DE102005035072B4

DE102005035072B4 - Combustion piston engine with an electric actuator for stroke actuation of the gas exchange valves

Info

Publication number: DE102005035072B4
Application number: DE102005035072.0A
Authority: DE
Inventors: Johannes Meyer; Johannes Denteler; Michael Respondek
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2005-07-27
Filing date: 2005-07-27
Publication date: 2020-06-18
Anticipated expiration: 2025-07-28
Also published as: DE102005035072A1

Abstract

Verbrennungskolbenmotor (1), mit mehreren Zylindern (2.1, 2.2) sowie mit mindestens einem Einlassventil und einem Auslassventil pro Zylinder (2.1, 2.2) und mit mindestens einem elektrischen Stellantrieb (3.1a - 3.2b) zur Hubbetätigung und einem Wegsensor (4.1a - 4.2b) zur Positionsermittlung jedes der Gaswechselventile, wobei die elektrischen Stellantriebe (3.1a - 3.2b) jeweils über eine elektrische Versorgungsleitung (9) und die Wegsensoren (4.1a - 4.2b) jeweils über eine elektrische Signalleitung (10) mit einem externen elektronischen Steuergerät in Verbindung stehen, wobei mehrere Versorgungsleitungen (9) und Signalleitungen (10) in einem Kabelstrang zusammengefasst sind, der im montierten Zustand jeweils durch eine zugeordnete Öffnung in einer Zylinderkopfhaube nach außen geführt ist und in einem Kabelstecker (11) mit Steckkontakten (15, 16) zur Verbindung mit dem Steuergerät endet, wobei die Versorgungsleitungen (9) und die Signalleitungen (10) von zwei benachbarten Zylindern (2.1, 2.2) in einem gemeinsamen Kabelstrang zusammengefasst sind, der über eine einzige Öffnung in der Zylinderkopfhaube nach außen geführt ist und in einem gemeinsamen Kabelstecker (11) endet, und wobei bei einer Anordnung von jeweils einem Stellantrieb (3.1a - 3.2b) mit einer Versorgungsleitung (9) und einem Wegsensor (4.1a - 4.2b) mit einer Signalleitung (10) pro Zylinder (2.1, 2.2) und pro Einlass- und Auslassseite (5, 6) der Kabelstecker (11) endseitig einen elliptischen Querschnitt aufweist, in dem die Steckkontakte (15) der Versorgungsleitungen (9) zentral und umfangsseitig gleichverteilt und die Steckkontakte (16) der Signalleitungen (10) paarweise längsseitig radial außen jeweils achsensymmetrisch bezüglich einer Steckermittelachse (17) angeordnet sind.Combustion piston engine (1), with several cylinders (2.1, 2.2) and with at least one intake valve and one exhaust valve per cylinder (2.1, 2.2) and with at least one electric actuator (3.1a - 3.2b) for stroke actuation and a displacement sensor (4.1a - 4.2b) for determining the position of each of the gas exchange valves, the electrical actuators (3.1a - 3.2b) each having an electrical supply line (9) and the displacement sensors (4.1a - 4.2b) each having an electrical signal line (10) with an external electronic The control unit is connected, several supply lines (9) and signal lines (10) being combined in a cable harness, which in the assembled state is led outwards through an assigned opening in a cylinder head cover and in a cable connector (11) with plug contacts (15, 16) for connection to the control unit ends, the supply lines (9) and the signal lines (10) from two adjacent cylinders (2.1 , 2.2) are combined in a common cable harness, which is led to the outside through a single opening in the cylinder head cover and ends in a common cable connector (11), and with an arrangement of one actuator (3.1a - 3.2b) each with one Supply line (9) and a displacement sensor (4.1a - 4.2b) with a signal line (10) per cylinder (2.1, 2.2) and per inlet and outlet side (5, 6) of the cable connector (11) has an elliptical cross section at the end, in in which the plug contacts (15) of the supply lines (9) are equally distributed centrally and circumferentially and the plug contacts (16) of the signal lines (10) are arranged in pairs along the radially outside on the longitudinal side with respect to a center axis of the plug (17).

Description

Die Erfindung betrifft einen Verbrennungskolbenmotor, mit mehreren Zylindern sowie mit mindestens einem Einlassventil und einem Auslassventil pro Zylinder und mit mindestens einem elektrischen Stellantrieb zur Hubbetätigung und einem Wegsensor zur Positionsermittlung jedes der Gaswechselventile, wobei die elektrischen Stellantriebe jeweils über eine elektrische Versorgungsleitung und die Wegsensoren jeweils über eine elektrische Signalleitung mit einem externen elektronischen Steuergerät in Verbindung stehen.The invention relates to a combustion piston engine, with a plurality of cylinders and with at least one intake valve and one exhaust valve per cylinder and with at least one electric actuator for stroke actuation and a displacement sensor for determining the position of each of the gas exchange valves, the electrical actuators each via an electrical supply line and the displacement sensors each via an electrical signal line are connected to an external electronic control unit.

