CN109964018A - 借助于相同振幅的线来组合地识别内燃机的进气阀升程相位差和排气阀升程相位差的方法 - Google Patents

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Abstract

在用于组合地识别内燃机的气缸的进气阀升程相位差与排气阀升程相位差的方法中，测量在运行中在空气抽吸段中的抽吸空气的和/或在废气排气段中的废气的能够配置给气缸的动态的压力振荡，并且基于所测量的压力振荡的所选出的信号频率的振幅获取相同相位位置的线，并且通过投影产生共同的交点，从该交点确定进气阀升程相位差和排气阀升程相位差。由此实现以简单且成本有利的方式执行气门控制时间的特别准确的识别，由此可以实现关于排放、消耗、运转平稳的优点，并且改善发动机的可调节性和控制。

Description

借助于相同振幅的线来组合地识别内燃机的进气阀升程相位 差和排气阀升程相位差的方法
本发明涉及一种方法，利用该方法可以通过对于抽吸空气的动态的压力振荡进行分析来组合地识别在运行中的往复活塞式内燃机的进气阀和排气阀的阀升程的相位差，所述动态的压力振荡在空气抽吸段（Luft-Ansaugtrakt）中测量。
以下还仅被简称为内燃机的往复活塞式内燃机具有一个或多个气缸，在其中分别布置有往复式活塞（Hubkolben）。为了清楚说明往复活塞式内燃机的原理，以下参照图1，其示例性地示出带有最重要的功能单元的、必要时还有多气缸的内燃机的缸。
各个往复式活塞6可以线性运动地布置在各个气缸2中并且与气缸2包围出燃烧室3。各个往复式活塞6经过所谓的连杆7与曲轴9的各个曲柄销（Hubzapfen）8相连接，其中，曲柄销8相对于曲轴旋转轴线9a偏心地布置。通过在燃烧室3中的燃料空气混合物的燃烧线性地“向下”驱动往复式活塞6。往复式活塞6的平移的升程运动借助于连杆7和曲柄销8传递到曲轴9上并且转变成曲轴9的旋转运动，其使往复式活塞6在克服气缸2中的下止点之后又沿着相反方向“向上”运动，直至上止点。为了使得内燃机1的持续的运行成为可能，必须在气缸2的所谓的工作循环期间首先利用燃料空气混合物填充燃烧室3，燃烧室3中的燃料空气混合物被压缩，然后被点燃并且燃烧，用于驱动往复式活塞6并且最终将在燃烧之后剩余的废气从燃烧室3推出。通过连续重复该过程在输出与燃烧能量成比例的功的情况下产生内燃机1的持续运行。
根据发动机构思，气缸2的工作循环被划分成两个分布在一圈曲轴旋转(360°)上的冲程(二冲程发动机)或者划分成四个分布在两圈曲轴旋转(720°)上的冲程(四冲程发动机)。
迄今为止，四冲程发动机作为用于机动车的驱动装置已被普遍接受。在抽吸冲程中，在往复式活塞6的向下运动时，将燃料空气混合物或者仅仅新鲜空气(在燃料直喷的情况下)从空气抽吸段20带入到燃烧室3中。在接下来的压缩冲程中，在往复式活塞6向上运动时，燃料空气混合物或新鲜空气在燃烧室3中被压缩，并且必要时借助于属于燃料输送系统的喷射阀5将燃料单独地直接喷射到燃烧室3中。在接下来的工作冲程中借助于火花塞4点燃燃料空气混合物，膨胀地燃烧并且在往复式活塞6向下运动时在输出功的情况下放松。最终，在推出冲程中，在往复式活塞6重新向上运动时，将剩余的废气从燃烧室3推出到废气排气段30中。
燃烧室3到内燃机的空气抽吸段20或废气排气段30的界限通常以及特别是在这里所基于的示例的情况下通过进气阀22和排气阀32来实现。这些阀的操控根据如今的现有技术通过至少一个凸轮轴来实现。所示出的示例具有用于操纵进气阀22的进气凸轮轴23并且具有用于操纵排气阀32的排气凸轮轴33。在阀与各个凸轮轴之间大多还存在另外的、这里未示出的用于力传递的机械构件，所述机械部件还可以包含气门间隙补偿装置(例如杯形挺杆、摇臂、拖杆、推杆、液压挺杆等)。
对于进气凸轮轴23和排气凸轮轴33的驱动通过内燃机1自身来实现。为此，进气凸轮轴23和排气凸轮轴33分别通过合适的进气凸轮轴控制适配器24和排气凸轮轴控制适配器34、例如齿轮、链轮或皮带轮借助于控制传动机构40在规定的位置中彼此并且相对于曲轴9通过相应地构造成齿轮、链轮或皮带轮的相应的曲轴控制适配器10与曲轴9相耦联，所述控制传动机构例如具有齿轮传动机构、控制链或控制齿带。通过该连接原则上限定了进气凸轮轴23和排气凸轮轴33关于曲轴9的旋转位置的旋转位置。在图1中示例性地示出了在进气凸轮轴23和排气凸轮轴33与曲轴9之间借助于皮带盘和控制齿带的耦联。
