EP1731771A2

EP1731771A2 - Verfahren zur Angabe eines Druckverlaufs

Info

Publication number: EP1731771A2
Application number: EP06114249A
Authority: EP
Inventors: Gerhard Filp; Niraimathi Appavu Mariappan; Marc Burgaezi
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2005-06-06
Filing date: 2006-05-19
Publication date: 2006-12-13
Also published as: DE102005025879A1; EP1731771A3

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Angabe eines Druckverlaufes in einem Hydrauliksystem (1) als Funktion eines Druckes über eine Zeit, wobei eine Hydraulikflüssigkeit das Hydrauliksystem (1) mit dem Druck beaufschlagt und der Druck zu vorbestimmten Zeitpunkten (dT) eines Zeittaktes in Echtzeit angegeben wird, offenbart, wobei folgende Schritte ausgeführt werden: - Berechnen eines ersten Volumenwertes der Hydraulikflüssigkeit in dem Hydrauliksystem zu einem ersten Zeitpunkt des Zeittakts in Echtzeit, - Berechnen eines zweiten Volumenwertes der Hydraulikflüssigkeit in dem Hydrauliksystem zu einem zweiten Zeitpunkt des Zeittakts in Echtzeit, - Berechnen eines Volumendifferenzwertes aus dem ersten Volumenwert und dem zweiten Volumenwert in Echtzeit, - Berechnen eines Druckwertes aus dem Volumendifferenzwert unter Berücksichtigung des Zeittakts in Echtzeit.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Angabe eines Druckverlaufs als Funktion eines Druckes in einem Hydrauliksystem über die Zeit mit einem vorbestimmten Zeittakt in Echtzeit, eine Vorrichtung, um dieses Verfahren durchzuführen, ein Computerprogramm sowie ein Computerprogrammprodukt.

Stand der Technik

Nachfolgend wird im wesentlichen auf Ventilsteuerungen in Kraftfahrzeugen (Kfz) Bezug genommen, ohne dass das Verfahren auf diese Anwendung beschränkt ist.
Mit nockenwellenfreien Triebwerken bei Verbrennungsmotoren sollen eine höhere Effizienz des Motors und eine geringere Abgasbelastung erreicht werden. Eine Möglichkeit der Steuerung der Gaswechselventile ist dabei die elektrohydraulische Ventilsteuerung. Dabei wird ein hydraulischer Aktor elektrisch gesteuert.
Für die vollständige Kontrolle der Verbrennung eines Motors müssen die drei wesentlichen Größen: Ladungswechsel, Gemischaufbereitung und Zündung für jeden Zylinder, Zyklus für Zyklus vollkommen flexibel gesteuert oder geregelt werden können. Mittels der elektronischen Einspritzung und Zündung ist dies seit langer Zeit teilweise realisiert, der Ladungswechsel erfolgt jedoch noch immer mechanisch gekoppelt mit der Kurbelwelle.
Erste Konzepte zur Realisierung eines vollvariablen, elektrohydraulischen Systems zur Steuerung der Ladungswechselventile sind bekannt. Eines dieser Systeme, die "elektrohydraulische Ventilsteuerung - EHVS", besteht aus je einem hydraulischen Steller bzw. Aktor für jedes Gaswechselventil des Motors, einem Hydraulikkreislauf einschließlich Hochdruckpumpe als Teil des Motorölkreislaufs und einem Steuergerät. Dieses System ist beispielsweise in der DE 103 24 782 A1 ausführlich beschrieben.
Um den Gaswechsel innerhalb des Zylinders in jeder Phase kontrollieren und steuern zu können, ist es notwendig, den Druckverlauf im Hochdruckkreislauf während der gesamten Ladungsphase zu kennen. Die Kenntnis wird dabei aufwendig und kostenintensiv über Messungen an realen Systemen gewonnen.
In der Entwicklungsphase im Automobilbau werden seit langem sogenannte Laborfahrzeuge verwendet, die als Alternative zu realen Fahrzeugen Verwendung finden. Die Laborfahrzeuge sind im wesentlichen als Rechnervorrichtung mit angeschlossenen Steuer-, Regel- und Meßsystemen ausgebildet. Mittels dieser Laborfahrzeuge ist es möglich, physikalische Abläufe nachzubilden und dadurch schnell, einfach und preiswert zu brauchbaren und vergleichbaren Ergebnissen zu kommen. Die bereits vorhandenen und noch geplanten Steuergeräte eines neuen Fahrzeugs können selbst dann getestet werden, wenn sich dieses Fahrzeug noch in der Konzeptphase befindet. Diese Laborfahrzeuge können physikalische Abläufe meist nur in Schritten eines vorgegebenen Zeittakts wiedergeben.
Um mittels Simulation, Modellierung und Berechnung physikalischer Abläufe realistische Ergebnisse zu erhalten, ist es notwendig, die zugrundeliegenden physikalischen Zusammenhänge naturgetreu nachzubilden und in einen vorgegebenen Zeittakt einzubinden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren anzugeben, mit dem der Druckverlauf in einem hydraulischen System unter Verwendung eines Zeittaktes möglichst realitätsgetreu und in Echtzeit angegeben werden kann.

