DE10347516B3 - Verfahren und Vorrichtung zum Ermitteln einer Phasenlage einer Nockenwelle einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Ermitteln einer Phasenlage einer Nockenwelle einer Brennkraftmaschine Download PDF

Info

Publication number
DE10347516B3
DE10347516B3 DE10347516A DE10347516A DE10347516B3 DE 10347516 B3 DE10347516 B3 DE 10347516B3 DE 10347516 A DE10347516 A DE 10347516A DE 10347516 A DE10347516 A DE 10347516A DE 10347516 B3 DE10347516 B3 DE 10347516B3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
phase position
camshaft
determined
crankshaft
phase
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE10347516A
Other languages
English (en)
Inventor
Peter Haluska
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Vitesco Technologies GmbH
Original Assignee
Siemens AG
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 Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DE10347516A priority Critical patent/DE10347516B3/de
Priority to US10/537,239 priority patent/US7184880B2/en
Priority to EP04787225A priority patent/EP1673528B1/de
Priority to PCT/EP2004/052326 priority patent/WO2005038225A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE10347516B3 publication Critical patent/DE10347516B3/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/02Valve drive
    • F01L1/022Chain drive
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/3442Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using hydraulic chambers with variable volume to transmit the rotating force
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/009Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents using means for generating position or synchronisation signals
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2800/00Methods of operation using a variable valve timing mechanism
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2820/00Details on specific features characterising valve gear arrangements
    • F01L2820/04Sensors
    • F01L2820/041Camshafts position or phase sensors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0002Controlling intake air
    • F02D2041/001Controlling intake air for engines with variable valve actuation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D2041/1413Controller structures or design
    • F02D2041/1422Variable gain or coefficients
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D2041/1413Controller structures or design
    • F02D2041/1432Controller structures or design the system including a filter, e.g. a low pass or high pass filter