曲轴在工作循环上所走过的旋转角度此外被称为工作相位或者简单地仅称为相位。曲轴在工作相位之内走过的旋转角度相应于此地被称为相位角。曲轴9的各个当前的曲轴相位角可以借助于与曲轴9或曲轴控制适配器10相连接的位置传感器43和所配置的曲轴位置传感器41持续地被探测。在此，位置传感器例如可以实施成带有多个在周缘上等距地分布地布置的齿部的齿轮，其中，单个齿的数量确定曲轴相位角信号的分辨率。
同样地必要时可附加地借助于相应的位置传感器43和所配置的凸轮轴位置传感器42持续地探测进气凸轮轴23的和排气凸轮轴33的当前的相位角。
因为各个曲柄销8以及随着该曲柄销的往复式活塞6、进气凸轮轴23以及随着该进气凸轮轴的各个进气阀22以及排气凸轮轴33和随着该排气凸轮轴的各个排气阀32通过预先确定的机械联接以彼此预先确定的关系并且根据曲轴旋转来运动，这些功能部件与曲轴同步地走过各个工作相位。往复式活塞6、进气阀22和排气阀32的相应的旋转位置和升程位置因此可以在考虑各个传动比的情况下涉及曲轴9的通过曲轴位置传感器41预先确定的曲轴相位角。因此在理想的内燃机的情况下可以给每个确定的曲轴相位角配置一种确定的曲柄销角HZW(图2)、确定的活塞升程、确定的进气凸轮轴角并且因此确定的进气阀升程以及确定的排气凸轮轴角以及因此确定的排气阀升程。也就是说，所有提到的部件与旋转的曲轴9的处于同相或同相运动。
然而在现代的内燃机1中，在曲轴9与进气凸轮轴23以及排气凸轮轴33之间的机械耦联区段之内可能存在附加的、例如集成到进气凸轮轴适配器24或排气凸轮轴适配器34中的调节环节，所述调节环节引起了在曲轴9与进气凸轮轴23以及排气凸轮轴33之间的期望的可控的相位偏移。所述调节环节在所谓的变化的气门驱动装置中作为所谓的相位调节器是已知的。
还以符号示出了电子的、可编程的发动机控制装置50(CPU)，该发动机控制装置配备有用于接收多种多样的传感器信号的信号入口和用于操控相应的调节单元的信号-和功率出口以及用于控制发动机功能的执行机构。
对于内燃机的最佳运行(关于排放、消耗、功率、平稳运转等)而言，应该在抽吸冲程期间尽可能好地了解被带入到燃烧室中的新鲜气体充气量，以便能够使其它用于燃烧的参数、例如待输送的、必要时直接喷射的燃料量与所述新鲜气体充气量相协调。所谓的充气变换、即新鲜气体的抽吸和废气的推出在此很大程度上取决于进气阀22的和排气阀32的控制时间，也就是说取决于各个阀升程关于活塞升程的时间上的变化曲线的时间上的变化曲线。换句话说，充气变换在运行中取决于进气-和排气阀关于曲轴相位角并且因此关于往复式活塞的相位位置的相位位置。
用于获取新鲜气体充气量的以及用于将内燃机的控制参数与新鲜气体充气量相协调的现有技术是：测量在所有出现的、例如取决于转速、荷载、必要时通过相位调节器能够预先确定的气门控制时间、必要时废气涡轮增压器或压缩机的运行参数等的运行状态中的所谓的参考内燃机，并且储存这些测量值或者其衍生物或者由表现特性的、关于相应的批量内燃机的发动机控制装置的模型方法。所有结构相同的、相同结构系列的批量生产的内燃机那么以所产生的该参考数据记录来运行。
例如通过制造公差造成的、在批量内燃机的进气-和排气阀以及曲轴相位角或往复式活塞位置之间的实际相对位置关于参考内燃机的理想的参考位置的偏差、即进气阀升程、排气阀升程以及必要时活塞升程关于通过曲轴位置传感器预先规定的曲轴的相位角或相位位置的相位差导致了，实际被抽吸的新鲜气体充气量与作为参考确定的新鲜气体充气量有偏差并且因此基于参考数据记录的控制参数不是最佳的。在内燃机运行时可能由于该误差出现关于排放、消耗、功率、平稳运行等的负面影响。
为了清楚说明在批量内燃机处出现的可能的偏差并且为了定义该偏差的命名，此外参考图2，其显示出图1的内燃机，然而在图2中为了更好的清楚性删去了在图1中示出的附图标记并且仅仅标记了相应的偏差。
由布置在曲轴控制适配器10处的位置传感器43的参考位置出发得出多个公差链，所述公差链导致了往复式活塞6、进气阀22和排气阀32的以下还被称为相位差的相位位置相对于理想参考相位的偏差，所述位置传感器的相位角由曲轴位置传感器41来探测。
