DE102004048599A1 - Verfahren zur Ermittlung von Steuerzeiten variabel gesteuerter Gaswechselventile - Google Patents

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Abstract

Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung von Steuerzeiten variabel gesteuerter Gaswechselventile, wobei die Gaswechselventile durch mindestens ein Steuerventil (MV1, 2) angesteuert werden und wobei mindestens ein Körperschallsensor (70) zur Erfassung von Körperschall vorgesehen ist, wobei aus den Signalen des Körperschallsensors (70) eine Betätigung des Steuerventils (MV1, 2) erkannt wird und in Abhängigkeit mindestens einer erkannten Betätigung des Steuerventils Steuerzeiten der Gaswechselventile ermittelt werden.

Description

  • Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Ermittlung von Steuerzeiten variabel gesteuerter Gaswechselventil nach Gattung des unabhängigen Anspruchs. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie einen Körperschallsensor.
  • Bei herkömmlichen Brennkraftmaschinen erfolgt der Gaswechsel über federbelastete Ventile, die von einer Nockenwelle geöffnet werden. Der zeitliche Verlauf des Ventilhubs, das heißt Beginn und Dauer der Ventilöffnung bzw. Position des Ventilstößels sind durch die Formgebung der Nockenwelle festgelegt aber nicht variabel. Zur Verbesserung der Wirkungsgrade von Brennkraftmaschinen und auch im Hinblick auf Abgasreduzierung werden vermehrt Konzepte zur variablen Ansteuerung von Gaswechselventilen eingesetzt. Beispielsweise können durch Verändern der Phasenlage der Nockenwelle die Ein- und Auslasszeiten von Gaswechselventilen variiert werden. Ein flexibler Betrieb einer Brennkraftmaschine ist möglich, wenn die Gaswechselventile nicht über eine Nockenwelle, sondern direkt angesteuert werden.
  • Aus der DE 101 57 514 A1 ist bereits ein Verfahren für einen Verbrennungsmotor mit nockenwellengetriebenen Ventilen bekannt, bei dem der Zustand eines Ventiltriebs, insbesondere des Ventilspiels, erfasst wird, indem Signale, die von mindestens einem Körperschallsensor erzeugt werden, verarbeitet werden. Ferner wird durch das Verarbeiten des Körperschalls auch eine Position eines Ventilöffnungsnockens einer Nockenwelle ermittelbar. Hierzu werden charakteristische Signalverläufe zu bestimmten Zeiten ausgewertet.
  • Vorteile der Erfindung
  • Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass bei einer Brennkraftmaschine, bei der mindestens ein Körperschallsensor zur Erfassung von Körperschall vorgesehen ist und Gaswechselventile vorhanden sind, die durch mindestens ein Steuerventil variabel angesteuert werden, wobei die Steuerzeiten der Gaswechselventile ermittelt werden, indem aus den Signalen des Körperschallsensors zunächst eine Betätigung des Steuerventils erkannt wird und in Abhängigkeit mindestens einer erkannten Betätigung des Steuerventils Steuerzeiten der Gaswechselventile ermittelt werden. Dieses Vorgehen erlaubt es in vorteilhafter Weise zum einen zu überprüfen, ob ein angesteuertes Steuerventil den gewünschten Steuerungs-/Schaltvorgang durchgeführt hat, zum anderen lässt sich anhand der erfassten Schallereignisse überprüfen, ob ein Gaswechselventile Öffnen oder Schließen wird.
  • Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im unabhängigen Anspruch angegebenen Verfahrens möglich.
  • Besonders vorteilhaft ist es, Zeitintervallen zu bestimmen, in denen eine Betätigung eines der Steuerventile oder eines der Gaswechselventile zu erwarten ist. Bleiben die Signale des Körperschallsensors in dieser bestimmten Zeitintervalle unterhalb eines für das jeweilige Steuerventil oder Gaswechselventil vorgegebenen Schwellenwerts, wird eine Fehlerreaktion eingeleitet. Ein Ausbleiben einer erwarteten Betätigung bzw. eines darauf hinweisenden Schallereignisses deutet auf einen fehlerhaften Betrieb des jeweiligen Ventils hin. Als Antwort hierauf kann in vorteilhafter Weise eine geeignete Fehlerreaktion eingeleitet werden, um evtl. Schäden des Ventilsystems oder der Brennkraftmaschine zu verhindern.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, wenn zu einem Zeitpunkt eine Betätigung eines Steuerventils erkannt wird, in Abhängigkeit dieses Zeitpunkts ein zeitlich nachfolgendes Zeitintervall bestimmt wird, in dem die Betätigung eines weiteren Steuer ventils oder eines der Gaswechselventile erwartet wird. Durch dieses Vorgehen können die relevanten Zeitintervalle vorteilhaft mit den tatsächlichen Ventilreaktionen synchronisiert werden.
