用于在运行中获取燃烧马达的进入段的当前的修整量的方法与流程

文档序号:19876773发布日期:2020-02-08 06:30阅读:155来源:国知局
用于在运行中获取燃烧马达的进入段的当前的修整量的方法与流程

本发明涉及一种用于在燃烧马达的运行期间从在进气段中或在排气段中所测量的压力振动信号中获取燃烧马达的进入段的当前的修整量的方法。



背景技术:

往复活塞式燃烧马达在此背景下并且在下文中也简短地仅仅被称为燃烧马达,所述往复活塞式燃烧马达具有一个或多个气缸,在气缸中分别布置有一个往复活塞。为了说明往复活塞式燃烧马达的原理,下面要参考图1,图1示范性地示出了也可能多气缸的燃烧马达的一个气缸连同最重要的功能单元。

相应的往复活塞6以能线性运动的方式布置在相应的气缸2中并且与气缸2一起围成燃烧室3。相应的往复活塞6通过所谓的连杆7与曲轴9的相应的曲柄销8相连接,其中曲柄销8相对于曲轴旋转轴线9a偏心地布置。由于燃烧室3中的燃料-空气混合物的燃烧,往复活塞6被线性地“向下”驱动。往复活塞6的平移的往复运动借助于连杆7和曲柄销8被传递到曲轴9上并且被转换成曲轴9的旋转运动,所述旋转运动使得往复活塞6在克服气缸2中的下死点之后由于其惯性而又朝相反方向“向上”一直运动到上死点。为了能够实现燃烧马达1的连续运行,在气缸2的所谓的工作循环期间首先必须通过所谓的进气段用燃料-空气混合物来填充燃烧室3,对燃烧室3中的燃料-空气混合物进行压缩,然后将其点燃(就汽油燃烧马达而言借助于火花塞并且就柴油燃烧马达而言通过自动点火)并且为了驱动往复活塞6而使其燃烧并且最后将在燃烧后剩余的废气从燃烧室3排放到排气段中。通过这个过程的连续的重复,在输出与燃烧能量成比例的功的情况下产生燃烧马达1的连续运行。

按马达方案,气缸2的一个工作循环被分成两个在一个曲轴转(360°)范围内分布的冲程(二冲程马达)或者被分成四个在两个曲轴转(720°)范围内分布的冲程(四冲程马达)。

迄今为止,作为用于机动车的驱动装置,四冲程马达已经得到普遍认同。在吸气冲程中,在往复活塞6的向下运动中,燃料-空气混合物21(在借助于喷射阀5a进行进气管喷射时,在图1中作为替代方案用虚线示出)或者也仅仅新鲜空气(在借助于喷射阀5进行燃料直接喷射时)被从进气段20加入到燃烧室3中。在随后的压缩冲程中,在往复活塞6的向上运动中,对燃烧室3中的燃料-空气混合物或新鲜空气进行压缩并且必要时借助于喷射阀5来单独地喷射燃料。在接下来的工作冲程中,例如对于汽油燃烧马达来说,借助于火花塞4来点燃燃料-空气混合物,使其燃烧并且在往复活塞6的向下运动中在输出功的情况下膨胀。最后,在排气冲程中,在往复活塞6的重新的向上运动中,将剩余的废气31从燃烧室3排出到排气段30中。

通常并且尤其在这里作为基础的实施例中通过进气阀22和排气阀32来将燃烧室3相对于燃烧马达1的进气段20或排气段30隔开。根据现有技术,对于这些阀的操控通过至少一根凸轮轴来进行。所示出的实施例拥有用于操纵进气阀22的进气凸轮轴23和用于操纵排气阀32的排气凸轮轴33。在所述阀与相应的凸轮轴之间通常还存在另外的这里未示出的用于进行力传递的机械构件,所述机械构件也能够包括阀间隙补偿装置(例如杯形挺杆、摇杆、牵引杆、推杆、液压挺杆等)。

