DE19834545A1 - Procedure for measuring play between gas exchange valve of reciprocating piston IC engine and electromagnetic actuator operating having measurement executed in time span in which with gas exchange valves closed near TDC - Google Patents
Procedure for measuring play between gas exchange valve of reciprocating piston IC engine and electromagnetic actuator operating having measurement executed in time span in which with gas exchange valves closed near TDCInfo
- Publication number
- DE19834545A1 DE19834545A1 DE19834545A DE19834545A DE19834545A1 DE 19834545 A1 DE19834545 A1 DE 19834545A1 DE 19834545 A DE19834545 A DE 19834545A DE 19834545 A DE19834545 A DE 19834545A DE 19834545 A1 DE19834545 A1 DE 19834545A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- gas exchange
- valve
- armature
- exchange valve
- internal combustion
- 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.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- 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
- F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
- F01L1/20—Adjusting or compensating clearance
-
- 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
- F01L9/20—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by electric means
-
- 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
- F01L9/40—Methods of operation thereof; Control of valve actuation, e.g. duration or lift
- F01L2009/4098—Methods of operation thereof; Control of valve actuation, e.g. duration or lift relating to gap between armature shaft and valve stem end
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Valve Device For Special Equipments (AREA)
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Messung des Spiels zwischen einem Gaswechselventil einer Hubkolben-Brennkraftmaschine und einem dieses betätigenden elektromagnetischen Aktuator, der einen Schließmagneten und einen Öffnungsmagneten sowie einen Anker aufweist, der jeweils gegen die Kraft einer Rückstellfeder zwischen den beiden Elektromagneten hin- und herbewegbar geführt ist und der dabei auf das Gaswechselventil einwirkt, wobei die Bewegung des Ankers innerhalb des Ventilspiels erfaßt und aus der durch das Auftreffen des Ankers auf dem Gaswechselventil bewirkten Unregelmäßigkeit die Größe des Ventilspiels abgeleitet wird.The invention relates to a method for measuring the game between a Gas exchange valve of a reciprocating piston internal combustion engine and one of these actuating electromagnetic actuator, which includes a closing magnet and has an opening magnet and an armature, each against the Force back and forth between the two electromagnets is movably guided and acts on the gas exchange valve, wherein the movement of the armature within the valve clearance is detected and off caused by the armature hitting the gas exchange valve Irregularity the size of the valve clearance is derived.
Zum technischen Umfeld wird neben der DE 195 29 155 A1 auf die noch nicht veröffentlichte deutsche Patentanmeldung 198 32 198.8 verwiesen.The technical environment is next to DE 195 29 155 A1 unpublished German patent application 198 32 198.8.
Ein elektromagnetisch betätigter Ventiltrieb von Brennkraftmaschinen, bei welchem die Gaswechsel-Hubventile einer Hubkolben-Brennkraftmaschine von elektromagnetischen Aktuatoren in gewünschter Weise betätigt, d. h. oszillierend geöffnet und geschlossen werden, besitzt signifikante system immanente Vorteile. Bei einem derartigen elektromechanischen Ventiltrieb werden die Hubventile einzeln oder auch in Gruppen über elektromechani sche Stellglieder, die sog. Aktuatoren bewegt, wobei der Zeitpunkt für das Öffnen und das Schließen jedes Hubventiles im wesentlichen völlig frei ge wählt werden kann. Hierdurch können die Ventilsteuerzeiten der Brennkraft maschine optimal an den aktuellen Betriebszustand (dieser ist durch Dreh zahl und Last definiert) sowie an die jeweiligen Anforderurigen hinsichtlich Verbrauch, Drehmoment, Emissionen, Komfort und Ansprechverhalten eines von der Brennkraftmaschine angetriebenen Fahrzeuges angepaßt werden.An electromagnetically actuated valve train of internal combustion engines, at which the gas exchange stroke valves of a reciprocating piston internal combustion engine actuated by electromagnetic actuators in the desired manner, d. H. opening and closing oscillating has significant system inherent advantages. With such an electromechanical valve train are the globe valves individually or in groups via electromechanical cal actuators, the so-called actuators, the time for the Opening and closing each stroke valve is essentially completely free can be chosen. This allows the valve timing of the internal combustion engine machine optimally to the current operating state (this can be done by turning number and load defined) as well as to the respective requesters regarding Consumption, torque, emissions, comfort and responsiveness of a be adapted by the engine driven vehicle.
Die wesentlichen Bestandteile eines bekannten Aktuators zur Betätigung der Hubventile einer Brennkraftmaschine sind ein Anker sowie zwei Elektroma gneten für das Halten des Ankers in der Position "Hubventil offen", bzw. "Hubventil geschlossen" mit den zugehörigen Elektromagnet-Spulen (im fol genden Öffnungsmagnet und Schließmagnet genannt), und ferner Rück stellfedern für die Bewegung des Ankers zwischen den Positionen "Hubventil offen" und "Hubventil geschlossen". Durch alternierende Bestromung der beiden Elektromagneten kann der Anker zwischen diesen Elektromagneten bewegt und somit das vom Anker betätigte Gaswechsel-Hubventil abwech selnd geöffnet und geschlossen werden.The essential components of a known actuator for actuating the Lift valves of an internal combustion engine are an armature and two electromas suitable for holding the armature in the "lift valve open" position, or "Lift valve closed" with the associated solenoid coils (in fol called opening magnet and closing magnet), and further back springs for the movement of the armature between the positions "lift valve open "and" lift valve closed ". By alternating energization of the The two electromagnets can be the armature between these electromagnets moves and thus the gas exchange valve actuated by the armature alternates to be opened and closed at will.
