DE102014012506B3 - Method for operating a multi-link crank drive for an internal combustion engine and corresponding multi-joint crank drive - Google Patents

Method for operating a multi-link crank drive for an internal combustion engine and corresponding multi-joint crank drive Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Mehrgelenkskurbeltriebs (8) für eine Brennkraftmaschine (1), mit wenigstens einem drehbar auf einem Hubzapfen einer Kurbelwelle (2) gelagerten Koppelglied (9) und wenigstens einer drehbar auf einem Hubzapfen (17) einer Exzenterwelle (6) gelagerten Anlenkpleuelstange (13), wobei das Koppelglied (9) schwenkbar mit einer Kolbenpleuelstange (4) eines Kolbens (3) der Brennkraftmaschine (1) schwenkbar mit der Anlenkpleuelstange (13) verbunden ist, wobei die Exzenterwelle (6) mittels einer Stellvorrichtung (22) auf eine Solldrehwinkelstellung eingestellt wird, und wobei eine Istdrehwinkelstellung der Exzenterwelle (5) mittels eines Drehwinkelsensors (29) ermittelt wird. Dabei ist vorgesehen, dass die Iststromstärke des zum Einhalten der Solldrehwinkelstellung von der Stellvorrichtung (22) benötigten Stroms ermittelt wird, und dass bei Unterschreiten einer Schwellenstromstärke durch die Iststromstärke auch bei Übereinstimmung der Istdrehwinkelstellung mit der Solldrehwinkelstellung auf einen Fehler des Mehrgelenkskurbeltriebs (8) erkannt wird. Die Erfindung betrifft weiterhin einen Mehrgelenkskurbeltrieb (8) für eine Brennkraftmaschine (1).The invention relates to a method for operating a multi-link crank drive (8) for an internal combustion engine (1), comprising at least one coupling member (9) rotatably mounted on a crank pin of a crankshaft (2) and at least one rotatable on a crank pin (17) of an eccentric shaft (6) ), wherein the coupling member (9) is pivotally connected to a Kolbenpleuelstange (4) of a piston (3) of the internal combustion engine (1) pivotally connected to the Anlenkpleuelstange (13), wherein the eccentric shaft (6) by means of an adjusting device ( 22) is set to a desired rotational position, and wherein a Istdrehwinkelstellung the eccentric shaft (5) by means of a rotation angle sensor (29) is determined. In this case, it is provided that the actual current intensity of the current required to maintain the Solldrehwinkelstellung of the actuator (22) is determined, and that falls below a threshold current through the Iststromstärke even if the Istdrehwinkelstellung with the Solldrehwinkelstellung on a fault of the multi-joint crank drive (8) is detected , The invention further relates to a multi-link crank drive (8) for an internal combustion engine (1).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Mehrgelenkskurbeltrieb für eine Brennkraftmaschine, mit wenigstens einem drehbar auf einem Hubzapfen einer Kurbelwelle gelagerten Koppelglied und wenigstens einer drehbar auf einem Hubzapfen einer Exzenterwelle gelagerten Anlenkpleuelstange, wobei das Koppelglied schwenkbar mit einer Kolbenpleuelstange eines Kolbens der Brennkraftmaschine und schwenkbar mit der Anlenkpleuelstange verbunden ist, wobei die Exzenterwelle mittels einer Stellvorrichtung auf eine Solldrehwinkelstellung eingestellt wird, und wobei eine Istdrehwinkelstellung der Exzenterwelle mittels eines Drehwinkelsensors ermittelt wird. Die Erfindung betrifft weiterhin einen Mehrgelenkskurbeltrieb.The invention relates to a method for operating a multi-joint crank drive for an internal combustion engine, with at least one rotatably mounted on a crank pin of a crankshaft coupling member and at least one rotatably mounted on a crank pin eccentric Anlenkpleuelstange, wherein the coupling member pivotally connected to a piston rod of a piston of the internal combustion engine and pivotally the Anlenkpleuelstange is connected, wherein the eccentric shaft is adjusted by means of an adjusting device to a desired rotational position, and wherein a Istdrehwinkelstellung the eccentric shaft is determined by means of a rotational angle sensor. The invention further relates to a multi-link crank drive.

Der Mehrgelenkskurbeltrieb der Eingangs genannten Art ist beispielsweise Bestandteil der Brennkraftmaschine, kann jedoch auch in anderen Bereichen Anwendung finden. Der Mehrgelenkskurbeltrieb umfasst die Exzenterwelle, deren Drehwinkelstellung vorzugsweise mittels der Stellvorrichtung, insbesondere in Abhängigkeit von einem Betriebspunkt der Brennkraftmaschine verstellt werden kann. Der Mehrgelenkskurbeltrieb verfügt über das Koppelglied, insbesondere über eine der Anzahl der Kolben der Brennkraftmaschine entsprechende Anzahl von Koppelgliedern. Das Koppelglied beziehungsweise die Koppelglieder sind jeweils drehbar auf dem entsprechenden Hubzapfen der Kurbelwelle gelagert.The multi-joint crank drive of the type mentioned is, for example, part of the internal combustion engine, but can also be found in other areas application. The multi-joint crank mechanism comprises the eccentric shaft, whose angular position can be adjusted preferably by means of the adjusting device, in particular in dependence on an operating point of the internal combustion engine. The multi-link crank drive has the coupling member, in particular a number of coupling members corresponding to the number of pistons of the internal combustion engine. The coupling member or the coupling members are each rotatably mounted on the corresponding crank pin of the crankshaft.

Bevorzugt weist das Koppelglied zwei nach entgegengesetzten Seiten über die Kurbelwelle überstehende, an ihrem Ende jeweils mit einem Schwenkgelenk versehene Arme auf. Selbstverständlich sind auch andere Ausführungsformen möglich. Die Drehachse des Koppelglieds um die Kurbelwelle beziehungsweise um den Hubzapfen der Koppelwelle kann als Koppelgliedrehachse bezeichnet werden.Preferably, the coupling member on two opposite sides on the crankshaft projecting, at its end each provided with a pivot arms on. Of course, other embodiments are possible. The axis of rotation of the coupling member about the crankshaft or about the crank pin of the coupling shaft can be referred to as Koppelgliedrehachse.

Eines der Schwenkgelenke dient zur schwenkbaren Verbindung mit der Kolbenpleuelstange, die einen der Kolben der Brennkraftmaschine über das Koppelglied mit der Kurbelwelle verbindet. Die Drehachse dieses Schwenkgelenks wird beispielsweise als Kolbenpleueldrehachse bezeichnet. Aufgrund der Verschwenkbarkeit des Koppelglieds ist die Kolbenpleueldrehachse nicht ortsfest, sondern wird zusammen mit dem Koppelglied verlagert beziehungsweise verschwenkt. Ein anderes der Schwenkgelenke dient zur schwenkbaren Verbindung mit der sogenannten Anlenkpleuelstange, welche mit ihrem anderen, dem Koppelglied gegenüberliegenden Ende drehbar auf dem Hubzapfen der Exzenterwelle gelagert ist. Die Drehachse dieses Schwenkgelenks kann als Anlenkpleueldrehachse bezeichnet werde, während die Drehachse der Anlenkpleuelstange auf dem Hubzapfen der Exzenterwelle im Rahmen der Beschreibung beispielhaft als Exzenterdrehachse geführt wird.One of the pivot joints is used for pivotal connection with the piston connecting rod, which connects one of the pistons of the internal combustion engine via the coupling member with the crankshaft. The axis of rotation of this pivot joint is referred to, for example, as Kolbenpleueldrehachse. Due to the pivotability of the coupling member, the Kolbenpleueldrehachse is not stationary, but is displaced or pivoted together with the coupling member. Another of the pivot joints is used for pivotal connection with the so-called Anlenkpleuelstange, which is rotatably mounted with its other end opposite the coupling member on the crank pin of the eccentric shaft. The axis of rotation of this pivot joint may be referred to as Anlenkpleueldrehachse, while the axis of rotation of the Anlenkpleuelstange is guided on the crank pin of the eccentric shaft in the description by way of example as Exzenterdrehachse.

Die Anlenkpleuelstange verfügt zur Ausbildung der Schwenkgelenke bevorzugt über zwei Pleuelaugen. Das erste Pleuelauge ist Bestandteil des Schwenkgelenks, über welches die Anlenkpleuelstange mit dem Koppelglied zusammenwirkt. Das erste Pleuelauge umgreift dabei beispielsweise einen an dem Koppelglied gehaltenen Koppelstift beziehungsweise Lagerbolzen. Das zweite Pleuelauge ist analog dazu Bestandteil des Schwenkgelenks, über welches die Anlenkpleuelstange mit der Exzenterwelle verbunden ist. Insbesondere umgreift das zweite Pleuelauge den Hubzapfen der Exzenterwelle wenigstens bereichsweise.The Anlenkpleuelstange has to form the pivot joints preferably via two connecting rods. The first connecting rod eye is part of the pivot joint, via which the Anlenkpleuelstange interacts with the coupling member. In this case, the first connecting rod eye encompasses, for example, a coupling pin or bearing pin held on the coupling element. The second connecting rod eye is analogous to part of the pivot joint, via which the Anlenkpleuelstange is connected to the eccentric shaft. In particular, the second connecting rod eye surrounds the crank pin of the eccentric shaft at least partially.