进气凸轮轴23和排气凸轮轴33的驱动通过燃烧马达1自身来进行。为此,进气凸轮轴23和排气凸轮轴33分别通过合适的进气凸轮轴-控制转接件24和排气凸轮轴-控制转接件34、例如齿轮、链轮或皮带轮借助于例如具有齿轮传动机构、控制链或控制齿形带的控制传动机构40在相对于彼此并且相对于曲轴9的预先给定的位置中通过相应的曲轴-控制转接件10与曲轴9相耦合,所述曲轴-控制转接件相应地构造为齿轮、链轮或皮带轮。通过这种连接,原则上相对于曲轴9的旋转位置限定了进气凸轮轴23和排气凸轮轴33的旋转位置。在图1中示范性地示出了借助于皮带轮和控制齿形带在进气凸轮轴23和排气凸轮轴33与曲轴9之间进行的耦合。

下面将曲轴的在一个工作循环范围内所经过的旋转角称为工作阶段或干脆仅仅称为阶段。曲轴的在一个工作阶段之内所经过的旋转角相应被称为相位角。曲轴9的相应当前的曲轴相位角能够借助于与曲轴9或曲轴-控制转接件10相连接的位置编码器43和所配属的曲轴位置传感器41来连续地检测。在此,位置编码器43例如能够构造为具有多个在圆周范围内等距分布地布置的齿的齿轮,其中单个齿的数目确定了曲轴相位角信号的分辨率。

同样,必要时能够借助于相应的位置编码器43和所配属的凸轮轴位置传感器42来额外地连续地检测进气凸轮轴23和排气凸轮轴33的当前的相位角。

因为相应的曲柄销8以及与其一起往复活塞6、进气凸轮轴23以及与其一起相应的进气阀22和排气凸轮轴33以及与其一起相应的排气阀32通过预先给定的机械耦合以相对于彼此的预先给定的关系并且根据曲轴旋转来运动,所以这些功能组件相对于曲轴同步地完成相应的工作阶段。因此,在考虑到相应的传动比的情况下,能够使往复活塞6、进气阀22和排气阀32的各自的旋转位置和行程位置与曲轴9的通过曲轴位置传感器41预先给定的曲轴相位角相关联。在理想的燃烧马达中,因此为每个特定的曲轴相位角分配一个特定的曲轴销角度、一个特定的活塞行程、一个特定的进气凸轮轴角度以及因此一个特定的进气阀行程以及一个特定的排气凸轮轴角度以及因此一个特定的排气凸轮轴行程。也就是说,所有所提到的组件与旋转的曲轴9同相或同相运动。

也象征性地示出了用于对马达功能进行控制的电子的可编程的马达控制单元50(cpu),该马达控制单元配备有用于接收各种传感器信号的信号输入端51、用于操控相应的调节单元和致动器的信号及功率输出端52以及电子计算单元53和所配属的电子存储单元54。

由于燃烧马达的所谓的换气、也就是新鲜空气21或燃料-空气混合物从也被称为进气段的进入段20被吸入到燃烧室3中并且废气31在燃烧之后被排出到也被称为排气段的排出段30中,所述换气根据往复活塞6的往复运动以及进气阀22和排气阀32的打开和关闭来进行,而在进入段中的吸入空气或空气-燃料混合物中并且在排出段中的废气中产生压力振动,所述压力振动同样与曲轴9的旋转同相地进行并且因此能够与曲轴相位角相关联。

为了优化燃烧马达的运行,长期以来现有技术包括以下做法,即:在运行中借助于传感器持续地检测特定的实际运行参数并且在偏离目标运行的情况下借助于电子的马达控制器来调整或者校正产生影响的控制参数。迄今为止,这方面的焦点在于燃料喷射量、喷射和点火时刻、阀控制时间、增压压力、所供应的空气质量、废气组成(λ值)、废气温度等。

近来,在世界范围内变得越来越严格的、对燃烧马达的废气组成和废气量的要求已经导致了所谓的“小型化”的发展趋势,其中缩小排量并且借助于用于更好地用空气-燃料混合物来填充燃烧室的备选措施以及由此产生的提高的燃烧能量来提高功率。这比如能够通过涡轮增压或电动压缩机增压来实现。

另一种获得类似效果的可行方案在于进入段的得到优化的设计或者所谓的可变的进入段的使用。该设计可能涉及所谓的共振器,所述共振器在特定的转速范围内产生共振,进入段的可变性能够包括不同的设计措施,像比如燃烧马达的进入段中的转换式进气管或可变进气管或者也包括所谓的涡流节气门。

