DE102018006654B4 - Method for estimating pressure in a cylinder of an internal combustion engine, internal combustion engine and associated devices - Google Patents
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Abstract
Verfahren (100) zum Schätzen eines Drucks in mindestens einem Zylinder (3.1 - 3.6) eines Verbrennungsmotors (1), wobei der Verbrennungsmotor (1) umfasst:- den mindestens einen Zylinder (3.1 - 3.6),- einen Kolben (5), der in jedem Zylinder (3.1 - 3.6) angeordnet ist,- eine Kurbelwelle (7),- mindestens ein Ventil (9), das in jedem Zylinder (3.1 - 3.6) angeordnet ist, wobei das mindestens eine Ventil (9) dafür vorgesehen ist, Gasströmung in den und/oder aus dem Zylinder (3.1 - 3.6) zu steuern,- eine Ventilsteueranordnung (11), die eine Fluidkammer (13) umfasst und- einen Sensor (15), der dazu ausgelegt ist, den Fluiddruck (p) in der Fluidkammer (13) zu messen, wobei das Verfahren (100) die Schritte umfasst von:- selektivem Öffnen (110) des mindestens einen Ventils (9) in den mindestens einen Zylinder (3.1 - 3.6) durch Schaffen eines Fluiddrucks (p) in der Fluidkammer (13),- Messen (120) des Fluiddrucks (p) in der Fluidkammer (13) und- Schätzen (130) des Drucks in dem mindestens einen Zylinder (3.1 - 3.6) basierend auf dem gemessenen Fluiddruck (p) in der Fluidkammer (13).A method (100) for estimating a pressure in at least one cylinder (3.1 - 3.6) of an internal combustion engine (1), the internal combustion engine (1) comprising: - the at least one cylinder (3.1 - 3.6), - a piston (5) which is arranged in each cylinder (3.1 - 3.6), - a crankshaft (7), - at least one valve (9) which is arranged in each cylinder (3.1 - 3.6), the at least one valve (9) being provided for this purpose, to control gas flow into and/or out of the cylinder (3.1 - 3.6), - a valve control arrangement (11) which comprises a fluid chamber (13) and - a sensor (15) which is designed to detect the fluid pressure (p) in of the fluid chamber (13), the method (100) comprising the steps of:- selectively opening (110) the at least one valve (9) in the at least one cylinder (3.1 - 3.6) by creating a fluid pressure (p) in the fluid chamber (13), - measuring (120) the fluid pressure (p) in the fluid chamber (13) and - estimating (130) the pressure in the at least one cylinder nder (3.1 - 3.6) based on the measured fluid pressure (p) in the fluid chamber (13).
Description
Technisches Gebiettechnical field
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Verfahren zum Schätzen von Druck in mindestens einem Zylinder eines Verbrennungsmotors. Die vorliegende Offenbarung betrifft ferner ein Computerprogramm und ein Computerprogrammprodukt zur Durchführung des Verfahrens, eine Steueranordnung, die dazu ausgelegt ist, einen Druck in mindestens einem Zylinder eines Verbrennungsmotors zu schätzen, einen Verbrennungsmotor und ein Fahrzeug.The present disclosure relates to a method for estimating pressure in at least one cylinder of an internal combustion engine. The present disclosure further relates to a computer program and a computer program product for performing the method, a control arrangement designed to estimate a pressure in at least one cylinder of an internal combustion engine, an internal combustion engine and a vehicle.
Hintergrundbackground
Verbrennungsmotoren, wie z.B. Viertakt-Verbrennungsmotoren, umfassen einen oder mehrere Zylinder und einen in jedem Zylinder angeordneten Kolben. Die Kolben sind mit einer Kurbelwelle des Motors verbunden und sind so angeordnet, dass sie sich auf Drehung der Kurbelwelle hin innerhalb der Zylinder hin- und herbewegen. Der Motor umfasst in der Regel eines oder mehrere Einlassventile und eines oder mehrere Auslassventile sowie eine oder mehrere Kraftstoffversorgungsanordnungen. Das eine oder die mehreren Einlassventile und Auslassventile werden durch eine entsprechende Ventilsteueranordnung gesteuert, die in der Regel eine oder mehrere Nockenwellen umfasst, die über einen Riemen, eine Kette, Zahnräder, Schubstangen oder ähnliches drehbar mit einer Kurbelwelle des Motors verbunden sind. Ein Viertakt-Verbrennungsmotor führt beim Drehen einer Kurbelwelle vier getrennte Takte aus. Ein Takt betrifft die volle Bewegung des Kolbens entlang des Zylinders in eine der beiden Richtungen. Die oberste Position des Kolbens in dem Zylinder wird üblicherweise als oberer Totpunkt TDC und die unterste Position des Kolbens in dem Zylinder als unterer Totpunkt BDC bezeichnet.Internal combustion engines, such as four-stroke internal combustion engines, include one or more cylinders and a piston located in each cylinder. The pistons are connected to a crankshaft of the engine and are arranged to reciprocate within the cylinders upon rotation of the crankshaft. The engine typically includes one or more intake valves and one or more exhaust valves, and one or more fuel supply assemblies. The one or more intake valves and exhaust valves are controlled by a respective valve control assembly, which typically includes one or more camshafts rotatably connected to a crankshaft of the engine via a belt, chain, gears, push rods or the like. A four-stroke internal combustion engine performs four separate strokes when turning a crankshaft. A stroke is the full travel of the piston along the cylinder in either direction. The top position of the piston in the cylinder is commonly referred to as top dead center TDC and the bottom position of the piston in the cylinder as bottom dead center BDC.
Die Takte werden in folgender Reihenfolge ausgeführt: Ansaugtakt, Verdichtungstakt, Expansionstakt und Auslasstakt. Beim Betrieb eines herkömmlichen Viertakt-Verbrennungsmotors steuert die Einlassventilsteueranordnung die Einlassventile eines Zylinders während des Ansaugtaktes eines Kolbens in dem Zylinder in einen offenen Zustand, damit Luft oder ein Gemisch aus Luft und Kraftstoff in den Zylinder gelangen kann. Während des Verdichtungstaktes sollten alle Ventile geschlossen sein, damit die Luft oder das Gemisch aus Luft und Kraftstoff in dem Zylinder verdichtet werden kann. Wenn sich der Motor in einem energieerzeugenden Zustand befindet, wird der Kraftstoff in dem Zylinder gezündet, normalerweise gegen Ende des Verdichtungstaktes, zum Beispiel durch eine Zündkerze oder durch Verdichtungswärme in dem Zylinder. Die Verbrennung von Kraftstoff in dem Zylinder erhöht den Druck und die Temperatur in dem Zylinder erheblich. Die Verbrennung des Kraftstoffes setzt sich in der Regel in einem wesentlichen Teil des nachfolgenden Expansionstaktes fort. Durch die Verbrennung entstehender erhöhter Druck und erhöhte Temperatur in dem Zylinder werden teilweise in mechanische Arbeit umgewandelt, die der Kurbelwelle beim Expansionstakt zugeführt wird. Selbstverständlich sollten alle Ventile während des Expansionstaktes geschlossen bleiben, damit der erhöhte Druck und die erhöhte Temperatur in mechanische Arbeit umgewandelt werden können. Der Expansionstakt wird in der Regel auch als Verbrennungstakt bezeichnet, da in der Regel der Großteil der Verbrennung während des Expansionstaktes erfolgt. Im anschließenden Auslasstakt steuert die Auslassventilsteueranordnung die Auslassventile des Zylinders in einen offenen Zustand, so dass Abgase aus dem Zylinder in ein Abgassystem ausgestoßen werden können.The strokes are executed in the following order: intake stroke, compression stroke, expansion stroke and exhaust stroke. In the operation of a conventional four-stroke internal combustion engine, the intake valve control assembly controls the intake valves of a cylinder to an open condition during the intake stroke of a piston in the cylinder to allow air or an air and fuel mixture into the cylinder. During the compression stroke, all valves should be closed to allow the air or air and fuel mixture in the cylinder to be compressed. When the engine is in an energy-producing state, the fuel in the cylinder is ignited, usually towards the end of the compression stroke, for example by a spark plug or by heat of compression in the cylinder. Combustion of fuel in the cylinder significantly increases the pressure and temperature in the cylinder. The combustion of the fuel usually continues in a substantial part of the subsequent expansion stroke. The increased pressure and temperature in the cylinder caused by the combustion are partially converted into mechanical work, which is supplied to the crankshaft during the expansion stroke. Of course, all valves should remain closed during the expansion stroke so that the increased pressure and temperature can be converted into mechanical work. The expansion stroke is usually also referred to as the combustion stroke, since the majority of the combustion usually takes place during the expansion stroke. In the subsequent exhaust stroke, the exhaust valve control arrangement controls the exhaust valves of the cylinder to an open state so that exhaust gases can be expelled from the cylinder into an exhaust system.
Wenn der Motor laufen gelassen wird, z.B. wenn der Fahrer eines Fahrzeugs ein Gaspedal loslässt, arbeitet der Motor mit den oben beschriebenen Takten weiter, mit der Ausnahme, dass dem Motor dabei normalerweise kein Kraftstoff zugeführt wird und somit keine Verbrennung am Ende des Verdichtungstakts oder während des Expansionstakts stattfindet. In diesem Zustand liefert der Motor aufgrund von innerer Reibung und durch das Pumpen von Luft von dem Einlass zu dem Auslass beim Ansaug- bzw. Auslasstakt ein gewisses Bremsmoment. Wenn sich ein Kolben während des Verdichtungstaktes nach oben bewegt, werden die in dem Zylinder eingeschlossenen Gase verdichtet. Die verdichteten Gase stehen der Aufwärtsbewegung des Kolbens entgegen. Die in den verdichteten Gasen gespeicherte Energie wird jedoch beim anschließenden Expansionstakt fast vollständig an die Kurbelwelle zurückgeführt. Dabei trägt der Verdichtungstakt zusammen mit dem anschließenden Expansionstakt beim normalen Laufenlassen des Motors nicht zu einem wesentlichen Bremsmoment des Motors bei.When the engine is allowed to run, such as when the driver of a vehicle releases an accelerator pedal, the engine continues to operate at the strokes described above, except that the engine is not normally supplied with fuel and thus no combustion at the end of the compression stroke or during it of the expansion stroke takes place. In this state, the engine provides some braking torque due to internal friction and by pumping air from the intake to the exhaust on the intake and exhaust strokes respectively. When a piston moves up during the compression stroke, the gases trapped in the cylinder are compressed. The compressed gases oppose the upward movement of the piston. However, the energy stored in the compressed gases is almost completely returned to the crankshaft during the subsequent expansion stroke. In this case, the compression stroke together with the subsequent expansion stroke does not contribute to a significant braking torque of the engine during normal running of the engine.
