DE102010034946B4 - Motor mit Einlassunterdruck-Managementsystem - Google Patents

Motor mit Einlassunterdruck-Managementsystem Download PDF

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Abstract

Motorbaugruppe (12), die umfasst:eine Motorstruktur (30), die eine Verbrennungskammer (60) und eine Einlassöffnung (62, 64) in Verbindung mit der Verbrennungskammer (60) definiert;einen Kolben (34), der in der Verbrennungskammer (60) angeordnet ist und hin- und hergehend während eines Einlasstakts von einer oberen Totpunktposition zu einer unteren Totpunktposition verschiebbar und während eines Kompressionstakts unmittelbar im Anschluss an den Einlasstakt von der unteren Totpunktposition zu der oberen Totpunktposition verschiebbar ist;einen Einlasskrümmer (52), der mit der Einlassöffnung (62, 64) in Verbindung steht;einen durch Unterdruck betätigten Mechanismus (28), der eine Unterdruckkammer (102) in Verbindung mit dem Einlasskrümmer (52) aufweist;ein Einlassventil (46, 48), das durch die Motorstruktur (30) gelagert ist und die Einlassöffnung (62, 64) selektiv öffnet und schließt; undeine Ventilbetätigungsbaugruppe (44), die mit dem Einlassventil (46, 48) in Eingriff steht und in einem ersten und einem zweiten Modus betreibbar ist,wobei die Ventilbetätigungsbaugruppe (44) in dem ersten Modus betrieben wird, wenn ein Betriebsdruck in der Unterdruckkammer (102) unterhalb einer vorbestimmten Grenze liegt, und in dem zweiten Modus betrieben wird, wenn der Betriebsdruck in der Unterdruckkammer (102) oberhalb der vorbestimmten Grenze liegt, undwobei der erste Modus eine erste Öffnungsdauer des Einlassventils (46, 48) während des Kompressionstakts liefert und der zweite Modus eine zweite Öffnungsdauer des Einlassventils (46, 48) während des Kompressionstakts liefert und die erste Öffnungsdauer größer als die zweite Öffnungsdauer ist, so dass mittels der zweiten Öffnungsdauer ein größerer Unterdruck in dem Einlasskrümmer (52) als mittels der ersten Öffnungsdauer erzeugt wird.

Description

  • GEBIET
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft Motorbaugruppen und spezieller Einlassunterdruck-Managementsysteme.
  • HINTERGRUND
  • Verbrennungsmotoren können ein Gemisch aus Luft und Kraftstoff in Zylindern verbrennen und dadurch ein Antriebsdrehmoment erzeugen. Die Luft- und Kraftstoffströmung in die Zylinder und aus diesen kann durch einen Ventiltrieb gesteuert werden. Der Ventiltrieb kann eine Nockenwelle aufweisen, die Einlass- und Auslassventile betätigt und dadurch den Zeitpunkt und die Menge der Luft und des Kraftstoffs, die in die Zylinder eintreten, und der Abgase steuert, welche die Zylinder verlassen. Der Öffnungszeitpunkt des Einlassventils oder des Drosselkörpers kann den Luftdruck (Unterdruck) in dem Einlasskrümmer bei weniger als der vollen Motorlast steuern.
  • In der nachveröffentlichten Druckschrift DE 10 2010 049 287 A1 ist eine Motorbaugruppe beschrieben, die eine Motorstruktur mit einer Verbrennungskammer, einen in dieser angeordneten Kolben, einen Einlasskrümmer und ein Einlassventil, die mit einer Einlassöffnung in Verbindung stehen, sowie einen durch Unterdruck betätigten Mechanismus und eine Ventilbetätigungsbaugruppe umfasst. Sobald der Unterdruck im Einlasskrümmer und dadurch der Unterdruck für den durch diesen betätigten Mechanismus zu gering werden, erhöht die Ventilbetätigungsbaugruppe den Hub und damit die Öffnungsdauer des Einlassventils, um den Unterdruck im Einlasskrümmer wieder zu erhöhen.
  • Die DE 103 39 008 A1 beschreibt eine ähnliche Motorbaugruppe mit variabler Steuerung des Hubs eines Einlassventils.
  • Auch die DE 102 22 703 B4 beschreibt eine ähnliche Motorbaugruppe, bei der die Schließposition eines Einlassventils zur Erhöhung des Unterdrucks vorverstellt wird.
  • In der EP 1 329 621 A2 ist ebenfalls eine ähnliche Motorbaugruppe mit variabler Ventilsteuerung beschrieben, bei der jedoch der Unterdruck in einem durch diesen betätigen Mechanismus, der mit dem Einlasskrümmer in Verbindung steht, mittels eines Drucksteuerventils geregelt wird.
