壓力ps_ab廢氣—分壓力ps_fg新鮮氣體—分壓力psi_n標(biāo)準(zhǔn)化的流量函數(shù)(0＜psi_n＜1)pv 節(jié)流部位前的壓力PV_NORM 參考值rl 相對進(jìn)氣量R氣體常數(shù)tld 增壓器溫度T溫度TS，ts進(jìn)氣管溫度tv節(jié)氣閥前的溫度TV_NORM 參考值V 容積VH活塞工作容積VLD 增壓器容積VS進(jìn)氣管容積wdk 節(jié)氣閥—位置ZYLZA 正在工作的汽缸數(shù)量
權(quán)利要求
1.用于確定具有一個進(jìn)氣管的內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣的方法，在這里，由新鮮氣體(fg)和廢氣(ag)組成的混合氣體位于進(jìn)氣管內(nèi)，其中，由進(jìn)氣管流出一個氣體質(zhì)量流量(mp_ab)，并且在這里，在進(jìn)氣管中籠罩著一個進(jìn)氣管—壓力(ps)，其特征是以下步驟—通過進(jìn)行新鮮氣體—質(zhì)量流量(mp_fg)的質(zhì)量平衡求出氣體質(zhì)量流量(mp_ab)中的新鮮氣體部分的分壓力(ps_fg)，和—通過進(jìn)行廢氣—質(zhì)量流量(mp_ag)的質(zhì)量平衡求出氣體質(zhì)量流量(mp_ab)中的廢氣部分的分壓力(ps_ag)。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，由新鮮氣體部分的分壓力(ps_fg)和廢氣部分的分壓力(ps_ag)的總和計算出進(jìn)氣管壓力(ps)。
3.按照權(quán)利要求1或者2所述的方法，其特征是，在使用一個量值傳感器的情況下求出進(jìn)氣管壓力(ps)。
4.按照權(quán)利要求1至3之一所述的方法，其特征是，由進(jìn)氣管壓力(ps)求出氣體質(zhì)量流量(mp_ab)。
5.按照權(quán)利要求1至4之一所述的方法，其特征是，使用新鮮氣體部分的分壓力(ps_fg)、廢氣部分的分壓力(ps_ag)和氣體質(zhì)量流量(mp_ab)計算氣體質(zhì)量流量(mp_ab)中由進(jìn)氣管流出的新鮮氣體部分(mp_fg_ab)。
6.按照權(quán)利要求6所述的方法，其特征是，使用新鮮氣體部分(mp_fg_ab)以及常設(shè)的內(nèi)燃機(jī)數(shù)據(jù)(MLTHZ)和瞬時的內(nèi)燃機(jī)數(shù)據(jù)(nmot，ZYLZA)計算內(nèi)燃機(jī)的新鮮氣體進(jìn)氣量(rl)。
7.按照權(quán)利要求1至6之一所述的方法，其特征是，使用由伯努利—方程式推導(dǎo)出的函數(shù)計算通過節(jié)氣閥的氣體質(zhì)量流量，其中，節(jié)氣閥后的壓力相當(dāng)于進(jìn)氣管壓力(ps)。
8.按照前面權(quán)利要求之一所述的方法，其特征是，在確定內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣時考慮到通過怠速調(diào)節(jié)器的氣流量(mp_lls)、通過油箱排氣閥的氣流量(mp_tev)和通過廢氣循環(huán)閥的氣流量(mp_agr)。
9.按照前面權(quán)利要求之一所述的方法，其特征是，在確定增壓的內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣時考慮到增壓壓力(pld)。
10.用來確定具有一個進(jìn)氣管的內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣的裝置，其中，該裝置具有量值傳感器和電子計算裝置，其特征是，該裝置通過進(jìn)行新鮮氣體—質(zhì)量流量(mp_fg)的質(zhì)量平衡計算進(jìn)氣管中新鮮氣體部分的分壓力(ps_fg)，通過進(jìn)行廢氣—質(zhì)量流量(mp_ab)的質(zhì)量平衡計算進(jìn)氣管中廢氣部分的分壓力(ps_ab)，并且使用新鮮氣體部分分壓力(ps_fg)和廢氣部分分壓力(ps_ab)求出內(nèi)燃機(jī)的新鮮氣體進(jìn)氣量(rl)。
11.按照權(quán)利要求10所述的裝置，其特征是，該裝置實施按照權(quán)利要求1至9之一所述的方法。
12.機(jī)動車，其特征是，具有按照權(quán)利要求10或者11所述的裝置。
13.數(shù)據(jù)載體，其特征是，該數(shù)據(jù)載體包括有用于實施按照權(quán)利要求1至9之一所述方法的控制程序。
14.數(shù)據(jù)載體，其特征是，該數(shù)據(jù)載體包括有參數(shù)(ML THZ)，為了實施按照權(quán)利要求1至9之一所述方法，這些參數(shù)是需要的或者是有利的。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于確定內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣的方法和裝置。本發(fā)明的目的是,在內(nèi)燃機(jī)中精確可靠地確定進(jìn)氣,特別是確定進(jìn)氣中的新鮮氣體部分。采用測定內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣的方法和裝置實現(xiàn)這個目的,其中,通過進(jìn)行相應(yīng)質(zhì)量流量的質(zhì)量平衡求出氣體質(zhì)量流量(mp－ab)中新鮮氣體部分的分壓力(ps－fg),和氣體質(zhì)量流量(mp－ab)中的廢氣部分的分壓力(ps－ag),緊接著利用分壓力(ps－fg,ps－ag)計算在總質(zhì)量流量(mp－ab)中由進(jìn)氣管流出的新鮮氣體(mp－fg－ab)。本發(fā)明特別是應(yīng)用在機(jī)動車技術(shù)領(lǐng)域。
文檔編號F02D41/00GK1269868SQ98808879
公開日2000年10月11日 申請日期1998年9月2日 優(yōu)先權(quán)日1997年9月17日
發(fā)明者恩斯特·維爾德, 盧茨·羅伊申巴赫, 尼古勞斯·本寧格, 亨德里克·克爾納, 維爾納·赫斯, 張洪, 格奧爾格·馬列布賴因, 哈拉爾德·馮·霍夫曼 申請人:羅伯特·博施有限公司