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Patent Searching and Data


Title:
METHOD FOR ADJUSTING A VALVE LIFT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1999/009303
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention concerns a method for adjusting the lifting of an internal combustion engine induction valve at full throttle opening. In case full throttle opening is required, an adapting function is triggered for adjusting the valve lift to a maximal air mass flow into a cylinder of the internal combustion engine.

Inventors:
KOCH ACHIM (DE)
KLINGSEIS BERNHARD (DE)
Application Number:
PCT/DE1998/002310
Publication Date:
February 25, 1999
Filing Date:
August 11, 1998
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (DE)
KOCH ACHIM (DE)
KLINGSEIS BERNHARD (DE)
International Classes:
F01L13/00; F02D13/02; F02D41/00; (IPC1-7): F01L13/00; F02D13/02
Domestic Patent References:
WO1995013458A11995-05-18
Foreign References:
DE4325902A11995-02-09
EP0638706A11995-02-15
DE4244550A11994-07-07
DE3210914A11983-09-29
Attorney, Agent or Firm:
SIEMENS AG (Postfach 22 16 34 München, DE)
SIEMENS AG (Postfach 22 16 34 München, DE)
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Claims:
Patentanspruche
1. Verfahren zum Einstellen des Ventilhubes eines Ein laHventils einer Brennkraftmaschine, bei dem ein Stellglied zum Verstellen eines Ventilantriebes gesteuert wird, der dem Einlaßventil zugeordnet ist, und bei Vollastanforderung aus einem Kennfeld abhangig von einer Drehzahl ein Sollwert des Ventilhubes ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, da6 der Sollwert derart korrigiert wird, daH ein Massen strom in den Zylinder maximal ist bei der aktuellen Drehzahl, und daR das Stellglied abhangig von dem korrigierten Soll wert gesteuert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daS durch Verandern des Sollwertes des Ventilhubes und Messen des Massenstroms in den Zylinder derjenige Ventilhub ermittelt wird, bei dem ein maximaler Massenstrom in den Zylinder bei der aktuellen Drehzahl erreicht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch folgende Schritte der Korrekturfunktion: a) Abfrage der Vollastanforderung, b) Einstellen des Ventilhubes auf den Sollwert, der bei der letzten Vollastkorrektur gespeichert wurde, c) Verandern des Sollwertes des Ventilhubes in vorbestimmten Schritten nach oben und paralleles Speichern von Daten paaren aus erfaHtem Massenstrom in den Zylinder und dem zugeordneten veränderten Sollwert des Ventilhubs, wobei die Drehzahl innerhalb bestimmter Grenzen bleiben muß, d) Verändern des Sollwertes des Ventilhubes in vorbestimmten Schritten nach unten bei parallelem Speichern von Daten paaren aus erfaHtem Massenstrom und dem zugeordneten ver anderten Ventilhub, wobei die Drehzahl innerhalb bestimm ter Grenzen bleiben muS, e) Auswahl des Datenpaares, das den maximalen Massenstrom in den Zylinder beinhaltet, und Ermitteln eines Korrektur wertes aus dem ausgewahlten veranderten Sollwert des Ven tilhubes und dem Sollwert des Ventilhubes, der aus dem Kennfeld abhangig von der aktuellen Drehzahl ermitteltet ist, und g) Abspeichern des Korrekturwertes in einem Tabellenspeicher und korrigieren des Sollwertes mit dem Korrrekturwert.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, da8 der Korrekturwert ein Korrekturfaktor ist, mit dem der aus dem Kennfeld entnommene Sollwert des Ventilhubes multipliziert wird.
5. Verfahrens nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, da8 der Korrekturwert aus der der Differenz zwischen dem ausge wahlten und dem aus dem Kennfeld entnommenen Ventilhub ermit telt wird.
6. Verfahren nach einem der Anspruche 1 bis 5, dadurch ge kennzeichnet, daR bei Uberschreiten einer vorbestimmten Kuhl wassertemperatur und Vollastanforderung die Korrektur ausge lost wird.
7. Anwendung des Verfahrens nach einem der Anspruche 1 bis 6 bei einem Ventilglied, bei dem durch eine relative Verdre hung zweier ein Einlaßventil betatigenden Nockenwellen gegen einander der Ventilhub veranderbar ist.
Description:
Beschreibung Verfahren zur Einstellung des Ventilhubes Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einstellung des Ven- tilhubes eines EinlaHventils einer Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei konventionellen Ottomotoren mit Drosselklappenlaststeue- rung entspricht Vollast dem Zustand, in dem die volle Dros- selklappenöffnung erreicht ist. Es sind aber auch Vorrichtun- gen zur variablen Steuerung der Ventile von Brennkraftmaschi- nen, insbesondere zur Laststeuerung von Ottomotoren tuber die EinlaHhubfunktionen der EinlaBventile bekannt, bei denen der Hub und die Offnungsdauer der EinlaHventile verandert werden können. Hierzu sind verschiedene Systeme bekannt, beispiels- weise EP 0 638 706 oder DE 42 44 550. In letzterem Dokument wird ein Koppelgetriebe erlautert, mit dem zwei Nockenwellen relativ zueinander verdrehbar sind. Das zugehorige Ventil wird von einem Ubertragungshebel betatigt, der die Nocken- stellung beider Nockenwellen abtastet, so daß damit der Ven- tilhub veranderbar ist. Die Nockenwellenverstellung dient insbesondere zur Einsparung von Ladungswechselverlusten.

