WO2004081350A1 - Verfahren zum betreiben eines hydraulischen aktors, insbesondere eines gaswechselventils einer brennkraftmaschine - Google Patents

Verfahren zum betreiben eines hydraulischen aktors, insbesondere eines gaswechselventils einer brennkraftmaschine Download PDF

Info

Publication number
WO2004081350A1
WO2004081350A1 PCT/DE2003/003305 DE0303305W WO2004081350A1 WO 2004081350 A1 WO2004081350 A1 WO 2004081350A1 DE 0303305 W DE0303305 W DE 0303305W WO 2004081350 A1 WO2004081350 A1 WO 2004081350A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
actuator
fluid
internal combustion
combustion engine
fluid reservoir
Prior art date
Application number
PCT/DE2003/003305
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Christian Grosse
Hubert Schweiggart
Ulf Pischke
Hermann Gaessler
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
Priority to EP03770900A priority Critical patent/EP1618291B1/de
Priority to JP2004569263A priority patent/JP4500168B2/ja
Priority to US10/547,190 priority patent/US7380528B2/en
Priority to DE50312728T priority patent/DE50312728D1/de
Publication of WO2004081350A1 publication Critical patent/WO2004081350A1/de

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/20—Other details, e.g. assembly with regulating devices
    • F15B15/28—Means for indicating the position, e.g. end of stroke
    • F15B15/2815—Position sensing, i.e. means for continuous measurement of position, e.g. LVDT
    • F15B15/2838—Position sensing, i.e. means for continuous measurement of position, e.g. LVDT with out using position sensors, e.g. by volume flow measurement or pump speed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L9/00—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically
    • F01L9/10—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by fluid means, e.g. hydraulic
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B1/00—Installations or systems with accumulators; Supply reservoir or sump assemblies
    • F15B1/02—Installations or systems with accumulators
    • F15B1/024—Installations or systems with accumulators used as a supplementary power source, e.g. to store energy in idle periods to balance pump load

