DE102018132587A1 - Method for controlling a variable valve train - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines variablen Ventiltriebs (2) eines Verbrennungsmotors. Damit das Schleppmoment des Verbrennungsmotors bei einem Motorstart schon von Beginn an maximal abgesenkt ist, sieht das Verfahren vor, dass nach dem Abstellen des Verbrennungsmotors und vor dem Motorstart folgende Verfahrensschritte durchgeführt werden: a) Umschalten oder Vorspannen von Schaltelementen (44) der schaltbaren Schlepphebel (22) mittels der Schaltvorrichtung in ihre Schaltstellung, in welcher die Hubkurven der Sekundärnocken (12a, 12b) mit den Nachhubnocken (18) auf die zugeordneten Gaswechselventile (52) übertragen werden, b) Verdrehen der Nockenwelle (4) mittels des Nockenwellenstellers aus ihrer Ruheposition in mindestens einer Drehrichtung bis in eine Drehwinkellage, bis zu der mindestens ein zuvor nicht umgeschalteter Schlepphebel (22) von einem zugeordneten Schaltfenster des Ventiltriebs erreicht oder überstrichen wird, und c) Rückdrehen der Nockenwelle (4) mittels des Nockenwellenstellers in ihre Ruheposition.The invention relates to a method for controlling a variable valve train (2) of an internal combustion engine. To ensure that the drag torque of the internal combustion engine is reduced to a maximum from the start when the engine is started, the method provides that the following procedural steps are carried out after the internal combustion engine has been switched off and before the engine is started: a) Switching over or pretensioning switching elements (44) of the switchable rocker arms ( 22) by means of the switching device into its switching position, in which the stroke curves of the secondary cams (12a, 12b) are transmitted to the associated gas exchange valves (52) with the secondary lift cams (18), b) turning the camshaft (4) from its rest position by means of the camshaft adjuster in at least one direction of rotation up to an angle of rotation position up to which at least one rocker arm (22) not previously switched over is reached or swept by an associated switching window of the valve train, and c) turning the camshaft (4) back into its rest position by means of the camshaft adjuster.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines variablen Ventiltriebs eines Verbrennungsmotors, der eine Schaltvorrichtung zur Hubumschaltung von schaltbaren Hubübertragungselementen mindestens eines funktionsgleichen Gaswechselventils pro Zylinder von einem Primärnocken einer Nockenwelle auf einen Sekundärnocken aufweist, wobei der Sekundärnocken einen Nachhubnocken aufweist, welcher im Verdichtungstakt des jeweiligen Zylinders wirksam ist, sowie mit einem Nockenwellensteller zur Phasenverstellung der betreffenden Nockenwelle gegenüber einem mit der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors in Triebverbindung befindlichen Nockenwellenrad, mittels dem das Schleppmoment des Verbrennungsmotors beim Motorstart reduziert wird.The invention relates to a method for controlling a variable valve train of an internal combustion engine, which has a switching device for the stroke switching of switchable stroke transmission elements of at least one functionally identical gas exchange valve per cylinder from a primary cam of a camshaft to a secondary cam, the secondary cam having an after-lift cam which is in the compression stroke of the respective cylinder is effective, as well as with a camshaft adjuster for phase adjustment of the camshaft in relation to a camshaft gear that is in drive connection with the crankshaft of the internal combustion engine, by means of which the drag torque of the internal combustion engine is reduced when the engine is started.
Bei dem Verbrennungsmotor wird von einem im Viertaktbetrieb arbeitenden Verbrennungskolbenmotor ausgegangen, der separate Nockenwellen zur Betätigung seiner Gaswechselventile aufweist, also mit mindestens einer Einlassnockenwelle zur Betätigung von Einlassventilen und mit mindestens einer Auslassnockenwelle zur Betätigung von Auslassventilen versehen ist. Mindestens eine der Nockenwellen weist für mindestens ein Gaswechselventil pro Zylinder mindestens einen Primärnocken mit einem Haupthubnocken und mindestens einen Sekundärnocken mit einem Haupthubnocken und einem Nachhubnocken auf. Der Nachhubnocken ist jeweils umfangsseitig derart auf dem Sekundärnocken angeordnet oder ausgebildet, dass das jeweilige Gaswechselventil im Verdichtungstakt des betreffenden Zylinders geöffnet wird.The internal combustion engine is based on a four-stroke internal combustion engine which has separate camshafts for actuating its gas exchange valves, i.e. is provided with at least one intake camshaft for actuating intake valves and with at least one exhaust camshaft for actuating exhaust valves. At least one of the camshafts has at least one primary cam with a main lifting cam and at least one secondary cam with a main lifting cam and a post-lifting cam for at least one gas exchange valve per cylinder. The secondary lift cam is arranged or formed on the circumferential side of the secondary cam in such a way that the respective gas exchange valve is opened in the compression stroke of the relevant cylinder.
