專利名稱：用于控制和調(diào)節(jié)內(nèi)燃機(jī)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于控制和調(diào)節(jié)內(nèi)燃機(jī)的方法，在該方法中，換氣閥門的軸向行 程(Weg)以及旋轉(zhuǎn)角度(Verdrehwinkel)連續(xù)地被測量。
背景技術(shù)：
在實(shí)際中提供了不帶自動式閥門間隙補(bǔ)償?shù)拇笮筒裼桶l(fā)動機(jī)。因此，在一段固定 地預(yù)定的運(yùn)行時(shí)間之后，閥門間隙必須由檢修機(jī)械師相應(yīng)于保養(yǎng)計(jì)劃地進(jìn)行調(diào)整。在保養(yǎng) 計(jì)劃中，示出了邊界條件(例如，冷卻液溫度小于40°C)以及詳細(xì)的步驟。首先，轉(zhuǎn)動器 具被安置，氣缸頭罩被移開，并且，借助于該轉(zhuǎn)動器具按順序地將換氣閥門帶入到關(guān)閉狀態(tài) 中。然后，在關(guān)閉狀態(tài)中，通過量規(guī)檢查相應(yīng)的實(shí)際閥門間隙。如果該實(shí)際閥門間隙與理論 閥門間隙相偏離，檢修機(jī)械師必須通過調(diào)整螺釘校準(zhǔn)實(shí)際閥門間隙直至其與理論閥門間隙 相一致。在具有例如十六個(gè)氣缸的大型柴油發(fā)動機(jī)上，這是復(fù)雜且成本高昂的，且對于船舶 而言會導(dǎo)致相應(yīng)的港口?？抠M(fèi)用。已知為了防止在換氣閥門處的沉積而使換氣閥門旋轉(zhuǎn)一角度。一種旋轉(zhuǎn)裝置例如 由文件DE 196 47 412 Cl已知。同樣已知的是，測量換氣閥門的旋轉(zhuǎn)并將其用于功能性的 評判。那么，例如文件DE 94 17650 Ul公開了一種相應(yīng)的測量裝置，在這種測量裝置中，永 磁體布置在旋轉(zhuǎn)裝置處且測量傳感器布置在氣缸頭中。那么，并非無缺陷的閥門旋轉(zhuǎn)器具 需被更換。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，設(shè)計(jì)一種方法，在該方法中，換氣閥門的軸向行程和換氣閥門 的旋轉(zhuǎn)角度都被監(jiān)測。該目的通過帶有權(quán)利要求1的特征的方法來實(shí)現(xiàn)。從屬權(quán)利要求中示出了設(shè)計(jì)方案。除了在作功沖程(Arbeitshub)期間連續(xù)地測量換氣閥門處的軸向行程和旋轉(zhuǎn)角 度，該方法還在于，計(jì)算行程相對于參考值的行程偏差，并且基于初值與終值計(jì)算旋轉(zhuǎn)角度 偏差。由于換氣閥門的行程作為隨時(shí)間的變化(zeitlicher Verlauf)而被檢測，所以參考 值同樣地作為隨時(shí)間的變化而被預(yù)先定義。內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)一步的運(yùn)行則借助于行程偏差和旋 轉(zhuǎn)角度偏差來決定(festlegen)。如果行程偏差的絕對值(Betrag)小于預(yù)定的邊界值，則換氣閥門被設(shè)定為無故 障的。在無故障的換氣閥門上，換氣閥門的軸向行程作為許可的輸入值而在可變閥門控制 (variable Ventilsteuerung)中被繼續(xù)使用。如果反之行程偏差的絕對值大于邊界值，則 啟動后繼調(diào)節(jié)(Nachfolgeregelimg)。后繼調(diào)節(jié)舉例而言作如下設(shè)置，即，將換氣閥門去激 活，并且在經(jīng)過一個(gè)級延時(shí)間(Zeitstufe)后再次對其進(jìn)行檢查。備選地，也可以使用替代 值并許可一種受限制的進(jìn)一步運(yùn)行。如果旋轉(zhuǎn)角度偏差位于預(yù)定的公差帶之內(nèi)，則旋轉(zhuǎn)裝 置被設(shè)定為無故障的。否則，在此同樣啟動后繼調(diào)節(jié)。
為了確定預(yù)測的保養(yǎng)期限，從旋轉(zhuǎn)角度的隨時(shí)間的變化中確定最大的旋轉(zhuǎn)角度并 與所許可的行程偏差以及所許可的旋轉(zhuǎn)角度偏差一起確定出一趨勢?？傊景l(fā)明提供了如下優(yōu)點(diǎn)，S卩，省去了閥門間隙的機(jī)械控制，并且保養(yǎng)間隔更 加符合需求。借助于軸向行程和旋轉(zhuǎn)角度的同時(shí)的監(jiān)測，換氣閥門的無故障的功能(即閥 門間隙)和旋轉(zhuǎn)裝置的無故障的功能被檢查。


