DE102018104422A1

DE102018104422A1 - Tonnenpositionsbestimmung für eine schiebenockenwelle

Info

Publication number: DE102018104422A1
Application number: DE102018104422.4A
Authority: DE
Inventors: Douglas R. Verner; Scot A. Douglas; Joseph J. Moon; Alexander Doss
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2017-03-07
Filing date: 2018-02-27
Publication date: 2018-09-13
Also published as: US10329971B2; US20180258803A1; CN108571984A; CN108571984B

Abstract

Ein System und Verfahren zum Ermitteln einer Nockenwellentonnenposition einer Schiebenockenwelle beinhaltet mindestens eine Schiebenockenwelle mit mindestens einer Nockenwellentonne und mindestens einem Positionsverschiebungsschlitz, der in der mindestens einen Nockenwellentonne angeordnet ist. Es ist mindestens ein Stellglied zum Eingriff des mindestens einen Positionsverschiebungsschlitzes an der rotierenden Schiebenockenwelle und der Verschiebungsposition der mindestens einen Nockenwellentonne vorgesehen und mindestens ein Sensor ist zum Erfassen der verschobenen Position der mindestens einen Nockenwellentonne vorgesehen, wobei die Nockenwellentonne Positionsidentifizierungsmerkmale beinhaltet.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft Positionsbestimmungssysteme für eine Nockenwelle für einen Verbrennungsmotor und insbesondere auf ein System und Verfahren zum unmittelbaren Ermitteln einer Tonnenposition für eine Schiebenockenwelle anhand von Tonneneigenschaften.
HINTERGRUND
Verbrennungsmotoren beinhalten Einlass- und Auslassventile, die durch Nocken mindestens einer Nockenwelle betätigt werden können. In einigen Konfigurationen sind die Nockenwellen mit Schiebenockenwellenspitzen mit mindestens einer Nockenwellentonne hergestellt. Jede Nockenwellentonne ist so konfiguriert, dass sie mindestens zwei Schaltpositionen pro Zylinder auswählt. Die Schiebenockenwellenspitzen sind dreh fest, können sich jedoch in axialer Richtung auf einer Grundwelle bewegen, die wie eine standardmäßige Nockenwelle an dem Verbrennungsmotor gesteuert und angetrieben wird.
An dem Verbrennungsmotor ist mindestens eine Stellgliedeinheit befestigt, um jeden der Nocken der Schiebenockenwellenspitzen zu verschieben. Insbesondere ist mindestens ein Stellgliedstift einer Stellgliedeinheit so betreibbar, dass er selektiv in Verschiebungsnuten eingreift, die symmetrisch einander gegenüberliegend auf dem Umfang der Nockenwellentonnen der Schiebenockenwellenspitzen angeordnet sind. Wenn sich die Nockenwelle dreht, wird ein Stellgliedstift ausgewählt, um sich in eine Verschiebungsnut der Nockenwellentonne zu bewegen, was bewirkt, dass sich der Schiebenockenwellenspitzen in eine andere axiale Position entlang der Nockenwellenachse verschiebt. Wenn eine Schiebenockenwellenspitze ihre Position verschiebt, kann bewirkt werden, dass die Einlass- und/oder Auslassventile, die ihr zugeordnet sind, unterschiedlich betätigt werden, was wiederum bewirkt, dass der Motorbetrieb unterschiedlich ist.
Um eine ausreichende Leistung und Zuverlässigkeit des Motorbetriebs zu gewährleisten, ist es wichtig, den Zustand und die Position der Schiebenockenwellenspitzen, insbesondere der Nockenwellentonnen, über den gesamten Betriebsbereich des Motors zu kennen. Somit besteht stets ein Bedarf für ein zuverlässiges Mittel zum Ermitteln der Position einer Schiebenockenwelle während des Motorbetriebs.
KURZE ZUSAMMENFASSUNG
Eine oder mehrere exemplarische Ausführungsformen befassen sich mit dem obigen Problem, indem sie ein System und Verfahren zum Ermitteln der Tonnenposition der Schiebenockenwelle bereitstellen. Insbesondere werden exemplarische Ausführungsformen offenbart, die ein System und Verfahren zum unmittelbaren Ermitteln einer Tonnenposition für eine Schiebenockenwelle anhand von Tonneneigenschaften betreffen.