  • Weiterhin ist von Vorteil, wenn zur Auswertung die Signale des Körperschallsensors quadriert und nachfolgend integriert werden. Durch dieses Vorgehen lassen sich in vorteilhafter Weise rasch gut auswertbare Signale erzeugen.
  • Zeichnungen
  • Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Zeichnungen dargestellt sind.
  • Es zeigen:
  • 1 schematisch ein elektrohydraulisch betätigbares Ventil;
  • 2 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Auswertevorrichtung;
  • 3 schematisch eine Logikschaltung zur Fehlererkennung.
  • Beschreibung der Ausführungsbeispiele
  • Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass die Steuerventile und die Gaswechselventile in einer bestimmten Abfolge betätigt werden, wobei jeder Betätigung eines jeweiligen Ventils ein charakteristisches Schallereignis auslöst. Diese Schallereignisse können nun mit Hilfe eines Körperschallsensors, der in vielen Brennkraftmaschinen ohnehin vorhanden ist, erfasst werden. Aufgrund der bekannten Schaltfolge der Ventile können geeignete Zeitfenster beispielsweise in Relation zum Kurbelwellenwinkel festgelegt werden, in dem ein jeweiliges Schaltereignis zu erwarten ist.
  • Das Auslösen eines Schallereignisses in einem Steuerventil ist typischer Weise bedingt durch den mechanischen Aufbau eines solchen Ventils, der vorzugsweise metallischen Führungen, Stößel oder Anschläge vorsieht. Erreicht nun beim Betätigen eines solchen Steuerventils bspw. ein Stößel einen Anschlag wird durch diese Metall-Metall-Kollision ein Schall erzeugt, der sich über die Konstruktion der Brennkraftmaschine bis hin zu einem Klopfsensor ausbreitet und dort als Schallereignis registriert werden kann. Selbstver ständlich ist es denkbar, auch weitere relevante Schallereignisse zur Auswertung heranzuziehen. So ist es insbesondere auch möglich aufgrund einer Betätigung eines Steuerventils die damit verbundenen Änderungen in der Hydraulikströmung als niederfrequente Änderungen im Körperschall zu detektieren.
  • 1 zeigt schematisch ein elektrohydraulisch zu betätigendes Ventilsystem 1 beispielsweise für ein Gaswechselventil einer Brennkraftmaschine. Das dargestellte Ventilsystem 1 umfasst im Wesentlichen eine erstes und zweites Magnetventil MV1, MV2 und einen Steller 5, der Teil eines Gaswechselventils ist. Ein verschiebbarer Schieber 30 trennt einen Druckbereich des Stellers 5 in eine obere Kammer 10 und in eine untere Kammer 20. In Richtung der oberen Kammer 10 ist der Schieber 30 mit einem Führungsstößel 50 und in Richtung der unteren Kammer 20 mit einem Ventilstößel 40 verbunden, wobei der Ventilstößel 40 an seinem freien Ende als Ventilteller 60 ausgeformt ist. Beim Schließen des Gaswechselventils schließt der Ventilteller 60 in Verbindung mit einem Ventilsitz (nicht dargestellt) eines Zylinders den Brennraum des Zylinders gasdicht ab. Beim Öffnen des Gaswechselventils ragt der Ventilstößel 40 und der Ventilteller 60 in den Brennraum. Der Steller 5 mit dem Ventilteller 60 in Zusammenspiel mit dem Ventilsitz wird hier und im Weiteren der Einfachheit halber als ein Gaswechselventil betrachtet.