Vorteile der Erfindung

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, eine Rechnereinheit mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7, ein Computerprogramm sowie ein Computerprogrammprodukt mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8 bzw. 9. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
Das erfindungsgemäße Verfahren, bei dem der erste Zeitpunkt vorzugsweise unmittelbar auf den zweiten Zeitpunkt innerhalb des Zeittakts folgt, bietet die vorteilhafte Möglichkeit, den Druckverlauf in einem Hydrauliksystem realitätsnah und in Echtzeit zu simulieren. Damit ist es am Beispiel der EHVS möglich, schnell, kostengünstig und ohne Gefahr der Beschädigung realer Motoren bspw. den Effekt von Veränderungen von Parametern zu überprüfen und die Steuerung zu optimieren oder Fehlfunktionen vorauszuberechnen und somit im realen System zu verhindern. Ebenfalls können AMESIM (Adaptive Modeling Environment for Simulation)-Simulationen im Vergleich zum realen System überprüft werden.
In bevorzugter Ausführung des Verfahrens wird der Druckverlauf in einem Hydrauliksystem eines Kraftfahrzeugs angegeben. Neben den bereits erwähnten EHVS-Systemen bieten sich dabei weitere Hydrauliksysteme innerhalb eines Kraftfahrzeugs an.
Ebenso bevorzugt ist das erfindungsgemäße Verfahren anwendbar, wenn das Hydrauliksystem eine Hydraulikzuleitung, eine Hydraulikzylinderanordnung und ein erstes Steuerventil, das zwischen der Hydraulikzuleitung und der Hydraulikzylinderanordnung angeordnet ist, aufweist. Das Steuerventil kann insbesondere als elektrisches und/oder magnetisches Ventil ausgebildet sein.
In einer besonders bevorzugten Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist die Hydraulikzylinderanordnung einen Kolben im Inneren eines Hydraulikzylinders auf, an dem wenigstens ein Stößel angeordnet ist, wobei der Kolben einen oberen und einen unteren Druckraum innerhalb des Hydraulikzylinders definiert. Diese Hydraulikzylinderanordnung kann in besonders robuster und zuverlässiger Weise als Ventilsteuerung dienen.
Zweckmäßigerweise ist die Hydraulikzylinderanordnung eine hydraulische Ventilsteuerung zur Betätigung eines Gaswechselventils eines Zylinders eines Verbrennungsmotors, insbesondere Otto-Motors, wobei die hydraulische Ventilsteuerung einen oberen Druckraum sowie einen unteren Druckraum aufweist, wobei der untere Druckraum durch einen Kolben von dem oberen Druckraum getrennt ist, und der untere Druckraum über Teile eines Hochdruckrailverteilers mit einem Hochdruckrail verbunden ist, und der untere Druckraum über ein erstes Steuerventil mit dem oberen Druckraum verbindbar ist, wobei der obere Druckraum über ein zweites Steuerventil mit einem Rücklaufrail verbindbar ist. Bei dieser vorteilhaften Ausgestaltung kann der Druckverlauf in einer herkömmlichen Ventilsteuereinrichtung eines Verbrennungsmotors angegeben werden, was zur Entwicklung und Optimierung von Verbrennungsmotoren besonders vorteilhaft eingesetzt werden kann.
Bei einem ebenso bevorzugten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens wird bei der Berechnung eines Volumenwertes in Abhängigkeit vom Zeitpunkt des Zeittakts wenigstens ein Volumenfluss berücksichtigt aus der Gruppe, bestehend aus:

der Volumenfluss V₁ der Hydraulikflüssigkeit in den oberen Druckraum, wobei der Kolben nicht bewegt wird, wobei das zweite Steuerventil geschlossen ist, so dass der obere Druckraum nicht mit dem Rücklaufrail verbunden ist, und wobei das erste Steuerventil geöffnet ist, so dass der untere Druckraum mit dem oberen Druckraum verbunden ist.
der Volumenfluss V₂ in den oberen Druckraum, wobei der Kolben bewegt wird, wobei das erste Steuerventil geöffnet ist und das zweite Steuerventil geschlossen ist,
der Volumenfluss V₃ in den unteren Druckraum, wobei der Kolben bewegt wird, wobei das erste Steuerventil geschlossen ist und das zweite Steuerventil geöffnet ist,
der Volumenfluss V₄, der durch eine im wesentlichen gleichzeitige Betätigung von Gaswechselventilen von unterschiedlichen Zylindern eines Verbrennungsmotors hervorgerufen wird,
der Volumenfluss V₅, der durch die Unabhängigkeit des Öffnungszeitpunktes und des Schließzeitpunktes des ersten und/oder zweiten Steuerventils vom Zeittakt verursacht wird.

Dies ermöglicht auf einfache Weise die reale Wiedergabe des Druckverlaufs insbesondere in der beschriebenen Ventilsteuerung. Die Berechnung der Volumen- und/oder Druckwerte erfolgt an aufeinanderfolgenden Zeitpunkten des vorgegeben Zeittaktes. Der Volumenfluss ist von diesem Zeittakt unabhängig und wird durch die Öffnungszeiten des Steuerventils beeinflusst. Der Öffnungs- und/oder Schließzeitpunkt des Steuerventils wird regelmäßig nicht mit Zeitpunkten des Zeittakts zusammenfallen. Eine Berücksichtigung der gegenseitigen Beziehung des Zeittakts und des Öffnungs- und/oder des Schließzeitpunkts führt den angegebenen Druckverlauf näher an die Realität. Beispielsweise ist es auch möglich, dass Einlassventile eines Zylinders im wesentlichen gleichzeitig zu Auslassventilen eines anderen Zylinders betätigt werden. Durch diese gleichzeitige Betätigung liegen veränderte Ausgangsbedingungen im Hochdruckrail vor, deren Berücksichtung wiederum die Güte und Qualität des angegebenen Druckverlaufs erheblich erhöht.
Erfindungsgemäß wird eine Rechnereinheit mit Berechnungsmitteln angegeben, um alle Schritte eines Verfahrens gemäß einem der vorstehenden Ansprüche durchzuführen. Als Beispiel sei hier das System LABCAR genannt, das eine moderne Entwicklungs- und Testumgebung für Steuergeräte darstellt, und in das die erfindungsgemäße Rechnereinheit mit Vorteil integriert werden kann.
Ein erfindungsgemäßes Computer- bzw. Mikroprozessorprogramm enthält Programmcodemittel, um das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen, wenn das Programm auf einem Computer, einem Mikroprozessor oder einer entsprechenden Rechnereinheit, insbesondere der erfindungsgemäßen Rechnereinheit, ausgeführt wird.
Ein erfindungsgemäßes Computer- bzw. Mikroprozessorprogrammprodukt beinhaltet Programmcodemittel, die auf einem maschinen- bzw. computerlesbaren Datenträger gespeichert sind, um ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen, wenn das Programmprodukt auf einem Computer, einem Mikroprozessor oder auf einer entsprechenden Rechnereinheit, insbesondere der erfindungsgemäßen Rechnereinheit, ausgeführt wird. Geeignete Datenträger sind insbesondere Disketten, Festplatten, Flash-Speicher, EEPROMs, CD-ROMs, u.a.m. Auch ein Download eines Programms über Computernetze (Internet, Intranet usw.) ist möglich.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.

Figurenbeschreibung

Figur 1: zeigt eine Prinzipskizze einer hydraulischen Ventilsteuerung;
Figur 2: zeigt ein Flussdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens; und
Figur 3: zeigt einen Druckverlauf in einer hydraulischen Ventilsteuerung, der mittels einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens angegeben ist.

