CN108397303B - 用于对用来调节阀升程曲线的机构进行控制的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于对一种机构进行控制的方法，所述机构用于调节内燃机的气缸的至少一个阀的阀升程曲线，其中为至少一个按照所述内燃机的点火顺序在当前点火的气缸获知由所述至少一个气缸所输出的转矩并且用至少一个参考值对其进行调整，并且其中对于所述调整的结果大于预先给定的阈值这种情况来说将所述用于对阀升程曲线进行调节的机构上的故障保存在存储器中，并且其中根据由所述对阀升程曲线进行调节的机构在当前的点火期间为所述在当前点火的气缸的至少一个阀有待调节的阀升程曲线来选择所述至少一个参考值。

Description

用于对用来调节阀升程曲线的机构进行控制的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种用于尤其在转矩基础上控制、也就是用于检查并且/或者调节用于调节阀升程曲线（Ventilerhebungskurve）的机构的方法以及一种具有用于对内燃机的气缸的至少一个阀的阀升程曲线进行调节的机构以及控制器的装置。

背景技术

在废气及消耗规定连续地变得更加严格的背景面前，用于对内燃机的尤其是进口阀的阀冲程、也就是阀升程曲线进行控制的系统主要用在下述马达中，所述马达比如在使用高的增压的情况下在与直接喷射和高的压缩的组合中实现高的功率密度。大多数用于对阀升程曲线进行控制的系统基于两种凸轮轮廓之间的转换，对于所述转换来说从正常轮廓或者还有全冲程轮廓转换到所谓的具有“早期的进口关闭”（FES）的凸轮轮廓。所述FES与所述正常轮廓相比显示出更低的阀冲程或者更为平坦的阀升程曲线，所述更为平坦的阀升程曲线引起比所述正常轮廓早的阀关闭点。

通过相对于正常轮廓更早的阀关闭点来降低换气损失，因为对于相同的负荷点来说相对于所述正常轮廓产生更高的进气管压力并且由此引起产生更小的换气功或者更小的节流损失。

通过相对于正常轮廓更早的阀关闭点，在相应的燃烧室中出现更小的充气运动（Ladungsbewegung）并且由此引起出现相对于所述正常轮廓更加缓慢的燃烧，所述更加缓慢的燃烧相应地需要很早的点火时间点。

与具有早的进口关闭的凸轮轮廓相比，为了在使用正常轮廓的情况下产生预先给定的转矩，大量的燃料是必需的（notwendig），用于调节对于废气后处理设备的最佳的运行来说所必须的、“λ=1”的λ值。

如果由于电的、机械的或者液压的缺陷会出现以下情况：不能调节比如根据内燃机的当前的工作点由控制器所要求的凸轮轮廓，尽管在所要求的凸轮轮廓的基础上调节了所述控制器或者相应的喷射及点火系统，但是可能出现与为了废气后处理设备的最佳的运行而设置的1的λ值的偏差。这意味着，对于在调节具有早的进口关闭的凸轮轮廓的假设的基础上配置相应的组件、但是在实际上调节了正常轮廓的这种情况来说，由于对所述正常轮廓来说太小地安排的、所喷射的燃料的量而可能出现断火或者爆震风险（Klopfrisiko）的提高以及到废气后处理设备中的燃料量的提高。

对于在调节了正常轮廓的假设的基础上配置内燃机的组件、但是在实际上调节了具有早的进口关闭的凸轮轮廓这种情况来说，可能由于关于具有早的进口关闭的凸轮轮廓太高地安排的、所喷射的燃料的量而出现断火或者含油太多的混合物。

