CN100549394C - 控制和诊断凸轮轴调节装置的方法以及设备 - Google Patents

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Abstract

一种内燃机具有：凸轮轴，该凸轮轴对换气阀产生影响；相位调节装置，借助该相位调节装置能够调节凸轮轴与曲柄轴之间的相位(PH)。此外该内燃机还具有废气探针，借助该废气探针来检测表征气缸内的空气/燃料比的量。此外设置有至少一个用于检测相位(PH)的传感器和至少一个对内燃机产生影响的执行机构。确定测量数据组(MDS)，该测量数据组被分配给不同的所检测的相位(PH)以及除了所检测的相位(PH)之外还至少包括所检测的表征气缸内的空气/燃料比的量。执行优化方法(OPT)，借助该优化方法根据测量数据组(MDS)确定所检测的相位(PH)的校正值，更确切地说这样来确定，使得质量函数(GF)被最小化或者最大化，该质量函数取决于被分配给测量数据组(MDS)的量。在内燃机的进一步运行中，根据借助校正值(dPH)所校正的、所检测的相位(PH)来确定至少一个用于控制执行机构的调节量。根据所检测的相位(PH)的校正值(dPH)来诊断内燃机的故障。

Description

控制和诊断凸轮轴调节装置的方法以及设备
技术领域
本发明涉及用于控制或者用于诊断内燃机的方法以及设备。
背景技术
对内燃机在其功率和效率方面提出越来越高的要求。同时，由于严格的法律规定，有害物质排放必须也是低的。为此目的，公知的是，内燃机装备有多个用于调节内燃机气缸的相应燃烧室中的填充物的执行机构，其中在燃烧前填充物由空气、燃料和必要时也由废气构成的混合物组成。这样，例如相位调节装置是公知的，借助该相位调节装置能够改变内燃机的曲柄轴和凸轮轴之间的相位并且因此能够改变进气阀和排气阀的打开或闭合的相应开始和相应结束。此外，阀行程调节装置也是公知的，借助阀行程调节装置能够在小的阀行程与大的阀行程之间调节内燃机的进气阀或者排气阀的阀行程。
除了这样的执行机构之外，特别是对于内燃机的低排放工作来说内燃机的精确控制是必要的。
由US2003/033997A1公开了一种用于内燃机的控制设备，该控制设备包括阀门时间控制系统，其具有用于执行控制、更确切地说使实际的凸轮轴相位与额定凸轮轴相位相等的控制装置。此外还检测，是否存在用于执行氧气浓度探针的变坏的检查的条件。如果存在该条件，则防止凸轮轴相位的额定值的改变并且执行变坏检查。
由JP 59 054 752 A公开了一种控制器，其被构造用于确定用于改变凸轮轴相对于曲柄轴的相位的控制信号。此外，该控制器还被构造用于确定喷射时间信号，该喷射时间信号根据取决于λ调节信号的基本喷射持续时间来校正。
由EP 1 128 027 A2公开了一种用于控制内燃机的进气阀与排气阀之间的阀重叠的设备。喷油嘴这样被布置，使得其将燃料配给到内燃机的进气系统中。在空转运行中在内燃机的冷却状态中通过比在内燃机的正常热运行中更大的阀重叠来抵制利用进气系统中的进气管内的燃料的壁膜形成。通过使废气回流到进气系统中，应实现燃料上的壁膜的非常快的挥发。阀重叠也可以通过进气阀或者排气阀的相位中的两个或者一个的变化来实现。
EP 1 394 367 A1公开了一种具有阀门时间改变装置、用于调节进气阀的相位的相位角调节装置、和节流阀机构的内燃机的控制系统。设置有故障识别装置，该故障识别装置能够识别在阀门时间改变装置、相位调节装置、进气阀和节流阀机构之一中的故障。该控制系统的特征在于故障安全控制过程的实施，从与不同形式的故障相应的不同故障安全控制过程中选择该故障安全控制过程。
发明内容
本发明的任务是实现用于控制内燃机或者用于诊断内燃机的方法和精确的设备。
该任务通过根据本发明的方法和根据本发明的设备来解决。本发明的有利的扩展方案被表征在从属技术方案中。
本发明的特征在于用于控制或者诊断内燃机的方法以及相应设备，该内燃机具有：凸轮轴，该凸轮轴对换气阀产生影响；相位调节装置，借助该相位调节装置能够调节凸轮轴与曲柄轴之间的相位；废气探针，借助该废气探针来检测表征气缸内的空气/燃料比的量；至少一个用于检测相位的传感器；和至少一个执行机构，该执行机构对内燃机产生影响。凸轮轴与曲柄轴之间的相位被理解为曲柄轴与凸轮轴之间的相对于曲柄轴和凸轮轴的相应参考位置的相位角。
