DE102017009906A1 - Actuating device for a valve train of an internal combustion engine, in particular for a motor vehicle, and method for operating such an actuator - Google Patents

Actuating device for a valve train of an internal combustion engine, in particular for a motor vehicle, and method for operating such an actuator Download PDF

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Klaus-Peter Weidner
Joachim Will
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung (10) für einen Ventiltrieb einer Verbrennungskraftmaschine, mit einem elektrisch betreibbaren Aktor (18), und mit wenigstens einem Stößel (14), welcher mittels des Aktors (18) durch Bestromen des Aktors (18) aus einer Ausgangsstellung (A) in eine Betätigungsstellung (B) bewegbar und dazu ausgebildet ist, in der Betätigungsstellung (B) in eine Schaltkulisse einzugreifen, um dadurch eine axiale Verschiebung wenigstens eines Nockenelements relativ zu wenigstens einer Nockenwelle zu bewirken wobei die Betätigungsvorrichtung (10) dazu ausgebildet ist, mittels des Aktors (18) durch Bestromen des Aktors (18) eine Bewegung des Stößels (14) aus der Betätigungsstellung (B) in die Ausgangsstellung (A) zu dämpfen.

Figure DE102017009906A1_0000
The invention relates to an actuating device (10) for a valve drive of an internal combustion engine, with an electrically operable actuator (18), and with at least one plunger (14), which by means of the actuator (18) by energizing the actuator (18) from a starting position (18). A) is movable into an actuating position (B) and adapted to engage in the actuating position (B) in a shift gate, thereby causing an axial displacement of at least one cam member relative to at least one camshaft, wherein the actuating device (10) is adapted to by means of the actuator (18) by energizing the actuator (18) to damp a movement of the plunger (14) from the operating position (B) in the starting position (A).
Figure DE102017009906A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung für einen Ventiltrieb einer Verbrennungskraftmaschine, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Betätigungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 3.The invention relates to an actuating device for a valve drive of an internal combustion engine, in particular for a motor vehicle, according to the preamble of patent claim 1. The invention further relates to a method for operating such an actuating device according to the preamble of patent claim 3.

Eine solche Betätigungsvorrichtung für einen Ventiltrieb einer Verbrennungskraftmaschine, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, sowie ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Betätigungsvorrichtung sind beispielsweise bereits aus der DE 10 2008 029 324 A1 als bekannt zu entnehmen. Die Betätigungsvorrichtung umfasst dabei einen elektrisch betreibbaren Aktor sowie einen Stößel, welcher durch Bestromen des Aktors aus einer Ausgangsstellung in eine Betätigungsstellung bewegbar ist. Unter dem Bestromen des Aktors ist zu verstehen, dass der Aktor mit elektrischer Energie beziehungsweise elektrischem Strom versorgt wird, sodass beispielsweise die elektrische Energie, mit welcher der Aktor versorgt wird, durch wenigstens eine Spule des Aktors fließt. Der Stößel ist ferner dazu ausgebildet, in der Betätigungsstellung in eine Schaltkulisse einzugreifen, um dadurch eine axiale Verschiebung wenigstens eines Nockenelements relativ zu wenigstens einer Nockenwelle zu bewirken. Dadurch kann beispielsweise eine Variierung wenigstens eines Hubs und/oder von Steuerzeiten wenigstens eines Ventils der Verbrennungskraftmaschine bewirkt werden.Such an actuating device for a valve train of an internal combustion engine, in particular for a motor vehicle, as well as a method for operating such an actuating device, for example, already from the DE 10 2008 029 324 A1 to be known as known. The actuating device comprises an electrically operable actuator and a plunger, which is movable by energizing the actuator from an initial position into an actuating position. By energizing the actuator is to be understood that the actuator is supplied with electrical energy or electrical current, so that, for example, the electrical energy with which the actuator is supplied, flows through at least one coil of the actuator. The plunger is further adapted to engage in the actuating position in a shift gate, thereby causing an axial displacement of at least one cam member relative to at least one camshaft. As a result, for example, a variation of at least one stroke and / or of control times of at least one valve of the internal combustion engine can be effected.

Des Weiteren offenbart die DE 199 08 899 A1 ein Elektromagnetventil mit einem durch eine Rückstellfeder in Richtung auf eine erste Endstellung vorgespannten Anker, in der ein Stößel eine erste Ventil-Schaltstellung einnimmt.Furthermore, the DE 199 08 899 A1 a solenoid valve with a biased by a return spring toward a first end position anchor, in which a plunger assumes a first valve switching position.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Betätigungsvorrichtung und ein Verfahren der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass ein besonders vorteilhaftes Geräuschverhalten realisiert werden kann.Object of the present invention is to further develop an actuator and a method of the type mentioned in such a way that a particularly advantageous noise behavior can be realized.