在文献DE 103 55 336 A1中说明了一种用于对阀冲程转换进行监控的方法，对于该方法来说在特定的工作阶段中将多个气缸的燃烧室压力与比较值进行比较。

此外，在文献DE 10 2012 203 652 A1中说明了一种用于在曲轴或者转速传感器轮的加速度的基础上获知由气缸输出的转矩的方法。

文献DE 10 2008 054 690 A1说明了一种用于根据借助于内燃机的转速信号所获知的转矩走向来对所述内燃机的喷射量进行校准的方法。

发明内容

在这种背景的面前，介绍一种具有权利要求1的特征的方法和一种按权利要求11所述的装置。设计方案从说明书和从属权利要求中得出。

所介绍的方法尤其是用于控制、也就是用于检查并且/或者调节一种机构，所述机构用于调节内燃机的至少一个气缸的至少一个阀的阀升程曲线。为了检查用于对阀升程曲线、也就是阀冲程（Ventilhub）进行调节的机构而规定，获知由内燃机的气缸、尤其是由一个按照所述内燃机的点火顺序在当前点火的气缸所输出的或者所提供的转矩并且用至少一个参考值对其进行调整。根据所述调整的结果能够推断出，由所述气缸所输出的转矩是否对应于比如由控制器预先给定的并且由所述机构有待调节的阀升程曲线、也就是所述内燃机或者机构的预先给定的工作点。如果用所述参考值对所述在当前所输出的转矩进行调整的结果会低于阈值并且由此引起处于比如根据所述内燃机或者所述用于调节阀升程曲线的机构的预先给定的工作点来选择的参考值的公差范围之内，那就能够认为，正确地调节了凸轮轮廓并且该凸轮轮廓与所述内燃机的当前的工作点相匹配，其中所述凸轮轮廓由所述机构用于调节所述阀升程曲线。

如果用所述参考值对所述在当前通过所述气缸来输出的转矩进行调整的结果会高于阈值并且由此引起处于比如根据所述内燃机或者用于调节阀升程曲线的机构的预先给定的工作点来选择的参考值的公差范围之外，那就能够认为，没有正确地调节了凸轮轮廓并且该凸轮轮廓相应地与所述内燃机的当前的工作点不相匹配，其中所述凸轮轮廓由所述机构用于调节所述阀升程曲线。这意味着，在用所述参考值对在当前通过气缸所输出的转矩进行的调整的结果高于所述阈值时必须改变在当前由所述机构所使用的凸轮轮廓或者使喷射及点火设备与在实际上所调节的凸轮轮廓相匹配，因为在当前由所述机构所使用的凸轮轮廓与所述内燃机的工作点或者预先给定的阀升程曲线不一致。

规定，根据相应的内燃机的运行阶段来选择适合于用在当前由气缸输出的转矩进行调整的参考值。尤其所述参考值能够是在当前由比如控制器预先给定的、用于由气缸有待输出的转矩的目标值、借助于所述内燃机的数学模型来计算的实际力矩或者为一次先行于当前的点火过程的点火过程所获知的或者所估计的转矩。

所介绍的方法尤其用于：在从第一凸轮轮廓向第二凸轮轮廓的调节过程之后对由用于调节阀升程曲线的机构所使用的凸轮轮廓的调节进行检查并且识别可能有错误的或者没有完成的调节。

为了估计由内燃机的气缸输出的转矩，尤其规定，借助于两个所定义的、相对于绝对角度位置的测量时间点对所述内燃机的转速传感器轮或者曲轴的加速度进行分析。在此尤其规定，第一测量时间点处于相应的所研究的气缸中的燃烧过程或者点火过程之前并且第二测量时间点处于所述燃烧过程期间或者之后。

当然，为了实施所介绍的方法也能够使用每种另外的在技术上适合于对由气缸输出的转矩进行检测或者估计的方法。

为了为获知参考值而对实际力矩进行建模，尤其规定，对用于调节阀升程曲线的机构的调节过程进行建模，其中将所述机构从第一凸轮轮廓转换到第二凸轮轮廓，使得通过所述机构来控制的阀的阀升程曲线发生变化并且由此引起由相应的气缸输出的转矩发生变化，由此所获知的参考值也发生变化或者必须选择其它的参考值。

根据由用于调节阀升程曲线的机构所使用的凸轮轮廓或者凸轮件的变化来选择为实施所介绍的方法而设置的参考值。这意味着，按所述机构的工作点来使用其它的参考值，使得用参考值对由气缸输出的转矩进行的调整的结果根据所述参考值或者根据由所述机构为相应的工作点所使用的凸轮件或者凸轮轮廓而变化。如果气缸的在当前所输出的转矩与一个和内燃机的当前的工作点相对应的参考值的比较的结果引起高于阈值的结果并且由此引起处于公差范围之外的结果，那么由所述气缸所输出的转矩就与所述机构的工作点不相匹配并且相应地与所述内燃机的工作点不相匹配，从而能够推断，存在着对于所述气缸的有错误的控制，所述有错误的控制尤其在错误的阀升程曲线上会有其原因。

