CN100462527C - 用于内燃机的控制方法和装置 - Google Patents
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Abstract
一种用于内燃机的控制方法，其获得与振动相关的信号，该振动由至少一个在两个端部位置之间运动的该内燃机的部件传输；该振动通过在内燃机运行期间的运动部件与支座的相对碰撞传输，该支座设置在端部位置中的至少一个位置。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于内燃机的控制方法。
背景技术
内燃机包括多种在两个端部位置之间运动的部件。这些运动部件包括通常由凸轮轴驱动的气门。与这种技术一道，在汽车工程领域经受了长期强化的(long consolidated)交替气门驱动系统目前正在进行试验。本申请人正在对用于内燃机气门的电动液压驱动单元进行试验，这种类型的内燃机披露在以本申请人名义申请的欧洲专利1233152号中。电动液压单元由电子单元驱动，并且使得根据一个循环来精确控制每个气门的即时打开和关闭成为可能，这个循环被规定为曲轴的角速度和其它工作参数的函数，因此充分提高了内燃机的性能。
目前正在测试的电动液压单元包括：用于发动机的每一个进气门和/或排气门的电液压驱动装置，该装置包括一个液压驱动器，其适于克服适于将气门保持在关闭位置的弹性部件的作用力，轴向地将气门从关闭位置移动到最大打开位置；液压分配器阀，其适于控制高压油流向液压驱动器并从液压驱动器流出，以便控制气门在关闭位置和最大打开位置之间的移动。
为了供给高压油，正在测试的电动液压单元具有液压回路，其包括集油箱，要被供给驱动器的油存储在其中，泵单元，其适于通过直接从集油箱取油将高压油供给不同的分配器。披露于欧洲专利申请1233152号中的电动液压单元包括滑动分配器阀，它能够设定第一运行位置、第二运行位置和第三运行位置，在第一运行位置它使线性液压驱动器与集液箱直接连通，在第二运行位置它隔离线性液压驱动器，以便阻止液体流向驱动器或者从驱动器流出，在第三运行位置，它使线性液压驱动器直接与包含高压液体的支路沟通。
已披露的单元有实质性的优点，它的结构特别简单，这确保了整个时间的高可靠性，这样使它能够用在汽车工程领域。
然而，作为气门的液压驱动结果的可能的宽范围的调节需要发动机的控制通常能够监控发动机的运行，具体说，能够监控气门的驱动是否真正依照规定的循环进行。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于内燃机的控制方法，其能够以简单的和经济的方式监控发动机的工作。
本发明提供了一种用于内燃机的控制方法，其中该内燃机包括盖；设置在所述盖上的气门座；在内燃机运行期间，在两个端部位置之间运动并且在所述座的位置处传输第一振动的气门；以及包括用于控制所述气门的液压分配器阀的电动液压驱动单元；所述液压分配器阀包括滑块，该滑块在内燃机的运行期间，适于设定两个稳定位置，这两个位置由两个相对的支座限定，并且该滑块在所述相对的支座的位置处传输第二振动；该方法的特征在于，获得与产生所述第一振动的第一碰撞能量相关的第一信号；计算作为第一信号的函数的第一碰撞速度；并且获得所述气门与所述座所发生的第一碰撞的第一时刻；获得与产生所述第二振动的第二碰撞能量相关的第二信号；计算作为第二信号的函数的第二碰撞速度；获得所述滑块与所述支座所发生的所述第二碰撞的第二时刻。