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a hydraulic actuator, in particular for a gas exchange valve of an internal combustion engine, in which a movement of an actuating element of the actuator is brought about in that a working space of the actuator by means of a valve device with a fluid reservoir, in which hydraulic fluid is stored under pressure, can be connected and separated therefrom, and in which the stroke of the actuating element of the actuator depends on a fluid volume present in the working space.
  • Hydraulic fluid is pumped from a high-pressure pump into a line system in which the hydraulic fluid is stored under very high pressure.
  • An outlet of the work area is also connected to a low pressure area via a 2/2-way valve.
  • Positioning the piston of the hydraulic actuator is not regulated, but can only be controlled.
  • the object of the present invention is to develop a method of the type mentioned at the outset in such a way that the actuating element of the actuator can be positioned as precisely as possible.
  • This object is achieved in a method of the type mentioned at the outset in that, in order to determine a current operating behavior of the actuator, the working space is briefly connected to the fluid reservoir, the corresponding pressure drop in the fluid reservoir is detected, and the corresponding stroke is obtained from the pressure drop using known geometric variables of the actuator is determined, and at least one pair of values consisting of the opening period and the stroke is formed.
  • the determined pair of values can be compared, for example, with a pair of values determined on a test bench or during a previous process run. In this way, signs of aging, changed ambient conditions, and so on, can be recorded and taken into account when controlling the valve devices. It is also possible to output information if the current operating behavior of the actuator has changed in an impermissible manner. This increases the
  • the pressure drop in the fluid reservoir be recorded for different periods during which the working space of the actuator is connected to the fluid reservoir and that a current characteristic curve is formed from the pairs of values determined.
  • the control element of the hydraulic actuator can be positioned very precisely in normal operation without complex control and the cost-intensive installation of a sensor which detects the stroke of the control element of the hydraulic actuator being necessary. The precise positioning of the control element is therefore fundamentally possible without additional hardware and therefore inexpensively.
  • the actuating element can be brought into the initial or the end position simply by the valve device being in the one or the other position for a correspondingly long time.
  • the reaching of the starting and / or the end position of the actuating element can also be detected by means of a knock sensor. This improves the precision of the above-mentioned standardization or calibration.
  • the at least one pair of values be formed taking into account the elasticity module of the hydraulic fluid and / or the elasticity of the fluid reservoir. This also leads to an even higher accuracy of the current characteristic of the hydraulic actuator. It can also be taken into account that the elastic modulus of the hydraulic fluid is temperature and pressure dependent. The elasticity of the fluid reservoir, that is, of its walls, can also change depending on the temperature.
  • the temperature and / or the viscosity of the hydraulic fluid is detected during the determination of the current operating behavior of the actuator and that at least one pair of values for a certain viscosity and / or a certain temperature of the hydraulic fluid is formed.
  • a whole set of pairs of values or characteristic curves can be formed, wherein a pair of values or a characteristic curve only applies to very specific operating or ambient conditions. This also ultimately leads to an even better precision in the positioning of the actuating element of the hydraulic actuator.
  • the response time of the valve device is determined from the beginning of the pressure drop in the fluid reservoir.
  • Response time i.e. the time between the generation of the control signal and the beginning of the pressure drop caused by the movement of the actuating element, is particularly important. This response time can be determined “incidentally" in the method according to the invention and in the
  • the fluid reservoir is fluidly separated from a pressure reservoir and / or a high-pressure pump for supplying the fluid reservoir is switched off.
  • the method according to the invention can in principle also be carried out when a pressure accumulator is connected to the fluid accumulator or a high-pressure pump feeds into the fluid accumulator; in these cases, however, a very complex consideration of the change in shape of the pressure accumulator (for example by means of a path detection on the pressure accumulator) or the delivery rate of the High pressure pump required. This can be dispensed with if, as suggested, the fluid reservoir is simply separated from the pressure reservoir or from the high pressure pump.
  • this improves the accuracy of the method according to the invention, since this measure reduces the volume of the fluid reservoir, which, with appropriate control of the valve device with the same stroke of the actuating element of the hydraulic actuator, leads to a greater pressure drop, which can be measured with greater accuracy ,
  • hydraulic actuator is used to actuate a gas exchange valve of an internal combustion engine, it is advantageous if the current operating behavior after the
  • Fluid storage which supplies the actuator.
  • the user can thus recognize the availability of the correct mode of operation of the hydraulic actuator and thus ultimately of the gas exchange valve, and, if necessary, the operation of the internal combustion engine can be ended automatically or restricted to a safety area in order to avoid damage to the internal combustion engine due to an incorrectly operating gas exchange valve. It goes without saying that monitoring the pressure drop is made easier when a high pressure pump is connected to the fluid reservoir
  • Hydraulic fluid is supplied, switched off or completely separated from the fluid reservoir. The same applies to a pressure accumulator.
  • the invention also relates to a computer program which is programmed to carry out the above method and is stored on a storage medium.
  • the present invention also relates to a control and / or regulating device for an internal combustion engine, which is programmed for use in a method of the above type.
  • the present invention also relates to an internal combustion engine, in particular for a motor vehicle, with a control and / or regulating device which is programmed for use in a method of the above type.
  • Figure 1 is a schematic representation of an internal combustion engine of a motor vehicle
  • Gas exchange valves each of which is actuated by a hydraulic actuator which is connected to a hydraulic system
  • FIG. 2 is a more detailed representation of the hydraulic system of Figure 1;
  • Figure 3 is a flow chart showing a method for
  • Figure 4 is an illustration similar to Figure 2 of an alternative embodiment of a hydraulic system.
  • FIG 5 is a flow chart similar to Figure 3 one
  • an internal combustion engine bears the reference number 10 overall. It serves to drive one Motor vehicle 12, which is shown only symbolically in Figure 1 by a dashed line.
  • the internal combustion engine 10 is a multi-cylinder reciprocating piston internal combustion engine. For reasons of clarity, however, only the essential elements of a single cylinder are shown in FIG. 1.
  • the cylinder shown in FIG. 1 comprises a combustion chamber 14, which is delimited, among other things, by a piston 16. Air is supplied to the combustion chamber 14 via an inflow pipe 18 and a first gas exchange valve 20. The first gas exchange valve 20 is therefore the inlet valve of the combustion chamber 14. The combustion exhaust gases are conducted from the combustion chamber 14 via a second gas exchange valve 22 into an exhaust pipe 24. The second gas exchange valve is therefore an exhaust valve of the combustion chamber 14.
  • the intake valve 20 and the exhaust valve 22 are not actuated by a camshaft, but rather by a hydraulic actuator 26 and 28, respectively.
  • the hydraulic actuator 26 is controlled by a hydraulic system 30, the actuator 28 by a hydraulic system 31, the exact configuration of which is further below in the
  • the hydraulic systems 30 and 31 are in turn controlled by a control device 32.
  • the injector 34 is connected to a fuel system 36.
  • the fuel-air mixture located in the combustion chamber 14 is ignited by a spark plug 38, which from an ignition system 40 is controlled.
  • the elements 38 and 40 can be omitted.
  • the hydraulic systems 30 and 31 are constructed identically. They are now explained using the hydraulic system 30 according to FIG. 2:
  • Hydraulic fluid (not shown) is stored in a reservoir 42.
  • a controllable high-pressure pump 44 which is driven by an electric motor 46, conveys the hydraulic fluid from the reservoir 42 via a check valve 48 into a high-pressure line 50.
  • a pressure accumulator 52 is connected to the high-pressure line 50. This can be, for example, a pressure accumulator with a spring-loaded piston.
  • a pressure sensor 54 detects the pressure in the high-pressure line 50 and transmits corresponding signals to the control unit 32.
  • the hydraulic actuator 26 is a two-way hydraulic cylinder.
  • a piston 58 is movably arranged in a housing 56.
  • Working space 60 A fluid space present between the underside of the piston 58, a piston rod 62 connected to it and the housing 56 forms a second working space 64.
  • a compression spring 66 is clamped between the underside of the piston 58 and the housing 56.
  • Piston rod 62 is connected to inlet valve 20.
  • a storage chamber 68 is present in the high-pressure line 50, which is a collecting line in the sense of a "High pressure rail” forms.
  • the second working space 64 is continuously connected to the high-pressure line 50 or the storage chamber 68 via a branch line 70.
  • a 2/2-way valve 72 Arranged between the storage chamber 68 and the first working space 60 is a 2/2-way valve 72 which is closed in its spring-loaded rest position 74 and opened in its actuated position 76 (the 2/2-way valve 72 is actuated by an electromagnet 78).
  • Working space 64 overall form a fluid reservoir 80, which is closed in the direction of the high-pressure pump 44 by the check valve 48 and can be closed off by the valve 72 to the first working space 60.
  • the first working space 60 is connected to the reservoir 42 via a return line 82.
  • a 2/2-way valve 84 and a check valve 86 are arranged in the return line 82.
  • the 2/2-way valve 84 is open in its spring-loaded rest position 88 and closed in the actuated position 90. It is brought into the closed position 90 by an electromagnet 92.
  • a back and forth movement of the inlet valve 20 is brought about by an alternating actuation of the two solenoid valves 72 and 84.
  • the opening duration of the solenoid valve 72 determines how much hydraulic fluid gets into the working space 60 of the hydraulic actuator 26.
  • the amount of hydraulic fluid present in the first working space 60 in turn determines the position or the stroke of the piston 58 and ultimately also the stroke of the inlet valve 20.
  • a closing of the Intake valve 20 is effected when solenoid valve 72 is closed by opening solenoid valve 84.
  • the solenoid valve 84 is brought into its closed position 90.
  • the solenoid valve 72 is opened for a defined period of time dt and then closed again.
  • the pressure drop 54 in the fluid reservoir 80 is detected by the pressure sensor 54 (block 104). This is saved with the corresponding time period dt as a pair of values dp, dt.
  • a block 106 queries whether the piston 58 has moved to its lower end position in FIG. 2. This is detected by a knock sensor, not shown in Figures 1 and 2. If the answer in block 106 is "no", the solenoid valve 84 is opened in block 108 and then closed again. As a result, the first working space 60 is relieved and the piston 58 returns to its upper starting position in FIG. 2. In a time block 110, the time period dt is increased by a fixed difference value dtl. The system then returns to block 102. With the method shown in FIG.
  • the solenoid valve 72 is thus opened successively over an increasingly longer period of time, so that a correspondingly larger amount of hydraulic fluid flows from the fluid reservoir 80 into the first working space 60 and a correspondingly different pressure drop is detected by the pressure sensor 54. It goes without saying that a pressure drop at the pressure sensor 54 is only determined when the pressure accumulator 52 is blocked, for example. If this is not possible, the change in state of the pressure accumulator 52 would alternatively also have to be recorded.
  • Block 112 in which the quotient of the pressure drop dpa and the corresponding maximum stroke dha between the upper stop and the lower stop of the piston 58 is formed.
  • FIGS. 4 and 5 A second exemplary embodiment of a hydraulic system 30 will now be explained with reference to FIGS. 4 and 5. Elements and areas which have functions equivalent to elements and areas of the exemplary embodiment described in connection with FIGS. 2 and 3 have the same reference symbols. They are not explained in detail again.
  • the hydraulic system 30 shown in FIG. 4 differs from that of FIG. 2 by an additional solenoid valve 118, which is arranged between the check valve 48 and the pressure accumulator 52 on the one hand and the pressure sensor 54 on the other hand.
  • the additional solenoid valve 118 With the additional solenoid valve 118, the fluid reservoir 80 can therefore be separated from the pressure reservoir 52, which facilitates the detection of the pressure drop dp.
  • a temperature sensor 120 and a viscosity sensor 122 are provided, which detect the temperature or the viscosity of the hydraulic fluid present in the fluid reservoir 80 and send corresponding signals to the control unit 32.
  • the current operating behavior of the hydraulic actuator 26 from FIG. 4 is determined by means of a method which is now explained with reference to FIG. 5:
  • the valve 118 in the method shown in FIG. 5 is also de-energized in block 100.
  • this results in the pressure accumulator 52 being separated from the fluid accumulator 80, and the high-pressure pump 44 is also separated from the fluid accumulator 80. This can therefore continue if necessary while the method shown in FIG. 5 is being carried out.
  • the valve 72 is opened during a same period of time dtl during several process loops. So it is gradually opened up.
  • a counter n is incremented by 1, and in block 124 it is queried whether the counter n is greater than a limit value G.
  • the number of measurement processes is therefore limited to a fixed value by the limit value G.
  • the valve 72 is opened for a period dt2 which is so long that the piston 58 definitely reaches its lower end position in FIG. 4. A detection of this process by means of a knock sensor is therefore not necessary here.
  • the methods specified in FIGS. 3 and 5 are preferably initiated by the control device 32 immediately after the internal combustion engine 10 has been switched off.
  • the control unit 32 knows the position of the pistons 16 of the individual cylinders of the internal combustion engine 10, and The method shown in FIGS. 3 and 5 is only carried out for those cylinders in which it is ensured that there can be no collision between the inlet valve 22 and the corresponding piston 16 or with other valves. If the method is carried out with a certain regularity after the internal combustion engine has been switched off, it is nevertheless ensured that the current operating behavior of the hydraulic actuators 26 of the intake valves 20 of all cylinders is known. However, that is also possible
  • the current operating behavior of the hydraulic actuators 28 of the exhaust valves 22 is also determined in an analogous manner. It may also be necessary to take into account that there may be collisions between the intake valve 20 and the exhaust valve 22 of a cylinder. If the methods recorded in FIGS. 3 and 5 are carried out repeatedly, mean values can also be formed, for example, over the last three method sequences, in order to improve the accuracy of the method result. Furthermore, the response time of the solenoid valve 72 can be determined from the beginning of the pressure drop dp in the fluid reservoir 80.
  • the method described above is used in internal combustion engines with intake manifold injection and in diesel internal combustion engines.
  • valve 118 in an operating phase in which the outlet valve 20 is at rest, valve 118 is closed and the development of the pressure in fluid reservoir 80 is monitored. If the pressure drop is too great within a certain period of time, a message is issued. This can consist of an entry in a fault memory, or a warning display for the user of the internal combustion engine 10 can light up. In such a case, it is also conceivable to shut down the internal combustion engine 10 completely or to permit only restricted safety operation in order to avoid further damage to the internal combustion engine 10.

