CN110036188B - 用于监测内燃机的阀驱动段中发生的偏移的方法以及用于执行该方法的电子发动机控制单元 - Google Patents

Abstract

本发明涉及方法且涉及内燃机的电子发动机控制单元，其被提供和配置成检测内燃机的阀驱动段中的偏移以及对应地控制内燃机。出于该目的，在操作期间，借助于分析在相应的内燃机的空气进气道中的进入的空气的动态压力振荡，来确定进口阀冲程相位差和/或出口阀冲程相位差，并且从其确定相对于阀冲程相位参考值的阀冲程相位偏移值，并且基于阀冲程相位偏移值确定阀驱动段的第一偏移值。

Description

用于监测内燃机的阀驱动段中发生的偏移的方法以及用于执 行该方法的电子发动机控制单元

技术领域

本发明涉及如下方法，利用该方法，能够获得和监测阀驱动段的磨损现象、以及因此获得和监测所得到的阀驱动段的位置精度中的偏移、以及因此获得和监测在阀控制时间中的偏移，且该方法允许所获得的偏移值的可信度检查。此外，本发明涉及电子发动机控制单元，其用于执行所指定的方法。

背景技术

往复式活塞内燃机（其在下文中也将以缩短的形式仅仅被称为内燃机）有一个或多个汽缸，其中，在汽缸中分别布置有一个往复式活塞。为了示出往复式活塞内燃机的原理，将在下文中参考图1，其以示例的方式示出也可能是多汽缸内燃机的内燃机的汽缸连同最重要的功能性单元。

相应的往复式活塞6以可线性运动的方式布置在相应的汽缸2中，且与汽缸2一起围封燃烧室3。相应的往复式活塞6借助于所谓的连接杆7连接至曲轴9的相应的曲柄销8，其中，曲柄销8相对于曲轴旋转轴线9a偏心地布置。由于燃料-空气混合物在燃烧室3中的燃烧，往复式活塞6被“向下”线性地驱动。往复式活塞6的平移冲程运动借助于连接杆7和曲柄销8被传递至曲轴9，且被转换成曲轴9的旋转运动，这引起往复式活塞6在其穿过汽缸2中的下死点之后再次沿相反方向“向上”运动，一直到上死点。为了允许内燃机1的连续操作，在汽缸2的所谓的工作循环期间，有必要首先利用燃料-空气混合物填充燃烧室3，在燃烧室3中压缩燃料-空气混合物，并且然后以膨胀方式点燃和燃烧燃料-空气混合物以便驱动往复式活塞6，且最后，从燃烧室3排出在燃烧之后剩余的废气。该序列的连续重复导致内燃机1的连续操作，其中，以与燃烧能量成正比的方式输出功。

取决于发动机设计，汽缸2的工作循环被划分成分布在一圈曲轴旋转（360°）上的两个冲程（二冲程发动机），或者被划分成分布在两圈曲轴旋转（720°）上的四个冲程（四冲程发动机）。

迄今为止，四冲程发动机已经被确立为用于机动车辆的驱动。在进气冲程中，在往复式活塞6向下运动的情况下，燃料-空气混合物或者否则仅新鲜空气（在燃料直接喷射的情形中）从空气进气道20被引入到燃烧室3中。在接下来的压缩冲程期间，在往复式活塞6向上运动的情况下，燃料-空气混合物或新鲜空气在燃烧室3中被压缩，且在适当的情况下，借助于属于燃料供应系统的喷射阀5，燃料被单独地直接喷射到燃烧室3中。在接下来的做功冲程中，燃料-空气混合物在火花点火式发动机中借助于火花塞4且在柴油发动机中通过自动点火而被点燃，在往复式活塞6的向下运动期间，在膨胀作用的情况下燃烧且膨胀，从而输出功。最后，在排气冲程中，在往复式活塞6的另一向上运动时，剩余的废气从燃烧室3被排出到废气出口道30。

在此处作为基础的示例中，通常且优选地借助于进口阀22和出口阀32来实现内燃机的燃烧室3相对于空气进气道20或废气出口道30的界定。在当前的现有技术中，借助于至少一个凸轮轴促动所述阀。所示出的示例具有用于促动进口阀22的进口凸轮轴23，并且具有用于促动出口阀32的出口凸轮轴33。通常存在用于在阀和相应的凸轮轴之间提供力传递的又另外的机械部件（此处未示出），这些部件还可包括阀间隙补偿机构（例如，气门挺杆、摇杆、指状摇臂、挺杆、液压挺杆等）。

借助于内燃机1本身驱动进口凸轮轴23和出口凸轮轴33。出于该目的，进口凸轮轴23和出口凸轮轴33分别借助于合适的进口凸轮轴控制适配器24和出口凸轮轴控制适配器34（诸如例如，使用控制机构40的齿轮、链齿轮或带轮，该控制机构具有例如齿轮机构、控制链或带齿的控制带）而相对于彼此在预定位置中联接，并且借助于对应的曲轴控制适配器10（其对应地被实施为齿轮、链齿轮或带轮）而相对于曲轴9在预定位置中联接至曲轴9。借助于该连接，在原理上，关于曲轴9的旋转位置，限定了进口凸轮轴23和出口凸轮轴33的旋转位置。在曲轴和凸轮轴之间的上述驱动部段在下文中称为阀驱动段。