Gemäß einem Aspekt einer exemplarischen Ausführungsform beinhaltet ein System zum unmittelbaren Ermitteln einer Tonnenposition für eine Schiebenockenwelle anhand von Tonneneigenschaften mindestens eine Schiebenockenwelle mit mindestens einer Nockenwellentonne. Ein weiterer Aspekt gemäß der exemplarischen Ausführungsform beinhaltet mindestens einen Positionsverschiebungsschlitz, der in der mindestens einen Nockenwellentonne angeordnet ist. Und ein weiterer Aspekt beinhaltet mindestens ein Stellglied zum Eingriff des mindestens einen Positionsverschiebungsschlitzes und der Verschiebungsposition der mindestens einen Nockenwellentonne. Und noch ein weiterer Aspekt der exemplarischen Ausführungsform beinhaltet mindestens einen Sensor zum Erfassen der verschobenen Position der mindestens einen Nockenwellentonne.
In noch einem weiteren Aspekt der exemplarischen Ausführungsform ist mindestens eine Schiebenockenwelle eine Einlassnockenwelle. Und in einem weiteren Aspekt ist mindestens eine Schiebenockenwelle eine Auslassnockenwelle. Und in einem weiteren Aspekt weist die Einlassnockenwelle zwei Schiebespitzen mit jeweils zwei Nockenwellentonnen auf. In einem weiteren Aspekt weist die Auslassnockenwelle zwei Schiebespitzentonnen mit jeweils einer Nockenwellentonne auf.
In einem weiteren Aspekt gemäß der exemplarischen Ausführungsform werden zwei Stellglieder zum Verschieben der Position der beiden Schiebespitzen der Einlassnockenwelle verwendet. In noch einem weiteren Aspekt werden zwei Stellglieder zum Verschieben der Position der beiden Schiebespitzen der Auslassnockenwelle verwendet. Und in noch einem weiteren Aspekt ist mindestens ein Sensor ein Hall-Effekt-Sensor.
In noch einem weiteren Aspekt der exemplarischen Ausführungsform können die Einlassnockenwellenpositionen zwischen Hochhub-, Kleinhub- und deaktivierten Positionen (auch als Aktivkraftstoffmanagement (AFM - Active Fuel Management) bezeichnet) verschoben werden. Und in einem noch weiteren Aspekt gemäß der Ausführungsform kann die Auslassnockenwellenposition zwischen Hochhub- und deaktivierten (AFM)-Positionen verschiebbar sein.
Ein weiterer Aspekt gemäß einem Verfahren zum Ermitteln der Nockenwellentonnenposition einer Schiebenockenwelle beinhaltet das Drehen mindestens einer Schiebenockenwelle mit mindestens einer Nockenwellentonne.
Weiterhin gemäß der exemplarischen Ausführungsform beinhaltet das Verfahren das Aktivieren von mindestens einem Stellglied zum Eingriff von mindestens einem Positionsverschiebungsschlitz in die mindestens eine Nockenwellentonne, um die Position der mindestens einen Nockenwellentonne zu verschieben. Ein weiterer Aspekt beinhaltet das Erfassen der verschobenen Position der mindestens einen Nockenwellentonne der mindestens einen Schiebenockenwelle unter Verwendung mindestens eines Sensors.
Und in einem noch weiteren Aspekte gemäß der exemplarischen Ausführungsform beinhaltet das Erfassen Tracking-Funktionen der mindestens einen Nockenwellentonne, die mindestens eine Hochhub-, Kleinhub- oder deaktivierte (AFM)-Nockenwellentonnenposition anzeigen.
Noch ein weiterer Aspekt der exemplarischen Ausführungsform beinhaltet das Erfassen das Trackings mindestens eines Positionsverschiebungsschlitzes der mindestens einen Nockenwellentonne, die mindestens eine Hochhub, Kleinhub oder deaktivierte Nockenwellentonnenposition anzeigt. Und in weiteren Aspekten beinhaltet das Erfassen das Verwenden eines Hall-Effekt-Sensors zum Tracking des mindestens einen Positionsverschiebungsschlitzes der mindestens einen Nockenwellentonne.
Noch weitere Aspekte gemäß der exemplarischen Ausführungsform beinhalten auch das Durchführen von mindestens einer Abhilfemaßnahme, wenn die mindestens eine Nockenwellentonne in Reaktion auf das Aktivieren mindestens eines Stellgliedes in einer unverschobenen Position verbleibt. Und in noch einem weiteren Aspekt stellt die Abhilfemaßnahme mindestens eine weitere Nockenwellentonne wieder in die unverschobene Position der mindestens einen Nockenwellentonne zurück.