Die Gaswechselventile eines Verbrennungskolbenmotors werden bislang rein mechanisch von mindestens einer Nockenwelle betätigt, die über einen formschlüssigen Steuertrieb von der Kurbelwelle angetrieben wird. Zur Variation der Steuerzeiten, d.h. der Öffnungs- und Schließwinkelpositionen, der Gaswechselventile relativ zum Drehwinkel der Kurbelwelle und zur Variation der Hubhöhe der Gaswechselventile, durch die der Gaswechsel und damit die Füllung der Zylinder an den momentanen Betriebszustand des Verbrennungsmotors angepasst werden kann, sind unterschiedliche mechanische Verstellvorrichtungen entwickelt worden, die jedoch jeweils nur eine beschränkte Variabilität der Ventilsteuerung ermöglichen, kompliziert aufgebaut und entsprechend teuer und störungsanfällig sind, und einen großen Bauraum in Anspruch nehmen.The gas exchange valves of a combustion piston engine have so far been operated purely mechanically by at least one camshaft, which is driven by the crankshaft via a positive-locking control drive. To vary the timing, i.e. The opening and closing angle positions, the gas exchange valves relative to the angle of rotation of the crankshaft and the variation in the lifting height of the gas exchange valves, by means of which the gas exchange and thus the filling of the cylinders can be adapted to the current operating state of the internal combustion engine, various mechanical adjustment devices have been developed, but these only allow a limited variability of the valve control, are of complex construction and are accordingly expensive and prone to failure, and take up a large installation space.

Insbesondere zur Erhöhung der Variabilität der Ventilsteuerung werden daher seit geraumer Zeit Verbrennungskolbenmotoren entwickelt, deren Gaswechselventile jeweils von mindestens einem elektrischen Stellantrieb, wie einem Elektromotor oder einem Elektromagneten betätigt, d.h. geöffnet und geschlossen werden und deren Funktion jeweils durch mindestens einen Wegsensor pro Gaswechselventil erfasst wird. Hierdurch ist eine vollvariable und selektive Steuerung jedes einzelnen Gaswechselventils möglich. Als Beispiel für eine elektromotorische Betätigung von Gaswechselventilen wird auf die DE 101 40 461 A1 und als Beispiel für eine elektromagnetische Betätigung von Gaswechselventilen auf die DE 199 47 924 C2 verwiesen.To increase the variability of the valve control in particular, combustion piston engines have therefore been developed for some time, the gas exchange valves of which are actuated, ie opened and closed, by at least one electric actuator, such as an electric motor or an electromagnet, and the function of which is detected by at least one displacement sensor per gas exchange valve. This enables fully variable and selective control of each individual gas exchange valve. As an example of an electromotive actuation of gas exchange valves, reference is made to the DE 101 40 461 A1 and as an example of electromagnetic actuation of gas exchange valves on the DE 199 47 924 C2 referred.

