DE10316672A1 - Adaptive Regelung der Zylinderventil-Zeitsteuerung in einer Brennkraftmaschine - Google Patents
Adaptive Regelung der Zylinderventil-Zeitsteuerung in einer BrennkraftmaschineInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein System zur Regelung der Zeitsteuerung eines Zylinderventils in einer Hubkolbenbrennkraftmaschine, welches einen Kurbelwellen-Positionssensor zur Bestimmung der Position der Kurbelwelle und einen Nockenwellen-Strukturkraftsensor (18) zur Bestimmung des Vorhandenseins einer Strukturkraft auf die Nockenwelle (12), die mit einer eindeutigen Drehposition der Nockenwelle im Zusammenhang steht, umfasst. Ein Regler empfängt Positionssignale von der Kurbelwelle und den Nockenwellen-Strukturkraftsensoren. Der Regler vergleicht das Ventilpositionssignal des Strukturkraftsensors mit einer vorhergesagten Ventilposition, basierend auf der Kurbelwellenposition, und bestimmt, ob der vorhergesagte Wert fehlerhaft ist. Falls ein Fehler größer als eine vorgegebene Schwelle festgestellt wird, wird das Vorhersagemodell korrigiert.
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung und ein Verfahren zur Regelung der Zeitsteuerung von Zylinderventilen, die in einer Hubkolbenbrennkraftmaschine verwendet werden. Hierzu wird eine sehr präzise Anzeige für den Ventilschließvorgang in Kombination mit einer Drehpositionserfassung der Nockenwelle oder der Kurbelwelle eingesetzt.
- Bei einem dual gleichen oder einem dual unabhängigen Betrieb einer Nockenwellen-Zeitsteuerung wird die erfasste Luftladung für einen gegebenen Ansaugdruck durch die Schließzeit der Einlassventile beeinflusst. Bei einem V-Motor führen Differenzen der Nockenzeitsteuerung von Reihe zu Reihe zu entsprechenden Differenzen der Luftladung und des angezeigten mittleren effektiven Druckes (IMEP: indicated mean effective pressure). Unter Bedingungen, bei denen die Nockenwellen-Zeitsteuerung unter Teillast signifikant verzögert wird, kann der hierdurch bedingte negative Effekt auf den IMEP erhebliche Geräusche, Vibrationen sowie Laufunruhe (NVH: noise, vibration and harshness) verursachen, falls die Nockenwellen-Zeitsteuerungsdifferenz von Reihe zu Reihe einen Kurbelwellenwinkel von 2° überschreitet. Es wurde festgestellt, dass die Aufsummierung von Herstellungs- und Montagetoleranzen in bestimmten Fällen zu einer Überschreitung dieser Grenze führen kann. In einem bestimmten Motor ergab sich eine Differenz im Nockenzeitsteuerungswinkel zwischen den Reihen von mehr als 12° Kurbelwellenwinkel. Bei derartigen Variationen sind schwerwiegende NVH-Probleme zu erwarten.
- Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, derartige unerwünschte Zeitsteuerungsdifferenzen präzise zu erkennen und zu kompensieren.
- Die vorgenannte Aufgabe wird durch Anordnungen mit den Merkmalen der Patentansprüche 1, 6 bzw. 10 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 9 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
- Bei einer Anordnung und einem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Problem des Erreichens einer präzisen Regelung der Nockenwellen-Zeitsteuerung durch Bereitstellung eines Markers gelöst, der mit dem tatsächlichen Ventilverschluss wenigstens eines Ventils für jede Reihe der Zylinder korrespondiert. Dies kann durch Messung der strukturellen Belastung der Nockenwelle erreicht werden, welche ein sehr klares und präzises Maß für die auf die Nockenwelle wirkende Ventilfederkraft liefert, die ihrerseits eine genaue Anzeige der tatsächlichen Ventilposition darstellt. Diese Messung kann in der Rückkopplungsschleife des Regelungssystems durchgeführt werden oder als zusätzliche adaptive Auffrischung für bekannte Rückkopplungssysteme, bei denen im Allgemeinen Signale von einem Trigger-Rad oder Sensor verwendet werden. Ein alternativer Ansatz besteht darin, einen Klopfsensor zur Bestimmung des Ventilschließvorganges aus dem Ausgangssignal des Klopfsensors zu verwenden, sofern Bedingungen herrschen, unter denen das Schließen zuverlässig gemessen werden kann, z. B. während des Leerlaufs. Die Klopfsensor-Messung kann verwendet werden, um ein Trigger-Rad oder Sensorsystem, das entweder an die Nockenwelle oder an die Kurbelwelle montiert ist, adaptiv aufzufrischen.
