用于操作内燃发动机的方法和控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于操作内燃发动机(1)的方法，该内燃发动机具有：曲轴，该曲轴可以由气缸(4)的活塞驱动；吸气管，气缸(4)可以通过该吸气管被供应新鲜空气，进气阀(5)，在进气阀打开时，新鲜空气可以经由该进气阀从吸气管流动到气缸(4)中；可变阀驱动装置，借助于该可变阀驱动装置，进气阀(5)的打开持续时间或相对打开时间相对于曲轴位置是可变的，其中，在内燃发动机(1)的启动期间，在吸气管压力与吸气管期望压力(p

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于操作内燃发动机的方法和控制装置


[0001]本专利技术涉及用于操作内燃发动机的方法，该内燃发动机具有：曲轴，曲轴可以由气缸的活塞驱动；吸气管，气缸可以通过吸气管被供应新鲜空气；进气阀，在进气阀打开时，新鲜空气可以经由进气阀从吸气管流动到气缸中；以及可变阀驱动装置，借助于可变阀驱动装置，进气阀的打开持续时间或相对打开时间相对于曲轴位置是可变的。

技术介绍

[0002]机动车辆中的在下面也被称为燃烧式发动机的现代内燃发动机越来越多地不是连续地进行操作，而是在某些操作阶段被拖动。机动车辆中的燃烧式发动机通常经由传动系通过车辆离合器来连接至车辆的轮。在减速的情况下，燃烧式发动机通过机动车辆的惯性通过闭合的传动系被拖动，其中，机动车辆通过由燃烧式发动机施加的阻力扭矩而减速。燃烧式发动机的操作模式被称为超限运行操作，其中，燃烧式发动机在没有将燃料喷射到气缸中的情况下被拖动。
[0003]燃烧式发动机的阻力扭矩主要是由摩擦和负荷交换损失而引起。然而，特别是在混合动力驱动系统中，可能期望尽可能多地减小燃烧式发动机的阻力扭矩，以使用经由传动系所提供的并且由惯性矩产生的扭矩，以用于在传动系关闭时恢复电能。在这样的情况下，期望未点火的燃烧式发动机的阻力扭矩尽可能低。
[0004]从现有技术中已知的是使用可变阀驱动装置来影响阻力扭矩。在这方面，DE 199 32 665A1提出了一种用于借助于可变阀控制来对燃烧式发动机的气体交换阀进行控制的方法，其中，进气阀在超限运行操作中以可变的方式被控制。
[0005]然而，仅依靠最小的阻力扭矩导致了不期望的副作用。例如，如果节流阀在超限运行操作期间打开，则当燃烧式发动机被慢慢拖动时，仍然存在由于新鲜空气通过气缸的流动而导致的损失、即负荷交换损失和压缩损失。通过燃烧室被供给的冷且富集氧的新鲜空气降低了排气系统中的温度，并且使该温度从排气后处理系统的最佳温度窗口偏离。在三元催化转化器的情况下，氧饱和度也是至关重要的，因为一旦三元催化转化器从超限运行操作切换至燃烧式发动机操作，氧饱和度就必须通过暂时强化的发动机操作来补偿。同时，催化转化器的效率由于温度的降低而降低，并且在切换至驱动模式之后的富集导致燃料消耗增加，并且因此导致了甚至更多的排放物。因此，为了在催化转化器的最佳λ(lambda)窗口中操作催化转化器，因此必须避免过量的氧。如果燃烧式发动机被设计为带有微粒过滤器的汽油发动机，则氧可能导致汽油发动机的不受控制和不期望的蓄热。这可能导致热过载，该热过载不仅损坏汽油微粒过滤器自身，而且还损坏其他部件。
[0006]关闭节流阀也可能是有问题的。如果燃烧室中形成临界负压，则可能由于曲轴箱的负压梯度而在燃烧室内出现空气
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油体积流。当恢复燃烧操作时，排放物增加并且燃烧式发动机的油消耗增加。
[0007]可以通过可变阀驱动系统来防止发动机在超限运行阶段的空气排除。例如，这可以是所有阀升程的停用、完全可变的进气升程控制、或排气阀停用与延长的进气阶段调节
的组合。这样的系统从DE 10 2016 216 116A1、DE 102008 036 635A1、DE 10 2015 107 539A1、DE 10 2013 202 196A1、DE 10 2017011 301B3、DE 199 52 037A1或WO 2013/101 282A1中已知。DE 10 2006031 572B4公开了一种通用方法。
[0008]在超限运行阶段中导致有效零质量流量的所有构思共同具有的是，节流阀与进气阀之间的吸气管压力在超限运行阶段期间持续增加直到压力已经与周围大气压力完全相等为止。由于经由节流阀的有效零质量流量，因此节流阀失去了其节流效果，并且不能在发动机重新启动之后紧接的第一工作循环期间用于填充控制。
[0009]如果发动机仍然重新启动，则这导致在第一工作循环内用新鲜空气对气缸的填充增加。高的新鲜空气质量与具有λ＝1的燃烧的结合在燃烧式发动机重新启动之后立即导致燃烧式发动机的高扭矩输出。该状态持续直到吸气管容积被“排空”为止，并且节流阀可以再一次确保填充控制。在DE 10 2016111 505A1中提出这种方法，根据该方法，提供了一种转换控制装置，该转换控制装置首先在超限运行操作与点火操作之间恢复吸气管中的负压，以便随后切换至常规点火操作。必要的是，由转换控制装置确定的阶段是贯穿的，这意味着在存在足够负压时也发生该阶段。维持该阶段实施起来是复杂的，并且可以被视为内燃发动机的延时重新启动。
[0010]避免扭矩峰值的可能的解决方案是点火角干预，并且因此是主动引起的燃烧效率的劣化。该措施导致额外的消耗。