Ein Problem im Ventiltrieb von Brennkraftmaschinen ist das sog. Ventilspiel, welches im Hinblick auf Bauteiltoleranzen und Wärmedehnungsvorgänge erforderlich ist, um sicherzustellen, daß das Gaswechselventil in seiner Schließposition stets sicher auf seinem Ventilsitz aufsitzt und somit den Brennkraftmaschinen-Brennraum sicher gegenüber dem zugehörigen La dungswechselkanal im Brennkraftmaschinen-Zylinderkopf abdichtet. Dieses erforderliche und sich im Betrieb der Brennkraftmaschine verändernde Ven tilspiel gilt es auszugleichen, wozu bei herkömmlichen, vor Nocken betätig ten Gaswechselventilen in die Betätigungskette an geeigneter Stelle bspw. hydraulische Ventilspiel-Ausgleichselemente eingebaut sind.A problem in the valve train of internal combustion engines is the so-called valve clearance, which with regard to component tolerances and thermal expansion processes is required to ensure that the gas exchange valve is in its The closed position is always securely seated on its valve seat and thus the Engine combustion chamber safe compared to the associated La Sealing change channel in the engine cylinder head seals. This required and changing in the operation of the internal combustion engine Ven tilspiel it is necessary to compensate, what with conventional, operated in front of cams th gas exchange valves in the actuation chain at a suitable point, e.g. hydraulic valve lash compensation elements are installed.
Grundsätzlich können derartige Ventilspiel-Ausgleichselemente auch zwi schen den Aktuator und den Ventilschaft eines von diesem elektromagneti schen Aktuator betätigten Gaswechselventiles eingebaut werden, was je doch nicht nur im Hinblick auf den benötigten Bauraum sowie die erforderli che Versorgung des Ausgleichselementes mit Hydraulikmedium von Nachteil ist, sondern wegen der zusätzlichen Reibungsverluste und der erhöhten be wegten Massen einen äußerst negativen Einfluß auf die Ventilhuberzeu gung, auf deren Regelung und auf den Gesamt-Energiehaushalt des Sys tems hat.Basically, such valve lash compensation elements can also be used the actuator and the valve stem of one of these electromagnetic Actuator-operated gas exchange valves are installed, what ever but not only in terms of the space required and the required che supply of the compensating element with hydraulic medium is a disadvantage is, but because of the additional frictional losses and the increased be masses had an extremely negative influence on the valve lifters on their regulation and on the total energy balance of the system tems has.
Deutlich vorteilhafter ist es, wenn der elektromagnetische Aktuator selbst die Funktion des Ventilspielausgleiches übernimmt, so wie dies in der eingangs zweitgenannten nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung 198 32 198.8 beschrieben ist. Dabei kann der Anker zunächst in eine Zwi schenposition gefahren und hierdurch das Ventilspiel überbrückt werden, wonach eine zweite Endlage angefahren wird, die der mechanischen Endla ge des Ankers entspricht. Mit dieser Funktion ist somit ein elektronischer Ventilspielausgleich möglich. Demzufolge wird bei einem Schließvorgang des Gaswechsel-Hubventiles zunächst eine erste Endlage des Ankers an gefahren, die dem Aufsetzen des Gaswechselventiles auf seinem Ventilsitz entspricht. Anschließend daran wird der Anker in eine zweite Endlage gefah ren, die seiner eigenen mechanischen Endlage entspricht. Beim danach fol genden Öffnen des Gaswechselventiles wird zunächst eine erste Endlage entsprechend dem Ventilspiel angefahren, in welcher der Anker auf das Gaswechselventil auftrifft, und anschließend daran eine zweite Endlage, die bspw. der mechanischen Endlage des Ankers am Öffnungsmagneten ent spricht, die aber auch einem gewünschten Teilhub des Gaswechsel- Hubventiles entsprechen kann.It is significantly more advantageous if the electromagnetic actuator itself The function of valve clearance compensation takes over, as in the beginning second-mentioned non-published German patent application 198 32 198.8. The anchor can first of all be in a two position and thereby bridging the valve clearance, after which a second end position is approached, that of the mechanical end position corresponds to the anchor. This function is therefore an electronic one Valve clearance compensation possible. As a result, during a closing process the gas exchange stroke valve to a first end position of the armature driven putting the gas exchange valve on its valve seat corresponds. Then the anchor is moved to a second end position ren, which corresponds to its own mechanical end position. When fol When the gas exchange valve opens, there is first a first end position approached according to the valve clearance in which the armature on the Gas exchange valve hits, and then a second end position, the e.g. the mechanical end position of the armature on the opening magnet speaks, but also a desired partial stroke of the gas exchange Lift valves can correspond.
Soll diese beschriebene Ventilspiel-Ausgleichsfunktion in einen elektroma gnetischen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine implementiert werden, so ist es zum einen erforderlich, die Position des Ankers zwischen den beiden Elektromagneten jeweils exakt bestimmen zu können und ferner den Anker gezielt in jede gewünschte Zwischenposition zwischen Öffnungsmagnet und Schließmagnet fahren zu können. Letzteres ist mit Hilfe eines geeigneten Reglers, wie er bspw. in der bereits mehrfach genannten deutschen Pa tentanmeldung 198 32 198.8 beschrieben ist, möglich. In anderen Worten ausgedrückt müssen die die Bewegung des Ankers zwischen den Aktuator- Elektromagneten beschreibenden Parameter, nämlich die Anker-Position sowie der Energieeinsatz an den Magnetspulen, vollständig bekannt und kontrollierbar sein.Should this described valve clearance compensation function in an elektroma gnetischen valve train of an internal combustion engine are implemented, so for one, it required the position of the anchor between the two To be able to determine electromagnets exactly and also the armature targeted to any desired intermediate position between the opening magnet and To be able to drive the closing magnet. The latter is with the help of a suitable one Regulator, such as that in the German Pa tent registration 198 32 198.8 is possible. In other words expressed the movement of the armature between the actuator Electromagnet describing parameters, namely the armature position and the use of energy on the solenoids, fully known and be controllable.
