DE19856528C2

DE19856528C2 - Valve lift

Info

Publication number: DE19856528C2
Application number: DE19856528A
Authority: DE
Inventors: Klaus Wilczek
Original assignee: AB Elektronik GmbH
Current assignee: AB Elektronik GmbH
Priority date: 1998-12-08
Filing date: 1998-12-08
Publication date: 2003-02-27
Anticipated expiration: 2018-12-09
Also published as: DE19856528A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Stellungserfas sung von Aus- und Einlaßventilen von Brennkraftmaschinen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder 2. The invention relates to a device for position detection Solution of exhaust and intake valves of internal combustion engines in accordance the preamble of claim 1 or 2.

Eine gattungsgemäße Vorrichtung ist aus der DE 43 42 430 C1 bekannt. Hierbei erzeugt ein Ventilbetätigungsmechanismus durch zwei ungleich große und nebeneinander angeordnete No cken der Nockenwelle im Zusammenwirken mit einem schaltba ren Tassenstößel unterschiedliche Ventilhubhöhen. Mittels eines Hall-Gebers, welcher direkt mit einem Magneten ver bunden oder getrennt von diesem angeordnet ist, sind Be zugspunkte an dem Ventilbetätigungsmechanismus erkennbar.A generic device is from DE 43 42 430 C1 known. This creates a valve actuation mechanism by two differently sized and arranged No camshaft in cooperation with a switch different tappet heights. through of a Hall sensor, which ver directly with a magnet tied or arranged separately, are Be traction points recognizable on the valve actuation mechanism.

Nachteilig ist, daß durch die bekannte Vorrichtung mit nur einem Hallsensor nur eine einzige Stellung und damit ledig lich der Schaltzustand des Ventilhubs erfaßbar ist. The disadvantage is that with the known device with only a Hall sensor only one position and therefore single Lich the switching state of the valve lift can be detected.

Es stellt sich demnach die Aufgabe, eine Vorrichtung zur Stellungserfassung von Aus- und Einlaßventilen von Brenn kraftmaschinen anzugeben, die genaue Werte über die jewei ligen Ventilstellungen unter den besonderen Einsatzbedin gungen im Motorbereich ermöglicht.It is therefore the task of a device for Position detection of exhaust and intake valves from Brenn Engines indicate the exact values of each valve positions under the special application conditions conditions in the engine area.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale der Ansprüche 1 oder 2 gelöst, indem das Prinzip der linearen Wegaufnahme mit einem Hallsensor für eine Stellungserfassung von Ventilen von Brennkraftmaschinen verwendet wird.According to the invention, this object is achieved through the features of Claims 1 or 2 solved by the principle of linear displacement with a Hall sensor for position detection from Valves of internal combustion engines is used.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbeson dere darin, daß der Hallsensor berührungslos arbeitet. Es ist darüberhinaus möglich, nicht nur Endstellungen, sondern den gesamten Weg des Ein- oder Auslaßventils zu verfolgen und diese Werte als Ansteuerungswerte für das Ventil zur Verfügung zu stellen. Von besonderer Bedeutung ist, daß der kreisrunde Zylindermantel Einbaugrößen von unter 16 mm mög lich macht. Hierdurch kann ein Einbau im Ventilantrieb vor genommen werden. Das zylinderförmige Sensorstößelelement, das in der kreisrunden Schiebeausnehmung bewegt wird, nimmt Verdrehungen des Sensorstößelelements auf, ohne daß die Meß genauigkeit beeinträchtigt wird. Am Einsatzort in bzw. an der Brennkraftmaschine kann die gesamte Baugruppe und damit auch der Hallsensor darüberhinaus nicht nur starken Tempera tur- sondern auch starken Störeinflüssen ausgesetzt werden.The advantages achieved with the invention are in particular the fact that the Hall sensor works without contact. It is also possible, not just end positions, but track the entire path of the intake or exhaust valve and these values as control values for the valve To make available. It is particularly important that the circular cylinder jacket installation sizes of less than 16 mm possible Lich. This allows installation in the valve actuator be taken. The cylindrical sensor plunger element, that moves in the circular sliding recess takes Rotations of the sensor plunger element without the measuring accuracy is impaired. On site in or at the internal combustion engine can the entire assembly and thus the Hall sensor also not only has strong tempera tur- but also be exposed to strong interference.