Eine Dekompressionsbremsanordnung ist ein Motorbremsmechanismus, der in einigen Motoren verwendet wird. Bei Betätigung öffnet er nach dem Verdichtungstakt die Auslassventile in den Zylindern und gibt die in den Zylindern eingeschlossene verdichtete Luft an das Auspuffsystem ab. Dabei wird die während des Verdichtungstaktes in den verdichteten Gasen gespeicherte Energie beim anschließenden Expansionstakt nicht an die Kurbelwelle zurückgegeben, was das Bremsmoment des Motors erhöht.A compression brake assembly is an engine braking mechanism used in some engines. When activated, it opens the exhaust valves in the cylinders after the compression stroke and releases the compressed air trapped in the cylinders to the exhaust system. The energy stored in the compressed gases during the compression stroke is not returned to the crankshaft during the subsequent expansion stroke, which increases the engine's braking torque.
Bei einigen Anordnungen können die Auslassventile deaktiviert werden, so dass sie während des Auslasstaktes geschlossen bleiben. In der Regel wird dies durch eine so genannte Leerlaufanordnung erreicht, die dafür vorgesehen ist, bei Betätigung die durch eine Auslassnockenerhebung verursachte Bewegung nicht auf das Auslassventil zu übertragen. Die Luft in den Zylindern wird dadurch auch während des Auslasstaktes verdichtet. Durch Verwendung einer Ventilsteueranordnung, die die Auslassventile nahe am Ende des Auslasstaktes öffnet, wird die in den Zylindern eingeschlossene verdichtete Luft an das Auspuffsystem abgegeben. Diese Anordnung verdoppelt das Bremsmoment nahezu, da sowohl beim Verdichtungstakt als auch beim Auslasstakt Verdichtungs- und Dekompressionsvorgänge durchgeführt werden.In some arrangements, the exhaust valves can be deactivated so that they remain closed during the exhaust stroke. Usually For example, this is achieved by a so-called idle arrangement which is designed not to transfer movement caused by exhaust cam lobe to the exhaust valve when actuated. This means that the air in the cylinders is also compressed during the exhaust stroke. By using a valve control arrangement that opens the exhaust valves near the end of the exhaust stroke, the compressed air trapped in the cylinders is released to the exhaust system. This arrangement almost doubles the braking torque since compression and decompression processes are performed on both the compression stroke and the exhaust stroke.
Bei einem Verdichtungszündungsmotor, wie z.B. einem Dieselmotor, ist es die Wärme der verdichteten Gase, die den Kraftstoff entzündet. In einem Fremdzündungsmotor, z.B. einem Ottomotor, ist es eine Zündkerze, die den Kraftstoff entzündet. Die Verdichtung in den Zylindern ist ein wichtiger Faktor für den Betrieb und die Effizienz des Motors. Der Druck in den Zylindern, der bei der Verdichtung entsteht, zeigt die Verdichtung in den Zylindern an. Die Verdichtung in den Zylindern eines Motors kann sich mit der Zeit verschlechtern, weil Bauteile des Motors verschleißen, wie z.B. die Zylinder, der Kolben, Kolbenringe, Ventile, Ventilsitze, etc. Außerdem können bei einem Motor mit mehr als einem Zylinder, was die meisten Fahrzeugmotoren haben, einer oder mehrere Zylinder auf unvorhersehbare Weise verschleißen. In einer solchen Situation kann das Fahrzeug viele Kilometer gefahren werden, bevor der verschlissene Zylinder bemerkt wird, zum Beispiel während eines Wartungsvorgangs. Dennoch kann es vorkommen, dass der verschlissene Zylinder auch während eines Wartungsvorgangs nicht bemerkt wird, was zu weiteren Schäden am Motor führen kann.In a compression ignition engine, such as a diesel engine, it is the heat of the compressed gases that ignites the fuel. In a spark-ignition engine, such as a gasoline engine, it is a spark plug that ignites the fuel. The compression in the cylinders is an important factor in the operation and efficiency of the engine. The pressure in the cylinders that occurs during compression indicates the compression in the cylinders. Compression in an engine's cylinders can deteriorate over time as engine components wear out, such as the cylinders, piston, piston rings, valves, valve seats, etc. Also, on an engine with more than one cylinder, which most Vehicle engines have one or more cylinders wearing out in an unpredictable manner. In such a situation, the vehicle can be driven many kilometers before the worn cylinder is noticed, for example during a maintenance operation. However, it can happen that the worn cylinder goes unnoticed even during a maintenance operation, which can lead to further damage to the engine.
Der Druck in den Zylindern eines Motors und damit auch die Verdichtung der Zylinder kann mit einem in jedem Zylinder angeordneten Druckmessgerät gemessen werden. Dies ist jedoch eine teure Lösung, um den Druck in den Zylindern zu erlangen, insbesondere bei einem Motor mit mehreren Zylindern. Hinzu kommt, dass durch die aggressive Umgebung innerhalb eines Zylinders eines Verbrennungsmotors, d.h. durch das bedeutende Ausmaß an Hitze, Druck und Vibrationen in dem Zylinder, solche Druckmessgeräte während der Lebensdauer des Motors beschädigt werden können, was zu weiteren Kosten für deren Austausch führt.The pressure in the cylinders of an engine and thus also the compression of the cylinders can be measured with a pressure gauge arranged in each cylinder. However, this is an expensive solution to get the pressure in the cylinders, especially on a multi-cylinder engine. In addition, due to the hostile environment within an internal combustion engine cylinder, i.e. the significant amount of heat, pressure and vibration within the cylinder, such pressure gauges can be damaged during the life of the engine, leading to further costs for their replacement.
Der Einsatz von in jedem Zylinder angeordneten Druckmessgeräten ist daher eine teure und anfällige Lösung, um den Druck in den Zylindern zu erlangen. Der häufigste Weg, den Druck in den Zylindern zu bestimmen, ist deshalb eine manuelle Druckmessung in einer Werkstatt mit einem Manometer. Ein solches Verfahren ist aufwändig und kostspielig und muss an jedem Zylinder einzeln durchgeführt werden. Außerdem fehlt bei einem solchen Verfahren die Möglichkeit, eine Momentanmessung des Drucks in den Zylindern durchzuführen, z.B. während des Laufens des Motors. Ferner ist ein solches Verfahren in den meisten Fällen kein Bestandteil eines Wartungsplans und wird daher nicht durchgeführt, wenn der Motor ansonsten ordnungsgemäß zu laufen scheint. Ferner fahren viele Fahrzeuge viele Kilometer zwischen den Wartungsintervallen. Dementsprechend kann sich die Verdichtung eines oder mehrerer Zylinder erheblich verschlechtern, bevor dies erkannt wird.The use of pressure gauges placed in each cylinder is therefore an expensive and vulnerable solution to obtain the pressure in the cylinders. The most common way to determine the pressure in the cylinders is therefore a manual pressure measurement in a workshop with a manometer. Such a method is complex and expensive and must be carried out individually on each cylinder. In addition, such a method lacks the possibility of taking an instantaneous measurement of the pressure in the cylinders, e.g. while the engine is running. Also, in most cases, such a procedure is not part of a maintenance schedule and is therefore not performed if the engine otherwise appears to be running properly. Furthermore, many vehicles drive many kilometers between maintenance intervals. Accordingly, the compression of one or more cylinders may deteriorate significantly before this is detected.
Aus dem Stand der Technik gemäß
Ferner offenbart
Kurzdarstellungabstract
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, zumindest einige der oben genannten Probleme und Nachteile zu überwinden oder zumindest zu mildern.It is an object of the present invention to overcome or at least mitigate at least some of the problems and disadvantages noted above.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch ein Verfahren zum Schätzen eines Drucks in mindestens einem Zylinder eines Verbrennungsmotors erreicht, wobei der Verbrennungsmotor umfasst:
- - den mindestens einen Zylinder,
- - einen in jedem Zylinder angeordneten Kolben,
- - eine Kurbelwelle,
- - mindestens ein Ventil, das in jedem Zylinder angeordnet ist, wobei das mindestens eine Ventil dafür vorgesehen ist, die Gasströmung in den und/oder aus dem Zylinder zu steuern,
- - eine Ventilsteueranordnung mit einer Fluidkammer und
- - einen Sensor, der dazu ausgelegt ist, den Fluiddruck in der Fluidkammer zu messen,
- - selektivem Öffnen des mindestens einen Ventils in den mindestens einen Zylinder, indem ein Fluiddruck in der Fluidkammer geschaffen wird,
- - Messen des Fluiddrucks in der Fluidkammer und
- - Schätzen des Drucks in dem mindestens einen Zylinder basierend auf dem gemessenen Fluiddruck in der Fluidkammer.
- - the at least one cylinder,
- - a piston located in each cylinder,
- - a crankshaft,
- - at least one valve arranged in each cylinder, the at least one valve being intended to control the gas flow into and/or out of the cylinder,
- - A valve control arrangement with a fluid chamber and
- - a sensor designed to measure the fluid pressure in the fluid chamber,
- - selectively opening the at least one valve in the at least one cylinder by creating a fluid pressure in the fluid chamber,
- - measuring the fluid pressure in the fluid chamber and
- - estimating the pressure in the at least one cylinder based on the measured fluid pressure in the fluid chamber.
Da das Verfahren den Schritt des Schätzens des Drucks in dem mindestens einen Zylinder basierend auf dem gemessenen Fluiddruck in der Fluidkammer umfasst, wird ein Verfahren bereitgestellt, das den Druck in dem mindestens einen Zylinder auf effiziente, zuverlässige und kostengünstige Weise schätzt. Ferner wird ein Verfahren bereitgestellt, das in der Lage ist, die Verdichtung mindestens eines Zylinders auf effiziente, zuverlässige und kostengünstige Weise zu schätzen, da der Druck in dem Zylinder die Verdichtung in dem Zylinder anzeigt. Ferner werden Bedingungen bereitgestellt, um eine Momentanschätzung des Drucks in dem mindestens einen Zylinder und eine Verdichtung des mindestens einen Zylinders, z.B. beim Laufenlassen des Verbrennungsmotors, auf effiziente, zuverlässige und kostengünstige Weise zu erlangen. Da eine Momentanschätzung der Verdichtung in dem mindestens einen Zylinder effizient, zuverlässig und kostengünstig erreicht werden kann, werden auch Bedingungen bereitgestellt, um zu erfassen, ob eine oder mehrere Komponenten des Motors, die mit der Verdichtung des mindestens einen Zylinders zusammenhängen, wie beispielsweise Kolben, Kolbenringe des Kolbens, das mindestens eine Ventil, Ventilsitze des mindestens einen Ventils, das Ventilspiel des mindestens einen Ventils usw. einem Verschleiß ausgesetzt waren, der die Verdichtung reduziert. Dadurch kann ein solcher Verschleiß von Komponenten frühzeitig erfasst werden, was das Risiko von übermäßigem Verschleiß der Komponenten sowie weiterer Komponenten des Verbrennungsmotors reduziert und damit auch potenziell die Kosten für Wartung und Reparatur des Verbrennungsmotors reduziert. Da der Verschleiß von Komponenten frühzeitig erfasst werden kann, stellt das Verfahren außerdem Bedingungen für die Durchführung einer zustandsorientierten Wartung eines Verbrennungsmotors bereit.Because the method includes the step of estimating the pressure in the at least one cylinder based on the measured fluid pressure in the fluid chamber, a method is provided that estimates the pressure in the at least one cylinder in an efficient, reliable, and cost-effective manner. Furthermore, a method is provided that is able to estimate the compression of at least one cylinder in an efficient, reliable and cost-effective manner since the pressure in the cylinder is indicative of the compression in the cylinder. Furthermore, conditions are provided to obtain an instantaneous estimate of the pressure in the at least one cylinder and a compression of the at least one cylinder, e.g., when running the internal combustion engine, in an efficient, reliable, and cost-effective manner. Since an instantaneous estimation of compression in the at least one cylinder can be achieved efficiently, reliably and inexpensively, conditions are also provided to detect whether one or more components of the engine associated with the compression of the at least one cylinder, such as pistons, Piston rings of the piston, the at least one valve, valve seats of the at least one valve, the valve clearance of the at least one valve, etc. were subjected to wear that reduces compression. As a result, such wear on components can be detected at an early stage, which reduces the risk of excessive wear on the components and other components of the internal combustion engine and thus also potentially reduces the costs for maintenance and repair of the internal combustion engine. Since the wear of components can be detected at an early stage, the method also provides conditions for carrying out condition-based maintenance of an internal combustion engine.