Mittels des Mehrgelenkskurbeltriebs kann das in dem Kolben jeweils zugeordneten Zylinder erreichte Verdichtungsverhältnis eingestellt werden, insbesondere in Abhängigkeit von dem Betriebspunkt der Brennkraftmaschine und/oder dem vorliegenden Arbeitstakt. Zum Verstellen des Verdichtungsverhältnisses wird die Exzenterwelle in eine bestimme, dem gewünschten Verdichtungsverhältnis entsprechende Drehwinkelstellung beziehungsweise Istdrehwinkelstellung gebracht.By means of the multi-joint crank drive, the compression ratio reached in the piston in each case assigned to the cylinder can be adjusted, in particular as a function of the operating point of the internal combustion engine and / or the present power stroke. To adjust the compression ratio, the eccentric shaft is brought into a certain, the desired compression ratio corresponding rotational angle position or Istdrehwinkelstellung.

Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die Druckschrift DE 10 2010 052 004 A1 bekannt. Diese beschreibt ein asymmetrisch geteiltes Gleitlager mit einem Lagergehäuse, das aus einem ersten Gehäuseteil und einem mit dem ersten Gehäuseteil verschraubten zweiten Gehäuseteil besteht, die gemeinsam ein Lagerauge umschließen und durch eine Trennfuge voneinander getrennt sind, wobei sich der erste Gehäuseteil über mehr und der zweite Gehäuseteil über weniger als die Hälfte des Umfangs des Gleitlagers erstreckt, sowie mit einer ersten und einer zweiten Lagerschale, die in den ersten beziehungsweise zweiten Gehäuseteil eingesetzt sind und sich beide jeweils über einen Umfangswinkel von 180° erstrecken. Dabei soll die in dem zweiten Gehäuseteil eingesetzte zweite Lagerschale zwei entgegengesetzte Endabschnitte aufweisen, die bei der Montage der zweiten Lagerschale über die Trennfuge beziehungsweise über den zweiten Gehäuseteil überstehen und nach der Montage in einen vom ersten Gehäuseteil begrenzten Teil der Lagerauges ragen, wobei der erste Gehäuseteil auf der dem Lagerauge abgewandten Außenseite der überstehenden Endabschnitte mit Aussparungen versehen ist, die an die Trennfuge angrenzen.From the prior art, for example, the publication DE 10 2010 052 004 A1 known. This describes an asymmetrically split sliding bearing with a bearing housing consisting of a first housing part and a screwed to the first housing part second housing part, which together enclose a bearing eye and are separated by a parting line, wherein the first housing part over more and the second housing part extends over less than half of the circumference of the sliding bearing, as well as with a first and a second bearing shell, which are inserted into the first and second housing part and both extend over a circumferential angle of 180 °. Here, the second bearing shell used in the second housing part should have two opposite end portions which protrude during assembly of the second bearing shell on the parting line or on the second housing part and project after assembly in a limited part of the first housing part of the Lagerauges, wherein the first housing part on the side facing away from the bearing eye outside of the protruding end portions is provided with recesses which adjoin the parting line.

Der Stand der Technik zeigt weiterhin die Druckschrift US 2014/0026861 A1 . Hier ist eine Verbrennungskraftmaschine für einen Kraftwagen beschrieben, mit wenigstens einer Stelleinrichtung, mittels welcher wenigstens ein Verdichtungsverhältnis der Verbrennungskraftmaschine variabel einstellbar ist, wobei wenigstens eine Erfassungseinrichtung vorgesehen ist, mittels welcher zumindest ein einen Betätigungsaufwand zum Einstellen des Verdichtungsverhältnisses charakterisierendes Signal erfassbar ist, sowie ein Verfahren zum Überprüfen einer Stelleinrichtung einer solchen Verbrennungskraftmaschine.The prior art continues to show the document US 2014/0026861 A1 , Here, an internal combustion engine for a motor vehicle is described, with at least one adjusting device, by means of which at least one compression ratio the internal combustion engine is variably adjustable, wherein at least one detection device is provided, by means of which at least one actuating effort for adjusting the compression ratio characterizing signal can be detected, and a method for checking an adjusting device of such an internal combustion engine.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben eines Mehrgelenkskurbeltriebs vorzuschlagen, welcher gegenüber dem Stand der Technik Vorteile aufweist, insbesondere eine zuverlässige Fehlererkennung ermöglicht.It is an object of the invention to propose a method for operating a multi-joint crank drive, which has advantages over the prior art, in particular enables reliable error detection.

Dies wird erfindungsgemäß mit dem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Dabei ist vorgesehen, dass die Iststromstärke des zum Einhalten der Solldrehwinkelstellung von der Stellvorrichtung benötigten Stroms ermittelt wird, und dass bei Unterschreiten einer Schwellenstromstärke durch die Iststromstärke auch bei Übereinstimmung der Istdrehwinkelstellung mit der Solldrehwinkelstellung auf einen Fehler des Mehrgelenkskurbeltriebs erkannt wird. Die Stellvorrichtung dient, wie bereits erläutert, zum Einstellen der Exzenterwelle auf die Solldrehwinkelstellung. Die Stellvorrichtung ist insbesondere als elektrische Stellvorrichtung ausgebildet, verfügt also beispielsweise über einen Elektromotor. Grundsätzlich soll die Istdrehwinkelstellung der Exzenterwelle mittels des Drehwinkelsensors ermittelt werden, insbesondere permanent. Beispielsweise ist es also vorgesehen, dass die Istdrehwinkelstellung mittels der Stellvorrichtung auf die Solldrehwinkelstellung eingestellt, insbesondere geregelt wird.This is achieved according to the invention by the method having the features of claim 1. In this case, it is provided that the actual current intensity of the current required to maintain the Solldrehwinkelstellung is determined by the actuator, and that falls below a threshold current through the Iststromstärke even if the Istdrehwinkelstellung with the Solldrehwinkelstellung detected on a fault of the multi-joint crank drive. The adjusting device is, as already explained, for adjusting the eccentric shaft to the desired rotational angle position. The adjusting device is designed in particular as an electrical adjusting device, thus has, for example, an electric motor. In principle, the Istdrehwinkelstellung the eccentric shaft should be determined by means of the rotation angle sensor, in particular permanently. For example, it is thus provided that the Istdrehwinkelstellung is set by means of the adjusting device to the desired rotational angle position, in particular regulated.

Weil durch die Anlenkpleuelstange beziehungsweise die Anlenkpleuelstangen auf die Exzenterwelle in wenigstens einer Drehwinkelstellung permanent ein Drehmoment bewirkt wird, muss die Stellvorrichtung ein entsprechendes Haltedrehmoment aufbringen, um die Exzenterwelle in der gewünschten Drehwinkelstellung zu halten, also die Istdrehwinkelstellung der Exzenterwelle auf die Solldrehwinkelstellung einzustellen. Entsprechend wird zum Einhalten der Solldrehwinkelstellung von der Stellvorrichtung Strom benötigt. Die Iststromstärke dieses Stroms, also die momentan vorliegende Stromstärke, wird nun ermittelt und zur Erkennung eines Fehlers des Mehrgelenkskurbeltriebs herangezogen.Because by the Anlenkpleuelstange or Anlenkpleuelstangen on the eccentric shaft in at least one angular position permanent torque is effected, the actuator must apply a corresponding holding torque to hold the eccentric shaft in the desired angular position, so set the Istdrehwinkelstellung the eccentric shaft to the desired rotational position. Accordingly, power is needed to maintain the desired rotational angular position of the actuator. The actual current intensity of this current, that is, the instantaneous current intensity, is now determined and used to detect a fault of the multi-joint crank drive.