本发明还提供了一种内燃机，包括盖；设置在所述盖上的气门座；在内燃机运行期间，在两个端部位置之间运动并且在所述座的位置处传输第一振动的气门；包括用于控制所述气门的液压分配器阀的电动液压驱动单元；以及用于控制所述内燃机的控制装置；所述液压分配器阀包括滑块，该滑块在内燃机的运行期间，适于设定两个稳定位置，这两个位置由两个相对的支座限定，并且该滑块在所述相对的支座的位置处传输第二振动；该内燃机的特征在于，所述控制装置包括获得装置，该获得装置用于获得与产生所述第一振动的第一碰撞能量相关的第一信号，和获得与产生所述第二振动的第二碰撞能量相关的第二信号；计算装置，该计算装置用于计算作为第一信号的函数的第一碰撞速度，和计算作为第二信号的函数的第二碰撞速度；所述获得装置还用于获得所述气门与所述座所发生的第一碰撞的第一时刻，和获得所述滑块与所述支座所发生的所述第二碰撞的第二时刻。
因此本发明涉及一种用于内燃机的控制方法，该内燃机包括至少一个在两个端部位置之间运动的部件，在内燃机工作期间，每个运动部件在这些端部位置中的至少一个位置传输振动，本方法获得与这些振动相关的信号。
本发明涉及一种用于内燃机的控制装置。
因此本发明涉及一种用于内燃机的控制装置，该内燃机包括至少一个在两个端部位置之间运动的部件，在该内燃机工作期间，每个运动部件在这些端部位置中的至少一个位置传输振动，该装置包括用于获得与这些振动相关的信号的获得装置。
附图说明
下面将参考附图对本发明进行描述，附图示出了非限制性的实施例，其中：
图1是安装有本发明的控制装置的发动机的示意图；
图2是安装有图1控制装置的另一种形式的发动机的示意图。
具体实施方式
在图1中，内燃机用M总的表示，并且内燃机包括盖T和用于驱动气门2的电动液压驱动单元1。图1示出了与各自的气门座2A相连接的单个气门2，气门座2A被设置在盖T上，虽然可以理解，电动液压单元1适于驱动发动机M的所有进气门和排气门。但是在本说明书中，气门2的打开被定义为气门2从关闭位置向最大打开位置的转变阶段；气门2的关闭被定义为气门2从最大打开位置向关闭位置的转变阶段；气门2的保持被定义为气门2保持在最大打开位置的阶段。因此术语打开、关闭和保持气门2具有同样的意义。
单元1包括液压回路3和控制装置4。液压回路3又包括所有的气门2所共有的回路5和多个驱动装置，每个驱动装置与各自的气门2相联系。在图1中，为简单起见，仅仅示出一个与其相应的气门2相联系的装置。
回路5包括在环境压力下的油收集箱7、泵单元8以及两个支路9和10，支路9和10被供给高压液体，并且沿支路9和10依次设置其各自的压力调节器11和12以及各自的蓄压器13和14。在各自蓄压器13和14的下游，回路5的两个支路9和10连接于驱动装置，其每个包括控制选择器15、滑动分配器阀16和被刚性连接到气门2的液压驱动器17。选择器15被连接到支路10、油箱7和支路18，支路18将选择器15连接到分配器阀16以便驱动滑动分配器阀16。
滑动阀16被连接到支路9、油箱7、和供给支路19，从供给支路连接到驱动器17并从驱动器17连接到排出支路20。
选择器15是由电磁铁23和弹簧24驱动的三通阀，并且适于设定两个位置：当电磁铁24没有被激励时，弹簧24将选择器保持在第一位置，在此位置上，支路10被关掉，而支路18被连接到油箱7(图1)；当电磁铁23被激励时，它克服弹簧24的力并且将选择器15设置在第二位置，在此位置支路10被连接到支路18。
滑动分配器阀16是由活塞25和弹簧26驱动的四通阀，并且基本适于设定四个由图1的P1、P2、P3、P4示出的运行位置。虽然滑动阀具有四个运行位置P1、P2、P3和P4，但是实际上它只有两个稳定的位置，也就是分别由图1中的P1和P4示出端部位置。运行位置P2和P3是位于相对的运行位置P1和P4之间的过渡位置。在运行位置P1，支路20被连接到油箱7，而支路9和支路19被分开；在运行位置P2，所有的连接被中止；在运行位置P3，支路9被连接到支路19，而排出支路20被关掉：因为这个原因，运行位置P3被定义为驱动位置；运行位置P4又一次显示了与运行位置P2相同的特性。
线性液压驱动器17包括气缸27、与气门2连接的活塞28和适于将气门2保持在关闭位置的弹簧29。
滑动阀16包括衬套30、在该衬套内滑动的滑块31和定义了各自的稳定运行位置P1和P4的两个端部支座32和33。