Dementsprechend wird ein Verfahren bereitgestellt, das zumindest einige der oben genannten Probleme und Nachteile überwindet oder zumindest mildert. Dadurch wird die oben genannte Aufgabe erreicht.Accordingly, a method is provided that overcomes or at least mitigates at least some of the problems and disadvantages noted above. This achieves the above objective.
Optional ist der Kolben so angeordnet, dass er in dem mindestens einen Zylinder zwischen einem unteren Totpunkt und einem oberen Totpunkt hin- und herbewegt wird, wobei das Verfahren den Schritt umfasst des:
- - Öffnens des mindestens einen Ventils in den mindestens einen Zylinder, wenn sich der Kolben in einem Bereich des oberen Totpunktes befindet.
- - Opening the at least one valve in the at least one cylinder when the piston is in a region of top dead center.
Dadurch kann der Druck in dem Zylinder und damit auch die Verdichtung in dem Zylinder genauer geschätzt werden, da der Druck in dem Zylinder höher ist, wenn sich der Kolben in einem Bereich des oberen Totpunktes befindet, als wenn sich der Kolben in einem Bereich des unteren Totpunktes befindet.As a result, the pressure in the cylinder and thus also the compression in the cylinder can be estimated more accurately, since the pressure in the cylinder is higher when the piston is in a region of top dead center than when the piston is in a region of bottom dead center dead center is located.
Optional umfasst die Ventilsteueranordnung ein Ventilstellglied, wobei die Fluidkammer zwischen dem Ventilstellglied und dem mindestens einen Ventil angeordnet ist.Optionally, the valve control assembly includes a valve actuator, wherein the fluid chamber is located between the valve actuator and the at least one valve.
Dadurch kann die Druckschätzung in dem mindestens einen Zylinder effizient und zuverlässig durchgeführt werden, da der gemessene Fluiddruck in der Fluidkammer eine klare und zuverlässige Anzeige des Drucks in dem mindestens einen Zylinder liefert.As a result, the pressure estimation in the at least one cylinder can be performed efficiently and reliably since the measured fluid pressure in the fluid chamber provides a clear and reliable indication of the pressure in the at least one cylinder.
Optional wird das Verfahren während der Motorbremsung des Verbrennungsmotors, während des Laufenlassens des Verbrennungsmotors oder beim Anlassen des Verbrennungsmotors durchgeführt. Folglich wird ein Verfahren bereitgestellt, das den Druck in dem mindestens einen Zylinder noch effizienter und zuverlässiger schätzt. Denn beim Bremsen des Motors, beim Anlassen und beim Laufenlassen des Motors findet keine Verbrennung statt. Als weiteres Ergebnis kann die Verdichtung des mindestens einen Zylinders noch effizienter und zuverlässiger geschätzt werden, da der Druck im mindestens einen Zylinder beim Bremsen des Motors, beim Laufenlassen des Motors sowie beim Anlassen einen klaren Hinweis auf die Verdichtung des mindestens einen Zylinders gibt. Ferner führt ein Verbrennungsmotor eines Fahrzeugs Motorbremsungen, Laufenlassen des Motors und Anlassen häufig durch. Daher kann das Verfahren häufig durchgeführt werden, was weitere Bedingungen für die frühzeitige Erfassung des Verschleißes von Komponenten schafft, wodurch das Risiko eines übermäßigen Verschleißes von Komponenten weiter reduziert und somit die Kosten für Wartung und Reparatur des Verbrennungsmotors möglicherweise weiter gesenkt werden.Optionally, the method is performed during engine braking of the internal combustion engine, while running the internal combustion engine, or when starting the internal combustion engine. Consequently, a method is provided that estimates the pressure in the at least one cylinder even more efficiently and reliably. This is because there is no combustion when the engine is braked, started or left running. As a further result, the compression of the at least one cylinder can be estimated even more efficiently and reliably, since the pressure in the at least one cylinder gives a clear indication of the compression of the at least one cylinder when the engine is braked, when the engine is running and when the engine is started. Further, an engine of a vehicle frequently performs engine braking, engine running, and cranking. Therefore, the method can be performed frequently, which creates further conditions for the early detection of component wear, thereby further reducing the risk of excessive component wear and thus possibly further reducing the costs for maintenance and repair of the internal combustion engine.
Optional umfasst der Verbrennungsmotor eine Dekompressionsbremsanordnung, die die Ventilsteueranordnung umfasst, wobei die Dekompressionsbremsanordnung dazu ausgelegt ist, selektiv eine Dekompressionsbremsung des Verbrennungsmotors durchzuführen, und wobei das Verfahren während der Dekompressionsbremsung durchgeführt wird. Folglich wird ein Verfahren bereitgestellt, das den Druck in dem mindestens einen Zylinder noch effizienter und zuverlässiger schätzt. Dies liegt daran, dass bei der Dekompressionsbremsung keine Verbrennung stattfindet. Als weitere Folge davon kann die Verdichtung des mindestens einen Zylinders noch effizienter und zuverlässiger geschätzt werden, da der Druck in dem mindestens einen Zylinder bei der Dekompressionsbremsung einen klaren Hinweis auf die Verdichtung des mindestens einen Zylinders bereitstellt. Ferner führt ein Verbrennungsmotor eines Fahrzeugs im normalen Verkehr häufig eine Dekompressionsbremsung durch. Daher kann das Verfahren häufig durchgeführt werden, was weitere Bedingungen für die frühzeitige Erfassung des Verschleißes von Komponenten bereitstellt, wodurch das Risiko eines übermäßigen Verschleißes von Komponenten weiter reduziert und somit die Kosten für Wartung und Reparatur des Verbrennungsmotors möglicherweise weiter gesenkt werden.Optionally, the internal combustion engine includes a compression release brake assembly that includes the valve control assembly, wherein the compression release brake assembly is configured to selectively perform compression release braking of the combustion engine, and wherein the method performed during decompression braking. Consequently, a method is provided that estimates the pressure in the at least one cylinder even more efficiently and reliably. This is because there is no combustion during decompression braking. As a further consequence of this, the compression of the at least one cylinder can be estimated even more efficiently and reliably since the pressure in the at least one cylinder during compression braking provides a clear indication of the compression of the at least one cylinder. Furthermore, in normal traffic, an internal combustion engine of a vehicle often performs decompression braking. Therefore, the method can be performed frequently, which provides further conditions for the early detection of component wear, thereby further reducing the risk of excessive component wear and thus potentially further reducing the cost of servicing and repairing the internal combustion engine.
Optional umfasst der Verbrennungsmotor mindestens zwei Zylinder und einen Kurbelwinkelsensor, wobei das Verfahren die Schritte umfasst von:
- - Überwachen einer Reihe von aufeinanderfolgenden Druckerhöhungsereignissen des gemessenen Fluiddrucks und
- - Identifizieren einer Korrelation zwischen einem oder mehreren aufeinanderfolgenden Druckerhöhungsereignissen und einem der mindestens zwei Zylinder durch Vergleichen der aufeinanderfolgenden Druckerhöhungsereignisse mit dem Kurbelwinkel der Kurbelwelle.
- - monitoring a series of successive pressurization events of the measured fluid pressure and
- - identifying a correlation between one or more consecutive pressure increase events and one of the at least two cylinders by comparing the consecutive pressure increase events with the crank angle of the crankshaft.
Dadurch wird ein Verfahren bereitgestellt, das in der Lage ist, die Korrelation zwischen den geschätzten Drücken und den Zylindern zu identifizieren, was die Möglichkeit bietet, einen Zylinder mit einem abweichenden Zylinderdruck in einem Motor mit mehr als einem Zylinder zu identifizieren. Ferner werden Bedingungen bereitgestellt, um den Druck in zwei oder mehr Zylindern eines Motors mit nur einem Sensor zu schätzen. Dadurch wird ein Verfahren bereitgestellt, mit dem der Druck in zwei oder mehr Zylindern eines Verbrennungsmotors effizient, zuverlässig und kostengünstig geschätzt werden kann.Thereby a method is provided that is able to identify the correlation between the estimated pressures and the cylinders, which offers the possibility to identify a cylinder with a different cylinder pressure in an engine with more than one cylinder. Furthermore, conditions are provided to estimate the pressure in two or more cylinders of an engine with only one sensor. This provides a method for efficiently, reliably, and inexpensively estimating the pressure in two or more cylinders of an internal combustion engine.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch ein Computerprogramm gelöst, das Anweisungen umfasst, die, wenn das Programm von einem Computer ausgeführt wird, bewirken, dass der Computer das Verfahren gemäß den hierin beschriebenen Ausführungsformen durchführt. Da das Computerprogramm Anweisungen umfasst, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer bewirken, dass der Computer das Verfahren gemäß den hierin beschriebenen Ausführungsformen ausführt, wird ein Computerprogramm bereitgestellt, das Bedingungen für die Überwindung oder zumindest Linderung zumindest einiger der oben genannten Nachteile bereitgestellt.According to a second aspect of the invention, the object is achieved by a computer program comprising instructions which, when the program is executed by a computer, cause the computer to perform the method according to the embodiments described herein. Since the computer program comprises instructions which, when the program is executed by a computer, cause the computer to carry out the method according to the embodiments described herein, a computer program is provided which provides conditions for overcoming or at least alleviating at least some of the disadvantages mentioned above.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch ein computerlesbares Medium gelöst, das Anweisungen umfasst, die bei Ausführung durch einen Computer bewirken, dass der Computer das Verfahren gemäß den hierin beschriebenen Ausführungsformen durchführt. Da das computerlesbare Medium Anweisungen umfasst, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer bewirken, dass der Computer das Verfahren gemäß den hierin beschriebenen Ausführungsformen durchführt, wird ein computerlesbares Medium bereitgestellt, das Bedingungen für die Überwindung oder zumindest Linderung zumindest einiger der oben genannten Nachteile bereitstellt.According to a third aspect of the invention, the object is achieved by a computer-readable medium comprising instructions which, when executed by a computer, cause the computer to perform the method according to the embodiments described herein. Since the computer-readable medium comprises instructions which, when the program is executed by a computer, cause the computer to perform the method according to the embodiments described herein, a computer-readable medium is provided which contains conditions for overcoming or at least alleviating at least some of the disadvantages mentioned above provides.
Gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch eine Steueranordnung gelöst, die dazu ausgelegt ist, einen Druck in mindestens einem Zylinder eines Verbrennungsmotors zu schätzen, wobei der Verbrennungsmotor umfasst:
- - den mindestens einen Zylinder,
- - einen in jedem Zylinder angeordneten Kolben,
- - eine Kurbelwelle,
- - mindestens ein Ventil, das in jedem Zylinder vorgesehen ist, wobei das mindestens eine Ventil dafür vorgesehen ist, die Gasströmung in den und/oder aus dem Zylinder zu steuern,
- - eine Ventilsteueranordnung mit einer Fluidkammer und
- - einen Sensor, der dazu ausgelegt ist, den Fluiddruck in der Fluidkammer zu messen,
- - selektiven Öffnen des mindestens einen Ventils in den mindestens einen Zylinder, indem ein Fluiddruck in der Fluidkammer geschaffen wird,
- - Messen des Fluiddrucks in der Fluidkammer und
- - Schätzen des Drucks in dem mindestens einen Zylinder basierend auf dem gemessenen Fluiddruck in der Fluidkammer.
- - the at least one cylinder,
- - a piston located in each cylinder,
- - a crankshaft,
- - at least one valve provided in each cylinder, the at least one valve being intended to control the flow of gas into and/or out of the cylinder,
- - A valve control arrangement with a fluid chamber and
- - a sensor designed to measure the fluid pressure in the fluid chamber,
- - selectively opening the at least one valve in the at least one cylinder by creating a fluid pressure in the fluid chamber,
- - measuring the fluid pressure in the fluid chamber and
- - estimating the pressure in the at least one cylinder based on the measured fluid pressure in the fluid chamber.
Da die Steueranordnung dazu ausgelegt ist, den Druck in dem mindestens einen Zylinder basierend auf dem gemessenen Fluiddruck in der Fluidkammer zu schätzen, wird eine Steueranordnung bereitgestellt, die den Druck in dem mindestens einen Zylinder effizient, zuverlässig und kostengünstig schätzt. Ferner wird eine Steueranordnung bereitgestellt, die in der Lage ist, die Verdichtung mindestens eines Zylinders auf effiziente, zuverlässige und kostengünstige Weise zu schätzen, da der Druck in dem Zylinder die Verdichtung in dem Zylinder anzeigt. Ferner wird eine Steueranordnung bereitgestellt, die eine Momentanschätzung des Drucks in dem mindestens einen Zylinder und der Verdichtung des mindestens einen Zylinders, beispielsweise während des Laufenlassens des Verbrennungsmotors, auf effiziente, zuverlässige und kostengünstige Weise ermöglicht. Da eine Momentanschätzung der Verdichtung in dem mindestens einen Zylinder effizient, zuverlässig und kostengünstig erreicht werden kann, werden außerdem Bedingungen bereitgestellt, um zu erfassen, ob eine oder mehrere Komponenten des Motors, die mit der Verdichtung des mindestens einen Zylinders zusammenhängen, wie beispielsweise der Kolben, Kolbenringe des Kolbens, das mindestens eine Ventil, Ventilsitze des mindestens einen Ventils, das Ventilspiel des mindestens einen Ventils usw. einem Verschleiß ausgesetzt waren, der die Verdichtung reduziert. Dadurch kann ein solcher Verschleiß von Komponenten frühzeitig erkannt werden, was das Risiko von übermäßigem Verschleiß der Komponenten sowie weiterer Komponenten des Verbrennungsmotors reduziert und damit potenziell auch die Kosten für Wartung und Reparatur des Verbrennungsmotors reduziert. Da der Verschleiß von Komponenten frühzeitig erfasst werden kann, stellt die Steueranordnung außerdem Bedingungen für die Durchführung einer zustandsorientierten Wartung eines Verbrennungsmotors, der die Steueranordnung umfasst, bereit.Because the control arrangement is configured to estimate the pressure in the at least one cylinder based on the measured fluid pressure in the fluid chamber, a control arrangement is provided that efficiently, reliably, and inexpensively estimates the pressure in the at least one cylinder. Furthermore, a control arrangement is provided which is able to reduce the compression at least at least one cylinder in an efficient, reliable and inexpensive way, since the pressure in the cylinder indicates the compression in the cylinder. Furthermore, a control arrangement is provided that enables an instantaneous estimation of the pressure in the at least one cylinder and the compression of the at least one cylinder, for example while the internal combustion engine is running, in an efficient, reliable and cost-effective manner. In addition, because an instantaneous estimate of compression in the at least one cylinder can be efficiently, reliably, and inexpensively achieved, conditions are provided to detect whether one or more components of the engine associated with the compression of the at least one cylinder, such as the pistons , piston rings of the piston, the at least one valve, valve seats of the at least one valve, the valve clearance of the at least one valve, etc. were subjected to wear that reduces compression. As a result, such wear on components can be detected at an early stage, which reduces the risk of excessive wear on the components and other components of the internal combustion engine and thus potentially also reduces the costs for maintenance and repair of the internal combustion engine. Since wear of components can be detected at an early stage, the control arrangement also provides conditions for performing condition-based maintenance of an internal combustion engine that includes the control arrangement.
Dementsprechend wird eine Steuerregelung bereitgestellt, die zumindest einige der oben genannten Probleme und Nachteile überwindet oder zumindest mildert. Dadurch wird die oben genannte Aufgabe gelöst.Accordingly, a control scheme is provided that overcomes or at least mitigates at least some of the problems and disadvantages noted above. This solves the above problem.
Gemäß einem fünften Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch einen Verbrennungsmotor gelöst, der umfasst:
- - mindestens einen Zylinder,
- - einen in jedem Zylinder angeordneten Kolben,
- - eine Kurbelwelle,
- - mindestens ein Ventil, das in jedem Zylinder angeordnet ist, wobei das mindestens eine Ventil dafür vorgesehen ist, die Gasströmung in den und/oder aus dem Zylinder zu steuern,
- - eine Ventilsteueranordnung, die eine Fluidkammer umfasst,
- - einen Sensor, der dazu ausgelegt ist, den Fluiddruck in der Fluidkammer zu messen, und
- - eine Steueranordnung, die ausgelegt ist zum:
- - selektiven Öffnen des mindestens einen Ventils in den mindestens einen Zylinder, indem ein Fluiddruck in der Fluidkammer geschaffen wird,
- - Messen des Fluiddrucks in der Fluidkammer und
- - Schätzen des Drucks in dem mindestens einen Zylinder basierend auf dem gemessenen Fluiddruck in der Fluidkammer.
- - at least one cylinder,
- - a piston located in each cylinder,
- - a crankshaft,
- - at least one valve arranged in each cylinder, the at least one valve being intended to control the gas flow into and/or out of the cylinder,
- - a valve control arrangement comprising a fluid chamber,
- - a sensor designed to measure the fluid pressure in the fluid chamber, and
- - a control arrangement designed to:
- - selectively opening the at least one valve in the at least one cylinder by creating a fluid pressure in the fluid chamber,
- - measuring the fluid pressure in the fluid chamber and
- - estimating the pressure in the at least one cylinder based on the measured fluid pressure in the fluid chamber.
Da die Steueranordnung des Verbrennungsmotors dazu ausgelegt ist, den Druck in dem mindestens einen Zylinder basierend auf dem gemessenen Fluiddruck in der Fluidkammer zu schätzen, wird ein Verbrennungsmotor bereitgestellt, der in der Lage ist, den Druck in dem mindestens einen Zylinder effizient, zuverlässig und kostengünstig zu schätzen. Ferner wird ein Verbrennungsmotor bereitgestellt, der in der Lage ist, die Verdichtung mindestens eines Zylinders effizient, zuverlässig und kostengünstig zu schätzen, da der Druck in dem Zylinder die Verdichtung in dem Zylinder anzeigt. Ferner wird ein Verbrennungsmotor bereitgestellt, der in der Lage ist, eine Momentanschätzung des Drucks in dem mindestens einen Zylinder und der Verdichtung des mindestens einen Zylinders, beispielsweise während des Laufenlassens des Verbrennungsmotors auf effiziente, zuverlässige und kostengünstige Weise zu erlangen. Da eine Momentanschätzung der Verdichtung in dem mindestens einen Zylinder effizient, zuverlässig und kostengünstig erreicht werden kann, werden außerdem Bedingungen bereitgestellt, um zu erfassen, ob eine oder mehrere Komponenten des Verbrennungsmotors, die mit der Verdichtung des mindestens einen Zylinders zusammenhängen, wie z.B. der Kolben, Kolbenringe des Kolbens, das mindestens eine Ventil, Ventilsitze des mindestens einen Ventils, das Ventilspiel des mindestens einen Ventils usw. einem Verschleiß ausgesetzt wurden, der die Verdichtung reduziert. Dadurch kann ein solcher Verschleiß von Komponenten frühzeitig erkannt werden, was das Risiko eines übermäßigen Verschleißes der Komponenten sowie weiterer Komponenten des Verbrennungsmotors reduziert und damit potenziell auch die Kosten für Wartung und Reparatur des Verbrennungsmotors reduziert. Da der Verschleiß von Komponenten frühzeitig erkannt werden kann, werden außerdem Bedingungen für eine zustandsorientierte Instandhaltung des Verbrennungsmotors bereitgestellt.Since the control arrangement of the internal combustion engine is configured to estimate the pressure in the at least one cylinder based on the measured fluid pressure in the fluid chamber, an internal combustion engine is provided which is capable of controlling the pressure in the at least one cylinder efficiently, reliably and cost-effectively appreciate. Furthermore, an internal combustion engine capable of estimating the compression ratio of at least one cylinder efficiently, reliably and inexpensively is provided since the pressure in the cylinder is indicative of the compression ratio in the cylinder. Furthermore, an internal combustion engine is provided that is able to obtain an instantaneous estimate of the pressure in the at least one cylinder and the compression of the at least one cylinder, for example during running of the internal combustion engine in an efficient, reliable and cost-effective manner. In addition, since an instantaneous estimation of compression in the at least one cylinder can be achieved efficiently, reliably, and inexpensively, conditions are provided to detect whether one or more components of the internal combustion engine associated with the compression of the at least one cylinder, such as the pistons , piston rings of the piston, the at least one valve, valve seats of the at least one valve, the valve clearance of the at least one valve, etc. have been subjected to wear that reduces compression. As a result, such wear on components can be detected at an early stage, which reduces the risk of excessive wear on the components and other components of the internal combustion engine and thus potentially also reduces the costs for maintenance and repair of the internal combustion engine. Since component wear can be detected at an early stage, conditions are also provided for condition-based maintenance of the internal combustion engine.