Abstract

Bei einem hydraulischen Aktor (26) wird eine Bewegung eines Stellelements ((58) des Aktors (26) dadurch bewirkt, dass ein Arbeitsraum (60) des Aktors (26) mittels einer Ventileinrichtung (72) mit einem Fluidspeicher (80), in dem Hydraulikfluid unter Druck gespeichert ist, verbunden und von diesem getrennt werden kann. Der Hub des Stellelements (58) des Aktors (26) hängt von einem im Arbeitsraum (60) vorhandenen Fluidvolumen ab. Es wird vorgeschlagen, dass zum Ermitteln eines aktuellen Betriebsverhaltens des Aktors (26) der Arbeitsraum (60) kurzzeitig mit dem Fluidspeicher (80) verbunden, der entsprechende Druckabfall im Fluidspeicher (80) erfasst, und aus dem Druckabfall unter Verwendung bekannter geometrischer Grössen des Aktors (26) der entsprechende Hub ermittelt wird.

Description

Verfahren zum Betreiben eines hydraulischen Aktors, insbesondere eines Gaswechselventils einer Brennkraftmaschine
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines hydraulischen Aktors, insbesondere für ein Gaswechselventil einer Brennkraftmaschine, bei dem eine Bewegung eines Stellelements des Aktors dadurch bewirkt wird, dass ein Arbeitsraum des Aktors mittels einer Ventileinrichtung mit einem Fluidspeicher, in dem Hydraulikfluid unter Druck gespeichert ist, verbunden und von diesem getrennt werden kann, und bei dem der Hub des Stellelements des Aktors von einem im Arbeitsraum vorhandenen Fluidvolumen abhängt.
Ein solches Verfahren ist beispielsweise aus der DE 198 26 047 AI bekannt. Diese beschreibt eine Vorrichtung zur
Steuerung eines Gaswechselventils einer Brennkraftmaschine und das entsprechende Betriebsverfahren. Dabei wird Hydraulikfluid von einer Hochdruckpumpe in ein Leitungssystem gepumpt, in dem das Hydraulikfluid unter sehr hohem Druck gespeichert ist. Ein Arbeitsraum eines Hydraulikzylinders, dessen Kolben mit einem Ventilelement eines Gaswechselventils einer Brennkraftmaschine verbunden ist, ist über ein 2/2-Wegeventil mit dem Fluidspeicher verbunden. Ein Auslass des Arbeitsraums ist ebenfalls über ein 2/2-Wegeventil mit einem Niederdruckbereich verbunden. Je nach Ventilstellung herrscht in dem Arbeitsraum des hydraulischen Aktors ein hoher oder ein niedriger Druck, und ist im Arbeitsraum ein entsprechendes Fluidvolumen vorhanden, welches die Stellung des Kolbens beeinflusst.
Der Vorteil eines derartigen Gaswechselventils liegt darin, dass es unabhängig von einer Stellung einer Nockenwelle der Brennkraftmaschine angesteuert werden kann. Aus Kostengründen wird auf eine Erfassung der aktuellen Kolbenstellung verzichtet. Dies hat zur Folge, dass die
Positionierung des Kolbens des hydraulischen Aktors nicht geregelt, sondern nur gesteuert werden kann.
Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, ein Verfahren der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass das Stellelement des Aktors möglichst präzise positioniert werden kann.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass zum Ermitteln eines aktuellen Betriebsverhaltens des Aktors der Arbeitsraum kurzzeitig mit dem Fluidspeicher verbunden, der entsprechende Druckabfall im Fluidspeicher erfasst, und aus dem Druckabfall unter Verwendung bekannter geometrischer Größen des Aktors der entsprechende Hub ermittelt wird, und mindestens ein aus Öffnungszeitraum und Hub bestehendes Wertepaar gebildet wird.
Vorteile der Erfindung Das ermittelte Wertepaar kann beispielsweise mit einem auf einem Prüfstand oder bei einem vorhergehenden Verfahrensdurchlauf ermittelten Wertepaar verglichen werden. Auf diese Weise können Alterungserscheinungen, veränderte ümgebungsbedingungen, und so weiter, erfasst und bei der Ansteuerung der Ventileinrichtungen berücksichtigt werden. Auch ist die Ausgabe einer Information möglich, wenn das aktuelle Betriebsverhalten des Aktors sich unzulässiger Weise verändert hat. Dies erhöht die
Sicherheit im Betrieb des Aktors, da Gegenmaßnahmen ermöglicht werden, noch bevor der Betrieb des Aktors zu einem Schaden führen kann.
Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in Unteransprüchen angegeben.
In einer ersten vorteilhaften Weiterbildung wird vorgeschlagen, dass der Druckabfall im Fluidspeicher für verschiedene Zeiträume, während denen der Arbeitsraum des Aktors mit dem Fluidspeicher verbunden ist, erfasst und aus den ermittelten Wertepaaren eine aktuelle Kennlinie gebildet wird. Das Stellelement des hydraulischen Aktors kann in diesem Falle im Normalbetrieb sehr präzise positioniert werden, ohne dass eine komplexe Regelung und die kostenintensive Installation eines Sensors, welcher den Hub des Stellelements des hydraulischen Aktors erfasst, erforderlich ist. Die präzise Positionierung des Stellelements ist daher grundsätzlich ohne zusätzliche Hardware und daher preiswert möglich.
Besonders bevorzugt wird auch jene Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei welcher das Stellelement aus einer bekannten Anfangslage in eine bekannte Endlage gebracht, der entsprechende Druckabfall im Fluidspeicher erfasst, und mit Hilfe des erfassten Druckabfalls und des Hubs zwischen Anfangslage und Endlage das ermittelte mindestens eine Wertepaar normiert wird. Durch dieses Verfahren können Messungenauigkeiten eliminiert und die Präzision der Kennlinie des hydraulischen Aktors nochmals verbessert werden. Durch den bei dieser Weiterbildung zusätzlich vorgesehenen Verfahrensschritt wird das eigentliche Verfahren, mit dem mindestens ein Wertepaar ermittelt wird, sozusagen kalibriert.
Das Stellelement kann in die Anfangs- beziehungsweise in die Endlage einfach dadurch gebracht werden, dass die Ventileinrichtung entsprechend lange in der einen oder in der anderen Position ist. Alternativ oder zusätzlich kann das Erreichen der Anfangs- und/oder der Endlage des Stellelements aber auch mittels eines Klopfsensors erfasst werden. Hierdurch wird die Präzision der oben genannten Normierung beziehungsweise Kalibrierung verbessert.
Vorgeschlagen wird auch, dass das mindestens eine Wertepaar unter Berücksichtigung des Elastizitätsmoduls des Hydraulikfluids und/oder der Elastizität des Fluidspeichers gebildet wird. Auch dies führt zu einer nochmals höheren Genauigkeit der aktuellen Kennlinie des hydraulischen Aktors. Dabei kann zusätzlich auch noch berücksichtigt werden, dass der Elastizitätsmodul des Hydraulikfluids temperatur- und druckabhängig ist. Auch die Elastizität des Fluidspeichers, also von dessen Wänden, kann sich vor allem abhängig von der Temperatur verändern.
In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird auch angegeben, dass die Temperatur und/oder die Viskosität des Hydraulikfluids während der Ermittlung des aktuellen Betriebsverhaltens des Aktors erfasst und das mindestens eine Wertepaar für eine bestimmte Viskosität und/oder eine bestimmte Temperatur des Hydraulikfluids gebildet wird. Auf diese Weise kann also ein ganzer Satz von Wertepaaren beziehungsweise Kennlinien gebildet werden, wobei jeweils ein Wertepaar beziehungsweise eine Kennlinie nur für ganz bestimmte Betriebs- beziehungsweise Umgebungsbedingungen gilt. Auch dies führt letztlich zu einer nochmals besseren Präzision bei der Positionierung des Stellelements des hydraulischen Aktors.
Günstig ist auch, wenn die Ansprechzeit der Ventileinrichtung aus dem Beginn des Druckabfalls im Fluidspeicher ermittelt wird. Für die Genauigkeit der Positionierung des Stellelements des hydraulischen Aktors, insbesondere für die zeitliche Genauigkeit, ist die
Ansprechzeit, also die Zeit zwischen der Erzeugung des Ansteuersignais und dem Beginn des durch die Bewegung des Stellelements verursachten Druckabfalls, besonders wichtig. Diese Ansprechzeit kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren sozusagen "nebenbei" ermittelt werden und bei der