为了控制用于对阀升程曲线进行调节的机构，尤其规定，借助于所介绍的方法来检查内燃机的所有气缸。这意味着，为所述内燃机的每个气缸获知所输出的转矩并且用相应的参考值对其进行调整。如果用相应的参考值对为气缸所获知的转矩进行的调整提供一种结果，其数值高于阈值，那就能够将故障信号保存在故障存储器中并且/或者使所述内燃机与所述气缸的当前的状态相匹配。为了使所述内燃机与所述气缸的已经导致故障信号的状态相匹配，比如能够对用于所述气缸的有待喷射的燃料量和/或点火时间点进行校正，也就是使其与在实际上由用于对所述气缸的至少一个阀的阀升程曲线进行调节的机构所使用的凸轮轮廓或者在实际上所使用的凸轮件相匹配。

为了获知由用于对阀升程曲线进行调节的机构在实际上所使用的凸轮件，能够用为所有可能所使用的凸轮件获知的参考值对由气缸输出的转矩进行调整。在仅仅两个能够由所述用于对阀升程曲线进行调节的机构所使用的凸轮件的情况下，能够在故障情况中推断出，相应地与在当前所使用的参考值不对应的凸轮件在实际上由所述机构所使用。

为了能够实现所获知的转矩与具有多个气缸的内燃机的相应的气缸的明确的分配，尤其规定，在两个用于对转速传感器轮的加速度进行检测的测量步骤之间存在着两个气缸的至少一个点火间隔。

此外，本发明涉及一种具有用于对内燃机的至少一个气缸的至少一个阀的阀升程曲线进行调节的机构并且具有控制器的装置，其中所述控制器被配置用于：为至少一个按照所述内燃机的点火顺序在当前点火的气缸获知由所述至少一个气缸所输出的转矩并且用至少一个参考值对其进行调整，并且对于所述调整的结果大于预先给定的阈值这种情况来说输出故障报告，所述故障报告显示出所述用于对阀升程曲线进行调节的机构上的故障，其中所述控制器此外被配置用于：根据由所述用于对阀升程曲线进行调节的机构在当前的点火期间为在当前点火的气缸的至少一个阀有待调节的阀升程曲线来选择所述至少一个参考值。

所介绍的方法尤其是用于运行所介绍的装置。

本发明的另外的优点和设计方案从说明书和附图中得出。

不言而喻，前面所提到的和下面仍待解释的特征不仅能够在相应所说明的组合中而且也能够在其它的组合中或者单独地使用，而不离开本发明的范围。

附图说明

附图中：

图1示出了活塞升程结合按照现有技术的、通过用于调节阀升程曲线的机构来使用的凸轮轮廓的示意图。

图2示出了用于获知由气缸输出的转矩的方法的示意图。

图3示出了所介绍的方法的一种可能的设计方案的示意图。

图4示出了所介绍的用于四缸马达的方法的一种可能的设计方案的流程。

具体实施方式

在图1中示出了图表1，该图表在横坐标3上通过时间并且在纵坐标5上通过距离（Weg）来撑开。走向7表明（angeben）活塞冲程，内燃机的气缸的活塞在运行中克服所述活塞冲程。

图表10在横坐标11上通过时间并且在纵坐标13上通过距离来撑开，在所述图表10中示出了第一走向15和第二走向17。所述第一走向15代表着阀升程曲线，所述阀升程曲线由用于对内燃机的至少一个气缸的至少一个阀的阀升程曲线进行调节的机构在使用与正常运行相对应的凸轮轮廓的情况下来调节。所述第二走向17代表着一种阀升程曲线，该阀升程曲线由所述机构在使用以下凸轮轮廓的情况下来调节，所述凸轮轮廓引起早的阀关闭点。相应地，借助于所述机构来控制的进口阀在使用按照所述第二走向17引起早的阀关闭点的凸轮轮廓的情况下相对于按照所述第一走向15借助于引起正常的或者按照标准调节的阀关闭点的凸轮轮廓较少程度地偏移（auslenken）并且更早地关闭。

在此，比如由于在所述用于对阀升程曲线进行调节的机构的连接中的电故障，而不再可能从所述引起按照第二走向17的早的阀关闭点的凸轮轮廓转换（Umstellung）到所述引起按照第一走向15的正常的阀关闭点的凸轮轮廓。但是，因为所述内燃机的控制器预先给定由所述机构来调节所述引起按照第一走向15的阀升程曲线的凸轮轮廓，所以喷射设备被配置用于喷射一定量的燃料，如通过条（Balken）21所勾画的那样这个量适合于用按照第一走向15的阀升程曲线的运行。这意味着，由所述喷射设备所喷射的燃料的量不适合于按照所述第二走向17的、由于所述机构上的电故障而调节的阀升程曲线。