圖紙中示出了優(yōu)選的實(shí)施例。其中
圖1顯示了系統(tǒng)圖，
圖2顯示了換氣閥門的在時(shí)間上的軸向行程，
圖3顯示了換氣閥門的在時(shí)間上的旋轉(zhuǎn)角度，
圖4顯示了程序-流程圖且
圖5顯示了子程序。
參考標(biāo)號列表
1換氣閥門
2氣缸頭
3搖臂
4傳感器
5電子發(fā)動機(jī)控制器(ECU)
6導(dǎo)向管
7旋轉(zhuǎn)裝置
8閥門桿
9磁編碼區(qū)域
10排氣道
11燃燒室
具體實(shí)施例方式圖1顯示了帶有用于換氣閥門1處的行程測量和旋轉(zhuǎn)角度測量的組合式傳感器的 系統(tǒng)圖。所示出的部件為換氣閥門1，例如排氣閥門，氣缸頭2，用于操縱換氣閥門1的搖 臂3，傳感器4以及電子控制器5 (EOT)。換氣閥門1通過導(dǎo)向管6而被置入氣缸頭2中，并 且通過搖臂3而被操縱。通過旋轉(zhuǎn)裝置7，換氣閥門1在操縱中同時(shí)轉(zhuǎn)過一角度，由此防止 了在換氣閥門1處的沉積。在第一位置POSl中，換氣閥門1將燃燒室11完全地關(guān)閉。在 第二位置P0S2中，換氣閥門1開啟從燃燒室11至排氣道10的通道，那么，通過該通道，廢 氣例如流至廢氣渦輪增壓器。傳感器4同時(shí)地檢測換氣閥門1的在軸向方向上的位置以及 換氣閥門1的旋轉(zhuǎn)角度。為此，在一種優(yōu)選的實(shí)施形式中，在閥門桿8上構(gòu)造有磁編碼區(qū)域 9。其它的傳感器形式(電感式，電容式，光電式)在相應(yīng)的額外費(fèi)用下同樣可被應(yīng)用。電子控制器5確定內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行方式。該電子控制器5包含微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的 通常的構(gòu)件，例如微處理器，I/O模塊，緩存器及存儲器模塊(EEPROM，RAM)。在存儲器模塊 中，對于內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行而言重要的運(yùn)行數(shù)據(jù)被存放在特性場/特性曲線中。通過這些特性場/特性曲線，電子控制器5基于輸入?yún)⒘坑?jì)算輸出參量。輸入?yún)⒘繛樾谐蘳(t)的隨時(shí)間的 變化，旋轉(zhuǎn)角度w(t)的隨時(shí)間的變化以及其他的輸入?yún)⒘浚湟詤⒖紭?biāo)號EIN來概括。其 他的輸入?yún)⒘縀IN例如為軌壓，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速以及功率需求。電子控制器5的輸出參量以參 考標(biāo)號AUS來概括。其典型地代表了用于控制和調(diào)節(jié)內(nèi)燃機(jī)的其他調(diào)整信號，例如用于定 義噴射開始和噴射結(jié)束的噴射器促動信號。通常的功能性如下在起始位置(即關(guān)閉狀態(tài))中，換氣閥門1占據(jù)第一位置P0S1。第一位置POSl由 第一幾何方位(Ort)確定，即，由行程初值與旋轉(zhuǎn)角度初值確定。上述初值由電子發(fā)動機(jī)控 制器5讀入。如果現(xiàn)在換氣閥門1被操縱，則當(dāng)前的行程和當(dāng)前的旋轉(zhuǎn)角度被讀入(例如 被讀入到環(huán)形存儲器中)。第二位置P0S2由第二幾何方位確定，即由最大的行程與最大的 旋轉(zhuǎn)角度確定。換氣閥門1的第二位置P0S2在圖1中以虛線示出。作功沖程對應(yīng)于從第一 位置POSl至第二位置P0S2并且再次到第一位置POSl的過渡。在一作功沖程上檢測軸向 行程s(t)的變化以及旋轉(zhuǎn)角度w(t)的變化。此后，計(jì)算行程s(t)相對于參考值的行程偏 差，并計(jì)算第一位置POSl中的旋轉(zhuǎn)角度_初值相對于第二位置P0S2中的旋轉(zhuǎn)角度-終值 的旋轉(zhuǎn)角度偏差。然后，借助于行程偏差以及旋轉(zhuǎn)角度偏差，決定內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)一步的運(yùn)行。在一種未示出的實(shí)施形式中，為換氣閥門1配設(shè)有帶有獨(dú)立計(jì)算能力的現(xiàn)場電子 設(shè)備，該現(xiàn)場電子設(shè)備承擔(dān)了軸向行程s(t)以及旋轉(zhuǎn)角度w(t)的處理，并且將它們的許可 性或不許可性傳輸至電子發(fā)動機(jī)控制器5。