DE10231373A1 - Verfahren zur Ventilsteuerung und entsprechende Ventilsteuereinheit - Google Patents

Verfahren zur Ventilsteuerung und entsprechende Ventilsteuereinheit Download PDF

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DE10231373A1 DE2002131373 DE10231373A DE10231373A1 DE 10231373 A1 DE10231373 A1 DE 10231373A1 DE 2002131373 DE2002131373 DE 2002131373 DE 10231373 A DE10231373 A DE 10231373A DE 10231373 A1 DE10231373 A1 DE 10231373A1
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    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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    • F01L9/00Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically
    • F01L9/20Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by electric means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Steuerung mindestens eines Ventils einer Brennkraftmaschine, mit den folgenden Schritten: Betätigung des Ventils durch einen Aktor, Ermittlung der Aktorstellung und/oder der Ventilstellung, Einstellung der Ventilgeschwindigkeit durch den Aktor in Abhängigkeit von der Aktorstellung und/oder der Ventilstellung, Ausgleich eines Ventilspiels durch eine Ventilspielausgleichseinheit mit einem vorgegebenen maximalen Spielausgleich. DOLLAR A Es wird vorgeschlagen, daß die Ventilgeschwindigkeit oder die Aktorstellgeschwindigkeit auf einen vorgegebenen Maximalwert begrenzt wird, wenn die Aktorstellung oder die Ventilstellung einen vorgegebenen Sicherheitsabstand zu einem ersten Anschlag unterschreitet, wobei der Sicherheitsabstand größer oder gleich dem maximalen Spielausgleich der Ventilspielausgleichseinheit ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Ventils einer Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine entsprechende Ventilsteuereinheit gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 6.
  • Aus DE 197 39 840 A1 ist eine Ventilsteuerung für eine Brennkraftmaschine bekannt, bei der die einzelnen Ventile jeweils durch einen elektromagnetischen Aktor betätigt werden. Vorteilhaft daran ist im Vergleich zu einer herkömmlichen Nockenwellensteuerung, daß die Öffnungs- und Schließzeiten individuell eingestellt und während des Betriebs verändert werden können, was zur Optimierung des Betriebsverhaltens der Brennkraftmaschine genutzt werden kann.
  • Bei einer derartigen Ventilsteuerung durch einen elektromagnetischen Aktor muß jedoch verhindert werden, daß die Ventile beim Schließen mit zu großer Geschwindigkeit auf die Ventilsitze auftreffen, da ansonsten störende Geräuschemissionen entstehen und Ventil sowie Ventilsitz einem erhöhten Verschleiß unterliegen.
  • Es ist deshalb aus der vorstehend erwähnten Druckschrift bekannt, einen Sensor einzusetzen, der die Stellung des elektromagnetischen Aktors erfaßt, um die Ventile rechtzeitig vor dem Auftreffen auf den Ventilsitz abbremsen zu können. Die Stellgeschwindigkeit des Aktors wird hierbei also in Abhängigkeit von der Aktorstellung gesteuert.
  • Problematisch bei einer derartigen Ventilsteuerung ist jedoch der Einsatz eines Ventilspielausgleichs mit einem variablen Spielausgleich, da die Ventilstellung dann nicht unmittelbar aus der Aktorstellung abgeleitet werden kann. Beispielsweise kann die Ventilstellung der Aktorstellung hierbei vorauseilen, so daß das Ventil vor dem Auftreffen auf den Ventilsitz zu spät abgebremst wird.
  • Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Ventilsteuerung und eine Ventilsteuereinheit zu schaffen, womit auch beim Einsatz eines Ventilspielausgleichs verhindert wird, daß die Ventile mit zu großer Geschwindigkeit auf den Ventilsitz aufschlagen.
  • Die Aufgabe wird durch die Merkmale unabhängigen Ansprüche gelöst.
  • Die Erfindung umfaßt die allgemeine technische Lehre, die Geschwindigkeit des Ventils oder die Stellgeschwindigkeit des Aktors zu begrenzen, wenn die Ventilstellung oder die Aktorstellung einen vorgegebenen Sicherheitsabstand zu einem Anschlag unterschreitet, wobei der Sicherheitsabstand mindestens so groß ist wie der maximal mögliche Spielausgleich des Ventilspielausgleichs.
