专利名称：控制具有废气涡轮增压器和废气回收机构的内燃机的装置的制作方法
控制具有废气涡轮增压器和 废气回收机构的内燃机的装置
本发明涉及一种用于控制内燃机的装置。
对于其中装有内燃机的汽车的许可污染物排放提出了越来越严 格的法定标准，这就必需使内燃机运行时的污染物排放尽可能地 小。这一方面可以通过减少在燃烧空气/燃油混合气体时在各自气缸 里所产生的污染物排放来实现。为此必需对新鲜空气和回收的废气 进行精确的计量。尤其是在内燃机越来越高的增压度时的动态运行 必须要有良好的控制和调节，以便减少瞬态运行中的排放以及实现 一种舒适的转矩动作性能。
对于汽油内燃机、也对于柴油内燃机来说众所周知的是 一方 面在抽吸的空气流入内燃机的气缸里之前，将这空气压缩；而另一 面在燃烧之后将流出到内燃机的废气管道里的废气通过一外部的废 气回收机构进行回收，并掺入输送入的新鲜气体质量里。按此方式 通过较低的燃烧温度尤其可以减少氮氧化物的排放。为了压缩抽吸 空气，常常使用废气涡轮增压器，它的驱动通过一在内燃机废气管 道里的涡轮来构成，此涡轮与一在内燃机抽吸管道里的压缩机进行 机械耦联。分别设有调节构件用来调整压缩机功率，也调整所要回 收的废气质量。对于外部的废气回收或废气涡轮增压器的各自调节 构件的作用干预分别也对于各自另外的系统、也就是废气涡轮增压 器或者废气回收的系统的性能有影响。
由发动机净支术杂志(Motortechnische Zeitschrift ) ( MTZ ) 11/2001， 956页的文章"在小轿车柴油发动机中对加压压力和AGR '性能同时进行调整(Simultane Regelung von Ladedruck imd AGR國 Verhalten beim PKW-Diesel-Motor)"中一方面已知了一种模型支 持的前置调节器，用于同时调整在一种柴油发动机中的加压压力和 AGR-率(废气回收率)；另一方面也已知了一种调节器构造，具有 用于废气回收和废气涡轮增压器的调节器。配属于废气涡轮增压器 的调节器的调整参数是一种可变的涡轮几何位置。废气回收-调节器 的输出参数是废气回收阀门的一位置。为了使两个调节回路脱耦，
由上述专业文章已知，要设置脱耦构件，该脱耦构件的输入参数分 别为其它调节器的调整参数，而其输出参数则被添加于各自调节器 的调整参数上。
由另一篇专业文章，MTZ1999， 186页的"具有直接喷油装置 的小轿车-柴油发动机考虑到加压压力和废气回收调节的调节距离 (Die Regelstrecke eines PKW-Dieselmotors mit Direkteinspritzimg im Hinblick auf Ladedruck國und Abgasrueckfuehr-Regelung )，，， 已 知了具有一废气涡轮增压器和一废气回收机构的内燃机的动力学模 型。
本发明的任务是提出一种用于控制内燃机的装置，它可以使内 燃机实现少排放的运行。
此任务通过独立权利要求的特征来解决。
本发明的特征在于一种用于控制具有一废气涡轮增压器和一废 气回收机构的内燃机的装置，所述废气涡轮增压器包括一废气涡轮 增压器调节构件，废气回收机构包括一废气回收阀门。所述控制装 置包括有一废气涡轮增压器-预先控制机构，它根据内燃机的至少一 个运行参数求出预先控制-调节参数-废气背压。运行参数既包括测量 参数又包括任意的由这些参数导出的参数。此外设有一废气涡轮增 压器-调节器，它根据一理论加压压力和一实际加压压力求出一调节-调整参数-废气背压。此外设有一废气回收-预先控制机构，它根据内 燃机的至少一个运行参数求出一预先控制-调节参数-废气回收质量流 量。设有一废气回收-调节器，它根据一理论空气质量流量和一实际 空气质量流量求出一调节-调整参数-废气回收质量流量。