In einem Versuchsmotor der Anmelderin mit elektromotorischer Betätigung der Gaswechselventile sind die Stellantriebe und die Wegsensoren jeweils einlass- und auslassseitig jeweils für zwei Zylinder in einem Ventiltriebmodul zusammengefasst. Diese Ventiltriebmodule können identisch in weitgehend baugleich ausgebildeten Verbrennungskolbenmotoren in 4-Zylinder-Reihen-, 6-Zylinder-Reihen, 8-Zylinder-V-, und 12-Zylinder-V-Anordnung verwendet werden. Bei dem betreffenden Versuchsmotor sind die Versorgungsleitungen und die Signalleitungen jeweils einzeln durch zugeordnete Öffnungen in der Zylinderkopfhaube nach außen geführt, wo sie über Steckverbindungen mit einem Kabelstrang des externen, d.h. außerhalb des Verbrennungskolbenmotors angeordneten Steuergerätes verbunden sind. Hierdurch ergeben sich für zwei Zylinder jeweils acht abzudichtende Öffnungen in der Zylinderkopfhaube, jeweils für die Einlass- und die Auslassseite von zwei benachbarten Zylindern zwei Öffnungen zur Durchführung der Versorgungsleitungen und zwei Öffnungen zur Durchführung der Signalleitungen, und entsprechend vier Steckverbindungen außerhalb der Zylinderkopfhaube. Dies ist nachteilig mit einem hohen Fertigungs- und Montageaufwand verbunden und kann sowohl bei den Öffnungen der Zylinderkopfhaube als auch an den Steckverbindungen zu Fehlmontagen führen. Daher ist diese Ausführung der Verkabelung der elektrischen Stellantriebe und der zugeordneten Wegsensoren für eine Serienproduktion ungeeignet.In a test engine of the applicant with electromotive actuation of the gas exchange valves, the actuators and the displacement sensors are combined on the intake and exhaust side for two cylinders in a valve train module. These valve train modules can be used identically in largely identical combustion piston engines in 4-cylinder in-line, 6-cylinder in-line, 8-cylinder V, and 12-cylinder V arrangement. In the test engine in question, the supply lines and the signal lines are each routed individually through assigned openings in the cylinder head cover, where they are connected to a cable harness of the external, i.e. control device arranged outside the internal combustion engine are connected. This results in eight openings to be sealed in the cylinder head cover for two cylinders, two openings for the inlet and the outlet side of two adjacent cylinders, two openings for the supply lines and two openings for the signal lines, and four plug connections outside the cylinder head cover. This is disadvantageously associated with high manufacturing and assembly costs and can lead to incorrect assembly both in the openings of the cylinder head cover and in the plug connections. This version of the wiring of the electric actuators and the associated displacement sensors is therefore unsuitable for series production.

Das Dokument JP 2003 - 254 159 A offenbart einen Verbrennungsmotor mit mehreren Zylindern sowie mit einem Einlassventil und einem Auslassventil pro Zylinder und mit einem elektrischen Stellantrieb zur Hubbetätigung. Die elektrischen Stellantriebe stehen jeweils über eine elektrische Versorgungsleitung mit einem externen elektronischen Steuergerät in Verbindung. Mehrere Versorgungsleitungen sind in einem Kabelstrang zusammengefasst, der im montierten Zustand durch eine Öffnung in der Zylinderkopfhaube nach außen geführt ist und in einem Kabelstecker mit Steckkontakten zur Verbindung mit dem Steuergerät endet.The document JP 2003 - 254 159 A. discloses an internal combustion engine with several cylinders and with an intake valve and an exhaust valve per cylinder and with an electric actuator for stroke actuation. The electrical actuators are each connected to an external electronic control unit via an electrical supply line. Several supply lines are combined in a cable harness, which in the assembled state is led to the outside through an opening in the cylinder head cover and ends in a cable connector with plug contacts for connection to the control unit.

Das Dokument DE 198 54 542 C1 offenbart eine Vorrichtung zur Kontaktierung eines Motorsteuergerätes mit Stromverbrauchern, insbesondere Aktuatoren einer elektromagnetischen Ventilsteuerung, von Brennkraftmaschinen. Die Brennkraftmaschine weist einen Zylinderkopf auf, der einen ersten Gehäuseteil und einen, an den ersten Gehäuseteil angeflanschten weiteren Gehäuseteil umfasst. Die Kontaktierung des Motorsteuergerätes mit den Stromverbrauchern erfolgt mittels elektrischer Bauteile durch den weiteren Gehäuseteil. Die elektrischen Bauteile zur Kontaktierung sind teilweise in dem weiteren Gehäuseteil integriert.The document DE 198 54 542 C1 discloses a device for contacting an engine control unit with current consumers, in particular actuators of an electromagnetic valve control, of internal combustion engines. The internal combustion engine has a cylinder head which comprises a first housing part and a further housing part flanged to the first housing part. The contact between the engine control unit and the power consumers is made by means of electrical components through the further housing part. The electrical components for contacting are partially integrated in the further housing part.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, für einen Verbrennungskolbenmotor der eingangs genannten Art eine Verkabelung der elektrischen Stellantriebe und der zugeordneten Wegsensoren mit dem elektronischen Steuergerät vorzuschlagen, die bei kostengünstiger und platzsparender Bauweise eine verbesserte Funktions- und Montagesicherheit aufweist.It is therefore the object of the present invention to propose a wiring of the electric actuators and the associated displacement sensors with the electronic control unit for a combustion piston engine of the type mentioned at the outset, which has improved functional and assembly safety with an inexpensive and space-saving design.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Verbrennungskolbenmotor gemäß Anspruch 1.The object is achieved according to the invention by an internal combustion engine according to claim 1.