Dementsprechend wird ein Verbrennungsmotor bereitgestellt, der zumindest einige der oben genannten Probleme und Nachteile überwindet oder zumindest mildert. Dadurch wird die oben genannte Aufgabe gelöst.Accordingly, an internal combustion engine is provided that overcomes or at least mitigates at least some of the problems and disadvantages noted above. This solves the above problem.
Optional ist der Kolben so angeordnet, dass er in dem mindestens einen Zylinder zwischen einem unteren Totpunkt und einem oberen Totpunkt hin- und herbewegt wird, wobei die Steueranordnung ausgelegt zum:
- - Öffnen des mindestens einen Ventils in den mindestens einen Zylinder, wenn sich der Kolben in einem Bereich des oberen Totpunktes befindet.
- - Opening the at least one valve in the at least one cylinder when the piston is in a region of top dead center.
Dadurch kann der Druck in dem Zylinder und damit auch die Verdichtung in dem Zylinder genauer geschätzt werden, da der Druck in dem Zylinder höher ist, wenn sich der Kolben in einem Bereich des oberen Totpunktes befindet, als wenn sich der Kolben in einem Bereich des unteren Totpunktes befindet.As a result, the pressure in the cylinder and thus also the compression in the cylinder can be estimated more accurately, since the pressure in the cylinder is higher when the piston is in a region of top dead center than when the piston is in a region of bottom dead center dead center is located.
Optional umfasst die Ventilsteueranordnung ein Ventilstellglied, wobei die Fluidkammer zwischen dem Ventilstellglied und dem mindestens einen Ventil angeordnet ist. Dadurch kann die Druckschätzung in dem mindestens einen Zylinder effizient und zuverlässig durchgeführt werden, da der gemessene Fluiddruck in der Fluidkammer eine klare und zuverlässige Anzeige des Drucks in dem mindestens einen Zylinder liefert.Optionally, the valve control assembly includes a valve actuator, wherein the fluid chamber is located between the valve actuator and the at least one valve. As a result, the pressure estimation in the at least one cylinder can be performed efficiently and reliably since the measured fluid pressure in the fluid chamber provides a clear and reliable indication of the pressure in the at least one cylinder.
Optional umfasst der Verbrennungsmotor eine Dekompressionsbremsanordnung, die die Ventilsteueranordnung umfasst. Somit kann die Steueranordnung des Verbrennungsmotors gemäß diesen Ausführungsformen das mindestens eine Ventil selektiv in den mindestens einen Zylinder öffnen, den Fluiddruck in der Fluidkammer messen und den Druck in dem mindestens einen Zylinder basierend auf dem gemessenen Fluiddruck in der Fluidkammer während der Dekompressionsbremsung schätzen. Dadurch kann der Druck in dem mindestens einen Zylinder noch effizienter und zuverlässiger geschätzt werden. Dies liegt daran, dass bei der Dekompressionsbremsung keine Verbrennung stattfindet. Als weiteres Ergebnis kann die Verdichtung des mindestens einen Zylinders noch effizienter und zuverlässiger geschätzt werden, da der Druck in dem mindestens einen Zylinder bei der Dekompressionsbremsung einen klaren Hinweis auf die Verdichtung des mindestens einen Zylinders gibt. Ferner führt ein Verbrennungsmotor eines Fahrzeugs im normalen Verkehr häufig eine Dekompressionsbremsung durch. Daher kann die Schätzung des Drucks in dem mindestens einen Zylinder häufig durchgeführt werden, was weitere Bedingungen für die frühzeitige Erkennung des Verschleißes von Komponenten bereitstellt, wodurch das Risiko eines übermäßigen Verschleißes von Komponenten weiter reduziert und somit auch potentiell die Kosten für Wartung und Reparatur des Verbrennungsmotors weiter gesenkt werden.Optionally, the internal combustion engine includes a compression release brake assembly that includes the valve control assembly. Thus, according to these embodiments, the internal combustion engine control arrangement can selectively open the at least one valve in the at least one cylinder, measure the fluid pressure in the fluid chamber, and estimate the pressure in the at least one cylinder based on the measured fluid pressure in the fluid chamber during compression release braking. As a result, the pressure in the at least one cylinder can be estimated even more efficiently and reliably. This is because there is no combustion during decompression braking. As a further result, the compression of the at least one cylinder can be estimated even more efficiently and reliably since the pressure in the at least one cylinder during decompression braking gives a clear indication of the compression of the at least one cylinder. Furthermore, in normal traffic, an internal combustion engine of a vehicle often performs decompression braking. Therefore, the estimation of the pressure in the at least one cylinder can be performed frequently, which provides further conditions for the early detection of component wear, thereby further reducing the risk of excessive component wear and thus potentially also the costs for maintenance and repair of the internal combustion engine be lowered further.
Optional umfasst der Verbrennungsmotor mindestens zwei Zylinder und einen Kurbelwinkelsensor, wobei die Steueranordnung ausgelegt ist zum:
- - Überwachen einer Reihe von aufeinanderfolgenden Druckerhöhungsereignissen des gemessenen Fluiddrucks und
- - Identifizieren einer Korrelation zwischen einem oder mehreren aufeinanderfolgenden Druckerhöhungsereignissen und einem der mindestens zwei Zylinder durch Vergleichen der aufeinanderfolgenden Druckerhöhungsereignisse mit dem Kurbelwinkel der Kurbelwelle.
- - monitoring a series of successive pressurization events of the measured fluid pressure and
- - identifying a correlation between one or more consecutive pressure increase events and one of the at least two cylinders by comparing the consecutive pressure increase events with the crank angle of the crankshaft.
Dadurch wird ein Verbrennungsmotor bereitgestellt, der in der Lage ist, die Korrelation zwischen den geschätzten Drücken und den Zylindern zu identifizieren, was die Möglichkeit bietet, einen Zylinder mit einem abweichenden Zylinderdruck zu identifizieren. Ferner werden Bedingungen bereitgestellt, um den Druck in zwei oder mehr Zylindern eines Verbrennungsmotors mit nur einem Sensor zu schätzen. Dadurch wird ein Verbrennungsmotor bereitgestellt, der in der Lage ist, den Druck in zwei oder mehr Zylindern effizient, zuverlässig und kostengünstig zu schätzen.This provides an internal combustion engine capable of identifying the correlation between the estimated pressures and the cylinders, providing the ability to identify a cylinder with a deviating cylinder pressure. Furthermore, conditions are provided to estimate the pressure in two or more cylinders of an internal combustion engine with only one sensor. This provides an internal combustion engine capable of estimating the pressure in two or more cylinders efficiently, reliably, and inexpensively.
Gemäß einem sechsten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch ein Fahrzeug gelöst, das Räder und einen Verbrennungsmotor gemäß einigen Ausführungsformen umfasst, wobei der Verbrennungsmotor dazu ausgelegt ist, dem Fahrzeug über eines oder mehrere der Räder des Fahrzeugs Antriebskraft zur Verfügung zu stellen.According to a sixth aspect of the invention, the object is achieved by a vehicle comprising wheels and an internal combustion engine according to some embodiments, wherein the internal combustion engine is configured to provide motive power to the vehicle via one or more of the vehicle's wheels.
Da das Fahrzeug einen Verbrennungsmotor umfasst, der zumindest einige der oben genannten Probleme und Nachteile überwindet oder zumindest lindert, wird ein Fahrzeug bereitgestellt, das zumindest einige der oben genannten Probleme und Nachteile überwindet oder zumindest lindert. Dadurch wird die oben genannte Aufgabe gelöst.Because the vehicle includes an internal combustion engine that overcomes or at least mitigates at least some of the problems and disadvantages noted above, a vehicle is provided that overcomes or at least mitigates at least some of the problems and disadvantages noted above. This solves the above problem.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden sich beim Studium der beiliegenden Ansprüche und der folgenden detaillierten Beschreibung zeigen.Other features and advantages of the present invention will become apparent upon study of the appended claims and the following detailed description.
Figurenlistecharacter list
Verschiedene Aspekte der Erfindung, einschließlich ihrer besonderen Merkmale und Vorteile, werden aus den in der folgenden ausführlichen Beschreibung erläuterten exemplarischen Ausführungsformen und den dazugehörigen Zeichnungen leicht verständlich sein. In diesen zeigen:
-
1 schematisch einen Querschnitt durch einen Verbrennungsmotor gemäß einigen Ausführungsformen, -
2 schematisch eine Seitenansicht des in1 dargestellten Verbrennungsmotors, -
3 ein Diagramm, das eine Reihe von aufeinanderfolgenden Druckerhöhungsereignissen eines gemessenen Fluiddrucks in einer Fluidkammer des Verbrennungsmotors zeigt, wie in1 und2 dargestellt, -
4 ein Fahrzeug mit Rädern und dem in1 und2 dargestellten Verbrennungsmotor, -
5 ein Verfahren zum Schätzen eines Drucks in mindestens einem Zylinder eines Verbrennungsmotors und -
6 ein computerlesbares Medium.
-
1 schematically a cross section through an internal combustion engine according to some embodiments, -
2 schematically a side view of the in1 shown combustion engine, -
3 a diagram showing a series of successive pressure increase events of a measured fluid pressure in a fluid chamber of the internal combustion engine, as in FIG1 and2 shown, -
4 a vehicle with wheels and the in1 and2 shown combustion engine, -
5 a method for estimating a pressure in at least one cylinder of an internal combustion engine and -
6 a computer-readable medium.
Detaillierte BeschreibungDetailed description
Die Aspekte der vorliegenden Erfindung werden nun näher beschrieben. Gleiche Zahlen beziehen sich in der gesamten Beschreibung auf gleiche Elemente. Bekannte Funktionen oder Konstruktionen werden der Kürze und/oder Übersichtlichkeit halber nicht unbedingt im Detail beschrieben.Aspects of the present invention will now be described in more detail. Like numbers refer to like elements throughout the specification. Well-known functions or constructions are not necessarily described in detail for the sake of brevity and/or clarity.
