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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine, der mindestens eine Grundnockenwelle aufweist, auf der drehfest und zwischen wenigstens zwei Axialpositionen axial verlagerbar mindestens ein Nockenträger vorgesehen ist, dem wenigstens eine Schaltkulisse zugeordnet ist, die zum Verlagern des Nockenträgers mit einem Aktuator zusammenwirkt, der zum Ansteuern mit Strom beaufschlagt wird und der einen in Richtung der Schaltkulisse ausschiebbaren Mitnehmer aufweist, wobei eine sich über einen bestimmten Umfangswinkel der Schaltkulisse erstreckende Kulissenbahn vorgesehen ist, wobei die Kulissenbahn einen Schaltbereich, der bei Zusammenwirken mit dem Mitnehmer eine Verlagerung des Nockenträgers in axialer Richtung bewirkt, und einen Zwischenbereich, in welchem die Kulissenbahn ausschließlich in Umfangsrichtung verläuft, aufweist. Die Erfindung betrifft weiterhin einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine.
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Ventiltriebe der eingangs genannten Art werden für Brennkraftmaschinen eingesetzt, bei welchen das Arbeitsspiel von Gaswechselventilen einzelner Zylinder der Brennkraftmaschine zur Verbesserung der thermodynamischen Eigenschaften beeinflusst werden kann. Der mindestens eine Nockenträger, welcher auch als Nockenstück bezeichnet werden kann, ist drehfest und axial verlagerbar auf der Grundnockenwelle angeordnet. Den Nockenträgern sind üblicherweise mehrere, also zumindest zwei, Ventilbetätigungsnocken zugeordnet. Jeder dieser Ventilbetätigungsnocken weist eine Exzentrizität auf, welche der Betätigung eines der Gaswechselventile der Brennkraftmaschine bei einer bestimmten Drehwinkelposition der Grundnockenwelle dient. Die Ventilbetätigungsnocken laufen demnach gemeinsam mit der Grundnockenwelle um, sodass das jeweilige Gaswechselventil der Brennkraftmaschine zumindest einmal pro Umdrehung der Grundnockenwelle von dem jeweils zugeordneten Ventilbetätigungsnocken beziehungsweise dessen Exzentrizität betätigt wird. Der Ventilbetätigungsnocken wirkt dazu vorzugsweise mit einem Rollenschlepphebel des Gaswechselventils zusammen, indem er mit diesem in Anlagekontakt tritt.
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Vorzugsweise sind mehrere Ventilbetätigungsnocken vorgesehen, welche unterschiedlichen Nockengruppen zugeordnet sein können. Die Veritilbetätigungsnocken einer Nockengruppe unterscheiden sich nun beispielsweise hinsichtlich der Winkellage ihrer Exzentrizität oder der Erstreckung derselben in radialer Richtung (Höhe) und/oder in Umfangsrichtung (Länge). Durch das axiale Verlagern des Nockenträgers kann dieser in wenigstens zwei Axialpositionen, beispielsweise in eine erste und eine zweite Axialposition, gebracht werden. In der ersten Axialposition wird das Gaswechselventil von einem ersten der Ventilbetätigungsnocken und in einer zweiten von einem zweiten der Ventilbetätigungsnocken betätigt, welche derselben Nockengruppe zugeordnet sind. Durch das Verlagern des Nockenträgers können somit insbesondere der Öffnungszeitpunkt, die Öffnungsdauer und/oder der Hub des Gaswechselventils, insbesondere in Abhängigkeit von einem Betriebszustand der Brennkraftmaschine, ausgewählt werden. Selbstverständlich können auch mehr als zwei Ventilbetätigungsnocken pro Nockengruppe und eine entsprechende Anzahl von Axialpositionen vorgesehen sein.
