DE102005025879A1 - Hydraulic valve control`s pressure flow indicating method, for use in hydraulic system, involves calculating volume difference value from two volume values and evaluating pressure value from value based on clock pulse in real time - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Angabe eines Druckverlaufs als Funktion eines Druckes in einem Hydrauliksystem über die Zeit mit einem vorbestimmten Zeittakt in Echtzeit, eine Vorrichtung, um dieses Verfahren durchzuführen, ein Computerprogramm sowie ein Computerprogrammprodukt.The The present invention relates to a method for indicating a pressure profile as a function of a pressure in a hydraulic system over the Time with a predetermined time clock in real time, a device to perform this procedure, a computer program and a computer program product.
Nachfolgend wird im wesentlichen auf Ventilsteuerungen in Kraftfahrzeugen (Kfz) Bezug genommen, ohne dass das Verfahren auf diese Anwendung beschränkt ist.following is mainly applied to valve controls in motor vehicles (motor vehicles) Without the method being limited to this application.
Mit nockenwellenfreien Triebwerken bei Verbrennungsmotoren sollen eine höhere Effizienz des Motors und eine geringere Abgasbelastung erreicht werden. Eine Möglichkeit der Steuerung der Gaswechselventile ist dabei die elektrohydraulische Ventilsteuerung. Dabei wird ein hydraulischer Aktor elektrisch gesteuert.With camshaft-free engines in internal combustion engines to a higher Efficiency of the engine and a lower exhaust pollution can be achieved. A possibility the control of the gas exchange valves is the electro-hydraulic Valve control. In this case, a hydraulic actuator is electrically controlled.
Für die vollständige Kontrolle der Verbrennung eines Motors müssen die drei wesentlichen Größen: Ladungswechsel, Gemischaufbereitung und Zündung für jeden Zylinder, Zyklus für Zyklus vollkommen flexibel gesteuert oder geregelt werden können. Mittels der elektronischen Einspritzung und Zündung ist dies seit langer Zeit teilweise realisiert, der Ladungswechsel erfolgt jedoch noch immer mechanisch gekoppelt mit der Kurbelwelle.For complete control need to burn a motor the three main variables: charge change, Mixture preparation and ignition for each Cylinder, cycle for Cycle can be completely controlled or controlled flexibly. through Electronic injection and ignition has been around for a long time Time partially realized, but the charge is still changing always mechanically coupled with the crankshaft.
Erste
Konzepte zur Realisierung eines vollvariablen, elektrohydraulischen
Systems zur Steuerung der Ladungswechselventile sind bekannt. Eines dieser
Systeme, die „elektrohydraulische
Ventilsteuerung – EHVS", besteht aus je
einem hydraulischen Steller bzw. Aktor für jedes Gaswechselventil des Motors,
einem Hydraulikkreislauf einschließlich Hochdruckpumpe als Teil
des Motorölkreislaufs
und einem Steuergerät.
Dieses System ist beispielsweise in der
Um den Gaswechsel innerhalb des Zylinders in jeder Phase kontrollieren und steuern zu können, ist es notwendig, den Druckverlauf im Hochdruckkreislauf während der gesamten Ladungsphase zu kennen. Die Kenntnis wird dabei aufwendig und kostenintensiv über Messungen an realen Systemen gewonnen.Around check the gas exchange inside the cylinder in each phase and being able to control is it is necessary to change the pressure in the high pressure circuit during the to know the entire charge phase. The knowledge is consuming and costly about Gained measurements on real systems.
In der Entwicklungsphase im Automobilbau werden seit langem sogenannte Laborfahrzeuge verwendet, die als Alternative zu realen Fahrzeugen Verwendung finden. Die Laborfahrzeuge sind im wesentlichen als Rechnervorrichtung mit angeschlossenen Steuer-, Regel- und Meßsystemen ausgebildet. Mittels dieser Laborfahrzeuge ist es möglich, physikalische Abläufe nachzubilden und dadurch schnell, einfach und preiswert zu brauchbaren und vergleichbaren Ergebnissen zu kommen. Die bereits vorhandenen und noch geplanten Steuergeräte eines neuen Fahrzeugs können selbst dann getestet werden, wenn sich dieses Fahrzeug noch in der Konzeptphase befindet. Diese Laborfahrzeuge können physikalische Abläufe meist nur in Schritten eines vorgegebenen Zeittakts wiedergeben.In The development phase in the automotive industry has long been called Laboratory vehicles used as an alternative to real vehicles use Find. The laboratory vehicles are essentially as computing device formed with connected control, regulation and measuring systems. through of these laboratory vehicles it is possible physical processes to reproduce and thus fast, easy and inexpensive to use and comparable results. The already existing ones and planned controllers of a new vehicle be tested even if this vehicle is still in the Concept phase is located. These laboratory vehicles can usually physical processes play only in steps of a given time clock.
