DE10197018B4 - Verfahren zum Steuern eines Ventilsystems - Google Patents
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Abstract
a) Übermitteln von wenigstens einem Flatter-Signal zur Betätigung eines der Ventile, wobei das wenigstens eine Flatter-Signal das Ventil betätigt und eine Zeitdauer aufweist, die kleiner ist als die Zeitdauer des Auslösesignals für ein Ventilereignis;
b) Übermitteln eines Auslösesignals für ein Ventilereignis zu mindestens einem der Ventile, wobei das Auslösesignal die Zeitdauer eines Auslösezyklus dauert und das mindestens eine Ventil betätigt;
c) Erfassen der zyklischen Betriebszeit für das mindestens eine Ventil; und
d) Einstellen des wenigstens einen Flatter-Signals in Abhängigkeit von der zyklischen Betriebszeit.
Description
- Hintergrund der Erfindung
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und einen Algorithmus zur Einstellung des „Flattern" oder Aufladens eines zyklisch betriebenen Ventilsystems.
- Ventilsysteme, welche zyklisch wiederkehrend Öffnen und Schliessen sind allgemein bekannt. In vielen dieser Systeme kann die Geschwindigkeit des Öffnungs- und Schliesszyklus variieren, und zwar genauso wie eine Vorrichtung, welche mit dem Ventilsystem assoziiert ist, seine Geschwindigkeit ändert. Eine Herausforderung ist es, das Signal zum Öffnen und zum Schliessen des Ventils in einer geeigneten zeitlich angepassten Weise mit dem aktuellen Operationszustand des Ventils zu verknüpfen. Viele Ventile haben eine gewisse Verzögerungszeit, die mit ihrer Funktion verbunden ist. Derartige Ventilsysteme sind aus den deutschen Offenlegungsschriften 199 37 053, 32 09 764 und 36 16 355 sowie aus den deutschen Patentschriften 197 45 536, 195 80 307 und 32 02 286. Diese Entgegenhaltungen offenbaren die nachfolgend beschriebenen Ventilsteuerungen, bei denen ein Flattersignal zur Verbesserung des Ansprechverhaltens der Ventile eingesetzt wird.
- Eine kürzlich aufgekommene Anwendung derartiger Ventile besteht in einer nockenwellenfreien Motortechnologie. Ein nockenwellenfreier Motor verwendet magnetspulengetriebene Stellglieder um den hydraulischen Fluidstrom einzustellen und betreibt die Ventile des Motors anders als eine Motornockenwelle. In einem typischen Motor werden die Ventile der Verbrennungskammer des Motors mittels einer Nockenwelle mechanisch auf- und zugestossen. Dementsprechend ist die zeitliche Einstellung der Ventile eine einfache an der Nockenwellenposition abgeleitete Methode. In einem nockenwellenfreien Motor jedoch werden die Ventile durch elektromagnetisch angetriebene Ventilkolben betätigt, die mit einer Motorsteuerung verbunden sind. Nockenwellenfreie Motoren können sehr viel treibstoffsparender sein als mit Nockenwellen arbeitenden Motoren, aber die zeitliche Steuerung der Ventile kann nicht ebenso einfach erzielt werden.
- Die korrekte zeitliche Steuerung ist dabei bei einem nockenwellenfreien Motor genauso wichtig wie bei einem mit einer Nockenwelle arbeitenden Motor. Dabei gibt es für die Konstruktion eines nockenwellenfreien Motors Herausforderungen, die bei der Konstruktion eines normalen Motors nicht auftreten. Im besonderen führen die magnetspulenbetriebenen Stellglieder und die hydraulischen Ventile zu bisher ungekannten Verzögerungsproblemen. Diese Verzögerung kann an der zusätzlichen Zeit liegen, die genauso erforderlich ist um die magnetspulenbetriebenen Ventile aufzuladen und die hydraulischen Ventile zu betätigen. Bei niedrigeren Geschwindigkeiten sind diese Verzögerungen besonders hervorzuheben und begründen damit eine ganz besondere Herausforderung.
