EP1915516B1 - Hubkolben-verbrennungsmaschine und verfahren zur bestimmung des verschleisses eines zwischen kurbel- und nockenwelle angeordneten übertragungselements - Google Patents

Hubkolben-verbrennungsmaschine und verfahren zur bestimmung des verschleisses eines zwischen kurbel- und nockenwelle angeordneten übertragungselements Download PDF

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EP1915516B1
EP1915516B1 EP06775685.8A EP06775685A EP1915516B1 EP 1915516 B1 EP1915516 B1 EP 1915516B1 EP 06775685 A EP06775685 A EP 06775685A EP 1915516 B1 EP1915516 B1 EP 1915516B1
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EP
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camshaft
crankshaft
transmission element
value
combustion engine
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Jens Schäfer
Thomas Pfund
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Schaeffler Technologies AG and Co KG
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Definitions

  • the invention relates to a method for determining a wear value for a transmission element arranged between a crankshaft and a camshaft of a reciprocating internal combustion engine, in particular a timing chain or a toothed belt, wherein the camshaft is driven by a drive part, such as a drive train. a camshaft gear, is driven by the transmission element.
  • the invention relates to a reciprocating internal combustion engine with a crankshaft, at least one camshaft and at least one transmission element connecting them to each other, in particular a timing chain or a toothed belt, wherein the transmission element via a drive part, such. a camshaft gear, is in drive connection with the camshaft.
  • Such a reciprocating internal combustion engine with a crankshaft and two camshafts which control intake and exhaust valves is known in practice.
  • a non-rotatably connected thereto crankshaft gear is arranged, which drives a timing chain.
  • Each camshaft is associated with a respective camshaft gear, which is rotatably connected to the respective camshaft and has twice the diameter of the crankshaft gear.
  • the timing chain is engaged with external gears of the camshaft gears and transmits and thereby the rotational movement of the crankshaft with a speed ratio of 2: 1 on the camshafts.
  • timing chain especially at high speeds relatively large tensile forces occur because the timing chain drives not only their associated camshaft but also operated by the camshaft valves and valve springs.
  • wear occurs, in particular at the individual bearing points of the chain links of the timing chain.
  • the length of the timing chain increases and the phase angle of the camshaft relative to the crankshaft is adjusted, which adversely affects the performance of the internal combustion engine and results in an increase in fuel consumption and / or a decrease in engine performance.
  • the condition of the timing chain is therefore regularly checked to replace the timing chain if necessary, when a predetermined wear limit is reached.
  • checking the timing chain is relatively expensive because parts of a control box of the reciprocating internal combustion engine and possibly other components, such as an air filter, an alternator, an engine cowling or the like must be removed to get access to the timing chain.
  • the wear of the timing chain is through Measuring the distance between the tensile and the free strand and / or determined by determining the position of a clamping element of an adjustable chain tensioner when the internal combustion engine is stationary. For a precise check of the wear on the timing chain, it is even necessary to remove the timing chain.
  • a further disadvantage is that the intervals within which the timing chain must be checked must be designed for the most unfavorable operating conditions of the internal combustion engine, so that even under the most unfavorable operating conditions reaching the wear limit of the timing chain detected in time and the timing chain can be replaced.
  • the US 5,733,214 shows a device for automatically tensioning a timing belt of an internal combustion engine.
  • a drive-side detection device measures the rotational state of a drive wheel, which is driven by the timing belt.
  • a control unit measures the phase difference between the driven wheel and the drive wheel.
  • a belt tensioner can then be readjusted quickly and precisely.
  • the US 5,689,067 discloses a device for monitoring the wear of a drive chain. By two sensors, the angular positions of two sprockets are determined and compared with a predetermined value. Deviating from a target value, a signal is generated indicating unacceptable elongation of the chain.
  • this makes it possible to check the wear of the transmission element during operation of the reciprocating internal combustion engine, so that a time-consuming and expensive disassembly of a control box and / or other components of the internal combustion engine can be saved.
  • the transmission element only needs to be serviced when the wear limit has actually been reached.
  • the maintenance costs are reduced and the availability of the internal combustion engine increases.
  • the camshaft connected via an adjusting rotatably connected to the drive part, wherein the adjusting device is set such that it is arranged when detecting the measured values for the phase position in a predetermined Verstelllage, wherein for the rotational position of the crankshaft, a crankshaft Sensor signal is detected, wherein the camshaft is driven via the transmission element in such a manner by the crankshaft and rotated relative to the drive member, that the camshaft at least two spaced apart points in time each passes through a camshaft reference position, wherein the passage of the camshaft reference position respectively detected is to the camshaft reference position based on the crankshaft sensor signal to assign a crankshaft angle value, and wherein the wear value is determined with these crankshaft angle values as measured values for the phase position.
  • the opening and / or closing times of the valves can be adapted in a manner known per se to the respective operating state of the internal combustion engine, for example to the crankshaft speed and / or the operating temperature.
  • the crankshaft sensor signal required for controlling the adjustment device and a measurement signal for the camshaft reference position can be used both to control the phase position to a desired value and to determine the wear value of the transmission element.
  • the camshaft is rotatably connected to the drive part via the adjusting device, wherein the adjusting device is set such that it is arranged in detecting the measured values for the phase position in a predetermined adjustment, wherein for the rotational position of the camshaft, a camshaft Sensor sensor is detected, wherein the camshaft is driven via the transmission element in such a way by the crankshaft, that at least two spaced apart points in time each passes through a crankshaft reference position, wherein the passage of the crankshaft reference position is detected in each case based on the crankshaft reference position the camshaft sensor signal to assign a camshaft angle value and wherein the wear value is determined with these camshaft angle values as measured values for the phase position.
  • the wear value can be determined in a simple manner.
  • the wear value is compared with a limit value, and if an error condition is detected when the limit value is exceeded.
  • the reaching of the limit value can then be communicated to the user of the combustion engine, for example by means of a corresponding indication.
  • the rotational angle position of the camshaft is adjusted in dependence on the wear value relative to the transmission element such that the influence of the wear of the transmission element on the phase angle between the camshaft and crankshaft is at least partially compensated.
  • a slight wear of the transmission element can be compensated for, so that the valve control times practically do not change as a result of the wear and the internal combustion engine retains its full capacity over its entire service life.
  • the measured values for the phase position are therefore indirectly determined from the measured values of the second rotational angle measuring signal, the position measuring signal and a transmission parameter, such as, for example, the stationary gear ratio of the three-shaft transmission determined.
  • a transmission parameter such as, for example, the stationary gear ratio of the three-shaft transmission determined.