Die Schaltvorrichtung zur Hubumschaltung der schaltbaren Hubübertragungselemente weist bevorzugt einen einzigen elektrischen Aktuator auf, etwa einen Elektromotor oder einen Elektromagneten, mittels dem die Schaltelemente der Hubübertragungselemente in einem einzigen Schaltvorgang entweder in eine Schaltstellung umschaltbar sind, wenn die zugeordneten Nocken der Nockenwelle gerade in ihrem Grundkreis oder an ihren Haupthubnocken abgegriffen werden, oder mittels zugeordnete Federelemente in Schaltrichtung vorspannbar sind, wenn einer der beiden Nocken gerade außerhalb seines Grundkreises oder seines Haupthubnockens abgegriffen wird. Die Umschaltung der zunächst nicht in ihre Schaltstellung verschobenen Schaltelemente erfolgt dann bei einer weiteren Drehung der Nockenwelle. Entsprechende Schaltvorrichtungen eines variablen Ventiltriebs sind beispielsweise aus der
Der Nockenwellensteller zur Phasenverstellung der Nockenwelle ist bevorzugt ebenfalls elektrisch betreibbar, also über einen Elektromotor oder einen Elektromagneten verstellbar. Ein entsprechender elektromechanischer Nockenwellensteller ist beispielsweise in der
Gegenüber hydraulisch wirksamen Aktuatoren zur Umschaltung schaltbarer Schlepphebel und hydraulischen Nockenwellenstellern ist die Energieversorgung und die Steuerung von Elektromotoren und Elektromagneten einfacher, platzsparender sowie kostengünstiger realisierbar, da damit die Verwendung kostenintensiver Hochdruckspeicher und häufig störungsanfälliger Steuerungsventile vermieden wird.Compared to hydraulically active actuators for switching switchable rocker arms and hydraulic camshaft actuators, the energy supply and the control of electric motors and electromagnets can be implemented more easily, in a space-saving and more cost-effective manner, since this avoids the use of costly high-pressure accumulators and frequently fault-prone control valves.
Moderne Kraftfahrzeuge, die als Antriebsquelle nur einen Verbrennungsmotor aufweisen, sind häufig mit einer Start/Stopp-Einrichtung ausgerüstet, durch die der Verbrennungsmotor bei Fahrzeugstillstand, zum Beispiel bei Ampelstopps, sowie im Schubbetrieb und bei einer antriebslosen Vorwärtsfahrt zur Kraftstoffeinsparung sowie zur Reduzierung von Schadstoffemissionen abgeschaltet wird. Ebenso wird der Verbrennungsmotor bei Fahrzeugen mit parallelem Hybridantrieb, die wechselweise verbrennungsmotorisch oder elektromotorisch angetrieben werden können, beim Übergang in den Elektrofahrmodus, bei Fahrzeugstillstand sowie im Schubbetrieb und einer antriebslosen Vorwärtsfahrt abgeschaltet. Entsprechend häufig muss der Verbrennungsmotor auch wieder gestartet werden, welches mit einer hohen Belastung eines elektrischen Startermotors oder eines Starter-Generators verbunden ist sowie eine hohe Ladekapazität des zugeordneten elektrischen Akkumulators erfordert. Bei den Fahrzeugherstellern besteht daher ein großes Interesse daran, das Schleppmoment des Verbrennungsmotors beim Motorstart so gering wie möglich zu halten.Modern motor vehicles, which have only one internal combustion engine as the drive source, are often equipped with a start / stop device, by means of which the internal combustion engine is switched off when the vehicle is at a standstill, for example at traffic light stops, as well as in overrun mode and when driving without propulsion to save fuel and reduce pollutant emissions becomes. Likewise, the combustion engine in vehicles with a parallel hybrid drive, which can be driven alternately by internal combustion engine or electric motor, is switched off when changing to electric driving mode, when the vehicle is at a standstill and in overrun mode and when there is no drive forward. The internal combustion engine, which is associated with a high load on an electric starter motor or a starter generator and also requires a high charging capacity of the associated electric accumulator, must accordingly be started again frequently. There is therefore great interest among vehicle manufacturers in keeping the drag torque of the internal combustion engine when starting the engine as low as possible.
Aus der
Nachteilig an diesem bekannten Steuerungsverfahren ist jedoch, dass die Umschaltung der schaltbaren Schlepphebel nicht vollständig vor dem Motorstart durchgeführt werden kann, weil die betreffende Nockenwelle beim Abstellen des Verbrennungsmotors meistens in einer Drehposition stehen bleibt, in der nicht alle Primär- und Sekundärnocken von den Innenhebeln und Außenhebeln der zugeordneten Schlepphebel in ihrem Grundkreis oder an ihren Haupthubnocken abgegriffen werden, also nicht alle Schlepphebel sofort umgeschaltet werden können. Bei einem Motorstart ist daher mindestens eine volle Umdrehung der Nockenwelle beziehungsweise zwei Umdrehungen der Kurbelwelle erforderlich, bevor alle Schlepphebel umgeschaltet sind und die Dekompression im Verdichtungstakt bei allen Zylindern wirksam ist. Der Schleppwiderstand des Verbrennungsmotors ist somit zu Beginn eines Motorstarts relativ hoch und wird erst nach einigen Motorumdrehungen abgesenkt.A disadvantage of this known control method, however, is that the switchable rocker arms cannot be completely switched over before the engine is started because the camshaft in question usually remains in a rotational position when the internal combustion engine is switched off, in which not all primary and secondary cams of the inner levers and External levers of the assigned rocker arms can be tapped in their base circle or on their main lift cams, i.e. not all rocker arms can be switched over immediately. When starting the engine, at least one full revolution of the camshaft or two revolutions of the crankshaft is therefore required before all rocker arms are switched over and decompression in the compression stroke is effective for all cylinders. The drag resistance of the internal combustion engine is therefore relatively high at the start of an engine start and is only lowered after a few engine revolutions.