因为由于所述机构的电故障而在实际上使用下述凸轮轮廓，该凸轮轮廓引起按照所述第二走向17的早的阀关闭点，所以由所述喷射系统所喷射的燃料的量对于与所述第二走向17相对应的阀升程曲线来说太大。如其通过条23所示出的那样的为按照所述第二走向17的阀升程曲线所设置的燃料量与如其通过条21所示出的那样的为按照所述第一走向15的阀升程曲线所设置的燃料量的比较来显示，对按照所述第一走向15的阀升程曲线来说所必须的、以所述条21的形式的燃料量明显大于对按照所述第二走向17的阀升程曲线来说所必须的、以条23的形式的燃料量。相应地，在用引起按照所述第二走向17的、具有早的阀关闭点的阀升程曲线的凸轮轮廓来运行的期间在喷射按照条21的燃料量时喷射太多的燃料，这引起含油太多的混合物并且相应地引起排放的升高或者功率下降。

此外，如果按照如其通过在实际上所使用的凸轮轮廓预先给定的那样的第二走向17的阀升程曲线要求如其通过符号19所勾画的那样的早的点火时间点，那么，对由于所述机构的连接中的电故障而出现对于所述阀升程曲线的调节这种情况来说也如通过符号25所勾画的那样在迟的时间点开始（einleiten）点火设备的点火时间点。相应地，由于与在实际上所使用的凸轮轮廓不相匹配的点火设备而太迟地给混合物点火，这同样引起排放的升高或者功率下降。

在图2中示出了图表30，该图表在横坐标31上通过时间并且在纵坐标33上通过用于获知内燃机的转速的转速传感器轮的转速来撑开（aufspannen）。

走向35代表着在超越时间的范围内转速传感器轮的速度。为了估计气缸的转矩的绝对值，在燃烧之前、也就是在点火时间点之前的范围37中并且在燃烧期间或者之后的范围39中获知所述转速传感器轮的速度。借助于在所述范围37和39中所计算的速度，能够计算一种特征、像比如通过燃烧的转速传感器轮的加速度并且将其用于估计借助于燃烧所产生的转矩。

在图3中示出了用于控制用来调节阀升程曲线的机构的流程。为此，在参考步骤41中获知用于控制气缸40的参考值。所述参考值比如能够根据在当前预先给定的目标力矩来选择或者借助于相应的内燃机的数学模型来获知或者从一次先行于当前的点火过程的点火过程中推导出来。

在确定步骤43中，在使用转速传感器轮加速度的情况下借助于如按照图2所描述的那样的方法来估计由所述气缸40输出的转矩。

在调整步骤45中，用在所述参考步骤41中所获知的参考值对在所述确定步骤中所估计的转矩进行调整。如果如通过箭头47所勾画的那样所述调整的结果按照数值会高于阈值、也就是说高于公差阈值，则在故障步骤49中开始故障反应并且比如将故障信号保存在故障存储器中并且/或者将所述内燃机转换（schalten）到安全运行中。

如果如通过箭头51所勾画的那样所述调整的结果会低于所述阈值，则在检查步骤53中检查，是否已经对所述内燃机的所有气缸控制过一次。如果是这种情况，则在记录步骤55中记录所述方法的结果。否则在推迟了第二气缸的、在推迟步骤57中确定的点火间隔之后重复整个用于另一个尚未控制的气缸的过程。

在图4中在表格100中示范性地示出了用于对由所述内燃机的相应的气缸60、70、80和90所输出的转矩进行估计的测量的时间流程。在此，所述气缸60是第一气缸，该第一气缸由用于对阀升程曲线进行调节的机构、用改变了的凸轮轮廓来控制。

对于不同的气缸60、70、80和90来说，在行63、65、67和69中分别表明在不同的、在行61中表明的曲轴位置中燃烧（V）、排气（A）、吸入（E）和压缩（K）这些冲程。

行71表明用于对转速传感器轮的转速进行测量的测量时间点，借助于其能够估计由所述气缸60、70、80和90所输出的转矩。

在此，测量时间点73处于所述气缸60的燃烧冲程之前并且测量时间点75处于所述气缸60的燃烧冲程的期间或者之后。相应地，借助于所述转速传感器轮的转速或者加速度的、在所述测量时间点73和75期间所获知的数值能够推断出由所述气缸60在燃烧冲程期间所输出的转矩。