  • the above-mentioned object is achieved in that the reciprocating internal combustion engine has a measuring device for the phase position of the drive part relative to the crankshaft, that the measuring device is connected to a data memory having at least one memory location in which a measured value is stored for the phase position, and that the measuring device is connected to an evaluation device, which is designed to determine a wear value for the Obertragungselement from at least two detected at different times phase position measured values.
  • the drive member for changing the phase position of the camshaft relative to the crankshaft via an adjusting rotatable and rotationally fixed in different rotational positions with the camshaft connectable.
  • the opening and / or closing times of the valves can be adapted to the respective operating state of the internal combustion engine.
  • a crankshaft sensor required for controlling the adjusting device and a sensor for detecting the camshaft reference position can be used both for regulating the phase position to a desired value and for determining the wear value of the transmission element.
  • the adjusting device is designed as a three-shaft transmission with a transmission element-fixed drive shaft, a camshaft-fixed output shaft and an adjusting shaft driven by an electric motor.
  • the phase angle between the camshaft and crankshaft can then be adjusted electrically with great precision.
  • the adjusting device has limit stops for limiting the adjustment angle between the drive shaft and the output shaft.
  • the adjusting device can then be positioned against the limit stops in order to clamp the drive part in a defined angular position with the camshaft.
  • An in Fig. 1 schematically illustrated reciprocating internal combustion engine 1 has a crankshaft 2, a camshaft 3 and a transmission element 4, which may be a timing chain or a timing belt.
  • a crankshaft gear 5 is arranged, which is non-rotatably connected to the crankshaft 2 and is in engagement with the transmission element 4.
  • a camshaft gearwheel is provided as the drive part 6, which is in drive connection with the camshaft 3.
  • the transmission element 4 is guided over the crankshaft gear 5 and the drive part 6 is in engagement with these.
  • a clamping device 7 is provided which a pressure element, such as a roller or a slide rail, which acts against the restoring force of a spring on the outer peripheral side of the transmission element 4.
  • the adjusting device 8 is designed as a three-shaft transmission with a drive shaft 6 rotatably connected to the drive shaft, a camshaft-fixed output shaft and an adjusting shaft.
  • the adjusting mechanism may be a planetary gear, preferably a planetary gear.
  • the adjusting is rosest connected to the rotor of an electric motor 9.
  • the adjusting mechanism is integrated in a hub of the drive part 6:
  • the adjusting device 8 has a fixedly connected to the drive shaft stop member 10 and a counter-stop member 11 which is rotatably connected to the camshaft 3 and comes to rest in the use position in a stop position on the stop element 10.
  • a magnet detector 12 is provided for measuring the crankshaft rotation angle, which detects the tooth flanks of a toothed ring 13 which is made of a magnetically conductive material and is arranged on the crankshaft 2.
  • One of the tooth gaps or teeth of the ring gear 13 has a greater width than the other tooth gaps or teeth and marks a crankshaft reference position.
  • a reference mark is generated in the sensor signal of the magnetic detector 12, which will also be referred to as a crankshaft sensor signal hereinafter. This is achieved in that the crankshaft sprocket 13 at the crankshaft reference position has a larger gap than between its other teeth.
  • a rotation angle measurement signal is set to a value associated with the reference rotation angle position. Thereafter, the rotational angle measuring signal is tracked with each change of the state of the crankshaft sensor signal by an interrupt in an operating program of a Verstellwinkel-control device 14 is triggered, in which the rotation angle measurement signal is incremented.
  • an EC motor which has a rotor, on the circumference of a series of magnet sections alternately magnetized in opposite directions is arranged, which has an air gap with teeth of a stator interact magnetically.
  • the teeth are wound with a winding which is energized via a control device 16 integrated in a motor controller 15.
  • the position of the magnetic segments relative to the stator and thus the Verstellwellenen loftwinkel is detected by means of a measuring device having a plurality of magnetic field sensors 17 which are arranged offset to one another in the circumferential direction of the stator such that per revolution of the rotor, a number of magnetic segment sensor Combinations will go through.
  • the magnetic field sensors 17 generate a digital sensor signal which passes through an order of sensor signal states which repeats as often as the measuring device has magnetic field sensors 17 during a mechanical full rotation of the rotor. This sensor signal is also referred to below as Verstellwellen sensor signal.
  • a Hall sensor 18 As a reference signal generator for the camshaft rotation angle, a Hall sensor 18 is provided which cooperates with a arranged on the camshaft 3 trigger 19. Upon reaching a predetermined angular position of the camshaft 3, a flank is generated in a camshaft reference signal.
  • an interrupt is triggered in the operating program of the adjustment angle control device 14, in which the crankshaft rotation angle and the Verstellwellenenburnwinkel for the control of the phase angle are cached for further processing. This interrupt will also be referred to as a camshaft interrupt below.
  • a time-slice-controlled interrupt is also triggered, which is referred to below as a cyclic interrupt.
  • the phase angle signal is thus, starting from a reference rotational angle value, tracked in a change in state of the crankshaft sensor signal and / or the Verstellwellen sensor signal.
  • the thus determined phase angle signal is controlled to a target phase angle signal provided by the motor controller 15.
  • a wear value which is a measure of a wear-related elongation of the transmission element 4 occurring during operation of the internal combustion engine 1
  • the crankshaft 2 drives the camshaft 3 via the transmission element 4, initially for different operating states of the internal combustion engine, such as different crankshaft speed and / or different operating temperatures, in each case a first measured value for the phase position of the drive part 6 relative to the crankshaft 2 detected.
  • first the drive member 6 is brought into a predetermined adjustment position relative to the camshaft 3, for example in the already mentioned stop position or an emergency running position, which is controlled by means of the electric motor 9.
  • phase velocity and / or the current consumption of the electric motor 9 can be checked, in each case - as described above - the absolute phase angle between the camshaft 3 and the crankshaft 2 is measured.
  • the measured values for the phase angles can be determined, for example, on an engine test bench. They are stored in a non-volatile data memory.
  • the crankshaft speed is kept substantially constant in order to avoid a sensor drift, as can occur, for example, in speed ramps.
  • the torque of the crankshaft 2 is as far as possible not changed during the measured value acquisition, so that no phase shifts occur when changing between a tensile and a pushing phase. Disturbances in the phase angle measurement signal caused by vibrations of the timing drive can be removed by filtering the measurement signal.
  • the wear value is then compared to a limit or allowable range. If the wear value exceeds the limit value or is outside the permitted range, an error condition is detected and a corresponding error message is entered in the data memory. If necessary, the fault condition can be displayed by means of a display device, for example on the dashboard of a motor vehicle.
