DE102011017215A1

DE102011017215A1 - Verbrennungskraftmaschine für einen Kraftwagen sowie Verfahren zum Überprüfen einer Stelleinrichtung einer solchen Verbrennungskraftmaschine

Info

Publication number: DE102011017215A1
Application number: DE201110017215
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Bechtold Martin; Dr.-Ing. Betsch Jochen; Dr.Ing. Fieweger Klaus; Dipl.-Ing. Kröner Gerd; Dipl.-Ing. Lengfeld Markus; Dipl.-Ing. Scheindlin Alexander; Dipl.-Ing. Schröer Dietmar; Dipl.-Ing. Seidel Georg
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2011-04-15
Filing date: 2011-04-15
Publication date: 2012-10-18

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verbrennungskraftmaschine für einen Kraftwagen, mit wenigstens einer Stelleinrichtung, mittels welcher wenigstens ein Verdichtungsverhältnis der Verbrennungskraftmaschine variabel einstellbar ist, mit wenigstens einer Erfassungseinrichtung, mittels welcher zumindest ein eine zum Einstellen des Verdichtungsverhältnisses aufzuwendende Ist-Energiemenge charakterisierendes Signal (18, 62) erfassbar ist, und mit wenigstens einer Recheneinrichtung, mittels welcher anhand des erfassten Signals (18, 62) die Ist-Energiemenge ermittelbar ist und mittels welcher eine, zum Einstellen des Verdichtungsverhältnisses aufzuwendende Soll-Energiemenge anhand eines wenigstens eine physikalische Eigenschaft der Verbrennungskraftmaschine nachbildenden Modells (24), berechenbar ist, sowie ein Verfahren zum Überprüfen einer Stelleinrichtung einer solchen Verbrennungskraftmaschine.

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbrennungskraftmaschine für einen Kraftwagen der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art sowie ein Verfahren zum Überprüfen einer Stelleinrichtung einer solchen Verbrennungskraftmaschine der im Oberbegriff des Patentanspruchs 5 angegebenen Art.
Die EP 1 307 642 B1 offenbart eine Hubkolben-Brennkraftmaschine, mit einem in einem Zylinder verschieblich angeordneten Kolben. Der Kolben ist mit einem Pleuel gelenkig gekoppelt, dessen Bewegung auf eine Kurbel einer Kurbelwelle übertragbar ist. Zwischen dem Pleuel und der Kurbel ist ein Übertragungsglied vorgesehen, dessen Bewegung über einen Steuerhebel manipulierbar ist, mit dem Ziel, eine steuerbare Bewegung des Kolbens zu gewährleisten. Dabei soll insbesondere eine Variierung des Verdichtungsverhältnisses und des Kolbenhubs ermöglicht werden. Das Übertragungsglied ist dabei als Querhebel ausgebildet, der über ein Gelenk mit der Kurbel gekoppelt ist. Dieses Gelenk liegt im zwischenliegenden Bereich zwischen einem Lagerpunkt des Querhebels zum Steuerhebel und einem Lagerpunkt des Querhebels zum Pleuel. Ferner ist das Gelenk zwischen Querhebel und Kurbel mit Abstand zur Verbindungslinie zwischen den beiden Lagerpunkten des Querhebels zum Steuerhebel bzw. zum Pleuel angeordnet. Darüber hinaus ist vorgesehen, dass die Seitenlänge zwischen dem Steuerhebel-Lagerpunkt und dem Pleuel-Lagerpunkt und die Seitenlänge zwischen dem Steuerhebel-Lagerpunkt und dem Kurbel-Gelenkpunkt und die Seitenlänge zwischen dem Pleuel-Lagerpunkt und dem Kurbel-Gelenkpunkt bezogen auf den Kurbelradius auf bestimmte Weise bemessen sind.
Der DE 102 51 493 A1 ist ein Verfahren für einen Diagnosebetrieb einer Brennkraftmaschine als bekannt zu entnehmen. Die Brennkraftmaschine weist dabei mehrere Kompressionsverhältnis-Betriebszustände auf. Bei dem Verfahren wird eine Änderung der Zündanpassung bestimmt, die zur Vermeidung eines Klopfens erforderlich ist, wenn der Motor in bestimmten Kompressionsverhältnis-Betriebszuständen betrieben wird. Ferner wird der Betrieb bzw. der Zustand der Brennkraftmaschine wenigstens teilweise basierend auf der Änderung der Zündanpassung bewertet.
Die DE 199 55 250 A1 offenbart ein Verfahren zur Funktionsüberwachung einer Vorrichtung zur variablen Einstellung der Zylinderverdichtung bei einer Hubkolben-Brennkraftmaschine. Jeweils vor und nach einer Ansteuerung der Vorrichtung zur Veränderung der Zylinderverdichtung wird ein Motorbetriebsparameter, der auf eine Änderung der Zylinderverdichtung reagiert, ermittelt. Beide Werte des Motorbetriebsparameters werden miteinander verglichen, um festzustellen, ob eine Veränderung des Motorbetriebsparameters eingetreten ist. Dabei stellt eine Veränderung des Motorbetriebsparameters ein Indiz für eine korrekte Funktion der Vorrichtung zur variablen Einstellung der Zylinderverdichtung dar. Die bekannten Verfahren weisen weiteres Potential auf, eine Überprüfung einer Stelleinrichtung zum variablen Einstellen eines Verdichtungsverhältnisses zu verbessern.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verbrennungskraftmaschine für einen Kraftwagen sowie ein Verfahren zum Überprüfen einer Stelleinrichtung einer solchen Verbrennungskraftmaschine bereitzustellen, durch welche die Stelleinrichtung zum variablen Einstellen wenigstens eines Verdichtungsverhältnisses der Verbrennungskraftmaschine besser zu überprüfen ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Verbrennungskraftmaschine für einen Kraftwagen mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Verfahren zum Überprüfen einer Stelleinrichtung einer solchen Verbrennungskraftmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 5 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
Der erste Aspekt der Erfindung betrifft eine Verbrennungskraftmaschine für einen Kraftwagen, welche wenigstens eine Stelleinrichtung umfasst. Mittels der Stelleinrichtung ist wenigstens ein Verdichtungsverhältnis der Verbrennungskraftmaschine variabel einstellbar.
