運(yùn)行內(nèi)燃機(jī)的拉姆達(dá)調(diào)節(jié)器的方法、執(zhí)行該方法的裝置、控制器程序和控制器程序產(chǎn)品的制作方法
【專利摘要】提出了一種用于運(yùn)行內(nèi)燃機(jī)（10）的拉姆達(dá)調(diào)節(jié)器（12）的方法，在該內(nèi)燃機(jī)的廢氣通道中布置了至少一個(gè)拉姆達(dá)傳感器和催化器，其中在所述拉姆達(dá)調(diào)節(jié)器（12）的調(diào)節(jié)運(yùn)行中出現(xiàn)調(diào)節(jié)振蕩，以及提出了一種用于執(zhí)行該方法的裝置。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)方式的特征在于，求得用于所述調(diào)節(jié)振蕩的振幅的大?。?2）且與閾值（46）相比較且然后當(dāng)超過所述閾值（46）時(shí)，將所述拉姆達(dá)調(diào)節(jié)器（12）的至少一個(gè)特性參數(shù)（14、16、18）改變。
【專利說明】
運(yùn)行內(nèi)燃機(jī)的拉姆達(dá)調(diào)節(jié)器的方法、執(zhí)行該方法的裝置、控制器程序和控制器程序產(chǎn)品
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明基于一種用于運(yùn)行內(nèi)燃機(jī)的拉姆達(dá)調(diào)節(jié)器的方法，在該內(nèi)燃機(jī)的廢氣通道中布置了至少一個(gè)拉姆達(dá)傳感器和催化器，且本發(fā)明基于一種用于執(zhí)行按照獨(dú)立權(quán)利要求的所屬類型的方法的裝置。
[0002]—種控制器程序以及一種控制器程序產(chǎn)品也是本發(fā)明的主題。
【背景技術(shù)】
[0003]在公開文獻(xiàn)DE 10 2011 082 641 Al中描述了一種內(nèi)燃機(jī)的拉姆達(dá)調(diào)節(jié)器，該拉姆達(dá)調(diào)節(jié)器作為PID調(diào)節(jié)器來實(shí)現(xiàn)，其中能夠改變單個(gè)的調(diào)節(jié)器特性參數(shù)、P部分、I部分、D部分或這些調(diào)節(jié)器特性參數(shù)的組合。根據(jù)至少一個(gè)調(diào)節(jié)器特性參數(shù)的改變來區(qū)分調(diào)節(jié)路段。
[0004]在公開文獻(xiàn)DE 10 2005 062 116 Al中描述了一種催化器診斷，該催化器診斷以催化器的氧存儲(chǔ)能力的評(píng)估為基礎(chǔ)。
[0005]本發(fā)明所針對(duì)的任務(wù)在于，指明一種用于運(yùn)行內(nèi)燃機(jī)的拉姆達(dá)調(diào)節(jié)器的方法且指明一種用于執(zhí)行該方法的裝置，所述方法和裝置也使得在催化器變得較為不正常時(shí)的穩(wěn)定的調(diào)節(jié)運(yùn)行成為可能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]用于運(yùn)行內(nèi)燃機(jī)的拉姆達(dá)(λ)調(diào)節(jié)器的根據(jù)本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)方式基于:在拉姆達(dá)調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)運(yùn)行期間能夠出現(xiàn)調(diào)節(jié)振蕩，在該內(nèi)燃機(jī)的廢氣通道中布置了至少一個(gè)拉姆達(dá)傳感器和催化器。根據(jù)本發(fā)明設(shè)置的是，求得用于這些調(diào)節(jié)振蕩的振幅的值且與閾值相比較，且然后當(dāng)超過閾值時(shí)將拉姆達(dá)調(diào)節(jié)器的至少一個(gè)特性參數(shù)改變。
[0007]強(qiáng)烈的調(diào)節(jié)振蕩能夠尤其出現(xiàn)在當(dāng)催化器老化和氧存儲(chǔ)能力減弱時(shí)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)方式由此實(shí)現(xiàn)將拉姆達(dá)調(diào)節(jié)器的適應(yīng)至催化器的老化狀態(tài)。