举例来说，图1示出在进口凸轮轴23和出口凸轮轴33以及曲轴9之间借助于带轮和带齿的控制带的联接。以类似方式借助于链齿轮和控制链形成在进口凸轮轴23和出口凸轮轴33以及曲轴9之间的联接。这两个实施例构成阀驱动段的当前最常见的实施例。

在一个工作循环期间由曲轴覆盖的旋转角度将在下文中被称为工作相位（Arbeitsphase），或者简单地被称为相位。在一个工作相位内由曲轴覆盖的旋转角度相应地被称为相位角度。曲轴9的相应当前曲轴相位角度能够借助于连接至曲轴9或者至曲轴控制适配器10的位置编码器43和相关联的曲轴位置传感器41来连续地检测。此处，位置编码器可以例如被形成为齿轮，其带有布置成以便等距离地分布在周缘上的多个齿，其中，单独的齿的数目确定曲轴相位角度信号的分辨率。

另外，在适当的情况下，同样有可能借助于对应的位置编码器43和相关联的凸轮轴位置传感器42来连续地检测进口凸轮轴23和出口凸轮轴33的当前相位角度。

因为由于预定机械联接的原因，相应的曲柄销8和随其的往复式活塞6、进口凸轮轴23和随其的相应的进口阀22以及出口凸轮轴33和随其的相应的出口阀32相对于彼此以预定关系且以取决于曲轴旋转的方式运动，所以所述功能性部件相对于曲轴9同步地运行通过相应的工作相位。因此，考虑到相应的传动比，能够关于通过曲轴位置传感器41预定的曲轴9的曲轴相位角度，来设置曲轴9、进口凸轮轴23和出口凸轮轴33的相应的旋转位置，以及往复式活塞6、进口阀22和出口阀32的冲程位置。在理想内燃机中，因此有可能为每个特定曲轴相位角度分配特定曲柄销角度HZW（图2）、特定活塞冲程、特定进口凸轮轴角度和因此特定进口阀冲程以及特定出口凸轮轴角度和因此特定出口阀冲程。也就是说，所有所陈述的部件与旋转的曲轴9处于同相位或者同相位地运动。

然而，在现代内燃机1中，有可能在曲轴9和进口凸轮轴23以及出口凸轮轴33之间的机械联接路径内例如以集成到进口凸轮轴适配器24和出口凸轮轴适配器34中的方式提供额外的定位元件，该定位元件可能会实现在曲轴9和进口凸轮轴23以及出口凸轮轴33之间的期望的可控制的相位偏移。这些被称为在所谓的可变阀驱动段中的所谓的相位调节器。

还象征性地示出了用于控制发动机功能的电子可编程发动机控制单元50（CPU），该发动机控制单元50配备有用于接收各种传感器信号的信号输入51，并且配备有用于促动对应的定位单元和促动器的信号和功率输出52，并且配备有电子计算单元53和所分配的电子存储器单元54。

为了内燃机的最优操作（在排放、消耗、功率、运行平稳性等方面），在尽可能最好的程度上已知在进气冲程期间被引入到燃烧室中的新鲜气体充注，以便使得能够随其调整用于燃烧的另外的参数，诸如例如，待供应和可能直接喷射的燃料量。所谓的换气过程（也就是说，新鲜气体的吸入和废气的排出）在该情形中高度取决于进口阀22和出口阀32的控制定时，也就是说，取决于相应的阀冲程相对于时间的走势与活塞冲程的相对于时间的走势的关系。换言之，在操作期间，换气过程取决于进口阀和出口阀的相位位置与曲轴相位角度、并且因此与往复式活塞的相位位置的关系。

用于获得新鲜气体充注和用于随其调整内燃机的控制参数的现有技术包括：在所有发生的操作状态中测量所谓的参考内燃机，例如，根据旋转速度、负载、（在适当的情况下）可借助于相位调节器来预定的阀控制定时、（在适当的情况下）废气涡轮增压器或超级增压器等的操作参数；以及，将这些测量值或其衍生物或表示性质的模型方法存储在对应系列生产的内燃机的发动机控制单元上。然后利用所生成的该参考数据集来操作相同型号系列的所有在结构上相同的、系列生产的内燃机。

在系列生产的内燃机的进口阀和出口阀以及曲轴相位角度或者往复式活塞位置之间的实际相对位置，相对于参考内燃机的理想参考位置的例如由制造公差或磨损所引起的偏移，也就是说，进口阀冲程和出口阀冲程相对于通过曲轴位置传感器预定的曲轴相位角度（或者曲轴且因此活塞冲程的相位位置）的相位差具有如下影响，即，实际上被吸入的新鲜气体充注相对于被确定为参考的新鲜气体充注偏移，且因此基于参考数据集的控制参数不是最优的。在内燃机的操作期间，这些误差可能会具有关于排放、消耗、功率、运行平稳性等的不利影响。