所述装置还包括一第一脱耦单元，它求出在废气回收机构的一 废气回收分支的下游的一废气管道里的一脱耦-质量流量，更确切地 说取决于预先控制-调整参数-废气回收质量流量和调节-调整参数-废 气回收质量流量。所述装置还包括一笫二脱耦单元，它求出一脱耦-废气背压，更确切地说取决于预先控制-调整参数-废气背压和调节-调整参数-废气背压。设有一第一转换单元，它根据预先控制-调整参 数-废气背压、调节-调整参数-废气背压和脱耦-质量流量求出用于废 气涡轮增压器-调节构件的调整信号。还设有一第二转换单元，它根 据预先控制-调整参数-废气回收质量流量、调节-调整参数-废气回收
质量流量和脱耦-废气背压求出用于废于废气回收阀门的一调整信 号。
本发明利用了以下认识通过选择脱耦单元的输入-和输出参数 在实践中可以方便地实现废气涡轮增压器和废气回收机构的特别可 靠而精确的脱耦。按此方式可以简单地即使在废气涡轮增压器和废 气回收机构同时运行时也既对加压压力又对空气质量流量或废气回 收质量流量进行很精确的调整设定。此外也可以对一应该由内燃机 输出的所希望的转矩进行精确的调整。
按照本发明的 一种有利的设计方案设有 一估计参数单元，它包 括有内燃机的物理学模型，它用于求出在废气回收分支的下游的废 气管道里的质量流量的估计值，确切地说取决于内燃机的至少一个 运行参数；而且该物理学模型还用于求出废气背压的估计值，取决 于内燃机的至少一个运行参数，其中设有第一脱耦单元，用于根据 在废气回收分支的下游的废气管道里的质量流量的估计值求出脱耦-质量流量；和/或设有第二脱耦单元，用于根据废气背压的估计值求 出脱耦-废气背压。按此方式可以更精确地求出脱耦-质量流量和/或 脱耦-废气背压，并且因此也就可以事实上更准确地调整理论加压压 力和理论空气质量流量。
按照本发明的另一种有利的设计方案，第一脱耦单元具有一高 通滤波器，借助于此滤波器来对于预先控制-调整参数-废气回收质量 流量和调节-调整参数-废气回收质量流量之和进行滤波。设有第一脱 耦单元，根据调整参数-废气回收质量流量的经滤波的总和信号求出 脱耦-质量流量，按此方式利用了以下认识借助于内燃机的物理模 型求出的质量流量的估计值很精确地处在一高频范围之外。与之相 比，所述总和信号很精确地描绘了直接面临的对废气回收的干扰。 因此可以易于预测调节构件的运动，并因此差不多无滞后地反应， 并因此可以实现对于理论加压压力很精确的设定。
若设有第一脱耦单元，用于根据调整参数-废气回收质量流量的 经滤波的总和信号利用 一 规定的权重系数加权地求出脱耦-质量流 量，那么按此关系是有利的。按此方式可以通过合适地选择权重系 数保证对理论加压压力进行还要更精确的调整设定。
按照本发明的另一种有利的设计方案，第二脱耦单元包括有一
高通滤波器，借助于该滤波器对预先控制-调整参数-废气背压和调节 -调整参数-废气背压的总和进行滤波，并设有第二脱耦单元，用于根 据调整参数-废气背压的经过滤波的总和信号求出脱耦-废气背压。
按此方式利用了以下认识所述借助于内燃机物理模型所求出 的、在废气回收分支的下游的废气管道里的质量流量的估计值很精 确地处在一高频范围之外。此外利用了以下认识调整参数-废气背 压的总和信号很精确地描绘了尤其是直接面临的对于废气涡轮增压 器-调节构件的干扰，并因此可以易于使废气回收阀门对于废气涡轮 增压器-调节构件的干扰有一种差不多无滞后的反应。按此方式因此
可以特别精确地设定理论-空气质量流量。
按此关系还是有利的是，如果设有第二脱耦单元的话，该脱耦 单元根据调整参数-废气背压的经滤波的总和信号利用一规定的权重 系数加权地求出脱耦-废气背压。按此方式可以通过合适地选择权重 系数来保证对理论空气质量流量进行还要更精确的调定。