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Das Verlagern des Nockenträgers in axialer Richtung erfolgt beispielsweise mit Hilfe einer Stelleinrichtung, die eine Schaltkulisse an dem Nockenträger und einen ortsfest angeordneten Aktuator, bevorzugt ortsfest bezüglich eines Zylinderkopfs der Brennkraftmaschine umfasst. Der Aktuator verfügt vorzugsweise über einen ausfahrbaren Mitnehmer, der sich mit einer, insbesondere schrauben- oder spiralförmigen, Kulissenbahn beziehungsweise Verschiebenut der Schaltkulisse in Eingriff bringen lässt. Die Kulissenbahn ist an der Schaltkulisse vorgesehen, welche dem Nockenträger zugeordnet ist. Beispielsweise liegt die Schaltkulisse an dem Nockenträger vor oder ist mit diesem zum axialen Verlagern zumindest wirkverbunden. Die Kulissenbahn ist beispielsweise wenigstens bereichsweise als Radialnut ausgebildet, welche den Umfang der Schaltkulisse durchgreift, also randoffen in dieser ausgebildet ist. Die Schaltkulisse weist insoweit wenigstens eine Kulissenbahn auf, in welche der Mitnehmer des Aktuators zum Verschieben des Nockenträgers einbringbar ist. Die momentane Position des Nockenträgers wird als Ist-Position und die gewünschte Position als Soll-Position bezeichnet. Die Soll-Position wird aus den möglichen Axialpositionen des Nockenträgers ausgewählt. Anschließend kann der Aktuator derart betätigt werden, dass der Nockenträger in Richtung der Soll-Position verlagert wird, sodass im Anschluss an das Verlagern die Ist-Position mit der Soll-Position übereinstimmt.
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Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die Druckschrift
DE 10 2007 052 254 A1 bekannt. Diese beschreibt eine Ventiltriebvorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit zumindest einer Betätigungsvorrichtung, die dazu vorgesehen ist, ein axial verschiebbares Nockenelement mittels zumindest einer Kulissenbahn zu verstellen. Es wird vorgeschlagen, dass. die Ventiltriebvorrichtung eine Sicherheitsvorrichtung umfasst, die dazu vorgesehen ist, das Nockenelement in zumindest einem Betriebsmodus in eine definierte Sicherheitsgrundstellung zu bewegen.
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Weiterhin beschreibt die Druckschrift
DE 10 2011 004 912 A1 ein Schiebenockensystem mit Schiebenocken, die auf einer Grundwelle, vorzugsweise auf einer als Nockenwelle einer Hubkolbenbrennkraftmaschine dienenden Welle, drehfest aber axial verschiebbar angeordnet sind, mit einer zumindest einen ausfahrbaren Aktorstift aufweisenden, vorzugsweise elektromagnetisch betätigbaren Vorrichtung zur Verstellung der Schiebenocken in unterschiedliche axiale Positionen mittels mit dem Aktorstift zusammenwirkenden Verschiebenuten am Umfang eines Kulissenmantels der Schiebenocken, wobei die Verschiebenuten im Wesentlichen S-förmig ausgebildet, in Umfangsrichtung des Kulissenmantels hintereinander angeordnet sind und eine Einfahrstrecke sowie eine Auswurframpe aufweisen, mittels der der Aktorstift einen Rückwurfimpuls in Richtung seiner Grundposition erhält, wobei die Einfahrstrecke der zweiten Verschiebenut in Achsrichtung der Grundwelle gesehen in der gleichen Ebene wie die Auswurframpe der ersten Verschiebenut angeordnet ist. Dabei ist die Verstellvorrichtung ortsfest an einem Bauteil, insbesondere Zylinderkopf der Brennkraftmaschine angeordnet, und mit einer Steuereinrichtung, die in Abhängigkeit der Drehstellung der Schiebenocken durch einen Steuerimpuls an die Verstellvorrichtung den Ausfahrvorgang des Aktorstiftes auslöst, wobei die Steuereinrichtung ein durch die Rückwärtsbewegung des Aktorstiftes in der Verstellvorrichtung verursachtes Signal als Rückwurfsignal registriert und dass der Steuerimpuls und das Rückwurfsignal der Steuereinrichtung zur Bestimmung der Position der Schiebenocken in axialer Richtung zur Grundwelle dient.