Aufgrund der Bündelung von mehr als zwei Versorgungs- und / oder Signalleitungen zu einem jeweils durch eine Öffnung in der Zylinderkopfhaube geführten und in einem Kabelstecker mit Steckkontakten endenden Kabelstrang sinkt die Anzahl der in der Zylinderkopfhaube vorzusehenden und abzudichtenden Öffnungen und ebenso die Anzahl der Kabelstecker. Hierdurch sinkt der Montageaufwand und ebenso die Gefahr von Fehlmontagen der Steckverbindungen, die durch ein Verdrehen und / oder Vertauschen von Kabelsteckern bei der Verbindung mit den zugeordneten Steckerbuchsen des Steuergerätes passieren können. Due to the bundling of more than two supply and / or signal lines to form a cable harness that is led through an opening in the cylinder head cover and ends in a cable connector with plug contacts, the number of openings to be provided and sealed in the cylinder head cover and the number of cable connectors decrease. This reduces the assembly effort and also the risk of incorrect assembly of the plug connections, which can happen due to twisting and / or interchanging cable plugs when connecting to the assigned plug sockets of the control unit.

Erfindungsgemäß sind die Versorgungsleitungen und die Signalleitungen von zwei benachbarten Zylindern in einem gemeinsamen Kabelstrang zusammengefasst, der über eine einzige Öffnung in der Zylinderkopfhaube nach außen geführt ist und in einem gemeinsamen Kabelstecker endet. Hierdurch ist die Anzahl der Kabelstränge und der Steckverbindungen extrem verringert, so dass beispielsweise bei einem 6-Zylinder-Reihenmotor nur noch drei Kabelstränge mit drei Kabelsteckern und entsprechend drei abzudichtende Öffnungen in der Zylinderkopfhaube erforderlich sind. Bei einer Anordnung von jeweils einem Stellantrieb mit einer Versorgungsleitung und einem Wegsensor mit einer Signalleitung pro Zylinder und pro Einlass- und Auslassseite, was z.B. bei einem Zwei-Ventil-Zylinderkopf mit einem Stellantrieb und einem Wegsensor pro Gaswechselventil gegeben ist, kann der betreffende Kabelstecker zur Erzielung kompakter Abmessungen endseitig einen elliptischen Querschnitt aufweisen, in dem die größeren Steckkontakte der Versorgungsleitungen zentral und umfangsseitig gleichverteilt und die kleineren Steckkontakte der Signalleitungen paarweise längsseitig radial außen jeweils achsensymmetrisch bezüglich der Steckermittelachse angeordnet sind.According to the invention, the supply lines and the signal lines of two adjacent cylinders are combined in a common cable harness which is led outwards through a single opening in the cylinder head cover and ends in a common cable connector. As a result, the number of cable harnesses and the plug connections is extremely reduced, so that, for example in a 6-cylinder in-line engine, only three cable harnesses with three cable plugs and correspondingly three openings to be sealed in the cylinder head cover are required. With an arrangement of one actuator each with a supply line and a displacement sensor with one signal line per cylinder and per intake and exhaust side, which e.g. In the case of a two-valve cylinder head with one actuator and one displacement sensor per gas exchange valve, the cable connector in question can have an elliptical cross-section at the end in order to achieve compact dimensions, in which the larger plug contacts of the supply lines are uniformly distributed centrally and circumferentially and the smaller plug contacts of the signal lines in pairs are arranged axially symmetrically with respect to the plug center axis on the longitudinal side radially on the outside.