Der vorliegenden Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Steuerung eines variablen Ventiltriebs der eingangs genannten Art vorzustellen, mit dem der Schleppwiderstand eines Verbrennungsmotors bei einem Motorstart schon von Beginn an maximal abgesenkt ist.The present invention was therefore based on the object of presenting a method for controlling a variable valve train of the type mentioned at the outset, with which the drag resistance of an internal combustion engine is reduced to a maximum from the start when the engine is started.
Diese Aufgabe ist in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass nach dem Abstellen des Verbrennungsmotors und vor dem Motorstart folgende Verfahrensschritte durchgeführt werden:
- a) Umschalten oder Vorspannen von Schaltelementen der schaltbaren Schlepphebel mittels der Schaltvorrichtung in ihre Schaltstellung, in welcher die Hubkurven der Sekundärnocken mit den Nachhubnocken auf die zugeordneten Gaswechselventile übertragen werden,
- b) Verdrehen der Nockenwelle mittels des Nockenwellenstellers aus ihrer Ruheposition in mindestens einer Drehrichtung bis in eine Drehwinkellage, bis zu der mindestens ein zuvor nicht umgeschalteter Schlepphebel von einem zugeordneten Schaltfenster des Ventiltriebs erreicht oder überstrichen wird, und
- c) Rückdrehen der Nockenwelle mittels des Nockenwellenstellers in ihre Ruheposition.
- a) switching or pretensioning of switching elements of the switchable rocker arms by means of the switching device into their switching position, in which the stroke curves of the secondary cams are transmitted to the associated gas exchange valves with the secondary lift cams,
- b) rotating the camshaft by means of the camshaft adjuster from its rest position in at least one direction of rotation to an angle of rotation position up to which at least one rocker arm not previously switched is reached or swept by an associated switching window of the valve train, and
- c) turning the camshaft back into its rest position by means of the camshaft adjuster.
Die Erfindung betrifft demnach ein Verfahren zur Steuerung eines variablen Ventiltriebs eines Verbrennungsmotors, der eine Schaltvorrichtung zur Hubumschaltung von schaltbaren Hubübertragungselementen mindestens eines funktionsgleichen Gaswechselventils pro Zylinder von einem Primärnocken einer Nockenwelle auf einen Sekundärnocken aufweist, wobei der Sekundärnocken einen Nachhubnocken aufweist, welcher im Verdichtungstakt des jeweiligen Zylinders wirksam ist, sowie mit einem Nockenwellensteller zur Phasenverstellung der betreffenden Nockenwelle gegenüber einem mit der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors in Triebverbindung befindlichen Nockenwellenrad, mittels dem das Schleppmoment des Verbrennungsmotors beim Motorstart reduziert wird.The invention accordingly relates to a method for controlling a variable valve train of an internal combustion engine, which has a switching device for switching the stroke of switchable stroke transmission elements of at least one functionally identical gas exchange valve per cylinder from a primary cam of a camshaft to a secondary cam, the secondary cam having a post-cam which is in the compression stroke of the respective one Cylinder is effective, and with a camshaft adjuster for phase adjustment of the camshaft in relation to a camshaft gear that is in drive connection with the crankshaft of the internal combustion engine, by means of which the drag torque of the internal combustion engine is reduced when the engine is started.
