CN114233435A - 具有调节单元的配气机构控制设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于控制配属于内燃机的可变配气机构的配气机构控制设备,配气机构预设内燃机气门的气门升程并具有带升程切换设备的可切换升程传输元件,升程切换设备引起气门升程控制,配气机构控制设备具有控制升程传输元件的切换设备,其具有带有引起至少一个第一操纵位置和第二操纵位置的操纵元件的执行器和切换传输元件并能占据由操纵位置和切换传输位置预设的切换位置,配气机构控制设备具有传感器设备,其具有检测切换位置和输出与切换位置相关的传感器信号的传感器元件,由调节单元操控改变操纵位置的执行器,调节单元构成用于接收传感器信号作为输入变量,经由调节根据传感器信号预设操纵位置作为输出变量,传感器元件构成用于模拟地检测切换位置。

Description

具有调节单元的配气机构控制设备
技术领域
本发明涉及一种用于控制配属于内燃机的可变配气机构的配气机构控制设备,所述配气机构通过凸轮预设所述内燃机的至少一个气门的气门升程,并且所述配气机构具有在所述凸轮与所述至少一个气门之间起作用的可切换的升程传输元件,所述升程传输元件包括升程切换设备,所述升程切换设备通过在至少第一切换状态与第二切换状态之间的转换能够引起气门升程控制,在所述第一切换状态中设定所述气门的第一最大气门升程,在所述第二切换状态中设定所述气门的第二最大气门升程,其中,所述配气机构控制设备具有构成用于控制所述升程传输元件的切换设备和传感器设备,其中,所述切换设备具有带有操纵元件的执行器,所述操纵元件用于引起至少第一操纵位置和第二操纵位置,并且所述切换设备具有切换传输元件,所述切换传输元件与所述升程切换设备耦联,并且能够占据与所述操纵位置相关的至少第一切换传输位置或第二切换传输位置,以便转换所述升程传输元件的切换状态,其中,所述切换设备能够占据通过所述操纵位置和所述切换传输位置预设的切换位置,并且所述传感器设备具有用于检测所述切换位置并且输出与所述切换位置相关的传感器信号的至少一个传感器元件。
背景技术
例如从DE 10 2017 101 792 A1中已知一种配气机构控制设备。配气机构控制设备配属于内燃机的可变配气机构。内燃机具有换气气门,分别通过凸轮轴的初级凸轮和次级凸轮预设所述换气气门的气门升程,并且经由具有初级杠杆和次级杠杆的可切换的摇臂能够选择性地传输到相关联的换气气门上。初级杠杆可经由轴向可移动的耦联螺栓与次级杠杆耦联,所述耦联螺栓可通过调节设备调节,所述次级杠杆可枢转地支承在初级杠杆上。通过轴向可移动地支承的切换螺栓,耦联螺栓可克服弹簧元件的复位力移动。切换螺栓的轴向外端部与调节板连接,所述调节板与推杆耦联。推杆在摇臂上方平行于相关联的凸轮轴设置,并且经由线性执行器可克服复位弹簧的复位力沿着纵轴线从初始位置移动到切换位置中。
例如在DE 10 2018 120 424.8中描述一种具有传感器元件的配气机构控制设备。其中描述一种具有调节设备和调节路径传感器的可变配气机构。调节设备包括推杆和调节板。通过推杆的切换位置控制摇臂。在此,摇臂具有切换螺栓,根据切换位置通过调节板操纵所述切换螺栓,并且由此选择性地关断或转换气门升程。调节路径传感器使得能够检测调节板或推杆的位置改变。由调节路径传感器输出的传感器测量值用于求取调节板或推杆的切换位置,以便能够确定可切换的摇臂的切换状态和摇臂调节的正确功能。
发明内容
本发明的目的在于,改进配气机构控制设备。应该能够更精确地设定配气机构控制设备的切换时间。此外,应该能够与外部影响和老化影响不相关地执行气门升程控制。