按照本发明的另一种有利的设计方案，所述废气涡轮增压器包 括一具有可变的涡轮几何形状的涡轮、 一涡轮几何形状调节构件和 一废气出口阀门。第一转换单元用于根据涡轮的自由流动横截面的 变化来产生用于涡轮几何形状-调节构件的调节信号，并用于产生废 气出口阀门的调节信号。调节参数-废气背压的总和信号通过在封闭 的废气出口阀门中自由的流动横截面的变化而被一直转换至一阈 值。从该阈值起，通过改变废气出口阀门的开启度，使调整参数-废 气背压的总和信号转换，也就是保持涡轮的自由流动横截面。按此 方式可以保证废气涡轮增压器的很好的动作性能以及理论加压压力 的很精确的设定。
按照本发明的另 一种有利的设计方案，增压机构包括有串联布 置的第一和第二涡轮，它们各自配置有一废气出口阀门或一可变的 涡轮几何形状作为调节构件。转换单元用于产生第一涡轮的调节构 件用的第一调节信号并用于产生第二涡轮的调节构件用的第二调节 信号。调整参数-废气背压的总和信号通过改变第一调节构件在第二 调节构件的固定位置上被转换直至一阈值。自这笫一阈值起，在第 一调节构件的固定位置上通过改变笫二调节构件使调整参数-废气背 压的总和信号转换。按此方式也可以借助于废气涡轮增压器实现对
理论废气背压的很精确的调整。
以下根据附图对本发明的实施例进行详细说明。附图所示为
图1:具有一控制装置的内燃机；
图2:控制装置的一种方块图3:按图2方块图的单个方块的详细图4: 一种修改过的内燃机。
相同结构或功能的元件在所有图中用相同的附图标记来表示。
一内燃机(图1)包括一吸气管道1， 一发动机组2、 一气缸盖 和一排气管道4。吸气管道1可以通过一空气滤清器5与环境空气连 接。吸气管道1还包括一废气涡轮增压器的压缩机7，还有一增压 空气冷却器9、 一节流阀11、 一收集器13和吸取管15，这些吸取管 从收集器13伸展通向发动机组2里的气缸。
发动机组包括一曲轴，它通过连杆与各自气缸的活塞连接。气 缸盖包括一具有进气阀和排气阀的气门机构。气缸盖还包括有喷油 阀18，这些喷油阀对应配属于各自的气缸。
排气管道4包括一涡轮，它是废气涡轮增压器的一部分。涡轮 20配有一废气涡轮增压器-调节构件22。然而废气涡轮增压器-调节 构件22也可以直接配属于压缩机7。若涡轮20具有一可变的涡轮几 何形状，那么废气涡轮增压器-调节构件例如可以是一种涡轮几何形 状调节构件。然而也可以是一种废气出口阀门，它布置在至涡轮20
的一旁路里。也还可以布置在至压缩机ll的一旁路里。
排气管道4还包括一废气催化器24和/或一颗粒过滤器。除此 之外它还优选包括有一消声器26。
沿着废气流动方向相对于涡轮20在上游在排气管道4里设有一 废气回收管30的一分支28。废气回收管30与一冷却机构32和一废 气回收阀33 —起构成一废气回收机构。该废气回收机构用于回收废 气使其返回至收集器13里，这些废气是在各自燃烧过程之后从内燃 机的各自气缸里排出到废气管道4里的。
此外还设有一控制装置34，它配有传感器，该传感器检测不同 的测量参数并分别求出的测量参数的值。控制装置34根据至少一个 测量参数求出调整参数，这些调整参数则借助于相应的调整驱动机 构转换成一个或多个调节信号，用来控制内燃机的调节构件。控制
装置34也可以称作为用于控制内燃机的机构。
所述传感器有一种踏板位置传感器36，它检测一加速踏板38的 位置；有一种空气质量传感器40，它检测在吸气管道1里的空气质 量流量；有一种笫一温度传感器44，它检测吸气空气的温度；有一 种加压压力传感器46，它检测加压压力；有一种曲轴角度传感器 48，它检测曲轴角度，而转速则与此角度相对应。此外设有一种第 二温度传感器50，它检测内燃机的冷却剂温度。除此之外设有一废 气涡轮增压器传感器52，它例如用于检测可变的涡轮几何形状的位 置或废气出口阀门的位置或开启度。除此之外设有一种废气回收阀 传感器54，它用于检测废气回收阀的位置或开启度。