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

Eine Brennkraftmaschine hat eine Kurbelwelle, eine Nockenwelle und eine Verstelleinrichtung, mittels der eine Phasenlage (PH) der Nockenwelle zu der Kurbelwelle verstellt werden kann. Die Phasenlage (PH) wird abhängig von einem erfassten Kurbelwellenwinkel (CRK) und einem erfassten Nockenwellenwinkel (CAM) ermittelt. Ein Filterkoeffizient (FF3) eines Filters wird abhängig von der Amplitude (AMP) einer Schwingung der Phasenlage (PH) und der Änderung (DELTA) der Phasenlage (PH) ermittelt. Eine gefilterte Phasenlage (PH_FIL) der ermittelten Phasenlage (PH) wird mittels des Filters ermittelt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ermitteln einer Phasenlage einer Nockenwelle einer Brennkraftmaschine.
  • Eine bekannte Brennkraftmaschine hat eine Kurbelwelle, die von Kolben der Zylinder der Brennkraftmaschine mittels Pleuelstangen angetrieben wird. Ferner ist eine Nockenwelle vorgesehen, auf der Nocken ausgebildet sind zum Antrieb von Gaseinlass- und Gasauslassventilen der Brennkraftmaschine. Die Nockenwelle ist mittels eines Übertragers mit der Kurbelwelle gekoppelt und wird von dieser angetrieben. Immer strengere gesetzliche Vorschriften bezüglich des Ausstoßes von Schadstoffen bei Brennkraftmaschinen erfordern wirkungsvolle Maßnahmen zum Reduzieren von Schadstoffemissionen. Stickoxidemissionen (NOX) können sehr wirkungsvoll durch das Rückführen von Abgas in die Brennräume der Zylinder der Brennkraftmaschine reduziert werden. Durch die rückgeführten Abgase in dem Brennraum wird die Spitzentemperatur der Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemisches gesenkt, was dann zu einer Reduzierung der Stickoxidemissionen führt.
  • Eine Abgasrückführung kann in der Brennkraftmaschine besonders gut durch eine sogenannte interne Abgasrückführung erreicht werden. Bei einer internen Abgasrückführung wird der Kurbelwellenwinkelbereich, während dessen sowohl das Gaseinlassventil den Einlass zum Zylinder freigibt als auch das Gasauslassventil den Auslass freigibt, zu dem ein Abgaskanal geführt ist, entsprechend der gewünschten Abgasrückführrate eingestellt. Dieser Kurbelwellenwinkelbereich wird häufig auch mit Ventilüberschneidung bezeichnet.
  • Aus der DE 101 08 055 C1 ist eine Brennkraftmaschine bekannt mit einer Nockenwelle, deren Phasenlage zu der Kurbelwelle mittels einer Verstelleinrichtung verstellbar ist. Die Verstelleinrichtung ist hydraulisch ansteuerbar.
  • Je nachdem in welchem Betriebspunkt sich die Brennkraftmaschine befindet, müssen sehr unterschiedliche Abgasrückführraten eingestellt werden. Dies gilt auch für die unterschiedlichen Betriebsmodi, wie sie beispielsweise bei Brennkraftmaschinen mit Einspritzventilen auftreten, die den Kraftstoff direkt in den Brennraum des Zylinders zumessen. Diese Betriebsmodi sind beispielsweise ein Schicht-Betrieb oder ein Homogen-Betrieb. Es ergibt sich somit die Anforderung sehr schnell die Abgasrückführraten von hohen auf niedrige und umgekehrt einzustellen und gleichzeitig die Abgasrückführrate sehr präzise einzustellen. Die DE 101 08 055 C1 offenbart, die Phasenlage abhängig von dem Nockenwellenwinkel und dem Kurbelwellenwinkel zu ermitteln.
  • Aus der DE 101 15 262 C2 ist ein Verfahren zum Erkennen einer Phasenlage bekannt, bei dem eine Drehlage einer Nockenwelle bestimmt wird aus einer Druckänderung in einem oder mehreren Förderrahmen einer Hochdruckpumpe und bei Verstellen der Drehlage der Nockenwelle eine Verschiebung des Zeitpunktes der Druckänderung im Förderraum relativ zur Stellung der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine detektiert wird und daraus die Phasenlage abgeleitet wird.
  • Aus der DE 197 41 597 A1 ist es bekannt, ein Nockenpulsrad drehfest an einer Nockenwelle zu befestigen und mit mehreren unsymmetrisch um den Umfang verteilten Lesemarken zu versehen. Ferner ist eine Lesemarken-Abtastvorrichtung vorgesehen, abhängig von deren Messsignal ein Erkennen einer aus ungenügender hydraulischer Einspannung einer Nockenwellen-Verstelleinrichtung resultierenden Erhöhung einer Schwingungsamplitude der Wechselmomente der Nockenwelle ermöglicht ist.
  • Aus der GB 2293894 A ist ein Verfahren zum Einstellen eines Nockenwellenphasenwinkels bekannt, bei dem ein erster Sollwert für den Nockenwellenphasenwinkel als Funktion von Drehzahl und Luftmasse ermittelt wird, bei dem ein zweiter Nockenwellenphasenwinkel als Funktion von der Drehzahl und einem Drosselklappenöffnungsgrad ermittelt wird und bei dem die ersten und zweiten Nockenwellenphasenwinkel miteinander verglichen werden und der Sollwert des Nockenwellenphasenwinkels als Funktion desjenigen Nockenwellenphasenwinkels ausgewählt wird, der zu einer möglichst geringen Nockenwellenzeitverzögerung führt.
  • Aus dem Fachartikel "Die neue Motorsteuerung von Siemens für die BMW 6-Zylinder-Automotoren", MTZ59 (1998 12, Seite 820 bis 825, ist ein Lageregler zum Einstellen einer Nockenwellenverstellung bekannt, der einen Modellregelkreis umfasst, in dem eine Verstellzeit aus der Sollwertänderung und Verstellgeschwindigkeit berechnet wird, das Systemverhalten modelliert wird und eine Vorsteuerung ausgegeben wird. Ein momentaner Lage-Ist-Wert wird mit dem Modellsystem-Verhalten verglichen und die verbleibende Abweichung über einen langsamen PI-Regler ausgeregelt.
  • Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, das beziehungsweise die ein genaues Erfassen der Phasenlage zwischen einer Nockenwelle und einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine ermöglicht.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