Ferner ist es für eine Implementierung der sog. elektronischen Ventilspiel- Ausgleichsfunktion in den elektromagnetischen Ventiltrieb einer Hubkolben- Brennkraftmaschine selbstverständlich erforderlich, das jeweils aktuelle Ven tilspiel, welches sich - wie bereits erwähnt - laufend zumindest geringfügig ändert, zu kennen.Furthermore, it is necessary for an implementation of the so-called electronic valve lash Compensation function in the electromagnetic valve train of a reciprocating Internal combustion engine of course required, the current Ven tilspiel, which - as already mentioned - continuously at least slightly changes to know.
Aus der eingangs erstgenannten DE 195 29 155 A1, die den Oberbegriff des Anspruchs 1 der vorliegenden Patentanmeldung bildet, ist ein Verfahren zur Messung des Ventilspieles bekannt, wobei aus Unregelmäßigkeiten im zeitli chen Verlauf des Energieeinsatzes am Schließmagneten, nämlich im Verlauf der elektrischen Spannung und/oder des Stromes desselben, auf das Auf treffen des Ankers auf das Gaswechselventil und somit auf die Größe des Ventilspieles geschlossen wird.From the first mentioned DE 195 29 155 A1, which the preamble of Claim 1 of the present patent application is a method for Measurement of valve clearance is known, with irregularities in the temporal Chen course of energy use on the closing magnet, namely in the course the electrical voltage and / or the current of the same, on the up hit the anchor on the gas exchange valve and thus on the size of the Valve clearance is closed.
Im Hinblick auf dieses bekannte Verfahren weitere Verbesserungen aufzu zeigen, ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung.With regard to this known method further improvements can be made show is the object of the present invention.
Die Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, daß die Messung in einer Zeitspanne durchgeführt wird, in welcher sich bei geschlossenen Gas wechselventilen der Kolben des zugehörigen Brennkraftmaschinen-Zylinders nahe seines oberen Totpunktes befindet. Bevorzugt wird nach erfolgter Mes sung der Anker wieder in Anlageposition am Schließmagneten gebracht, so daß trotz des geringfügigen Hubes, den der Anker zur Überbrückung des Ventilspieles ausführt, das Gaswechselventil nicht geöffnet wird. Dabei kann die Messung periodisch oder stochastisch wiederholt werden, wobei zwi schen den einzelnen Messungen im zugehörigen Brennkraftmaschinen- Zylinder mehrere Brennkraftmaschinen-Arbeitsspiele ausgeführt werden.The solution to this problem is characterized in that the measurement in a period of time in which gas is closed exchange valves of the pistons of the associated internal combustion engine cylinder is near its top dead center. Preference is given after the measurement solution brought the anchor back into contact position on the closing magnet, see above that despite the slight stroke that the anchor bridges the Valve clearance, the gas exchange valve is not opened. It can the measurement is repeated periodically or stochastically, whereby between between the individual measurements in the associated internal combustion engine Cylinder multiple internal combustion engine work cycles are performed.
Darüberhinausgehend wird auch ein gegenüber der DE 195 29 155 A1 ge ändertes Meßverfahren vorgeschlagen. Während nämlich bei diesem be kannten Stand der Technik die zeitliche Veränderung im Verlauf des Ener gieeinsatzes am Schließmagneten beobachtet und hieraus auf ein Auftreffen des Ankers auf dem Gaswechselventil geschlossen wird, wird in der vorlie genden Erfindung vorgeschlagen, alleine aus der Unregelmäßigkeit im zeitli chen Bewegungs-Verlauf des Ankers auf die Überwindung des Ventilspieles zu schließen.In addition, a ge compared to DE 195 29 155 A1 changed measurement method proposed. While this be prior art knew the change over time in the course of the energy gies insert observed on the closing magnet and from there on an impact of the armature on the gas exchange valve is closed in the vorlie ing proposed invention, solely from the irregularity in the temporal Chen movement course of the armature on overcoming the valve clearance close.
In anderen Worten ausgedrückt bedeutet dies, daß ausgehend von einem tatsächlich vorhandenen Ventilspiel größer "Null" (d. h. der Anker ist vom Gaswechselventil bzw. vom Schaft desselben beabstandet) der Anker ge ringfügig in Richtung des Gaswechselventiles beschleunigt wird. Sobald dann der Anker auf dem Gaswechselventil auftrifft, ändert sich über der Zeit betrachtet dessen Bewegungsverlauf, d. h. wegen des vom Gaswechselventil der Ankerbewegung entgegengesetzten Widerstandes erfährt die Ankerge schwindigkeit bzw. die zeitliche Wegänderung des Ankers zumindest eine kurzfristige, jedoch signifikante Abnahme. Allein aus dieser Änderung, die mittels eines bereits implizit genannten Wegsensors für die Ankerbewegung - schließlich ist es, wie weiter oben ausgeführt wurde, erforderlich, die jewei lige Ankerposition zu kennen -, ermittelt werden kann, kann somit die Über windung des Ventilspieles festgestellt werden, d. h. es kann hieraus auf ein Auftreffen des Ankers auf das Gaswechselventil geschlossen werden.In other words, it means that starting from one valve clearance actually present greater than "zero" (i.e. the armature is from Gas exchange valve or spaced therefrom) the armature ge is slightly accelerated in the direction of the gas exchange valve. As soon as then the armature hits the gas exchange valve changes over time considers its course of motion, d. H. because of the gas exchange valve the anchor movement experiences the armature movement of opposite resistance speed or the temporal path change of the anchor at least one short-term, but significant decrease. Just from this change that using an already implicitly mentioned displacement sensor for the armature movement - finally, as explained above, it is necessary that each Knowing the current anchor position - can be determined, the over turn of the valve clearance can be determined, d. H. it can result from this Impact of the armature on the gas exchange valve can be closed.
