用于运行内燃机的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于运行内燃机的方法，在其中在发动机的工作周期之内使得气缸的阀(有时称为气门)通过凸轮轴的凸轮来开启并且给气缸输送预设量的燃料。此外本发明涉及一种能够按照根据本发明的方法来运行的内燃机。
【背景技术】
[0002 ]传统的内燃机的凸轮轴通过曲轴的固定的连接以曲轴的一半的转速来驱动。在此在没有调整可能性的凸轮轴驱动的情况下阀传动机构的阀(阀由凸轮轴的凸轮来开启)的阀开启时间是在设计方面是确定的。控制可能性和干预可能性在这种阀传动机构的情况下是受限的。
[0003]因此开发了用于凸轮调整的各种方法。通过可变的凸轮调整或可变的阀控制使得阀控制(有时称为气门配气)的控制时间(Steuerzeit,有时称为配气相位)能够根据需求来改变。这一方面通过取决于相应的负载在转矩方面受益并且另一方面通过燃料节约而允许发动机效率的提高。例如已知用于在四冲程发动机中匹配重叠的方法，利用这些方法能够对这样的时间产生影响，即在其中进气阀和排气阀是同时开启的。为此目的能够设置有一个或多个相位调整器。已知其它这样的方法，即在其中曲轴和凸轮轴相对彼此被调整，由此控制时间能够根据需求来变化。此外已知这样的方法，即在其中能够如有可能无级地改变最大的阀行程(有时称为气门升程)。
[0004]然而已表明，尽管在已知的内燃机的阀控制中使用这些已知的方法用于凸轮轴调整但是仍然存在优化需求。尤其在带有传统的阀控制的发动机中各个气缸通常具有彼此偏差的燃烧特性和由此引起的不同的功率特性和排放特性，这与提高的燃料消耗相联系。
【发明内容】
[0005]鉴于描述的问题本发明的任务在于，通过优化阀控制来这样改进用于运行内燃机的方法，即使得发动机能够特别排放优化地且消耗优化地来运行。
[0006]该任务通过改进描述的方法来解决，其基本上特征在于，在制造凸轮和/或凸轮轴之后测定凸轮的尺寸和/或凸轮在凸轮轴处的位置，存储尺寸、位置和/或由此计算的特征变量，以及取决于存储的尺寸、位置和/或由此计算的特征变量来确定在工作周期之内待输送的燃料的量。
[0007]本发明溯及这样的知识，即在制造用于操纵气体交换阀的凸轮时存在制造的凸轮轮廓的波动幅度。波动幅度造成在由凸轮操纵的气体交换阀的阀行程进展方面的差别。例如在生产公差的范围内在凸轮轴的横向方向上远地突出的凸轮比在生产公差的范围内不太远地突出的凸轮能够引起更长的阀开启时间。
[0008]此外，凸轮轴的各个凸轮经常性地以分离的凸轮元件(如例如凸轮盘或类似物)的形式固定在凸轮承载轴处。为此目的各个凸轮元件被推移到凸轮承载轴上并且以设置的转动位置以及轴向上的位置来附加到凸轮承载轴处，然而其中以由制造决定的方式能够在固定时经常性地获得各个凸轮元件的实际上的转动位置与设置的转动位置的偏差。偏差的转动位置引起了移位的阀开启窗并且由此引起了偏差的气体流动特性。因此最终每工作周期给气缸供应的新鲜气体量也取决于转动位置，所属的凸轮以该转动位置固定在凸轮轴处。
[0009]根据本发明通过在制造凸轮和/或凸轮轴之后测定并且储存凸轮的尺寸和/或凸轮在凸轮轴处的位置的方式，使得每工作周期的燃料喷入量匹配这种根据实际上的凸轮布置而不同的新鲜气体填充。备选地能够储存由凸轮的尺寸和/或位置求取的特征变量，该特征变量表明了针对凸轮特性化的(nockenindividuell)阀行程和/或另一变量，该另一变量为用于每阀行程在预设的边界条件的情况下流入到燃烧腔室中或从燃烧腔室中流出的气体量的大小。备选地或附加地特征变量能够说明阀开启的时间点和/或时间窗或阀开启进展。该特征变量或多个特征变量能够由测量的凸轮的尺寸和/或位置来求取或在采用另外的特征变量或发动机参数的情况下来计算。
[0010]在工作周期之内待输送的燃料的量能够此时取决于尺寸、位置和/或由此计算的(多个)特征变量来确定。这引起了，针对气缸使在工作周期之内待输送的燃料量匹配实际上的阀行程和实际上输送的新鲜气体量，由此为相应的气缸优化燃烧特性和因此还有排放特性。
[0011]由凸轮操纵的阀在此不是必然地为进气阀，而是还能够为气缸的排气阀。也就是说在工作周期之内最优地待输送的燃料量还能够取决于气缸的一个或多个排气阀的开启进展。
[0012]内燃机能够为带有任意的数量的气缸的柴油发动机、汽油发动机或其它的内燃机。优选地发动机为四冲程汽油发动机。但本发明不受限于这些发动机类型。优选地燃料直接地喷入到气缸中，然而根据本发明的方法可同样在带有在进气阀之前输送燃料的发动机中使用。