Mit dem Abstellen des Verbrennungsmotors bleiben der Ventiltrieb und die Nockenwelle mit den Primär- und Sekundärnocken in einer beliebigen Ruheposition stehen, in welcher die meisten schaltbaren Schlepphebel umschaltbar sind. Die genaue Lage der Ruheposition der Nockenwelle ist jedoch absolut und relativ zu dem Nockenwellenrad unbekannt, weil die üblichen Nockenwellen- und Kurbelwellensensoren eine Mindestdrehzahl der jeweiligen Welle erfordern und bei einem Motorstillstand nicht wirksam sind. Die Schlepphebel sind dann schaltbar, wenn die Primär- und Sekundärnocken der Nockenwelle gerade von den Abgriffelementen der Primär- und Sekundärhebel der Schlepphebel jeweils an ihrem Grundkreis oder an ihrem Haupthubnocken abgegriffen werden. Somit werden diese Schlepphebel mit der Umschaltung der Schaltvorrichtung durch die Verschiebung jeweils eines Schaltelementes in seine Schaltstellung sofort umgeschaltet, und bei einer Drehung der Nockenwelle werden dann die Hubkurven des jeweiligen Sekundärnockens mit dem Nachhubnocken auf die zugeordneten Gaswechselventile übertragen.When the internal combustion engine is switched off, the valve train and the camshaft with the primary and secondary cams remain in any rest position in which most of the switchable rocker arms can be switched. The exact position of the rest position of the camshaft is however absolutely and relative to the camshaft sprocket unknown, because the usual camshaft and crankshaft sensors require a minimum speed of the respective shaft and are not effective when the engine is stopped. The rocker arms are switchable when the primary and secondary cams of the camshaft are being tapped off by the tapping elements of the primary and secondary levers of the rocker arms on their base circle or on their main lift cam. Thus, these rocker arms are immediately switched with the switching device by shifting one switching element into its switching position, and when the camshaft rotates, the lift curves of the respective secondary cam are then transferred to the associated gas exchange valves with the lift cam.
Mindestens einer der schaltbaren Schlepphebel kann aber in der Ruheposition der Nockenwelle gerade nicht umschaltbar sein, weil der zugeordnete Sekundärnocken der Nockenwelle durch den Sekundärhebel des Schlepphebels gerade an seinem Nachhubnocken abgegriffen wird und somit an dem Schlepphebel ein Differenzhub zwischen dem Primärhebel und dem Sekundärhebel vorliegt. Dieser Differenzhub wird erfindungsgemäß zumindest zeitweise dadurch aufgehoben, dass die Nockenwelle mittels des Nockenwellenstellers aus ihrer Ruheposition in mindestens einer Drehrichtung bis in eine Drehwinkellage verdreht wird, bis zu welcher der zuvor nicht umgeschaltete Schlepphebel von einem zugeordneten Schaltfenster des Ventiltriebs erreicht oder überstrichen wird. Wenn das Schaltfenster den betreffenden Schlepphebel erreicht oder durchfährt erfolgt die Umschaltung des Schlepphebels durch ein beim Umschalten der Schaltvorrichtung gespanntes, auf das zugeordnete Schaltelement wirksames Federelement. Abschließend wird die Nockenwelle mittels des Nockenwellenstellers wieder in ihre Ruheposition zurückgedreht, damit diese eine bezüglich der Stillstandposition des Kurbeltriebs des Verbrennungsmotors günstige Startposition für den nächsten Motorstart aufweist.At least one of the switchable rocker arms may not be switchable in the rest position of the camshaft because the assigned secondary cam of the camshaft is being tapped by its secondary lift cam by the secondary lever of the rocker arm and thus there is a differential stroke between the primary lever and the secondary lever on the rocker arm. This differential stroke is at least temporarily canceled according to the invention in that the camshaft is rotated by means of the camshaft adjuster from its rest position in at least one direction of rotation to an angle of rotation position up to which the rocker arm not previously switched is reached or swept by an associated switching window of the valve train. When the switching window reaches or passes through the rocker arm in question, the rocker arm is switched over by a spring element that is tensioned when the switching device is switched over and is effective on the assigned switching element. Finally, the camshaft is turned back into its rest position by means of the camshaft adjuster so that it has a starting position for the next engine start that is favorable with respect to the standstill position of the crank mechanism of the internal combustion engine.
Da mit der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens alle schaltbaren Schlepphebel schon vor dem nächsten Motorstart umgeschaltet sind, werden die Arbeitsräume aller Zylinder bei einem Motorstart von Beginn an im Verdichtungstakt dekomprimiert, was zu einem niedrigeren Schleppmoment des Verbrennungsmotors und somit zu einer geringeren Belastung des Starters oder Starter-Generators sowie des Akkumulators führt. Since with the implementation of the method according to the invention all switchable rocker arms are switched over before the next engine start, the working spaces of all cylinders are decompressed in the compression stroke from the start when the engine is started, which leads to a lower drag torque of the internal combustion engine and thus to a lower load on the starter or starter Generator and the accumulator leads.