[0008]對(duì)拉姆達(dá)調(diào)節(jié)器的至少一個(gè)特性參數(shù)的干涉是這樣進(jìn)行的，使得調(diào)節(jié)振蕩至少減少或者完全消失。對(duì)拉姆達(dá)調(diào)節(jié)器的至少一個(gè)特性參數(shù)的必需的干涉優(yōu)選地在使用情況范疇中經(jīng)驗(yàn)地求得。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)方式通過以下方式降低了廢氣排放量，即具有較差的氧存儲(chǔ)能力的老化的催化器也能夠相對(duì)于在最佳的轉(zhuǎn)化窗中的新狀態(tài)而被保持。
[0010]在振蕩減低或在振蕩完全消失時(shí)能夠執(zhí)行催化器診斷，通過催化器的評(píng)估，該催化器診斷使得關(guān)于出現(xiàn)的高的調(diào)節(jié)振蕩的原因的更具體的闡明成為可能。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)方式的有利的改進(jìn)方案和實(shí)施方案均是從屬的方法權(quán)利要求的內(nèi)容。
[0012]有利的第一實(shí)施方案設(shè)置的是，在超過閾值之后，將作為PID-調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)的拉姆達(dá)調(diào)節(jié)器的P部分和/或I部分和/或D部分作為特性參數(shù)進(jìn)行改變。對(duì)拉姆達(dá)調(diào)節(jié)器的至少一個(gè)特性參數(shù)的必需的干涉是根據(jù)使用情況優(yōu)選地經(jīng)驗(yàn)地求得的。一般地能夠得到的是:為了減低調(diào)節(jié)振蕩必須進(jìn)行對(duì)被包含在拉姆達(dá)調(diào)節(jié)器中的PID調(diào)節(jié)器的P部分和/或D部分的減小和必要時(shí)對(duì)I部分的增大。
[0013]另一實(shí)施方案設(shè)置的是，調(diào)節(jié)振蕩由在下游地在催化器后面布置的拉姆達(dá)傳感器的拉姆達(dá)測量信號(hào)中獲得。下游地在催化器后面的拉姆達(dá)測量值的振蕩表明了比較大的調(diào)節(jié)振蕩，從而從下游地在催化器后面布置的拉姆達(dá)傳感器的拉姆達(dá)測量值中求得用于調(diào)節(jié)振蕩的振幅的值，具有尚安全性地使得對(duì)尚的調(diào)節(jié)振蕩的探測成為可能。
[0014]—種有利的設(shè)計(jì)方案涉及用于調(diào)節(jié)振蕩的振幅的值的求得。優(yōu)選地將調(diào)節(jié)振蕩首先微分且緊接著形成數(shù)值。隨后設(shè)置積分，其中將積分結(jié)果與閾值相比較。
[0015]—種這種設(shè)計(jì)方案的改型方案設(shè)置的是，所述積分用起止信號(hào)來控制，該起止信號(hào)這樣被獲得:求得例如下游地在催化器后面檢測的拉姆達(dá)測量值的數(shù)值，緊接著根據(jù)積分來求得調(diào)節(jié)振蕩的數(shù)值的平均值，將該平均值與積分時(shí)段閾值相比較，且然后當(dāng)該平均值超過積分時(shí)段閾值時(shí)，結(jié)束拉姆達(dá)測量值的微分了的數(shù)值的積分，該積分作為用于調(diào)節(jié)振蕩的值。用這種手段來得到有針對(duì)性的適合于調(diào)節(jié)振蕩的值的積分時(shí)段。
[0016]可替代地設(shè)置，執(zhí)行用于預(yù)定的積分時(shí)段的積分。
[0017]優(yōu)選地僅當(dāng)存在內(nèi)燃機(jī)的至少近似地固定的運(yùn)行狀態(tài)時(shí)然后檢測調(diào)節(jié)振蕩，因此在調(diào)節(jié)過程中的瞬時(shí)過程并不影響對(duì)調(diào)節(jié)振蕩的評(píng)估。
[0018]當(dāng)用于調(diào)節(jié)振蕩的振幅的值超過預(yù)定的閾值時(shí)，能夠額外地開始催化器診斷。必要時(shí)，首先改變拉姆達(dá)調(diào)節(jié)器的至少一個(gè)特性參數(shù)，以便減低振蕩且直到有較小的調(diào)節(jié)振蕩之后才執(zhí)行催化器診斷。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的用于執(zhí)行該方法的裝置首先涉及一種特別安排的控制器。該控制器含有用于執(zhí)行該方法的器件。