[0013]本发明的上面描述的优点在以下情况时特别强烈地有效，即当凸轮轴的两个或更多尤其所有的凸轮的尺寸和/或位置尤其在周缘方向上的转动位置在其制造之后来测定，存储各个凸轮的尺寸、位置和/或由此计算的阀行程特征变量，以及每工作周期给两个或更多分别关联凸轮的气缸输送的燃料的量取决于与相应的气缸相关联的凸轮的尺寸、位置和/或由此计算的特征变量来确定时。
[0014]也就是说开头描述的传统的内燃机的问题尤其还由这样的事实所致，即由于凸轮轴的凸轮的不同的轮廓和/或偏差的转动位置使得发动机的各个气缸每工作周期供应有不同量的新鲜气体，但一致量的燃料，其中这些燃料量不匹配于在各个气缸的新鲜气体量方面的区别。这即使当流入的、气缸全体的(zy Iinderiibergreif end)总气体量借助于传感器来测定并且将喷入量针对气缸全体地匹配该总气体量时还可在各个燃烧腔室中导致不同的燃烧特性和排放特性。而当喷入量针对凸轮特性化地匹配凸轮的相应的轮廓和/或位置时，能够进一步降低燃料消耗和排放并且改善发动机的循环运行(Rundlauf)。
[0015]因此总体上各个气缸的填充探测更加特定化地进行，并且针对气缸特定化地来执行燃料喷入。由此排放优化地并且消耗优化地运行燃料喷入和燃料燃烧。
[0016]优选地在内燃机运行时每工作周期将相应确定的量的燃料喷入到各个气缸中。当然能够附加地使用开头阐述的用于可变的阀控制的方法，以便进一步优化阀的控制时间。
[0017]在测定凸轮时已被证实为有利的是，使用这样的测量方法，即其测量误差小于处于在凸轮轴制造时的预设的公差的范围内的波动幅度。凸轮轮廓和凸轮位置测定得越精确，则燃料的喷入量能够与凸轮轮廓和凸轮位置匹配得越准确，这针对气缸特性化地引起了改善的燃烧特性。测定凸轮的步骤优选地在各个凸轮固定在凸轮轴处之后来执行，由此能够测定各个凸轮在周缘方向上的转动位置或与设置的转动位置的偏差。
[0018]在此已被证实为适宜的是，在制造凸轮轴时将一个或多个凸轮固定在凸轮承载轴处，其中在制造之后测定一个或多个凸轮在凸轮轴的周缘方向上的转动位置。在此分别承载一个或多个凸轮的各个凸轮元件优选地借助于压配合附加到凸轮承载轴处。实际上的转动位置与设置的转动位置的偏差在该制造方法中是大的，从而通过根据本发明的方法获得在发动机的循环运行和燃烧特性方面的显著的改善。
[0019]备选地或附加地能够测定凸轮在径向上的方向上的尺寸、凸轮在凸轮轴轴线的周缘方向上的尺寸和/或凸轮滚动面的伸延。这些变量同样影响阀行程，尤其影响阀开启时间和阀开启时间点。备选地或附加地能够测定凸轮在凸轮轴处的轴向上的位置和/或凸轮轴的各个凸轮的互相的位置。
[0020]由测量的变量能够接着确定一个针对凸轮特性化的阀行程特征变量或多个阀行程特征变量。
[0021]为此目的优选地在发动机的控制器中保存这样的关联，即该关联将预设的阀行程特征变量与燃料喷入量相关联，其中通过控制器执行之前确定的阀行程特征变量与关联的比较并且由此优选地针对气缸特性化地确定每工作周期待输送的燃料的量。
[0022]通常发动机控制器获取之前求取的或计算的数据记录，这些数据记录说明了取决于确定的发动机特征变量的待喷入的燃料的量。例如这些数据记录能够说明取决于转速、负载、抽吸的总空气量、温度、节流阀状态等的喷入量。根据本发明这些数据记录附加地说明取决于测定的尺寸和/或位置，尤其转动位置(凸轮以该转动位置固定在凸轮轴处)或由此求取的特征变量的设置的喷入量。
[0023]因为凸轮轴的各个凸轮的由制造决定的转动位置以及尺寸在制造之后在内燃机运行时不再变化，故能够在制造完成发动机之后设置有一次的关联过程，该关联过程在发动机控制器中激活为发动机的将来的运行而待使用的喷入量特性曲线，从而将来取决于凸轮尺寸针对气缸特性化地正确地进行喷入。在该情况中可只一次地在发动机装配之后执行上面描述的实际上的阀行程特征变量与关联的比较。
[0024]根据本发明的另一方面已被证实为有利的是，凸轮的由测量确定的尺寸和/或位置以可光学地读出的代码(如例如数据矩阵代码(DMC)或条形码)的形式来存储。稍后可光学地读出的代码能够通过读取设备(如例如扫描器)来读出并且传送到数据库中或传送到存储器中。例如用于凸轮轴的每个凸轮的测量的转动位置能够以分离的DMC的形式来存储，和/或能够产生说明了凸轮轴的所有的凸轮的转动位置的唯一