根据本发明的实施方式，可以设有任意少于所述的传感器或者 也可以设有附加的传感器。
调节构件例如设计成节流阀11、加载空气冷却器9、废气涡轮 增压器调节构件22、废气回收阀33、冷却机构32或喷油阀18。
按图2所示的方块图，示出对于本发明至关重要的控制装置34 的功能。控制装置34然而优选还包括有其它功能与内燃机的控制相 联系。
方块Bl包括有一废气涡轮增压器-预先控制机构。该预先控制 机构用于根据内燃机的至少一个运行参数BG来求出预先控制-调整 参数-废气背压PRE—SG_PEXH。运行参数除了测量参数外也包括了 从这测量参数导出的参数。预先控制例如可以包括一个或多个综合 特性曲线。
方块B3包括有一废气涡轮增压器-调节器，它优先是一种P-， PI-或者一种PID-调节器，并将一理论加压压力BP—SP和实际加压 压力BP—AV之差输送给所述调节器作为调节差。方块B3的输出参 数是一种调节-调整参数-废气背压FB_SG_PEXH。
方块B5包括有一废气回收控制系统，它用于根据至少一个运行 参数BG来求出 一预先控制-调整参数-废气回收质量流量 PRE—SG一EGR。为此方块B5优选包括至少一个综合特性曲线。
方块B7包括有一废气回收-调节器，它例如设计成P-， PI-或 PID-调节器，它们的调节差是吸气管道里理论空气质量流量和实际 空气质量流量MAF—AV之差。方块B7的输出参数是调节-调整参数
-废气回收质量流量FB—SG_EGR。
设有一方块B9，它包括有一第一脱耦单元。该第一脱耦单元用 于求出在废气回收管30的分支28下游的排气管道4里的脱耦-质量 流量MF_DEC,更确切地说取决于预先控制-调整参数-废气回收质 量流量PRE—SG_EGR和调节-调整参数-废气回收质量流量 FB—SG一EGR。在最简单的情况下，第一脱耦单元可以包括有一规定 的修正值，该修正值相乘地与预先控制-调整参数-废气回收质量流量 PRE_SG—EGR和调节-调整参数-废气回收质量流量FB_SG—EGR之 和逻辑连接。修正值通过适合的试验这样优选地规定，以致于发生 一种相应的脱耦。
还设有一方块Bll,它包括有一第二脱耦单元。该第二脱輛单 元用于求出一脱耦-废气背压PEXH_DEC，也就是取决于预先控制-调整参数-废气背压PRE_SG_PEXH和调节-调整参数-废气背压 FB—SG一PEXH。为此它也在最简单情况下包含有一修正值，该修正 值最好相乘地与预先控制-调整参数-废气背压PRE—SG—PEXH和调 节-调整参数-废气背压FB_SG_PEXH之和逻辑连接。在这种情况下 也适合地选择修正值，并且例如通过模拟或试验求出，也就是使废 气回收机构与废气涡轮增压器脱耦。
方块B13包括有一第一转换单元，它用于求出至少一个废气涡 轮增压器-调整信号ATL_S_SIG。它优选包括有一方块B15，这方块 15具有增压机构排气侧部分的一反转的物理模型。该模型的设计应 能借助于预先控制-调整参数-废气背压PRE_SG_PEXH与调节-调整 参数-废气背压FB_SG_PEXH之和、脱耦-质量流量MF_DEC以及 优选内燃机的至少另一运行参数BG求出方块Bl7的输入信号。反 转的物理模型优选地包括至少一个综合特性曲线、优选也包括多 个，借助于该综合特性曲线例如可以求出废气涡轮增压器-调节构件 22的一理论位置或状况。所述至少一个运行参数例如可以是在涡轮 20之后和之前的压力比和/或在涡轮20之前的压力和/或废气温度和/ 或涡轮的转速。
方块B17包括一用于废气涡轮增压器调节构件的位置调节回 路，它用于求取废气涡轮增压器-调节信号ATL_S—SIG，取决于由 方块B15所规定的废气涡轮增压器-调节构件22的理论位置、并优
