[发明专利]用于修改检测到的凸轮轴位置的方法、控制器、内燃机和车辆

说明书

本发明涉及一种用于修改检测到的凸轮轴位置的方法：检测配属于凸轮轴的气体空间中实际气体信号，其与检测到的凸轮轴位置相匹配；将气体信号处理为实际气体标准；对多个模拟气体标准进行建模，这些模拟气体标准分别与额定凸轮轴位置相匹配；将模拟气体标准与实际气体标准进行比较；确定与实际气体标准有最小偏差的模拟气体标准；确定实际凸轮轴位置，实际凸轮轴位置相应于与实际气体标准有最小偏差的模拟气体标准；根据确定的实际凸轮轴位置与检测到的凸轮轴位置之间的差来确定凸轮轴位置修正值；通过将检测到的凸轮轴位置以凸轮轴位置修正值进行修正来确定修正后的凸轮轴位置。本发明还涉及一种用于实施方法的发动机控制器、内燃机和车辆。

技术领域

本发明涉及一种用于修改检测到的内燃机中的凸轮轴的凸轮轴位置的方法。本发明还涉及一种控制器，其被设置和设计用于实施这种方法，并且涉及一种用于实施该方法的内燃机，并且涉及一种具有这种内燃机的车辆。

背景技术

在现代内燃机，特别是汽油发动机中，越来越多的可调节凸轮轴和气门控制装置用于精确的空气控制。因此在其间可以灵活设计进气门和排气门的控制阶段、控制时间和控制曲线。

所谓的凸轮轴调节器用于调节控制相位，该凸轮轴调节器通过无极的调节能够控制凸轮轴上的凸轮的角度。可变气门控制系统(例如所谓的已知的Valve-Tronic)也附加地能够实现改变气门升程并同时改变打开时间。

因此，除了常规的奥托工艺外，实现越来越不节流的燃烧过程，例如米勒概念。在这种情况下，不节流意味着空气填充可以很大程度上与节气门的致动脱开，并且仅通过进气门和/或排气门的控制来进行。

但是，随着这种发动机概念(凸轮轴控制和可变气门控制)的普及，对凸轮轴本身和气门调节机构的调节的精度提出了更高的要求。由于凸轮轴直接通过曲轴驱动，因此，与用于特定气缸充气的目标位置的微小偏差都会导致根据负载确定的气缸充气的显著偏差并因此不利的排放影响和运行条件。

为了确保凸轮或凸轮轴相对于进气门和排气门的准确角位置或相对于曲轴位置的准确角位置，已知非常精确的曲轴和凸轮轴传感器装置，其精确、高度动态地检测位置、旋转和相对于彼此的位置。参考系用于校准。此外，凸轮轴本身和相关的传感器装置均可在生产过程中和组装后进行高精度测量。可以检测和补偿与生产有关的偏差。用于补偿的修正数据可以单独存储在发动机控制器中。以这种方式，可以在运行期间精确地检测凸轮轴的必要位置和状态。在凸轮轴和气门调节机构的与负载相关的控制时，可以精确调整在改变负载时的相关气体控制(新鲜气体供应、废气排放)。尤其也越来越有可能根据负载来控制并且在确定的方法中很大程度上不节流地控制气缸充气量或气体量(还包括新鲜气体量或新鲜空气量)。

但是，存在这样的缺点或问题，在所测量和相互协调的组件(传感器、传输元件、调节器等)的偏差很小时就会出现位置偏差，这些位置偏差会影响气体变更控制，特别是新鲜气体量或空气量的设置。结果，这意味着没有为要求的工作负载提供所需的空气量。当更换传动系的为控制空气量共同作用的主要部件时，也会出现相同的问题。这包括传动链条，例如链条、齿轮和皮带以及传感器装置，该传感器装置检测曲轴或凸轮轴的位置和旋转方向，并将其传输到发动机控制器。

为了确保最佳的与负载有关的气体量控制，在每次改装后重新精确地测量组件并进行协调是有意义的。还可以确定在维护过程中安装更精确的组件，或者将应用程序或发动机设计为“排放稳定”的，以便可以容忍一定的偏差。

另一种方法也可以是通过分析发动机的运行数据来确定这种位置变化，并通过控制技术进行补偿。

在DE 10 2016 219 584 B4中，存在一种方法，其中，内燃机气缸的进气门升程相位差和排气门升程相位差的组合识别基于以下事实：根据可分配给各个气缸的、进气道中的进气的动态压力振动，可以相对于曲轴相位角信号确定压力振动的选定的信号频率的相位位置和振幅。然后，基于这些相位位置和振幅，借助于相同相位位置的线和相同振幅的线，来确定进气门升程相位差和排气门升程相位差。该方法应当以简单且廉价的方式执行对控制时间的识别。