- Eine bisher vorgeschlagene Lösung zur Beseitigung dieser Verzögerung besteht in der Veranlassung eines „Zittern" oder „Flatterns" des elektromagnetischen Ventilkolbens um das System für die korrekte Motorsteuerung vorzubereiten. Beispielsweise kann eine Serie von kurzen elektrischen Signalen gesendet werden um den elektromagnetischen Ventilkolben zu betätigen und hierdurch einen hydraulischen Fluss zum Betätigungsbeginn des hydraulischen Ventils einzuleiten. Nachdem der elektromagnetische Ventilkolben und das hydraulische Ventil so vorbereitet sind, sendet die Motorsteuerungseinheit dann das Auslösesignal – entweder für das Öffnen oder das Schliessen des hydraulischen Ventils – welches für den gewünschten Betriebszustand im Auslösezeitpunkt geeignet ist.
- Ein derartiges System weist jedoch einen gewichtigen Nachteil auf. Als eine Konsequenz des Aussendens von zahlreichen Vorbereitungssignalen vor dem Aussenden des eigentlichen Auslösesignals werden vergleichsweise grosse Energiemengen von dem elektrischen System konsumiert. Auf diese Weise wird diese Strategie nicht besonders praktikabel.
- Aus diesem Grunde existiert ein besonderes Bedürfnis für eine Motorsteuerungsstrategie, die weniger Energie als die derzeit bekannten Systeme konsumiert.
- Zusammenfassung der Erfindung
- Ganz allgemein gesprochen besteht die vorliegende Erfindung in einem System, welches ein Ventilsystem in einer Weise vorlädt oder „flattern" lässt, dass die Menge der Flattervorgänge in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Betriebs des Ventilsystems gewählt ist. Damit wird die Zykluszeit des Ventils reduziert, wodurch auch das zur Reduzierung der Verzögerungszeit notwendige Vorladen reduziert ist. Somit wird mit der Verringerung der Zykluszeit auch die erforderliche Menge des Ventilflatterns verringert.
- Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung bietet eine preiswerte und ökonomische Strategie zum Management des Motors. Vielmehr als das gleiche Schema für das Vorladen/Flattern über die volle Bandbreite der verschiedenen Drehzahlen/Geschwindigkeiten des Motors anzuwenden, sieht es die Erfindung vor, ein Schema für das Vorladen/Flattern anzuwenden, welches mit der Umdrehungszahl/Geschwindigkeit des Motors variiert. Entsprechend wird ein diesbezügliches Signal zum Vorladen/Flattern an ein Stellglied eines nockenwellenlosen Motors übermittelt. Dieses Signal aktiviert das Stellglied dann nur für einen Teil der sonst vorgesehenen Auslösesignalperiode. Ein Auslösesignal wird dabei an das Stellglied gesendet, wobei das Auslösesignal über die gesamte Auslösesignalperiode andauert, so dass das Stellglied für diese gesamte Auslösesignalperiode aktiviert ist. Die Umdrehungszahl/Geschwindigkeit des Motors wird dabei erfasst. Dann, basierend auf der erfassten Umdrehungszahl des Motors, kann das Signal zum Vorladen/Flattern geändert werden. So können beispielsweise mehrere Signale zum Vorladen/Flattern gesendet werden, bevor das eigentliche Auslösesignal gesendet wird. In einem derartigen System kann daher die Anzahl der Signale zum Vorladen/Flattern in einem Masse abnehmen, in welchem die Drehzahl des nockenwellenlosen Motors ansteigt. Diese Variation des Signals zum Vorladen/Flattern basierend auf der Drehzahl des Motors resultiert dann in einem signifikant geringeren Verbrauch von Energie während des Betriebes des Motors eines Fahrzeugs.
- Eine derartige Strategie kann angewendet werden für die Lufteinlass- und die Luftauslassventile der Verbrennungskammer des Motors. Zusätzlich kann diese Technik auch für die Einspritzung des Kraftstoffs in die Verbrennungskammer eingesetzt werden.
