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Verfahren
und Vorrichtung zum Ermitteln einer Phase einer Brennkraftmaschine
mit einem Ansaugtrakt, einem Abgastrakt und mindestens einer Nockenwelle,
die auf Gaswechselventile einwirkt und deren Phase zu einer Kurbelwelle
mittels einer Phasen-Verstelleinrichtung verstellbar ist.
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An
Brennkraftmaschinen werden zunehmend hohe Anforderungen bezüglich deren
Leistung und Wirkungsgrad gestellt. Gleichzeitig müssen aufgrund
strenger gesetzlicher Vorschriften die Schadstoff-Emissionen gering
sein. Zu diesem Zweck ist es bekannt, Brennkraftmaschinen mit einer
Phasen-Verstelleinrichtung auszustatten, mittels der eine Phase zwischen
einer Kurbelwelle und einer Nockenwelle der Brennkraftmaschine während des
Betriebs verändert
werden kann. Somit kann der jeweilige Beginn und das jeweilige Ende
des Öffnens
bzw. Schließens der
Gaseinlass- und/oder der Gasauslassventile bezogen auf einen Referenzpunkt
auf der Kurbelwelle verändert
werden. Auf diese Weise kann eine Füllung eines Zylinders mit Gas
verändert
werden, insbesondere kann so ein internes Rückführen von Abgas in den jeweiligen
Zylinder realisiert werden.
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Weitere
Einzelheiten zu solchen Phasen-Verstelleinrichtungen finden sich
beispielsweise in „Handbuch
Verbrennungsmotor",
von Richard van Basshuysen/Fred Schäfer, 1. Auflage, April 2002, Kapitel
10.4, Seiten 348 bis 361.
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Die
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Ermitteln einer Phase einer Brennkraftmaschine zu schaffen,
das ein präzises
Ermitteln der Phase ermöglicht.
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Die
Aufgabe wird gelöst
durch die Merkmale der unabhängigen
Patentansprüche.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
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Die
Erfindung zeichnet sich aus durch ein Verfahren und eine entsprechende
Vorrichtung zum Ermitteln einer Phase einer Brennkraftmaschine mit einem
Ansaugtrakt, einem Abgastrakt und mindestens einer Nockenwelle,
die auf Gaswechselventile einwirkt und deren Phase zu einer Kurbelwelle
mittels einer Phasen-Verstelleinrichtung verstellbar ist, mit mindestens
einem Sensor, abhängig
von dessen Messsignal eine ermittelte Phase ermittelt wird. Die Phasen-Verstelleinrichtung
wird solange im Sinne eines Verstellens der Phase der Nockenwelle
angesteuert, bis eine Rückströmung von
Gas aus dem Auslasstrakt in den Ansaugtrakt erkannt wird. Abhängig von
der dann zugeordneten ermittelten Phase und einer vorgegebenen Vorgabe-Phase
wird ein Korrekturwert ermittelt. Im folgenden Betrieb wird die jeweils
ermittelte Phase abhängig
von dem Korrekturwert korrigiert.
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Die
Phase ist repräsentativ
für einen
Winkel zwischen je einer Bezugsmarke auf der jeweiligen Nockenwelle
und der Kurbelwelle in beispielsweise einer vorgegebenen Winkelposition
der Kurbelwelle, die beispielsweise ein oberer Totpunkt bei Zündung eines
Kolbens eines Zylinders sein kann, aber auch eine beliebige andere
vorgegebene Winkelposition der Kurbelwelle sein kann. Der oder die
Sensoren, abhängig
von deren Messsignal die ermittelte Phase ermittelt wird, sind häufig inkrementelle
Sensoren, wie Hall-Sensoren, mit einem Zahnrad als Geber. Toleranzen
in der Anordnung des oder der Sensoren, Verschleiß und/oder
Alterung der Verstelleinrichtung führen zu einer ungenauen oder
veränderten
Zuordnung des/der Messsignale des oder der Sensoren und somit zu
Fehlern in der ermittelten Phase.