Erfindungsgemäß ist wenigstens eine Erfassungseinrichtung vorgesehen, mittels welcher zumindest ein eine zum Einstellen des Verdichtungsverhältnisses aufzuwendende Ist-Energiemenge charakterisierendes Signal erfassbar ist. Ferner ist wenigstens eine Recheneinrichtung vorgesehen, mittels welcher anhand des erfassten Signals die Ist-Energiemenge ermittelbar ist und mittels welcher eine zum Einstellen des Verdichtungsverhältnisses aufzuwendende Soll-Energiemenge anhand eines wenigstens eine physikalische Eigenschaft der Verbrennungskraftmaschine nachbildenden Modells berechenbar ist.
Bei der erfindungsgemäßen Verbrennungskraftmaschine ist es somit möglich, zunächst die Ist-Energiemenge anhand des erfassten Signals zu ermitteln und die Soll-Energiemenge anhand des Modells zu berechnen. Anhand dieser beiden Energiemengen kann dann ein Zustand der Stelleinrichtung besonders präzise und aussagekräftig ermittelt werden. Die erfindungsgemäße Verbrennungskraftmaschine ermöglicht ein verbessertes Überprüfen insbesondere der Funktionsfähigkeit der Stelleinrichtung, da es anhand der Energiemengen möglich ist, den aktuell und tatsächlich gegebenen bzw. vorliegenden Zustand der Stelleinrichtung zu ermitteln.
Wird ein unerwünschter Zustand oder ein solcher Zustand ermittelt, von welchem ausgehend abzuschätzen und mit großer Wahrscheinlichkeit vorherzusehen ist, dass die Stelleinrichtung bald einen unerwünschten Zustand aufweisen wird, so können dadurch besonders frühzeitig entsprechende Gegenmaßnahmen eingeleitet werden. Bei einer solchen Gegenmaßnahme handelt es sich beispielsweise um einen Hinweis, welcher einem Nutzer, insbesondere einem Fahrer, des Kraftwagens, der beispielsweise als Personenkraftwagen ausgebildet ist, in Form eines akustischen und/oder optischen Signals mitgeteilt wird. Durch diesen Hinweis wird der Nutzer beispielsweise dazu angeregt, die Stelleinrichtung zu warten und/oder zu reparieren und/oder auszutauschen bzw. eine Werkstatt aufzusuchen. Infolge der besonders präzisen und aussagekräftigen Ermittlung des Zustands der Stelleinrichtung können unnötige Wartungs- und/oder Reparaturarbeiten vermieden werden.
Während des Betriebs der Verbrennungskraftmaschine mit der Stelleinrichtung, welche beispielsweise als so genanntes Multilink-Triebwerk ausgebildet ist, können sich insbesondere in Abhängigkeit von einer Last und/oder einer Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine sehr hohe Stellmomente und/oder Stellkräfte ergeben, die es von der Stelleinrichtung aufzuwenden bzw. aufzubringen gilt, um das Verdichtungsverhältnis einzustellen bzw. zu verstellen. Zum Verstellen des Verdichtungsverhältnisses umfasst die Stelleinrichtung beispielsweise ein Getriebe und/oder anderweitige Übertragungselemente sowie ein Stellglied, beispielsweise einen Elektromotor. Die hohen Stellmomente und/oder hohen Stellkräfte stellen hohe Belastungen für die Stelleinrichtung dar, wodurch auch insbesondere Zahnräder und/oder wenigstens eine Kupplung der Stelleinrichtung stark belastet werden. Diese starken Belastungen können zu einem erhöhten Verschleiß der Stelleinrichtung führen. Dies trifft insbesondere auf wenigstens ein Lager der Stelleinrichtung zu, mittels welchem ein zum Einstellen des Verdichtungsverhältnisses rotatorisch und/oder translatorisch bewegbares Übertragungselement der Stelleinrichtung an einem Bauteil, insbesondere an einem Gehäuseteil, der Verbrennungskraftmaschine gelagert ist. Versagt das Lager oder ein Übertragungselement der Stelleinrichtung, so führt dies zu einem Ausfall der Stelleinrichtung. Ein solcher Ausfall ist relevant für eine so genannte An-Bord-Diagnostik (OBD – On Board Diagnostic) des Kraftwagens, da ein Ausfall oder eine anderweitige negative Beeinträchtigung der Funktionsfähigkeit der Stelleinrichtung infolge der hohen Belastungen zu unerwünscht hohen Schadstoffemissionen und einem unerwünscht hohen Kraftstoffverbrauch führen kann.
Vor diesem Hintergrund ist die präzise und aussagekräftige Ermittlung des Zustands der Stelleinrichtung besonders vorteilhaft, was bei der erfindungsgemäßen Verbrennungskraftmaschine möglich ist. Bei der erfindungsgemäßen Verbrennungskraftmaschine können ein erhöhter Verschleiß und ein Ausfall bzw. ein zeitlich bevorstehender unerwünscht hoher Verschleiß bzw. Ausfall ermittelt werden, sodass entsprechende Gegenmaßnahmen eingeleitet werden können. In der Folge kann die Entstehung von unerwünscht hohen Schadstoffemissionen sowie eines unerwünscht hohen Kraftstoffverbrauchs, was mit unerwünscht hohen CO₂-Emissionen einhergehen würde, vermieden werden.
Die erfindungsgemäße Verbrennungskraftmaschine birgt ferner den Vorteil, dass das präzise und aussagekräftige Überprüfen der Stelleinrichtung besonders kostengünstig und mit einer nur geringen Teileanzahl möglich ist. Insbesondere sind keine zusätzlichen Sensoren vonnöten. Dies halt die Kosten sowie das Gewicht der erfindungsgemäßen Verbrennungskraftmaschine besonders gering. Ferner weist die erfindungsgemäße Verbrennungskraftmaschinen einen nur sehr geringen Bauraumbedarf auf, was insbesondere in einem platzkritischen Bereich wie einem Motorraum des Kraftwagens zur Lösung und/oder zur Vermeidung von Package-Problemen führen kann.