- In einer Ausgestaltung der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass die Strategie zur Generierung des Signals zum Vorladen/Flattern nur über ausgewählte Bereiche der Drehzahl des Motors eine Modifikation des Signals zum Vorladen/Flattern vorsieht. Dabei kann das Signal zum Vorladen/Flattern auch von Bereich zu Bereich variieren. Auf diese Weise erlaubt diese Strategie eine hohe Flexibilität im Vorladen/Flattern eines nockenwellenfreien Motors. Diese Vorgehensweise macht die Verwendung von existierender Hardware genauso möglich wie sie auch Kosten vermeidet. Diese Vorgehensweise kann ausserdem auf eine bestehende Einheit zur Steuerung des Motors und auf einen Winkelsensor der Kurbelwelle zurückgreifen. Derartige Komponenten sind bereits in derzeitig verfügbaren nockenwellenfreien Motoren in Gebrauch.
- Das offenbarte System verwendet ein magnetspulenbetriebenes Stellglied, wobei die Magnetspule so angesteuert ist, um Öffnen und Schliessen zu können und so den Fluss eines hydraulischen Fluids zu dem eigentlichen hydraulischen Ventil zu ermöglichen. Es handelt sich somit um ein magnetspulenbetriebenes Ventil, welches flattern gelassen wird, um so den Fluss des hydraulischen Fluids zum Vorladen des eigentlichen hydraulischen Ventils aufzunehmen.
- Wie auch immer soll doch verstanden sein, dass das grundlegende Konzept erweitert werden kann auf jede Art von Ventilsystem, welches Vorteil nehmen kann von dem vorstehend beschriebenen Vorladen. Ganz allgemein gesprochen, kann jedes Ventil, welches mit einer zyklisch wiederkehrenden Betriebszeit arbeitet, wobei die zyklisch wiederkehrende Betriebszeit mit dem System, das mit dem Ventilsystem verknüpft ist, variieren kann, von der vorliegenden Erfindung profitieren.
- Kurzbeschreibung der Zeichnungen
- Die vielfältigen Merkmale und Vorteile dieser Erfindung werden an Hand der folgenden detaillierten Beschreibung von derzeit bevorzugten Ausführungsformen für einen Fachmann erläutert. Die Zeichnungen, welche die detaillierte Beschreibung begleiten, werden kurz beschrieben wie folgt:
-
1 zeigt eine schematische Ansicht eines Systems, welches eine Einheit zur Steuerung eines Motors, einen Motorsensor, ein Stellglied und ein hydraulisches Ventil umfasst; -
1A zeigt ein beispielhaftes magnetspulenbetriebenes Stellglied und ein hydraulisches Ventil; -
2 zeigt eine Strategie zum Vorladen/Flattern; -
3 zeigt zwei unterschiedliche Typen von Signalen zum Vorladen/Flattern, welche als Teil einer gesamten Strategie zum Vorladen/Flattern eingesetzt werden können; und -
4 und5 zeigen die erfindungsgemässe Strategie zum Vorladen/Flattern, wobei die Änderung des Signals zum Vorladen/Flattern mit der Änderung der Drehzahl des Motors hervorgehoben ist. - Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
-
1 zeigt schematisch eine Ansicht eines Systems, welches von der vorliegenden Erfindung Gebrauch macht. Gezeigt sind im Einzelnen ein Motor10 , ein Winkelsensor14 der Kurbelwelle, eine Steuereinheit18 für den Motor10 , ein Stellglied22 für eine Hydraulikflüssigkeit HF und Ventile26 . Wie im Stand der Technik bekannt, kommuniziert die Steuereinheit18 mit den Ventilen26 und betreibt die Betätigung der Ventile26 durch die Stellglieder22 , welche typischerweise als magnetspulenbetriebene elektromagnetische Kolbenventile ausgestaltet sind. Die Ventile26 können jedes einen Lufteinlass und einen Luftauslass des nockenwellenfreien Motors darstellen. Ein Signal für ein Ventilauslöseereignis, nachfolgend kurz Ventilereignis für das Öffnen oder das Schliessen des Ventils genannt, wird mittels der Steuereinheit18 an das Stellglied22 gesendet. Das Stellglied22 sorgt dann für die Betätigung des hydraulischen Ventils26 . Systembedingt existiert jedoch eine Verzögerungszeit zwischen dem Aussenden des Signals für ein Ventilereignis und der tatsächlichen Betätigung des hydraulischen Ventils26 . Diese Verzögerung kann ihren Urspruch haben in der Zeit, die zum Aufladen zur Betätigung des Stellgliedes22 erforderlich ist, aber auch in der Zeit, die zur Betätigung des hydraulischen Ventils26 selbst erforderlich ist. Wie gezeigt, existieren eine Mehrzahl von Ventile26 (typischer mindestens je eines für den Lufteinlass und für den Luftauslass pro Zylinder), die zyklisch wiederkehrend betrieben werden. - Wie in