Der Motor 1 umfasst ferner mindestens ein in jedem Zylinder 3.1 angeordnetes Einlassventil 10, wobei das mindestens eine Einlassventil 10 mit dem Einlasssystem 8 verbunden ist. Das Einlassventil 10 ist vorgesehen, um die Gasströmung in den Zylinder 3.1 zu steuern. Der Motor 1 umfasst ferner eine Einlassventilsteueranordnung 12.1, die dazu ausgelegt ist, jedes Einlassventil 10 auf der Grundlage einer Drehposition der Kurbelwelle 7 zu steuern. Der Motor 1 umfasst ferner mindestens ein in jedem Zylinder 3.1 angeordnetes Auslassventil 9, wobei das mindestens eine Auslassventil 9 mit einem Auslassauslass 14 des Motors 1 verbunden ist. Das Auslassventil 9 ist vorgesehen, um die Gasströmung aus dem Zylinder 3.1 heraus zu steuern. Der Motor 1 umfasst ferner eine Auslassventilsteueranordnung 12.2, die dazu ausgelegt ist, jedes Auslassventil 9 auf der Grundlage der Drehposition der Kurbelwelle 7 zu steuern. In
Die Einlassventilsteueranordnung 12.1 ist dafür vorgesehen, das mindestens eine Einlassventil 10 zwischen der geschlossenen Position und einer offenen Position zu steuern, indem das mindestens eine Einlassventil 10 in eine Richtung in den Zylinder 3.1 verlagert wird. Dadurch wird eine Fluidverbindung zwischen dem Einlasssystem 8 und dem Zylinder 3.1 geöffnet. Ebenso ist die Auslassventilsteueranordnung 12.2 dafür vorgesehen, das mindestens eine Auslassventil 9 zwischen der geschlossenen Position und einer offenen Position zu steuern, indem das mindestens eine Auslassventil 9 in eine Richtung in den Zylinder 3.1 verlagert wird. Dadurch wird eine Fluidverbindung zwischen dem Zylinder 3.1 und dem Abgasauslass 14 geöffnet. Auf Verlagern eines Ventils 9, 10 aus der geschlossenen Position in die offene Position hin wird das Ventil 9, 10 von seinem Ventilsitz angehoben. Gemäß den dargestellten Ausführungsformen umfasst das mindestens eine Auslassventil 9 sowie das mindestens eine Einlassventil 10 ein Tellerventil, das auch als „Pilzventil“ bezeichnet werden kann.The intake valve control arrangement 12.1 is intended to control the at least one
Der Motor 1 umfasst ferner eine Kraftstoffeinspritzdüse 16, die dafür vorgesehen ist, Kraftstoff direkt in den Zylinder 3.1 einzuspritzen. Der Motor 1 in den dargestellten Ausführungsformen ist ein Verdichtungszündungsmotor. Gemäß weiteren Ausführungsformen kann der Motor ein Ottomotor mit einer Fremdzündvorrichtung sein, wobei der Ottomotor für den Betrieb mit Gas, Benzin, Alkohol oder ähnlichen flüchtigen Kraftstoffen oder Kombinationen derselben ausgelegt sein kann. Der Kraftstoff kann mittels einer Kraftstoffeinspritzdüse direkt in den Zylinder 3.1 eingespritzt werden oder vor dem Eintritt in den Zylinder 3.1 der einströmenden Luft hinzugefügt werden, beispielsweise durch eine an einem Einlasskanal des Motors 1 angeordnete Kraftstoffeinspritzdüse.The
Die Auslassventilsteueranordnung 12.2 und die Einlassventilsteueranordnung 12.1 10 können jeweils eine oder mehrere Nockenwellen umfassen, die drehbar mit der Kurbelwelle 7 verbunden sind, wobei die Nockenwellen Nockenerhebungen 20.1, 20.2 umfassen, die so angeordnet sind, dass sie die Ventile 9, 10 durch Drücken auf Ventilschäfte der Ventile 9, 10 auf Drehung der Nockenwelle 7 hin in eine offene Position verlagern. Die Nockenerhebungen 20.1, 20.2 können direkt auf die Ventilschäfte der Ventile 9, 10 drücken oder über weitere Anordnungen wie z.B. Schubstangen, Kipphebel, hydraulische Anordnungen oder dergleichen, auf die Ventilschäfte der Ventile 9, 10 drücken. Die Auslassventilsteueranordnung 12.2 und/oder die Einlassventilsteueranordnung 12.1 kann gemäß weiteren Ausführungsformen elektrische, pneumatische oder hydraulische Stellglieder umfassen, die zum Steuern der Ventile 9, 10 auf der Grundlage der Drehposition der Kurbelwelle 7 vorgesehen sind. Die Drehposition der Kurbelwelle 7 kann mittels eines Kurbelwinkelsensors 22 erlangt werden.The exhaust valve control arrangement 12.2 and the intake valve control arrangement 12.1 10 may each comprise one or more camshafts rotatably connected to the crankshaft 7, the camshafts comprising cam lobes 20.1, 20.2 arranged to open the
Der Motor 1 umfasst ferner eine Ventilsteueranordnung 11. Die Ventilsteueranordnung 11 kann an der Auslassventilsteueranordnung 12.2 angeordnet sein und kann deren Komponenten verwenden und/oder teilen, wie es gemäß den dargestellten Ausführungsformen der Fall ist. Die Ventilsteueranordnung 11 umfasst eine Fluidkomponente 18 mit einer Fluidkammer 13. Gemäß den dargestellten Ausführungsformen ist die Fluidkomponente 18 eine Hydraulikkomponente und die Fluidkammer 13 eine Hydraulikkammer. Die Ventilsteueranordnung 11 umfasst ein Ventilstellglied 19. Gemäß den dargestellten Ausführungsformen umfasst das Ventilstellglied 19 die Nockenerhebungen, die an einer Nockenwelle 17 angeordnet ist. Gemäß weiteren Ausführungsformen kann das Ventilstellglied einen Kipphebel umfassen, der beispielsweise über eine oder mehrere Schubstangen oder dergleichen mit einer Nockenwelle verbunden sein kann. Die Fluidkomponente 18 und die Fluidkammer 13 sind zwischen dem Ventilstellglied 19 und dem mindestens einen Ventil 9 angeordnet. Das Ventilstellglied 19 ist so vorgesehen, dass es an einem Abschnitt 18.1 der Fluidkomponente 18 anliegt. Die Fluidkomponente 18 ist so angeordnet, dass sie die Bewegung von dem Ventilstellglied 19 auf das Ventil 9 überträgt, wenn ein Fluiddruck in der Fluidkammer 13 geschaffen wird. Die Fluidkomponente 18 ist so angeordnet, dass sie die Bewegung von dem Ventilstellglied 19 auf das Ventil 9 nicht überträgt, wenn in der Fluidkammer 13 kein Fluiddruck geschaffen wird. Gemäß den dargestellten Ausführungsformen wird der Fluiddruck in der Fluidkammer 13 durch Schließen eines ersten Steuerventils 24 geschaffen, so dass die Bewegung des Ventilstellglieds 19 einen Fluiddruck in der Fluidkammer 13 aufbauen kann, um dadurch die Bewegung von dem Ventilstellglied 19 auf das Ventil 9 zu übertragen, wie im Folgenden näher erläutert wird.The
Der Verbrennungsmotor 1 umfasst eine Dekompressionsbremsanordnung 21. Die Dekompressionsbremsanordnung 21 ist dazu ausgelegt, selektiv eine Dekompressionsbremsung des Verbrennungsmotors 1 durchzuführen. Gemäß den dargestellten Ausführungsformen ist die Ventilsteueranordnung 11 Teil der Dekompressionsbremsanordnung 21. Die Ventilsteueranordnung 11 ist dazu ausgelegt, das Auslassventil 9 selektiv in den mindestens einen Zylinder 3.1 nahe dem Ende des Verdichtungstakts des Motors 1 zu öffnen. Dadurch wird die während des Verdichtungstakts in den verdichteten Gasen gespeicherte Energie nicht bei dem nachfolgenden Expansionstakt, der das Bremsmoment des Motors 1 erhöht, an die Kurbelwelle 7 zurückgeführt. Die Ventilsteueranordnung 11 ist dazu ausgelegt, das Auslassventil 9 selektiv in den mindestens einen Zylinder 3.1 zu öffnen, indem sie einen Fluiddruck in der Fluidkammer 13 schafft.The
Gemäß den dargestellten Ausführungsformen umfasst die Ventilsteueranordnung 11 das erste Steuerventil 24 und ein zweites Steuerventil 26. Das zweite Steuerventil 26 ist mit einem Kreislauf von druckbeaufschlagtem Fluid 28 und mit dem ersten Steuerventil 24 verbunden. Gemäß den dargestellten Ausführungsformen ist der Fluidkreislauf 28 ein Ölkreislauf. Der Ölkreislauf kann Teil eines Motorölkreislaufs des Motors 1 sein.According to the illustrated embodiments, the
Der Motor 1 umfasst eine Steueranordnung 23, die dazu ausgelegt ist, mindestens das zweite Steuerventil 26 zu steuern. Während eines Energieerzeugungszustands des Motors 1 steuert die Steueranordnung 23 das zweite Steuerventil 26 in einen geschlossenen Zustand. Wenn sich das zweite Steuerventil 26 in dem geschlossenen Zustand befindet, wird kein Fluiddruck auf das erste Steuerventil 24 aufgebracht. Wenn kein Fluiddruck auf das erste Steuerventil 24 aufgebracht wird, befindet sich das erste Steuerventil 24 in einem offenen Zustand. Wenn sich das erste Steuerventil 24 in dem offenen Zustand befindet, kann auf Drehung der Nockenwelle 17 hin über das erste Steuerventil 24 Fluid, z.B. Öl, in die Fluidkammer 13 ein- und ausströmen. Dadurch wird die Bewegung des Ventilstellglieds 19 nicht auf das Auslassventil 9 übertragen. Infolgedessen wird das Ventilstellglied 19 das Auslassventil 9 nicht zum Öffnen zwingen, wenn sich das zweite Steuerventil 26 in dem geschlossenen Zustand befindet. Gemäß den dargestellten Ausführungsformen zwingt jedoch die Nockenerhebung 20.2 der Auslassventilsteueranordnung 12.2 das Auslassventil 9 zum Öffnen, wenn sich das zweite Steuerventil 26 in dem geschlossenen Zustand befindet. Dies liegt daran, dass die Nockenerhebung 20.2 der Auslassventilsteueranordnung 12.2 mit einer größeren Höhe als das Ventilstellglied 19 bereitgestellt ist und dadurch eine größere Hublänge als das Ventilstellglied 19 aufweist und dass die Fluidkomponente 18 dazu ausgelegt ist, die Bewegung der Nockenerhebung 20.2 auf das Auslassventil 9 zu übertragen, wenn sie der Hublänge der Nockenerhebung 20.2 ausgesetzt ist. Dadurch kann der Motor 1 in einem energieerzeugenden Zustand betrieben werden, wenn sich das zweite Steuerventil 26 in dem geschlossenen Zustand befindet.The
Um eine Dekompressionsbremsung zu initiieren, steuert die Dekompressionsbremsanordnung 21 das zweite Steuerventil 26 in einen offenen Zustand. Im offenen Zustand bringt das zweite Steuerventil 26 einen Fluiddruck auf das erste Steuerventil 24 auf. Wenn ein Fluiddruck auf das erste Steuerventil 24 aufgebracht wird, nimmt das erste Steuerventil 24 einen aktiven Zustand an. Im aktiven Zustand lässt das erste Steuerventil 24 Fluid in die Fluidkammer 13 strömen und verhindert, dass das Fluid aus der Fluidkammer 13 austritt. Infolgedessen wird die Fluidkammer auf Drehung der Nockenwelle 17 hin mit Fluid gefüllt. Wenn die Fluidkammer 13 mit Fluid gefüllt ist und das Ventilstellglied 19 der Nockenwelle 17 auf den Abschnitt 18.1 der Fluidkomponente 18 drückt, wird die Kraft des Ventilstellglieds 19 über die Fluidkomponente 18, die das Auslassventil 9 in die offene Position zwingt, auf das Auslassventil 9 übertragen.To initiate compression release braking, the compression