  • Über ein erstes Rückschlagventil RV1 ist die untere Kammer 20 mit der Hochdruckseite eines Hydrauliksystems bzw. einer Hochdruck-Sammelleitung/-Rail "HD-Rail" verbunden. Das erste Rückschlagventil RV1 verhindert eine Rückströmung von der unteren Kammer 20 zurück in das Hochdruck-Rail "HD-Rail". Die untere Kammer 20 ist über ein stromlos geschlossenes Magnetventil MV1 mit der oberen Kammer 10 verbinden. Bei bestromten und somit offenem Magnetventil MV1 sind beide Kammer 10, 20 mit einem zweiten Rückschlagventil RV2 verbinden, das in Richtung Hochdruck-Rail entspannt. Die obere Kammer 10 ist weiterhin über ein zweites stromlos offenes Magnetventil MV2 mit einem Niederdruck-Rail verbinden. Dem Ventilsystem 1 nebengeordnet ist ein Körperschallsensor 70 angeordnet, der u.a. Schallereignisse des Ventilsystems erfasst.
  • Ohne Ansteuerung bzw. Bestromung der Magnetventile ist das erste Magnetventil MV1 geschlossen und das zweite Magnetventil MV2 offen. Der hydraulische Druck in der unteren Kammer 20 ist somit größer als in der oberen Kammer 10. Aufgrund dieser Druckdifferenz bewegt sich der Schieber 30 in Richtung der oberen Kammer 10 bis der Steller 5 bzw. das Gaswechselventil eine Endstellung erreicht und geschlossen ist.
  • Werden die Magnetventile MV1, 2 bestromt, öffnet das erste Magnetventil MV1 und das zweite Magnetventil MV2 schließt. In der Regel ist es vorgesehen, dass zuerst das zweite Magnetventil MV2 bestromt wird und nach einer gewissen Zeitspanne das erste Magnetventil MV1. Nach dem Öffnen des ersten Magnetventils MV1 stellt sich in der oberen als auch unteren Kammer 10, 20 ein im Wesentlichen gleicher hydraulischer Druck ein. Da die Fläche des Schiebers 30 im Bereich der oberen Kammer 10 größer ist als in der unteren Kammer 20, übt der hydraulischen Druck auf die Fläche des Schiebers 30 in der oberen Kammer 10 eine größere Kraft aus, sodass sich der Schieber 30 in Richtung der unteren Kammer 20 bewegt und den Steller 5 bzw. das Gaswechselventil öffnet.
  • Das Schließen des Gaswechselventils wird vorbereit, indem zunächst das erste Magnetventil MV1 geschlossen wird; durch Öffnen des zweiten Magnetventils MV2 wird die obere Druckkammer 10 entspannt und somit, wie bereits beschrieben, der Schließvorgang des Gaswechselventils eingeleitet.
  • Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern ist ebenso auf andere hydraulische Anordnungen anwendbar. Insbesondere kann die hydraulische Verschaltung variiert werden. Weiterhin ist es denkbar, anstelle der Magnetventile andere Steuer- oder Schaltglieder vorzusehen.
  • Der Körperschallsensor, beispielsweise ein bereits vorhandener Klopfsensor zur Klopfregelung einer Brennkraftmaschine, erfasst Schallereignisse, die sich als Körperschall über die Konstruktion der Brennkraftmaschine und den angeschlossenen Komponenten ausbreiten. Hierbei werden typischer Weise Frequenzen von ca. 0 bis 20 kHz erfasst. Ein Klopfsensor wird in der Regel dazu benutzt, sogenannte klopfende Verbrennungen zu detektieren, wobei ein Steuergerät ggf. in den Betriebsablauf eingreift, um eine fehlerhafte Verbrennung zu normalisieren.
  • Der Klopfsensor ist vorzugsweise mit einem Zylinderkopf verbunden und besteht beispielsweise aus einem Piezomaterial. Durch Schallereignisse verursachte Vibrationen übertragen sich als Körperschall über den Zylinderkopf auf den Klopfsensor und deformieren das Piezomaterial, wodurch elektrische Spannungen im Piezomaterial erzeugt werden, die als elektrisches Signal für eine weitere Verarbeitung abgegriffen werden können.
  • Schallereignisse, die sich dann als Körperschall ausbreiten, werden unter anderem von der Verbrennung selbst, der Bewegung der Kolben und vom Schließen der Gaswechselventile erzeugt. Um den Ursprung eines Schallereignisses zu identifizieren, ist es hilfreich, die aktuelle Position der Kurbelwelle und somit die Positionen der Kolben und den zugehörigen Arbeitstakt zu kennen.