Insbesondere ist es vorgesehen, dass auf den Fehler des Mehrgelenkskurbeltriebs erkannt wird, sobald die Schwellenstromstärke durch die Iststromstärke unterschritten wird. Dabei wird auch dann auf den Fehler des Mehrgelenkskurbeltriebs erkannt, wenn die Istdrehwinkelstellung mit der Solldrehwinkelstellung übereinstimmt, also mithilfe des Drehwinkelsensors kein Fehler des Mehrgelenkskurbeltriebs, beispielsweise eine Abweichung in der Drehwinkelstellung, festgestellt werden kann. Das Verfahren wird insbesondere eingesetzt, während die Solldrehwinkelstellung konstant ist, um einen möglichen Fehler des Mehrgelenkskurbeltriebs zu erkennen. Insbesondere wird das Verfahren nur bei konstanter Solldrehwinkelstellung eingesetzt.In particular, it is provided that the fault of the multi-link crank drive is detected as soon as the threshold current intensity is undershot by the actual current intensity. In this case, the error of the multi-link crank drive is detected even when the Istdrehwinkelstellung coincides with the Solldrehwinkelstellung, so using the rotation angle sensor no error of the multi-joint crank drive, such as a deviation in the angular position can be determined. The method is used in particular while the desired rotational position is constant in order to detect a possible error of the multi-link crank mechanism. In particular, the method is used only at a constant desired rotational position.

Es wird vorzugsweise dann, insbesondere nur dann, auf den Fehler des Mehrgelenkskurbeltriebs erkannt, wenn die Iststromstärke die Schwellenstromstärke um eine bestimmte Stromstärkendifferenz oder ein Mehrfaches von dieser unterschreitet, die aus der Schwellenstromstärke und der Anzahl der Kolben der Brennkraftmaschine bestimmt wird. Falls die Wirkverbindung zwischen wenigstens einem der Anlenkpleuelstangen beziehungsweise Koppelglieder und der Stellvorrichtung über die Exzenterwelle entfällt, die Anlenkpleuelstange beziehungsweise das Koppelglied also von der Stellvorrichtung entkoppelt ist, muss die Stellvorrichtung für diese Anlenkpleuelstange beziehungsweise für dieses Koppelglied kein Drehmoment mehr erzeugen, um die Istdrehwinkelstellung der Exzenterwelle auf die Solldrehwinkelstellung einzustellen beziehungsweise auf dieser zu halten.It is then preferably, in particular only, detected on the fault of the multi-joint crank drive when the actual current exceeds the threshold current by a certain current difference or a multiple of this, which is determined from the threshold current and the number of pistons of the internal combustion engine. If the operative connection between at least one of the Anlenkpleuelstangen or coupling members and the adjusting device on the eccentric shaft omitted, the Anlenkpleuelstange or the coupling member is thus decoupled from the actuator, the actuator for this Anlenkpleuelstange or for this coupling member no longer produce torque to the Istdrehwinkelstellung the eccentric shaft to adjust to the desired angular position or to keep on this.

Entsprechend sinkt die Iststromstärke des von der Stellvorrichtung benötigten Stroms ab, wobei dies um eine Stromstärkendifferenz geschieht, welche proportional zu der Anzahl der entkoppelten Anlenkpleuelstangen beziehungsweise Koppelgliedern steht. Falls also die Iststromstärke um die Stromstärkendifferenz oder ein ganzzahliges Vielfaches der Stromstärkendifferenz abfällt, kann auf den Fehler des Mehrgelenkskurbeltriebs erkannt werden. Vorzugsweise wird nur dann auf den Fehler erkannt. Die Schwellenstromstärke entspricht beispielsweise der durchschnittlichen Iststromstärke bei konstanter Drehwinkelstellung. Zusätzlich oder alternativ kann die Schwellenstromstärke auch aus einer mathematischen Beziehung, einer Tabelle und/oder einem Kennfeld entnommen werden.Accordingly, the actual current intensity of the current required by the adjusting device decreases, this being done by a current intensity difference which is proportional to the number of decoupled Anlenkpleuelstangen or coupling links. If, therefore, the actual current intensity drops by the current intensity difference or an integral multiple of the current intensity difference, it is possible to detect the fault of the multi-link crank drive. Preferably, the error is detected only then. The threshold current intensity corresponds, for example, to the average actual current intensity at a constant angular position. Additionally or alternatively, the threshold current intensity can also be taken from a mathematical relationship, a table and / or a map.

Der Fehler des Mehrgelenkskurbeltriebs kann beispielsweise als Beschädigung der Exzenterwelle vorliegen. Eine solche Beschädigung kann beispielsweise ein Bruch der Exzenterwelle darstellen. Ein Bruch der Exzenterwelle ist mithilfe des Drehwinkelsensors nicht feststellbar, wenn er auf der der Stellvorrichtung abgewandten Seite des Drehwinkelsensors auftritt. In diesem Fall kann anhand der von der Drehwinkelstellung gelieferten Istdrehwinkelstellung weiterhin von einem funktionsfähigen Mehrgelenkskurbeltrieb ausgegangen werden, während tatsächlich zumindest eine Anlenkpleuelstange und mithin ein Koppelglied nicht mehr mit der Exzenterwelle beziehungsweise nicht mehr über die Exzenterwelle mit der Stellvorrichtung wirkverbunden ist.The fault of the multi-joint crank drive, for example, be present as damage to the eccentric shaft. Such damage, for example, constitute a fraction of the eccentric shaft. A breakage of the eccentric shaft is not detectable by means of the rotation angle sensor when it occurs on the side facing away from the actuator of the rotation angle sensor. In this case, on the basis of the actual angular position provided by the rotational angle position, it is still possible to assume a functioning multi-link crank drive, while in fact at least one articulation connecting rod and thus a coupling link is no longer operatively connected to the eccentric shaft or not via the eccentric shaft to the actuating device.

Zusätzlich oder alternativ kann mithilfe des beschriebenen Verfahrens erkannt werden, ob die Anlenkpleuelstange beziehungsweise die Anlenkpleuelstangen ordnungsgemäß mit der Exzenterwelle und/oder dem Koppelglied wirkverbunden sind. Ist dies für wenigstens eine der Anlenkpleuelstangen beziehungsweise Koppelglieder nicht der Fall, so sinkt die Iststromstärke, die zum Einhalten der Solldrehwinkelstellung der Exzenterwelle notwendig ist, ab. Additionally or alternatively, it can be detected by means of the described method, whether the Anlenkpleuelstange or the Anlenkpleuelstangen are properly operatively connected to the eccentric shaft and / or the coupling member. If this is not the case for at least one of the articulated connecting rods or coupling members, the actual current intensity which is necessary for maintaining the set rotational angle position of the eccentric shaft decreases.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass aus der Schwellenstromstärke, der Iststromstärke sowie der Anzahl der Anlenkpleuelstangen eine Beschädigungsposition ermittelt wird. Wie bereits vorstehend erläutert, hängt die Iststromstärke, die zum Einhalten der Solldrehwinkelstellung der Exzenterwelle von der Stellvorrichtung benötigt wird, von der Anzahl der Anlenkpleuelstangen beziehungsweise Koppelgliedern ab, die mit der Exzenterwelle beziehungsweise über die Exzenterwelle mit der Stellvorrichtung wirkverbunden sind. Die Schwellenstromstärke beschreibt diejenige Stromstärke, welche notwendig ist, um die Exzenterwelle auf die Solldrehwinkelstellung einzustellen beziehungsweise eben diese zu halten.In a particularly preferred embodiment of the invention, it is provided that a damage position is determined from the threshold current intensity, the actual current strength and the number of Anlenkpleuelstangen. As already explained above, the actual current intensity, which is required to comply with the desired rotational angular position of the eccentric shaft of the adjusting device, depends on the number of Anlenkpleuelstangen or coupling members, which are operatively connected to the eccentric shaft or via the eccentric shaft with the adjusting device. The threshold current strength describes the current that is necessary to adjust the eccentric shaft to the desired rotational position or just to keep this.