Die Recheneinrichtung ist bevorzugt einem Steuergerät zum Regeln und/oder Steuern der Verbrennungskraftmaschine und/oder der Stelleinrichtung zugeordnet und in dieses integriert. Dies hält ebenso den Bauraumbedarf sowie die Teileanzahl gering.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist mittels der Recheneinrichtung die Ist-Energiemenge mit der Soll-Energiemenge vergleichbar, wobei in Abhängigkeit von diesem Vergleich der Zustand der Stelleinrichtung ermittelbar ist. Ergibt der Vergleich beispielsweise, dass die Ist-Energiemenge von der Soll-Energiemenge abweicht, und ist diese Abweichung, insbesondere betragsmäßig, höher als ein vorgebbarer Schwellenwert, so kann auf einen Zustand erhöhter Reibung und/oder einer unerwünscht negativen Beeinträchtigung der Funktionsfähigkeit der Stelleinrichtung rückgeschlossen werden.
Ergänzend oder alternativ kann vorgesehen sein, dass durch das zumindest betragsmäßige Überschreiten des Schwellenwerts, wobei auch ein Unterschreiten möglich ist, auch auf einen so genannten Grenz-Zustand der Stelleinrichtung rückgeschlossen werden kann. In diesem Grenz-Zustand weist die Stelleinrichtung einen Zustand, insbesondere einen Verschleiß-Zustand, auf, in welchem nach wie vor eine erwünschte und vorteilhafte Funktionsfähigkeit der Stelleinrichtung gegeben ist. In diesem Grenz-Zustand kann die Verbrennungskraftmaschine nach wie vor mittels der Stelleinrichtung an unterschiedliche Betriebszustände und Fahrsituationen effizient angepasst und dadurch besonders effizient und kraftstoffverbrauchsarm betrieben werden.
Infolge der Ermittlung des Grenz-Zustands kann auf einen ausgehend von dem Grenz-Zustand zukünftig eintretenden unerwünschten Zustand der Stelleinrichtung infolge eines fortschreitenden Verschleißes rückgeschlossen werden. Mit anderen Worten kann dadurch der zukünftig und mit einer hohen Wahrscheinlichkeit eintretende, unerwünschte Zustand der Stelleinrichtung abgeschätzt und vorhergesehen werden. Dadurch können frühzeitig und bereits vor Erreichen des unerwünschten Zustands der Stelleinrichtung entsprechende Gegenmaßnahmen getroffen werden. Bei diesen Gegenmaßnahmen handelt es sich beispielsweise um den geschilderten Hinweis, durch welchen der Nutzer des Kraftwagens angeregt wird, die Stelleinrichtung zu warten bzw. warten zu lassen. Dadurch kann einem Ausfall wenigstens eines Übertragungselements der Stelleinrichtung und damit der gesamten Stelleinrichtung sowie einer unerwünschten Beeinträchtigung der Funktionsfähigkeit der Stelleinrichtung mit einer besonders hohen Wahrscheinlichkeit vorgebeugt werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung umfasst die Stelleinrichtung wenigstens einen Elektromotor zum Einstellen des Verdichtungsverhältnisses. Der Elektromotor umfasst beispielsweise ein rotatorisch und/oder translatorisch bewegbares Bewegungsteil, mittels welchem das Einstellen des Verdichtungsverhältnisses bewirkbar ist. Dabei ist vorgesehen, dass als das die zum Einstellen des Verdichtungsverhältnisses aufzuwendende Ist-Energiemenge charakterisierende Signal eine elektrische Stromaufnahme des Elektromotors mittels der Erfassungseinrichtung erfassbar ist. Ebenso ist es möglich, dass ein zeitlicher Verlauf der Stromaufnahme als das Signal erfassbar ist. Anhand der Stromaufnahme kann besonders zuverlässig und zumindest im Wesentlichen direkt auf den aktuellen und tatsächlich vorliegenden bzw. gegebenen Zustand der Stelleinrichtung rückgeschlossen werden. Ferner ist der Zustand dadurch auf besonders einfache und kostengünstige Weise zumindest im Wesentlichen ohne zusätzliche Sensoren zu ermitteln.
Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass die zum Einstellen des Verdichtungsverhältnisses aufzuwendende Soll-Energiemenge in Abhängigkeit von einer anhand des Modells berechneten, elektrischen Stromaufnahme des Elektromotors mittels der Recheneinrichtung berechenbar ist. Auch dies ermöglicht die besonders präzise und aussagekräftige Ermittlung des aktuellen und tatsächlich vorliegenden Zustands der Stelleinrichtung, sodass unerwünscht hohe Schadstoffemissionen sowie ein unerwünscht hoher Kraftstoffverbrauch der Verbrennungskraftmaschine vermeidbar sind. Dabei kann auch ein zeitlicher Verlauf der Stromaufnahme anhand des Modells berechnet werden.
Zur Ermittlung des Zustands der Verbrennungskraftmaschine wird beispielsweise die erfasste Stromaufnahme mit der berechneten Stromaufnahme verglichen. Ergibt, wie bereits geschildert, dieser Vergleich, dass die Ist-Energiemenge von der Soll-Energiemenge abweicht, und überschreitet oder unterschreitet die Abweichung einen vorgebbaren Schwellenwert, so kann auf einen unerwünschten Zustand der Stelleinrichtung bzw. auf den Grenz-Zustand dieser rückgeschlossen werden. In der Folge können geeignete Gegenmaßnahmen eingeleitet werden, um den Ausfall und/oder eine unerwünschte negative Beeinträchtigung der Funktionsfähigkeit der Stelleinrichtung zu vermeiden und diesen gegebenenfalls durch Wartungs- und/oder Reparaturarbeiten vorzubeugen.
Der zweite Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überprüfen einer Stelleinrichtung zum variablen Einstellen wenigstens eines Verdichtungsverhältnisses einer Verbrennungskraftmaschine für einen Kraftwagen, insbesondere einen Personenkraftwagen. Bei dem Verfahren wird ein Zustand der Stelleinrichtung ermittelt.
Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass ein eine zum Einstellen des Verdichtungsverhältnisses aufzuwendende Ist-Energiemenge charakterisierendes Signal mittels wenigstens einer Erfassungseinrichtung erfasst wird. Ferner wird die Ist-Energiemenge anhand des erfassten Signals mittels wenigstens einer Recheneinrichtung ermittelt. Darüber hinaus wird eine zum Einstellen des Verdichtungsverhältnisses aufzuwendende Soll-Energiemenge anhand eines wenigstens eine physikalische Eigenschaft der Verbrennungskraftmaschine nachbildenden Modells berechnet. Vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht ein verbessertes Überprüfen der Stelleinrichtung und die besonders präzise und aussagekräftige Ermittlung des aktuellen und tatsächlich vorliegenden Zustands der Stelleinrichtung. Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die Stelleinrichtung insbesondere hinsichtlich ihrer Funktionsfähigkeit zum Einstellen des Verdichtungsverhältnisses schnell und kostengünstig überprüft werden.
