DE19938749A1 - Valve play determination of gas exchange valve - Google Patents

Abstract

The method involves determining a valve play of a gas exchange valve of a cylinder in a combustion engine operated independently of the cam shaft by an adjustment device which is controlled by a control device. The control device is supplied with a switch signal which indicates the opening or closing of the gas exchange valve, and a crank shaft position signal, from which the position of the crank shaft is deducible. The points in time of the upper dead canters of the cylinder, at which a mixture is ignited, are determined from the crank shaft position signal or the switch signal, and the control device determines the valve play between adjustment device and gas exchange valve at, at least one of those points in time.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen des Ven­ tilspiels bei einem nockenwellenunabhängig betätigten Gas­ wechselventil einer Brennkraftmaschine.The invention relates to a method for determining the ven tilspiels with a gas operated independently of the camshaft shuttle valve of an internal combustion engine.

Brennkraftmaschinen, deren Gaswechselventile nockenwelle­ nunabhängig betätigt werden, sind bekannt. Im Gegensatz zu nockenwellenbetätigten Gaswechselventilen werden diese Gas­ wechselventile zum Öffnen und Schließen in Abhängigkeit von der Drehlage der Kurbelwelle angesteuert; eine feste mechani­ sche Kopplung mit der Kurbelwelle liegt nicht vor. Beispiels­ weise sind elektromechanische Stellgeräte für Gaswechselven­ tile aus DE 297 12 502 U1 oder EP 0 724 067 A1 bekannt. Sie weisen eine zwischen einer geschlossenen und einer offenen Stellung liegende Ruhestellung auf, aus der sie mittels Elek­ tromagneten ausgelenkt werden können.Internal combustion engines, the gas exchange valves camshaft are now operated, are known. In contrast to Camshaft-operated gas exchange valves become this gas changeover valves for opening and closing depending on controlled the rotational position of the crankshaft; a fixed mechani Coupling with the crankshaft is not available. Example are electromechanical actuators for gas exchange valves Tile known from DE 297 12 502 U1 or EP 0 724 067 A1. she have one between a closed and an open one Position lying rest position from which they can be tromagnets can be deflected.

Um ein Gaswechselventil zu öffnen oder zu schließen, wird die Spule des jeweiligen Elektromagneten bestromt, wobei der er­ forderliche Strom in einer Fangphase größer ist als in einer Haltephase, in der das Gaswechselventil in einer Endstellung gehalten wird.To open or close a gas exchange valve, the Current of the respective electromagnet is energized, whereby it required current is greater in a capture phase than in a Hold phase in which the gas exchange valve is in an end position is held.

Während bei herkömmlichem, nockenwellenbetätigtem Ventiltrieb eine Vorgabe der Steuerzeiten im Betriebssteuergerät der Brennkraftmaschine nicht anfällt, müssen bei elektromecha­ nisch betätigten Gaswechselventilen entsprechende Steuerzei­ ten berechnet und vorgegeben werden.While with a conventional camshaft-operated valve train a specification of the control times in the operating control device of the Internal combustion engine does not occur, must be at electromecha nically actuated gas exchange valves corresponding control time ten calculated and specified.

Wird der entsprechende Elektromagnet einfach mit Strom beauf­ schlagt, so trifft der Ventilteller mit hoher Geschwindigkeit auf den Ventilsitz, was lärmerzeugend und verschleißfördernd ist. Um dies zu vermeiden wird die Bestromung geeignet gere­ gelt. The corresponding electromagnet is simply energized strikes, the valve disc hits at high speed on the valve seat, which is noise-generating and wear-promoting is. In order to avoid this, the current supply is suitably increased applies.  

Bei einer solchen Auftreffregelung muß das Ventilspiel be­ rücksichtigt werden. Es ist deshalb erforderlich, das Ventil­ spiel zu bestimmen, das zwischen einem das Gaswechselventil betätigenden Stellgerät und dem Gaswechselventil vorhanden ist.With such impact control, the valve clearance must be be taken into account. It is therefore necessary to use the valve to determine the game between the gas exchange valve actuating actuator and the gas exchange valve available is.

Diese Aufgabe wird durch die durch den Anspruch 1 definierte Erfindung gelöst.This object is defined by that defined in claim 1 Invention solved.

Erfindungsgemäß wird das Ventilspiel in demjenigen oberen Totpunkt des Zylinders bestimmt, an dem ein Gemisch zündet (Zünd-OT). Zu diesem Zeitpunkt sind die Gaswechselventile des Zylinders unabhängig von der Betätigung der Gaswechselventile aufgrund des hohen Drucks im Zylinder geschlossen und bleiben dies auch, wenn man das Stellgerät nicht weiter ansteuert.According to the valve clearance in that upper Determines the dead center of the cylinder at which a mixture ignites (Ignition TDC). At this point, the gas exchange valves are Cylinder independent of the actuation of the gas exchange valves closed and remain due to the high pressure in the cylinder this also if the actuator is no longer activated.

Damit das Steuergerät, das das das Gaswechselventil betäti­ gende Stellgerät ansteuert, die oberen Totpunkte, an denen ein Gemisch zündet, kennt, wird Schaltsignal, das das Öffnen oder Schließen des entsprechenden Gasventils anweist, und ein Kurbelwellenstellungssignal geeignet ausgewertet.So that the control unit that actuates the gas exchange valve Actuating actuator controls, the top dead centers at which a mixture ignites, knows, is a switching signal that opens instructs or close the corresponding gas valve, and a Crankshaft position signal evaluated appropriately.