Näher erläutert wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungs beispieles, wobei die beigefügte einzige Figur zwei Diagramme über einer gemeinsamen Zeitachse t zeigt, und in welchen einerseits der Hubverlauf h des Aktuator-Ankers (mit hA bezeichnet) und der Hubverlauf des vom Ak tuator betätigten Auslaß-Gaswechselventiles (mit hV bezeichnet) eines Brennkraftmaschinen-Zylinders aufgetragen ist und andererseits unterhalb davon der im zugehörigen Brennkraftmaschinen-Zylinder aktuell zu den je weiligen Zeitpunkten herrschende Zylinderdruck p.The invention is explained in more detail with reference to a preferred embodiment example, the attached single figure showing two diagrams over a common time axis t, and in which on the one hand the stroke course h of the actuator armature (denoted by h A ) and the stroke course of the actuator actuated by the actuator Exhaust gas exchange valve (denoted by h V ) of an internal combustion engine cylinder is plotted and, on the other hand, below it the cylinder pressure p currently prevailing in the associated internal combustion engine cylinder at the respective times.
Figürlich nicht dargestellt ist der Aufbau der nach dem Viertakt-Prinzip ar beitenden Hubkolben-Brennkraftmaschine, da dieser dem Fachmann grund sätzlich bekannt ist. Nicht gezeigt sind demzufolge die den jeweiligen Brenn kraftmaschinen-Zylindern zugeordnete Gaswechselventile, nämlich die Ein laßventile und die Auslaßventile, die jeweils durch einen elektromagneti schen Aktuator betätigt werden. Bekannt ist dem Fachmann auch, daß in jedem Brennkraftmaschinen-Zylinder ein Kolben, auch Hubkolben genannt, zwischen seinem unteren Totpunkt und seinem oberen Totpunkt oszillierend bewegt wird.The structure of the ar according to the four-stroke principle is not shown in the figures working reciprocating internal combustion engine, as this is the reason for the expert is also known. Accordingly, the respective burners are not shown Gas exchange valves associated with engine cylinders, namely the on Let valves and the exhaust valves, each by an electromagnetic be actuated. It is also known to the person skilled in the art that in a piston, also called a reciprocating piston, for each internal combustion engine cylinder, oscillating between its bottom dead center and its top dead center is moved.
Befindet sich dieser Kolben in seinem oberen Totpunkt und sind die Gas wechselventile (d. h. die Einlaßventile und die Auslaßventile) des zugehöri gen Brennkraftmaschinen-Zylinders geschlossen, so liegt im Zylinder der größte Zylinderdruck p vor. Dieser Zustand liegt im beigefügten Diagramm in der Zeitspanne bzw. im Zeitintervall zwischen den beiden Zeitpunkten t1 und t2 vor und wird auch als oberer Zünd-Totpunkt bezeichnet, da in diesem Zu stand das zuvor in den Zylinder eingebrachte und anschließend daran kom primierte brennbare Gemisch gezündet wird. Anschließend daran wird in der Zeitspanne zwischen t2 und t3 der Hubkolben wie bekannt durch die Druck entladung im Zylinder-Brennraum in Richtung seines unteren Totpunktes geschoben.If this piston is in its top dead center and the gas exchange valves (ie the intake valves and the exhaust valves) of the associated internal combustion engine cylinder are closed, then the greatest cylinder pressure p is present in the cylinder. This state is present in the accompanying diagram in the time span or in the time interval between the two times t 1 and t 2 and is also referred to as top ignition dead center, since in this state the combustible which was previously introduced into the cylinder and then compressed thereon Mixture is ignited. Subsequently, in the period between t 2 and t 3, the reciprocating piston is pushed, as is known, by the pressure discharge in the cylinder combustion chamber in the direction of its bottom dead center.
Ebenfalls nicht figürlich dargestellt sind die die Brennkraftmaschinen-Gas wechselventile betätigenden Aktuatoren, da diese beispielsweise wie in der eingangs genannten DE 195 29 155 A1 gezeigt aufgebaut sein können.The internal combustion engine gas is also not shown figuratively Actuators actuating change-over valves, since, for example, as in the initially mentioned DE 195 29 155 A1 can be constructed.
Im (oberen) h-t-Diagramm ist gestrichelt ein beispielhafter Hubverlauf hV des dem jeweiligen Zylinder zugeordneten Auslaß-Gaswechselventiles aufgetra gen, welches sich im Zeitintervall zwischen t0 und t3 in seiner sog. Nullage befindet, d. h. das Auslaß-Gaswechselventil ist geschlossen und sitzt dabei auf seinem Ventilsitz auf, so daß hV den Wert "Null", im Diagramm als "0V" eingetragen, annimmt. Wie ersichtlich und dem Fachmann bekannt, öffnet dieses Auslaß-Gaswechselventil zum Zeitpunkt t3, in welchem sich der Kol ben im Bereich seines unteren Totpunktes befindet, um dann in der Zeit spanne zwischen t3 und t4, während derer sich der Kolben wieder in Richtung seines oberen Totpunktes bewegt, das zuvor zwischen t1 und t3 im Zylinder verbrannte Gemisch aus dem Brennkraftmaschinen-Zylinder austreten zu lassen.In the (top) ht diagram, an exemplary stroke curve h V of the exhaust gas exchange valve assigned to the respective cylinder is drawn in dashed lines, which is in its so-called zero position in the time interval between t 0 and t 3 , ie the exhaust gas exchange valve is closed and sits on its valve seat so that h V assumes the value "zero", entered in the diagram as "0 V ". As can be seen and known to the person skilled in the art, this outlet gas exchange valve opens at time t 3 , in which the piston is in the region of its bottom dead center, and then in the period between t 3 and t 4 , during which the piston is in again Moved towards its top dead center to let the mixture previously burned in the cylinder between t 1 and t 3 emerge from the internal combustion engine cylinder.