[0020]所述控制器優(yōu)選地包含至少一個(gè)電的存儲(chǔ)器，其中儲(chǔ)存了多個(gè)方法步驟作為控制器程序。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的控制器程序設(shè)置的是，當(dāng)該控制器程序在控制器中運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的方法的所有步驟。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的、具有在能夠機(jī)器讀取的載體上存儲(chǔ)的程序代碼的控制器程序產(chǎn)品實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的方法，當(dāng)該程序在控制器中運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)。
[0023]本發(fā)明的實(shí)施例在附圖中表明且在下面的說明書中作具體地解釋。
【附圖說明】
[0024]附圖示出了控制器的框圖的一部分，特別安排該控制器用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法。
【具體實(shí)施方式】
[0025]附圖示出了控制器10，該控制器包含拉姆達(dá)調(diào)節(jié)器12。根據(jù)示出的實(shí)施例應(yīng)該將拉姆達(dá)調(diào)節(jié)器作為PID-拉姆達(dá)調(diào)節(jié)器來實(shí)現(xiàn)，其因而具有P部分14、1部分16以及D部分18。這些部分以下表示為拉姆達(dá)調(diào)節(jié)器12的特性參數(shù)。
[0026]拉姆達(dá)額定值20、第一拉姆達(dá)測量值22以及第二拉姆達(dá)測量值24作為輸入?yún)?shù)供拉姆達(dá)調(diào)節(jié)器12使用。第一拉姆達(dá)測量值22上游地在催化器前面被檢測，而第二拉姆達(dá)測量值24被下游地在催化器后面布置的拉姆達(dá)傳感器檢測。拉姆達(dá)調(diào)節(jié)器12提供燃料信號(hào)26作為調(diào)整參數(shù)供使用，該燃料信號(hào)確定內(nèi)燃機(jī)的燃料供應(yīng)，在該內(nèi)燃機(jī)的廢氣區(qū)中布置了催化器和多個(gè)拉姆達(dá)傳感器。
[0027]在拉姆達(dá)調(diào)節(jié)運(yùn)行期間，在改變內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行條件的情況下會(huì)出現(xiàn)瞬態(tài)振蕩(Einschwingen)過程也或者出現(xiàn)調(diào)節(jié)振蕩。拉姆達(dá)調(diào)節(jié)器12的至少一個(gè)特性參數(shù)14、16、18在使用情況范疇中與所采用的催化器的性質(zhì)相協(xié)調(diào)。催化器的氧存儲(chǔ)能力有對(duì)拉姆達(dá)調(diào)節(jié)器12的時(shí)間特性的顯著影響。在催化器老化時(shí)，催化器的氧存儲(chǔ)本領(lǐng)會(huì)減少，由此拉姆達(dá)調(diào)節(jié)器12的振蕩的出現(xiàn)可能會(huì)增加。振蕩的增加，尤其振蕩的振幅的增加通過以下方式能夠?qū)е麓呋鞯霓D(zhuǎn)化特性的變差:在廢氣中殘留的氧分壓力由于拉姆達(dá)調(diào)節(jié)器12的圍繞預(yù)定的拉姆達(dá)額定值20的較大的振蕩的緣故而導(dǎo)致舍棄最佳的轉(zhuǎn)化窗。
[0028]由此，這里本發(fā)明規(guī)定的是，求得用于調(diào)節(jié)振蕩的振幅的值且將該值與閾值相比較。然后當(dāng)超過閾值時(shí)，將拉姆達(dá)調(diào)節(jié)器12的至少一個(gè)特性參數(shù)14、16、18改變。該改變按以下方式進(jìn)行:即振蕩的振幅至少變小或者振蕩完全消失。
[0029]為了檢測至少一個(gè)用于調(diào)節(jié)振蕩的振幅的值，能夠顧及拉姆達(dá)調(diào)節(jié)器12的內(nèi)部的調(diào)整參數(shù)的時(shí)間變化或尤其顧及調(diào)節(jié)參數(shù)。