Diese Aufgabe wird durch eine Betätigungsvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 3 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by an actuating device having the features of patent claim 1 and by a method having the features of patent claim 3. Advantageous embodiments with expedient developments of the invention are specified in the remaining claims.

Um eine Betätigungsvorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass ein besonders vorteilhaftes Geräuschverhalten realisiert werden kann, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Betätigungsvorrichtung dazu ausgebildet ist, mittels des Aktors durch Bestromen des Aktors eine Bewegung des Stößels aus der Betätigungsstellung in die Ausgangsstellung zu dämpfen. Erfindungsgemäß ist es somit vorgesehen, denselben Aktor, mittels welchem der Stößel aus der Ausgangsstellung in die Betätigungsstellung bewegt wird, zu nutzen, um eine entgegengesetzte Bewegung des Stößels aus der Betätigungsstellung in die Ausgangsstellung zu dämpfen.In order to further develop an actuating device specified in the preamble of claim 1 type such that a particularly advantageous noise behavior can be realized, it is provided according to the invention that the actuating device is designed by means of the actuator by energizing the actuator movement of the plunger from the operating position in to dampen the starting position. According to the invention, it is thus provided to use the same actuator, by means of which the plunger is moved from the starting position into the actuating position, in order to dampen an opposite movement of the plunger from the actuating position into the starting position.

Um ein Verfahren der im Oberbegriff des Patentanspruchs 3 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass ein besonders vorteilhaftes Geräuschverhalten realisiert werden kann, ist es somit erfindungsgemäß vorgesehen, dass mittels des Aktors durch Bestromen des Aktors eine Bewegung des Stößels aus der Betätigungsstellung in die Ausgangsstellung gedämpft wird. Unter dem Bestromen des Aktors ist zu verstehen, dass der Aktor mit elektrischer Energie beziehungsweise elektrischem Strom versorgt wird, sodass beispielsweise der elektrische Strom, mit welchem der Aktor versorgt wird, durch wenigstens eine Spule des Aktors fließt.In order to develop a method specified in the preamble of claim 3 type such that a particularly advantageous noise behavior can be realized, it is thus provided according to the invention that by means of the actuator by energizing the actuator movement of the plunger is damped from the operating position to the starting position. By energizing the actuator is to be understood that the actuator is supplied with electrical energy or electrical current, so that, for example, the electric current with which the actuator is supplied flows through at least one coil of the actuator.

Zum Dämpfen der Bewegung des Stößels in die Ausgangsstellung wird der Aktor mit elektrischer Energie beziehungsweise elektrischem Strom versorgt, wodurch der Aktor beispielsweise eine der Bewegung des Stößels in die Ausgangsstellung entgegenwirkende beziehungsweise entgegengerichtete, insbesondere magnetische, Kraft bereitstellt. Die Kraft ist so groß, dass sie den Stößel nicht davon abhält, in die Ausgangsstellung zurückzukehren, sondern die Kraft ist so groß, dass sie die Bewegung des Stößels in die Ausgangsstellung erlaubt, jedoch mit einer solch geringen Geschwindigkeit, dass die Entstehung von unerwünschten Geräuschen vermieden werden kann.To dampen the movement of the plunger into the starting position, the actuator is supplied with electrical energy or electrical current, whereby the actuator provides, for example, one of the movement of the plunger in the starting position counteracting or opposing, in particular magnetic, force. The force is so great that it does not prevent the plunger from returning to its original position, but the force is so great as to allow the plunger to move to the starting position, but at such a low speed that the generation of unwanted noise can be avoided.

Insbesondere ist der Stößel mittels des Aktors translatorisch bewegbar, sodass der Stößel, insbesondere relativ zu einem Gehäuse der Betätigungsvorrichtung, translatorisch aus der Ausgangsstellung in die Betätigungsstellung und translatorisch aus der Betätigungsstellung in die Ausgangsstellung bewegbar ist. Somit ist der Aktor beispielsweise als Hubmagnet ausgebildet.In particular, the plunger is translationally movable by means of the actuator, so that the plunger, in particular relative to a housing of the actuating device, is translationally movable from the starting position to the actuating position and translationally from the actuating position to the starting position. Thus, the actuator is designed for example as a solenoid.

Um eine Bewegung des Stößels aus der Betätigungsstellung in die Ausgangsstellung zu bewirken, weist beispielsweise die Schaltkulisse, in die der Stößel in der Betätigungsstellung eingreift, eine Auswurfkontur auf, welche beispielsweise durch das Nockenelement beziehungsweise durch die Nockenwelle gebildet und/oder drehfest mit der Nockenwelle beziehungsweise dem Nockenelement verbunden ist. Die Auswurfkontur drückt beispielsweise den Stößel aus der Betätigungsstellung zurück in die Ausgangsstellung beziehungsweise in Richtung der Ausgangsstellung.To effect a movement of the plunger from the actuating position to the starting position, for example, the shift gate, in which engages the plunger in the operating position, an ejection contour, which formed for example by the cam member or by the camshaft and / or rotationally fixed to the camshaft or connected to the cam member. The ejection contour presses, for example, the plunger from the operating position back into the starting position or in the direction of the starting position.