Ein noch weiterer Aspekt beinhaltet ferner das Einstellen eines Fehlercodes und einer Betriebsanzeigelampe. Und in einem weiteren Aspekt beinhaltet das Aktivieren das Aktivieren von zwei Stellgliedern zum Verschieben der Position der mindestens einen Nockenwellentonne. In noch einem weiteren Aspekt beinhaltet das Drehen eine Einlassschiebenockenwelle und eine Auslassschiebenockenwelle.
Und in einem weiteren Aspekt beinhaltet das Erfassen der verschobenen Position der Einlassschiebenockenwelle Hochhub-, Kleinhub- und deaktivierte Positionen. Und in noch einem weiteren Aspekt beinhaltet das Erfassen der verschobenen Position der Auslassnockenwelle Hochhub- und deaktivierte Positionen.
Figurenliste
Die vorliegende exemplarische Ausführungsform wird nachfolgend in Verbindung mit den folgenden Zeichnungen beschrieben, worin gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen, und worin gilt:

1 ist eine Darstellung einer Einlass- und einer Auslassschiebenockenwellenkonfiguration für einen 4-Zylinder-Verbrennungsmotor gemäß Aspekten einer exemplarischen Ausführungsform;
2 ist eine Darstellung einer Einlassschiebenockenwellenkonfiguration mit positionsverschiebenden Stellgliedern gemäß Aspekten der exemplarischen Ausführungsform;
3 ist eine Darstellung einer Auslassschiebenockenwellenkonfiguration mit positionsverschiebenden Stellgliedern gemäß Aspekten der exemplarischen Ausführungsform;
4 ist eine Darstellung einer Schiebenockenwellenabdeckung mit positionsverschiebenden Stellgliedern und Erfassungssensoren gemäß Aspekten der exemplarischen Ausführungsform;
5a ist eine Darstellung einer Spitze einer Einlassschiebenockenwelle in einer Hochhubposition gemäß Aspekten der exemplarischen Ausführungsform;
5b ist eine Darstellung einer Spitze einer Einlassschiebenockenwelle beim Übergang von einer Hochhub- in eine Kleinhubposition gemäß Aspekten der exemplarischen Ausführungsform;
5c ist eine Darstellung einer Spitze einer Einlassschiebenockenwelle in einer Kleinhubposition gemäß Aspekten der exemplarischen Ausführungsform;
5d ist eine Darstellung einer Spitze einer Einlassschiebenockenwelle beim Übergang von einer Kleinhub- in eine deaktivierte Position gemäß Aspekten der exemplarischen Ausführungsform;
5e ist eine Darstellung einer Spitze einer Einlassschiebenockenwelle in einer deaktivierten Position gemäß Aspekten der exemplarischen Ausführungsform;
6a ist eine Darstellung einer Spitze einer Einlassschiebenockenwelle beim Übergang von einer deaktivierten in eine Kleinhubposition gemäß Aspekten der exemplarischen Ausführungsform;
6b ist eine Darstellung einer Spitze einer Einlassschiebenockenwelle in einer Kleinhubposition gemäß Aspekten der exemplarischen Ausführungsform;
6c ist eine Darstellung einer Spitze einer Einlassschiebenockenwelle beim Übergang von einer Kleinhub- in eine Hochhubposition gemäß Aspekten der exemplarischen Ausführungsform;
6d ist eine Darstellung einer Spitze einer Einlassschiebenockenwelle in einer Hochhubposition gemäß Aspekten der exemplarischen Ausführungsform;
7a ist eine Darstellung einer Oberflächenansicht einer Einlassnockenwellentonne mit Positionsverschiebungsschlitzen und Positionstrackinglinien gemäß Aspekten der exemplarischen Ausführungsform;
7b ist ein Schaubild von Positionssensorausgaben, wenn die Position der Einlassnockenwellentonne gemäß Aspekten der exemplarischen Ausführungsform erfasst wird;
7c ist eine Darstellung einer Oberflächenansicht eines Auslassnockenwellentonne mit Positionsverschiebungsschlitzen und Positionstrackinglinien gemäß Aspekten der exemplarischen Ausführungsform;
7d ist ein Schaubild von Positionssensorausgaben, wenn die Position der Auslassnockenwellentonne gemäß Aspekten der exemplarischen Ausführungsform erfasst wird; und
8 ist eine Darstellung eines Algorithmus zum Ermitteln der Position für eine Schiebenockenwellentonne unter Verwendung von Nockenwellentonneneigenschaften gemäß der exemplarischen Ausführungsform.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die nachfolgende ausführliche Beschreibung ist rein exemplarischer Natur und nicht als Einschränkung der Ausführungsform oder ihrer Anwendungen und Nutzungen zu verstehen. Darüber hinaus besteht keinerlei Verpflichtung zur Einschränkung auf eine der im vorstehenden Hintergrund oder in der folgenden ausführlichen Beschreibung dargestellten Theorien.
