本發(fā)明涉及內(nèi)燃機，尤其是具有用于可改變地調(diào)整進氣閥和/或排氣閥的閥運行的凸輪軸調(diào)節(jié)器的內(nèi)燃機。

背景技術(shù)：

內(nèi)燃機的進氣閥和排氣閥的閥運行通過凸輪軸控制。凸輪軸的轉(zhuǎn)動與曲軸的轉(zhuǎn)動固定地耦聯(lián)，由此對進氣閥和排氣閥的控制與曲軸的轉(zhuǎn)動同步地和由此與內(nèi)燃機的工作循環(huán)同步地進行。

凸輪軸調(diào)節(jié)器用于，通過調(diào)整至少一個閥調(diào)節(jié)參數(shù)改變與凸輪軸的轉(zhuǎn)動耦聯(lián)的、進氣閥和排氣閥的閥運行，以便影響在內(nèi)燃機的進氣沖程中流入氣缸的燃燒室中的新鮮空氣量。新鮮空氣量決定內(nèi)燃機的充填（充填量），該充填在基于空氣運行的內(nèi)燃機中決定性地給定由內(nèi)燃機的提供的發(fā)動機扭矩。

尤其當(dāng)閥調(diào)節(jié)參數(shù)涉及到進氣閥和/或排氣閥的打開和關(guān)閉時間時，閥調(diào)節(jié)參數(shù)的調(diào)整可以具有直至6o的曲軸轉(zhuǎn)角的公差。這在一定的運行狀態(tài)下，例如在具有許多內(nèi)部的殘余氣體的運行方式下可以導(dǎo)致增大的誤差，其可以造成排放物增大。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

按照本發(fā)明，提供一種按照權(quán)利要求1的用于匹配用于控制內(nèi)燃機的進氣閥和/或排氣閥的閥調(diào)節(jié)參數(shù)的方法以及按照并列的權(quán)利要求的一種裝置和一種內(nèi)燃機。

另外的設(shè)計方案在從屬權(quán)利要求中給出。

按照第一方面，提供一種用于匹配用于控制內(nèi)燃機的進氣閥和/或排氣閥的閥調(diào)節(jié)參數(shù)的方法，具有以下步驟：

-占據(jù)（進入）內(nèi)燃機的預(yù)先確定的運行狀態(tài)；

-在所述預(yù)先確定的運行狀態(tài)下，確定充填數(shù)據(jù)，該充填數(shù)據(jù)給出在內(nèi)燃機的氣缸之一中的空氣充填；

-依據(jù)充填數(shù)據(jù)匹配閥調(diào)節(jié)參數(shù)。

由于由制造條件決定的公差和在將凸輪軸調(diào)節(jié)器安裝到內(nèi)燃機中時的公差，在用閥調(diào)節(jié)參數(shù)作為控制參數(shù)來控制凸輪軸調(diào)節(jié)器時產(chǎn)生系統(tǒng)誤差。上述方法的一個構(gòu)思在于，尤其是通過提供匹配參數(shù)來匹配閥調(diào)節(jié)參數(shù)，該閥調(diào)節(jié)參數(shù)針對凸輪軸調(diào)節(jié)器被可改變地預(yù)先給定。

閥調(diào)節(jié)參數(shù)經(jīng)由凸輪軸調(diào)節(jié)器在一個或多個閥運行參數(shù)中，例如閥的打開時間點，閥的關(guān)閉時間點，相對于曲軸位置的打開持續(xù)時間的相位位置，閥升程和類似參數(shù)，影響在氣缸處的進氣閥和/或排氣閥的閥運行。常規(guī)凸輪軸調(diào)節(jié)器可以包括凸輪軸相位調(diào)節(jié)器，機電式閥調(diào)節(jié)器和類似物。

