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DE10048263A1 - Method for operating an internal combustion engine - Google Patents

Method for operating an internal combustion engine

Info

Publication number
DE10048263A1
DE10048263A1 DE10048263A DE10048263A DE10048263A1 DE 10048263 A1 DE10048263 A1 DE 10048263A1 DE 10048263 A DE10048263 A DE 10048263A DE 10048263 A DE10048263 A DE 10048263A DE 10048263 A1 DE10048263 A1 DE 10048263A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
exhaust gas
valve
valves
engine
cylinder
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Withdrawn
Application number
DE10048263A
Other languages
German (de)
Inventor
Jochen Burgdorf
Bernhard Giers
Peter Volz
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.)
Continental Teves AG and Co OHG
Original Assignee
Continental Teves AG and Co OHG
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 Continental Teves AG and Co OHG filed Critical Continental Teves AG and Co OHG
Priority to DE10048263A priority Critical patent/DE10048263A1/en
Priority to PCT/EP2000/013254 priority patent/WO2001051775A2/en
Priority to EP00992089A priority patent/EP1250519B1/en
Priority to DE50012416T priority patent/DE50012416D1/en
Priority to US10/181,013 priority patent/US6745122B2/en
Priority to JP2001551955A priority patent/JP2003519743A/en
Publication of DE10048263A1 publication Critical patent/DE10048263A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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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
    • F01L9/00Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically
    • F01L9/10Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by fluid means, e.g. hydraulic
    • F01L9/11Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by fluid means, e.g. hydraulic in which the action of a cam is being transmitted to a valve by a liquid column
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L9/00Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically
    • F01L9/10Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by fluid means, e.g. hydraulic
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    • 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
    • F01L2001/34423Details relating to the hydraulic feeding circuit
    • F01L2001/34446Fluid accumulators for the feeding circuit

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)

Abstract

The invention relates to a method for operating an internal combustion engine comprising several cylinders and gas exchange valves (5) which, with regard to the valve opening characteristics, can be variably adjusted directly and electromagnetically or by means of an electrohydraulic valve actuation system that is provided with several electromagnet valves (7). The electromagnet valves (7) are operated in a cylinder-selective manner and by means of variable control voltages and/or control currents (I1, I2, I3) for synchronising all the gas exchange valves (5) with the desired valve opening characteristics during operation of the internal combustion engine.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Ver­ brennungsmotors nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a method for operating a Ver Internal combustion engine according to the preamble of claim 1.

In der Zeitschrift Auto Motor und Sport, Ausgabe 17, 1999, ist auf Seite 49 bereits ein elektrohydraulisches Ventilbe­ tätigungssystem für einen Verbrennungsmotor erläutert, das einen von einer Nockenwelle betätigten Stößel aufweist, der nicht unmittelbar, sondern mittels Hydrauliköl (Motoröl) auf ein Gaswechselventil (Einlassventil) im Zylinderkopf des Verbrennungsmotors einwirkt. Der Druck der Hydraulikflüssig­ keit pflanzt sich dabei über einen Bremskolben auf das Gas­ wechselventil fort, wobei abhängig von der Ventilschaltstel­ lung eines im Zylinderkopf integrierten Elektromagnetventils sich diese Hydraulikölmenge und damit auch der Hub des Gas­ wechselventils im Zylinderkopf variieren lässt. Infolge von Fertigungstoleranzen für vorgenannte Bauteile ist eine Streuung der Ventilöffnungszeiten nicht auszuschließen, so dass gerade im Hinblick auf die Mehrzylinderbauweise des Verbrennungsmotors ungleiche Zylinderfüllungen zwangsläufig auch zu einer Streuung der Abgasemissionen führen.In the magazine Auto Motor und Sport, issue 17 , 1999 , an electrohydraulic valve actuation system for an internal combustion engine is already explained on page 49, which has a tappet actuated by a camshaft, which is not directly, but by means of hydraulic oil (engine oil) on a gas exchange valve ( Intake valve) acts in the cylinder head of the internal combustion engine. The pressure of the hydraulic fluid propagates through a brake piston onto the gas exchange valve, whereby depending on the valve switching position of an electromagnetic valve integrated in the cylinder head, this amount of hydraulic oil and thus the stroke of the gas exchange valve in the cylinder head can be varied. As a result of manufacturing tolerances for the aforementioned components, a spread of the valve opening times cannot be ruled out, so that uneven cylinder fillings inevitably also lead to a spread of the exhaust gas emissions, particularly with regard to the multi-cylinder design of the internal combustion engine.

Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Betrieb eines mehrzylindrigen Verbrennungsmo­ tors zu entwickeln, mit dem sich die Zylinderfüllungen aller Motorzylinder angleichen lassen, so daß vorgenannte Nachteile vermieden werden.It is therefore the object of the present invention to provide a Method for operating a multi-cylinder combustion engine to develop tors with which the cylinder fillings of all Allow engine cylinders to adjust so that the aforementioned disadvantages  be avoided.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved by a method with solved the features of claim 1.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung gehen im nachfolgenden aus der Beschreibung eines anhand mehrerer Zeichnungen erläuterten Ausführungsbeispiels hervor.Other features, advantages and possible uses of the In the following go from the description of an invention with reference to several drawings of the exemplary embodiment explained forth.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung eines elektrohydraulischen Ventilbetätigungssystems, Fig. 1 a schematic diagram of an electrohydraulic valve actuation system,

Fig. 2 die aus dem Ventilbetätigungssystem nach Fig. 1 resultierende variable Ventilverstellung der Gas­ wechselventile, veranschaulicht durch mehrere Ven­ tilhubkurven, Fig. 2 exchange valves resulting from the valve actuation system of FIG. 1 variable valve actuation of the gas, illustrated by several tilhubkurven Ven,

Fig. 3 eine Erläuterung einzelner Verfahrensschritte an­ hand eines Programmablaufplans, welche die Ver­ gleichmäßigung bzw. Synchronisierung der Ventil­ steuerzeiten aller Motorzylinder unter Berücksich­ tigung minimaler Abgaswerte ermöglichen, Fig. 3 is an explanatory individual process steps with reference to a program flow chart which is equal to the moderation Ver or synchronization of the valve timing of all the engine cylinders taking into actuating minimal exhaust emissions allow

Fig. 4 eine aus dem Programmablaufplan nach Fig. 3 reprä­ sentative Strom-, Spannugsimpuis,- und Hubkennli­ nie für eines der Elektromagnetventile des Ventil­ betätigungs- bzw. Einspritzsystems. Fig. 4 is a representative of the program flow chart of Fig. 3 representative current, voltage, and Hubkennli never for one of the solenoid valves of the valve actuation or injection system.

Die Fig. 1 offenbart eine Prinzipdarstellung eines elek­ trohydraulischen Ventilbetätigungssystems, mit einem im Zylinderkopf 1 eines Verbrennungsmotors angeordneten Ventil­ trieb, bestehend aus einer Nockenwelle 2, einer Stößelbau­ gruppe 3 und einem in den Ansaugkanal 4 des Verbrennungsmo­ tors sich als Einlassventil erstreckenden Gaswechselventils 5. Das Gaswechselventil 5 wird nicht unmittelbar durch die Stößelbaugruppe 3, sondern mittels eines von der Motorölpum­ pe 6 bereitgestellten Druckmittelvolumens hinsichtlich des Bewegungsablaufs variabel betätigt, wozu in den Zylinderkopf 1 ein Elektromagnetventil 7 eingesetzt ist, um das zwischen der Stößelbaugruppe 3 und dem Gaswechselventil 5 eingespann­ te Druckmittelvolumen variieren zu können. Da es sich um ei­ nen mehrzylindrigen Verbrennungsmotor handelt, sind entspre­ chend der Anzahl der Gaswechselventile auch die bereits ein­ gangs erwähnten übrigen Bauteile des elektrohydraulischen Ventilbetätigungssystem mehrfach vorhanden. Das Ventilbetä­ tigungssystem weist ferner je Motorzylinder einen Zwischen­ speicher 8 auf, der im Bedarfsfall überschüssiges Druckmit­ telvolumen, das nicht zur Regelung des Ventilbetätigungssy­ stem benötigt wird, aufnimmt. Außerdem ist in dem Ansaugka­ nal 4 ein Einspritzventil 20 angeordnet, das gleichfalls wie das Elektromagnetventil 7 mittels variabler Ansteuerspannung und/oder variablem Ansteuerstrom zum Abgleich aller Motorzy­ linder auf einheitliche Einspritzmengen betrieben werden kann. Fig. 1 discloses a schematic diagram of an electro-hydraulic valve actuation system, with a valve arranged in the cylinder head 1 of an internal combustion engine, consisting of a camshaft 2 , a tappet construction group 3 and a gas exchange valve 5 extending as an inlet valve in the intake duct 4 of the internal combustion engine. The gas exchange valve 5 is not actuated directly by the tappet assembly 3 , but by means of a pressure medium volume provided by the engine oil pump 6 with regard to the movement sequence, for which purpose an electromagnetic valve 7 is inserted into the cylinder head 1 , in order to ensure that the tensioned between the tappet assembly 3 and the gas exchange valve 5 To be able to vary the pressure medium volume. Since it is a multi-cylinder internal combustion engine, the number of gas exchange valves corresponding to the other components of the electrohydraulic valve actuation system already mentioned are also present several times. The Ventilbetä actuation system also has an intermediate memory 8 for each engine cylinder, which, if necessary, takes up excess pressure medium volume which is not required for regulating the valve actuation system. In addition, an injection valve 20 is arranged in the Ansaugka channel 4 , which, like the solenoid valve 7, can be operated by means of variable control voltage and / or variable control current to balance all the engine cylinders to uniform injection quantities.