共振器和转换式进气管或可变进气管的作用基于进入段中的空气柱的、上面已经提到的通过换气引发的气体振荡的原理。因此,比如在吸气冲程中产生负压波,所述负压波在进气管的末端被反射并且作为过压波重又返回。由此能够防止已经被吸入到燃烧室中的空气或空气-燃料混合物回流到进入段中,或者如果返回的过压波冲击到打开的进气阀上,则甚至通过返回的过压波来获得增压效果。在这方面谈及共振效应,对于所述共振效应来说在进气阀的控制时间、吸气冲程与气体振荡之间产生特定的节奏,该节奏实现得到改进的气缸充气并且因此实现更高的功率。这种效应可以通过在进入段中布置相应地设计的共振器这种方式来实现。

由于空气柱的这些振荡过程总是以声速来进行,但是进气阀的打开时间取决于燃烧马达的当前转速、即曲轴的转速,所以这种效应仅仅在特定的转速的范围内出现,因此要致力于共振器或进气管长度的以下设计,所述设计在特定的中等的转速中提供提高的功率、尤其是更高的转矩。

为了能够在燃烧马达的不同的转速中或者在较宽的转速带范围内利用所述效应,比如能够根据转速来改变进气管的长度。在这里,由现有技术已知所谓的转换式进气管,对于所述转换式进气管来说能够在两种或者甚至更多种进气管长度之间进行切换。但是,也知道具有无级可变的进气管长度的进气管。在图2a和2b中简化地示意性地示出了这样的布置结构。图2a和2b分别示出了按照图1的相同的燃烧马达,在进入段20的区域中向该燃烧马达补充了可变调节的进气管60和空气过滤器62。在此,进气管调节61借助于箭头来象征性表示。图2a例如为燃烧马达的高转速示出了进气管的、具有缩短的进气管长度的调节状态。图2b例如为低转速示出了与图2a相同的布置结构,但是该布置结构具有进气管、拥有最大的进气管长度的调节状态。在此,进气管的长度能够借助于调节机构(在这里未示出)通过进气管弯管的轴向移动来改变并且因此能够与燃烧马达的、比如取决于转速的相应的工作点相匹配。

另外的对燃烧室的充气状态和混合物准备产生影响的可行方案在于所谓的涡流节气门的布置,涡流节气门尤其在每个气缸具有两个进气阀的燃烧马达中使用,以用于在涡流节气门关闭时在低转速下保证更好的涡流、也就是空气-燃料混合物的拌匀,并且在涡流节气门打开时保证燃烧室的更好的充气。通过对于涡流节气门的操纵来改变进气管的自由的吸气截面。

进入段中的上述措施、尤其是共振器、可变的进气管长度和借助于涡流节气门而可变的进气管截面的布置和设计,在下文中被视为是归纳在“进入段的修整量(trimmung)”这个概念之下。

在这里,如已经为燃烧马达的前面提到的运行参数所描述的那样,也重要的是,用预先给定的目标值对进入段的所设定的修整量的实际上的实际值进行调准并且必要时能够进行校正干预。为此,必须可靠地检测进入段的当前的修整量。例如对于可变的修整量来说,迄今为止这只能间接地通过对于致动器的调节行程的检测来进行。在这种情况下,由于没有检测调节系统中的可能存在的公差或偏差,而留下不确定性。

然而,对于具有进入段的本身恒定的修整量的燃烧马达来说,在连续的运行中确定进入段的当前的修整量也是值得追求的,比如用于提早识别磨损现象或者进行所谓的车载诊断(obd)并且用于核实其它运行参数或者用于识别对于燃烧马达的机械装置的外部的机械干预,例如在调校措施的范围内改变进入段时。



技术实现要素:

因此,本发明的任务是,能够尽可能在没有额外的传感器装置和装置技术上的开销的情况下在当前连续的运行中尽可能精确地确定进入段的当前的修整量,以用于能够对运行参数进行相应的调整,从而校正进入段的修整量或者也优化连续的运行。

该任务通过按照独立权利要求所述的按本发明的方法的一种实施方式得到解决,所述方法用于在运行中获取燃烧马达的进入段的当前的修整量。按本发明的方法的拓展方案和实施变型方案是从属权利要求的主题。