所述匹配依據(jù)空氣充填數(shù)據(jù)實施，該空氣充填數(shù)據(jù)給出在內(nèi)燃機的氣缸之一中的空氣充填。通過該匹配實現(xiàn)，通過匹配的閥調(diào)節(jié)參數(shù)，提供用于控制凸輪軸調(diào)節(jié)器的控制參數(shù)，由此凸輪軸調(diào)節(jié)器可以在不設(shè)置附加的傳感器或不設(shè)置具有較小公差的凸輪軸調(diào)節(jié)器下更精確地實施針對該凸輪軸調(diào)節(jié)器的希望的預(yù)定值。

進氣閥的閥運行依據(jù)在進氣管段中的進氣管壓力作用于在氣缸中的空氣充填，所述進氣管段經(jīng)由進氣閥與氣缸的燃燒室連接。充填誤差，其基于壓力測量，例如在進氣管中的壓力的測量，和充填模型被檢測，因此可以被解讀為凸輪軸調(diào)節(jié)器的公差，也就是說，作為在通過閥調(diào)節(jié)參數(shù)的預(yù)定值所希望的閥運行參數(shù)和實際地調(diào)整的閥運行參數(shù)之間的誤差偏差。盡管充填誤差可以基于在節(jié)流閥位置上的進氣管壓力或通過分析混合物匹配來確定，但是這種方法必要時不足以實現(xiàn)凸輪軸調(diào)節(jié)器的更高的精確度。

因此為了匹配閥調(diào)節(jié)參數(shù)，運行點被調(diào)整并且充填數(shù)據(jù)被測量。然后依據(jù)充填數(shù)據(jù)可以實施匹配。

尤其地，依據(jù)在充填數(shù)據(jù)和一個與預(yù)先確定的運行狀態(tài)相關(guān)的參考充填數(shù)據(jù)之間的差實施所述閥調(diào)節(jié)參數(shù)的匹配。這種方法最好在一個運行點處實施，在該運行點處在氣缸中的空氣充填依據(jù)進氣管壓力非常敏感地響應(yīng)閥運行參數(shù)的改變。這例如在這樣的運行點是這種情況，在這些運行點下許多殘余氣體留在氣缸中。如果由于在氣缸上的進氣閥和排氣閥的打開時間的在時間上相對長的交叉，許多殘余氣體留在氣缸中或進氣閥在一個非常早的或非常晚的關(guān)閉時間點被關(guān)閉，則存在這種運行點。

此外，作為充填數(shù)據(jù)，可以確定在內(nèi)燃機的、布置在進氣閥上游的進氣管中的進氣管壓力或在內(nèi)燃機的氣缸之一的燃燒室中的燃燒室壓力。

可以規(guī)定，依據(jù)作為在第一運行狀態(tài)下探測的第一充填數(shù)據(jù)和在第二運行狀態(tài)下探測的第二充填數(shù)據(jù)之間的差的充填數(shù)據(jù)差實施閥調(diào)節(jié)參數(shù)的匹配。

此外，可以依據(jù)在充填數(shù)據(jù)差和一個用于第一和第二運行狀態(tài)的參考充填數(shù)據(jù)差之間的差實施閥調(diào)節(jié)參數(shù)的匹配。

可以規(guī)定，第一和第二運行狀態(tài)對應(yīng)于不同的運行狀態(tài)，其在匹配的閥調(diào)節(jié)參數(shù)下在內(nèi)燃機的氣缸中產(chǎn)生相同的或類似的進氣管壓力。

以這種方式可以將例如進氣管壓力傳感器的進氣管壓力測量的誤差或公差的影響減小到最低程度，進氣管壓力傳感器可以大大地影響充填數(shù)據(jù)的確定。給定的閾值由在恒定的質(zhì)量流下的充填的模型偏差得到。

尤其地，第一和第二運行狀態(tài)可以對應(yīng)于（這樣的）運行狀態(tài)，在該運行狀態(tài)下內(nèi)燃機被供給相同的空氣質(zhì)量流。