  • Dadurch wird sichergestellt, daß das Ventil unabhängig von der jeweiligen Einstellung des Ventilspielausgleichs rechtzeitig vor dem Auftreffen auf den Ventilsitz abgebremst wird. Falls beispielsweise die Ventilstellung der Aktorstellung aufgrund des Ventilspielausgleichs vorauseilt, so sorgt der erfindungsgemäß berechnete Sicherheitsabstand durch die Berücksichtigung des maximal möglichen Spielausgleichs dafür, daß das Ventil vor dem Auftreffen auf den Ventilsitz rechtzeitig abgebremst wird.
  • Die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt, ein übermäßig hartes Auftreffen des Ventils auf den Ventilsitz zu verhindern. Vielmehr weisen die herkömmlichen elektromagnetischen Aktoren einen beweglichen Anker auf, der durch zwei Magnetspulen angetrieben wird, wobei die Polschuhe des Ankers auf die Magnetspulen auftreffen können, was ebenfalls möglichst sanft geschehen soll. Der im Rahmen der Erfindung verwendete Begriff eines Anschlags ist also allgemein zu verstehen.
  • In einer Variante der Erfindung wird lediglich die Aktorstellung ermittelt, während auf die direkte Messung der Ventilstellung verzichtet wird. Die rechtzeitige Abbremsung des Ventils vor dem Aufschlagen auf den Ventilsitz wird hierbei dadurch erreicht, daß der Sicherheitsabstand mindestens so groß ist wie der maximal mögliche Spielausgleich. Selbst bei einem maximal möglichen Vorauseilen der Ventilstellung wird das Ventil hierbei also rechtzeitig abgebremst. Der Sicherheitsabstand für die Anschläge innerhalb des Aktors selbst kann in dieser Variante der Erfindung kleiner sein, da die Aktorstellung direkt gemessen wird und der variable Ventilspielausgleich deshalb keinen störenden Einfluß hat.
  • In einer anderen Variante der Erfindung wird dagegen die Ventilstellung direkt gemessen, während auf eine direkte Messung der Aktorstellung verzichtet wird. Die Geschwindigkeit des Ventils bzw. die Stellgeschwindigkeit des Aktors muß hierbei also bereits dann begrenzt werden, wenn die gemessene Ventil- Stellung ergibt, daß der Aktor den Sicherheitsabstand zu dem Anschlag unterschreitet, wobei der Sicherheitsabstand mindestens so groß sein muß wie der maximal mögliche Ventilspielausgleich. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß der Aktor selbst bei einem maximal möglichen vorauseilen der Aktorstellung rechtzeitig abgebremst wird. Der Sicherheitsabstand für die Ventilstellung kann in dieser Variante der Erfindung geringer sein, da die Ventilstellung hierbei direkt gemessen wird und durch den variablen Ventilspielausgleich nicht beeinflußt wird.
  • In einer weiteren Variante der Erfindung wird dagegen sowohl die Ventilstellung als auch die Aktorstellung gemessen, so daß der Ventilspielausgleich keinen störenden Einfluß hat.
  • Vorzugsweise wird der Aktor bzw. das Ventil beim Unterschreiten des Sicherheitsabstands zu dem jeweiligen Anschlag auf eine konstante Geschwindigkeit abgebremst, die vorzugsweise kleiner als 10 m/s ist.
  • Der im Rahmen der Erfindung verwendete Begriff der Begrenzung der Stellgeschwindigkeit des Aktors bzw. der Geschwindigkeit des Ventils ist jedoch allgemein zu verstehen. So ist es beispielsweise auch möglich, daß die Geschwindigkeit nach dem Unterschreiten des jeweiligen Sicherheitsabstands nicht konstant gehalten wird, sondern linear abnimmt.
  • Ferner ist zu erwähnen, daß die Ermittlung der Ventilstellung bzw. der Aktorstellung im Rahmen der Erfindung in beliebiger Weise erfolgen kann. Beispielsweise kann die Aktorstellung bzw. die Ventilstellung durch einen Sensor erfaßt werden, jedoch ist es auch möglich, daß die Aktorstellung bzw. die Ven tilstellung aus elektrischen Steuergrößen des Aktors abgeleitet und damit indirekt bestimmt wird.
  • Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
  • Es zeigen:
  • 1 einen Aktor einer erfindungsgemäßen Ventilsteuereinheit in einer Querschnittsansicht,
  • 2 das erfindungsgemäße Verfahren zur Ventilsteuerung als Flußdiagramm,
  • 3 ein alternatives Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Ventilsteuerung als Flußdiagramm,
  • 4 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Ventilsteuereinheit,
  • 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Ventilsteuereinheit sowie
  • 6 eine Weg-Zeit-Kennlinie der erfindungsgemäßen Ventilsteuerung.
  • Die Querschnittsansicht in 1 zeigt einen herkömmlichen elektromagnetischen Aktor 10 zur mechanischen Ansteuerung eines Ventils 12 einer Brennkraftmaschine. Hierzu weist der Ak tor 10 zwei Ringspulen 14, 16 auf, die in einem Gehäuse 18 des Aktors 10 koaxial übereinander angeordnet sind und elektrisch getrennt angesteuert werden können. Zwischen den beiden Ringspulen 14, 16 ist eine Ankerplatte 20 angeordnet, die an einem Anker 22 befestigt ist, so daß der Anker 22 in Abhängigkeit von der Bestromung der beiden Ringspulen 14, 16 axial nach oben oder unten gezogen bzw. gedrückt wird.
  • Zwischen der Oberseite der Ankerplatte 20 und der Oberseite des Gehäuses 18 ist hierbei eine spiralförmige Schließfeder 24 angeordnet, während sich zwischen der Unterseite der Ankerplatte 20 und der Unterseite des Gehäuses 18 eine ebenfalls spiralförmige Öffnerfeder 26 befindet.
  • Der Anker 22 ist über eine hydraulische Ventilspielausgleichseinheit 28 mit dem Ventil 12 verbunden, wobei der Spielausgleich zwischen dem Ventil 12 und dem Anker 22 mit s3 bezeichnet ist. In Abhängigkeit von dem Spielausgleich s3 kann die Ventilstellung s2 also von der Aktorstellung s1 abweichen.
  • So zeigt 6 den zeitlichen Verlauf der Aktorstellung s1 als durchgezogene Linie und den zeitlichen Verlauf der Ventilstellung s2 als gestrichelte Linie, wobei sich die Abweichung zwischen den beiden Kennlinien durch den Spielausgleich s3 der Ventilspielausgleichseinheit 28 ergibt. Die waagrechte Zeitachse entspricht hierbei der geöffneten Ventilstellung, während die gestrichelte untere Linie der geschlossenen Ventilstellung entspricht. Das Auftreffen des Ventils 12 auf den Ventilsitz ist hierbei durch einen Punkt A gekennzeichnet, während ein Punkt B das Auftreffen der Ankerplatte 20 auf die Ringspule 14 bezeichnet. Schließlich kennzeichnet ein Punkt C das Auftreffen der Ankerplatte 20 auf die Ringspule 16 beim Öffnen des Ventils 12.
  • Im folgenden wird nun unter Bezugnahme auf das in 2 dargestellte Flußdiagramm ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Ventilsteuerung beschrieben. In diesem Ausführungsbeispiel wird die Aktorstellung s1 gemessen, während auf eine Messung der Ventilstellung s2 verzichtet wird.
  • Beim Schließen des Ventils 12 soll verhindert werden, daß das Ventil 12 mit zu großer Geschwindigkeit auf den Ventilsitz auftrifft, da dies zu unerwünschten Geräuschemissionen führen würde und mit einem erhöhten Verschleiß verbunden wäre.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren sieht deshalb vor, daß die Aktorstellgeschwindigkeit auf einem akzeptablen Wert vMAX = 0,5 m/s konstant gehalten wird, wenn beim Schließen des Ventils 12 ein vorgegebener Sicherheitsabstand Δs1CLOSE zwischen der Ventilstellung s2 und dem zugehörigen Ventilsitz unterschritten wird. Problematisch ist hierbei jedoch, daß die Ventilstellung s2 nicht direkt gemessen wird und aufgrund des variablen Spielausgleichs s3 auch nicht aus der Aktorstellung s1 abgeleitet werden kann. Es besteht deshalb die Möglichkeit, daß die Ventilstellung s2 der Aktorstellung s1 vorauseilt, so daß der Anker 22 erst abgebremst wird, wenn das Ventil 12 bereits auf den Ventilsitz aufgetroffen ist.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren sieht deshalb vor, daß anstelle der Ventilstellung s2 die Aktorstellung s1 überwacht wird, wobei der maximal mögliche Spielausgleich s3 berücksichtigt wird, um das Ventil 12 unabhängig von der aktuellen Einstellung der Ventilspielausgleichseinheit 28 in jedem Fall rechtzeitig abzubremsen.