Aus dem Kurbelwellenstellungssignal oder dem Schaltsignal werden nun die Zeitpunkte der oberen Totpunkte des Zylinders ermittelt. Diejenigen oberen Totpunkte, an denen ein Gemisch zündet, werden aus dem jeweils anderen Signal abgeleitet, so daß dann die Zeitpunkte bekannt sind, zu denen das Ventil­ spiel als Spiel zwischen Stellgerät und Gaswechselventil er­ mittelt werden kann.From the crankshaft position signal or the switching signal are now the times of the top dead center of the cylinder determined. Those top dead centers where a mixture ignites, are derived from the other signal, so that the times at which the valve is known are then known game as a game between actuator and gas exchange valve can be averaged.

Wichtig ist dabei, daß eines der Signale (Schaltsignal oder Kurbelwellenstellungssignal) zeitexakt die oberen Totpunkte angibt. Das andere Signal muß lediglich die Erkennung der Zünd-OT erlauben. It is important that one of the signals (switching signal or Crankshaft position signal) the top dead centers exactly at the time indicates. The other signal only needs to recognize the Allow ignition TDC.  

Vorteilhafterweise wird dazu das Stellgerät aus einer dem oberen Totpunkt zugeordneten Endstellung freigegeben, so daß das Spiel zwischen Stellgerät und Gaswechselventil erfaßt werden kann.For this purpose, the actuator is advantageously one of the Upper dead center assigned end position released so that the game between actuator and gas exchange valve is detected can be.

Vorteilhafterweise wird weiter ein Hubsignal erzeugt, das den Hub des Stellgliedes anzeigt. Aus dem Wert dieses Hubsignals kann man bei Freigabe des Stellgerätes das Ventilspiel able­ sen.A stroke signal that generates the Stroke of the actuator. From the value of this stroke signal can release the valve clearance when the actuator is released sen.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Gaswechselventil elektromagnetisch betätigt, und es ist min­ destens ein Aufsetzregler vorgesehen, der das Gaswechselven­ til in Abhängigkeit des Schaltsignales ansteuert, sowie ein Kommunikationsrechner, der aus dem Kurbelwellenstellungs­ signal die Schaltsignale für mehrere Aufsetzregler erzeugt. Der Aufsetzregler bewirkt ein sanftes, geräuscharmes Aufset­ zen des Gaswechselventils in den Endstellungen und bestimmt dazu das Ventilspiel.In an advantageous embodiment of the invention Gas exchange valve operated electromagnetically and it is min at least a touchdown controller is provided, which gas exchange til depending on the switching signal, and a Communication computer coming from the crankshaft position signal generates the switching signals for several add-on controllers. The touchdown controller creates a gentle, low-noise touchdown zen of the gas exchange valve in the end positions and determined plus the valve clearance.

In einer weiter bevorzugten Fortbildung dieser Ausführungs­ form kommunizieren Kommunikationsrechner und Aufsetzregler über einen SPI-BUS. Dabei findet die SPI-Kommunikation zu festgelegten Zeitpunkten statt. Diese SPI-Kommunikation fin­ det für ein gegebenes Gaswechselventil nur einmal pro Ar­ beitsspiel (720° Kurbelwellenwinkel bei einer 4- Zylinderbrennkraftmaschine) statt. Somit kann der Aufsetzreg­ ler aus dieser das Schaltsignal dargestellten SPI- Kommunikation zusammen mit dem Kurbelwellenstellungssignal oder einem vom Kommunikationsrechner erzeugten Ersatzsignal die oberen Totpunkte, zu denen ein Gemisch zündet, zeitgenau und eindeutig bestimmen.In a further preferred development of this execution form communicate communication computer and touchdown controller via a SPI-BUS. The SPI communication takes place here specified times. This SPI communication fin det for a given gas exchange valve only once per ar example (720 ° crankshaft angle with a 4- Cylinder engine) instead. Thus the Aufsetzreg from this SPI- the switching signal Communication together with the crankshaft position signal or an equivalent signal generated by the communication computer the top dead centers, to which a mixture ignites, precisely in time and clearly determine.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Un­ teransprüchen gekennzeichnet. Advantageous embodiments of the invention are in the Un marked claims.  

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt:The invention is described below with reference to the Drawing explained in more detail. The drawing shows:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Schaltung mit elek­ tromechanisch betätigten Gaswechselventilen für eine 4-Zylinderbrennkraftmaschine, Fig. 1 is a schematic representation of the circuit with elec tromechanisch actuated gas exchange valves for a 4-cylinder internal combustion engine,

Fig. 2 eine Zeitreihe mit einem die oberen Totpunkte anzei­ genden Signal und einem Schaltsignal und Fig. 2 is a time series with a signal indicating the top dead center and a switching signal and

Fig. 3 eine Zeitreihe eines Kurbelwellenstellungssignals, der Zeitpunkte einer SPI-BUS-Kommunikation sowie der mög­ lichen Zeitpunkte der Öffnung von Einlaß- und Auslaß­ ventilen eines Zylinders einer 4- Zylinderbrennkraftmaschine. Fig. 3 shows a time series of a crankshaft position signal, the times of a SPI-BUS communication and the possible times of opening the intake and exhaust valves of a cylinder of a 4-cylinder internal combustion engine.