  • Die Erfindung zeichnet sich aus durch ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zum Ermitteln einer Phasenlage einer Nockenwelle einer Brennkraftmaschine mit einer Kurbelwel le, einer Nockenwelle und einer Verstelleinrichtung, mittels der die Phasenlage der Nockenwelle zu der Kurbelwelle verstellt werden kann. Eine Phasenlage wird abhängig von einem erfassten Kurbelwellenwinkel und einem erfassten Nockenwellenwinkel ermittelt. Ein Filterkoeffizient eines Filters wird abhängig von der Amplitude einer der Phasenlage überlagerten Schwingung der Phasenlage und der Änderung der Phasenlage ermittelt. Eine gefilterte Phasenlage der ermittelten Phasenlage wird mittels des Filters ermittelt.
  • Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass insbesondere bei Brennkraftmaschinen, deren Nockenwelle oder Nockenwellen auf wenige Gaswechselventile einwirken, wie dies beispielsweise bei einer V6-Brennkraftmaschine mit zwei Nockenwellen, die jeweils den Gaswechselventilen oder nur den Gaseinlassventilen dreier Zylinder zugeordnet sind, aufgrund der Ventilbewegungen der Gaswechselventile starke der Drehbewegung der Nockenwelle überlagerte Schwingungen auftreten. Dies führt dann zu einer ungenauen Erfassung der Phasenlage und damit im Falle einer Regelung der Phasenlage zur Verringerung der Regelungsgüte, insbesondere im Stationärbetrieb der Regelung.
  • Durch das erfindungsgemäße Filtern der Phasenlage kann bei geeigneter Wahl der Filterkoeffizienten abhängig von der Amplitude der Phasenlage überlagerten Schwingung der Phasenlage und der Änderung der Phasenlage sowohl ein sehr gutes Dynamikverhalten bei der Einstellung einer gewünschten Phasenlage gewährleistet werden als auch die stationäre Genauigkeit bei der Einstellung der Phasenlage verbessert werden.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Filterung mittels eines nichtrekursiven Filters erster Ordnung. Dies hat den Vorteil, dass die Filterung besonders einfach ist.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Änderung der Phasenlage gefiltert und der Filterkoeffizient abhängig von der gefilterten Änderung der Phasenlage ermittelt. Dies hat den Vorteil, dass die Phasenlage einfach und sehr genau bestimmt werden kann.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Filterung der Änderung der Phasenlage abhängig von der Drehzahl und/oder einer Öltemperatur. Dies hat den Vorteil, dass die Drehzahl und/oder Öltemperatur charakteristisch sind für die Pumpleistung einer Hydraulikpumpe und damit für eine mögliche Dynamik einer hydraulisch angesteuerten Verstelleinrichtung.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Amplitude der Schwingung der Phasenlage gefiltert und der Filterkoeffizient abhängig von der gefilterten Amplitude der Schwingung der Phasenlage ermittelt. Dies hat den Vorteil, dass die Phasenlage einfach und sehr genau bestimmt werden kann.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Filterung der Amplitude abhängig von der Drehzahl und/oder einer Öltemperatur. Dies hat den Vorteil, dass die Drehzahl und/oder Öltemperatur charakteristisch sind für die Pumpleistung einer Hydraulikpumpe und damit für eine mögliche Dynamik einer hydraulisch angesteuerten Verstelleinrichtung.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das Verringern des Filterkoeffizienten innerhalb einer vorgegebenen Zeitdauer oder innerhalb eines vorgegebenen Kurbelwellenwinkelabschnitts auf einen vorgegebenen Schwellenwert begrenzt. Dadurch kann bei einem plötzlichen Wechsel von zunehmender Phasenlage zu abnehmender Phasenlage oder umgekehrt verhindert werden, dass der Filterkoeffizient von einem hohen Wert kurzfristig auf einen niedrigen Wert herabgesetzt wird mit der Folge einer dann starken Filterung der Phasenlage, was bei einem derartigen instationären Verlauf der Phasenlage unerwünscht ist.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Filterung mittels eines nichtrekursiven Filters der Ordnung zwei oder höher. Dadurch ist ein noch präziseres Filtern der Phasenlage möglich.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der schematischen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine Brennkraftmaschine mit einer Steuereinrichtung,
  • 2 eine weitere Ansicht von Teilen der Brennkraftmaschine,
  • 3 ein Ablaufdiagramm eines Programms zum Ermitteln einer Phasenlage einer Nockenwelle zu einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine gemäß 1 und 2, und
  • 4 ein Ablaufdiagramm eines Programms zum Einstellen der Phasenlage zwischen der Nockenwelle und der Kurbelwelle.
  • Elemente gleicher Konstruktion und Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
  • Eine Brennkraftmaschine (1) umfasst einen Ansaugtrakt 1, einen Motorblock 2, einen Zylinderkopf 3 und einen Abgastrakt 4. Der Ansaugtrakt umfasst vorzugsweise eine Drosselklappe 11, ferner einen Sammler 12 und ein Saugrohr 13, das hin zu einem Zylinder Z1 über einen Einlasskanal in den Motorblock geführt ist. Der Motorblock umfasst ferner eine Kurbelwelle 21, welche über eine Pleuelstange 25 mit dem Kolben 24 des Zylinders Z1 gekoppelt ist.
  • Der Zylinderkopf umfasst einen Ventiltrieb mit einem Einlassventil 30, einem Auslassventil 31 und Ventilantrieben 32, 33. Der Antrieb des Gaseinlassventils 30 und des Gasauslassventils 31 erfolgt mittels einer Nockenwelle 36 (siehe 2), auf der Nocken 39 ausgebildet sind, die auf das Gaseinlassventil 30 bzw. das Gasauslassventil 31 einwirken, oder gege benenfalls mittels zweier Nockenwellen, wobei je eine dem Gaseinlassventil 30 und dem Gasauslassventil 31 zugeordnet ist.