技术实现思路

[0011]本专利技术的目的是解决上述相冲突的目标并且指定一种用于操作内燃发动机的方法，该方法能够实现在点火操作与超限运行操作之间的转换，在该方法中，排放量低并且该方法同时允许尽可能快且容易地退出超限运行操作，特别地在期望的驱动扭矩低并且发动机将在低负载要求下重新启动时快且容易地退出超限运行操作。此外，本专利技术的目的是指定一种用于内燃发动机的控制装置，该控制装置能够实现低排放操作。
[0012]该目的通过根据权利要求1的用于操作燃烧式发动机的方法以及通过根据权利要求10的控制装置来实现。在从属权利要求中描述了其他实施方式。
[0013]根据本专利技术的方法涉及一种用于在超限运行阶段之后启动、优选地重新启动内燃发动机的方法。在下面使用具有凸轮轴调节器的可变阀驱动装置来描述根据本专利技术的方法。为此目的，内燃发动机设置有进气凸轮轴和例如用于进气阀的机电可调节的凸轮轴调节器、以及排气凸轮轴和用于致动排气阀的机电可调节的凸轮轴调节器。控制时间和/或阀升程也可以以电动液压的方式可变或通过其他方式可变。
[0014]在超限运行阶段中，空气质量流通过可变阀驱动装置而减少，以避免上述缺点。这可以通过将凸轮轴调节器的控制时间调节到下述值来实现：该值对于汽油发动机点火操作没有用，但是该值表示针对拖动操作被最优化的相位。因此，在没有通过催化转化器产生空气质量流并且没有在燃烧式发动机的燃烧室中产生临界负压的情况下，燃烧式发动机的进气凸轮轴和排气凸轮轴的用于减小阻力扭矩的相位能够实现良好的恢复。
[0015]当进入超限运行阶段时，内燃发动机从具有动力输出的操作点改变至具有动力消耗的操作点。在进入超限运行阶段之前，进气阀通常在上止点(TDC)后立刻打开。同时，排气阀通常恰好在TDC之前关闭。
[0016]在超限运行阶段中，内燃发动机通过滚动的车辆经由变速器被拖动。为此，操作点被改变。凸轮轴调节器优选地以通常用于这些系统的调节速度而调节至目标角度，使得进气阀现在于TDC之后充分地打开，并且排气阀在TDC之前充分地关闭。一般地，该调节被尽可能快地执行。同时，节流阀短暂地打开，以同样尽可能快地设定吸气管中的恒定状态。由于这些变化，发动机阀在超限运行阶段中于BDC的区域中打开。仅小的空气质量移动，小的空气质量从进气歧管均匀地吸入以及从排气歧管均匀地排本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于操作内燃发动机(1)的方法，所述内燃发动机具有：
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曲轴，所述曲轴能够由气缸(4)的活塞驱动，
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吸气管，所述气缸(4)能够通过所述吸气管被供应新鲜空气，
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进气阀(5)，在所述进气阀打开时，所述新鲜空气能够经由所述进气阀从所述吸气管流动到所述气缸(4)中，
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可变阀驱动装置(3)，借助于所述可变阀驱动装置，所述进气阀(5)的打开持续时间或相对打开时间相对于曲轴位置是可变的，其特征在于，
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在所述内燃发动机(1)的启动期间，在吸气管压力与吸气管期望压力(p
s
)不同的情况下，所述气缸(4)的填充先导控制由所述可变阀驱动装置通过与所述吸气管期望压力(p
s
)处的新鲜空气供应相比减少新鲜空气供应来进行，
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当所述内燃发动机(1)在下述超限运行阶段之后重新点火时使用所述方法：在所述超限运行阶段中，所述内燃发动机(1)在所述气缸(4)中没有燃料供应并且空气质量流减少或没有空气质量流的情况下被拖动，并且
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当所述内燃发动机(1)在所述超限运行阶段之后重新点火时，所述进气阀控制时间被连续地调节为“提前”，其中，在所述吸气管压力与所述吸气管期望压力(p
s
)不同的...

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯，
申请(专利权)人：舍弗勒技术股份两合公司，
类型：发明
国别省市：