Wird ein unerwünschter Zustand oder ein solcher Zustand der Stelleinrichtung ermittelt, von welchem ausgehend ein zukünftiger unerwünschter Zustand der Stelleinrichtung in naher Zukunft vorliegen wird, so können schon frühzeitig entsprechende Gegenmaßnahmen eingeleitet werden, um zu verhindern, dass die Stelleinrichtung in den unerwünschten Zustand gelangt und/oder dass die Stelleinrichtung bzw. wenigstens ein Übertragungselement dieser versagt und ausfällt.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Verfahrens wird die Ist-Energiemenge mit der Soll-Energiemenge verglichen, wobei anhand dieses Vergleichs der Zustand der Stelleinrichtung ermittelt wird. Dadurch ist eine besonders präzise Ermittlung des aktuellen und tatsächlich vorliegenden Zustands der Verbrennungskraftmaschine ermöglicht. Ferner kann dadurch der Zustand auf besonders einfache und kostengünstige Weise mit einer nur geringen Teileanzahl ermittelt werden. Dies hält das Gewicht sowie die Kosten der Verbrennungskraftmaschine besonders gering.
Ergibt der Vergleich, dass die Ist-Energiemenge zumindest betragsmäßig geringer ist als die Soll-Energiemenge, so wird dadurch beispielsweise ein Versagen bzw. ein Ausfall wenigstens eines der Stelleinrichtung zugeordneten Kraft- und/oder Drehmomentenübertragungselements zum Einstellen des Verdichtungsverhältnisses ermittelt. Mit anderen Worten, ist die Ist-Energiemenge geringer als die Soll-Energiemenge, so ist die Wahrscheinlichkeit besonders groß, dass dies an dem Ausfall bzw. dem Versagen wenigstens eines entsprechenden Übertragungselements der Stelleinrichtung liegt.
Dieses Ergebnis des Vergleichs sagt beispielsweise aus, dass eine Stellkraft und/oder ein Stellmoment zum Einstellen des Verdichtungsverhältnisses, welches beispielsweise von dem Elektromotor der Stelleinrichtung aufgewendet wird, nicht oder nicht vollständig zu einem in einem Brennraum, insbesondere einem Zylinder, der Verbrennungskraftmaschine angeordneten Kolben übertragen wird, um durch Bewegen dieses Kolbens in dem Brennraum relativ zu dem Brennraum das Verdichtungsverhältnis einzustellen. Infolge dieser Ermittlung des Ausfalls bzw. des Versagens können entsprechende Gegenmaßnahmen eingeleitet werden, um einen aus dem Versagen resultierenden Betrieb der Verbrennungskraftmaschine mit einem unerwünscht hohen Kraftstoffverbrauch und/oder mit unerwünscht hohen Schadstoffemissionen zu vermeiden.
Ergibt der Vergleich der Ist-Energiemenge mit der Soll-Energiemenge, dass die Ist-Energiemenge zumindest betragsmäßig größer ist als die Soll-Energiemenge, so kann daraus auf eine erhöhte Reibung und/oder auf eine anderweitige negative Beeinträchtigung der Funktionsfähigkeit der Stelleinrichtung rückgeschlossen werden. Beispielsweise ist wenigstens ein Übertragungselement der Stelleinrichtung verklemmt oder anderweitig in dessen Funktion negativ beeinträchtigt. Auch in diesem Fall sind entsprechende Gegenmaßnahmen besonders frühzeitig einzuleiten, um den unerwünschten Zustand, insbesondere Betriebszustand, der Verbrennungskraftmaschine zu vermeiden.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des zweiten Aspekts der Erfindung wird als das Signal ein zeitlicher Verlauf einer elektrischen Stromaufnahme des der Stelleinrichtung zugeordneten Elektromotors zum Einstellen des Verdichtungsverhältnisses erfasst. Auf diese Art und Weise kann das Signal besonders einfach und kostengünstig und insbesondere ohne zusätzliche, kosten- und bauraumintensive Sensoren erfasst werden und so auf den Zustand der Stelleinrichtung rückgeschlossen werden
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des zweiten Aspekts der Erfindung wird die Soll-Energiemenge in Abhängigkeit von einem anhand des Modells berechneten, zeitlichen Verlaufs einer Stromaufnahme eines der Stelleinrichtung zugeordneten Elektromotors zum Einstellen des Verdichtungsverhältnisses berechnet. Dadurch kann der aktuelle und tatsächlich vorliegende Zustand der Stelleinrichtung besonders präzise und aussagekräftig ermittelt werden. Insbesondere kann die anhand des Modells berechnete Stromaufnahme besonders günstig und vorteilhaft mit der besonders kostengünstig erfassten Stromaufnahme des Elektromotors verglichen werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird wenigstens einer, insbesondere beide, der zeitlichen Verläufe in einen ersten, einen Haftreibungszustand der Stelleinrichtung charakterisierenden Bereich und in wenigstens einen zweiten, einen Gleitreibungszustand der Stelleinrichtung charakterisierenden Bereich unterteilt.
Zum Einstellen des Verdichtungsverhältnisses umfasst die Stelleinrichtung wenigstens ein Übertragungselement, beispielsweise eine Verstellwelle. Über das Übertragungselement können Kräfte und/oder Momente übertragen werden, um das Verdichtungsverhältnis einzustellen. Das Übertragungselement ist dabei beispielsweise über wenigstens ein Lager an einem Bauteil, insbesondere einem Gehäuseteil, der Verbrennungskraftmaschine bzw. der Stelleinrichtung relativ zu diesem Bauteil bewegbar gelagert. Die Verstellwelle ist beispielsweise über das wenigstens eine Lager um eine Drehachse relativ zu dem Bauteil drehbar an diesem gelagert.
Zur Lagerung des Übertragungselements umfasst das Lager wenigstens zwei relativ zueinander bewegbare Lagerteile. Diese Lagerteile sind gegebenenfalls zum Schmieren und Kühlen des Lagers mit einem Schmiermittel, insbesondere Schmieröl, versorgbar. Dabei ist das Lager gegebenenfalls als Gleitlager ausgebildet.