在確認(rèn)出換氣閥門的故障時(shí)，電子發(fā)動機(jī)控制器 5則承擔(dān)后繼調(diào)節(jié)。在圖2中，換氣閥門的軸向的行程S，即閥門升程，在時(shí)間上被示出。實(shí)線表示在一 個(gè)閥門升程期間所測量的、軸向行程s(t)的變化。一個(gè)閥門升程相應(yīng)于換氣閥門的從關(guān)閉 狀態(tài)至完全打開狀態(tài)并回到關(guān)閉狀態(tài)的位置改變。預(yù)定的參考曲線sREF作為點(diǎn)劃線畫出。 對每個(gè)測量值s (t)，對應(yīng)著一個(gè)參考值。例如對于值A(chǔ)對應(yīng)有參考值B。值A(chǔ)相對于參考 值B的差則相應(yīng)于行程偏差ds。虛線si表示了具有過多閥門間隙的換氣閥門。同樣以虛 線示出的線s2表示其閥門間隙已耗盡的換氣閥門。在圖3中，換氣閥門的旋轉(zhuǎn)角度w的可能的變化在時(shí)間上被示出。變化w(t)表示 其初始值wO位于坐標(biāo)系原點(diǎn)處的換氣閥門。旋轉(zhuǎn)角度w(t)和軸向行程s(t)同時(shí)地被檢 測。由于換氣閥門在第一位置中并不總是具有相同的旋轉(zhuǎn)角度-初值《O，則變化w(t)在縱 坐標(biāo)方向上移動。因此，在圖3中，示例性地部分地示出了三個(gè)其他的變化。旋轉(zhuǎn)角度w(t) 的隨時(shí)間的變化具有最大值《MAX和終值《Ε。旋轉(zhuǎn)角度-終值wE相對于旋轉(zhuǎn)角度-初始值 wO的差相應(yīng)于旋轉(zhuǎn)角度偏差dw，該旋轉(zhuǎn)角度偏差dw然后被進(jìn)行許可性檢查。在圖4中示出了主程序的程序-流程圖。在圖5中示出了子程序UP。進(jìn)一步的描 述針對兩個(gè)附圖共同地進(jìn)行。在Sl中，行程初值SO以及旋轉(zhuǎn)角度-初值WO被讀入。緊接 著，在S2中，在時(shí)間上的當(dāng)前的軸向行程s(t)和當(dāng)前的旋轉(zhuǎn)角度w(t)被讀入。在S3中， 則計(jì)算行程s (t)相對于參考值sREF的行程偏差ds，并在S4中檢查，行程偏差ds是否為 正(ds>0)。如果換氣閥門的閥門間隙大于參考值，則行程偏差ds是正的。如果在S4中 確認(rèn)了這一點(diǎn)，詢問結(jié)果S4為是，則分岔入子程序UP(圖5)。在SlA中，偏差的絕對值與 邊界值GW相比較。如果閥門間隙盡管已被提高但仍為許可的(也就是說，行程偏差的絕對 值小于邊界值GW)，則分岔至主程序的點(diǎn)A (圖4)。如果相反，行程偏差ds的絕對值大于邊界值GW，詢問結(jié)果SlA為是，則在S2A中確認(rèn)故障。緊接著，在S3A中啟動后繼調(diào)節(jié)。可 能的后繼調(diào)節(jié)作如下設(shè)置，即，換氣閥門被去激活，并且在經(jīng)過一級延時(shí)間后對換氣閥門重 新進(jìn)行檢查。另一種后繼調(diào)節(jié)可作如下設(shè)置，即，將換氣閥門分級地去激活。緊接著后繼調(diào) 節(jié)，在S4A中，將該確認(rèn)的故障告知操作人員并終止子程序。如果在主程序中的S4中確認(rèn)行程偏差非正，詢問結(jié)果S4為否，則在S5中檢查， 行程偏差ds是否為負(fù)(ds<0)。如果閥門間隙過小，則是這種情況。若符合這一點(diǎn)，則分 岔到子程序UP中，在子程序中，在SlA中，偏差ds的絕對值與邊界值GW相比較。如果閥門 間隙盡管變小但仍為許可的(也就是說，行程偏差的絕對值小于邊界值GW)，則分岔至主程 序的點(diǎn)A。如果相反，行程偏差ds的絕對值大于邊界值，詢問結(jié)果SlA為是，則在S2A中 確認(rèn)故障。緊接著，在S3A中啟動后繼調(diào)節(jié)?？赡艿暮罄^調(diào)節(jié)作如下設(shè)置，即，將換氣閥門 去激活，并且在經(jīng)過一級延時(shí)間后對換氣閥門重新進(jìn)行檢查。另一種后繼調(diào)節(jié)可作如下設(shè) 置，即，將換氣閥門分級地去激活。緊接著后繼調(diào)節(jié)，在S4A中將該確認(rèn)的故障告知操作人 員并終止子程序。如果在S5中確認(rèn)行程偏差ds非負(fù)，詢問結(jié)果S5為否，則在S6中將換氣閥門設(shè) 定為無故障的，S6。此后，在S7中，從旋轉(zhuǎn)角度w(t)的隨時(shí)間的變化中確定出最大值wMAX。 在S8中，基于旋轉(zhuǎn)角度w的初值wO和終值wE計(jì)算旋轉(zhuǎn)角度偏差dw，并在S9中進(jìn)行評判。 