DE102013112263B4 - Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors mit einem einstellbaren Verdichtungsverhältnis und Steuerungseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors mit einem einstellbaren Verdichtungsverhältnis und Steuerungseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens Download PDF

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Abstract

Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors mit einem einstellbaren Verdichtungsverhältnis, wobei der Verbrennungsmotor eine Kurbelwelle aufweist, an der eine Pleuelstange mindestens eines Zylinders angreift, deren effektive Pleuelstangenlänge über jeweils eine Exzenter-Verstelleinrichtung der jeweiligen Pleuelstange zur Verstellung des Verdichtungsverhältnisses des Verbrennungsmotors derart verstellt wird, dass abhängig von definierten Betriebsbedingungen ein einer gewünschten effektiven Pleuelstangenlänge entsprechender Verdichtungsverhältnis-Sollwert bestimmt, der Verdichtungsverhältnis-Sollwert mit einem einer tatsächlichen effektiven Pleuelstangenlänge entsprechenden Verdichtungsverhältnis-Istwert verglichen und dann, wenn der Verdichtungsverhältnis-Sollwert mit dem Verdichtungsverhältnis-Istwert nicht übereinstimmt, über eine Hydraulikdruckansteuerung ein Umschaltventil der jeweiligen Exzenter-Verstelleinrichtung derart angesteuert wird, dass die jeweilige Exzenter-Verstelleinrichtung die effektiven Pleuelstangenlänge der jeweiligen Pleuelstange ändert, dadurch gekennzeichnet, dass permanent der Hydraulikdruck dahingehend überwacht wird, ob eine Hydraulikdruckänderung vorliegt, die ein gewolltes oder auch ungewolltes Umschalten des Umschaltventils der jeweiligen Exzenter-Verstelleinrichtung und damit eine Veränderung der jeweiligen effektiven Pleuelstangenlänge bewirkt, und dass abhängig hiervon der Verdichtungsverhältnis-Istwert bestimmt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors mit einem einstellbaren Verdichtungsverhältnis und eine Steuerungseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
  • 1 zeigt ein aus der DE 10 2010 016 037 A1 bekanntes Detail eines Verbrennungsmotors mit einem einstellbaren Verdichtungsverhältnis im Bereich einer Pleuelstange. So ist in 1 eine Pleuelstange 10 gezeigt, die über ein Hublagerauge 11 und ein Pleuellagerauge 12 verfügt, wobei das Hublagerauge 11 der Anbindung der Pleuelstange 10 an eine in 1 nicht gezeigte Kurbelwelle und das Pleuellagerauge 12 der Anbindung der Pleuelstange 10 an einen in 1 nicht gezeigten Zylinderkolben des Verbrennungsmotors dient. Der Pleuelstange 10 ist eine Exzenter-Verstelleinrichtung 13 zugeordnet, die einen Exzenterkörper 14 und Exzenterstangen 15, 16 aufweist. Der Exzenterkörper 14 weist eine exzentrisch zu einem Mittelpunkt 17 des Pleuellagerauges 12 angeordnete Kolbenbolzenbohrung mit einem Mittelpunkt 18 auf, wobei die Kolbenbolzenbohrung einen Kolbenbolzen aufnimmt. Die Exzenter-Verstelleinrichtung 13 dient der Verstellung einer effektiven Pleuelstangenlänge leff, wobei als Pleuelstangenlänge der Abstand des Mittelpunkts 18 der Kolbenbolzenbohrung zu einem Mittelpunkt 19 des Hublagerauges 11 zu verstehen ist. Zur Verdrehung des Exzenterkörpers 14 und damit zur Veränderung der effektiven Pleuelstangenlänge leff sind die Exzenterstangen 15, 16 der Exzenter-Verstelleinrichtung 13 verlagerbar. Jeder Exzenterstange 15 ist ein Kolben 20 bzw. 21 zugeordnet, der in einer Hydraulikkammer 22 bzw. 23 verschiebbar gelagert bzw. geführt ist.