  • Ferner beschreibt auch die US 6 863 048 B2 eine ähnliche Motorbaugruppe mit variabler Ventilsteuerung.
  • Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Motorbaugruppe anzugeben, bei der ein Unterdruck in einem Einlasskrümmer derart steuerbar ist, dass ein ausreichender Unterdruck für einen durch Unterdruck betätigten Mechanismus, wie beispielsweise einen Bremskraftverstärker, bereitgestellt wird.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Diese Aufgabe wird durch eine Motorbaugruppe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
  • Die Motorbaugruppe kann eine Motorstruktur, einen Kolben, einen Einlasskrümmer, einen durch Unterdruck betätigten Mechanismus, ein erstes Einlassventil und eine Ventilbetätigungsbaugruppe umfassen. Die Motorstruktur kann eine Verbrennungskammer und eine erste Einlassöffnung in Verbindung mit der Verbrennungskammer definieren. Der Kolben kann in der Verbrennungskammer angeordnet sein, und er kann hin- und hergehend während eines Einlasstakts von einer oberen Totpunktposition zu einer unteren Totpunktposition verschiebbar sein und während eines Kompressionstakts unmittelbar im Anschluss an den Einlasstakt von der unteren Totpunktposition zu der oberen Totpunktposition verschiebbar sein. Der Einlasskrümmer kann mit der ersten Einlassöffnung in Verbindung stehen. Der durch Unterdruck betätigte Mechanismus kann eine Unterdruckkammer umfassen, die mit dem Einlasskrümmer in Verbindung steht. Das erste Einlassventil kann durch die Motorstruktur gelagert sein, und es kann die erste Einlassöffnung selektiv öffnen und schließen. Die Ventilbetätigungsbaugruppe kann mit dem ersten Einlassventil in Eingriff stehen, und sie kann in einem ersten und in einem zweiten Modus betreibbar sein. Die Ventilbetätigungsbaugruppe kann in dem ersten Modus betrieben werden, wenn sich ein Betriebsdruck in der Unterdruckkammer unterhalb einer vorbestimmten Grenze befindet, und sie kann in dem zweiten Modus betrieben werden, wenn sich der Betriebsdruck in der Unterdruckkammer oberhalb der vorbestimmten Grenze befindet. Der erste Modus kann während des Einlasstakts oder des Kompressionstakts eine erste Öffnungsdauer des ersten Einlassventils liefern, und der zweite Modus kann während des Einlasstakts oder während des Kompressionstakts eine zweite Öffnungsdauer des ersten Einlassventils liefern, die von der ersten Öffnungsdauer verschieden ist, um einen größeren Unterdruck in dem Einlasskrümmer zu erzeugen.
  • Ein Verfahren zum Betreiben der Motorbaugruppe der vorliegenden Offenbarung kann umfassen, dass ein Betriebsdruck eines durch Unterdruck betätigten Mechanismus ermittelt wird, der mit einem Einlasskrümmer der Motorbaugruppe in Verbindung steht. Das Verfahren kann zusätzlich umfassen, dass ein erstes Einlassventil geöffnet wird, um eine Verbindung zwischen einer Verbrennungskammer der Motorbaugruppe und dem Einlasskrümmer für eine erste Öffnungsdauer während eines Einlasstakts eines Kolbens, der in der Verbrennungskammer angeordnet ist, oder während eines Kompressionstakts unmittelbar im Anschluss an den Einlasstakt herzustellen, wenn der ermittelte Betriebsdruck unterhalb einer ersten vorbestimmten Grenze liegt. Das erste Einlassventil kann geöffnet werden, um eine Verbindung zwischen der Verbrennungskammer und dem Einlasskrümmer für eine zweite Öffnungsdauer während des Einlasstakts oder des Kompressionstakts herzustellen, wenn der ermittelte Betriebsdruck oberhalb der ersten vorbestimmten Grenze liegt. Die zweite Öffnungsdauer kann von der ersten Öffnungsdauer verschieden sein, um einen Betriebsdruck in dem Einlasskrümmer zu verringern.
  • Weitere Anwendungsgebiete werden anhand der hierin vorgesehenen Beschreibung offensichtlich werden.