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Bei niedrigen Umgebungstemperaturen und insbesondere, wenn der Aktuator in einem ölführenden Bereich des Ventiltriebs beziehungsweise der Brennkraftmaschine angeordnet ist, kann es zu einer Vergrößerung von Schaltzeiten oder einem gänzlichen Unterbleiben des Verlagerns des Nockenträgers kommen, weil, beispielsweise aufgrund von kaltem Öl, eine zu große Reibung vorliegt, insbesondere in dem Aktuator. Dies kann als „hydraulisches Kleben“ bezeichnet werden. Entsprechend kann das Verlagern des Nockenträgers erst ab einer unteren Grenztemperatur, beispielsweise -10°C, zuverlässig durchgeführt werden, weil bei niedrigeren Temperaturen eine Funktion nicht gewährleistet werden kann.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine vorzuschlagen, welches diesen Nachteil nicht aufweist, sondern insbesondere auch bei niedrigen Umgebungstemperaturen zuverlässig eingesetzt werden kann.
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Dies wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Dabei ist vorgesehen, dass der Aktuator zum Beheizen derart zum Ausschieben des Mitnehmers angesteuert wird, dass der Mitnehmer auf die Schaltkulisse gedrückt, jedoch kein Verlagern des Nockenträgers bewirkt wird, und dass der Aktuator derart angesteuert wird, dass der Mitnehmer nur mit dem Zwischenbereich zusammenwirkt, wobei der Nockenwellenwinkel der Grundnockenwelle bestimmt wird und das Ansteuern des Aktuators erfolgt, wenn sich der Nockenwellenwinkel in einem bestimmten Nockenwellenwinkelbereich befindet, der bei einem Ende des Schaltbereichs beginnt und eine zweite Nockenwellenwinkeldifferenz vor einem Beginn des Schaltbereichs endet, wobei die zweite Nockenwellenwinkeldifferenz größer als 0° ist.
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Der Aktuator wird zum Ansteuern mit Strom beaufschlagt. Dadurch entsteht eine Verlustleistung, welche eine Erwärmung des Aktuators beziehungsweise einer in diesem vorgesehenen Spule bewirkt. Das Beaufschlagen mit Strom soll derart erfolgen, dass der Mitnehmer in Richtung der Schaltkulisse beziehungsweise der Kulissenbahn herausgedrängt beziehungsweise verlagert wird. Insbesondere soll der Mitnehmer durch das Beaufschlagen mit Strom auf die Schaltkulisse, gedrückt werden. Das Ausschieben des Mitnehmers soll jedoch kein Verlagern des Nockenträgers bewirken. Das bedeutet insbesondere, dass das Ansteuern so vorgenommen wird, dass der Mitnehmer nicht denjenigen Bereich der Kulissenbahn trifft beziehungsweise in diesen eintritt, der mit dem Mitnehmer beziehungsweise dem Aktuator zum Verlagern des Nockenträgers zusammenwirkt.
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Bevorzugt wird der Aktuator über einen bestimmten Zeitraum angesteuert beziehungsweise mit Strom beaufschlagt. Dieser bestimmte Zeitraum ist in seiner Dauer derart bemessen, dass zum einen der Aktuator möglichst stark aufgeheizt wird und zum anderen dennoch kein Verlagern des Nockenträgers auftritt. Durch das Ansteuern des Aktuators über den bestimmten Zeitraum wird der Mitnehmer gegen die Schaltkulisse beziehungsweise deren Kulissenbahn gedrängt. Der Mitnehmer soll dabei über den gesamten Zeitraum lediglich auf einen Bereich der Kulissenbahn treffen, welcher keine Verlagerung des Nockenträgers durch das Zusammenwirken mit dem Aktuator beziehungsweise dem Mitnehmer bewirkt. In diesem Bereich verläuft beispielsweise die Kulissenbahn ausschließlich in Umfangsrichtung, weist also keine Komponente in axialer Richtung auf. Weiterhin kann in diesem Bereich die Krümmung der Kulissenbahn in Umfangsrichtung zumindest abschnittsweise, insbesondere vollständig, konstant sein, sodass also keine Änderung des Abstands eines Grunds der Kulissenbahn von einer Drehachse der Schaltkulisse beziehungsweise der Grundnockenwelle vorliegt. Insbesondere wenn lediglich die abschnittsweise konstante Krümmung vorliegt, kann am Ende des Bereichs eine Auswurframpe vorgesehen sein, welche den Mitnehmer von der Schaltkulisse fort, mithin also in Richtung des Aktuators, drängt.
