Seit einigen Jahren schon wird die Entwicklung von teil- und vollvariablen Ventilsteuerungen vorangetrieben. Ein weiteres System, das sich erst seit kurzer Zeit in der Entwicklung befindet, ist die Impulsaufladung. Beides sind Systeme mit schnell schaltenden elektromagnetischen Aktuatoren in Form von Doppelhubmagneten. Auf Grund des unterschiedlichen Verhaltens der wirkenden Magnet- und Federkräfte wird zur Reduzierung der Geräusche und des Verschleißes des Aktuators beim Aufprall des beweglichen Ankers auf die Magnetspulen eine Regelung benötigt. Bisher sind für Doppelhubmagneten mit sehr aufwändige Regelsysteme bekannt, die auf Bewegungsinformationen von Sensoren angewiesen sind. Bei der Erprobung der sensorlosen Regelung auf einem Motorprüfstand für den elektromagnetischen Ventiltrieb wurden bereits niedrige Werte der Ventilaufprallgeschwindigkeit erreicht; die Energieaufnahme und die Robustheit der Regelung gegen Störkräfte genügten jedoch noch nicht den hohen Anforderungen an das System. Auf beiden Gebieten hat die vorliegende Arbeit signifikante Verbesserungen erzielt. Auf der einen Seite wurde die Robustheit gegen einwirkende Störkräfte durch die Entwicklung neuer Algorithmen erheblich gesteigert; die Aufprallgeschwindigkeit der Ventile bleibt damit auch hei den größten vorkommenden Störeinwirkungen auf niedrigen Werten. Auf der anderen Seite konnte die Energieaufnahme des Systems durch eine Anpassung des Spulenstromprofils und die Optimierung der Leistungsendstufen deutlich reduziert werden. Durch diese Maßnahmen erfüllt die neue erweiterte sensorlose Regelung nun erstmals vollständig die genannten Anforderungen an die variable Ventilbetätigung. Neben dieser Anwendung wurde auch eine erweiterte sensorlose Regelung für die Impulsaufladung entwickelt. Im Vergleich zur elektromagnetischen Ventilbetätigung beträgt die Aktuator-Umschwingzeit dieses Systems nur die Hälfte; gleichzeitig wird das Inmpulsladeventil stärker von Störkräften beeinflusst. Basierend auf Messergebnissen wurde ein kompaktes Impulslader-Steuergerät für einen 4-Zylinder-Ottomotor entwickelt. Die erweiterte Regelung für die Impulsaufladung wurde bereits auf Motorprüfständen von DaimlerChrysler und Meta unter realen Randbedingungen erfolgreich erprobt. Dabei wurden unterschiedliche Systeme mit linearen und kippenden Aktuatoren betrieben. Im Vergleich zu einer reinen Steuerung konnte die Ventil-Aufprallgeschwindigkeit durch die sensorlose Regelung stark reduziert und somit die Lebensdauer der Aktuatoren erheblich gesteigert werden. Die Regelung zeigte auch bei variabler Drehzahl und hohem Drehmoment eine hohe Robustheit.


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    Title :

    Regelungsverfahren für sensorlose elektromagnetische Umschwing-Aktuatoren - Anwendungen im Kraftfahrzeug


    Additional title:

    Control method for sensorless electromagnetic oscillating actuators - automotive applications


    Contributors:

    Published in:

    Publication date :

    2006


    Size :

    145 Seiten, Bilder, Tabellen, 111 Quellen




    Type of media :

    Theses


    Type of material :

    Print


    Language :

    German






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