在此，例如从曲柄销角HZW、所谓的曲柄销角度差ΔHZW相对于曲轴位置传感器41的参考位置的偏差并且从连杆7和往复式活塞6的不同的尺寸公差(未示出)得出活塞升程相位差ΔKH。
此外，例如由凸轮位置、所谓的进气凸轮轴角度差ΔENW连同进气凸轮轴控制适配器24和控制传动装置40的机械公差(未示出)得出进气阀升程相位差ΔEVH。只要存在用于进气凸轮轴的相位调节器，必要时还考虑进气凸轮轴调节角ENVW或者其与预给定参数的偏差。
以相同的方式例如由凸轮位置、所谓的排气凸轮轴角度差ΔANW连同排气凸轮轴控制适配器24和控制传动装置40的机械公差(未示出)的偏差得出排气阀升程相位差ΔAVH。只要存在用于排气凸轮轴的相位调节器，必要时还考虑排气凸轮轴调节角ANVW或者其与预给定参数的偏差。
对于所述偏差的可能的起因可以例如是：
-参与的机械部件的制造-和/或装配公差，以及
-磨损现象，例如控制链或齿带的拉伸，通过所述控制链或齿带将曲轴和凸轮轴相耦联，以及
-弹性地或者塑性地由于高的机械负载状态引起的变形现象。
所述问题的至今为止的解决方案根据当前现有技术在此原则上在于：探测和量化在参考内燃机与批量内燃机之间出现的偏差，以便能够借助于控制参数的匹配来执行用于修正或补偿的相应的措施。
此外，至今尝试通过使制造-和装配公差最小化来对付该问题。此外例如借助于阀升程位置、凸轮轮廓等在各个停止的批量内燃机处测量控制时间并且在组装时相应地校准内燃机。
此外，大多数当时已知的系统利用参考点系统(位置反馈)来工作。在此，在曲轴以及进气凸轮轴和/或排气凸轮轴处或者在各个曲轴控制适配器以及进气凸轮控制适配器和/或排气凸轮轴控制适配器处或者在必要时存在的相位调节器等处分别安置有位置标记，该位置标记可以被传感器探测。由此可以获取在曲轴和各个进气凸轮轴和/或排气凸轮轴之间的相对的相位位置并且识别相对于所追求的参考值的偏差。这些偏差的不希望的影响然后可以通过相应的控制参数的适配或修正根据所获取的偏差在控制装置中被抵抗。
然而根据原则，利用该方法仅仅可以鉴别出现的公差的一部分。因此例如不可能的是，基于各个位置标记自身关于凸轮轴的位置偏差或者关于各个参考位置的进气凸轮轴角度差ΔENW或排气凸轮轴角度差ΔANW来鉴别角度偏差。
另外的方法、例如对于爆震传感器信号的分析、对于气缸压力信号的分析同样是已知的。
此外由文献US 6,804,997 B1已知一种用于通过监测和分析在抽吸段中的压力波动来确定曲轴的相位位置的发动机控制设备。这样地构造控制设备，使得该控制设备对于抽吸空气压力波动进行确定，所述抽吸空气压力波动显示出抽吸空气事件以及因此相关的曲轴相位位置以及其发动机循环的相应的时期。控制设备使用这些信息，用来获取曲轴的曲轴转速和相位位置，以便控制发动机的燃料喷射和点火行为。进气-和排气阀的控制时间、即必要时进气阀升程相位差和排气阀升程相位差在此没有被考虑并且有时可能显著地影响结果。
由文献DE 10 2005 007 057公开了一种用于在内燃机的抽吸段中待调节的节气门气流的调节方法，其中，在抽吸段中的此外还被内燃机的气门控制时间影响的压力脉动在调节流体流时也被加以考虑。为此借助于快速傅里叶变化分析压力脉动，并且将振幅信息综合在畸变因数中，所述畸变因数作为附加的输入参量例如被考虑用于节气门空气流的多维数学调节模型中。借助于该方法不能得出关于内燃机的气门控制时间、即还有需要时存在的进气阀升程相位差和排气阀升程相位差的具体的结论。
由文献DE 35 06 114 A1已知一种用于控制或调节内燃机的方法，其中根据运行参量、例如内燃机的气体压力信号、至少一个调整量来控制，所述运行参量包含作为信息的内燃机的振动频谱的至少一部分。为此从所探测到的运行参量通过离散傅里叶变换获取包含在其中的量频谱（Betragsspektrum）来作为振动频谱的部分并且用作测量频谱并且与参考频谱做比较。内燃机的待控制的调整量于是根据在测量频谱与参考频谱之间的偏差来控制。借助于该方法同样也不能简单得出关于内燃机的气门控制时间和活塞升程位置的具体结论。
文献US 2009 0 312 932 A1公开了一种用于诊断在内燃机内的燃烧的方法，其中，由曲轴角速度借助于快速傅里叶变换产生燃烧相位调整值，将该值与期望的燃烧相位调整值作比较并且识别这些值的差异，所述差异大于允许的内燃机相位调整差。