Die abbildungsgemäße Prinzipdarstellung des elektrohydrauli­ schen Ventilbetätigungssystems ist folglich regelungstech­ nisch für einen mehrzylindrigen und damit mehrventiligen Verbrennungsmotor ausgelegt, mit der Aufgabe, für jeden Mo­ torzylinder den Ventilhub elektrohydraulisch beeinflussen zu können. Bei hohen Motordrehzahlen stehen nur wenige Millise­ kunden zur Ansteuerung der Elektromagnetventile 7 zur Verfü­ gung. The illustration of the principle of the electrohydraulic valve actuation system is consequently designed for a multi-cylinder and thus multi-valve internal combustion engine with the task of being able to influence the valve lift electrohydraulically for each engine cylinder. At high engine speeds, only a few milliseconds are available to control the solenoid valves 7 .

Durch ein geeignetes Verfahren zum Betrieb des Verbrennungs­ motors können die Systemtoleranzen in der Ansteuerung, dem magnetischen Kreis und die Bauteiltoleranzen innerhalb des Ventiltriebs nicht mehr zu einer unakzeptablen Streuung der Ventilöffnungsquerschnitte führen, da nunmehr jeweils der hydraulische Steuerdruck zwischen der Stößelbaugruppe 3 und dem zugehörigen Gaswechselventil 5 erfindungsgemäß durch die Regelung der am Elektromagnetventil 7 angelegten Ventil­ schaltspannung bzw. des Ventilstroms als Funktion des Kur­ belwinkels individuell für jeden Motorzylinder eingestellt wird, so daß sich pro Arbeitsspiel gleiche Ventilhübe für alle Gaswechselventile 5 ergeben. Dies wäre theoretisch auch unter Zuhilfenahme von Wegsensoren im Bereich der Gaswech­ selventile technisch möglich. Diese Lösung scheidet aber aus Kosten- und Bauaufwandsgründen aus. Ferner ist zu beachten, dass die Abgasemission üblicherweise mittels einer einzigen Lambda-Sonde je Zylinderreihe eingeregelt wird.By means of a suitable method for operating the internal combustion engine, the system tolerances in the control, the magnetic circuit and the component tolerances within the valve train can no longer lead to an unacceptable spread of the valve opening cross sections, since now the hydraulic control pressure between the tappet assembly 3 and the associated gas exchange valve 5 according to the invention by regulating the switching voltage applied to the solenoid valve 7 or valve of the valve current is set belwinkels individually for each engine cylinder as a function of cure, so that each working cycle the same valve lifts result for all the gas exchange valves. 5 This would theoretically also be technically possible with the help of displacement sensors in the area of gas exchange valves. However, this solution is ruled out for reasons of cost and construction costs. It should also be noted that the exhaust gas emission is usually regulated by means of a single lambda probe per cylinder bank.

Die Fig. 2 zeigt beispielhaft die mit dem vorgestellten va­ riablen Ventilbetätigungssystem nach Fig. 1 grundsätzlich einstellbaren Ventilhubkurven, die ausgehend von einem auf der Abszisse dargestellten maximalen Nockenwellenwinkel auch für reduzierte Ventilöffnungsspiele von 40 Grad, 80 Grad so­ wie 120 Grad Nockenwellenwinkel aufgetragen sind. Entlang der Ordinate ist der für jeden Nockenwellenwinkel mögliche Ventilhub aufgetragen, der zwangsläufig mit dem kleinsten Nockenwellenwinkel von 40 Grad auch den kleinsten Ventilhub von etwa 3,8 mm aufweist. FIG. 2 shows, by way of example, the valve lift curves that can basically be adjusted with the variable valve actuation system presented in FIG. 1, which are plotted on the basis of a maximum camshaft angle shown on the abscissa, even for reduced valve opening clearances of 40 degrees, 80 degrees and 120 degrees camshaft angle. The valve stroke possible for each camshaft angle is plotted along the ordinate, which inevitably has the smallest valve stroke of approximately 3.8 mm with the smallest camshaft angle of 40 degrees.