Gemäß den offenbarten Ausführungsformen ist 1 eine Darstellung einer Einlass- und einer Auslassschiebenockenwellenkonfiguration für einen 4-Zylinder-Verbrennungsmotor 10 gemäß Aspekten einer exemplarischen Ausfiihrungsform. Es versteht sich, dass die 4-Zylinder-Ausführungsform lediglich exemplarisch ist und das Konzept des Ermittelns der Schiebenockenwellenposition bei anderen Mehrzylindermotorkonfigurationen, z. B. 5, 6, 8, 9 oder 12, angewendet werden kann, ohne den Umfang der Erfindung zu verlassen.
Der Motor 10 beinhaltet mindestens eine Schiebenockenwelle mit mindestens einer Nockenwellentonne. In diesem Fall beinhaltet der Motor 10 eine Einlassschiebenockenwelle 12 und eine Auslassschiebenockenwelle 14. Zum Verschieben der Position der Einlassschiebenockenwelle 12 und der Auslassschiebenockenwelle 14 ist mindestens ein Stellglied 16 in selektiver Verbindung mit den Nockenwellen vorgesehen und wird durch ein Steuermodul, z. B. Motorsteuermodul (nicht dargestellt), ein- und ausgeschaltet. Insbesondere für diese Ausführungsform beinhaltet Motor 10 eine Vielzahl von Stellgliedern (16a - 16f), wobei die Stellglieder (16a - 16d) zum Verschieben der Einlassschiebenockenwelle (12) und die Stellglieder (16e - 16f) zum Verschieben der Auslassschiebenockenwelle (14) wirksam sind, wenn von der Steuerung dazu angewiesen.
Unter Bezugnahme auf 2 beinhaltet die Einlassschiebenockenwelle 12 zwei Schiebespitzen 18 und 20. Jede Schiebespitze (18, 20) beinhaltet zwei Nockenwellentonnen. Die Nockenwellentonnen 22 und 24 sind an der Schiebespitze 18 befestigt und die Nockenwellentonnen 26 und 28 sind an der Schiebespitze 20 gemäß der exemplarischen Ausführungsform befestigt. Bezugnehmend auf die vergrößerte Ansicht der Schiebespitzen 18 sind eine Hochhubposition 29, eine Kleinhubposition 30 und eine deaktivierte Position 31 beinhaltet. Die Hochhubposition 29 bezieht sich darauf, dass die Lufteinlassventile (34a - 40a) jedes Mal zu der maximalen Position geöffnet werden, wenn sich die Einlassschiebenockenwelle 12 in dieser Position um 360° dreht. Die Kleinhubposition 30 bezieht sich darauf, dass die Lufteinlassventile jedes Mal bei weniger als der maximalen Position geöffnet werden, wenn sich die Einlassschiebenockenwelle 12 um 360° dreht, und die deaktivierte Position 31 bezieht sich darauf, dass die Lufteinlassventile jedes Mal überhaupt nicht geöffnet werden, wenn sich die Einlassschiebenockenwelle 12 um 360° dreht. Die Einlassschiebenockenwelle 12 beinhaltet auch Rohrzapfen 32, um mindestens den Abstand zwischen Schiebespitzen aufrechtzuerhalten.