DE 32 10 914 A1 betrifft ein Nockenwellensteuergerat zur drehzahl-und lastabhangigen Winkelverstellung einer Nocken- welle einer Brennkraftmaschine. Dabei wird aus einem Soll- wertspeicher last-und drehzahlabhangig ein fest eingestell- ter Sollwert fur die Nockenwellenverstellung ausgelesen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Verfahren anzugeben, mit dem bei einer Brennkraftmaschine mit verander- lichem Ventilhub bei Vollast drehzahlabhangig der optimale Ventilhub ermittelt und eingestellt werden kann.

Die genannte Aufgabe ist erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelost. Vorteilhafte Weiterbildungen und weitere Aspekte der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

So wird bei Laststeuerung mit veranderlichem Ventilhub der Betriebspunkt Vollast bei unterschiedlichen Drehzahlen mit bestimmten Ventilhüben erreicht, die vom Maximalhub jeweils verschieden sind. Um drehzahlabhangig bei Vollastanforderung den optimalen Ventilhub zu ermitteln, wird erfindungsgemäß im Motorsteuergerat eine Korrekturfunktion ausgelost, welche den Ventilhub ermittelt, bei dem sich bei jeder Drehzahl jeweils der optimale Massenstrom in den Zylinder ergibt. Das Auslösen der Korrektur erfolgt sobald eine Vollastanforderung erkannt ist. Ein Sollwert fur den Ventilhub wird aus einem Kennfeld abhangig von der aktuellen Drehzahl ermittelt. Die Sollwerte des Kennfeldes sind an einem Motorprufstand oder durch Simu- lationsrechnungen ermittelt. Die Sollwerte sind derart ermit- telt, da8 sich jeweils der optimale Massenstrom in den Zylin- der ergibt.

Der Sollwert des Ventilhubs wird zunachst schrittweise erhöht und anschlieRend schrittweise verkleinert. Der erhöhte bzw. erniedrigte Sollwert des Ventilhubs wird jeweils eingestellt und der zugehörige Massenstrom in den Zylinder wird gemes- sen. AnschlieHend wird der bei Einstellung der Ventilhübe er- zielte maximale Massenstrom ermittelt und der dazu gehorige Ventilhub eingestellt. Die Werte im Kennfeld können nun kor- rigiert werden, so daH bei einer nachstfolgenden Vollastan- forderung der korrigierte Ventilhub zur Verfugung steht.

Erfindungsgemäß werden so die Einstellungsprobleme gelost, die sich infolge von Fertigungstoleranzen ergeben, wenn bei- spielsweise der Einstellmechanismus fur den Ventilhub ausge- wechselt wird und sich dementsprechend die Ventilhubsollwerte andern, die zum Motorbetriebszustand Vollast fuhren. Mit der erfindungsgemäßen Korrektur lassen sich somit hieraus resul- tierende Leistungseinbußen verhindern. Aber auch im Normalbe- trieb kann es durch Verschleiß und Temperatureinflusse zu ei- ner Verschiebung der Vollastkennlinie kommen. Erfindungsgemäß läßt sich somit das Leistungspotential der Brennkraftmaschine uber deren gesamte Lebensdauer erhalten.

Nachstehend ist die Erfindung anhand der Zeichnung naher er- lautert. Die Zeichnung zeigt: Fig. 1 ein Blockschaltbild fur die Ansteuerung des Stellglie- des fur den Ventiltrieb und Fig. 2 ein FluRdiagramm zur Darstellung der Adaptionsfunk tion.