Die Fig. 3 zeigt erfindungsgemäß die einzelnen Verfahrens­ schritte zur Vergleichmäßigung der Ventilhübe und damit der Ventilöffnungszeiten für sämtliche Gaswechselventile 5 eines mehrzylindrigen Verbrennungsmotors, der vorzugsweise mit dem aus Fig. 1 bekannten elektrohydraulischen Ventilbetätigungs­ system ausgerüstet ist. Unter Beachtung des Programmablaufs nach Fig. 3 lassen sich die eingangs bereits erwähnten sy­ stembedingten Unwägbarkeiten und Toleranzen in der Ansteue­ rung der Elektromagnetventile 7 sowie im Ventiltrieb derart ausregeln, dass jedes Ventilbetätigungssystem bei laufendem Verbrennungsmotor selektiv auf eine optimale Abgasemission abgestimmt wird, wobei die gewonnenen Ansteuerparameter für die Elektromagnetventile 7 in einem Datenspeicher abgelegt werden. Hierzu wird der Verbrennungsmotor vorzugsweise im Drehzahlband betrieben, in dem sich unzulässige Abweichungen der Abgasemission der einzelnen Motorzylinder voneinander ergeben. Die Abgasemission wird auf an sich bekannte Weise über einen Lambda-Regelkreis erfasst. Die Ansteuerspannung bzw. Ansteuerströme eines jeden Elektromagnetventils 7 wer­ den dann gemäß dem Programmablaufplan variiert und zylinder­ selektiv im Datenspeicher abgelegt und als Funktion der Mo­ tordrehzahl parameterhaft erfasst. Aufbauend auf dem so von Zylinder zu Zylinder festgelegten Parameterkennfeld erfolgt die gesamte Ansteuerung der Elektromagnetventile 7. Fig. 3 shows the invention according to the individual process steps for equalizing the valve lifts and the valve opening times for all the gas exchange valves 5 of a multi-cylinder internal combustion engine, preferably with the method known from FIG. 1, the electro-hydraulic valve actuation system is provided. With respect to the program sequence of FIG. 3 can be the already initially mentioned sy stembedingten uncertainties and tolerances in the dently tion of the solenoid valves 7 and compensate in the valve train so that each valve actuation system is adapted for running internal combustion engine selectively to an optimum exhaust emission, wherein the control parameter obtained for the solenoid valves 7 are stored in a data memory. For this purpose, the internal combustion engine is preferably operated in the speed range in which there are inadmissible deviations from one another in the exhaust gas emission of the individual engine cylinders. The exhaust gas emission is recorded in a manner known per se via a lambda control loop. The control voltage or control currents of each solenoid valve 7 who then varies according to the program flow chart and cylinder selectively stored in the data memory and recorded as a function of the engine speed parameter. Building on the parameter map thus defined from cylinder to cylinder, the entire actuation of the electromagnetic valves 7 takes place .

Das Verfahren zur Bestimmung der exakt synchronisierten Ven­ tilsteuerzeiten wird nunmehr im einzelnen anhand des Pro­ grammablaufplans nach Fig. 3 erläutert.The method for determining the exactly synchronized valve timing will now be explained in detail with reference to the program flow chart of FIG. 3.

