專利名稱：用于控制內燃機的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于控制內燃機的方法和裝置，該內燃機具有一個進氣裝置，該裝置具有用于內燃機氣缸入口的進氣管、用于通過關閉或打開至少一個從進氣管通向一個空心體的開孔來調節(jié)進氣管有效管長的執(zhí)行機構以及至少一個用于控制該執(zhí)行機構的伺服驅動機構。
背景技術：
由DE 197 17 347 C1已知這樣一種用于內燃機的進氣裝置。設計為開關閥的執(zhí)行機構根據內燃機曲軸的轉速N和/或空氣質量流和/或進氣管壓力通過伺服驅動機構偏轉到一個打開位置或者偏轉到一個關閉位置。由此根據內燃機的轉速得到兩個不同的進氣管有效長度。在這種情況下，進氣管的有效長度分別對應于這樣的長度，即，進氣管中的氣柱在該長度上振蕩。當開關閥偏轉到其關閉位置時，這個長度為進氣管的整個長度，而當開關閥在其打開位置時，所述有效長度只是進氣管從氣缸入口通向開關閥的一段。

發(fā)明內容
因此本發(fā)明要解決的技術問題是，提供一種方法和一個裝置，它們能夠保證一個內燃機具有非常好的扭矩變化過程。
這個技術問題通過獨立權利要求的特征得以解決。本發(fā)明的有利方案在從屬權利要求中給出。本發(fā)明的特征在于，在第一轉速范圍內，其上限是一個第一閾值，執(zhí)行機構被控制在一個關閉位置中；當轉速高于第一閾值且低于第二閾值時，該執(zhí)行機構被控制在一個泄漏位置中，而當轉速高于第二閾值時，執(zhí)行機構被控制在一個打開位置中。由此在第一轉速范圍保證較長的有效進氣管長度，而在高于第二閾值的轉速范圍保證較短的有效進氣管長度。由此在這些轉速范圍里能夠分別實現對內燃機氣缸的非常好地增壓。此外在轉速高于第一閾值而低于第二閾值的轉速范圍里通過執(zhí)行機構的泄漏位置明顯地改善氣缸增壓。


下面借助于示意性的附圖描述本發(fā)明的實施例。附圖示出圖1 一個具有一個吸氣機構1的內燃機，圖2 按照圖1的吸氣裝置沿著II-II’線的截面圖，圖3 設置在吸氣裝置1中的一個開關閥，圖4 一個用于控制內燃機的流程圖。
具體實施例方式
結構和功能相同的元件在附圖中以相同的附圖標記表示。
一個內燃機的吸氣裝置1(圖1)具有一個吸氣管接頭2，在其中最好設置一個節(jié)流閥3。該吸氣管接頭2與一個第一收集器4連接，從那里進氣管5、6、7、8再通向發(fā)動機缸體的入口11、12、13、14。一個第二收集器9設計成在第一收集器4的下游和入口11至14的上游。在第二收集器9的范圍里設計為開關閥20、21、22的執(zhí)行機構用于關閉或打開至少一個從吸氣通道通向一個空心體的開孔。在這種情況下，在這種方案中所述空心體分別是通向相鄰進氣管5至8的容積。但是在另一可選擇的方案中也可以是一個附加的容積。但是該空心體也可以直接是第一收集器4，或間接地與第一收集器4、例如通過一個短的管接頭連接。
此外設置一個伺服驅動機構18，它這樣構成，即，使它適合于將開關閥控制在一個打開位置、一個關閉位置和至少一個泄漏位置中。該伺服驅動機構最好設計為電機。此外設置一個用于控制內燃機的裝置19，它根據內燃機運行參數、例如內燃機曲軸的轉速N產生用于伺服驅動機構18的控制信號。
圖3示出按照圖2的開關閥的一種可能的方案。該開關閥20具有一個軸23，它在一個自由端上直角地彎曲。該軸23形狀配合連接地與一個葉輪體30連接。一種密封材料環(huán)繞葉輪體30噴鑄并這樣設計，使密封材料在開關閥的邊緣側面上構成一個密封唇37，它在關閉位置中與開孔的頂靠環(huán)帶相接觸并由此密封地關閉開孔。此外密封材料構成一個第一和一個第二密封蓋39，40，它們與軸23同心地設置在開關閥20的相互對置的軸向端部上。