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Durch
das Verstellen der Phasen-Verstelleinrichtung in geeigneter Weise
kann ein Betriebspunkt der Brennkraftmaschine erreicht werden, bei
dem eine Rückströmung von
Gas von dem Auslasstrakt in den Ansaugtrakt erfolgt. Unter der Rückströmung des
Gases ist zu verstehen, dass in dem Auslasstrakt befindliches Gas
während
des Arbeitszyklusses der Brennkraftmaschine von dem Auslasstrakt
zurückströmt in den
Ansaugtrakt.
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Die
Erfindung nutzt hierbei die Erkenntnis, dass die Phase, bei der
diese Rückströmung beginnt aufzutreten,
bekannt ist für
die jeweilige Brennkraftmaschine oder den jeweiligen Brennkraftmaschinentyp.
Somit kann mit dem Erkennen der Rückströmung eine korrekte Phase, die
Vorgabe-Phase, zugeordnet werden. Abhängig von der Vorgabe-Phase
und der bei erkannter Rückströmung von
Gas aus dem Auslasstrakt in den Ansaugtrakt ermittelten Phase kann dann
ein Korrekturwert ermittelt werden und so im folgenden Betrieb,
bei gegebenenfalls anderer Ansteuerung der Phasen-Verstelleinrichtung,
die dann jeweils ermittelte Phase abhängig von dem Korrekturwert
korrigiert werden. Dies ermöglicht
dann ein sehr präzises
Steuern der Brennkraftmaschine.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Rückströmung des
Gases von dem Auslasstrakt in den Ansaugtrakt erkannt abhängig von
einem Saugrohrdruck. Dies hat den Vorteil, dass ein häufig ohnehin
vorhandener Saugrohrdrucksensor einfach eingesetzt werden kann,
um die Rückströmung des
Gases von dem Auslasstrakt in den Ansaugtrakt zu erkennen.
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In
diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn die Rückströmung von
dem Auslasstrakt in den Ansaugtrakt erkannt wird, wenn der Saugrohrdruck unter
vorgegebenen Betriebsbedingungen einen vorgebbaren Saugrohrdruck-Schwellenwert überschreitet.
Auf diese Weise kann die Rückströmung besonders
einfach erkannt werden. Die vorgegebenen Betriebsbedingungen sind
bevorzugt so vorgegeben, dass der Saugrohrdruck vor und während der
Rückströmung des
Gases genügend
präzise
bestimmbar ist und sich bevorzugt ohne Rückströmung nicht wesentlich ändert. Somit
kann es vorteilhaft sein, wenn die vorgegebenen Betriebsbedingungen
beispielsweise einen stationären
Betriebszustand der Brennkraftmaschine einschließen.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Rückströmung von dem
Auslasstrakt in den An saugtrakt erkannt, wenn eine Amplitude einer
Pulsation des Saugrohrdrucks einen vorgebbaren Pulsationsschwellenwert überschreitet.
Die Pulsation ist eine Schwingung des Saugrohrdrucks mit einer Frequenz,
die abhängt
von der Drehzahl und der Anzahl der Zylinder. Diesem Vorgehen liegt
die Erkenntnis zugrunde, dass bei der Rückströmung eine derartige Pulsation
auftritt und somit die Rückströmung auf
diese Weise besonders präzise
erkennt werden kann.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Rückströmung des Gases
von dem Auslasstrakt in den Ansaugtrakt erkannt, abhängig von
einer Temperatur des Gases in dem Ansaugtrakt. Auf diese Weise wird
die Erkenntnis genutzt, dass die Temperatur des Gases in dem Ansaugtrakt
durch heiße,
rückströmende Gase
sich erhöht.
So kann somit einfach ein gegebenenfalls ohnehin für andere
Zwecke vorhandener Temperatursensor in dem Ansaugtrakt für die Zwecke
des Erkennens der Rückströmung des
Gases von dem Auslasstrakt in den Ansaugtrakt genutzt werden.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Rückströmung von dem
Auslasstrakt in den Ansaugtrakt erkannt, wenn die Temperatur des
Gases in dem Ansaugtrakt einen vorgebbaren Temperaturschwellenwert überschreitet.