In jedem Betrieb des Verbrennungsmotors erfolgt zum Zwecke der Ansteuerung und damit konkret zum Abgleich der Gaswech­ selventile 5 untereinander eine Initialisierung der Elektro­ magnetventile 7 aller Motorzylinder gemäß einem ersten Ope­ rationsschritt 9. In einem zweiten Operationsschritt 10 wird der schlechteste Abgaswert initiiert sowie die Anzahl der Iterationsschritte sowie die Iterationsschrittweite festgelegt. In einem dritten Operationsschritt gemäß der Raute 11 wird festgestellt, ob sich die Motordrehzahl in einem vorge­ gebenen Drehzahlband befindet. Wenn diese Bedingung nicht erfüllt ist, erfolgt über eine Schleife 11a eine erneute Ab­ frage der Motordrehzahl aus dem Motorsteuergerät. Nur wenn sich der Verbrennungsmotor in dem vorgegebenen, insbesondere abgaskritischen Drehzahlband befindet, in dem ein Abgleich­ prozess der Elektromagnetventile 7 erfolgen soll, folgt der Aufruf eines Unterprogramms gemäß dem Operationsschritt 12, in dem in einem Datenspeicher des Motorsteuergeräts ein ak­ tuell gültiger und stabilisierter Abgaswert eingelesen wird, was beispielhaft über eine Verknüpfung zu einem Lambda- Regelkreis des Motormanagements geschehen kann. Danach wird gemäß der nachfolgenden Raute 13 überprüft, ob der aktuelle Abgaswert besser als der bisher gespeicherte Abgaswert ist. Ist diese Forderung erfüllt, wird im nächsten Schritt 14 der aktuelle Ansteuerwert für das zu aktivierende Elektromagnet­ ventil 7 als Funktion der Motordrehzahl und des zugehörigen Motorzylinders gespeichert. Ist jedoch die Forderung nach einem verbesserten Abgaswert nach Schritt 13 nicht erfüllt, wird anstelle dem Schritt 14 über die Schleife 14a das Ite­ rationsverfahren und damit die Ventilverstellung für den ge­ genwärtig betroffenen Motorzylinder fortgesetzt. Im Operati­ onsschritt 16 wird überprüft, ob sämtliche Iterationsschrit­ te durchlaufen sind. Sofern nicht alle Iterationsschritte durchlaufen sind, erfolgt über die Schleife 16a eine Wieder­ holung des Ventilabgleichverfahrens beginnend ab der Raute 2. Sofern aber sämtliche Iterationsschritte abgeschlossen sind, wird gemäß dem Feld 17 das nächste Elektromagnetventil 7 erfaßt. Im Schritt 18 wird überprüft, ob die Elektroma­ gnetventile 7 aller Motorzylinder adaptiert sind. Im Falle einer Verneinung erfolgt sodann über die Schleife 18a eine Wiederholung des Ablaufdiagramms beginnend mit dem Operationsschritt 10. Ist hingegen die Adaption aller Motorzylinder abgeschlossen, dann ist das hiermit erläuterte Ventilab­ gleichverfahren mit dem Schritt 19 beendet.In each operation of the internal combustion engine takes place for the purpose of control and thus specifically for balancing the gas exchange selventile 5 with each other, an initialization of the solenoid valves 7 of all engine cylinders according to a first operation step 9 . In a second operation step 10 , the worst exhaust gas value is initiated and the number of iteration steps and the iteration step size are determined. In a third operation step according to diamond 11 , it is determined whether the engine speed is in a predetermined speed range. If this condition is not met, via a loop 11 a re-ask From the engine speed from the engine control unit. Only when the internal combustion engine is in the specified, in particular exhaust-critical, speed range in which an adjustment process of the solenoid valves 7 is to take place does a subroutine be called up according to operation step 12 , in which a currently valid and stabilized exhaust gas value is read into a data memory of the engine control unit becomes what can be done, for example, by linking to a lambda control loop of the engine management. Then it is checked according to the following diamond 13 whether the current exhaust gas value is better than the previously stored exhaust gas value. If this requirement is met, in the next step 14 the current control value for the solenoid valve 7 to be activated is stored as a function of the engine speed and the associated engine cylinder. However, the demand for an improved exhaust gas value after step 13 is not satisfied, a ite rationsverfahren instead of the step 14 via the loop 14 and thus continued the valve adjustment for the ge genwärtig concerned engine cylinder. In operation step 16 , it is checked whether all iteration steps have been completed. Unless all iteration steps have been completed, loop 16 a repeats the valve balancing process starting from diamond 2 . If, however, all iteration steps have been completed, the next solenoid valve 7 is detected in accordance with field 17 . In step 18 it is checked whether the electromagnetic solenoid valves 7 of all engine cylinders are adapted. If the answer is no, the loop 18 a then repeats the flowchart starting with operation step 10 . If, on the other hand, the adaptation of all engine cylinders has been completed, then the valve equalization method explained here is ended with step 19 .

Erfasst man diesen Ventilabgleichprozess für die einzelnen Motorzylinder durch einen geeigneten Algorithmus, so lässt sich auf verhältnismäßig einfache Weise der Versatz der Ven­ tilsteuerzeiten gegenüber einer nominalen, d. h. nur Kurbel­ wellendrehwinkel-bestimmenden Vorgabe ermitteln, um hier den Optimierungsparameter Abgasqualität einzustellen.One records this valve adjustment process for the individual Engine cylinder using a suitable algorithm, so lets the displacement of the Ven valve timing against a nominal, d. H. only crank Determine the shaft rotation angle-determining specification in order to Adjust optimization parameters exhaust gas quality.