1A gezeigt, bewegt sich das magnetspulenbetriebene Stellglied22 zwischen einer zurückgezogenen und einer vorgeschobenen Position um den Fluss der Hydraulikflüssigkeit HF durch Passagen100 mit der Einstellung von zwei Spulen99 zu steuern. Wie aus der Darstellung nach1A abgeleitet werden kann, kommuniziert die Passage100 mit dem hydraulischen Ventil26 , wodurch das hydraulische Ventil26 zwischen seiner Endöffnungsstellung und seiner Endschliessstellung bewegt wird. - Weiter kann noch abgeleitet werden, dass durch ein Vorladen des Ventils die Verzögerungszeit zwischen dem Entscheidungszeitpunkt zum Betätigen des Ventils und dem tatsächlichen Betätigen des Ventils in grossem Masse verringert werden kann. Dieses Ausführungsbeispiel mit nur einem Ventil zeigt jedoch nur ein Beispiel, und andere Anordnungen von Ventilen werden von dem Schutzumfang der Erfindung ebenso erfasst.
- Wie in
2 gezeigt, besteht nun ein Weg sich dieser Zeitverzögerung anzunehmen darin, das Stellglied22 und hydraulische Ventil26 auf den bevorstehenden Erhalt des Auslösesignal für ein Ventilereignis vorzubereiten. - Dementsprechend kann ein Flatter-Signal A und ein Flatter-Signal B von der Steuereinheit
18 an das Stellglied22 zeitlich vor einem Auslösesignal30 für ein Ventilereignis gesendet werden. Diese Flatter-Signale verfügen über eine ausreichende Stromamplitude um den elektromagnetischen Kolben des Stellgliedes22 anzusprechen oder auszulösen, wobei der elektromagnetische Kolben selbst mit dem hydraulischen Ventil26 gekoppelt ist. Im Anschluss an diese beiden Flatter-Signale A und B wird dann das eigentliche Auslösesignal für ein Ventilereignis gesendet, welches dann den magnetspulenbetriebenen Kolben bewegt, so dass die Hydraulikflüssigkeit HF strömen kann um entweder das hydraulische Ventil26 zu öffnen oder zu schliessen. Die Flatter-Signal A und B haben eine Wirkdauer von T1 bzw. T2, was weniger ist als eine Wirkdauer TE für das Auslösesignal30 . - Wie in
3 gezeigt, kann die Wirkdauer des Flatter-Signals A kleiner sein als die Wirkdauer des Flatter-Signals B. Darüber hinaus kann jedes Flatter-Signal A und B oder auch nur eines der beiden Flatter-Signale zwei Komponenten haben, nämlich einen Strom auf einem Auslöselevel AL und einen Strom auf einem Haltelevel HL. Das Flatter-Signal A hat also einen Auslösestrom42 , welcher im Durchschnitt gesehen gross genug ist um das Stellglied22 und folglich auch das hydraulische Ventil26 auszulösen. Das Flatter-Signal A kann weiter einen Haltestrom46 aufweisen, der gross genug ist um die Betätigung des Stellgliedes22 fortzusetzen, aber kleiner ist als der Strom, der zum „Abschiessen", also zum Auslösen des Stellgliedes22 erforderlich wäre. Genauso kann das Flatter-Signal B einen Auslösestrom54 aufweisen, welcher ausreichend ist, um das Stellglied22 auszulösen und ebenfalls kann ein Haltestrom54 vorgesehen sein, welcher genügend gross für die fortgesetzte Betätigung des Stellgliedes22 . - Es sei angemerkt, dass das Flatter-Signal A und das Flatter-Signal B hinsichtlich der Zeitdauer, über welche der Haltestrom aufrechterhalten ist, voneinander abweichen können. Wie der Figur entnommen werden kann, ist der Haltestrom