根据本发明，确定测量数据组，该测量数据组被分配给不同的所检测的相位，并且除了包括所检测的相位之外，该测量数据组还至少包括所检测的表征气缸内的空气/燃料比的量。执行优化方法，借助该优化方法根据测量数据组确定所检测的相位的校正值，更确切地说这样来确定，使得取决于被分配给测量数据组的量的质量函数被最小化或者被最大化。测量数据组可以包括这样的量，这些量是被测量，但也可以是由这些被测量推导出的量或者内燃机的调节量。
在内燃机的进一步的运行中，根据借助校正值所校正的所检测的相位来确定至少一个用于控制内燃机的执行机构的调节量。借助这样所确定的校正值，能够简单且精确地校正在检测相位时和/或在进一步确定调节量时的不准确性。当然，所检测的相位也可以被表达为进气阀的入口闭合角，在该入口闭合角的情况下进气阀进入其闭合位置。当然，所检测的相位也可以被表达为进气阀的入口张角，在该入口张角的情况下进气阀离开其闭合位置并且释放内燃机的相应气缸的入口。此外，所检测的相位也可以被表达为排气阀的出口闭合角，在该出口闭合角的情况下排气阀进入其闭合位置。此外，所检测的相位也可以被表达为排气阀的出口张角，在该出口张角的情况下排气阀离开其闭合位置并且释放气缸的出口。
根据所检测的相位的校正值来诊断内燃机的故障。因此例如根据所检测的相位的校正值是否超过上阈值或者低于下阈值来识别内燃机的故障。因此，能够非常精确地尤其是在相位调节装置和凸轮轴的范围内识别内燃机的故障。
在本发明的有利的扩展方案中，所检测的相位的校正值为加法校正值。该加法校正值基于以下认知，即实际上能够通过这样的加法校正值特别好地补偿误差。
在本发明的另一有利的扩展方案中，借助优化方法来确定要计量的燃料质量的校正值。这具有以下优点，即能够简单地避免要计量的燃料质量的影响量的误差对相位的校正值产生影响。
根据本发明的另一有利的扩展方案，要计量的燃料质量的校正值为乘法校正值。该乘法校正值基于以下认知，即能够特别好地补偿由要计量的燃料质量的影响量所引起的误差，即误差可归因于喷油嘴或者燃料供给器等等的容差。
根据本发明的另一有利的扩展方案，质量函数取决于表征气缸内的空气/燃料比的量的额定值和λ调节器或者λ适配器的调节值。这具有以下优点，即能够特别简单且精确地确定该相位的校正值。
根据本发明的另一有利的扩展方案，在存在被分配给进气阀或排气阀的第一和第二凸轮轴、相应的第一和第二相位调节装置以及用于检测相应的第一和第二相位的第一和第二传感器时，首先在保持第二相位的情况下检测所检测的相位的测量数据组并且接着借助优化方法确定第一相位的校正值。接着，首先在保持第一相位的情况下检测所检测的第二相位的测量数据组并且接着借助优化方法确定第二相位的校正值。
以这样的方式能够保证，通过相应相位的相应的校正值考虑在检测相应相位时的误差，并且必要时不考虑应属于相应的其它相位的误差。即使交换第一相位的校正值和第二相位的校正值的确定顺序，也实现该优点。
根据本发明的另一有利的扩展方案，在存在换气阀的阀行程调节时在保持当前的阀行程的情况下确定测量数据组。以这样的方式，能够这样精确地确定校正值。于是，不存在由于调节阀行程而造成的误差影响并且能够非常好地再现结果。
在这一点上，特别有利的是，针对阀行程的每次调节确定特有的校正值。因此能够更好地考虑到在布置不同凸轮时的容差，这些凸轮分别被分配给一个换气阀。
在这一点上，此外有利的是，在换气阀的阀行程最小时确定测量数据组。这样，必要时能够在换气阀的阀行程较高时舍弃另一校正值的确定并且能够实现很精确地确定相位的校正值，因为在阀行程最低时更强烈地影响错误地被检测的相位并且因此能够通过优化方法以更高的质量来补偿误差。
附图说明
下面借助示意性附图来阐述本发明的实施例。其中：
图1示出具有控制设备的内燃机，
图2示出根据图1的内燃机的第一部分的另一视图，
图3还示出根据图1的内燃机的其它部分的另一视图，
图4示出用于确定校正值的第一程序的流程图，
图5示出用于控制内燃机的程序的流程图，以及
图6示出用于确定校正值的第二程序的流程图，
图7示出用于确定校正值的第三程序的流程图，
图8示出用于确定校正值的第四程序的流程图。
相同构造或者功能的元件在所有图中用相同的附图标记来表示。
具体实施方式