Um zwei relativ zueinander bewegbare und sich zeitlich relativ zueinander in Ruhe befindende Teile wie die Lagerteile in eine Relativbewegung zueinander zu überführen, ist es erforderlich, die Lagerteile zunächst von dem Haftreibungszustand, in welchem Haftreibung zwischen den Lagerteilen vorliegt, in einen Gleitreibungszustand, in welchem Gleitreibung vorliegt, zu überführen. Da die Haftreibung größer ist als die Gleitreibung, müssen zunächst zum Bewegen der Lagerteile relativ zueinander, ausgehend von der relativen Ruhe zueinander, höhere Stellkräfte und/oder Stellmomente aufgewendet werden als im Gleitreibungszustand, in welchem sich die Lagerteile zumindest im Wesentlichen konstant relativ zueinander bewegen. Im Gleitreibungszustand sind dann lediglich zumindest im Wesentlichen konstante Stellkräfte und/oder -momente aufzuwenden, um Reibkräfte und/oder Reibmomente zu überwinden und die Lagerteile in der relativen Bewegung zueinander zu halten.
Infolge dieser Unterteilung des zeitlichen Verlaufs in den Haftreibungszustand und den Gleitreibungszustand kann die Ist-Energiemenge besonders vorteilhaft, aussagekräftig und belastungsfähig mit der Soll-Energiemenge verglichen werden. Insbesondere ist es vermieden, dass Bereiche der Verläufe, in welchen der Haftreibungszustand vorliegt, mit Bereichen der Verläufe verglichen werden, in welchen der Gleitreibungszustand vorliegt. Dies könnte zu falschen Rückschlüssen über den Zustand der Stelleinrichtung führen, was bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vermieden ist.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Die Zeichnung zeigt in:
1 einen zeitlichen Verlauf einer Stromaufnahme eines Elektromotors einer Stellleinrichtung zum variablen Einstellen eines Verdichtungsverhältnisses einer Verbrennungskraftmaschine;
2 eine Prinzipdarstellung eines Modells, durch welches physikalische Eigenschaften der Verbrennungskraftmaschine gemäß 1 nachgebildet sind,;
3 einen zeitlichen Verlauf einer Stromaufnahme des Elektromotors gemäß 1; und
4 ein Schaubild zur Darstellung von erfassten und berechneten Energiemengen, die durch den Elektromotor beim Einstellen des Verdichtungsverhältnisses gemäß den 1 bis 3 aufgewendet werden.
Das Streben, Kraftstoffverbräuche von Verbrennungskraftmaschinen zu reduzieren, führt dazu, Verbrennungskraftmaschinen mit wenigstens einem variabel verstellbaren Verdichtungsverhältnis sowie mit einer Stelleinrichtung zum Einstellen des Verdichtungsverhältnisses zu versehen. Eine solche Verbrennungskraftmaschine ist beispielsweise als Hubkolbenmaschine ausgebildet und weist wenigstens einen Zylinder auf, in welchem ein korrespondierender Kolben translatorisch bewegbar aufgenommen ist. Zum variablen Einstellen des dem Zylinder zugeordneten Verdichtungsverhältnisses ist die Stelleinrichtung vorgesehen, mittels welcher der Kolben in dem Zylinder relativ zu dem Zylinder bewegbar ist. Dazu umfasst die Stelleinrichtung beispielsweise einen Elektromotor mit einem um eine Drehachse drehbaren Rotor. Ferner umfasst die Stelleinrichtung eine Verstellwelle, welche beispielsweise als Exzenterwelle ausgebildet und um eine Drehachse drehbar ist. Die Exzenterwelle ist mit dem Rotor des Elektromotors drehfest gekoppelt oder zum Einstellen bzw. Verstellen des Verdichtungsverhältnisses drehfest koppelbar.
Ebenso kann vorgesehen sein, dass eine zumindest im Wesentlichen gerade Verstellwelle und eine zusätzliche Verstellwelle vorgesehen sind, welche zum Einstellen des Verdichtungsverhältnisses miteinander drehfest gekoppelt sind. So kann von dem Elektromotor auf bzw. in die Welle bzw. Wellen ein Drehmoment zum Einstellen des Verdichtungsverhältnisses eingeleitet werden. Dieses Drehmoment wird auch als Stellmoment bezeichnet. Über die Exzenterwelle und/oder die Verstellwelle und gegebenenfalls weitere vorhandene Übertragungselemente der Stelleinrichtung wird das Stellmoment auf den Kolben übertragen, wodurch dieser in dem Brennraum relativ zu diesem bewegt wird. Bei diesen Übertragungselementen handelt es sich beispielsweise um ein Getriebe mit wenigstens zwei Zahnrädern, welche jeweils eine Verzahnung aufweisen. Die Verzahnungen stehen dabei miteinander in Eingriff.
Zur Darstellung eines zum Einstellen bzw. Verstellen des Verdichtungsverhältnisses notwendigen Stellmoments weist der Elektromotor einen entsprechenden Strombedarf und somit eine entsprechende elektrische Stromaufnahme auf. Eine solche Stromaufnahme ist in der 1 gezeigt.
Die 1 zeigt ein Diagramm 10, auf dessen Abszisse 12 die Zeit gemäß einem Richtungspfeil 14 fortlaufend aufgetragen ist. Auf der Ordinate 16 des Diagramms 10 ist die elektrische Stromaufnahme bzw. der elektrische Strom des Elektromotors gemäß einem Richtungspfeil 17 ansteigend aufgetragen.
In das Diagramm 10 ist ein zeitlicher Verlauf 18 der elektrischen Stromaufnahme des Elektromotors eingetragen. Der Verlauf 18 weist einen ersten Bereich 20 sowie einen zweiten Bereich 22 auf. In dem ersten Bereich 20 befindet sich die Stelleinrichtung in einem Haftreibungszustand. In dem zweiten Bereich 22 befindet sich die Stelleinrichtung in einem Gleitreibungszustand.
Die Exzenterwelle und/oder die Verstellwelle sowie die gegebenenfalls vorhandenen weiteren Übertragungselemente der Stelleinrichtung sind jeweils über wenigstens ein Lager rotatorisch und/oder translatorisch bewegbar an einem Bauteil, insbesondere an einem Gehäuseteil, der Verbrennungskraftmaschine bzw. der Stelleinrichtung relativ zu diesem Bauteil bewegbar gelagert. Das jeweilige Lager umfasst dabei wenigstens zwei relativ zueinander bewegbare Lagerteile. Befinden sich die Lagerteile zunächst relativ zueinander in Ruhe, und werden die Lagerteile in eine Relativbewegung zueinander überführt, so muss das Lager von dem Haftreibungszustand, in welchem Haftreibung zwischen den Lagerteilen infolge der relativen Ruhe herrscht, in einen Gleitreibungszustand, in welchem Gleitreibung infolge der relativen Bewegung der Lagerteile zueinander herrscht, überfährt werden.