  • Neben den dominanten Schallereignissen, wie beispielsweise das Auftreffen des Ventiltellers 60 auf dem Ventilsitz beim Schließen des Gaswechselventils, erlaubt das erfindungsgemäße Vorgehen in überraschender Weise auch Köperschallsensorsignale schwacher Schallereignisse identifizieren. So sind beispielsweise bei niedrigen Frequenzen Strömungsvibrationen von Flüssigkeiten zu beobachten, und auch die durch das Schalten von Magnetventilen MV1, 2 verursachten charakteristischen Schallereignisse können erkannt werden. Der von den Magnetventilen MV1, 2 erzeugte Körperschall ist hierbei im Wesentlichen unabhängig von Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine, dem am Steller 5 anliegenden Hydraulikdruck, dem Ventilhub oder dem Öffnungswinkel der Gaswechselventile.
  • Durch das Detektieren der Schallereignisse der Magnetventile MV1, 2 sind die tatsächlichen Betätigungszeiten der Magnetventile MV1, 2 bekannt, so ist es möglich auch ein Öffnen bzw. ein Schließen der Gaswechselventile vorherzusagen. Wurde ein Schließen des zweiten Magnetventils MV2 und ein nachfolgendes Öffnen des ersten Magnetventils MV1 detektiert, so kann nach einer prinzipiell bekannten Zeitspanne davon ausgegangen werden, dass das Gaswechselventil geöffnet ist. Bleibt eine erwartete Betätigung eines der Magnetventile MV1, MV2 bzw. ein entsprechendes Schallereignis aus, so können geeignete Fehlerreaktionen eingeleitet werden.
  • Wurde beispielsweise ein Schallereignis eines erwarteten Schließen des zweiten Magnetventils MV2 in einem festgelegten Zeitintervall nicht festgestellt, so kann als Fehlerreaktion ein Öffnen des ersten Magnetventils bereits verhindern werden, so dass weitere Fehlansteuerungen vermieden werden.
  • Die Ansteuerungen der beiden Magnetventile MV1, MV2 erfolgt typischer Weise durch ein Steuergerät. Aufgrund der durch das Steuergerät vorgenommenen Ansteuerung sind prinzipiell die Zeitpunkte zu denen die Magnetventile MV1, 2 betätigt werden bekannt, und entsprechende Zeitintervalle zur Detektion der Betätigungen bzw. der entsprechenden Schallereignisse können vorgegeben werden.
  • Das Signal des Klopfsensors kann beispielsweise mit Hilfe einer Fast-Fourier-Transformation (FFT) analysiert werden. Dieses Vorgehen ist jedoch sehr zeitaufwendig, und ist in typischen Steuergeräten in Echtzeit kaum zu realisieren. Erfindungsgemäß ist es daher vorgesehen, das Integral des quadrierten Signals auszuwerten. Dieses Vorgehen ist vergleichbar mit der Integration eines differenzierten Signals und das Ergebnis stellt gleichermaßen die Energie des Signals dar.
  • Eine mögliche Ausführung der Erfindung sieht vorzugsweise einen Klopfsensor mit einem Arbeitsbereich von 5 bis 15 kHz vor. Der Klopfsensor ist in vorteilhafter Weise so angeordnete, dass Schalldämpfungen durch Druck- und Flüssigkeitsleitungen vermieden werden. Das Öffnen des Gaswechselventils wird ermittelt durch Detektion des Schließen des zweiten Magnetventils MV2 und Öffnen des ersten Magnetventils MV1. Da das Öffnen des ersten Magnetventils MV1 bereits kurze Zeit nach dem Schließen des zweiten Magnetventils MV2 erfolgt, ist dieser Vorgang in einer FFT-Analyse vergleichsweise schwer zu ermitteln. Demgegenüber lässt sich dieser Vorgang aus dem erfindungsgemäß bearbeiteten Signal mit guter Genauigkeit ermitteln.
  • Die Detektion des Körperschallsignals erfolgt vorzugsweise in zylinderindividuellen Zeitintervallen, wobei in diesen Zeitintervallen das erfindungsgemäß bearbeitete Signal mit einem jeweiligen Schwellenwert verglichen wird. Unterschreitet das Signal diesen Schwellenwert wird eine Fehlerreaktion eingeleitet.
  • In 2 ist ein mögliches Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Auswertevorrichtung 100 dargestellt. Die Auswertevorrichtung 100 umfasst im dargestellten Beispiel ein Verstärkermodul 110, ein Filtermodul 120, ein Quadriermodul 130, ein Integrationsmodul 140 und ein Vergleichsmodul 150.