  • In den Hydraulikkammern 22, 23 herrscht ein Hydraulikdruck, der auf die den Exzenterstangen 15, 16 zugeordneten Kolben 20 bzw. 21 einwirkt, wobei abhängig von der Ölmenge in den Hydraulikkammern 22, 23 die Verlagerung der Exzenterstangen 15, 16 möglich ist oder nicht möglich ist.
  • Die Verstellung der Exzenter-Verstelleinrichtung 13 wird durch Einwirken von Massen- und Lastkräften des Verbrennungsmotors initiiert, die bei einem Arbeitstakt des Verbrennungsmotors auf die Exzenter-Verstelleinrichtung 13 wirken. Während eines Arbeitstakts verändern sich die Wirkungsrichtungen der auf die Exzenter-Verstelleinrichtung 13 wirkenden Kräfte ständig. Die Verstellbewegung wird durch die mit Hydrauliköl beaufschlagten Kolben 20, 21, die auf die Exzenterstangen 15, 16 einwirken, unterstützt, wobei die Kolben 20, 21 ein Rückstellen der Exzenter-Verstelleinrichtung 13 aufgrund variierender Kraftwirkungsrichtungen der auf die Exzenter-Verstelleinrichtung 13 wirkenden Kräfte verhindern. Die Exzenterstangen 15, 16, die mit den Kolben 20, 21 zusammenwirken, sind beidseitig an den Exzenterkörper 14 angebunden. Die Hydraulikkammern 22 und 23, in welchen die Kolben 20, 21 geführt sind, sind über Hydraulikölleitungen 24 und 25 von dem Hublagerauge 11 aus mit Hydrauliköl beaufschlagbar. Rückschlagventile 26 und 27 verhindern ein Rückfließen des Hydrauliköls aus den Hydraulikkammern 23 und 24 zurück in die Hydraulikleitungen 24 und 25. In einer Bohrung 28 der Pleuelstange 10 ist ein Umschaltventil 29 aufgenommen, dessen Funktion ebenfalls bereits aus der DE 10 2010 016 037 A1 bekannt ist, wobei die Schaltstellung des Umschaltventils 29 bestimmt, welche der Hydraulikkammern 22 und 23 mit Hydrauliköl befüllt und welche der Hydraulikkammern 22 und 23 entleert wird, wobei hiervon die Verstellrichtung bzw. Verdrehrichtung der Exzenter-Verstelleinrichtung 13 abhängt.
  • Die Hydraulikkammern 22 und 23 stehen dabei über Fluidleitungen 30 bzw. 31 mit der Bohrung 28 in Kontakt, welche das Umschaltventil 29 aufnimmt. Vom Umschaltventil 29 sind in 1 ein Betätigungselement 32, ein Federelement 33 und ein Steuerkolben 34 schematisiert gezeigt.
  • Wie oben ausgeführt, wird das Hydrauliköl, welches auf die in den Hydraulikkammern 22, 23 geführten Kolben 20, 21 einwirkt, den Hydraulikkammern 22, 23 ausgehend vom Hublagerauge 11 über Hydraulikleitungen 24 und 25 zugeführt, wobei die Pleuelstange 10 derart mit dem Hublagerauge 11 an der in 1 nicht gezeigten Kurbelwelle angreift, dass zwischen der Kurbelwelle, nämlich einem Kurbelwellenlagerzapfen derselben, und dem Hublagerauge 11 eine Pleuellagerschale 35 angeordnet ist.