内燃机(图1)包括进气系统1、发动机组2、气缸头3和排气系统4。进气系统1优选地包括节流阀5，此外还包括收集器6和进气管7，该进气管朝着气缸Z1通过进气道被导入发动机组2中。此外，发动机组2包括曲柄轴8，该曲柄轴通过连杆10与气缸Z1的活塞11耦合。
气缸头3包括阀动装置，该阀动装置具有进气阀12、排气阀13以及阀门传动机构14、15。
设置有凸轮轴18，该凸轮轴包括凸轮16、17a、17b，这些凸轮对进气阀12产生影响。此外设置有阀行程调节装置19(图3)，该阀行程调节装置这样被构造，使得通过其，凸轮16以小的阀行程VL对进气阀12的推杆产生影响，或者在阀行程调节装置19的另一操作位置中凸轮17a、17b以大的阀行程VL对进气阀12的推杆产生影响。
阀行程调节装置19例如可以构成被分配给进气阀12的碗形推杆的一部分。然而，阀行程调节装置也可以被构造为另一机械连接在凸轮16、17a、17b之间的元件。阀行程调节装置也可以这样被构造，使得其例如轴向移动凸轮轴18并且能够以这样的方式实现从较大的阀行程到较小的阀行程的切换或者相反的转换。
此外，还设置有相位调节装置20(图2)，借助该相位调节装置可以调节曲柄轴8与凸轮轴18之间的相位。视应在那个方向上进行相位的调节而定，相位的调节例如可以通过提高相位调节装置20的高压室内的液压压力或降低相应的压力来实现。相位的可能的调节范围用箭头21来表示。
优选地，设置有至少两个凸轮轴18、18′，其中第一凸轮轴18被分配给相应的进气阀12，而第二凸轮轴18′被分配给相应的排气阀13。尤其是，在简单的实施形式中，第二凸轮轴18′可以以相对于曲柄轴8固定的相位与该曲柄轴机械耦合。然而，第二凸轮轴也可以通过相应的相位调节装置与曲柄轴8耦合。于是在这种情况下也可以改变第二凸轮轴18′的相位。
通过曲柄轴8与凸轮轴18之间的相位PH的变化，可以改变进气阀和排气阀13的阀重叠、即曲柄轴角度范围，在该曲柄轴角度范围期间不仅释放气缸Z1的入口而且释放出口。相位调节装置20和阀行程调节装置20也可以以任意的其它的为有关技术人员所公知的方式和方法来构造。
此外，气缸头3还包括喷油嘴22和火花塞23。替代地，喷油嘴22也可以被布置在进气管7中。
设置有控制设备25，该控制设备被分配检测不同被测量并且分别确定被测量的值的传感器。控制设备25根据至少一个被测量来确定调节量，该调节量接着被转换成一个或者多个用于借助相应的调节驱动装置来控制执行机构的调节信号。控制设备25也可以被称为用于控制内燃机的设备。
所述传感器为踏板位置传感器26、气体质量传感器28、节流阀位置传感器30、第一温度传感器32、进气管压力传感器34、曲柄轴角度传感器36，其中踏板位置传感器检测油门踏板27的油门踏板位置，气体质量传感器检测节流阀5上游的气体质量流，节流阀位置传感器检测节流阀的开度，第一温度传感器检测进气温度，进气管压力传感器检测收集器6内的进气管压力P_IM，曲柄轴角度传感器36检测曲柄轴角度，然后给该曲柄轴角度分配转速N。第二温度传感器38检测冷却剂温度。此外，还设置有检测凸轮轴角度的凸轮轴角度传感器39。如果存在两个凸轮轴，则优选地给每个凸轮轴分配一个凸轮轴角度传感器39、40。此外，还设置有废气探针42，其检测废气的残余氧气含量并且其测量信号表征气缸Z1内的空气/燃料比。也可以设置用于检测相位PH的特有的传感器。然而，优选地，通过凸轮轴角度传感器39、40和曲柄轴角度传感器36来形成至少一个用于检测相位的传感器。
按照本发明的实施形式，可以存在所述传感器的任意子集或者也可以存在附加的传感器。
执行机构例如为节流阀5、进气阀和排气阀12、13、阀行程调节装置19、相位调节装置20、喷油嘴22或者火花塞23。
除气缸Z1之外，还优选地设置有其它气缸Z2-Z4，于是它们也被分配有相应的执行机构。
用于确定校正值的程序被存储在控制设备25的程序存储器中并且能够在内燃机工作期间被执行。在步骤S1(图4)中开始该程序。这例如能够以预先给定的时间间隔进行，因此例如在每次电动机起动时进行。替代地，当从起动起已经过预先给定的里程时或者当存在对于程序的执行来说有利的预先给定的工作条件时，也可以开始该程序。在步骤S1中必要时也对变量进行初始化。
在步骤S2中，检测测量数据组MDS。每个测量数据组MDS被分配在检测空气/燃料比的实际值LAM_AV、空气/燃料比的额定值LAM_SP、λ调节器的调节值FAC_LAM、曲柄轴8和凸轮轴18之间的相位PH、转速N和进气管压力P_IM的测量数据组MDS的时刻的当前值。此外，相应的测量数据组也可以被分配被测量或者由此导出的量或者内燃机的其它调节量的附加值。