In einer Erweiterung des Grundgedankens können Werte für verschiedene Drehzahlbereiche ermittelt und in einem Daten­ speicher des Motormanagements bzw. Motorsteuergeräts abge­ legt werden. Hierdurch kann ein Kennfeld oder ein Parameter­ satz für eine mathematische Beschreibung ermittelt werden.In an extension of the basic idea, values for different speed ranges determined and in one data memory of the engine management or engine control unit be placed. This allows a map or a parameter can be determined for a mathematical description.

Zur Bestimmung der Parameter kann der Algorithmus in einem Messlauf benutzt werden. Darüber hinaus kann der Algorithmus aber auch im normalen Betriebsmodus des Verbrennungsmotors genutzt werden, um beispielsweise eine Optimierung der Para­ meter, z. B. dem Einfluss der Alterung von Bauteilen entge­ genzuwirken. Hierzu wäre dann der Operationsschritt 2 nach Fig. 3 zu modifizieren und die Motordrehzahl als Index im Kennfeld anzugeben.The algorithm can be used in a measurement run to determine the parameters. In addition, the algorithm can also be used in the normal operating mode of the internal combustion engine, for example to optimize the parameters, e.g. B. counteract the influence of aging of components. For this purpose, operation step 2 according to FIG. 3 would have to be modified and the engine speed specified as an index in the map.

Zusammenfassend wird somit ein Verfahren zum Betrieb eines Verbrennungsmotors dargestellt, das durch Variation der An­ steuerzeitpunkte der Elektromagnetventile 7 und damit der synchronen Betätigung der Gaswechselventile 5 (Einlaßventile) eine Optimierung der Abgaswerte ermöglicht, indem gewissermaßen durch ein nach Fig. 3 beschriebenes Suchverfahren die Ansteuerungsparameter der Elektromagnetventile 7 variiert werden. Hierdurch wird für ein Gütekrite­ rium oder auch mehrere Gütekriterien eine optimale Ventilan­ steuerung erreicht.In summary, a method for operating an internal combustion engine is thus shown which, by varying the timing of the solenoid valves 7 and thus the synchronous actuation of the gas exchange valves 5 (intake valves), enables an optimization of the exhaust gas values by the control parameters of the control parameters by a search method described in FIG Solenoid valves 7 can be varied. In this way, optimal valve control is achieved for one quality criterion or for several quality criteria.

Unter Bezug auf den Programmablaufplan nach Fig. 3 ergibt sich somit für jeden Motorzylinder eine optimierte Strom­ kennlinie nach Fig. 4 für das jeweils zu aktivierende Elek­ tromagnetventil 7, wobei jeweils der optimale Stromverlauf als Funktion der Zeit und damit proportional zum Motorkur­ belwinkel sowie durch den Triggerpunkt T bestimmt wird. Aus dem erfindungsgemäßen Abgleichprozess resultiert eine säge­ zahnförmige Stromverlaufskennlinie, die mit einem ver­ gleichsweise geringen Ruhestrom I1 (Einschaltstrom) beginnt, die mit dem Anstieg auf den Erregerstrom I2 gleichzeitig den Magnetanker des Elektromagnetventils 7 in Bewegung versetzt und in Offenstellung hält, bis durch das Absenken des Erre­ gerstroms I2 auf den Haltestrom I3, der vom Betrag her ge­ ringfügig größer ist als der Ruhestrom I1, den Triggerpunkt T erreicht ist, so dass sich der Magnetanker des Elektroma­ gnetventils 7 wieder in seine ursprüngliche Ruhestellung be­ wegt. Der Triggerpunkt T ist aufgrund des in Fig. 3 darge­ stellten Verfahrens für jedes Elektromagnetventil 7 und da­ mit für jedes Gaswechselventil 5 im Motorzylinder in einem Datenspeicher des Motorsteuergeräts erfasst. Der zeitliche Verlauf des Stromimpulses als auch die Bewegungen des Magne­ tankers sind unterhalb der Stromkennlinie phasenidentisch aufgetragen, womit eine direkte Zuordnung der Stromimpuls­ dauer und der Magnetankerbewegung zur Stromkennlinie möglich ist.With reference to the program flow chart according to FIG. 3, there is thus an optimized current characteristic curve according to FIG. 4 for each motor cylinder for the respective electromagnet valve 7 to be activated, the optimal current curve as a function of time and thus proportional to the motor crank angle as well as by the Trigger point T is determined. The adjustment process according to the invention results in a sawtooth-shaped current curve, which begins with a comparatively low quiescent current I1 (inrush current), which, with the rise to the excitation current I2, simultaneously sets the magnet armature of the solenoid valve 7 in motion and keeps it in the open position until it is lowered Erre gerstroms I2 to the holding current I3, the amount of which is slightly larger than the quiescent current I1, the trigger point T is reached, so that the armature of the solenoid solenoid valve 7 moves back to its original rest position. The trigger point T is based on the method shown in FIG. 3 Darge for each solenoid valve 7 and since recorded for each gas exchange valve 5 in the engine cylinder in a data memory of the engine control unit. The temporal course of the current pulse as well as the movements of the magnetic tanker are plotted in phase-identical fashion below the current characteristic, which enables a direct assignment of the current pulse duration and the magnet armature movement to the current characteristic.