Alternativ könnten die Versorgungsleitungen und die Signalleitungen von zwei benachbarten Zylindern jeweils getrennt nach Funktion, d.h. die Versorgungsleitungen in einem gemeinsamen Versorgungskabelstrang und die Signalleitungen in einem gemeinsamen Wegsensorkabelstrang zusammengefasst sein, die über jeweils eine separate Öffnung in der Zylinderkopfhaube nach außen geführt sind und in zwei separaten Kabelsteckern enden. Durch die getrennte Bündelung und Führung der Versorgungs- und Sensorleitungen kann eine elektromagnetische Störung der Wegsensorsignale in den Signalleitungen durch Strom- und Spannungsänderungen in den Versorgungsleitungen ohne eine aufwändige Abschirmung der Signalleitungen weitgehend verhindert werden. Dadurch ergeben sich allerdings nunmehr zwei Kabelstränge und Kabelstecker für jeweils zwei Zylinder, die jedoch aufgrund geringerer Montagekräfte leichter mit den zugeordneten Steckerbuchsen des Steuergerätes verbindbar und aufgrund der kleineren Abmessungen der einzelnen Kabelstecker einfacher innerhalb des beengten Bauraums im Bereich des Zylinderkopfes anzuordnen sind. Bei einer Anordnung von jeweils einem Stellantrieb mit einer Versorgungsleitung und einem Wegsensor mit einer Signalleitung pro Zylinder und pro Einlass- und Auslassseite können die Kabelstecker vorteilhaft endseitig jeweils einen runden Querschnitt aufweisen, in dem die Steckkontakte der Versorgungsleitungen und der Signalleitungen jeweils achsensymmetrisch bezüglich der Steckermittelachse umfangsseitig gleichverteilt angeordnet sindAlternatively, the supply lines and the signal lines of two adjacent cylinders could each be separated according to function, i.e. the supply lines are combined in a common supply cable harness and the signal lines are combined in a common displacement sensor cable harness, each of which is led to the outside via a separate opening in the cylinder head cover and ends in two separate cable plugs. Due to the separate bundling and routing of the supply and sensor lines, an electromagnetic disturbance of the displacement sensor signals in the signal lines due to current and voltage changes in the supply lines can be largely prevented without extensive shielding of the signal lines. However, this now results in two cable harnesses and cable plugs for two cylinders, which, however, are easier to connect to the associated plug sockets of the control unit due to lower assembly forces and, due to the smaller dimensions of the individual cable plugs, are easier to arrange within the cramped installation space in the area of the cylinder head. In the case of an arrangement of one actuator each with a supply line and a displacement sensor with one signal line per cylinder and per inlet and outlet side, the cable plugs can advantageously have a round cross section at the end, in which the plug contacts of the supply lines and the signal lines are each axially symmetrical with respect to the center line of the plug are evenly distributed

Abermals alternativ könnten die Versorgungsleitungen und die Signalleitungen von zwei benachbarten Zylindern jeweils getrennt nach Einlass- und Auslassseite in einem gemeinsamen Einlasskabelstrang und einem gemeinsamen Auslasskabelstrang zusammengefasst sein, die jeweils über eine separate Öffnung in der Zylinderkopfhaube nach außen geführt sind und in separaten Kabelsteckern enden. Durch die Trennung der Kabelstränge nach Einlass- und Auslassseite können die zugeordneten Stellantriebe und die Wegsensoren, insbesondere bei einer Zusammenfassung in Ventiltriebmodulen, einschließlich der Verkabelung fertig vormontiert und getestet werden, wodurch der Montageaufwand insgesamt verringert und die Funktionssicherheit des Ventiltriebs erhöht ist. Bei einer Anordnung von jeweils einem Stellantrieb mit einer Versorgungsleitung und einem Wegsensor mit einer Signalleitung pro Zylinder und pro Einlass- und Auslassseite können die Kabelstecker endseitig jeweils einen runden Querschnitt aufweisen, in dem die Steckkontakte der Versorgungsleitungen und der Signalleitungen jeweils paarweise achsensymmetrisch bezüglich der Steckermittelachse umfangsseitig gleichverteilt angeordnet sind.Again, alternatively, the supply lines and the signal lines of two adjacent cylinders could be combined separately on the intake and exhaust side in a common inlet cable harness and a common exhaust cable harness, each of which is led to the outside via a separate opening in the cylinder head cover and ends in separate cable plugs. By separating the cable harnesses on the inlet and outlet side, the assigned actuators and the displacement sensors, especially when combined in valve train modules, including the cabling, can be fully preassembled and tested, which reduces the overall assembly effort and increases the functional reliability of the valve train. In the case of an arrangement of one actuator each with a supply line and a displacement sensor with one signal line per cylinder and per inlet and outlet side, the cable connectors can each have a round cross-section in the end, in which the plug contacts of the supply lines and the signal lines are each axially symmetrical in pairs with respect to the center line of the connector are evenly distributed.