为了示出在系列生产的内燃机中发生的可能的偏移以及为了限定所述偏移的术语，在下文中将参考图2，图2示出了来自图1的内燃机，但是在图2中，为了更好的概述，在图1中示出的附图标记已经被省略，且仅标记了对应的偏移。

从布置在曲轴控制适配器10上的位置编码器43的参考位置开始，通过曲轴位置传感器41检测该位置编码器的相位角度，存在导致往复式活塞6、进口阀22和出口阀32的相位位置相对于理想参考相位位置的偏移（在下文中也被称为相位差）的多个公差链。

此处，活塞冲程相位差∆KH例如源自曲柄销角度HZW相对于曲轴位置传感器41的参考位置的偏移（所谓的曲柄销角度差∆HZW），以及源自连接杆7和往复式活塞6的不同的尺寸公差（未示出）。

此外，进口阀冲程相位差∆EVH例如源自凸轮位置中的偏移（所谓的进口凸轮轴角度差∆ENW），其是由于凸轮轴本身的、进口凸轮轴控制适配器24的以及控制机构40的机械公差或变形（未示出）而导致的。如果存在用于进口凸轮轴的相位调节器，则还可能考虑进口凸轮轴调节角度ENVW或者考虑其相对于设定点的偏移。

同样地，出口阀冲程相位差∆AVH例如源自凸轮位置中的偏移（所谓的出口凸轮轴角度差∆ANW），其是由于凸轮轴本身的、出口凸轮轴控制适配器24的以及控制机构40的机械公差或变形（未示出）而导致的。如果存在用于出口凸轮轴的相位调节器，则还可能考虑出口凸轮轴调节角度ANVW或者考虑其相对于设定点的偏移。

具有进口凸轮轴角度差∆ENW和出口凸轮轴角度差∆ANW的形式的偏移经常地由于磨损现象而发生，所述磨损现象诸如例如为，在操作期间发生的控制链或带齿的带的伸长、以及链轮或带轮或否则传动轮的磨损。在该背景下，在不利的情形中，整个齿跳跃，也就是说，可能会发生控制链或带齿的带滑过一个齿或甚至多个齿。

与例如由制造引发的机械误差能够在内燃机被交付使用之前通过内燃机的一次性测量来感测和修正不同，这种偏移不能在内燃机被交付使用之前通过内燃机的一次性测量来感测和修正，因为其仅在操作期间发生，且在特定环境下，以连续的逐步方式改变。

为了抵消该有问题的情况，大多数当前已知的系统与参考点系统（位置编码器反馈）一起操作。此处，一个位置编码器分别作为位置标记，其能够借助于传感器被感测到，所述传感器被置放在曲轴上、以及在进口凸轮轴上和/或在出口凸轮轴上、或者还在相应的曲轴控制适配器上、以及在进口凸轮轴控制适配器上和/或在出口凸轮轴控制适配器上、或者还在可以被提供的相位调节器上等。因此，能够获得相应的进口凸轮轴和/或出口凸轮轴相对于曲轴位置的相对相位位置，且能够识别相对于所针对的参考值的偏移。然后，能够在控制单元中借助于对应控制参数的修改或修正来以取决于所获得的偏移的方式抵消所述偏移的不想要的影响。

对应方法例如是从文献DE 195 03 457 C1、EP 1 915 516 B1 和FR 2 850 755B1已知的。

另一方面，在本申请人的在本发明的时刻仍然未公布的专利申请DE 10 2015 209665.3、DE 10 2015 222 408.2、DE 10 2016 219 584.0和DE 10 2016 219 582.4中，呈现了各种方法，其允许在操作期间基于动态压力振荡、在相应的内燃机的进气道中的进入的空气，来独立于在凸轮轴上的对应的位置编码器和位置传感器地获得进口阀冲程相位差、出口阀冲程相位差和活塞冲程相位差。在该背景下，在内燃机的操作期间，测量在空气进气道中的能够被分配至相应的汽缸的动态压力振荡，且由其生成对应压力振荡信号。同时获得曲轴相位角度信号。使用离散傅里叶变换由压力振荡信号获得所测量的压力振荡的至少一个所选择的信号频率关于曲轴相位角度信号的相位位置和/或振幅。

然后，基于所获得的相应所选择的信号频率的相位位置和/或振幅，使用相应的信号频率的等相位位置的和等振幅的参考线，获得相应相同信号频率的等相位位置和等振幅的线，该参考线被存储在参考线特征图中，或者借助于相应的代数模型方法获得。然后，由所获得的相应的信号频率的等相位位置的线和等振幅的线的共同交点，确定进口阀冲程相位差和出口阀冲程相位差，以及在适当的情况下，活塞冲程相位差。

