[发明专利]在换气阀上具有传感器的往复式活塞内燃机

说明书

本发明建议一种在换气阀(16)上具有传感器的往复式活塞内燃机(10)，换气阀(16)具有阀头(30)，阀头设在阀杆(34)的第一端部(32)上。往复式活塞内燃机(10)还具有作用在阀杆(34)的第二端部(38)上的杠杆元件(36)，其实施用于使换气阀(16)通过阀头(30)的移位被操纵。往复式活塞内燃机(10)还具有：探测元件(64)，其在操纵换气阀(16)时沿移位路径(52)移动；和传感器装置(18)，其实施用于求取探测元件(64)的位置。往复式活塞内燃机(10)尤其特征在于，传感器装置(18)设置为使得探测元件(64)在沿移位路径(52)的一子区域(53a)移动时主要以朝向或背离传感器装置(18)的运动进行移动。由此可提供用于测量换气阀(16)的阀控制时间的传感器。

发明领域

本发明涉及往复式活塞内燃机。本发明尤其涉及具有传感器装置的往复式活塞内燃机，所述传感器装置用于至少间接地求取换气阀的气门开度(Ventilhub)。

发明背景

在带有往复式活塞内燃机的机动车中，通常在每个气缸上装有换气阀，例如两个进气门和两个排气门，用于送入空气和/或空气-燃料混合物，和/或用于排出废气。在此，换气阀可通过杠杆元件(例如摇转杆、摇摆式杠杆、拉杆和/或拖杆)以及作用到其上的凸轮轴的凸轮件来操纵。

换气阀的操纵度大多通过凸轮轴的和/或设置在从属的气缸上的曲轴的位置检测或角度检测来求取。在此，曲轴的位置检测可借助传感轮、例如60-2传感轮，以及借助位置传感器和/或转速传感器实现。同样，凸轮轴的位置检测通常由传感轮、例如具有三齿或四齿的传感轮实现。针对气缸换气过程，也就是气缸中工作介质的交换过程的适当的打开和关闭时间点，也就是各换气阀的适当的控制时间，例如通过动机控制器由瞬时确定的发动机状态和/或由特性图和/或由计算求取，并通过例如凸轮轴的凸轮轴调节器和/或相位调节器进行调节。在此，还涉及凸轮轴和/或曲轴的位置检测值。由此，凸轮轴相对于曲轴的相位角的位置确定的精确性限制了换气阀的打开和关闭时间点的精确性，也就是控制时间的精确性。此外，诸如换气阀的气门机构和/或用于检测曲轴和/或凸轮轴位置的传感器的机械公差，以及传感器中的电子公差只能部分地被补偿。

诸如米勒循环和阿特金森循环的减少节流设计可提供一种方案，用于满足内燃机的燃料消耗的以后的预定值。这类减少节流可通过换气阀(比如进气门)的关闭时间来控制气缸内的新鲜空气量，使得可记录少的换气损失，并且可运行具有提高效率的内燃机或往复式活塞内燃机。在两个循环中，换气阀的关闭时间点位于最大活塞速度的范围内，并且由此在每单位曲轴转角变化的最大气缸容积改变的范围内。这导致就凸轮轴和/或曲轴的位置检测中由公差引起的误差而言，新鲜空气量的计算的高度敏感性。换言之，凸轮轴和/或曲轴的位置检测中的由公差引起的误差会导致在气缸的充气量计算中的误差，所谓的充气误差。根据充气误差的程度又可导致燃烧失火、排放增加以及机动车的行驶性能降低或者说功率降低。

凸轮轴和/或曲轴的位置检测中的公差可通过例如直接确定换气阀的操纵度和/或位置的至少部分地进行补偿。通常，为此会应用凸轮轴相对于曲轴的可变相位驱动，即凸轮轴调节器，所述凸轮轴调节器可用作补偿求取到的位置偏差的元件。

由DE 199 44 698 A1已知一种用于确定换气阀的气门开度的传感器，其中，气门开度通过一个设置在摇转杆上的永磁体以及一个磁场传感器来确定。

发明内容

本发明的实施方式能以有利的方式实现，提供一种往复式活塞内燃机，其中，能确定具有提高精确度的换气阀的操纵度或者位置，由此，尤其可实现内燃机工作效率的提高。