控制设备25也包括λ调节器，该λ调节器优选地以程序的形式被存储在控制设备的程序存储器中并且在内燃机工作期间被执行。此外，也优选地设置有所谓的λ适配器。λ调节器的调节差为空气/燃料比的额定值LAM_SP与实际值LAM_AV之差。通常，该调节器本身被构造为PII2D调节器。该调节器也包括λ适配器，在预先给定的适配条件下λ调节器的调节值FAC_LAM的预先给定的部分被接收到该λ适配器内。在下文中，调节值FAC_LAM被理解为λ调节器和λ适配器的输出。调节值FAC_LAM优选地以乘法形式纳入要借助喷油嘴22分配到气缸Z1-Z4的燃烧室内的燃料质量的确定中。
相位PH为曲柄轴8与凸轮轴18或者必要时与凸轮轴18′之间的相对于曲柄轴8和凸轮轴18、18′的相应参考位置的角度。优选地在尽可能多的不同的相位PH时检测测量数据组MD，该测量数据组优选地包括基本上与相位调节装置20的整个调节区域相应的相位PH。在步骤S2中，测量数据组MDS被缓存在控制设备25的缓冲存储器中。
在步骤S4中，借助优化方法OPT确定相位PH的校正值dPH和要计量的燃料质量的校正值dMFF。优化方法OPT这样来构造，使得该方法使质量函数GF最小化或最大化，该质量函数取决于测量数据组以及相位PH和要计量的燃料质量的校正值dPH、dMFF。可以如下面示例性阐明的那样导出质量函数GF。
相应气缸Z1-Z4内的气体质量流MAF通过以下等式F1来给出：
MAF＝η_1(N，ES＝f(PH))＊P_IM-η_2(N，VO＝f(PH))-η_3(N，
AS＝f(PH))    (F1)
ES表示入口闭合角，即进气阀12在打开过程之后刚好又达到其闭合位置时的那个曲柄轴角度，在该闭合位置中该进气阀又关闭气缸Z1-Z4的入口。特别简单地可以根据曲柄轴8与凸轮轴18之间的相位PH来确定入口闭合角ES。
VO表示阀重叠，即这样的曲柄轴角度范围，在该曲柄轴角度范围期间进气阀12和排气阀13都释放气缸Z1-Z4的入口和出口。也可以简单地在以下前提下根据曲柄轴8与凸轮轴18之间的相位PH来确定阀重叠VO，即凸轮轴18′未被分配相位调节装置并且因此该凸轮轴以相对于曲柄轴8的固定的相位关系被机械耦合。如果凸轮轴18′同样被分配相位调节装置，则曲柄轴8与凸轮轴18′之间的相位被称作第二相位PH_A，而曲柄轴8与凸轮轴18之间的相位于是被称作第一相位PH_E。在这种情况下，根据第一和第二相位PH_E、PH_A来确定阀重叠VO。相应的相位PH、PH_E、PH_A可以简单地通过分析曲柄轴角度传感器36和相应的凸轮轴角度传感器39、40的测量信号来实现。
AS表示出口闭合角，即排气阀13在释放气缸Z1的出口之后又移回到其闭合位置时的那个曲柄轴角度。也可以根据凸轮轴18、18′的相位PH来确定出口闭合角，该凸轮轴的凸轮对排气阀13产生影响。
η_1为第一吸收量值，该第一吸收量值根据转速N和入口闭合角ES由特性曲线族优选地借助特性曲线族内插来确定。该特征曲线族被存储在控制设备25的数据存储器中。
η_2为第二吸收量值，该第二吸收量值优选地由另一特性曲线族根据转速N和阀重叠VO优选地借助特性曲线族内插来确定。该另一特性曲线族也被存储在控制设备25的数据存储器中。
η_3为第三吸收量值，该第三吸收量值同样由又一特性曲线族根据转速N和出口闭合角优选地借助特性曲线族内插来确定。该又一特性曲线族也被存储在控制设备的数据存储器中。借助关系式F1，内燃机的所谓的吸收特性在流入气缸内的空气质量流MAF方面被建模。在此，关系式F1的前两项通常对吸收特性具有决定性的影响。
此外，列出了以下关系式(F2)：
LAM_AV＝LAM_SP＊(MAF(PH+dPH)/MAF(PH))/(dMFF＊FAC_LAM)  (F2)
关系式F2包括确定在考虑相位的校正值dPH的情况下和在不考虑相位的校正值dPH的情况下流入气缸内的空气质量流MAF之比的形成。
关系式F2优选地形成用于形成质量函数GF的基础，该质量函数例如对于所有被检测到的测量数据组MDS来说是关系式F2的平方误差。下面示例性地借助关系式F3来表示质量函数GF。