Die Schaltung der Fig. 1 dient zur Ansteuerung elektromecha­ nisch angetriebener Gaswechselventile 5a, 5b, 6a, 6b. Ein solches elektromechanisch angetriebenes Gaswechselventil ist beispielsweise in dem deutschen Gebrauchsmuster 297 12 502 U1 beschrieben. Für das Verständnis dieser Erfindung ist dabei nur wesentlich, daß das Gaswechselventil durch die Bestromung zweier Spulen betätigt wird, wobei eine Spule für das Schlie­ ßen, die andere für das Öffnen des Gaswechselventils verant­ wortlich ist. Um das Gaswechselventil in der offenen oder der geschlossenen Stellung zu halten, wird die jeweilige Spule mit einem Haltestrom bestromt. Um das Gaswechselventil in die offene oder geschlossene Stellung zu bringen, wird die je­ weils erforderliche Spule mit Strom beaufschlagt, wobei in einer Fangphase der Strom größer ist als in der nachfolgenden Haltephase.The circuit of Fig. 1 is used to control electromechanically driven gas exchange valves 5 a, 5 b, 6 a, 6 b. Such an electromechanically driven gas exchange valve is described, for example, in German utility model 297 12 502 U1. For the understanding of this invention, it is only essential that the gas exchange valve is actuated by energizing two coils, one coil being responsible for closing, the other being responsible for opening the gas exchange valve. In order to hold the gas exchange valve in the open or the closed position, the respective coil is energized with a holding current. In order to bring the gas exchange valve into the open or closed position, the coil required in each case is supplied with current, the current being greater in a catching phase than in the subsequent holding phase.

In Fig. 1 ist schematisch die Schaltung für eine 4- Zylinderbrennkraftmaschine dargestellt, jedoch ist diese Zy­ linderzahl nur beispielhaft zu verstehen. Ein Zylinder hat in diesem Beispiel zwei Einlaßventile 5a, 5b sowie zwei Auslaß­ ventile 6a, 6b. Für die Einlaß- bzw. die Auslaßventile 5a, 5b bzw. 6a, 6b ist jeweils ein eigener Aufsetzregler 2 bzw. 3 vorgesehen. Der Aufsetzregler 2, 3 steuert Endstufen an, die die Bestromung der jeweiligen Spulen des Gaswechselventils 5a, 5b, 6a, 6b bewerkstelligen. Dabei ist beispielsweise für jede Spule eine eigene Endstufe vorgesehen.In Fig. 1, the circuit for a 4-cylinder internal combustion engine is shown schematically, but this Zy cylinder number is to be understood only as an example. A cylinder has two inlet valves 5 a, 5 b and two outlet valves 6 a, 6 b in this example. For the inlet and outlet valves 5 a, 5 b and 6 a, 6 b, a separate landing regulator 2 and 3 is provided. The placement controller 2 , 3 controls output stages which bring about the energization of the respective coils of the gas exchange valve 5 a, 5 b, 6 a, 6 b. For example, a separate output stage is provided for each coil.

Der Aufsetzregler 2, 3 steuert die Endstufen eines Gaswech­ selventils 5, 6 abhängig von Zeitvorgaben eines Kommunikati­ onsrechners 1 an, der später noch beschrieben werden wird. Beispielsweise kann dem Aufsetzregler 2, 3 ein Zeitsteuersi­ gnal VS zugeführt werden. Für die Einlaß- und die Auslaßven­ tile jedes Zylinders gibt es ein eigenes Zeitsteuersignal VS. Bei einer Brennkraftmaschine mit mehr als zwei Gaswechselven­ tilen pro Zylinder kann auch für jedes Gaswechselventil ein eigenes Zeitsteuersignal VS vorgesehen werden.The touchdown controller 2 , 3 controls the output stages of a gas exchange valve 5 , 6 depending on the timing of a communication computer 1 , which will be described later. For example, the timing controller 2 , 3 can be supplied with a timing control signal VS. There is a separate time control signal VS for the intake and exhaust valves of each cylinder. In an internal combustion engine with more than two gas exchange valves per cylinder, a separate time control signal VS can also be provided for each gas exchange valve.