Wenn der Nockenwellensteller in beide Drehrichtungen verstellbar ist oder verstellt werden soll, ist vorgesehen, dass die Nockenwelle mittels des Nockenwellenstellers zunächst um die halbe Winkelbreite des Nachhubnockens in eine erste Drehrichtung gedreht wird, dann um die ganze Winkelbreite des Nachhubnockens in die Gegendrehrichtung gedreht wird, und abschließend um die halbe Winkelbreite des Nachhubnockens in der ersten Drehrichtung in ihre Ruheposition zurückgedreht wird. Da die ungünstigste Stillstandposition des Ventiltriebs in diesem Fall so liegt, dass der betreffende Sekundärnocken gerade in der Mitte des Nachhubnockens von dem Abgriffelement des Sekundärhebels abgegriffen wird, ist die Umschaltung des betreffenden Schlepphebels durch die Verdrehung der Nockenwelle in beide Drehrichtungen um jeweils die halbe Winkelbreite des Nachhubnockens sichergestellt.If the camshaft adjuster is adjustable or is to be adjusted in both directions of rotation, it is provided that the camshaft is first rotated by the camshaft adjuster by half the angular width of the secondary lift cam in a first direction of rotation, then rotated in the opposite direction by the entire angular width of the secondary lift cam, and is then turned back to its rest position by half the angular width of the secondary lift cam in the first direction of rotation. Since the most unfavorable standstill position of the valve drive in this case is such that the secondary cam in question is picked up by the tapping element of the secondary lever just in the middle of the secondary lift cam, the rocker arm in question is switched by rotating the camshaft in both directions of rotation by half the angular width of the Nachhubnockens ensured.
Wenn der Nockenwellensteller nur in eine Drehrichtung verstellbar ist oder verstellt werden soll, ist dagegen vorgesehen, dass die Nockenwelle mittels des Nockenwellenstellers zunächst um die Winkelbreite des Nachhubnockens in ihrer Hauptdrehrichtung, also in Richtung „spät“, gedreht wird, und abschließend um die Winkelbreite des Nachhubnockens entgegen ihrer Hauptdrehrichtung in ihre Ruheposition zurückgedreht wird. Da die ungünstigste Stillstandposition des Ventiltriebs in diesem Fall so liegt, dass der betreffende Sekundärnocken gerade am Anfang des Nachhubnockens von dem Abgriffelement des Sekundärhebels abgegriffen wird, ist die Umschaltung des betreffenden Schlepphebels durch die Verdrehung der Nockenwelle um die Winkelbreite des Nachhubnockens sichergestellt. Durch die Drehung der Nockenwelle in Richtung „spät“ und zurück wird eine Kollision eines geöffneten Gaswechselventils mit dem Kolben des betreffenden Zylinders zuverlässig verhindert.On the other hand, if the camshaft adjuster is adjustable or should only be adjusted in one direction of rotation, it is provided that the camshaft adjuster is first rotated by the angular width of the secondary lift cam in its main direction of rotation, that is to say "late", and finally by the angular width of the Nachhubnockens is rotated counter to their main direction of rotation in their rest position. Since the most unfavorable standstill position of the valve drive in this case is such that the secondary cam in question is picked up by the tapping element of the secondary lever just at the beginning of the secondary lift cam, the rocker arm concerned is switched by the rotation of the camshaft by the angular width of the secondary lift cam. The rotation of the camshaft in the "late" and back direction reliably prevents an open gas exchange valve from colliding with the piston of the relevant cylinder.
Da der Nockenwellensteller mit der Nockenwelle beim Abstellen des Verbrennungsmotors innerhalb seines durch zwei Endanschläge begrenzten Schwenkbereiches in einer beliebigen Stellposition stehen bleiben kann, ist es möglich, dass die Nockenwelle von dem Nockenwellensteller nicht in vollem Umfang über den vorgesehenen Drehwinkelbereich gedreht werden kann, sondern der Nockenwellensteller vorher einen Endanschlag erreicht. Es ist daher vorgesehen, dass die Nockenwelle jeweils nur bis zu dem betreffenden Endanschlag des Nockenwellenstellers gedreht wird, wenn dieser Endanschlag vor der Endposition des vorgesehenen Drehwinkelbereichs erreicht wird. Diese Vorgehensweise ist sinnvoll, da die der Stillstandposition des Kurbeltriebs entsprechende Drehwinkellage beim Verdrehen der Nockenwelle dennoch von dem Schaltfenster des betreffenden Schlepphebels überstrichen oder erreicht werden kann. Falls dies nicht zutrifft, ist der Schleppwiderstand des Verbrennungsmotors zu Beginn des nachfolgenden Motorstarts zunächst um den Kompressionswiderstand dieses Zylinders erhöht.Since the camshaft adjuster with the camshaft can remain in any desired position within the swiveling range limited by two end stops when the internal combustion engine is switched off, it is possible that the camshaft adjuster cannot rotate the camshaft completely over the intended angle of rotation range, but the camshaft adjuster previously reached an end stop. It is therefore provided that the camshaft is only rotated up to the relevant end stop of the camshaft adjuster if this end stop is reached before the end position of the intended range of rotation angles. This procedure makes sense, since the rotational angle position corresponding to the standstill position of the crank drive when the camshaft is rotated can nevertheless be swept or reached by the shift window of the relevant rocker arm. If this is not the case, the drag resistance of the internal combustion engine is initially increased by the compression resistance of this cylinder at the beginning of the subsequent engine start.
