EP1706603B1 - Verfahren und vorrichtung zum ermitteln einer phase einer brennkraftmaschine - Google Patents

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EP1706603B1
EP1706603B1 EP05813508A EP05813508A EP1706603B1 EP 1706603 B1 EP1706603 B1 EP 1706603B1 EP 05813508 A EP05813508 A EP 05813508A EP 05813508 A EP05813508 A EP 05813508A EP 1706603 B1 EP1706603 B1 EP 1706603B1
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EP
European Patent Office
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gas
phase
zone
intake
determined
Prior art date
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Active
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EP05813508A
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English (en)
French (fr)
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EP1706603A1 (de
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Frank Weiss
Hong Zhang
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Continental Automotive GmbH
Original Assignee
Siemens VDO Automotive AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens VDO Automotive AG filed Critical Siemens VDO Automotive AG
Publication of EP1706603A1 publication Critical patent/EP1706603A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1706603B1 publication Critical patent/EP1706603B1/de
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/3442—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using hydraulic chambers with variable volume to transmit the rotating force
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear

Definitions

  • Method and device for determining a phase of an internal combustion engine having an intake tract, an exhaust tract and at least one camshaft, which acts on gas exchange valves and whose phase is adjustable to a crankshaft by means of a phase adjusting device.
  • the object of the invention is to provide a method and a device for determining a phase of an internal combustion engine, which enables a precise determination of the phase.
  • the invention is characterized by a method and a corresponding device for determining a phase of a Internal combustion engine having an intake tract, an exhaust tract and at least one camshaft, which acts on gas exchange valves and whose phase is adjustable to a crankshaft by means of a phase adjustment, with at least one sensor, depending on the measurement signal, a determined phase is determined.
  • the phase adjusting device is controlled in the sense of adjusting the phase of the camshaft until a return flow of gas from the outlet tract into the intake tract is detected.
  • a correction value is determined. In the following operation, the respectively determined phase is corrected depending on the correction value.
  • the phase is representative of an angle between each reference mark on the respective camshaft and the crankshaft in, for example, a predetermined angular position of the crankshaft, which may be, for example, a top dead center upon ignition of a piston of a cylinder, but also any other predetermined angular position of the crankshaft can.
  • the one or more sensors, depending on their measurement signal, the determined phase is determined are often incremental sensors, such as Hall sensors, with a gear as a donor. Tolerances in the arrangement of the sensor or sensors, wear and / or aging of the adjusting device lead to an inaccurate or altered assignment of the measuring signal (s) of the sensor or sensors and thus to errors in the determined phase.
  • an operating point of the internal combustion engine can be achieved, in which a return flow of gas from the outlet tract into the intake tract takes place.
  • a return flow of gas is to be understood that located in the exhaust gas during the working cycle of the internal combustion engine from the exhaust tract flows back into the intake.
  • the invention uses the knowledge that the phase at which this backflow begins to occur is known for the respective internal combustion engine or the respective type of internal combustion engine.
  • a correct phase the default phase
  • a correction value can be determined and so in the following operation, if otherwise controlling the phase adjustment, then each determined phase depending on the Correction value to be corrected. This then allows a very precise control of the internal combustion engine.
  • the backflow of the gas is detected by the outlet tract in the intake tract depending on a intake manifold pressure.
  • the return flow from the outlet tract into the intake tract is recognized when the intake manifold pressure exceeds a predefinable intake manifold pressure threshold under predetermined operating conditions.
  • the predetermined operating conditions are preferably predetermined so that the intake manifold pressure before and during the backflow of the gas is sufficiently precisely determined and preferably does not change significantly without backflow.
  • the predetermined operating conditions include, for example, a stationary operating state of the internal combustion engine.
  • the return flow from the outlet tract into the intake tract detected when an amplitude of a pulsation of the intake manifold pressure exceeds a predetermined pulsation threshold.
  • the pulsation is a vibration of the intake manifold pressure with a frequency that depends on the speed and the number of cylinders. This approach is based on the finding that such a pulsation occurs during the backflow and thus the backflow can be detected in a particularly precise manner in this way.
  • the backflow of the gas is detected by the exhaust tract in the intake tract, depending on a temperature of the gas in the intake tract.
  • a temperature sensor possibly present anyway for other purposes can thus be used in the intake tract for the purpose of detecting the backflow of the gas from the outlet tract into the intake tract.
  • the return flow from the outlet tract is detected in the intake when the temperature of the gas in the intake exceeds a predetermined temperature threshold.
  • the backflow can be determined particularly easily.
  • a particularly early detection is possible without necessarily a large amount of exhaust gas flows back into the intake.
  • the backflow of the gas is detected by the Auslass Dimension in the intake tract depending on a temperature of the gas in the Auslass Dimension.
  • the return flow is detected when, during an operating condition of the internal combustion engine without metering fuel, the detected temperature is of a value representative of the absence of fuel Exhaust gases, changed to a value that is representative of the presence of exhaust gases.
  • the backflow of the gas is detected by the outlet tract into the intake tract when the temperature of the gas in the outlet tract exceeds a predeterminable further temperature threshold value.
  • the internal combustion engine is assigned a gas-type sensor in the outlet tract, whose measurement signal is representative of the presence or absence of exhaust gases in the region of the gas-type sensor.
  • the return flow is detected when, during an operating condition of the engine without metering fuel, the gas sensor signal from a measurement signal value representative of the absence of exhaust gases changes to a measurement signal value representative of the presence of exhaust gases.
  • the gas sensor can, for. B. a lambda probe, namely a two-point or a linear lambda probe.
  • a gas sensor that is, in particular a lambda sensor, is generally present anyway in internal combustion engines for a lambda control and can thus be easily used for the purpose of detecting the backflow of the gas from the outlet tract into the intake tract.
  • An internal combustion engine (FIG. 1) comprises an intake tract 1, an engine block 2, a cylinder head 3 and an exhaust tract 4.
  • the intake tract 1 preferably comprises a throttle valve 5, furthermore a collector 6 and an intake manifold 7, which leads to a cylinder Z1 via an intake passage is guided in the engine block 2.
  • the engine block 2 further comprises a crankshaft 8, which is coupled via a connecting rod 10 with the piston 11 of the cylinder Z1.
  • the cylinder head 3 comprises a valve drive with gas exchange valves, which are gas inlet valves 12 and gas outlet valves 13, and associated valve actuators 14, 15.
  • a camshaft 18 is provided which includes a cam 16 which acts on the gas inlet valve 12.
  • a phase adjusting device 20 (FIG. 2) is provided, by means of which a phase between the crankshaft 8 and the camshaft 18 can be adjusted. This adjustment of the phase can for example be done by increasing a hydraulic pressure in high-pressure chambers of the phase-adjusting device 20 and lowering the corresponding pressure, depending on the direction in which the adjustment of the phase is to take place.
  • a possible adjustment range of the phase is indicated by an arrow 21.
