專利名稱：用于內(nèi)燃機慣性運轉(zhuǎn)控制的方法
技術(shù)水平本發(fā)明涉及一種用于內(nèi)燃機慣性運轉(zhuǎn)控制的方法，其中，內(nèi)燃機的至少一個汽缸中的活塞被帶入一個目標(biāo)明確的位置，該位置與一個明確地位于上死點之后的曲軸角度位置相同。
對于本身作起動機用的、帶有所謂內(nèi)部直接起動功能的內(nèi)燃機，前提條件是，至少在一個汽缸中活塞處在明確地位于上死點之后的一個位置中。然后向汽缸中噴入燃料并且點火，從而，在此出現(xiàn)的燃燒力矩足夠于起動發(fā)動機。對于這樣一種直接起動的內(nèi)燃機，DE19741294A1建議，為了起動發(fā)動機，通過一個電機把曲軸帶入到一個預(yù)先給定的起動位置，從而，在曲軸到達起動位置時，對噴入起動汽缸中的燃料進行點火。在此DE19741294A1中還提到，為直接起動所要求的在至少一個汽缸中的活塞位置，可以在曲軸慣性運轉(zhuǎn)時就被目標(biāo)明確地調(diào)整好。但是，所述文獻中沒有說明可以用什么裝置或者按什么方法達到這樣的目標(biāo)明確的慣性運轉(zhuǎn)位置。
任務(wù)和方案本發(fā)明的任務(wù)在于，給出一種開頭所述類型內(nèi)燃機的慣性運轉(zhuǎn)控制方法，根據(jù)此方法，可以用盡可能低的費用在內(nèi)燃機慣性運轉(zhuǎn)時將至少一個汽缸中的活塞帶到一個目標(biāo)明確的位置，此位置使得內(nèi)燃機直接起動成為可能。
所述任務(wù)通過權(quán)利要求1的特征解決，其方案是，在切斷點火系統(tǒng)之后，內(nèi)燃機的一個或多個汽缸的排氣閥閉合一個或者多個時間段，其中，這樣控制每個閥閉合階段的開始和結(jié)束，使曲軸停留在所希望的慣性運轉(zhuǎn)位置上。根據(jù)本發(fā)明，對于裝備有可變的閥控制裝置的內(nèi)燃機，還可以將這種閥控制裝置用于發(fā)動機的目標(biāo)明確的慣性運轉(zhuǎn)控制，而不需要附加的裝置。
本發(fā)明的有利實施形式和擴展構(gòu)造由從屬權(quán)利要求給出。
依此，在第一方法步驟中，在經(jīng)過預(yù)先給定數(shù)量的曲軸轉(zhuǎn)數(shù)之后，切斷點火系統(tǒng)以后，測量曲軸在通過上死點時的轉(zhuǎn)動速度。在第二方法步驟中，在隨后的下死點處，該至少一個汽缸的換氣閥為第一閥閉合階段關(guān)閉。在第三方法步驟中，重新測量曲軸在通過一個位于下死點之后的預(yù)先給定的角度位置時的轉(zhuǎn)動速度。在第四方法步驟中，根據(jù)曲軸轉(zhuǎn)動速度的這兩個測量值確定第一閥閉合階段的結(jié)束。在最后的方法步驟中，在于上死點測量的、與動能的最大值相應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)動速度的情況下，至少一個另外的汽缸的換氣閥為第二閥閉合階段關(guān)閉，其中，這些換氣閥的關(guān)閉和開啟時間點根據(jù)曲軸轉(zhuǎn)動速度的該兩個測量值確定。
適宜地，根據(jù)轉(zhuǎn)動速度的這兩個測量值的差值并根據(jù)在下死點之后測量的曲軸轉(zhuǎn)動速度，從第一特性曲線族得出第一閥閉合階段的結(jié)束，從第二特性曲線族得出第二閥閉合階段的開始，并且從第三特性曲線族得出第二閥閉合階段的結(jié)束。