So kann die Rückströmung besonders
einfach ermittelt werden. So ist ein besonders frühes Erkennen möglich, ohne
dass notwendigerweise eine große Menge
an Abgas in den Ansaugtrakt zurückströmt.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Rückströmung des Gases
von dem Auslasstrakt in den Ansaugtrakt erkannt abhängig von
einer Temperatur des Gases in dem Auslasstrakt. Die Rückströmung wird
erkannt, wenn während
eines Betriebszustands der Brennkraftmaschine ohne Zumessung von
Kraftstoff die erfasste Temperatur von einem Wert, der repräsentativ ist
für das
Nicht-Vorhandensein von Abgasen, sich zu einem Wert verändert, der
repräsentativ
ist für
das Vorhandensein von Abgasen.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Rückströmung des Gases
von dem Auslasstrakt in den Ansaugtrakt erkannt, wenn die Temperatur
des Gases im Auslasstrakt einen vorgebbaren weiteren Temperaturschwellenwert überschreitet.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Brennkraftmaschine
ein Gasartsensor in dem Auslasstrakt zugeordnet, dessen Messsignal
repräsentativ
ist für
ein Vorhandensein oder Nicht-Vorhandensein von Abgasen im Bereich
des Gasartsensors. Die Rückströmung wird erkannt,
wenn während
eines Betriebszustands der Brennkraftmaschine ohne Zumessung von
Kraftstoff das Messsignal des Gasartsensors von einem Messsignalwert,
der repräsentativ
ist für
das Nicht-Vorhandensein
von Abgasen, sich zu einem Messsignalwert verändert, der repräsentativ
ist für
das Vorhandensein von Abgasen. Der Gasartsensor kann z. B. eine
Lambda-Sonde, und zwar eine Zweipunkt- oder eine lineare Lambda-Sonde
sein. Ein derartiger Gasartsensor, also insbesondere eine Lambda-Sonde, ist
in Brennkraftmaschinen für
eine Lambda-Regelung in der Regel ohnehin vorhanden und kann so einfach
für die
Zwecke des Erkennens der Rückströmung des
Gases von dem Auslasstrakt in den Ansaugtrakt einfach genutzt werden.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen erläutert. Es
zeigen:
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1 eine
Brennkraftmaschine mit einer Steuervorrichtung,
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2 eine
weitere Ansicht von Teilen der Brennkraftmaschine gemäß 1,
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3 ein
Ablaufdiagramm eines ersten Programms zum Ermitteln einer ermittelten
Phase,
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4 ein
Ablaufdiagramm eines zweiten Programms zum Ermitteln der ermittelten
Phase und
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5 ein
Ablaufdiagramm eines dritten Programms zum Ermitteln der ermittelten
Phase.
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Elemente
gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen
Bezugszeichen gekennzeichnet.
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Eine
Brennkraftmaschine (1) umfasst einen Ansaugtrakt 1,
einen Motorblock 2, einen Zylinderkopf 3 und einen
Auslasstrakt 4. Der Ansaugtrakt 1 umfasst vorzugsweise
eine Drosselklappe 5, ferner einen Sammler 6 und
ein Saugrohr 7, das hin zu einem Zylinder Z1 über einen
Einlasskanal in den Motorblock 2 geführt ist. Der Motorblock 2 umfasst
ferner eine Kurbelwelle 8, welche über eine Pleuelstange 10 mit
dem Kolben 11 des Zylinders Z1 gekoppelt ist.
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Der
Zylinderkopf 3 umfasst einen Ventiltrieb mit Gaswechselventilen,
die Gaseinlassventile 12 und Gasauslassventile 13 sind,
und diesen zugeordnete Ventilantriebe 14, 15.
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Eine
Nockenwelle 18 ist vorgesehen, die einen Nocken 16 umfasst,
der auf das Gaseinlassventil 12 einwirkt. Eine Phasen-Verstelleinrichtung 20 (2)
ist vorgesehen, mittels der eine Phase zwischen der Kurbelwelle 8 und
der Nockenwelle 18 verstellt werden kann. Dieses Verstellen
der Phase kann beispielsweise erfolgen durch Erhöhen eines hydraulischen Drucks
in Hochdruckkammern der Phasen-Verstelleinrichtung 20 beziehungsweise
Erniedrigen des entsprechenden Drucks, je nachdem in welche Richtung
die Verstellung der Phase erfolgen soll. Ein möglicher Verstellbereich der
Phase ist mit einem Pfeil 21 gekennzeichnet.