Fig. 1 zeigt einen aus DE 42 44 550 bekannten Ventiltrieb 1 mit zwei Nockenwellen 2 und 3, an deren Nocken je eine Rolle lauft (nicht dargestellt). Die beiden Rollen sind uber einen Ubertragungshebel miteinander verbunden und betatigen ein Ventil (nicht dargestellt). Die Nockenwelle 2 ist von der Kurbelwelle angetrieben und der Antrieb der zweiten Nocken- welle 3 erfolgt uber zwei Zwischenzahnrader 4 und 5, die uber drei Koppeln 6,7 und 8 miteinander verbunden sind. Auf die Koppel 6 dieses Koppelgetriebes wirkt ein Stellglied 10.

Durch Verschwenken der Koppel 6 um den Drehpunkt der Nocken- welle 2 wird uber den Zahneingriff der Zahnrader 4 und 5 die Nockenwelle 3 relativ zur Nockenwelle 2 verdreht. Damit las- sen sich Steuerzeit und Hub des zugehorigen Einlaßventiles verandern.

Das Stellglied 10 zur Verstellung des Koppelgetriebes wird von einer Leistungsstufe 12 angesteuert, die ein Ansteuersi- gnal, insbesondere ein impulsbreitenmoduliertes Signal von einem Motorsteuergerat 14 erhalt. Ferner ist ein Sensor 15 vorgesehen, der die Drehzahl der Nockenwelle 2 miHt, die ein MaR fur die Kurbelwellendrehzahl ist. Ein weiterer Sensor 16 mißt die Verstellung des Koppelgetriebes und ist so ein Ma8 fur den vom Koppelgetriebe eingestellten Ventilhub. Ferner wird dem Motorsteuererat 14 von einem Fahrpedalgeber 17 noch ein Signal zugefuhrt, das bei Vollastanforderung am Fahrpedal erzeugt wird, sowie ein Meßsignal der Kuhlwassertemperatur T.

Die Signalverarbeitung fur die erfindungsgemae Korrektur- funktion ist im Flußdiagramm der Fig. 2 erlautert. Steigt die Kuhlwassertemperatur des Motors uber einen vorbestimmten Wert, so wird bei Vollasterkennung im Steuergerät 14 der Ab- lauf des folgenden Algorithmus ausgelöst: S1) Die Vollastanforderung von Seiten des Fahrpedalgebers 17 wird abgefragt.

S2) Ein Sollwert des Ventilhubes wird aus dem Kennfeld abhan- gig von der aktuellen Drehzahl ermittelt und mit einem Kor- rekturwert korrigiert. S3) Der korrigierte Sollwert des Ven- tilhubes wird vom Stellglied eingestellt.

S4) Der Sollwert des Ventilhubes wird in vorbestimmten Schritten nach oben, also in Richtung größerer Ventilhube, verandert, vom Stellglied eingestellt und dabei jeweils der Massenstrom M im Sensor 19 des Ansaugkanals 18 gemessen und vorzugsweise daraus von einem Beobachter der Massenstrom in einen Zylinder der Brennkraftmaschine ermittelt. Dabei muH die Drehzahl innerhalb bestimmter Grenzwerte bleiben. Es er- geben sich somit Datenpaare aus angesaugtem Massenstrom M und eingestelltem Ventilhub.

S5) Der Sollwert des Ventilhubes wird in vorbestimmten Schritten nach unten verandert, vom Stellglied eingestellt und der dabei auftretende Massenstrom M gemessen ; die Daten- paare werden gespeichert, wobei die Drehzahl innerhalb be- stimmter Grenzwerte bleiben muß.

S6) Es wird das Datenpaar ausgewahlt, das den maximalen ange- augten Massenstrom Mmax beinhaltet.

S7) Der dem maximalen Massenstrom Mmax zugehorige veranderte Sollwert des Ventilhubes wird nun von dem Stellglied einge- stellt.

S8) Aus dem ausgewahlten veranderten Sollwert des Ventilhu- bes und dem aus dem Kennfeld ermittelten Sollwert des Ventil- hubes wird ein Korrekturwert ermittelt und abgespeichert. Der Korrekturwert kann subtraktiv ermittelt werden und ist dann durch die Differenz zwischen den beiden Werten bestimmt. Der Korrekturwert kann auch multiplikativ als Korrekturfaktor be- stimmt werden.

S9) Der Korrekturwert wird abgespeichert und kann bei der nächstfolgenden Vollastanforderung abgerufen werden, wie dies im Schritt S2 erfolgt.

Alternativ wird der ausgewahlte geanderte Sollwert als neuer Sollwert abhangig von der Drehzahl abgespeichert.

Anstelle des in Fig. 1 dargestellten Ventilantriebes läßt sich die Korrektur freilich auch bei anderen Ventilantrieben durchfuhren, beispielsweise bei Ventilen mit Magnetantrieb.