  • a repeated or constant measurement of the wear value even a failure of the clamping device can be determined when a sudden change in the wear value, which exceeds a certain value, is detected. It is even possible to trigger an emergency operation strategy in which selected phase angles are set and maintained.
  • the failure of the tensioning device can also be transmitted from the adjustment angle control unit 14 to the engine control 15, for example via a CAN-BUS 20.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung eines Verschleißwerts für ein zwischen einer Kurbelwelle und einer Nockenwelle einer Hubkolben-Verbrennungsmaschine angeordnetes Übertragungselement, insbesondere eine Steuerkette oder ein Zahnriemen, wobei die Nockenwelle über ein Antriebsteil, wie z.B. ein Nockenwellenzahnrad, von dem Übertragungselement angetrieben wird. Außerdem bezieht sich die Erfindung auf eine Hubkolben-Verbrennungsmaschine mit einer Kurbelwelle, mindestens einer Nockenwelle und wenigstens einem diese miteinander verbindenden Übertragungselement, insbesondere eine Steuerkette oder ein Zahnriemen, wobei das Übertragungselement über ein Antriebsteil, wie z.B. ein Nockenwellenzahnrad, mit der Nockenwelle in Antriebsverbindung steht.
  • Eine derartige Hubkolben-Verbrennungsmaschine mit einer Kurbelwelle und zwei Nockenwellen, die Ein- und Auslassventile steuern, ist aus der Praxis bekannt. Auf der Kurbelwelle ist ein drehfest mit dieser verbundenes Kurbelwellenzahnrad angeordnet, das eine Steuerkette antreibt. Jeder Nockenwelle ist jeweils ein Nockenwellenzahnrad zugeordnet, das mit der betreffenden Nockenwelle drehfest verbunden ist und den doppelten Durchmesser des Kurbelwellenzahnrads aufweist. Die Steuerkette steht mit Außenverzahnungen der Nockenwellenzahnräder in Eingriff und übertragt und dadurch die Drehbewegung der Kurbelwelle mit einem Drehzahlverhältnis von 2:1 auf die Nockenwellen. An der Steuerkette treten vor allem bei hohen Drehzahlen relativ große Zugkräfte auf, da die Steuerkette nicht nur die ihr zugeordnete Nockenwelle sondern auch die durch die Nockenwelle betätigten Ventile und Ventilfedern antreibt. Mit zunehmender Laufleistung der Verbrennungsmaschine kommt es zu einem Verschleiß insbesondere an den einzelnen Lagerstellen der Kettenglieder der Steuerkette. Dadurch nimmt die Länge der Steuerkette zu und die Phasenlage der Nockenwelle relativ zur Kurbelwelle verstellt sich, was sich ungünstig auf das Betriebsverhalten der Verbrennungsmaschine auswirkt und in einer Zunahme des Kraftstoffverbrauchs und/oder einer Abnahme der Motorleistung resultiert. Der Zustand der Steuerkette wird daher regelmäßig überprüft, um die Steuerkette gegebenenfalls auszutauschen, wenn eine vorgegebene Verschleißgrenze erreicht ist. Das Überprüfen der Steuerkette ist jedoch relativ aufwändig, da Teile eines Steuerkastens der Hubkolben-Verbrennungsmaschine und ggf. weitere Komponenten, wie z.B. ein Luftfilter, eine Lichtmaschine, eine Motorverkleidung oder dergleichen entfernt werden müssen, um Zugang zu der Steuerkette zu bekommen. Der Verschleiß der Steuerkette wird durch Messen des Abstands zwischen dem Zug- und dem Leertrum und/oder durch Bestimmen der Lage eines Spannelements eines verstellbaren Kettenspanners bei stillstehender Verbrennungsmaschine ermittelt. Für eine genaue Überprüfung des Verschleißes an der Steuerkette ist es sogar erforderlich, die Steuerkette auszubauen. Nachteilig ist außerdem, dass die Intervalle, innerhalb der die Steuerkette überprüft werden muss, für ungünstigste Betriebsbedingungen der Verbrennungsmaschine ausgelegt sein müssen, damit auch unter ungünstigsten Betriebsbedingungen das Erreichen der Verschleißgrenze der Steuerkette rechtzeitig erkannt und die Steuerkette ausgetauscht werden kann.
  • Die US 5,733,214 zeigt eine Vorrichtung zur automatischen Spannung eines Steuerriemens einer Verbrennungsmaschine. Eine antriebsseitige Detektionseinrichtung misst den Rotationszustand eines Antriebsrades, welches durch den Steuerriemen angetrieben wird. Eine Steuereinheit misst die Phasendifferenz zwischen dem angetriebenen Rad und dem Antriebsrad. Ein Riemenspanner kann sodann schnell und präzise nachgestellt werden.
  • Die US 5,689,067 offenbart eine Vorrichtung zur Überwachung des Verschleißes einer Antriebskette. Durch zwei Sensoren werden die Winkelpositionen zweier Kettenzahnräder bestimmt und mit einem vorbestimmten Wert verglichen. Beim Abweichen von einem Zielwert wird ein Signal erzeugt, welches eine nicht akzeptable Längung der Kette anzeigt.
  • Es besteht deshalb die Aufgabe, ein Verfahren und eine Hubkolben-Verbrennungsmaschine der eingangs genannten Art zu schaffen, die auf einfache Weise eine Bestimmung eines Verschleißwerts für das Übertragungselement ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird bezüglich des Verfahrens der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass an voneinander beabstandeten Zeitpunkten, an denen die Kurbelwelle die Nockenwelle antreibt, jeweils mindestens ein Messwert für die Phasenlage des Antriebsteils relativ zu der Kurbelwelle erfasst wird, und dass aus der Differenz zwischen diesen Messwerten der Verschleißwert ermittelt wird.
  • In vorteilhafter Weise ist es dadurch möglich, den Verschleiß des Übertragungselements während des Betriebs der Hubkolben-Verbrennungsmaschine zu überprüfen, so dass eine zeitaufwändige und teuere Demontage eines Steuerkastens und/oder anderer Komponenten der Verbrennungsmaschine eingespart werden kann. Das Übertragungselement braucht also nur noch gewartet zu werden, wenn die Verschleißgrenze tatsächlich erreicht ist. Somit reduzieren sich die Wartungskosten und die Verfügbarkeit der Verbrennungsmaschine steigt.
  • Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Nockenwelle, über eine Verstelleinrichtung verdrehbar mit dem Antriebsteil verbunden, wobei die Verstelleinrichtung derart eingestellt wird, dass sie beim Erfassen der Messwerte für die Phasenlage in einer vorbestimmten Verstelllage angeordnet ist, wobei für die Drehlage der Kurbelwelle ein Kurbelwellen-Sensorsignal erfasst wird, wobei die Nockenwelle über das Übertragungselement derart durch die Kurbelwelle angetrieben und derart relativ zu dem Antriebsteil verdreht wird, dass die Nockenwelle an mindestens zwei voneinander beabstandeten Zeitpunkten jeweils eine Nockenwellen-Referenzlage durchläuft, wobei das Durchlaufen der Nockenwellen-Referenzlage jeweils detektiert wird, um der Nockenwellen-Referenzlage anhand des Kurbelwellen-Sensorsignals einen Kurbelwellenwinkelwert zuzuordnen, und wobei mit diesen Kurbelwellenwinkelwerten als Messwerten für die Phasenlage der Verschleißwert ermittelt wird. Mit Hilfe der Verstelleinrichtung können die Öffnungs- und/oder Schließzeiten der Ventile in an sich bekannter Weise an den jeweiligen Betriebszustand der Verbrennungsmaschine angepasst werden, beispielsweise an die Kurbelwellendrehzahl und/oder die Betriebstemperatur. Das zur Steuerung der Verstelleinrichtung benötigte Kurbelwellen-Sensorsignal und ein Messsignal für Nockenwellen-Referenzlage können sowohl zum Regeln der Phasenlage auf einen Sollwert als auch zur Bestimmung des Verschleißwerts des Übertragungselements genutzt werden.
  • Bei einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Nockenwelle über die Verstelleinrichtung verdrehbar mit dem Antriebsteil verbunden, wobei die Verstelleinrichtung derart eingestellt wird, dass sie beim Erfassen der Messwerte für die Phasenlage in einer vorbestimmten Verstelllage angeordnet ist, wobei für die Drehlage der Nockenwelle ein Nockenwellen-Sensorsignel erfasst wird, wobei die Nockenwelle über das Übertragungselement derart durch die Kurbelwelle angetrieben wird, dass diese an mindestens zwei voneinander beabstandeten Zeitpunkten jeweils eine Kurbelwellen-Referenzlage durchläuft, wobei das Durchlaufen der Kurbelwellen-Referenzlage jeweils detektiert wird, um der Kurbelwellen-Referenzlage anhand des Nockenwellen-Sensorsignals einen Nockenwellenwinkelwert zuzuordnen und wobei mit diesen Nockenwellenwinkelwerten als Messwerten für die Phasenlage der Verschleißwert ermittelt wird. Auch bei dieser Ausgestaltung der Erfindung kann der Verschleißwert auf einfache Weise ermittelt werden.
  • Vorteilhaft ist, wenn der Verschleißwert mit einem Grenzwert verglichen wird, und wenn beim Überschreiten des Grenzwerts ein Fehlerzustand detektiert wird. Das Erreichen des Grenzwerts kann dann dem Benutzer der Verbrennungsmaschine beispielsweise mittels einer entsprechenden Anzeige mitgeteilt werden.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Drehwinkellage der Nockenwelle in Abhängigkeit von dem Verschleißwert relativ zu dem Übertragungselement derart verstellt, dass der Einfluss des Verschleißes des Übertragungselements auf den Phasenwinkel zwischen Nockenwelle und Kurbelwelle zumindest teilweise kompensiert wird. Dadurch kann ein geringer Verschleiß des Übertragungselements kompensiert werden, so dass sich die Ventilsteuerzeiten durch den Verschleiß praktisch nicht verändern und die Verbrennungsmaschine über ihre gesamte Laufzeit ihre volle Leistungsfähigkeit beibehält.
  • Vorteilhaft ist, wenn mehrere Verschleißwerte für unterschiedliche Betriebszustände der Hubkolben-Verbrennungsmaschine ermittelt und zwischengespeichert werden, insbesondere für unterschiedliche Betriebstemperaturen und/oder Kurbelwellendrehzahlen, und wenn die Drehwinkellage der Nockenwelle relativ zu dem Übertragungselement vorzugsweise in Abhängigkeit von dem dem jeweiligen Betriebszustand der Hubkolben-Verbrennungsmaschine zugeordneten Verschleißwert verstellt wird. Der Verschleiß des Übertragungselements kann dadurch noch genauer kompensiert werden.
  • Bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung weist die Verstelleinrichtung ein Verstellgetriebe auf, das als Dreiwellengetriebe mit einer übertragungselementfesten Antriebwelle, einer nockenwellenfesten Abtriebswelle und einer von einem Elektromotor angetriebenen Verstellwelle ausgebildet ist,
    • a) wobei ein erstes Kurbelwellen-Drehwinkelmesssignal auf einen Drehwinkelmesssignal-Startwert gesetzt wird,
    • b) wobei die Kurbelwelle verdreht und bei einem Auftreten einer Zustandsänderung des ersten Kurbelwellen-Sensorsignals das Drehwinkelmesssignal nachgeführt wird,
    • c) wobei beim Erreichen der Kurbelwellen-Referenzlage in dem Kurbelwellen-Sensorsignal eine Referenzmarke erzeugt wird,
    • d) wobei beim Auftreten der Referenzmarke ein zweites Drehwinkelmesssignal auf einen der Kurbelwellen-Referenzlage zugeordneten Wert gesetzt wird,
    • e) wobei das zweite Drehwinkelmesssignal beim Auftreten einer Zustandsänderung des Kurbelwellen-Sensorsignals nachgeführt wird,
    • f) wobei ein Lagemesssignal auf einen Lagemesssignal-Startwert gesetzt wird,
    • g) wobei die Verstellwelle verdreht und ein Verstellwellen-Sensorsignal erfasst wird, das bei einer Veränderung der Drehlage der Verstellwelle seinen Zustand ändert,
    • h) wobei bei einem Auftreten einer Zustandsänderung des Verstellwellen-Sensorsignals das Lagemesssignal nachgeführt wird;
    • i) wobei beim Erreichen der Nockenwellen-Referenzlage ein Nockenwellen-Referenzsignal erzeugt wird, und
    • k) wobei die beim Auftreten des Nockenwellen-Referenzsignals jeweils vorliegenden Messwerte des zweiten Drehwinkelmesssignals und des Lagemesssignals bestimmt und mit diesen Messwerten und einer Getriebekenngröße des Dreiwellengetriebes die Messwerte für die Phasenlage ermittelt werden.
  • Die Messwerte für die Phasenlage werden also indirekt aus den Messwerten des zweiten Drehwinkelmesssignals, dem Lagemesssignal und einer Getriebekenngröße, wie z.B. der Standgetriebeübersetzung des Dreiwellengetriebes ermittelt. Dadurch kann auf einfache Weise die Phasenlage und somit der Verschleißwert mit großer Präzision ermittelt werden.