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In der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kulissenbahn einen Schaltbereich und einen Zwischenbereich aufweist und der Aktuator derart angesteuert wird, dass der Mitnehmer nur mit dem Zwischenbereich zusammenwirkt. Der Schaltbereich der Kulissenbahn ist derjenige Bereich, durch welchen eine Verlagerung des Nockenträgers in axialer Richtung bewirkt wird, wenn der Mitnehmer mit ihm zusammenwirkt, also beispielsweise in ihn eingreift. Der Schaltbereich verläuft entsprechend nicht nur in Umfangsrichtung, sondem weist eine axiale Komponente auf. Beispielsweise verändert sich dazu in dem Schaltbereich über den Umfang der Schaltkulisse die axiale Position einer Mittelpunktslinie der Kulissenbahn. Der Zwischenbereich ist dagegen der bereits vorstehend erwähnte Bereich, welcher keine Verlagerung des Nockenträgers in axialer Richtung bewirkt, wenn der Mitnehmer mit ihm zusammenwirkt, also beispielsweise auf seinem Grund beziehungsweise seiner Oberfläche aufliegt. Zum Verlagern des Mitnehmers von der Schaltkulisse fort kann der Zwischenbereich in einem in Drehrichtung gesehen hinten liegenden Abschnitt die Auswurframpe vorsehen. Wie bereits vorstehend angedeutet, soll der Aktuator nun derart angesteuert werden, dass der Mitnehmer zum Aufheizen des Aktuators ausschließlich mit dem Zwischenbereich zusammenwirken, beziehungsweise auf diesen auftreffen kann.
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Weiterhin ist vorgesehen, dass der Nockenwellenwinkel der Grundnockenwelle bestimmt wird und das Ansteuern erfolgt, wenn sich der Nockenwellenwinkelbereich in einem bestimmten Nockenwellenwinkelbereich befindet, der bei einem Ende des Schaltbereichs beginnt und eine zweite Nockenwellenwinkeldifferenz vor einem Beginn des Schaltbereichs endet. Der eingangs genannte Umfangswinkel, über welchen sich die Kulissenbahn erstreckt beträgt beispielsweise 360° (bezogen auf die Grundnockenwelle), sodass die Kulissenbahn über den gesamten Umfang der Schaltkulisse hinweg vorliegt. Er kann jedoch auch größer als 360° sein, wenn die Kulissenbahn beispielsweise spiralförmig verläuft. In diesem Fall entspricht der bestimmte Umfangswinkel der Winkeldifferenz von einem Beginn bis hin zu einem Ende der Kulissenbahn bezogen auf die Schaltkulisse beziehungsweise deren Umfang.
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Das Ansteuern des Aktuators ist auf Grundlage des Nockenwellenwinkels vorgesehen, welcher zu diesem Zweck bestimmt wird. Alternativ kann außerhalb der Erfindung auch der Kurbelwellenwinkel herangezogen werden, wobei üblicherweise eine feste Beziehung zwischen dem Kurbelwellenwinkel und dem Nockenwellenwinkel vorliegt, weil die Nockenwelle - beispielsweise starr oder über eine Verstelleinrichtung - mit der Kurbelwelle wirkverbunden ist und mithin von dieser angetrieben wird. Befindet sich nun der Nockenwellenwinkel in dem bestimmten Nockenwellenwinkelbereich, so erfolgt das Ansteuern des Aktuators. Selbstverständlich kann das Ansteuern auch nur über einen Teil des Nockenwellenwinkelbereichs erfolgen, beispielsweise zu Beginn. Bevorzugt wird außerhalb der Erfindung der Aktuator jedoch über den gesamten Nockenwellenwinkelbereich angesteuert, also solange sich der Nockenwellenwinkel in diesem befindet. Der Nockenwellenwinkelbereich wird dabei anhand des Schaltbereichs definiert, welcher sich über einen Schaltbereich erstreckt, also ausgehend von einem ersten Kurbelwellenwinkel bis hin zu einem zweiten Kurbelwellenwinkel. Der Nockenwellenwinkelbereich, in welchem das Ansteuern des Aktuators erfolgt, beginnt nun bei dem Ende des Schaltbereichs. Zudem soll der Nockenwellenwinkelbereich um die zweite Nockenwellenwinkeldifferenz vor dem Beginn des Schaltbereichs enden. Die zweite Nockenwellenwinkeldifferenz ist größer als 0°.