[發明專利]預測凸輪軸的相位

有效

• 申請號: 201680044009.X
• 申請日: 2016-07-15
• 公開（公告）號: CN107849949B
• 公開（公告）日: 2020-09-11
• 發明（設計）人: M.湯姆福德;S.施韋格
• 申請（專利權）人: 大眾汽車有限公司
• 主分類號: F01L1/34
• 分類號: F01L1/34;F01L1/352;F01L1/356;F02D41/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 侯宇

本發明涉及一種用于預測將來的凸輪軸位置(y_pred)的方法，其中通過傳遞函數(G)對包括至少一個調節裝置(9)的調節電路或者調節電路的一部分進行近似，并且基于傳遞函數(G)求取將來的凸輪軸位置(y_pred)。

技術領域

本發明涉及用于預測凸輪軸的相位的方法、計算機程序和發動機控制器。

背景技術

在未經調整的凸輪軸驅動裝置中，凸輪軸通過諸如齒帶、鏈條或齒輪等的牢固連接被曲柄軸以一半轉速驅動。然而，凸輪軸在曲柄軸上的牢固聯接導致低效的氣缸填充，即，燃燒室中非最佳的新鮮空氣比例。因此，在汽油發動機中，通過發動機控制器中的填充檢測函數來檢測燃燒室中的新鮮空氣比例。燃燒室內的這部分新鮮空氣比例很大程度上受到換氣閥的開關時間點的影響。為了在所有轉速范圍內都實現盡可能有效的氣缸填充，借助凸輪軸調節、根據轉速和節氣門狀態來改變進氣和排氣控制時間。為了凸輪軸調節而使用了調節單元，例如以發動機油壓運行的液壓式相位調節器，該液壓式相位調節器也稱為換向電動機相位調節器并且通常在力傳遞中放置在凸輪軸端部處。

填充檢測函數的計算在一定曲柄軸角度進行，該曲柄軸角度在時間上處于換氣閥開啟和關閉之前。在計算和換氣閥開啟或關閉之間的時段內，通過調節單元進一步相對于曲柄軸調節凸輪軸。由此導致了實際上與填充檢測的計算中所用的不同的開啟和關閉角度。在計算與實際的閥門開啟和關閉角度之間的這些角度差異可導致填充計算中的誤差。

為了使填充誤差最小化，在計算填充檢測函數的時間點必須知道凸輪軸在開啟和關閉的時間點處的位置。因此需要預測將來的凸輪軸位置。

德國專利申請DE 10 2012 213 539 A1公開了一種用于確定內燃機的可調式凸輪軸的相位的方法，所述內燃機包括傳感輪和凸輪軸調節器。凸輪軸的相位根據由傳感輪引起的相位齒面中斷(Phasenflankeninterrupt)以及根據與凸輪軸調節器的至少一個運行特征參數相關的模型來確定。該方法允許對可調式凸輪軸的相位的精確確定，但不提供對填充檢測函數的計算的優化。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種預測凸輪軸位置的新方法，其至少部分地克服了上述缺陷。

該技術問題通過如下技術方案來解決。

在根據本發明的用于預測將來的凸輪軸位置的方法中，通過傳遞函數對包括至少一個調節裝置的調節電路或調節電路的一部分進行近似，并且基于傳遞函數求取將來的凸輪軸位置。

調節電路可以例如是閉合式調節電路。在優選實施例中，調節電路是由凸輪軸位置控制器和調節裝置組成的閉合式調節電路。然而，作為閉合式調節電路的替代方案，還可以僅對調節電路的一部分、例如恰好對調節裝置(相位調節)進行近似。

與采用恒定調節速度的線性外推法相反，對作為傳遞系統的調節電路或調節電路的一部分的建模具有以下優點：不存在由調節速度的確定造成的相移。

由于在根據本發明的方法中將凸輪軸調節單元的控制考慮在內，因此特別是導致了該預測的整體準確度高。

根據下面更詳細描述的實施方式，傳遞函數涉及PT1傳動鏈節。將調節電路映射為PT1傳動鏈節是特別無噪聲的并且提供了良好的結果。此外，將調節電路映射為PT1傳動鏈節還具有低的實施費用。

基于PT1傳遞函數，預測的將來的凸輪軸位置可以例如根據以下方程求?。?/p>

其中y_pred表示所預測的凸輪軸位置，u_soll表示凸輪軸位置的額定值，y表示在最后齒面(Flanke)處測量的凸輪軸位置，A和B是PT1傳動鏈節的時間離散式狀態空間模型的常數，并且n表示預測步驟數量。