Weil die Stromstärke des von der Stellvorrichtung benötigten Stroms proportional oder nahezu proportional zu der Anzahl der Zylinder der Brennkraftmaschine ist, kann aus der Stromstärkendifferenz zwischen der Iststromstärke und der Schwellenstromstärke auf die Anzahl der Anlenkpleuelstangen beziehungsweise Koppelglieder geschlossen werden, welche nicht mehr über die Exzenterwelle mit der Stellvorrichtung wirkverbunden sind. Wenn davon ausgegangen wird, dass der Fehler in Form der Beschädigung der Exzenterwelle, insbesondere eines Bruchs der Exzenterwelle vorliegt, so kann mithin aus der Stromstärkendifferenz auf die Beschädigungsposition, insbesondere eine Bruchstellenposition, geschlossen werden.Because the current required by the actuator current is proportional or nearly proportional to the number of cylinders of the engine, it can be concluded from the current difference between the actual current and the threshold current to the number of Anlenkpleuelstangen or coupling members, which no longer on the eccentric shaft with the Actuator are operatively connected. If it is assumed that the error is in the form of damage to the eccentric shaft, in particular a fracture of the eccentric shaft, then it can therefore be concluded from the current intensity difference to the damaged position, in particular a breakage position.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Stellvorrichtung zum Einhalten der Solldrehwinkelstellung gesteuert und/oder geregelt betrieben wird. Auf eine derartige Ausgestaltung wurde vorstehend bereits hingewiesen. Auch bei konstanter Solldrehwinkelstellung ist es bedingt durch die auf die Exzenterwelle wirkenden Wechselmomente notwendig, die Stellvorrichtung mit Strom zu beaufschlagen und so das Haltemoment zu erzeugen. Auf diese Art und Weise werden die Wechselmomente beziehungsweise die von den Wechselmomenten verursachten Veränderungen der Istdrehwinkelstellung im Wesentlichen ausgeglichen. Vorzugsweise liegt also eine Regelung der Istdrehwinkelstellung auf die Solldrehwinkelstellung vor, welche permanent durchgeführt wird, insbesondere auch bei konstanter Solldrehwinkelstellung.In a preferred embodiment of the invention, it is provided that the adjusting device is controlled and / or operated in a controlled manner in order to maintain the set rotational angle position. On such a configuration has already been mentioned above. Even with a constant desired rotational position, it is necessary due to the forces acting on the eccentric alternating moments to pressurize the actuator with power and so to generate the holding torque. In this way, the alternating torques or the changes in the actual rotational angle position caused by the alternating torques are substantially compensated. Preferably, therefore, there is a regulation of the Istdrehwinkelstellung on the Solldrehwinkelstellung, which is performed permanently, in particular even at a constant Solldrehwinkelstellung.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass bei dem Regeln der Stellvorrichtung die Solldrehwinkelstellung und die Istdrehwinkelstellung herangezogen werden. Auch hierauf wurde bereits hingewiesen. Die Stellvorrichtung weist insoweit beispielsweise einen Regler auf, welcher die Solldrehwinkelstellung und die Istdrehwinkelstellung als Eingangsgrößen hat und die Iststromstärke beeinflusst.In a further embodiment of the invention it is provided that in the rules of the adjusting device, the desired rotational position and the Istdrehwinkelstellung be used. This has already been pointed out. In this respect, the adjusting device has, for example, a regulator which has the setpoint rotational position and the actual rotational angle position as input variables and influences the actual current intensity.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass anhand der Iststromstärke die mittels des Drehwinkelsensors ermittelte Istdrehwinkelstellung plausibilisiert wird. In Abhängigkeit von der Istdrehwinkelstellung der Exzenterwelle greifen die Anlenkpleuelstangen mit unterschiedlichen Hebelwegen an dieser an. Beispielsweise ist die Anordnung der Hubzapfen der Exzenterwelle, auf welchen die Anlenkpleuelstangen drehbar gelagert sind, derart gewählt, dass für jede Istdrehwinkelstellung der Exzenterwelle – bei ansonsten gleichen Betriebsbedingungen – eine unterschiedliche Iststromstärke zum Einhalten der Solldrehwinkelstellung beziehungsweise dem Halten der Istdrehwinkelstellung auf der Solldrehwinkelstellung benötigt wird. Entsprechend kann es vorgesehen sein, dass aus der Iststromstärke eine weitere Istdrehwinkelstellung ermittelt wird und mit der Istdrehwinkelstellung verglichen wird, die anhand des Drehwinkelsensors bestimmt wurde. Falls eine Abweichung zwischen diesen Istdrehwinkelstellungen einen Schwellenwert überschreitet, kann ebenfalls auf einen Fehler des Mehrgelenkskurbeltriebs erkannt werden.In a development of the invention, it is provided that the actual rotational position determined by means of the rotational angle sensor is checked for plausibility on the basis of the actual current intensity. Depending on the actual angular position of the eccentric shaft, the Anlenkpleuelstangen engage with different lever paths at this. For example, the arrangement of the crank pin of the eccentric shaft, on which the Anlenkpleuelstangen are rotatably mounted, selected such that for each Istdrehwinkelstellung the eccentric - a different actual current to maintain the Solldrehwinkelstellung or holding the Istdrehwinkelstellung on the Solldrehwinkelstellung - otherwise under identical operating conditions. Accordingly, it can be provided that a further Istdrehwinkelstellung is determined from the actual current and is compared with the Istdrehwinkelstellung, which was determined based on the rotation angle sensor. If a deviation between these Istdrehwinkelstellungen exceeds a threshold, can also be detected on a fault of the multi-joint crank drive.

Schließlich kann vorgesehen sein, dass ein auf die Reduktion des Verdichtungsverhältnisses der Brennkraftmaschine gerichtetes Verstellen der Istdrehwinkelstellung zumindest teilweise durchgeführt wird, während eine auf eine der Kolbenpleuelstangen wirkende Kraft auf der Exzenterwelle ein unterstützendes Drehmoment erzeugt. Auf den Kolben wirken Gaskräfte, welche durch die Verbrennung innerhalb eines dem Kolben zugeordneten Zylinders der Brennkraftmaschine verursacht werden. Durch die Gaskräfte wird eine Drehbewegung des Koppelglieds um die Koppelglieddrehachse bewirkt.Finally, it can be provided that an adjustment of the actual rotational angle position directed at the reduction of the compression ratio of the internal combustion engine is at least partially carried out, while a force acting on one of the piston connecting rods generates a supporting torque on the eccentric shaft. On the piston act gas forces, which are caused by the combustion within a cylinder associated with the piston of the internal combustion engine. By the gas forces a rotational movement of the coupling member is effected about the coupling member axis of rotation.

Weil in zumindest einigen Drehwinkelstellungen der Exzenterwelle die mit den Gaskräften beaufschlagte Anlenkpleuelstange exzentrisch an der Exzenterwelle angreift, wird ein auf diese wirkendes Drehmoment erzeugt. Der Mehrgelenkskurbeltrieb ist nun derart ausgelegt, dass die Gaskräfte über die Anlenkpleuelstange insbesondere bei hohen Verdichtungsverhältnissen der Brennkraftmaschine das Drehmoment derart erzeugen, dass ein auf die Reduktion des Verdichtungsverhältnisses der Brennkraftmaschine gerichtetes Verstellen der Drehwinkelstellung der Exzenterwelle zumindest teilweise unterstützt wird.Because in at least some rotational angular positions of the eccentric shaft acting on the gas forces Anlenkpleuelstange acts eccentrically on the eccentric shaft, acting on this torque is generated. The multi-joint crank drive is now designed such that the gas forces on the Anlenkpleuelstange especially at high compression ratios of the engine generate the torque such that a directed to the reduction of the compression ratio of the engine adjusting the rotational angular position of the eccentric shaft is at least partially supported.

Insoweit ist insbesondere auch vorgesehen, das Verstellen zumindest teilweise durchzuführen, während die auf die Kolbenpleuelstange wirkende Kraft das unterstützende Drehmoment erzeugt. Somit können in zumindest einer Drehrichtung der Exzenterwelle sehr kurze Verstellzeiten erreicht werden. In die entgegengesetzte Drehrichtung muss dagegen das Drehmoment durch die Stellvorrichtung überwunden werden, was längere Stellzeiten zur Folge hat. Diese sind jedoch bei einem Vergrößern des Verdichtungsverhältnisses der Brennkraftmische üblicherweise unproblematisch. In that regard, it is also provided in particular to carry out the adjustment at least partially, while the force acting on the Kolbenpleuelstange generates the supporting torque. Thus, very short adjustment times can be achieved in at least one direction of rotation of the eccentric shaft. In the opposite direction of rotation, however, the torque must be overcome by the actuator, which has longer operating times result. However, these are usually unproblematic in increasing the compression ratio of the combustion mixes.

Die Erfindung betrifft zudem einen Mehrgelenkskurbeltrieb für eine Brennkraftmaschine, insbesondere zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens, mit wenigstens einem drehbar auf einem Hubzapfen einer Kurbelwelle gelagerten Koppelglied und wenigstens einer drehbar auf einem Hubzapfen einer Exzenterwelle gelagerten Anlenkpleuelstange, wobei das Koppelglied schwenkbar mit einer Kolbenpleuelstange eines Kolbens der Brennkraftmaschine und schwenkbar mit der Anlenkpleuelstange verbunden ist, wobei die Exzenterwelle mittels einer Stellvorrichtung auf eine Solldrehwinkelstellung einstellbar ist, und wobei eine Istdrehwinkelstellung der Exzenterwelle mittels eines Drehwinkelsensors ermittelbar ist.The invention also relates to a multi-link crank drive for an internal combustion engine, in particular for carrying out the method described above, with at least one rotatably mounted on a crank pin of a crankshaft coupling member and at least one rotatably mounted on a crank pin eccentric shaft Anlenkpleuelstange, wherein the coupling member pivotally connected to a piston piston rod of a piston the internal combustion engine and is pivotally connected to the Anlenkpleuelstange, wherein the eccentric shaft is adjustable by means of an adjusting device to a desired rotational position, and wherein a Istdrehwinkelstellung the eccentric shaft by means of a rotational angle sensor can be determined.