在一個步驟S1中開始一個控制內燃機的程序。在一個步驟S2中檢測轉速N是否高于一個第三閾值N0。如果不是這種情況，則在一個第三步驟S3中使開關閥20至22的位置S控制在一個打開位置OP中。在這個打開位置OP中開關閥20至22分別使通向相鄰進氣管5至8的開孔打開，由此使有效的進氣管長度縮短到在那些開孔至發(fā)動機缸體上入口11至14之間的長度，在所述開孔里面設置所述開關閥20至22。所述第三閾值N0最好選擇在900至1500轉/分鐘范圍里面，例如1000轉/分鐘。從發(fā)動機試車臺上的試驗得出，對于這樣的低轉速，通過較短的有效進氣管長度可以改善氣缸的增壓。
但是如果滿足步驟S2的條件時，則在一個步驟S4中檢查轉速N是否高于第一閾值。如果是這種情況，則在一個步驟S5中使開關閥20至22的位置S控制在一個關閉狀態(tài)CL中。在這個關閉狀態(tài)CL中進氣管20至22不與空心體連接，在這個實施例中空心體分別相應于各相鄰的進氣管。在其中設置開關閥20至22的開孔由此被關閉。由此得到一個有效的進氣管長度，它相應于進氣管從第一收集器4到入口11至14的整個長度。第一閾值最好選擇在2800至4000轉/分鐘的范圍中，例如3400轉/分鐘。由此可以在第三閾值N0與第一閾值N1之間的范圍中保證一種非常好的氣缸增壓。
但是如果在步驟S4中轉速N高于第一閾值N1，則在一個步驟S6中檢查轉速是否高于一個第二閾值N2。第二閾值N2最好位于4000至4800轉/分鐘，例如4200轉/分鐘。如果在步驟S6中轉速低于第二閾值N2，則在一個步驟S7中根據轉速N求得一個泄漏位置IM。在一個特別簡單的方案中固定地預先給定該泄漏位置。但是如果泄漏位置是可變化的并根據轉速求出，則可以實現進一步改善扭矩變化過程。如果這樣計算泄漏位置IM，即，使泄漏隨著轉速N的提高而增加，則可以得到特別好的扭矩變化過程。在泄漏位置通過開關閥20至22只這樣微小地打開所述開孔，使氣流在進氣管的這個部位不完全中斷。在泄漏位置IM中通過開關閥20至22最多只這樣大地敞開開孔，即，使所述開孔的敞開最多只相應于由各開關閥所關閉的開孔面積的15％的泄漏。
在一個步驟S8中控制開關閥在泄漏狀態(tài)下的位置S。由此在第一閾值N1與第二閾值N2之間的轉速范圍里令人吃驚地明顯地提高內燃機氣缸的增壓并由此提高轉矩。所述開關閥最好設計得非常好地進行密封，如同借助于圖3所示開關閥所描述的那樣并由此在第三閾值N0與第一閾值N1之間的轉速范圍里非常緊密地以低于約1％開關面積的泄漏量關閉所述開孔，這一點在這個轉速范圍內是非常有利的。與此相比，在第一轉速閾值與第二轉速閾值之間的轉速范圍里泄漏位置IM更加有利地作用于扭矩變化過程。
但是如果滿足步驟S6的條件，即，轉速高于第二閾值N2，則在一個步驟S2中將開關閥20至22的位置S在步驟S3中控制在打開位置OP中，由此在轉速高于第二閾值N2時得到一個非常好的扭矩變化過程。
執(zhí)行機構在泄漏位置的控制附加有利地取決于內燃機的負載參數。因此泄漏位置例如只控制在接近滿負荷的范圍里，即例如當進氣管壓力在那個轉速下相應于環(huán)境壓力的時候。
權利要求