通过具有根据本发明的配气机构控制设备实现所述目的中的至少一个目的,经由调节单元操控用于改变所述操纵位置的所述执行器,所述调节单元构成用于,接收所述传感器信号作为输入变量,并且经由调节,根据所述传感器信号预设所述操纵位置作为输出变量,其中,所述传感器元件构成用于,模拟地检测所述切换位置。由此,能够提高配气机构控制设备的切换性能。能够目标精确地并且更快地设定切换时间。能够与外部影响,例如温度波动、电压波动或弹簧力变化更不相关地进行气门升程控制。经由调节能够可靠地设定气门升程控制。由此,能够补偿对气门升程控制起作用的外部影响和老化影响。
配气机构控制设备能够装入在车辆中。车辆能够是机动车。
传感器设备能够具有至少两个传感器元件。一个传感器元件能够与切换传输元件相关联,并且一个传感器元件能够与操纵元件相关联。两个传感器元件也能够都与切换传输元件或操纵元件相关联。
在投入运行之前、尤其在内燃机的每次投入运行之前能够校准传感器元件。在校准时,能够在调节单元中执行开始程序。
传感器信号能够用于识别干扰。根据传感器信号,能够推断出切换设备的功能干扰。
执行器能够是电操纵的。操纵位置能够与在执行器上施加的电压相关。调节单元在传感器信号的传感器信号值与电压的电压值之间能够形成关系,并且将所述关系存储在相关联的存储器中。在操纵执行器时,能够根据所存储的关系和期望的期望切换位置来设定电压。由此能够引起自学习的和自优化的气门升程控制。
在本发明的一个优选的实施方案中,升程传输元件是可切换的摇臂,和/或切换传输元件是轴向可移动的推杆,和/或第一切换位置或第二切换位置是沿着纵轴线的位置。可切换的摇臂能够是可切换的滚轮摇臂。升程切换设备能够包括切换销。经由耦联元件,切换传输元件能够与切换销耦联。切换销能够克服复位弹簧的复位力移动。切换销能够沿着平行于纵轴线伸展的轴线移动。切换销能够与锁定销连接,经由所述锁定销,可切换的滚轮摇臂的初级杠杆和次级杠杆能够彼此耦联或解耦。
在本发明的一个特别的实施方案中,第一操纵位置引起第一切换传输位置并且第二操纵位置引起第二切换传输位置。
在本发明的一个特别的实施方案中,在第一操纵位置的情况下,并且与此对应地在第一切换传输位置的情况下,存在第一切换位置,在第二操纵位置的情况下,并且与此对应地在第二切换传输位置的情况下,存在第二切换位置,以及在第一切换位置中传感器信号具有第一传感器信号值,在第二切换位置中,所述传感器信号具有第二传感器信号值。能够进行模拟的检测,使得传感器信号的传感器信号值与切换位置成比例。尤其能够构成传感器元件,检测至少三个与对应的切换位置一一对应地相关联的传感器信号值。
在本发明的一个特别的实施方案中,通过切换传输元件和/或操纵元件沿着纵轴线的移位实现在相应的切换位置之间的转换。
在本发明的一个优选的实施方案中,切换设备具有检测机构,并且传感器元件与检测机构相关联。所述检测机构能够由所述切换传输元件和/或所述操纵元件一件式地构成。所述检测机构能够作为单独的部件与所述切换传输元件和/或所述操纵元件牢固地连接。
在本发明的一个特别的实施方案中,检测机构根据切换位置、尤其根据切换传输位置和/或操纵位置在检测机构与传感器元件之间引起可改变的测量间隔。
在本发明的一个优选的实施方案中,检测机构具有斜坡。根据沿着纵轴线所占据的切换位置,所述斜坡在检测机构与传感器元件之间能够引起垂直于纵轴线取向的可改变的测量间隔。借助斜坡,能够模拟地检测切换间隔。
在本发明的一个有利的实施方案中,传感器元件引起对切换位置、尤其切换传输位置和/或操纵位置的无接触式的检测。无接触式的检测能够电磁地,尤其电容地、电感地或根据霍尔原理和/或光学地和/或声学地、尤其经由超声波进行。
在本发明的一个特别的实施方案中,检测切换位置包括识别绝对切换位置和/或识别表征切换位置随时间变化的切换位置梯度。
本发明的其他优点和有利的设计方案从附图说明和附图中得出。
附图说明
在下文中参照附图详细描述本发明。详细示出:
图1在本发明的一个特别的实施方式中示出配气机构控制设备的俯视图。
图2在本发明的另一特别的实施方式中示出配气机构控制设备在第一运行状态中的俯视图。