Dabei ist vorgesehen, dass der Mehrgelenkskurbeltrieb dazu ausgebildet ist, die Iststromstärke des zum Einhalten der Solldrehwinkelstellung von der Stellvorrichtung benötigten Stroms zu ermitteln, und dass vorgesehen ist, bei Unterschreiten einer Schwellenstromstärke durch die Iststromstärke auch bei Übereinstimmung der Istdrehwinkelstellung mit der Solldrehwinkelstellung auf einen Fehler des Mehrgelenkskurbeltriebs zu erkennen.It is provided that the multi-joint crank mechanism is designed to determine the current required to maintain the Solldrehwinkelstellung of the actuator current, and is provided that falls below a threshold current through the Iststromstärke even if the Istdrehwinkelstellung with the Solldrehwinkelstellung on a fault of Recognize multi-joint crank drive.

Auf die Vorteile einer derartigen Ausgestaltung des Mehrgelenkskurbeltriebs beziehungsweise eines derartigen Verfahrens wurde bereits hingewiesen. Sowohl das Verfahren als auch der Mehrgelenkskurbeltrieb können gemäß den vorstehenden Ausführungen weitergebildet sein, sodass insoweit auf diese verwiesen wird.The advantages of such an embodiment of the multi-link crank drive or of such a method have already been pointed out. Both the method and the multi-link crank mechanism can be developed according to the above explanations, so that reference is made to this extent.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Stellvorrichtung ein Getriebe mit einem auf der Exzenterwelle drehfest angeordneten Abtriebsrad umfasst. Es ist also vorgesehen, die Exzenterwelle unmittelbar mittels des Abtriebsrads auf die gewünschte Drehwinkelstellung beziehungsweise Istdrehwinkelstellung einzustellen, wobei das Abtriebsrad Bestandteil des Getriebes ist. Das Abtriebsrad wird beispielsweise von einer der Stellvorrichtung zugeordneten Antriebseinrichtung angetrieben. Vorzugsweise ermöglicht die Stellvorrichtung das Einstellen innerhalb eines Drehwinkelbereichs von maximal 270°, insbesondere maximal 180°. Es können jedoch auch kleinere Drehwinkelbereiche von beispielsweise maximal 90° realisiert sein.In a further embodiment of the invention it is provided that the adjusting device comprises a gear with a driven wheel rotatably mounted on the eccentric shaft. It is therefore intended to adjust the eccentric shaft directly by means of the driven gear to the desired rotational position or Istdrehwinkelstellung, the output gear is part of the transmission. The driven wheel is driven, for example, by a drive device associated with the adjusting device. Preferably, the adjusting device allows setting within a rotation angle range of a maximum of 270 °, in particular a maximum of 180 °. However, smaller rotational angle ranges of, for example, a maximum of 90 ° can be realized.

Mithilfe des Abtriebsrads ist ein schnelleres und genaueres Einstellen der Drehwinkelstellung möglich als mit aus dem Stand der Technik bekannten Konstruktionen. Auch ist eine geringere Teileanzahl notwendig, insbesondere entfallen Hebel einer eventuell vorgesehenen Hebelanordnung. Somit ist der während des Betriebs des Mehrgelenkskurbeltriebs auftretende Verschleiß reduziert und entsprechend ein wartungsarmer Betrieb möglich.By means of the output gear, a faster and more accurate adjustment of the angular position is possible as with known from the prior art constructions. Also, a smaller number of parts is necessary, in particular omitted lever of a possibly provided lever assembly. Thus, the wear occurring during operation of the multi-joint crank drive is reduced and accordingly a low-maintenance operation possible.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Getriebe ein Schneckengetriebe ist, wobei das Abtriebsrad als Schneckenrad vorliegt und eine mit dem Schneckenrad wirkverbundene Schnecke ein Antriebselement des Getriebes bildet, das mittels einer Antriebseinrichtung der Stellvorrichtung antreibbar ist. Das Antriebsrad wird also mittels des Antriebselements angetrieben, sodass ein Drehmoment zur Drehwinkelverstellung der Exzenterwelle auf dieses aufgebracht wird. Zu diesem Zweck ist das Antriebselement unmittelbar oder mittelbar mit der Antriebseinrichtung wirkverbunden. Das Schneckengetriebe ist ein Schraubwälzgetriebe und besteht aus dem Schneckenrad und der Schnecke.In a particularly preferred embodiment of the invention, it is provided that the transmission is a worm gear, wherein the output gear is present as a worm wheel and a worm operatively connected to the worm gear forms a drive element of the transmission, which is drivable by means of a drive device of the adjusting device. The drive wheel is thus driven by means of the drive element, so that a torque for adjusting the rotational angle of the eccentric shaft is applied to this. For this purpose, the drive element is directly or indirectly operatively connected to the drive device. The worm gear is a Schraubwälzgetriebe and consists of the worm and the worm.

Das Schneckenrad ist insbesondere als Zahnrad ausgebildet, welches in die üblicherweise schraubenförmig ausgestaltete Schnecke eingreift. Die Schnecke ist beispielsweise Bestandteil einer Welle, welche zu diesem Zweck mit wenigstens einem Schraubengang versehen ist, oder alternativ drehfest mit einer Welle verbunden. Das Schneckenrad stellt nun das Abtriebsrad dar, welches mit der Exzenterwelle drehfest verbunden ist. Das Antriebselement dagegen wird von der Schnecke gebildet. Letzteres ist mittels der Antriebseinrichtung antreibbar. Das Schneckengetriebe ist vorzugsweise ohne Selbsthemmung ausgelegt, beispielsweise mit einem Übersetzungsverhältnis von i = 7 bis 10.The worm wheel is designed in particular as a toothed wheel, which engages in the usually helically configured worm. The worm is for example part of a shaft, which is provided for this purpose with at least one screw thread, or alternatively rotatably connected to a shaft. The worm now represents the output gear, which is rotatably connected to the eccentric shaft. The drive element, however, is formed by the screw. The latter can be driven by means of the drive device. The worm gear is preferably designed without self-locking, for example with a transmission ratio of i = 7 to 10.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigt:The invention will be explained in more detail with reference to the embodiments illustrated in the drawings, without any limitation of the invention. Showing:

1 eine perspektive Ansicht eines Bereichs einer Brennkraftmaschine, und 1 a perspective view of an area of an internal combustion engine, and

2 ein Diagramm, in welchem eine Iststromstärke einer Stellvorrichtung über der Zeit aufgetragen ist. 2 a diagram in which an actual current of an adjusting device is plotted over time.

Die 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Bereichs einer Brennkraftmaschine 1, welche beispielsweise als Reihenbrennkraftmaschine, insbesondere als Viertakt-Vierzylinder-Reihenbrennkraftmaschine, vorliegt. Die Brennkraftmaschine 1 verfügt über eine Kurbelwelle 2 und wenigstens einen Kolben 3 (hier: vier Kolben 3). Der Kolben 3 beziehungsweise die Kolben 3 sind jeweils in einem von hier nicht dargestellten Zylindern der Brennkraftmaschine 1 beweglich gelagert. Jeder der Kolben 3 ist über eine Kolbenpleuelstange 4 mit der Kurbelwelle 2 wirkverbunden.The 1 shows a perspective view of a portion of an internal combustion engine 1 which, for example, as Series internal combustion engine, in particular as a four-stroke four-cylinder inline internal combustion engine, is present. The internal combustion engine 1 has a crankshaft 2 and at least one piston 3 (here: four pistons 3 ). The piston 3 or the pistons 3 are each in a cylinder, not shown here, of the internal combustion engine 1 movably mounted. Each of the pistons 3 is via a piston connecting rod 4 with the crankshaft 2 operatively connected.

Die Kurbelwelle 2 ist in hier nicht dargestellten Wellenlagern eines ebenfalls nicht dargestellten Zylinderkurbelgehäuses der Brennkraftmaschine 1 drehbar gelagert und weist mehrere zur Lagerung dienende zylindrische Wellenzapfen sowie wenigstens einen Hubzapfen (hier nicht erkennbar) auf, dessen Längsmittelachse parallel zu einer Drehachse 5 der Kurbelwelle 2 versetzt ist. Üblicherweise liegen ebenso viele Hubzapfen wie Kolben 3 beziehungsweise Kolbenpleuelstangen 4 vor, sodass in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel vier Hubzapfen vorliegen, deren Längsmittelachsen in unterschiedlichen Winkelausrichtungen parallel zu der Drehachse 5 der Kurbelwelle 2 versetzt sind.The crankshaft 2 is not shown in shaft bearings of a cylinder crankcase, also not shown, of the internal combustion engine 1 rotatably mounted and has a plurality of serving for supporting cylindrical shaft journals and at least one crank pin (not visible here), the longitudinal center axis parallel to a rotation axis 5 the crankshaft 2 is offset. Usually there are just as many crank pins as pistons 3 or piston connecting rods 4 before, so that in the embodiment shown here, four crank pins are present, the longitudinal center axes in different angular orientations parallel to the axis of rotation 5 the crankshaft 2 are offset.