Unter Bezugnahme auf 3 beinhaltet die Auslassschiebenockenwelle 14 zwei Schiebespitzen 42 und 44. Jede Schiebespitze (42, 44) beinhaltet eine Nockenwellentonne. Die Nockenwellentonne 46 ist an der Schiebespitze 42 befestigt und die Nockenwellentonnen 48 ist an der Schiebespitze 44 gemäß der exemplarischen Ausführungsform befestigt. Bezugnehmend auf die vergrößerte Ansicht der Schiebespitze 42 ist gemäß der exemplarischen Ausführungsform nur eine Hochhubposition 47 und eine deaktivierte Position 50 beinhaltet. Wie oben angemerkt, dienen die Hochhubposition und die deaktivierte Position der Auslassschiebespitze 42 dazu, die Luftauslassventile (34b - 40b) jeweils zu einer maximalen Position zu öffnen oder die Ventile überhaupt nicht zu öffnen. Die Ventile 34b und 40b sind nur betätigbar, um zu einer Hochhubposition geöffnet zu werden, während die Ventile 36b und 38b in einer Hochhubposition 47 und einer deaktivierten Position 50 betrieben werden können. Gemäß der exemplarischen Ausführungsform erfordert es die Aktivierung von mindestens zwei Positionsverschiebungsstellgliedern, um die Spitzen (18, 20, 42, 44) der Schiebenockenwellen (12, 14) zu verschieben.
Unter Bezugnahme auf 4 ist eine Darstellung einer Schiebenockenwellenabdeckung 54 mit positionsverschiebenden Stellgliedern (16a - 16f) und Positionserfassungssensoren 52 gemäß Aspekten der exemplarischen Ausführungsform vorgesehen. Die Schiebenockenwellenabdeckung 54 umhüllt die Einlassschiebenockenwelle 12 und die Einlassschiebenockenwelle 14 als Schutz vor den äußeren Umwelteindämmungen und bewahrt diese vor Ölspritzern, die durch den Betrieb des Motors erzeugt werden. Die Positionserfassungssensoren 52 sind in der Schiebenockenwellenabdeckung 54 nahe bei mindestens einem Positionsverschiebungsschlitz angeordnet, sodass die Position von mindestens einer Nockenwellentonne, z. B. der Nockenwellentonne (22, 24), durch den Positionserfassungssensor(en) 52 (siehe 18) erfasst werden kann. Die Positionserfassungssensoren 52 können von der Bauart sein, die zur Positionserfassung verwendet wird, die für eine Motorumgebung geeignet ist, die einen Hall-Effekt-Sensor beinhaltet, jedoch nicht darauf beschränkt ist.
Bezugnehmend auf Figur 5a ist eine Darstellung einer Spitze 18 einer Einlassschiebenockenwelle 12 in einer Hochhubposition 29 vor dem Verschieben durch die Positionsverschiebungsstellglieder (16a-16b) gemäß Aspekten der exemplarischen Ausführungsform dargestellt. Der Nocken 18 beinhaltet die Nockenwellentonnen 22 und 24, wobei jede Tonne jeweils mindestens einen Positionsverschiebungsschlitz 56 und 58 aufweist. Die Positionsverschiebungsstellglieder (16a-16b) sind wirksam, um mit dem mindestens einen Positionsverschiebungsschlitz (56, 58) der Nockenwellentonne (22, 24) in Eingriff zu gelangen, wenn sie von der Motorsteuerung (nicht dargestellt) angewiesen werden.
Wenn sich die Einlassschiebenockenwelle 12 in Richtung 60 dreht, kann ein Positionsverschiebungsstellglieder 16a oder 16b angewiesen werden, in den jeweils mindestens einen Positionsverschiebungsschlitz 56 und 58 einzugreifen, um zu bewirken, dass sich der Nocken 18 der Einlassschiebenockenwelle 12 entlang der Nockenwellenachse in Richtung 62 verschiebt. Der Positionserfassungssensor 52 erfasst kontinuierlich die Position der Nockenwellentonne (22, 24) und übermittelt die Position an die Motorsteuerung.
Unter Bezugnahme auf FIG. 5b und 5c, wenn das Positionsverschiebungsstellglied 16a in den Positionsverschiebungsschlitz 56 eingreift, verschiebt sich der Nocken 18 entlang der Nockenwellenachse in der Richtung 62, sodass die Einlassventile 64 von der Hochhubposition 29 in die Kleinhubposition 30 übergehen. Zusätzlich erfassen die Positionserfassungssensoren 52 nun bestimmte Eigenschaften an der Nockenwellentonne (22, 24), die die niedrige Hubposition 30 anzeigen, die an die Motorsteuerung übermittelt werden.