GF = Σ i ( LAM _ AV i - LAM _ SP i *
( MAF ( PH i + dPH ) / MAF ( PH i ) ) / ( dMFF * FAC _ LAM i ) ) 2 - - - ( F 3 )
i表示相应的测量数据组MDS，即因此表示其在测量数据组MDS的列表中的位置。质量函数GF优选地借助数值优化方法OPT来最小化并且因此鉴于相位PH的校正值dPH和要计量的燃料质量的校正值dMFF的被检测到的测量数据组MDS来确定最佳值。相位或要计量的燃料质量的校正值dPH、dMFF形成参数向量b。
b = dPH dMFF - - - ( F 4 )
优选地迭代的梯度方法被用作优化方法OPT。在此例如可以按照以下准则进行参数向量b的迭代。
bn+1＝bn-α＊GRAD(GF)|bn  (F5)
索引n表示当前的迭代步骤，而n+1表示下一个迭代步骤。GRAD表示质量函数GF的梯度。α表示标量步距。
优选地在最后一次运行优化方法时所确定的相位PH或要计量的燃料质量的校正值dPH、dMFF被用作迭代的优化方法关于参数向量b的起始值。然而，替代地，也可以为此使用固定地预先给定的值。根据公式F5，质量函数的负的梯度GRAD分别被用作也称为下降方向的搜索方向。这具有以下优点，即最陡的下降分别为搜索方向。
标量步距α优选地通过梯度方向上的最小化来确定。当已超过最小迭代次数时或者在参数向量b方面从一次迭代到下一次迭代的变化位于预先给定的阈值之下时，中断优化方法OPT的执行。
当所谓的Lebenberg方法被用作梯度方法时，得到优化方法OPT的特别好的收敛。然而也可以使用任意的其它的适合于此的优化方法OPT。
关于梯度方法，相应的公开存在于专业书“Optimierung：Statische，dynamische，stochastische Verfahren fuer die Anwendung，MarkusPapageorgiou，Muenchen，Wein：Oldenburg，1991，ISBN 3-486-21799-2，第35页到51页”中，其内容特此与此有关地被包括在内。在上述专业书中也公开了其它优化方法OPT。
在步骤S6之后，在步骤S6中结束程序。
下面借助图5的流程图更为详细地阐述用于控制内燃机的程序。在步骤S8中开始该程序，在该步骤中必要时对变量进行初始化。优选地在接近发动机起动时或者直接在内燃机的发动机起动时实现开始。在步骤S10中，流入相应气缸Z1-Z4的燃烧室中的空气质量流MAF根据当前的进气管压力P_IM和相位PH来确定，该相位PH借助相位PH的校正值dPH来进行加法校正。步骤S10中气缸Z1-Z4的相应燃烧室内的待调节的空气质量流MAF的确定优选地在相应地应用关系式F1的情况下进行，其中空气质量流MAF根据校正后的相位、即根据相位PH的校正值dPH来确定。
接着，在步骤S12中，借助喷油嘴22根据空气质量流MAF来确定用于燃料的计量的调节信号SG_INJ。替代地或者附加地，在步骤S12中也可以确定用于内燃机的其它执行机构的其它调节信号。
在接下来的步骤S14中，在重新在步骤S10中继续处理之前，在预先给定的等待持续时间T_W内暂停该程序。在该程序在步骤S14中暂停期间，可以在控制设备25中执行其它程序。
替代地或者附加地，通过根据图5的程序也可以执行凸轮轴调节的诊断。在这种情况下检查，相位PH的校正值dPH是否低于或者超过预先给定的阈值。如果情况如此，则识别出凸轮轴调节的错误。在这种情况下，于是引入适当的诊断措施，例如紧急运行(Notlauf)或者向布置有内燃机的车辆的驾驶员发信号。也可以只有当在重复执行用于确定相位PH的校正值dPH的程序的情况下该校正值多次超过或者低于阈值时才实现发信号或者诊断措施。
用于确定校正值的程序的第二实施形式在步骤S16中开始(图6)，在该步骤中必要时对变量进行初始化。在步骤S18中，测量数据组MDS基本上根据步骤S2来确定。当内燃机具有阀行程调节装置19时，图6的程序是特别适合的，借助该阀行程调节装置可以在小的阀行程VL_L与大的阀行程VL_H之间调节换气阀13的阀行程VL。优选地，测量数据组MDS在步骤S18中在小的阀行程VL_L的情况下被检测。在步骤S18中所检测的测量数据组MDS优选地也包括阀行程VL。