  • Nach der DE 10 2010 016 037 A1 ist der Steuerkolben des Umschaltventils von einem Schaltmechanismus, welcher der Mechanik eines Kugelschreibers vergleichbar ist, verlagerbar bzw. schaltbar, wobei der Schaltmechanismus neben dem Betätigungselement und dem Federelement vorzugsweise ein als Steuerhülse ausgebildetes, feststehendes Rastierelement und ein als Verdrehhülse ausgebildetes Verdrehelement aufweist. Das Federelement, der Steuerkolben, das Verdrehelement und das Betätigungselement sind in Verlagerungsrichtung des Steuerkolbens gesehen alle hintereinander positioniert. Das Rastierelement umgibt das Verdrehelement und das Betätigungselement zumindest abschnittsweise radial außen. Das Betätigungselement begrenzt einen Druckraum, wobei in diesem Druckraum zum Verlagern des Betätigungselements und damit zum Verlagern sowie Schalten des Steuerkolbens des Umschaltventils ein Betätigungsdruck bzw. Betätigungsimpuls bzw. eine Hydraulikdruckänderung einstellbar ist. Das Federelement, welches dem Verlagern des Steuerkolbens entgegenwirkt, ist in einem weiteren Druckraum angeordnet, der vom Steuerkolben des Umschaltventils begrenzt ist.
  • 2 zeigt ein aus dem Stand der Technik bekanntes Verfahren zum Betreiben eines solchen Verbrennungsmotors mit einem einstellbaren Verdichtungsverhältnis. In einem Block 36 wird abhängig von definierten Betriebsbedingungen 37, die dem Block 36 als Eingangsgrößen bereitgestellt werden, als Ausgangsgröße ein Verdichtungsverhältnis-Sollwert 38 bestimmt, welcher einer gewünschten effektiven Pleuelstangenlänge entspricht. Die Ermittlung dieses Verdichtungsverhältnis-Sollwerts 38 im Block 36 erfolgt vorzugsweise auf Basis eines Kennfelds, welches abhängig von einem Moment des Verbrennungsmotors und/oder abhängig von einer Drehzahl des Verbrennungsmotors und/oder abhängig von einer Temperatur des Verbrennungsmotors und/oder abhängig von einem Hydrauliköldruck den der gewünschten effektiven Pleuelstangenlänge entsprechenden Verdichtungsverhältnis-Sollwert 38 bestimmt.
  • In einem Block 39 wird der Verdichtungsverhältnis-Sollwert 38 mit einem einer tatsächlichen effektiven Pleuelstangenlänge entsprechenden Verdichtungsverhältnis-Istwert 40 verglichen, wobei dann, wenn im Block 39 festgestellt wird, dass der Verdichtungsverhältnis-Sollwert 38 dem Verdichtungsverhältnis-Istwert 40 entspricht, im Sinne des Pfeils 41 auf den Block 36 zurückverzweigt wird.
  • Wird hingegen in Block 39 festgestellt, dass der Verdichtungsverhältnis-Sollwert 38 und der Verdichtungsverhältnis-Istwert 40 nicht übereinstimmen, wird ausgehend von Block 39 auf Block 42 verzweigt, wobei in Block 42 in Abhängigkeit vom verbauten Umschaltventil sowie in Abhängigkeit von der aktuellen Schaltstellung des verbauten Umschaltventils ein Ansteuersignal bestimmt wird, mit Hilfe dessen das jeweilige Umschaltventil gesteuert werden muss, um die effektive Pleuelstangenlänge der jeweiligen Pleuelstange so zu verändern, dass der Verdichtungsverhältnis-Istwert 40 dem Verdichtungsverhältnis-Sollwert 38 entspricht.
  • Dieses in Block 42 bestimmte Ansteuersignal für das Umschaltventil wird in Block 43 über eine Hydraulikdruckansteuerung druckseitig umgesetzt. In Block 42 wird demnach steuerungsseitig ein Ansteuersignal bestimmt, welches in Block 43 über eine Hydraulikdruckansteuerung bzw. eine Hydraulikdruckänderung zum Beispiel in Form eines Betätigungsimpulses für das jeweilige Umschaltventil umgesetzt wird. Der Pfeil 44 verdeutlicht eine Ansteuerung einer Hydraulikölpumpe, die der Bereitstellung einer Hydraulikdruckänderung bzw. eines zum Umschalten des jeweiligen Umschaltventils benötigten Betätigungsimpulses dient. Ein Pfeil 45 verdeutlicht das Anliegen dieser Hydraulikdruckänderung bzw. des Betätigungsimpulses am jeweiligen zu betätigenden Umschaltventil der jeweiligen Pleuelstange.