本领域技术人员将包括用于将空气供应至汽缸的相应的燃烧室的所有部件，且所述部件因此限定所谓的空气路径，以术语内燃机的“空气进气道”或者也简单地“进气道”、“进气系统”或者“进口道”限定。这些术语可包括例如在汽缸和/或汽缸的进口导管中的空气过滤器、进气管道、进气歧管或分配管道或者简称抽吸管道、节流片阀以及在适当的情况下压缩机和进气开口。

为了分析压力振荡信号，使分析压力振荡信号经受离散傅里叶变换（DFT）。出于该目的，被称为快速傅里叶变换（FFT）的算法可以被用于DFT的高效计算。借助于DFT，压力振荡信号现在被分解成单独的信号频率，其之后能够以简化方式关于其振幅和相位位置被单独地分析。

在当前情形中，已经发现的是，压力振荡信号的所选择的信号频率的相位位置和振幅两者都取决于阀控制定时，也就是说，取决于内燃机的进口阀冲程的、出口阀冲程的以及活塞冲程的相位走势。信号频率的相位位置此处表征信号频率信号相对于曲轴旋转角度信号的相对位置，且振幅是信号频率信号相对于中心线的偏转量的度量。

关于内燃机的操作安全、特别是所引起的关于废气排放的日益严格的法律要求所要求的是，在正在进行的操作期间连续地监测被获得且用于内燃机的对应控制的实际传感器数据和操作数据、在自诊断范围内检查其可信度以及检查其对误差的敏感性。关于在内燃机的阀驱动段中发生且利用从现有技术已知的上述方法感测的偏移，这在之前是不可能的，因为在过去，用于可信度检查的对应冗余值是不可得的。

发明内容

本发明因此基于指定如下方法和发动机控制单元的目的，利用该方法和发动机控制单元，能够尽可能地使得可在没有技术装备的额外支出的情况下获得与常规地获得的阀驱动段偏移值相当的阀驱动段偏移值，结果是，两个阀驱动段偏移值能够用于相互的可信度检查。

根据本发明，该目的借助于根据主权利要求的用于检测在内燃机的阀驱动段中发生的偏移的方法、以及根据并列权利要求的电子可编程发动机控制单元来实现。从属权利要求涉及根据本发明的主题的示例性实施例和改良。

根据本发明，用于检测在内燃机的阀驱动段中发生的偏移的方法特征在于：在操作期间，借助于分析相应的内燃机的空气进气道中的进入的空气的动态压力振荡，来获得进口阀冲程相位差和/或出口阀冲程相位差，且从其获得相对于阀冲程相位参考值的阀冲程相位偏移值，其中，基于所述阀冲程相位偏移值获得第一阀驱动段偏移值。

因为在该方法中，直接获得进口阀冲程相位差和/或出口阀冲程相位差，但是在曲轴与进口阀以及出口阀之间除了阀驱动段之外还存在另外的传动部件（诸如例如，凸轮轴本身的凸轮或者在凸轮轴与相应的凸轮轴控制适配器之间的连接件），所以阀驱动段偏移值不直接对应于所获得的进口阀冲程相位差和/或出口阀冲程相位差。因此，例如在最初被交付使用时，已经存在进口阀冲程相位差和/或出口阀冲程相位差，但是关于阀驱动段，所假定的是，当发生第一次交付使用时，阀驱动段被调节到设定点位置中，且最初没有偏移。相对于作为参考值的经调节的最初设定点位置的阀驱动段偏移值仅在持续操作的过程中发生。相应地，在第一次交付使用时确定的进口阀冲程相位差和/或出口阀冲程相位差也被获得且被存储作为阀冲程相位参考值，在所有另外的测量中对其进行参考。在相应的当前获得的进口阀冲程相位差和/或出口阀冲程相位差与相关联的阀冲程相位参考值之间的差导致阀冲程相位偏移值，能够基于其例如使用阀驱动段的传动比来获得阀驱动段偏移值。

本发明的用于控制内燃机的电子可编程发动机控制单元具有被分配的电子计算单元和被分配的电子存储器单元，且其特征在于，电子计算单元和电子存储器单元特别地被配置成用于执行根据前述权利要求中的一项所述的方法，并且被配置成借助于发动机控制单元来对应地控制内燃机。出于该目的，例如对应的程序算法和必要的参考值被存储在电子存储器单元中，并且然后被调用以便借助于电子计算单元来执行。

根据本发明的方法和根据本发明的发动机控制单元所具有的优点在于，能够在没有额外的传感器系统和对技术装备的特定支出的情况下，与被分配给阀驱动段的位置编码器和位置传感器独立地获得阀驱动段偏移值，由此提供用于执行阀驱动段偏移值的可信度检查的手段。