Die Brennkraftmaschine 1 umfasst weiter eine Exzenterwelle 6, die eine zur Drehachse 5 der Kurbelwelle 2 parallele Drehachse 7 aufweist. Die Exzenterwelle 6 ist beispielsweise neben der Kurbelwelle 2 sowie etwas unterhalb von dieser im Zylinderkurbelgehäuse drehbar gelagert. Sie ist über einen Mehrgelenkskurbeltrieb 8 mit der Kurbelwelle 2 gekoppelt. Neben der Kurbelwelle 2 und der Exzenterwelle 6 umfasst der Mehrgelenkskurbeltrieb 8 wenigstens ein Koppelglied 9, welches auf dem Hubzapfen der Kurbelwelle 2 drehbar gelagert ist. Üblicherweise sind ebenso viele Koppelglieder 9 wie Kolben 3 beziehungsweise Kolbenpleuelstangen 4 vorhanden, sodass in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel vier Koppelglieder 9 vorliegen, die jeweils auf einem der Hubzapfen der Kurbelwelle 2 drehbar gelagert sind.The internal combustion engine 1 further includes an eccentric shaft 6 one to the axis of rotation 5 the crankshaft 2 parallel axis of rotation 7 having. The eccentric shaft 6 is, for example, next to the crankshaft 2 as well as slightly below this rotatably mounted in the cylinder crankcase. It is about a multi-joint crank drive 8th with the crankshaft 2 coupled. Next to the crankshaft 2 and the eccentric shaft 6 includes the multi-link crank drive 8th at least one coupling link 9 , which is on the crankpin of the crankshaft 2 is rotatably mounted. Usually, there are just as many coupling links 9 like pistons 3 or piston connecting rods 4 present, so in the embodiment shown here four coupling links 9 present, each on one of the crankpin crankshaft 2 are rotatably mounted.

Jedes der Koppelglieder 9 weist einen Hubarm 10 auf, der über ein Schwenkgelenk 11 schwenkbar mit einem unteren Ende von einem der Kolbenpleuelstangen 4 verbunden ist. Ein oberes Ende der jeweiligen Kolbenpleuelstange 4 ist über ein weiteres Schwenkgelenk 12 am zugehörigen Kolben 3 angelenkt. Insgesamt ist also jeder der Kolben 3 über die jeweilige Kolbenpleuelstange 4 und das jeweilige Koppelglied 9 mit der Kurbelwelle 2 wirkverbunden.Each of the coupling links 9 has a lift arm 10 on, over a swivel joint 11 pivotable with a lower end of one of the piston connecting rods 4 connected is. An upper end of the respective Kolbenpleuelstange 4 is about another swivel joint 12 on the associated piston 3 hinged. Overall, therefore, each of the pistons 3 over the respective Kolbenpleuelstange 4 and the respective coupling member 9 with the crankshaft 2 operatively connected.

Der Mehrgelenkskurbeltrieb umfasst weiter eine der Anzahl der Kolbenpleuelstangen 4 und der Koppelglieder 9 entsprechende Anzahl von Anlenkpleuelstangen 13. Diese sind vorzugsweise ungefähr parallel zu den Kolbenpleuelstangen 4 ausgerichtet und in axialer Richtung der Kurbelwelle 2 und der Exzenterwelle 6 jeweils in etwa derselben Ebene wie die dazugehörige Kolbenpleuelstange 4, jedoch auf der entgegengesetzten Seite der Kurbelwelle 2, angeordnet. Jede Anlenkpleuelstange 13 umfasst eine Pleuelstange 14 und zwei an entgegengesetzten Enden der Pleuelstange 14 angeordnete Pleuelaugen 15 und 16, insbesondere mit unterschiedlichen inneren Durchmessern.The multi-link crank drive further includes one of the number of piston connecting rods 4 and the coupling links 9 corresponding number of Anlenkpleuelstangen 13 , These are preferably approximately parallel to the Kolbenpleuelstangen 4 aligned and in the axial direction of the crankshaft 2 and the eccentric shaft 6 each in about the same plane as the associated Kolbenpleuelstange 4 but on the opposite side of the crankshaft 2 arranged. Each articulated connecting rod 13 includes a connecting rod 14 and two at opposite ends of the connecting rod 14 arranged connecting rod eyes 15 and 16 , in particular with different inner diameters.

Das Pleuelauge 16 jeder Anlenkpleuelstange 13 am unteren Ende der Pleuelstange 14 umgibt einen in Bezug zur Drehachse 7 der Exzenterwelle 6 exzentrischen Hubzapfen 17 der Exzenterwelle 6, auf dem die Anlenkpleuelstange 13 mittels eines Drehlagers 18 drehbar gelagert ist. Das Pleuelauge 15 am oberen Ende der Pleuelstange 14 jeder Anlenkpleuelstange 13 bildet einen Teil eines Schwenkgelenks 19 zwischen der Anlenkpleuelstange 13 und einem Koppelarm 20 des benachbarten Koppelglieds 9, der auf der zum Hubarm 10 entgegengesetzten Seite der Kurbelwelle 2 über diese übersteht. Die Exzenterwelle 6 weist zwischen benachbarten exzentrischen Hubzapfen 17 sowie an ihren Stirnenden zur Lagerung der Exzenterwelle 6 in Wellenlagern dienende, zur Drehachse 7 koaxiale Wellenabschnitte 21 auf.The connecting rod eye 16 each articulated connecting rod 13 at the lower end of the connecting rod 14 surrounds one with respect to the axis of rotation 7 the eccentric shaft 6 eccentric crankpin 17 the eccentric shaft 6 on which the articulated connecting rod 13 by means of a rotary bearing 18 is rotatably mounted. The connecting rod eye 15 at the upper end of the connecting rod 14 each articulated connecting rod 13 forms part of a swivel joint 19 between the Anlenkpleuelstange 13 and a coupling arm 20 of the adjacent coupling member 9 who is on the lift arm 10 opposite side of the crankshaft 2 survives on these. The eccentric shaft 6 points between adjacent eccentric crank pins 17 and at their ends for supporting the eccentric shaft 6 serving in shaft bearings, to the axis of rotation 7 coaxial shaft sections 21 on.

Abgesehen von einer variablen Verdichtung kann mittels der zuvor beschriebenen Anordnung auch die Neigung der Kolbenpleuel 4 in Bezug zur Zylinderachse der zugehörigen Zylinder während der Drehung der Kurbelwelle 2 verringert werden, was zu einer Verringerung der Kolbenseitenkräfte und damit der Reibkräfte zwischen dem Kolben 3 und Zylinderwänden der Zylinder führt. Insgesamt kann mit dem hier beschriebenen Mehrgelenkskurbeltrieb 8 ein Arbeitshub der Kolben 3 in Abhängigkeit von einem momentanen Arbeitstakt der Brennkraftmaschine 1 gewählt werden.Apart from a variable compression can by means of the arrangement described above, the inclination of Kolbenpleuel 4 with respect to the cylinder axis of the associated cylinders during rotation of the crankshaft 2 can be reduced, resulting in a reduction of the piston side forces and thus the frictional forces between the piston 3 and cylinder walls of the cylinder leads. Overall, with the multi-link crank drive described here 8th a working stroke of the pistons 3 in response to a momentary power stroke of the internal combustion engine 1 to get voted.

Weiter weist die Brennkraftmaschine 1 beziehungsweise der Mehrgelenkskurbeltrieb 8 eine Stellvorrichtung 22 auf, mittels welcher die Istdrehwinkelstellung der Exzenterwelle 6 innerhalb eines bestimmten Drehwinkelbereichs einstellbar ist. Die Stellvorrichtung 22 weist ein Getriebe 23 mit einem auf der Exzenterwelle 6 drehfest angeordneten Abtriebsrad 24 auf. Ein mit dem Abtriebsrad 24 wirkverbundenes Antriebselement 25 ist mittels einer Antriebseinrichtung 26 antreibbar. Die Antriebseinrichtung 26 ist beispielsweise ein kleinbauender Elektromotor, welcher insbesondere bei hoher Drehzahl, jedoch mit niedrigem Drehmoment betrieben wird.Next, the internal combustion engine 1 or the multi-joint crank drive 8th an actuator 22 on, by means of which the Istdrehwinkelstellung the eccentric shaft 6 is adjustable within a certain angle of rotation range. The adjusting device 22 has a gearbox 23 with one on the eccentric shaft 6 rotatably mounted output gear 24 on. One with the output gear 24 Actively connected drive element 25 is by means of a drive device 26 drivable. The drive device 26 is, for example, a small-sized electric motor, which is operated in particular at high speed, but with low torque.