  • At least two camshafts 18, 18 ' are preferably provided, wherein a first camshaft 18 is assigned to the respective gas inlet valves 12 and a second camshaft 18' to the respective gas outlet valves 13.
  • the second camshaft 18 ' may in a simple embodiment be mechanically coupled to the crankshafts 8 with a fixed phase. However, it can also be coupled to the crankshaft 8 via a corresponding phase adjustment device. In this case, then the phase of the second camshaft 18 'can be changed.
  • the valve overlap of the gas inlet valve 12 and the gas outlet valve 13 can be changed, that is, the crankshaft angle range during which both an inlet and an outlet of the cylinder Z1 are released.
  • the phase adjustment device 20 and also the valve lift adjustment device 19 can also be designed in any other manner known to the person skilled in the art.
  • the cylinder head 3 further comprises an injection valve 22 and a spark plug 23.
  • the injection valve 22 may also be arranged in the intake manifold 7.
  • a control device 25 is provided which is associated with sensors which detect different measured variables and in each case determine the value of the measured variable.
  • the control device 25 determines dependent on at least one of the measured variables manipulated variables, which are then converted into one or more actuating signals for controlling the actuators by means of corresponding actuators.
  • the control device 25 can also be used as a device for controlling the internal combustion engine or also as a device for determining the phase of the internal combustion engine.
  • the sensors are a pedal position sensor 26 that detects an accelerator pedal position of an accelerator pedal 27, an air mass sensor 28 that detects an air mass flow upstream of the throttle 5, a throttle position sensor 30 that detects an opening degree of a throttle, a first temperature sensor 32 that detects a temperature T_IM of the gas In the intake tract 1, an intake manifold pressure sensor 34, which detects an intake pipe pressure P_IM in the accumulator 6, detects a crankshaft angle sensor 36 which detects a crankshaft angle CRK to which a rotational speed is then assigned. Further, a camshaft angle sensor 39 is provided, which detects a camshaft angle CAM. If two camshafts are present, each camshaft is preferably associated with a camshaft angle sensor 39, 40.
  • a gas-type sensor in particular a lambda probe 42 is provided, which detects an oxygen content of the gas in the exhaust tract and the measurement signal is characteristic of the air / fuel ratio in the cylinder Z1, when in the cylinder, a combustion of fuel. It can also be provided a separate sensor for detecting the detected phase PH_E.
  • the at least one sensor for detecting the determined phase PH_E is preferably formed by the camshaft angle sensor 39, 40 and / or the crankshaft angle sensor 36.
  • any subset of said sensors may be present, or additional sensors may be present.
  • the actuators are, for example, the throttle valve 5, the gas inlet and gas outlet valves 12, 13, the phase adjustment device 20, the injection valve 22 or the spark plug 23.
  • cylinders Z2 to Z4 are preferably also provided, to which corresponding actuators and, if appropriate, sensors are then assigned.
  • a program for determining the phase of the internal combustion engine is stored in a program memory of the control device 25 and can be executed during the operation of the internal combustion engine.
  • a first such program is started in a step S1 (FIG. 3). If necessary, variables are initialized in step S1.
  • a step S2 the intake manifold pressure P_IM is detected.
  • an intake manifold pressure threshold value is preferably determined by the intake manifold pressure P_IM and possibly further operating variables of the internal combustion engine. Operating variables of the internal combustion engine include measured variables and variables derived therefrom.
  • the intake manifold pressure threshold value is preferably determined by means of a corresponding characteristic curve or a characteristic field which has been determined in advance by tests on an engine test bench or simulations.
  • the intake manifold pressure threshold TDH_P_IM can also be fixed.
  • a step S6 it is checked whether predetermined operating conditions BB_G are present.
  • the predetermined operating conditions may include, for example, a largely stationary operating state and / or an operating state BZ_NF without metering of fuel, such.
  • B. a pushing operation of the internal combustion engine, in which no fuel is metered through the injection valves 22 in the cylinder Z1 to Z4.
  • the predetermined operating conditions BB_G are so chosen that an adjustment of the phase of the first camshaft 18 as possible a significant influence on the running of the internal combustion engine and thus in particular the torque generated by it and optionally has the pollutant emissions generated by them.
  • the predetermined operating conditions BB_G also include time-dependent or driving distance-dependent conditions. These can be, for example, that the condition of step S6 are met only so often that only once per engine run a correction value KOR_E the phase of the first camshaft is determined per engine or within a different time interval or within a predetermined driving distance of a vehicle the internal combustion engine is arranged.
  • step S8 an actuating signal SG_E for the phase-adjusting device 20 is increased by an incrementation value D_SG.
  • a corresponding lowering of the control signal SG_E for the phase adjustment device 20 can also take place here.
  • the phase adjustment device 20 is then controlled in the sense of this modified control signal SG_E.
  • the intake manifold pressure P_IM is detected again at a step S10.
  • a plurality of individual measured values of the intake manifold pressure are preferably detected and averaged.
  • step S12 the determined phase PH_E of the first camshaft 18 is then determined as a function of crankshaft angle CRK and camshaft angle CAM detected after the execution of step S8.
  • step S14 it is checked whether the intake pipe pressure P_IM detected in the step S10 is larger than the intake pipe pressure threshold THD_P_IM.
  • the intake manifold pressure threshold THD_P_IM is suitably set so that at is exceeded in step S14 there is a back flow of gas from the Auslass Install in the intake tract. If the condition of step S14 is not satisfied, the processing in step S2 is continued. However, it can also be continued in an optionally alternative embodiment directly in step S6.
  • step S14 the correction value KOR_E of the phase of the first camshaft 18 is determined in a step S16 as a function of the determined phase PH_E of the first camshaft 18 and of a default phase PH_G.
  • the default phase is stored in a data memory of the control device 25 and is the substantially correct value of an actual phase of the first camshaft 18 when the backflow due to phase shifting is just beginning to occur or is just detected by the procedure of steps S6 to S14 can.
  • the default phase PH_G is determined in advance by appropriate calculations, simulations or tests on an engine test bench.
  • the determination of the correction value KOR_E of the phase of the first camshaft 18 takes place in step S16 by means of a suitable calculation rule.
  • a suitable calculation rule may also include an arbitrary weighting of the difference of the determined phase PH_E and the default phase PH_G or else an inclusion of a correction value KOR_E of the phase of the first camshaft 18 determined in a preceding pass of the program in step S16.
  • the program is preferably continued in step S2. Alternatively, however, it may also be continued directly in a step S18.
  • step S6 If the condition of step S6 is not fulfilled, the phase PH_E of the first camshaft 18 becomes dependent in step S18 from the crankshaft angle CRK, the camshaft angle CAM and the correction value KOR_E. In this way, in each case the phase of the first camshaft can be determined very precisely by means of the determined phase PH_E in step S18, thus ensuring precise control of the internal combustion engine.
  • the step S18 is preferably, at least when the predetermined operating conditions BB_G of step S6 not present, during the operation of the internal combustion engine at predetermined time intervals or in each case after expiration of a predetermined crankshaft angle CRK again processed.