Um bei einer achsensymmetrischen Anordnung der Steckkontakte in den Kabelsteckern eine Fehlmontage durch ein verdrehtes Zusammenstecken mit der zugeordneten Steckerbuchse des Steuergerätes und bei nahe beieinander angeordneten identischen Kabelsteckern eine Fehlmontage durch eine Verwechslung von Kabelsteckern bzw. Steckerbuchsen zu vermeiden, sollten die Kabelstecker jeweils eine formschlüssige Zuordnungssicherung aufweisen. Diese Zuordnungssicherung kann in an sich bekannter Weise in jeweils ineinander greifenden formschlüssigen Elementen an den Gehäuserändern der Kabelstecker und der Steckerbuchsen, wie Stegen und Nuten und / oder Laschen und Rastnasen, bestehen. Alternativ oder zusätzlich dazu ist jedoch auch eine Zuordnungssicherung in Form einer asymmetrischen Anordnung zumindest eines der Steckkontakte möglich. Hierzu kann der entsprechende Steckkontakt jeweils an einem Kabelstecker und an der zugeordneten Steckerbuchse gleichsinnig radial oder umfangsseitig versetzt angeordnet sein, so dass eine um die Steckermittelachse verdrehte Montage nicht möglich ist. Bei nahe beieinander angeordneten identischen Kabelsteckern, wie z.B. der dritten bevorzugten Ausführung, kann ein Vertauschen von Kabelsteckern oder Steckerbuchsen dadurch verhindert werden, dass die formschlüssige Montagesicherung an den betreffenden Kabelsteckern und den zugeordneten Steckerbuchsen unterschiedlich ausgebildet ist.In order to avoid incorrect assembly due to an axially symmetrical arrangement of the plug contacts in the cable plugs due to a twisted connection with the assigned plug socket of the control unit and, in the case of identical cable plugs arranged close to one another, incorrect installation due to a mix-up of cable plugs or plug sockets, the cable plugs should each have a form-fitting assignment lock . This assignment assurance can consist, in a manner known per se, of interlocking interlocking elements on the housing edges of the cable plugs and plug sockets, such as webs and grooves and / or tabs and latching lugs. Alternatively or in addition, however, it is also possible to secure the association in the form of an asymmetrical arrangement of at least one of the plug contacts. For this purpose, the corresponding plug contact can be arranged on a cable plug and on the assigned socket in the same radial or circumferential direction, so that assembly rotated around the center axis of the connector is not possible. In the case of identical cable plugs arranged close to one another, such as, for example, the third preferred embodiment, interchanging cable plugs or plug sockets can be prevented in that the form-fitting assembly lock on the relevant cable plugs and the assigned plug sockets is designed differently.

Weitere Einzelheiten ergeben sich aus der nachstehenden ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, in denen bevorzugte Ausführungen und vorteilhafte Ausgestaltungen beispielhaft veranschaulicht sind.Further details emerge from the detailed description below and the accompanying drawings, in which preferred embodiments and advantageous configurations are illustrated by way of example.

In den Zeichnungen zeigt:

1: einen Teil eines Verbrennungskolbenmotors mit elektrischen Stellantrieben zur Hubbetätigung und mit Wegsensoren zur Positionsermittlung der Gaswechselventile und mit einer ersten bevorzugten Ausführung einer elektrischen Verbindung in einer schematischen Draufsicht,
2: einen Teil eines Verbrennungskolbenmotors mit elektrischen Stellantrieben zur Hubbetätigung und mit Wegsensoren zur Positionsermittlung der Gaswechselventile und mit einer zweiten bevorzugten Ausführung einer elektrischen Verbindung in einer schematischen Draufsicht, und
3: einen Teil eines Verbrennungskolbenmotors mit elektrischen Stellantrieben zur Hubbetätigung und mit Wegsensoren zur Positionsermittlung der Gaswechselventile und mit einer dritten bevorzugten Ausführung einer elektrischen Verbindung in einer schematischen Draufsicht.

In the drawings:

1 a part of a combustion piston engine with electrical actuators for stroke actuation and with displacement sensors for determining the position of the gas exchange valves and with a first preferred embodiment of an electrical connection in a schematic plan view,
2nd : a part of a combustion piston engine with electrical actuators for stroke actuation and with displacement sensors for determining the position of the gas exchange valves and with a second preferred embodiment of an electrical connection in a schematic plan view, and
3rd : Part of a combustion piston engine with electrical actuators for stroke actuation and with displacement sensors for determining the position of the gas exchange valves and with a third preferred embodiment of an electrical connection in a schematic plan view.