Das Zeitsteuersignal VS ist beispielsweise ein Rechtecksi­ gnal, bei dem die fallende Flanke das Öffnen und die steigen­ de Flanke das Schließen des zugehörigen Gaswechselventils an­ zeigt; es ist in Fig. 2 dargestellt. Der Aufsetzregler 2, 3 hat einen digitalen Prozessor, der die Bestromung der Spulen durch die Endstufen so regelt, daß das Gaswechselventil 5a, 5b, 6a, 6b in der gewünschten Endstellung sanft aufsetzt. Üb­ licherweise wird, um das Gaswechselventil aus einer Endstel­ lung in die andere zu bringen, die Bestromung der Spule für die zu verlassende Endstellung abgeschaltet und die Bestrom­ ung der Spule des Elektromagneten für die neu einzunehmende Endstellung eingeschaltet. Der Strom wird vom Prozessor des Aufsetzreglers 2, 3 so geregelt, daß das Gaswechselventil sanft in der neuen Endstellung aufsetzt. Für diese Regelung jedes Gaswechselventils verwendet der Aufsetzregler 2, 3 ein Hubsignal, das Auskunft über die Stellung des jeweiligen Gas­ wechselventils 5a, 5b, 6a, 6b gibt. Zur Erzeugung des Hubsi­ gnals ist jeder elektromechanischer Antrieb der Gaswechsel­ ventile 5a, 5b, 6a, 6b mit einem geeigneten Positionssensor versehen, wie er beispielsweise in der deutschen Anmeldung 197 53 275 oder der DE 195 18 056 A1 beschrieben ist. Als Führungs- und Regelgröße des Aufsetzreglers kann alternativ anstatt des Hubsignals auch jede beliebige andere Größe ver­ wendet werden.The time control signal VS is, for example, a rectangle signal in which the falling edge indicates the opening and the rising edge indicates the closing of the associated gas exchange valve; it is shown in FIG. 2. The placement controller 2 , 3 has a digital processor that controls the energization of the coils through the output stages so that the gas exchange valve 5 a, 5 b, 6 a, 6 b touches down gently in the desired end position. Usually, in order to move the gas exchange valve from one end position to the other, the current supply to the coil for the end position to be left is switched off and the current supply to the coil of the electromagnet is switched on for the new end position to be assumed. The current is regulated by the processor of the touchdown controller 2 , 3 so that the gas exchange valve touches down gently in the new end position. For this regulation of each gas exchange valve, the attachment controller 2 , 3 uses a stroke signal that provides information about the position of the respective gas exchange valve 5 a, 5 b, 6 a, 6 b. To generate the Hubsi gnals each electromechanical drive of the gas exchange valves 5 a, 5 b, 6 a, 6 b is provided with a suitable position sensor, as described for example in the German application 197 53 275 or DE 195 18 056 A1. As a command and control variable of the touchdown controller, any other variable can alternatively be used instead of the stroke signal.

Die Regelung des Spulenstroms zum Fangen des Gaswechselven­ tils 5a, 5b, 6a, 6b ist beispielsweise in der DE 195 26 683 A1 prinzipiell beschrieben. Der Aufsetzregler mißt dazu den IST-Strom durch die Spule und gibt den SOLL-Wert an die End­ stufe aus. Statt des Stromes kann jedoch auch eine andere Größe verwendet werden, die die Betätigung des Stellgerätes ausdrückt, z. B. die Treiberspannung der Endstufe.The regulation of the coil current for catching the Gaswechselven valve 5 a, 5 b, 6 a, 6 b is described in principle, for example, in DE 195 26 683 A1. To do this, the top-up controller measures the actual current through the coil and outputs the TARGET value to the final stage. Instead of the current, however, another size can be used, which expresses the actuation of the actuator, z. B. the driver voltage of the output stage.

Der Kommunikationsrechner 1 ist an einen CAN-BUS 8 ange­ schlossen und führt darüber die Kommunikation mit einem Be­ triebssteuergerät 9 der Brennkraftmaschine durch. Eine solche BUS-Verbindung ist beispielsweise in W. Lawrenz, CAN- Controller Area Network, Hüthig Verlag, 1994, ISBN 3-7785- 2263-7 beschrieben. Weiter erhält der Kommunikationsrechner 1 das Kurbelwellenstellungssignal und berechnet daraus zusammen mit den Anforderungen des Betriebssteuergerätes 9 die Zeitsteuersignale VS für die Aufsetzregler 2, 3 und gibt sie über die unidirektionalen Kommunikationsleitungen 4 an die Aufsetzregler 2, 3 aus.The communication computer 1 is connected to a CAN bus 8 and uses it to communicate with an operating control unit 9 of the internal combustion engine. Such a BUS connection is described, for example, in W. Lawrenz, CAN Controller Area Network, Hüthig Verlag, 1994, ISBN 3-7785-2263-7. Furthermore, the communication computer 1 receives the crankshaft position signal and uses it to calculate the timing control signals VS for the touchdown controllers 2 , 3 together with the requirements of the operating control device 9 and outputs them to the touchdown controllers 2 , 3 via the unidirectional communication lines 4 .