In einer möglichen Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass nach dem Abstellen des Verbrennungsmotors und vor dem Motorstart die Drehwinkellagen der Nockenwelle und des Nockenwellenrades oder der Kurbelwelle mittels bei Motorstillstand wirksamen Drehwinkelsensoren erfasst und abgespeichert werden. Da die erforderliche Drehrichtung und der Winkelabstand zwischen dem nächstgelegenen Schaltfenster des mindestens einen zuvor nicht umgeschalteten Schlepphebels sowie der der Stillstandposition des Kurbeltriebs entsprechenden Drehwinkellage dadurch ermittelbar und somit bekannt sind, wird die Nockenwelle mittels des Nockenwellenstellers zunächst um den Winkelabstand zwischen dem Schaltfenster des zuvor nicht umgeschalteten Schlepphebels und der der Stillstandposition des Kurbeltriebs entsprechenden Drehwinkellage in die betreffende Drehrichtung gedreht sowie abschließend um denselben Drehwinkel in der Gegendrehrichtung in ihre Ruheposition zurückgedreht. Da die der Stillstandposition des Kurbeltriebs entsprechende Drehwinkellage durch das Drehen der Nockenwelle nun gezielt mit dem Schaltfenster des betreffenden Schlepphebels angefahren wird, ergeben sich weniger und/oder kürzere Drehwinkel der Nockenwelle durch den Nockenwellensteller, was insgesamt zu einem schnelleren Umschalten aller Schlepphebel führt.In a possible development of the method according to the invention, it is provided that after the internal combustion engine is switched off and before the engine is started, the rotational angle positions of the camshaft and the camshaft gear or the crankshaft are recorded and stored by means of rotational angle sensors which are effective when the engine is at a standstill. Since the required direction of rotation and the angular distance between the closest shift window of the at least one rocker arm not previously switched over and the angular position corresponding to the standstill position of the crank mechanism can thus be determined and are thus known, the camshaft adjuster is first adjusted by the angular distance between the shift window of the previously not shifted The rocker arm and the angle of rotation position corresponding to the standstill position of the crank mechanism are rotated in the respective direction of rotation and finally rotated back to their rest position by the same angle of rotation in the opposite direction of rotation. Since the rotational angle position corresponding to the standstill position of the crank drive is now approached specifically by the camshaft of the relevant rocker arm by turning the camshaft, there are fewer and / or shorter rotational angles of the camshaft by the camshaft adjuster, which leads to a faster changeover of all rocker arms overall.
Wenn, was zum Beispiel bei einem Reihenfünfzylindermotor möglich ist, zwei zuvor nicht umgeschaltete Schlepphebel vorliegen, deren Schaltfenster sich in derselben Drehrichtung zu der der Stillstandposition des Kurbeltriebs entsprechenden Drehwinkellage befinden, wird die Nockenwelle mittels des Nockenwellenstellers zunächst um den Winkelabstand des am weitesten entfernten Schaltfensters dieser Schlepphebel in die betreffende Drehrichtung gedreht und abschließend um denselben Drehwinkel in der Gegendrehrichtung in ihre Ruheposition zurückgedreht. Die der Stillstandposition des Kurbeltriebs entsprechende Drehwinkellage wird dabei zwangsläufig von dem näherliegenden Schaltfenster des anderen Schlepphebels überstrichen, wodurch auch dieser Schlepphebel umgeschaltet wird. If, which is possible with a five-cylinder in-line engine, for example, there are two rocker arms that have not been switched before and whose shift windows are in the same direction of rotation as the angular position corresponding to the standstill position of the crank drive, the camshaft adjuster is initially moved by the angular distance of the most distant shift window of the latter Turn the rocker arm in the relevant direction of rotation and then turn it back to its rest position by the same angle of rotation in the opposite direction of rotation. The rotational angle position corresponding to the standstill position of the crank mechanism is inevitably swept over by the closer shift window of the other rocker arm, whereby this rocker arm is also switched over.
Wenn, was zum Beispiel bei einem Reihenfünfzylindermotor ebenfalls möglich ist, zwei zuvor nicht umgeschaltete Schlepphebel vorliegen, deren Schaltfenster sich in entgegengesetzten Drehrichtungen zu der der Stillstandposition des Kurbeltriebs entsprechenden Drehwinkellage befinden, wird die Nockenwelle mittels des Nockenwellenstellers zunächst um den Winkelabstand des in einer ersten Drehrichtung liegenden Schaltfensters des einen Schlepphebels in diese Drehrichtung gedreht, dann um diesen Drehwinkel und den Winkelabstand des in der Gegendrehrichtung liegenden Schaltfensters des anderen Schlepphebels in die Gegendrehrichtung gedreht, und abschließend um den letzten Winkelabstand in der ersten Drehrichtung in ihre Ruheposition zurückgedreht.If, which is also possible with a straight five-cylinder engine, for example, there are two rocker arms that have not previously been switched over and whose shift windows are in opposite directions of rotation to the angular position corresponding to the standstill position of the crank drive, the camshaft is first adjusted by the angular distance of the camshaft adjuster in a first direction of rotation lying switching window of one rocker arm rotated in this direction of rotation, then rotated by this angle of rotation and the angular distance of the switching window of the other rocker arm lying in the opposite direction of rotation in the opposite direction of rotation, and finally turned back to its rest position by the last angular distance in the first direction of rotation.