所述任务的下面所说明的解决方案基于这样的认识,即:在进入段的修整量与进入段中的压力振动之间存在着明确的关联。然而,排出段中的压力振动例如通过变化的换气状态以及进气阀和排气阀的打开时间的可能存在的时间上的重叠而也与进入段的修整量之间处于明确的关联之中。因此,为了解决所述任务,不仅能够考虑到进入段中的压力振动而且能够考虑到排出段中的压力振动。

根据按本发明的方法的一种实施方式,在正常运行中在所限定的工作点上测量相关的燃烧马达的进入段中或排出段中的、能够配属于燃烧马达的气缸的动态的压力振动,并且从中产生相应的压力振动信号。同时、也就是说在时间上的相关性中,可以这样说作为用于压力振动信号的参考信号或者基准信号来获取燃烧马达的曲轴相位角信号。

一个可能的工作点例如是以预先给定的转速进行的空转运行。在此应该以有利的方式注意,将其它对压力振动信号的影响尽可能排除或者至少降低到最低限度。正常运行表示例如机动车中的燃烧马达的按照规定的运行,其中燃烧马达是结构相同的燃烧马达系列的范本。另外常用的用于这样的燃烧马达的名称是串联式燃烧马达或现场燃烧马达(feld-verbrennungsmotor)。

进入段或排出段中的所测量的压力振动是进入段中的吸入空气或所吸入的空气-燃料混合物中的压力振动或者是排出段中的废气中的压力振动。

现在,借助于离散傅里叶变换从压力振动信号中获取所测量的压力振动的至少一个所选出的信号频率的、与曲轴相位角信号相关的至少一个特征的至少一个实际值。

然后,在所述方法的接下来的进程中,在相应特征的至少一个所获取的实际值的基础上,在考虑到相应相同的信号频率的分别相应的特征的、用于进入段的不同修整量的参考值的情况下,获取燃烧马达的进入段的当前的修整量。

为了分析在燃烧马达的进入段或排出段中所记录的压力振动信号,对所述压力振动信号进行离散傅里叶变换(dft)。为此,能够将作为快速傅里叶变换(fft)而熟知的算法用于有效地计算dft。现在,借助于dft将压力振动信号分解为单个的信号频率,随后能够单独地简化地关于所述信号频率的振幅和相位对其进行分析。在当前情况下,已经发现,压力振动信号的所选出的信号频率的相位和振幅都取决于相应的燃烧马达的进入段的修整量。为此有利的是,仅仅考虑到以下信号频率,所述信号频率相应于燃烧马达的作为基础频率或者所谓的第1谐波的进气频率或者进气频率的倍数、也就是第2至第n谐波,其中进气频率又与燃烧马达的转速并且因此与燃烧马达的燃烧周期或相位周期处于明确的关联之中。然后,对于至少一个所选出的信号频率来说,在考虑到并行检测的曲轴相位角信号的情况下,作为这些所选出的信号频率的与曲轴相位角相关的特征来获取相位、振幅或这两者的至少一个实际值。

现在为了从压力振动信号的所选出的信号频率的特征的、如此获取的实际值中获取进入段的当前的修整量,将所获取的特征的数值与相应相同的信号频率的分别相应的特征的、用于燃烧马达的进入段的不同修整量的所谓的参考值进行比较。为相应特征的这些参考值明确分配了进入段的相应的修整量。因此,能够通过与所获取的实际值相一致的参考值来推断出进入段的所配属的修整量。

按本发明的方法的优点在于,仅仅在相应的压力信号的基础上并且因此在没有额外的装置技术上的开销的情况下就能够获取燃烧马达的进入段的当前的修整量,所述相应的压力信号能够借助于本来就在系统中存在的传感器来获取并且能够借助于本来就存在的用于马达控制的电子计算单元来分析或处理。而后在需要情况下,能够在此基础上校正地如此改变燃烧马达的控制参数并且尤其是进入段的修整量调节,从而达到目标值或者确保在相应的工作点中的最佳运行。

附图说明

为了解释作为本发明的基础的燃烧马达的功能以及进入段的修整量与在进入段或排出段中以特定的所选出的信号频率所测量的压力振动信号的特征、相位与振幅之间的关联,并且为了描述按照从属权利要求所述的发明主题的特别有利的实施例、细节或拓展方案,下面要参考附图,尽管本发明的主题不应该局限于这些实施例。其中:

图1示出了在这里被简称为燃烧马达的往复活塞式燃烧马达连同具最重要的功能组件的简化图示;