如果旋轉(zhuǎn)角度偏差dw不處在由兩個(gè)邊界值dwMIN和dwMAX形成的公差帶內(nèi)，則在S12中啟 動后繼調(diào)節(jié)并在S13中向操作人員顯示該故障。之后，主程序終止。如果相反，在S9中識 別出，旋轉(zhuǎn)角度偏差dw是許可的，詢問結(jié)果S9為是，則在SlO中將旋轉(zhuǎn)裝置設(shè)定為無故障 的。在Sll中，基于有效的(gueltigen)行程偏差ds (i)，有效的旋轉(zhuǎn)角度偏差dw (i)以及 旋轉(zhuǎn)角度的最大值wMAX(i)計(jì)算出一個(gè)趨勢，其中，i在這里為計(jì)數(shù)變量(Zaehlvariable)。 基于該趨勢又可推導(dǎo)出預(yù)測的保養(yǎng)期限。相應(yīng)的方法例如由文件DE 199 16 994 Cl已知。 之后，程序流程終止。
權(quán)利要求
1.一種用于控制和調(diào)節(jié)內(nèi)燃機(jī)的方法，在該方法中，在一作功沖程期間測量換氣閥門 (1)的軸向行程(s(t))以及旋轉(zhuǎn)角度(w (t))，計(jì)算行程(s(t))相對于參考值(sREF)的行 程偏差(ds)，基于旋轉(zhuǎn)角度-初值(wO)與旋轉(zhuǎn)角度-終值(wE)計(jì)算旋轉(zhuǎn)角度偏差(dw)， 且在該方法中，借助于行程偏差(ds)以及旋轉(zhuǎn)角度偏差(dw)決定內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)一步的運(yùn)行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，如果行程偏差(ds)的絕對值小于邊界值 (GW)，則換氣閥門(1)被識別為無故障的，且換氣閥門(1)的軸向行程(s(t))被設(shè)定為用 于可變閥門控制的許可的輸入值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，如果行程偏差(ds)的絕對值大于邊界值 (GW)，則啟動后繼調(diào)節(jié)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，如果旋轉(zhuǎn)角度偏差(dw)位于公差帶 (dwMIN, dwMAX)以內(nèi)，則旋轉(zhuǎn)裝置(7)被識別為無故障的，且換氣閥門(1)的旋轉(zhuǎn)角度 (w(t))被設(shè)定為有效的。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，如果旋轉(zhuǎn)角度偏差(dw)位于公差帶 (dwMIN, dwMAX)以外，則啟動后繼調(diào)節(jié)。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在一作功沖程期間從旋轉(zhuǎn)角 度(w(t))中確定出最大的旋轉(zhuǎn)角度(wMAX)。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，基于許可的行程偏差 (ds(i)，i = 1... η)，許可的旋轉(zhuǎn)角度偏差(dw(i))和最大的旋轉(zhuǎn)角度(wMAX(i))計(jì)算出趨 勢。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，借助于所述趨勢確定預(yù)測的保養(yǎng)期限。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于控制和調(diào)節(jié)內(nèi)燃機(jī)的方法，在該方法中，在一作功沖程期間測量換氣閥門(1)的軸向行程(s(t))以及旋轉(zhuǎn)角度(w(t))，計(jì)算行程(s(t))相對于參考值的行程偏差，基于旋轉(zhuǎn)角度-初值和旋轉(zhuǎn)角度-終值計(jì)算旋轉(zhuǎn)角度偏差，且在該方法中，借助于行程偏差以及旋轉(zhuǎn)角度偏差，決定內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)一步運(yùn)行。
文檔編號G01B7/30GK101994576SQ20101025487
公開日2011年3月30日 申請日期2010年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月4日
發(fā)明者H·弗蘭克, M·威爾曼, M·赫勒 申請人:Mtu腓特烈港有限責(zé)任公司