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die zweite Nockenwellenwinkeldifferenz mindestens derjenigen Nockenwellenwinkeldifferenz entsprechen, die von dem Ansteuern des Aktuators bis zum Erreichen der Kulissenbahn durch den Mitnehmer durchlaufen wird. Nach dem Beginn eines Ansteuerns eines Aktuators sorgt beispielsweise eine Induktivität einer Spule des Aktuators und/oder eine Massenträgheit des Mitnehmers dafür, dass der Mitnehmer zeitversetzt in Richtung der Schaltkulisse ausgebracht wird. Zudem benötigt er aufgrund seiner begrenzten Geschwindigkeit eine gewisse Zeit bis er die Schaltkulisse beziehungsweise die Kulissenbahn erreicht. Die insgesamt von dem Beginn des Ansteuerns des Aktuators bis zum Erreichen der Kulissenbahn durch den Aktuator benötigte Zeit wird nun in Abhängigkeit von einer Drehzahl der Grundnockenwelle in eine Nockenwellenwinkeldifferenz umgerechnet. Um zu verhindern, dass der Mitnehmer mit dem Schaltbereich zusammenwirkt, sondern lediglich auf den Zwischenbereich trifft, soll nun die zweite Nockenwellenwinkeldifferenz wenigstens der vorstehend bestimmen Nockenwellenwinkeldifferenz entsprechen.
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Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die zweite Nockenwellenwinkeldifferenz mindestens 1° (bezogen auf die Grundnockenwelle) beträgt. Mithin wird ein ausreichender Abstand eingehalten, sodass unter keinen Umständen bei einem Ansteuern des Aktuators zum Beheizen ein Verlagern des Nockenträgers durch ein Zusammenwirken des Mitnehmers mit dem Schaltbereich auftreten kann.
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Die Erfindung betrifft weiterhin einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens, wobei der Ventiltrieb mindestens eine Grundnockenwelle aufweist, auf der drehfest und zwischen wenigstens zwei Axialpositionen axial verlagerbar mindestens ein Nockenträger vorgesehen ist, dem wenigstens eine Schaltkulisse zugeordnet ist, die zum Verlagern des Nockenträgers mit einem Aktuator zusammenwirkt, der zum Ansteuern mit Strom beaufschlagt wird und der einen in Richtung der Schaltkulisse ausschiebbaren Mitnehmer aufweist, wobei eine sich über einen bestimmten Umfangswinkel der Schaltkulisse erstreckende Kulissenbahn vorgesehen ist, wobei die Kulissenbahn einen Schaltbereich, der bei Zusammenwirken mit dem Mitnehmer eine Verlagerung des Nockenträgers in axialer Richtung bewirkt, und einen Zwischenbereich, in welchem die Kulissenbahn ausschließlich in Umfangsrichtung verläuft, aufweist. Dabei ist ein Steuergerät des Ventiltriebs dazu ausgebildet, den Aktuator zum Beheizen des Aktuators derart zum Ausschieben des Mitnehmers anzusteuern, dass der Mitnehmer der Mitnehmer auf die Schaltkulisse gedrückt, jedoch kein Verlagern des Nockenträgers bewirkt wird, und dass der Aktuator derart angesteuert wird, dass der Mitnehmer nur mit dem Zwischenbereich zusammenwirkt, wobei der Nockenwellenwinkel der Grundnockenwelle bestimmt wird und das Ansteuern des Aktuators erfolgt, wenn sich der Nockenwellenwinkel in einem bestimmten Nockenwellenwinkelbereich befindet, der bei einem Ende des Schaltbereichs beginnt und eine zweite Nockenwellenwinkeldifferenz vor einem Beginn des Schaltbereichs endet, wobei die zweite Nockenwellenwinkeldifferenz größer als 0° ist. Auf die Vorteile einer derartigen Vorgehensweise wurde bereits eingegangen. Der Ventiltrieb und das Verfahren können gemäß den vorstehenden Ausführungen weitergebildet sein, sodass insoweit auf diese verwiesen wird.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigt:
- 1 eine schematische Darstellung eines Bereichs eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine, wobei eine Schaltkulisse sowie ein Aktuator dargestellt sind, und
- 2 ein Diagramm, in welchem ein Höhenverlauf einer Kulissenbahn.der Schaltkulisse wiedergegeben ist.