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Bevorzugt
sind mindestens zwei Nockenwellen 18, 18' vorgesehen,
wobei eine erste Nockenwellen 18 den jeweiligen Gaseinlassventilen 12 und
eine zweite Nockenwelle 18' den
jeweiligen Gasauslassventilen 13 zugeordnet ist. Insbesondere
die zweite Nockenwelle 18' kann
in einer einfachen Ausführungsform
mit einer feststehenden Phase zu der Kurbelwellen 8 mit
dieser mechanisch gekoppelt sein. Sie kann jedoch auch über eine
entsprechende Phasen-Verstelleinrichtung mit der Kurbelwelle 8 gekoppelt
sein. In diesem Fall kann dann auch die Phase der zweiten Nockenwelle 18' verändert werden.
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Durch
das Variieren der Phase zwischen der Kurbelwelle 8 und
der Nockenwelle 18 kann die Ventilüberschneidung des Gaseinlassventils 12 und
des Gasauslassventils 13 verändert werden, das heißt der Kurbelwellenwinkelbereich,
während
dessen sowohl ein Einlass als auch ein Auslass des Zylinders Z1
freigegeben wird. Die Phasen-Verstelleinrichtung 20 und
auch die Ventilhub-Verstelleinrichtung 19 können auch
auf eine beliebige andere dem zuständige Fachmann bekannte Art
und Weise ausgebildet sein.
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Der
Zylinderkopf 3 umfasst ferner ein Einspritzventil 22 und
eine Zündkerze 23.
Alternativ kann das Einspritzventil 22 auch in dem Saugrohr 7 angeordnet
sein.
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Eine
Steuervorrichtung 25 ist vorgesehen, der Sensoren zugeordnet
sind, die verschiedene Messgrößen erfassen
und jeweils den Wert der Messgröße ermitteln.
Die Steuervorrichtung 25 ermittelt abhängig von mindestens einer der
Messgrößen Stellgrößen, die
dann in ein oder mehrere Stellsignale zum Steuern der Stellglieder
mittels entsprechender Stellantriebe umgesetzt werden. Die Steuervorrichtung 25 kann
auch als Vorrich tung zum Steuern der Brennkraftmaschine oder auch
als Vorrichtung zum Ermitteln der Phase der Brennkraftmaschine bezeichnet
werden.
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Die
Sensoren sind ein Pedalstellungsgeber 26, welcher eine
Fahrpedalstellung eines Fahrpedals 27 erfasst, ein Luftmassensensor 28,
welcher einen Luftmassenstrom stromaufwärts der Drosselklappe 5 erfasst,
ein Drosselklappenstellungssensor 30, welcher einen Öffnungsgrad
einer Drosselklappe erfasst, ein erster Temperatursensor 32,
welcher eine Temperatur T_IM des Gases in dem Ansaugtrakt 1 erfasst,
ein Saugrohrdrucksensor 34, welcher einen Saugrohrdruck
P_IM in dem Sammler 6 erfasst, ein Kurbelwellenwinkelsensor 36,
welcher einen Kurbelwellenwinkel CRK erfasst, dem dann eine Drehzahl zugeordnet
wird. Ferner ist ein Nockenwellenwinkel-Sensor 39 vorgesehen,
welcher einen Nockenwellenwinkel CAM erfasst. Falls zwei Nockenwellen vorhanden
sind ist bevorzugt jeder Nockenwelle ein Nockenwellenwinkel-Sensor 39, 40 zugeordnet.
Ferner ist ein Gasartsensor, insbesondere eine Lambdasonde 42 vorgesehen,
welche einen Sauerstoffgehalt des Gases in dem Auslasstrakt erfasst
und deren Messsignal charakteristisch ist für das Luft/Kraftstoff-Verhältnis in
dem Zylinder Z1, wenn in dem Zylinder eine Verbrennung von Kraftstoff
erfolgt. Es kann auch ein eigener Sensor zum Erfassen der ermittelten
Phase PH_E vorgesehen sein. Bevorzugt wird der mindestens eine Sensor
zum Erfassen der ermittelten Phase PH_E jedoch durch den Nockenwellenwinkelsensor 39, 40 und/oder
den Kurbelwellenwinkelsensor 36 gebildet.