  • the pulsation threshold THD_PULS can also be fixed.
  • a step S14 'can also be provided in which it is checked whether an amplitude P_PULS of the pulsation of the intake manifold pressure P_IM is greater than the pulsation threshold value THD_PULS.
  • the pulsation amplitude P_PULS is preferably determined by correspondingly evaluating a plurality of individual measured values of the intake manifold pressure P_IM detected in step S10.
  • the Pulsationsschwellenwert THD_PULS is preferably suitably selected so that when it exceeds a back flow of gas from the Auslass Install is present in the intake.
  • the step S14 if the condition of the step S14 'is met, the step S16 is executed and, if not satisfied, the step S2 or S6 is executed.
  • the conditions of step S14 and S14 'can also be tested in a suitable combination.
  • a second program for determining the phase of the internal combustion engine is started in a step S20 (FIG. 4) in which variables are initialized if necessary.
  • the second program and one below with reference to FIG 5 even closer The third program to be explained can be executed alternatively to the first program or also in each case in addition to one another or can also be combined with one another. In the following, the differences in comparison to the steps of the first program are essentially explained.
  • a step S22 the temperature T_IM of the gas in the intake tract 1 is determined.
  • a step S24 a temperature threshold value THD_T_IM is subsequently determined analogously to the step S4.
  • a step S26 it is checked in accordance with step S6 whether the predetermined operating conditions BB_G are present. If the condition of step S26 is not satisfied, a step S38 is executed, which corresponds to step S18. On the other hand, if the condition of step S26 is met, a step S28 is executed, which corresponds to step S8.
  • the temperature T_IM of the gas in the intake tract 1 is then determined. This can be done analogously to step S10.
  • a step S32 corresponds to a step S12.
  • a step S34 it is checked, analogously to the step S14, whether the temperature T_IM of the gas in the intake tract is greater than the temperature threshold THD_T_IM. If the condition of the step S34 is not satisfied, the processing corresponding to the step S14 is continued either in the step S22 or in the step S26. On the other hand, if the condition of the step S34 is satisfied, a step S36 corresponding to the step S16 is executed.
  • a start takes place in a step S40.
  • a step S42 it is checked whether the operating state BZ corresponds to an operating state without fuel metering BZ_NF and, if appropriate, a renewed determination of the correction value KOR_E due to the lapse of time or driving distance conditions is desired.
  • the condition of step S42 is checked so frequently that it satisfies the first time suitably shortly after the beginning of ingesting the operating state BZ_NF without fuel metering is. It is then preferably fulfilled for the first time when an oxygen content O2 determined in the subsequent step S44 in the outlet tract is representative of a non-presence of exhaust gases in the region of the gas sensor 42.
  • the gas sensor 22 After switching off the metering of fuel by the injection valves 22, no combustion takes place in the respective cylinders Z1 to Z4 of the internal combustion engine and fresh air is pumped from the intake tract into the exhaust tract. Depending on a reaction time duration of the gas sensor, the gas sensor 22 then detects an oxygen content O2_1 which is representative of the absence of exhaust gases in the region of the gas sensor 42. This oxygen content O2_1 is detected by the gas sensor 42 in a step S44.
  • step S46 the control signal SG_E for the phase adjusting device 20 is subsequently changed in accordance with step S8.
  • a step S48 a further oxygen content O2_2 is detected again by the gas-type sensor 42.
  • the detected phase corresponding to the step S12 is determined.
  • a step S52 it is subsequently checked whether the first oxygen content O2_1 is representative of the absence of exhaust gases in the area of the gas sensor 42 and the second oxygen content O2_2 is representative of the presence of exhaust gases in the area of the gas sensor. If the condition of step S52 is not satisfied, the processing is preferably continued directly again in step S46. If, on the other hand, the condition of step S52 is fulfilled, the correction value KOR_E for the phase of the first camshaft 18 is determined in a step S54 in accordance with the procedure of step S16.
  • steps S46 to S52 By suitably short succession of the repeated executions of steps S46 to S52, it can be ensured that, when the backflow of gases or gas from the outlet tract 4 towards the intake tract 1 due to the adjustment of the phase adjusts exhaust gas is still in the exhaust tract and this is then sucked back into the region in which the gas sensor 42 is arranged.
  • the default phase PH_G is then suitably determined by experiments, calculations or simulations to represent the actual phase of the first camshaft 18 when the condition of step S52 has occurred.
  • the steps and in particular the conditions of the steps S14, S34 and S52 can be combined with one another as desired. If, alternatively, only the second camshaft is associated with the phase adjusting device 20, appropriate programs for the second camshaft can be provided. If both the first and the second camshaft are assigned corresponding phase adjusting devices 20, then for each of the camshafts 18, 18 'own correction values are determined by means of corresponding programs. For this purpose, in each case the respectively the other camshaft 18, 18 'associated phase-adjusting device in a reference position, such as in a mechanical stop.

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Description

  • Verfahren und Vorrichtung zum Ermitteln einer Phase einer Brennkraftmaschine mit einem Ansaugtrakt, einem Abgastrakt und mindestens einer Nockenwelle, die auf Gaswechselventile einwirkt und deren Phase zu einer Kurbelwelle mittels einer Phasen-Verstelleinrichtung verstellbar ist.
  • An Brennkraftmaschinen werden zunehmend hohe Anforderungen bezüglich deren Leistung und Wirkungsgrad gestellt. Gleichzeitig müssen aufgrund strenger gesetzlicher Vorschriften die Schadstoff-Emissionen gering sein. Zu diesem Zweck ist es bekannt, Brennkraftmaschinen mit einer Phasen-Verstelleinrichtung auszustatten, mittels der eine Phase zwischen einer Kurbelwelle und einer Nockenwelle der Brennkraftmaschine während des Betriebs verändert werden kann. Somit kann der jeweilige Beginn und das jeweilige Ende des Öffnens bzw. Schließens der Gaseinlass- und/oder der Gasauslassventile bezogen auf einen Referenzpunkt auf der Kurbelwelle verändert werden. Auf diese Weise kann eine Füllung eines Zylinders mit Gas verändert werden, insbesondere kann so ein internes Rückführen von Abgas in den jeweiligen Zylinder realisiert werden.
  • Eine derartige Anordnung ist beispielsweise aus der US 5495 830 A bekannt.
  • Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ermitteln einer Phase einer Brennkraftmaschine zu schaffen, das ein präzises Ermitteln der Phase ermöglicht.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
  • Die Erfindung zeichnet sich aus durch ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zum Ermitteln einer Phase einer Brennkraftmaschine mit einem Ansaugtrakt, einem Abgastrakt und mindestens einer Nockenwelle, die auf Gaswechselventile einwirkt und deren Phase zu einer Kurbelwelle mittels einer Phasen-Verstelleinrichtung verstellbar ist, mit mindestens einem Sensor, abhängig von dessen Messsignal eine ermittelte Phase ermittelt wird. Die Phasen-Verstelleinrichtung wird solange im Sinne eines Verstellens der Phase der Nockenwelle angesteuert, bis eine Rückströmung von Gas aus dem Auslasstrakt in den Ansaugtrakt erkannt wird. Abhängig von der dann zugeordneten ermittelten Phase und einer vorgegebenen Vorgabe-Phase wird ein Korrekturwert ermittelt. Im folgenden Betrieb wird die jeweils ermittelte Phase abhängig von dem Korrekturwert korrigiert.