图2a和2b示出了按照图1的燃烧马达的两张进一步简化的图示,以用于借助于进气管长度来对进入段的修整量进行解释,其中在图2a中以缩短的设定量示出了进气管长度,并且在图2b中以最大的设定量示出了进气管长度;

图3示出了图表,该图表用于示出在各种信号频率下压力振动信号的相位与进气管长度之间的相关性的一种实例;

图4示出了图表,该图表用于示出在各种信号频率下压力振动信号的幅度与进气管长度之间的相关性的一种实例;

图5示出了用于示出信号频率的取决于进入段的修整量的参考相位的图表以及以压力振动信号的相位的当前所获取的数值为出发点来获取进入段的修整量的具体的数值的情况;

图6示出了用于示意性示出按本发明的方法的一种实施方式的方框图。

在附图中,功能和名称相同的对象连贯地用相同的附图标记来表示。

具体实施方式

已经在前面对燃烧马达的功能原理的所作的描述中并且为了解释进入段的修整量而对图1和2进行了详细探讨。

在实施按本发明的方法时,如上面已经提到的那样,假设所提到的参量彼此间的关联或者相关性已经明确已知。下面针对在进入段中所测量的压力振动信号来解释所述关联,但是所述关联以类似的方式也适合于在排出段中的压力振动信号。

图3示范性地借助于特征、即进入段中的压力振动信号的相位根据进入段的修整量、在这里示范性地借助于在各种信号频率下以%为单位的可变的进气管长度示出这种关联。在此表明,在各种信号频率下随着进气管长度的增加而产生相位的数值的完全不同的变化。通过在各个测量点之间的内插分别产生连续演变的曲线,其中以进气频率产生的曲线101具有随着进气管长度的增加而上升的变化,以双倍的进气频率产生的曲线102则具有首先下降的而后几乎保持相同的变化,并且以三倍的进气频率产生的曲线103具有随着进气管长度的增加而下降的变化。在此所提到的曲线101、102和103大约在进气管长度的45%的区域中相交。

图4同样示范性地借助于特征、即进入段中的压力振动信号的振幅又根据在各种信号频率下以%为单位的可变的进气管长度示出所述关联,所述可变的进气管长度用作进入段的修整量的参数。通过在各个测量点之间的内插,也在这里分别产生连续的曲线,其中以进气频率产生的曲线201具有随着进气管长度的增加而上升的变化,以双倍的进气频率产生的曲线202则具有相对于曲线201以减弱的程度上升的变化,并且以三倍的进气频率产生的曲线203具有随着进气管长度的增加而几乎保持相同的变化。

对于相位和振幅这两个特征来说,就该实例而言发现,按本发明的方法的精度和效力可能取决于用于获取进入段的修整量的有利的信号频率的选择。

在按本发明的方法的一种设计方案中,在至少一条相应的参考值特性曲线族中提供相应特征的、取决于进入段的修整量的参考值。在这样的参考值特性曲线族中,例如概括了如图3所示的用于相位的、取决于针对不同的信号频率用于进入段的修整量的数值的参考值,或者如图4所示的用于振幅的、取决于针对不同的信号频率用于进入段的修整量的数值的参考值。在此,能够分别为燃烧马达的不同的工作点提供多条这样的特性曲线族。因此,相应的、更加全面的特性曲线族例如能够包括相应的、用于燃烧马达的不同的工作点和不同的信号频率的参考值曲线。

然后,如在图5中在相位的实例上所示,能够以简单的方式如此获取燃烧马达的进入段的当前的修整量,从而以压力振动信号的特征的所获取的实际值为出发点、这里以用于在燃烧马达的正常运行中所选出的信号频率、这里是第一谐波101、也就是进气频率的相位的大约52.5的数值为出发点来获取第一谐波101的参考曲线上的所属的点105,并且又从这个点为出发点如借助于图5中的虚线用图示出的那样获取进入段的所配属的修整量、这里是最大的进气管长度的大约50%。因此,能够在运行中以特别简单的方式并且以较少的计算量来获取进入段的当前的修整量。

作为替代方案或补充方案,可选提供至少一个表征相应的参考曲线的相应的代数模型函数,以用于通过计算来获取分别相应的特征的相应的参考值,所述代数模型函数描绘了特征与进入段的修整量之间的关联。而后在预先给定相应特征的所获取的实际值的情况下,在当前计算进入段的修整量。这种替代方案的优点在于,在总体上必须提供的存储容量较少。