  • Figurenliste
    • 1 ist schematische Darstellung einer Fahrzeugbaugruppe gemäß der vorliegenden Offenbarung;
    • 2 ist eine fragmentarische Draufsicht der Motorbaugruppe von 1;
    • 3 ist eine schematische Schnittansicht der Motorbaugruppe von 1;
    • 4 ist eine Perspektivansicht des Einlass-Nockenphasenstellers und der Einlass-Nockenwellenbaugruppe, die in 2 gezeigt sind;
    • 5 ist eine perspektivische Explosionsansicht der in 2 gezeigten Einlass-Nockenwellenbaugruppe;
    • 6 ist eine schematische Darstellung des Einlass-Nockenphasenstellers von 2 in einer nach früh verstellten Position;
    • 7 ist eine schematische Darstellung des Einlass-Nockenphasenstellers von 2 in einer nach spät verstellten Position;
    • 8 ist eine schematische Darstellung eines Einlassnockens der Motorbaugruppe von 2 in einer nach früh verstellten Position;
    • 9 ist eine schematische Darstellung des Einlassnockens von 8 in einer nach spät verstellten Position;
    • 10 ist eine fragmentarische Perspektivdarstellung einer alternativen Nockenwellenbaugruppe und Ventilhubbaugruppe gemäß der vorliegenden Offenbarung; und
    • 11 ist ein Flussdiagramm, das den Motorbetrieb gemäß der vorliegenden Offenbarung darstellt.
  • Entsprechende Bezugszeichen geben überall in den verschiedenen Zeichnungsansichten entsprechende Teile an.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Beispiele der vorliegenden Offenbarung werden nun unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen vollständiger beschrieben.
  • Unter Bezugnahme auf 1 ist eine Fahrzeugbaugruppe 10 dargestellt. Die Fahrzeugbaugruppe 10 kann eine Motorbaugruppe 12, ein Getriebe 14, eine Ausgangswelle 16, eine Antriebsachse 18, ein Bremssystem 20 und ein Steuermodul 22 umfassen. Wie hierin verwendet, bezieht sich der Ausdruck Modul auf einen anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis (ASIC), einen elektronischen Schaltkreis, einen Prozessor (gemeinsam genutzt, fest zugeordnet oder als Gruppe) und einen Speicher, die ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme ausführen, einen Schaltkreis der Schaltungslogik und/oder andere geeignete Komponenten, welche die beschriebene Funktionalität bereitstellen.
  • Das Bremssystem 20 kann Bremsen 24 umfassen (d.h. Bremszangen usw.), die jedem der Räder 26 der Fahrzeugbaugruppe 10 zugeordnet sind. Das Getriebe 14 kann mit der Motorbaugruppe 12 in Eingriff stehen und die Leistung von der Motorbaugruppe 12 verwenden, um die Ausgangswelle 16 anzutreiben und die Drehung der Antriebsachse 18 anzutreiben.
  • Unter zusätzlicher Bezugnahme auf 2 und 3 kann die Motorbaugruppe 12 einen durch Unterdruck betätigten Mechanismus 28 (1), eine Motorstruktur 30, eine Kurbelwelle 32, die durch die Motorstruktur 30 drehbar gelagert ist, Kolben 34, die mit der Kurbelwelle 32 gekoppelt sind, eine Einlass- und eine Auslass-Nockenwellenbaugruppe 36, 38, die an der Motorstruktur 30 drehbar gelagert sind, Einlass- und Auslass-Nockenphasensteller 40, 42, Ventilhubbaugruppen 44, erste und zweite Einlassventile 46, 48, Auslassventile 50 und einen Einlasskrümmer 52 (1) umfassen. Gemäß einem Beispiel ist die Motorbaugruppe 12 als ein Motor mit doppelter oben liegender Nockenwelle gezeigt, wobei die Motorstruktur 30 einen Zylinderkopf 54 aufweist, der die Einlass- und die Auslass-Nockenwellenbaugruppe 36, 38 drehbar lagert. Es versteht sich jedoch, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf Ausbildungen mit oben liegender Nockenwelle beschränkt ist.
  • Der Motorblock 56 kann Zylinderbohrungen 58 definieren. Der Zylinderkopf 54 und die Zylinderbohrungen 58 in dem Motorblock 56 können zusammenwirken, um Verbrennungskammern 60 zu definieren. Die Kolben 34 können in der Verbrennungskammer 60 angeordnet sein. Wie in 3 zu sehen ist, kann der Zylinderkopf 54 eine erste und eine zweite Einlassöffnung 62, 64 sowie eine erste und eine zweite Auslassöffnung 66, 68 für jede Verbrennungskammer 60 definieren. Die ersten Einlassventile 46 können die ersten Einlassöffnungen 62 öffnen und schließen, und die zweiten Einlassventile 48 können die zweiten Einlassöffnungen 64 öffnen und schließen. Die Kombination der Einlass-Nockenwellenbaugruppe 36 und des Einlass-Nockenphasenstellers 40 kann eine Ventilbetätigungsbaugruppe bilden. Die Ventilhubbaugruppen 44 können mit der Einlass-Nockenwellenbaugruppe 36 und mit den ersten und den zweiten Einlassventilen 46, 48 in Eingriff stehen, um die erste und die zweite Einlassöffnung 62, 64 zu öffnen.