先取决于通过废气涡轮增压器传感器52所检测到的废气涡轮增压器 调节构件22的实际状况或位置。通过废气涡轮增压器调节构件的位 置例如可以设定涡轮20的自由流动横截面，或者也可以设定废气-口阀门的开启度。
方块B19包括一第二转换单元，它用于求取废气回收阀-调节信 号S—SIG_EGR,这根据预先控制-调整参数-废气回收质量流量 PRE_SG—EGR、调节-调整参数-废气回收质量流量FB_SG—EGR、 脱耦-废气背压PEXH_DEC并优先根据内燃机的至少一个运行参数 BG来实现。
方块B19优选包括一方块B21，后者包括废气回收机构的一反 转的物理模型。借助于废气回收机构的这反转的物理模型，可以求 出废气回收阀的所要设定的位置或废气回收阀33的所要设定的开启 度。所述模型优选包括至少一个综合特性曲线，并且取决于预先控 制-调整参数-废气回收质量流量PRE_SG_EGR、调节-调整参数-废 气回收质量流量FB—SB—EGR、脱耦-废气背压PEXH—DEC以及取 决于优先至少一种运行参数，它例如是废气回收阀33下游和上游的 压力的压力比和/或在废气回收阀33上游处气体的温度。
第二转换单元B19还包括一方块B23，它包括一用于废气回收 阀33的位置调节回路，其中给方块B23的调节器输送所述通过方块 B21例如规定的废气回收阀的开启度和通过废气回收阀-传感器54所 检测的开启度之差。方块B23的输出参数则是废气回收-调节信号 S一SIG一EGR。
必要时也可以取决于方块Bl的输出信号使一节流阀-调节信号 S一SIG一THR适应于设定节流阀11的开启度。为此则设有相应的方 块。
优选设有一方块B25，它包括有一估计参数单元。该估计参数 单元包括内燃机的一物理模型。它用于求出内燃机的各个不同的运 行参数，并且还用于求出在废气回收管30的分支28的下游的排气 管道4里的质量流量的估计值MF_EST以及废气背压的估计值 PEXH—EST。它优选包括了吸气管道的动力学物理模型、在气缸里 的气体变换的动力学物理模型、以及燃烧过程的动力学物理模型、 和/或排气管道4的动力学物理模型、和/或废气回收机构30的动力
学物理模型。这样一种物理模型例如也在一篇专业文章中公开，其 内容在这里相应都包括进去了，文章在发动机技术杂志
(Motortechnische Zeitschrift) 60, 1999上，188-190页，题目为 "具有直接喷油装置的小轿车柴油发动机考虑到加压压力和废气回 收调节的调节3巨离(Die Regelstrecke eines PKW隱Dieselmotors mit Direkteinspritzung im Hinblick auf Ladedruck- und Abgasrueckfuehr-Regelung )"。物理模型又取决于内燃才几的其它运 行参数BG。
方块B9的第 一脱耦单元则用于求取出脱耦-质量流量 MF_DEC，这取决于预先控制-调整参数-废气回收质量流量 PRE_SG—EGR、调节-调整参数-废气回收质量流量FB—SG_EGR以 及在支路28的下游的排气管道4里的质量流量的估计值MF—EST 来实现。
第一脱耦单元优选包括一第一高通滤波器58，它对预先控制-调 整参数-废气回收质量流量PRE_SG_EGR与调节-调整参数-废气回 收质量流量FB_SG—EGR之总和、也就是优选对负的总和进行高通 滤波，并因此求出调整参数-废气回收质量流量的一种经滤波的总和 信号SUM_FIL_SG_EGR。高通滤波器的角频率优选适合地规定。 在这种情况下，角频率还优选地取决于废气回收阀33和因此废气回 收机构的反应时间。可能特别有利的是如果高通滤波器也过滤出 很高的频率的话，这些频率只是信号的干扰频率。在这种情况下也 设计成带通滤波器，并同样也适合地进行参数化。
