[发明专利]用于在燃烧马达中控制凸轮轴相位调节器的方法和装置

说明书

本发明涉及一种用于运行带有凸轮轴相位调节器的燃烧马达的方法，该方法具有下列步骤：提供非线性的调节器模型，该调节器模型通过函数关系说明了凸轮轴相位调节器的与用于驱控凸轮轴相位调节器的促动器调整参量有关的相对位移的角速度；基于在预定的凸轮轴角位移额定值和凸轮轴角位移实际值之间的偏差来执行控制，以便获得凸轮轴相位调节器的额定调整速度作为控制输出，预定的凸轮轴角位移额定值说明了在曲轴位置角和凸轮轴位置角之间的相对移动的额定值；借助反转的调节器模型根据额定调整速度计算促动器调整参量；用预定的修正参量加载促动器调整参量；利用用修正参量加载的促动器调整参量来驱控凸轮轴相位调节器，以便运行燃烧马达。

技术领域

本发明涉及燃烧马达，并且特别是涉及下述燃烧马达，在该燃烧马达中借助凸轮轴来运行进气阀和排气阀。本发明还涉及带有凸轮轴相位调节器的燃烧马达，用所述凸轮轴相位调节器能调整进气阀或排气阀的打开持续时间的相位。

背景技术

在活塞往复式燃烧马达中，通常机械地借助进气凸轮轴或排气凸轮轴控制进气阀和排气阀的阀运行。相应的凸轮轴的凸轮加载进气阀或排气阀的推杆并且与燃烧马达的曲轴的转动同步地预定相位，在所述相位中打开进气阀和排气阀。

为了获得在燃烧马达运行时的进一步的自由度，凸轮轴可以设有凸轮轴相位调节器，该凸轮轴相位调节器改变凸轮轴相对于曲轴的相位的相对关系。由此可以根本性地改变马达特性，因为所驱控的进气阀或排气阀的打开和关闭时间点根本上决定了气缸充气和/或剩余气体率以及能影响燃烧马达中的流动过程并且因此影响关于转速的扭矩变化曲线。

凸轮轴相位调节器可以例如设置成液压的调节器，其能使凸轮轴相对曲轴转动。液压的相位调节器被这样构造，使得当在所述相位调节器中产生了相应的调整力矩时，这个相位调节器可以发生位移。这个调整力矩直接与在相互工作的液压腔中的油压差相关。油压差可以通过电磁阀在燃烧马达的运行中受到调整参量的预先规定值的影响。

电磁阀可以通过提供电功率加以驱控，电功率可以通过说明占空比的调整参量的预先规定值有效地加以调整。为了调整占空比并且因此为了控制凸轮轴相位调节器的位移程度，设有位置控制装置，其通常设计成PID控制器。

由于制造时的批量偏差（Serienstreuung）和车辆运行期间的老化效应，可能出现在有待受控的系统中的明显的偏差并且作为后果可能出现在控制质量中的明显的偏差，所述控制质量导致了过调（Überschwingen）、静态的控制偏差等。用于凸轮轴相位调节器的位置控制的控制质量的这些偏差对关于功率和排放特性的马达性能有巨大的影响。

附加地，由位置控制的积分部分计算出静态的保持占空比的一部分，该部分和所使用的保持占空比一起被额外考虑到。因此可以补偿准静态的扰动影响，如弹簧力矩或摩擦力矩的时间变化、从外部消耗器的泄漏或扰动力矩的出现等。

为了平衡控制特性，迄今为止必须为此使控制器参数通常昂贵地与相应的批量偏差相匹配并且针对燃烧马达的相应类型的不同工作点相匹配，以便因此针对每个个性化的燃烧马达确保在燃烧马达的额整个运行范围内的统一的控制质量。

发明内容

按照本发明，规定了一种按照权利要求1所述的用于运行带有凸轮轴相位调节器的燃烧马达的方法、按照并列的权利要求所述的一种用于运行凸轮轴相位调节器的装置以及一种马达系统。

其它的设计方案在从属权利要求中说明。

按照第一个方面，规定了一种用于运行带有凸轮轴相位调节器的燃烧马达的方法，该方法具有下列步骤：

- 提供非线性的调节器模型，该调节器模型通过函数关系说明了凸轮轴相位调节器的与用于驱控凸轮轴相位调节器的促动器调整参量有关的相对位移的角速度；