  • Hierbei wird zunächst überprüft, ob der maximal mögliche Spielausgleich s3 größer ist als der vorgegebene Sicherheitsabstand Δs1CLOSE, wobei dann der größere der beiden Werte als Sicherheitsabstand Δs1CLOSE verwendet wird.
  • Anschließend wird dann die Aktorstellung s1 gemessen und geprüft, ob der Abstand zwischen der Ankerplatte 20 und der Ringspule 14 den Sicherheitsabstand Δs1CLOSE unterschreitet.
  • Ist dies der Fall, so wird die Geschwindigkeit des Ankers 22 durch eine geeignete Bestromung der beiden Ringspulen 14, 16 konstant gehalten, was in 6 der Zeitspanne zwischen t5 und t6 entspricht. Dadurch wird sichergestellt, daß das Ventil 12 nicht mit zu großer Geschwindigkeit auf den Ventilsitz auftrifft.
  • Andernfalls folgt die Geschwindigkeit des Ankers 22 dagegen einer vorgegebenen Kennlinie, was in 6 der Zeitspanne zwischen t4 und t5 entspricht.
  • Beim Öffnen des Ventils 12 verhindert das erfindungsgemäße Verfahren dagegen, daß die Ankerplatte 20 mit zu großer Geschwindigkeit auf die Ringspule 16 auftrifft. Dies ist jedoch vergleichsweise einfach, da die Aktorstellung s1 direkt gemessen wird und der Spielausgleich s3 deshalb nicht stört.
  • Die Geschwindigkeit des Ankers 22 wird deshalb durch eine geeignete Bestromung der beiden Ringspulen 14, 16 auf einem konstanten Wert gehalten, wenn der Abstand h-s1 zwischen der Ankerplatte 20 und der Ringspule 16 einen vorgegebenen Sicherheitsabstand Δs1OPEN unterschreitet, was in 6 der Zeitspanne zwischen t2 und t3 entspricht.
  • Bei einem hinreichend großen Abstand zwischen der Ankerplatte 20 und der Ringspule 16 folgt der Anker 22 dagegen einer vorgegebenen Weg-Zeit-Kennlinie, was in 6 der Zeitspanne zwischen t1 und t2 entspricht.
  • Im folgenden wird nun unter Bezugnahme auf das in 3 dargestellte Flußdiagramm ein alternatives Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Ventilsteuerung beschrieben.
  • Die Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels besteht darin, daß die Ventilstellung s2 gemessen wird, während auf eine Messung der Aktorstellung s1 verzichtet wird. Dies bedeutet, daß die tatsächliche Aktorstellung s1 aufgrund des variablen Spielausgleichs s3 der gemessenen Ventilstellung s2 vorauseilen kann, was beim Abbremsen des Ankers 22 berücksichtigt werden muß, damit die Ankerplatte 20 nicht mit zu großer Geschwindigkeit auf die Ringspulen 14 bzw. 16 auftrifft.
  • Beim Schließen des Ventils 12 soll verhindert werden, daß die Ankerplatte 20 mit zu großer Geschwindigkeit auf die Ringspule 14 auftrifft. In gleicher Weise soll beim Öffnen des Ventils 12 verhindert werden, daß die Ankerplatte 20 mit zu großer Geschwindigkeit auf die Ringspule 16 auftrifft.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren sieht deshalb vor, daß die Aktorstellgeschwindigkeit beim Schließen des Ventils 12 auf einem akzeptablen Wert konstant gehalten wird, wenn ein vorgegebener Sicherheitsabstand Δs2CLOSE zwischen der Aktorstellung s1 und der Ringspule 14 unterschritten wird, was in 6 der Zeitspanne zwischen t5 und t6 entspricht.