46 für eine Zeitdauer T4 aufrechterhalten, während das Flatter-Signal B einen sich über die Zeitdauer T5 erstreckenden Haltestrom54 aufweist, wobei die Zeitdauer T5 kleiner ist als die Zeitdauer T4. Ein in diesem Fachgebiet erfahrener Fachmann ist daher leicht in die Lage versetzt, andere Wege für den Verlauf des Flatter-Signals zu finden, welches dann am besten mit der zeitlichen Steuerung des Motors für diesen bestimmten Motor zusammenpasst. - Die
3 lässt auch erkennen, dass der Auslösestrom42 und der Haltestrom46 gewissen Schwankungen unterlegen sind. Die Schwankung58 und die Schwankung62 können Signalrauschen aufweisen und sollten jedoch in jedem Fall so klein sein um ein unerwünschtes Auslösen des Stellgliedes22 und damit auch des hydraulischen Ventils26 zu vermeiden. Ein derartiges Signalrauschen kann auch in dem eigentlichen Auslösesignal30 vorhanden sein. - Die
4 und5 zeigen nun die Technik der elektrischen Leistungseinsparungen, indem von den Flatter-Signalen Gebrauch gemacht wird.4 zeigt ein Signalmuster, welches von der Steuereinheit18 an das Stellglied22 übermittelt wird, für einen bestimmten Bereich von Motorumdrehungen, so wie diese mittels des Winkelsensors14 der Kurbelwelle erfasst wurden. Für den Fall der Öffnungsspule60 ist das Auslösesignal30 mit fünf vorangehenden Flattersignalen und vier nachfolgenden Flattersignalen gezeigt. Abhängig von der Motorstrategie und Motormanagementstrategie können die Flattersignale sehr unterschiedlicher Natur sein und durch Trail and Error oder Testen mit der Absicht gewonnen sein, eine bestmögliche Systemantwort des Motors zu erhalten. Für die Schliessspule64 , ist das Auslösesignal32 das Signal zum Schliessen der Spule und wird von vier vorangehenden Flatter-Signalen und fünf nachfolgenden Flatter-Signalen begleitet. Selbstverständlich sind auch dies wieder nur beispielhafte Signale und andere Anzahlen von vorangehenden und nachfolgenden Flatter-Signalen mögen für bestimmte Anwendungen bevorzugt sein. -
5 veranschaulicht ein Signalmuster für den gleichen Motor, allerdings für eine höhere Drehzahl des Motors als in dem in4 dargestellten Beispiel für das Signalmuster. Anhand der Darstellung ist leicht ersichtlich, dass die Anzahl der Flattersignale in dem Masse abnimmt wie die Drehzahl des Motors ansteigt. Diese Abnahme ist durch das fehlende Bedürfnis für das Vorlanden/Flattern bei höheren Drehzahlen begründet, weil mit zunehmende Drehzahl des Motors die Ruhezeit zwischen zwei Ventilereignissen abnimmt. Aus diesem Grund kann das Auslösesignal30 von nur noch drei vorangehenden Flattersignalen und nur noch zwei nachfolgenden Flatter-Signalen begleitet sein. Entsprechend kann das Auslösesignal32 mit nur noch zwei vorangehenden und nur noch drei nachfolgenden Flattersignalen ausgestattet sein. Selbstverständlich sind auch dies wieder nur beispielhafte Signale und andere Anzahlen von vorangehenden und nachfolgenden Flatter-Signalen mögen für bestimmte Anwendungen bevorzugt sein. - Die Verringerung der Flattersignale kann dabei einem umgekehrt proportionalen Muster folgen. Dies bedeutet, dass die Anzahl der Flattersignalen mit ansteigender Drehzahl des Motors linear abnimmt. von der anderen Seite betrachtet kann die Anzahl der Flattersignale bei sinkender Drehzahl des Motors entsprechend linear anwachsen. Darüber hinaus kann die gesamte Dauer und/oder Wirkdauer des Flatter-Signals bei zunehmender Drehzahl des Motors abnehmen und abnehmender Drehzahl des Motors zunehmen. Ausserdem können die Anzahl der Flattersignale und ihre Dauer für bestimmte Bereiche der Motordrehzahl variieren. Zum Beispiel für einen angenommenen Bereich der Motordrehzahl von 0 bis 2000 Umin-1 können eine Anzahl von x Flattersignalen vor dem Auslösesignal und eine Anzahl von y Flattersignalen nach dem Auslösesignal vorgesehen sein. Steigt nun die Motordrehzahl an, beispielsweise in den Bereich von 2000 bis 4000 Umin-1, wird die Anzahl der Flattersignale verringert.