In Abhängigkeit von der Drehzahl der Nockenwelle beziehungsweise des Nockenelements kann es zu einer hohen Bewegungsenergie des sich aus der Betätigungsstellung in die Ausgangsstellung beziehungsweise in Richtung der Ausgangsstellung bewegenden Stößels kommen. Beispielsweise umfasst die Betätigungsvorrichtung wenigstens einen Permanentmagneten, welcher Magnetkräfte bereitstellt, mittels welchen beispielsweise der Stößel, insbesondere zusätzlich der Auswurfkontur, in die Ausgangsstellung bewegt, insbesondere gezogen, wird, sodass der Stößel beispielsweise mittels der Magnetkräfte in das zuvor genannte Gehäuse hineingezogen und somit in die Ausgangsstellung bewegt wird, insbesondere ab einer gewissen Stellung des Stößels, wobei die gewisse Stellung beispielsweise zwischen der Betätigungsstellung und der Ausgangsstellung liegt. Insbesondere wird beispielsweise der Stößel mittels der Auswurfkontur aus der Betätigungsstellung in die gewisse Stellung bewegt, ab welcher dann beispielsweise der Stößel gemeinsam mittels der Auswurfkontur und mittels der Magnetkräfte in die Ausgangsstellung beziehungsweise in Richtung der Ausgangsstellung bewegt wird. Depending on the rotational speed of the camshaft or of the cam element, a high kinetic energy of the plunger moving out of the actuation position into the starting position or in the direction of the initial position may occur. For example, the actuating device comprises at least one permanent magnet, which provides magnetic forces, by means of which, for example, the plunger, in particular additionally the ejection contour moves to the starting position, in particular pulled, so that the plunger, for example, drawn by means of magnetic forces in the aforementioned housing and thus in the Starting position is moved, in particular from a certain position of the plunger, the certain position is for example between the operating position and the starting position. In particular, for example, the plunger is moved by means of the ejection contour from the operating position in the certain position, from which then, for example, the plunger is moved together by means of the ejection contour and by means of the magnetic forces in the starting position or in the direction of the starting position.

Die hohe Bewegungsenergie sowie die mittels des Permanentmagneten bereitgestellten Magnetkräfte können beispielsweise dann, wenn der Stößel an einem inneren mechanischen Anschlag aufschlägt, was insbesondere dann geschieht, wenn der Stößel seine Ausgangsstellung erreicht, zu einem metallischen Geräusch führen, welches beispielsweise von Insassen eines mit der Betätigungsvorrichtung ausgebildeten Kraftfahrzeugs akustisch wahrgenommen werden und als störend empfunden werden kann.The high kinetic energy and the magnetic forces provided by means of the permanent magnet, for example, when the plunger strikes an inner mechanical stop, which happens in particular when the plunger reaches its initial position, lead to a metallic noise, for example, of occupants with the actuator trained motor vehicle be perceived acoustically and can be distracting.

Diese Probleme und Nachteile können nun bei der erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung beziehungsweise mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens vermieden werden. Die zuvor genannte, der Bewegung des Stößels in die Ausgangsstellung entgegenstehende Kraft, ist somit eine elektromagnetische Gegenkraft, mittels welcher beispielsweise der Stößel vor Erreichen der Ausgangsstellung abgebremst werden kann. Dadurch kann das zuvor beschriebene, auch als Auftreffgeräusch bezeichnete, Geräusch im Vergleich zu herkömmlichen Betätigungsvorrichtungen zumindest reduziert oder gänzlich vermieden werden, da beispielsweise der Stößel sich mit einer nur geringen Geschwindigkeit in die Ausgangsstellung bewegt und beispielsweise mit einer nur geringen Geschwindigkeit auf den genannten Anschlag auftrifft.These problems and disadvantages can now be avoided in the actuating device according to the invention or by means of the method according to the invention. The aforementioned, the movement of the plunger in the starting position opposing force is thus an electromagnetic counterforce, by means of which, for example, the plunger can be braked before reaching the starting position. As a result, the above-described, also referred to as impact sound, noise compared to conventional actuators at least reduced or avoided altogether, for example, the plunger moves with only a small speed in the starting position and impinges, for example, at a low speed on said stop ,