In einer alternativen Ausführungsform erhält jeder Aufsetz­ regler 2, 3 die Zeitvorgaben zum Schalten der Gaswechselven­ tile nicht über ein Zeitsteuersignal VS, sondern über einen seriellen SPI-BUS 7 vom Kommunikationsrechner 1. Dazu erhält jeder Aufsetzregler 2, 3 zusätzlich noch ein allgemeines Kur­ belwellenstellungssignal CRK, aus dem der Aufsetzregler 2, 3 die Stellung der Kurbelwelle ableiten kann. Ein separates Zeitsteuersignal für jeden Aufsetzregler 2, 3 ist damit unnö­ tig. Über den SPI-BUS 7 muß der Kommunikationsrechner 1 den Aufsetzreglern 2, 3 dann nur noch mitteilen, zu welcher Kur­ belwellenstellung ein Gaswechselventil geöffnet bzw. ge­ schlossen werden muß. Die Kommunikation über den SPI-BUS 7 muß nur eine gewisse Mindestzeit vor dem zu erfolgenden Ven­ tilschaltvorgang erfolgen. Dabei ergibt sich der Vorteil, daß Kommunikationsrechner 1 und Aufsetzregler 2, 3 Zustandsinfor­ mationen bzw. Fehlerinformationen über den SPI-BUS austau­ schen können.In an alternative embodiment, each attachment controller 2 , 3 receives the time specifications for switching the gas exchange valves not via a time control signal VS, but via a serial SPI-BUS 7 from the communication computer 1 . For this purpose, each touchdown controller 2 , 3 additionally receives a general cure position signal CRK from which the touchdown controller 2 , 3 can derive the position of the crankshaft. A separate timing signal for each touchdown controller 2 , 3 is unnecessary. Via the SPI-BUS 7 , the communication computer 1 then only has to tell the touchdown controllers 2 , 3 to which cure a gas exchange valve has to be opened or closed. Communication via the SPI-BUS 7 only has to take place a certain minimum time before the valve switching operation to be carried out. The advantage here is that communication computer 1 and touchdown controller 2 , 3 state information or error information can be exchanged via the SPI-BUS.

Damit der Aufsetzregler 2, 3 nun in der Lage ist, das Gas­ wechselventil sanft in der jeweiligen Endstellung aufzuset­ zen, muß er Kenntnis vom Ventilspiel zwischen Stellgerät und Gaswechselventil haben. Dies kann auf dreierlei Weise gesche­ hen:
So that the top controller 2 , 3 is now able to set the gas exchange valve gently in the respective end position, he must have knowledge of the valve clearance between the actuator and the gas exchange valve. This can be done in three ways:

• 1. Erfolgt die Zeitvorgabe an den Aufsetzregler 2, 3 vom Kommunikationsrechner 1 mittels eines Zeitsteuersignals VS, wird der obere Totpunkt, zu dem ein Gemisch zündet (im folgenden als Zünd-OT bezeichnet) wie folgt be­ stimmt: Der Kommunikationsrechner 1 liest das Signal eines Zahnradsensors, der ein an der Kurbelwelle befe­ stigtes Rad abtastet, aus. Daraus erzeugt er das Kur­ belwellenstellungssignal CRK, das beispielhaft in Fig. 2 dargestellt ist und dem Aufsetzregler 2, 3 zeitgenau die Zeitpunkte der oberen Totpunkte des Zylinders an­ gibt, dessen Gaswechselventile 5, 6 er steuert. Diese sind im Signal CRK durch die steigenden Flanken darge­ stellt. Fallende Flanken bezeichnen einen unteren Tot­ punkt. Bei der hier dargestellten 4- Zylinderbrennkraftmaschine liegt zwischen oberem und unterem Totpunkt ein Kurbelwellenwinkel von 180°. Ein komplettes Arbeitsspiel umfaßt 720° Kurbelwellenwinkel, d. h. in einem kompletten Arbeitsspiel treten zwei obere Totpunkte auf, wie an den steigenden Flanken des Si­ gnals CRK in Fig. 2 zu sehen ist. Um nun eindeutig feststellen zu können, welche dieser steigenden Flanken einem Zünd-OT zugeordnet ist, wertet der Aufsetzregler 2, 3 zusätzlich das Zeitsteuersignal VS aus. Da im Zünd-OT alle Gaswechselventile geschlossen sein müssen, kann es sich bei den zwei innerhalb von 720° Kurbelwel­ lenwinkel auftretenden steigenden Flanken des Signals CRK nur bei derjenigen um einen Zünd-OT handeln, bei der das Signal VS einen Hochpegel hat, der im darge­ stellten Beispiel für ein geschlossenes Gaswechselven­ til steht. Somit kann der Aufsetzregler 2, 3 den Zeit­ punkt Z-OT des Zünd-OT eindeutig bestimmen.1. If the time is given to the touchdown controller 2 , 3 by the communication computer 1 by means of a time control signal VS, the top dead center to which a mixture ignites (hereinafter referred to as ignition TDC) is determined as follows: The communication computer 1 reads the signal Gear sensor, which scans a wheel attached to the crankshaft. From this, he generates the Kur belwellenstellungsignal CRK, which is shown by way of example in Fig. 2 and the Aufzetzrechner 2 , 3 precisely indicates the times of the top dead center of the cylinder, whose gas exchange valves 5 , 6 he controls. These are represented in the signal CRK by the rising edges. Falling edges indicate a bottom dead center. In the 4-cylinder internal combustion engine shown here, there is a crankshaft angle of 180 ° between the top and bottom dead center. A complete work cycle comprises 720 ° crankshaft angles, ie two complete dead centers occur in a complete work cycle, as can be seen on the rising flanks of the signal CRK in FIG. 2. In order to be able to clearly determine which of these rising edges is assigned to an ignition TDC, the touchdown controller 2 , 3 additionally evaluates the timing control signal VS. Since all gas exchange valves must be closed in the ignition TDC, the two rising edges of the CRK signal occurring within 720 ° of crankshaft angle can only be one ignition TDC at which the signal VS has a high level, which is in the Darge illustrated example of a closed gas exchange valve is. Thus, the touchdown controller 2 , 3 can clearly determine the time Z-OT of the ignition TDC.
• 2. Erfolgt die Zeitvorgabe an den Aufsetzregler 2, 3 vom Kommunikationsrechner 1 mittels SPI-BUS-Kommunikation, wird der Zünd-OT wie folgt bestimmt: Der Aufsetzregler 2, 3 erhält wie bei vorheriger Ausführungsform das Kur­ belwellenstellungssignal CRK. Daraus ermittelt der Auf­ setzregler 2, 3 wieder die Zeitpunkte der oberen Tot­ punkte des Zylinders, dessen Gaswechselventile 5, 6 er steuert. Um nun eindeutig feststellen zu können, wel­ cher obere Totpunkt vorliegt, wertet der Aufsetzregler 2, 3 zusätzlich die Zeitpunkte einer SPI-BUS- Kommunikation aus.
  In Fig. 3 ist dazu zur Erläuterung eine Zeitreihe des Zahnradsignals und des jeweils zugeordneten Zahnes des abgetasteten Rades dargestellt. Das Zahnradsignal ist in Zeile 10 eingetragen, der zugeordnete Zahn in Zeile 11. Die oberen Totpunkte sind dabei genau einem durch­ laufenden Zahn des Kurbelwellensignals zugeordnet, z. B. in der Fig. 3 ist dies der Zahn 20. Läuft nun der Zahn 20 durch, handelt es sich entweder um einen Zünd-OT (Z- OT in Fig. 3) oder einen oberen Totpunkt mit Lastwech­ sel (W-OT in Fig. 3). In Zeile 12 ist verzeichnet, wel­ chem Zahn ein oberer Totpunkt (Z-OT oder W-OT) bzw. un­ terer Totpunkt (UT) zugeordnet ist. In Zeile 13 ist das Zeitfenster INV_OPEN eingetragen, in dem das Einlaßven­ til geöffnet werden kann. In Zeile 14 ist das Zeitfen­ ster EXV_CLOSE eingetragen, in dem das Einlaßventil ge­ schlossen werden kann.
  In Zeile 15 ist das Zeitfenster INV_CLOSE eingetragen, in dem das Einlaßventil geschlossen werden kann. In Zeile 16 ist schließlich das Zeitfenster EXV_OPEN ein­ getragen, in dem das Einlaßventil geöffnet werden kann. Die Darstellung der Fig. 3 umfaßt ein Arbeitsspiel der Brennkraftmaschine, bei der es sich in diesem Beispiel um eine 4-Zylinderbrennkraftmaschine handelt, wobei le­ diglich die entsprechenden Zeitfenster für einen Zylin­ der A dargestellt sind.
  In Fig. 3 ist zu sehen, daß die SPI-BUS-Kommunikation für das Einlaßventil dem möglichen Zeitfenster INV_CLOSE, in dem das Einlaßventil geschlossen werden kann, um eine gewissen Zeitdauer voreilt. Sie erfolgt im Zeitfenster SPI_INV zwischen dem Durchlauf der Zähne 45 und 53. Ebenso eilt der Zeitpunkt der SPI-BUS- Kommunikation zur Ansteuerung des Auslaßventils dem Zeitfenster EXV_OPEN, in dem das Einlaßventil geöffnet werden kann, um ein gewisses Maß voraus. Diese SPI-BUS- Kommunikation findet im Zeitfenster SPI_EXV zwischen Durchlauf des Zahnes 59 und des Zahnes 7 statt.
  Aus dem Zeitpunkt der SPI-BUS-Kommunikation, beispiels­ weise für das Einlaßventil, kann der Aufsetzregler 2, 3 eindeutig ermittelt, welche der steigenden Flanken des Kurbelwellenstellungsignals CRK einem Zünd-OT zugeord­ net ist. Aus Fig. 3 ergibt sich beispielsweise, daß der zweite obere Totpunkt, der auf eine das Einlaßventil betreffende SPI-BUS-Kommunikation folgt, ein Zünd-OT ist. Somit kann der Aufsetzregler 2, 3 den Zeitpunkt Z- OT des Zünd-OT eindeutig bestimmen.2. If the time is given to the touchdown controller 2 , 3 by the communication computer 1 by means of SPI-BUS communication, the ignition TDC is determined as follows: The touchdown controller 2 , 3 receives the crankshaft position signal CRK as in the previous embodiment. From this, the controller 2 , 3 determines the times of the upper dead points of the cylinder, the gas exchange valves 5 , 6 of which it controls. In order to be able to clearly determine which upper dead center is present, the touchdown controller 2 , 3 additionally evaluates the times of an SPI-BUS communication.
  For this purpose, FIG. 3 shows a time series of the gearwheel signal and the respectively assigned tooth of the scanned wheel. The gear signal is entered in line 10 , the assigned tooth in line 11 . The top dead centers are assigned exactly to a running tooth of the crankshaft signal, for. B. Fig. 3, this is the tooth 20. If tooth 20 now runs through, it is either an ignition TDC (ZDC in FIG. 3) or a top dead center with load changeover (WDC in FIG. 3). Line 12 shows which tooth is assigned to top dead center (Z-OT or W-OT) or lower dead center (UT). Line 13 shows the time window INV_OPEN in which the inlet valve can be opened. In line 14 the time window EXV_CLOSE is entered in which the inlet valve can be closed.
  Line 15 shows the time window INV_CLOSE in which the inlet valve can be closed. In line 16 , the time window EXV_OPEN is finally entered, in which the inlet valve can be opened. The illustration of FIG. 3 comprises a working cycle of the internal combustion engine, it is in this example a 4-cylinder internal combustion engine in which, said diglich le the appropriate time window for a Zylin of A are shown.
  In Fig. 3 it can be seen that the SPI-BUS communication for the intake valve leads the possible time window INV_CLOSE, in which the intake valve can be closed, by a certain period of time. It takes place in the time window SPI_INV between the passage of teeth 45 and 53 . Likewise, the time of the SPI-BUS communication to control the exhaust valve precedes the time window EXV_OPEN, in which the intake valve can be opened, to a certain extent. This SPI-BUS communication takes place in the time window SPI_EXV between the passage of tooth 59 and tooth 7 .
  From the time of the SPI-BUS communication, for example for the intake valve, the touchdown controller 2 , 3 can clearly determine which of the rising edges of the crankshaft position signal CRK is assigned to an ignition TDC. Of FIG. 3 results, for example, that the second upper dead center, the intake valve concerned to the SPI bus communication follows a TDC is. The touchdown controller 2 , 3 can thus clearly determine the time Z-TDC of the ignition TDC.
• 3. Alternativ kann jedem Aufsetzregler 2, 3 das Zahnradsi­ gnal direkt zugeführt werden. Aus diesem können dann zeitexakt die oberen Totpunkte bestimmt werden. Das Zeitsteuersignal VS oder die Zeitpunkte der SPI-BUS- Kommunikation ermöglicht dann die Erkennung der Zünd- OT.3. As an alternative, each gear controller 2 , 3 can be supplied with the Zahnradsi signal. From this, the top dead centers can then be determined exactly at the time. The timing control signal VS or the times of the SPI-BUS communication then enables the ignition TDC to be recognized.