  • Bei der oben beschriebenen Ansteuerung der Umschaltventile der Pleuelstangen besteht die Gefahr, dass infolge von Druckschwankungen in der Öldruckversorgung des Verbrennungsmotors Fehlschaltungen der Umschaltventile verursacht werden, die ungewollt sind. Bislang besteht keine Möglichkeit, derart ungewollte Umschaltungen der Umschaltventile und damit ungewollte Veränderungen der effektiven Pleuelstangenlänge beim Betrieb des Verbrennungsmotors zu berücksichtigen. Dies ist von Nachteil, da hierdurch der Verbrennungsmotor mit einem unerwünschten Verdichtungsverhältnis betrieben werden kann.
  • DE 10 2010 032 489 A1 offenbart eine Stelleinrichtung für eine Hubkolbenmaschine, eine Hubkolbenmaschine sowie ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Hubkolbenmaschine. Zur präzisen Einstellung des Verdichtungsverhältnisses der Hubkolbenmaschine wird die Stelleinrichtung hydraulisch betätigt, wobei der Zufluss und der Abfluss von Hydraulikflüssigkeit durch einen Elektromagneten gesteuert wird. Es wird vorgeschlagen, den hydraulischen Druck in der Stelleinrichtung zu erfassen, und daraus das Verdichtungsverhältnis zu bestimmen.
  • JP S63 - 159 631 A offenbart einen Verbrennungsmotor mit variabler Verdichtung. Für eine exakte Steuerung eines über ein Hydrauliksystem eingestellten Verdichtungsverhältnisses wird das eingestellte Verdichtungsverhältnis auf Basis eines sensorisch bestimmten Druckes im Hydrauliksystem ermittelt.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors mit einem einstellbaren Verdichtungsverhältnis und Steuerungseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, mit Hilfe derer unerwünschte Schaltungen an den Umschaltventilen erkannt und berücksichtigt werden können.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß wird permanent der Hydraulikdruck dahingehend überwacht, ob eine Hydraulikdruckänderung vorliegt, die ein gewolltes oder auch ungewolltes Umschalten des Umschaltventils der jeweiligen Exzenter-Verstelleinrichtung und damit eine Veränderung der jeweiligen effektiven Pleuelstangenlänge bewirkt, wobei abhängig hiervon der Verdichtungsverhältnis-Istwert bestimmt wird.
  • Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird erstmals vorgeschlagen, den Hydraulikdruck permanent zu überwachen, nämlich dahingehend, ob eine Änderung des Hydraulikdrucks vorliegt, die entweder ein gewolltes Umschalten oder auch ein ungewolltes Umschalten der Umschaltventile der Exzenter-Verstelleinrichtungen und damit eine Veränderung der jeweiligen effektiven Pleuelstangenlänge bewirkt.
  • Hiervon abhängig wird der Verdichtungsverhältnis-Istwert bestimmt, sodass demnach bei dem Vergleich von Verdichtungsverhältnis-Istwert und Verdichtungsverhältnis-Sollwert ungewollte Umschaltungen am jeweiligen Umschaltventil, die zu einer ungewollten Änderung der effektiven Pleuelstangenlänge und damit einer ungewollten Änderung des Verdichtungsverhältnis-Istwerts geführt haben, berücksichtigt werden können. Hiermit kann der Betrieb des Verbrennungsmotors verbessert werden, da die Gefahr reduziert wird, dass derselbe mit einem falschen Verdichtungsverhältnis betrieben wird.
  • Vorzugsweise wird dann, wenn festgestellt wird, dass keine Hydraulikdruckänderung vorliegt, die ein gewolltes oder auch ungewolltes Umschalten des Umschaltventils der jeweiligen Exzenter-Verstelleinrichtung bewirkt, der Verdichtungsverhältnis-Istwert nicht verändert.