Um dabei die Teileanzahl, das Gewicht, die Kosten und den Bauraumbedarf der Betätigungsvorrichtung besonders geringhalten zu können, wird zur elektromagnetischen Dämpfung des Stößels beziehungsweise der Bewegung des Stößels der gleiche Aktor und beispielsweise die gleiche Spule beziehungsweise der gleiche Hub- oder Elektromagnet verwendet, welcher auch für das beispielsweise auch als Ausfahren bezeichnete Bewegen des Stößels aus der Ausgangsstellung in die Betätigungsstellung verwendet wird.In order to keep the number of parts, the weight, the cost and space requirements of the actuator particularly low, the same actuator and, for example, the same coil or the same lifting or electromagnet is used for electromagnetic damping of the plunger or the movement of the plunger, which also for example, referred to as extending moving the plunger from the starting position is used in the operating position.

Die zuvor genannte, den Stößel beziehungsweise dessen Bewegung dämpfende Kraft und somit die Dämpfung des Stößels beziehungsweise dessen Bewegung werden beispielsweise durch einen zeitlich begrenzten und insbesondere per Pulsweitenmodulation reduzierten beziehungsweise geringgehaltenen Spannungsimpuls bewirkt, mittels welchem beispielsweise der Aktor, insbesondere zeitlich begrenzt, mit elektrischer Energie zum Dämpfen der Bewegung des Stößels versorgt wird. Durch den Spannungsimpuls kann beispielsweise die Bewegungsenergie des Stößels herabgesetzte und somit einer Rückwurfenergie entgegengewirkt werden, sodass übermäßige Geräusche vermieden werden können. Insgesamt ist erkennbar, dass erfindungsgemäß eine elektromagnetische Dämpfung des Stößels vorgesehen ist, wodurch störende Geräusche, die durch einen Rückwurf des Stößels entstehen können, zumindest verringert oder vermieden werden können. Da hierzu derselbe Aktor genutzt wird, welcher auch zum Bewegen des Stößels in die Betätigungsstellung genutzt wird, kann die elektromagnetische Dämpfung ohne zusätzliche Bauteile und insbesondere ohne zusätzlichen konstruktiven Aufwand realisiert werden.The above-mentioned, the plunger or its movement damping force and thus the damping of the plunger or its movement are caused for example by a time-limited and in particular by pulse width modulation reduced or kept low voltage pulse, by means of which, for example, the actuator, in particular temporally limited, with electrical energy to Steaming the movement of the plunger is supplied. By the voltage pulse, for example, the kinetic energy of the plunger can be reduced and thus counteracted a throwback energy, so that excessive noise can be avoided. Overall, it can be seen that according to the invention, an electromagnetic damping of the plunger is provided, whereby disturbing noises that may be caused by a discard of the plunger, at least reduced or avoided. Since this is the same actuator is used, which is also used to move the plunger in the operating position, the electromagnetic damping can be realized without additional components and in particular without additional design effort.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment and from the drawing. The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or in the figures alone can be used not only in the respectively specified combination but also in other combinations or in isolation, without the scope of To leave invention.

Die Zeichnung zeigt in:

  • 1 eine schematische und geschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung; und
  • 2 ein Diagramm zum Veranschaulichen eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
The drawing shows in:
  • 1 a schematic and sectional side view of an actuating device according to the invention; and
  • 2 a diagram illustrating a method according to the invention.

In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, the same or functionally identical elements are provided with the same reference numerals.