Zum Zeitpunkt Z-OT stellt der Aufsetzregler 2, 3 nun die Be­ stromung der jeweiligen Spule oder Spulen ein. Das Gaswech­ selventil 5a, 5b, 6a, 6b bleibt dabei dennoch geschlossen, da im Zünd-OT der Druck im Zylinder sehr groß ist. Aus dem Hub­ signal des Stellgerätes des Gaswechselventils 5a, 5b, 6a, 6b kann der Aufsetzregler 2, 3 nun das Ventilspiel ablesen. Der so ermittelte Wert für das Ventilspiel wird dann bei der zu­ künftigen Aufsetzregelung berücksichtigt. Optional kann ein einmal ermittelter Wert durch weitere Überprüfungen adaptiv fortgeschrieben und beispielsweise bei Überschreitung eines gewissen Grenzwertes ein Fehlersignal an den Kommunikations­ rechner 1 gesendet werden.At the time Z-OT, the touchdown controller 2 , 3 now adjusts the current of the respective coil or coils. The gas exchange valve 5 a, 5 b, 6 a, 6 b remains closed, since the pressure in the cylinder is very high in the ignition TDC. From the stroke signal of the actuator of the gas exchange valve 5 a, 5 b, 6 a, 6 b, the touchdown controller 2 , 3 can now read the valve clearance. The value for the valve clearance determined in this way is then taken into account in the future pitch control. Optionally, a value once determined can be adaptively updated by further checks and, for example, an error signal can be sent to the communication computer 1 when a certain limit value is exceeded.

Vorteilhafterweise sind für die Einlaßventile 5a, 5b und die Auslaßventile 6a, 6b jedes Zylinders eigenständige Aufsetz­ regler 2, 3 vorgesehen, es ist aber auch eine andere Auftei­ lung möglich, insbesondere kann ein einziger Aufsetzregler den Anforderungen genügen. Weiter kann zusätzlich zu einem Kommunikationsrechner 1 noch mindestens ein weiterer Kommuni­ kationsrechner vorgesehen werden, beispielsweise kann für al­ le Einlaßventile 5 sowie alle Auslaßventile 6 der Brennkraft­ maschine ein eigener Kommunikationsrechner vorgesehen werden. Durch diesen Aufbau erhält man eine gewisse Redundanz, da bei Ausfall eines der Kommunikationsrechner der andere die Aufga­ ben des ausgefallenen übernehmen kann.Advantageously, for the intake valves 5 a, 5 b and the exhaust valves 6 a, 6 b of each cylinder, independent placement controllers 2 , 3 are provided, but another division is possible, in particular a single placement controller can meet the requirements. Furthermore, in addition to a communication computer 1 , at least one further communication computer can be provided, for example, a separate communication computer can be provided for al le intake valves 5 and all exhaust valves 6 of the internal combustion engine. This structure provides a certain level of redundancy, since if one of the communication computers fails, the other can take over the tasks of the failed one.

Die Erfindung wurde anhand elektromagnetisch betätigter Gas­ wechselventile erläutert. Sie ist jedoch nicht auf eine sol­ che Gaswechselventilbetätigung eingeschränkt, sondern kann auch bei beliebig anderen nockenwellenunabhängigen Betäti­ gungsprinzipien Anwendung finden, so beispielsweise bei hy­ draulisch betätigten Gaswechselventilen.The invention was based on electromagnetically actuated gas shuttle valves explained. However, it is not on a sol che gas exchange valve actuation limited, but can also with any other camshaft-independent actuators principles of application, such as hy drastically operated gas exchange valves.