  • In gleicher Weise soll die Aktorstellgeschwindigkeit auch dann auf einem akzeptablen Wert konstant gehalten werden, wenn der Abstand h-s1 zwischen der Ringspule 16 und der Ankerplatte 20 beim Öffnen des Ventils 12 einen vorgegebenen Sicherheitsabstand Δs2OPEN unterschreitet, was in 6 der Zeitspanne zwischen t2 und t3 entspricht.
  • Problematisch ist hierbei jedoch, daß die Aktorstellung s1 nicht direkt gemessen wird und aufgrund des variablen Spielausgleichs s3 auch nicht aus der Ventilstellung s2 abgeleitet werden kann. Es besteht deshalb die Möglichkeit, daß die Aktorstellung s1 der Ventilstellung s2 vorauseilt, so daß der Anker 22 zu spät abgebremst wird.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren sieht deshalb vor, daß anstelle der Aktorstellung s1 die Ventilstellung s2 überwacht wird, wobei der maximal mögliche Spielausgleich s3 berücksichtigt wird, um den Anker 22 unabhängig von der aktuellen Einstellung der Ventilspielausgleichseinheit 28 in jedem Fall rechtzeitig abzubremsen.
  • Hierbei wird zunächst überprüft, ob der maximal mögliche Spielausgleich s3 wirklich größer ist als der vorgegebene Sicherheitsabstand Δs2CLOSE für den Schließvorgang, wobei dann der größere der beiden Werte als Sicherheitsabstand Δs2CLOSE für den Schließvorgang des Ventils 12 verwendet wird.
  • In der gleichen Weise wird auch überprüft, ob der vorgegebene Sicherheitsabstand Δs2OPEN für den Öffnungsvorgang größer ist als der maximal mögliche Spielausgleich s3, wobei dann der größere der beiden Werte als Sicherheitsabstand Δs2OPEN für den Öffnungsvorgang des Ventils 12 verwendet wird.
  • Anschließend wird dann die Ventilstellung s2 gemessen und bei einem Schließvorgang geprüft, ob die Ventilstellung s2 den Sicherheitsabstand Δs2CLOSE zu dem Ventilsitz unterschreitet.
  • Ist dies der Fall, so wird die Geschwindigkeit des Ankers 22 durch eine geeignete Bestromung der beiden Ringspulen 14, 16 konstant gehalten, was in 6 der Zeitspanne zwischen t5 und t6 entspricht. Dadurch wird sichergestellt, daß die Ankerplatte 20 unabhängig von dem aktuellen Spielausgleich s3 nicht mit zu großer Geschwindigkeit auf die Ringspule 14 auftrifft.
  • Andernfalls folgt die Geschwindigkeit des Ankers 22 dagegen einer vorgegebenen Kennlinie, was in 6 der Zeitspanne zwischen t4 und t5 entspricht.
  • Beim Öffnen des Ventils 12 verhindert das erfindungsgemäße Verfahren dagegen, daß die Ankerplatte 20 mit zu großer Geschwindigkeit auf die Ringspule 16 auftrifft. Hierzu wird überprüft, ob die gemessene Ventilstellung s2 den Abstand h-Δs2OPEN überschreitet .
  • Ist dies der Fall, wird die Geschwindigkeit des Ankers 22 durch eine geeignete Bestromung der beiden Ringspulen 14, 16 konstant gehalten, was in 6 der Zeitspanne zwischen t2 und t3 entspricht. Dadurch wird sichergestellt, daß die Ankerplatte 20 unabhängig von dem aktuellen Spielausgleich s3 nicht mit zu großer Geschwindigkeit auf die Ringspule 16 auftrifft.
  • Andernfalls folgt die Geschwindigkeit des Ankers 22 dagegen einer vorgegebenen Kennlinie, was in 6 der Zeitspanne zwischen t1 und t2 entspricht.
  • Darüber hinaus stellt das erfindungsgemäße Verfahren auch sicher, daß das Ventil 12 beim Schließen nicht mit zu großer Geschwindigkeit auf den Ventilsitz auftrifft, da die Ventilgeschwindigkeit immer auf einen konstanten Wert begrenzt wird, wenn die Ventilstellung s2 den Sicherheitsabstand Δs2CLOSE unterschreitet.