Unter Bezugnahme nun auf FIG. 5d und 5e, wenn das Positionsverschiebungsstellglieds 16a zum erneuten Eingreifen des Positionsverschiebungsschlitzes 56 angewiesen ist, wird bewirkt, dass sich die Spitze 18 entlang der Nockenwellenachse in Richtung 62 verschiebt, sodass die Einlassventile 64 von der Kleinhubposition 30 in die deaktivierte Position 31 übergehen. Zusätzlich erfassen die Positionserfassungssensoren 52 nun bestimmte Eigenschaften an der Nockenwellentonne (22, 24), die die deaktivierte Position 31 anzeigen. Gemäß der exemplarischen Ausführungsform erfassen die Positionserfassungssensoren 52 die Hochhubposition 29 der Spitze 18 anstelle von bestimmten Merkmalen der Nockenwellentonne (22, 24), die den Übergang von der Kleinhubposition 30 zu der deaktivierten Position 31 anzeigen. Es versteht sich, dass die Nockenwellentonne (22, 24) oder der Nocken 18 so hergestellt sein könnte, dass er zusätzliche Eigenschaften beinhaltet, die einen Übergang in die deaktivierte Position 31 anzeigen, ohne den Umfang der Erfindung zu verlassen.
Unter Bezugnahme auf FIG. 6a und 6b, wenn das Positionsverschiebungsstellglieds 16b zum Eingreifen des Positionsverschiebungsschlitzes 58 angewiesen ist, wird bewirkt, dass sich die Spitze 18 entlang der Nockenwellenachse entgegengesetzt der Richtung 62 verschiebt, sodass die Einlassventile 64 von der deaktivierten Position 31 in die Kleinhubposition 30 übergehen. Zusätzlich erfassen die Positionserfassungssensoren 52 erneut bestimmte Eigenschaften an der Nockenwellentonne (22, 24), die die Kleinhubposition 30 anzeigen.
Unter Bezugnahme nun auf FIG. 6c und 6d, wenn das Positionsverschiebungsstellglieds 16b erneut zum Eingreifen des Positionsverschiebungsschlitzes 58 angewiesen ist, wird bewirkt, dass sich die Spitze 18 entlang der Nockenwellenachse entgegengesetzt der Richtung 62 verschiebt, sodass die Einlassventile 64 von der Kleinhubposition 30 in die Hochhubposition 29 übergehen. Zusätzlich erfassen die Positionserfassungssensoren 52 nun bestimmte Eigenschaften an der Nockenwellentonne (22, 24), die die Hochhubposition 29 anzeigen. Es versteht sich, dass die Nocken der Schiebenockenwelle der Einlassschiebenockenwellen 12 und der Auslassschiebenockenwellen 14 in die verschiedenen Positionen auf einer Weise verschoben werden, die mit der Verschiebung der Spitze 18 gemäß Aspekten der exemplarischen Ausführungsform übereinstimmen.
Unter Bezugnahme auf 7a ist eine Darstellung einer Oberflächenansicht einer Einlassnockenwellentonne 22 mit einer Tonnenoberfläche 70, Positionsverschiebungsschlitzen 72 und Positionstrackinglinien (74, 76, 78) gemäß Aspekten der exemplarischen Ausführungsform vorgesehen. Die Nockenwellentonnenoberfläche 70 ist eine Form von metallischem Material, das durch eine geeignete Erfassungsvorrichtung, wie etwa, jedoch nicht beschränkt auf einen Hall-Effekt-Sensor, erfasst werden kann, wenn sich die Nockenwellentonne 22 dreht. Es versteht sich, dass wir geeignete Erfassungsvorrichtungen verwenden werden, um einzigartige Eigenschaften der Nockenwellentonne zum Identifizieren der bestimmten Positionen der Schiebenockenwelle (12, 14) zu erfassen. Wenn der Positionserfassungssensor 52 die Tonnenoberfläche 70 erfasst, wird dementsprechend ein hohes Ausgangssignal an die Motorsteuerung gesendet, und wenn ein Positionsverschiebungsschlitz 72 erfasst wird, wird ein niedriges Ausgangssignal an die Motorsteuerung gesendet.