[0030]在示出的實(shí)施例中，從第二拉姆達(dá)信號(hào)24中獲得用于調(diào)節(jié)振蕩的振幅的值，該第二拉姆達(dá)信號(hào)反映了下游地在催化器后面測得的拉姆達(dá)值。由于催化器對(duì)廢氣拉姆達(dá)的振蕩的緩沖作用的緣故，對(duì)有序工作的拉姆達(dá)調(diào)節(jié)而言在第二拉姆達(dá)信號(hào)24中通常不會(huì)出現(xiàn)振蕩。盡管如此，出現(xiàn)的振蕩表明拉姆達(dá)調(diào)節(jié)器12的不允許的高的振蕩。
[0031]根據(jù)一種有利的實(shí)施方案設(shè)置的是，將第二拉姆達(dá)信號(hào)24在微分器30中微分且緊接著在第一數(shù)值形成器34中求得被微分的第二拉姆達(dá)信號(hào)32的數(shù)值。
[0032]純理論上已經(jīng)可以評(píng)估被微分的第二拉姆達(dá)信號(hào)32的數(shù)值36。但是優(yōu)選地設(shè)置了該數(shù)值36的積分，以便得到在一定的時(shí)間段上的平均值形成。
[0033]在第一積分器38中發(fā)生的所述數(shù)值36的積分能夠通過第一起止信號(hào)40來控制，該第一起止信號(hào)是在一定的積分時(shí)段上確定的，其中所述積分時(shí)段以周期的間隔各重新開始。
[0034]將被積分的數(shù)值42在第一比較器44中與閾值46相比較。然后，當(dāng)該被積分的數(shù)值42超過所述閾值46時(shí)，將拉姆達(dá)調(diào)節(jié)器12的至少一個(gè)特性參數(shù)14、16、18改變。此外該第一比較器44各與拉姆達(dá)調(diào)節(jié)器的P部分14、I部分16以及D部分18相連。對(duì)至少一個(gè)特性參數(shù)14、16、18的干涉是這樣施行的:即能夠反作用于不允許的高的調(diào)節(jié)振蕩或者調(diào)節(jié)振蕩甚至完全消失。所必需的改變方向以及改變的數(shù)值或者說改變的階段優(yōu)選地在使用情況范疇中經(jīng)驗(yàn)地確定。由于至少一個(gè)特性參數(shù)14、16、18的改變和與之相連的拉姆達(dá)調(diào)節(jié)器12的振蕩的減低的緣故，催化器能夠再次在最佳的轉(zhuǎn)化窗中運(yùn)行。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)方式尤其使得對(duì)(與氧存儲(chǔ)能力的減低相聯(lián)系的)催化器的老化的影響的適應(yīng)成為可能，所述氧存儲(chǔ)能力直接對(duì)調(diào)節(jié)回路的放大因子產(chǎn)生效果。
[0035]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)方式的優(yōu)選地設(shè)置的改型方案設(shè)置的是，作為第一起止信號(hào)40的替代，提供了第二起止信號(hào)48，該第二起止信號(hào)確定了積分器38的積分時(shí)段。
[0036]根據(jù)一種實(shí)施方案，同樣由第二拉姆達(dá)測量值24獲得第二起止信號(hào)48。此外第二拉姆達(dá)測量值24供第二數(shù)值形成器50使用。第二拉姆達(dá)測量值24的數(shù)值52在第二積分器54中被積分，其中設(shè)置了得出平均值56的滑動(dòng)積分，將該平均值在第二比較器58中與積分時(shí)段閾值60相比較。一旦平均值56超過積分時(shí)段閾值60，則在第一積分器38中通過第二起止信號(hào)48來結(jié)束積分且緊接著再次重新開始積分。這種改型方案的這種設(shè)計(jì)方案的優(yōu)點(diǎn)在于，施行使得在第一積分器38中的積分時(shí)段匹配于調(diào)節(jié)振蕩的振幅。
[0037]一種設(shè)計(jì)方案設(shè)置的是，當(dāng)被積分的數(shù)值42超過閾值46時(shí)，然后借助診斷開始信號(hào)62將催化器的診斷觸發(fā)。優(yōu)選地設(shè)置的是，首先通過對(duì)拉姆達(dá)調(diào)節(jié)器12的至少一個(gè)特性參數(shù)14、16、18的干涉首先來嘗試減低振蕩和執(zhí)行首先緊接著的催化器的診斷。一種可替代的設(shè)計(jì)方案設(shè)置的是，當(dāng)被積分的數(shù)值42超過閾值46時(shí)，然后立即提供能夠寄存在故障存儲(chǔ)器中的或能夠用于顯示的故障信號(hào)64。