  • Bezüglich der Hubkolben-Verbrennungsmaschine wird die vorstehend genannte Aufgabe dadurch gelöst, dass die Hubkolben-Verbrennungsmaschine eine Messeinrichtung für die Phasenlage des Antriebsteils relativ zu der Kurbelwelle aufweist, dass die Messeinrichtung mit einem Datenspeicher verbunden ist, der mindestens einen Speicherplatz aufweist, in dem ein Messwert für die Phasenlage abgelegt ist, und dass die Messeinrichtung mit einer Auswerteeinrichtung verbunden ist, die zum Ermitteln eines Verschleißwerts für das Obertragungselement aus mindestens zwei zu unterschiedlichen Zeitpunkten erfassten Phasenlage-Messwerten ausgebildet ist.
  • Vorteilhaft ist, wenn das Antriebsteil zum Verändern der Phasenlage der Nockenwelle relativ zur Kurbelwelle über eine Verstelleinrichtung verdrehbar und in unterschiedlichen Drehlagen drehfest mit der Nockenwelle verbindbar. Dadurch können die Öffnungs- und/oder Schließzeiten der Ventile an den jeweiligen Betriebszustand der Verbrennungsmaschine angepasst werden. Ein zur Steuerung der Verstelleinrichtung benötigter Kurbelwellensensor und ein Sensor zum Detektieren der Nockenwellen-Referenzlage können dabei sowohl zum Regeln der Phasenlage auf einen Sollwert als auch zur Bestimmung des Verschleißwerts des Übertragungselements genutzt werden.
  • Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Verstelleinrichtung als Dreiwellengetriebe mit einer übertragungselementfesten Antriebwelle, einer nockenwellenfesten Abtriebswelle und einer von einem Elektromotor angetriebenen Verstellwelle ausgebildet. Die Phasenlage zwischen Nockenwelle und Kurbelwelle lässt sich dann mit großer Präzision elektrisch einstellen.
  • Vorteilhaft ist, wenn die Verstelleinrichtung Begrenzungsanschläge zum Begrenzen des Verstellwinkels zwischen der Antriebwelle und der Abtriebswelle aufweist. Zum Messen der Phasenlage des Antriebsteils relativ zu der Kurbelwelle kann dann die Verstelleinrichtung gegen die Begrenzungsanschläge positioniert werden, um das Antriebsteil in einer definierten Drehwinkellage mit der Nockenwelle zu verspannen.
  • Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine schematische Darstellung einer Verbrennungsmaschine, die eine Verstelleinrichtung zum Verstellen der Drehwinkellage der Nockenwelle relativ zur Kurbelwelle hat,
    Fig. 2
    eine Verstelleinrichtung,
    Fig. 3
    eine Aufsicht auf ein Kurbelwellen- und ein Nockenwellenzahnrad, die über eine Steuerkette miteinander verbunden sind, wobei die Steuerkette neu ist, und
    Fig. 4
    eine Darstellung ähnlich Fig. 3, wobei die Steuerkette aufgrund von Verschleiß länger ist als in Fig. 3.
  • Eine in Fig. 1 schematisch dargestellte Hubkolben-Verbrennungsmaschine 1 weist eine Kurbelwelle 2, eine Nockenwelle 3 und ein Übertragungselement 4 auf, das eine Steuerkette oder ein Zahnriemen sein kann. Auf der Kurbelwelle 2 ist ein Kurbelwellenzahnrad 5 angeordnet, das drehfest mit der Kurbelwelle 2 verbunden ist und mit dem Übertragungselement 4 in Eingriff steht. An der Nockenwelle 3 ist als Antriebsteil 6 ein Nockenwellenzahnrad vorgesehen, das mit der Nockenwelle 3 in Antriebsverbindung steht. Das Übertragungselement 4 ist über das Kurbelwellenzahnrad 5 und das Antriebsteil 6 geführt befindet sich mit diesen in Eingriff. Zum Spannen des Übertragungselements 4 ist eine Spannvorrichtung 7 vorgesehen, die ein Andruckelement, wie z.B. eine Rolle oder eine Gleitschiene aufweist, das gegen die Rückstellkraft einer Feder an der Außenumfangsseite des Übertragungselements 4 angreift.
  • Zwischen dem Antriebsteil 6 und der Nockenwelle 3 ist eine in Fig. 2 näher dargestellte Verstelleinrichtung 8 angeordnet, mit der die Drehwinkellage der Nockenwelle 3 relativ zur Kurbelwelle 2 verstellbar ist. Die Verstelleinrichtung 8 ist als Dreiwellengetriebe mit einer mit dem Antriebsteil 6 drehfest verbundenen Antriebwelle, einer nockenwellenfesten Abtriebswelle und einer Verstellwelle ausgebildet. Das Verstellgetriebe kann ein Umlaufgetriebe sein, vorzugsweise ein Planetengetriebe. Die Verstellwelle ist drehest mit dem Rotor eines Elektromotors 9 verbunden.
  • Das Verstellgetriebe ist in einer Nabe des Antriebsteils 6 integriert: Zum Begrenzen des Verdrehwinkels zwischen der Nockenwelle 3 und der Kurbelwelle 2 weist die Verstelleinrichtung 8 ein fest mit der Antriebwelle verbundenes Anschlagelement 10 und ein Gegenanschlagelement 11 auf, das drehfest mit der Nockenwelle 3 verbundenen ist und in Gebrauchsstellung in einer Anschlagposition an dem Anschlagelement 10 zur Anlage kommt.
  • In Fig. 1 ist erkennbar, dass zur Messung des Kurbelwellendrehwinkels ein Magnetdetektor 12 vorgesehen ist, der die Zahnflanken eines aus einem magnetisch leitenden Werkstoff bestehenden, auf der Kurbelwelle 2 angeordneten Zahnkranzes 13 detektiert. Eine der Zahnlücken oder Zähne des Zahnkranzes 13 weist eine größere Breite auf als die anderen Zahnlücken bzw. Zähne und markiert eine Kurbelwellen-Referenzlage. Beim Erreichen der KurbelwellenReferenzlagewird in dem Sensorsignal des Magnetdetektors 12, das nachstehend auch als Kurbelwellen-Sensorsignal bezeichnet wird, eine Referenzmarke erzeugt. Dies wird dadurch erreicht, dass der Kurbelwellen-Zahnkranz 13 an der Kurbelwellen-Referenzlage eine größere Lücke aufweist als zwischen seinen übrigen Zähnen. Sobald die Referenzmarke in dem Kurbelwellen-Sensorsignal detektiert wird, wird ein Drehwinkelmesssignal auf einen der Referenz-Drehwinkellage zugeordneten Wert gesetzt. Danach wird das Drehwinkelmesssignal bei jeder Änderung des Zustands des Kurbelwellen-Sensorsignals nachgeführt, indem in einem Betriebsprogramm eines Verstellwinkel-Steuergeräts 14 ein Interrupt ausgelöst wird, bei dem das Drehwinkelmesssignal inkrementiert wird.