Ansteuerung der Ventileinrichtung im normalen Betrieb des hydraulischen Aktors berücksichtigt werden.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn zum Ermitteln des aktuellen Betriebsverhaltens des hydraulischen Aktors der Fluidspeicher von einem Druckspeicher fluidisch getrennt und/oder eine Hochdruckpumpe zur Versorgung des Fluidspeichers ausgeschaltet wird. Zwar ist das erfindungsgemäße Verfahren grundsätzlich auch dann durchführbar, wenn ein Druckspeicher mit dem Fluidspeicher verbunden ist beziehungsweise eine Hochdruckpumpe in den Fluidspeicher fördert; in diesen Fällen ist jedoch eine recht komplexe Berücksichtigung der Formänderung des Druckspeichers (beispielsweise mittels einer Wegerfassung am Druckspeicher) beziehungsweise der Förderleistung der Hochdruckpumpe erforderlich. Auf diese kann verzichtet werden, wenn, wie vorgeschlagen, der Fluidspeicher von dem Druckspeicher beziehungsweise von der Hochdruckpumpe einfach getrennt wird. Darüber hinaus wird hierdurch die Genauigkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens verbessert, da durch diese Maßnahme das Volumen des Fluidspeichers verkleinert wird, was bei einer entsprechenden Ansteuerung der Ventileinrichtung bei gleichem Hub des Stellelements des hydraulischen Aktors zu einem größeren Druckabfall führt, der mit höherer Genauigkeit gemessen werden kann.
Wenn der hydraulische Aktor zur Betätigung eines Gaswechselventils einer Brennkraftmaschine zum Einsatz kommt, ist es vorteilhaft, wenn das aktuelle Betriebsverhalten nach dem Abschalten der
Brennkraftmaschine oder während eines Schubbetriebs der Brennkraftmaschine ermittelt wird. In diesem Fall kann das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden, ohne dass der Normalbetrieb der Brennkraftmaschine beeinträchtigt wird.
Grundsätzlich rauss aber immer berücksichtigt werden, dass die Ansteuerung des hydraulischen Aktors zur Ermittlung der aktuellen Kennlinie so erfolgt, dass das entsprechende Gaswechselventil weder mit einem Kolben der
Brennkraftmaschine noch mit einem anderen Gaswechselventil kollidiert. Beispielsweise während des Schubbetriebs ist daher auch eine Ansteuerung des hydraulischen Aktors nur in einem Teilhubbereich denkbar. Bei einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine kann es daher möglich sein, dass mehrere Abschaltphasen erforderlich sind, um das aktuelle Betriebsverhalten der Aktoren aller Gaswechselventile zu ermitteln. Ferner kann vorgesehen werden, dass bei ruhendem hydraulischem Aktor der Druck im Fluidspeicher erfasst und bei einem unzulässigen Druckabfall eine Meldung ausgegeben wird. Dies ermöglicht die Überprüfung der Dichtigkeit bzw. der Leckage des hydraulischen Systems bzw. des
Fluidspeichers, welcher den Aktor versorgt. Der Benutzer kann somit die Verfügbarkeit der ordnungsgemäßen Betriebsweise des hydraulischen Aktors und somit letztlich des Gaswechselventils erkennen, und gegebenenfalls kann automatisch der Betrieb der Brennkraftmaschine beendet oder auf einen Sicherheitsbereich beschränkt werden, um Schäden an der Brennkraftmaschine aufgrund eines nicht korrekt arbeitenden Gaswechselventils zu vermeiden. Es versteht sich, dass die Überwachung des Druckabfalls erleichtert wird, wenn eine Hochdruckpumpe, die den Fluidspeicher mit
Hydraulikfluid versorgt, ausgeschaltet oder vollständig vom Fluidspeicher getrennt ist. Analoges gilt auch für einen Druckspeicher .
Die Erfindung betrifft auch ein Computerprogramm, welches zur Durchführung des obigen Verfahrens programmiert und auf einem Speichermedium gespeichert ist.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Steuer- und/oder Regelgerät für eine Brennkraftmaschine, welches zur Anwendung in einem Verfahren der obigen Art programmiert ist.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch eine Brennkraftmaschine, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Steuer- und/oder Regelgerät, welches zur Anwendung in einem Verfahren der obigen Art programmiert ist. Zeichnung
Nachfolgend werden besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert.
In der Zeichnung zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs mit
Gaswechselventilen, welche jeweils von einem hydraulischen Aktor betätigt werden, der an ein Hydrauliksystem angeschlossen ist;
Figur 2 eine genauere Darstellung des Hydrauliksystems von Figur 1;
Figur 3 ein Flussdiagramm, welches ein Verfahren zum
Betreiben des hydraulischen Aktors von Figur 1 zeigt;
Figur 4 eine Darstellung ähnlich Figur 2 eines alternativen Ausführungsbeispiels eines hydraulischen Systems; und
Figur 5 ein Flussdiagramm ähnlich Figur 3 eines
Verfahrens zum Betreiben des hydraulischen Aktors von Figur 1 mit dem hydraulischen System von Figur 4.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In Figur 1 trägt eine Brennkraftmaschine insgesamt das Bezugszeichen 10. Sie dient zum Antrieb eines Kraftfahrzeugs 12, welches in Figur 1 nur symbolisch durch eine gestrichelte Linie dargestellt ist. Bei der Brennkraftmaschine 10 handelt es sich um eine mehrzylindrige Hubkolben-Brennkraftmaschine. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind in Figur 1 jedoch nur die wesentlichen Elemente eines einzigen Zylinders dargestellt.
Der in Figur 1 gezeigte Zylinder umfasst einen Brennraum 14, der unter anderem von einem Kolben 16 begrenzt wird. Luft wird dem Brennraum 14 über ein Zuströmrohr 18 und ein erstes Gaswechselventil 20 zugeführt. Bei dem ersten Gaswechselventil 20 handelt es sich also um das Einlassventil des Brennraums 14. Die Verbrennungsabgase werden aus dem Brennraum 14 über ein zweites Gaswechselventil 22 in ein Abgasrohr 24 geleitet. Bei dem zweiten Gaswechselventil handelt es sich also um ein Auslassventil des Brennraums 14.
Das Einlassventil 20 und das Auslassventil 22 werden bei der in Figur 1 dargestellten Brennkraftmaschine 10 nicht von einer Nockenwelle, sondern jeweils von einem hydraulischen Aktor 26 beziehungsweise 28 betätigt. Der hydraulische Aktor 26 wird von einem hydraulischen System 30, der Aktor 28 von einem hydraulischen System 31 angesteuert, deren genaue Ausgestaltung weiter unten im
Detail erläutert ist. Die hydraulischen Systeme 30 und 31 werden wiederum von einem Steuergerät 32 gesteuert.
Kraftstoff gelangt in den Brennraum 14 der Brennkraftmaschine 10 über einen Injektor 34, welcher den Kraftstoff direkt in den Brennraum 14 einspritzt. Der Injektor 34 ist mit einem KraftstoffSystem 36 verbunden. Entzündet wird das sich im Brennraum 14 befindende Kraftstoff-Luftgemisch von einer Zündkerze 38, welche von einem Zündsystem 40 angesteuert wird. Bei einer Diesel- Brennkraftmaschine können die Elemente 38 und 40 entfallen.
Die hydraulischen Systeme 30 und 31 sind identisch aufgebaut. Sie werden nun anhand des hydraulischen Systems 30 gemäß Figur 2 erläutert:
In einem Vorratsbehälter 42 wird Hydraulikfluid (nicht dargestellt) bevorratet. Eine regelbare Hochdruckpumpe 44, welche von einem Elektromotor 46 angetrieben wird, fördert das Hydraulikfluid aus dem Vorratsbehälter 42 über ein Rückschlagventil 48 in eine Hochdruckleitung 50. An die Hochdruckleitung 50 ist ein Druckspeicher 52 angeschlossen. Bei diesem kann es sich beispielsweise um einen Druckspeicher mit einem federbelasteten Kolben handeln. Ein Drucksensor 54 erfasst den Druck in der Hochdruckleitung 50 und übermittelt entsprechende Signale an das Steuergerät 32.
Bei dem hydraulischen Aktor 26 handelt es sich um einen Zwei-Wege-Hydraulikzylinder. In einem Gehäuse 56 ist ein Kolben 58 beweglich angeordnet. Ein zwischen der Oberseite des Kolbens 58 ("oben" und "unten" bezieht sich hier und nachfolgend nur auf die Darstellung in den Figuren) und dem Gehäuse 56 vorhandener Fluidraum bildet einen ersten
Arbeitsraum 60. Ein zwischen der Unterseite des Kolbens 58, einer mit diesem verbundenen Kolbenstange 62 und dem Gehäuse 56 vorhandener Fluidraum bildet einen zweiten Arbeitsraum 64. Zwischen der Unterseite des Kolbens 58 und dem Gehäuse 56 ist eine Druckfeder 66 verspannt. Die