可以規(guī)定，相同的空氣質(zhì)量流通過用于第一和第二運行狀態(tài)的同一個節(jié)流閥位置和同一個發(fā)動機轉(zhuǎn)速進行調(diào)整。以這種方式可以將節(jié)流閥調(diào)節(jié)器的誤差或公差的影響減小到最低程度，節(jié)流閥調(diào)節(jié)器可以大大地影響充填數(shù)據(jù)的確定。

此外，具有相同的空氣質(zhì)量流的第一和第二運行狀態(tài)可以通過相同的節(jié)流閥位置，不同的發(fā)動機轉(zhuǎn)速和不同的閥調(diào)節(jié)參數(shù)提供。

此外，所述運行狀態(tài)可以對應(yīng)于一種運行狀態(tài)，在該運行狀態(tài)下出現(xiàn)進氣閥和排氣閥的打開時間的交叉。

所述運行狀態(tài)可以對應(yīng)于一種運行狀態(tài)，在該運行狀態(tài)下進氣閥的關(guān)閉時間點如此遠地位于活塞運動的下死點之前，即所述充填比在活塞運動的下死點處在進氣閥關(guān)閉時的充填至少小10%。這些運行點常常被稱為米勒(miller)循環(huán)過程。

備選地，所述運行狀態(tài)可以對應(yīng)于一種運行狀態(tài)，在該運行狀態(tài)下進氣閥的關(guān)閉時間點如此遠地位于活塞運動的下死點之后，即所述充填比在活塞運動的下死點處在關(guān)閉時的充填至少小10%。這些運行點常常被稱為阿特金森(atkinson)循環(huán)過程。

此外，可以通過改變一個修正參數(shù)實施所述匹配，用所述修正參數(shù)加載閥調(diào)節(jié)參數(shù)。

附圖說明

以下借助于附圖詳細(xì)解釋實施方式。

圖1顯示一個具有內(nèi)燃機的發(fā)動機系統(tǒng)的示意圖，其中進氣閥和排氣閥的運行可以借助于凸輪軸調(diào)節(jié)器可變地調(diào)整；

圖2顯示用于說明用于匹配凸輪軸相位位置的方法的流程圖；和

圖3顯示用于說明在凸輪軸相位位置上進氣管壓力的變化曲線。

具體實施方式

圖1示意地示出具有內(nèi)燃機2的發(fā)動機系統(tǒng)1，內(nèi)燃機具有數(shù)個氣缸3（在本實施例中為四個氣缸）。內(nèi)燃機2對應(yīng)于一種常規(guī)四沖程內(nèi)燃機，尤其是基于空氣運行的內(nèi)燃機，例如汽油機。

空氣經(jīng)由空氣供給系統(tǒng)4被供給到氣缸3的燃燒室中?？諝夤┙o系統(tǒng)4具有進氣管段41，它被限定在節(jié)流閥5和氣缸3的進氣閥31之間。為了將燃燒廢氣排出到廢氣排出段8中，在氣缸3上設(shè)置排氣閥32。進氣閥31或排氣閥32的運行通過曲軸6的旋轉(zhuǎn)或曲軸位置確定，尤其是打開時間點和關(guān)閉時間點與內(nèi)燃機2的氣缸3的工作循環(huán)同步地設(shè)定。

用于進氣閥31的運行和排氣閥32的運行的閥運行參數(shù)可以借助于凸輪軸調(diào)節(jié)裝置7可改變地調(diào)整。凸輪軸調(diào)節(jié)裝置7可以具有分開的凸輪軸調(diào)節(jié)器，其形式為用于調(diào)整進氣閥31或排氣閥32的打開時間點和關(guān)閉時間點的相位位置的凸輪軸相位調(diào)節(jié)器，用于自由地調(diào)整進氣閥31和排氣閥32的機電式閥調(diào)節(jié)器，或類似物。閥運行參數(shù)，其通過凸輪軸調(diào)節(jié)器可變地影響，可以包括一個或多個以下的參數(shù)：涉及的閥的打開時間點，涉及的閥的關(guān)閉時間點，涉及的閥的打開持續(xù)時間，打開時間的關(guān)于曲軸轉(zhuǎn)角的相位位置，涉及的閥的閥升程和類似參數(shù)。