图3示出图2的配气机构控制设备的传感器信号。
图4示出图2的配气机构控制设备在第二运行状态中的俯视图。
图5示出图4的配气机构控制设备的传感器信号。
具体实施方案
图1在本发明的一个特别的实施方式中示出配气机构控制设备10的俯视图。配气机构控制设备10设置成用于,控制配属于内燃机的可变配气机构12。配气机构12包括在此未示出的凸轮轴,所述凸轮轴可围绕旋转轴线旋转并且具有多个凸轮,通过所述凸轮预设内燃机的气门的气门升程。
相应的气门优选地是换气气门、尤其进气门或排气门。配气机构12分别包括在凸轮与对应的气门之间设置的可切换的升程传输元件14,所述升程传输元件能够构成为可切换的滚轮摇臂。相应的可切换的升程传输元件14引起与相应的凸轮的凸轮位置相关的运动,以便操纵对应地相关联的气门。
每个升程传输元件14具有升程切换设备16,所述升程切换设备通过在至少一个第一切换状态与第二切换状态之间转换能够引起气门升程控制,在所述第一切换状态中能够设定相应的气门的第一最大气门升程,在所述第二切换状态中能够设定相应的气门的第二最大气门升程。第一气门升程优选地大于第二气门升程。第一气门升程能够是全升程,而第二气门升程能够是零升程。由此能够实现内燃机的选择性的缸关断。第一气门升程也能够是全升程,而第二气门升程能够是后升程,所述后升程在时间上跟随全升程并且在数值上小于全升程。由此能够在活塞的工作升程中引起内部废气反馈或减压。
配气机构控制设备10具有用于控制升程传输元件14的切换设备18。切换设备18包括执行器20、尤其线性执行器,所述线性执行器又具有沿着纵轴线A1可移动的、用于引起至少一个第一操纵位置和第二操纵位置的操纵元件22。此外,切换设备18包括切换传输元件24,所述切换传输元件构成为沿着纵轴线A1可移动的推杆,并且能够占据与操纵位置相关的至少第一切换传输位置或第二切换传输位置,以便转换升程传输元件14的切换状态。在此,切换传输元件24分别经由耦联元件26、尤其弹簧弹性的调节板与升程切换设备16连接。耦联元件26将第一切换传输位置或第二切换传输位置传输到对应的升程传输元件14的相应的升程切换设备16上。
升程切换设备16包括切换销28,所述切换销能够克服复位弹簧30的弹簧力从移出位置转换到移入位置中。移出位置对应于升程传输元件14的第一切换状态,并且移入位置对应于升程传输元件14的第二切换状态。切换销28可沿着平行于纵轴线A1伸展的轴线A2移动,并且与在此未示出的锁定销连接,经由所述锁定销,初级杠杆32能够与升程传输元件14的次级杠杆34耦联或解耦,借此能够设定第一气门升程或第二气门升程。
操纵元件22的第一操纵位置引起切换传输元件24的第一切换传输位置。第一切换传输位置经由耦联元件26在相应的升程传输元件14上分别设定第一切换状态。第二操纵位置引起第二切换传输位置。第二切换传输位置经由耦联元件26在升程传输元件14上分别设定第二切换状态。切换设备18能够占据通过操纵位置和切换传输位置预设的切换位置。如果存在第一操纵位置并且借此也存在第一切换传输位置,那么给出第一切换位置。如果存在第二操纵位置并且借此也存在第二切换传输位置,那么给出第二切换位置。如果相应的气门松开,即不通过凸轮操纵,优选地,在切换传输元件24的预设的切换传输位置时,那么引起相应的升程传输元件14的切换状态。
配气机构控制设备10还包括具有至少一个传感器元件36的传感器装置35,所述传感器元件用于模拟地检测切换设备18的切换位置并且输出与切换位置相关的传感器信号。能够进行模拟的检测,使得传感器信号的传感器信号值与切换位置成比例。尤其能够检测至少三个与对应的切换位置相关联的传感器信号值。传感器元件36与切换传输元件24相关联。切换传输元件24具有检测机构38,所述检测机构能够由切换传输元件24一件式地构成或能够作为单独的部件牢固地与切换传输元件24连接。根据切换传输元件24的切换位置,检测机构38在检测机构38与传感器元件36之间引起可改变的测量间隔40。在此,检测机构38包括斜坡42,所述斜坡使得能够模拟地检测切换位置。