有利地借助于配属于燃烧马达的电子计算单元来执行按本发明的方法,即获取所选出的信号频率的相应特征的实际值并且获取燃烧马达的进入段的当前的修整量,其中所述电子计算单元优选是马达控制单元的组成部分。在此,相应的参考值特性曲线族和/或相应的代数模型函数被保存在至少一个配属于电子计算单元的存储区域中,所述存储区域优选同样是马达控制单元的组成部分。这一点借助于图6中的方框图来简化地示出。包含电子计算单元53的马达控制单元50在这里通过虚线框象征性地示出,所述虚线框包含按本发明的方法的一种实施方式的各个步骤/方框以及电子存储区域54。

为了执行按本发明的方法,而能够特别有利地一同利用配属于燃烧马达的电子计算单元53,该电子计算单元例如是也被称为中央处理单元或cpu的中央马达控制单元50的组成部分,该中央马达控制单元被设置用于控制燃烧马达1。在这种情况下,参考值特性曲线族或代数模型函数能够被保存在cpu50的至少一个电子存储区域54中。

通过这种方式,按本发明的方法可以在燃烧马达的运行中自动地、非常快速地并且重复地执行,并且根据进入段的所获取的修整量,可以直接通过马达控制单元对另外的用于控制燃烧马达的控制参量或者控制程序进行调整或者校正。

这一方面具有以下优点,即:不需要单独的电子计算单元并且因此在多个计算单元之间也不存在额外的可能易于发生故障的接口。另一方面,按本发明的方法因此能够成为燃烧马达的控制程序的集成的组成部分,由此能够使用于燃烧马达的控制参量或控制程序快速地与进入段的当前的修整量相匹配。

如前面已经简述的一样,假设相应特征的用于进入段的不同修整量的参考值可用于执行所述方法。

为此,在按本发明的方法的扩展方案中,根据进入段的不同修整量,预先在参考燃烧马达上获取用于至少一个所选出的信号频率的相应特征的参考值。这一点在图6的方框图中通过由b10和b11表示的方框来象征性地示出,其中方框b10表示对于参考燃烧马达的测量(vmssg_refmot),并且方框b11象征着将相应特征的以选出的信号频率所测量的参考值汇编成参考值特性曲线族(rwk_dsc_sf_1...x)。在此,所述参考燃烧马达是与相应的燃烧马达系列结构相同的燃烧马达,对于该燃烧马达来说尤其确保不存在任何影响性能的结构上的公差偏差。由此应该保证,能够尽可能精确地并且在没有其它干扰因素的影响下获取压力振动信号的相应特征与进入段的修整量之间的关联。

能够借助于参考燃烧马达在不同的工作点中并且在预先给定或改变其它运行参数、例如所吸入的介质的温度、冷却剂温度或马达转速的情况下来获取相应的参考值。如此产生的参考值特性曲线族,例如参见图3和4,而后能够有利地在所有相同结构类型的燃烧马达系列中予以提供、尤其是能够被存放在能够配属于燃烧马达的电子的马达控制单元50的电子存储区域54中。

在所选出的信号频率的相应特征的参考值的、前面所提到的预先的获取方案的后续方案中,能够从所选出的信号频率的所获取的参考值和进入段的所配属的修整量中推导出相应的代数模型函数,该代数模型函数至少描绘了所选出的信号频率的相应特征与进入段的修整量之间的关联。这一点在图6的方框图中通过用b12表示的方框来象征性表示。在这种情况下,也可选能够将上面所提到的其它参数计算在内。因此产生代数模型函数(rf(dsc_sf_1...x),利用该代数模型函数在预先给定相位的情况下并且必要时在将上述变量计算在内的情况下能够在当前计算进入段的相应的修整量的数值。

然后,模型函数能够有利地在所有相同结构类型的燃烧马达系列中予以提供,尤其是被存放在能够配属于燃烧马达的电子的马达控制单元50的电子存储区域54中。优点在于,模型函数所需要的存储空间少于广泛的参考值特性曲线族。