  • Der Antrieb für das Gaseinlassventil 30 und/oder das Gasauslassventil 31 umfasst vorzugsweise neben der Nockenwelle 36 eine Verstelleinrichtung 37, die einerseits mit der Nockenwelle 36 und andererseits mit der Kurbelwelle 21 gekoppelt ist, z. B. über Zahnkränze, die über eine Kette miteinander gekoppelt sind. Mittels der Verstelleinrichtung 37 kann die Phasenlage zwischen der Kurbelwelle 21 und der Nockenwelle 36 verstellt werden. Die Anordnung der Zahnkränze und der Kette bildet einen Übertrager.
  • Dies erfolgt im vorliegenden Ausführungsbeispiel durch Erhöhen des hydraulischen Drucks in den Hochdruckkammern 37a der Verstelleinrichtung 37 bzw. Erniedrigen des entsprechenden Drucks, je nachdem in welche Richtung die Verstellung erfolgen soll. Der mögliche Verstellbereich ist in der 2 mit dem Pfeil 37b gekennzeichnet.
  • Falls zwei Nockenwellen 36 vorgesehen sind kann beispielsweise die Verstelleinrichtung 37 nur einer Nockenwelle 36 zugeordnet sein, während die andere Nockenwelle direkt mittels des Übertragers von der Kurbelwelle 21 angetrieben wird. In diesem Fall kann die Ventilüberschneidung des Gaseinlassventils 30 und des Gasauslassventils 31 verändert werden, d.h. der Kurbelwellenwinkelbereich, während dessen sowohl ein Einlass als auch ein Auslass des Zylinders freigegeben wird. Ein Verändern der Ventilüberschneidung ist auch möglich, wenn zwei Nockenwellen 36 zwei separate Verstelleinrichtungen 37 zugeordnet sind.
  • Der Zylinderkopf 3 (1) umfasst ferner ein Einspritzventil 34 und eine Zündkerze 35. Alternativ kann das Einspritzventil auch in dem Saugrohr 13 angeordnet sein.
  • Der Abgastrakt 4 umfasst einen Katalysator 40.
  • Ferner ist eine Steuereinrichtung 6 vorgesehen, der Sensoren zugeordnet sind, die verschiedene Messgrößen erfassen und jeweils den Messwert der Messgröße ermitteln. Die Steuereinrichtung 6 ermittelt abhängig von mindestens einer der Messgrößen Stellgrößen, die dann in ein oder mehrere Stellsignale zum Steuern der Stellglieder mittels entsprechender Stellantriebe umgesetzt werden.
  • Die Sensoren sind ein Pedalstellungsgeber 71, welcher die Stellung eines Fahrpedals 7 erfasst, ein Luftmassenmesser 14, welcher einen Luftmassenstrom stromaufwärts der Drosselklappe 11 erfasst, ein Temperatursensor 15, welcher die Ansauglufttemperatur erfasst, ein Drucksensor 16, welcher den Saugrohrdruck MAP erfasst, ein Kurbelwellenwinkelsensor 22, welcher einen Kurbelwellenwinkel CRK erfasst, dem eine Drehzahl N zugeordnet wird, ein weiterer Temperatursensor 23, welcher eine Kühlmitteltemperatur erfasst, ein Nockenwellenwinkelsensor 36a, welcher den Nockenwellenwinkel CAM erfasst, ein weiterer Temperatursensor 26, welcher eine Öltemperatur TOIL erfasst und eine Sauerstoffsonde 41 welche einen Restsauerstoffgehalt des Abgases erfasst. Je nach Ausführungsform der Erfindung kann eine beliebige Untermenge der genannten Sensoren oder auch zusätzliche Sensoren vorhanden sein.
  • Die Stellglieder sind beispielsweise die Drosselklappe 11, die Gaseinlass- und Gasauslassventile 30, 31, das Einspritzventil 34, die Zündkerze 35 und die Verstelleinrichtung 37.
  • Die Brennkraftmaschine kann neben dem Zylinder Z1 auch noch weitere Zylinder Z2–Z4 umfassen, denen dann auch entsprechende Stellglieder zugeordnet sind.
  • Ein Programm zum Ermitteln der Phasenlage PH zwischen der Kurbelwelle 21 und der Nockenwelle 36 wird in einem Schritt S1 (3) gestartet, in dem gegebenenfalls Variablen initialisiert werden.
  • In einem Schritt S2 wird die Phasenlage PH abhängig von dem Kurbelwellenwinkel CRK und dem Nockenwellenwinkel CAM ermittelt. Dies erfolgt beispielsweise mittels Auszählen von Zahnflanken eines Kurbelwellenwinkelgebers des Kurbelwellenwinkelsensors 22 bezogen auf eine Referenzposition auf der Nockenwelle 36 und anschließendes Umrechnen in die Phasenlage PH.
  • In einem Schritt S4 wird eine Amplitude AMP einer Schwingung der Phasenlage PH ermittelt. Ein in Klammern gesetztes n bedeutet jeweils ein im aktuellen Berechnungszyklus des Programms erfasster oder ermittelter Wert. Ein in Klammern gesetztes n – 1 bedeutet dementsprechend ein bei dem letzten Berechnungszyklus des Programms ermittelter oder erfasster Wert.
  • Die aktuelle Amplitude AMP(n) der Schwingung der Phasenlage PH wird durch Betragsbildung der Differenz zwischen der aktuellen Phasenlage PH(n) und der in dem vorangegangenen Berechnungszyklus ermittelten Phasenlage PH(n – 1) ermittelt.
  • In einem Schritt S6 wird eine gefilterte Amplitude AMP_FIL(n) durch Filtern der aktuell ermittelten Amplitude AMP(n) mit einem Filter erster Ordnung ermittelt. Das Filter erster Ordnung hat einen Filterkoeffizienten FF1, der entweder fest vorgegeben ist, vorteilhaft jedoch vorab in einem Schritt S22 abhängig von der Drehzahl N und/oder der Öltemperatur TOIL ermittelt wird. Dies erfolgt vorzugsweise mittels einer Kennlinie oder eines Kennfeldes und zwar durch Kennlinien- oder Kennfeldinterpolation. Die Kennlinie oder das Kennfeld sind durch entsprechende Versuche an einem Motorprüfstand oder durch Simulationen ermittelt.
  • In einem Schritt S8 wird die aktuelle Änderung DELTA(n) der Phasenlage PH durch Bilden der Differenz zwischen der aktuellen Phasenlage PH(n) und der vorangegangenen Phasenlage PH(n – 1) ermittelt.