凸輪軸調(diào)節(jié)裝置7可以具有一個用于調(diào)整至少一個用于在一個氣缸3上的進氣閥31的閥運行參數(shù)的進氣閥凸輪軸調(diào)節(jié)器71和一個用于調(diào)整至少一個用于在一個氣缸3上的排氣閥32的閥運行參數(shù)的排氣閥凸輪軸調(diào)節(jié)器72。

控制單元10運行內(nèi)燃機2。依據(jù)內(nèi)燃機2的狀態(tài)參數(shù)，例如轉(zhuǎn)速，負(fù)荷，進氣管壓力和類似參數(shù)，基于給定的目標(biāo)給定值v通過調(diào)節(jié)這個或這些凸輪軸調(diào)節(jié)器和類似物的位置調(diào)節(jié)器，例如節(jié)流閥5，進行內(nèi)燃機1的運行。內(nèi)燃機2的運行以本身已知的方式按照四沖程運行方式進行。

凸輪軸調(diào)節(jié)器71，72的安裝公差關(guān)于其閥運行參數(shù)通常為直至6（度）曲軸轉(zhuǎn)角，這尤其地在這樣的運行點下，在該運行點下許多殘余氣體留在氣缸3的燃燒室中，導(dǎo)致在調(diào)節(jié)空氣充填時增大的誤差。由此空燃比改變，這又可以導(dǎo)致增多的排放物。

在圖2中描述一個用于說明用于匹配閥調(diào)節(jié)參數(shù)的方法的流程圖。該匹配不僅可以在線地而且可以在安裝凸輪軸調(diào)節(jié)裝置7之后在內(nèi)燃機2投入運行之前進行。尤其地，在內(nèi)燃機2投入運行時可以通過選擇運行點和保證穩(wěn)態(tài)運行來特別精確地實施匹配。

在步驟s1中，調(diào)整出一個預(yù)先確定的第一運行狀態(tài)或確定一個運行狀態(tài)，該運行狀態(tài)對應(yīng)于一個預(yù)先確定的第一運行狀態(tài)。內(nèi)燃機2的運行狀態(tài)可以通過發(fā)動機轉(zhuǎn)速，節(jié)流閥位置，在內(nèi)燃機2中的空氣質(zhì)量流（例如由空氣質(zhì)量傳感器測量）和進氣閥31和/或排氣閥32的閥調(diào)節(jié)參數(shù)確定。

第一運行狀態(tài)可以如此地選擇，即空氣充填非常敏感地響應(yīng)一個閥運行參數(shù)的基于凸輪軸調(diào)節(jié)器71，72之一的公差的改變。這例如對于這樣的運行點是這種情況，在該運行點下許多殘余氣體（燃燒廢氣）留在氣缸3的燃燒室中。當(dāng)例如氣缸3的進氣閥和排氣閥31，32的打開時間相互交叉（重疊）時，在燃燒開始之前在氣缸3的燃燒室中出現(xiàn)高比例的殘余氣體。當(dāng)進氣閥的打開時間點是非常早的，即在涉及的排氣閥的關(guān)閉的時間點之前，那么可以出現(xiàn)氣缸的進氣閥31和排氣閥32的打開的交叉。

例如運行狀態(tài)可以如此地選擇，即存在小于0.8，尤其是小于0.5和尤其是大于0.2的壓力降，也就是說，在節(jié)流閥上的壓力比ps（在節(jié)流閥處的出口側(cè)的壓力與入口側(cè)的壓力的比作為關(guān)于進氣管壓力的數(shù)據(jù)）。在圖3中看到，在恒定的空氣質(zhì)量流下，閥運行參數(shù)wnwe的改變導(dǎo)致進氣管壓力數(shù)據(jù)ps的大的改變，該閥運行參數(shù)例如可以對應(yīng)于進氣閥的打開持續(xù)時間的相位位置。