Anhand von Fig. 1 soll zunächst das Prinzip einer hydraulischen Ventilsteuerung dargestellt werden, deren Druckverlauf im Hochdruckrail durch das erfindungsgemäße Verfahren simuliert werden kann. Es versteht sich, dass auch andere Realisierungen einer hydraulischen Ventilsteuerung verwendet werden können. Die Ventilsteuerung ist Teil eines Verbrennungsmotors mit Hubkolben, wobei der Gasaustausch über an sich bekannte Ein- und Auslassventile, die sog. Gaswechselventile, erfolgt. Das Öffnen und Schließen der Ein- und Auslassventile erfolgt anstatt über beispielsweise eine Nockenwelle und Kipphebel oder Stößel zur Übertragung der Bewegung über die anhand der Fig. 1 dargestellte hydraulische Ventilsteuerung. Der Motor selbst sowie die Ein- und Auslassventile sind hier nicht dargestellt, da diese an sich bekannt sind.
Die in Form einer Prinzipskizze dargestellte hydraulische Ventilsteuerung 1 umfasst im wesentlichen einen Doppelkolben 2, der mit einem unteren Druckraum 3 sowie einem oberen Druckraum 4 zusammenwirkt. Der Doppelkolben 2 ist mit einem durchgehenden Stößel 5 verbunden. Der Stößel 5 wiederum ist aufgeteilt in einen unteren Stößel 6 sowie einen oberen Stößel 7. Der untere Stößel 6 ist mit einem nicht näher dargestellten Auslassventil 8 mechanisch verbunden. Je nach Betätigungsrichtung des Auslassventils 8 kann dieses auch mit dem oberen Stößel 7 verbunden sein. In einer weiteren Ausführungsform kann der Stößel, der nicht mit dem Auslassventil verbunden ist, nicht vorgesehen sein.
Das hydraulische System für das hier dargestellte Auslassventil 8 ist im Prinzip identisch mit dem hydraulischen System eines Einlassventils. Der untere Druckraum 3 bildet zusammen mit dem Doppelkolben 2 und dem unteren Stößel 6 einen unteren Kolben 11. Entsprechend bildet der obere Druckraum 4 zusammen mit dem Doppelkolben 2 und dem oberen Stößel 7 einen oberen Kolben 12.
Der Doppelkolben 2 bildet zusammen mit dem unteren Druckraum 3 und dem oberen Druckraum 4 eine in zwei Richtungen wirkende bzw. einsetzbare Kolben/Zylinderanordnung. Die hydraulische Beschaltung sowie die Funktionsweise und zumindest Ansätze zur Einbindung in das Motormanagement des Kolbenmotors werden im Folgenden beschrieben. Ein Hochdruckrail 9 ist über ein erstes Rückschlagventil RV1 mit dem unteren Druckraum 3 hydraulisch verbunden. Der Hochdruckrail 9 ist eine sämtliche Ventilsteuerungen des Verbrennungsmotors verbindende Hydraulikvorlaufleitung, die je nach Betriebszustand des Motors, dies betrifft insbesondere die Drehzahl und Last, aber auch Parameter wie Einspritzdruck und dergleichen, auf einem bestimmten Druckniveau gehalten wird. In dem Hochdruckrail herrscht im Betrieb ein Druck in der Größenordnung von 50·10⁵ - 200·10⁵ Pa.
Das erste Rückschlagventil RV1 bewirkt, dass eine Strömung der Hydraulikflüssigkeit nur von dem Hochdruckrail 9 in den unteren Druckraum 3 erfolgen kann. Ein Rückfließen auch bei einem höherem Druck in den unteren Druckraum 3 gegenüber dem Hochdruckrail 9 wird so unterbunden. Der untere Druckraum 3 ist mit dem oberen Druckraum 4 über ein erstes Magnetventil MV1 verbunden. Dieses Magnetventil MV1 ist das erste Steuerventil.
Das erste Magnetventil MV1 besitzt eine geschlossene und eine geöffnete Stellung, die Darstellung der Fig. 1 zeigt die geöffnete Stellung. Anstatt eines Magnetventils können hier auch andere extern steuerbare Ventile verwendet werden. In der geöffneten Stellung des ersten Magnetventils MV1 kann ein Druckausgleich zwischen dem unteren Druckraum 3 und dem oberem Druckraum 4 erfolgen. Der obere Druckraum 4 ist zusätzlich über ein zweites Rückschlagventil RV2 mit dem Hochdruckrail 9 verbunden. Sollte der Druck in dem oberen Druckraum 4 größer sein als in dem Hochdruckrail 9, so kann hier ein Druckausgleich erfolgen. Die im Betrieb mit dem Druck des Hochdruckrails beaufschlagbaren Leitungen und Ventile des hydraulisches Systems werden begrifflich als Hochdruckrailverteiler 22 zusammengefasst, dies ist in der Skizze der Fig. 1 durch eine gestrichelte Linie dargestellt, die den Hochdruckrailverteiler 22 von dem Doppelkolben 2 mit den zugehörigen Druckräumen 3, 4 sowie dem Rücklaufrail 10 zeichnerisch als Teilsystem abgrenzt.
Der obere Druckraum 4 ist über ein zweites Magnetventil MV2, das das zweite Steuerventil ist, mit einem Rücklaufrail 10 verbunden. In dem Rücklaufrail herrscht im Betrieb ein Druck in der Größenordnung von 1·10⁵ - 2·10⁵ Pa. Der Rücklaufrail dient der Zuführung des durch die hydraulischen Ventilsteuerung 1 hindurchgeflossenen Hydrauliköls bzw. der Hydraulikflüssigkeit zu einer Pumpe, die den Hochdruckrail 9 mit Hydrauliköl höheren Druckes versorgt. Das Gesamtsystem ist insofern geschlossen. In Fig. 1 ist nur der hier interessierende Teil der hydraulischen Ventilsteuerung 1 anhand eines Doppelkolbens 2 zur Betätigung eines Auslassventils 8 dargestellt. Bei einem Verbrennungsmotor können ein oder mehrere Auslassventile 8, die jeweils von dem gleichen Doppelkolben 2 oder von jeweils einzeln zugeordneten Doppelkolben 2 gesteuert werden, vorhanden sein.
