专利名称：内燃机的空气供给路径中的机构、特指节气阀的控制方法
技术领域：
本发明涉及一种用于控制在内燃机的空气供给路径中的机构、特别是节气阀的方法。
背景技术：
在启停系统的沮围内，在发动机控制中开发新的功能，以 两足对于起动器控制、燃料喷射、传动策略等不同的要求。对于本发明的方法，着重于在启停运行中对内燃机的气缸空气量和燃料喷射的调控。对应于现有技术，在启停运行中，于触发发动机停车之后，节气阀闭合(对于柴油发动机例如用于使停车振动最小化)，并且取消用于燃料喷射过程或点燃过程的释放。内燃机的再次起动在惯性运动期间通过打开节气阀和释放喷射过程或点燃过程来准备。该准备过程在发动机控制装置内部通过转速波动来实现，其中，相对于发动机发动器的基于齿的转速，过滤所采用的转速(根据同步化计算的基于角度的更新)。在一种传统的启停系统中，在没有于惯性运动中哨合的功能的条件下，在这两个过程所需的时间上提供内燃机的再次启动能力。在探测到内燃机的停止状态之后才触发再次起动。再次起动的准备在该时间点上结束，并且再次起动的时长(例如从设置起动要求直到实现空转转速的期间)不会受到影响。这一点通过“改变想法(Change of Mind) ”通过惯性运动中的哨合而改变。当机动车驾驶员在短暂的停车需求之后需要再次起动时，可以通过“惯性运动中的啮合”的功能、仍然在内燃机的惯性运动期间使起动机马达啮合。打开节气阀以及释放喷射过程或点燃过程的时长在这种情况下严格受时限限制。内燃机的再次起动能力必须在这种情况下及时地建立啮合时间点。通过利用“惯性运动中的啮合”的启停功能性的扩展，还必须实现与现有的发动机控制功能的匹配。
发明内容
接下来要说明一种方法，其通过“改变想法”根据“惯性运动中的啮合”对节气阀和喷射过程进行控制，以准备内燃机的再次起动。
参照附图结合至少一个实施例对本发明进行详细说明。其中示出了:图1示出了本发明方法的影响参数；图2示出了用于打开机构的功能流程图；图3示出了本发明的布置方案；图4示出了时间曲线图；图5示出了进气阀的打开角度的示意图。
具体实施方式
见图1，关于本发明方法的输入值是啮合时间te，在该啮合时间上，起动装置13的小齿轮10啮合到内燃机19的齿圈16中。见图2，步骤SI，通过内燃机19的惯性运动的预测来确定啮合时间te。在以公知的方法进行的预测的范围内计算出:在哪个未来的时间点上，内燃机的驱动轴占据哪个旋转位置。这用于最终计算出:小齿轮10(图3)应该在哪个随后的时间点te上以有利的方式啮合到齿圈16中，见步骤S2。此外，输入输入阀25的机构22 (例如节气阀)的调节角度α 22以及旋转角度α 28。旋转角度表示的是内燃机19的驱动轴28的旋转位置(曲轴角度)。取代调节角度22，可替换地还可以输入在空气供给路径28中经测量的空气压力ρ28。此外，输入一个上止点的角度位置ciOT和在两个气缸30之间的上止点之间的角度差Λ α。最后输入信号“起动(Starty/n) ”，可通过该信号来识别:是否结束重复起动。输出值是信号“打开(open) 22”,用于打开机构22 (例如节气阀)，该信号可以取值O或I。另一个信号“喷射(injec) 31”用于通过喷射阀31释放燃料的喷射，该另一个信号可以取值O或I。在汽油机中，同时接通点燃过程。在这种情况下，机构22不完善地受到控制，并由此明显接合到所希望的或所预测的惯性运动中，该方法为了预测惯性运动而能够改变。相应的信号是信号改变预测(changeprog)。该不完善的控制的评估在个别情况中实施。根据本发明的方法，在时间点tp上确定内燃机19的惯性运动的预测。为此，可以采用不同的可替换的已经公知的方法。在所选择的方法的范围内，例如确定:该方法在发动机典型的转速条件下自动开始。该预测尤其给出对驱动轴28的转速曲线n(t)的预报。