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Je
nach Ausführungsform
der Erfindung kann eine beliebige Untermenge der genannten Sensoren
vorhanden sein oder es können
auch zusätzliche
Sensoren vorhanden sein.
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Die
Stellglieder sind beispielsweise die Drosselklappe 5, die
Gaseinlass- und Gasauslassventile 12, 13, die
Phasen-Verstelleinrichtung 20,
das Einspritzventil 22 oder die Zündkerze 23.
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Neben
dem Zylinder Z1 sind bevorzugt auch noch weitere Zylinder Z2 bis
Z4 vorgesehen, denen dann auch entsprechende Stellglieder und ggf.
Sensoren zugeordnet sind.
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Ein
Programm zum Ermitteln der Phase der Brennkraftmaschine ist in einem
Programmspeicher der Steuervorrichtung 25 gespeichert und
kann während
des Betriebs der Brennkraftmaschine abgearbeitet werden. Ein erstes
derartiges Programm wird in einem Schritt S1 (3)
gestartet. In dem Schritt S1 werden gegebenenfalls Variablen initialisiert.
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In
einem Schritt S2 wird der Saugrohrdruck P_IM erfasst. In einem Schritt
S4 wird ein Saugrohrdruck-Schwellenwert abhängig bevorzugt von dem Saugrohrdruck
P_IM und gegebenenfalls weiteren Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine
ermittelt. Betriebsgrößen der
Brennkraftmaschine umfassen Messgrößen und auch von diesen abgeleitete
Größen. Bevorzugt erfolgt das Ermitteln des Saugrohrdruck-Schwellenwerts
mittels einer entsprechenden Kennlinie oder eines Kennfeldes, das
vorab durch Versuche an einem Motorprüfstand oder Simulationen ermittelt
wurde. In einer einfachen Ausgestaltung kann der Saugrohrdruck-Schwellenwert
TDH_P_IM auch fest vorgegeben sein.
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In
einem Schritt S6 wird geprüft,
ob vorgegebene Betriebsbedingungen BB_G vorliegen. Die vorgegebenen
Betriebsbedingungen können
beispielsweise einen weitgehend stationären Betriebszustand und/oder
einen Betriebszustand BZ_NF ohne Zumessung von Kraftstoff beinhalten,
so z. B. ein Schubbetrieb der Brennkraftmaschine, in dem kein Kraftstoff
durch die Einspritzventile 22 in die Zylinder Z1 bis Z4
zugemessen wird. Bevorzugt sind die vorgegebenen Betriebsbedingungen
BB_G so gewählt, dass
ein Verstellen der Phase der ersten Nockenwelle 18 möglichst
einen unerheblichen Einfluss auf den Lauf der Brennkraftmaschine
und so insbesondere das von ihr erzeugte Drehmoment und gegebenenfalls
die durch sie erzeugten Schadstoff-Emissionen hat.
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Darüber hinaus
kann es vorteilhaft sein, wenn die vorgegebenen Betriebsbedingungen
BB_G auch zeitliche oder Fahrdistanz abhängige Bedingungen umfassen.
Diese können
beispielsweise darin bestehen, dass die Bedingung des Schrittes
S6 nur so oft erfüllt
sind, dass lediglich einmal pro Motorlauf ein Korrekturwert KOR_E
der Phase der ersten Nockenwelle ermittelt wird pro Motorlauf oder
innerhalb eines sonstigen Zeitintervalls oder auch innerhalb einer
vorgegebenen Fahrdistanz eines Fahrzeugs, in dem die Brennkraftmaschine
angeordnet ist.
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Ist
die Bedingung des Schrittes S6 erfüllt, so wird in einem Schritt
S8 ein Stellsignal SG_E für
die Phasen-Verstelleinrichtung 20 um
einen Inkrementierungswert D_SG erhöht. Alternativ kann hier auch
ein entsprechendes Erniedrigen des Stellsignals SG_E für die Phasen-Verstelleinrichtung 20 erfolgen.
Die Phasen-Verstelleinrichtung 20 wird dann im Sinne dieses
veränderten
Stellsignals SG_E angesteuert. Anschließend wird einem Schritt S10
der Saugrohrdruck P_IM erneut erfasst. Dazu werden bevorzugt mehrere
einzelne Messwerte des Saugrohrdrucks erfasst und gemittelt.