  • Als Elektromotor 9 ist ein EC-Motor vorgesehen, der einen Läufer aufweist, an dessen Umfang eine Reihe von abwechselnd in zueinander entgegen gesetzte Richtungen magnetisierten Magnetsegmenten angeordnet ist, die über einen Luftspalt mit Zähnen eines Stators magnetisch zusammenwirken. Die Zähne sind mit einer Wicklung bewickelt, die über eine in eine Motorsteuerung 15 integrierte Ansteuereinrichtung 16 bestromt wird.
  • Die Lage der Magnetsegmente relativ zum Stator und damit der Verstellwellendrehwinkel wird mit Hilfe einer Messeinrichtung detektiert, die an dem Stator mehrere Magnetfeldsensoren 17 aufweist, die derart in Umfangsrichtung des Stators zueinander versetzt angeordnet sind, dass pro Umdrehung des Rotors eine Anzahl von Magnetsegment-Sensor-Kombinationen durchlaufen wird. Die Magnetfeldsensoren 17 erzeugen ein digitales Sensorsignal, das eine Reihenfolge von Sensorsignal-Zuständen durchläuft, die sich bei einer mechanischen Volldrehung des Rotors so oft wiederholt, wie die Messeinrichtung Magnetfeldsensoren 17 hat. Dieses Sensorsignal wird nachfolgend auch als Verstellwellen-Sensorsignal bezeichnet.
  • Beim Starten der Verbrennungsmaschine wird - unabhängig von der Position, in der sich der Rotor bzw. die Verstellwelle gerade befindet - ein Lagemesssignal auf einen Lagemesssignal-Startwert gesetzt. Dann wird die Verstellwelle verdreht, wobei bei jedem Zustandswechsel des Verstellwellen-Sensorsignals in dem Betriebsprogramm des Verstellwinkel-Steuergeräts 14 ein Interrupt ausgelöst wird, bei dem das Lagemesssignal nachgeführt wird.
  • Als Referenzsignalgeber für den Nockenwellendrehwinkel ist ein Hall-Sensor 18 vorgesehen, der mit einem auf der Nockenwelle 3 angeordneten Triggerrad 19 zusammenwirkt. Beim Erreichen einer vorgegebenen Drehwinkellage der Nockenwelle 3 wird in einem Nockenwellen-Referenzsignal eine Flanke erzeugt. Wenn der Hall-Sensor 18 die Flanke detektiert, wird im Betriebsprogramm des Verstellwinkel-Steuergeräts 14 ein Interrupt ausgelöst, bei dem der Kurbelwellendrehwinkel und der Verstellwellendrehwinkel für die Regelung des Phasenwinkels zur weiteren Verarbeitung zwischengespeichert werden. Dieser Interrupt wird nachstehend auch als Nockenwellen-Interrupt bezeichnet. Schließlich wird in dem Betriebsprogramm des Verstellwinkel-Steuergeräts 14 auch noch ein zeitscheibengesteuerter Interrupt ausgelöst, der nachfolgend als zyklischer Interrupt bezeichnet wird.
  • Mit Hilfe des Kurbelwellen-Drehwinkelmesssignals, des Lagemesssignals und einer Getriebekenngröße, nämlich der Übersetzung, die das Verstellgetriebe bei stillstehender Antriebswelle zwischen der Verstellwelle und der Nockenwelle 3 aufweist, wird der aktuelle Phasenwinkel berechnet: ε Actl t = ε Abs + 1 - i g ⋅ 2 ⋅ ϕ Em , lCyc - ϕ Em , lCam - ϕ Cnk , lCyc - ϕ Cnk , lCam
    Figure imgb0001
  • Dabei sind
    • ϕEm,ICyc = ϕEm(tICyc) der Drehwinkel des Rotors des Elektromotors 9 von der letzten erkannten Kurbelwellen-Referenzmarke bis zum aktuellen zyklischen Interrupt,
    • ϕCnk,ICyc = ϕCnk(tICyc) der Drehwinkel der Kurbelwelle 3 von der letzten erkannten Kurbelwellen-Referenzmarke bis zum aktuellen zyklischen Interrupt,
    • ϕEm,ICam der Drehwinkel des Rotors des Elektromotors 9 von der letzten erkannten Kurbelwellen-Referenzmarke bis zum letzten Nockenwellen-Interrupt,
    • ϕCnK,ICam der Drehwinkel der Kurbelwelle 3 von der letzten erkannten Kurbelwellen-Referenzmarke bis zum letzten Nockenwellen-Interrupt,
    • εAbs der absolute Phasenwinkel, der bei jedem Nockenwellen-Interrupt durch Messung ermittelt wird und gleich dem Kurbelwellendrehwinkel ϕCnk,ICyc zu diesem Zeitpunkt ist.
  • Das Phasenwinkelsignal wird also, ausgehend von einem Referenzdrehwinkelwert, bei einer Zustandsänderung des Kurbelwellen-Sensorsignals und/oder des Verstellwellen-Sensorsignals nachgeführt. Das so ermittelte Phasenwinkelsignal wird auf ein Sollphasenwinkelsignal geregelt, das von der Motorsteuerung 15 bereitgestellt wird.
  • Zum Bestimmen eines Verschleißwerts, der ein Maß für eine während des Betriebs der Verbrennungsmaschine 1 auftretende verschleißbedingte Längung des Übertragungselements 4 darstellt, wird während die Kurbelwelle 2 die Nockenwelle 3 über das Übertragungselement 4 antreibt, zunächst für unterschiedliche Betriebszustände des Verbrennungsmaschine, wie z.B. unterschiedliche Kurbelwellendrehzahl und/oder unterschiedliche Betriebstemperaturen, jeweils ein erster Messwert für die Phasenlage des Antriebsteils 6 relativ zu der Kurbelwelle 2 erfasst. Dazu wird jeweils zunächst das Antriebsteil 6 in eine vorbestimmte Verstelllage relativ zu der Nockenwelle 3 gebracht, beispielsweise in die bereits erwähnte Anschlagposition oder eine Notlaufposition, die mit Hilfe des Elektromotors 9 angesteuert wird. Wenn diese Verstelllage erreicht ist, was beispielsweise bei der Anschlagposition durch Detektieren einer Änderung der Phasengeschwindigkeit und/oder der Stromaufnahme des Elektromotors 9 überprüft werden kann, wird jeweils - wie vorstehend beschrieben - der absolute Phasenwinkel zwischen der Nockenwelle 3 und der Kurbelwelle 2 gemessen. Die Messwerte für die Phasenwinkel können beispielsweise auf einem Motorenprüfstand ermittelt werden. Sie werden in einem nicht flüchtigen Datenspeicher abgelegt.