Kolbenstange 62 ist mit dem Einlassventil 20 verbunden.
Zwischen dem hydraulischen Aktor 26 und dem Drucksensor 54 ist in der Hochdruckleitung 50 eine Speicherkammer 68 vorhanden, welche eine Sammelleitung im Sinne eines "Hochdruckrail" bildet. Der zweite Arbeitsraum 64 ist über eine Zweigleitung 70 ständig mit der Hochdruckleitung 50 beziehungsweise der Speicherkammer 68 verbunden. Zwischen der Speicherkammer 68 und dem ersten Arbeitsraum 60 ist ein 2/2-Wegeventil 72 angeordnet, welches in seiner federbelasteten Ruhestellung 74 geschlossen und in seiner betätigten Stellung 76 geöffnet ist (das 2/2-Wegeventil 72 wird von einem Elektromagnet 78 betätigt) . Die Hochdruckleitung 50, der Druckspeicher 52, die Speicherkammer 68, die Zweigleitung 70 und der zweite
Arbeitsraum 64 bilden insgesamt einen Fluidspeicher 80, der in Richtung zur Hochdruckpumpe 44 hin durch das Rückschlagventil 48 abgeschlossen ist und zum ersten Arbeitsraum 60 hin durch das Ventil 72 abgeschlossen werden kann.
Der erste Arbeitsraum 60 ist über eine Rücklaufleitung 82 mit dem Vorratsbehälter 42 verbunden. In der Rücklaufleitung 82 sind ein 2/2-Wegeventil 84 und ein Rückschlagventil 86 angeordnet. Das 2/2-Wegeventil 84 ist in seiner federbelasteten Ruhestellung 88 geöffnet und in der betätigten Stellung 90 geschlossen. In die Schließstellung 90 wird es von einem Elektromagnet 92 gebracht .
Im Normalbetrieb der Brennkraftmaschine wird eine Hin- und Herbewegung des Einlassventils 20 durch eine alternierende Betätigung der beiden Magnetventile 72 und 84 bewirkt. Bei geschlossenem Magnetventil 84 wird durch die Öffnungsdauer des Magnetventils 72 bestimmt, wie viel Hydraulikfluid in den Arbeitsraum 60 des hydraulischen Aktors 26 gelangt. Die Menge des im ersten Arbeitsraum 60 vorhandenen Hydraulikfluids wiederum bestimmt die Position beziehungsweise den Hub des Kolbens 58 und letztlich also auch den Hub des Einlassventils 20. Ein Schließen des Einlassventils 20 wird bei geschlossenem Magnetventil 72 durch ein Öffnen des Magnetventils 84 bewirkt.
Um das aktuelle Betriebsverhalten des hydraulischen Aktors 26 zu ermitteln, wird gemäß einem Verfahren vorgegangen, welches als Computerprogramm auf einem Speicher 94 des Steuergeräts 32 abgespeichert ist. Das Verfahren wird nun unter Bezugnahme auf Figur 3 erläutert:
Nach einem Startblock 96 wird in einem Block 98 die
Hochdruckpumpe 44 ausgeschaltet. Im gleichen Block 98 werden die Magnete 78 und 92 der beiden Magnetventile 72 und 84 stromlos geschaltet. Das Magnetventil 72 ist also geschlossen, wohingegen das Magnetventil 84 geöffnet ist. Der Kolben 58 wird hierdurch in seine in Figur 2 obere
Endlage gedrückt. Dann wird im Block 100 das Magnetventil 84 in seine geschlossene Stellung 90 gebracht. In einem Block 102 wird das Magnetventil 72 während eines definierten Zeitraums dt geöffnet und dann wieder geschlossen. Vom Drucksensor 54 wird dabei der Druckabfall dp im Fluidspeicher 80 erfasst (Block 104). Dieser wird mit dem entsprechenden Zeitraum dt als Wertepaar dp, dt abgespeichert .
In einem Block 106 wird abgefragt, ob sich der Kolben 58 bis in seine in Figur 2 untere Endlage bewegt hat. Dies wird von einem in den Figuren 1 und 2 nicht dargestellten Klopfsensor erfasst. Ist die Antwort im Block 106 "nein", wird im Block 108 das Magnetventil 84 geöffnet und dann wieder geschlossen. Hierdurch wird der erste Arbeitsraum 60 entlastet und der Kolben 58 gelangt wieder in seine in Figur 2 obere Ausgangsstellung. In einem Zeitblock 110 wird der Zeitraum dt um einen festen Differenzwert dtl erhöht. Es erfolgt dann ein Rücksprung zum Block 102. Mit dem in Figur 3 dargestellten Verfahren wird das Magnetventil 72 also sukzessive während eines immer längeren Zeitraums geöffnet, so dass eine entsprechend größere Menge von Hydraulikfluid aus dem Fluidspeicher 80 in den ersten Arbeitsraum 60 strömt und ein entsprechend anderer Druckabfall vom Drucksensor 54 erfasst wird. Dabei versteht es sich, dass ein Druckabfall am Drucksensor 54 nur dann festgestellt wird, wenn der Druckspeicher 52 beispielsweise blockiert wird. Ist dies nicht möglich, müsste alternativ auch die Zustandsänderung des Druckspeichers 52 erfasst werden.
Die Verfahrensschleife wird so lange durchlaufen, bis der Kolben 58 an seinem in Figur 2 unteren Anschlag angelangt ist. In diesem Fall erfolgt vom Block 106 ein Sprung zum
Block 112, in dem der Quotient aus Druckabfall dpa und dem entsprechenden Maximalhub dha zwischen oberem Anschlag und unterem Anschlag des Kolbens 58 gebildet wird.
Im Block 114 werden aus den abgespeicherten
Druckdifferenzen dp die entsprechenden Hübe des Kolbens 58 berechnet. Dies geschieht gemäß der Formel
V0 * dp dh = JOIL dA
In der obigen Formel ist dh der Hub des Kolbens 58, V0 das ursprüngliche Volumen im Fluidspeicher 80 vor Öffnen des Magnetventils 72, dp der vom Drucksensor 54 erfasste Druckabfall, Eon, der Elastizitätsmodul des Hydraulikfluids, und dA die Differenz zwischen der oberen und der unteren Begrenzungsfläche des Kolbens 58. Auf diese Weise werden Wertepaare dp,dh gebildet, aus denen weiter im Block 114 eine Kennlinie dh = f (dt) gebildet wird. Diese Kennlinie verknüpft den Hub dh des Kolbens 58 mit der entsprechenden Öffnungsdauer dt des Magnetventils 72. Diese Kennlinie wird dann im Normalbetrieb zur Ansteuerung des Magnetventils 72 verwendet, um einen bestimmten gewünschten Hub zu erreichen. Die Wertepaare dp,dh werden dabei anhand des im Block 112 gebildeten Quotienten dpa/dha normiert beziehungsweise kalibriert.
Nun wird unter Bezugnahme auf die Figuren 4 und 5 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Hydrauliksystems 30 erläutert. Dabei tragen solche Elemente und Bereiche, welche äquivalente Funktionen zu Elementen und Bereichen des im Zusammenhang mit den Figuren 2 und 3 beschriebenen Ausführungsbeispieles aufweisen, die gleichen Bezugszeichen. Sie sind nicht nochmals im Detail erläutert.
Zunächst unterscheidet sich das in Figur 4 gezeigte Hydrauliksystem 30 von jenem der Figur 2 durch ein zusätzliches Magnetventil 118, welches zwischen einerseits dem Rückschlagventil 48 und dem Druckspeicher 52 und andererseits dem Drucksensor 54 angeordnet ist. Mit dem zusätzlichen Magnetventil 118 kann also der Fluidspeicher 80 vom Druckspeicher 52 getrennt werden, was die Erfassung des Druckabfalls dp erleichtert. Ferner sind bei dem in Figur 4 dargestellten hydraulischen System 30 ein Temperatursensor 120 und ein Viskositätssensor 122 vorgesehen, welche die Temperatur beziehungsweise die Viskosität des im Fluidspeicher 80 vorhandenem Hydraulikfluids erfassen und entsprechende Signale an das Steuergerät 32 leiten.
Das aktuelle Betriebsverhalten des hydraulischen Aktors 26 von Figur 4 wird mittels eines Verfahrens bestimmt, welches nun unter Bezugnahme auf Figur 5 erläutert wird: Im Gegensatz zu dem Verfahren von Figur 3 wird bei dem in Figur 5 dargestellten Verfahren im Block 100 auch das Ventil 118 stromlos geschaltet. Hierdurch wird, wie bereits oben ausgeführt wurde, der Druckspeicher 52 vom Fluidspeicher 80 getrennt, und auch die Hochdruckpumpe 44 wird vom Fluidspeicher 80 getrennt. Diese kann also gegebenenfalls weiterlaufen, während das in Figur 5 dargestellte Verfahren durchgeführt wird.