在一個優(yōu)選的實施形式中，如果在上死點測量的轉(zhuǎn)動速度與動能的最小值相應(yīng)，第一閥閉合階段在曲軸的角度位置處于預(yù)先給定的慣性運轉(zhuǎn)位置之前180°時結(jié)束，并且，如果在上死點測量的轉(zhuǎn)動速度與動能的最大值相應(yīng)，第一閥閉合階段在曲軸的角度位置處于預(yù)先給定的慣性運轉(zhuǎn)位置之前90°時結(jié)束。
優(yōu)選地，如果在上死點測量的曲軸轉(zhuǎn)動速度與動能的最大值相應(yīng)，第二閥閉合階段在曲軸的角度位置處于預(yù)先給定的慣性運轉(zhuǎn)位置前90°時開始，并且在角度位置靠近慣性運轉(zhuǎn)位置時結(jié)束。
適宜地，由特性曲線族給出的閥閉合階段的開始和結(jié)束時間點被施加以修正值，這些修正值從與發(fā)動機溫度相關(guān)的特性曲線中得出。附圖下面借助一個在附圖中所示的實施例詳細說明本發(fā)明。圖示為

圖1a和1b在內(nèi)燃機慣性運轉(zhuǎn)時四個汽缸的閥位置，和圖2用于內(nèi)燃機的慣性運轉(zhuǎn)控制的功能圖。
內(nèi)燃機慣性運轉(zhuǎn)控制的方法過程開始于，在預(yù)先給定數(shù)量的曲軸轉(zhuǎn)數(shù)之后，切斷點火系統(tǒng)后，測量曲軸在通過上死點OT時的轉(zhuǎn)動速度。曲軸的這個測量值在圖1a、1b和圖2中用M1標(biāo)出。曲軸的角度KW和轉(zhuǎn)動速度M1用公知的方式(例如比較DE 39 32 072 A1)借助一個位于曲軸上的編碼盤測量。在上死點OT上確定轉(zhuǎn)動速度的第一測量值M1，在跟隨在上死點OT之后的下死點UT上，汽缸1和4的換氣閥關(guān)閉。在所述的實施例中，所謂的下死點UT在慣性運轉(zhuǎn)位置AP之前-270°的曲軸角度位置處。這個在下死點UT上才開始的第一閥閉合階段V1在慣性運轉(zhuǎn)位置AP前-180°至-90°的曲軸角度范圍內(nèi)結(jié)束。借助在圖2中所示的功能圖說明如何確定第一閥閉合階段V1的精確的結(jié)束時間點V1E。為了能夠得出第一閥閉合階段V1的結(jié)束V1E，測量曲軸通過位于慣性運轉(zhuǎn)位置AP之前-180°的角度位置時的轉(zhuǎn)動速度。這個第二測量值用M2標(biāo)出。
在一個結(jié)合點V中構(gòu)成曲軸轉(zhuǎn)動速度的兩個測量值M1和M2之間的差值。測量值的該差值和第二測量值M2被輸送到第一特性曲線族KF1中，該特性曲線族根據(jù)這兩個所謂的輸入?yún)?shù)輸出第一閥閉合階段V1的結(jié)束時間點V1E。換言之第一特性曲線族KF1的輸出信號V1E給出應(yīng)當(dāng)結(jié)束第一閥閉合階段V1的曲軸角度位置。
在功能圖中對在上死點OT測量的曲軸轉(zhuǎn)動速度第一測量值M1進行閾值判定SE。在進行閾值判定SE時，確定第一測量值M1是與曲軸運動的最小動能Emin相對應(yīng)還是與最大動能Emax相對應(yīng)。動能的這兩個極限值Emin和Emax在切斷點火系統(tǒng)后取決于各發(fā)動機及其輔助機組(Nebenaggregaten)的特性。