  • In einem Schritt S10 wird eine gefilterte Änderung DELTA FIL(n) mittels eines Filters erster Ordnung durch Filtern der aktuelle Änderung DELTA(n) ermittelt. Der Filterkoeffizient FF2 des zweiten Filters kann fest vorgegeben sein, wird jedoch bevorzugt vorab in einem Schritt S24 abhängig von der Drehzahl N und/oder einer Öltemperatur TOIL ermittelt und zwar ebenso wie im Schritt S22 vorzugsweise mittels Kennfeld- oder Kennlinieninterpolation.
  • In einem Schritt S12 wird dann der aktuelle Filterkoeffizient FF3(n) für eine weiteres Filter ermittelt und zwar abhängig von der gefilterten Amplitude AMP_FIL(n) und der gefilterten Änderung DELTA_FIL(n) der Phasenlage PH. Dies erfolgt vorzugsweise mittels Kennfeldinterpolation aus einem Kennfeld, das vorab durch Versuche an einem Motorprüfstand ermittelt wurde. Die Kennfeldwerte sind vorzugsweise so gewählt, dass in den Fällen, in denen die gefilterte Amplitude AMP_FIL(n) der Schwingung der Phasenlage in etwa gleich ist der gefilterten Änderung DELTA_FIL(n) der Phasenlage PH relativ groß sind, beispielsweise den Wert 0,7 haben. Wenn andererseits die gefilterte Änderung DELTA_FIL(n) nahezu den Wert null hat und die gefilterte Amplitude AMP_FIL(n) einen deutlich größeren Wert als null hat, sind die Kennfeldwerte bevorzugt sehr klein gewählt und zwar zum Beispiel mit Werten von 0,1 bis 0, 2.
  • In einem Schritt S18 wird dann eine gefilterte aktuelle Phasenlage PH_FIL(n) durch Filtern der aktuellen Phasenlage PH(n) mittels eines Filters erster Ordnung mit dem Filterkoeffizienten FF3 ermittelt.
  • Bevorzugt wird nach dem Schritt S12 die Bearbeitung in einem Schritt S14 fortgesetzt, in dem geprüft wird, ob die Differenz des Filterkoeffizienten FF3(n – 1), der in dem vorangegangenen Berechnungsdurchlauf ermittelt wurde, und des aktuell ermittelten Filterkoeffizienten FF3(n) größer ist als ein vorgegebener Schwellenwert SW. Ist dies nicht der Fall so wird die Bearbeitung direkt in dem Schritt S18 fortgesetzt.
  • Ist die Bedingung des Schrittes S14 hingegen erfüllt, so wird in einem Schritt S16 dem aktuellen Filterkoeffizienten FF3(n) die Differenz des in dem vorangegangenen Berechnungszyklus ermittelten Filterkoeffizienten FF3(n – 1) und des Schwellenwertes SW zugeordnet. Dadurch wird erreicht, dass sich der Filterkoeffizient FF3 von einem Berechnungszyklus zu dem nächsten Berechnungszylklus maximal um den Schwellenwert SW ändert. Dadurch kann bei einem plötzlichen Wechsel von zunehmender Phasenlage PH zu abnehmender Phasenlage PH oder umgekehrt verhindert werden, dass der Filterkoeffizient FF3 von einem hohen Wert kurzfristig auf einen niedrigen Wert herabgesetzt wird mit der Folge einer dann starken Filterung der Phasenlage PH, was bei einem derartigen instationären Verlauf der Phasenlage PH unerwünscht ist.
  • Das Programm verharrt für eine vorgegebene Wartezeitdauer T_W in einem Schritt S20, bevor die Bearbeitung erneut im Schritt S2 fortgesetzt wird. Alternativ kann das Programm in dem Schritt S20 auch für einen vorgegebenen Kurbelwellenwinkel verharren, bevor die Bearbeitung erneut in dem Schritt S2 fortgesetzt wird. Das erneute Bearbeiten der Schritte S2 bis S18 entspricht dann dem nächsten Berechnungszyklus.
  • Parallel zu dem Ermitteln der gefilterten Phasenlage PH_FIL wird im Programm gemäß 3 ein weiteres Programm abgearbeitet, das ein Stellsignal S (4) zum Steuern der Verstelleinrichtung 37 ermittelt.
  • Das Programm wird in einem Schritt S26 gestartet und zwar vorzugsweise zeitnah zum Start der Brennkraftmaschine. In einem Schritt S28 wird eine Abgasrückführrate EGR ermittelt und zwar abhängig von einem geforderten Drehmoment TQ_REQ, das von der Brennkraftmaschine erzeugt werden soll und das vorzugsweise abhängig von der Stellung des Fahrpedals und gegebenenfalls weiteren Drehmomentanforderungen, wie denen eines ABS- oder ESP-Systems, ermittelt wird. Die Abgasrückführrate wird vorteilhaft auch abhängig von einem Betriebsmodus MOD der Brennkraftmaschine ermittelt, der beispielsweise ein Schicht-Betrieb oder ein Homogen-Betrieb der Brennkraftmaschine sein kann. Die Abgasrückführrate EGR kann auch abhängig von weiteren Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine ermittelt werden.
  • In einem Schritt S30 wird dann ein Sollwert PH_SP der Phasenlage abhängig von der Abgasrückführrate EGR, dem Saugrohrdruck MAP und abhängig von der Drehzahl N und gegebenenfalls weiteren Betriebsgrößen ermittelt.
  • In einem Schritt S32 wird dann das Stellsignal S zum Ansteuern der Verstelleinrichtung 37 abhängig von dem Sollwert PH_SP der Phasenlage und der gefilterten Phasenlage PH_FIL(n) ermittelt. Dies erfolgt vorzugsweise mittels eines Reglers der als P-, PI- oder PID-Regler ausgebildet ist.
  • Die Verstelleinrichtung 37 wird dann mit dem Stellsignal S angesteuert. Nach dem Schritt S32 verharrt das Programm dann für die vorgegebene Wartezeitdauer T_W in einem Schritt S34. Alternativ kann das Programm auch in dem Schritt S34 auch für einen vorgegebenen Kurbelwellenwinkel verharren, bevor die Bearbeitung erneut in dem Schritt S28 fortgesetzt wird.
  • Durch eine geeignete Wahl des Filterkoeffizienten FF3 kann die Regelgüte des Reglers des Schrittes S28 sehr stark erhöht werden und ein gutes dynamisches Verhalten und gleichzeitig eine hohe stationäre Regelgenauigkeit erreicht werden. Dies führt dazu, dass die Abgasrückführrate EGR in dem Zylinder Z1 sehr schnell und stationär genau eingestellt werden kann, was dann entscheidend beiträgt zu geringen Stickoxidemissionen.