Das Getriebe 23 liegt in der hier dargestellten Ausführungsform als Schneckengetriebe vor. Das bedeutet, dass das Antriebselement 25 als Schnecke, und das Abtriebsrad 24 als Schneckenrad ausgebildet sind. Das Schneckengetriebe ist vorzugsweise nicht selbsthemmend ausgebildet. Das bedeutet, dass sowohl eine Drehbewegung der Antriebseinrichtung 26 auf das Abtriebsrad 24 übertragen wird, als auch in die umgekehrte Richtung. Das Antriebselement 25 ist auf einer Antriebswelle 27 angeordnet beziehungsweise drehfest mit dieser verbunden. Die Antriebswelle 27 ist über ein Untersetzungsgetriebe 28, welches als Planetengetriebe ausgebildet sein kann, von der Antriebseinrichtung 26 antreibbar.The gear 23 is in the embodiment shown here as a worm gear before. That means the drive element 25 as a worm, and the driven wheel 24 are designed as worm wheel. The worm gear is preferably not self-locking. This means that both a rotational movement of the drive device 26 on the output gear 24 is transmitted, as well as in the opposite direction. The drive element 25 is on a drive shaft 27 arranged or rotatably connected thereto. The drive shaft 27 is via a reduction gear 28 , which may be formed as a planetary gear, from the drive means 26 drivable.

Aufgrund der Exzentrizität der Hubzapfen 17 der Exzenterwelle 6 bezüglich der Drehachse 7 der Exzenterwelle 6 bewirken die Anlenkpleuelstangen 13 beziehungsweise die über diese übertragenen Kräfte ein Drehmoment auf die Exzenterwelle 6, welches von der Istdrehwinkelstellung der Exzenterwelle 6, also einer momentan vorliegenden Drehstellung der Exzenterwelle 6, abhängt. Es ist deutlich zu erkennen, dass die Koben 3, die Kolbenpleuelstangen 4, die Koppelglieder 9 und/oder die Anlenkpleuelstangen 13 über die Exzenterwelle 6 mit der Stellvorrichtung 22 wirkverbunden sind. Entfällt eine dieser Wirkverbindungen, so reduziert sich nachvollziehbarerweise das von der Stellvorrichtung 22 zu erzeugende Drehmoment beziehungsweise Stellmoment, welches notwendig ist, um die Istdrehwinkelstellung der Exzenterwelle 6 auf einer Solldrehwinkelstellung zu halten.Due to the eccentricity of the crank pin 17 the eccentric shaft 6 with respect to the axis of rotation 7 the eccentric shaft 6 cause the Anlenkpleuelstangen 13 or the forces transmitted via this torque on the eccentric shaft 6 , Which of the Istdrehwinkelstellung the eccentric shaft 6 , So a currently present rotational position of the eccentric shaft 6 , depends. It can be clearly seen that the hoops 3 , the piston connecting rods 4 , the coupling links 9 and / or the Anlenkpleuelstangen 13 over the eccentric shaft 6 with the adjusting device 22 are actively connected. If one of these active compounds is omitted, this is understandably reduced by the adjusting device 22 to be generated torque or actuating torque, which is necessary to the Istdrehwinkelstellung the eccentric shaft 6 to keep at a desired angular position.

Es ist nun zum einen vorgesehen, die Istdrehwinkelstellung der Exzenterwelle 6 mittels eines Drehwinkelsensors 29 zu ermitteln, welcher hier lediglich beispielsweise angedeutet ist. Zudem soll die Iststromstärke des zum Einhalten der Solldrehwinkelstellung von der Stellvorrichtung 22 benötigten Stroms ermittelt werden. Wird nun eine Schwellenstromstärke durch die Iststromstärke unterschritten, so wird auch bei Übereinstimmung der Istdrehwinkelstellung mit der Solldrehwinkelstellung auf einen Fehler des Mehrgelenkskurbeltriebs 8 erkannt. Besonders bevorzugt wird zudem die Position einer Beschädigung der Exzenterwelle 6, insoweit also eine Beschädigungsposition, mithilfe der Iststromstärke ermittelt.It is now provided on the one hand, the Istdrehwinkelstellung the eccentric shaft 6 by means of a rotation angle sensor 29 to determine which is merely indicated here for example. In addition, the actual current strength to comply with the target rotational angle position of the adjusting device 22 required current can be determined. If a threshold current intensity is now undershot by the actual current intensity, then even if the actual rotational angle position coincides with the nominal rotational angle position, an error of the multi-link crank drive will result 8th recognized. In addition, the position of damage to the eccentric shaft is particularly preferred 6 , So far as a damaged position, using the Iststromstärke determined.

Die 2 zeigt hierzu ein Diagramm, in welchem die Iststromstärke I über der Zeit t rein beispielhaft aufgetragen ist. Es wird deutlich, dass in dem Zeitraum t0 ≤ t < t1 eine Iststromstärke von I = I0 vorliegt. Dies entspricht einer Schwellenstromstärke I0, welche von der Stellvorrichtung 22 benötigt wird, um die Istdrehwinkelstellung der Exzenterwelle 6 auf der Solldrehwinkelstellung zu halten. Die Schwellenstromstärke I0 ist beispielsweise die über die Zeit t gemittelte Iststromstärke I. Alternativ kann die Schwellenstromstärke I0 auch anhand einer mathematischen Beziehung, einer Tabelle und/oder eines Kennfelds ermittelt werden, beispielsweise mit der Istdrehwinkelstellung als Eingangsgröße.The 2 shows a diagram in which the actual current I over the time t purely by way of example is plotted. It becomes clear that an actual current intensity of I = I 0 is present in the period t 0 ≦ t <t 1 . This corresponds to a threshold current I 0 , which of the adjusting device 22 is needed to the Istdrehwinkelstellung the eccentric shaft 6 to keep at the Solldrehwinkelstellung. The threshold current intensity I 0 is, for example, the actual current intensity I averaged over time t. Alternatively, the threshold current intensity I 0 can also be determined on the basis of a mathematical relationship, a table and / or a characteristic map, for example with the actual rotational angular position as input variable.

Tritt nun eine Beschädigung der Exzenterwelle 6, beispielsweise ein Bruch der Exzenterwelle 6, auf, so kann es vorkommen, dass nicht mehr alle Anlenkpleuelstangen 13 über die Exzenterwelle 6 mit der Stellvorrichtung 22 wirkverbunden sind. In dem hier dargestellten Beispiel tritt zunächst ein Bruch der Exzenterwelle zwischen den beiden Anlenkpleuelstangen 13 auf, welche der Stellvorrichtung 22 am weitesten abgewandt sind. Insoweit entfällt die Wirkverbindung einer der Anlenkpleuelstangen 13 zu der Stellvorrichtung 22. Entsprechend reduziert sich das von der Stellvorrichtung 22 zu erzeugende Stellmoment. Dies schlägt sich in einer Reduzierung der Iststromstärke I nieder, sodass diese nachfolgend in dem Zeitraum t1 ≤ t < t2 nur noch I = I1 beträgt, wobei I1 < I0.Now occurs a damage to the eccentric shaft 6 , For example, a fraction of the eccentric shaft 6 , on, it may happen that not all articulated connecting rods 13 over the eccentric shaft 6 with the adjusting device 22 are actively connected. In the example shown here, a break of the eccentric shaft between the two Anlenkpleuelstangen first occurs 13 on which of the actuator 22 farthest away. In that regard, the operative connection of one of the Anlenkpleuelstangen deleted 13 to the actuator 22 , Accordingly, this is reduced by the actuator 22 to be generated actuating torque. This is reflected in a reduction of the Iststromstärke I, so that they in the time interval t 1 following ≤ t <t 2 only is I = I 1, wherein I 1 <I 0th

Nachfolgend tritt ein weiterer Bruch der Exzenterwelle 6 auf, sodass für den Zeitraum t ≤ t2 die Iststromstärke I = I2 ist, wobei I2 < I1 < I0. Der weitere Bruch der Exzenterwelle 6 liegt ungefähr in der Mitte der Exzenterwelle 6 vor, sodass insoweit eine Wirkverbindung zwischen einer weiteren der Pleuelstange 13 und der Stellvorrichtung 22 entfällt. Dem Diagramm ist deutlich zu entnehmen, dass der Betrag der Reduktion ähnlich ist wie der vorhergehende, sodass also insoweit I0 – I1 ≈ I1 – I2 entspricht. Aus der Stromstärkendifferenz zwischen der Schwellenstromstärke I0 und der Iststromstärke kann insoweit auf die Anzahl der Anlenkpleuelstangen 13 geschlossen werden, welche nicht mehr über die Exzenterwelle 6 mit der Stellvorrichtung 22 wirkverbunden sind. Entsprechend kann daraus auch die Beschädigungsposition zumindest näherungsweise bestimmt werden.Subsequently, another fraction of the eccentric shaft occurs 6 on, so that for the period t ≤ t 2, the actual current intensity I = I 2 , where I 2 <I 1 <I 0 . The further break of the eccentric shaft 6 is approximately in the middle of the eccentric shaft 6 before, so that in this respect an operative connection between another of the connecting rod 13 and the actuator 22 eliminated. It can be clearly seen from the diagram that the amount of the reduction is similar to the previous one, so that insofar I 0 - I 1 ≈ I 1 - I 2 corresponds. From the current intensity difference between the threshold current intensity I 0 and the actual current intensity can so far on the number of Anlenkpleuelstangen 13 be closed, which no longer on the eccentric shaft 6 with the adjusting device 22 are actively connected. Accordingly, the damage position can be determined from this at least approximately.