调整参数一 废气回收质量流量的经滤波的总和信号 SUM_FIL_SG—EGR优选借助于一权重系数WF进行加权，并且然 后相加地与在分支28的下游的排气管道4里的质量流量的估计值 MF一EST进行逻辑连接，成为脱耦-质量流量MF一DEC。所述权重 系数也可以适合地预先给定，也就是例如通过试验或模拟来进行。 高通滤波器58或者带通滤波器的参数也还可能优选地附带取决于至 少一个运行参数BG。
若是有估计单元，那么也还设有第二脱耦单元，使它附带地根 据废气背压的估计值PEXH_EST求出脱耦-废气背压PEXH_DEC。 它为此优选地同样也包括有另一高通滤波器59，该滤波器用于对预
先控制调整参数-废气背压PRE—SG一PEXH和调节-调整参数-废气背 压FB—SG_PEXH、也就是优选对它们的总和进行滤波，而且它因此
求出调整参数-废气背压的一种经过滤波的总和信号 SUM—FIL一SG—PEXH。为此这里也合适地规定了高通滤波器的角频 率，更确切地说优选通过相应的试验或模拟来进行。调整参数-废气 背压的经滤波的总和信号SUM一FIL一SG一PEXH则优先用权重系数 WF进行加权。权重系数可以在其数值方面也与方块B9的数值不 同。所述这样经过加权并经过滤波的废气背压的总和信号 SUM—FIL—SG—PEXH则被相加地与废气背压的估计值PEXH—EST 进行逻辑连接，并因此求出脱耦-废气背压P一EXI^DEC。
若是存在一废气背压测量值的话，那就可以简单地替代废气背 压的估计值PEXH_EST。
备选地也可以设有 一 压力传感器用于检测废气背压。所检测的 废气背压则可以备选于废气背压的估计值PEXH一EST而作为第二脱 耦单元的输入参数。
通过方块B9、 Bll、 B15和B21的共同作用可以易于保证所述 至少一个废气涡轮增压器-调节构件22和废气回收阀33的一种尽可 能无滞后的并且在这意义上同时的反应，其中也可以考虑到各自另 外的调节构件的直接面临的干扰。
若废气涡轮增压器例如配有两个废气涡轮增压器调节构件22的 话，这些调节构件例如可以是涡轮几何形状调节构件以及废气出口 阀门，那么优选在方块B15里首先确保首先只是使涡轮几何形状-调节构件的调节信号按照涡轮20的自由流动断面的变化通过脱耦-质量流量MF_DEC而发生变化，用于超出一种规定的质量流量阅值 THD，并且只是在超出一阈值THD时才按照废气出口阀门的开启 度的变化而产生一用于废气出口阀门的调节信号，也就是保持着在 超过阈值时所存在的涡轮20自由流动横截面，这种横截面取决于涡 轮几何形状的位置。
内燃机针对废气涡轮增压器也可以备选地或者附带地包括有两 个涡轮60， 62的级联电路，该电路具有配属的第一调节构件和第二 调节构件，例如废气出口阈64， 66，如同在图4所示的那样。在这 种情况下则优选设有一方块B27，它相应于方块Bl7的结构并用于
产生一用于例如第二废气出口阀门66的调节信号S一SIG一WG2。方 块B17则用于产生一例如用于第一废气出口阀门64的调节信号 S_SIG—WG1。在这种情况下，优选使得用来控制第一废气出口阀门 64的调节信号S_SIG—WG1变化直至超过一阈值THD，并且只是在 超过了阈值THD之后在保持第一废气出口阀门64的开启度的情况 下使得用于控制第二废气出口阀门66的调节信号S_SIG_WG2发生 变化。
权利要求