In Fig. 1 dargestellt ist die Ventilstellung der jeweils steuerbaren Ventile, dies sind das erste Magnetventil MV1 und das zweite Magnetventil MV2, in der geschlossenen Stellung des Auslassventils 8. Dabei ist das erste Magnetventil MV1 geschlossen, das zweite Magnetventil MV2 geöffnet. Dies bewirkt, dass der untere Druckraum 3 auf dem Druckniveau des Hochdruckrails 9 ist, der obere Druckraum 4 ist auf dem Druckniveau des Rücklaufrails 10. Der Druck in dem unteren Druckraum 3 ist somit höher als der in dem oberen Druckraum 4. Der Doppelkolben 2 wird daher in Richtung des oberen Druckraumes 4 gedrückt. Das Auslassventil 8 wird dadurch geschlossen.
Zum Öffnen des Auslassventiles 8 wird zunächst das zweite Magnetventil MV2 geschlossen, sodann wird das erste Magnetventil MV1 geöffnet. Es kann also keine Hydraulikflüssigkeit mehr von dem oberen Druckraum 4 in den Rücklaufrail 10 fließen. Nunmehr ist aber ein Austausch von Hydraulikflüssigkeit zwischen dem unteren Druckraum 3 und dem oberen Druckraum 4 über das erste Magnetventil MV1 möglich. Wie auch der Skizze der Fig. 1 zu entnehmen ist, weist der untere Kolben 11 eine geringere hydraulisch wirksame Oberfläche auf als der obere Kolben 12. Die hydraulisch wirksame Fläche des unteren Kolbens 11 ist kleiner als die hydraulisch wirksame Fläche des oberen Kolbens 12. Mit hydraulisch wirksamer Fläche ist der Flächenanteil gemeint, der bei Druckbeaufschlagung des jeweiligen Druckraumes in Bewegungsrichtung des Kolbens mit Druck beaufschlagt wird. Die unterschiedlichen hydraulisch wirksamen Flächen sind in der Darstellung der Fig. 1 durch unterschiedliche Durchmesser des unteren Stößels 6 gegenüber dem oberen Stößel 7 angedeutet. Der untere Stößel 6 weist einen größeren Durchmesser auf als der obere Stößel 7, daher ist die hydraulisch wirksame Fläche des unteren Kolbens 11 kleiner als die des oberen Kolbens 12.
Durch die Öffnung des ersten Magnetventils MV1 herrscht bei statischer Betrachtung, d.h. ohne Berücksichtigung dynamischer Effekte durch zuvor bestehende Druckunterschiede, in dem unteren Druckraum 3 der gleiche Druck wie in dem oberen Druckraum 4. Da aber die hydraulisch wirksame Fläche des oberen Kolbens 12 größer ist als die des unteren Kolbens 11, resultiert aus diesem gleichen Druck eine in Richtung des unteren Druckraumes 3 gerichtete Gesamtkraft, so dass das Auslassventil 8 geöffnet wird.
Beim Öffnen des ersten Magnetventils MV1 herrscht ein großer Druckunterschied zwischen dem unteren Druckraum 3 und dem oberen Druckraum 4. Im unteren Druckraum 3 herrscht im Wesentlichen der Druck des Hochdruckrails 9, in dem oberen Druckraum 4 herrscht in diesem Moment im wesentlichen der Druck des Rücklaufrails 10. Der Druck in dem unteren Druckraum 3 ist in Fig. 1 als p_u_Dr dargestellt, entsprechend ist der Druck in dem oberen Druckraum als p_o_Dr dargestellt.
Zum Öffnen des Gaswechselventils 8 werden Magnetventil MV2 geschlossen und das Magnetventil MV1 geöffnet. Der daraus resultierende Volumenfluss wird als V₁ bezeichnet. V₁ entspricht aufgrund des hohen Druckunterschieds zwischen dem oberen Druckraum 4 und dem unteren Druckraum 3 im wesentlichen dem Volumen des oberen Druckraums 4 in der geschlossenen Stellung des Gaswechselventils 8. Bei der Öffnung des Magnetventils MV1 expandiert die Hydraulikflüssigkeit in den oberen Druckraum 4. Bei dieser Expansion findet keine Bewegung des Kolbens 2 statt. Das Volumen V₁ des oberen Druckraums in der geschlossenen Stellung des Gaswechselventils hat typischerweise einen Wert zwischen 150 mm³ und 300 mm³. Die Expansion benötigt eine vorbestimmte Zeitspanne, die mit t1 bezeichnet wird und typischerweise unter 1 ms liegt, typischerweise bei etwa 0,5 ms.
Nach der Expansion der Hydraulikflüssigkeit in den oberen Druckraum 4 herrscht im oberen und unteren Druckraum derselbe Druck. Wie erläutert, kommt es nun aufgrund der unterschiedlich hydraulisch wirksamen Flächen des Kolbens 2 zu einer Verschiebung des Kolbens und zu einer Verkleinerung des unteren Druckraums 3. Der daraus resultierende Volumenfluss wird als V₂ bezeichnet. V₂ entspricht der Differenz der hydraulisch wirksamen Flächen multipliziert mit der Höhe der Verschiebung, die mit s bezeichnet ist. Die hydraulisch wirksamen Flächen liegen typischerweise im Bereich zwischen 15 mm² und 30 mm².
Die Höhe der Verschiebung s ist von einer Öffnungszeitdauer des Magnetventils MV1 abhängig, die mit tm1 bezeichnet wird, von einer Öffnungsgröße des Magnetventils MV1, von einem Druck P und einer Temperatur T des Hydrauliköls, weiterhin vom Druckverlauf im Zylinder des Verbrennungsmotors. Kommt es zu einer Zündung, herrscht im Zylinder beispielsweise ein höherer Druck, gegen den das Ventil bewegt werden muss, als wenn es zu einer Fehlzündung kommt.
Die Parameter s, P, T werden von der Rechnereinheit, beispielsweise integriert in LABCAR, durch andere Verfahren berechnet oder von externen Steuergeräten empfangen und diesem Verfahren zugeführt. Es bietet sich an, für das Magnetventil MV1 eine Durchflussmenge V_MV1 pro Zeiteinheit t, d.h. V_MV1/t, in Abhängigkeit der genannten Parameter in ein Kennfeld zu setzen. Von den möglichen Parametern sind Druck bzw. Druckdifferenz P und Temperatur T variabel, die Öffnungsgröße des Magnetventils vorgegeben. In erster Ausgestaltung wird daher eine Durchflussmenge pro Zeiteinheit in Abhängigkeit von Temperatur und Druck V_MV1/t(P,T) in ein Kennfeld, z.B. eine Tabelle, gesetzt. In weiterer Ausbildung können zur Verfeinerung weitere Parameter hinzugenommen werden, wie z.B. die Druckdifferenz zwischen oberem und unterem Kolben.