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In
einem Schritt S12 wird dann die ermittelte Phase PH_E der ersten
Nockenwelle 18 abhängig von
nach der Durchführung
des Schrittes S8 erfassten Kurbelwellenwinkels CRK und Nockenwellenwinkels
CAM ermittelt.
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In
einem Schritt S14 wird anschließend
geprüft,
ob der in dem Schritt S10 erfasste Saugrohrdruck P_IM größer ist
als der Saugrohrdruck-Schwellenwert THD_P_IM. Der Saugrohrdruck-Schwellenwert THD_P_IM
ist geeignet so vorgegeben, dass bei seinem Überschreiten in dem Schritt
S14 eine Rückströmung von
Gas aus dem Auslasstrakt in den Ansaugtrakt vorliegt. Ist die Bedingung
des Schrittes S14 nicht erfüllt,
so wird die Bearbeitung in dem Schritt S2 fortgesetzt. Sie kann
jedoch in einer gegebenenfalls alternativen Ausführung auch direkt in dem Schritt
S6 fortgesetzt werden.
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Ist
die Bedingung des Schrittes S14 hingegen erfüllt, so wird in einem Schritt
S16 der Korrekturwert KOR_E der Phase der ersten Nockenwelle 18 abhängig von
der ermittelten Phase PH_E der ersten Nockenwelle 18 und
einer Vorgabe-Phase PH_G ermittelt. Die Vorgabe-Phase ist in einem
Datenspeicher der Steuervorrichtung 25 abgespeichert und
ist der im Wesentlichen korrekte Wert einer tatsächlichen Phase der ersten Nockenwelle 18,
wenn die Rückströmung aufgrund
des Verstellens der Phase gerade beginnt aufzutreten oder gerade
anhand des Vorgehens der Schritte S6 bis S14 erkannt werden kann.
Die Vorgabe-Phase PH_G ist durch entsprechende Berechnungen, Simulationen
oder Versuche an einem Motorprüfstand
vorab ermittelt.
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Das
Ermitteln des Korrekturwertes KOR_E der Phase der ersten Nockenwelle 18 erfolgt
in dem Schritt S16 mittels einer geeigneten Rechenvorschrift. So
kann er in einer besonders einfachen Ausgestaltung direkt abhängig von
der Differenz der ermittelten Phase PH_E und der Vorgabe-Phase PH_G ermittelt
werden. Die Rechenvorschrift kann jedoch auch eine beliebige Wichtung
der Differenz der ermittelten Phase PH_E und der Vorgabe-Phase PH_G oder
auch ein Einbeziehen eines bei einem vorangegangenen Durchlauf des
Programms in dem Schritt S16 ermittelten Korrekturwertes KOR_E der
Phase der ersten Nockenwelle 18 umfassen. Im Anschluss an
den Schritt S16 wird das Programm bevorzugt in dem Schritt S2 fortgesetzt.
Es kann jedoch auch alternativ direkt in einem Schritt S18 fortgesetzt
werden.
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Ist
die Bedingung des Schrittes S6 nicht erfüllt, so wird in dem Schritt
S18 die Phase PH_E der ersten Nockenwelle 18 ab hängig von
dem Kurbelwellenwinkel CRK, dem Nockenwellenwinkel CAM und dem Korrekturwert
KOR_E ermittelt. Auf diese Weise kann so die Phase der ersten Nockenwelle
mittels der ermittelten Phase PH_E in dem Schritt S18 jeweils sehr
genau ermittelt werden und somit ein präzises Steuern der Brennkraftmaschine
gewährleistet werden.
Der Schritt S18 wird bevorzugt, zumindest dann, wenn die vorgegebenen
Betriebsbedingungen BB_G des Schrittes S6 nicht vorliegen, während des Betriebs
der Brennkraftmaschine in vorgegebenen Zeitabständen oder jeweils nach Ablauf
eines vorgebbaren Kurbelwellenwinkels CRK erneut abgearbeitet.