1.用于控制一具有至少一个废气涡轮增压器的内燃机的装置，该废气涡轮增压器包括有至少一个废气涡轮增压器-调节构件(22)，还具有一包括有一废气回收阀(33)的废气回收机构，其中所述装置包括-一废气涡轮增压器-调节器(B3)，它根据一理论加压压力(BP_SP)和一实际加压压力(BP_AV1)求出一调节-调整参数-废气背压(FB_SG_PEXH)；-一废气回收-调节器，它根据一理论空气质量流量(MAF_SP)和一实际空气质量流量(MAF_AV)求出一调节-废气回收-调整参数，尤其是一调节-调整参数-废气回收质量流量(FB_SG_EGR)；-一第一脱耦单元(B9)，它求出在废气回收机构的一分支(28)的下游的一排气管道(4)里的脱耦-质量流量(MF_DEC)，并取决于调节-废气回收调整参数、尤其取决于调节-调整参数-废气回收质量流量(FB_SG_EGR)，以及-一第一转换单元(B13)，它根据调节-调整参数-废气背压(FB_SG_PEXH)和脱耦-质量流量(MF_DEC)求出用于废气涡轮增压器调节构件(22)的调节信号(ATL_S_SIG)。
2. 按权利要求l所述的装置，其中该装置还包括有--废气涡轮增压器-预先控制机构(Bl)，它根据内燃机的至少一个运行参数(BG)求出一预先控制-调整参数-废气背压 (PRE—SG_PEXH );和/或--废气回收-预先控制机构，它根据内燃机的至少一个运行参数(BG)求出一预先控制-调整参数-废气回收质量流量 (PRE一SG一EGR)，其中用于废气涡轮增压器调节构件(22)的调整信号 (ATL—S_SIG )还取决于预先控制-调整参数-废气背压 (PRE—SG—PEXH )，而且脱耦-质量流量(MF—DEC)还取决于预先 控制-调整参数-废气回收质量流量(PRE—SG_EGR)。
3. 按权利要求1至2中之一所述的装置，其中该装置还包括 --第二脱耦单元，它求出一脱耦-废气背压(PEXH_DEC)， 也就是取决于预先控制-调整参数-废气背压(PRE_SG_PEXH )和调 节-调整参数-废气背压(FB—SG_PEXH)，和/或--第二转换单元(B19)，它根据预先控制-调整参数-废气回收质量流量(PRE_SG_EGR)、调节-调整参数-废气回收质量流量 (FB_SG—EGR)和脱耦-废气背压(PEXH_DEC)求出用于废气回收 阀(33)的一调整信号(S_SIG_EGR)。
4. 按权利要求1至3中之一所述的装置，其中设有一估计参数 单元，它包括了内燃机的一物理模型，该物理模型用于求出在分支(28)的下游的排气管道(4)里的质量流量的一估计值 (MF一EST)，确切地说取决于内燃机的至少一个运行参数(BG); 并且该物理模型还用于取决于内燃机的至少一个运行参数(BG)求 出废气背压的估计值(PEXH_EST)，其中第一脱耦单元用于求出脱 耦-质量流量(MF_DEC)，取决于在分支(28)的下游的排气管道里 的质量流量的估计值(MF一EST)，和/或设有第二脱耦单元用于才艮据 废气背压的估计值(PEXT_EST )求出脱耦-废气背压 (PEXH—DEC)。
5. 按权利要求1至4中之一所述的装置，其中第一脱耦单元包 括一高通滤波器(58)，借助于该滤波器给预先控制-调整参数-废气 回收质量流量(PRE—SG_EGR)和调节-调整参数-废气回收质量流量(FB_SG_EGR)之和进行滤波，并设有第一脱耦单元，根据调整参 数-废气回收质量流量的经滤波的总和信号(SUM—FIL—SG—EGR)求 出脱耦-质量流量(MF_DEC)。
6. 按权利要求5所述的装置，其中设有第一脱耦单元，用于根 据调节参数-废气回收质量流量的经滤波的总和信号(SUM_FIL_SG_EGR)利用一规定的权重系数(WF )加权地求出脱 耦-质量流量(MF_DEC)。
7. 按权利要求3至6中之一所述的装置，其中笫二脱耦单元包 括一高通滤波器(59)，借助于此滤波器使预先控制-调节参数-废气 背压(PRE_SG—EGR)和调节-调整参数-废气背压(FB_SG_EGR) 之和进行滤波；并且设有第二脱耦单元，用于根据调整参数-废气背压 的经滤波的总和信号(SUM_FIL_SG_PEXH )来求出脱耦-废气背压(PEXH—DEC)。