- Wie in den
4 und5 gezeigt, wird die Strategie des Flatternst/Vorladens für ein Stellglied, das zwei Magnetspulen aufweist, angewendet. Das Stellglied hat eine Öffnungsspule, die bei Beaufschlagung mit ausreichender elektrischer Leistung den elektromechanischen Ventilkolben in der einen Richtung bewegt oder öffnet, und eine Schliessspule, die den elektromechanischen Ventilkolben in der anderen Richtung bewegt, wenn diese mit einer ausreichenden elektrischen Leistung versorgt wird. Ein derartiges System kann auch für ein Einspritzsystem für Kraftstoff verwendet werden. Wie auch schon bekannt, beispielsweise für ein Ventil einer Verbrennungskammer, sei es ein Lufteinlass- oder Luftauslassventil, kann auch nur eine Öffnungsspule vorgesehen sein, wobei die Funktion der Schliessspule von einer Schliessfeder ersetzt wird. - Noch einmal sei darauf hingewiesen, dass die derzeit am meisten bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung der offenbarte nockenwellenfreie Motor oder andere nockenwellenfrei arbeitende Ventilsysteme sind. Zweifellos ist die der Erfindung zugrundeliegende Idee grundsätzlich auf alle zyklisch wiederkehrend betriebene Ventile ausdehnbar, bei denen das Vorladen des Ventils vorteilhaft ist und besonders wichtig im Bereich langsamerer Zykluszeiten sein kann.
- Die vorstehende Beschreibung soll dabei eher beispielhaft verstanden sein als dass sie den Umfang der Erfindung darauf beschränken würde. Viele Modifikationen und Variationen der vorliegenden Erfindung sind im Lichte der vorstehend offenbarten Lehre möglich. Die bevorzugten Ausgestaltungen der Erfindung sind offenbart worden. Ungeachtet dessen erschliessen sich für die in diesem Fachgebiet erfahrene Person eine Reihe von Modifikation, die im Rahmen des Schutzbereichs für diese Erfindung bewegen. Aus diesem Grund kann die Erfindung anders ausgeführt sein als vorstehend beschrieben, aber trotzdem innerhalb des Schutzbereichs der nachfolgenden Ansprüche liegen. Deshalb sollen die nachfolgenden Ansprüche studiert sein um den wahren Schutzumfang und den wahren Gehalt der Erfindung zu erfassen.