Claims (9)

  1. Verfahren zum Ermitteln einer Phasenlage einer Nockenwelle einer Brennkraftmaschine mit einer Kurbelwelle (21), einer Nockenwelle (36) und einer Verstelleinrichtung (37), mittels der die Phasenlage (PH) der Nockenwelle (21) zu der Kurbelwelle (37) verstellt werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass – die Phasenlage (PH) abhängig von einem erfassten Kurbelwellenwinkel (CRK) und einem erfassten Nockenwellenwinkel (CRM) ermittelt wird, – ein Filterkoeffizient (FF3) eines Filters abhängig von der Amplitude (AMP) einer der Phasenlage überlagerten Schwingung der Phasenlage (PH) und der Änderung (DELTA) der Phasenlage (PH) ermittelt wird und – eine gefilterte Phasenlage (PH_FIL) der ermittelten Phasenlage (PH) mittels des Filters ermittelt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterung mittels eines nichtrekursiven Filters erster Ordnung erfolgt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Änderung (DELTA) der Phasenlage (PH) gefiltert wird, und der Filterkoeffizient (FF3) abhängig von der gefilterten Änderung (DELTA_FIL) der Phasenlage (PH) ermittelt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterung der Änderung (DELTA) der Phasenlage (PH) abhängig von der Drehzahl (N) und/oder einer Öltemperatur (TOIL) erfolgt.
  5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Amplitude (AMP) der Schwingung der Phasenlage (PH) gefiltert wird, und der Filterkoeffizient (FF3) abhängig von der gefilterten Amplitude (AMP_FIL) der Schwingung der Phasenlage (PH) ermittelt wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterung der Amplitude (AMP) abhängig von der Drehzahl (N) und/oder der Öltemperatur (TOIL) erfolgt.
  7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verringern des Filterkoeffizienten (FF3) innerhalb einer vorgegebenen Zeitdauer oder innerhalb eines vorgegebenen Kurbelwellenwinkelabschnitts auf einen vorgegebenen Schwellenwert (SW) begrenzt wird.
  8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterung mittels eines nichtrekursiven Filters der Ordnung zwei oder höher erfolgt.
  9. Vorrichtung zum Ermitteln einer Phasenlage einer Nockenwelle einer Brennkraftmaschine mit einer Kurbelwelle (21), einer Nockenwelle (36) und einer Verstelleinrichtung (37), mittels der die Phasenlage (PH) der Nockenwelle (36) zu der Kurbelwelle (21) verstellt werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass – erste Mittel vorgesehen sind, die die Phasenlage (PH) abhängig von einem erfassten Kurbelwellenwinkel (CRK) und einem erfassten Nockenwellenwinkel (CAM) ermitteln, – zweite Mittel vorgesehen sind, die einen Filterkoeffizienten (FF3) eines Filters abhängig von der Amplitude (AMP) einer der Phasenlage überlagerten Schwingung der Phasenlage (PH) und der Änderung (DELTA) der Phasenlage (PH) ermitteln, und – dritte Mittel vorgesehen sind, die eine gefilterte Phasenlage (PH_FIL) der ermittelten Phasenlage (PH) mittels des Filters ermitteln.
DE10347516A 2003-10-13 2003-10-13 Verfahren und Vorrichtung zum Ermitteln einer Phasenlage einer Nockenwelle einer Brennkraftmaschine Expired - Fee Related DE10347516B3 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10347516A DE10347516B3 (de) 2003-10-13 2003-10-13 Verfahren und Vorrichtung zum Ermitteln einer Phasenlage einer Nockenwelle einer Brennkraftmaschine
US10/537,239 US7184880B2 (en) 2003-10-13 2004-09-27 Method and device for determining the phase position of a camshaft of an internal combustion engine
EP04787225A EP1673528B1 (de) 2003-10-13 2004-09-27 Verfahren und vorrichtung zum ermitteln einer phasenlage einer nockenwelle einer brennkraftmaschine
PCT/EP2004/052326 WO2005038225A1 (de) 2003-10-13 2004-09-27 Verfahren und vorrichtung zum ermitteln einer phasenlage einer nockenwelle einer brennkraftmaschine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10347516A DE10347516B3 (de) 2003-10-13 2003-10-13 Verfahren und Vorrichtung zum Ermitteln einer Phasenlage einer Nockenwelle einer Brennkraftmaschine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10347516B3 true DE10347516B3 (de) 2005-06-02