Zu diesem Überführen sind Stellkräfte und/oder Stellmomente aufzubringen. Da die Haftreibung zumindest betragsmäßig größer ist als die Gleitreibung, sind die im Haftreibungszustand aufzuwendenden Stellkräfte und/oder Stellmomente zum Überführen des Lagers und damit der Stelleinrichtung von dem Haftreibungszustand in den Gleitreibungszustand größer als in dem Gleitreibungszustand, in welchem sich die Lagerteile relativ zueinander zumindest im Wesentlichen konstant bewegen. In dem Gleitreibungszustand sind dabei lediglich im Wesentlichen konstante Stellkräfte und/oder Drehmomente aufzuwenden, um insbesondere Reibkräfte und/oder Reibmomente zu überwinden und die Lagerteile in der relativen Bewegung zueinander zu halten.
Das zum Haftreibungszustand und zum Gleitreibungszustand Geschilderte trifft insbesondere auf Gleitlager zu, welche mit einem Schmiermittel, insbesondere Schmieröl, zu versorgen sind. Auch kann dies auf miteinander im Eingriff stehende Verzahnungen zweier Zahnräder zutreffen. Das Stellmoment zum Überwinden der Haftreibung bzw. des Haftreibungszustands wird auch als Losbrechmoment bezeichnet.
Für die Funktionalität zum Einstellen des Verdichtungsverhältnisses der Stelleinrichtung besonders wichtig ist es, dass sich die Exzenterwelle (Verstellwelle) der Stelleinrichtung gemäß einer vorgebbaren Soll-Position um die Drehachse verdreht. Die Stelleinrichtung kann dabei eine Mehrzahl von Verstellwellen aufweisen. Insbesondere die in einem Drehmomenten- und/oder Kraftfluss vom Elektromotor zu dem Kolben letzte der Verstellwellen spielt eine besonders wichtige Rolle für die Funktionalität der Stelleinrichtung.
Da das Stellmoment an dieser Verstellwelle (Exzenterwelle) wirkt und zumindest im Wesentlichen maßgeblich für von dem Elektromotor aufzuwendende Stellmomente verantwortlich ist, kann für eine Diagnose der Stelleinrichtung das von dem Elektromotor zum Einstellen des Verdichtungsverhältnisses aufzuwendende Stellmoment verwendet werden. Mit anderen Worten, wird die Stelleinrichtung hinsichtlich ihres tatsächlichen und aktuell vorliegenden Zustands, in Abhängigkeit von dem, von dem Elektromotor aufzubringenden Stellmoment zum Einstellen bzw. Verstellen des Verdichtungsverhältnisses, ermittelt.
Zum Verstellen des Verdichtungsverhältnisses von einem ersten Wert, welcher als Epsiloneinheit bezeichnet wird, zu einem zweiten, davon unterschiedlichen Wert (Epsiloneinheit), ist von der Stelleinrichtung eine dazu notwendige Energiemenge aufzubringen, um das nötige Stellmoment darzustellen. Diese Energiemenge ist abhängig von den Epsiloneinheiten, um welche das Verdichtungsverhältnis verstellt wird, sowie von einer Last und/oder einer Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine. Die Last und/oder die Drehzahl und die zu verstellenden Epsiloneinheiten beeinflussen zumindest betragsmäßig das aufzuwendende Stellmoment, zu dessen Aufwenden bzw. Aufbringen eine entsprechende Energiemenge nötig ist. Diese zum Einstellen bzw. Verstellen des Verdichtungsverhältnisses notwendige Energiemenge kann zum einen über die Stromaufnahme des Elektromotors gemessen werden, was anhand des Verlaufs 18 der 1 dargestellt ist.
Ferner besteht die Möglichkeit, anhand eines Echtzeit-Simulationsmodells, durch welches wenigstens eine physikalische Eigenschaft der Verbrennungskraftmaschine mit der Stelleinrichtung nachgebildet ist, eine Energiemenge zu berechnen, die zum Einstellen bzw. Verstellen des Verdichtungsverhältnisses aufzuwenden ist. Als Eingangsgrößen des Simulationsmodells dienen dabei die zu verstellenden Epsiloneinheiten sowie die Last und/oder die Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine.
Die 2 zeigt ein solches Simulationsmodell 24, mittels welchem die aufzuwendende Energiemenge als Soll-Energiemenge zu berechnen ist. Im Rahmen des Simulationsmodells 24 ist die Exzenterwelle durch einen Simulationsblock 26 modelliert.
Ein Richtungspfeil 28 stellt eine Eingangsgröße des Simulationsmodells dar. Bei der durch den Richtungspfeil 28 angedeuteten Eingangsgröße handelt es sich um die Last M_Motor der Verbrennungskraftmaschine. Ferner ist eine weitere Eingangsgröße des Simulationsmodells 24 durch einen Richtungspfeil 30 angedeutet, wobei es sich um das aktuell eingestellte Verdichtungsverhältnis Eps_ist handelt. Weitere Eingangsgrößen des Simulationsmodells 24 können ein Drehmomentverlauf M_Exzenter an der Exzenterwelle sein, welche durch einen Richtungspfeil 32 dargestellt wird. Eine weitere Eingangsgröße kann eine Ist-Winkelstellung α_ist der Exzenterwelle sein, die die aktuelle Winkellage der Exzenterwelle darstellt. Diese Eingangsgröße ist durch einen Richtungspfeil 34 dargestellt. Durch einen Simulationsblock 36 des Simulationsmodells 24 sind weitere Übertragungselemente wie beispielsweise zumindest ein Getriebe der Stelleinrichtung modelliert.