Claims (14)
- Verfahren zum Steuern eines Ventilsystems, welches eine Anzahl von zyklisch wiederkehrend betriebenen Ventilen umfasst, aufweisend die folgenden Schritte: a) Übermitteln von wenigstens einem Flatter-Signal zur Betätigung eines der Ventile, wobei das wenigstens eine Flatter-Signal das Ventil betätigt und eine Zeitdauer aufweist, die kleiner ist als die Zeitdauer des Auslösesignals für ein Ventilereignis; b) Übermitteln eines Auslösesignals für ein Ventilereignis zu mindestens einem der Ventile, wobei das Auslösesignal die Zeitdauer eines Auslösezyklus dauert und das mindestens eine Ventil betätigt; c) Erfassen der zyklischen Betriebszeit für das mindestens eine Ventil; und d) Einstellen des wenigstens einen Flatter-Signals in Abhängigkeit von der zyklischen Betriebszeit.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Flatter-Signal eine Anzahl von Flatter-Signalen umfasst, wobei die Anzahl der Flatter-Signale mit zunehmender Frequenz der Ventilereignisse abnimmt.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Einstellen auch eine Verkürzung der Dauer des Flatter-Signals umfasst.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilsystem mit einem nockenwellenfreien Motor verknüpft ist und die zyklische Betriebszeit in Beziehung zur Drehzahl des Motors steht, wobei diese Drehzahl des Motors erfasst wird um die zyklische Betriebszeit zu bestimmen und wobei die Menge des Flatterns bei steigender Drehzahl des Motors reduziert wird.
- Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Einstellen auch die Veränderung des Flattersignals über vorgewählte Bereiche der Drehzahl des Motors umfasst, wobei eine Veränderung vorgenommen wird zunächst durch die Definition eines ersten Flattersignals, wenn sich die Drehzahl des Motors in einem ersten Bereich befindet, und eines zweiten Flattersignals, wenn sich die Drehzahl des Motors in einem zweiten Bereich befindet, wobei das zweite Flattersignal verknüpft ist mit einem höheren Bereich für die Drehzahl und kleiner oder kürzer ist als das erste Flattersignal.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Ventil ein magnetspulenbetriebenes Ventil umfasst, welches betätigt wird um den Fluss eines hydraulischen Fluids zu einem hydraulischen Ventil einzustellen.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Flattersignal ein erstes Flattersignal und ein zweites Flattersignal umfasst, wobei das erste und das zweite Flattersignal voneinander verschieden sind.
- Verfahren zum Steuern eines nockenwellenfreien Motors, aufweisend die folgenden Schritte: a) Übermitteln von wenigstens einem Flatter-Signal an ein Stellglied, wobei das Stellglied ein hydraulisches Ventil einer Verbrennungskammer betätigt und wobei das wenigstens eine Flatter-Signal das Stellglied betätigt und eine Zeitdauer aufweist, die kleiner ist als die Zeitdauer des Auslösesignals für ein Ventilereignis; b) Übermitteln eines Auslösesignals für ein Ventilereignis zu dem Stellglied, wobei das Auslösesignal die Zeitdauer eines Auslösezyklus dauert und das Stellglied betätigt; c) Erfassen der Drehzahl des Motors; und d) Einstellen des wenigstens einen Flatter-Signals in Abhängigkeit von der Drehzahl des Motors.
- Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Flatter-Signal eine Anzahl von Flatter-Signalen umfasst, wobei die Anzahl der Flatter-Signale mit zunehmender Drehzahl des Motors abnimmt.
- Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Einstellen auch eine Verkürzung der Dauer des Flatter-Signals bei ansteigender Drehzahl des nockenwellenfreien Motors umfasst.
- Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Einstellen auch die Veränderung des Flattersignals über vorgewählte Bereiche der Drehzahl des Motors umfasst, wobei eine Veränderung vorgenommen wird zunächst durch die Definition eines ersten Flattersignals, wenn sich die Drehzahl des Motors in einem ersten Bereich befindet, und eines zweiten Flattersignals, wenn sich die Drehzahl des Motors in einem zweiten Bereich befindet, wobei das zweite Flattersignal verknüpft ist mit einem höheren Bereich für die Drehzahl und kleiner oder kürzer ist als das erste Flattersignal.
- Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Flattersignal ein erstes Flattersignal und ein zweites Flattersignal umfasst, wobei das erste und das zweite Flattersignal voneinander verschieden sind.