  • Die Signale des Körperschallsensors 70 werden im Verstärkermodul 110 in geeigneter Weise verstärkt und zum Filtermodul 120 geleitet. Das Filtermodul 120 ist vorzugsweise als Bandpassfilter ausgestaltet, um die Analyse auf Frequenzbereiche zu beschränken, die für die weitere Analyse wesentlich sind. Durch einen eingeschränkten Frequenzbereich wird auch die nachfolgende Signalverarbeitung erleichtert.
  • Vorzugsweise filtert das Filtermodul 120 störende niederfrequente und/oder hochfrequente Schwingungen unterhalb von 5 kHz und/oder oberhalb von 15 kHz aus. Weiterhin ist es denkbar, die Grenzfrequenz individuell nach dem zu erwarteten Schallereignis auszulegen. Darüber hinaus können auch Notchfilter vorgesehen sein, die individuell störende Frequenzen von anderen Komponenten ausblenden. Weiterhin ist es möglich, verschiedene Bandpässe zu kombinieren.
  • Nachdem das Signal das Filtermodul 120 durchlaufen hat, wird das Signal in den entsprechenden Modulen 130, 140 quadriert und integriert und im Vergleichsmodul 150, das beispielsweise als Komparator ausgebildet ist, mit einem Schwellenwert SW verglichen. Die Zeitfenster/-intervalle zu denen die Auswertevorrichtung 100 aktiv ist, werden von einem Steuergerät 200 vorgegeben. In Abhängigkeit von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine und/oder des Ventilsystems werden Zeitintervalle vorgegeben, in denen eine Auswertung erfolgen soll. Spezifisch zu diesen Zeitintervallen wird ein jeweiliger Schwellenwert SW vorgegeben, den das erfindungsgemäß bearbeitete Signal bei Vorliegen eines einwandfreien Betriebs überschreiten sollte. Mit einem Einschalttrigger T_ein wird die Auswertevorrichtung 100 aktiviert, indem im vorliegenden Beispiel das Verstärkermodul 110 in Betrieb genommen wird. Die Integration des bearbeiteten Signals erfolgt solange bis das Integrationsmodul 140 durch einen Ausschalttrigger T_aus gestoppt wird. Das Integral wird dann mit dem vom Steuergerät zur Verfügung gestellte spezifischen Schwellenwert SW verglichen. Bei Überschreiten des Schwellenwerts wird vorzugsweise ein logisches „TRUE"-Signal am Ausgang des Vergleichmoduls 150 weitergegeben und bei Unterschreiten des Schwellenwertes SW dementsprechend ein „FALSE"-Signal.
  • Um diese Auswertung zylinderindividuell zu gestalten, ist in 3 eine weitere Ausgestaltung gezeigt, bei der das Steuergerät 200 zusätzlich zu den bereits erwähnten Schaltriggern T_ein, T_aus auch zylinderindividuelle Zeitfenster/-intervalle [t1, t2]_Z_i, i = 1...4 vorgibt. Zu jedem Zylinder ist ein AND-Glied mit zwei Eingängen vorgesehen, wobei ein erster Eingang mit dem Steuergerät und ein zweiter Eingang mit dem Ausgang der Auswertevorrichtung 100 verbunden ist. Die Ausgänge der AND-Glieder stellen entweder ein logisches TRUE oder FALSE zur weiteren Verarbeitung zur Verfügung.
  • Sind für einen Zylinder relevante Schallereignisse zu erwarten, legt das Steuergerät während des zylinderindividuelle Zeitintervalls an den ersten Eingang des entsprechenden AND-Glieds ein TRUE-Signal an, außerhalb dieser Intervalle ist der erste Eingang mit einem FALSE belegt.
  • Am Ausgang des „AND"-Glieds liegt nur dann ein „TRUE"-Signal an, wenn die Auswertevorrichtung 100 ein TRUE-Signal aufgrund eines erkannten erwarteten Schallereignisses an den zweiten Eingang des AND-Glieds während des relevanten Zeitintervalls anlegt.
  • Wird kein relevantes Schallereignis erfasst, d.h. die Auswertevorrichtung signalisiert ein FALSE oder wenn das Schallereignis außerhalb des relevanten Zeitintervalls liegt – und somit der erste Eingang des AND-Glieds mit einem FALSE belegt ist – liegt am Ausgang des AND-Glieds ein „FALSE"-Signal an.