1 zeigt in einer schematischen und geschnittenen Seitenansicht eine Betätigungsvorrichtung 10 für einen Ventiltrieb einer Verbrennungskraftmaschine, insbesondere für ein Kraftfahrzeug. Der Ventiltrieb umfasst beispielsweise wenigstens eine Nockenwelle, welche um eine Drehachse relativ zu einem Gehäuseelement, insbesondere einem Zylinderkopf, der beispielsweise als Hubkolbenmaschine ausgebildeten Verbrennungskraftmaschine drehbar ist. Auf der Nockenwelle ist beispielsweise wenigstens ein Nockenelement angeordnet, welches wenigstens eine oder vorzugsweise mehrere Nockenspuren zum Betätigen wenigstens eines Ventils aufweist. Das Nockenelement ist beispielweise drehfest mit der Nockenwelle verbunden und dadurch mit der Nockenwelle um die Drehachse mit drehbar. Insbesondere ist dadurch das Nockenelement über die Nockenwelle von einer insbesondere als Kurbelwelle ausgebildeten Abtriebswelle der Verbrennungskraftmaschine antreibbar, sodass sich beispielsweise die Nockenwelle und das Nockenelement während eines Betriebs der Verbrennungskraftmaschine mit einer Drehzahl, insbesondere mit der gleichen Drehzahl, um die Drehachse drehen. Das Nockenelement ist jedoch relativ zur Nockenwelle axial, das heißt in axialer Richtung der Nockenwelle verschiebbar, sodass beispielsweise in einem ersten Betriebszustand das Ventil mittels einer ersten der Nockenspuren und in einem zweiten Betriebszustand mittels einer zweiten der Nockenspuren des Nockenelements betätigt wird. Durch die unterschiedlichen Nockenspuren können beispielsweise unterschiedliche Hübe und/oder unterschiedliche Steuerzeiten des Ventils bewirkt werden. Das Ventil ist beispielsweise einem insbesondere als Zylinder ausgebildeten Brennraum der Verbrennungskraftmaschine zugeordnet, um dadurch den sogenannten Ladungswechsel des Zylinders zu steuern. 1 shows in a schematic and sectional side view of an actuator 10 for a valvetrain one Internal combustion engine, in particular for a motor vehicle. The valve drive comprises, for example, at least one camshaft, which is rotatable about an axis of rotation relative to a housing element, in particular a cylinder head, which is designed, for example, as a reciprocating internal combustion engine. On the camshaft, for example, at least one cam element is arranged, which has at least one or preferably a plurality of cam tracks for actuating at least one valve. The cam member is for example rotatably connected to the camshaft and thereby rotatable with the camshaft about the axis of rotation. In particular, thereby the cam member via the camshaft of a particular designed as a crankshaft output shaft of the internal combustion engine can be driven, so that, for example, the camshaft and the cam member rotate during operation of the internal combustion engine at a speed, in particular at the same speed around the axis of rotation. However, the cam member is axially relative to the camshaft, that is displaceable in the axial direction of the camshaft, so that for example in a first operating state, the valve is actuated by means of a first of the cam tracks and in a second operating state by means of a second of the cam tracks of the cam member. The different cam tracks, for example, different strokes and / or different timing of the valve can be effected. The valve is associated, for example, with a combustion chamber, in particular designed as a cylinder, of the internal combustion engine, in order thereby to control the so-called charge exchange of the cylinder.

Die Betätigungsvorrichtung 10 umfasst dabei ein Gehäuse 12 und wenigstens einen Stößel 14. Bei dem in 1 veranschaulichten Ausführungsbeispiel umfasst die Betätigungsvorrichtung 10 zwei Stößel 14, wobei die folgenden Ausführungen zu einem der Stößel 14 ohne Weiteres auch auf den jeweils anderen der Stößel 14 übertragen werden können und umgekehrt. Denkbar ist grundsätzlich auch eine Ausführung der Betätigungsvorrichtung 10 mit nur einem einzigen Stößel. In 1 ist durch einen jeweiligen Doppelpfeil 16 veranschaulicht, dass der jeweilige Stößel 14 zwischen wenigstens einer Ausgangsstellung A und wenigstens einer Betätigungsstellung B translatorisch relativ zu dem Gehäuse 12 bewegbar ist.The actuator 10 includes a housing 12 and at least one pestle 14 , At the in 1 illustrated embodiment, the actuating device comprises 10 two pestles 14 , the following remarks on one of the plunger 14 without further ado also on the other one of the ram 14 can be transmitted and vice versa. It is conceivable in principle, an embodiment of the actuator 10 with only a single pestle. In 1 is by a respective double arrow 16 illustrates that the respective plunger 14 between at least one starting position A and at least one actuating position B translational relative to the housing 12 is movable.

Während des zuvor genannten Betriebs der Verbrennungskraftmaschine greift der Stößel 14 in der Betätigungsstellung B in wenigstens eine korrespondierende Schaltkulisse ein, welche beispielsweise drehfest an dem Nockenelement vorgesehen und insbesondere durch das Nockenelement gebildet ist. Der jeweilige Stößel 14 ist dabei in axialer Richtung der Nockenwelle relativ zu dieser fest, sodass die Schaltkulisse und der in der Betätigungsstellung B in die Schaltkulisse eingreifende Stößel 14 eine Verschiebung des Nockenelements in axialer Richtung der Nockenwelle relativ zu dieser bewirken. Hierdurch können die Steuerzeiten beziehungsweise die Hübe des Ventils variiert werden.During the aforementioned operation of the internal combustion engine, the plunger engages 14 in the operating position B in at least one corresponding shift gate, which, for example, rotatably provided on the cam member and in particular is formed by the cam member. The respective plunger 14 is fixed in the axial direction of the camshaft relative to this, so that the shift gate and in the operating position B in the shift gate engaging ram 14 cause a displacement of the cam member in the axial direction of the camshaft relative thereto. As a result, the timing or the strokes of the valve can be varied.