与关于所述气缸60的处理方式相类似，借助于所述转速传感器轮的速度或者加速度的、在测量时间点77和79所获知的测量值能够推断出通过所述气缸70的燃烧过程所输出的转矩，或者借助于所述转速传感器轮的速度或者加速度的、在测量时间点81和83所获知的数值能够推断出通过所述气缸80的燃烧过程所输出的转矩，以及借助于所述转速传感器轮的速度或者加速度的、在测量时间点85和87所获知的数值能够推断出通过所述气缸90的燃烧过程所输出的转矩。

通过用相应的参考值对为所述气缸60、70、80和90所获知的转矩进行的调整，能够推断出，所述用于对气缸60、70、80和90的阀升程曲线进行调节的机构的从第一凸轮件（Nockenstück）到第二凸轮件的转换是否已经发挥功能。

Claims (12)

1.用于对一种机构进行控制的方法，所述机构用于调节内燃机的气缸（60、70、80、90）的至少一个阀的阀升程曲线，其中为至少一个按照所述内燃机的点火顺序在当前点火的气缸（60、70、80、90）获知由所述至少一个气缸（60、70、80、90）所输出的转矩并且用至少一个参考值对其进行调整，并且其中对于所述调整的结果大于预先给定的阈值这种情况来说将所述用于对阀升程曲线进行调节的机构上的故障保存在存储器中，并且其中根据由所述对阀升程曲线进行调节的机构在当前的点火期间为所述在当前点火的气缸（60、70、80、90）的至少一个阀有待调节的阀升程曲线来选择所述至少一个参考值。

2.按权利要求1所述的方法，其中根据所述内燃机的、在获知所输出的转矩的期间所调节的工作点来选择所述至少一个参考值。

3.按权利要求1或2所述的方法，其中为所述内燃机的每个气缸（60、70、80、90）获知所输出的转矩并且用为相应的气缸（60、70、80、90）所获知的参考值对其进行调整。

4.按权利要求1或2所述的方法，其中，如果将所述用于调节阀升程曲线的机构针对当前的点火过程转换到下述状态中，在所述状态中在所述至少一个气缸（60、70、80、90）的至少一个阀上调节相对于前一次点火过程改变了的阀升程曲线，那就仅仅用所述至少一个参考值对由所述至少一个气缸（60、70、80、90）所输出的转矩进行调整。

5.按权利要求1或2所述的方法，其中由所述至少一个气缸（60、70、80、90）所输出的转矩通过对于转速传感器轮的加速度的分析来获知。

6.按权利要求1或2所述的方法，其中根据以下尺度的清单中的尺度来获知所述至少一个参考值：所述至少一个气缸（60、70、80、90）的当前的目标力矩、所述至少一个气缸（60、70、80、90）的借助于数学模型来获知的实际力矩或者通过所述至少一个气缸（60、70、80、90）的、关于所述至少一个气缸（60、70、80、90）的当前的点火过程先前的点火过程所产生的转矩。

7.按权利要求1或2所述的方法，其中对于识别出所述用于调节阀升程曲线的机构上的故障这种情况来说将所述故障分配给所述气缸（60、70、80、90），所述气缸的转矩用于为了识别所述故障而使用的调整。

8.按权利要求1或2所述的方法，其中用所述至少一个参考值按顺序地为所述内燃机的每个气缸（60、70、80、90）对由当前点火的气缸（60、70、80、90）所输出的转矩实施调整，其中两个气缸（60、70、80、90）的至少一个点火间隔处于不同的、用于不同的气缸的调整步骤之间。

9.按权利要求1或2所述的方法，其中对于在所述用于调节阀升程曲线的机构上识别出故障这种情况来说输出故障信号并且/或者产生用于将所述内燃机调节到在当前所调节的阀升程曲线上的控制指令。

10.按权利要求1或2所述的方法，其中，一旦目标凸轮位置发生变化，就激活所述方法。

11.具有用于对内燃机的至少一个气缸（60、70、80、90）的至少一个阀的阀升程曲线进行调节的机构并且具有控制器的装置，其中所述控制器被配置用于：为至少一个按照所述内燃机的点火顺序在当前点火的气缸（60、70、80、90）获知由所述至少一个气缸（60、70、80、90）所输出的转矩并且用至少一个参考值对其进行调整，并且对于所述调整的结果大于预先给定的阈值这种情况来说输出故障报告，所述故障报告显示出所述用于对阀升程曲线进行调节的机构上的故障。

12.按权利要求11所述的装置，其中所述控制器此外被配置用于：根据由所述用于对阀升程曲线进行调节的机构在当前的点火的期间为所述在当前点火的气缸（69、70、80、90）的至少一个阀有待调节的阀升程曲线来选择所述至少一个参考值。

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