由于预先规定例如用于最小啮合转速n in的转速范围和最大啮合转速nMax，所以由此计算出在啮合转速ηε处的啮合时间点te。通过获得啮合时间点te的了解，实现了能够计算何时机构22必须最晚受到控制，由此在希望的时间点te上能够以最大程度打开，或者接下来调节所希望的空气压力p28。为了以最大程度打开机构22或是建立所希望的打开状态，见步骤S3，需要一段时长t22 (斜坡函数(Rampenfunktion)),在该时长内，一个未示出的马达使机构22打开。为了打开该马达，必须对信号“打开2 2”进行处理，为此，需要一个信号处理时间tsp22 (信号延迟)。因此，用于使信号评估单元34产生信号的时间点由te起提前了时长t22和tsp22，从而得到时间点七22(|作为用于使机构22打开的时间点。对于tsp22，时长可以变化，这里应该采用最小值。时长t22从由初始的角度位置CistartO开的开头直至到达终止角度由斜坡函数得到。如果在到达角度aend之前已经设定一个充分的空气压力P28，那么时长t22可以缩短。如果内燃机的控制使机构22的控制改变，那么必须调整相应的时长t22。如果对于时间点122(|得到一个负数的时间，则t22(l与tp视为等同。见图4，经过信号处理时间之后，在时间点t22K处开始机构22的调节。此外，还给出了使进气阀37打开的时间(tIvl)以及闭合的时间(tIV2)。由此在图5中简化地示出了阀在哪些角度范围a IV上是打开的。这里要求发动机的惯性运动不变。对此，在打开机构22之前必须使紧随的和最后的压缩气缸30的一个或多个进气阀37闭合。因此公开了一种用于控制在内燃机19的空气供给路径29中的机构22的方法，该机构特别是指节气阀，其中，内燃机19具有驱动轴28，该驱动轴与齿圈16联接，并且内燃机19具有至少一个带有至少一个进气阀37的气缸30，其中，内燃机19处于惯性运动中并驱动轴28的转速由此在产生转速波动60情况下降低，其中，内燃机19与起动装置13联接，该起动装置具有用于啮合到齿圈16中的小齿轮10，该齿圈用于使内燃机19的驱动轴28转换至旋转状态中，以实现对内燃机19的起动，并且，机构22处于至少近似的闭合位置61，该闭合位置在图2中表示为虚线，其中，机构22这样受到控制，即，该机构在小齿轮10啮合到内燃机19的齿圈16中之前使空气供给路径29打开。用于小齿轮10啮合到齿圈16中的时间点％借助于预测方法而计算出来。在时间点t22(l处应该开始信号处理以实现机构22的调节的目的，为了计算该时间点，从哨合时间te中减去彳目号处理时间tsp22和调节时间t22。在信号处理时间tsp22不同的情况下，应该采用其中的最短时间。在啮合的时间点te处，于啮合之前最后才压缩的气缸30的进气阀37已经闭合。在产生转速波动60时，形成至少一个相对最小值70和至少一个相对最大值71。当用于气缸30的进气阀37已经闭合时，使机构22打开。在机构22的误差控制中，惯性运动的特征改变，并且例如根据空气供给路径29中的空气压力或机构22的位置来调整惯性运动的预测。对于喷射量、喷射时间和喷射角度的计算，必须使喷射过程及时地再次释放。如果最大延迟时间可以忽略，即例如延迟时间占再次起动时间的份额小于5%时，那么应首先到达才再次释放喷射过程。也就是说，当t>te时，所对应的信号“喷射31”置于I。这一点对于自燃式柴油发动机尤其重要，其中，在将机构22打开之后，在喷射开始的时间点，空气已经提供了点燃条件，并且由此可以在发动机惯性运动中产生剧烈的转速提高。通过该转速提高，根据实际情况，小齿轮10和齿圈16之间的转速差增大，这样会对小齿轮10到齿圈16中的啮合过程产生不利影响。起动装置13、特别是小齿轮10以及还有齿圈16的啮合部的使用寿命会显著降低。如果最大延迟时间相对于再次起动时间不可以忽略，那么对于时间点tin_t(在该时间点，喷射过程再次接通)存在:t`inject te ^injectcalc ^injectsp ° ^injectcalc