Die Betätigungsvorrichtung 10 umfasst dabei wenigstens einen Aktor 18, mittels welchem der jeweilige Stößel 14 aus der jeweiligen Ausgangsstellung A in die jeweilige Betätigungsstellung B bewegbar ist beziehungsweise im Rahmen eines Verfahren zum Betreiben der Betätigungsvorrichtung 10 und insbesondere während des vorgenannten Betriebs der Verbrennungskraftmaschine bewegt wird. Dabei umfasst der Aktor 18, insbesondere die Stößel 14, wenigstens eine Spule 20, welche bestromt wird, um dadurch den jeweiligen Stößel 14 aus der jeweiligen Betätigungsstellung B in die jeweilige Ausgangsstellung A zu bewegen und dabei zumindest teilweise translatorisch aus dem Gehäuse 12 heraus zu bewegen.The actuator 10 includes at least one actuator 18 , by means of which the respective plunger 14 from the respective starting position A in the respective operating position B is movable or as part of a method for operating the actuator 10 and in particular during the aforementioned operation of the internal combustion engine is moved. In this case, the actuator includes 18 , especially the ram 14 , at least one coil 20 which is energized to thereby the respective plunger 14 from the respective operating position B in the respective starting position A to move and at least partially translationally out of the housing 12 to move out.

Die Schaltkulisse weist dabei beispielsweise eine Auswurfkontur auf, mittels welcher der jeweilige Stößel 14 dadurch, dass sich die Nockenwelle beziehungsweise das Nockenelement und damit die Schaltkulisse um die Drehachse relativ zu dem jeweiligen Stößel 14 drehen, der jeweilige Stößel 14 aus der Betätigungsstellung B in die Ausgangsstellung A beziehungsweise in Richtung der Ausgangsstellung A bewegt wird. Eine solche Bewegung des Stößels 14 aus der Betätigungsstellung B in die beziehungsweise in Richtung der Ausgangsstellung A wird beispielsweise durch einen auch als Stopp oder Kern bezeichneten, mechanischen Anschlag 22 begrenzt. Der jeweilige Anschlag 22 ist ein interner Anschlag, da er in dem Gehäuse 12 vorgesehen ist.The shift gate has, for example, an ejection contour, by means of which the respective plunger 14 in that the camshaft or the cam element and thus the shift gate around the axis of rotation relative to the respective plunger 14 turn, the respective plunger 14 from the operating position B in the starting position A or in the direction of the starting position A is moved. Such a movement of the plunger 14 from the operating position B in or in the direction of the starting position A is for example by a designated as a stop or core, mechanical stop 22 limited. The respective stop 22 is an internal stop, as it is in the case 12 is provided.

Außerdem ist dem jeweiligen Stößel 14 wenigstens ein Permanentmagnet 24 zugeordnet, welcher beispielsweise mit dem jeweiligen Stößel 14 mit bewegbar ist.Moreover, the respective plunger 14 at least one permanent magnet 24 assigned, which, for example, with the respective plunger 14 with is movable.

Der Stößel 14 trifft beispielsweise, insbesondere unter Vermittlung des Permanentmagneten 24, auf den Anschlag 22 auf, wenn der Stößel 14 in seine Ausgangsstellung A kommt. Falls keine entsprechenden Gegenmaßnahmen getroffen worden sind, weist der Stößel 14 bei seiner Bewegung in die beziehungsweise in Richtung der Ausgangsstellung A eine hohe kinetische Energie auf, insbesondere bei hohen Drehzahlen der Nockenwelle und somit des Nockenelements. Somit trifft beispielsweise der Stößel 14, insbesondere über den Permanentmagneten 24, mit einer hohen Geschwindigkeit auf den mechanischen Anschlag 22 auf, was zu hohen Geräuschen führen kann.The pestle 14 meets, for example, in particular with the intermediary of the permanent magnet 24 , to the stop 22 on when the pestle 14 in his starting position A comes. If no appropriate countermeasures have been taken, the tappet points 14 in its movement in or towards the starting position A a high kinetic energy, especially at high speeds of the camshaft and thus the cam member. Thus, for example, meets the plunger 14 , in particular via the permanent magnet 24 , at a high speed on the mechanical stop 22 on, which can lead to high noise.