附图说明

在下文中参考附图解释根据本发明和根据从属权利要求的主题的示例性实施例和发展，在附图中：

图1：示出往复式活塞内燃机的简化示意图，

图2：示出根据图1的示意图，其中具有往复式活塞内燃机的重要部件的可能位置和角度偏移的标记，

图3：以框图图示示出方法序列的简化图示，其包括根据从属权利要求的对应发展，

图4：示出用于在内燃机的操作持续时间上的不同阀驱动段偏移值走势的示例性说明的二维图，其中绘制了阀驱动段偏移限制值，

图5：示出用于在内燃机的操作持续时间上的阀驱动段偏移差值的走势的示例性说明的二维图，其中绘制了阀驱动段偏移差限制值。

贯穿附图，在功能和标记方面相同的部分由相同的附图标记来表示。

具体实施方式

已经在介绍部分中解释了在图1和图2中示出的往复式活塞内燃机1、以及对于本专利申请的主题来说是决定性的功能性部件、以及所发生的可能的偏移的示意说明，并且出于限定这些偏移的标记的目的进行了解释。

图3示出用于根据本发明的方法序列的示例性说明的简化示意框图。在该图的被框100包围的区域中，总结了用于检测在内燃机的阀驱动段中发生的偏移的方法的决定性步骤。该方法的特征在于，首先，在操作期间借助于分析在相应的内燃机1的空气进气道20中的进入的空气的动态压力振荡，来获得进口阀冲程相位差∆EVH和/或出口阀冲程相位差∆AVH。

然后从进口阀冲程相位差∆EVH或从出口阀冲程相位差∆AVH、或从两个值一起（例如，通过形成均值（（∆EVH+∆AVH）/2）），获得关于所分配的阀冲程相位参考值∆VH_ref（例如，进口阀冲程相位参考值∆EVH_ref或出口阀冲程相位参考值∆AVH_ref）的阀冲程相位偏移值VhP_Aww。这能够例如通过根据如下形成差来容易地完成：

VhP_Aww = ∆EVH-∆EVH_Ref 或者

VhP_Aww = ∆AVH-∆AVH_Ref 或者

VhP_Aww = ((∆EVH+∆AVH)/2)-∆VH_Ref。

对应的阀冲程相位参考值∆VH_ref、∆EVH_ref、∆AVH_ref例如是当内燃机第一次交付使用时所获得的且被存储在内燃机的发动机控制单元的电子存储器单元中的值。

在这之后，然后基于阀冲程相位偏移值VhP_Aww来获得第一阀驱动段偏移值VT_Aww_1。这能够例如通过使用在进口阀22或出口阀32与曲轴9之间的传动比来完成。

为了获得进口阀冲程相位差∆EVH和/或出口阀冲程相位差∆AVH，在方法的一个有利的另外的实施例中，有可能使用例如来自在本发明的时刻仍然未公布的本申请人的专利申请DE 10 2015 209 665.3、DE 10 2015 222 408.2、DE 10 2016 219 584.0和DE 102016 219 582.4的方法中的一者。

所呈现的方法使得有可能在操作期间，独立于在凸轮轴处的对应位置编码器43和位置传感器42，基于在相应的内燃机的空气进气道中的进入的空气的动态压力振荡，来获得进口阀冲程相位差∆EVH、出口阀冲程相位差∆AVH和活塞冲程相位差∆KH。

在该背景下，例如在内燃机的操作期间，测量在空气进气道20中的能够被分配至相应的汽缸的动态压力振荡，且由其生成对应压力振荡信号。同时获得曲轴相位角度信号。使用离散傅里叶变换由压力振荡信号获得所测量的压力振荡的至少一个所选择的信号频率关于曲轴相位角度信号的相位位置和/或振幅。

然后，基于所获得的相应所选择的信号频率的相位位置和/或振幅，使用相应的信号频率的等相位位置的和等振幅的参考线，获得相应相同信号频率的等相位位置和/或等振幅的线，该参考线被存储在参考线特征图中，或者借助于相应的代数模型方程来获得。然后，由所获得的相应的信号频率的等相位位置的线和/或等振幅的线的共同交点，确定进口阀冲程相位差和出口阀冲程相位差，以及在适当的情况下，活塞冲程相位差。

本领域技术人员将包括用于将空气供应至汽缸的相应的燃烧室的所有部件，且所述部件因此限定所谓的空气路径，以术语内燃机的“空气进气道”或者也简单地“进气道”、“进气系统”或者“进口道”限定。这些术语可包括例如在汽缸和/或汽缸的进口导管中的空气过滤器、进气管道、进气歧管或分配管道或者简称抽吸管道、节流片阀以及在适当的情况下压缩机和进气开口。

为了分析压力振荡信号，后者经受离散傅里叶变换（DFT）。出于该目的，被称为快速傅里叶变换（FFT）的算法可以被用于DFT的高效计算。借助于DFT，压力振荡信号现在被分解成单独的信号频率，其之后能够以简化方式关于其振幅和相位位置被单独地分析。

在当前情形中，已经发现的是，压力振荡信号的所选择的信号频率的相位位置和振幅两者都取决于阀控制定时，也就是说，取决于内燃机的进口阀冲程的、出口阀冲程的以及活塞冲程的相位走势。信号频率的相位位置在此表征信号频率信号相对于曲轴旋转角度信号的相对位置，且振幅是信号频率信号相对于中心线的偏转量的度量。

