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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.
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Ein solches Verfahren ist beispielsweise
aus der
DE 198 26
047 A1 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.
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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.
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Die vorliegende Erfindung hat die
Aufgabe, ein Verfahren der eingangs genannten Art so weiterzubilden,
dass das Stellelement des Aktors möglichst präzise positioniert werden kann.
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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.
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Vorteile der Erfindung
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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
Umgebungsbedingungen, 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.
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Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen
des erfindungsgemäßen Verfahrens
sind in Unteransprüchen
angegeben.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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 Ansteuersignals 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.
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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.
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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.
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Grundsätzlich muss 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.
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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.
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Die Erfindung betrifft auch ein Computerprogramm,
welches zur Durchführung
des obigen Verfahrens programmiert und auf einem Speichermedium
gespeichert ist.
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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.
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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.
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Nachfolgend werden besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende
Zeichnung näher
erläutert.
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In der Zeichnung zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs
mit Gaswechselventilen, welche jeweils von einem hydraulischen Aktor
betätigt
werden, der an ein Hydrauliksystem angeschlossen ist;
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2 eine
genauere Darstellung des Hydrauliksystems von 1;
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3 ein
Flussdiagramm, welches ein Verfahren zum Betreiben des hydraulischen
Aktors von 1 zeigt;
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4 eine
Darstellung ähnlich 2 eines alternativen Ausführungsbeispiels
eines hydraulischen Systems; und
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5 ein
Flussdiagramm ähnlich 3 eines Verfahrens zum Betreiben
des hydraulischen Aktors von 1 mit
dem hydraulischen System von 4.
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Beschreibung
der Ausführungsbeispiele
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In 1 trägt eine
Brennkraftmaschine insgesamt das Bezugszeichen 10. Sie
dient zum Antrieb eines Kraftfahrzeugs 12, welches in 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 1 jedoch nur
die wesentlichen Elemente eines einzigen Zylinders dargestellt.
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Der in 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.
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Das Einlassventil 20 und
das Auslassventil 22 werden bei der in 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.
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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.
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Die hydraulischen Systeme 30 und 31 sind identisch
aufgebaut. Sie werden nun anhand des hydraulischen Systems 30 gemäß 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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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 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 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.
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In einem Block 106 wird
abgefragt, ob sich der Kolben 58 bis in seine in 2 untere Endlage bewegt
hat. Dies wird von einem in den 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 2 obere Ausgangsstellung.
In einem Zeitblock 110 wird der Zeitraum dt um einen festen
Differenzwert dt1 erhöht. Es
erfolgt dann ein Rücksprung
zum Block 102.
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Mit dem in 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.
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Die Verfahrensschleife wird so lange
durchlaufen, bis der Kolben 58 an seinem in 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.
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Im Block
114 werden aus
den abgespeicherten Druckdifferenzen dp die entsprechenden Hübe des Kolbens
58 berechnet.
Dies geschieht gemäß der Formel
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In der obigen Formel ist dh der Hub
des Kolbens 58, VO das ursprüngliche Volumen im Fluidspeicher 80 vor Öffnen des
Magnetventils 72, dp der vom Drucksensor 54 erfasste
Druckabfall, EOIL der Elastizitätsmodul
des Hydraulikfluids, und dA die Differenz zwischen der oberen und
der unteren Begrenzungsfläche
des Kolbens 58. Ruf 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.
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Nun wird unter Bezugnahme auf die 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 2 und 3 beschriebenen
Ausführungsbeispieles
aufweisen, die gleichen Bezugszeichen. Sie sind nicht nochmals im
Detail erläutert.
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Zunächst unterscheidet sich das
in 4 gezeigte Hydrauliksystem 30 von
jenem der 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 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.
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Das aktuelle Betriebsverhalten des
hydraulischen Aktors 26 von 4 wird
mittels eines Verfahrens bestimmt, welches nun unter Bezugnahme
auf 5 erläutert wird:
Im
Gegensatz zu dem Verfahren von 3 wird
bei dem in 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 5 dargestellte Verfahren durchgeführt wird.
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Im Block 102 wird während mehrerer
Verfahrensschleifen das Ventil 72 während eines gleichen Zeitraums
dt1 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 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 temp1 und die vom Viskositätssensor 122 erfasste
Viskosität
visc1 des Hydraulikfluids abgelegt. Wenn das Verfahren von 5 bei unterschiedlichen Umgebungsbedingungen
durchlaufen wird, wird so ein Satz von Kennlinien geschaffen, welche
jeweils speziell für
bestimmte Umgebungsbedingungen geeignet sind.
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Die in den 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 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.
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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 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.
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In hier nicht dargestellten Ausführungsbeispielen
wird das oben beschriebene Verfahren bei Brennkraftmaschinen mit
Saugrohreinspritzung und bei Diesel-Brennkraftmaschinen eingesetzt.
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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.