In durchgezogenen Linien ist im h-t-Diagramm der Hubverlauf hA des Ankers des dieses Auslaß-Gaswechselventil betätigenden elektromagnetischen Aktuators aufgetragen. Wie ersichtlich unterscheidet sich die Nullage des Ankers - im Diagramm als "0A" eingetragen -, in welcher dieser am Schließ magneten anliegt, von der Nullage 0V des Gaswechselventiles, und zwar um den Betrag des - dem Fachmann ebenfalls bekannten - Ventilspieles VS. Dies bedeutet, daß der Anker des elektromagnetischen Aktuators ausge hend von seiner Nullage 0A zunächst die Wegstrecke VS Zurücklegen muß, ehe er auf das sich noch in seiner Nullage 0V befindende Gaswechselventil auftrifft. Bei einer weiteren Bewegung des Ankers in Richtung des Aktuator- Öffnungsmagneten, d. h. mit zunehmendem Ankerhub hA wird dann das zu gehörige Auslaß-Gaswechselventil geöffnet.The stroke curve h A of the armature of the electromagnetic actuator actuating this outlet gas exchange valve is plotted in solid lines in the ht diagram. As can be seen, the zero position of the armature - entered in the diagram as "0 A " - in which it rests on the closing magnet, differs from the zero position 0 V of the gas exchange valve by the amount of the valve clearance VS, which is also known to the person skilled in the art. This means that the armature of the electromagnetic actuator based on its zero position 0 A must first cover the distance VS before it hits the gas exchange valve which is still in its zero position 0 V. With a further movement of the armature in the direction of the actuator opening magnet, ie with increasing armature stroke h A , the associated outlet gas exchange valve is then opened.
Damit nun das soeben beschriebene Auftreffen des Ankers (bzw. eines mit diesem fest verbundenen Stößels) auf das Gaswechselventil (bzw. auf den Schaft desselben) unter möglichst geringer Geräuschentwicklung vonstatten geht, kann bei Verwendung eines geeigneten Reglers für die Steuerung der Ankerbewegung zwischen Schließmagnet und Öffnungsmagnet der Anker nach Überwindung der Wegstrecke des Ventilspieles VS weich auf das Gaswechselventil (bzw. auf den Schaft desselben) aufgesetzt werden. Für die Ansteuerung dieses Reglers ist es jedoch erforderlich, das Ventilspiel VS im aktuellen Betriebszustand der Brennkraftmaschine zu kennen. Das Ven tilspiel VS muß folglich vom System selbst gemessen werden, was grund sätzlich aus einer erkennbaren Unregelmäßigkeit im zeitlichen Bewegungs- Verlauf des Ankers möglich ist.So that the impact of the anchor (or one with this firmly connected tappet) on the gas exchange valve (or on the Shaft of the same) with as little noise as possible is possible if a suitable controller is used to control the Armature movement between the closing magnet and the opening magnet of the armature after overcoming the distance of the valve clearance VS soft on the Gas exchange valve (or on the stem of the same) are placed. For the control of this controller is required, however, the valve clearance VS to know in the current operating state of the internal combustion engine. The Ven tilspiel VS must therefore be measured by the system itself, which is the reason additionally from a discernible irregularity in the temporal movement Course of the anchor is possible.
Im einzelnen wird hierzu nämlich ausgehend von der Nullage 0A des Ankers diesem ein geringer Sollweg in Richtung des Gaswechselventiles vorgege ben. Trifft der Anker dann nach Überwindung des Ventilspiels VS auf dem Gaswechselventil auf, wird der Anker in dieser Position 0V hierdurch abge bremst, so daß der Sollweg vom tatsächlichen Istweg des Ankers, der mittels eines geeigneten Sensors festgestellt werden kann, abweicht. Bei diesem Auftreffen wird nämlich der sich zunächst vom Schließmagneten wegbewe gende Anker durch das Gaswechselventil - u. a. durch dessen Massenkraft, insbesondere jedoch durch die auf das Gaswechselventil von seiten des Brennkraftmaschinen-Brennraumes einwirkenden Druckkräfte - quasi wieder in Richtung zum Schließmagneten hin zurückgedrückt. Diese Unregelmäßig keit im zeitlichen Bewegungsablauf genügt somit zur Festellung des Ventil spieles VS = 0V - 0A.Specifically, starting from the zero position 0 A of the armature, this is a small desired path in the direction of the gas exchange valve. If the armature then hits the gas exchange valve after overcoming the valve clearance VS, the armature is thereby braked in this position by 0 V , so that the target path deviates from the actual actual path of the armature, which can be determined by means of a suitable sensor. When this occurs, the armature that initially moves away from the closing magnet is pushed back by the gas exchange valve - inter alia by its inertial force, but particularly by the pressure forces acting on the gas exchange valve from the internal combustion engine combustion chamber - in the direction of the closing magnet. This irregular speed in the sequence of movements is therefore sufficient to determine the valve clearance VS = 0 V - 0 A.