在文献US 2010 0 063 775 A1中还公开了一种类似的用于如之前所述的那样获取在参考发动机与批量发动机之间的偏差的处理方法。
本发明所基于的任务是，提供一种开头所述类型的简单的且成本有利的方法，借助于该方法能够特别准确地识别进气阀和排气阀的实际相位位置，或者能够在内燃机持续运行时可靠地确定进气阀升程相位差ΔEVH以及排气阀升程相位差ΔAVH。
该任务根据本发明按照独立权利要求通过用于组合地识别运行中的批量内燃机的气缸的进气阀升程相位差和排气阀升程相位差的方法来得到解决。
根据本发明的对象的实施例和改进方案是从属权利要求的主题。
依照根据本发明的、用于组合地识别运行中的批量内燃机的气缸的进气阀升程相位差和排气阀升程相位差的方法测量所涉及的运行中的批量内燃机的、在空气抽吸段中的抽吸空气的和/或在废气排气段中的废气的、能够配置给各个气缸的动态的压力振荡并且分别产生相应的压力振荡信号。同时获取曲轴相位角信号。由压力振荡信号借助于离散傅里叶变化获取所测量的压力振荡的所选出的信号频率的关于曲轴相位角信号的振幅。
此外，本发明的特征在于以下另外的步骤：
-基于各个所选出的信号频率的所获取的振幅，获取所选出的信号频率的相同振幅的、与进气阀升程相位差和排气阀升程相关的线。这借助于储存在参考线综合特征曲线中的或借助于相同振幅的各个代数的模型函数获取的参考线来实现；
-所选出的信号频率的相同振幅的所获取的线的共同交点通过投影到共同的、通过进气阀升程相位差和排气阀升程相位差张开的平面中来获取；
-进气阀升程相位差和排气阀升程相位差由所选出的信号频率的相同振幅的线的所获取的共同的交点来确定。
用于进行到气缸的各个燃烧室的空气输送的所有部件在此被专业人士归纳为概念：内燃机的“空气抽吸段”或者简称“抽吸段”、“抽吸系统”或“进气段”并且由此定义所谓的空气路径。例如空气过滤器、抽吸管、抽吸弯管或分配管或短的吸管、节气门阀以及必要时气缸中的压缩机和抽吸开口或气缸的进气通道可以属于所述“空气抽吸段”。
与此相反，概念：内燃机的“废气排气段”或简称“废气段”或“排气段”标记这样的部件，所述部件用于将在燃烧之后从燃烧室逸出的废气受控地导出。
为了分析压力振荡信号，使其经受离散的傅里叶变换(DFT)。对此可以考虑作为快速傅里叶变换(FFT)而已知的算法，用来有效地计算DFT。借助于DFT现在将压力振荡信号分解成单个信号频率，所述单个信号频率此外可以单独地简化地关于其振幅和相位位置进行分析。
在当前的情况中已经示出的是，压力振荡信号的所选出的信号频率的振幅和内燃机的与曲轴角有关的气门控制时间相关。在此，信号频率的振幅标记了信号频率信号关于中线的相对的振幅高度。
根据本发明的方法具有的优点是，可以在没有附加的传感装置的情况下并且以高的准确度获取相位位置、也就是内燃机的进气阀和排气阀相对于曲轴相位角的当前的升程位置，并且因此可以被考虑用来准确计算充气变换过程并且用于协调内燃机的控制参数。
在该方法的一种实施方案中，这包括在上述根据本发明的方法之前的步骤：测量参考内燃机，用于确定空气抽吸段中的抽吸空气和/或废气排气段中的废气的压力振荡信号的所选出的信号频率的相同振幅的、根据参考-进气阀升程相位差和参考-排气阀升程相位差的参考线，并且在参考线综合特征曲线中储存压力振荡信号的所选出的信号频率的相同振幅的、根据参考-进气阀升程相位差和参考-排气阀升程相位差的参考线。以该方式能够以简单的方式获取进气阀升程相位差和排气阀升程相位差。
以有利的方式可以将上述参考线综合特征曲线储存在所涉及的批量内燃机的本来就存在的发动机控制装置的储存区域中并且因此在批量内燃机的运行中直接可供在前述方法中使用，而无需单独的存储装置。
以另外的有利的方式可以从压力振荡信号的所选出的信号频率的正如上述获取的参考线综合特征曲线、对于各个信号频率推导出代数的模型函数，所述代数的模型函数描绘压力振荡信号的所选出的信号频率的相同振幅的、根据参考-进气阀升程相位差以及参考-排气阀升程相位差的各个参考线的变化曲线。以该方式提供相同振幅的参考线的数学公式表达，其在另外的方法中可以被考虑用于：解析地获取相同振幅的线的共同的交点并且因此识别进气阀升程相位差和排气阀升程相位差。