传感器元件36引起对切换传输元件24的切换位置的无接触式的检测。无接触式的检测能够电磁地,尤其电容地、电感地或根据霍尔原理和/或光学地和/或声学地、尤其经由超声波进行。检测切换传输元件24的切换位置能够包括识别绝对的切换位置和/或识别表征切换传输元件24的切换位置随时间变化的切换位置梯度。
经由调节单元44进行执行器20的操控,以便改变操纵元件22的操纵位置,所述调节单元构成用于,接收传感器信号作为输入变量,并且根据传感器信号经由调节给执行器20预设操纵位置作为输出变量。由此,能够提高配气机构控制设备10的切换性能。能够目标精确地并且更快地设定切换时间,并且能够与外部影响,例如温度波动、电压波动或弹簧力改变更不相关地进行气门升程控制。
执行器20是可电操纵的。操纵元件22的操纵位置与在执行器20上施加的电压相关。调节单元44能够在传感器信号与电压的电压值之间形成关系,并且将所述关系存储在相关联的存储器46中。在操纵执行器20时,根据所存储的关系和期望的期望切换位置48来设定用于执行器操纵的电压。由此能够引起自学习和自优化的气门升程控制。传感器信号也能够用于检测干扰。根据传感器信号能够推断切换设备18的功能干扰。
在图2中,在本发明的另一特别的实施方式中示出第一运行状态中的配气机构控制设备10的俯视图。切换设备18在第一切换位置S1中,在所述第一切换位置中,操纵元件22占据第一操纵位置,并且切换传输元件24占据第一切换传输位置。在此,耦联元件26相对于切换销28不受力,所述切换销在通过复位弹簧30引起的移出位置中。在第一切换位置中,在传感器元件36与检测机构38之间存在第一测量间隔50。
图3示出图2的配气机构控制设备的传感器信号M。在此,由传感器元件在第一切换位置时所检测的传感器信号M是在数值上最小的第一传感器信号值52。如果占据第二切换位置S2,那么传感器信号M对应于在数值上最大的模拟的传感器信号值。
在图4中,在本发明的另一特别的实施方式中示出第二运行状态中的配气机构控制设备10的俯视图。切换设备18在沿着纵轴线A1相对于第一切换位置S1错开的第二切换位置S2中,在所述第二切换位置中,操纵元件22占据第二操纵位置,并且切换传输元件24占据第二切换传输位置。耦联元件26加载切换销28,所述切换销在移入位置中,并且由此加载复位弹簧30。在第二切换位置S2中,在传感器元件36与检测机构38之间存在第二测量间隔54。
图5示出图4的配气机构控制设备的传感器信号M。在此,在第二切换位置S2中,由传感器元件所检测的传感器信号M是在数值上最大的第二传感器信号值56。通过检测机构的斜坡,传感器元件也能够检测处于第一切换位置与第二切换位置S1、S2之间的切换位置,其中,那么对应的传感器信号M处于最低的传感器信号值与最高的传感器信号值之间。
附图标记列表
10 配气机构控制设备
12 配气机构
14 升程传输元件
16 升程切换设备
18 切换设备
20 执行器
22 操纵元件
24 切换传输元件
26 耦联元件
28 切换销
30 复位弹簧
32 初级杠杆
34 次级杠杆
35 传感器设备
36 传感器元件
38 检测机构
40 测量间隔
42 斜坡
44 调节单元
46 存储器
48 期望切换位置
50 第一测量间隔
52 第一传感器信号值
54 第二测量间隔
56 第二传感器信号值
A1 纵轴线
A2 轴线
M 传感器信号
S1 第一切换位置
S2 第二切换位置

Claims (10)