接着，在步骤S20中借助优化方法OPT来确定相位PH的校正值dPH和要计量的燃料质量的校正值dMFF，更确切地说，在考虑在步骤S18中所检测的测量数据组MDS和优选地为较小的阀行程VL_L的阀行程VL的情况下来确定。在这种情况下，关于优化方法OPT的处理方式基本上对应于步骤S4的处理方式。不同于步骤S4，在等式F1中在吸收值η_1、η_2、η_3中的至少一个的情况下考虑阀行程VL。接着在步骤S22中结束该程序。
用于确定校正值的第三实施形式在步骤S24(图7)中开始，在该步骤中必要时对变量进行初始化。
在步骤S26中，第一测量数据组MDS1被检测，更确切地说根据步骤S18的处理方式被检测。优选地在保持小的阀行程VL_L的情况下实现第一测量数据组MDS1的检测。
在对应于步骤S20的步骤S28中，借助优化方法OPT来确定在小的阀行程VL_L时相位的校正值dPH_VL_L和要计量的燃料质量的校正值dMFF。
接着，在步骤S30中检测第二测量数据组MDS2并且缓存在控制设备25的缓冲存储器中。在检测第二测量数据组MDS2期间，优选地将进气阀12的阀行程调节到大的阀行程VL_H。
然后，在步骤S32中，在应用优化方法OPT的情况下并且以第二测量数据组MDS2为基础以及在考虑到阀行程VL在检测第二测量数据组MDS2时为大的阀行程VL_H的情况下确定在大的阀行程VL_H时相位PH的校正值dPH_VL_H和要计量的燃料质量的校正值dMFF。
在步骤32中在大的阀行程VL_H时相位PH的校正值dPH_VL_H的特别快速的确定可以通过以下方式来实现，即将在步骤S28中所确定的值分配给要计量的燃料质量的校正值dMFF作为迭代的优化方法的起始值。
接着在步骤S34中结束该方法。
如果当前设定小的阀行程VL_L，则在相应地考虑到在小的阀行程VL_L时相位PH的校正值dPH_VL_L的情况下实现步骤S10中空气质量流MAF的确定，而如果当前设定大的阀行程VL_H，则在考虑到在大的阀行程VL_H时相位PH的校正值dPH_VL_H的情况下实现步骤S10中空气质量流MAF的确定。
用于确定校正值的程序的第四实施形式在步骤S36(图8)中开始，在该步骤中必要时对变量进行初始化。
该程序特别适合于这样的内燃机，该内燃机被分配用于进气阀12和用于排气阀13的各一个凸轮轴并且这些凸轮轴18、18′分别被分配相位调节装置20。
在步骤S38中检测第三测量数据组MDS3。这基本上根据步骤S2的处理方式来进行，区别在于该测量数据组包括第一凸轮轴、即被分配给进气阀12的凸轮轴的相位PH_E的当前值以及第二凸轮轴18′、即被分配给排气阀13的凸轮轴的相位PH_A的值。第三测量数据组MDS3的检测在保持第二凸轮轴18′的相位PH_A的情况下进行。
然后，在步骤S40中，通过在考虑第三测量数据组MDS3和在检测第三测量数据组MDS3期间所设定的第二凸轮轴的相位PH_A的情况下执行优化方法OPT来确定第一凸轮轴的相位PH的校正值dPH_E和要计量的燃料质量的校正值dMFF。优化方法的执行根据步骤S4的处理方式来进行。
在接下来的步骤S42中，检测第四测量数据组MDS4，其中在这种情况下第一凸轮轴的相位PH_E基本上被保持恒定并且因此仅仅第二凸轮轴的相位PH_A被改变。步骤S42的操作因此类似于步骤S38。
接着，在步骤S44中，通过在考虑第四测量数据组MDS4和在检测第四测量数据组MDS4时的第一凸轮轴的相位PH_E的情况下执行优化方法OPT来确定第二凸轮轴18′的相位的校正值dPH_A和要计量的燃料质量的校正值dMFF。这类似于步骤S40的处理方式来进行。
当在质量函数GF中考虑第一凸轮轴18的相位的在步骤S40中所确定的校正值dPH_E时，实现对第二凸轮轴18′的相位的校正值dPH_A的特别精确的确定。当在步骤S40中所确定的那个校正值被用作要计量的燃料质量的校正值dMFF的起始值时，得到优化方法的特别快速的收敛。
接着在步骤S46中结束该方法。
借助相位的校正值，也可以在具有多个气缸组(Zylinderbaenken)的内燃机中、例如在V形发动机中实现被分配给相应气缸组的凸轮轴的凸轮轴位置的差别并且因此实现内燃机的更好的同步运转。
优化方法OPT也可以基于以下描述的解决方案。
计算的气体质量流MAF_CALC根据以下关系式来确定。
MAF_CALC＝(LAM_AV/LAM_SP)＊MAF＊FAC_LAM    (F6)