- Nockenwellenfreier Motor, umfassend: a) eine Mehrzahl von Ventilen, welche betrieben werden um ein Fluid in eine Verbrennungskammer zu führen; b) einen Sensor zur Erfassung der Drehzahl des Motors; c) eine Kontrolleinheit um ein Auslösesignal an jedes der Ventile in einer zyklisch wiederkehrenden Weise zu führen; und d) die Kontrolleinheit ist programmiert die Drehzahl des Motors zu bestimmen und liefert ein Flattersignal und ein Auslösesignal für ein Ventilauslöseereignis, wobei mittels des Flattersignals ein Vorladen des Ventil vor der Übermittlung eines Auslösesignals erzielbar ist, und wobei das Flattersignal mit zunehmender Drehzahl des Motors abnehmend einstellbar ist.
- Nockenwellenfreier Motor nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil ein magnetspulengetriebenes Ventil umfasst, welches durch die Kontrolleinheit einstellbar ist um den Fluss eines hydraulischen Fluids zu einem hydraulischen Ventil einzustellen, wobei das hydraulische Ventil mittels des hydraulischen Fluids getrieben ist um den Fluss eines Fluids zu der Verbrennungskammer einzustellen.
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Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3209764A1 (de) * | 1981-03-19 | 1982-11-11 | Nippondenso Co., Ltd., Kariya, Aichi | Verfahren und vorrichtung zum regeln des brennstoffeinspritzpunkts eines verdichtungszuendmotors |
DE3616355A1 (de) * | 1986-05-15 | 1987-11-19 | Vdo Schindling | Verfahren zur ansteuerung eines einspritzventils |
DE3202286C2 (de) * | 1981-01-26 | 1991-02-07 | Nippondenso Co., Ltd., Kariya, Aichi, Jp | |
DE19580307T1 (de) * | 1994-04-05 | 1997-04-17 | Oded E Sturman | Digitales Zwei-, Drei- und Vier-Wege-Magnet-Steuerventil |
DE19745536C1 (de) * | 1997-10-15 | 1999-05-27 | Siemens Ag | Verfahren zum Steuern eines elektromechanischen Stellgeräts |
DE19937053A1 (de) * | 1998-08-17 | 2000-02-24 | Daimler Chrysler Ag | Verfahren und Vorrichtung für ein Ventil |
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---|---|---|---|---|
US4015572A (en) * | 1976-01-07 | 1977-04-05 | Fuel Injection Development Corporation | Charge forming system for internal combustion engines |
US4840263A (en) * | 1986-10-06 | 1989-06-20 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Hydraulic control device for 4WD torque distribution clutch providing stabilized pressure characteristics |
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US6024060A (en) * | 1998-06-05 | 2000-02-15 | Buehrle, Ii; Harry W. | Internal combustion engine valve operating mechanism |
JP2001102944A (ja) * | 1999-09-28 | 2001-04-13 | Sanyo Electric Co Ltd | ラジオ受信機におけるノイズ検出装置 |
DE10054600A1 (de) * | 1999-11-04 | 2001-06-13 | Unisia Jecs Corp | Vorrichtung und Verfahren für eine Gleitmodusregelung |
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Patent Citations (6)
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---|---|---|---|---|
DE3202286C2 (de) * | 1981-01-26 | 1991-02-07 | Nippondenso Co., Ltd., Kariya, Aichi, Jp | |
DE3209764A1 (de) * | 1981-03-19 | 1982-11-11 | Nippondenso Co., Ltd., Kariya, Aichi | Verfahren und vorrichtung zum regeln des brennstoffeinspritzpunkts eines verdichtungszuendmotors |
DE3616355A1 (de) * | 1986-05-15 | 1987-11-19 | Vdo Schindling | Verfahren zur ansteuerung eines einspritzventils |
DE19580307T1 (de) * | 1994-04-05 | 1997-04-17 | Oded E Sturman | Digitales Zwei-, Drei- und Vier-Wege-Magnet-Steuerventil |
DE19745536C1 (de) * | 1997-10-15 | 1999-05-27 | Siemens Ag | Verfahren zum Steuern eines elektromechanischen Stellgeräts |
DE19937053A1 (de) * | 1998-08-17 | 2000-02-24 | Daimler Chrysler Ag | Verfahren und Vorrichtung für ein Ventil |
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