Zusammenfassend ergibt sich ein Ventilansteuerverfahren, bei dem für jeden Motorzylinder die Abgasemission gemessen wer­ den und bei dem mit dem Ziel auf optimierte Abgaswerte anschließend alternierend die Ansteuerspannung bzw. der An­ steuerstrom als Funktion des Motorkurbelwinkels für jedes Elektromagnetventil 7 variiert wird sowie der optimale Trig­ gerpunkt T bestimmt wird. Die während des Verfahrens ermit­ telten optimale Schaltpunkte der Elektromagnetventile 7 wer­ den somit für jeden Motorzylinder individuell erfaßt und als Funktion der Motordrehzahl als Parameterfeld im Datenspei­ cher des Motorsteuergeräts abgespeichert. Aufbauend auf die­ sem festgelegten Parameterfeld erfolgt somit eine zylinder­ selektive Ventilansteuerung, die im vorliegenden Beispiel letztlich zu gleichen Ventilhüben der Gaswechselventile 5 führt.In summary, there is a valve control method in which the exhaust gas emission is measured for each engine cylinder and in which the control voltage or the control current is varied as a function of the engine crank angle for each solenoid valve 7 and the optimal trigger point T with the aim of optimized exhaust gas values is determined. The optimal switching points of the solenoid valves 7 determined during the process, who thus individually records the for each engine cylinder and stored as a function of the engine speed as a parameter field in the data memory of the engine control unit. Based on the defined parameter field, a cylinder-selective valve actuation takes place, which ultimately leads to the same valve strokes of the gas exchange valves 5 in the present example.

Die Ventilhübe der Elektromagnetventile 7 müssen aber nicht unbedingt gleich sein, sondern können zur Lösung der ge­ stellten Aufgabe vielmehr bedarfsgerecht und damit wunschge­ recht, variiert werden. Nach diesem Ventilsteuerverfahren können auch die Toleranzen der Einspritzmenge durch zylin­ derselektive Ansteuerung der Einspritzventile 20 abgeglichen werden.The valve strokes of the solenoid valves 7 do not necessarily have to be the same, however, but rather can be varied to solve the task posed as required and thus as desired. According to this valve control method, the tolerances of the injection quantity can be adjusted by cylinder-selective activation of the injection valves 20 .

Die Erfindung ist nicht auf das konstruktive Ausführungsbei­ spiel nach Fig. 1 beschränkt, sondern auch für alternative Ventiltriebkonstruktionen geeignet, die beispielsweise eine direkte elektromagnetische Betätigung der Gaswechselventile vorsehen und die entweder eine Saugrohr- oder Direktein­ spritzung aufweisen. The invention is not limited to the constructive embodiment according to FIG. 1, but is also suitable for alternative valve train constructions which, for example, provide direct electromagnetic actuation of the gas exchange valves and which have either an intake manifold or direct injection.

BezugszeichenlisteReference list

11

Zylinderkopf
Cylinder head

22nd

Nockenwelle
camshaft

33rd

Stößelbaugruppe
Ram assembly

44

Ansaugkanal
Intake duct

55

Gaswechselventil
Gas exchange valve

66

Motorölpumpe
Engine oil pump

77

Elektromagnetventil
Solenoid valve

88th

Zwischenspeicher
Cache

9-199-19

Operationsschritte
Surgical steps

2020th

Einspritzventil
Injector

Claims (3)