在本发明的改进方案中，可以将正如之前所描述的那样地获取的用于所选出的信号频率的代数的模型函数储存在所涉及的批量内燃机的发动机控制装置的存储区域中。以这种方式直接在控制部中提供代数的模型函数并且能够以简单的方式用于分别当前地获取相同振幅的线。因此不需要在存储器中维持相应的参考线综合特征曲线，所述参考线综合特征曲线包含大的数据量并且因此导致升高的储存空间需求。
在根据本发明的方法的另一实施方案中，基于相应的代数函数将相同振幅的所获取的线投影到共同的、通过进气阀升程相位差和排气阀升程相位差张开的平面中，用于获取共同的交点。为此，将在该专利申请中为了更好地清楚说明该方法使用的图解的示图转换成代数函数或运算操作。这在借助于电子的、可编程的计算单元、例如相应的发动机控制装置(CPU)来实施该方法时是特别有利的，在其上可以实施相应的运算操作。
在上述前提下可以在所涉及的批量内燃机的电子的、可编程的发动机控制装置上实施该方法。这具有的优点是，不需要单独的控制-或计算装置并且可以将该方法的算法并入到发动机控制程序的相应的过程中。
在本发明的扩展的实施方案中，在发动机控制部中在修正或者匹配于所获取的进气阀升程相位差和所获取的排气阀升程相位差的意义上执行控制参量或控制程序、例如待喷射的燃料质量、喷射的起始时刻、点火时刻、凸轮轴的相位调节器的操控等的匹配。这样可以将燃烧过程关于各个批量内燃机的实际事实进行优化并且因此减小燃料需求和排放值。
以有利的方式，为了执行根据本发明的方法，抽吸频率的所选出的信号频率相应于基础频率或第一谐波和另外多倍的、即内燃机的抽吸频率的第二至第X的所谓的“谐波”。
在此，抽吸频率又与内燃机的转速明确相关。那么对于该选出的信号频率，在使用并行地探测的曲轴相位角信号的情况下关于曲轴相位角获取所选出的信号频率的振幅。由此在获取相同振幅的线时得出尤其明确的并且因此良好地待分析的结果，其如此地产生结果的高的准确度。
以有利的方式可以借助于批量的、本来已经存在的在吸管中的压力传感器测量在空气抽吸段中的抽吸空气的动态的压力振荡。这具有的优点是，不必为此布置附加的传感器并且因此不造成用于执行根据本发明的方法的附加费用。
用于执行根据本发明的方法所需的曲轴相位角信号可以利用与曲轴相连接的齿轮和霍尔传感器来获取。这样的传感器系统同样在现代内燃机中为了其它目的已经存在。由此产生的曲轴相位角信号能够以简单的方式被根据本发明的方法一同使用。这具有的优点是，不必布置附加的传感器并且如此不造成用于执行根据本发明的方法的附加费用。
本发明所基于的相互关系的详细的观察此外借助于附图来实现。附图示出了：
图1：往复活塞式内燃机的简化的示图；
图2：根据图1的带有往复活塞式内燃机的决定性的部件的可能的位置-和角度偏差的标记的示图；
图3：用于示出在空气抽吸段和/或废气排气段中测量的压力振荡信号的两个所选出的信号频率X和Y的振幅(Amp_SF)与进气凸轮轴角度差和排气凸轮轴角度差的相关性的两个三维图表。
图4：用于示出对于在空气抽吸段和/或废气排气段中所测量的压力振荡信号的两个所选出的信号频率X和Y的、投影到由进气凸轮轴角度差和排气凸轮轴角度差张开的平面中的相同振幅的线的两个二维图形。
图5：根据图4的带有用于进气凸轮轴角度差和排气凸轮轴角度差的确定的组合的不同的信号频率的相同振幅的绘入的线的二维图形。
图6：用于清楚说明方法过程的简化的框图。
本发明基于以下认识：在 “理想的”参考内燃机处在进气阀升程相位差ΔEVH和排气阀升程相位差ΔAVH变化时以及在分析空气抽吸段中的抽吸空气的或废气排气段中的废气的压力振荡信号时，借助于离散傅里叶分析和对于单个的所选出的、分别相应于抽吸频率或多倍抽吸频率的信号频率的分析的观察显示出，接下来简称为压力振荡信号的特别地单个的所选出的信号频率的振幅、即压力振荡信号的振幅高度关于中线和曲轴相位角信号与进气阀升程相位差ΔEVH和排气阀相位差ΔAVH相关。
在图3中示出了两个不同的信号频率、抽吸频率、信号频率X和第一谐波、信号频率Y的相关性。