Family

ID=34441904

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10347516A Expired - Fee Related DE10347516B3 (de) 2003-10-13 2003-10-13 Verfahren und Vorrichtung zum Ermitteln einer Phasenlage einer Nockenwelle einer Brennkraftmaschine

Country Status (4)

Country Link
US (1) US7184880B2 (de)
EP (1) EP1673528B1 (de)
DE (1) DE10347516B3 (de)
WO (1) WO2005038225A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10145314B2 (en) 2014-03-12 2018-12-04 Volkswagen Aktiengesellschaft Motor vehicle, control unit and method for controlling a phase angle of a camshaft
DE102005059575B4 (de) 2005-12-14 2022-03-17 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7447587B2 (en) * 2005-12-21 2008-11-04 Honeywell International Inc. Cylinder to cylinder variation control
US7757546B2 (en) * 2007-12-28 2010-07-20 Gm Global Technology Operations, Inc. Camshaft and crankshaft position correlation simulation methods and systems
DE102012213539A1 (de) 2012-08-01 2014-02-06 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Bestimmung einer Phasenlage einer verstellbaren Nockenwelle
KR101558392B1 (ko) * 2014-06-09 2015-10-07 현대자동차 주식회사 가변 밸브 타이밍 장치의 제어시스템
US9587525B2 (en) 2014-10-21 2017-03-07 Ford Global Technologies, Llc Method and system for variable cam timing device

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2293894A (en) * 1994-10-03 1996-04-10 Ford Motor Co Variable camshaft timing system
DE19741597A1 (de) * 1997-09-20 1999-03-25 Schaeffler Waelzlager Ohg Nockenpulsrad für eine Brennkraftmaschine mit variabler Nockenwellensteuerung
DE10108055C1 (de) * 2001-02-20 2002-08-08 Siemens Ag Verfahren zum Steuern einer Brennkraftmaschine
DE10115262C2 (de) * 2001-03-28 2003-04-24 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur Ermittlung der Drehlage der Nockenwelle einer Verbrennungskraftmaschine