In diesem Zusammenhang sei noch darauf hingewiesen, daß die Ermittlung des Ventilspieles jedoch auch nach dem in der bereits genannten DE 195 29 155 A1 beschriebenen Prinzip möglich ist, d. h. daß aus einer Un regelmäßigkeit im zeitlichen Verlauf des Energieeinsatzes am Schießma gneten auf ein Auftreffen des Ankers auf dem Gaswechselventil geschlossen wird.In this context, it should be noted that the investigation of the valve clearance, however, also after that in the already mentioned DE 195 29 155 A1 principle described is possible, d. H. that from an Un regularity in the course of energy use at the shooting range closed when the armature hit the gas exchange valve becomes.
Wesentlich hingegen ist der erfindungsgemäße Vorschlag, wonach diese beschriebene Messung an einem Brennkraftmaschinen-Zylinder in der Zeit spanne zwischen t1 und t2 durchzuführen ist, d. h. in derjenigen Zeitspanne, in welcher sich bei geschlossenen Gaswechselventilen (d. h. die Einlaßventile und die Auslaßventile des Zylinders sind geschlossen) der Kolben dieses Zylinders nahe seines oberen Totpunktes befindet. Die Unterschiede in den oben bereits genannten Bewegungsparametern des Ankers (bzw. ggf. des elektromagnetischen Aktuators) zwischen dem Zustand "Ventilspiel VS ≠ 0" und dem Zustand "Ventilspiel VS = 0" werden nämlich um so größer und deutlicher, je größer die vom Gaswechselventil einer Öffnungsbewegung desselben entgegengesetzte Kraft ist.On the other hand, the proposal according to the invention is essential, according to which this described measurement is to be carried out on an internal combustion engine cylinder in the period between t 1 and t 2 , ie in the period in which there are closed gas exchange valves (ie the inlet valves and the outlet valves of the cylinder) closed) the piston of this cylinder is close to its top dead center. The differences in the movement parameters of the armature (or, if applicable, the electromagnetic actuator) already mentioned between the state "valve clearance VS ≠ 0" and the state "valve clearance VS = 0" become larger and clearer, the greater those of the gas exchange valve force opposed to an opening movement of the same.
Dies sei im folgenden nochmals in anderen Worten ausgedrückt:
Zunächst sei wiederholt, daß es sich bei den genannten Bewegungspara
metern bevorzugt um die Wegposition, d. h. um den Hub hA des Ankers han
delt, in einer alternativen Ausführungsform kann zusätzlich der Energieein
satz in der Schließer-Magnetspule berücksichtigt werden.
This is expressed in other words in the following:
First of all, it should be repeated that it is preferred in the aforementioned movement parameters to the path position, ie the stroke h A of the armature, in an alternative embodiment, the energy input in the closer magnet coil can also be taken into account.
Der Zustand "Ventilspiel VS ≠ 0" d. h. das Ventilspiel nimmt einen Wert un gleich "Null" an und der Anker ist somit vom Gaswechselventil beabstandet - liegt auf der Zeitachse t betrachtet zwischen t1 und t1' vor, d. h. in demjenigen Zeitraum, in welchem sich der Anker ausgehend von seiner Nullage 0A zu dem sich noch in seiner Nullage 0V befindenden Gaswechselventil hinbewegt. Der Zustand "Ventilspiel VS = 0" - d. h. das Ventilspiel nimmt den Wert "Null" an und der Anker ist somit in Kontakt mit dem Gaswechselventil - liegt auf der Zeitachse t betrachtet zwischen t1' und t2' vor, d. h. in einem Zeitraum, in welchem der Anker bspw. durch die besagte Regelung gesteuert in der Po sition hA = 0V gehalten wird oder allgemein innehat.The state "valve clearance VS ≠ 0", ie the valve clearance assumes a value un equal to "zero" and the armature is therefore spaced from the gas exchange valve - is present on the time axis t between t 1 and t 1 ', ie in that period in which the armature moves from its zero position 0 A to the gas exchange valve which is still in its zero position 0 V. The state "valve clearance VS = 0" - ie the valve clearance assumes the value "zero" and the armature is thus in contact with the gas exchange valve - is on the time axis t between t 1 'and t 2 ', ie in a period of time , in which the armature, for example controlled by said regulation, is held in position h A = 0 V or generally holds.
Was nun die genannte Kraft, die vom Gaswechselventil einer Öffnungsbe wegung desselben entgegengesetzt wird, betrifft, so setzt sich diese zu sammen aus der Kraft der gespannten Aktuator-Rückstellfeder und den am Gaswechselventil selbst, d. h. an dessen Ventilteller angreifenden Gaskräf ten, die dem Zylinderinnendruck p entsprechen bzw. durch diesen hervorge rufen werden. Wie bekannt und aus dem (unteren) p-t-Diagramm ersichtlich, sind diese Gaskräfte dann am größten, wenn sich - bei geschlossenen Gas wechselventilen - der Kolben des zugehörigen Brennkraftmaschinen- Zylinders im Bereich des oberen Zünd-Totpunktes befindet, d. h. in der Zeit spanne zwischen t1 und t2. Demzufolge wird vorgeschlagen, die Messung des Ventilspieles in dieser besagten Zeitspanne durchzuführen, da dann die festzustellende Unregelmäßigkeit im zeitlichen Verlauf (insbesondere im zeitlichen Bewegungs-Verlauf des Ankers) am signifikantesten ist, so daß in dieser Zeitspanne bestmöglich der mit Überwindung des Ventilspieles VS vom Anker zurückgelegte Weg, d. h. die Hubdifferenz 0V-0A festgestellt wer den kann.As for the force mentioned, which is opposed by the gas exchange valve to an opening movement of the same, it is composed of the force of the tensioned actuator return spring and the gas forces acting on the gas exchange valve itself, ie on its valve disk, which act on the cylinder pressure p correspond or will be evoked by this. As is known and can be seen from the (lower) pt diagram, these gas forces are greatest when - with closed gas exchange valves - the piston of the associated internal combustion engine cylinder is in the area of the top ignition dead center, ie in the period between t 1 and t 2 . Accordingly, it is proposed to carry out the measurement of the valve clearance in said period of time, since the irregularity to be determined is then the most significant in terms of the time course (in particular in the time course of the movement of the armature), so that in this time period the one with overcoming the valve play VS of the armature is optimal distance traveled, ie the stroke difference 0 V -0 A determined who can.