Die Entstehung von solchen, unerwünschten und aus der Bewegung des Stößels 14 in die Ausgangsstellung A resultierenden Geräuschen kann nun bei der Betätigungsvorrichtung 10 beziehungsweise durch ein entsprechendes Verfahren zum Betreiben der Betätigungsvorrichtung 10 vermieden werden. Hierzu ist es vorgesehen, dass die Betätigungsvorrichtung 10 dazu ausgebildet ist, mittels des Aktors 18, insbesondere mittels der Spule 20, durch Bestromen des Aktors 18, insbesondere durch Bestromen der Spule 20, eine Bewegung des Stößels 14 aus der Betätigungsstellung B in die Ausgangsstellung A zu dämpfen. Dies bedeutet, dass es bei dem Verfahren vorgesehen ist, dass mittels des Aktors 18, insbesondere mittels der Spule 20, eine Bewegung des Stößels 14 aus der Betätigungsstellung B in die Ausgangsstellung A gedämpft wird, indem der Aktor 18, insbesondere die Spule 20, bestromt wird. The emergence of such, unwanted and from the movement of the pestle 14 in the starting position A resulting noise can now be at the actuator 10 or by a corresponding method for operating the actuating device 10 be avoided. For this purpose, it is provided that the actuating device 10 is designed to, by means of the actuator 18 , in particular by means of the coil 20 , by energizing the actor 18 , in particular by energizing the coil 20 , a movement of the pestle 14 from the operating position B in the starting position A to dampen. This means that it is provided in the method that by means of the actuator 18 , in particular by means of the coil 20 , a movement of the pestle 14 from the operating position B in the starting position A is dampened by the actuator 18 , especially the coil 20 , is energized.

2 zeigt ein Diagramm, anhand dessen das Verfahren besonders gut erkennbar ist. Auf der Abszisse 26 des Diagramms sind Drehstellungen der Nockenwelle aufgetragen, während auf der Ordinate 28 die Bewegungen des Stößels 14, insbesondere dessen Hub, die auch als Nockenwelle-Kontur bezeichnete Schaltkulisse und ein elektrischer Strom aufgetragen sind, mit welchem der Aktor 18, insbesondere die Spule 20, versorgt wird, um die Bewegung des Stößels 14 in die Ausgangsstellung A zu dämpfen. Somit veranschaulicht in 2 ein Verlauf 30 den elektrischen Strom, mit welchem der Aktor 18, insbesondere die Spule 20, im Rahmen des Bestromens des Aktors 18, versorgt wird, um die Bewegung des Stößels 14 in die Ausgangsstellung A zu dämpfen. Ein Verlauf 32 veranschaulicht die Bewegung des Stößels 14, insbesondere dessen auch als Stößelhub bezeichneten Hub. Schließlich veranschaulicht ein Verlauf 34 die Schaltkulisse. 2 shows a diagram by which the method is particularly well recognizable. On the abscissa 26 of the chart are plotted rotational positions of the camshaft, while on the ordinate 28 the movements of the plunger 14 , In particular its hub, which are also referred to as camshaft contour switching gate and an electric current are applied, with which the actuator 18 , especially the coil 20 , is supplied to the movement of the plunger 14 in the starting position A to dampen. Thus illustrated in 2 a course 30 the electric current with which the actuator 18 , especially the coil 20 , in the context of energizing the actuator 18 , is supplied to the movement of the plunger 14 in the starting position A to dampen. A course 32 illustrates the movement of the plunger 14 , in particular its stroke, also referred to as ram stroke. Finally, a history illustrates 34 the shift gate.

Insbesondere ist aus 2 erkennbar, dass beispielsweise der Aktor 18, insbesondere die Spule 20, mit einem elektrischen Strom und somit mit elektrischer Energie versorgt, das heißt bestromt wird, bevor der sich in Richtung der Ausgangsstellung A bewegende Stößel 14 die Ausgangsstellung A erreicht. Durch das Bestromen des Aktors 18 stellt der Aktor 18 beispielsweise eine der Bewegung des Stößels 14 in die Ausgangsstellung A entgegenstehende, insbesondere magnetische, Kraft bereit, welche auch als Gegenkraft bezeichnet wird. Mittels dieser Gegenkraft wird der Stößel 14 abgebremst, sodass dessen Bewegung in die Ausgangsstellung A gedämpft wird. Da die Gegenkraft mit Hilfe von elektrischem Strom und der Spule 20 bewirkt wird, ist die Gegenkraft eine elektromagnetische Gegenkraft, sodass eine elektromagnetische Dämpfung des Stößels 14 vorgesehen ist. Hierdurch können unerwünschte Geräusche zumindest geringgehalten oder gar vermieden werden. Ferner ist erkennbar, dass zum Dämpfen des Stößels 14 dieselbe Spule 20 verwendet wird, welche auch verwendet wird, um den Stößel 14 aus der Ausgangsstellung A in die Betätigungsstellung B zu bewegen. Dadurch kann die beschriebene, elektromagnetische Dämpfung besonders kosten-, gewichts- und bauraumgünstig, das heißt ohne zusätzliche Bauteile, realisiert werden.In particular, is off 2 recognizable that, for example, the actuator 18 , especially the coil 20 , with an electric current and thus supplied with electrical energy, that is, energized, before moving in the direction of the starting position A moving pestles 14 the starting position A reached. By energizing the actor 18 represents the actor 18 for example, one of the movement of the plunger 14 in the starting position A opposing, in particular magnetic, force ready, which is also referred to as counterforce. By means of this counterforce is the plunger 14 braked so that its movement to the starting position A is dampened. Because the drag force with the help of electric current and the coil 20 is effected, the counterforce is an electromagnetic counterforce, so that an electromagnetic damping of the plunger 14 is provided. As a result, unwanted noise can at least be kept low or even avoided. It can also be seen that for damping the plunger 14 the same coil 20 which is also used to the ram 14 from the starting position A in the operating position B to move. As a result, the described, electromagnetic damping particularly cost, weight and space, ie without additional components, can be realized.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
Betätigungsvorrichtungactuator
1212
Gehäusecasing
1414
Stößeltappet
1616
Doppelpfeildouble arrow
1818
Aktoractuator
2020
SpuleKitchen sink
2222
Anschlagattack
2424
Permanentmagnetpermanent magnet
2626
Abszisseabscissa
2828
Ordinateordinate
3030
Verlaufcourse
3232
Verlaufcourse
3434
Verlaufcourse
AA
Ausgangsstellungstarting position
BB
Betätigungsstellungactuating position