Durch den Simulationsblock 36 sind dabei ein Übersetzungsverhältnis und/oder eine Getriebeart und/oder Trägheiten und/oder Elastizitäten der Übertragungselemente modelliert. Der Simulationsblock 36 erhält die durch den Richtungspfeil 32 dargestellte Eingangsgröße. Eine durch einen Richtungspfeil 38 angedeutete Ausgangsgröße des Simulationsblocks 36 ist eine Drehzahl n_Exzenter der Exzenterwelle, welche dem Simulationsblock 36 zugeführt wird. Eine weitere Ausgangsgröße des Simulationsblocks 36 ist ein Moment M_Stellwelle an der Verstellwelle. Diese Ausgangsgröße ist durch einen Richtungspfeil 40 dargestellt. Die Modellierung der Verstellwelle ist in der 2 schematisch dargestellt und mit 42 bezeichnet. Dabei wird ein Drehmomentenverlauf an der Verstellwelle und/oder ein Verstellwinkel an dieser modelliert.
Die durch den Richtungspfeil 40 dargestellte Ausgangsgröße des Simulationsblocks 36 wird einem Simulationsblock 44 des Simulationsmodells 24 zugeführt. Durch den Simulationsblock 44 ist der Elektromotor modelliert. Diese Modellierung des Elektromotors ist in der 2 schematisch dargestellt und mit 46 bezeichnet. Dabei wird eine Drehmomentenkennlinie und/oder eine Dynamikanforderung des Elektromotors modelliert. Ein Richtungspfeil 48 stellt eine Ausgangsgröße des Simulationsblocks 44 dar. Diese Ausgangsgröße ist eine Drehzahl n_e-Motor des Elektromotors und diese wird dem Simulationsblock 36 zugeführt.
Durch einen weiteren Simulationsblock 50 ist eine Endstufe einer Leistungselektronik der Stelleinrichtung modelliert. Eine durch einen Richtungspfeil 52 angedeutete Ausgangsgröße des Simulationsblocks 50 ist eine elektrische Leistung P_elektrisch, durch welche die Stromaufnahme des Elektromotors charakterisiert ist.
Das Simulationsmodell 24 weist ferner einen weiteren Simulationsblock 54 auf, durch welchen ein Regler zum Regeln der Stelleinrichtung und damit des Einstellens des Verdichtungsverhältnisses modelliert ist. Diese Modellierung ist in der 2 schematisch dargestellt und mit 56 bezeichnet. Dabei sind eine Positionsregelung des Verstellwinkels der Exzenterwelle und/oder eine Sensorauflösung modelliert. Eine Eingangsgröße des Simulationsblocks 54 ist durch einen Richtungspfeil 58 dargestellt. Diese Eingangsgröße ist ein Soll-Verdichtungsverhältnis, welches einzustellen ist und nach Einstellen des Verdichtungsverhältnisses vorliegen soll. Eine Ausgangsgröße des Simulationsblocks 54 ist durch einen Richtungspfeil 60 dargestellt. Bei dieser Ausgangsgröße handelt es sich um einen Soll-Drehwinkel α_soll, um welchen die Verstellwelle zum Einstellen des Verdichtungsverhältnisses verdreht werden soll.
Die Richtungspfeile 30, 34, 58 und 60 deuten dabei einen Informationsfluss an, während die übrigen Richtungspfeile 28, 32, 38, 40, 48 und 52 einen Energiefluss andeuten. Anhand des Simulationsmodells 24 ist somit die Energiemenge als Soll-Energiemenge zu berechnen, die es von der Stelleinrichtung aufzubringen gilt, um das Verdichtungsverhältnis von einem gegebenen zu einem davon unterschiedlichen Wert einzustellen.
Die 3 zeigt das Diagramm 10, in welchem ein weiterer zeitlicher Verlauf 62 der Stromaufnahme des Elektromotors eingetragen ist. Der Verlauf 62 wird dabei wie der Verlauf 18 gemessen und charakterisiert die Energiemenge als Ist-Energiemenge, welche von der Stelleinrichtung tatsächlich aufgewendet wird bzw. wurde, um das Verdichtungsverhältnis von dem ersten auf den zweiten, davon unterschiedlichen Wert einzustellen.
Wie in Zusammenschau mit der 1 deutlich wird, ist der Verlauf 62 betragsmäßig geringer als der Verlauf 18. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass bei einem Messvorgang zum Messen des Verlaufs 62 die Stelleinrichtung eine geringer Ist-Energiemenge aufgebracht bzw. verbraucht hat zum Einstellen des Verdichtungsverhältnisses als bei einem anderweitigen Messvorgang, bei welchem der Verlauf 18 erfasst wird bzw. wurde.
Die 4 zeigt einen Energiebalken 64, welcher die Ist-Energiemenge charakterisiert, welche anhand des gemessenen Verlaufs 18 ermittelt wird. Die 4 zeigt ferner einen Energiebalken 66, welcher die Ist-Energiemenge charakterisiert, die anhand des gemessenen Verlaufs 62 ermittelt wird. Die 4 zeigt ferner einen weiteren Energiebalken 68, welcher die anhand des Simulationsmodells 24 berechnete Soll-Energiemenge charakterisiert. Die Soll-Energiemenge stellt dabei die Energiemenge dar, die es bei voll funktionsfähiger und zumindest nahezu unverschlissener Stelleinrichtung aufzuwenden gilt, um das Verdichtungsverhältnis einzustellen.
Ein Vergleich des Energiebalkens 64 mit dem Energiebalken 68 und damit der anhand des Verlaufs 18 ermittelten Ist-Energiemenge mit der anhand des Simulationsmodells 24 ermittelten Soll-Energiemenge erlaubt den Rückschluss, dass die Stelleinrichtung bei dem Messvorgang zum Ermitteln des Verlaufs 18 zumindest im Wesentlichen voll funktionsfähig ist bzw. war, keinen oder nur einen sehr geringen Verschleiß aufweist und dass die Stelleinrichtung ihre Funktion erfüllen kann, das Verdichtungsverhältnis einzustellen. Dies ist der Fall, da die durch den Energiebalken 64 charakterisierte Ist-Energiemenge zumindest im Wesentlichen mit der durch den Energiebalken 68 charakterisierten Soll-Energiemenge übereinstimmt.