[0038]根據(jù)一種設(shè)計(jì)方案設(shè)置的是，在內(nèi)燃機(jī)的固定的運(yùn)行狀態(tài)中執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法，因此求得用于調(diào)節(jié)振蕩的振幅的值不會(huì)受正常的調(diào)節(jié)運(yùn)行的影響。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于運(yùn)行內(nèi)燃機(jī)(10)的拉姆達(dá)調(diào)節(jié)器(12)的方法，在該內(nèi)燃機(jī)的廢氣通道中布置有至少一個(gè)拉姆達(dá)傳感器和催化器，在該催化器中在所述拉姆達(dá)調(diào)節(jié)器(12)的調(diào)節(jié)運(yùn)行中出現(xiàn)若干調(diào)節(jié)振蕩，其特征在于，求得用于所述調(diào)節(jié)振蕩的振幅的值(42)且將該值與閾值(46)相比較且然后當(dāng)超過所述閾值(46)時(shí)，將所述拉姆達(dá)調(diào)節(jié)器(12)的至少一個(gè)特性參數(shù)(14、16、18)改變。2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在超過所述閾值(46)之后，將作為PID-調(diào)節(jié)器實(shí)現(xiàn)的拉姆達(dá)調(diào)節(jié)器(12)的P部分(14)和/或I部分(16)和/或D部分(18)作為特性參數(shù)(14、16、18)改變。3.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，由拉姆達(dá)測量值(24)獲得所述調(diào)節(jié)振蕩，下游地在催化器后面布置的拉姆達(dá)傳感器提供該拉姆達(dá)測量值。4.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，將所述調(diào)節(jié)振蕩微分，緊接著形成數(shù)值(36)，隨后設(shè)置積分且將用于所述調(diào)節(jié)振蕩的振幅的值(42)作為積分結(jié)果與所述閾值(46)相比較。5.按照權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，在所述積分開始之后，求得所述調(diào)節(jié)振蕩的數(shù)值(52)，求得所述調(diào)節(jié)振蕩的數(shù)值(56)的平均值，將所述數(shù)值(56)的平均值與積分時(shí)段閾值(60)相比較，且當(dāng)所述數(shù)值(56)的平均值超過所述積分時(shí)段閾值(60)時(shí)然后結(jié)束所述積分。6.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，僅在存在所述內(nèi)燃機(jī)的固定的運(yùn)行狀態(tài)時(shí)檢測和評(píng)估所述調(diào)節(jié)振蕩。7.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，當(dāng)超過所述閾值(46)時(shí)，然后執(zhí)行催化器診斷或者將所述催化器直接評(píng)估為有缺陷。8.—種用于運(yùn)行內(nèi)燃機(jī)的拉姆達(dá)調(diào)節(jié)器(12)的裝置，其特征在于，設(shè)置至少一個(gè)用于執(zhí)行按照權(quán)利要求1至7中的任一項(xiàng)所述的方法而特別安排的控制器(10)。9.一種控制器程序，當(dāng)該程序在控制器(10)中運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，該控制器程序?qū)嵤┌凑諜?quán)利要求I至8中的任一項(xiàng)所述的方法的所有步驟。10.—種具有在能夠機(jī)器讀取的載體上存儲(chǔ)的程序代碼的控制器程序產(chǎn)品，該控制器程序產(chǎn)品用于當(dāng)該程序在控制器(10)中實(shí)施時(shí)執(zhí)行按照權(quán)利要求1至8中的任一項(xiàng)所述的方法。
【文檔編號(hào)】F01N11/00GK105986914SQ201610155300
【公開日】2016年10月5日
【申請(qǐng)日】2016年3月18日
【發(fā)明人】M.法伊
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