  • Die Phase ist repräsentativ für einen Winkel zwischen je einer Bezugsmarke auf der jeweiligen Nockenwelle und der Kurbelwelle in beispielsweise einer vorgegebenen Winkelposition der Kurbelwelle, die beispielsweise ein oberer Totpunkt bei Zündung eines Kolbens eines Zylinders sein kann, aber auch eine beliebige andere vorgegebene Winkelposition der Kurbelwelle sein kann. Der oder die Sensoren, abhängig von deren Messsignal die ermittelte Phase ermittelt wird, sind häufig inkrementelle Sensoren, wie Hall-Sensoren, mit einem Zahnrad als Geber. Toleranzen in der Anordnung des oder der Sensoren, Verschleiß und/oder Alterung der Verstelleinrichtung führen zu einer ungenauen oder veränderten Zuordnung des/der Messsignale des oder der Sensoren und somit zu Fehlern in der ermittelten Phase.
  • Durch das Verstellen der Phasen-Verstelleinrichtung in geeigneter Weise kann ein Betriebspunkt der Brennkraftmaschine erreicht werden, bei dem eine Rückströmung von Gas von dem Auslasstrakt in den Ansaugtrakt erfolgt. Unter der Rückströmung des Gases ist zu verstehen, dass in dem Auslasstrakt befindliches Gas während des Arbeitszyklusses der Brennkraftmaschine von dem Auslasstrakt zurückströmt in den Ansaugtrakt.
  • Die Erfindung nutzt hierbei die Erkenntnis, dass die Phase, bei der diese Rückströmung beginnt aufzutreten, bekannt ist für die jeweilige Brennkraftmaschine oder den jeweiligen Brennkraftmaschinentyp. Somit kann mit dem Erkennen der Rückströmung eine korrekte Phase, die Vorgabe-Phase, zugeordnet werden. Abhängig von der Vorgabe-Phase und der bei erkannter Rückströmung von Gas aus dem Auslasstrakt in den Ansaugtrakt ermittelten Phase kann dann ein Korrekturwert ermittelt werden und so im folgenden Betrieb, bei gegebenenfalls anderer Ansteuerung der Phasen-Verstelleinrichtung, die dann jeweils ermittelte Phase abhängig von dem Korrekturwert korrigiert werden. Dies ermöglicht dann ein sehr präzises Steuern der Brennkraftmaschine.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Rückströmung des Gases von dem Auslasstrakt in den Ansaugtrakt erkannt abhängig von einem Saugrohrdruck. Dies hat den Vorteil, dass ein häufig ohnehin vorhandener Saugrohrdrucksensor einfach eingesetzt werden kann, um die Rückströmung des Gases von dem Auslasstrakt in den Ansaugtrakt zu erkennen.
  • In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn die Rückströmung von dem Auslasstrakt in den Ansaugtrakt erkannt wird, wenn der Saugrohrdruck unter vorgegebenen Betriebsbedingungen einen vorgebbaren Saugrohrdruck-Schwellenwert überschreitet. Auf diese Weise kann die Rückströmung besonders einfach erkannt werden. Die vorgegebenen Betriebsbedingungen sind bevorzugt so vorgegeben, dass der Saugrohrdruck vor und während der Rückströmung des Gases genügend präzise bestimmbar ist und sich bevorzugt ohne Rückströmung nicht wesentlich ändert. Somit kann es vorteilhaft sein, wenn die vorgegebenen Betriebsbedingungen beispielsweise einen stationären Betriebszustand der Brennkraftmaschine einschließen.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Rückströmung von dem Auslasstrakt in den Ansaugtrakt erkannt, wenn eine Amplitude einer Pulsation des Saugrohrdrucks einen vorgebbaren Pulsationsschwellenwert überschreitet. Die Pulsation ist eine Schwingung des Saugrohrdrucks mit einer Frequenz, die abhängt von der Drehzahl und der Anzahl der Zylinder. Diesem Vorgehen liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei der Rückströmung eine derartige Pulsation auftritt und somit die Rückströmung auf diese Weise besonders präzise erkennt werden kann.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Rückströmung des Gases von dem Auslasstrakt in den Ansaugtrakt erkannt, abhängig von einer Temperatur des Gases in dem Ansaugtrakt. Auf diese Weise wird die Erkenntnis genutzt, dass die Temperatur des Gases in dem Ansaugtrakt durch heiße, rückströmende Gase sich erhöht. So kann somit einfach ein gegebenenfalls ohnehin für andere Zwecke vorhandener Temperatursensor in dem Ansaugtrakt für die Zwecke des Erkennens der Rückströmung des Gases von dem Auslasstrakt in den Ansaugtrakt genutzt werden.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Rückströmung von dem Auslasstrakt in den Ansaugtrakt erkannt, wenn die Temperatur des Gases in dem Ansaugtrakt einen vorgebbaren Temperaturschwellenwert überschreitet. So kann die Rückströmung besonders einfach ermittelt werden. So ist ein besonders frühes Erkennen möglich, ohne dass notwendigerweise eine große Menge an Abgas in den Ansaugtrakt zurückströmt.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Rückströmung des Gases von dem Auslasstrakt in den Ansaugtrakt erkannt abhängig von einer Temperatur des Gases in dem Auslasstrakt. Die Rückströmung wird erkannt, wenn während eines Betriebszustands der Brennkraftmaschine ohne Zumessung von Kraftstoff die erfasste Temperatur von einem Wert, der repräsentativ ist für das Nicht-Vorhandensein von Abgasen, sich zu einem Wert verändert, der repräsentativ ist für das Vorhandensein von Abgasen.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Rückströmung des Gases von dem Auslasstrakt in den Ansaugtrakt erkannt, wenn die Temperatur des Gases im Auslasstrakt einen vorgebbaren weiteren Temperaturschwellenwert überschreitet.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Brennkraftmaschine ein Gasartsensor in dem Auslasstrakt zugeordnet, dessen Messsignal repräsentativ ist für ein Vorhandensein oder Nicht-Vorhandensein von Abgasen im Bereich des Gasartsensors. Die Rückströmung wird erkannt, wenn während eines Betriebszustands der Brennkraftmaschine ohne Zumessung von Kraftstoff das Messsignal des Gasartsensors von einem Messsignalwert, der repräsentativ ist für das Nicht-Vorhandensein von Abgasen, sich zu einem Messsignalwert verändert, der repräsentativ ist für das Vorhandensein von Abgasen. Der Gasartsensor kann z. B. eine Lambda-Sonde, und zwar eine Zweipunkt- oder eine lineare Lambda-Sonde sein. Ein derartiger Gasartsensor, also insbesondere eine Lambda-Sonde, ist in Brennkraftmaschinen für eine Lambda-Regelung in der Regel ohnehin vorhanden und kann so einfach für die Zwecke des Erkennens der Rückströmung des Gases von dem Auslasstrakt in den Ansaugtrakt einfach genutzt werden.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
    • Figur 1
    eine Brennkraftmaschine mit einer Steuervorrichtung,
    Figur 2
    eine weitere Ansicht von Teilen der Brennkraftmaschine gemäß Figur 1,
    Figur 3
    ein Ablaufdiagramm eines ersten Programms zum Ermitteln einer ermittelten Phase,
    Figur 4
    ein Ablaufdiagramm eines zweiten Programms zum Ermitteln der ermittelten Phase und
    Figur 5
    ein Ablaufdiagramm eines dritten Programms zum Ermitteln der ermittelten Phase.