如圖1b所示，在汽缸1和4的第一閥閉合階段V1之后連接著汽缸2和3的第二閥閉合階段V2。這個第二閥閉合階段V2最早開始于曲軸角度位置位于慣性運轉(zhuǎn)位置AP前-90°時，并且最遲結(jié)束于直接靠近慣性運轉(zhuǎn)位置AP之前時。第二閥閉合階段V2的準(zhǔn)確的開始和準(zhǔn)確的結(jié)束從第二特性曲線族KF2和第三曲線族KF3得出。這兩個特性曲線族KF2和KF3同樣地被輸入兩個測量值M1和M2之間的差值和測量值M2本身作為輸入值。第二特性曲線族KF2根據(jù)這些參數(shù)給出第二閥閉合階段V2的開始V2B，第三特性曲線族KF3根據(jù)這些參數(shù)給出第二閥閉合階段V2的結(jié)束V2E。對于第二閥閉合階段的開始V2B和結(jié)束V2E，總是指相對于慣性運轉(zhuǎn)位置AP的曲軸角度位置。同樣地把閾值判定SE的輸出信號輸入到第二和第三特性曲線族KF2和KF3中。即，如果在切斷點火系統(tǒng)后在第一個上死點的時間點的曲軸轉(zhuǎn)動速度的第一測量值M1相應(yīng)于最小動能Emin，那么兩個特性曲線族KF2和KF3遏制第二閥閉合階段，使汽缸2和3的閥保持開啟。在另一個極端情況下，如果第一測量值M1相應(yīng)于動能的上極值Emax，第二特性曲線族KF2給出在慣性運轉(zhuǎn)位置AP之前-90°的曲軸角度位置作為第二閥閉合階段V2的開始V2B，如圖1b所示。根據(jù)圖1b所示，在這種情況下，第三特性曲線族KF3給出一個直接靠近慣性運轉(zhuǎn)位置AP之前的曲軸位置作為第二閥閉合階段V2的結(jié)束V2E。
存在一系列干擾影響，例如隨溫度和污染變化的磨擦系數(shù)以及老化影響，這些干擾防礙準(zhǔn)確地達到慣性運轉(zhuǎn)位置AP。為了對抗干擾，適宜地，在特性曲線族KF1、KF2和KF3的輸出參數(shù)上施加以校正值K1、K2、K3。所以，如圖2所示，設(shè)置有結(jié)合點VP1、VP2和VP3，在其中，特性曲線族KF1、KF2、KF3的輸出信號與從特性曲線KL1、KL2和KL3讀出的校正值K1、K2和K3相乘或者相加地結(jié)合。特性曲線KL1、KL2和KL3提供與發(fā)動機溫度Tmot有關(guān)的校正值K1(用于第一閥閉合階段V1的結(jié)束V1E)、K2(用于第二閥閉合階段V2的開始V2B)和K3(用于第二閥閉合階段V2的結(jié)束V2E)。這些特性曲線KL1、KL2和KL3在建立校正值K1、K2和K3時，除了發(fā)動機溫度Tmot外還可以考慮發(fā)動機的運行時間。
以上以一個四缸的內(nèi)燃機為例說明了慣性運轉(zhuǎn)控制。但是，此方法還可以轉(zhuǎn)用到具有另外缸數(shù)的內(nèi)燃機上，其中，為了一個、兩個或者多個閥閉合階段要求其它的汽缸分配。盡管在以上描述的實施例中出發(fā)點是，第一閥閉合階段V1具有固定的開始點，即在慣性運轉(zhuǎn)位置AP之前-270°的曲軸角度，但第一閥閉合階段V1的這個開始點也可以根據(jù)測量值M1和M2從特定的特性曲線中得出。
權(quán)利要求
1.一種用于內(nèi)燃機慣性運轉(zhuǎn)控制的方法，其中，內(nèi)燃機的至少一個汽缸中的活塞被帶入一個目標(biāo)明確的位置，該位置與一個明確地位于上死點之后的曲軸角度位置相同，其特征在于，在切斷點火系統(tǒng)之后，內(nèi)燃機的一個或多個汽缸的排氣閥閉合一個或者多個時間段(V1，V2)，其中，這樣控制每個閥閉合階段(V1，V2)的開始(V2B)和結(jié)束(V1E，V2E)，使得曲軸停留在所希望的慣性運轉(zhuǎn)位置(AP)上。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在經(jīng)過預(yù)先給定數(shù)量的曲軸轉(zhuǎn)數(shù)之后，切斷點火系統(tǒng)以后，測量曲軸在通過上死點(OT)時的轉(zhuǎn)動速度(M1)；在隨后的下死點(UT)處，所述至少一個汽缸的換氣閥為一個第一閥閉合階段(V1)關(guān)閉；重新測量曲軸在通過一個位于下死點(UT)之后的預(yù)先給定的角度位置時的轉(zhuǎn)動速度(M2)；根據(jù)曲軸轉(zhuǎn)動速度的這兩個測量值(M1，M2)確定第一閥閉合階段(V1)的結(jié)束(V1E)；并且，在于上死點(OT)測量的、超過動能最小值(Emin)的曲軸轉(zhuǎn)動速度(M1)的情況下，至少一個另外的汽缸的換氣閥為一個第二閥閉合階段(V2)關(guān)閉，其中，這些換氣閥的關(guān)閉時間點(V2E)和開啟時間點(V2B)根據(jù)曲軸轉(zhuǎn)動速度的該兩個測量值(M1，M2)確定。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，根據(jù)轉(zhuǎn)動速度的這兩個測量值(M1，M2)的差值并根據(jù)在下死點(UT)之后測量的曲軸轉(zhuǎn)動速度(M2)，從一個第一特性曲線族(KF1)得出第一閥閉合階段(V1)的結(jié)束(V1E)，從一個第二特性曲線族(KF2)得出第二閥閉合階段(V2)的開始(V2B)，并且從一個第三特性曲線族(KF3)得出第二閥閉合階段(V2)的結(jié)束(V2E)。
4.如權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于，如果在上死點(OT)測量的轉(zhuǎn)動速度(M1)與動能的最小值(Emin)相應(yīng)，第一閥閉合階段(V1)在曲軸的角度位置處于預(yù)先給定的慣性運轉(zhuǎn)位置(AP)之前180°時結(jié)束，并且，如果在上死點(OT)測量的轉(zhuǎn)動速度(M1)與動能的最大值(Emax)相應(yīng)，第一閥閉合階段(V1)在曲軸的角度位置處于預(yù)先給定的慣性運轉(zhuǎn)位置(AP)之前90°時結(jié)束。
5.如權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于，如果在上死點(OT)測量的曲軸轉(zhuǎn)動速度(M1)與動能的最大值(Emax)相應(yīng)，第二閥閉合階段(V2)在曲軸的角度位置處于預(yù)先給定的慣性運轉(zhuǎn)位置(AP)之前90°時開始，并且在角度位置靠近慣性運轉(zhuǎn)位置(AP)時結(jié)束。
6.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，由特性曲線族(KF1，KF2，KF3)給出的閥閉合階段(V1，V2)的開始和結(jié)束時間點(V1E，V2B，V2E)被施加以修正值(K1，K2，K3)，這些修正值從與發(fā)動機溫度(Tmot)相關(guān)的特性曲線(KL1，KL2，KL3)中得出。
全文摘要
在內(nèi)燃機的至少一個汽缸中的活塞所希望的慣性運轉(zhuǎn)位置能夠以簡單的措施非常準(zhǔn)確地達到,其方案是,在切斷點火系統(tǒng)之后,內(nèi)燃機的一個或多個汽缸的排氣閥關(guān)閉一個或者多個時間段(V1,V2),其中,這樣控制每個閥閉合階段(V1,V2)的開始和結(jié)束,使曲軸停留在所希望的慣性運轉(zhuǎn)位置(AP)上。
文檔編號F02N99/00GK1340132SQ00803939
公開日2002年3月13日 申請日期2000年11月10日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月17日
發(fā)明者烏多·西貝爾 申請人:羅伯特·博施有限公司