Ein Verbrennungskolbenmotor 1 nach 1 bis 3 mit mehreren Zylindern 2.1, 2.2 und jeweils einem Einlass- und einem Auslassventil pro Zylinder 2.1, 2.2 ist an jedem der Gaswechselventile mit einem elektrischen Stellantrieb 3.1a -3.2b zur Hubbetätigung und mit einem Wegsensor 4.1a - 4.2b zur Positionsermittlung des jeweiligen Einlass- bzw. Auslassventils versehen. Auf der Einlassseite 5 und der Auslassseite 6 sind die elektrischen Stellantriebe 3.1a - 3.2b und die Wegsensoren 4.1 a - 4.2b jeweils für zwei benachbarte Zylinder 2.1, 2.2 in einem Ventiltriebmodul 7a, 7b zusammengefasst, zwischen denen die Zündspulen 8.1, 8.2 für die betreffenden Zylinder 2.1, 2.2 angeordnet sind. Die elektrischen Stellantriebe 3.1a - 3.2b stehen jeweils über eine Versorgungsleitung 9 und die Wegsensoren 4.1a - 4.2b jeweils über eine Signalleitung 10, die in mindestens einem Kabelstecker 11, 12, 13, 14a, 14b mit Steckkontakten 15, 16 enden, mit einem externen Steuergerät in Verbindung.A combustion piston engine 1 to 1 to 3rd with multiple cylinders 2.1 , 2.2 and one intake and one exhaust valve per cylinder 2.1 , 2.2 is on each of the gas exchange valves with an electric actuator 3.1a -3.2b for stroke actuation and with a displacement sensor 4.1a - 4.2b for determining the position of the respective intake or exhaust valve. On the inlet side 5 and the outlet side 6 are the electric actuators 3.1a - 3.2b and the displacement sensors 4.1 a - 4.2b each for two adjacent cylinders 2.1 , 2.2 in a valve train module 7a , 7b summarized, between which the ignition coils 8.1 , 8.2 for the cylinders in question 2.1 , 2.2 are arranged. The electric actuators 3.1a - 3.2b are each via a supply line 9 and the displacement sensors 4.1a - 4.2b each via a signal line 10th in at least one cable connector 11 , 12 , 13 , 14a , 14b with plug contacts 15 , 16 ends, in connection with an external control unit.

In einer ersten Ausführung einer Verkabelung sind die Versorgungsleitungen 9 und die Signalleitungen 10 von zwei benachbarten Zylindern 2.1, 2.2 in einem gemeinsamen Kabelstrang zusammengefasst, der über eine einzige Öffnung in der Zylinderkopfhaube nach außen geführt ist und in einem gemeinsamen Kabelstecker 11 endet. Der Kabelstecker 11 weist endseitig einen elliptischen Querschnitt auf, in dem die Steckkontakte 15 der Versorgungsleitungen 9 zentral und umfangsseitig gleichverteilt und die Steckkontakte 16 der Signalleitungen 10 paarweise längsseitig radial außen jeweils achsensymmetrisch bezüglich der Steckermittelachse 17 angeordnet sind. Der Kabelstecker 11 ist diagonal ausgerichtet mittig zwischen den Ventiltriebmodulen 7a, 7b und den Zündspulen 8.1, 8.2 der zugeordneten Zylinder 2.1, 2.2 positioniert.The supply lines are in a first embodiment of a cabling 9 and the signal lines 10th of two adjacent cylinders 2.1 , 2.2 summarized in a common cable harness, which is led out through a single opening in the cylinder head cover and in a common cable connector 11 ends. The cable connector 11 has an elliptical cross section at the end, in which the plug contacts 15 of the supply lines 9 centrally and circumferentially equally distributed and the plug contacts 16 of the signal lines 10th in pairs on the longitudinal side radially outside each axially symmetrical with respect to the connector center axis 17th are arranged. The cable connector 11 is aligned diagonally between the valve train modules 7a , 7b and the ignition coils 8.1 , 8.2 the assigned cylinder 2.1 , 2.2 positioned.

In einer zweiten Ausführung der Verkabelung sind die Versorgungsleitungen 9 und die Signalleitungen 10 von zwei benachbarten Zylindern 2.1, 2.2 jeweils getrennt nach Funktion in einem gemeinsamen Versorgungskabelstrang und in einem gemeinsamen Sensorkabelstrang zusammengefasst, die über jeweils eine separate Öffnung in der Zylinderkopfhaube nach außen geführt sind und in zwei separaten Kabelsteckern 12, 13 enden. Die Kabelstecker 12, 13 weisen endseitig jeweils einen runden Querschnitt auf, in dem die Steckkontakte 15, 16 der Versorgungsleitungen 9 und der Signalleitungen 10 jeweils achsensymmetrisch bezüglich der Steckermittelachse 17 umfangsseitig gleichverteilt angeordnet sind. Der Kabelstecker 15 der Stellantriebe 3.1a - 3.2b ist mittig zwischen den Ventiltriebmodulen 7a, 7b und den Zündspulen 8.1, 8.2 der zugeordneten Zylinder 2.1, 2.2 und der Kabelstecker 16 der Wegsensoren 4.1a-4.2b entsprechend seitlich benachbart zu dem nächsten Zylinderpaar positioniert.In a second embodiment of the cabling, the supply lines are 9 and the signal lines 10th of two adjacent cylinders 2.1 , 2.2 each grouped separately according to function in a common supply cable harness and in a common sensor cable harness, each of which is led to the outside via a separate opening in the cylinder head cover and in two separate cable plugs 12 , 13 end up. The cable connector 12 , 13 each have a round cross-section at the end, in which the plug contacts 15 , 16 of the supply lines 9 and the signal lines 10th each axisymmetric with respect to the connector center axis 17th are arranged evenly distributed on the circumference. The cable connector 15 the actuators 3.1a - 3.2b is in the middle between the valve train modules 7a , 7b and the ignition coils 8.1 , 8.2 the assigned cylinder 2.1 , 2.2 and the cable connector 16 the displacement sensors 4.1a-4.2b correspondingly positioned laterally adjacent to the next pair of cylinders.