为了改变进气阀升程相位差ΔEVH和排气阀升程相位差ΔAVH，为此借助于各个相位调节器使进气凸轮轴角度差ΔENW和排气凸轮轴角度差ΔANW在-5°和+5°之间的区域中变化并且压力振荡信号的各个信号频率的各个所属的振幅Amp_SF被垂直地涂在如此张开的ΔENW-ΔANW-平面上。在理想的比例的情况下在进气凸轮轴角度差ΔENW和进气阀升程相位差ΔEVH之间以及在排气凸轮轴角度差ΔANW和排气阀升程相位差ΔAVH之间存在直接且明确的关系。因此对于每个所选出的信号频率得出在张开的三维空间中的不同地倾斜的“振幅面”100,200。如果现在将平行于ΔENW-ΔANW-平面的截面110,120,210,220放到各个信号频率的不同振幅Amp_SF的高度上，则分别得出与各个“振幅面”100,200的交线，所述交线被称为相同振幅的线。也就是说，对于所有沿着这样的、相同振幅的线放置的ΔENW-ΔANW-组合得出压力振荡信号的所选出的频率的相同振幅。这反过来意味着，压力振荡信号的信号频率的所获取的振幅不可分配给明确的ΔENW-ΔANW-组合。
在图3中在信号频率X的情况下绘入了相位平面100并且示例性地绘入了在振幅0,165和0,160处的两个截面110,120。对于振幅0,165而言得出相同的振幅111的线并且对于振幅0,160而言得出相同振幅121的线。在信号频率Y的情况下绘入了相位平面200且示例性地绘入了在振幅0,165或者0,160处的两个截面210,220。对于振幅0,165而言得出相同振幅211的线，且对于振幅0,160而言得出相同振幅221的线。
为了进一步研究相互关系，现在将压力振荡信号的每个所选出的信号频率的相同振幅的线投影到ΔENW-ΔANW-平面中。这在图4中类似于图3地对于信号频率X和信号频率Y分开示出。对于信号频率X的相同的振幅111,121的以及对于信号频率Y的211,221的相应的线也在该示图中以相应的附图标记进行标记。显示出的是，不同的所选出的信号频率的相同的振幅的线具有不同的斜率。现在将不同的所选出的信号频率的相同振幅的线相叠地、正如在图5中根据相同振幅121和211的线所示出的那样地投影到ΔENW-ΔANW-平面中，因此显示出，不同信号频率X和Y的相同振幅的线准确地在交点300处相交，该交点由此代表唯一的ΔENW-ΔANW-组合。因为在基于理想的参考发动机的情况下可以从进气凸轮轴23与进气阀22的和排气凸轮轴33与排气阀32的直接的且不受影响的共同作用、即存在直接的且明确的相互关系出发，因此可以给进气凸轮轴角度差ΔENW配置具体的进气阀升程相位差ΔEVH并且给排气凸轮轴角度差ΔANW配置具体的排气阀升程相位差ΔAVH。
那么如果以另外的理想的比例为出发点，则可以通过获取压力振荡信号的至少两个所选出的信号频率的振幅并且在考虑并叠加各个信号频率的所获取的振幅的相同振幅的已知的线的情况下，通过投影到共同的ΔEVH-ΔAVH-平面中获取相同振幅的线的唯一交点并且由此确定进气阀升程相位差ΔEVH和排气阀升程相位差ΔAVH的值。在图5中示出的示例的情况中可以如此从交点300出发沿着以虚线绘入的箭头获取-2°的排气凸轮轴角度差ΔANW和0°的进气凸轮轴角度差ΔENW。
在图3至5中图解地示出的相互关系用于对于该方法的基础的更简单的可理解性。当然还可以借助于相应的代数公式表达示出该相互关系并且在该基础上借助于相应的计算操作和程序算法例如在可编程的数字控制单元上实施该方法。为此，例如为了示出相同振幅的线推导出相应的数学物理模型函数，所述数学物理模型函数可以被考虑用来获取共同的交点。
用于组合地识别运行中的内燃机的进气阀升程相位差ΔEVH和排气阀升程相位差ΔAVH的该方法的发明基于以上示出的认知并且因此如下示例中示出：
在内燃机的运行中持续地测量在空气抽吸段中的抽吸空气的、或者在废气排气段中的废气的、或者在这两个区域中的动态的压力振荡。各个测量得出压力振荡信号。同时传感器方式地探测曲轴相位角信号。所述压力振荡信号和曲轴相位角信号经过相应的信号入口51被输送给内燃机1的控制装置50。在控制装置50中借助于在那里存储的程序算法使压力振荡信号经受离散傅里叶变换并且获取所测量的压力振荡的所选出的信号频率的、优选地内燃机的抽吸频率的第一和另外的谐波的、关于曲轴相位角信号的各个振幅。现在结果是，对于每个所选出的信号频率基于各个振幅分别获取相同振幅的相应的线。这分别通过从对于相应的内燃机系列而言典型的、存储在控制装置50的储存区域中的参考线综合特征曲线选出相同振幅的参考线或者通过借助于各个对于相应的内燃机系列而言典型的、存储在控制装置的储存区域中的代数的模型函数和相应的计算操作以及程序算法的计算来实现。