Im Block 102 wird während mehrerer Verfahrensschleifen das Ventil 72 während eines gleichen Zeitraums dtl geöffnet. Es wird also stufenweise immer weiter aufgemacht. Im Block 110 wird ein Zähler n jeweils um 1 inkrementiert , und im Block 124 wird abgefragt, ob der Zähler n größer als ein Grenzwert G ist. Die Anzahl der Messvorgänge wird also durch den Grenzwert G auf einen festen Wert beschränkt. Im Block 106 wird das Ventil 72 während eines Zeitraums dt2 geöffnet, welcher so lang ist, dass der Kolben 58 auf jeden Fall in seine in Figur 4 untere Endposition gelangt. Eine Erfassung dieses Vorgangs mittels eines Klopfsensors ist hier also nicht erforderlich. Im Block 114 wird die Kennlinie dh = f (dt) bestimmt und für die vom Temperatursensor 120 erfasste Temperatur templ und die vom Viskositätssensor 122 erfasste Viskosität viscl des Hydraulikfluids abgelegt. Wenn das Verfahren von Figur 5 bei unterschiedlichen Umgebungsbedingungen durchlaufen wird, wird so ein Satz von Kennlinien geschaffen, welche jeweils speziell für bestimmte Umgebungsbedingungen geeignet sind.
Die in den Figuren 3 und 5 angegebenen Verfahren werden vorzugsweise unmittelbar nach dem Ausschalten der Brennkraftmaschine 10 vom Steuergerät 32 initiiert. Dabei ist dem Steuergerät 32 die Stellung der Kolben 16 der einzelnen Zylinder der Brennkraftmaschine 10 bekannt, und es wird das in den Figuren 3 beziehungsweise 5 dargestellte Verfahren nur für jene Zylinder durchgeführt, bei denen sichergestellt ist, dass es zu keiner Kollision zwischen dem Einlassventil 22 und dem entsprechenden Kolben 16 oder mit anderen Ventilen kommen kann. Wenn das Verfahren mit einer gewissen Regelmäßigkeit nach dem Abschalten der Brennkraftmaschine durchgeführt wird, ist dennoch sichergestellt, dass das aktuelle Betriebsverhalten der hydraulischen Aktoren 26 der Einlassventile 20 aller Zylinder bekannt ist. Möglich ist allerdings auch die
Durchführung des Verfahrens während eines Schubbetriebs der Kraftfahrzeugs, solange gewährleistet ist, dass es zu keinen Kollisionen zwischen dem Kolben und dem entsprechenden Gaswechselventil kommt.
Im Übrigen wird in analoger Weise auch das aktuelle Betriebsverhalten der hydraulischen Aktoren 28 der Auslassventile 22 ermittelt. Dabei muss gegebenenfalls auch berücksichtigt werden, dass es zu Kollisionen zwischen dem Einlassventil 20 und dem Auslassventil 22 eines Zylinders kommen kann. Bei einer wiederholten Durchführung der in den Figuren 3 und 5 aufgezeichneten Verfahren können auch Mittelwerte beispielsweise über die drei letzten Verfahrensabläufe gebildet werden, um so die Genauigkeit des Verfahrensergebnisses zu verbessern. Ferner kann die Ansprechzeit des Magnetventils 72 aus dem Beginn des Druckabfalls dp im Fluidspeicher 80 ermittelt werden.
In hier nicht dargestellten Ausführungsbeispielen wird das oben beschriebene Verfahren bei Brennkraftmaschinen mit Saugrohreinspritzung und bei Diesel-Brennkraftmaschinen eingesetzt .
Ebenfalls in einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel, in einer Betriebsphase, in der das Auslassventil 20 ruht, wird das Ventil 118 geschlossen und die Entwicklung des Drucks im Fluidspeicher 80 überwacht. Bei einem zu starken Druckabfall in einem bestimmten Zeitraum wird eine Meldung ausgegeben. Diese kann in einem Eintrag in einen Fehlerspeicher bestehen, oder es kann eine Warnanzeige für den Benutzer der Brennkraftmaschine 10 aufleuchten. Denkbar ist auch, in einem solchen Fall die Brennkraftmaschine 10 ganz still zu legen oder nur noch einen eingeschränkten Sicherheitsbetrieb zuzulassen, um einen weiteren Schaden an der Brennkraftmaschine 10 zu vermeiden.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Betreiben eines hydraulischen Aktors (26) , insbesondere für ein Gaswechselventil (20) einer Brennkraftmaschine (10), bei dem eine Bewegung eines
Stellelements (58) des Aktors (26) dadurch bewirkt wird, dass ein Arbeitsraum (60) des Aktors (26) mittels einer Ventileinrichtung (72) mit einem Fluidspeicher (80) , in dem Hydraulikfluid unter Druck gespeichert ist, verbunden und von diesem getrennt werden kann, und bei dem der Hub (dh) des Stellelements (58) des Aktors (26) von einem im Arbeitsraum (60) vorhandenen Fluidvolumen abhängt, dadurch gekennzeichnet, dass zum Ermitteln eines aktuellen Betriebsverhaltens des Aktors (26) der Arbeitsraum (60) kurzzeitig mit dem Fluidspeicher (80) verbunden, der entsprechende Druckabfall (dp) im Fluidspeicher (80) erfasst, aus dem Druckabfall (dp) unter Verwendung bekannter geometrischer Größen (dA, V0) des Aktors (26) der entsprechende Hub (dh) ermittelt, und mindestens ein aus OffnungsZeitraum (dt) und Hub (dh) bestehendes Wertepaar gebildet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckabfall (dp) im Fluidspeicher (80) für verschiedene Zeiträume (dt) , während denen der Arbeitsraum (60) des Aktors (26) mit dem Fluidspeicher (80) verbunden ist, erfasst und aus den ermittelten Wertepaaren (dp, dt) eine aktuelle Kennlinie gebildet wird.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellelement (58) aus einer bekannten Anfangslage in eine bekannte Endlage gebracht, der entsprechende Druckabfall (dpa) im Fluidspeicher (80) erfasst, und mit Hilfe des erfassten Druckabfalls (dpa) und des Hubs (dha) zwischen Anfangslage und Endlage das ermittelte mindestens eine Wertepaar normiert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Erreichen der Anfangs- und/oder der Endlage des Stellelements (58) mittels eines Klopfsensors erfasst wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Wertepaar unter Berücksichtigung des Elastizitätsmoduls (Eon,) des Hydraulikfluids und/oder der Elastizität des Fluidspeichers (80) gebildet wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur (templ) und/oder die Viskosität (viscl) des Hydraulikfluids während der Ermittlung des aktuellen Betriebsverhaltens des Aktors (26) erfasst und das mindestens eine Wertepaar für eine bestimmte Viskosität (viscl) und/oder eine bestimmte Temperatur (templ) des Hydraulikfluids gebildet wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansprechzeit der Ventileinrichtung (72) aus dem Beginn des Druckabfalls (dp) im Fluidspeicher (80) ermittelt wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Ermitteln des aktuellen Betriebsverhaltens des hydraulischen Aktors (26) der Fluidspeicher (80) von einem Druckspeicher (62) fluidisch getrennt und/oder eine Hochdruckpumpe (44) zur Versorgung des Fluidspeichers (80) ausgeschaltet wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das aktuelle Betriebsverhalten des Aktors (26) eines Gaswechselventils (20) einer Brennkraftmaschine (10) nach dem Abschalten der Brennkraftmaschine (10) und/oder während eines Schubbetriebs der Brennkraftmaschine (10) ermittelt wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei ruhendem hydraulischem Aktor (26) der Druck im Fluidspeicher (80) erfasst und bei einem unzulässigen Druckabfall eine Meldung ausgegeben wird.
11. Computerprogramm, dadurch gekennzeichnet, dass es zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche programmiert ist.
12. Steuer- und/oder Regelgerät (32) für eine Brennkraftmaschine (10), dadurch gekennzeichnet, dass es zur Anwendung in einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 programmiert ist.
13. Brennkraftmaschine (10), insbesondere für ein
Kraftfahrzeug (12), mit einem Steuer- und/oder Regelgerät (32) , welches zur Anwendung in einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 programmiert ist.
PCT/DE2003/003305 2003-03-10 2003-10-06 Verfahren zum betreiben eines hydraulischen aktors, insbesondere eines gaswechselventils einer brennkraftmaschine WO2004081350A1 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP03770900A EP1618291B1 (de) 2003-03-10 2003-10-06 Verfahren zum betreiben eines hydraulischen aktors, insbesondere eines gaswechselventils einer brennkraftmaschine
JP2004569263A JP4500168B2 (ja) 2003-03-10 2003-10-06 特に内燃機関ガス交換弁の油圧アクチュエータの作動方法
US10/547,190 US7380528B2 (en) 2003-03-10 2003-10-06 Method for operating a hydraulic actuator, especially a gas exchange valve of an internal combustion engine
DE50312728T DE50312728D1 (de) 2003-03-10 2003-10-06 Verfahren zum betreiben eines hydraulischen aktors, insbesondere eines gaswechselventils einer brennkraftmaschine