In einer dritten Ausführung der Verkabelung sind die Versorgungsleitungen 9 und die Signalleitungen 10 von zwei benachbarten Zylindern 2.1, 2.2 jeweils getrennt nach Einlass- und Auslassseite in einem gemeinsamen Einlasskabelstrang und in einem gemeinsamen Auslasskabelstrang zusammengefasst, die jeweils über eine separate Öffnung in der Zylinderkopfhaube nach außen geführt sind und in zwei separaten Kabelsteckern 14a, 14b enden. Die Kabelstecker 14a, 14b weisen endseitig jeweils einen runden Querschnitt auf, in dem die Steckkontakte 15, 16 der Versorgungsleitungen 9 und der Signalleitungen 10 jeweils paarweise achsensymmetrisch bezüglich der Steckermittelachse 17 umfangsseitig gleichverteilt angeordnet sind. Die Kabelstecker 14a, 14b sind diagonal versetzt zueinander mittig zwischen den Ventiltriebmodulen 7a, 7b und den Zündspulen 8.1, 8.2 der zugeordneten Zylinder 2.1, 2.2 positioniert.In a third embodiment of the cabling are the supply lines 9 and the signal lines 10th of two adjacent cylinders 2.1 , 2.2 each grouped separately on the intake and exhaust side in a common intake cable harness and in a common exhaust cable harness, each of which is led to the outside through a separate opening in the cylinder head cover and in two separate cable plugs 14a , 14b end up. The cable connector 14a , 14b each have a round cross-section at the end, in which the plug contacts 15 , 16 of the supply lines 9 and the signal lines 10th each in pairs axisymmetric with respect to the connector center axis 17th are arranged evenly distributed on the circumference. The cable connector 14a , 14b are diagonally offset from each other in the middle between the valve train modules 7a , 7b and the ignition coils 8.1 , 8.2 the assigned cylinder 2.1 , 2.2 positioned.

Claims

Combustion piston engine (1), with several cylinders (2.1, 2.2) and with at least one intake valve and one exhaust valve per cylinder (2.1, 2.2) and with at least one electric actuator (3.1a - 3.2b) for stroke actuation and a displacement sensor (4.1a - 4.2b) for determining the position of each of the gas exchange valves, the electrical actuators (3.1a - 3.2b) each having an electrical supply line (9) and the displacement sensors (4.1a - 4.2b) each having an electrical signal line (10) with an external electronic The control unit is connected, several supply lines (9) and signal lines (10) being combined in a cable harness, which in the assembled state is led outwards through an assigned opening in a cylinder head cover and in a cable connector (11) with plug contacts (15, 16) for connection to the control unit ends, the supply lines (9) and the signal lines (10) from two adjacent cylinders (2.1 , 2.2) are combined in a common cable harness, which is led to the outside through a single opening in the cylinder head cover and ends in a common cable connector (11), and with an arrangement of one actuator (3.1a - 3.2b) each with one Supply line (9) and a displacement sensor (4.1a - 4.2b) with a signal line (10) per cylinder (2.1, 2.2) and per inlet and outlet side (5, 6) of the cable connector (11) has an elliptical cross section at the end, in in which the plug contacts (15) of the supply lines (9) are equally distributed centrally and circumferentially and the plug contacts (16) of the signal lines (10) are arranged in pairs along the radially outside on the longitudinal side with respect to a center axis of the plug (17).

Combustion piston engine after Claim 1 , characterized in that the cable plugs (11) and the associated plug sockets of the control device each have a form-fitting assignment lock.

Combustion piston engine after Claim 2 , characterized in that the assignment lock is in the form of an asymmetrical arrangement of at least one of the plug contacts (15, 16).