  • Gemäß einem Beispiel, wie es in 4 und 5 zu sehen ist, kann die Einlass-Nockenwellenbaugruppe 36 erste und zweite Einlassnocken 70, 72 sowie eine erste und eine zweite Welle 74, 76 umfassen. Die vorliegende Offenbarung gilt jedoch auch ebenso für herkömmliche Nockenwellenbaugruppen mit festen Nocken und ist in keiner Weise auf die beschriebene konzentrische Nockenwellenbaugruppe beschränkt. Die erste Welle 74 kann durch die Motorstruktur 30 drehbar gelagert sein, und die zweite Welle 76 kann koaxial mit der ersten Welle 74 und relativ zu dieser drehbar gelagert sein. Gemäß einem Beispiel kann die zweite Welle 76 in der ersten Welle 74 drehbar gelagert sein. Die ersten Einlassnocken 70 können an der ersten Welle 74 angeordnet und zur Drehung mit dieser fixiert sein. Die zweiten Einlassnocken 72 können an der ersten Welle 74 drehbar gelagert und zur Drehung mit der zweiten Welle 76 fixiert sein. Gemäß einem Beispiel können die zweiten Einlassnocken 72 durch Stifte 78, die sich durch Öffnungen 80 in den zweiten Einlassnocken 72 und Öffnungen 82 in der zweiten Welle 76 erstrecken, mit der zweiten Welle 76 gekoppelt sein.
  • Wie in 6 und 7 zu sehen ist, kann der Einlass-Nockenphasensteller 40 einen Rotor 84, einen Stator 86 und einen Verriegelungsmechanismus 88 aufweisen. Der Stator 86 kann durch die Kurbelwelle 32 mittels eines Antriebsmechanismus, wie beispielsweise eines Riemens oder einer Kette (nicht gezeigt), drehend angetrieben werden, und der Rotor 84 kann in dem Stator 86 drehbar gelagert sein. Gemäß einem Beispiel kann der Rotor 84 sich radial erstreckende Schaufeln 90 aufweisen, die mit dem Stator 86 zusammenwirken, um Hydraulikkammern 92, 94 zur Verstellung nach früh und nach spät zu definieren, die mit einem unter Druck stehenden Fluid, wie beispielsweise Öl, in Verbindung stehen. Obgleich ein hydraulisch betätigter Schaufel-Phasensteller dargestellt ist, versteht es sich jedoch, dass die vorliegende Offenbarung gleichermaßen für einen beliebigen Typ einer Nockenphasensteller-Anordnung gilt.
  • Die erste Welle 74 (und dadurch die ersten Einlassnocken 70) kann (bzw. können) zur Drehung mit dem Stator 86 fixiert sein, und die zweite Welle 76 (und dadurch die zweiten Einlassnocken 72) kann (bzw. können) zur Drehung mit dem Rotor 84 fixiert sein. Der Rotor 84 kann zwischen einer nach früh verstellten Position ( 6) und einer nach spät verstellten Position (7) verschoben werden, um den Öffnungszeitpunkt der zweiten Einlassventile 48 zu variieren.
  • Der erste und der zweite Einlassnocken 70, 72 sind in 8 und 9 dargestellt. Der erste Einlassnocken 70 kann einen ersten Ventilöffnungsbereich 96 zwischen einem ersten Startpunkt (Öffnungspunkt) (O1) und einem ersten Endpunkt (Schließpunkt) (C1) definieren. Der zweite Einlassnocken 72 kann einen zweiten Ventilöffnungsbereich 98 zwischen einem zweiten Startpunkt (Öffnungspunkt) (O2) und einem zweiten Endpunkt (Schließpunkt) (C2) definieren. Der Einlass-Nockenphasensteller 40 kann die zweiten Einlassnocken 72 von einer ersten (nach früh verstellten) Position (8) in eine zweite (nach spät verstellte) Position (9) und in eine beliebige Position dazwischen verschieben.
  • In der nach früh verstellten Position können der erste und der zweite Startpunkt (O1, O2) miteinander drehend ausgerichtet sein, und der erste und der zweite Endpunkt (C1, C2) können miteinander drehend ausgerichtet sein. In der nach spät verstellten Position können der erste und der zweite Startpunkt (O1, O2) zueinander drehversetzt sein, und der erste und der zweite Endpunkt (C1, C2) können ebenso zueinander drehversetzt sein. Spezieller kann der zweite Startpunkt (O2) in der Drehrichtung (R) hinter dem ersten Startpunkt (O1) angeordnet sein. Der zweite Endpunkt (C2) kann ebenso in der Drehrichtung (R) hinter dem ersten Endpunkt (C1) angeordnet sein. Es versteht sich jedoch, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf solche Anordnungen beschränkt ist.