根据本发明的方法的另外的实施例特征在于，如在图3中的图的被框200包围的区域中所示出的，在操作期间，借助于曲轴位置传感器41和进口凸轮轴位置传感器42a和/或出口凸轮轴位置传感器42b的布置，另外获得进口凸轮轴角度差∆ENW和/或出口凸轮轴角度差∆ANW，且从其获得第二阀驱动段偏移值VT_Aww_2。第二阀驱动段偏移值VT_Aww_2和优选地在时间顺序方面并行地获得的第一阀驱动段偏移值VT_Aww_1然后彼此进行比较以用于相互的可信度检查的目的，其中，形成阀驱动段偏移比较值（∆VT_Aww）。这所具有的优点在于，能够容易地且在没有对技术装备的额外支出的情况下执行阀驱动段偏移值的可信度检查，因为在所描述的方式中，仅评估在任何情形中都存在的传感器部件（特别是压力传感器和位置传感器）的信号。

例如，从现有技术已知的方法能够用于获得第二阀驱动段偏移值（VT_Aww_2）。然而，如在图3中所示出的，也有可能以类似于获得第一阀驱动段偏移值（VT_Aww_1）的程序来由进口凸轮轴角度差∆ENW和/或出口凸轮轴角度差∆ANW获得相对于进口凸轮轴角度参考值∆ENW-ref、出口凸轮轴角度参考值∆ANW-ref或共同的凸轮轴角度参考值∆NW-ref的凸轮轴角度偏移值NwW_Aww。在该背景下，进口凸轮轴角度差∆ENW和出口凸轮轴角度差∆ANW也可以单独地或组合地（例如，通过形成均值（（∆ENW+∆ANW）/2））被考虑。这能够例如通过根据如下形成差来容易地完成：

NwW_Aww = ∆ENW-∆ENW_Ref 或者

NwW_Aww = ∆ANW-∆ANW_Ref 或者

NwW_Aww = ((∆ENW+∆ANW)/2)-∆VH_Ref。

对应凸轮轴角度参考值∆NW-ref、∆ENW_ref、∆ANW_ref例如是当内燃机第一次交付使用时获得的、且被存储在内燃机的发动机控制单元的电子存储器单元中的值。然后基于凸轮轴角度偏移值NwW_Aww，优选地使用机械传动比、并且在适当的情况下使用相位调节器的角度位置，来获得第二阀驱动段偏移值（VT_Aww_2）。

图4为此示出在内燃机的使用寿命上阀驱动段偏移值VT_Aww的各种走势。示出了由VT_Aww_1表示的第一阀驱动段偏移值的走势和由VT_Aww_2表示的第二阀驱动段偏移值的走势。两个走势示出相应的阀驱动段偏移值的缓慢连续的升高，其中，与第一阀驱动段偏移值VT_Aww_1相比，第二阀驱动段偏移值VT_Aww_2升高得更强烈。在时间T1处的阀驱动段偏移比较值∆VT_Aww的获得被绘制为在阀驱动段偏移值VT_Aww_1和VT_Aww_2之间的间隔或差。

阀驱动段偏移值的这种连续的走势表征例如传动元件的连续增加的磨损。为了示出在阀驱动段中的偏移的另一原因，绘制了由VT_Aww_X表示的曲线。所述曲线示出在时间TX处阀驱动段偏移值的突然升高VT_Aww_X，其诸如将在例如带齿的带的齿跳跃的情形中（也就是说，当带齿的带滑过在带齿的带轮上的一个或多个齿时）发生。

根据本发明的方法的一个有利的发展，结合阀驱动段偏移值VT_Aww_1和VT_Aww_2的相互的可信度检查、以及阀驱动段偏移比较值∆VT_Aww的形成，该方法的有利发展的特征在于，只要阀驱动段偏移比较值∆VT_Aww不超过限定的阀驱动段偏移比较限制值∆VT_Aww_Gw，则第一和/或第二阀驱动段偏移值VT_Aww_1和VT_Aww_2就被评估为可信的。通过在图3中的框图中的序列步骤301和302示出了该程序。在序列步骤301中，检查所获得的阀驱动段偏移比较值∆VT_Aww，以确定其是否低于或者高于预定的、先前规定的阀驱动段偏移比较限制值∆VT_Aww_Gw。如果阀驱动段偏移比较值∆VT_Aww更低，则在序列步骤302中，所获得的阀驱动段偏移值被评估为可信的VT_Aww=ok，且能够被用作用于内燃机的对应控制算法的输入变量。这确保了一种类型的自诊断，其增加了内燃机的无故障操作可靠性。在图5的图中也示出了该关系。此处，示出了阀驱动段偏移比较值∆VT_Aww在内燃机的使用寿命上的走势的示例，且示出了阀驱动段偏移比较值∆VT_Aww的连续升高的走势。还绘制了阀驱动段偏移比较限制值∆VT_Aww_Gw。只要阀驱动段偏移比较值∆VT_Aww低于∆VT_Aww_Gw，则基础的（ugrundeliegende）阀驱动段偏移值VT_Aww就被评估为OK，也就是说，被评估为可信的。