1. Verfahren zum Betrieb eines mehrzylindrigen Verbren­ nungsmotors, dessen Gaswechselventile entweder direkt elektromagnetisch oder mittels eines elektrohydrauli­ schen, mehrere Elektromagnetventile aufweisenden Ventil­ betätigungssystems hinsichtlich der Ventilöffnungscha­ rakteristik variabel einstellbar sind, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Elektromagnetventile (7) zwecks Ab­ gleich aller Gaswechselventile (5) auf eine gewünschte Ventilöffnungscharakteristik im Betrieb des Verbren­ nungsmotors zylinderselektiv mittels variabler Ansteuer­ spannungen und/oder Ansteuerströme (I1, I2, I3) betrie­ ben werden.1. A method of operating a multi-cylinder combustion engine, the gas exchange valves either directly electromagnetic or by means of an electro-hydraulic rule, several solenoid valves having valve actuation system with regard to the valve opening characteristics are variably adjustable, characterized in that the electromagnetic valves ( 7 ) for the purpose of equalizing all gas exchange valves ( 5 ) on a desired valve opening characteristic during operation of the internal combustion engine cylinder-selectively by means of variable control voltages and / or control currents (I1, I2, I3) be operated. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgleich aller Elektromagnetventile (7) in Abhängig­ keit von den zylinderselektiven Abgasemissionen des Ver­ brennungsmotors erfolgt.2. The method according to claim 1, characterized in that the adjustment of all electromagnetic valves ( 7 ) is carried out in dependence on the cylinder-selective exhaust emissions of the internal combustion engine. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgleich der Ventilöffnungscharakteristik aller Gas­ wechselventile (5) vorzugsweise in einem Datenspeicher eines Motorsteuergeräts erfolgt, und zwar durch nachfol­ gende Verfahrensschritte:
  • a) Initialisierung der Anzahl der Elektromagnetventile (7) und/oder Einspritzventile (20) aller Motorzylinder,
  • b) Initialisierung des Abgaswertes mit dem höchsten Emissionsgrad sowie Festlegung der Anzahl der Iterati­ onsschritte und Iterationsschrittweite,
  • c) Überprüfen, ob die vorgegebene Motordrehzahl, insbe­ sondere die Motordrehzahl bei hohem Abgasgehalt, einge­ halten ist, in der eine unzulässige, zylinderselektive Streuung der Abgaswerte zu erwarten ist, ansonsten ist Schritt c) zu wiederholen,
  • d) Einlesen des aktuell gültigen und stabilisierten Ab­ gaswertes in den Datenspeicher,
  • e) Vergleichen des aktuellen Abgaswertes mit dem zuvor im Kennfeld des Datenspeichers abgelegten Abgaswertes,
  • f) Speicherung des aktuellen Abgaswertes im Datenspei­ cher, gegebenenfalls in Abhängigkeit von der Motordreh­ zahl, sofern der aktuelle Abgaswert besser ist als der ursprüngliche im Kennfeld des Datenspeichers abgelegte Abgaswert,
  • g) Iterationsschritte fortsetzen und Elektromagnetventi­ le (7) verstellen,
  • h) Prüfen, ob weitere Iterationsschritte folgen sollen,
  • i) Prüfen, ob die Ansteuerparameter aller Elektromagnet­ ventile (7) im Datenspeicher ermittelt wurden, falls nicht, nächstes Elektromagnetventil (7) auswählen und die Operation bei Schritt b) fortsetzen.
3. The method according to claim 1, characterized in that the adjustment of the valve opening characteristics of all gas exchange valves ( 5 ) is preferably carried out in a data memory of an engine control unit, namely by the following method steps:
  • a) initializing the number of solenoid valves ( 7 ) and / or injection valves ( 20 ) of all engine cylinders,
  • b) initialization of the exhaust gas value with the highest emissivity and determination of the number of iteration steps and iteration step size,
  • c) Check whether the specified engine speed, in particular the engine speed with high exhaust gas content, is maintained, in which an inadmissible, cylinder-selective scattering of the exhaust gas values is to be expected, otherwise step c) is to be repeated,
  • d) reading the currently valid and stabilized exhaust gas value into the data memory,
  • e) comparing the current exhaust gas value with the exhaust gas value previously stored in the characteristic diagram of the data memory,
  • f) storage of the current exhaust gas value in the data memory, possibly depending on the engine speed, provided the current exhaust gas value is better than the original exhaust gas value stored in the map of the data memory,
  • g) continue iteration steps and adjust solenoid valves ( 7 ),
  • h) Check whether further iteration steps should follow,
  • i) Check that the control parameters of all solenoid valves (7) have been identified in the data store, if not, select next electromagnetic valve (7) and the operation in step b) to continue.
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