  • Dann hingegen, wenn festgestellt wird, dass eine Hydraulikdruckänderung vorliegt, die ein gewolltes Umschalten oder ein ungewolltes Umschalten des Umschaltventils der jeweiligen Exzenter-Verstelleinrichtung bewirkt, wird der Verdichtungsverhältnis-Istwert verändert. Diese Ausgestaltung der Erfindung ist besonders einfach und vorteilhaft.
  • Nach einer vorteilhaften Weiterbildung wird permanent der Hydraulikdruck dahingehend überwacht wird, ob ein Hydraulikdruckimpuls vorliegt, der gewolltes oder auch ungewolltes Umschalten des Umschaltventils der jeweiligen Exzenter-Verstelleinrichtung bewirkt. Die Überwachung eines Hydraulikdruckimpulses bzw. Betätigungsimpulses, der zu einem gewollten Umschalten oder ungewollten Umschalten des jeweiligen Umschaltventils und damit zu einer gewollten oder ungewollten Änderung der effektiven Pleuelstangenlänge führt, ist besonders einfach und vorteilhaft.
  • Der Steuerungseinrichtung ist in Patentanspruch 5 definiert.
  • Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
    • 1 ein Detail eines aus dem Stand der Technik bekannten Verbrennungsmotors mit einstellbarem Verdichtungsverhältnis;
    • 2 ein Blockschaltbild eines aus dem Stand der Technik bekannten Verfahrens zum Betreiben eines Verbrennungsmotors mit einem einstellbaren Verdichtungsverhältnis; und
    • 3 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben eines Verbrennungsmotors mit einem einstellbaren Verdichtungsverhältnis.
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors mit einem einstellbaren Verdichtungsverhältnis und eine Steuerungseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
  • Der Aufbau eines Verbrennungsmotors mit einstellbarem Verdichtungsverhältnis ist dem Fachmann geläufig und wurde unter Bezugnahme auf 1 beschrieben. An dieser Stelle sei der Vollständigkeit halber nochmals ausgeführt, dass ein Verbrennungsmotor mit einem einstellbaren Verdichtungsverhältnis mindestens einen, vorzugsweise mehrere, Zylinder aufweist. Jeder Zylinder verfügt über einen Kolben, der über eine Pleuelstange 10 an eine Kurbelwelle des Verbrennungsmotors gekoppelt ist. Jede Pleuelstange 10 verfügt an einem Ende über ein Pleuellagerauge 12 und an einem gegenüberliegenden Ende über ein Hublagerauge 11. Die jeweilige Pleuelstange 10 greift mit ihrem Hublagerauge derart an einem Kurbelwellenlagerzapfen der Kurbelwelle an, dass zwischen dem Kurbelwellenlagerzapfen und dem Hublagerauge eine Pleuellagerschale 35 positioniert ist, wobei sich zwischen der jeweiligen Pleuellagerschale 35 und dem jeweiligen Kurbelwellenlagerzapfen ein Schmierölfilm aufbauen kann.
  • Ein Verbrennungsmotor mit einstellbarem Verdichtungsverhältnis weist im Bereich jedes Pleuels 10 eine Exzenter-Verstelleinrichtung 13 zur Verstellung der effektiven Pleuelstangenlänge der jeweiligen Pleuelstange 10 auf. Die Exzenter-Verstelleinrichtung 13 weist Exzenterstangen 15, 16 auf, die abhängig von einem in mit dem den Exzenterstangen 15, 16 zusammenwirkenden Hydraulikkammern 22, 23 herrschenden Hydraulikdruck zur Einstellung des Verdichtungsverhältnisses verlagerbar sind. Diese mit den Exzenterstangen 15, 16 zusammenwirkenden Hydraulikkammern 22, 23 sind ausgehend vom Hublagerauge 11 über Hydraulikölleitungen 24, 25 der jeweiligen Pleuelstange 10 mit Hydrauliköl versorgbar.