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Die 1 zeigt einen Bereich eines Ventiltriebs 1 einer nicht näher dargestellten Brennkraftmaschine. Der Ventiltrieb 1 weist eine Grundnockenwelle auf, auf der ein Nockenträger drehfest, jedoch axial verlagerbar angeordnet ist. Zum Durchführen des axialen Verlagerns ist dem Nockenträger eine Schaltkulisse 2 zugeordnet, die in der hier dargestellten Ausführungsform zwei Kulissenbahnen 3,4 aufweist. Das Verschieben wird mit Hilfe eines Aktuators 5 durchgeführt, der einen Mitnehmer 6 aufweist, der in Richtung der Schaltkulisse 2 und mithin der Kulissenbahnen 3,4 verlagerbar ist.
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Wenigstens ein Bereich jeder der Kulissenbahnen 3,4 ist als Verschiebenut ausgeführt, greift also derart in die Schaltkulisse 2 ein, dass in zumindest einer axialen Richtung eine Wand zur Begrenzung der Kulissenbahn 3,4 vorliegt. Je nachdem, in welche der Verschiebenuten 3,4 der Mitnehmer 6 eingreift, wird eine Verlagerung der Schaltkulisse 2 und mithin des Nockenträgers in die eine oder in die andere Richtung bewirkt. Der Aktuator 5 verfügt zum Verlagern des Mitnehmers 6 in radialer Richtung über eine Spule 7, während der Mitnehmer 6 mit einem gemeinsam mit ihm verlagerbaren Dauermagnet 8 verbunden ist.
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Ein Gehäuse 9 des Aktuators 5 besteht bevorzugt aus einem magnetischen Material, insbesondere aus Metall. Die Spule ist über ein Schaltelement 10 mit einer Stromquelle 11 elektrisch verbindbar. Liegt diese Verbindung vor, so erzeugt die Spule 7 ein Magnetfeld, welches den Dauermagnet 8 in Richtung der Schaltkulisse 2 drängt, vorzugsweise bis der Dauermagnet 8 einen Endanschlag 12 oder der Mitnehmer 6 die Schaltkulisse 2 erreicht. Der Endanschlag 12 besteht vorzugsweise aus dem magnetischen Material, beispielsweise aus Metall, sodass der Mitnehmer aufgrund des von dem Dauermagnet 8 erzeugten Magnetfelds in der in der 1 angedeuteten Stellung festgesetzt ist und an dem Endanschlag 12 anliegt.
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Jede der Kulissenbahnen 3,4 weist nun eine Auswurframpe (nicht gezeigt) auf, die den Mitnehmer 6 nach Durchführen des Verlagerns von der Schaltkulisse 2 fortdrängt. In dem der Auswurframpe zugeordneten Auswurfbereich wird dazu ein Abstand eines Grunds 13,14 der Kulissenbahn 3,4 von einer Drehachse 15 der Schaltkulisse 2 beziehungsweise einer Grundnockenwelle, auf welcher der Nockenträger angeordnet ist, bevorzugt stetig größer. Die Auswurframpen sind derart ausgeführt, dass der Mitnehmer 6 nach dem Verlagern des Nockenträgers vollständig aus den Kulissenbahnen 3,4 ausgebracht wird. Dabei tritt bevorzugt der Dauermagnet 8 in Berührkontakt mit der Spule 7, welche jedoch nicht mehr bestromt ist. Entsprechend bewirkt die Magnetkraft des Dauermagneten 8, dass der Mitnehmer 6 in der ausgebrachten Stellung, also seine Ausgangsstellung, solange gehalten ist, bis die Spule 7 erneut mit Hilfe des Schaltelements 10 bestromt wird. Während des Herausdrängens des Mitnehmers 6 aus den Kulissenbahnen 3,4 wird in der Spule 7 eine Spannung induziert, welche mittels eines geeigneten Sensors 16 feststellbar ist.
