求取发动机系统中的物理参量的模拟值的方法和装置制造方法及图纸

求取发动机系统中的物理参量的模拟值的方法和装置。本发明专利技术涉及一种用于确定具有内燃机的发动机系统的气体导引区段中的物理参量的模拟值的方法，该方法具有以下步骤：-运行所述发动机系统（1），从而在所述气体导引区段中存在着空气质量流；-确定其它的物理参量的瞬时值；-通过解差分方程式来确定所述物理参量的模拟值，所述差分方程式作为微分方程式的离散而获得,借助于所述其它的物理参量的之前求得的瞬时值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术大体涉及内燃机。尤其本专利技术涉及用于求取排气区段中的物理参量的一个或者多个模拟值。
技术介绍
现代的内燃机包括废气再循环系统，所述废气再循环系统不仅可以构造在高压侧而且也可以构造在低压侧。对于高压侧的废气再循环系统来说，将从内燃机中流出的燃烧废气导回到进气系统的进气管区段中。对于低压侧的废气再循环系统来说，将燃烧废气在经过废气驱动的增压装置的涡轮机之后从所述排气区段中取出并且将其导回到所述增压装置的压缩机的输入侧上。为遵守废气规定，对与进气系统和排气区段有关的物理参量的了解很重要。尤其低压侧的废气再循环系统的废气再循环率的确定和调整，要求正确地确定所述排气区段中的低压侧的分支部位上的废气压力和气体质量流。所述废气压力和气体质量流虽然可以借助于合适的传感器来测量，但是由于所需要的传感器的数目的最小化而在必要时要合适地模拟物理参量。
技术实现思路
按本专利技术，设置了一种按权利要求1所述的用于确定具有增压的内燃机和低压侧的废气再循环的发动机系统的排气区段中的一个或者多个物理参量的方法以及按并列的权利要求所述的装置、发动机系统以及计算机程序产品。本专利技术的其它有利的设计方案在从属权利要求中得到说明。按照第一方面，设置了一种用于确定具有内燃机的发动机系统的气体导引区段中的物理参量的模拟值的方法。该方法包括以下步骤: -运行所述发动机系统(I)，从而在所述气体导引区段中存在着空气质量流； -确定其它的物理参量的瞬时值； -通过解差分方程式来确定所述物理参量的模拟值，所述差分方程式作为微分方程式的离散而获得，借助于所述其它的物理参量的之前求得的瞬时值。以往对于发动机系统的运行来说对不是通过相应的传感器来测量的物理参量进行模拟或者借助于所述物理参量的额外的模拟来对相应的传感器的测量值进行可信性检测。为了描述进气系统或者说排气区段中的物理的状态，通常在使用节流模型和/或理想气体方程式和/或质量守恒定律和/或类似方法的情况下建立方程组。对于有待建模的物理参量来说获得微分方程式。所述微分方程式通常借助于控制器通过离散来解。以往所述微分方程式借助于显式的方法来离散。在此会出现以下问题: -在特定的运行范围内尤其对于调节阀上面的在方程组中已经得到考虑的微小的压力降来说出现动态的不精确性或者说不稳定性； -根据气体体积的应用而出现动态的不精确性或者说不稳定性；-为了避免不稳定性，必须减少所述离散的计算的周期时间，由此所需要的计算功率上升;-为了避免不稳定性问题而对所述方程组的函数进行的可能的近似导致静态的不精确性。因为在所述低压侧的气体导引系统中通常预料到很小的压力降，所以所使用的模型的稳定性和精度在该区域中特别重要。上述方法的构思正是在于，借助于合适的模型和计算方法来确定在所述低压侧的废气再循环的分支部位上存在的物理参量。与在现有技术中设置的借助于显式的离散来确定物理参量的处理方式相对比，现在规定，通过借助于隐式的方法的离散来计算所述物理参量并且借助于合适的计算顺序来保证，模型方程式的时间离散的实现在不依赖于应用或者运行范围的情况下总是稳定的。由此可以做到的是，所述物理参量的瞬时值的计算可以借助于离散的微分方程式以较大的时间步距来进行，由此可以减少所述控制器中的必要的计算时间。除此以外，所述低压侧的废气再循环的分支部位上的所计算的废气压力以及流经所述低压侧的废气再循环阀的气体质量流的静态的和动态的精度可以得到改进。通过所述隐式的方法的使用得到的方程的解经常不能直接地得到确定。因此规定，通过迭代方法来求得所述物理参量。对于所选择的方法来说，搜索区间的确定是必要的。为了使所述迭代方法加速，将所述搜索区间选择得尽可能地小。可以求得所述搜索区间的上面的和下面的边界，其措施是使压缩机的入口侧的压力等于环境压力并且使环境压力等于压缩机的入口侧的压力，用于确定所述物理参量的最大的或者说最小的数值。此外，所述微分方程式可以在方程组的基础上在使用节流模型和/或理想气体方程式和/或质量守恒定律的情况下形成。按照一种实施方式，所述物理参量可以相当于用于在废气驱动的增压装置的涡轮机的下游的废气再循环管路的分支部位上的压力和/或气体质量流。此外，所述其它的物理参量可以包括布置在低压侧的废气再循环管路中的废气再循环阀的位置、布置在用于所述废气再循环管路的分支部位的下游的废气阀的位置、环境压力、流向所述分支部位的废气流、所述分支部位上的废气的温度以及在废气驱动的增压装置的压缩机的上游的废气再循环管路的导入部位上的压力。可以规定，所述差分方程式的离散按照隐式的方法来实施。此外，所述物理参量的模拟值可以用在调节中，尤其用在废气再循环率调节或者空气质量调节或者类似调节中。按照一种实施方式，所述差分方程式可以通过迭代的方法来解，用于确定所述物理参量。尤其所述迭代的方法可以在用于所述物理参量的第一与第二边界值之间实施。所述其它的物理参量可以包括气体导引系统的第一体积中的第一压力以及所述气体导引系统的第二体积中的第二压力，其中所述第一和第二体积通过流动阻力彼此分开，其中确定用于所述物理参量的第一边界值，其措施是使所述第一压力等于所述第二压力，并且其中确定用于所述物理参量的第二边界值，其措施是使所述第二压力等于所述第一压力。作为替代方案或者补充方案，确定所述物理参量的模拟值，用于对所述物理参量进行可信性检测。按照另一方面，设置了一种用于确定具有内燃机的发动机系统的气体导引区段中的物理参量的模拟值的装置。该装置构造用于: -运行所述发动机系统，从而在所述气体导引区段中存在着空气质量流； -确定其它的物理参量的瞬时值； -通过解差分方程式来确定所述物理参量的模拟值，所述差分方程式作为微分方程式的离散而获得，借助于所述其它的物理参量的之前求得的瞬时值。按照另一方面，设置了一种发动机系统(1)，其具有内燃机，其中通过进气区段将空气输送给具有所述内燃机并且通过排气区段将燃烧废气从所述内燃机上排走，其中所述废气再循环管路将设置在废气驱动的增压装置的下游的分支部位与布置在所述进气区段中的废气驱动的增压装置的上游的导入部位连接起来；还具有按权利要求8所述的装置，所述装置用于求取所述物理参量的在所述分支部位上存在的数值。按照另一方面，设置了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包含程序代码，该程序代码在其在数据处理仪器上执行时实施上述方法。附图说明下面借助于附图对本专利技术的优选的实施方式进行详细解释。附图示出如下: 图1是具有增压的内燃机和低压侧的废气再循环的发动机系统的示意图；并且 图2是用于对用于求取图1的发动机系统中的物理参量的模拟值的方法进行说明的流程图。具体实施例方式图1示出了具有比如可以构造为柴油机或者汽油机的内燃机2的发动机系统I。所述内燃机2在所示出的实施例中具有四个气缸3。但是，对于下面所描述的方法的可运用性来说，气缸3的数目不重要。此外，所述发动机系统I具有进气区段4，用于将新鲜空气输送给所述内燃机2的气缸3。所述新鲜空气通过相应的进气阀(未示出)进入到所述气缸3的燃烧室中。在所述发动机系统I的进气区段4中，布置了废气驱动的增压装置6的压气机5、在所述压气机5的下游的增压空气冷却器7以及在所述增压空气冷却器7的下游的节气阀8。在所述节气阀8本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于确定具有内燃机（2）的发动机系统（1）的气体导引区段中的物理参量????????????????????????????????????????????????的模拟值的方法，该方法具有以下步骤：?运行所述发动机系统（1），从而在所述气体导引区段中存在着空气质量流；?确定其它的物理参量的瞬时值；?通过解差分方程式来确定所述物理参量的模拟值，所述差分方程式作为微分方程式的离散而获得，借助于所述其它的物理参量的之前求得的瞬时值。201210541449X100001dest_path_image001.jpg,101010dest_path_image001.jpg

