[发明专利]用于以可变的气门机构运行内燃机的方法

说明书

本发明涉及一种按照权利要求1前序部分所述的用于运行尤其是汽车的内燃机的方法，其中，根据内燃机的运行状态控制用于内燃机的至少一个工作缸的至少一个进气门和至少一个排气门的在气门控制时间和/或气门行程方面可变的气门机构。

借助废气涡轮增压器(ATL)增压的发动机的增压压力形成在原则上是延迟的，即所谓的涡轮增压滞后(Turboloch)。这是由于特别是在节流运行的汽油发动机中，涡轮处可供使用的废气质量流是非常小的，因此只有较少的废气能可用作涡轮驱动功率。直到进气管压力上升，质量流才增大，并且发动机之后可供使用的废气能也随之增大。因此，在负载需求中，所需的通过发动机的额定质量流和最初真正的实际质量流之间总是存在差距。

由DE102004026405B4已知一种用于运行内燃机的方法，该内燃机具有增压装置和在其进气门控制时间和/或其进气门行程方面可变化的进气门驱动机构。在此，当在增压运行中识别到正向负载需求时，这样控制至少一个可变的进气门驱动机构，使得现有的冲程余量和/或进气-关闭控制时间余量被充分用于增大进气量。由此可以显著减小满足负载需求所需的时间，并且因此缩短增压内燃机的响应特性。

本发明所要解决的技术问题在于，为内燃机的可变气门机构提供与工作运行点有关的控制/调节策略，其中燃烧过程和废气涡轮增压器(ATL)的功率之间能够更好地协调。

该技术问题按本发明通过前述类型的具有权利要求1的区别特征的方法解决。在其它权利要求中描述了本发明的有利设计方案。

为此，按照本发明在前述类型的方法中规定，在具有较高负载需求和较小转速的第一内燃机运行状态下，调节形成可变气门机构的第一气门运行状态，其中，在第一气门运行状态中，至少一个进气门调节为，使得该进气门配属的工作缸的进气程度增高；在具有较高负载需求和较大转速的第二内燃机运行状态下，调节形成可变气门机构的第二气门运行状态，其中，在第二气门运行状态中，至少一个工作缸的至少一个进气门和至少一个排气门调节为，使得该进气门和排气门的打开时间出现重叠并且燃料消耗降至最小；在没有负载需求或者具有低于预设阈值的较小负载需求且在低于中等负荷的较低部分负荷中的第三内燃机运行状态下，调节形成可变气门机构的第三气门运行状态，其中，在第三气门运行状态中，至少一个工作缸的至少一个进气门和至少一个排气门调节为，使得该进气门和排气门的打开时间出现重叠并且燃料消耗降至最小；在没有负载需求或者具有低于预设阈值的较小负载需求且在较大的部分负荷中的第四内燃机运行状态下，调节形成可变气门机构的第四气门运行状态，其中，在第四气门运行状态中，至少一个工作缸的至少一个进气门和至少一个排气门调节为，使得该进气门和排气门的打开时间出现重叠并且燃料消耗降至最小；在具有高于预设阈值的较大负载需求并且在较大的部分负荷中的第五内燃机运行状态下，调节形成可变气门机构的第五气门运行状态，其中，在第五气门运行状态中，至少一个工作缸的至少一个进气门和至少一个排气门调节为，使得进气门和排气门的打开时间的时间重叠大于调节形成最小燃料消耗时的时间重叠；并且在具有最大扭矩的第六内燃机运行状态下，调节形成可变气门机构的第六气门运行状态，其中，在第六气门运行状态中，至少一个进气门以膨胀模式或者按照米勒/阿特金森方法(Miller-/Atkinsonverfahren)运行。

这具有的优点是，通过可变气门机构或者可变气门正时系统(VVT)的附加自由度这样选择用于各个运行特征即动力、低转速时的扭矩(LowEnd Torque)、额定功率、部分负荷等的气门机构策略，使得废气涡轮增压器与燃烧过程之间的相互影响总是最佳的。

废气涡轮增压器与燃烧过程之间的相互影响通过以下方式得到更好地优化，即，如果所述第一运行状态处于内燃机的负荷-转速特征曲线族中的第一区域内，则调节形成所述可变气门机构的第一气门运行状态，所述第一区域由1000转/分钟至2000转/分钟，尤其是不超过2500转/分钟、3500转/分钟或者4500转/分钟的转速、为零的有效发动机扭矩和内燃机输出的最大扭矩与转速的函数限定(低转速时的动力)。

废气涡轮增压器与燃烧过程之间的相互影响通过以下方式得到更好地优化，即，如果内燃机输出的扭矩达到预设扭矩，尤其是达到所要求的扭矩，则终止第一气门运行状态。