Im Gegensatz dazu ergibt ein Vergleich des Energiebalkens 66 mit dem Energiebalken 68 und damit ein Vergleich der anhand des Verlaufs 62 ermittelten Ist-Energiemenge mit der anhand des Simulationsmodells 24 ermittelten Soll-Energiemenge, dass bei der Durchführung des Messvorgangs zum Erfassen des Verlaufs 62 die Stelleinrichtung einen unterschiedlichen Zustand aufweist als durch das Simulationsmodell 24 modelliert ist. Da die durch den Energiebalken 66 charakterisierte Ist-Energiemenge wesentlich geringer ist als die durch den Energiebalken 68 charakterisierte Soll-Energiemenge, kann anhand dieses Vergleichs darauf zurückgeschlossen werden, dass die Exzenterwelle und/oder die Verstellwelle und/oder zumindest eines der Übertragungselemente wie das Getriebe ausgefallen ist bzw. seine Funktion zum Einstellen des Verdichtungsverhältnisses nicht auf gewünschte Art und Weise erfüllen kann.
So kann anhand des Vergleichs der Ist-Energiemenge mit der Soll-Energiemenge der Zustand und die Funktionsfähigkeit der Stelleinrichtung und insbesondere derer Übertragungselemente besonders präzise und aussagekräftig ermittelt werden. Bei einem Ausfall eines der Übertragungselemente wird insbesondere die letzte Verstellwelle der Verstelleinrichtung nicht gedreht. Wie der Zusammenschau der 1 mit der 3 zu entnehmen ist, fehlen somit die Stellmomente an der Verstellwelle. Dadurch verringert sich eine zu drehende Last des Elektromotors, sodass dieser eine geringere Stromaufnahme aufweist im Vergleich zum Simulationsmodell 24 und zum Verlauf 18, bei welchem die Übertragungselemente intakt sind.
Bezugszeichenliste

10: Diagramm
12: Abszisse
14: Richtungspfeil
16: Ordinate
17: Richtungspfeil
18: Verlauf
20: erster Bereich
22: zweiter Bereich
24: Simulationsmodell
26: Simulationsblock
28: Richtungspfeil
30: Richtungspfeil
32: Richtungspfeil
34: Richtungspfeil
36: Simulationsblock
38: Richtungspfeil
40: Richtungspfeil
42: Modellierung
44: Simulationsblock
46: Modellierung
48: Richtungspfeil
50: Simulationsblock
52: Richtungspfeil
54: Simulationsblock
56: Modellierung
58: Richtungspfeil
60: Richtungspfeil
62: Verlauf
64: Energiebalken
66: Energiebalken
68: Energiebalken

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1307642 B1 [0002]
DE 10251493 A1 [0003]
DE 19955250 A1 [0004]

Claims

Verbrennungskraftmaschine für einen Kraftwagen, mit wenigstens einer Stelleinrichtung, mittels welcher wenigstens ein Verdichtungsverhältnis der Verbrennungskraftmaschine variabel einstellbar ist, gekennzeichnet durch: – wenigstens eine Erfassungseinrichtung, mittels welcher zumindest ein eine zum Einstellen des Verdichtungsverhältnisses aufzuwendende Ist-Energiemenge charakterisierendes Signal (18, 62) erfassbar ist, – wenigstens eine Recheneinrichtung, mittels welcher anhand des erfassten Signals (18, 62) die Ist-Energiemenge ermittelbar ist und mittels welcher eine zum Einstellen des Verdichtungsverhältnisses aufzuwendende Soll-Energiemenge anhand eines wenigstens eine physikalische Eigenschaft der Verbrennungskraftmaschine nachbildenden Modells (24) berechenbar ist.
Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Recheneinrichtung die Ist-Energiemenge mit der Soll-Energiemenge vergleichbar ist, wobei in Abhängigkeit von diesem Vergleich ein Zustand der Stelleinrichtung ermittelbar ist.
Verbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinrichtung wenigstens einen Elektromotor zum Einstellen des Verdichtungsverhältnisses umfasst, wobei, als das die zum Einstellen des Verdichtungsverhältnisses aufzuwendende Ist-Energiemenge charakterisierende Signal (18, 62), eine elektrische Stromaufnahme (18, 62) des Elektromotors mittels der Erfassungseinrichtung erfassbar ist.
Verbrennungskraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinrichtung wenigstens einen Elektromotor zum Einstellen des Verdichtungsverhältnisses umfasst, wobei die zum Einstellen des Verdichtungsverhältnisses aufzuwendende Soll-Energiemenge in Abhängigkeit von einer anhand des Modells (24) berechneten, elektrischen Stromaufnahme des Elektromotors mittels der Recheneinrichtung berechenbar ist.
Verfahren zum Überprüfen einer Stelleinrichtung zum variablen Einstellen wenigstens eines Verdichtungsverhältnisses einer Verbrennungskraftmaschine für einen Kraftwagen, bei welchem ein Zustand der Stelleinrichtung ermittelt wird, gekennzeichnet durch die Schritte: – Erfassen eines eine zum Einstellen des Verdichtungsverhältnisses aufzuwendende Ist-Energiemenge charakterisierenden Signals (18, 62) mittels wenigstens einer Erfassungseinrichtung, – Ermitteln der Ist-Energiemenge anhand des erfassten Signals (18, 62) mittels wenigstens einer Recheneinrichtung und – Berechnen einer zum Einstellen des Verdichtungsverhältnisses aufzuwendenden Soll-Energiemenge anhand eines wenigstens eine physikalische Eigenschaft der Verbrennungskraftmaschine nachbildenden Modells (24).
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ist-Energiemenge mit der Soll-Energiemenge verglichen wird, wobei anhand dieses Vergleichs der Zustand der Stelleinrichtung ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Versagen wenigstens eines der Stelleinrichtung zugeordneten Kraft- und/oder Drehmomentenübertragungselements zum Einstellen des Verdichtungsverhältnisses ermittelt wird, wenn die Ist-Energiemenge geringer ist als die Soll-Energiemenge.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass als das Signal (18, 62) ein zeitlicher Verlauf (18, 62) einer elektrischen Stromaufnahme eines der Stelleinrichtung zugeordneten Elektromotors zum Einstellen des Verdichtungsverhältnisses erfasst wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Soll-Energiemenge in Abhängigkeit von einem anhand des Modells (24) berechneten, zeitlichen Verlaufs einer Stromaufnahme eines der Stelleinrichtung zugeordneten Elektromotors zum Einstellen des Verdichtungsverhältnisses berechnet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der zeitlichen Verläufe (18, 62) in einen ersten, einen Haftreibungszustand der Stelleinrichtung charakterisierenden Bereich (22) und in wenigstens einen zweiten, einen Gleitreibungszustand der Stelleinrichtung charakterisierenden Bereich (24) unterteilt wird.