8.的装置，其中设有第二脱耦单元，用于根 据调整参数废气背压的经滤波的总和信号(SUM一FIL一SG一PEXH )利 用一规定的权重系数(MF)加权地求出脱耦-废气背压(PEXH_DEC)。
9. 按权利要求之一所述的装置，其中废气涡轮增压器包括一具 有可变的涡轮几何形状的涡轮(20)， 一涡轮几何形状调节构件和一 废气出口阀门，其中设有第一转换单元(B13 ),用于按照涡轮(20)流动横截面的变化产生一用于涡轮几何形状调节构件的调节信 号，直至一阈值(THD)，它还用于按照废气出口阀门的开启度的变 化产生一用于废气出口阀门的调节信号，如果超过了阈值(THD)的 话，确切地说保持着涡轮(20)的自由流动横截面。
10. 按上述权利要求之一所述的装置，其中加压装置包括串联布 置的第一和第二涡轮(60， 62)，它们配有一第一或者第二调节构件(64， 66)作为调节构件，其中设有转换单元用于按照第一调节构件 (64)的开启度的变化产生一调节信号(S_SIG_BG2)，这第一调节 构件配属于笫一涡轮(60)，该第一涡轮布置在第二涡轮(62)的上 游，直至一阈值(THD)，并且它用于按照第二调节构件(66)的开 启度的变化产生一调节信号(S_SIG—WG2 )，如果超过了阁值 (THD)的话，确切地说保持着第一调节构件(64)的开启度。
11. 按上述权利要求之一所述的装置，其中该装置具有一节流阈 (11)，用于支持废气回收。
12. 按上述权利要求之一所述的装置，其中该装置具有一第三转 换单元(B30)，用于由调节-调整参数节流阀-压差和预先控制-节流 阀-压差之和来控制节流阀(11)。
13. 按上述权利要求之一所述的装置，其中一可变的压缩机几何 形状是在增压机构内的另一调节构件，并通过第一转换单元(B13) 来控制。
14. 按上述权利要求之一所述的装置，具有一电动机驱动的废气 涡轮增压器，其中第一转换单元(Bl3)作为附加的调节构件控制电 驱动;f几构的功率。
全文摘要
一种内燃机具有一废气涡轮增压器，它包括有一废气涡轮增压器调整构件。内燃机还有一废气回收机构，它包括一废气回收阀门。用于控制内燃机的一装置包括有一废气涡轮增压器-调节器，它根据理论加压压力(BP_SP)和实际加压压力(BP_AV)求出一调节-调整参数-废气背压(FB_SG_PEXH)。设有一废气回收-调节器，它取决于理论空气质量流量(MAF_SP)和实际空气质量流量(MAF_AV)求出一调节-调整参数-废气回收质量流量(FB_SG_EGR)。设计了一第一脱耦单元，用于求出在废气回收机构的一分支的上游的一排气管道里的脱耦-质量流量(MF_DEC)，确切地说取决于预先控制-调整参数-废气回收质量流量(PRE_SG_EGR)和调节-调整参数-废气回收质量流量(FB_SG_EGR)。设有一第二脱耦单元，它求出一脱耦-废气背压(PEXH_DEC)，确切地说取决于预先控制-调整参数-废气背压(PRE_SG_PEXH)和调节-调整参数-废气背压(FB_SG_PEXH)。设有一第一转换单元，用于根据预先控制-调整参数-废气背压(PRE_SG_PEXH)、调节-调整参数-废气背压(FB_SG_PEXH)和脱耦-质量流量(MF_DEC)来求出用于废气涡轮增压器-调节构件的调整信号(ATL_S_SIG)。设有一第二转换单元，它根据预先控制-调整参数-废气回收质量流量(PRE_SG_EGR)、调节-调整参数-废气回收质量流量(FB_SG_EGR)和脱耦-废气背压(PEXH_DEC)求出用于废气回收阀的调整信号(S_SIG_EGR)。
文档编号F02D35/00GK101107435SQ200680002846
公开日2008年1月16日 申请日期2006年3月28日 优先权日2005年4月5日
发明者A·施沃特, C·伯克纳 申请人:西门子威迪欧汽车电子股份公司