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102008029324 A1 [0002]DE 102008029324 A1 [0002]
  • DE 19908899 A1 [0003]DE 19908899 A1 [0003]

Claims (3)

Betätigungsvorrichtung (10) für einen Ventiltrieb einer Verbrennungskraftmaschine, mit einem elektrisch betreibbaren Aktor (18), und mit wenigstens einem Stößel (14), welcher mittels des Aktors (18) durch Bestromen des Aktors (18) aus einer Ausgangsstellung (A) in eine Betätigungsstellung (B) bewegbar und dazu ausgebildet ist, in der Betätigungsstellung (B) in eine Schaltkulisse einzugreifen, um dadurch eine axiale Verschiebung wenigstens eines Nockenelements relativ zu wenigstens einer Nockenwelle zu bewirken, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsvorrichtung (10) dazu ausgebildet ist, mittels des Aktors (18) durch Bestromen des Aktors (18) eine Bewegung des Stößels (14) aus der Betätigungsstellung (B) in die Ausgangsstellung (A) zu dämpfen.Actuating device (10) for a valve drive of an internal combustion engine, with an electrically operable actuator (18), and with at least one plunger (14), which by means of the actuator (18) by energizing the actuator (18) from a starting position (A) in a Operating position (B) is movable and adapted to engage in the actuating position (B) in a shift gate, thereby causing an axial displacement of at least one cam member relative to at least one camshaft, characterized in that the actuating device (10) is adapted to by means of the actuator (18) by energizing the actuator (18) to damp a movement of the plunger (14) from the operating position (B) in the starting position (A). Betätigungsvorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stößel (14) translatorisch bewegbar ist.Actuating device (10) after Claim 1 , characterized in that the plunger (14) is translationally movable. Verfahren zum Betreiben einer Betätigungsvorrichtung (10) für einen Ventiltrieb einer Verbrennungskraftmaschine, bei welchem mittels eines elektrisch betreibbaren Aktors (18) wenigstens ein Stößel (14) der Betätigungsvorrichtung (10) durch Bestromen des Aktors (18) aus einer Ausgangsstellung (A) in eine Betätigungsstellung (B) bewegt wird, wodurch der Stößel (14) in der Betätigungsstellung (B) in eine Schaltkulisse eingreift, um dadurch eine axiale Verschiebung wenigstens eines Nockenelements relativ zu wenigstens einer Nockenwelle zu bewirken, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Aktors (18) durch Bestromen des Aktors (18) eine Bewegung des Stößels (14) aus der Betätigungsstellung (B) in die Ausgangsstellung (A) gedämpft wird.Method for operating an actuating device (10) for a valve drive of an internal combustion engine, in which by means of an electrically operable actuator (18) at least one plunger (14) of the actuating device (10) by energizing the actuator (18) from a starting position (A) in one Actuating position (B) is moved, whereby the plunger (14) engages in the actuating position (B) in a shift gate, thereby causing an axial displacement of at least one cam member relative to at least one camshaft, characterized in that by means of the actuator (18) by energizing the actuator (18) a movement of the plunger (14) from the operating position (B) is damped in the starting position (A).
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE19908899A1 (en) 1998-12-03 2000-06-08 Continental Teves Ag & Co Ohg Electromagnetic valve e.g. for hydraulic system or camshaft control of i.c. engine has valve control circuit providing damping current for damping impact between valve armature and end stop
DE102008029324A1 (en) 2008-06-20 2009-12-24 Daimler Ag Valve train device, particularly internal combustion engine, has actuating device provided to move axially displaceable cam element, where actuating device has actuator, which is provided to move switching element

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