每个所选出的信号频率的相同振幅的这样获取的线于是借助于相应的、存储在控制装置中的程序算法被投影到共同的、由进气阀升程相位差ΔEVH和排气阀升程相位差ΔAVH张开的平面中并且因此产生共同的交点。从在由进气阀升程相位差ΔEVH和排气阀升程相位差ΔAVH张开的平面中的该共同的交点的位置现在可以确定进气阀升程相位差ΔEVH和排气阀升程相位差ΔAVH。
为了执行该方法所需要的是，提供具有相同振幅的或相应的代数的模型函数的参考线的特定的综合特征曲线。这取决于内燃机的结构系列/系列的结构型式和结构上的详细实施方案并且因此必须在对于该系列来说典型的、结构相同的参考内燃机处获取。为此，在参考内燃机处在尽可能多的运行点中在改变进气阀升程相位差ΔEVH和排气阀升程相位差ΔAVH的情况下记录在空气抽吸段中和/或在废气排气段中的压力振荡信号，经受离散傅里叶变换并且将对于所选出的信号频率的、根据进气阀升程相位差ΔEVH和排气阀升程相位差ΔAVH的振幅进行储存。在此要注意的是，活塞升程相位差ΔKH没有叠加该结果或者歪曲该结果。
基于如此获取的该三维的数据区域现在可以对于每个所选出的信号频率获取相同振幅的线并且储存在相应的综合特征曲线中，或者获取用于计算相同振幅的线的代数的模型函数。
如此获取的综合特征曲线和/或模型函数那么被存储在每个结构相同的批量内燃机的控制装置50的储存区域中并且可以被考虑用于执行根据本发明的方法。
在图6中再次以带有基本步骤的简化的框图的形式示出了用于组合地识别运行中的批量内燃机1的气缸的进气阀升程相位差ΔEVH和排气阀升程相位差ΔAVH的根据本发明的方法的实施方案。
开始时测量所涉及的批量内燃机在运行中在空气抽吸段中的抽吸空气的和/或废气排气段中的废气的能够配置给各个气缸的动态的压力振荡，并且由此产生相应的压力振荡信号，并且同时获取曲轴相位角信号，这通过平行布置的、以DDS(动态的压力振荡信号)和KwPw(曲轴相位角)标记的框示出。
从压力振荡信号(DDS)然后借助于离散傅里叶变换(DFT)获取所测量的压力振荡的多个所选出的信号频率的、关于曲轴相位角信号KwPw的振幅(Amp_SF_1...Amp_SF_X)，这通过以DFT(离散傅里叶变换)和Amp_SF_1至Amp_SF_X(各个信号频率的振幅)标记的框示出。
正如借助于相应地标记的框所清楚说明的那样，基于各个所选出的信号频率的所获取的振幅Amp_SF_1...Amp_SF_X然后获取各个相同的信号频率的相同振幅的各一个与进气阀升程相位差和排气阀升程相位差相关的线L_Amp_1...L_Amp_X。这借助于各个信号频率的相同振幅的储存在参考线综合特征曲线中的或借助于各个代数的模型函数获取的参考线RL-Amp_1...X来实现。为此，在图6的图表中示出以Sp_RL/Rf标记的存储器，可从该存储器调用在其中可供使用的、相同振幅的参考线RL_Amp_1...X或者还可调用相应的代数的模型函数Rf(Amp_1...X)以获取这些线。
此外然后通过投影到共同的、通过进气阀升程相位差和排气阀升程相位差张开的平面中获取相同振幅的所获取的线L_Amp_1...L_Amp_X的各个共同的交点，这通过以SPEm(交点获取)标记的框来示出。
最后从选出的信号频率的相同的振幅的线L_Amp_1...L_Amp_X的获取的交点确定进气阀升程相位差ΔEVH和排气阀升程相位差ΔAVH。这通过在图6中相应地标记的框来示出。
此外，图6显示了在上述方法之前的测量参考内燃机的步骤，用来确定在空气抽吸段中的和/或废气排气段中的废气的压力振荡信号的所选出的信号频率的相同振幅的、根据参考-进气阀升程相位差和参考-排气阀升程相位差的参考线RL_Amp_1...X，以及在参考线综合特征曲线中储存对于压力振荡信号的所选出的信号频率的分别根据参考-进气阀升程相位差和参考-排气阀升程相位差的相同振幅的参考线，这在符号上通过利用RL_Amp_1...X标明的框来示出。
以Rf(Amp_1...x)标记的块包含：基于之前获取的参考线综合特征曲线来推导代数的模型函数，所述代数的模型函数作为相同振幅的参考线函数Rf(Amp_1)...Rf(Amp_X)描绘了压力振荡信号的所选出的信号频率根据参考-进气阀升程相位差以及参考-排气阀升程相位差的相同的振幅的各个参考线的变化曲线。