在该方法的另外的有利的实施例中，结合阀驱动段偏移值VT_Aww_1和VT_Aww_2的相互的可信度检查以及阀驱动段偏移比较值∆VT_Aww的形成，一旦阀驱动段偏移比较值∆VT_Aww超过规定的阀驱动段偏移比较限制值∆VT_Aww_Gw至少一次，则在阀驱动段的区域中检测到故障VT_Ffkt。这在图3中通过序列步骤301和303、以及在图5中通过在阀驱动段偏移比较限制值∆VT_Aww_Gw上方的区域表示。以这种方式，能够可靠地检测到阀驱动段的严重的故障，且在适当的情况下，能够采取措施以防止甚至更大的损害。这种故障可能会例如由进口凸轮轴位置传感器的、出口凸轮轴位置传感器的或者曲轴位置传感器的缺陷或错误的定位引起，以及由进口凸轮轴的或出口凸轮轴的相位调节器的缺陷或故障引起。当然，在这种情形中，最初，能够相继地执行多次测量，以便确认所检测到的故障，且因此对故障的检测防反跳（entprellen），以及当结果被毫无疑义地确认时采取措施，诸如例如，紧急的操作模式或甚至停用内燃机。

在根据本发明的方法的发展中，只要第一和/或第二阀驱动段偏移值VT_Aww_1、VT_Aww_2已经被评估为是可信的且不超过预定阀驱动段偏移限制值VT_Aww_Gw，则借助于内燃机1的控制单元50引起用于控制内燃机1的补偿控制修正措施Ktr_Mßn和/或故障消息Info_Sig。这在图3中通过序列步骤302、304、305和308象征性地示出。例如，修正措施Ktr_Mßn此处可以特别地涉及借助于相位调节器来修改进口凸轮轴调节角度ENVW和出口凸轮轴调节角度ANVW，以及涉及修改点火时间、开始喷射以及喷射量。

然而，如果第一和/或第二阀驱动段偏移值VT_Aww_1、VT_Aww_2超过预定阀驱动段偏移限制值VT_Aww_Gw，或者先前已经在阀驱动段的区域中检测到故障VT_Ffkt，则借助于内燃机1的控制单元50引起内燃机1的紧急操作模式Nt_Btb或者紧急停止Nt_stop和/或故障消息Info_Sig。以这种方式，有可能以相应地在最优程度上适合的方式对各种状况作出反应，以便确保内燃机1的最优操作。该序列在图3中基于序列步骤302、304、306、307和308象征性地示出。在图4中，还示出了阀驱动段偏移值VT_Aww_1、VT_Aww_2或VT_Aww_X相对于阀驱动段偏移限制值VT_Aww_Gw的检查，其中，低于阀驱动段偏移限制值VT_Aww_Gw，则启动修正措施Ktr_Mßn，且高于阀驱动段偏移限制值VT_Aww_Gw，则启动紧急操作模式Nt_Btb或者紧急停止Nt_Stop。

在方法的另外的发展中，在内燃机的操作期间，连续地获得第一和/或第二阀驱动段偏移值VT_Aww_1、VT_Aww_2，且如也在图4中所示出的，产生第一和/或第二阀驱动段偏移值VT_Aww_1、VT_Aww_2的随着时间推移的相应的偏移走势。然而，在该背景下，不再聚焦于在特定时间处的结果，而是基于相应的偏移走势来检测阀驱动段中的偏移的特定原因。其典型示例是在图4中示出的走势VT_Aww_X，其中，该走势使得有可能检测到齿跳跃。以这种方式，能够有利地识别特定故障，且能够在操作期间以适当的方式对其作出反应，或者故障类型被记录在故障存储器中且能够在修复期间用于诊断目的。

以这种方式，在方法的发展中，当存在偏移走势的连续升高的值时，能够检测到阀驱动段中的偏移的由磨损引发的原因，取决于阀驱动段的实施例，该原因对应于链的伸长、带齿的带的伸长或传动轮的磨损，且当存在偏移走势的突然升高的值时，还有可能检测到阀驱动段中的偏移的由齿跳跃引发的原因。

此外，根据本发明的方法允许基于阀驱动段的当前偏移值的大小，来确定阀驱动段中的偏移的大小，也就是说，例如，链的伸长的值。

如果阀驱动段具有相位调节器，则相应的当前相位调节值当然也能够被包括在获得阀驱动段的第一偏移值中。在该情形中，还出现如下可能性：获得在基于进口阀冲程相位差∆EVH获得的当前阀驱动段偏移值VT_Aww_E与基于出口阀冲程相位差∆AVH获得的另外的当前阀驱动段偏移值VT_Aww_A之间的偏移差，且如果在两个阀驱动段偏移值之间的差超过规定的限制值，则检测到在相位调节器中的一个中的缺陷。

在一个有利的实施例中，在适当的情况下，根据本发明的方法在包含上文中描述的所有实施例和发展的情况下在电子计算机单元53上实施，电子计算机单元53被分配至内燃机1的电子可编程发动机控制单元50且在功能上与其连接。