  • Gemäß einem Beispiel kann der zweite Einlassnocken 72 dann, wenn er sich in der nach spät verstellten Position befindet (9), während eines Ausdehnungsabschnitts eines Einlasstakts des Kolbens 34 eine erste Öffnungsdauer für das zweite Einlassventil 48 liefern und dann, wenn er sich in der nach früh verstellten Position befindet (8), während des Ausdehnungsabschnitts des Einlasstakts des Kolbens 34 eine zweite Öffnungsdauer für das zweite Einlassventil 48 liefern. Gemäß einem Beispiel kann die zweite Öffnungsdauer um zumindest zehn Prozent größer als die erste Öffnungsdauer sein. Die zweite Öffnungsdauer kann während des Ausdehnungsabschnitts eines Einlasstakts zumindest zehn Nockengrade mehr an Ventilöffnung als die erste Öffnungsdauer umfassen. Daher kann die Ventilbetätigungsbaugruppe, die durch die Einlass-Nockenwellenbaugruppe 36 und den Einlass-Nockenphasensteller 40 gebildet wird, das Einlassventil und damit den Unterdruck in dem Einlasskrümmer 52 zeitlich steuern, wie unten diskutiert wird.
  • Der zweite Einlassnocken 72 kann zusätzlich dann, wenn er sich in der nach spät verstellten Position befindet (9), während eines Kompressionstakts des Kolbens 34 eine dritte Öffnungsdauer für das zweite Einlassventil 48 liefern und dann, wenn er sich in der nach früh verstellten Position befindet (8), während des Kompressionstakts eine vierte Öffnungsdauer liefern. Gemäß einem Beispiel kann die dritte Öffnungsdauer um zehn Prozent größer als die vierte Öffnungsdauer sein. Die dritte Öffnungsdauer kann während des Kompressionstakts zumindest zehn Nockengrade mehr an Ventilöffnung als die vierte Öffnungsdauer umfassen.
  • Bei dem oben diskutierten Beispiel nimmt die erste Öffnungsdauer zu, wenn die dritte Öffnungsdauer abnimmt, und die zweite Öffnungsdauer nimmt zu, wenn die vierte Öffnungsdauer abnimmt. Die vorliegende Offenbarung gilt jedoch gleichermaßen für Anordnungen, bei denen die Öffnungsdauer des Einlassventils 48 während des Ausdehnungstakts konstant bleibt, während die Öffnungsdauer des Einlassventils 48 während des Kompressionstakts variiert. Die vorliegende Offenbarung gilt auch gleichermaßen für Anordnungen, bei denen die Öffnungsdauer des Einlassventils 48 während des Ausdehnungstakts variiert, während die Öffnungsdauer des Einlassventils 48 während des Kompressionstakts konstant bleibt. Es versteht sich daher, dass der Unterdruck in dem Einlasskrümmer 52 erhöht werden kann, indem die Öffnungsdauer des Einlassventils 48 während des Ausdehnungstakts erhöht wird, indem die Öffnungsdauer des Einlassventils 48 während des Kompressionstakts verringert wird oder indem sowohl die Öffnungsdauer des Einlassventils 48 während des Ausdehnungstakts erhöht wird als auch die Öffnungsdauer des Einlassventils 48 während des Kompressionstakts verringert wird.
  • Eine alternative Ventilbetätigungsbaugruppe kann durch die Ventilhubbaugruppe 144 und die Einlassnockenwelle 136 gebildet werden, die in 10 dargestellt sind. Gemäß einem Beispiel kann die Ventilhubbaugruppe 144 eine mehrstufige Kipphebelbaugruppe bilden, die einen Hauptkörper 146, eine Armbaugruppe 148 und einen Verriegelungsmechanismus 150 umfasst. Der Hauptkörper 146 kann an einem ersten Ende mit einem Einlassventil in Eingriff stehen und an einem zweiten Ende mit der Motorstruktur in Eingriff stehen und durch diese verschwenkbar gelagert sein. Gemäß einem Beispiel kann der Hauptkörper 146 durch einen hydraulischen Ventilspielausgleich 100 (3) gelagert sein, und der Ventilspielausgleich 100 kann unter Druck stehendes Öl an die Ventilhubbaugruppe 144 liefern, um die Ventilhubbaugruppe 144 zwischen einem ersten und einem zweiten Hubmodus (die unten diskutiert werden) umzuschalten.