在一种实施例中,能够在预先给定进入段的特定的参考修整量的情况下在至少一个所限定的工作点上通过对于参考燃烧马达的测量(vmssg_refmot)来预先获取所选出的信号频率的相应特征的参考值。这一点在图7中的方框图中通过用b10表示的方框来象征性表示。在此,为了确定所选出的信号频率的相应特征的参考值,而在运行中测量进入段或排出段中的能够配属于参考燃烧马达的气缸的动态的压力振动并且产生相应的压力振动信号。

同时、也就是在与动态的压力振动的测量的时间上的关联中获取曲轴相位角信号。随后,借助于离散傅里叶变换从压力振动信号中获取所测量的压力振动的所选出的信号频率的、与曲轴相位角信号相关的相应特征的参考值。

然后,根据进入段的所配属的修整量将所获取的参考值保存在参考值特性曲线族(rwk_dsc_sf_1...x)中。这能够可靠地获取所选出的信号频率的压力振动信号的相应特征与进入段的修整量之间的相关性。

在按本发明的方法的所有前述实施方式和改进方案中,作为所测量的压力振动的至少一个特征能够考虑到至少一个所选出的信号频率的相位或振幅或者相位和振幅。相位和振幅是主要的基本特征,其能够借助于离散傅里叶变换相对于各个所选出的信号频率来获取。在最简单的情况下,在燃烧马达的特定的工作点上以所选出的信号频率、例如第2谐波来获取比如相位的刚好一个实际值,并且通过将这个数值配属于在所保存的参考值特性曲线族中的相位的、以相同的信号频率获取的相应的参考值这种方式来获取用于进入段的修整量的所配属的数值。

然而,也能够比如为相位和振幅并且以不同的信号频率来获取多个实际值,并且为了例如通过求平均值来获取进入段的修整量而将其彼此连接起来。由此,能够以有利的方式提高用于进入段的修整量的所获取的数值的精度。

根据按本发明的方法的另一种实施方式而规定,进入段的修整量能够借助于至少一根可变的进气管或者借助于至少一个能调节的涡流节气门或者借助于至少一个共振器构件来设定。然而,也能够设置由上述组件中的多个构成的组合,借助于该组合能够调节或设定进入段的修整量。为此,例如能够设置借助于致动器来驱动的调节单元,借助于该调节单元比如能够根据燃烧马达的相应的工作点来改变一根或多根进气管的长度或者一个或多个涡流节气门的位置。这具有的优点是,能够在连续的运行中以关于相应的工作点优化的方式设定并且必要时调节进入段的修整量。

已经证实有利的是,作为所选出的信号频率来选择进气频率或进气频率的倍数、也就是第1谐波、第2谐波、第3谐波等等。在这些信号频率上,压力振动信号的相应特征与进入段的修整量的相关性显现得特别明显。

为了在所述方法的一种拓展方案中以有利的方式进一步提高进入段的修整值的获取的精度,能够在获取进入段的修整量时考虑到燃烧马达的额外的运行参数。为此,能够在获取进入段的修整量时考虑到以下另外的运行参数中的至少一个运行参数:

-进气段中的所吸入的介质的温度,

-用于对燃烧马达进行冷却的冷却剂的温度以及

-燃烧马达的马达转速。

所吸入的介质、也就是说基本上吸入空气的温度直接影响到介质中的声速并且因此影响到进入段中的压力传播。这种温度能够在进气段中测量并且因此是已知的。由于在进入段中和在气缸中的热传递,冷却剂的温度也能够影响到所吸入的介质中的声速。通常也监控并且为此而测量这种温度,因此这种温度本来就准备待用并且能够在获取进入段的当前的修整量时加以考虑。

马达转速是表征燃烧马达的工作点的参量之一并且影响到用于进入段中的压力传播的可用的时间。马达转速也持续地经受监控并且因此可供进入段的修整量的获取所用。

因此,前面所提到的附加参数本来就可供使用或者能够以简单的方式来获取。在此,所提到的参数对压力振动信号的所选出的信号频率的相应特征的相应影响被假设为已知并且比如,如前面已经说明的那样,在测量参考燃烧马达时来获取并且一起被保存在参考值特性曲线族中。在借助于代数模型函数计算进入段的修整量的当前的数值时,借助于相应的校正系数或校正函数的加入也代表着一种在实施按本发明的方法时补充地对这些附加的、另外的运行参数加以考虑的可行方案。