Um das Gaswechselventil wieder zu schließen, werden das Magnetventil MV1 geschlossen und das Magnetventil MV2 geöffnet. Dadurch kann die Hydraulikflüssigkeit des oberen Druckraums 4 in den Rücklaufrail 10 entweichen. Der daraus resultierende Volumenfluss wird als V₃ bezeichnet. V₃ entspricht der hydraulisch wirksamen Fläche des unteren Druckraums 3 multipliziert mit der Höhe der Verschiebung s.
Durch die hohen Druckunterschiede zwischen dem oberen Druckraum und dem Rücklaufrail entweicht der Inhalt des oberen Druckraums sehr schnell in den Rücklaufrail, was zu einer zügigen Rückbewegung des Kolbens führt. Es bietet sich an, für das zweite Magnetventil MV2 eine Durchflussmenge V_MV2 pro Zeiteinheit t, d.h. V_MV2/t, in Abhängigkeit der bereits genannten Parameter in ein Kennfeld zu setzen. Von den möglichen Parametern sind Druck bzw. Druckdifferenz P und Temperatur T variabel, die Öffnungsgröße des Magnetventils MV2 vorgegeben. In erster Ausgestaltung wird daher eine Durchflussmenge pro Zeiteinheit in Abhängigkeit von Temperatur und Druck V_MV2/t(P,T) in ein Kennfeld gesetzt. In weiterer Ausbildung können zur Verfeinerung weitere Parameter hinzugenommen werden, wie z.B. die Druckdifferenz zwischen oberem Kolben 12 und Rücklaufrail 10.
Während der Simulation unterschiedlicher Betriebs- und Lastzustände eines Verbrennungsmotors ist es möglich, dass im wesentlichen gleichzeitig die Gaswechselventile verschiedener Zylinder betätigt werden. Werden beispielsweise Gaswechselventile zweier verschiedener Zylinder geöffnet, kommt es zu von jedem der Gaswechselventile verursachten Druckveränderungen im Hochdruckrail, die Einfluß auf das jeweilige andere Gaswechselventil nehmen. Ist beispielsweise der Druck zu Beginn der Öffnungsphase eines Gaswechselventils aus diesen Gründen nicht entsprechend dem vorbestimmten Druck, werden falsche Werte aus Kennfeldern gelesen. Auch kommt es insbesondere zu Volumenveränderungen der Volumina V₂ und V₃, da die Höhe der Verschiebung s verändert wird. Dieser Beitrag des Volumenflusses, der durch eine im wesentlichen gleichzeitige Betätigung von Gaswechselventilen von verschiedenen Zylindern eines Verbrennungsmotors hervorgerufen wird, wird als Überlappvolumen V₄ bezeichnet.
Es ist möglich, V₄ aus Erfahrungswerten zu berechnen. Werden gleichzeitig ein Gaswechselventil geöffnet und eine weiteres geschlossen, verschwindet V₄ beinahe. Werden gleichzeitig Gaswechselventile jeweils geöffnet oder geschlossen, ist die Veränderung der Verschiebung s mit etwa 5% anzugeben. V₄ entspricht in einfacher Näherung deshalb etwa 5% der Verschiebung s multipliziert mit der Differenz der hydraulisch wirksamen Flächen der betroffenen Ventilsteuerungen für jeden beteiligten Zylinder. In vorteilhafter Ausgestaltung werden die Werte von V₄ in Abhängigkeit der Parameter Anzahl der überlappenden Ventile und Überlappzeit in ein Kennfeld geschrieben. Die Werte können dabei zur genaueren Modellierung aus Experimenten gewonnen sein. V₄ ist vom Volumen abzuziehen.
Schließlich wird ein Volumenfluss V₅ berücksichtigt. Die Berechnung der Volumen- und/oder Druckwerte erfolgt an aufeinanderfolgenden Zeitpunkten des vorgegeben Zeittaktes. Der reale Volumenfluss ist von diesem Zeittakt unabhängig und wird durch die Öffnungszeit tm1 des Magnetventils MV1 in Abhängigkeit vom Kurbelwellenwinkel ϕ gesteuert. Zur Öffnung eine Einlassventils wird beispielsweise das Magnetventil MV1 bei ϕ = 350° geöffnet und bei ϕ = 180° geschlossen. Die Öffnungszeit wird nun in Bezug zum Triggertakt gesetzt. Typischerweise werden MV1 und MV2 zwischen zwei Zeitpunkten des Zeittaktes (Trigger) geöffnet und geschlossen. Der Anteil innerhalb eines Zeittaktes vor dem Öffnen, bei dem noch keine Volumenänderung stattfindet, wird als Vorlaufvolumen V_{5_less} bezeichnet, und ist vom über den gesamten Zeittakt berechneten Volumenwert abzuziehen. Der Anteil innerhalb eines Zeittaktes nach dem Schließen, bei dem ebenfalls keine der oben genannten Volumenänderungen mehr stattfinden, wird als Nachlaufvolumen V_{5_more} bezeichnet und ist vom berechneten Volumenwert des gesamten Zeittaktes abzuziehen.
In Fig. 2 ist ein Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens bezüglich der Ventilsteuerung aus Figur 1 genauer dargestellt. Im folgenden wird nun beschrieben, wie aus den angegebenen Volumina in Beziehung zum Zeittakt der Druckverlauf angegeben wird. Die Triggerzeit, also der Zeitabstand zwischen zwei unmittelbar aufeinander folgenden Zeitpunkten des Zeittaktes, mit der die Rechnereinheit die Berechnung durchführen kann, wird mit dT bezeichnet. dT ist beispielsweise 1,6 ms.