1.一种用于控制配属于内燃机的可变配气机构(12)的配气机构控制设备(10),所述配气机构通过凸轮预设所述内燃机的至少一个气门的气门升程,并且所述配气机构具有在所述凸轮与所述至少一个气门之间起作用的可切换的升程传输元件(14),所述升程传输元件包括升程切换设备(16),所述升程切换设备通过在至少一个第一切换状态与第二切换状态之间的转换能够引起气门升程控制,在所述第一切换状态中设定所述气门的第一最大气门升程,在所述第二切换状态中设定所述气门的第二最大气门升程,其中,所述配气机构控制设备(10)具有构成用于控制所述升程传输元件(14)的切换设备(18)和传感器设备(35),其中,所述切换设备(18)具有带有操纵元件(22)的执行器(20),所述操纵元件用于引起至少一个第一操纵位置和第二操纵位置,并且所述切换设备具有切换传输元件(24),所述切换传输元件与所述升程切换设备(16)耦联,并且能够占据与所述操纵位置相关的至少第一切换传输位置或第二切换传输位置,以便转换所述升程传输元件(14)的切换状态,其中,所述切换设备(18)能够占据通过所述操纵位置和所述切换传输位置预设的切换位置(S1,S2),并且所述传感器设备(35)具有用于检测所述切换位置(S1,S2)并且输出与所述切换位置(S1,S2)相关的传感器信号(M)的至少一个传感器元件(36),
其特征在于,
经由调节单元(44)操控用于改变所述操纵位置的所述执行器(20),所述调节单元构成用于,接收所述传感器信号(M)作为输入变量,并且经由调节,根据所述传感器信号(M)预设所述操纵位置作为输出变量,其中,所述传感器元件(36)构成用于,模拟地检测所述切换位置(S1,S2)。
2.根据权利要求1所述的配气机构控制设备(10),其特征在于,所述升程传输元件(14)是可切换的摇臂,和/或所述切换传输元件(24)是轴向可移动的推杆,和/或所述第一切换位置或第二切换位置(S1,S2)是沿着纵轴线(A1)的位置。
3.根据权利要求1或2所述的配气机构控制设备(10),其特征在于,所述第一操纵位置引起所述第一切换传输位置,并且所述第二操纵位置引起所述第二切换传输位置。
4.根据上述权利要求中任一项所述的配气机构控制设备(10),其特征在于,在所述第一操纵位置的情况下并且与此对应地在所述第一切换传输位置的情况下,存在所述第一切换位置(S1),在所述第二操纵位置的情况下并且与此对应地在所述第二切换传输位置的情况下,存在所述第二切换位置(S2),以及在所述第一切换位置(S1)的情况下,所述传感器信号(M)具有第一传感器信号值(52),在所述第二切换位置(S2)的情况下,所述传感器信号具有第二传感器信号值(54)。
5.根据上述权利要求中任一项所述的配气机构控制设备(10),其特征在于,通过所述切换传输元件(24)和/或所述操纵元件(22)沿着纵轴线(A1)的移位实现在所述相应的切换位置(S1,S2)之间的转换。
6.根据上述权利要求中任一项所述的配气机构控制设备(10),其特征在于,所述切换设备(18)具有检测机构(38),并且所述传感器元件(36)与所述检测机构(38)相关联。
7.根据权利要求6所述的配气机构控制设备(10),其特征在于,根据所述切换位置(S1,S2),所述检测机构(38)在所述检测机构(38)与所述传感器元件(36)之间引起可改变的测量间隔(50,54)。
8.根据权利要求6或7中任一项所述的配气机构控制设备(10),其特征在于,所述检测机构(38)具有斜坡(42)。
9.根据上述权利要求中任一项所述的配气机构控制设备(10),其特征在于,所述传感器元件(36)引起对所述切换位置(S1,S2)的无接触式的检测。
10.根据上述权利要求中任一项所述的配气机构控制设备(10),其特征在于,检测所述切换位置(S1,S2)包括识别绝对切换位置(S1,S2)和/或识别表征所述切换位置(S1,S2)随时间变化的切换位置梯度。
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