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10310300.7 2003-03-10
DE10310300A DE10310300A1 (de) 2003-03-10 2003-03-10 Verfahren zum Betreiben eines hydraulischen Aktors, insbesondere eines Gaswechselventils einer Brennkraftmaschine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2004081350A1 true WO2004081350A1 (de) 2004-09-23

Family

ID=32891982

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/DE2003/003305 WO2004081350A1 (de) 2003-03-10 2003-10-06 Verfahren zum betreiben eines hydraulischen aktors, insbesondere eines gaswechselventils einer brennkraftmaschine

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7380528B2 (de)
EP (1) EP1618291B1 (de)
JP (1) JP4500168B2 (de)
DE (2) DE10310300A1 (de)
WO (1) WO2004081350A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006000483A1 (de) * 2004-06-23 2006-01-05 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur erfassung mindestens einer ventilhubposition bei einer brennkraftmaschine mit variabler ventilsteuerung

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005048745A1 (de) * 2005-10-10 2007-04-12 Ludwig Ehrhardt Gmbh Druckmittelzylinder sowie Verfahren zum Erfassen der Betriebszeit und/oder Betriebszyklen eines Druckmittelzylinders
US7555998B2 (en) * 2005-12-01 2009-07-07 Jacobs Vehicle Systems, Inc. System and method for hydraulic valve actuation
DE102007025619B4 (de) * 2007-06-01 2012-11-15 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung eines hydraulischen Stellers
JP5589758B2 (ja) * 2010-10-26 2014-09-17 いすゞ自動車株式会社 油圧駆動可変動弁機構のフェイルセーフ制御装置
FI124245B (en) * 2012-02-16 2014-05-15 Wärtsilä Finland Oy Hydraulic valve arrangement for controlled actuation of the gas exchange valve of the reciprocating internal combustion engine
US20140379241A1 (en) * 2013-06-20 2014-12-25 GM Global Technology Operations LLC Hydraulic accumulator temperature estimation for controlling automatic engine stop/start
CA2833663A1 (en) * 2013-11-21 2015-05-21 Westport Power Inc. Detecting end of stroke in a hydraulic motor
DE102014012688B4 (de) * 2014-09-01 2022-04-21 Acs Air Compressor Systeme Gmbh Mehrwegeventil
CN105805086B (zh) * 2016-05-06 2017-08-04 北京航空航天大学 一种基于多模型的液压作动器故障诊断方法
DE102016214370B3 (de) * 2016-08-03 2017-12-14 Audi Ag Hydrauliksystem für ein Automatikgetriebe eines Kraftfahrzeugs
US10612427B2 (en) * 2017-08-28 2020-04-07 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Solenoid valve control for noise reduction in a variable valve lift system
CN107882778A (zh) * 2017-11-16 2018-04-06 中国航空工业集团公司北京航空精密机械研究所 一种具有应急供油能力的超精密机床油源系统
DK179875B1 (en) * 2018-03-22 2019-08-14 MAN Energy Solutions EXHAUST VALVE ACTUATION SYSTEM AND LARGE TWO-STROKE INTERNAL COMBUSTION ENGINE