控制装置4包括电子控制单元40，作为从发动机M检测到的数据，例如转数和其它的工作参数，的函数，它决定了每个气门2的打开时刻和关闭时刻。因此，单元40控制电磁铁23以便级联地确定滑动分配器阀16的选择器15的驱动和线性驱动器17的驱动。控制装置4还包括安装在滑动分配器阀16上的加速度计42和安装在盖T上的加速度计43。
单元40，除控制电磁铁23之外，也控制压力调节器11和12以及可变截面的孔的通道截面，并且获得由加速度计42和43提供的信号，以便改变闭合回路中作为加速度计42和43提供信号的函数的规定的循环。
由加速度计42获得的信号与由滑块31跟支座32和33的产生的碰撞充分相关，而由加速度计43获得的信号与由气门2和其相应的气门座2A的碰撞产生的振动相关。振幅与在碰撞中消耗的能量相关，并且因此分别与滑块31和气门2的质量和速度相关。
在运行中，控制单元40依照规定的循环激励电磁铁23以便级联地决定选择器15、滑动阀16和驱动器17的驱动。传感器42和43检测各自的信号Sc和Sv，以便计算滑块31分别与支座32和33的碰撞速度Vic和气门2与其对应的气门座2A的碰撞速度Viv。滑块31的碰撞速度显示为Vic，而不论它们是与支座32的碰撞速度还是与支座33的碰撞速度。单元40获得气门2的关闭时刻tc：关闭时刻tc是气门2与其对应的气门座2A的碰撞发生的时刻。控制单元40也获得时刻tp1和tp2，它们分别是滑块31分别碰撞支座32和33的时刻。
根据tc、tp1、tp2、Viv和Vic，控制单元40能够在闭合回路中改变电磁铁23的命令。此外，控制单元40能够通过每个运动部件的一个单独的传感器来检测任何工作异常，例如过度摩擦或者弹簧的退化。
根据未在图1中示出的一种不同的形式，每个传感器与一个滤波器相联系，以便过滤信号Sc和Sv以消除由其它运动部件和背景噪声造成的影响。其它运动部件的影响取决于传感器的敏感程度和传感器的安装位置。
根据图2的不同形式，传感器42和43被省略，控制装置4除了单元40还包括安装在发动机M的盖T上的加速度计44。加速度计44基本上适于在发动机M工作期间，检测与发动机M中所产生振动相关的所有信号。信号S包括与发动机M工作期间产生的全部振动相关的信息，并且被成功地过滤以便隔离与气门2中的一个或者与滑块31中的一个相关的信号。因为这个原因，控制装置4包括滤波器F1、F2、F3一直到FN以便隔离信号Sc、Sv、Sv1到SvN。一旦全部信号S已经被过滤或者被更合适地分成多个信号Sc和Sv，控制单元40就如同关于图1描述的那样工作。
图2的可变形式特别简单，其中包括在发动机M上安装单个传感器44。当传感器44由爆震传感器构成时，也就是一种已经普遍地安装在发动机M的盖T上以便探测由空气-燃油混合物的不正常燃烧产生的冲击波的传感器，这种结构的简单更为明显。在这种情况下，它足以提供进一步的滤波器以便把由发动机的起爆产生的信号从上述的大量信号中分离出来。
根据未示出的可变形式，装置4包括一系列不必要指定给滑块31或者气门2的传感器，并且能够获得与运动部件产生的振动相关的相应的全部信号。和前面的情况一样，所有信号的过滤隔离了与每个碰撞相关的信号和能量。例如，装置4能够包括爆震传感器和其他加速度计。
由于单个传感器不足以隔离与单独碰撞相关的所有信号，所以可以安装多个传感器，但是同时，用于每个运动部件的特定传感器的安装将非常昂贵。
Claims (11)