  • Elemente gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
  • Eine Brennkraftmaschine (Figur 1) umfasst einen Ansaugtrakt 1, einen Motorblock 2, einen Zylinderkopf 3 und einen Auslasstrakt 4. Der Ansaugtrakt 1 umfasst vorzugsweise eine Drosselklappe 5, ferner einen Sammler 6 und ein Saugrohr 7, das hin zu einem Zylinder Z1 über einen Einlasskanal in den Motorblock 2 geführt ist. Der Motorblock 2 umfasst ferner eine Kurbelwelle 8, welche über eine Pleuelstange 10 mit dem Kolben 11 des Zylinders Z1 gekoppelt ist.
  • Der Zylinderkopf 3 umfasst einen Ventiltrieb mit Gaswechselventilen, die Gaseinlassventile 12 und Gasauslassventile 13 sind, und diesen zugeordnete Ventilantriebe 14, 15.
  • Eine Nockenwelle 18 ist vorgesehen, die einen Nocken 16 umfasst, der auf das Gaseinlassventil 12 einwirkt. Eine Phasen-Verstelleinrichtung 20 (Figur 2) ist vorgesehen, mittels der eine Phase zwischen der Kurbelwelle 8 und der Nockenwelle 18 verstellt werden kann. Dieses Verstellen der Phase kann beispielsweise erfolgen durch Erhöhen eines hydraulischen Drucks in Hochdruckkammern der Phasen-Verstelleinrichtung 20 beziehungsweise Erniedrigen des entsprechenden Drucks, je nachdem in welche Richtung die Verstellung der Phase erfolgen soll. Ein möglicher Verstellbereich der Phase ist mit einem Pfeil 21 gekennzeichnet.
  • Bevorzugt sind mindestens zwei Nockenwellen 18, 18' vorgesehen, wobei eine erste Nockenwellen 18 den jeweiligen Gaseinlassventilen 12 und eine zweite Nockenwelle 18' den jeweiligen Gasauslassventilen 13 zugeordnet ist. Insbesondere die zweite Nockenwelle 18' kann in einer einfachen Ausführungsform mit einer feststehenden Phase zu der Kurbelwellen 8 mit dieser mechanisch gekoppelt sein. Sie kann jedoch auch über eine entsprechende Phasen-Verstelleinrichtung mit der Kurbelwelle 8 gekoppelt sein. In diesem Fall kann dann auch die Phase der zweiten Nockenwelle 18' verändert werden.
  • Durch das Variieren der Phase zwischen der Kurbelwelle 8 und der Nockenwelle 18 kann die Ventilüberschneidung des Gaseinlassventils 12 und des Gasauslassventils 13 verändert werden, das heißt der Kurbelwellenwinkelbereich, während dessen sowohl ein Einlass als auch ein Auslass des Zylinders Z1 freigegeben wird. Die Phasen-Verstelleinrichtung 20 und auch die Ventilhub-Verstelleinrichtung 19 können auch auf eine beliebige andere dem zuständige Fachmann bekannte Art und Weise ausgebildet sein.
  • Der Zylinderkopf 3 umfasst ferner ein Einspritzventil 22 und eine Zündkerze 23. Alternativ kann das Einspritzventil 22 auch in dem Saugrohr 7 angeordnet sein.
  • Eine Steuervorrichtung 25 ist vorgesehen, der Sensoren zugeordnet sind, die verschiedene Messgrößen erfassen und jeweils den Wert der Messgröße ermitteln. Die Steuervorrichtung 25 ermittelt abhängig von mindestens einer der Messgrößen Stellgrößen, die dann in ein oder mehrere Stellsignale zum Steuern der Stellglieder mittels entsprechender Stellantriebe umgesetzt werden. Die Steuervorrichtung 25 kann auch als Vorrichtung zum Steuern der Brennkraftmaschine oder auch als Vorrichtung zum Ermitteln der Phase der Brennkraftmaschine bezeichnet werden.
  • Die Sensoren sind ein Pedalstellungsgeber 26, welcher eine Fahrpedalstellung eines Fahrpedals 27 erfasst, ein Luftmassensensor 28, welcher einen Luftmassenstrom stromaufwärts der Drosselklappe 5 erfasst, ein Drosselklappenstellungssensor 30, welcher einen Öffnungsgrad einer Drosselklappe erfasst, ein erster Temperatursensor 32, welcher eine Temperatur T_IM des Gases in dem Ansaugtrakt 1 erfasst, ein Saugrohrdrucksensor 34, welcher einen Saugrohrdruck P_IM in dem Sammler 6 erfasst, ein Kurbelwellenwinkelsensor 36, welcher einen Kurbelwellenwinkel CRK erfasst, dem dann eine Drehzahl zugeordnet wird. Ferner ist ein Nockenwellenwinkel-Sensor 39 vorgesehen, welcher einen Nockenwellenwinkel CAM erfasst. Falls zwei Nockenwellen vorhanden sind ist bevorzugt jeder Nockenwelle ein Nockenwellenwinkel-Sensor 39, 40 zugeordnet. Ferner ist ein Gasartsensor, insbesondere eine Lambdasonde 42 vorgesehen, welche einen Sauerstoffgehalt des Gases in dem Auslasstrakt erfasst und deren Messsignal charakteristisch ist für das Luft/Kraftstoff-Verhältnis in dem Zylinder Z1, wenn in dem Zylinder eine Verbrennung von Kraftstoff erfolgt. Es kann auch ein eigener Sensor zum Erfassen der ermittelten Phase PH_E vorgesehen sein. Bevorzugt wird der mindestens eine Sensor zum Erfassen der ermittelten Phase PH_E jedoch durch den Nockenwellenwinkelsensor 39,40 und/oder den Kurbelwellenwinkelsensor 36 gebildet.
  • Je nach Ausführungsform der Erfindung kann eine beliebige Untermenge der genannten Sensoren vorhanden sein oder es können auch zusätzliche Sensoren vorhanden sein.
  • Die Stellglieder sind beispielsweise die Drosselklappe 5, die Gaseinlass- und Gasauslassventile 12, 13, die Phasen-Verstelleinrichtung 20, das Einspritzventil 22 oder die Zündkerze 23.
  • Neben dem Zylinder Z1 sind bevorzugt auch noch weitere Zylinder Z2 bis Z4 vorgesehen, denen dann auch entsprechende Stellglieder und ggf. Sensoren zugeordnet sind.
  • Ein Programm zum Ermitteln der Phase der Brennkraftmaschine ist in einem Programmspeicher der Steuervorrichtung 25 gespeichert und kann während des Betriebs der Brennkraftmaschine abgearbeitet werden. Ein erstes derartiges Programm wird in einem Schritt S1 (Figur 3) gestartet. In dem Schritt S1 werden gegebenenfalls Variablen initialisiert.
  • In einem Schritt S2 wird der Saugrohrdruck P_IM erfasst. In einem Schritt S4 wird ein Saugrohrdruck-Schwellenwert abhängig bevorzugt von dem Saugrohrdruck P_IM und gegebenenfalls weiteren Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine ermittelt. Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine umfassen Messgrößen und auch von diesen abgeleitete Größen. Bevorzugt erfolgt das Ermitteln des Saugrohrdruck-Schwellenwerts mittels einer entsprechenden Kennlinie oder eines Kennfeldes, das vorab durch Versuche an einem Motorprüfstand oder Simulationen ermittelt wurde. In einer einfachen Ausgestaltung kann der Saugrohrdruck-Schwellenwert TDH_P_IM auch fest vorgegeben sein.
  • In einem Schritt S6 wird geprüft, ob vorgegebene Betriebsbedingungen BB_G vorliegen. Die vorgegebenen Betriebsbedingungen können beispielsweise einen weitgehend stationären Betriebszustand und/oder einen Betriebszustand BZ_NF ohne Zumessung von Kraftstoff beinhalten, so z. B. ein Schubbetrieb der Brennkraftmaschine, in dem kein Kraftstoff durch die Einspritzventile 22 in die Zylinder Z1 bis Z4 zugemessen wird. Bevorzugt sind die vorgegebenen Betriebsbedingungen BB_G so gewählt, dass ein Verstellen der Phase der ersten Nockenwelle 18 möglichst einen unerheblichen Einfluss auf den Lauf der Brennkraftmaschine und so insbesondere das von ihr erzeugte Drehmoment und gegebenenfalls die durch sie erzeugten Schadstoff-Emissionen hat.
  • Darüber hinaus kann es vorteilhaft sein, wenn die vorgegebenen Betriebsbedingungen BB_G auch zeitliche oder Fahrdistanz abhängige Bedingungen umfassen. Diese können beispielsweise darin bestehen, dass die Bedingung des Schrittes S6 nur so oft erfüllt sind, dass lediglich einmal pro Motorlauf ein Korrekturwert KOR_E der Phase der ersten Nockenwelle ermittelt wird pro Motorlauf oder innerhalb eines sonstigen Zeitintervalls oder auch innerhalb einer vorgegebenen Fahrdistanz eines Fahrzeugs, in dem die Brennkraftmaschine angeordnet ist.
  • Ist die Bedingung des Schrittes S6 erfüllt, so wird in einem Schritt S8 ein Stellsignal SG_E für die Phasen-Verstelleinrichtung 20 um einen Inkrementierungswert D_SG erhöht. Alternativ kann hier auch ein entsprechendes Erniedrigen des Stellsignals SG_E für die Phasen-Verstelleinrichtung 20 erfolgen. Die Phasen-Verstelleinrichtung 20 wird dann im Sinne dieses veränderten Stellsignals SG_E angesteuert. Anschließend wird einem Schritt S10 der Saugrohrdruck P_IM erneut erfasst. Dazu werden bevorzugt mehrere einzelne Messwerte des Saugrohrdrucks erfasst und gemittelt.
  • In einem Schritt S12 wird dann die ermittelte Phase PH_E der ersten Nockenwelle 18 abhängig von nach der Durchführung des Schrittes S8 erfassten Kurbelwellenwinkels CRK und Nockenwellenwinkels CAM ermittelt.
  • In einem Schritt S14 wird anschließend geprüft, ob der in dem Schritt S10 erfasste Saugrohrdruck P_IM größer ist als der Saugrohrdruck-Schwellenwert THD_P_IM. Der Saugrohrdruck-Schwellenwert THD_P_IM ist geeignet so vorgegeben, dass bei seinem Überschreiten in dem Schritt S14 eine Rückströmung von Gas aus dem Auslasstrakt in den Ansaugtrakt vorliegt. Ist die Bedingung des Schrittes S14 nicht erfüllt, so wird die Bearbeitung in dem Schritt S2 fortgesetzt. Sie kann jedoch in einer gegebenenfalls alternativen Ausführung auch direkt in dem Schritt S6 fortgesetzt werden.
  • Ist die Bedingung des Schrittes S14 hingegen erfüllt, so wird in einem Schritt S16 der Korrekturwert KOR_E der Phase der ersten Nockenwelle 18 abhängig von der ermittelten Phase PH_E der ersten Nockenwelle 18 und einer Vorgabe-Phase PH_G ermittelt. Die Vorgabe-Phase ist in einem Datenspeicher der Steuervorrichtung 25 abgespeichert und ist der im Wesentlichen korrekte Wert einer tatsächlichen Phase der ersten Nockenwelle 18, wenn die Rückströmung aufgrund des Verstellens der Phase gerade beginnt aufzutreten oder gerade anhand des Vorgehens der Schritte S6 bis S14 erkannt werden kann. Die Vorgabe-Phase PH_G ist durch entsprechende Berechnungen, Simulationen oder Versuche an einem Motorprüfstand vorab ermittelt.
  • Das Ermitteln des Korrekturwertes KOR_E der Phase der ersten Nockenwelle 18 erfolgt in dem Schritt S16 mittels einer geeigneten Rechenvorschrift. So kann er in einer besonders einfachen Ausgestaltung direkt abhängig von der Differenz der ermittelten Phase PH_E und der Vorgabe-Phase PH_G ermittelt werden. Die Rechenvorschrift kann jedoch auch eine beliebige Wichtung der Differenz der ermittelten Phase PH_E und der Vorgabe-Phase PH_G oder auch ein Einbeziehen eines bei einem vorangegangenen Durchlauf des Programms in dem Schritt S16 ermittelten Korrekturwertes KOR_E der Phase der ersten Nockenwelle 18 umfassen. Im Anschluss an den Schritt S16 wird das Programm bevorzugt in dem Schritt S2 fortgesetzt. Es kann jedoch auch alternativ direkt in einem Schritt S18 fortgesetzt werden.
  • Ist die Bedingung des Schrittes S6 nicht erfüllt, so wird in dem Schritt S18 die Phase PH_E der ersten Nockenwelle 18 abhängig von dem Kurbelwellenwinkel CRK, dem Nockenwellenwinkel CAM und dem Korrekturwert KOR_E ermittelt. Auf diese Weise kann so die Phase der ersten Nockenwelle mittels der ermittelten Phase PH_E in dem Schritt S18 jeweils sehr genau ermittelt werden und somit ein präzises Steuern der Brennkraftmaschine gewährleistet werden. Der Schritt S18 wird bevorzugt, zumindest dann, wenn die vorgegebenen Betriebsbedingungen BB_G des Schrittes S6 nicht vorliegen, während des Betriebs der Brennkraftmaschine in vorgegebenen Zeitabständen oder jeweils nach Ablauf eines vorgebbaren Kurbelwellenwinkels CRK erneut abgearbeitet.
  • Alternativ oder zusätzlich zu dem Schritt S4 kann ein Schritt S4' vorgesehen sein, in dem ein Pulsationsschwellenwert THD_PULS ermittelt wird, und zwar bevorzugt ebenfalls abhängig von dem Saugrohrdruck P_IM und/oder weiteren Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine. Der Pulsationsschwellenwert THD_PULS kann jedoch auch fest vorgegeben sein. Ferner kann dann alternativ oder zusätzlich auch ein Schritt S14' vorgesehen sein, in dem geprüft wird, ob eine Amplitude P_PULS der Pulsation des Saugrohrdrucks P_IM größer ist als der Pulsationsschwellenwert THD_PULS. Die Pulsations-Amplitude P_PULS wird bevorzugt durch entsprechendes Auswerten mehrerer in dem Schritt S10 einzelner erfasster Messwerte des Saugrohrdrucks P_IM ermittelt. Der Pulsationsschwellenwert THD_PULS ist bevorzugt geeignet so gewählt, dass bei seinem Überschreiten ein Rückströmen von Gas aus dem Auslasstrakt in den Ansaugtrakt vorliegt. Entsprechend dem Schritt S14 wird bei Erfülltsein der Bedingung des Schrittes S14' der Schritt S16 abgearbeitet und bei Nicht-Erfülltsein der Schritt S2 oder S6 abgearbeitet. Die Bedingungen des Schrittes S14 und S14' können auch in geeigneter Kombination geprüft werden.
  • Ein zweites Programm zum Ermitteln der Phase der Brennkraftmaschine wird in einem Schritt S20 gestartet (Figur 4), in dem gegebenenfalls Variablen initialisiert werden. Das zweite Programm und ein weiter unten anhand der Figur 5 noch näher zu erläuterndes drittes Programm können alternativ zu dem ersten Programm oder auch jeweils in Ergänzung zueinander ausgeführt werden oder auch miteinander kombiniert sein. Im Folgenden sind im Wesentlichen die Unterschiede im Vergleich zu den Schritten des ersten Programms erläutert.
  • In einem Schritt S22 wird die Temperatur T_IM des Gases in dem Ansaugtrakt 1 ermittelt. In einem Schritt S24 wird anschließend ein Temperatur-Schwellenwert THD_T_IM analog zu dem Schritt S4 ermittelt. In einem Schritt S26 wird entsprechend Schritt S6 geprüft, ob die vorgegebenen Betriebsbedingungen BB_G vorliegen. Ist die Bedingung des Schrittes S26 nicht erfüllt, so wird ein Schritt S38 abgearbeitet, der dem Schritt S18 entspricht. Ist die Bedingung des Schrittes S26 hingegen erfüllt, so wird ein Schritt S28 abgearbeitet, der dem Schritt S8 entspricht. In einem Schritt S30 wird dann die Temperatur T_IM des Gases in dem Ansaugtrakt 1 ermittelt. Dies kann analog zu dem Schritt S10 erfolgen. Ein Schritt S32 entspricht einem Schritt S12. In einem Schritt S34 wird analog zu dem Schritt S14 geprüft, ob die Temperatur T_IM des Gases in dem Ansaugtrakt größer ist als der Temperatur-Schwellenwert THD_T_IM. Ist die Bedingung des Schrittes S34 nicht erfüllt, so wird die Bearbeitung entsprechend dem Schritt S14 entweder in dem Schritt S22 oder in dem Schritt S26 fortgesetzt. Ist die Bedingung des Schrittes S34 hingegen erfüllt, so wird ein Schritt S36 abgearbeitet, der dem Schritt S16 entspricht.
  • Bei dem dritten Programm (Figur 5) erfolgt ein Start in einem Schritt S40. In einem Schritt S42 wird geprüft, ob der Betriebszustand BZ einem Betriebszustand ohne Kraftstoffzumessung BZ_NF entspricht und gegebenenfalls ein erneutes Ermitteln des Korrekturwertes KOR_E aufgrund des Ablaufs von Zeit oder Fahrdistanzbedingungen erwünscht ist. Bevorzugt wird die Bedingung des Schrittes S42 so häufig geprüft, dass sie jeweils erstmalig geeignet kurz nach dem Beginn des Einnehmens des Betriebszustands BZ_NF ohne Kraftstoffzumessung erfüllt ist. Sie ist bevorzugt dann erstmalig erfüllt, wenn dann ein in dem nachfolgenden Schritt S44 ermittelter Sauerstoffgehalt O2 in dem Auslasstrakt repräsentativ ist für ein Nicht-Vorhandensein von Abgasen im Bereich des Gasartsensors 42. Nach einem Abschalten des Zumessens von Kraftstoff durch die Einspritzventile 22 erfolgt keine Verbrennung in den jeweiligen Zylindern Z1 bis Z4 der Brennkraftmaschine mehr und es wird Frischluft von dem Ansaugtrakt in den Auslasstrakt gepumpt. Abhängig von einer Reaktionszeitdauer des Gasartsensors wird dann von dem Gasartsensor 22 ein Sauerstoffgehalt O2_1 erfasst, der repräsentativ ist für das Nicht-Vorhandensein von Abgasen im Bereich des Gasartsensors 42. Dieser Sauerstoffgehalt O2_1 wird in einem Schritt S44 von dem Gasartsensor 42 erfasst.
  • In einem Schritt S46 wird anschließend das Stellsignal SG_E für die Phasen-Verstelleinrichtung 20 entsprechend dem Schritt S8 verändert. In einem Schritt S48 wird erneut ein weiterer Sauerstoffgehalt O2_2 durch den Gasartsensor 42 erfasst. Ferner wird in einem Schritt S50 die ermittelte Phase entsprechend dem Schritt S12 ermittelt.
  • In einem Schritt S52 wird anschließend geprüft, ob der erste Sauerstoffgehalt O2_1 repräsentativ ist für das Nicht-Vorhandensein von Abgasen im Bereich des Gasartsensors 42 und der zweite Sauerstoffgehalt O2_2 repräsentativ ist für das Vorhandensein von Abgasen im Bereich des Gasartsensors. Ist die Bedingung des Schrittes S52 nicht erfüllt, so wird die Bearbeitung bevorzugt direkt erneut in dem Schritt S46 fortgesetzt. Ist die Bedingung des Schrittes S52 hingegen erfüllt, so wird in einem Schritt S54 der Korrekturwert KOR_E für die Phase der ersten Nockenwelle 18 entsprechend dem Vorgehen des Schrittes S16 ermittelt. Durch eine geeignet kurze Aufeinanderfolge des wiederholten Abarbeitens der Schritte S46 bis S52 kann gewährleistet werden, dass, wenn sich die Rückströmung der Gase oder des Gases von dem Auslasstrakt 4 hin zu dem Ansaugtrakt 1 aufgrund des Verstellens der Phase einstellt, sich in dem Auslasstrakt noch Abgas befindet und dieses dann zurück in den Bereich gesaugt wird, in dem der Gasartsensor 42 angeordnet ist.
  • Die Vorgabe-Phase PH_G ist dann geeignet durch Versuche, Berechnungen oder Simulationen ermittelt, um die bei dem Eintreten des Erfülltseins der Bedingung des Schrittes S52 tatsächliche Phase der ersten Nockenwelle 18 zu repräsentieren.
  • Zum Ermitteln des Korrekturwertes KOR_E können die Schritte und insbesondere die Bedingungen der Schritte S14, S34 und S52 beliebig miteinander kombiniert sein. Falls alternativ lediglich der zweiten Nockenwelle die Phasen-Verstelleinrichtung 20 zugeordnet ist, so können entsprechende Programme für die zweite Nockenwelle vorgesehen sein. Falls sowohl der ersten als auch der zweiten Nockenwelle entsprechende Phasen-Verstelleinrichtungen 20 zugeordnet sind, so werden bevorzugt für jede der Nockenwellen 18, 18' eigene Korrekturwerte mittels entsprechender Programme ermittelt. Dazu ist bevorzugt jeweils die der jeweils anderen Nockenwelle 18, 18' zugeordnete Phasen-Verstelleinrichtung in einer Referenzposition, wie beispielsweise bei einem mechanischen Anschlag.

Claims (10)

  1. Verfahren zum Ermitteln einer Phase einer Brennkraftmaschine mit einem Ansaugtrakt (1), einem Auslasstrakt (4), mindestens einer Nockenwelle (18, 18'), die auf Gaswechselventile einwirkt und deren Phase zu einer Kurbelwelle (8) mittels einer Phasen-Verstelleinrichtung (20) verstellbar ist, und mit mindestens einem Sensor, abhängig von dessen Messsignal eine ermittelte Phase (PH_E) ermittelt wird, bei dem
    - die Phasen-Verstelleinrichtung (20) solange im Sinne eines Verstellens der Phase der Nockenwelle (18, 18') angesteuert wird, bis eine Rückströmung von Gas aus dem Auslasstrakt (4) in den Ansaugtrakt (1) erkannt wird, und
    - abhängig von der dann zugeordneten ermittelten Phase (PH_E) und einer vorgegebenen Vorgabe-Phase (PH_G) ein Korrekturwert (KOR_E) ermittelt wird und
    - im folgenden Betrieb die jeweils ermittelte Phase (PH_E) abhängig von dem Korrekturwert (KOR_E) korrigiert wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem
    die Rückströmung des Gases von dem Auslasstrakt (4) in den Ansaugtrakt (1) erkannt wird, abhängig von einem Saugrohrdruck (P_IM).
  3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem
    die Rückströmung des Gases von dem Auslasstrakt (4) in den Ansaugtrakt (1) erkannt wird, wenn der Saugrohrdruck (P_IM) unter vorgegebenen Betriebsbedingungen einen vorgebbaren Saugrohrdruck-Schwellenwert (THD(P_IM)) überschreitet.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, bei dem
    die Rückströmung des Gases von dem Auslasstrakt (4) in den Ansaugtrakt (1) erkannt wird, wenn eine Amplitude einer Position des Saugrohrdrucks (P_IM) einen vorgebbaren Pulsationsschwellenwert (THD_PULS) überschreitet.
  5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Rückströmung des Gases von dem Auslasstrakt (4) in den Ansaugtrakt (1) erkannt wird, abhängig von einer Temperatur (T_IM) des Gases in dem Ansaugtrakt (1).
  6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem
    die Rückströmung des Gases von dem Auslasstrakt (4) in den Ansaugtrakt (1) erkannt wird, wenn die Temperatur (T_IM) des Gases im Ansaugtrakt (1) einen vorgebbaren Temperaturschwellenwert (THD_T_IM) überschreitet .
  7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Rückströmung des Gases von dem Auslasstrakt (4) in den Ansaugtrakt (1) erkannt wird, abhängig von einer Temperatur des Gases in dem Auslasstrakt (1) und zwar, wenn während eines Betriebszustands der Brennkraftmaschine ohne Zumessung von Kraftstoff die erfasste Temperatur von einem Wert, der repräsentativ ist für das Nicht-Vorhandensein von Abgasen, sich zu einem Wert verändert, der repräsentativ ist für das Vorhandensein von Abgasen.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem
    die Rückströmung des Gases von dem Auslasstrakt (4) in den Ansaugtrakt (1) erkannt wird, wenn die Temperatur des Gases im Auslasstrakt (1) einen vorgebbaren weiteren Temperaturschwellenwert überschreitet .
  9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der Brennkraftmaschine ein Gasartsensor (42) in dem Abgastrakt (4) zugeordnet ist, dessen Messsignal repräsentativ ist für ein Vorhandensein oder Nicht-Vorhandensein von Abgasen im Bereich des Gasartsensors (42),
    - bei dem die Rückströmung des Gases von dem Auslasstrakt (4) in den Ansaugtrakt (1) erkannt wird, wenn während eines Betriebszustands der Brennkraftmaschine ohne Zumessung von Kraftstoff das Messsignal des Gasartsensors (42) von einem Messsignalwert, der repräsentativ ist für das Nicht-Vorhandensein von Abgasen, sich zu einem Messsignalwert verändert, der repräsentativ ist für das Vorhandensein von Abgasen.
  10. Vorrichtung zum Ermitteln einer Phase einer Brennkraftmaschine mit einem Ansaugtrakt (1), einem Auslasstrakt (4), mindestens einer Nockenwelle (18, 18'), die auf Gaswechselventile einwirkt und deren Phase zu einer Kurbelwelle (8) mittels einer Phasen-Verstelleinrichtung (20) verstellbar ist, und mit mindestens einem Sensor, abhängig von dessen Messsignal eine ermittelte Phase (PH_E) ermittelt wird, wobei die Vorrichtung ausgebildet ist zum
    - Ansteuern der Phasen-Verstelleinrichtung (20) solange im Sinne eines Verstellens der Phase der Nockenwelle (18, 18'), bis eine Rückströmung von Gas aus dem Auslasstrakt (4) in den Ansaugtrakt (1) erkannt wird, und
    - Ermitteln eines Korrekturwertes (KOR_E) abhängig von der dann zugeordneten ermittelten Phase (PH_E) und einer vorgegebenen Vorgabe-Phase (PH_G) und
    - Korrigieren der jeweils ermittelten Phase (PH_E) im folgenden Betrieb abhängig von dem Korrekturwert (KOR_E).
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