借助优化方法OPT在考虑到测量数据组MDS的情况下来近似第一直线方程(F7)。
MAF＝G1＊PH+OFFS1    (F7)
G1表示第一斜率，而OFFS1表示第一直线段。
这优选地在使平方误差最小化的情况下进行，如在E.Schruefer所著的专业书“Signalverarbeitung：numerische Verarbeitung digitalerSignale”(慕尼黑，维也纳，Hanser，1990，ISBN 3-446-15944-4，第74-76页)中所公开的，该专业书的内容特此与此有关地被包括在内。
此外，借助优化方法OPT在考虑到测量数据组MDS的情况下来近似第二直线方程(F8)。
MAF_CALC＝G2＊PH+OFFS2    (F8)
G2表示第二斜率，而OFF2表示第二直线段。
这优选地同样在使平方误差最小化的情况下进行。
然后，要计量的燃料质量的校正值dMFF于是根据以下关系式来确定。
dMFF＝G1/G2    (F9)
然后，相位PH的校正值dPH根据以下关系式来确定。
dPH＝(OFFS2/G2)-(OFFS1/G1)    (F9)

Claims (13)

1.一种用于控制内燃机的方法，所述内燃机具有：凸轮轴(18，18′)，该凸轮轴对换气阀产生影响；相位调节装置(20)，借助该相位调节装置能够调节所述凸轮轴(18，18′)与曲柄轴(8)之间的相位(PH)；废气探针(42)，借助该废气探针来检测表征气缸(Z1-Z4)内的空气/燃料比的量；至少一个用于检测所述相位(PH)的传感器；和至少一个对所述内燃机产生影响的执行机构，在该方法中，
-确定测量数据组(MDS)，该测量数据组被分配给不同的所检测的相位(PH)，并且该测量数据组除了包括所检测的相位(PH)之外还至少包括所检测的表征气缸(Z1-Z4)内的空气/燃料比的量，
-执行优化方法(OPT)，借助该优化方法根据所述测量数据组(MDS)来确定所检测的相位(PH)的校正值(dPH)，所述校正值(dPH)被确定来使得质量函数(GF)被最小化或者最大化，所述质量函数取决于被分配给所述测量数据组(MDS)的量，以及
-在所述内燃机的进一步运行中，根据借助所述校正值(dPH)校正过的所检测的相位来确定至少一个用于控制执行机构的调节量。
2.一种用于诊断内燃机的方法，所述内燃机具有：凸轮轴(18，18′)，该凸轮轴对换气阀产生影响；相位调节装置(20)，借助该相位调节装置能够调节所述凸轮轴(18，18′)与曲柄轴(8)之间的相位(PH)；废气探针(42)，借助该废气探针来检测表征气缸(Z1-Z4)内的空气/燃料比的量；至少一个用于检测所述相位(PH)的传感器；和至少一个对所述内燃机产生影响的执行机构，在该方法中，
-确定测量数据组(MDS)，该测量数据组被分配给不同的所检测的相位(PH)，并且该测量数据组除了包括所检测的相位(PH)之外还至少包括所检测的表征气缸(Z1-Z4)内的空气/燃料比的量，
-执行优化方法(OPT)，借助该优化方法根据所述测量数据组(MDS)来确定所检测的相位(PH)的校正值(dPH)，所述校正值(dPH)被确定来使得质量函数(GF)被最小化或者最大化，所述质量函数取决于被分配给所述测量数据组(MDS)的量，以及
-根据所检测的相位(PH)的校正值(dPH)来诊断所述内燃机的故障。
3.根据上述权利要求之一所述的方法，其中，所检测的相位(PH)的校正值(dPH)为加法校正值。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，借助所述优化方法(OPT)来确定要计量的燃料质量的校正值(dMFF)。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，要计量的燃料质量的校正值(dMFF)为乘法校正值。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述质量函数(GF)取决于表征所述气缸(Z1-Z4)内的空气/燃料比的量的额定值和λ调节器或者λ适配器的调节值(LAM_FAC)。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在存在第一和第二凸轮轴(18，18′)、相应的第一和第二相位调节装置以及用于检测相应的第一和第二相位(PH_E，PH_A)的第一和第二传感器时，首先在保持第二相位(PH_A)的情况下检测所检测的第一相位(PH_E)的测量数据组(MDS_3)并且接着借助优化方法(OPT)确定第一相位(PH_E)的校正值(dPH_E)，接着首先在保持第一相位(PH_E)的情况下检测所检测的第二相位(PH_A)的测量数据组(MDS_4)并且接着借助优化方法(OPT)确定第二相位的校正值(dPH_A)，其中第一凸轮轴被分配给进气阀(12)并且第二凸轮轴被分配给排气阀(13)。