Der Verbrennungsmotor 1 umfasst einen Sensor 15, der dazu ausgelegt ist, den Fluiddruck in der Fluidkammer 13 zu messen. Das Auslassventil 9 umfasst einen bestimmten Oberflächenbereich, der dem Inneren des Zylinders zugewandt angeordnet ist, und die Fluidkammer 13 ist mit einer bestimmten Querschnittsfläche versehen. Somit liefert der gemessene Fluiddruck in der Fluidkammer 13 eine klare und zuverlässige Anzeige des Drucks in dem Zylinder 3.1 zum Zeitpunkt der Öffnung des Auslassventils 9. Die Steueranordnung 23 ist mit dem Sensor 15 verbunden und dazu ausgelegt, den Druck in dem mindestens einen Zylinder 3.1 basierend auf dem gemessenen Fluiddruck in der Fluidkammer 13 zu schätzen. Zusätzlich zu dem gemessenen Fluiddruck in der Fluidkammer 13 kann die Schätzung des Drucks in dem mindestens einen Zylinder 3.1 auf dem dem Zylinder 3.1 zugewandten Oberflächenbereich des Auslassventils 9, der Querschnittsfläche der Fluidkammer 13, der Drehzahl des Verbrennungsmotors 1, Reibungsverlusten, dem Druck in dem Einlasssystem 8, dem Ladedruck einer Ladeeinrichtung usw. basieren.The
Die Steueranordnung 23 ist dazu ausgelegt, das mindestens eine Ventil 9 in den mindestens einen Zylinder 3.1 zu öffnen, wenn sich der Kolben 5 in einem Bereich des oberen Totpunkts befindet, beispielsweise wenn der Kolben innerhalb des Intervalls von 20 Kurbelwinkelgraden vor dem oberen Totpunkt bis zu 20 Kurbelwinkelgraden hinter dem oberen Totpunkt liegt. Der Druck in einem Zylinder eines Motors ist am höchsten, wenn sich der Kolben an dem oberen Totpunkt befindet. Durch Öffnen des mindestens einen Ventils 9 in den mindestens einen Zylinder 3.1, wenn sich der Kolben 5 im Bereich des oberen Totpunkts befindet, wird die Bremskraft des Motors 1 erhöht. Ferner kann die Schätzung des Drucks in dem Zylinder 3.1 aufgrund des hohen Drucks zuverlässig durchgeführt werden. Gemäß den dargestellten Ausführungsformen ist die Steueranordnung 23 dazu ausgelegt, das mindestens eine Ventil 9 in den mindestens einen Zylinder zu öffnen, den Fluiddruck in der Fluidkammer 13 zu messen und den Druck in dem mindestens einen Zylinder 3.1 basierend auf dem gemessenen Fluiddruck in der Fluidkammer 13 während der Motorbremsung zu schätzen. Gemäß weiteren Ausführungsformen kann die Steueranordnung 23 alternativ oder zusätzlich dazu ausgelegt sein, das mindestens eine Ventil 9 in den mindestens einen Zylinder 3.1 zu öffnen, den Fluiddruck in der Fluidkammer 13 zu messen und den Druck in dem mindestens einen Zylinder 3.1 basierend auf dem gemessenen Fluiddruck in der Fluidkammer 13 während des Laufenlassens und/oder Anlassen des Motors 1 zu schätzen.The
Gemäß einigen Ausführungsformen kann die Steueranordnung 23 dazu ausgelegt sein, das mindestens eine Ventil 9 in den mindestens einen Zylinder 3.1 zu öffnen, wenn sich der Kolben 5 in einem Abstand von dem unteren Totpunkt befindet, indem eine Phasenverschiebung der Auslassventilsteueranordnung 12.2 durchgeführt wird. Dabei zwingt die Nockenerhebung 20.2 der Auslassventilsteueranordnung 12.2 das Auslassventil 9 zum Öffnen, wenn sich der Kolben 5 in einem Abstand von dem unteren Totpunkt befindet und der Druck in dem mindestens einen Zylinder 3.1 basierend auf dem gemessenen Fluiddruck in der Fluidkammer 13 geschätzt werden kann. Gemäß solchen Ausführungsformen kann der Motor 1 eine Phasenverschiebungsvorrichtung anstelle oder zusätzlich zu der Dekompressionsbremsanordnung 21 umfassen.According to some embodiments, the
Gemäß den zeigten Ausführungsformen ist die Steueranordnung 23 ausgelegt, um eine Reihe von aufeinanderfolgenden Druckerhöhungsereignissen p1 - p6 des gemessenen Fluiddrucks p zu überwachen und eine Korrelation zwischen einem oder mehreren aufeinanderfolgenden Druckerhöhungsereignissen p1 - p6 und einem der mindestens zwei Zylinder 3.1 - 3.6 durch Vergleichen der aufeinanderfolgenden Druckerhöhungsereignisse p1 - p6 mit dem Kurbelwinkel a der Kurbelwelle 7 zu identifizieren. Der Vergleich zwischen den aufeinanderfolgenden Druckerhöhungsereignissen p1 - p6 und dem Kurbelwinkel a der Kurbelwelle 7 kann einen Vergleich zwischen der Position der aufeinanderfolgenden Druckerhöhungsereignisse p1 - p6 und dem Kurbelwinkel a der Kurbelwelle 7 umfassen. Dadurch kann ein Zylinder mit abweichendem Zylinderdruck effizient, zuverlässig und kostengünstig identifiziert werden. Ferner werden Bedingungen bereitgestellt, um den Druck in zwei oder mehr Zylindern eines Verbrennungsmotors mit nur einem Sensor zu schätzen.According to the shown embodiments, the
Ferner kann die Steueranordnung, wie in
Gemäß weiteren Ausführungsformen kann die Steueranordnung 23 einen zu niedrigen oder zu hohen Zylinderdruck eines Zylinders bestimmen, indem sie die Druckerhöhungsereignisse p1 - p6 vergleicht und identifiziert, ob eines oder mehrere der Druckerhöhungsereignisse p1 - p6 wesentlich von den anderen Druckerhöhungsereignissen p1 - p6 abweichen. Dadurch kann ein Zylinder mit einem zu hohen oder zu niedrigen Zylinderdruck einfach, effektiv und zuverlässig erfasst werden.According to further embodiments, the
Ferner kann die Steueranordnung 23 gemäß einigen Ausführungsformen dazu ausgelegt sein, die Phase und/oder Dauer der überwachten Druckerhöhungsereignisse p1 - p6 mit gespeicherten und/oder vorgegebenen Werten für Phase und/oder Dauer der Druckerhöhungsereignisse zu vergleichen. Dadurch kann eine Steueranordnung 23 mit einer verbesserten Fähigkeit versehen werden, zu erfassen, ob Komponenten des Motors 1 einem Verschleiß ausgesetzt waren, der die Verdichtung in den Zylindern des Motors 1 beeinflusst.Furthermore, according to some embodiments, the
Das in
- - den mindestens einen Zylinder 3.1 - 3.6,
- - einen in jedem Zylinder 3.1 - 3.6 angeordneten Kolben 5,
- - eine Kurbelwelle 7,
- - mindestens ein Ventil 9, das in jedem Zylinder 3.1 - 3.6 angeordnet ist, wobei das mindestens eine Ventil 9 dafür vorgesehen ist, Gasströmung in den und/oder aus dem Zylinder 3.1 - 3.6 zu steuern,
- -
eine Ventilsteueranordnung 11 mit einerFluidkammer 13 und - -
einen Sensor 15, der dazu ausgelegt ist, den Fluiddruck p inder Fluidkammer 13 zu messen,
- -
selektivem Öffnen 110 des mindestens einen Ventils 9 in den mindestens einen Zylinder 3.1 - 3.6 durch Schaffen eines Fluiddrucks p inder Fluidkammer 13, - - Messen des Fluiddrucks p in
der Fluidkammer 13, und - -
Schätzen 130 des Drucks in dem mindestens einen Zylinder 3.1 - 3.6 basierend auf dem gemessenen Fluiddruck p inder Fluidkammer 13.
- - the at least one cylinder 3.1 - 3.6,
- - a piston 5 arranged in each cylinder 3.1 - 3.6,
- - a crankshaft 7,
- - at least one valve 9 arranged in each cylinder 3.1 - 3.6, which at least one valve 9 is intended to control gas flow into and/or out of the cylinder 3.1 - 3.6,
- - A
valve control assembly 11 having afluid chamber 13 and - - a
sensor 15 designed to measure the fluid pressure p in thefluid chamber 13,
- -
selective opening 110 of the at least one valve 9 in the at least one cylinder 3.1 - 3.6 by creating a fluid pressure p in thefluid chamber 13, - - measuring the fluid pressure p in the
fluid chamber 13, and - - Estimating 130 the pressure in the at least one cylinder 3.1-3.6 based on the measured fluid pressure p in the
fluid chamber 13.
Gemäß einigen Ausführungsformen ist der Kolben 5 so angeordnet, dass er in dem mindestens einen Zylinder 3.1 - 3.6 zwischen einem unteren Totpunkt und einem oberen Totpunkt hin- und herbewegt wird, wobei das Verfahren 100 den Schritt umfasst von:
- -
Öffnen 111 des mindestens einen Ventils 9 in den mindestens einen Zylinder 3.1 - 3.6, wenn sich der Kolben 5 in einem Bereich des oberen Totpunktes befindet.
- -
Opening 111 of the at least one valve 9 in the at least one cylinder 3.1 - 3.6 when the piston 5 is in a region of top dead center.
Gemäß einigen Ausführungsformen umfasst die Ventilsteueranordnung 11 ein Ventilstellglied 19, wobei die Fluidkammer 13 zwischen dem Ventilstellglied 19 und dem mindestens einen Ventil 9 angeordnet ist.According to some embodiments, the
Gemäß einigen Ausführungsformen wird das Verfahren 100 beim Motorbremsen des Verbrennungsmotors 1, beim Laufenlassen des Verbrennungsmotors 1 oder beim Anlassen des Verbrennungsmotors 1 durchgeführt.According to some embodiments, the
Gemäß einigen Ausführungsformen umfasst der Verbrennungsmotor 1 eine Dekompressionsbremsanordnung 21, die die Ventilsteueranordnung 11 umfasst, wobei die Dekompressionsbremsanordnung 21 dazu ausgelegt ist, selektiv eine Dekompressionsbremsung des Verbrennungsmotors 1 durchzuführen, und wobei das Verfahren 100 während der Dekompressionsbremsung durchgeführt wird.According to some embodiments, the
Gemäß einigen Ausführungsformen umfasst der Verbrennungsmotor 1 mindestens zwei Zylinder 3.1 - 3.6 und einen Kurbelwinkelsensor 22, wobei das Verfahren 100 die Schritte umfasst von:
- -
Überwachen 140 einer Reihe von aufeinanderfolgenden Druckerhöhungsereignissen p1 - p6 des gemessenen Fluiddrucks p und - -
Identifizieren 150 einer Korrelation zwischen einem oder mehreren aufeinanderfolgenden Druckerhöhungsereignissen p1 - p6 und einem der mindestens zwei Zylinder 3.1 - 3.6 durch Vergleichen der aufeinanderfolgenden Druckerhöhungsereignisse p1 - p6 mit dem Kurbelwinkel a der Kurbelwelle 7.