- Eine Anordnung zur Regelung der Zeitsteuerung einer Zylinderventil-Nockenwelle in einer Hubkolbenbrennkraftmaschine enthält einen Sensor zur Messung der strukturellen Nockenwellenkraft zur Erfassung struktureller Kräfte auf die Nockenwelle, wobei die genannte strukturelle Kraft mit einer vorgegebenen eindeutigen Drehposition der Nockenwelle korrespondiert, und wobei der Strukturkraftsensor ein Nockenwellen-Ereignissignal entsprechend der genannten vorgegebenen eindeutigen Position erzeugt. Ein Nockenwellen-Zeitsteuerungssensor bestimmt die Drehposition der Nockenwelle und erzeugt ein Drehpositionssignal entsprechend der Drehposition der Nockenwelle. Ein Regler empfängt das Nockenwellen- Ereignissignal und das Drehpositionssignal. Der Regler weist einen Komparator zum Vergleich der Position der Nockenwelle, wie diese vom Drehpositionssignal angezeigt wird, mit der vorgegebenen Drehposition der Nockenwelle entsprechend dem Nockenwellen-Ereignissignal auf. Der Regler kann weiterhin einen Korrektor umfassen zur Korrektur des Drehpositionssignals basierend auf dem Ergebnis des Vergleichs. Bei einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann ein Nockenwellen-Strukturkraftsensor eine zu Lagerbefestigungsmitteln (bearing fastener) der Nockenwelle gehörende Belastungs- Unterlegscheibe (load washer) umfassen. Diese Belastungs- Unterlegscheibe kann z. B. einen piezoelektrischen Kraftsensor aufweisen, der unter einem Lagerbefestigungsmittel der Nockenwelle angebracht ist.
- Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung empfängt ein Regler ein Kurbelwellenpositionssensor-Positionssignal und ein Ventilpositionssignal. Der Regler umfasst einen Prädiktor zur Vorhersage der Ventilposition basierend auf der gemessenen Position der Kurbelwelle und einen Komparator zum Vergleich der tatsächlichen Tellerventilposition, wie diese durch den Regler aus dem Ventilpositionssignal bestimmt wird, mit der vorhergesagten Ventilposition bei einer vorgegebenen Kurbelwellenposition. Der Regler erzeugt ein Fehlersignal in dem Falle, dass die Differenz zwischen der tatsächlichen Tellerventilposition und der vorhergesagten Ventilposition eine vorgegebene Schwelle überschreitet.
- Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält ein Verfahren zur Regelung der Zeitsteuerung einer Zylinderventil-Nockenwelle, die in einer Hubkolbenbrennkraftmaschine eingebaut ist, die Schritte des Erfassens des Vorhandenseins einer Strukturkraft auf die Nockenwelle, die einer eindeutigen Drehposition der Nockenwelle zugeordnet ist; des Auslesens der angezeigten Drehposition der Nockenwelle mittels eines Nockenwellen-Positionssensors, wenn die genannte Strukturkraft gemessen wird; des Vergleichs der eindeutigen Drehposition der Nockenwelle, wie diese durch das Vorhandensein der genannten Strukturkraft angezeigt wird, mit der angezeigten Drehposition der Nockenwelle; und der Korrektur der angezeigten Drehposition der Nockenwelle in dem Falle, dass die Differenz zwischen der angezeigten Nokkenwellenposition und der eindeutigen Drehposition eine vorgegebene Schwelle überschreitet.
- Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält eine Anordnung zur Regelung der Zeitsteuerung des Betriebssystems eines Tellerventils in einer Hubkolbenbrennkraftmaschine einen Sensor zur Erfassung der mit dem Schließen von einem oder mehreren Tellerventilen verbundenen Vibration und zur Erzeugung eines Ventilschließsignals entsprechend dem Beginn der genannten Vibration. Ein Zeitsteuerungssensor bestimmt die Drehposition einer rotierenden Welle, welche sich im Motor befindet, und erzeugt ein Drehpositionssignal entsprechend der Drehposition der Welle. Schließlich empfängt ein Regler das Ventilschließsignal und das Drehpositionssignal und vergleicht den Wert des Drehpositionssignals mit einer vorgegebenen Drehposition der Welle entsprechend der Erzeugung des Ventilschließsignals.
- Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass Meßungenauigkeiten ("dead-reckoning") von herkömmlichen Sensorrädern und Aufnehmern (pickups) durch ein sehr präzises Signal entsprechend dem tatsächlichen Schließvorgang eines Ventils korrigiert werden können.
- Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist darin zu sehen, dass eine erfindungsgemäße Anordnung eine präzisere Regelung des Motorausgangsdrehmoments und der Motorgase erlaubt.
- Es ist ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung, dass die erfindungsgemäße Anordnung ein besseres NVH-Verhalten des Motors bewirkt.
- Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Zylinderkopfes mit einem erfindungsgemäßen Sensor;
- Fig. 2 eine Schnittansicht einer Anordnung für eine Nockenwellenmontage mit einem Nockenwellen-Strukturkraftsensor gemäß der vorliegenden Erfindung;
- Fig. 3 Komponenten einer Regelungsanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung;
- Fig. 4 und 5 alternative Ausgestaltungen eines Flussdiagramms für eine erfindungsgemäße Regelungsanorndung;
- Fig. 6 die Nockenwellen-Strukturkraft, wie diese von einem erfindungsgemäßen Sensor erfasst wird.
- Gemäß Fig. 1 ist ein Motorzylinderkopf 10, welcher ein Gussstück 11 und Nockenwellen 12 enthält, dazu vorgesehen, auf dem Zylinderblock einer Brennkraftmaschine montiert zu werden. Die Nockenwellen 12 gemäß Fig. 1 sind so dargestellt, dass diese von herkömmlichen Lagerdeckeln (bearing caps) und Bolzen oder Deckelschrauben festgehalten werden, wobei wenigstens eine Belastungs-Unterlegscheibe 18 zwischen einem Nockenwellendeckel 14 und einem entsprechenden Nockenwellendeckel-Befestigungsbolzen 16 angeordnet ist.
- Fig. 2 veranschaulicht eine Befestigungsanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung. Dabei stellt das Gussteil 11 eine Basis für die Anbringung eines Nockenwellendeckels 14 bereit, wobei die Nockenwelle 12 zwischen dem Gussteil 11 und dem Nockenwellendeckel gefasst ist. Wie Fig. 2 weiterhin zeigt, weist die Deckelschraube 16 eine Belastungs- Unterlegscheibe 18 auf, die unter der Deckelschraube zwischen der Deckelschraube 16 und dem Deckel 14 angebracht ist. Fig. 2 veranschaulicht, dass die auf die Nockenwellendeckel 14, die Bolzen 16 und die Belastungs-Unterlegscheibe 18 wirkende Kraft in einer Richtung liegt, die über eine Komponente parallel zur Achse des Bolzens 16 verfügt. Mit anderen Worten wird ein begleitendes Moment auf die Nockenwelle ausgeübt, wenn einer der Nocken der Nockenwelle 12 ein Ventil öffnet. Diesem Moment wird entgegengewirkt, und die Nockenwelle wird durch die Deckel 14 in Kontakt zum Gussteil 11 gehalten. Im Ergebnis ist die Belastung des Bolzens 16, wie sie von der Belastungs-Unterlegscheibe 18 gemessen wird, eine direkte Anzeige der Position des speziellen Ventils, das geöffnet oder geschlossen wird.
- Fig. 3 veranschaulicht eine Regelungsanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung. Der bei 18 gezeigte Nockenwellenlager-Belastungssensor ist der Sensor der Fig. 1 und 2. Der Nockenwellen-Positionssensor 20 ist eine herkömmliche Anordnung eines Zahnrades mit einem Meßwertaufnehmer. In ähnlicher Weise kann der Kurbelwellen-Positionssensor 22 ein Zahnrad mit einem Sensor umfassen. Die spezielle Art der Drehpositionssensoren, die in einer Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden, wird von den Konstruktionserfordernissen des jeweiligen Motors, in den die Anordnung eingebaut wird, vorgegeben, weshalb dieses Detail nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung sein soll. In jedem Falle liefern der Nockenwellenlager-Belastungssensor 18, der Nockenwellen-Positionssensor 20 und der Kurbelwellen- Positionssensor 22 Eingangssignale für einen Motorregler 24, welcher irgendeiner der üblicherweise angewendeten Typen von Motorreglern oder Antriebsstrangreglern sein kann, die dem Fachmann bekannt sind und in der vorliegenden Offenbarung vorgeschlagen werden.
- Der Motorregler 24 betreibt eine Nockenwellen-Zeiteinstellungseinrichtung 26, welche aus der Gruppe der Nockenwellen-Zeiteinstellungseinrichtungen, die dem Fachmann bekannt sind und in der vorliegenden Anmeldung vorgeschlagen werden, beliebig gewählt werden kann. Bei derartigen Einrichtungen wird üblicherweise ein hydraulischer Druck angewandt, um die Phasenlage der Nockenwelle in Bezug auf die Kurbelwelle des Motors zu ändern. Es sind auch andere Arten bekannt, wie etwa jene, bei welchen Drehmomentumkehrungen der Nockenwelle verwendet werden, um die Phasenlage zu ändern. Ein typisches Beispiel einer Nockenwellen- Zeiteinstellungseinrichtung ist in der US 6 186 104 offenbart. Der entscheidende Punkt ist im vorliegenden Falle, dass derartige Steuereinrichtungen zur Nockenwellen- Zeiteinstellung dafür bekannt sind, mit einem gewissen Fehler zu arbeiten, welcher durch eine Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung korrigiert werden kann.
- In Fig. 6 ist die Wellenform der vom Nockenwellenlager- Belastungssensor 18 gemessenen Kraft als Funktion der Kurbelwellenposition veranschaulicht. Wie vorstehend erwähnt, steht diese Belastung natürlich in einem direkten Zusammenhang mit der Ventilposition, da die Last aus den Ventilfedern entsteht, die eine nahezu lineare Federkonstante haben. Aus der mit EVE ("Exhaust Valve Event"; IVE: "Inlet Valve Event") bezeichneten Kurve ist ersichtlich, dass an der mit "EVO" bezeichneten Position das Auslassventil öffnet, und die Ventilöffnung von einem größeren Federdruck begleitet wird, welcher wiederum zu einer Beaufschlagung der Nockenwelle 12 mit einer erhöhten Strukturkraft führt. Diese Strukturkraft steigt stetig, bis bei etwa 250° Kurbelwellenwinkel ein Maximum erreicht wird. Die Strukturkraft fällt dann auf einen Minimalwert bei etwa 380° Kurbelwellenwinkel ab, wenn das Auslassventil schließt. Es sei darauf hingewiesen, dass ein steiler Abfall in der gemessenen Kraft zu dem Zeitpunkt auftritt, zu dem das Auslassventil schließt. Dieser steile Abfall kann durch eine Belastungs-Unterlegscheibe 18 zur Detektion der genauen Zeit verwendet werden, zu welcher das Auslass- oder Einlassventil schließt. Diese Messung wird wie in den Fig. 4 und 5 beschrieben verwendet, um größere Kontrollmöglichkeiten in Bezug auf ein Ventil-Betriebssystem bereitzustellen.
- Gemäß Fig. 4 beginnt eine erfindungsgemäße Routine bei einem Startblock 410 und geht zu einer Ventilerfassung zu Block 412 voran. Diese Position kann z. B. in Fig. 6 an der mit EVC ("Exhaust Valve Closing") markierten Position, wie sie von der Belastungs-Unterlegscheibe 18 gemessen wird, angezeigt werden. Wie vorstehend festgestellt wurde, ergibt sich aus Fig. 6, dass die Strukturkraft auf die Nockenwelle dramatisch abfällt, wenn das Auslassventil schließt; daher entspricht die mit EVC markierte Strukturkraft einer vorgegebenen eindeutigen Dreh- bzw. Winkelposition der Nockenwelle. Nach dem Starten in Block 410 geht die Routine zu Block 412 über, in dem das Ventilschließen durch die Belastungs-Unterlegscheibe 18 gemessen wird, welche ein entsprechendes Signal an den Regler 24 liefert. Wenn die Belastungs-Unterlegscheibe 18 bei Block 412 anzeigt, dass das Ventil geschlossen ist, geht die Routine zu Block 414 über, in dem die angezeigte Nockenwellenposition mit dem Nockenwellen-Positionssensor 20 ausgelesen wird. Danach werden in Block 416 die angezeigte und die tatsächliche Nockenwellenposition verglichen. Es sei darauf hingewiesen, dass die tatsächliche Nockenwellenposition bekannt ist, da, wenn das Ventil wie von dem Nockenwellenlager-Belastungssensor 18 festgestellt schließt, dieses Ereignis bei einer eindeutigen Nockenwellenposition auftritt. In Block 416 wird weiterhin die Differenz zwischen der tatsächlichen und der angezeigten Nockenwellenposition Δcam berechnet. Die Routine geht dann zu Block 418 über, in dem abgefragt wird, ob Δcam größer als ein Δcam-Schwellwert ist. Falls dies nicht der Fall ist, fährt die Routine mit einem Rücksprung zu Block 418 fort. Falls bei Block 47.8 der Fehler größer als der Schwellwert ist, geht die Routine zu Block 420, wo der Nockenwellen- Sensorausgang korrigiert wird. Dies wird z. B. durch Setzen eines Offsets in einer Lookup-Tabelle erreicht, die die Nockenwellenposition als Funktion des Ausgangs des Nockenwellen-Positionssensors 20 enthält.
- Fig. 5 zeigt eine andere Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung. Beginnend bei Block 510 geht der Regler 24 zu Block 512 über, wo der Regler 24 auf das Schließen eines Zylinderventils wartet, was wie vorstehend beschrieben mit dem Nockenwellenlager-Belastungssensor 18 gemessen wird. Wenn bei Block 512 ein Ventilschließen gemessen wurde, geht die Routine zu Block 51.4 über, in dem die Kurbelwellenposition durch einen Kurbelwellen-Positionssensor 22 gelesen wird. Bei Block 516 berechnet dann der Regler 24 eine Vorhersage der Ventilposition aus der gemessenen Kurbelwellenposition. Diese vorhergesagte Ventilposition wird bei Block 518 mit der tatsächlichen Ventilposition verglichen, welche bei Block 512 als "geschlossen" angezeigt wurde. Bei Block 520 wird Δcam als Differenz zwischen der tatsächlichen und der vorhergesagten Ventilposition bestimmt. Dann wird bei Block 522 die Größe von Δcam mit dem Δcam-Schwellwert verglichen. Falls der Schwellwert überschritten wird, wird bei Block 524 der Vorhersageausgang korrigiert, und die Routine fährt bei 526 fort. Falls jedoch Δcam kleiner als der Schwellwert ist, geht die Routine wieder zu 512. Wie oben kann die Vorhersage entweder durch Anwendung eines linearen Korrekturfaktors auf den vorhergesagten Ventilpositionswert oder durch Korrektur einer Lookup-Tabelle korrigiert werden. Derartige Details liegen jenseits des Bereichs dieser Erfindung und sind dem Fachmann überlassen, welcher eine Anordnung gemäß der Erfindung implementieren will.
- Bei einer anderen erfindungsgemäßen Ausgestaltung gemäß Fig. 5 kann der Ventilschließvorgang mit einem Klopfsensor 28 (in Fig. 3 dargestellt) erfasst werden, wenn der Motor z. B. im Leerlauf arbeitet, bei dem ein Klopfen nicht zu erwarten ist. Im Rahmen der Erfindung wurde festgestellt, dass bereits ein moderat sensitiver Klopfsensor in der Lage ist, Vibrationen zu detektieren, die aus dem Schließen eines Einlass- oder Auslassventils resultieren. Als Ergebnis hiervon kann ein Klopfsensor bei dem Verfahren und der Prozedur von Fig. 5 verwendet werden, um eine Korrektur für die vorhergesagte Ventilposition zu erhalten.
Claims (14)
1. Anordnung zur Regelung der Zeitsteuerung einer
Zylinderventil-Nockenwelle (12) in einer
Hubkolbenbrennkraftmaschine, gekennzeichnet durch:
einen Nockenwellen-Strukturkraftsensor (18) zur Erfassung einer Strukturkraft auf die Nockenwelle, wobei die genannte Strukturkraft zu einer vorgegebenen eindeutigen Drehposition der Nockenwelle in Beziehung steht, und wobei der genannte Strukturkraftsensor ein Nockenwellen- Ereignissignal entsprechend der genannten vorgegebenen eindeutigen Position erzeugt;
einen Nockenwellen-Zeitsteuerungssensor (20) zur Bestimmung der Drehposition der Nockenwelle und zur Erzeugung eines Drehpositionssignals entsprechend der Drehposition der Nockenwelle; und
einen Regler (24) zum Empfangen des genannten Nockenwellen-Ereignissignals und des genannten Drehpositionssignals, wobei der genannte Regler einen Komparator zum Vergleich der Position der Nockenwelle enthält, wie diese von dem Drehpositionssignal angezeigt wird, mit der vorgegebenen Drehposition der Nockenwelle entsprechend dem Nockenwellen-Ereignissignal.
einen Nockenwellen-Strukturkraftsensor (18) zur Erfassung einer Strukturkraft auf die Nockenwelle, wobei die genannte Strukturkraft zu einer vorgegebenen eindeutigen Drehposition der Nockenwelle in Beziehung steht, und wobei der genannte Strukturkraftsensor ein Nockenwellen- Ereignissignal entsprechend der genannten vorgegebenen eindeutigen Position erzeugt;
einen Nockenwellen-Zeitsteuerungssensor (20) zur Bestimmung der Drehposition der Nockenwelle und zur Erzeugung eines Drehpositionssignals entsprechend der Drehposition der Nockenwelle; und
einen Regler (24) zum Empfangen des genannten Nockenwellen-Ereignissignals und des genannten Drehpositionssignals, wobei der genannte Regler einen Komparator zum Vergleich der Position der Nockenwelle enthält, wie diese von dem Drehpositionssignal angezeigt wird, mit der vorgegebenen Drehposition der Nockenwelle entsprechend dem Nockenwellen-Ereignissignal.
2. Anordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Regler (24)
weiterhin einen Korrektor zur Korrektur des
Drehpositionssignals basierend auf dem Ergebnis des genannten
Vergleichs enthält.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Nockenwellen-
Strukturkraftsensor eine zu einem
Lagerbefestigungsmittel (16) der genannten Nockenwelle (12) gehörige
Belastungs-Unterlegscheibe (18) umfasst.
4. Anordnung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Belastungs-
Unterlegscheibe (18) einen piezoelektrischen Kraftsensor
umfasst, der unter einem Lagerbefestigungsmittel (16)
der Nockenwelle (12) angebracht ist.
5. Anordnung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass die genannte vorgegebene
eindeutige Position eine Drehposition umfasst, bei
welcher ein von der Nockenwelle (12) betätigtes Ventil in
eine vollständig geschlossene Position kommt.
6. Anordnung zur Regelung der Zeitsteuerung eines
Zylinderventil-Betriebssystems in einer
Hubkolbenbrennkraftmaschine, gekennzeichnet durch:
einen Kurbelwellen-Positionssensor (22) zur Bestimmung der Position der Kurbelwelle und zur Erzeugung eines Kurbelwellen-Positionssignals entsprechend der Kurbelwellenposition;
einen Nockenwellen-Strukturkraftsensor (18) zur Bestimmung des Vorhandenseins einer Strukturkraft auf die Nokkenwelle (12), wobei die genannte Strukturkraft mit einer Betriebsposition von einem oder mehreren Tellerventilen, die durch die Nockenwelle betätigt werden, in Beziehung steht, wobei der genannte Strukturkraftsensor ein Ventilpositionssignal entsprechend der Position des genannten einen Tellerventils oder der mehreren Tellerventile erzeugt, und
einen Regler (24) zum Empfang des genannten Kurbelwellen-Positionssignals und des genannten Ventilpositionssignals, wobei der genannte Regler einen Prädiktor umfasst zur Vorhersage der Ventilposition basierend auf der gemessenen Position der Kurbelwelle sowie einen Komparator zum Vergleich, bei einer vorgegebenen Kurbelwellenposition, der tatsächlichen Tellerventilposition, wie diese vom Regler aus dem Ventilpositionssignal bestimmt wird, mit der genannten vorhergesagten Ventilposition, wobei der genannte Regler für den Fall ein Fehlersignal erzeugt, dass die Differenz zwischen der tatsächlichen Tellerventilposition und der vorhergesagten Ventilposition eine vorgegebene Schwelle überschreitet.
einen Kurbelwellen-Positionssensor (22) zur Bestimmung der Position der Kurbelwelle und zur Erzeugung eines Kurbelwellen-Positionssignals entsprechend der Kurbelwellenposition;
einen Nockenwellen-Strukturkraftsensor (18) zur Bestimmung des Vorhandenseins einer Strukturkraft auf die Nokkenwelle (12), wobei die genannte Strukturkraft mit einer Betriebsposition von einem oder mehreren Tellerventilen, die durch die Nockenwelle betätigt werden, in Beziehung steht, wobei der genannte Strukturkraftsensor ein Ventilpositionssignal entsprechend der Position des genannten einen Tellerventils oder der mehreren Tellerventile erzeugt, und
einen Regler (24) zum Empfang des genannten Kurbelwellen-Positionssignals und des genannten Ventilpositionssignals, wobei der genannte Regler einen Prädiktor umfasst zur Vorhersage der Ventilposition basierend auf der gemessenen Position der Kurbelwelle sowie einen Komparator zum Vergleich, bei einer vorgegebenen Kurbelwellenposition, der tatsächlichen Tellerventilposition, wie diese vom Regler aus dem Ventilpositionssignal bestimmt wird, mit der genannten vorhergesagten Ventilposition, wobei der genannte Regler für den Fall ein Fehlersignal erzeugt, dass die Differenz zwischen der tatsächlichen Tellerventilposition und der vorhergesagten Ventilposition eine vorgegebene Schwelle überschreitet.
7. Anordnung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Nockenwellen-
Strukturkraftsensor eine zu einem
Lagerbefestigungsmittel (16) der genannten Nockenwelle (12) gehörige
Belastungs-Unterlegscheibe (18) umfasst.
8. Anordnung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Belastungs-
Unterlegscheibe (18) einen piezoelektrischen Kraftsensor
umfasst, der unter einem Lagerbefestigungsmittel (16)
der Nockenwelle (12) angebracht ist.
9. Verfahren zur Regelung der Zeitsteuerung einer
Zylinderventil-Nockenwelle in einer Hubkolbenbrennkraftmaschine,
gekennzeichnet durch die Schritte:
Erfassen des Vorhandenseins einer Strukturkraft auf die Nockenwelle (12), die mit einer eindeutigen Drehposition der Nockenwelle verbunden ist;
Lesen der angezeigten Drehposition der Nockenwelle (12) durch einen Nockenwellen-Positionssensor (20), wenn die genannte Strukturkraft festgestellt wird;
Vergleichen der eindeutigen Drehposition der Nockenwelle, wie diese durch das Vorhandensein der genannten Strukturkraft angezeigt wird, mit der angezeigten Drehposition der Nockenwelle, und
Korrektur der angezeigten Drehposition der Nockenwelle in dem Falle, dass die Differenz zwischen der angezeigten Nockenwellenposition und der eindeutigen Drehposition eine vorgegebene Schwelle überschreitet.
Erfassen des Vorhandenseins einer Strukturkraft auf die Nockenwelle (12), die mit einer eindeutigen Drehposition der Nockenwelle verbunden ist;
Lesen der angezeigten Drehposition der Nockenwelle (12) durch einen Nockenwellen-Positionssensor (20), wenn die genannte Strukturkraft festgestellt wird;
Vergleichen der eindeutigen Drehposition der Nockenwelle, wie diese durch das Vorhandensein der genannten Strukturkraft angezeigt wird, mit der angezeigten Drehposition der Nockenwelle, und
Korrektur der angezeigten Drehposition der Nockenwelle in dem Falle, dass die Differenz zwischen der angezeigten Nockenwellenposition und der eindeutigen Drehposition eine vorgegebene Schwelle überschreitet.
10. Anordnung zur Regelung der Zeitsteuerung eines
Tellerventil-Betätigungssystems in einer
Hubkolbenbrennkraftmaschine, gekennzeichnet durch:
einen Vibrationssensor (28) zur Erfassung einer Vibration, die mit dem Schließen eines oder mehrerer Tellerventile verbunden ist, und zum Erzeugen eines Ventilschließsignals entsprechend dem Beginn der genannten Vibration;
einen Zeitsteuerungssensor (20, 22) zur Bestimmung der Drehposition einer rotierenden Welle im Motor und zur Erzeugung eines Drehpositionssignals entsprechend der Drehposition der Welle; und
einen Regler (24) zum Empfang des genannten ventilschließsignals und des genannten Drehpositionssignals, wobei der genannte Regler einen Komparator zum Vergleich des Wertes des Drehpositionssignals mit der vorgegebenen Drehposition der Welle entsprechend der Erzeugung des Ventilschließsignals aufweist.
einen Vibrationssensor (28) zur Erfassung einer Vibration, die mit dem Schließen eines oder mehrerer Tellerventile verbunden ist, und zum Erzeugen eines Ventilschließsignals entsprechend dem Beginn der genannten Vibration;
einen Zeitsteuerungssensor (20, 22) zur Bestimmung der Drehposition einer rotierenden Welle im Motor und zur Erzeugung eines Drehpositionssignals entsprechend der Drehposition der Welle; und
einen Regler (24) zum Empfang des genannten ventilschließsignals und des genannten Drehpositionssignals, wobei der genannte Regler einen Komparator zum Vergleich des Wertes des Drehpositionssignals mit der vorgegebenen Drehposition der Welle entsprechend der Erzeugung des Ventilschließsignals aufweist.
11. Anordnung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Sensor zur
Erfassung einer Vibration einen Motorklopfsensor (28)
umfasst.
12. Anordnung nach Anspruch 10 oder 11,
dadurch gekennzeichnet, dass die genannte rotierende
Welle die Kurbelwelle des Motors ist.
13. Anordnung nach mindestens einem der Ansprüche 10 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, dass die genannte rotierende
Welle eine Nockenwelle (12) zum Betreiben von Zylinder-
Tellerventilen umfasst.
14. Anordnung nach mindestens einem der Ansprüche 10 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Regler (24)
den Vergleich des Wertes des Drehpositionssignals mit
der vorgegebenen Drehposition der Welle entsprechend der
Erzeugung des Ventilschließsignals für den Fall
ausführt, dass der Motor unter einem Regime arbeitet, bei
dem normalerweise kein Klopfen auftritt.
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---|---|---|---|---|
US7023200B2 (en) * | 2002-06-18 | 2006-04-04 | Siemens Vdo Automotive Corporation | Non-contacting large angle rotary position sensor for rotating shaft |
ITBO20030391A1 (it) * | 2003-06-23 | 2004-12-24 | Magneti Marelli Powertrain Spa | Metodo e dispositivo di controllo di un motore endotermico |
US20080172160A1 (en) * | 2003-09-05 | 2008-07-17 | Borgwarner Inc. | Method to measure VCT phase by tracking the absolute angular positions of the camshaft and the crankshaft |
CA2560262A1 (en) * | 2004-03-29 | 2005-10-13 | Southwest Research Institute | Engine crankshaft position recognition and tracking method applicable to cam and crankshaft signals with arbitrary patterns |
US7089895B2 (en) * | 2005-01-13 | 2006-08-15 | Motorola, Inc. | Valve operation in an internal combustion engine |
JP4525517B2 (ja) * | 2005-08-08 | 2010-08-18 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関 |
US7174879B1 (en) | 2006-02-10 | 2007-02-13 | Ford Global Technologies, Llc | Vibration-based NVH control during idle operation of an automobile powertrain |
GB2455067B (en) * | 2007-11-15 | 2010-02-24 | Lotus Car | A valve operating system for operating a poppet valve of an internal combustion engine |
US8019526B2 (en) * | 2007-12-07 | 2011-09-13 | GM Global Technology Operations LLC | Adapter phasor control hold duty cycle system for an engine |
GB2458498B (en) * | 2008-03-20 | 2012-02-08 | Ford Global Tech Llc | A method and apparatus for validating the output from a position sensor |
US7673616B2 (en) * | 2008-07-21 | 2010-03-09 | Ford Global Technologies, Llc | Engine control including knock compensation |
GB2491626B (en) * | 2011-06-09 | 2016-05-04 | Ford Global Tech Llc | A system and method for monitoring engine oil pressure |
US9399956B2 (en) * | 2013-03-15 | 2016-07-26 | GM Global Technology Operations LLC | Phaser control systems and methods for balancing mean effective pressure |
US9587525B2 (en) | 2014-10-21 | 2017-03-07 | Ford Global Technologies, Llc | Method and system for variable cam timing device |
US10054043B2 (en) | 2015-04-07 | 2018-08-21 | General Electric Company | Systems and methods for estimating a time of an engine event |
DE102016002361A1 (de) * | 2016-02-26 | 2017-08-31 | GM Global Technology Operations LLC (n. d. Ges. d. Staates Delaware) | Steuern einer Brennkraftmaschine mit verstellbarer Nockenwelle |
CN109441653B (zh) * | 2018-12-29 | 2021-07-20 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种发动机配气机构故障检测方法及装置 |
CN113945307B (zh) * | 2021-10-08 | 2023-07-21 | 哈尔滨工程大学 | 一种测量发动机凸轮挺柱接触力的传感器及测量方法 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5209202A (en) | 1992-07-27 | 1993-05-11 | Ford Motor Company | Multiple functions cam sensing |
US5245968A (en) | 1992-08-04 | 1993-09-21 | Ford Motor Company | System to determine cam phase and cylinder identification for a variable cam timing engine |
US5548995A (en) | 1993-11-22 | 1996-08-27 | Ford Motor Company | Method and apparatus for detecting the angular position of a variable position camshaft |
DE19623698A1 (de) * | 1996-06-14 | 1997-12-18 | Fev Motorentech Gmbh & Co Kg | Verfahren zur Steuerung der Antriebe von Hubventilen an einer Kolbenbrennkraftmaschine |
US5937805A (en) * | 1997-01-07 | 1999-08-17 | Unisia Jecs Corporation | Apparatus and method for controlling valve timing of engine |
US6101993A (en) | 1999-02-19 | 2000-08-15 | Ford Global Technologies, Inc. | Variable cam timing control system and method |
JP2001065371A (ja) * | 1999-08-24 | 2001-03-13 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の可変動弁装置 |
JP2002250240A (ja) * | 2001-02-22 | 2002-09-06 | Mitsubishi Electric Corp | 内燃機関のバルブタイミング制御装置 |
US6488008B1 (en) * | 2001-05-31 | 2002-12-03 | Ford Global Technologies, Inc. | Method and system for determining the variable cam timing rate-of-change in an engine |
-
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- 2002-04-16 US US10/063,363 patent/US6536389B1/en not_active Expired - Lifetime
-
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