  • Dieses Signal kann dann beispielsweise genutzt werden, um eine geeignete Fehlerreaktion einzuleiten. Beispielsweise können zusätzlich Schritte zur Fehlerüberprüfung bzw. Plausibilisierung vorgesehen sein.
  • Die Erfindung ist jedoch nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt, beispielweise ist es in einer weiteren Ausführungsvariante vorstellbar bei ausreichender Signalstärke auf ein Verstärkungsmodul und/oder auch auf ein Filtermodul zu verzichten.
  • Als weitere Ausführungsvariante kann die Auswertevorrichtung oder zumindest ein Teil davon bereits in einem Klopfsensor integriert sein. So können bestimmte Typen von Klopfsensoren bereits durch geringfügige Änderungen der Elektronik ein Teil der Funktionen der Auswertevorrichtung übernehmen. So lassen sich beispielsweise ein Quadriermodul und/oder eine Integrationsmodul bereits im Klopfsensor realisieren. Aber auch die Implementierung weiterer Module ist denkbar, bis hin zum Aufbau einer vollständigen Auswertevorrichtung.
  • Darüber hinaus sind auch weitere Vorgehensweisen möglich, anhand derer ein Schallereignis detektiert und als relevant erkannt werden können. Insbesondere ist es denkbar, andere Auswertealgorithmen zu verwenden, bspw. FFT. Ferner können die Signale auch mit in einem Kennfeld abgespeicherten Signale verglichen werden.
  • Weiterhin können zusätzlich zu den Schallereignissen weitere Betriebparameter zur Erfassung der Ventilereignisse berücksichtigt werden, beispielsweise Veränderung der niederfrequenten Körperschallschwingungen verursacht durch die Hydraulikflüssigkeit beim Umschalten der Ventile.
  • Weiterhin können die genauen Zeitpunkte der Schallereignisse registriert und die Zeiten zwischen den Schallereignissen der einzelnen Ventile/Komponenten miteinander verglichen werden. Veränderungen dieser Größen deuten auf Veränderungen des Ventilsystems hin. Beispielsweise können sich die Ansprechzeiten der Ventile durch Druckschwankungen im Hydrauliksystem verändern.
  • Darüber hinaus ist zu erwarten, dass die Amplitude des aufbereiteten Signals – also das Energiesignal – proportional zu dem in den Ventilen anliegenden Hydraulikdruck ist. Dies trifft jedoch nicht zu, wenn beispielsweise beim Gaswechselsystem eine Ventilbremse eingesetzt wird.
  • Im Magnetventil wird ein Schallereignis im Wesentlichen durch Auftreffen von Führungen auf Begrenzungs- bzw. Kollisionsflächen verursacht.
  • Zusätzlich können Änderungen der Strömungsverhältnisse der Hydraulikflüssigkeit erfasst werden, die wiederum auch Rückschlüsse auf bestimmte Ventilzustände geben.
  • Ferner ist es auch denkbar, die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Körperschalls zu berücksichtigen.
  • Darüber hinaus kann die Erfindung in jedem System genutzt werden, indem charakteristische Schallereignisse auftreten.

Claims (6)

  1. Verfahren zur Ermittlung von Steuerzeiten variabel gesteuerter Gaswechselventile, wobei die Gaswechselventile durch mindestens ein Steuerventil (MV1, 2) angesteuert werden, und wobei mindestens ein Körperschallsensor (70) zur Erfassung von Körperschall vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass aus den Signalen des Körperschallsensors (70) eine Betätigung des Steuerventils (MV1, 2) erkannt wird, und dass in Abhängigkeit mindestens einer erkannten Betätigung des Steuerventils Steuerzeiten der Gaswechselventile ermittelt werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in bestimmten Zeitintervallen eine Betätigung eines der Steuerventile (MV1, 2) oder eines der Gaswechselventile erwartet wird, bleiben die Signale des Körperschallsensors (70) in diesen bestimmten Zeitintervallen unterhalb eines für das jeweilige Steuerventil (MV1, 2) oder Gaswechselventil vorgegebenen Schwellenwerts (SW), wird eine Fehlerreaktion eingeleitet.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenn zu einem Zeitpunkt die Betätigung des Steuerventils (MV1, 2) erkannt wird, in Abhängigkeit dieses Zeitpunkts ein zeitlich nachfolgendes Zeitintervall bestimmt wird, in dem die Betätigung eines weiteren Steuerventils oder eines der Gaswechselventile erwartet wird.