Um mittels Simulation, Modellierung und Berechnung physikalischer Abläufe realistische Ergebnisse zu erhalten, ist es notwendig, die zugrundeliegenden physikalischen Zusammenhänge naturgetreu nachzubilden und in einen vorgegebenen Zeittakt einzubinden.Around Realistic by means of simulation, modeling and calculation of physical processes To obtain results, it is necessary to understand the underlying physical connections to faithfully reproduce and integrate in a given time cycle.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren anzugeben, mit dem der Druckverlauf in einem hydraulischen System unter Verwendung eines Zeittaktes möglichst realitätsgetreu und in Echtzeit angegeben werden kann.task the present invention is therefore to provide a method using the pressure waveform in a hydraulic system using a time clock as possible realistically and can be specified in real time.
Vorteile der ErfindungAdvantages of invention
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, eine Rechnereinheit mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7, ein Computerprogramm sowie ein Computerprogrammprodukt mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8 bzw. 9. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.These Task is solved by a method having the features of patent claim 1, a computer unit with the features of claim 7, a computer program and a computer program product with the features of the claim 8 and 9, respectively. Advantageous embodiments result from the respective ones Subclaims and the following description.
Das erfindungsgemäße Verfahren, bei dem der erste Zeitpunkt vorzugsweise unmittelbar auf den zweiten Zeitpunkt innerhalb des Zeittakts folgt, bietet die vorteilhafte Möglichkeit, den Druckverlauf in einem Hydrauliksystem realitätsnah und in Echtzeit zu simulieren. Damit ist es am Beispiel der EHVS möglich, schnell, kostengünstig und ohne Gefahr der Beschädigung realer Motoren bspw. den Effekt von Veränderungen von Parametern zu überprüfen und die Steuerung zu optimieren oder Fehlfunktionen vorauszuberechnen und somit im realen System zu verhindern. Ebenfalls können AMESIM (Adaptive Modeling Environment for Simulation)-Simulationen im Vergleich zum realen System überprüft werden.The inventive method, in which the first time preferably directly to the second Timing within the time clock follows offers the advantageous Possibility, to simulate the pressure curve in a hydraulic system realistically and in real time. This makes it possible with the example of the EHVS, fast, inexpensive and without danger of damage real engines, for example, to check the effect of changes in parameters and to optimize the control or to predict malfunctions and thus in the real system to prevent. Likewise, AMESIM (Adaptive Modeling Environment for Simulation) simulations in comparison be checked to the real system.
In bevorzugter Ausführung des Verfahrens wird der Druckverlauf in einem Hydrauliksystem eines Kraftfahrzeugs angegeben. Neben den bereits erwähnten EHVS-Systemen bieten sich dabei weitere Hydrauliksysteme innerhalb eines Kraftfahrzeugs an.In preferred embodiment of the method becomes the pressure course in a hydraulic system of Motor vehicle specified. In addition to the already mentioned EHVS systems offer while other hydraulic systems within a motor vehicle.
Ebenso bevorzugt ist das erfindungsgemäße Verfahren anwendbar, wenn das Hydrauliksystem eine Hydraulikzuleitung, eine Hydraulikzylinderanordnung und ein erstes Steuerventil, das zwischen der Hydraulikzuleitung und der Hydraulikzylinderanordnung angeordnet ist, aufweist. Das Steuerventil kann insbesondere als elektrisches und/oder magnetisches Ventil ausgebildet sein.Likewise preferred is the inventive Method applicable when the hydraulic system comprises a hydraulic supply line, a hydraulic cylinder assembly and a first control valve which is arranged between the hydraulic supply line and the hydraulic cylinder arrangement. The control valve may in particular be designed as an electric and / or magnetic valve.
In einer besonders bevorzugten Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist die Hydraulikzylinderanordnung einen Kolben im Inneren eines Hydraulikzylinders auf, an dem wenigstens ein Stößel angeordnet ist, wobei der Kolben einen oberen und einen unteren Druckraum innerhalb des Hydraulikzylinders definiert. Diese Hydraulikzylinderanordnung kann in besonders robuster und zuverlässiger Weise als Ventilsteuerung dienen.In a particularly preferred embodiment of inventive method the hydraulic cylinder assembly has a piston inside a Hydraulic cylinder on which at least one plunger is arranged, wherein the Piston an upper and a lower pressure chamber within the hydraulic cylinder Are defined. This hydraulic cylinder assembly can be particularly robust and more reliable Way serve as a valve control.
Zweckmäßigerweise ist die Hydraulikzylinderanordnung eine hydraulische Ventilsteuerung zur Betätigung eines Gaswechselventils eines Zylinders eines Verbrennungsmotors, insbesondere Otto-Motors, wobei die hydraulische Ventilsteuerung einen oberen Druckraum sowie einen unteren Druckraum aufweist, wobei der untere Druckraum durch einen Kolben von dem oberen Druckraum getrennt ist, und der untere Druckraum über Teile eines Hochdruckrailverteilers mit einem Hochdruckrail verbunden ist, und der untere Druckraum über ein erstes Steuerventil mit dem oberen Druckraum verbindbar ist, wobei der obere Druckraum über ein zweites Steuerventil mit einem Rücklaufrail verbindbar ist. Bei dieser vorteilhaften Ausgestaltung kann der Druckverlauf in einer herkömmlichen Ventilsteuereinrichtung eines Verbrennungsmotors angegeben werden, was zur Entwicklung und Optimierung von Verbrennungsmotoren besonders vorteilhaft eingesetzt werden kann.Conveniently, the hydraulic cylinder assembly is a hydraulic valve control for operation a gas exchange valve of a cylinder of an internal combustion engine, in particular Otto engine, whereby the hydraulic valve control an upper pressure chamber and a lower pressure chamber, wherein the lower pressure chamber through a piston from the upper pressure chamber is separated, and the lower pressure chamber over parts of a high-pressure rail distributor connected to a high-pressure rail, and the lower pressure chamber via a first control valve with the upper pressure chamber is connectable, wherein the upper pressure chamber over a second control valve with a return rail is connectable. In this advantageous embodiment, the pressure curve in a conventional one Valve control device of an internal combustion engine are specified, which especially for the development and optimization of internal combustion engines can be used advantageously.
Bei einem ebenso bevorzugten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens wird bei der Berechnung eines Volumenwertes in Abhängigkeit vom Zeitpunkt des Zeittakts wenigstens ein Volumenfluss berücksichtigt aus der Gruppe, bestehend aus:
- – der Volumenfluss V1 der Hydraulikflüssigkeit in den oberen Druckraum, wobei der Kolben nicht bewegt wird, wobei das zweite Steuerventil geschlossen ist, so dass der obere Druckraum nicht mit dem Rücklaufrail verbunden ist, und wobei das erste Steuerventil geöffnet ist, so dass der untere Druckraum mit dem oberen Druckraum verbunden ist.
- – der Volumenfluss V2 in den oberen Druckraum, wobei der Kolben bewegt wird, wobei das erste Steuerventil geöffnet ist und das zweite Steuerventil geschlossen ist,
- – der Volumenfluss V3 in den unteren Druckraum, wobei der Kolben bewegt wird, wobei das erste Steuerventil geschlossen ist und das zweite Steuerventil geöffnet ist,
- – der Volumenfluss V4, der durch eine im wesentlichen gleichzeitige Betätigung von Gaswechselventilen von unterschiedlichen Zylindern eines Verbrennungsmotors hervorgerufen wird,
- – der Volumenfluss V5, der durch die Unabhängigkeit des Öffnungszeitpunktes und des Schließzeitpunktes des ersten und/oder zweiten Steuerventils vom Zeittakt verursacht wird.
- - The volume flow V 1 of the hydraulic fluid in the upper pressure chamber, wherein the piston is not moved, wherein the second control valve is closed, so that the upper pressure chamber is not connected to the return rail, and wherein the first control valve is open, so that the lower Pressure chamber is connected to the upper pressure chamber.
- The volumetric flow V 2 in the upper pressure chamber, wherein the piston is moved, wherein the first control valve is opened and the second control valve is closed,
- The volume flow V 3 into the lower pressure chamber, wherein the piston is moved, wherein the first control valve is closed and the second control valve is open,
- The volume flow V 4 , which is caused by a substantially simultaneous actuation of gas exchange valves of different cylinders of an internal combustion engine,
- - The volume flow V 5 , which is caused by the independence of the opening time and the closing time of the first and / or second control valve from the timing.
Dies ermöglicht auf einfache Weise die reale Wiedergabe des Druckverlaufs insbesondere in der beschriebenen Ventilsteuerung: Die Berechnung der Volumen- und/oder Druckwerte erfolgt an aufeinanderfolgenden Zeitpunkten des vorgegeben Zeittaktes. Der Volumenfluss ist von diesem Zeittakt unabhängig und wird durch die Öffnungszeiten des Steuerventils beeinflusst. Der Öffnungs- und/oder Schließzeitpunkt des Steuerventils wird regelmäßig nicht mit Zeitpunkten des Zeittakts zusammenfallen. Eine Berücksichtigung der gegenseitigen Beziehung des Zeittakts und des Öffnungs- und/oder des Schließzeitpunkts führt den angegebenen Druckverlauf näher an die Realität. Beispielsweise ist es auch möglich, dass Einlassventile eines Zylinders im wesentlichen gleichzeitig zu Auslassventilen eines anderen Zylinders betätigt werden. Durch diese gleichzeitige Betätigung liegen veränderte Ausgangsbedingungen im Hochdruckrail vor, deren Berücksichtung wiederum die Güte und Qualität des angegebenen Druckverlaufs erheblich erhöht.This allows in a simple way, the real reproduction of the pressure curve in particular in the described valve control: the calculation of the volume and / or pressure values occur at successive times the given time clock. The volume flow is from this time clock independently and will be through the opening hours of the control valve influenced. The opening and / or closing time the control valve will not work regularly coincide with times of the time clock. A consideration the mutual relationship of the timing and the opening and / or closing time leads the specified pressure curve closer to the reality. For example, it is also possible that intake valves of a cylinder substantially simultaneously be actuated to exhaust valves of another cylinder. Through this simultaneous activity lie changed Starting conditions in the high-pressure rail before, whose consideration in turn the goodness and quality significantly increased the specified pressure curve.
Erfindungsgemäß wird eine Rechnereinheit mit Berechnungsmitteln angegeben, um alle Schritte eines Verfahrens gemäß einem der vorstehenden Ansprüche durchzuführen. Als Beispiel sei hier das System LABCAR genannt, das eine moderne Entwicklungs- und Testumgebung für Steuergeräte darstellt, und in das die erfindungsgemäße Rechnereinheit mit Vorteil integriert werden kann.According to the invention is a Calculator unit with calculation means specified to all steps of a Method according to one of the preceding claims perform. An example is the system LABCAR, which is a modern one Development and test environment for ECUs represents, and in the computer unit according to the invention with advantage can be integrated.
Ein erfindungsgemäßes Computer- bzw. Mikroprozessorprogramm enthält Programmcodemittel, um das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen, wenn das Programm auf einem Computer, einem Mikroprozessor oder einer entsprechenden Rechnereinheit, insbesondere der erfindungsgemäßen Rechnereinheit, ausgeführt wird.One Computer computer according to the invention or microprocessor program contains Program code means for carrying out the method according to the invention, when the program on a computer, a microprocessor or a corresponding computer unit, in particular the computer unit according to the invention, accomplished becomes.
Ein erfindungsgemäßes Computer- bzw. Mikroprozessorprogrammprodukt beinhaltet Programmcodemittel, die auf einem maschinen- bzw. computerlesbaren Datenträger gespeichert sind, um ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen, wenn das Programmprodukt auf einem Computer, einem Mikroprozessor oder auf einer entsprechenden Rechnereinheit, insbesondere der erfindungsgemäßen Rechnereinheit, ausgeführt wird. Geeignete Datenträger sind insbesondere Disketten, Festplatten, Flash-Speicher, EEPROMs, CD-ROMs, u.a.m. Auch ein Download eines Programms über Computernetze (Internet, Intranet usw.) ist möglich.An inventive computer or microprocessor program product includes program code means which are stored on a machine or computer readable medium to perform a method according to the invention, when the program product on a computer, a microprocessor or on a corresponding computer unit, in particular the computer unit according to the invention is executed , Suitable data carriers are in particular floppy disks, hard disks, flash memories, EEPROMs, CD-ROMs, etc. Also a download of a program via computer networks (Internet, intranet, etc.) is possible.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.Further Advantages and embodiments of the invention will become apparent from the Description and attached drawing.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It it is understood that the above and the following yet to be explained features not only in the specified combination, but also in other combinations or alone, without to leave the scope of the present invention.
Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.The Invention is based on an embodiment schematically shown in the drawing and is below under Referring to the drawings described in detail.
Figurenbeschreibungfigure description
Anhand
von
Die
in Form einer Prinzipskizze dargestellte hydraulische Ventilsteuerung
Das
hydraulische System für
das hier dargestellte Auslassventil
Der
Doppelkolben
Das
erste Rückschlagventil
RV1 bewirkt, dass eine Strömung
der Hydraulikflüssigkeit
nur von dem Hochdruckrail
Das
erste Magnetventil MV1 besitzt eine geschlossene und eine geöffnete Stellung,
die Darstellung der
Der
obere Druckraum
In
Zum Öffnen des
Auslassventiles
Durch
die Öffnung
des ersten Magnetventils MV1 herrscht bei statischer Betrachtung,
d.h. ohne Berücksichtigung
dynamischer Effekte durch zuvor bestehende Druckunterschiede, in
dem unteren Druckraum
Beim Öffnen des
ersten Magnetventils MV1 herrscht ein großer Druckunterschied zwischen
dem unteren Druckraum
Zum Öffnen des
Gaswechselventils
Nach
der Expansion der Hydraulikflüssigkeit in
den oberen Druckraum
Die Höhe der Verschiebung s ist von einer Öffnungszeitdauer des Magnetventils MV1 abhängig, die mit tm1 bezeichnet wird, von einer Öffnungsgröße des Magnetventils MV1, von einem Druck P und einer Temperatur T des Hydrauliköls, weiterhin vom Druckverlauf im Zylinder des Verbrennungsmotors. Kommt es zu einer Zündung, herrscht im Zylinder beispielsweise ein höherer Druck, gegen den das Ventil bewegt werden muss, als wenn es zu einer Fehlzündung kommt.The height of Displacement s is of an opening period of the solenoid valve MV1, the is denoted by tm1, of an opening size of the solenoid valve MV1, of a pressure P and a temperature T of the hydraulic oil, continue from the pressure curve in the cylinder of the internal combustion engine. It comes to an ignition, For example, in the cylinder, there is a higher pressure against which the valve rests must be moved as if it comes to a misfire.
Die Parameter s, P, T werden von der Rechnereinheit, beispielsweise integriert in LABCAR, durch andere Verfahren berechnet oder von externen Steuergeräten empfangen und diesem Verfahren zugeführt. Es bietet sich an, für das Magnetventil MV1 eine Durchflussmenge VMV1 pro Zeiteinheit t, d.h. VMV1/t, in Abhängigkeit der genannten Parameter in ein Kennfeld zu setzen. Von den möglichen Parametern sind Druck bzw. Druckdifferenz P und Temperatur T variabel, die Öffnungsgröße des Magnetventils vorgegeben. In erster Ausgestaltung wird daher eine Durchflussmenge pro Zeiteinheit in Abhängigkeit von Temperatur und Druck VMV1/t (P, T) in ein Kennfeld, z. B. eine Tabelle, gesetzt. In weiterer Ausbildung können zur Verfeinerung weitere Parameter hinzugenommen werden, wie z.B. die Druckdifferenz zwischen oberem und unterem Kolben.The parameters s, P, T are calculated by the computer unit, for example integrated in LABCAR, by other methods or received from external control units and fed to this method. It makes sense, for the solenoid valve MV1, a flow rate V MV1 per unit time t, ie V MV1 / t, set in dependence of the mentioned parameters in a map. Of the possible parameters are pressure or pressure difference P and temperature T variable, the opening size of the solenoid valve specified. In the first embodiment, therefore, a flow rate per unit time as a function of temperature and pressure V MV1 / t (P, T) in a map, z. As a table, set. In a further refinement, further parameters can be added for refinement, for example the pressure difference between the upper and lower pistons.
Um
das Gaswechselventil wieder zu schließen, werden das Magnetventil
MV1 geschlossen und das Magnetventil MV2 geöffnet. Dadurch kann die Hydraulikflüssigkeit
des oberen Druckraums
Durch
die hohen Druckunterschiede zwischen dem oberen Druckraum und dem
Rücklaufrail entweicht
der Inhalt des oberen Druckraums sehr schnell in den Rücklaufrail,
was zu einer zügigen Rückbewegung
des Kolbens führt.
Es bietet sich an, für
das zweite Magnetventil MV2 eine Durchflussmenge VVM2 pro
Zeiteinheit t, d.h. VMV2/t, in Abhängigkeit
der bereits genannten Parameter in ein Kennfeld zu setzen. Von den
möglichen
Parametern sind Druck bzw. Druckdifferenz P und Temperatur T variabel,
die Öffnungsgröße des Magnetventils
MV2 vorgegeben. In erster Ausgestaltung wird daher eine Durchflussmenge
pro Zeiteinheit in Abhängigkeit
von Temperatur und Druck VMV2/t (P, T) in
ein. Kennfeld gesetzt. In weiterer Ausbildung können zur Verfeinerung weitere
Parameter hinzugenommen werden, wie z.B. die Druckdifferenz zwischen
oberem Kolben
Während der Simulation unterschiedlicher Betriebs- und Lastzustände eines Verbrennungsmotors ist es möglich, dass im wesentlichen gleichzeitig die Gaswechselventile verschiedener Zylinder betätigt werden. Werden beispielsweise Gaswechselventile zweier verschiedener Zylinder geöffnet, kommt es zu von jedem der Gaswechselventile verursachten Druckveränderungen im Hochdruckrail, die Einfluß auf das jeweilige andere Gaswechselventil nehmen. Ist beispielsweise der Druck zu Beginn der Öffnungsphase eines Gaswechselventils aus diesen Gründen nicht entsprechend dem vorbestimmten Druck, werden falsche Werte aus Kennfeldern gelesen. Auch kommt es insbesondere zu Volumenveränderungen der Volumina V2 und V3, da die Höhe der Verschiebung s verändert wird. Dieser Beitrag des Volumenflusses, der durch eine im wesentlichen gleichzeitige Betätigung von Gaswechselventilen von verschiedenen Zylindern eines Verbrennungsmotors hervorgerufen wird, wird als Überlappvolumen V4 bezeichnet.During the simulation of different operating and load conditions of an internal combustion engine, it is possible that substantially simultaneously the gas exchange valves of different cylinders are actuated. If, for example gas exchange valves of two different cylinders are opened, it comes from each of the gas exchange valves caused pressure changes in the high-pressure rail, which take influence on the respective other gas exchange valve. For example, if the pressure at the beginning of the opening phase of a gas exchange valve for these reasons not according to the predetermined pressure, incorrect values are read from maps. Also, in particular, there are volume changes of the volumes V 2 and V 3 , since the height of the displacement s is changed. This contribution of the volume flow, which is caused by a substantially simultaneous actuation of gas exchange valves of different cylinders of an internal combustion engine, is referred to as overlap volume V 4 .
Es ist möglich, V4 aus Erfahrungswerten zu berechnen. Werden gleichzeitig ein Gaswechselventil geöffnet und eine weiteres geschlossen, verschwindet V4 beinahe. Werden gleichzeitig Gaswechselventile jeweils geöffnet oder geschlossen, ist die Veränderung der Verschiebung s mit etwa 5% anzugeben. V4 entspricht in einfacher Näherung deshalb etwa 5% der Verschiebung s multipliziert mit der Differenz der hydraulisch wirksamen Flächen der betroffenen Ventilsteuerungen für jeden beteiligten Zylinder. In vorteilhafter Ausgestaltung werden die Werte von V4 in Abhängigkeit der Parameter Anzahl der überlappenden Ventile und Überlappzeit in ein Kennfeld geschrieben. Die Werte können dabei zur genaueren Modellierung aus Experimenten gewonnen sein. V4 ist vom Volumen abzuziehen.It is possible to calculate V 4 from empirical values. If one gas exchange valve is opened at the same time and another is closed, V 4 almost disappears. If gas exchange valves are opened or closed at the same time, the change in the displacement s must be specified as approximately 5%. Therefore, in a simple approximation, V 4 corresponds to approximately 5% of the displacement s multiplied by the difference of the hydraulically effective areas of the relevant valve controls for each cylinder involved. In an advantageous embodiment, the values of V 4 are written into a characteristic field as a function of the parameters number of overlapping valves and overlapping time. The values can be obtained from experiments for more precise modeling. V 4 should be subtracted from the volume.
Schließlich wird ein Volumenfluss V5 berücksichtigt. Die Berechnung der Volumen- und/oder Druckwerte erfolgt an aufeinanderfolgenden Zeitpunkten des vorgegeben Zeittaktes. Der reale Volumenfluss ist von diesem Zeittakt unabhängig und wird durch die Öffnungszeit tm1 des Magnetventils MV1 in Abhängigkeit vom Kurbelwellenwinkel φ gesteuert. Zur Öffnung eine Einlassventils wird beispielsweise das Magnetventil MV1 bei φ = 350° geöffnet und bei φ = 180° geschlossen. Die Öffnungszeit wird nun in Bezug zum Triggertakt gesetzt. Typischerweise werden MV1 und MV2 zwischen zwei Zeitpunkten des Zeittaktes (Trigger) geöffnet und geschlossen. Der Anteil innerhalb eines Zeittaktes vor dem Öffnen, bei dem noch keine Volumenänderung stattfindet, wird als Vorlaufvolumen V5_less bezeichnet, und ist vom über den gesamten Zeittakt berechneten Volumenwert abzuziehen. Der Anteil innerhalb eines Zeittaktes nach dem Schließen, bei dem ebenfalls keine der oben genannten Volumenänderungen mehr stattfinden, wird als Nachlaufvolumen V5_more bezeichnet und ist vom berechneten Volumenwert des gesamten Zeittaktes abzuziehen.Finally, a volume flow V 5 is considered. The calculation of the volume and / or pressure values takes place at successive times of the given time cycle. The real volume flow is independent of this timing and is controlled by the opening time tm1 of the solenoid valve MV1 as a function of the crankshaft angle φ. For opening an inlet valve, for example, the solenoid valve MV1 is opened at φ = 350 ° and closed at φ = 180 °. The opening time is now set in relation to the trigger clock. Typically, MV1 and MV2 are opened and closed between two times of the clock (trigger). The fraction within a time clock before opening, at which no change in volume still takes place, is referred to as the flow volume V 5_less , and is subtracted from the volume value calculated over the entire cycle . The proportion within a time clock after closing, in which also no more of the above-mentioned volume changes take place, is referred to as the follow-up volume V 5_more and is the calculated volume value deduct the entire time.
In
Von der Rechnereinheit werden über Steuergeräte, sog. ECU (Electronic Control Unit), Signale bezüglich des Zustands der Magnetventile (MV1/2 offen, MV1/2 zu), die Zeitspanne tm1 sowie die Länge der Strecke s empfangen. Die Expansionszeit t1 ist vorbestimmt, beispielsweise t1 = 0,5 ms.From the computer unit via control units, so-called. ECU (Electronic Control Unit), signals regarding the state of the solenoid valves (MV1 / 2 open, MV1 / 2 closed), the time tm1 and the length of the distance s received. The expansion time t 1 is predetermined, for example, t 1 = 0.5 ms.
Die Berechnung wird angestoßen, sobald das Magnetventil MV1 geöffnet wird (MV1 = 1), nachdem das Magnetventil MV2 geschlossen ist (MV2 = 0). Die Volumenänderung dV/dt, aus der schließlich die Druckänderung erhalten wird, berechnet sich aus v(j·dT)/dT.The Calculation is initiated, as soon as the solenoid valve MV1 is opened becomes (MV1 = 1) after the solenoid valve MV2 is closed (MV2 = 0). The volume change dV / dt, from which finally the pressure change is calculated from v (j · dT) / dT.
Im
ersten Verfahrensschritt
Im
Schritt
Die Volumenänderung dV/dt, aus der schließlich die Druckänderung erhalten wird, berechnet sich aus V(j·dT)/dT.The volume change dV / dt, finally the pressure change is calculated from V (j · dT) / dT.