  • 4 zeigt schließlich eine stark vereinfachte schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Ventilsteuereinheit 30, die entsprechend dem vorstehend beschriebenen und in 2 dargestellten Verfahren arbeitet.
  • Hierzu weist die Ventilsteuereinheit 30 einen Sensor 32 auf, der die Aktorstellung s1 mißt und an eine Steuereinheit 34 weitergibt, die entsprechend einer vorgegebenen Kennlinie einen Geschwindigkeitswert v zur Ansteuerung des Aktors 10 berechnet.
  • Ausgangsseitig ist die Steuereinheit 34 mit einem Begrenzer 36 verbunden, der den berechneten Geschwindigkeitswert v auf einen vorgegebenen, maximal zulässigen Geschwindigkeitswert v'=vMAX begrenzt, wenn der Begrenzer 36 von einer Überwachungseinheit 38 oder einer Überwachungseinheit 40 aktiviert wird.
  • Die Überwachungseinheit 40 überprüft beim Öffnen des Ventils 12, ob der Abstand h-Δs1 zwischen der Ankerplatte 20 und der Ringspule 16 den vorgegebenen Sicherheitsabstand Δs1OPEN unterschreitet. Ist dies der Fall, so aktiviert die Überwachungseinheit 40 den Begrenzer 36, der dann eine konstante Geschwindigkeit v'=vMAX an eine Treiberschaltung 42 ausgibt, welche die beiden Ringspulen 14, 16 des Aktors 10 bestromt.
  • Die Überwachungseinheit 38 soll dagegen verhindern, daß die Ankerplatte 20 oder das Ventil 12 beim Schließen mit zu großer Geschwindigkeit anschlagen. Hierzu überprüft die Überwachungseinheit 38, ob die Aktorstellung s1 einen vorgegebenen Sicherheitsabstand Δs1CLOSE oder den maximal möglichen Spielausgleich s3 unterschreitet. Ist dies der Fall, so aktiviert die Überwachungseinheit 38 den Begrenzer 36, der dann eine konstante Geschwindigkeit v'=vMAX an die Treiberschaltung 42 ausgibt.
  • 5 zeigt schließlich ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Ventilsteuereinheit 30', das entsprechend dem vorstehend beschriebenen und in 3 dargestellten Verfahren arbeitet.
  • Hierzu weist die Ventilsteuereinheit 30' einen Sensor 32' auf, der die Ventilstellung s2 mißt und an eine Steuereinheit 34' weitergibt, die entsprechend einer vorgegebenen Kennlinie einen Geschwindigkeitswert v zur Ansteuerung des Aktors 10 berechnet.
  • Ausgangsseitig ist die Steuereinheit 34' mit einem Begrenzer 36' verbunden, der den berechneten Geschwindigkeitswert v auf einen vorgegebenen maximal zulässigen Geschwindigkeitswert v'=vMAX begrenzt, wenn der Begrenzer 36' von einer Überwachungseinheit 38' oder einer Überwachungseinheit 40' aktiviert wird.
  • Die Überwachungseinheit 40' überprüft beim Öffnen des Ventils 12, ob die Ventilstellung s2 den Wert h-Δs2OPEN überschreitet. Ist dies der Fall, aktiviert die Überwachungseinheit 40' den Begrenzer 36', der dann eine konstante Geschwindigkeit v'=vMAX an eine Treiberschaltung 42' ausgibt, welche die beiden Ringspulen 14, 16 des Aktors 10 bestromt.
  • Die Überwachungseinheit 38' soll dagegen verhindern, daß die Ankerplatte 20 oder das Ventil 12 beim Schließen mit zu großer Geschwindigkeit anschlagen. Hierzu überprüft die Überwachungseinheit 38', ob die gemessene Ventilstellung s2 einen vorgegebenen Sicherheitsabstand Δs2CLOSE oder den maximal möglichen Spielausgleich s3 unterschreitet. Ist dies der Fall, so aktiviert die Überwachungseinheit 38' den Begrenzer 36', der dann eine konstante Geschwindigkeit v'=vMAX an die Treiberschaltung 42' ausgibt.
  • Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen möglich, die ebenfalls von dem Erfindungsgedanken Gebrauch machen und deshalb ebenfalls in den Schutzbereich fallen.