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2096695A (en) * 1981-04-13 1982-10-20 Ford Motor Co Ic engine camshaft drive mechanism
US4577598A (en) * 1982-04-09 1986-03-25 Ford Motor Company Internal combustion engine and cam drive mechanism therefor
US5218935A (en) * 1992-09-03 1993-06-15 Borg-Warner Automotive Transmission & Engine Components Corporation VCT system having closed loop control employing spool valve actuated by a stepper motor
JP2913273B2 (ja) * 1996-04-17 1999-06-28 本田技研工業株式会社 エンジンの回転検出装置
US6101993A (en) 1999-02-19 2000-08-15 Ford Global Technologies, Inc. Variable cam timing control system and method
DE10043756C2 (de) * 2000-09-05 2002-11-28 Siemens Ag Verfahren zur Festlegung des Einspritzzeitpunkts bei einer Einspritzanlage für eine Brennkraftmaschine
JP3988376B2 (ja) 2000-10-23 2007-10-10 日産自動車株式会社 可変バルブタイミング装置の基準位置学習装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2293894A (en) * 1994-10-03 1996-04-10 Ford Motor Co Variable camshaft timing system
DE19741597A1 (de) * 1997-09-20 1999-03-25 Schaeffler Waelzlager Ohg Nockenpulsrad für eine Brennkraftmaschine mit variabler Nockenwellensteuerung
DE10108055C1 (de) * 2001-02-20 2002-08-08 Siemens Ag Verfahren zum Steuern einer Brennkraftmaschine
DE10115262C2 (de) * 2001-03-28 2003-04-24 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur Ermittlung der Drehlage der Nockenwelle einer Verbrennungskraftmaschine

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Beckmann R. et al.: Die neue Motorsteuerung von Siemens für die BMW Sechzylinder-Otto-motoren. MTZ 59 (1998) 12, S. 820-825
Beckmann R. et al.: Die neue Motorsteuerung von Siemens für die BMW Sechzylinder-Otto-motoren. MTZ59 (1998) 12, S. 820-825 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005059575B4 (de) 2005-12-14 2022-03-17 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine
US10145314B2 (en) 2014-03-12 2018-12-04 Volkswagen Aktiengesellschaft Motor vehicle, control unit and method for controlling a phase angle of a camshaft

Also Published As

Publication number Publication date
EP1673528B1 (de) 2011-06-29
WO2005038225A1 (de) 2005-04-28
US20060136118A1 (en) 2006-06-22
EP1673528A1 (de) 2006-06-28
US7184880B2 (en) 2007-02-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1743098B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum steuern einer brennkraftmaschi­ne
EP1774161B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum steuern einer brennkraftmaschine
DE102005014920A1 (de) Verfahren zur zylinderindividuellen Einstellung von Einspritzzeiten einer Verbrennungskraftmaschine
DE102006031569B3 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE102007000042A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Steuern einer Brennkraftmaschine
EP1706603B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum ermitteln einer phase einer brennkraftmaschine
DE102006024956B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE10344773B3 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Ermitteln einer Phasenlage zwischen einer Kurbelwelle und einer Nockenwelle einer Brennkraftmaschine
DE10347516B3 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Ermitteln einer Phasenlage einer Nockenwelle einer Brennkraftmaschine
DE102005023181A1 (de) Klopfregelungsvorrichtung und Klopfregelungsverfahren für Verbrennungsmotor
DE102010063215B3 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE102009045792A1 (de) Verfahren und Steuergerät zum Abgleichen von Abgassondensignalen beim Betrieb eines Verbrennungsmotors mit variabler Spülrate
DE102006013501B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
EP1608861B1 (de) Vorrichtung zum steuern einer brennkraftmaschine
EP1611318B1 (de) Verfahren zum steuern einer brennkraftmaschine
DE102004038338B3 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Steuern einer Brennkraftmaschine
DE102004012756B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Steuern einer Brennkraftmaschine
DE10356257A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Steuern einer Brennkraftmaschine
DE102006002718B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
WO2018046212A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur steuerung der nach einem gaswechselvorgang im zylinder einer brennkraftmaschine verbleibenden restgasmasse und/oder der während eines gaswechselvorgangs in den abgaskrümmer der brennkraftmaschine gespülten spülluftmasse
DE102005058225B3 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE102005047023B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Ermitteln einer Umschaltbedingung zum Einleiten einer Ventilhubumschaltung bei einer Brennkraftmaschine
DE102004015835B4 (de) Vorrichtung zum Steuern einer Brennkraftmaschine
DE102005016599A1 (de) Nockenwellengeberrad für eine Nockenwellensensorvorrichtung
DE10341583B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Ermitteln einer Phasenlage einer Nockenwelle zu einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine und Verfahren zum Überwachen der Phasenlage der Nockenwelle zu der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine

Legal Events

Date Code Title Description
8100 Publication of the examined application without publication of unexamined application
8364 No opposition during term of opposition
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: CONTINENTAL AUTOMOTIVE GMBH, 30165 HANNOVER, DE

R084 Declaration of willingness to licence
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: VITESCO TECHNOLOGIES GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: CONTINENTAL AUTOMOTIVE GMBH, 30165 HANNOVER, DE

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee