专利名称：用于控制和调节内燃机的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于控制和调节内燃机的方法，在该方法中，换气阀门的轴向行 程(Weg)以及旋转角度(Verdrehwinkel)连续地被测量。
背景技术：
在实际中提供了不带自动式阀门间隙补偿的大型柴油发动机。因此，在一段固定 地预定的运行时间之后，阀门间隙必须由检修机械师相应于保养计划地进行调整。在保养 计划中，示出了边界条件(例如，冷却液温度小于40°C)以及详细的步骤。首先，转动器 具被安置，气缸头罩被移开，并且，借助于该转动器具按顺序地将换气阀门带入到关闭状态 中。然后，在关闭状态中，通过量规检查相应的实际阀门间隙。如果该实际阀门间隙与理论 阀门间隙相偏离，检修机械师必须通过调整螺钉校准实际阀门间隙直至其与理论阀门间隙 相一致。在具有例如十六个气缸的大型柴油发动机上，这是复杂且成本高昂的，且对于船舶 而言会导致相应的港口停靠费用。已知为了防止在换气阀门处的沉积而使换气阀门旋转一角度。一种旋转装置例如 由文件DE 196 47 412 Cl已知。同样已知的是，测量换气阀门的旋转并将其用于功能性的 评判。那么，例如文件DE 94 17650 Ul公开了一种相应的测量装置，在这种测量装置中，永 磁体布置在旋转装置处且测量传感器布置在气缸头中。那么，并非无缺陷的阀门旋转器具 需被更换。

发明内容
本发明的目的在于，设计一种方法，在该方法中，换气阀门的轴向行程和换气阀门 的旋转角度都被监测。该目的通过带有权利要求1的特征的方法来实现。从属权利要求中示出了设计方案。除了在作功冲程(Arbeitshub)期间连续地测量换气阀门处的轴向行程和旋转角 度，该方法还在于，计算行程相对于参考值的行程偏差，并且基于初值与终值计算旋转角度 偏差。由于换气阀门的行程作为随时间的变化(zeitlicher Verlauf)而被检测，所以参考 值同样地作为随时间的变化而被预先定义。内燃机的进一步的运行则借助于行程偏差和旋 转角度偏差来决定(festlegen)。如果行程偏差的绝对值(Betrag)小于预定的边界值，则换气阀门被设定为无故 障的。在无故障的换气阀门上，换气阀门的轴向行程作为许可的输入值而在可变阀门控制 (variable Ventilsteuerung)中被继续使用。如果反之行程偏差的绝对值大于边界值，则 启动后继调节(Nachfolgeregelimg)。后继调节举例而言作如下设置，即，将换气阀门去激 活，并且在经过一个级延时间(Zeitstufe)后再次对其进行检查。备选地，也可以使用替代 值并许可一种受限制的进一步运行。如果旋转角度偏差位于预定的公差带之内，则旋转装 置被设定为无故障的。否则，在此同样启动后继调节。
为了确定预测的保养期限，从旋转角度的随时间的变化中确定最大的旋转角度并 与所许可的行程偏差以及所许可的旋转角度偏差一起确定出一趋势。总之，本发明提供了如下优点，S卩，省去了阀门间隙的机械控制，并且保养间隔更 加符合需求。借助于轴向行程和旋转角度的同时的监测，换气阀门的无故障的功能(即阀 门间隙)和旋转装置的无故障的功能被检查。


图纸中示出了优选的实施例。其中
图1显示了系统图，
图2显示了换气阀门的在时间上的轴向行程，
图3显示了换气阀门的在时间上的旋转角度，
图4显示了程序-流程图且
图5显示了子程序。
参考标号列表
1换气阀门
2气缸头
3摇臂
4传感器
5电子发动机控制器(ECU)
6导向管
7旋转装置
8阀门杆
9磁编码区域
10排气道
11燃烧室
具体实施例方式图1显示了带有用于换气阀门1处的行程测量和旋转角度测量的组合式传感器的 系统图。所示出的部件为换气阀门1，例如排气阀门，气缸头2，用于操纵换气阀门1的摇 臂3，传感器4以及电子控制器5 (EOT)。换气阀门1通过导向管6而被置入气缸头2中，并 且通过摇臂3而被操纵。通过旋转装置7，换气阀门1在操纵中同时转过一角度，由此防止 了在换气阀门1处的沉积。在第一位置POSl中，换气阀门1将燃烧室11完全地关闭。在 第二位置P0S2中，换气阀门1开启从燃烧室11至排气道10的通道，那么，通过该通道，废 气例如流至废气涡轮增压器。传感器4同时地检测换气阀门1的在轴向方向上的位置以及 换气阀门1的旋转角度。为此，在一种优选的实施形式中，在阀门杆8上构造有磁编码区域 9。其它的传感器形式(电感式，电容式，光电式)在相应的额外费用下同样可被应用。电子控制器5确定内燃机的运行方式。该电子控制器5包含微型计算机系统的 通常的构件，例如微处理器，I/O模块，缓存器及存储器模块(EEPROM，RAM)。在存储器模块 中，对于内燃机运行而言重要的运行数据被存放在特性场/特性曲线中。通过这些特性场/特性曲线，电子控制器5基于输入参量计算输出参量。输入参量为行程s(t)的随时间的 变化，旋转角度w(t)的随时间的变化以及其他的输入参量，其以参考标号EIN来概括。其 他的输入参量EIN例如为轨压，发动机转速以及功率需求。电子控制器5的输出参量以参 考标号AUS来概括。其典型地代表了用于控制和调节内燃机的其他调整信号，例如用于定 义喷射开始和喷射结束的喷射器促动信号。通常的功能性如下在起始位置(即关闭状态)中，换气阀门1占据第一位置P0S1。第一位置POSl由 第一几何方位(Ort)确定，即，由行程初值与旋转角度初值确定。上述初值由电子发动机控 制器5读入。如果现在换气阀门1被操纵，则当前的行程和当前的旋转角度被读入(例如 被读入到环形存储器中)。第二位置P0S2由第二几何方位确定，即由最大的行程与最大的 旋转角度确定。换气阀门1的第二位置P0S2在图1中以虚线示出。作功冲程对应于从第一 位置POSl至第二位置P0S2并且再次到第一位置POSl的过渡。在一作功冲程上检测轴向 行程s(t)的变化以及旋转角度w(t)的变化。此后，计算行程s(t)相对于参考值的行程偏 差，并计算第一位置POSl中的旋转角度_初值相对于第二位置P0S2中的旋转角度-终值 的旋转角度偏差。然后，借助于行程偏差以及旋转角度偏差，决定内燃机的进一步的运行。在一种未示出的实施形式中，为换气阀门1配设有带有独立计算能力的现场电子 设备，该现场电子设备承担了轴向行程s(t)以及旋转角度w(t)的处理，并且将它们的许可 性或不许可性传输至电子发动机控制器5。在确认出换气阀门的故障时，电子发动机控制器 5则承担后继调节。在图2中，换气阀门的轴向的行程S，即阀门升程，在时间上被示出。实线表示在一 个阀门升程期间所测量的、轴向行程s(t)的变化。一个阀门升程相应于换气阀门的从关闭 状态至完全打开状态并回到关闭状态的位置改变。预定的参考曲线sREF作为点划线画出。 对每个测量值s (t)，对应着一个参考值。例如对于值A对应有参考值B。值A相对于参考 值B的差则相应于行程偏差ds。虚线si表示了具有过多阀门间隙的换气阀门。同样以虚 线示出的线s2表示其阀门间隙已耗尽的换气阀门。在图3中，换气阀门的旋转角度w的可能的变化在时间上被示出。变化w(t)表示 其初始值wO位于坐标系原点处的换气阀门。旋转角度w(t)和轴向行程s(t)同时地被检 测。由于换气阀门在第一位置中并不总是具有相同的旋转角度-初值《O，则变化w(t)在纵 坐标方向上移动。因此，在图3中，示例性地部分地示出了三个其他的变化。旋转角度w(t) 的随时间的变化具有最大值《MAX和终值《Ε。旋转角度-终值wE相对于旋转角度-初始值 wO的差相应于旋转角度偏差dw，该旋转角度偏差dw然后被进行许可性检查。在图4中示出了主程序的程序-流程图。在图5中示出了子程序UP。进一步的描 述针对两个附图共同地进行。在Sl中，行程初值SO以及旋转角度-初值WO被读入。紧接 着，在S2中，在时间上的当前的轴向行程s(t)和当前的旋转角度w(t)被读入。在S3中， 则计算行程s (t)相对于参考值sREF的行程偏差ds，并在S4中检查，行程偏差ds是否为 正(ds>0)。如果换气阀门的阀门间隙大于参考值，则行程偏差ds是正的。如果在S4中 确认了这一点，询问结果S4为是，则分岔入子程序UP(图5)。在SlA中，偏差的绝对值与 边界值GW相比较。如果阀门间隙尽管已被提高但仍为许可的(也就是说，行程偏差的绝对 值小于边界值GW)，则分岔至主程序的点A (图4)。如果相反，行程偏差ds的绝对值大于边界值GW，询问结果SlA为是，则在S2A中确认故障。紧接着，在S3A中启动后继调节。可 能的后继调节作如下设置，即，换气阀门被去激活，并且在经过一级延时间后对换气阀门重 新进行检查。另一种后继调节可作如下设置，即，将换气阀门分级地去激活。紧接着后继调 节，在S4A中，将该确认的故障告知操作人员并终止子程序。如果在主程序中的S4中确认行程偏差非正，询问结果S4为否，则在S5中检查， 行程偏差ds是否为负(ds<0)。如果阀门间隙过小，则是这种情况。若符合这一点，则分 岔到子程序UP中，在子程序中，在SlA中，偏差ds的绝对值与边界值GW相比较。如果阀门 间隙尽管变小但仍为许可的(也就是说，行程偏差的绝对值小于边界值GW)，则分岔至主程 序的点A。如果相反，行程偏差ds的绝对值大于边界值，询问结果SlA为是，则在S2A中 确认故障。紧接着，在S3A中启动后继调节。可能的后继调节作如下设置，即，将换气阀门 去激活，并且在经过一级延时间后对换气阀门重新进行检查。另一种后继调节可作如下设 置，即，将换气阀门分级地去激活。紧接着后继调节，在S4A中将该确认的故障告知操作人 员并终止子程序。如果在S5中确认行程偏差ds非负，询问结果S5为否，则在S6中将换气阀门设 定为无故障的，S6。此后，在S7中，从旋转角度w(t)的随时间的变化中确定出最大值wMAX。 在S8中，基于旋转角度w的初值wO和终值wE计算旋转角度偏差dw，并在S9中进行评判。 如果旋转角度偏差dw不处在由两个边界值dwMIN和dwMAX形成的公差带内，则在S12中启 动后继调节并在S13中向操作人员显示该故障。之后，主程序终止。如果相反，在S9中识 别出，旋转角度偏差dw是许可的，询问结果S9为是，则在SlO中将旋转装置设定为无故障 的。在Sll中，基于有效的(gueltigen)行程偏差ds (i)，有效的旋转角度偏差dw (i)以及 旋转角度的最大值wMAX(i)计算出一个趋势，其中，i在这里为计数变量(Zaehlvariable)。 基于该趋势又可推导出预测的保养期限。相应的方法例如由文件DE 199 16 994 Cl已知。 之后，程序流程终止。
权利要求
1.一种用于控制和调节内燃机的方法，在该方法中，在一作功冲程期间测量换气阀门 (1)的轴向行程(s(t))以及旋转角度(w (t))，计算行程(s(t))相对于参考值(sREF)的行 程偏差(ds)，基于旋转角度-初值(wO)与旋转角度-终值(wE)计算旋转角度偏差(dw)， 且在该方法中，借助于行程偏差(ds)以及旋转角度偏差(dw)决定内燃机的进一步的运行。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，如果行程偏差(ds)的绝对值小于边界值 (GW)，则换气阀门(1)被识别为无故障的，且换气阀门(1)的轴向行程(s(t))被设定为用 于可变阀门控制的许可的输入值。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，如果行程偏差(ds)的绝对值大于边界值 (GW)，则启动后继调节。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，如果旋转角度偏差(dw)位于公差带 (dwMIN, dwMAX)以内，则旋转装置(7)被识别为无故障的，且换气阀门(1)的旋转角度 (w(t))被设定为有效的。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，如果旋转角度偏差(dw)位于公差带 (dwMIN, dwMAX)以外，则启动后继调节。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在一作功冲程期间从旋转角 度(w(t))中确定出最大的旋转角度(wMAX)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，基于许可的行程偏差 (ds(i)，i = 1... η)，许可的旋转角度偏差(dw(i))和最大的旋转角度(wMAX(i))计算出趋 势。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，借助于所述趋势确定预测的保养期限。
全文摘要
本发明涉及一种用于控制和调节内燃机的方法，在该方法中，在一作功冲程期间测量换气阀门(1)的轴向行程(s(t))以及旋转角度(w(t))，计算行程(s(t))相对于参考值的行程偏差，基于旋转角度-初值和旋转角度-终值计算旋转角度偏差，且在该方法中，借助于行程偏差以及旋转角度偏差，决定内燃机的进一步运行。
文档编号G01B7/30GK101994576SQ20101025487
公开日2011年3月30日 申请日期2010年8月4日 优先权日2009年8月4日
发明者H·弗兰克, M·威尔曼, M·赫勒 申请人:Mtu腓特烈港有限责任公司