Von der Rechnereinheit werden über Steuergeräte, sog. ECU (Electronic Control Unit), Signale bezüglich des Zustands der Magnetventile (MV1/2 offen, MV1/2 zu), die Zeitspanne tm1 sowie die Länge der Strecke s empfangen. Die Expansionszeit t₁ ist vorbestimmt, beispielsweise t₁ = 0,5 ms.
Die Berechnung wird angestoßen, sobald das Magnetventil MV1 geöffnet wird (MV1 = 1), nachdem das Magnetventil MV2 geschlossen ist (MV2 = 0). Die Volumenänderung dV/dt, aus der schließlich die Druckänderung erhalten wird, berechnet sich aus V(j*dT)/dT. $\frac{d V}{d t} = \frac{V (j \cdot d T)}{d T}$
Im ersten Verfahrensschritt 201 wird der Parameter j = 1 gesetzt und überprüft, ob das Magnetventil MV1 noch geöffnet ist. Ist es noch geöffnet, wird mit Verfahrensschritt 202a fortgefahren, ansonsten mit 202b.
Im Schritt 202a wird die Volumenänderung im ersten Zeittakt V(j*dT) berechnet. Sie setzt sich zusammen aus dem statischen Expansionsvolumen V₁, dem anteiligen dynamischen Expansionsvolumen V_MV1/t*dT, das um das Vorlaufvolumen V_{5_less} korrigiert wird, und dem Überlappvolumen V₄. $V (j \cdot d T) = V_{1} + \frac{V_{M V 1}}{t} d T - V_{5_less} + V_{4}$
Die Volumenänderung dV/dt, aus der schließlich die Druckänderung erhalten wird, berechnet sich aus V(j*dT)/dT.
Im Verfahrensschritt 203 wird der Parameter j inkrementiert und erneut überprüft, ob das Magnetventil MV1 noch geöffnet ist. Ist es noch geöffnet, wird mit Verfahrensschritt 204a fortgefahren, ansonsten mit 204b.
Im Schritt 204a wird die Volumenänderung in einem weiteren Zeittakt j, V(j*dT), als anteiliges dynamisches Expansionsvolumen V_MV1/t*dT berechnet. $V (j \cdot d T) = \frac{V_{M V 1}}{t} d T$
Die Volumenänderung dV/dt, aus der schließlich die Druckänderung erhalten wird, berechnet sich aus V(j*dT)/dT. Anschließend wird zu Schritt 203a zurückgekehrt.
Im Schritt 204b wird die Volumenänderung im letzten Zeittakt j, V(j*dT), als anteiliges dynamisches Expansionsvolumen V_MV1/t*dT berechnet, das um das Nachlaufvolumen V_{5_more} korrigiert wird. $V (j \cdot d T) = \frac{V_{M V 1}}{t} d T - V_{5_more}$
Die Volumenänderung dV/dt, aus der schließlich die Druckänderung erhalten wird, berechnet sich aus V(j*dT)/dT. Anschließend wird mit Schritt 205 fortgefahren.
Im Schritt 202b wird die Volumenänderung im einzigen Zeittakt V(j*dT) berechnet. Sie setzt sich aus dem statischen Expansionsvolumen V₁, dem anteiligen dynamischen Expansionsvolumen V_MV1/t*dT, das um das Vorlaufvolumen V_{5_less} und das Nachlaufvolumen V_{5_more} korrigiert wird, und dem Überlappvolumen V₄ zusammen. $V (j \cdot d T) = V_{1} + \frac{V_{M V 1}}{t} d T - V_{5_less} - V_{5_more} + V_{4}$
Die Volumenänderung dV/dt, aus der schließlich die Druckänderung erhalten wird, berechnet sich aus V(j*dT)/dT. Anschließend wird mit Schritt 205 fortgefahren.
Im Schritt 205 wird der Druckverlauf berechnet, nachdem das erste Magnetventil MV1 wieder geschlossen ist (MV1 = 0). Durch das Schließen des Ventils MV1 kommt es zu einem Druckanstieg, gefolgt von einem Druckabfall usw. Dieser Druckverlauf wird durch einen dynamischen Druckausgleich zwischen dem oberen Druckraum 4, dem unteren Druckraum 3 und dem Hochdruckrail 9 über die Rückschlagventile RV1 und RV2 hervorgerufen. Dieser Öldurchfluss ist von der Ausgestaltung der Rückschlagventile RV1 und RV2 abhängig. Es bietet sich an, für die Rückschlagventile RV1 und RV2 jeweils eine Durchflussmenge V_RV1 und V_RV2 pro Zeiteinheit t, d.h. V_RV1/t, V_RV2/t, in Abhängigkeit der genannten Parameter in ein Kennfeld zu setzen. Von den möglichen Parametern sind Druck bzw. Druckdifferenz P und Temperatur T variabel, die Öffnungsgröße der Ventile vorgegeben. In erster Ausgestaltung wird daher eine Durchflussmenge pro Zeiteinheit in Abhängigkeit von Temperatur und Druck V_RV1/t(P,T) und V_RV2/t(P,T) in ein Kennfeld, z.B. eine Tabelle, gesetzt. Die für den Druckausgleich notwendige Zeit wird als t _RV bezeichnet. Aus dieser wird analog zu den obigen ausführlichen Erläuterungen im Verhältnis zum Zeittakt wie in den Schritten 202a bis 204b der Druckverlauf berechnet, wobei nur kennfeldabhängige Berechnungen analog 202a bis 204b verwendet werden. Die Anzahl der Zeittakte bestimmt sich aus dem Verhältnis von t _RV zu dT.
Der Druckverlauf, der mit dem Schließen des Auslassventils 8 einhergeht, wird im folgenden beschrieben. Die Berechnung wird durch das Öffnen des Magnetventils MV2 (MV2 = 1) ausgelöst.
Die Schritte 206 bis 210 sind analog zu den Schritten 201 bis 205 aufgebaut.
Im Schritt 206 wird der Parameter j = 1 gesetzt und überprüft, ob das Magnetventil MV2 noch geöffnet ist. Ist es noch geöffnet, wird mit Verfahrensschritt 207a fortgefahren, ansonsten mit 207b.
Im Schritt 207a wird die Volumenänderung im Zeittakt V(j*dT) berechnet. Sie entspricht dem anteiligen dynamischen Expansionsvolumen V_MV2/t*dT, das um das Vorlaufvolumen V_{5_less} korrigiert wird. $V (j \cdot d T) = \frac{V_{M V 2}}{t} d T - V_{5_less}$
Die Volumenänderung dV/dt, aus der schließlich die Druckänderung erhalten wird, berechnet sich aus V(j*dT)/dT.
Im Verfahrensschritt 208 wird der Parameter j inkrementiert und erneut überprüft, ob das Magnetventil MV2 noch geöffnet ist. Ist es noch geöffnet, wird mit Verfahrensschritt 209a fortgefahren, ansonsten mit 209b.