Falls der Winkelabstand zu dem Schaltfenster eines der betreffenden Schlepphebel außerhalb eines der Endanschläge des Nockenwellenstellers liegt, wird die jeweilige Drehung der Nockenwelle bis zum Erreichen der der Stillstandposition des Kurbeltriebs entsprechenden Drehwinkellage unterlassen. Der Schleppwiderstand des Verbrennungsmotors zu Beginn eines nachfolgenden Motorstarts ist dann zunächst um den Kompressionswiderstand dieses Zylinders erhöht. Wenn sich die Schaltfenster von zwei zuvor nicht umgeschalteten Schlepphebeln in derselben Drehrichtung zu der der Stillstandposition des Kurbeltriebs entsprechenden Drehwinkellage befinden, wird die Nockenwelle in diesem Fall mittels des Nockenwellenstellers zunächst um den Winkelabstand des nächstliegenden Schaltfensters dieser Schlepphebel zu der der Stillstandposition des Kurbeltriebs entsprechenden Drehwinkellage in die betreffende Drehrichtung gedreht und abschließend um denselben Drehwinkel in der Gegendrehrichtung in ihre Ruheposition zurückgedreht. Sofern sich die Schaltfenster von zwei zuvor nicht umgeschalteten Schlepphebeln in entgegengesetzten Drehrichtungen zu der der Stillstandposition des Kurbeltriebs entsprechenden Drehwinkellage befinden, wird die Nockenwelle in diesem Fall mittels des Nockenwellenstellers nur zunächst um den Winkelabstand des Schaltfensters des anderen Schlepphebels zu der der Stillstandposition des Kurbeltriebs entsprechenden Drehwinkellage in die betreffende Drehrichtung gedreht und abschließend um denselben Drehwinkel in der Gegendrehrichtung in ihre Ruheposition zurückgedreht.If the angular distance to the shift window of one of the rocker arms in question lies outside one of the end stops of the camshaft actuator, the respective rotation of the camshaft is omitted until the rotational angle position corresponding to the standstill position of the crank drive is omitted. The drag resistance of the internal combustion engine at the beginning of a subsequent engine start is then initially increased by the compression resistance of this cylinder. If the shift windows of two rocker arms not previously switched are in the same direction of rotation to the rotational angle position corresponding to the standstill position of the crank drive, in this case the camshaft is first moved by the camshaft adjuster by the angular distance of the closest shift window of these finger levers to the rotational angle position corresponding to the standstill position of the crank drive in the relevant direction of rotation rotated and finally rotated back to the rest position by the same angle of rotation in the opposite direction. If the shift windows of two rocker arms not previously switched are in opposite directions of rotation to the rotational angle position corresponding to the standstill position of the crank drive, in this case the camshaft is only moved by the camshaft adjuster by the angular distance of the shift window of the other finger lever to the rotational angle position corresponding to the standstill position of the crank drive rotated in the relevant direction of rotation and finally rotated back to the rest position by the same angle of rotation in the opposite direction of rotation.
Zur weiteren Verdeutlichung der Erfindung ist der Beschreibung eine Zeichnung mit einem Ausführungsbeispiel beigefügt. In dieser zeigt
-
1a Ventilhubkurven eines Verbrennungsmotors mit einer ersten Stillstandposition des Kurbeltriebs in einem Diagramm, -
1b die Ventilhubkurven des Verbrennungsmotors gemäß1a mit einer zweiten Stillstandposition des Kurbeltriebs in einem Diagramm, -
1c die Ventilhubkurven des Verbrennungsmotors gemäß1a und1b mit einer Verstellung der Nockenwelle mit einem Schaltfenster eines Schlepphebels in die der zweiten Stillstandposition des Kurbeltriebs entsprechende Drehwinkellage in einem Diagramm, -
2a eine Nockenwelle und einen schaltbaren Schlepphebel eines variablen Ventiltriebs in einer ersten Drehwinkellage der Nockenwelle in einer axialen Seitenansicht, -
2b die Nockenwelle und den schaltbaren Schlepphebel gemäß2a in der ersten Drehwinkellage der Nockenwelle in einer radialen Seitenansicht, -
3a die Nockenwelle und den schaltbaren Schlepphebel gemäß2a und -
2b in einer zweiten Drehwinkellage der Nockenwelle in einer axialen Seitenansicht, und -
3b die Nockenwelle und den schaltbaren Schlepphebel gemäß den2a bis3a in der zweiten Drehwinkellage der Nockenwelle in einer radialen Seitenansicht.