  • Während der Messung des Phasenwinkels wird die Kurbelwellendrehzahl weitgehend konstant gehalten, um eine Sensordrift, wie sie beispielsweise bei Drehzahlrampen auftreten kann, zu vermeiden. Außerdem wird das Drehmoment der Kurbelwelle 2 während der Messwerterfassung möglichst nicht verändert, damit keine Phasenverschiebungen beim Wechsel zwischen einer Zug- und einer Schubphase auftreten. Störungen in dem Phasenwinkel-Messsignal, die durch Schwingungen des Steuertriebs verursacht sind, können durch Filtern des Messsignals entfernt werden.
  • Zu einem späteren Zeitpunkt, bei dem der Betriebszustand der Verbrennungsmaschine 1 etwa dem Betriebszustand zum Zeitpunkt der Messung eines in dem Datenspeicher abgelegten ersten Phasenlage-Messwerts entspricht, wird in entsprechender Weise mindestens ein zweiter Messwert für die Phasenlage ermittelt. Dann wird in dem Verstellwinkel-Steuergerät 14 die Differenz aus dem in dem Datenspeicher abgelegten ersten Messwert und dem zweiten Messwert gebildet, um den Verschleißwert für das Übertragungselement 4 zu ermitteln.
  • Der Verschleißwert wird dann mit einem Grenzwert oder einem erlaubten Bereich verglichen. Wenn der Verschleißwert den Grenzwert überschreitet oder außerhalb des erlaubten Bereichs liegt, wird ein Fehlerzustand delektiert und in dem Datenspeicher wird eine entsprechende Fehlermeldung eingetragen. Bei Bedarf kann der Fehlerzustand mit Hilfe einer Anzeigeeinrichtung zur Anzeige gebracht werden, beispielsweise am Armaturenbrett eines Kraftfahrzeugs.
  • In Fig. 3 und 4 ist erkennbar, dass sich bei einer Längenzunahme des Übertragungselements eigentlich der Phasenwinkel zwischen der Nockenwelle 3 und der Kurbelwelle 2 verstellen würde. Um dies zu vermeiden, wird innerhalb des Verstellbereichs der Verstelleinrichtung 8 durch entsprechendes Positionieren des Elektromotors 9 die Drehwinkellage der Nockenwelle 3 derart in Abhängigkeit von dem Verschleißwert relativ zu dem Obertragungselement 4 verändert, dass der Einfluss des Verschleißes des Übertragungselements 4 auf den Phasenwinkel zwischen Nockenwelle 3 und Kurbelwelle 2 kompensiert wird: ε t = ϕ Cnk t - 2 ⋅ ϕ Cam t - Δ ⁢ ϕ Langung
    Figure imgb0002
  • Dabei bedeuten
    • ε(t) der absolute Phasenwinkel,
    • t der betrachtete Zeitpunkt,
    • ϕCnk(t) der aktuelle Kurbelwellendrehwinkel zum Zeitpunkt t,
    • ϕCam(t) der aktuelle Nockenwellendrehwinkel zum Zeitpunkt t und
    • ΔϕLängung die gemessene Längung des Übertragungselements.
  • Erwähnt werden soll noch, dass bei einer wiederholten oder ständigen Messung des Verschleißwerts sogar ein Ausfall der Spannvorrichtung festgestellt werden kann, wenn eine sprungförmige Veränderung des Verschleißwerts, die über einen bestimmten Wert hinausgeht, detektiert wird. Dabei ist es sogar möglich, eine Notlaufstrategie auszulösen, bei welcher ausgewählte Phasenwinkel eingestellt und gehalten werden. Der Ausfall der Spannvorrichtung kann ferner vom Verstellwinkel-Steuergerät 14 an die Motorsteuerung 15 übermittelt werden, beispielsweise über einen CAN-BUS 20.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Hubkolben-Verbrennungsmaschine
    2
    Kurbelwelle
    3
    Nockenwelle
    4
    Übertragungselement
    5
    Kurbelwellenzahnrad
    6
    Antriebsteil
    7
    Spannvorrichtung
    8
    Verstelleinrichtung
    9
    Elektromotor
    10
    Anschlagelement
    11
    Gegenanschlagelement
    12
    Magnetdetektor
    13
    Zahnkranz
    14
    Verstellwinkel-Steuergerät
    15
    Motorsteuerung
    16
    Ansteuereinrichtung
    17
    Magnetfeldsensor
    18
    Hall-Sensor
    19
    Triggerrad
    20
    CAN-BUS

Claims (9)

  1. Verfahren zur Bestimmung eines Verschleißwerts für ein zwischen einer Kurbelwelle (2) und einer Nockenwelle (3) einer Hubkolben-Verbrennungsmaschine (1) angeordnetes Übertragungselement (4), insbesondere eine Steuerkette oder ein Zahnriemen, wobei die Nockenwelle (3) über ein Antriebsteil (6), wie z.B. ein Nockenwellenzahnrad, von dem Übertragungselement (4) angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, dass an voneinander beabstandeten Zeitpunkten, an denen die Kurbelwelle (2) die Nockenwelle (3) antreibt, jeweils mindestens ein Messwert für die Phasenlage des Antriebsteils (6) relativ zu der Kurbelwelle (2) erfasst wird, und dass aus der Differenz zwischen diesen Messwerten der Verschleißwert ermittelt wird, wobei die Nockenwelle (3) über eine Verstelleinrichtung (8) verdrehbar mit dem Antriebsteil (6) verbunden ist, dass die Verstelleinrichtung (8) derart eingestellt wird, dass sie beim Erfassen der Messwerte für die Phasenlage in einer vorbestimmten Verstelllage angeordnet ist, dass für die Drehlage der Kurbelwelle (2) ein Kurbelwellen-Sensorsignal erfasst wird, dass die Nockenwelle (3) über das Übertragungselement (4) derart durch die Kurbelwelle (2) angetrieben und derart relativ zu dem Antriebsteil (6) verdreht wird, dass die Nockenwelle (3) an mindestens zwei voneinander beabstandeten Zeitpunkten jeweils eine Nockenwellen-Referenzlage durchläuft, dass das Durchlaufen der Nockenwellen-Referenzlage jeweils detektiert wird, um der Nockenwellen-Referenzlage anhand des Kurbelwellen-Sensorsignals einen Kurbelwellenwinkelwert zuzuordnen, und dass mit diesen Kurbelwellenwinkelwerten als Messwerten für die Phasenlage der Verschleißwert ermittelt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nockenwelle (3) über die Verstelleinrichtung (8) verdrehbar mit dem Antriebsteil (6) verbunden ist, dass die Verstelleinrichtung (8) derart eingestellt wird, dass sie beim Erfassen der Messwerte für die Phasenlage in einer vorbestimmten Verstelllage angeordnet ist, dass für die Drehlage der Nockenwelle (3) ein Nockenwellen-Sensorsignal erfasst wird, dass die Nockenwelle (3) über das Übertragungselement (4) derart durch die Kurbelwelle (2) angetrieben wird, dass diese an mindestens zwei voneinander beabstandeten Zeitpunkten jeweils eine Kurbelwellen-Referenzlage durchläuft, dass das Durchlaufen der Kurbelwellen-Referenzlage jeweils detektiert wird, um der Kurbelwellen-Referenzlage anhand des Nockenwellen-Sensorsignals einen Nockenwellenwinkelwert zuzuordnen, und dass mit diesen Nockenwellenwinkelwerten als Messwerten für die Phasenlage der Verschleißwert ermittelt wird.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschleißwert mit einem Grenzwert verglichen wird, und dass beim Überschreiten des Grenzwerts ein Fehlerzustand detektiert wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehwinkellage der Nockenwelle (3) derart in Abhängigkeit von dem Verschleißwert relativ zu dem Übertragungselement (4) verstellt wird, dass der Einfluss des Verschleißes des Übertragungselements (4) auf den Phasenwinkel zwischen Nockenwelle (3) und Kurbelwelle (2) zumindest teilweise kompensiert wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Verschleißwerte für unterschiedliche Betriebszustände der Hubkolben-Verbrennungsmaschine (1) ermittelt und zwischengespeichert werden, insbesondere für unterschiedliche Betriebstemperaturen und/oder Kurbelwellendrehzahlen, und dass die Drehwinkellage der Nockenwelle (3) relativ zu dem Übertragungselement (4) vorzugsweise in Abhängigkeit von dem dem jeweiligen Betriebszustand der Hubkolben-Verbrennungsmaschine (1) zugeordneten Verschleißwert verstellt wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtung (8) ein Verstellgetriebe aufweist, das als Dreiwellengetriebe mit einer übertragungselementfesten Antriebwelle, einer nockenwellenfesten Abtriebswelle und einer von einem Elektromotor (9) angetriebenen Verstellwelle ausgebildet ist,
    a) dass ein erstes Kurbelwellen-Drehwinkelmesssignal auf einen Drehwinkelmesssignal-Startwert gesetzt wird,
    b) dass die Kurbelwelle (2) verdreht und bei einem Auftreten einer Zustandsänderung des ersten Kurbelwellen-Sensorsignals das Drehwinkelmesssignal nachgeführt wird,
    c) dass beim Erreichen der Kurbelwellen-Referenzlage in dem Kurbelwellen-Sensorsignal eine Referenzmarke erzeugt wird,
    d) dass beim Auftreten der Referenzmarke ein zweites Drehwinkelmesssignal auf einen der Kurbelwellen-Referenzlage zugeordneten Wert gesetzt wird,
    e) dass das zweite Drehwinkelmesssignal beim Auftreten einer Zustandsänderung des Kurbelwellen-Sensorsignals nachgeführt wird,
    f) dass ein Lagemesssignal auf einen Lagemesssignal-Startwert gesetzt wird,
    g) dass die Verstellwelle verdreht und ein Verstellwellen-Sensorsignal erfasst wird, das bei einer Veränderung der Drehlage der Verstellwelle seinen Zustand ändert,
    h) dass bei einem Auftreten einer Zustandsänderung des Verstellwellen-Sensorsignals das Lagemesssignal nachgeführt wird,
    i) dass beim Erreichen der Nockenwellen-Referenzlage ein Nockenwellen-Referenzsignal erzeugt wird, und
    k) dass die beim Auftreten des Nockenwellen-Referenzsignals jeweils vorliegenden Messwerte des zweiten Drehwinkelmesssignals und des Lagemesssignals bestimmt und mit diesen Messwerten und einer Getriebekenngröße des Dreiwellengetriebes die Messwerte für die Phasenlage ermittelt werden.
  7. Hubkolben-Verbrennungsmaschine (1) mit einer Kurbelwelle (2), mindestens einer Nockenwelle (3) und wenigstens einem diese miteinander verbindenden Übertragungselement (4), insbesondere eine Steuerkette oder ein Zahnriemen, wobei das Übertragungselement (4) über ein Antriebsteil (6), wie z.B. ein Nockenwellenzahnrad, mit der Nockenwelle (3) in Antriebsverbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass die Hubkolben-Verbrennungsmaschine (1) eine Messeinrichtung für die Phasenlage des Antriebsteils (6) relativ zu der Kurbelwelle (2) aufweist, dass die Messeinrichtung mit einem Datenspeicher verbunden ist, der mindestens einen Speicherplatz aufweist, in dem ein Messwert für die Phasenlage abgelegt ist, und dass die Messeinrichtung mit einer Auswerteeinrichtung verbunden ist, die zum Ermitteln eines Verschleißwerts für das Übertragungselement aus mindestens zwei zu unterschiedlichen Zeitpunkten erfassten Phasenlage-Messwerten ausgebildet ist, wobei das Antriebsteil (6) zum Verändern der Phasenlage der Nockenwelle (3) relativ zur Kurbelwelle (2) über eine Verstelleinrichtung (8) verdrehbar und in unterschiedlichen Drehlagen drehfest mit der Nockenwelle (3) verbindbar ist.
  8. Hubkolben-Verbrennungsmaschine (1) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtung (8) als Dreiwellengetriebe mit einer übertragungselementfesten Antriebwelle, einer nockenwellenfesten Abtriebswelle und einer von einem Elektromotor (9) angetriebenen Verstellwelle ausgebildet ist.
  9. Hubkolben-Verbrennungsmaschine (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtung (8) Begrenzungsanschläge zum Begrenzen des Verstellwinkels zwischen der Antriebwelle und der Abtriebswelle aufweist.
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