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Die Kulissenbahnen 3,4 sind nun zumindest in einen Schaltbereich und einen Zwischenbereich (beide nicht dargestellt) unterteilt. In dem Zwischenbereich ist bevorzugt der Abstand des Grunds 13,14 von der Drehachse 15 konstant. Gleichzeitig weist der Grund 13,14 in dem Schaltbereich einen geringeren Abstand von der Drehachse 15 auf als in dem Zwischenbereich. In dem Schaltbereich ist also die Kulissenbahn 3,4 mithin als Verschiebenut ausgebildet. Trifft der Mitnehmer 6 bei einem Ansteuern des Aktuators 5 auf den Schaltbereich, so wird die Verlagerung des Nockenträgers bewirkt. Dies ist nicht der Fall, wenn der Mitnehmer 6 in dem Zwischenbereich mit der Kulissenbahn 3,4 zusammenwirkt. Durch ein Ansteuern des Aktuators 5 wird also mithin in diesem Fall der Mitnehmer 6 lediglich in radialer Richtung auf die Drehachse 15 zu und entsprechend in Berührkontakt mit der Kulissenbahn 3,4 gedrängt, ohne dass dies eine Veränderung der Axialposition der Schaltkulisse 2 beziehungsweise des Nockenträgers zur Folge hat. Dies wird zum Beheizen des Aktuators 5 genutzt, insbesondere wenn eine Außentemperatur, die in einer Umgebung der Brennkraftmaschine vorliegt, unterhalb eines Schwellwerts, beispielsweise -10°C, liegt.
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Diese Vorgehensweise wird anhand der 2 beschrieben. Diese zeigt ein Diagramm, in welchem ein Höhenverlauf der Kulissenbahn 3 stellvertretend aufgetragen ist. Selbstverständlich gilt für die Kulissenbahn 4 entsprechendes. Der Höhenverlauf beschreibt den Abstand des Grunds 13 der Kulissenbahn 3 von der Drehachse 15 über dem Nockenwellenwinkel der Grundnockenwelle, welcher in einer festen Beziehung zu einem Kurbelwellenwinkel steht. Beispielsweise beschreibt der Nockenwellenwinkelbereich von 0° bis 360°, der hier dargestellt ist, einen Kurbelwellenwinkelbereich von 0° bis 720°. Die Kulissenbahn 3 erstreckt sich also über den gesamten Umfang der Schaltkulisse. Deutlich zu erkennen ist hier die Unterscheidung zwischen dem Schaltbereich, welcher in einem Nockenwellenwinkelbereich ΔNW1 vorliegt, und dem Zwischenbereich, der in einem Nockenwellenwinkelbereich ΔNW2 vorliegt, der außerhalb des Nockenwellenwinkelbereichs ΔNW1 liegt.
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Es ist nun vorgesehen, den Aktuator 5 zum Beheizen in dem bestimmten Nockenwellenwinkelbereich ΔNW3 anzusteuern, welcher außerhalb der Erfindung um eine erste Nockenwellenwinkeldifferenz ΔNW4 vor dem Ende des Schaltbereichs beginnt und um eine zweite Nockenwellenwinkeldifferenz ΔNW5 vor einem Beginn des Schaltbereichs endet. Auf diese Weise wird verhindert, dass durch das Ansteuern des Aktuators 5 der Mitnehmer 6 in dem Verschiebebereich mit der Kulissenbahn 3 zusammenwirkt, sodass eine axiale Verlagerung des Nockenträgers bewirkt wird. Bevorzugt wird der Aktuator 5 über den gesamten Nockenwellenwinkelbereich ΔNW3 angesteuert, also mit elektrischem Strom beaufschlagt, sodass eine möglichst große elektrische Verlustleistung an dem Aktuator 5 auftritt und somit ein effektives Beheizen ermöglicht wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Ventiltrieb
- 2
- Schaltkulisse
- 3
- Kulissenbahn
- 4
- Kulissenbahn
- 5
- Aktuator
- 6
- Mitnehmer
- 7
- Spule
- 8
- Dauermagnet
- 9
- Gehäuse
- 10
- Schaltelement
- 11
- Stromquelle
- 12
- Endanschlag
- 13
- Grund
- 14
- Grund
- 15
- Drehachse
- ΔNW1
- Nockenwellenwinkelbereich
- ΔNW2
- Nockenwellenwinkelbereich
- ΔNW3
- Nockenwellenwinkelbereich
- ΔNW4
- Erste Nockenwellenwinkeldifferenz
- ΔNW5
- Zweite Nockenwellenwinkeldifferenz