在步驟s2中，在第一運行狀態(tài)下測量進氣管壓力，它是第一充填數(shù)據(jù)。進氣管壓力與內(nèi)燃機的發(fā)動機轉(zhuǎn)速一起確定，何種空氣量（充填）在每個進氣沖程中被吸入相關(guān)的氣缸的燃燒室中并且由此是一個用于該充填的合適的尺度。

在步驟s3中，調(diào)整一個預(yù)先確定的第二運行狀態(tài)或確定一個運行點，該運行點對應(yīng)于預(yù)先確定的第二運行狀態(tài)。

在步驟s4中，在第二運行狀態(tài)下測量進氣管壓力，其是第二充填數(shù)據(jù)。

在步驟s5中，確定在第一充填數(shù)據(jù)和第二充填數(shù)據(jù)之間的差作為充填差數(shù)據(jù)。

在步驟s6中，通過與參考充填差數(shù)據(jù)比較，該參考充填差數(shù)據(jù)由第一和第二運行狀態(tài)的選擇中得到，確定，是否在氣缸3中的充填的實際的充填差大于、等于或小于期望的充填差。參考充填差數(shù)據(jù)可以由與運行狀態(tài)相關(guān)的充填差函數(shù)例如由特性曲線簇表或查閱表依據(jù)第一和第二運行狀態(tài)獲得。

在步驟s7中，依據(jù)在充填差數(shù)據(jù)和參考充填差數(shù)據(jù)之間的差借助于修正參數(shù)匹配閥調(diào)節(jié)參數(shù)。修正參數(shù)可以循環(huán)地迭代地相應(yīng)于在充填差數(shù)據(jù)和參考充填差數(shù)據(jù)之間的差被增大或降低。修正參數(shù)的值也可以直接地分配給在充填差數(shù)據(jù)和參考充填差數(shù)據(jù)之間的差。

閥調(diào)節(jié)參數(shù)可以用修正參數(shù)相乘地，相加地或以其它的方式加載。該匹配如此地實施，即如果通過確定的差確定一個過高的充填，則閥調(diào)節(jié)參數(shù)被如此地匹配，即由此調(diào)節(jié)的閥運行參數(shù)導(dǎo)致較小的充填，和反之亦然。

該匹配可以通過匹配用于控制進氣閥凸輪軸調(diào)節(jié)器71的閥調(diào)節(jié)參數(shù)來實施。如果如此地選擇運行狀態(tài)，即出現(xiàn)進氣閥31和排氣閥32的打開時間的交叉（重疊），那么該匹配備選地或附加地也可以涉及用于控制排氣閥凸輪軸調(diào)節(jié)器72的閥調(diào)節(jié)參數(shù)。

尤其地，通過合適地選擇運行狀態(tài)可以將基于壓力的充填探測的另外的公差減小到最低程度。由于例如由于進氣管壓力測量器的公差，將進氣管壓力作為充填數(shù)據(jù)的確定同樣可以具有公差，因此有意義的是，如此地選擇用于確定充填差數(shù)據(jù)的運行狀態(tài)，即該充填差數(shù)據(jù)對進氣管壓力的測量的誤差做出盡可能小的反應(yīng)。尤其地，可以如此地選擇運行狀態(tài)，在無誤差的或無公差的凸輪軸調(diào)節(jié)器情況下得到相同的進氣管壓力。

此外，為了消除或減小節(jié)流閥位置的公差或調(diào)節(jié)誤差對確定充填數(shù)據(jù)的影響，可以規(guī)定，第一和第二運行狀態(tài)對應(yīng)于具有相同的空氣質(zhì)量流和相同的節(jié)流閥位置，即相同的進氣管壓力的運行狀態(tài)。不同的運行狀態(tài)此時通過改變閥調(diào)節(jié)參數(shù)和發(fā)動機轉(zhuǎn)速來確定。在兩個運行點下獲得的進氣管壓力或充填數(shù)據(jù)之間的偏差被認(rèn)為是凸輪軸調(diào)節(jié)器71，72的誤差并且可以相應(yīng)地匹配。