8.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在存在第一和第二凸轮轴(18，18′)、相应的第一和第二相位调节装置以及用于检测相应的第一和第二相位(PH_E，PH_A)的第一和第二传感器时，首先在保持第一相位(PH_E)的情况下检测所检测的第二相位(PH_A)的测量数据组(MDS_4)并且接着借助优化方法(OPT)确定第二相位(PH_A)的校正值(dPH_A)，接着首先在保持第二相位(PH_A)的情况下检测所检测的第一相位(PH_E)的测量数据组(MDS_3)并且接着借助优化方法(OPT)确定第一相位的校正值(dPH_E)，其中第一凸轮轴被分配给进气阀(12)并且第二凸轮轴被分配给排气阀(13)。
9.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在存在换气阀的阀行程调节装置(19)时在保持当前的阀行程(VL)的情况下确定测量数据组(MDS)。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，针对所述阀行程(VL)的每次调节，确定所述相位(PH)的特有的校正值(dPH_VL_L，dPH_VL_H)。
11.根据权利要求8所述的方法，其中只有在所述换气阀的最小的阀行程(VL_L)时才确定所述测量数据组(MDS)。
12.一种用于控制内燃机的设备，所述内燃机具有：凸轮轴(18，18′)，该凸轮轴对换气阀产生影响；相位调节装置(20)，借助该相位调节装置能够调节所述凸轮轴(18，18′)与曲柄轴(8)之间的相位(PH)；废气探针(42)，借助该废气探针来检测表征气缸(Z1-Z4)内的空气/燃料比的量；至少一个用于检测所述相位(PH)的传感器；和至少一个对所述内燃机产生影响的执行机构，其中所述设备被构造用于：
-确定测量数据组(MDS)，该测量数据组被分配给不同的所检测的相位(PH)，并且该测量数据组除了包括所检测的相位(PH)之外还至少包括所检测的表征气缸(Z1-Z4)内的空气/燃料比的量，
-执行优化方法(OPT)，借助该优化方法根据所述测量数据组(MDS)来确定所检测的相位(PH)的校正值(dPH)，所述校正值(dPH)被确定来使得质量函数(GF)被最小化或者最大化，所述质量函数取决于被分配给所述测量数据组(MDS)的量，以及
-在所述内燃机的进一步运行中，根据借助所述校正值(dPH)校正过的所检测的相位来确定至少一个用于控制执行机构的调节量。
13.一种用于诊断内燃机的设备，所述内燃机具有：凸轮轴(18，18′)，该凸轮轴对换气阀产生影响；相位调节装置(20)，借助该相位调节装置能够调节所述凸轮轴(18，18′)与曲柄轴(8)之间的相位(PH)；废气探针(42)，借助该废气探针来检测表征气缸(Z1-Z4)内的空气/燃料比的量；至少一个用于检测所述相位(PH)的传感器；和至少一个对所述内燃机产生影响的执行机构，其中所述设备被构造用于，
-确定测量数据组(MDS)，该测量数据组被分配给不同的所检测的相位(PH)，并且该测量数据组除了包括所检测的相位(PH)之外还至少包括所检测的表征气缸(Z1-Z4)内的空气/燃料比的量，
-执行优化方法(OPT)，借助该优化方法根据所述测量数据组(MDS)来确定所检测的相位(PH)的校正值(dPH)，所述校正值(dPH)被确定来使得质量函数(GF)被最小化或者最大化，所述质量函数取决于被分配给所述测量数据组(MDS)的量，以及
-根据所检测的相位(PH)的校正值(dPH)来诊断所述内燃机的故障。
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