相同振幅的参考线综合特征曲线或参考线函数然后被储存在所涉及的批量内燃机的发动机控制装置50,CPU的储存区域Sp_RL/Rf中，在这里它们可以被提供用于执行之前所阐述的根据本发明的方法。
在框图中相应的框的以虚线绘入的包围框在符号上示出了所涉及的批量内燃机的、电子的能够编程的发动机控制装置50,CPU的界限，在所述发动机控制装置上实施该方法。

Claims (11)

1.用于组合地识别在运行中的批量内燃机的气缸的进气阀升程相位差和排气阀升程相位差的方法，其中，
- 测量在运行中的所涉及的批量内燃机的、在空气抽吸段中的抽吸空气的和/或在废气排气段中的废气的、能够配置给所述气缸的动态的压力振荡，并且由此产生相应的压力振荡信号，并且其中同时获取曲轴相位角信号，
-其中，从所述压力振荡信号借助于离散傅里叶变换获取所测量到的压力振荡的所选出的信号频率关于曲轴相位角信号的振幅，其特征在于以下另外的步骤：
-基于各个选出的信号频率的所获取的振幅，借助于相同振幅的、储存在参考线综合特征曲线中的或借助于各个代数的模型函数获取的参考线来获取所选出的信号频率的相同振幅的、与进气阀升程相位差和排气阀升程相位差相关的线；
-通过投影到共同的、由进气阀升程相位差和排气阀升程相位差所张开的平面中来获取所选出的信号频率的相同振幅的所获取的线的共同的交点；
-从所选出的信号频率的相同振幅的线的所获取的共同的交点来确定所述进气阀升程相位差和所述排气阀升程相位差。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法包括以下预先发生的步骤：
-对于参考内燃机进行测量，用于确定在进气-和/或排气段中的压力振荡信号的所选出的信号频率的相同振幅的、根据参考-进气阀升程相位差和参考-排气阀升程相位差的参考线，并且
-在参考线综合特征曲线中储存所述压力振荡信号的所选出的信号频率的相同振幅的、根据参考-进气阀升程相位差和参考-排气阀升程相位差的参考线。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述参考线综合特征曲线储存在所涉及的批量内燃机的发动机控制装置的储存区域中。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，从所述压力振荡信号的所选出的信号频率的参考线综合特征曲线对于各个信号频率推导代数的模型函数，所述代数的模型函数描绘所述压力振荡信号的所选出的信号频率的相同振幅的、根据参考-进气阀升程相位差以及参考-排气阀升程相位差的各个参考线的变化曲线。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，用于所选出的信号频率的代数的模型函数被储存在所涉及的批量内燃机的发动机控制装置的储存区域中。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，基于代数函数，将相同振幅的线投影到共同的、通过进气阀升程相位差和排气阀升程相位差所张开的平面中，并且获取这些线的共同的交点。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法在所涉及的批量内燃机的电子的、能够编程的发动机控制装置上实施。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述发动机控制装置上在修正或者匹配于所获取的进气阀升程相位差和所获取的排气阀升程相位差的意义上进行控制参量或控制程序的匹配。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所选出的信号频率包含所述内燃机的抽吸频率和另外的多倍的抽吸频率。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，借助于在所述空气抽吸段的抽吸管中的批量的压力传感器来测量所述抽吸空气的动态的压力振荡。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，曲轴相位角信号利用与所述曲轴相连接的齿轮和霍尔传感器来获取。
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