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1700287A1 (ru) * 1988-10-29 1991-12-23 Самарский авиационный институт им.акад.С.П.Королева Способ диагностики гидросистем машин и устройство дл его реализации
DE4218320A1 (de) * 1992-06-03 1993-12-09 Siemens Ag Verfahren und Einrichtung zur Prüfung einer durch ein Medium angetriebenen Armatur
EP0915236A2 (de) * 1997-11-10 1999-05-12 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Antriebseinheit für ein Fahrzeug
DE19826047A1 (de) * 1998-06-12 1999-12-16 Bosch Gmbh Robert Vorrichtung zur Steuerung eines Gaswechselventils für Brennkraftmaschinen
DE19963753A1 (de) * 1999-12-30 2001-07-12 Bosch Gmbh Robert Ventilsteuerung für einen Verbrennungsmotor
DE10138777A1 (de) * 2001-08-07 2003-02-20 Kunze Silvia Verfahren zur Funktionsüberwachung von Zuleitungen für mit einem druckbeaufschlagten Medium betriebene Aggregate sowie zugehörige Funktionsüberwachungseinrichtung

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01134017A (ja) * 1987-11-19 1989-05-26 Honda Motor Co Ltd 内燃機関の動弁装置
US5619965A (en) * 1995-03-24 1997-04-15 Diesel Engine Retarders, Inc. Camless engines with compression release braking
AU2002225937A1 (en) * 2000-12-04 2002-06-18 Sturman Industries, Inc. Hydraulic valve actuation systems and methods
US6739293B2 (en) * 2000-12-04 2004-05-25 Sturman Industries, Inc. Hydraulic valve actuation systems and methods
DE10101584A1 (de) * 2001-01-16 2002-07-25 Bosch Gmbh Robert Druckspeicher zur Druckbeaufschlagung einer Hydraulikvorrichtung, mit der vorzugsweise ein Gaswechselventil einer Brennkraftmaschine betätigt wird
DE10107698C1 (de) * 2001-02-19 2002-08-22 Bosch Gmbh Robert Gaswechselventileinrichtung für eine Brennkraftmaschine

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1700287A1 (ru) * 1988-10-29 1991-12-23 Самарский авиационный институт им.акад.С.П.Королева Способ диагностики гидросистем машин и устройство дл его реализации
DE4218320A1 (de) * 1992-06-03 1993-12-09 Siemens Ag Verfahren und Einrichtung zur Prüfung einer durch ein Medium angetriebenen Armatur
EP0915236A2 (de) * 1997-11-10 1999-05-12 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Antriebseinheit für ein Fahrzeug
DE19826047A1 (de) * 1998-06-12 1999-12-16 Bosch Gmbh Robert Vorrichtung zur Steuerung eines Gaswechselventils für Brennkraftmaschinen
DE19963753A1 (de) * 1999-12-30 2001-07-12 Bosch Gmbh Robert Ventilsteuerung für einen Verbrennungsmotor
DE10138777A1 (de) * 2001-08-07 2003-02-20 Kunze Silvia Verfahren zur Funktionsüberwachung von Zuleitungen für mit einem druckbeaufschlagten Medium betriebene Aggregate sowie zugehörige Funktionsüberwachungseinrichtung

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006000483A1 (de) * 2004-06-23 2006-01-05 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur erfassung mindestens einer ventilhubposition bei einer brennkraftmaschine mit variabler ventilsteuerung

Also Published As

Publication number Publication date
US7380528B2 (en) 2008-06-03
EP1618291A1 (de) 2006-01-25
DE50312728D1 (de) 2010-07-01
JP4500168B2 (ja) 2010-07-14
DE10310300A1 (de) 2004-09-23
US20060241846A1 (en) 2006-10-26
JP2006514206A (ja) 2006-04-27
EP1618291B1 (de) 2010-05-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102008042412B4 (de) Steuergerät für ein Druckspeicherkraftstoffeinspritzsystem
DE102008042714B4 (de) Erfassungsvorrichtung für einen Kraftstoffeinspritzzustand
DE102006000021A1 (de) Kraftstoffeinspritzsystem, das einen Betrieb im Falle einer unüblichen Bedingung sicherstellt
DE102015111949A1 (de) Stromimpuls-Steuerverfahren für Kraftstoffsaugpumpen
EP1618291B1 (de) Verfahren zum betreiben eines hydraulischen aktors, insbesondere eines gaswechselventils einer brennkraftmaschine
DE102010019446A1 (de) Drucksteuerung für eine Kraftstoffversorgung mit niedriger statischer Leckage
DE102005055658A1 (de) Brennstoffsystem
DE112011101723T5 (de) Piezoelektrisches Kraftstoffeinspritzdüsensystem, Verfahren zum Schätzen von Zeitpunktcharakteristika eines Kraftstoffeinspritz-Ereignisses
EP2758650B1 (de) Verfahren zur beurteilung eines einspritzverhaltens wenigstens eines einspritz-ventils einer brennkraftmaschine und betriebsverfahren für brennkraftmaschine
DE102009003121A1 (de) Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung und Kraftstoffeinspritzsystem mit selbiger
EP1735673B1 (de) Verfahren zum überwachen einer kraftstoffzuführeinrichtung einer brennkraftmaschine
DE102006000117B4 (de) Kraftstoffeinspritzsystem, das einen Fehler beim Betrieb eines Druckreduzierventiles überwacht
DE10305772B4 (de) Kraftstoffinjektor und Kraftstoffeinspritzsystem
DE10222693B4 (de) Verfahren und System zum Steuern der Kraftstoffeinspritzung
EP2344750A1 (de) Kraftstoff-hochdruckpumpe für eine brennkraftmaschine
EP1704316B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum steuern eines ventils und verfahren und vorrichtung zum steuern einer pumpe-d se-vorrichtung mi t dem ventil
DE102021115842A1 (de) Verfahren und systeme zur diagnose eines ventils
DE102013211469A1 (de) Verfahren zum Betreiben von mindestens einem Einspritzventil
DE10318433B4 (de) Kraftstoffeinspritzsystem mit Druckerhöhungsfunktion
DE102011056159B4 (de) Brennstoffeinspritzsteuerung für eine Verbrennungskraftmaschine
DE102016219959A1 (de) Verfahren zum Überprüfen einer Kalibrierung eines Drucksensors eines Kraftfahrzeug-Einspritzsystems sowie Steuervorrichtung, Hochdruckeinspritzsystem und Kraftfahrzeug
DE102006011725A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Kalibrieren eines Piezo-Aktuators
DE102010027858A1 (de) Kraftstoff-Hochdruckpumpe für eine Brennkraftmaschine
DE10323877B4 (de) Vorrichtung zur hydraulischen Ventilhubumschaltung
DE102017216942A1 (de) Verfahren zum Kalibrieren eines Kraft- oder Drucksensors

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2003770900

Country of ref document: EP

AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): JP US

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LU MC NL PT RO SE SI SK TR

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2004569263

Country of ref document: JP

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2003770900

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2006241846

Country of ref document: US

Ref document number: 10547190

Country of ref document: US

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 10547190

Country of ref document: US