Claims (9)

1.一种用于检测在内燃机的阀驱动段中发生的偏移的方法，其特征在于，

在操作期间，借助于分析相应的内燃机（1）的空气进气道中的进入的空气的动态压力振荡，来获得进口阀冲程相位差（∆EVH）和/或出口阀冲程相位差（∆AVH），且由所述进口阀冲程相位差（∆EVH）和/或出口阀冲程相位差（∆AVH）获得相对于阀冲程相位参考值（∆VH_ref）的阀冲程相位偏移值（VhP_Aww），其中，基于所述阀冲程相位偏移值（VhP_Aww）来获得第一阀驱动段偏移值（VT_Aww_1），

另外，在操作期间，借助于曲轴位置传感器（41）和进口凸轮轴位置传感器（42a）和/或出口凸轮轴位置传感器（42b）的布置，来获得进口凸轮轴角度差（∆ENW）和/或出口凸轮轴角度差（∆ANW），且从所述进口凸轮轴角度差（∆ENW）和/或出口凸轮轴角度差（∆ANW）获得第二阀驱动段偏移值（VT_Aww_2），并且其中，将所述第一和第二阀驱动段偏移值与彼此进行比较以用于相互的可信度检查的目的，并且形成阀驱动段偏移比较值（∆VT_Aww）。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，只要所述阀驱动段偏移比较值（∆VT_Aww）不超过预定阀驱动段偏移比较限制值（∆VT_Aww_Gw），则所述第一和/或第二阀驱动段偏移值就被评估为可信的。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，一旦所述阀驱动段偏移比较值（∆VT_Aww）超过规定的阀驱动段偏移比较限制值（∆VT_Aww_Gw）至少一次，则检测到在所述阀驱动段的区域中的故障（VT_Ffkt）。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，只要所述第一和/或所述第二阀驱动段偏移值（VT_Aww_1、VT_Aww_2）已经被评估为可信的且不超过预定阀驱动段偏移限制值（VT_Aww_Gw），就借助于所述内燃机（1）的控制单元（50）来引起用于控制所述内燃机（1）的补偿控制修正措施（Ktr_Mßn）和/或故障消息（Info_Sig），并且

如果所述第一和/或所述第二阀驱动段偏移值（VT_Aww_1、VT_Aww_2）已经被评估为可信的且超过预定阀驱动段偏移限制值（VT_Aww_Gw），或者先前已经在所述阀驱动段的区域中检测到故障（VT_Ffkt），则借助于所述内燃机（1）的控制单元（50）来引起所述内燃机的紧急操作模式或紧急停止和/或故障消息。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述内燃机（1）的操作期间，连续地获得所述第一和/或所述第二阀驱动段偏移值（VT_Aww_1、VT_Aww_2），且产生随着时间推移的所述第一和/或所述第二阀驱动段偏移值（VT_Aww_1、VT_Aww_2）的相应的偏移走势，其中，

基于相应的偏移走势，检测在所述阀驱动段中的偏移的特定原因。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当存在偏移走势的连续升高的值时，检测到所述阀驱动段中的偏移的由磨损引发的原因，取决于所述阀驱动段的设计，所述原因对应于链的伸长、带齿的带的伸长或对应于传动轮的磨损，并且

当存在所述偏移走势的突然升高的值时，检测到所述阀驱动段中的偏移的由齿跳跃引发的原因。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，为了在操作期间获得所述内燃机的进口阀冲程相位差和/或出口阀冲程相位差，

- 从所测量的压力振荡生成对应压力振荡信号，并且同时，获得曲轴相位角度信号；

- 使用离散傅里叶变换由所述压力振荡信号获得所测量的压力振荡的至少一个所选择的信号频率关于所述曲轴相位角度信号的相位位置和/或振幅；

- 基于所获得的相应的所选择的信号频率的相位位置和/或振幅，使用相应的信号频率的等相位位置和/或等振幅的参考线，获得相应相同信号频率的等相位位置和/或等振幅的线，所述相应相同信号频率的等相位位置和/或等振幅的线分别取决于所述进口阀冲程相位差和所述出口阀冲程相位差；

- 获得所获得的等相位位置和/或等振幅的线的相应的共同交点，以及

- 由所获得的共同交点确定所述进口阀冲程相位差和/或所述出口阀冲程相位差。

8.根据前述权利要求1-3中的一项所述的方法，其特征在于，在电子计算单元（53）上执行所述方法，所述电子计算单元被分配给所述内燃机（1）的电子可编程发动机控制单元（50）且在功能上连接到所述内燃机。

9.一种用于控制内燃机的电子可编程发动机控制单元（50），所述电子可编程发动机控制单元具有被分配的电子计算单元（53）和被分配的电子存储器单元（54），其特征在于，所述电子计算单元（53）和所述电子存储器单元（54）被配置成执行根据前述权利要求1-8中的一项所述的方法，且被配置成借助于所述发动机控制单元来对应地控制所述内燃机（1）。

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