Im Schritt 209a wird die Volumenänderung in einem weiteren Zeittakt j, V(j*dT), als anteiliges dynamisches Expansionsvolumen V_MV2/t*dT berechnet. $V (j \cdot d T) = \frac{V_{M V 2}}{t} d T$
Die Volumenänderung dV/dt, aus der schließlich die Druckänderung erhalten wird, berechnet sich aus V(j*dT)/dT. Anschließend wird zu Schritt 208a zurückgekehrt.
Im Schritt 209b wird die Volumenänderung im letzten Zeittakt j, V(j*dT), als anteiliges dynamisches Expansionsvolumen V_MV2/t*dT berechnet, das um Nachlaufvolumen V_{5_more} korrigiert wird. $V (j \cdot d T) = \frac{V_{M V 2}}{t} d T - V_{5_more}$
Die Volumenänderung dV/dt, aus der schließlich die Druckänderung erhalten wird, berechnet sich aus V(j*dT)/dT. Anschließend wird mit Schritt 210 fortgefahren.
Im Schritt 207b wird die Volumenänderung im Zeittakt V(j*dT) als anteiliges dynamisches Expansionsvolumen V_MV2/t*dT, das um das Vorlaufvolumen V_{5_less} und um das das um Nachlaufvolumen V_{5_more} korrigiert wird, berechnet. $V (j \cdot d T) = \frac{V_{M V 2}}{t} d T - V_{5_less} - V_{5_more}$
Die Volumenänderung dV/dt, aus der schließlich die Druckänderung erhalten wird, berechnet sich aus V(j*dT)/dT.
Im Schritt 210 wird der Druckverlauf berechnet, nachdem das zweite Magnetventil MV2 wieder geschlossen ist. Durch das Schließen des Ventils MV2 kommt es zu einem Druckanstieg, gefolgt von einem Druckabfall usw. Dieser Druckverlauf wird durch einen dynamischen Druckausgleich über die Rückschlagventile RV1 und RV2 zwischen dem oberen Druckraum 4 und dem unteren Druckraum 3 hervorgerufen. Die Berechnung der Druckänderung erfolgt analog zu Schritt 205.
Aus den angegebenen Volumenänderungen dV/dt lassen sich jeweils die Druckveränderungen dP/dt aus der Gleichung $d P = - K \frac{1}{V} d V;$
in jedem Schritt berechnen, wobei das Kompressionsmodul K der Hydraulikflüssigkeit insbesondere von der Temperatur abhängt.
In Figur 3 ist ein Druckverlauf gezeigt, wie er mittels einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens angegeben werden kann. Es ist der Druckverlauf p_u_Dr über die Zeit in dem unteren Druckraum 3 dargestellt. Zusätzlich zu dem Druckverlauf ist das Öffnen bzw. Schließen des ersten Magnetventils MV1 als Kurve A_AV1_MV1 sowie des zweiten Magnetventils MV2 als Kurve A_AV1_MV2 und die Hubkurve s_GWV_AV1 des Auslassventils 8 dargestellt.
Der Öffnungszustand der beiden Magnetventile MV1, MV2 wird anhand des elektrischen Signals dargestellt, was zu dem gezeigten rechteckförmigen Verlauf führt. Wie zu erkennen ist, ist der hydraulische Druck p_u_Dr in dem unteren Druckraum 3 vor Öffnen des ersten Magnetventils MV1 auf einem in etwa konstanten Anfangsdruck 300. Das Schließen des zweiten Magnetventils MV2 ist durch den Sprung 301 in der Kurve A_AV1_MV2 erkennbar. Der vergleichbare rechteckförmige Ausschlag der Kurve A_AV1_MV1 bei 302 und 303 entspricht dem Öffnen und Schließen des ersten Magnetventils MV1.
Zunächst wird das zweite Magnetventil MV2 geschlossen, was durch den Sprung 301 von einem hohen auf einen niedrigen Wert der Kurve A_AV1_MV2 dargestellt ist. Anschließend wird das erste Magnetventil MV1 geöffnet, was durch den Sprung 302 der Kurve A_AV1_MV1 dargestellt ist. Nach kurzer Zeit wird das erste Magnetventil MV1 wieder geschlossen, was der Sprung 303 in der Kurve A_AV1_MV1 zeigt.
Wie zu erkennen ist, bleibt der Druckverlauf p_u_Dr in dem unteren Druckraum 3 bis zum Öffnen des ersten Magnetventils MV1 im wesentlichen konstant. Danach sinkt der Druck bis auf einen ersten Minimalwert 304 ab. Ein erster Druckanstieg führt nun zu einem ersten lokalen Maximalwert 305, der etwas oberhalb des Anfangsdrucks 300 liegt. Je nach Betriebszustand des Verbrennungsmotors kann das erste lokale Maximum auch unterhalb des Anfangsdrucks 300 liegen.
Wie weiter aus Figur 3 zu erkennen ist, folgt danach ein leichter Druckabfall, anschließend ein stark schwankender Druckanstieg auf einen hohen Maximalwert 306. Im weiteren Verlauf pendelt sich der Druck bei schwächer werdenden Druckschwankungen auf ein Niveau ein, das in etwa in der Größenordnung des Anfangsdrucks 300 liegt.
Anschließend wird das Magnetventil MV2 wieder geöffnet, was durch einen Sprung 307 in der Kurve A_AV1_MV2 gezeigt wird. Die Hydraulikflüssigkeit kann dann aus dem oberen Druckraum 4 in den Rücklaufrail 10 entweichen, wobei Hydraulikflüssigkeit aus dem Hochdruckrail 9 in den unteren Druckraum 3 nachströmt. Damit entstehen erneut Druckoszillationen im unteren Druckraum 3, wie sie im weiteren Verlauf der Kurve p_u_Dr gezeigt sind.
Die Kurve s_GWV_AV1 zeigt den zugehörigen Bewegungsverlauf des Auslassventils 8. Nach dem Öffnen des Magnetventils MV1, das nach dem Schließen des Magnetventils MV2 erfolgt, bewegt sich das Auslassventil 8 nach oben, bis es bei 308 ein Maximum erreicht. Es pendelt sich anschließend auf seinen Öffnungshub von ca. 4,0 mm bei 309 ein. Dieser Hub s wird durch die Öffnungszeit des Magnetventils 1 bestimmt. Durch Öffnen des Magnetventils 2 wird das Auslassventil 8 wieder geschlossen. Dies ist durch einen Abfall 310 in der Kurve s_GWV_AV1 gezeigt.