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Alternativ
oder zusätzlich
zu dem Schritt S4 kann ein Schritt S4' vorgesehen sein, in dem ein Pulsationsschwellenwert
THD_PULS ermittelt wird, und zwar bevorzugt ebenfalls abhängig von
dem Saugrohrdruck P_IM und/oder weiteren Betriebsgrößen der
Brennkraftmaschine. Der Pulsationsschwellenwert THD_PULS kann jedoch
auch fest vorgegeben sein. Ferner kann dann alternativ oder zusätzlich auch
ein Schritt S14' vorgesehen
sein, in dem geprüft wird,
ob eine Amplitude P_PULS der Pulsation des Saugrohrdrucks P_IM größer ist
als der Pulsationsschwellenwert THD_PULS. Die Pulsations-Amplitude
P_PULS wird bevorzugt durch entsprechendes Auswerten mehrerer in
dem Schritt S10 einzelner erfasster Messwerte des Saugrohrdrucks
P_IM ermittelt. Der Pulsationsschwellenwert THD_PULS ist bevorzugt
geeignet so gewählt,
dass bei seinem Überschreiten
ein Rückströmen von
Gas aus dem Auslasstrakt in den Ansaugtrakt vorliegt. Entsprechend
dem Schritt S14 wird bei Erfülltsein
der Bedingung des Schrittes S14' der
Schritt S16 abgearbeitet und bei Nicht-Erfülltsein der Schritt S2 oder
S6 abgearbeitet. Die Bedingungen des Schrittes S14 und S14' können auch
in geeigneter Kombination geprüft
werden.
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Ein
zweites Programm zum Ermitteln der Phase der Brennkraftmaschine
wird in einem Schritt S20 gestartet (4), in dem
gegebenenfalls Variablen initialisiert werden. Das zweite Programm
und ein weiter unten anhand der 5 noch näher zu erläuterndes
drittes Programm können
alternativ zu dem ersten Programm oder auch jeweils in Ergänzung zueinander
ausgeführt
werden oder auch miteinander kombiniert sein. Im Folgenden sind
im Wesentlichen die Unterschiede im Vergleich zu den Schritten des ersten
Programms erläutert.
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In
einem Schritt S22 wird die Temperatur T_IM des Gases in dem Ansaugtrakt 1 ermittelt.
In einem Schritt S24 wird anschließend ein Temperatur-Schwellenwert
THD_T_IM analog zu dem Schritt S4 ermittelt. In einem Schritt S26
wird entsprechend Schritt S6 geprüft, ob die vorgegebenen Betriebsbedingungen
BB_G vorliegen. Ist die Bedingung des Schrittes S26 nicht erfüllt, so
wird ein Schritt S38 abgearbeitet, der dem Schritt S18 entspricht.
Ist die Bedingung des Schrittes S26 hingegen erfüllt, so wird ein Schritt S28
abgearbeitet, der dem Schritt S8 entspricht. In einem Schritt S30
wird dann die Temperatur T_IM des Gases in dem Ansaugtrakt 1 ermittelt. Dies
kann analog zu dem Schritt S10 erfolgen. Ein Schritt S32 entspricht
einem Schritt S12. In einem Schritt S34 wird analog zu dem Schritt
S14 geprüft, ob
die Temperatur T_IM des Gases in dem Ansaugtrakt größer ist
als der Temperatur-Schwellenwert THD_T_IM.
Ist die Bedingung des Schrittes S34 nicht erfüllt, so wird die Bearbeitung
entsprechend dem Schritt S14 entweder in dem Schritt S22 oder in
dem Schritt S26 fortgesetzt. Ist die Bedingung des Schrittes S34
hingegen erfüllt,
so wird ein Schritt S36 abgearbeitet, der dem Schritt S16 entspricht.
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Bei
dem dritten Programm (5) erfolgt ein Start in einem
Schritt S40. In einem Schritt S42 wird geprüft, ob der Betriebszustand
BZ einem Betriebszustand ohne Kraftstoffzumessung BZ_NF entspricht und
gegebenenfalls ein erneutes Ermitteln des Korrekturwertes KOR_E
aufgrund des Ablaufs von Zeit oder Fahrdistanzbedingungen erwünscht ist.
Bevorzugt wird die Bedingung des Schrittes S42 so häufig geprüft, dass
sie jeweils erstmalig geeignet kurz nach dem Beginn des Einnehmens
des Betriebszustands BZ_NF ohne Kraftstoffzumessung erfüllt ist.