是用于计算所需的时长；“tin_tsp ”是用于信号处理所需的时长，以能够开始计算。随着到达啮合时间te，再次接通喷射过程80。
权利要求
1.一种用于控制在内燃机(19)的空气供给路径(29)中的机构(22)、特别是节气阀的方法，其中，所述内燃机(19)具有驱动轴(28)，该驱动轴与齿圈(16)联接，并且所述内燃机(19)具有至少一个带有至少一个进气阀(37)的气缸(30)，其中，所述内燃机(19)处于惯性运动中并且所述驱动轴(28)的转速由此在产生转速波动￠0)的情况下降低，其中，所述内燃机(19)与起动装置(13)联接，该起动装置具有用于啮合到所述齿圈(16)中的小齿轮(10)，该小齿轮用于使所述内燃机(19)的驱动轴(28)转换至旋转状态中，以实现对内燃机(19)的起动，并且，所述机构(22)处于至少近似的闭合位置(61)，其特征在于，所述机构(22)受到控制，使该机构在所述小齿轮(10)啮合到内燃机(19)的齿圈(16)中之前使所述空气供给路径(29)打开。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，用于所述小齿轮(10)啮合到所述齿圈(16)中的时间点(te)通过预测方法(SI)来计算。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，为了实现机构(22)的调节而应该开始信号处理的时间点(t22CI)的计算是由啮合时间(te)减去信号处理时间(tsp22)和调节时间(t22)。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在信号处理时间(tsp22)的大小不同的情况下，应该采用其中的最短时间。
5.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，在啮合的时间点(tj处，于啮合之前最后才压缩的气缸(30)的进气阀(37)已经闭合。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，当用于气缸(30)的进气阀(37)已经闭合时，使机构(22)打开。
7.根据前述任意一项权利要求所述的方法，其特征在于，在机构(22)的误差控制中，惯性运动的特征改变，并且例如根据空气供给路径(29)中的空气压力或机构(22)的位置来调整惯性运动的预测。
8.根据前述任意一项权利要求所述的方法，其特征在于，随着到达啮合时间(te)，再次接通喷射过程(80)。
全文摘要
本发明涉及一种用于控制在内燃机(19)的空气供给路径(29)中的机构(22)、特别是节气阀的方法，内燃机(19)具有与齿圈(16)联接的驱动轴(28)，且内燃机(19)具有至少一个带有至少一个进气阀(37)的气缸(30)，内燃机(19)处于惯性运动中并且驱动轴(28)的转速由此在产生转速波动(60)的情况下降低，内燃机(19)与具有用于啮合到齿圈(16)中的小齿轮(10)的起动装置(13)联接，该小齿轮用于使内燃机(19)的驱动轴(28)转换至旋转状态中，以实现内燃机(19)的起动，机构(22)处于至少近似的闭合位置(61)，其中，机构(22)这样受到控制，即，在小齿轮(10)啮合到内燃机(19)的齿圈(16)中之前使所述空气供给路径(29)打开。
文档编号F02D41/00GK103184939SQ20121059622
公开日2013年7月3日 申请日期2012年12月31日 优先权日2011年12月30日
发明者E·卡瓦尔, M·克维克, E·毛里茨 申请人:罗伯特·博世有限公司