  • Die Verstellung der Exzenter-Verstelleinrichtung 13 wird durch Einwirken von Massen- und Lastkräften des Verbrennungsmotors initiiert. In einer Bohrung 28 der Pleuelstange 10 ist ein Umschaltventil 36 aufgenommen, wobei die Schaltstellung des Umschaltventils bestimmt, welche der Hydraulikkammern 22, 23 mit Hydrauliköl befüllt und welche der Hydraulikkammern 22, 23 entleert wird, wobei hiervon die Verstellrichtung bzw. Verdrehrichtung der Exzenter-Verstelleinrichtung 13 abhängt. Die Hydraulikkammern 22, 23 stehen über Fluidleitungen 30, 31 mit der Bohrung 28 in Kontakt, welche das Umschaltventil 36 aufnimmt.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben eines solchen Verbrennungsmotors mit einem einstellbaren Verdichtungsverhältnis wird nachfolgend unter Bezugnahme auf 3 beschrieben.
  • Zum Betreiben eines Verbrennungsmotors mit einem einstellbaren Verdichtungsverhältnis wird zunächst in einem Block 46 abhängig von definierten Betriebsbedingungen 47, die dem Block 46 als Eingangsgrößen bereitgestellt werden, ein Verdichtungsverhältnis-Sollwert 48 des Verbrennungsmotors und damit ein Sollwert der gewünschten effektiven Pleuelstangenlänge bestimmt.
  • Bei den Betriebsbedingungen 47, auf Basis derer im Block 46 der Verdichtungsverhältnis-Sollwert 48 bestimmt wird, handelt es sich vorzugsweise um ein Moment des Verbrennungsmotors und/oder eine Drehzahl des Verbrennungsmotors und/oder um Temperaturen des Verbrennungsmotors und/oder um einen Öldruck der Hydraulikölversorgung. Die Bestimmung des Verdichtungsverhältnis-Sollwert 48 auf Grundlage dieser Betriebsbedingungen erfolgt vorzugsweise kennfeldabhängig.
  • Nachfolgend wird in einem Block 49 überprüft, ob der Verdichtungsverhältnis-Sollwert 48 einem Verdichtungsverhältnis-Istwert 50 entspricht. Wird in Block 49 festgestellt, dass der Verdichtungsverhältnis-Sollwert 48 und der Verdichtungsverhältnis-Istwert 50 übereinstimmen, so wird im Sinne des Pfeils 51 auf den Block 46 zurückverzweigt.
  • Wird hingegen in Block 49 festgestellt, dass der Verdichtungsverhältnis-Sollwert 48 und der Verdichtungsverhältnis-Istwert 50 voneinander abweichen, so wird ausgehend von Block 49 auf einen Block 52 verzweigt, wobei im Block 52 abhängig vom verbauten Umschaltventil sowie abhängig von der Schaltstellung des verbauten Umschaltventils ein Ansteuersignal bestimmt wird, welches geeignet ist, zur Veränderung der effektiven Pleuelstangenlänge in Richtung auf den gewünschten Verdichtungsverhältnis-Sollwert 48 das jeweilige Umschaltventil entsprechend umzuschalten.
  • Bei diesem im Block 52 bestimmten Ansteuersignal handelt es sich typischerweise um eine Hydraulikdruckänderung bzw. einen Betätigungsdruck bzw. einen Betätigungsimpuls, mit Hilfe dessen das Umschaltventil in der gewünschten Richtung umgeschaltet werden kann.
  • Das in Block 52 steuerseitig ermittelte Ansteuersignal wird im Block 53 über eine Hydraulikdruckansteuerung umgesetzt, wobei ein Pfeil 54 die entsprechende Ansteuerung einer Ölpumpe zur Bereitstellung des in Block 52 steuerungsseitig ermittelten Ansteuersignals, insbesondere des ermittelten Betätigungsdrucks bzw. des ermittelten Betätigungsimpulses, visualisiert, und wobei ein Pfeil 55 das Anliegen der jeweiligen Hydraulikdruckänderung bzw. des Betätigungsimpulses am jeweiligen zu betätigenden Umschaltventil der jeweiligen Pleuelstange visualisiert.