Bezugnehmend auf 7b ist ein Schaubild von Ausgaben des Positionserfassungssensor 52, die die Position des Einlassnockenwellentonne 22 gemäß Aspekten der exemplarischen Ausführungsform anzeigen, vorgesehen. Die Schaubildlinie 74a bezieht sich auf die Positionstrackinglinie 74 und zeigt an, dass sich die Einlassschiebenockenwelle 12 in der Hochhubposition 29 befindet, was bewirkt, dass die Einlassventile bei der Drehung der Nockenwelle in ihre maximale Position geöffnet werden. Die Schaubildlinie 76a bezieht sich auf die Positionstrackinglinie 76 und zeigt an, dass sich die Einlassschiebenockenwelle 12 in der Kleinhubposition 30 befindet, was bewirkt, dass die Einlassventile bei der Drehung der Nockenwelle auf ein Niveau unterhalb der maximalen Position geöffnet werden. Die Schaubildlinie 78a bezieht sich auf die Positionstrackinglinie 78 und zeigt an, dass sich die Einlassschiebenockenwelle 12 in der deaktivierten Position 31 befindet, was bewirkt, dass die Einlassventile bei der Drehung der Nockenwelle in ihre geschlossene Position versetzt. Dementsprechend können die drei verschiedenen Schaubildlinien (74a-78a) verwendet werden, um jederzeit die Position der Einlassschiebenockenwelle oder deren Nocken zu ermitteln.
Unter Bezugnahme nun auf 7c ist eine Darstellung einer Oberflächenansicht einer Auslassnockenwellentonne 46 mit einer Tonnenoberfläche 80, Positionsverschiebungsschlitzen 82 und Positionstrackinglinien (84, 86) gemäß Aspekten der exemplarischen Ausführungsform vorgesehen. 7d veranschaulicht ein Schaubild von Ausgängen des Positionserfassungssensors 52, die die Position der Auslassnockenwellentonne 46 anzeigen. Die Schaubildlinie 84a bezieht sich auf die Positionstrackinglinie 84 und zeigt an, dass sich die Auslassschiebenockenwelle 14 in der Hochhubposition 47 befindet, was bewirkt, dass die Auslassventile bei der Drehung der Nockenwelle in ihre maximale Position geöffnet werden. Die Schaubildlinie 86a bezieht sich auf die Positionstrackinglinie 86 und zeigt an, dass sich die Auslassschiebenockenwelle 12 in der deaktivierten Position 50 befindet, was bewirkt, dass die Auslassventile bei der Drehung der Nockenwelle in ihre geschlossene Position versetzt. Dementsprechend können die zwei verschiedenen Schaubildlinien (84a-86a) verwendet werden, um jederzeit die Position der Auslassschiebenockenwelle oder deren Nocken zu ermitteln.
Unter Bezugnahme nun auf 8 ist eine Darstellung eines Algorithmus 100 zum Ermitteln der Position für die Schiebenockenwellentonne (12, 14) für eine Schiebenockenwelle unter Verwendung von Nockenwellentonneneigenschaften gemäß der exemplarischen Ausführungsform vorgesehen. Bei Block 110 beginnt das Verfahren mit dem Drehen mindestens einer Schiebenockenwelle (12, 14) mit mindestens einem Nockenwellentonne und dem Erfassen der aktuellen Position der Nockenwellentonne. Bei Block 120 fährt das Verfahren fort mit dem Aktivieren von mindestens einem Stellglied (16a - 16f) zum Eingriff von mindestens einem Positionsverschiebungsschlitz in die mindestens eine Nockenwellentonne, um die Position der mindestens einen Nockenwellentonne zu verschieben.
Bei Block 130 fährt das Verfahren fort mit dem Erfassen der verschobenen Position der mindestens einen Nockenwellentonne der mindestens einen Schiebenockenwelle (12, 14) unter Verwendung mindestens eines Sensors. Gemäß der exemplarischen Ausführungsform wird ein Hall-Effekt-Sensor zum Erfassen der verschobenen Position der mindestens einen Nockenwelle verwendet.
Bei Block 140 fährt das Verfahren fort mit dem Ermitteln, ob die mindestens eine Nockenwellentonne die Position wie angewiesen verschoben hat. Wenn ermittelt wird, dass die mindestens eine verschobene Position der Nockenwellentonne wie angewiesen verschoben ist, kehrt der das Verfahren Block 120 zurück.