Im
Verfahrensschritt
Im
Schritt
Die
Volumenänderung
dV/dt, aus der schließlich
die Druckänderung
erhalten wird, berechnet sich aus V(j·dT)/dT. Anschließend wird
zu Schritt
Im
Schritt
Die
Volumenänderung
dV/dt, aus der schließlich
die Druckänderung
erhalten wird, berechnet sich aus V(j·dT)/dT. Anschließend wird
mit Schritt
Im
Schritt
Die
Volumenänderung
dV/dt, aus der schließlich
die Druckänderung
erhalten wird, berechnet sich aus V(j·dT)/dT. Anschließend wird
mit Schritt
Im
Schritt
Der
Druckverlauf, der mit dem Schließen des Auslassventils
Die
Schritte
Im
Schritt
Im
Schritt
Die Volumenänderung dV/dt, aus der schließlich die Druckänderung erhalten wird, berechnet sich aus V(j·dT)/dT.The volume change dV / dt, finally the pressure change is calculated from V (j · dT) / dT.
Im
Verfahrensschritt
Im
Schritt
Die
Volumenänderung
dV/dt, aus der schließlich
die Druckänderung
erhalten wird, berechnet sich aus V(j·dT)/dT. Anschließend wird
zu Schritt
Im
Schritt
Die
Volumenänderung
dV/dt, aus der schließlich
die Druckänderung
erhalten wird, berechnet sich aus V(j·dT)/dT. Anschließend wird
mit Schritt
Im
Schritt
Die Volumenänderung dV/dt, aus der schließlich die Druckänderung erhalten wird, berechnet sich aus V(j·dT)/dT.The volume change dV / dt, finally the pressure change is calculated from V (j · dT) / dT.
Im
Schritt
Aus
den angegebenen Volumenänderungen dV/dt
lassen sich jeweils die Druckveränderungen dP/dt
aus der Gleichung
In
Der Öffnungszustand
der beiden Magnetventile MV1, MV2 wird anhand des elektrischen Signals
dargestellt, was zu dem gezeigten rechteckförmigen Verlauf führt. Wie
zu erkennen ist, ist der hydraulische Druck p_u_Dr in dem unteren
Druckraum
Zunächst wird
das zweite Magnetventil MV2 geschlossen, was durch den Sprung
Wie
zu erkennen ist, bleibt der Druckverlauf p_u_Dr in dem unteren Druckraum
Wie
weiter aus
Anschließend wird
das Magnetventil MV2 wieder geöffnet,
was durch einen Sprung
Die
Kurve s_GWV_AV1 zeigt den zugehörigen
Bewegungsverlauf des Auslassventils
Durch Öffnen des
Magnetventils
- 11
- Hydraulische Ventilsteuerunghydraulic valve control
- 22
- Doppelkolbendouble piston
- 33
- Unterer Druckraumlower pressure chamber
- 44
- Oberer DruckraumOberer pressure chamber
- 55
- Stößeltappet
- 66
- Unterer Stößellower tappet
- 77
- Oberer StößelOberer tappet
- 88th
- Auslassventiloutlet valve
- 99
- HochdruckrailHigh-pressure rail
- 1010
- RücklaufrailReturn rail
- 1111
- Unterer Kolbenlower piston
- 1212
- Oberer KolbenOberer piston
- 2222
- HochdruckrailverteilerHigh-pressure rail distributor
- RV1RV1
- Erstes Rückschlagventilfirst check valve
- RV2RV2
- Zweites Rückschlagventilsecond check valve
- MV1MV1
- Erstes Magnetventilfirst magnetic valve
- MV2MV2
- Zweites Magnetventilsecond magnetic valve
- 201 ... 210201 ... 210
- Verfahrensschrittstep
- 300300
- Anfangsdruckinitial pressure
- 301301
- Schließen MV2Close MV2
- 302302
- Öffnen MV1Open MV1
- 303303
- Schließen MV1Close MV1
- 304304
- erster Minimalwertfirst minimum value
- 305305
- lokaler Maximalwertlocal maximum value
- 306306
- Maximalwertmaximum value
- 307307
- Öffnen MV2Open MV2
- 308308
- Maximalwert smaximum value s
- 309309
- Öffnungshubopening stroke
- 310310
- Schließen AuslassventilClose exhaust valve
Claims (9)
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Family Applications (1)
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