  • Erfindungsgemäß erfolgt in einem Block 56 eine permanente Überwachung eines messtechnisch erfassten Hydraulikdrucks 57, welcher dem Block 56 als Eingangsgröße bereitgestellt wird. Zusätzlich können weitere Betriebsparamter wie Last, Temperatur und Drehzahl erfasst werden. Diese dienen dann als Zusatzinformation zur Analyse der Druckschwankung, da das Umschaltverhalten der Schalter druck-, drehzahl-, last- und temperaturabhängig ist. Weiterhin wird dem Block 56 als Eingangsgröße 58 der steuerungsseitig bekannte Verdichtungsverhältnis-Istwert bereitgestellt.
  • In Block 56 wird nun durch Auswertung des Hydraulikdrucks 57 permanent überwacht, ob im Hydraulikdruck eine Hydraulikdruckänderung vorliegt, die ein gewolltes oder auch ungewolltes Umschalten des Umschaltventils der jeweiligen Exzenter-Verstelleinrichtung der jeweiligen Pleuelstange und damit eine Veränderung der jeweiligen effektiven Pleuelstangenlänge der jeweiligen Pleuelstange bewirkt.
  • Wird in einem Block 59 festgestellt, dass keine derartige Hydraulikdruckänderung vorliegt, die ein gewolltes oder ungewolltes Umschalten des jeweiligen Umschaltventils und damit eine gewollte oder ungewollte Änderung der effektiven Pleuelstangenlänge bewirkt, so wird ausgehend von Block 59 auf Block 49 verzweigt, und der Verdichtungsverhältnis-Istwert wird nicht verändert.
  • Wird hingegen in Block 59 festgestellt, dass im Hydraulikdruck 57 eine Hydraulikdruckänderung vorliegt, die ein gewolltes oder ungewolltes Umschalten des Umschaltventils der jeweiligen Pleuelstange und damit eine Änderung der effektiven Pleuelstangenlänge bewirkt, so wird ausgehend von Block 59 auf Block 60 verzweigt und in Bock 60 der Verdichtungsverhältnis-Istwert verändert.
  • Ausgehend von Block 60 wird dann wiederum Block 49 verzweigt, wobei dann in Block 49 mit einem aktualisierten Verdichtungsverhältnis-Istwert 50 gearbeitet werden kann.
  • Es liegt demnach im Sinne der hier vorliegenden Erfindung, den Hydraulikdruck der Hydraulikdruckansteuerung permanent zu überwachen und dahingehend auszuwerten, ob im Hydraulikdruck eine Änderung vorliegt, die zu einem Umschalten der Umschaltventile und damit zu einer Veränderung der effektiven Pleuelstangenlänge an denselben und damit zu einer Veränderung des Verdichtungsverhältnisses am Verbrennungsmotor führt.
  • Hierbei werden über die Blöcke 46, 49, 52 und 53 einerseits steuerungsseitig initiierte und damit gewollte Hydraulikdruckänderungen als auch andererseits durch Hydraulikdruckschwankungen nicht gewollte Hydraulikdruckänderungen erfasst, die zu einem Umschalten der Umschaltventile und damit zu einer Veränderung der effektiven Pleuelstangenlänge führen. Da sowohl gewollte als auch ungewollte Umschaltungen der Umschaltventile erfasst werden, liegt stets ein Verdichtungsverhältnis-Istwert vor, welcher der tatsächlichen effektiven Pleuelstangenlänge entspricht, sodass in Block 49 beim Vergleich des Sollwerts 48 mit dem Istwert 50 auch ungewollte Umschaltungen der Umschaltventile berücksichtigt werden.
  • Bei der permanenten Überwachung des Hydraulikdrucks sowie von Hydraulikdruckänderungen im Block 56 wird, wie bereits ausgeführt, der steuerungsseitig bekannte Verdichtungsverhältnis-Istwert berücksichtigt, ebenso wie der Typ des konkret verbauten Umschaltventils, da hiervon abhängig ist, ob eine Hydraulikdruckänderung tatsächlich zu einem Umschalten des jeweiligen Umschaltventils führt. So hängt es von der Schaltstellung des Umschaltventils sowie von dem Typ des verbauten Umschaltventils ab, wie eine Hydraulikdruckänderung beschaffen sein muss, damit dieselbe tatsächlich zu einem Umschalten des jeweiligen Umschaltventils führt.