Bei Block 150 fährt das Verfahren fort mit dem Durchführen von mindestens einer Abhilfemaßnahme, wenn die mindestens eine Nockenwellentonne in Reaktion auf das Aktivieren des mindestens einen Stellgliedes in einer unverschobenen Position verbleibt. Wenn in diesem Fall ein Stellglied angewiesen wird, die mindestens eine Nockenwellentonnenposition von einem Hochhub zu einem Kleinhub zu verschieben, und sich dann die mindestens eine Nockenwellentonne nicht wie angewiesen verschiebt, wäre die Abhilfemaßnahme, mindestens eine weitere der Nockenwellentonne(n) zurück in die Hochhubposition anzuweisen, um synchron mit der unverschobenen Nockenwellentonne zu sein. Mit anderen Worten werden die Nockenwellentonnen, die tatsächlich von dem Hochhub zu dem Kleinhub wie beschrieben verschoben wurden, in die Kleinhubposition zurückverschoben, um sich in dem gleichen Zustand wie die unverschobene Nockenwellentonne zu befinden.
Bei Block 160 können weitere Abhilfemaßnahmen das Einstellen eines Fehlercodes in der Motorsteuerung, das Aktivieren eines Alarms und/oder das Beleuchten der Anzeigelampe, um den Fahrzeugführer darauf aufmerksam zu machen, dass ein Service erforderlich ist, beinhalten, sind jedoch nicht darauf beschränkt.
Die ausführliche Beschreibung stellt dem Fachmann eine bequeme Roadmap zum Implementieren der exemplarischen Ausführungsform oder exemplarischen Ausführungsformen zur Verfügung. Viele Modifikationen und Variationen sind für den Fachmann offensichtlich, ohne vom Umfang und dem Erfindungsgedanken abzuweichen. Während mindestens eine exemplarische Ausführungsform in der vorstehenden ausführlichen Beschreibung der Erfindung dargestellt worden ist, sollte darauf hingewiesen werden, dass eine große Anzahl an Variationen existiert. Es versteht sich weiterhin, dass die exemplarische Ausführungsform bzw. die exemplarische Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und den Umfang, die Anwendbarkeit oder die Konfiguration der Erfindung in keiner Weise einschränken sollen. Vielmehr wird die vorstehende ausführliche Beschreibung den Fachleuten eine bequeme Roadmap zur Implementierung einer exemplarischen Ausführungsform der Erfindung zur Verfügung stellen. Es versteht sich, dass verschiedene Änderungen an der Funktion und der Anordnung von Elementen vorgenommen werden können, die in einer exemplarischen Ausführungsform beschrieben sind, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen, wie in den beigefügten Ansprüchen dargelegt.

Claims

System zum Ermitteln einer Tonnenposition für eine Nockenwelle einer Schiebenockenwelle, umfassend: mindestens eine Schiebenockenwelle mit mindestens einer Nockenwellentonne; mindestens einen Positionsverschiebungsschlitz, der in der mindestens einen Nockenwellentonne angeordnet ist; mindestens ein Stellglied zum Eingriff des mindestens einen Positionsverschiebungsschlitzes und der Verschiebungsposition der mindestens einen Nockenwellentonne; und mindestens einen Sensor zum Erfassen der verschobenen Position der mindestens einen Nockenwellentonne.
System nach Anspruch 1, worin mindestens eine Schiebenockenwelle eine Einlassnockenwelle ist.
System nach Anspruch 1, worin mindestens eine Schiebenockenwelle eine Auslassnockenwelle ist.
System nach Anspruch 2, worin die Einlassnockenwelle zwei Schiebespitzen mit jeweils zwei Nockenwellentonnen aufweist.
System nach Anspruch 3, worin die Auslassnockenwelle zwei Schiebespitzen mit jeweils einer Nockenwellentonne aufweist.
System nach Anspruch 4, worin zwei Stellglieder zum Verschieben der Position der beiden Schiebespitzen der Einlassnockenwelle verwendet werden.
System nach Anspruch 5, worin zwei Stellglieder zum Verschieben der Position der beiden Schiebespitzen der Auslassnockenwelle verwendet werden.
System nach Anspruch 1, worin mindestens ein Sensor ein Hall-Effekt-Sensor ist.
System nach Anspruch 2, worin die Einlassnockenwellenpositionen zwischen Hochhub-, Kleinhub- und deaktivierten Positionen verschiebbar sein können.
System nach Anspruch 3, worin die Auslassnockenwellenposition zwischen Hochhub- und deaktivierten Positionen verschiebbar sein kann.