Claims (10)

1. Verfahren zum Bestimmen des Ventilspiels bei einem nocken­ wellenunabhängig von einem Stellgerät betätigten Gaswechsel­ ventil eines Zylinders einer Brennkraftmaschine, das von ei­ nem Steuergerät angesteuert wird, welchem ein Schaltsignal, das das Öffnen oder Schließen des Gaswechselventils anweist, und ein Kurbelwellenstellungssignal, aus dem die Stellung der Kurbelwelle ableitbar ist, zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß

• a) aus dem Kurbelwellenstellungssignal oder dem Schaltsignal die Zeitpunkte der oberen Totpunkte des Zylinders ermittelt werden,
• b) aus dem Schaltsignal oder dem Kurbelwellenstellungssignal diejenigen oberen Totpunkte des Zylinders ermittelt werden, an denen ein Gemisch zündet,
• c) das Steuergerät an mindestens einem dieser oberen Totpunk­ te des Zylinders, an dem ein Gemisch zündet, das Ventilspiel als Spiel zwischen Stellgerät und Gaswechselventil ermittelt.

1. A method for determining the valve clearance in a camshaft-independent gas exchange valve of a cylinder of an internal combustion engine, which is actuated by a control unit, which actuates a switching signal that instructs the opening or closing of the gas exchange valve, and a crankshaft position signal from which the Position of the crankshaft can be derived, is supplied, characterized in that

• a) the times of the top dead centers of the cylinder are determined from the crankshaft position signal or the switching signal,
• b) those upper dead centers of the cylinder at which a mixture ignites are determined from the switching signal or the crankshaft position signal,
• c) the control device determines at least one of these top dead centers of the cylinder, at which a mixture ignites, the valve clearance as play between the control device and the gas exchange valve.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß im oberen Totpunkt das Stellgerät in einer Endstellung ist und im Schritt c) aus dieser Endstellung freigegeben wird.2. The method according to claim 1, characterized records that the actuator is in an end position at top dead center and is released from this end position in step c). 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein den Hub des Gaswechselven­ tiles anzeigendes Hubsignal erzeugt und das Ventilspiel unter Verwendung des Hubsignals in Schritt c) ermittelt wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized ge indicates that the stroke of the gas exchange valve Tile indicating stroke signal generated and the valve clearance under Use of the stroke signal is determined in step c). 4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß das Gaswechselventil elektromagnetisch betätigt wird und da­ für ein Aufsetzregler, der mindestens dieses Gaswechselventil in Abhängigkeit des Schaltsignales ansteuert, und ein Kommu­ nikationsrechner, der aus dem Kurbelwellenstellungssignal das Schaltsignal für den Aufsetzregler erzeugt, vorgesehen sind, wobei der Aufsetzregler die Schritte b) und c) durchführt.4. The method according to any one of the preceding claims characterized by that the gas exchange valve is actuated electromagnetically and there for a touchdown controller that has at least this gas exchange valve controlled depending on the switching signal, and a commu nikationsrechner that from the crankshaft position signal  Switching signal generated for the touchdown controller are provided wherein the touchdown controller carries out steps b) and c). 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der ermittelte Wert für das Ventil­ spiel vom Aufsetzregler berücksichtigt wird, um ein sanftes, geräuscharmes Aufsetzen des Gaswechselventils in den Endstel­ lungen zu bewirken.5. The method according to claim 4, characterized records that the determined value for the valve play is taken into account by the touchdown controller to ensure a gentle, silent placement of the gas exchange valve in the end position to cause lungs. 6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß das Kurbelwel­ lenstellungssignal aus einem CAN-BUS Signal abgeleitet wird.6. The method according to any one of the preceding claims characterized in that the crankshaft lenposition signal is derived from a CAN bus signal. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 mit 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kurbelwellenstellungs­ signal aus einem SPI-BUS Signal abgeleitet wird.7. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized characterized that the crankshaft position signal is derived from a SPI-BUS signal. 8. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß als Schaltsi­ gnal ein Binärsignal verwendet wird, dessen Flankenwechsel einem Öffnen oder Schließen des Gaswechselventils zugeordnet ist, wobei ein Signalpegel einem geschlossenen Gaswechselven­ til und der andere Signalpegel einem offenen Gaswechselventil zugeordnet ist.8. The method according to any one of the preceding claims characterized in that as Schaltsi gnal a binary signal is used, its edge change associated with opening or closing the gas exchange valve where a signal level is a closed gas exchange til and the other signal level an open gas exchange valve assigned. 9. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche in Verbin­ dung mit Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß der Wert für das Ventilspiel adaptiv fortge­ schrieben wird.9. The method according to one of the preceding claims in Verbin manure with claim 4, characterized net that the value for the valve clearance adaptively continued is written. 10. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß im Schritt a) die oberen Totpunkte zeitexakt bestimmt werden und im Schritt b) eine Erkennung derjenigen oberen Totpunkte, an denen ein Gemisch zündet, erfolgt.10. The method according to any one of the preceding claims characterized in that in step a) the top dead centers are determined exactly in time and in step b) recognition of those top dead centers at which a Mix ignites, takes place.