-
1a Valve lift curves of an internal combustion engine with a first standstill position of the crank mechanism in a diagram, -
1b the valve lift curves of the internal combustion engine according to1a with a second standstill position of the crank mechanism in a diagram, -
1c the valve lift curves of the internal combustion engine according to1a and1b with an adjustment of the camshaft with a shift window of a rocker arm to the rotational angle position corresponding to the second standstill position of the crank drive in a diagram, -
2a a camshaft and a switchable rocker arm of a variable valve train in a first rotational angle position of the camshaft in an axial side view, -
2 B the camshaft and the switchable rocker arm according to2a in the first angular position of the camshaft in a radial side view, -
3a the camshaft and the switchable rocker arm according to2a and -
2 B in a second angular position of the camshaft in an axial side view, and -
3b the camshaft and the switchable rocker arm according to2a to3a in the second rotational angle position of the camshaft in a radial side view.
Die nachfolgende Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Steuerung eines variablen Ventiltriebs
Die Einlassnockenwelle
Die schaltbaren Schlepphebel
Durch die Federkraft von zwei axial beidseitig um den Gelenkbolzen
Als Koppelelement
In den
In den
In dem Diagramm der
Wahrscheinlicher ist dagegen, dass der Ventiltrieb
Um dennoch alle schaltbaren Schlepphebel
In dem Diagramm der
Da mit der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens alle schaltbaren Schlepphebel
BezugszeichenlisteReference symbol list
- 22nd
- Variabler VentiltriebVariable valve train
- 44th
- Nockenwelle, EinlassnockenwelleCamshaft, intake camshaft
- 66
- PrimärnockenPrimary cam
- 88th
- Grundkreis des PrimärnockensBase circle of the primary cam
- 1010th
- HaupthubnockenMain lift cam
- 12a, 12b12a, 12b
- SekundärnockenSecondary cam
- 1414
- Grundkreise der SekundärnockenBase circles of the secondary cams
- 1616
- HaupthubnockenMain lift cam
- 1818th
- Nachhubnocken, DekompressionsnockenPost lift cam, decompression cam
- 2020th
- Hauptdrehrichtung der NockenwelleMain direction of rotation of the camshaft
- 2222
- Schaltbares Hubübertragungselement, SchlepphebelSwitchable stroke transmission element, rocker arm
- 2424th
- Innenhebel, PrimärhebelInner lever, primary lever
- 2626
- Außenhebel, SekundärhebelOuter lever, secondary lever
- 2828
- Abgriffelement, RolleTap element, role
- 3030th
- Querbohrung im InnenhebelCross hole in the inner lever
- 3232
- Koppelelement, KoppelbolzenCoupling element, coupling bolt
- 3434
- Federelement, SchraubenfederSpring element, coil spring
- 36a, 36b36a, 36b
- Abgriffelemente, Vorsprünge am AußenhebelTapping elements, projections on the outer lever
- 38a, 38b38a, 38b
- Gleitflächen am AußenhebelSliding surfaces on the outer lever
- 4040
- Koppelbohrung im AußenhebelCoupling hole in the outer lever
- 4242
- Querbohrung im AußenhebelCross hole in the outer lever
- 4444
- Schaltelement, SchaltbolzenSwitching element, switching pin
- 4646
- Äußeres Ende des SchaltbolzensOuter end of the shift pin
- 4848
- GelenkbolzenHinge pin
- 50a, 50b 50a, 50b
- Anpressfeder, SchenkelfederPressure spring, leg spring
- 5252
- Gaswechselventil, EinlassventilGas exchange valve, inlet valve
- 5454
- VentilschaftValve stem
- 5656
- FedertellerSpring plate
- 5858
- Ventilfeder, SchraubenfederValve spring, coil spring
- 6060
- AbstützelementSupport element
- °KW° KW
- KurbelwinkelCrank angle
- °NW° NW
- NockenwellenwinkelCamshaft angle
- ΔKWNH ΔKW NH
-
Winkelbreite des Nachhubnockens (
18 ) in °KWAngular width of the post lift cam (18th ) in ° KW - ΔNWNH ΔNW NH
-
Winkelbreite des Nachhubnockens (
18 ) in °NWAngular width of the post lift cam (18th ) in ° NW
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- US 2017/0198613 A1 [0003]US 2017/0198613 A1 [0003]
- DE 102017101792 B4 [0003, 0027]DE 102017101792 B4 [0003, 0027]
- DE 112004001754 B4 [0004]DE 112004001754 B4 [0004]
- DE 102017104629 A1 [0007]DE 102017104629 A1 [0007]
Claims (8)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102018132587.8A DE102018132587A1 (en) | 2018-12-18 | 2018-12-18 | Method for controlling a variable valve train |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102018132587.8A DE102018132587A1 (en) | 2018-12-18 | 2018-12-18 | Method for controlling a variable valve train |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102018132587A1 true DE102018132587A1 (en) | 2020-06-18 |
Family
ID=70859316
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE102018132587.8A Withdrawn DE102018132587A1 (en) | 2018-12-18 | 2018-12-18 | Method for controlling a variable valve train |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
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DE102017101792B4 (en) | 2017-01-31 | 2018-11-15 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Variable valve train of a combustion piston engine |
-
2018
- 2018-12-18 DE DE102018132587.8A patent/DE102018132587A1/en not_active Withdrawn
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---|---|---|---|
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