  4. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Auswertung die Signale des Körperschallsensors (70) quadriert und nachfolgend integriert werden.
  5. Vorrichtung zur Ermittlung von Steuerzeiten variabel gesteuerter Gaswechselventile, wobei mindestens ein Steuerventil (MV1, 2) zur Steuerung der Gaswechselventile und mindestens ein Körperschallsensor (70) zur Erfassung von Körperschall vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass eine Auswertevorrichtung (100) aus den Signalen des Körperschallsensors (70) eine Betätigung des Steuerventils (MV1, 2) erkennt, und die Vorrichtung in Abhängigkeit der erkannten Betätigung des Steuerventils Steuerzeiten der Gaswechselventile ermittelt.
  6. Körperschallsensor, der ein einen erfassten Körperschall charakterisierendes Körperschallsignal bereitstellt, dadurch gekennzeichnet, dass der Körperschallsensor mindestens ein Quadriermodul 130 zur Quadrierung des Körperschallsignals und ein Integrationsmodul 140 zur nachfolgenden Integration des quadrierten Körperschallsignals umfasst.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007138057A1 (de) * 2006-05-26 2007-12-06 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur steuerung des gaswechsels einer brennkraftmaschine
DE102013009427A1 (de) * 2013-06-05 2014-12-11 Audi Ag Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine sowie entsprechende Brennkraftmaschine
DE102014008898B3 (de) * 2014-06-14 2015-08-13 Audi Ag Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine sowie entsprechende Brennkraftmaschine
DE102007053783B4 (de) * 2006-11-17 2015-08-27 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Ges. d. Staates Delaware) Diagnosesysteme und -verfahren für einen diskreten variablen Ventilhub
WO2015195035A1 (en) * 2014-06-17 2015-12-23 Scania Cv Ab Method and device for control of operation of valves of an internal combustion engine
DE102017124217A1 (de) * 2017-10-18 2019-04-18 Man Diesel & Turbo Se Verfahren und Steuerungseinrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007012769A1 (de) * 2007-03-16 2008-09-18 Audi Ag Verfahren zum Erkennen eines Betriebszustandes einer Brennkraftmaschinen-Einrichtung mit Hilfe eines Körperschallsensors
DE102009053264A1 (de) 2009-11-13 2011-05-19 GM Global Technology Operations, Inc., Detroit Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen von Ventilsteuerzeiten eines Verbrennungsmotors

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0381855A2 (de) * 1989-02-07 1990-08-16 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung zur Erkennung von Zündaussetzern
DE10157514A1 (de) * 2001-11-23 2003-06-05 Bayerische Motoren Werke Ag Verfahren und System zur Erkennung des Ventilspiels und der Lage der Ventilöffnungsnocken

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0381855A2 (de) * 1989-02-07 1990-08-16 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung zur Erkennung von Zündaussetzern
DE10157514A1 (de) * 2001-11-23 2003-06-05 Bayerische Motoren Werke Ag Verfahren und System zur Erkennung des Ventilspiels und der Lage der Ventilöffnungsnocken

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007138057A1 (de) * 2006-05-26 2007-12-06 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur steuerung des gaswechsels einer brennkraftmaschine
DE102007053783B4 (de) * 2006-11-17 2015-08-27 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Ges. d. Staates Delaware) Diagnosesysteme und -verfahren für einen diskreten variablen Ventilhub
DE102013009427A1 (de) * 2013-06-05 2014-12-11 Audi Ag Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine sowie entsprechende Brennkraftmaschine
DE102013009427B4 (de) * 2013-06-05 2017-08-31 Audi Ag Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine sowie entsprechende Brennkraftmaschine
DE102014008898B3 (de) * 2014-06-14 2015-08-13 Audi Ag Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine sowie entsprechende Brennkraftmaschine
WO2015188907A1 (de) * 2014-06-14 2015-12-17 Audi Ag Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine sowie entsprechende brennkraftmaschine
WO2015195035A1 (en) * 2014-06-17 2015-12-23 Scania Cv Ab Method and device for control of operation of valves of an internal combustion engine
DE102017124217A1 (de) * 2017-10-18 2019-04-18 Man Diesel & Turbo Se Verfahren und Steuerungseinrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine

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