Claims (10)

Verfahren zum Betreiben eines Mehrgelenkskurbeltriebs (8) für eine Brennkraftmaschine (1), mit wenigstens einem drehbar auf einem Hubzapfen einer Kurbelwelle (2) gelagerten Koppelglied (9) und wenigstens einer drehbar auf einem Hubzapfen (17) einer Exzenterwelle (6) gelagerten Anlenkpleuelstange (13), wobei das Koppelglied (9) schwenkbar mit einer Kolbenpleuelstange (4) eines Kolbens (3) der Brennkraftmaschine (1) und schwenkbar mit der Anlenkpleuelstange (13) verbunden ist, wobei die Exzenterwelle (6) mittels einer Stellvorrichtung (22) auf eine Solldrehwinkelstellung eingestellt wird, und wobei eine Istdrehwinkelstellung der Exzenterwelle (5) mittels eines Drehwinkelsensors (29) ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Iststromstärke des zum Einhalten der Solldrehwinkelstellung von der Stellvorrichtung (22) benötigten Stroms ermittelt wird, und dass bei Unterschreiten einer Schwellenstromstärke durch die Iststromstärke auch bei Übereinstimmung der Istdrehwinkelstellung mit der Solldrehwinkelstellung auf einen Fehler des Mehrgelenkskurbeltriebs (8) erkannt wird.Method for operating a multi-link crank drive ( 8th ) for an internal combustion engine ( 1 ), with at least one rotatable on a crankpin of a crankshaft ( 2 ) mounted coupling member ( 9 ) and at least one rotatable on a crank pin ( 17 ) of an eccentric shaft ( 6 ) Anlenkpleuelstange mounted ( 13 ), wherein the coupling member ( 9 ) pivotable with a piston connecting rod ( 4 ) of a piston ( 3 ) of the internal combustion engine ( 1 ) and pivotable with the Anlenkpleuelstange ( 13 ), wherein the eccentric shaft ( 6 ) by means of an adjusting device ( 22 ) is set to a desired rotational position, and wherein a Istdrehwinkelstellung the eccentric shaft ( 5 ) by means of a rotation angle sensor ( 29 ) is determined, characterized in that the actual current strength of the to maintain the desired rotational position of the adjusting device ( 22 ) Current is determined, and that falls below a threshold current through the actual current even if the Istdrehwinkelstellung with the desired rotational position to a fault of the multi-joint crank drive ( 8th ) is recognized. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Fehler eine Beschädigung der Exzenterwelle (6) vorliegt. A method according to claim 1, characterized in that as a fault damage to the eccentric shaft ( 6 ) is present. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus der Schwellenstromstärke, der Iststromstärke sowie der Anzahl der Anlenkpleuelstangen (13) eine Beschädigungsposition ermittelt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that from the threshold current intensity, the actual current strength and the number of Anlenkpleuelstangen ( 13 ) a damage position is determined. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellvorrichtung (22) zum Einhalten der Solldrehwinkelstellung gesteuert und/oder geregelt betrieben wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the adjusting device ( 22 ) is controlled to maintain the desired rotational position and / or operated regulated. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Regeln der Stellvorrichtung (22) die Solldrehwinkelstellung und die Istdrehwinkelstellung herangezogen werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that in the regulation of the adjusting device ( 22 ) the desired rotational position and the Istdrehwinkelstellung be used. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass anhand der Iststromstärke die mittels des Drehwinkelsensors (29) ermittelte Istdrehwinkelstellung plausibilisiert wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that, on the basis of the actual current intensity, the value determined by means of the rotation angle sensor ( 29 ) determined Istdrehwinkelstellung is plausibility. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein auf die Reduktion des Verdichtungsverhältnisses der Brennkraftmaschine (1) gerichtetes Verstellen der Istdrehwinkelstellung zumindest teilweise durchgeführt wird, während eine auf eine der Kolbenpleuelstangen (4) wirkende Kraft auf der Exzenterwelle (6) ein unterstützendes Drehmoment erzeugt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a reduction of the compression ratio of the internal combustion engine ( 1 ) directed adjustment of Istdrehwinkelstellung is at least partially performed, while one on one of Kolbenpleuelstangen ( 4 ) acting force on the eccentric shaft ( 6 ) generates a supporting torque. Mehrgelenkskurbeltrieb (8) für eine Brennkraftmaschine (1), insbesondere zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, mit wenigstens einem drehbar auf einem Hubzapfen einer Kurbelwelle (2) gelagerten Koppelglied (9) und wenigstens einer drehbar auf einem Hubzapfen (17) einer Exzenterwelle (6) gelagerten Anlenkpleuelstange (13), wobei das Koppelglied (9) schwenkbar mit einer Kolbenpleuelstange (4) eines Kolbens (3) der Brennkraftmaschine (1) und schwenkbar mit der Anlenkpleuelstange (13) verbunden ist, wobei die Exzenterwelle (6) mittels einer Stellvorrichtung (22) auf eine Solldrehwinkelstellung einstellbar ist, und wobei eine Istdrehwinkelstellung der Exzenterwelle (6) mittels eines Drehwinkelsensors (29) ermittelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Mehrgelenkskurbeltrieb (8) dazu ausgebildet ist, die Iststromstärke des zum Einhalten der Solldrehwinkelstellung von der Stellvorrichtung (22) benötigten Stroms zu ermitteln, und dass vorgesehen ist, bei Unterschreiten einer Schwellenstromstärke durch die Iststromstärke auch bei Übereinstimmung der Istdrehwinkelstellung mit der Solldrehwinkelstellung auf einen Fehler des Mehrgelenkskurbeltriebs (8) zu erkennen.Multi-link crank drive ( 8th ) for an internal combustion engine ( 1 ), in particular for carrying out the method according to one or more of the preceding claims, with at least one rotatable on a crankpin of a crankshaft ( 2 ) mounted coupling member ( 9 ) and at least one rotatable on a crank pin ( 17 ) of an eccentric shaft ( 6 ) Anlenkpleuelstange mounted ( 13 ), wherein the coupling member ( 9 ) pivotable with a piston connecting rod ( 4 ) of a piston ( 3 ) of the internal combustion engine ( 1 ) and pivotable with the Anlenkpleuelstange ( 13 ), wherein the eccentric shaft ( 6 ) by means of an adjusting device ( 22 ) is adjustable to a desired rotational position, and wherein a Istdrehwinkelstellung the eccentric shaft ( 6 ) by means of a rotation angle sensor ( 29 ) can be determined, characterized in that the multi-joint crank drive ( 8th ) is adapted to the actual current strength of the to maintain the desired rotational position of the adjusting device ( 22 ) and that is provided, when falling below a threshold current strength by the actual current even when the Istdrehwinkelstellung with the desired rotational position to a fault of the multi-joint crank drive ( 8th ) to recognize. Mehrgelenkskurbeltrieb nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellvorrichtung (22) ein Getriebe (23) mit einem auf der Exzenterwelle (6) drehfest angeordneten Abtriebsrad (24) umfasst.Multi-link crank drive according to claim 8, characterized in that the adjusting device ( 22 ) a gearbox ( 23 ) with one on the eccentric shaft ( 6 ) rotatably mounted driven gear ( 24 ). Mehrgelenkskurbeltrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (23) ein Schneckengetriebe ist, wobei das Abtriebsrad (24) als Schneckenrad vorliegt und eine mit dem Schneckenrad wirkverbundene Schnecke ein Antriebselement (25) des Getriebes (23) bildet, das mittels einer Antriebseinrichtung (26) der Stellvorrichtung (22) antreibbar ist.Multi-link crank drive according to one of the preceding claims, characterized in that the transmission ( 23 ) is a worm gear, wherein the output gear ( 24 ) is present as a worm wheel and a worm gear operatively connected to the worm a drive element ( 25 ) of the transmission ( 23 ), which by means of a drive device ( 26 ) of the adjusting device ( 22 ) is drivable.
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