  • So kann es sein, dass entweder eine impulsartige Anhebung des Öldrucks oder eine impulsartige Absenkung des Öldrucks erforderlich ist, um tatsächlich ein Umschalten des Umschaltventils zu bewirken. Dabei wird im Block 46 die Höhe sowie die Zeitdauer einer derartigen impulsartigen Hydraulikdruckänderung überwacht, um abhängig hiervon zu bestimmen, ob ein Umschalten des Umschaltventils infolge der Hydraulikdruckänderung vorliegt oder nicht.
  • Bei der erfindungsgemäßen Steuerungseinrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens handelt es sich vorzugsweise um eine elektrische bzw. elektronische Motorsteuerungseinrichtung, die hardwareseitige Mittel und softwareseitige Mittel zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst. Bei den hardwareseitigen Mitteln der Steuerungseinrichtung handelt es sich insbesondere um einen Prozessor zur Datenverarbeitung, um einen Speicher zur Datenspeicherung sowie um Schnittstellen zum Datenaustausch mit den an der Durchführung des Verfahrens beteiligten Baugruppen.

Claims (5)

  1. Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors mit einem einstellbaren Verdichtungsverhältnis, wobei der Verbrennungsmotor eine Kurbelwelle aufweist, an der eine Pleuelstange mindestens eines Zylinders angreift, deren effektive Pleuelstangenlänge über jeweils eine Exzenter-Verstelleinrichtung der jeweiligen Pleuelstange zur Verstellung des Verdichtungsverhältnisses des Verbrennungsmotors derart verstellt wird, dass abhängig von definierten Betriebsbedingungen ein einer gewünschten effektiven Pleuelstangenlänge entsprechender Verdichtungsverhältnis-Sollwert bestimmt, der Verdichtungsverhältnis-Sollwert mit einem einer tatsächlichen effektiven Pleuelstangenlänge entsprechenden Verdichtungsverhältnis-Istwert verglichen und dann, wenn der Verdichtungsverhältnis-Sollwert mit dem Verdichtungsverhältnis-Istwert nicht übereinstimmt, über eine Hydraulikdruckansteuerung ein Umschaltventil der jeweiligen Exzenter-Verstelleinrichtung derart angesteuert wird, dass die jeweilige Exzenter-Verstelleinrichtung die effektiven Pleuelstangenlänge der jeweiligen Pleuelstange ändert, dadurch gekennzeichnet, dass permanent der Hydraulikdruck dahingehend überwacht wird, ob eine Hydraulikdruckänderung vorliegt, die ein gewolltes oder auch ungewolltes Umschalten des Umschaltventils der jeweiligen Exzenter-Verstelleinrichtung und damit eine Veränderung der jeweiligen effektiven Pleuelstangenlänge bewirkt, und dass abhängig hiervon der Verdichtungsverhältnis-Istwert bestimmt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass permanent der Hydraulikdruck dahingehend überwacht wird, ob ein Hydraulikdruckimpuls vorliegt, der ein gewolltes oder auch ungewolltes Umschalten des Umschaltventils der jeweiligen Exzenter-Verstelleinrichtung bewirkt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn festgestellt wird, dass keine Hydraulikdruckänderung vorliegt, die ein gewolltes oder auch ungewolltes Umschalten des Umschaltventils der jeweiligen Exzenter-Verstelleinrichtung bewirkt, der Verdichtungsverhältnis-Istwert nicht verändert wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn festgestellt wird, dass eine Hydraulikdruckänderung vorliegt, die ein gewolltes oder auch ungewolltes Umschalten des Umschaltventils der jeweiligen Exzenter-Verstelleinrichtung bewirkt, der Verdichtungsverhältnis-Istwert verändert wird.
  5. Steuerungseinrichtung, insbesondere Motorsteuerungseinrichtung, gekennzeichnet durch Mittel zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4.
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