1.一種用于控制內燃機的方法，該內燃機具有一個進氣裝置(1)，該裝置具有通向內燃機氣缸入口(11至14)的進氣管(20至22)和用于通過關閉或打開至少一個從進氣管(5至8)通向一個空心體的開孔來調節(jié)進氣管有效管長的執(zhí)行機構以及至少一個用于控制該執(zhí)行機構的伺服驅動機構，其中，-在第一轉速范圍內，其上限是一個第一閾值(N1)，所述執(zhí)行機構被控制在一個關閉位置中，-當一個轉速(N)高于第一閾值(N1)且低于第二閾值(N2)時，該執(zhí)行機構被控制在一個泄漏位置中，-當轉速(N)高于第二閾值(N2)時，執(zhí)行機構被控制在一個打開位置中。
2.如權利要求1所述的用于控制內燃機的方法，特征在于，當轉速(N)高于第一閾值(N1)且低于第二閾值(N2)時所述泄漏位置取決于轉速(N)。
3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述泄漏隨著轉速的提高而增加。
4.如上述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，將所述執(zhí)行機構控制在所述泄漏位置中還取決于內燃機的一個負載參數。
5.如上述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，當一個轉速(N)低于一個低于第一閾值(N1)的第三閾值(N0)時，使所述執(zhí)行機構控制在打開位置。
6.如權利要求5所述的方法，其特征在于，所述第三閾值(N0)在900至1500轉/分鐘的范圍里。
7.如上述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，所述第一閾值(N1)在2800至4000轉/分鐘的范圍里。
8.如上述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，所述第二閾值(N2)在3400至4800轉/分鐘的范圍里。
9.一種用于控制內燃機的裝置，該內燃機具有一個進氣裝置(1)，該裝置具有通向內燃機氣缸入口(11至14)的進氣管(20至22)、用于通過關閉或打開至少一個從進氣管(6至8)通向一個空心體的開孔來調節(jié)進氣管有效管長的執(zhí)行機構以及至少一個用于控制所述執(zhí)行機構的伺服驅動機構，該伺服驅動機構具有一第一機構，它在第一轉速范圍內、其上限是一個第一閾值(N1)使所述執(zhí)行機構控制在一個關閉位置中，-第二機構，它當一個轉速(N)高于第一閾值(N1)且低于第二閾值(N2)時，使該執(zhí)行機構控制在一個泄漏位置中，-第三機構，它當轉速(N)高于第二閾值(N2)時，使執(zhí)行機構控制在一個打開位置中。
全文摘要
一個內燃機具有一個吸氣裝置(1)，該裝置具有通向內燃機氣缸入口(11至14)的進氣管(5至8)和用于通過關閉或打開至少一個從進氣管(5至8)通向一個空心體的開孔來調節(jié)進氣管(5至8)有效管長的執(zhí)行機構，還具有至少一個用于控制所述執(zhí)行機構的伺服驅動機構。在第一轉速范圍內，其上限是一個第一閾值(N1)，所述執(zhí)行機構被控制在一個關閉位置中。當一個轉速(N)高于第一閾值(N1)且低于第二閾值(N2)時，該執(zhí)行機構被控制在一個泄漏位置中。當轉速高于第二閾值(N2)時，使執(zhí)行機構被控制在一個打開位置中。
文檔編號F02M35/104GK1519463SQ20041000253
公開日2004年8月11日 申請日期2004年1月30日 優(yōu)先權日2003年1月30日
發(fā)明者H·林布倫納, H 林布倫納, F·特藤博恩, 儼┒, B·沃爾弗拉姆, ダ 申請人:西門子公司