Da in diesem Meßzeitpunkt, der in der Zeitspanne zwischen t1 und t2 liegt, das Gaswechselventil jedoch nicht geöffnet werden soll, ist vorgesehen, daß nach erfolgter Messung, nämlich hier nach dem Zeitpunkt t2', der hier ge ringfügig vor t2 liegt, der Anker wieder in Anlageposition am Schließmagne ten gebracht wird. Dies erkennt man im h-t-Diagramm anhand des Hubver laufes hA, der im Zeitraum zwischen t2 und t3 wieder seine Nullage 0V ein nimmt.Since the gas exchange valve should not be opened at this time of measurement, which lies in the period between t 1 and t 2 , it is provided that after the measurement, namely here after the time t 2 ' , which is slightly before t 2 here , the anchor is brought back into position on the closing magnet. This can be seen in the ht diagram using the stroke curve h A , which returns to its zero position 0 V in the period between t 2 and t 3 .
Wie bereits erwähnt, ändert sich das Ventilspiel VS im Ventiltrieb einer Kol ben-Brennkraftmaschine zwar bei Betrieb derselben, jedoch erfolgen diese Änderungen nur relativ langsam, so daß es ausreichend ist, wenn die be sagte Messung nur in bestimmten Zeitabständen durchgeführt wird. Es wird somit vorgeschlagen, die Messung periodisch oder stochastisch zu wieder holen, wobei zwischen den einzelnen Messungen im entsprechenden Brennkraftmaschinen-Zylinder mehrere Brennkraftmaschinen-Arbeitsspiele ausgeführt werden. Dabei sei noch darauf hingewiesen, daß dieses ge nannte Verfahren auch bei anderen physikalischen Prinzipien der Ventilbe tätigung anwendbar ist, sofern die genannten Voraussetzungen, nämlich daß die die Bewegung des das Gaswechselventil betätigenden Aktuators be schreibenden Parameter bekannt und kontrollierbar sind, erfüllt sind.As already mentioned, the valve clearance VS changes in the valve train of a piston ben internal combustion engine while operating the same, but they take place Changes only relatively slowly, so that it is sufficient if the be said measurement is only carried out at certain time intervals. It will thus suggested to measure periodically or stochastically again fetch, taking between the individual measurements in the corresponding Internal combustion engine cylinder several internal combustion engine work cycles be carried out. It should be noted that this ge mentioned methods also with other physical principles of the Ventilbe activity is applicable, provided that the conditions mentioned, namely that be the movement of the actuator actuating the gas exchange valve writing parameters are known and controllable, are fulfilled.
h Hubverlauf
hA h stroke
h A
Hubverlauf des Ankers des Aktuators
hV The stroke of the armature of the actuator
h V
Hubverlauf des Gaswechselventiles
p Zylinderdruck
t Zeit
ti Stroke course of the gas exchange valve
p cylinder pressure
t time
t i
verschiedene Zeitpunkte
0A different times
0 A
Nullage des Ankers
0V Zero position of the anchor
0 V
Nullage des Gaswechselventiles
VS Ventilspiel = 0V Zero position of the gas exchange valve
VS valve clearance = 0 V
-0A
-0 A
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19834545A DE19834545A1 (en) | 1998-07-31 | 1998-07-31 | Procedure for measuring play between gas exchange valve of reciprocating piston IC engine and electromagnetic actuator operating having measurement executed in time span in which with gas exchange valves closed near TDC |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19834545A DE19834545A1 (en) | 1998-07-31 | 1998-07-31 | Procedure for measuring play between gas exchange valve of reciprocating piston IC engine and electromagnetic actuator operating having measurement executed in time span in which with gas exchange valves closed near TDC |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE19834545A1 true DE19834545A1 (en) | 2000-02-03 |
Family
ID=7875973
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19834545A Withdrawn DE19834545A1 (en) | 1998-07-31 | 1998-07-31 | Procedure for measuring play between gas exchange valve of reciprocating piston IC engine and electromagnetic actuator operating having measurement executed in time span in which with gas exchange valves closed near TDC |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE19834545A1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2797659A1 (en) * | 1999-08-16 | 2001-02-23 | Siemens Ag | METHOD FOR DETERMINING THE VALVE GAME |
| DE10206031A1 (en) * | 2002-02-14 | 2003-09-04 | Bayerische Motoren Werke Ag | Armature movement control method for electromagnetic actuator for gas-exchange lifting-valve in internal combustion engine, by holding tappet of actuator in suspension slightly below valve stem position |
| DE10244337A1 (en) * | 2002-09-24 | 2004-04-01 | Bayerische Motoren Werke Ag | Controlling movement of armature of electromagnetic actuator, especially for combustion engine gas exchange valve, involves moving armature at defined constant speed in end phase of closing movement |
| EP1484478A2 (en) | 2003-06-06 | 2004-12-08 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Controling method for an armature movement in an electromagnetic actuator |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19529155A1 (en) * | 1995-08-08 | 1997-02-13 | Fev Motorentech Gmbh & Co Kg | Method for measuring the valve clearance on a gas exchange valve actuated by an electromagnetic actuator |
| DE19531437A1 (en) * | 1995-08-26 | 1997-02-27 | Fev Motorentech Gmbh & Co Kg | Detecting play between IC engine gas exchange valve and its electromagnetic actuator |
| DE19832198A1 (en) * | 1998-07-17 | 2000-01-20 | Bayerische Motoren Werke Ag | Controlling armature motion in electromagnetic actuator used to operate internal combustion engine valve |