为了实施按本发明的方法,此外能够有利地借助于串联的压力传感器比如直接在进气管中测量进入段中的动态的压力振动。这具有不需要额外的压力传感器的优点,这代表着成本优势。

在另一种实施例中,为了实施按本发明的方法,能够用齿轮和霍尔传感器来获取曲轴位置反馈信号,其中在这种情况下涉及常见的可能本来就在燃烧马达中存在的、用于对曲轴转、即燃烧马达的转速进行检测的传感器装置。在此,所述齿轮例如布置在飞轮或曲轴-控制转接件10的外圆周上(也参见图1)。这具有不需要额外的传感器装置的优点,这代表着成本优势。

在图6中再次以具有主要步骤的简化的方框图的形式示出了按本发明的用于在运行中获取燃烧马达的进入段的当前的修整量的方法的一种实施方式。

相应的方框b1至b6和54的、在方框图中用虚线示出的框架象征性地代表着相关的燃烧马达的比如被称为cpu的马达控制器的、能编程的电子的马达控制单元50的界限,在该燃烧马达上执行所述方法。这个电子的马达控制单元50尤其包含用于执行按本发明的方法的电子计算单元53和电子存储区域54。

在开始时,在运行中测量相关的燃烧马达的进入段中的吸入空气和/或排出段中的废气的、能够配属于相应气缸的动态的压力振动,并且从中产生相应的压力振动信号(ds_s),并且同时、也就是在时间相关性中获取曲轴相位角信号(kwpw_s),这比如通过并联地布置的用b1和b2表示的方框所示。

然后,借助于通过用b3表示的方框象征性地表示的离散傅里叶变换(dft),从压力振动信号(ds_s)中获取所测量的压力振动的至少一个所选出的信号频率的、与曲轴相位角信号(kwpw_s)相关的至少一个特征的实际值(iw_dsc_sf_1...x),这一点通过用b4表示的方框来示出。

然后在方框b5中,在相应特征的至少一个所获取的实际值(iw_dsc_sf_1...x)的基础上,实施进入段-修整量-获取(et_trm_em)。这在考虑到相应相同的信号频率的分别相应的特征的、用于进入段的不同修整量的参考值(rw_dsc_sf_1...x)的情况下来进行,所述参考值在用54表示的存储区域中来提供或者借助于存储在存储区域54中的代数模型函数在当前来获取。然后在方框b6中提供燃烧马达的进入段的修整量的如此获取的当前的数值(trm_et_akt)。

此外,图6在方框b10、b11和b12中示出了在上述方法之前的步骤。在方框b10中进行参考燃烧马达的测量(vmssg_refmot),以用于借助于离散傅里叶变换从压力振动信号中确定所测量的压力振动的相应所选出的信号频率的、与曲轴相位角信号相关的相应特征的参考值。而后在方框b11中,根据进入段的修整量的所配属的数值将所获取的参考值汇编在参考值特性曲线族(rwk_dsc_sf_1...x)中并且将其保存在用cpu表示的马达控制单元50的电子存储区域54中。

用b12表示的方框包含代数模型函数的(rf(dsc_sf_1...x))的推导,所述代数模型函数作为参考值函数在先前所获取的参考值特性曲线族(rwk_dsc_sf_1...x)的基础上例如描绘了用于相应的信号频率的压力振动信号的相应特征的、取决于进入段的修整量的相应参考值曲线的变化。作为替代方案或补充方案,这些代数模型函数(rf(dsc_sf_1...x))而后同样能够被保存在用cpu表示的马达控制单元50的、用54表示的电子存储区域54中,在那里它们可用于实施前面所解释的按本发明的方法。

再次简要地概述,按本发明的用于获取燃烧马达的进入段的当前的修整量的方法的核心是一种方法,在该方法中在正常运行中测量相关的燃烧马达的进入段或排出段中的动态的压力振动并且从中产生相应的压力振动信号。同时获取曲轴相位角信号并且使其与压力振动信号相关联。从压力振动信号中获取所测量的压力振动的至少一个所选出的信号频率的、与曲轴相位角信号相关的至少一个特征的实际值,并且在所获取的实际值的基础上,在考虑到相应相同的信号频率的相应的特征的、用于进入段的不同修整量的参考值的情况下,获取进入段的当前的修整量或者用于进入段的当前的修整量的数值。

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