1.一种用于内燃机的控制方法，其中该内燃机(M)包括盖(T)；设置在所述盖(T)上的气门座(2A)；在内燃机(M)运行期间，在两个端部位置之间运动并且在所述座(2A)的位置处传输第一振动的气门(2)；以及包括用于控制所述气门(2)的液压分配器阀(16)的电动液压驱动单元(1)；所述液压分配器阀(16)包括滑块(31)，该滑块(31)在内燃机的运行期间，适于设定两个稳定位置，这两个位置由两个相对的支座(32，33)限定，并且该滑块在所述相对的支座(32，33)的位置处传输第二振动；该方法的特征在于，获得与产生所述第一振动的第一碰撞能量相关的第一信号(Sv、S)；计算作为第一信号(Sv、S)的函数的第一碰撞速度(Viv)；并且获得所述气门(2)与所述座(2A)所发生的第一碰撞的第一时刻(tc)；获得与产生所述第二振动的第二碰撞能量相关的第二信号(Sc、S)；计算作为第二信号(Sc、S)的函数的第二碰撞速度(Vic)；获得所述滑块(31)与所述支座(32，33)所发生的第二碰撞的第二时刻(tp1，tp2)。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，与第一和第二振动相关的所述第一和第二信号(Sv、Sc、S)通过至少一个传感器(42，43；44)而获得。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，该第一信号和第二信号(Sv、Sc、S)被滤波，以便分离第一和第二振动。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，该传感器(42，43，44)是加速度计。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，该内燃机(M)包括爆震传感器(44)，该方法使用这种传感器(44)以获得第一和第二信号(S)。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该滑块(31)的位置被设置在两个所述支座之间，作为第二信号(Sc、S)的函数。
7.一种内燃机(M)，包括盖(T)；设置在所述盖(T)上的气门座(2A)；在内燃机(M)运行期间，在两个端部位置之间运动并且在所述座(2A)的位置处传输第一振动的气门(2)；包括用于控制所述气门(2)的液压分配器阀(16)的电动液压驱动单元(1)；以及用于控制所述内燃机(M)的控制装置(4)；所述液压分配器阀(16)包括滑块(31)，该滑块(31)在内燃机的运行期间，适于设定两个稳定位置，这两个位置由两个相对的支座(32，33)限定，并且该滑块在所述相对的支座(32，33)的位置处传输第二振动；该内燃机(M)的特征在于，所述控制装置(4)包括获得装置(40，43；40，42；40，44)，该获得装置用于获得与产生所述第一振动的第一碰撞能量相关的第一信号(Sv、S)，和获得与产生所述第二振动的第二碰撞能量相关的第二信号(Sc、S)；计算装置(40)，该计算装置用于计算作为第一信号(Sv、S)的函数的第一碰撞速度(Viv)，和计算作为第二信号(Sc、S)的函数的第二碰撞速度(Vic)；所述获得装置(40，43；40，42；40，44)还用于获得所述气门(2)与所述座(2A)所发生的第一碰撞的第一时刻(tc)，和获得所述滑块(31)与所述支座(32，33)所发生的第二碰撞的第二时刻(tp1，tp2)。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，该获得装置(40，43；40，42；40，44)包括至少一个传感器(43；42，44)。
9.如权利要求7所述的装置，其特征在于，该获得装置(40，43；40，42；40，44)包括适于过滤第一和第二信号(Sv、Sc、S)的滤波器(F1，F2，F3到FN)。
10.如权利要求8所述的装置，其特征在于，该传感器(42，43，44)是加速度计。
11.如权利要求9所述的装置，其特征在于，该控制装置(4)包括爆震传感器(44)，该传感器(44)用作加速度计来获得第一和第二信号(S)。
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