  • Die Armbaugruppe 148 kann mit dem Hauptkörper 146 drehbar gekoppelt sein. Der Verriegelungsmechanismus 150 kann mit dem Hauptkörper 146 gekoppelt sein und mit der Armbaugruppe 148 selektiv in Eingriff stehen. Während des Betriebs kann die Ventilhubbaugruppe 144 zwischen dem ersten und dem zweiten Hubmodus umgeschaltet werden, indem der Verriegelungsmechanismus 150 betätigt wird. Der Verriegelungsmechanismus 150 kann durch das unter Druck stehende Öl von dem Ventilspielausgleich 100 betätigt werden. In dem ersten Hubmodus steht der Verriegelungsmechanismus 150 mit der Armbaugruppe 148 außer Eingriff, was eine relative Verschiebung zwischen der Armbaugruppe 148 und dem Hauptkörper 146 ermöglicht. In dem zweiten Hubmodus steht der Verriegelungsmechanismus 150 mit der Armbaugruppe 148 in Eingriff, was den Hauptkörper 146 für eine Verschiebung mit der Armbaugruppe 148 fixiert. Während zwei diskrete Hubzustände beschrieben sind, versteht es sich, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf solche Anordnungen beschränkt ist. Gemäß einem Beispiel gilt die vorliegende Offenbarung ebenso für Systeme, die eine beliebige Anzahl von diskreten Hubzuständen aufweisen, und auch für kontinuierlich variable Hubanordnungen.
  • Die Einlassnockenwelle 136 kann einen Einlassnocken 170 aufweisen, der mit der Ventilhubbaugruppe 144 in Eingriff steht. Der Einlassnocken 170 kann einen primären Nocken 171 und sekundäre Nocken 172 umfassen. Der primäre Nocken 171 kann mit dem Hauptkörper 146 der Ventilhubbaugruppe 144 in Eingriff stehen, und die sekundären Nocken 172 können mit der Armbaugruppe 148 in Eingriff stehen. In dem ersten Hubmodus können die sekundären Nocken 172 die Armbaugruppe 148 relativ zu dem Hauptkörper 146 verschieben, und der primäre Nocken 171 kann die Ventilhubbaugruppe 144 verschieben, um eine erste Einlassventil-Öffnungsdauer zu liefern. In dem zweiten Hubmodus können die sekundären Nocken 172 den Hauptkörper 146 mit der Armbaugruppe 148 verschieben, um eine zweite Einlassventil-Öffnungsdauer zu liefern.
  • Die zweite Einlassventil-Öffnungsdauer kann größer als die erste Einlassventil-Öffnungsdauer sein. Spezieller kann die zweite Einlassventil-Öffnungsdauer während eines Ausdehnungsabschnitts eines Einlasstakts des Kolbens, der dem Einlassventil zugeordnet ist, eine größere Einlassventil-Öffnungsdauer als die erste Einlassventil-Öffnungsdauer liefern, um den Einlasskrümmerdruck zu verringern. Gemäß einem Beispiel kann die zweite Einlassventil-Öffnungsdauer während des Ausdehnungsabschnitts des Einlasstakts um zumindest zehn Prozent größer als die erste Einlassventil-Öffnungsdauer während des Ausdehnungsabschnitts des Einlasstakts sein. Alternativ kann die erste Einlassventil-Öffnungsdauer während eines Kompressionstakts unmittelbar nach dem Einlasstakt eine verringerte Einlassventil-Öffnungsdauer liefern, um den Einlasskrümmerdruck zu verringern. Gemäß einem Beispiel kann die erste Einlassventil-Öffnungsdauer während des Kompressionstakts um zumindest zehn Prozent kleiner als die zweite Einlassventil-Öffnungsdauer während des Kompressionstakts sein.
  • Ferner versteht es sich, dass die Variation des Einlasskrümmerdrucks durch den Einlass-Nockenphasensteller 40, die Ventilhubbaugruppe 144 oder eine Kombination von Nockenphaseneinstellung und Ventilhubeinstellung gesteuert wird.
  • 11 stellt ein Beispiel einer Steuerlogik 200 für den Motorbetrieb gemäß der vorliegenden Offenbarung dar. Die Steuerlogik 200 kann während des Motorbetriebs kontinuierlich Schleifen durchlaufen. Die Steuerlogik 200 beginnt bei Schritt 210, bei dem der Betriebsdruck (POP) in dem durch Unterdruck betätigten Mechanismus 28 ermittelt wird. Bei dem vorliegenden Beispiel kann der durch Unterdruck betätigte Mechanismus 28 einen durch Unterdruck unterstützten Bremskraftverstärker bilden, und er kann eine Unterdruckkammer 102 und einen Drucksensor 104 (1) umfassen. Die Unterdruckkammer 102 kann einen Akkumulator bilden und mit dem Einlasskrümmer 52 in Verbindung stehen, und der Drucksensor 104 kann mit dem Steuermodul 22 in Verbindung stehen und ein Signal liefern, das den Druck in der Unterdruckkammer 102 angibt. Der durch Unterdruck betätigte Mechanismus 28 (durch Unterdruck unterstützte Bremskraftverstärker) kann mit einer Hauptzylinderbaugruppe 106 des Bremssystems 20 in Verbindung stehen.