-
1998
- 1998-07-31 DE DE19834545A patent/DE19834545A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19529155A1 (en) * | 1995-08-08 | 1997-02-13 | Fev Motorentech Gmbh & Co Kg | Method for measuring the valve clearance on a gas exchange valve actuated by an electromagnetic actuator |
| DE19531437A1 (en) * | 1995-08-26 | 1997-02-27 | Fev Motorentech Gmbh & Co Kg | Detecting play between IC engine gas exchange valve and its electromagnetic actuator |
| DE19832198A1 (en) * | 1998-07-17 | 2000-01-20 | Bayerische Motoren Werke Ag | Controlling armature motion in electromagnetic actuator used to operate internal combustion engine valve |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2797659A1 (en) * | 1999-08-16 | 2001-02-23 | Siemens Ag | METHOD FOR DETERMINING THE VALVE GAME |
| DE19938749A1 (en) * | 1999-08-16 | 2001-03-01 | Siemens Ag | Valve play determination of gas exchange valve |
| DE19938749B4 (en) * | 1999-08-16 | 2005-08-18 | Siemens Ag | Method for determining the valve clearance |
| DE10206031A1 (en) * | 2002-02-14 | 2003-09-04 | Bayerische Motoren Werke Ag | Armature movement control method for electromagnetic actuator for gas-exchange lifting-valve in internal combustion engine, by holding tappet of actuator in suspension slightly below valve stem position |
| DE10206031B4 (en) * | 2002-02-14 | 2007-08-30 | Bayerische Motoren Werke Ag | Method for controlling the movement of an armature of an electromagnetic actuator |
| DE10244337A1 (en) * | 2002-09-24 | 2004-04-01 | Bayerische Motoren Werke Ag | Controlling movement of armature of electromagnetic actuator, especially for combustion engine gas exchange valve, involves moving armature at defined constant speed in end phase of closing movement |
| DE10244337B4 (en) * | 2002-09-24 | 2008-09-04 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Method for controlling the movement of an armature of an electromagnetic actuator |
| EP1484478A2 (en) | 2003-06-06 | 2004-12-08 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Controling method for an armature movement in an electromagnetic actuator |
| DE10325705B3 (en) * | 2003-06-06 | 2005-05-25 | Bayerische Motoren Werke Ag | Method for controlling the movement of an armature of an electromagnetic actuator |
| EP1484478A3 (en) * | 2003-06-06 | 2008-08-06 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Controling method for an armature movement in an electromagnetic actuator |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0973178B1 (en) | Method for controlling the motion of an armature of an electromagnetic actuator | |
| DE3024109C2 (en) | ||
| DE102013215946A1 (en) | Valve operating device for changing the valve lift | |
| DE19526848A1 (en) | Throttle-free control for IC engine | |
| DE10019744A1 (en) | Procedure to influence mixture formation and charge movement in cylinders of internal combustion piston engine entails valves moving in dependence upon piston stroke with lift variation depending upon load conditions | |
| DE19733137A1 (en) | Excitation control method for valve on piston engine | |
| EP0244878B1 (en) | Electromagnetic-hydraulic valve drive for an internal-combustion engine | |
| DE10012988A1 (en) | Method for operating an electromagnetic actuator | |
| DE10003928A1 (en) | Electromagnetic actuator to operate gas change valve of internal combustion engine; has electromagnets and spring mechanism to adjust valve connected to armature between two end positions | |
| WO1996005415A1 (en) | Engine brake device for a commercial vehicle | |
| DE19926506A1 (en) | Method for the load-controlling operation of electromagnetically actuated intake valves of an internal combustion engine | |
| DE19834545A1 (en) | Procedure for measuring play between gas exchange valve of reciprocating piston IC engine and electromagnetic actuator operating having measurement executed in time span in which with gas exchange valves closed near TDC | |
| DE3817368A1 (en) | ENGINE VALVE CONTROL ARRANGEMENT | |
| DE4035376C2 (en) | Actuator for a lift valve | |
| DE29804549U1 (en) | Electromagnetically actuated gas exchange valve for a piston internal combustion engine with pneumatic return springs | |
| DE4125831A1 (en) | IC engine brake - has cylinder venting valve and solenoid driven valve with spring closure | |
| DE19733140A1 (en) | Operating method for electromagnetic actuator on piston engine | |
| DE19837837C1 (en) | I.c. engine gas changing valve operating device with electromagnetic actuator | |
| DE19836297A1 (en) | Controlling armature motion in electromagnetically operated valve of internal combustion engine | |
| DE10001872C1 (en) | Electromagnetic actuator | |
| DE4026499C1 (en) | Four-stroke piston IC engine brake system - has tilting or swivelling transmission lever with bearing pin, carrying axially slidable roll | |
| DE19835403C2 (en) | Method and device for supporting the opening movement of a valve working against overpressure | |
| DE10136497A1 (en) | Procedure for determining clearance between valve stem and movable part of actuator entails defining lift of movable part during speed drop or acceleration of movable part shortly after release of movable part from closed position | |
| DE19947758C2 (en) | Device for actuating a gas exchange valve with an electromagnetic actuator | |
| DE19821806C2 (en) | Electromagnetic actuator for actuating a gas exchange valve in an internal combustion engine |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
| 8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
| R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee | ||
| R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20150203 |