Bezugszeichenliste

1: Hydraulische Ventilsteuerung
2: Doppelkolben
3: Unterer Druckraum
4: Oberer Druckraum
5: Stößel
6: Unterer Stößel
7: Oberer Stößel
8: Auslassventil
9: Hochdruckrail
10: Rücklaufrail
11: Unterer Kolben
12: Oberer Kolben
22: Hochdruckrailverteiler
RV1: Erstes Rückschlagventil
RV2: Zweites Rückschlagventil
MV1: Erstes Magnetventil
MV2: Zweites Magnetventil
201: ... 210 Verfahrensschritt
300: Anfangsdruck
301: Schließen MV2
302: Öffnen MV1
303: Schließen MV1
304: erster Minimalwert
305: lokaler Maximalwert
306: Maximalwert
307: Öffnen MV2
308: Maximalwert s
309: Öffnungshub
310: Schließen Auslassventil

Claims

Verfahren zur Angabe eines Druckverlaufes in einem Hydrauliksystem (1) als Funktion eines Druckes (p_u_Dr) über eine Zeit, wobei eine Hydraulikflüssigkeit das Hydrauliksystem mit dem Druck beaufschlagt und der Druck zu vorbestimmten Zeitpunkten (dT) eines Zeittaktes in Echtzeit angegeben wird,
mit folgenden Schritten:
- Berechnen eines ersten Volumenwertes der Hydraulikflüssigkeit in dem Hydrauliksystem zu einem ersten Zeitpunkt des Zeittakts in Echtzeit,

- Berechnen eines zweiten Volumenwertes der Hydraulikflüssigkeit in dem Hydrauliksystem zu einem zweiten Zeitpunkt des Zeittakts in Echtzeit,

- Berechnen eines Volumendifferenzwertes aus dem ersten Volumenwert und dem zweiten Volumenwert in Echtzeit,

- Berechnen eines Druckwertes aus dem Volumendifferenzwert unter Berücksichtigung des Zeittakts in Echtzeit.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckverlauf in einem Hydrauliksystem (1) eines Kraftfahrzeugs angegeben wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hydrauliksystem (1) eine Hydraulikzuleitung (9), eine Hydraulikzylinderanordnung (2 bis 7, 11, 12) und ein erstes Steuerventil (MV1), das zwischen der Hydraulikzuleitung (9) und der Hydraulikzylinderanordnung (2 bis 7, 11, 12) angeordnet ist, aufweist.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydraulikzylinderanordnung (2 bis 7, 11, 12) einen Kolben (2) im Inneren eines Hydraulikzylinders (11, 12) aufweist, an dem wenigstens ein Stößel (5) angeordnet ist, wobei der Kolben (2) einen oberen (4) und einen unteren (3) Druckraum innerhalb des Hydraulikzylinders definiert.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydraulikzylinderanordnung (2 bis 7, 11, 12) als eine hydraulische Ventilsteuerung zur Betätigung eines Gaswechselventils (8) eines Zylinders eines Verbrennungsmotors ausgebildet ist, wobei die hydraulische Ventilsteuerung einen oberen Druckraum (4) und einen unteren (3) Druckraum aufweist, wobei der untere (3) Druckraum durch einen Kolben (2) von dem oberen Druckraum (4) getrennt ist, und der untere Druckraum (3) über Teile eines Hochdruckrailverteilers (22) mit einem Hochdruckrail (9) verbunden ist, und der untere Druckraum (3) über ein erstes Steuerventil (MV1) mit dem oberen Druckraum (4) verbindbar ist, wobei der obere Druckraum (4) über ein zweites Steuerventil (MV2) mit einem Rücklaufrail (10) verbindbar ist.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Berechnung eines Volumenwertes in Abhängigkeit vom Zeitpunkt des Zeittakts wenigstens ein Volumenfluss berücksichtigt wird aus der Gruppe, bestehend aus:
- der Volumenfluss V₁ der Hydraulikflüssigkeit in den oberen Druckraum (4), wobei der Kolben (2) nicht bewegt wird, wobei das zweite Steuerventil (MV2) geschlossen ist, so dass der obere Druckraum (4) nicht mit dem Rücklaufrail (10) verbunden ist, und wobei das erste Steuerventil (MV1) geöffnet ist, so dass der untere Druckraum (3) mit dem oberen Druckraum (4) verbunden ist.

- der Volumenfluss V₂ in den oberen Druckraum (4), wobei der Kolben (2) bewegt wird, wobei das erste Steuerventil (MV1) geöffnet ist und das zweite Steuerventil (MV2) geschlossen ist,

- der Volumenfluss V₃ in den unteren Druckraum (3), wobei der Kolben (2) bewegt wird, wobei das erste Steuerventil (MV1) geschlossen ist und das zweite Steuerventil (MV2) geöffnet ist,

- der Volumenfluss V₄, der durch eine im wesentlichen gleichzeitige Betätigung von Gaswechselventilen (8) von unterschiedlichen Zylindern eines Verbrennungsmotors hervorgerufen wird,

- der Volumenfluss V₅, der durch die Unabhängigkeit des Öffnungszeitpunktes und des Schließzeitpunktes des ersten und/oder zweiten Steuerventils (MV1, MV2) vom Zeittakt verursacht wird.
Rechnereinheit mit Berechnungsmitteln, um alle Schritte eines Verfahrens gemäß einem der vorstehenden Ansprüche durchzuführen.
Computer- bzw. Mikroprozessorprogramm mit Programmcodemitteln, um alle Schritte eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 durchzuführen, wenn das Programm auf einem Computer, einem Mikroprozessor oder einer entsprechenden Rechnereinheit, insbesondere gemäß Anspruch 7, ausgeführt wird.
Computer- bzw. Mikroprozessorprogrammprodukt mit Programmcodemitteln, die auf einem maschinen- bzw. computerlesbaren Datenträger gespeichert sind, um alle Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 durchzuführen, wenn das Programmprodukt auf einem Computer, einem Mikroprozessor oder auf einer entsprechenden Rechnereinheit, insbesondere gemäß Anspruch 7, ausgeführt wird.