【技术特征摘要】
2011.12.15 DE 102011088763.61.用于确定具有内燃机(2)的发动机系统(I)的气体导引区段中的物理参量(P4, Ag)的模拟值的方法，该方法具有以下步骤: -运行所述发动机系统(I )，从而在所述气体导引区段中存在着空气质量流； -确定其它的物理参量的瞬时值； -通过解差分方程式来确定所述物理参量(Pt rntmi)的模拟值，所述差分方程式作为微分方程式的离散而获得，借助于所述其它的物理参量的之前求得的瞬时值。2.按权利要求1所述的方法，其中在方程组的基础上在使用节流模型和/或理想气体方程式和/或质量守恒定律的情况下形成所述微分方程式。3.按权利要求1或2所述的方法,其中所述物理参量(p4,mtmt)相当于在废气驱动的增压装置(6)的涡轮机(12)的下游的废气再循环管路(20)的分支部位(21)上的压力和/或气体质量流。4.按权利要求1到3中任一项所述的方法，其中所述其它的物理参量包括布置在低压侧的废气再循环管路(2 0)中的废气再循环阀(25)的位置、布置在用于所述废气再循环管路(20)的分支部位(21)的下游的废气阀(26)的位置、环境压力(Ptl)、流向所述分支部位(21)的废气流《治lw>、所述分支部位(21)上的废气的温度(T4)以及在废气驱动的增压装置(6)的压缩机(5)的上游的废气再循环管路(20)的导入部位上的压力(Pl)。5.按权利要求1到4中任一项所述的方法，其中所述差分方程式的离散按照隐式的方法来实施。6.按权利要求1到5中任一项所述的方法，其中所述物理参量的模拟值(p4,用在调节中，尤其用在废气再循环率调节或者空气质量调节中。7.按权利要求1到6中任一项所述的方法，其中所述差分方程式通过迭代的方法来解，用于确定所述物理参量。8.按权利要求7所述的方法，其中所述迭代的方法可以在用于所述物理参量(P4,...

【专利技术属性】
技术研发人员：A瓦纳，T布莱勒，S卢克斯，C弗勒克，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：