  • Der Betriebsdruck (POP) wird anschließend bei Schritt 212 relativ zu einer ersten vorbestimmten Grenze (LIMITP1) bewertet. Die erste vorbestimmte Grenze (LIMITP1) kann einem Unterdruckniveau entsprechen, das für einen korrekten Betrieb des durch Unterdruck betätigten Mechanismus 28 erforderlich ist. Wenn der Betriebsdruck (POP) unterhalb der ersten vorbestimmten Grenze (LIMITP1) liegt, was einen ausreichenden Unterdruck in der Unterdruckkammer 102 angibt, kann die Steuerlogik 200 zu Schritt 210 zurückkehren. Wenn der Betriebsdruck (PO?) oberhalb der ersten vorbestimmten Grenze (LIMITP1) liegt, was einen nicht ausreichenden Unterdruck angibt, kann die Steuerlogik 200 zu Schritt 214 voranschreiten, bei dem die Ventilbetätigungsbaugruppe das Unterdruckniveau in dem Einlasskrümmer 52 und dadurch ebenso in der Unterdruckkammer 102 erhöht.
  • Bei dem ersten oben diskutierten Beispiel kann der zweite Einlassnocken 72 in die nach früh verstellte Position verschoben werden (8), um die zweite Öffnungsdauer für das zweite Einlassventil 48 zu liefern und den Unterdruck in dem Einlasskrümmer 52 zu erhöhen. Obgleich er derart dargestellt ist, dass er sich in der vollständig nach früh verstellten Position befindet, versteht es sich, dass die vorliegende Offenbarung für eine beliebige Position gilt, die eine erhöhte Ventilöffnung während des Ausdehnungsabschnitts des Einlasstakts liefert. Die nach früh verstellte Position kann auch eine verringerte Öffnungsdauer des Einlassventils 48 während des Kompressionstakts liefern und den Unterdruck in dem Einlasskrümmer 52 erhöhen. Bei dem zweiten Beispiel kann die Ventilhubbaugruppe 144 in den zweiten Hubmodus umgeschaltet werden, um die zweite Einlassventil-Öffnungsdauer zu liefern und den Einlasskrümmer-Unterdruck zu erhöhen.
  • Die Steuerlogik 200 kann anschließend zu Schritt 216 voranschreiten, bei dem der Betriebsdruck (POP) erneut bewertet wird. Speziell wird der Betriebsdruck (POP) bei Schritt 216 relativ zu einer zweiten vorbestimmten Grenze (LIMITP2) bewertet. Die zweite vorbestimmte Grenze (LIMITP2) kann einem Unterdruckniveau mit voller Ladung in der Unterdruckkammer 102 entsprechen. Wenn der Betriebsdruck (POP) unterhalb der zweiten vorbestimmten Grenze (LIMITP2) liegt, was einen Unterdruck mit voller Ladung in der Unterdruckkammer 102 angibt, kann die Steuerlogik 200 enden und erneut starten. Wenn der Betriebsdruck (POP) oberhalb der zweiten vorbestimmten Grenze (LIMITP2) liegt, kann die Steuerlogik 200 zu Schritt 214 voranschreiten, bei dem die Ventilbetätigungsbaugruppe den Betrieb fortsetzt, um das Unterdruckniveau in dem Einlasskrümmer 52 und dadurch ebenso in der Unterdruckkammer 102 zu erhöhen.

Claims (8)

  1. Motorbaugruppe (12), die umfasst: eine Motorstruktur (30), die eine Verbrennungskammer (60) und eine Einlassöffnung (62, 64) in Verbindung mit der Verbrennungskammer (60) definiert; einen Kolben (34), der in der Verbrennungskammer (60) angeordnet ist und hin- und hergehend während eines Einlasstakts von einer oberen Totpunktposition zu einer unteren Totpunktposition verschiebbar und während eines Kompressionstakts unmittelbar im Anschluss an den Einlasstakt von der unteren Totpunktposition zu der oberen Totpunktposition verschiebbar ist; einen Einlasskrümmer (52), der mit der Einlassöffnung (62, 64) in Verbindung steht; einen durch Unterdruck betätigten Mechanismus (28), der eine Unterdruckkammer (102) in Verbindung mit dem Einlasskrümmer (52) aufweist; ein Einlassventil (46, 48), das durch die Motorstruktur (30) gelagert ist und die Einlassöffnung (62, 64) selektiv öffnet und schließt; und eine Ventilbetätigungsbaugruppe (44), die mit dem Einlassventil (46, 48) in Eingriff steht und in einem ersten und einem zweiten Modus betreibbar ist, wobei die Ventilbetätigungsbaugruppe (44) in dem ersten Modus betrieben wird, wenn ein Betriebsdruck in der Unterdruckkammer (102) unterhalb einer vorbestimmten Grenze liegt, und in dem zweiten Modus betrieben wird, wenn der Betriebsdruck in der Unterdruckkammer (102) oberhalb der vorbestimmten Grenze liegt, und wobei der erste Modus eine erste Öffnungsdauer des Einlassventils (46, 48) während des Kompressionstakts liefert und der zweite Modus eine zweite Öffnungsdauer des Einlassventils (46, 48) während des Kompressionstakts liefert und die erste Öffnungsdauer größer als die zweite Öffnungsdauer ist, so dass mittels der zweiten Öffnungsdauer ein größerer Unterdruck in dem Einlasskrümmer (52) als mittels der ersten Öffnungsdauer erzeugt wird.
  2. Motorbaugruppe (12) nach Anspruch 1, wobei die Ventilbetätigungsbaugruppe (44) einen mehrstufigen Ventilhubmechanismus, der mit dem Einlassventil (46, 48) in Eingriff steht, und eine Nockenwelle (74, 76) umfasst, die durch die Motorstruktur (30) drehbar gelagert ist und mit dem mehrstufigen Ventilhubmechanismus in Eingriff steht, wobei der mehrstufige Ventilhubmechanismus in dem ersten und dem zweiten Modus betreibbar ist, wobei der mehrstufige Ventilhubmechanismus die erste Öffnungsdauer des Einlassventils (46, 48) während des ersten Modus liefert und die zweite Öffnungsdauer des Einlassventils (46, 48) während des zweiten Modus liefert.
  3. Motorbaugruppe (12) nach Anspruch 1, wobei die Ventilbetätigungsbaugruppe (44) einen ersten Ventilhubmechanismus, der mit dem Einlassventil (46, 48) in Eingriff steht, eine Nockenwellenbaugruppe (38), die durch die Motorstruktur (30) drehbar gelagert ist, und einen Nockenphasensteller (40) umfasst, der mit der Nockenwellenbaugruppe (38) gekoppelt ist, wobei die Nockenwellenbaugruppe (38) einen Nocken (70, 72) umfasst, der mit dem ersten Ventilhubmechanismus in Eingriff steht und von einer ersten Position während des ersten Modus in eine zweite Position während des zweiten Modus drehend verstellbar ist, die relativ zu der ersten Position in einer Drehrichtung der Nockenwellenbaugruppe (38) drehend nach früh verstellt ist, wobei der Nocken (70, 72) die erste Öffnungsdauer des Einlassventils (46, 48) liefert, wenn er sich in der ersten Position befindet, und die zweite Öffnungsdauer des Einlassventils (46, 48) liefert, wenn er sich in der zweiten Position befindet.
  4. Motorbaugruppe (12) nach Anspruch 3, wobei die Nockenwellenbaugruppe (38) eine erste und eine zweite Welle (74, 76) umfasst, die mit dem Nockenphasensteller (40) gekoppelt und relativ zueinander drehbar sind, wobei der Nocken (70, 72) zur Drehung mit der ersten Welle (74) fixiert ist und ein weiterer Nocken (70, 72) zur Drehung mit der zweiten Welle (76) fixiert ist.
  5. Motorbaugruppe (12) nach Anspruch 4, die ferner einen zweiten Ventilhubmechanismus umfasst, der durch die Motorstruktur gelagert ist und mit einem weiteren Ventil (46, 48) und dem zweiten Nocken in Eingriff steht, um eine weitere Öffnung (62, 64) selektiv zu öffnen und zu schließen, die mit der Verbrennungskammer (60) und dem Einlasskrümmer (52) in Verbindung steht.
  6. Motorbaugruppe (12) nach Anspruch 3, wobei die zweite Position in der Drehrichtung der Nockenwellenbaugruppe (38) um zumindest 10 Nockengrade von der ersten Position entfernt ist.
  7. Motorbaugruppe (12) nach Anspruch 1, wobei der durch Unterdruck betätigte Mechanismus (28) einen Unterdruck-Bremskraftverstärker umfasst, der die Unterdruckkammer (102) definiert.
  8. Motorbaugruppe (12) nach Anspruch 1, wobei die zweite Öffnungsdauer um zumindest 10 Prozent von der ersten Öffnungsdauer verschieden ist.
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