Claims (9)

  1. Verfahren zur Steuerung mindestens eines Ventils einer Brennkraftmaschine, mit den folgenden Schritten: – Betätigung des Ventils durch einen Aktor, – Ermittlung der Aktorstellung und/oder der Ventilstellung, – Einstellung der Ventilgeschwindigkeit durch den Aktor in Abhängigkeit von der Aktorstellung und/oder der Ventilstellung, – Ausgleich eines Ventilspiels durch eine Ventilspielausgleichseinheit mit einem vorgegebenen maximalen Spielausgleich, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilgeschwindigkeit (v) oder die Aktorstellgeschwindigkeit begrenzt wird, wenn die Aktorstellung (s1) oder die Ventilstellung (s2) einen vorgegebenen Sicherheitsabstand (Δs1OPEN, Δs1CLOSE, Δs2OPEN Δs2CLOSE) zu einem ersten Anschlag unterschreitet, wobei der Sicherheitsabstand größer oder gleich dem maximalen Spielausgleich (s3) der Ventilspielausgleichseinheit (28) ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Anschlag aus einem Ventilsitz besteht und die Ventilgeschwindigkeit begrenzt wird, wenn die ermittelte Aktorstellung (s1) oder die ermittelte Ventilstellung (s2) den ersten Sicherheitsabstand (Δs1CLOSE, Δs2CLOSE) zu dem ersten Anschlag unterschreitet.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilgeschwindigkeit begrenzt wird, wenn die ermittelte Aktorstellung (s1) und/oder die ermittelte Ventilstellung (s2) einen vorgegebenen zweiten Sicherheitsabstand (Δs1OPEN, Δs2OPEN) zu einem zweiten Anschlag unterschreitet .
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Anschlag in dem Aktor (10) angeordnet ist.
  5. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilgeschwindigkeit im wesentlichen konstant gehalten wird, wenn die ermittelte Ventilstellung (s2) den vorgegebenen ersten Sicherheitsabstand (Δs1CLOSE, Δs2CLOSEL) zu dem ersten Anschlag oder den vorgegebenen zweiten Sicherheitsabstand (Δs1OPEN, Δs2OPEN) zu dem zweiten Anschlag unterschreitet .
  6. Ventilsteuereinheit für eine Brennkraftmaschine mit mindestens einem Ventil, einem Aktor zur mechanischen Betätigung des Ventils, einer Ventilspielausgleichseinheit mit einem vorgegebenen maximalen Spielausgleich, einem Sensor zur Ermittlung der Aktorstellung und/oder der Ventilstellung und einer Steuereinheit zur Ansteuerung des Aktors mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit in Abhängigkeit von der Aktorstellung und/oder der Ventilstellung, gekennzeichnet durch eine erste Überwachungseinheit (38, 38') zur Überprüfung der Aktorstellung (s1) und/oder der Ventilstellung (s2) auf ein Unterschreiten eines Sicherheitsabstands (Δs1CLOSE, Δs2CLOSE) zu einem ersten Anschlag und einen durch die Überwachungseinheit (38, 38') aktivierbaren Begrenzer (36, 36') zum Begrenzen der Geschwindigkeit des Ventils (12) oder einer Aktorstellgeschwindigkeit beim Unterschreiten des Sicherheitsabstands (Δs1CLOSE, Δs2CLOSE), wobei der Sicherheitsabstand (Δs1CLOSE, Δs2CLOSE) größer oder gleich dem maximalen Spielausgleich (s3) der Ventilspielausgleichseinheit (28) ist.
  7. Ventilsteuereinheit nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine zweite Überwachungseinheit (40, 40') zur Überprüfung der Aktorstellung (s1) und/oder der Ventilstellung (s2) auf ein Unterschreiten eines zweiten Sicherheitsabstands (Δs1OPEN, Δs2OPEN) zu einem zweiten Anschlag, wobei der Begrenzer (36, 36') von der zweiten Überwachungseinheit (40, 40') aktivierbar ist.
  8. Ventilsteuereinheit nach Anspruch 6 und/oder Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Anschlag ein Ventilsitz ist.
  9. Ventilsteuereinheit nach Anspruch 7 und/oder Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Anschlag in dem Aktor (10) vorgesehen ist.
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