Sie ist bevorzugt dann erstmalig erfüllt, wenn dann ein in dem nachfolgenden
Schritt S44 ermittelter Sauerstoffgehalt 02 in dem Auslasstrakt
repräsentativ
ist für
ein Nicht-Vorhandensein
von Abgasen im Bereich des Gasartsensors 42. Nach einem
Abschalten des Zumessens von Kraftstoff durch die Einspritzventile 22 erfolgt
keine Verbrennung in den jeweiligen Zylindern Z1 bis Z4 der Brennkraftmaschine
mehr und es wird Frischluft von dem Ansaugtrakt in den Auslasstrakt
gepumpt. Abhängig
von einer Reaktionszeitdauer des Gasartsensors wird dann von dem
Gasartsensor 22 ein Sauerstoffgehalt 02_1 erfasst, der
repräsentativ
ist für
das Nicht-Vorhandensein
von Abgasen im Bereich des Gasartsensors 42. Dieser Sauerstoffgehalt
02_1 wird in einem Schritt S44 von dem Gasartsensor 42 erfasst.
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In
einem Schritt S46 wird anschließend
das Stellsignal SG_E für
die Phasen-Verstelleinrichtung 20 entsprechend dem Schritt
S8 verändert.
In einem Schritt S48 wird erneut ein weiterer Sauerstoffgehalt 02_2
durch den Gasartsensor 42 erfasst. Ferner wird in einem
Schritt S50 die ermittelte Phase entsprechend dem Schritt S12 ermittelt.
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In
einem Schritt S52 wird anschließend
geprüft,
ob der erste Sauerstoffgehalt 02_1 repräsentativ ist für das Nicht-Vorhandensein von
Abgasen im Bereich des Gasartsensors 42 und der zweite
Sauerstoffgehalt 02_2 repräsentativ
ist für
das Vorhandensein von Abgasen im Bereich des Gasartsensors. Ist
die Bedingung des Schrittes S52 nicht erfüllt, so wird die Bearbeitung
bevorzugt direkt erneut in dem Schritt S46 fortgesetzt. Ist die
Bedingung des Schrittes S52 hingegen erfüllt, so wird in einem Schritt
S54 der Korrekturwert KOR_E für
die Phase der ersten Nockenwelle 18 entsprechend dem Vorgehen
des Schrittes S16 ermittelt. Durch eine geeignet kurze Aufeinanderfolge
des wiederholten Abarbeitens der Schritte S46 bis S52 kann gewährleistet
werden, dass, wenn sich die Rückströmung der
Gase oder des Gases von dem Auslasstrakt 4 hin zu dem Ansaugtrakt 1 aufgrund
des Verstellens der Phase einstellt, sich in dem Auslasstrakt noch
Abgas befindet und dieses dann zurück in den Bereich gesaugt wird, in
dem der Gasartsensor 42 angeordnet ist.
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Die
Vorgabe-Phase PH_G ist dann geeignet durch Versuche, Berechnungen
oder Simulationen ermittelt, um die bei dem Eintreten des Erfülltseins der
Bedingung des Schrittes S52 tatsächliche
Phase der ersten Nockenwelle 18 zu repräsentieren.
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Zum
Ermitteln des Korrekturwertes KOR_E können die Schritte und insbesondere
die Bedingungen der Schritte S14, S34 und S52 beliebig miteinander
kombiniert sein. Falls alternativ Lediglich der zweiten Nockenwelle
die Phasen-Verstelleinrichtung 20 zugeordnet
ist, so können
entsprechende Programme für
die zweite Nockenwelle vorgesehen sein. Falls sowohl der ersten
als auch der zweiten Nockenwelle entsprechende Phasen-Verstelleinrichtungen 20 zugeordnet
sind, so werden bevorzugt für jede
der Nockenwellen 18, 18' eigene Korrekturwerte mittels
entsprechender Programme ermittelt. Dazu ist bevorzugt jeweils die
der jeweils anderen Nockenwelle 18, 18' zugeordnete
Phasen-Verstelleinrichtung in einer Referenzposition, wie beispielsweise bei
einem mechanischen Anschlag.