- - monitoring 140 a series of consecutive pressure increase events p1 - p6 of the measured fluid pressure p and
- - Identifying 150 a correlation between one or more consecutive pressure increase events p1-p6 and one of the at least two cylinders 3.1-3.6 by comparing the consecutive pressure increase events p1-p6 with the crank angle a of the crankshaft 7.
Es ist zu beachten, dass die verschiedenen für das Verfahren 100 beschriebenen Ausführungsformen alle mit der hierin beschriebenen Steueranordnung 23 kombinierbar sind. Das heißt, die Steueranordnung 23 kann dazu ausgelegt sein, einen der Verfahrensschritte 110, 120, 130, 140, 150 und 111 des Verfahrens 100 auszuführen. Ferner kann das hierin beschriebene Verfahren 100 während der Motorbremsung, während des Laufenlassens und/oder während des Anlassens des Verbrennungsmotors 1 durchgeführt werden.It should be noted that the various embodiments described for the
Gemäß einigen Ausführungsformen umfasst das computerlesbare Medium 200 ein Computerprogramm mit Anweisungen, die, wenn sie von einem Computer ausgeführt werden, bewirken, dass der Computer das Verfahren 100 gemäß einigen Ausführungsformen ausführt.According to some embodiments, the computer-
Der Fachmann wird verstehen, dass das Verfahren zum Schätzen eines Drucks in mindestens einem Zylinder eines Verbrennungsmotors durch programmierte Anweisungen implementiert werden kann. Diese programmierten Anweisungen bestehen typischerweise aus einem Computerprogramm, das bei Ausführung in der Steueranordnung 23 sicherstellt, dass die Steueranordnung 23 die gewünschte Steuerung ausführt, wie beispielsweise die hierin beschriebenen Verfahrensschritte 110, 120, 130, 140, 150 und 111. Das Computerprogramm ist in der Regel Teil eines Computerprogrammprodukts 200, das ein geeignetes digitales Speichermedium umfasst, auf dem das Computerprogramm gespeichert ist.Those skilled in the art will understand that the method for estimating a pressure in at least one cylinder of an internal combustion engine programmed instructions can be implemented. These programmed instructions typically consist of a computer program which, when executed in the
Die Steueranordnung 23 kann eine Recheneinheit umfassen, die die Form einer im Wesentlichen beliebigen Art von Prozessorschaltung oder Mikrocomputer haben kann, z.B. eine Schaltung zur digitalen Signalverarbeitung (digitaler Signalprozessor, DSP), eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), eine Verarbeitungseinheit, eine Verarbeitungsschaltung, einen Prozessor, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), einen Mikroprozessor oder eine andere Verarbeitungslogik, die Anweisungen interpretieren und ausführen kann. Der hierin verwendete Ausdruck „Recheneinheit“ kann eine Verarbeitungsschaltungsanordnung darstellen, die eine Mehrzahl von Verarbeitungsschaltungen umfasst, wie z.B. eine, mehrere oder alle der oben genannten.The
Die Steueranordnung 23 kann ferner eine Speichereinheit umfassen, wobei die Recheneinheit mit der Speichereinheit verbunden sein kann, die der Recheneinheit beispielsweise einen gespeicherten Programmcode und/oder gespeicherte Daten bereitstellen kann, die die Recheneinheit möglicherweise benötigt, um Berechnungen durchführen zu können. Die Recheneinheit kann auch dazu ausgelegt sein, Teil- oder Endergebnisse von Berechnungen in der Speichereinheit zu speichern. Die Speichereinheit kann eine physikalische Vorrichtung umfassen, die zum vorübergehenden oder dauerhaften Speichern von Daten oder Programmen, d.h. Befehlssequenzen, verwendet wird. Gemäß einigen Ausführungsformen kann die Speichereinheit integrierte Schaltungen mit Transistoren auf Siliziumbasis umfassen. Die Speichereinheit kann in verschiedenen Ausführungsformen z.B. eine Speicherkarte, einen Flash-Speicher, einen USB-Speicher, eine Festplatte oder eine andere ähnliche flüchtige oder nichtflüchtige Speichereinheit zum Speichern von Daten, wie z.B. ROM (Read-Only Memory), PROM (Programmable Read-Only Memory), EPROM (Erasable PROM), EEPROM (Electrically Erasable PROM) usw., umfassen.The
Die Steueranordnung 23 ist mit Komponenten des Verbrennungsmotors 1 zum Empfangen und/oder Senden von Ein- und Ausgangssignalen verbunden. Diese Ein- und Ausgangssignale können Wellenformen, Impulse oder andere Attribute umfassen, die die Eingangssignalempfangsvorrichtungen als Information erfassen können und die in Signale umgewandelt werden können, die von der Steueranordnung 23 verarbeitet werden können. Diese Signale können dann der Recheneinheit zugeführt werden. The
Eine oder mehrere Ausgangssignalsendevorrichtungen können dazu ausgelegt sein, Rechenergebnisse von der Recheneinheit in Ausgangssignale umzuwandeln, die an andere Teile des Steuersystems des Fahrzeugs und/oder die Komponente(n), für die die Signale bestimmt sind, weitergeleitet werden. Jede der Verbindungen zu den jeweiligen Komponenten des Verbrennungsmotors 1 zum Empfangen und Senden von Ein- und Ausgangssignalen kann die Form eines oder mehrerer von einem Kabel, einem Datenbus, z.B. einem CAN (Controller Area Network) Bus, einem MOST (Media Oriented Systems Transport) Bus oder einer anderen Buskonfiguration oder einer drahtlosen Verbindung haben. In den dargestellten Ausführungsformen umfasst der Verbrennungsmotor 1 eine Steueranordnung 23, kann aber alternativ auch vollständig oder teilweise in zwei oder mehreren Steueranordnungen oder zwei oder mehreren Steuereinheiten implementiert sein.One or more output signal transmission devices may be arranged to convert calculation results from the calculation unit into output signals which are forwarded to other parts of the vehicle's control system and/or the component(s) for which the signals are intended. Each of the connections to the respective components of the
Steuersysteme in modernen Fahrzeugen umfassen im Allgemeinen ein Kommunikationsbussystem, das eines oder mehrere Kommunikationsbusse umfasst, um eine Reihe von elektronischen Steuereinheiten (ECU) oder Steuereinrichtungen mit verschiedenen Komponenten an Bord des Fahrzeugs zu verbinden. Ein solches Steuersystem kann aus einer großen Anzahl von Steuereinheiten bestehen und die Ausführung einer bestimmten Funktion kann zwischen zwei oder mehreren davon geteilt werden. Fahrzeuge des hier betrachteten Typs sind daher oft mit deutlich mehr Steueranordnungen ausgestattet als in
Das Computerprogrammprodukt 200 kann beispielsweise in Form eines Datenträgers, der einen Computerprogrammcode zum Ausführen mindestens einiger der Verfahrensschritte 110, 120, 130, 140, 150 und 111 gemäß einigen Ausführungsformen enthält, bereitgestellt werden, wenn es in eine oder mehrere Recheneinheiten der Steueranordnung 23 geladen wird. Der Datenträger kann z.B. eine CD-ROM-Disk, wie in
Es ist zu verstehen, dass das Vorstehende verschiedene exemplarische Ausführungsformen zeigt und dass die Erfindung nur durch die beigefügten Ansprüche definiert ist. Der Fachmann wird erkennen, dass die exemplarischen Ausführungsformen abgeändert werden können und dass verschiedene Merkmale der exemplarischen Ausführungsformen zu anderen Ausführungsformen als den hierin beschriebenen kombiniert werden können, ohne vom Offenbarungsumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen, wie er durch die beiliegenden Ansprüche definiert ist. Wie vorstehend erläutert, können die Fluidkammer und die Fluidkomponente gemäß einigen Ausführungsformen eine Hydraulikkammer und eine Hydraulikkomponente umfassen. So kann in dieser Offenbarung das Wort „Fluid“ durch das Wort „Hydraulik“ oder durch das Wort „Flüssigkeit“ ersetzt werden. So können beispielsweise die Hydraulikkammer und eine Hydraulikkomponente Teil einer Zylinderdeaktivierungsanordnung unter Verwendung von Hydraulikfluid oder eine Leerlaufanordnung unter Verwendung von Hydraulikflüssigkeit sein.It is to be understood that the foregoing shows various exemplary embodiments and that the invention is defined only by the appended claims. Those skilled in the art will recognize that the exemplary embodiments may be modified and that various features of the exemplary embodiments may be combined into embodiments other than those described herein without departing from the scope of disclosure of the present invention as defined by the appended claims. As discussed above, according to some embodiments, the fluid chamber and fluid component may include a hydraulic chamber and a hydraulic component. So in this revelation the word "fluid" can be replaced by the word "hydraulic" or by the word "liquid". For example, the hydraulic chamber and a hydraulic component may be part of a cylinder deactivation arrangement using hydraulic fluid or an idle arrangement using hydraulic fluid.
Die Zylinder 3.1 - 3.6 bilden jeweils eine Brennkammer. So kann während dieser Offenbarung das Wort „Zylinder“ durch das Wort „Brennkammer“ ersetzt werden. Wie hierin verwendet, ist der Begriff „umfassend“ oder „umfasst“ offen und beinhaltet eines oder mehrere angegebene Merkmale, Elemente, Schritte, Komponenten oder Funktionen, schließt aber nicht das Vorhandensein oder Hinzufügen eines oder mehrerer anderer Merkmale, Elemente, Schritte, Komponenten, Funktionen oder Gruppen davon aus.The cylinders 3.1 - 3.6 each form a combustion chamber. Thus, throughout this revelation, the word "cylinder" may be substituted for the word "combustion chamber." As used herein, the term "comprising" or "comprising" is open-ended and includes one or more specified features, elements, steps, components or functions, but does not exclude the presence or addition of one or more other features, elements, steps, components, functions or groups.
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R082 | Change of representative |
Representative=s name: THUM, MOETSCH, WEICKERT PATENTANWAELTE PARTG M, DE Representative=s name: THUM & PARTNER THUM MOETSCH WEICKERT PATENTANW, DE |
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R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final |