Der Abstand kann als Abstandskörper realisiert werden. Hierdurch läßt sich die Montage ohne Hilfsmittel einfach durchführen.The distance can be realized as a spacer. This makes it easy to assemble without tools carry out.

In einer Ausführungsform der Erfindung können die Statorkörper halbzylinderförmig ausgebildet sein. Die kreisrunde Schiebeausnehmung kann sich dabei auf beide Statorkörper verteilen. Beide halbkreisförmigen Statorkörper können nebeneinander angeordnet werden. Damit läßt sich eine Einbaugröße von nur 14 mm realisieren.In one embodiment of the invention, the stator body be semi-cylindrical. The circular Sliding recess can affect both Distribute the stator body. Both semicircular stator bodies can be arranged side by side. This can be a Realize an installation size of only 14 mm.

In einer weiteren Ausführungsform können sowohl die Stator- als auch der Abstandskörper zylinderförmig sein. Hierbei kann auch der Abstandskörper von seiner Schiebeausnehmung durchzogen sein. Hierdurch ist ein einfacher, kleiner und genauer Aufbau möglich.In a further embodiment, both the stator as well as the spacer be cylindrical. in this connection can also the spacer from its sliding recess be pulled through. This makes it simple, small and precise construction possible.

Zur Sicherung einer hohen Meßgenauigkeit kann das Magnetelement länger als der Abstandskörper sein.The magnetic element can be used to ensure high measuring accuracy be longer than the spacer.

Der Luftspaltkörper kann ein Kunststoffkörper sein. Hier durch ist genaues Anordnen der zu beiden Seiten liegenden Statorkörper möglich.The air gap body can be a plastic body. here is by precisely arranging the lying on both sides Stator body possible.

Das Magnetelement kann ein Ringelement sein, das das Sensor stößelelement wenigstens teilweise umgibt. Am geeignetsten ist ein zylinderförmig ausgebildeter Ringmagnet, der das Sensorstößelelement in einer entsprechenden Ausnehmung umfaßt. Hierdurch ist eine sichere Führung des Ringmagnetes gewährleistet.The magnetic element can be a ring element that the sensor tappet element at least partially surrounds. Most appropriate is a cylindrical ring magnet, which Sensor plunger element in a corresponding recess includes. This ensures that the ring magnet is guided securely guaranteed.

Das Magnetelement kann aber auch aus einer Vielzahl von einzelnen Zylindermagneten bestehen, die im Sensorstößel element angeordnet sind. Hierbei können zwischen einem und zehn, vorzugsweise fünf Zylindermagnete verwendet werden, die in eine entsprechend eingebrachte Bohrung des Sensor stößelelementes hineingeschoben und dort festgelegt werden.The magnetic element can also be made from a variety of individual cylinder magnets exist in the sensor tappet element are arranged. Here, between one and ten, preferably five, cylinder magnets are used, in a correspondingly drilled hole in the sensor slide element inserted and fixed there.

Der Abstands- und der Statorkörper können wenigstens teil weise von einem Gehäuse umgeben sein. In dem Abstandskörper ist, wie bereits beschrieben, der Hallsensor angeordnet. Diese Elemente können in das Gehäuse eingespritzt oder entsprechend eingeschoben werden. Hierdurch ist eine genaue Justage des aktiven Teils des Ventilhubsensors, der insbesondere aus dem Hallsensor und den beiden Statorkörpern besteht, möglich.The spacer and the stator body can at least partially be surrounded by a housing. In the spacer As already described, the Hall sensor is arranged. These elements can be injected into the housing or be inserted accordingly. This is an accurate Adjustment of the active part of the valve lift sensor, the in particular from the Hall sensor and the two stator bodies exists, possible.

Das Sensorstößelelement kann aus einem eisenhaltigen Mate rial hergestellt sein. Hierdurch kann sich die vom Magnetelement ausgehende, magnetische Feldstärke gleichmäßig ausbreiten.The sensor plunger element can be made of an iron-containing mate be made rial. This can cause the magnetic element Spread outgoing magnetic field strength evenly.

Die Statorkörper können auch aus einem eisenhaltigen Mate rial sein, die dann mit dem Abstandskörper, wie bereits auf geführt, den aktiven Teil des Ventilhubsensors darstellen. The stator body can also be made of an iron-containing mate be rial, then with the spacer, as already on run, represent the active part of the valve lift sensor.

Der Abstandskörper kann als ein Kunststoffkörper ausgebil det sein. Hierdurch läßt sich der Abstand sowohl optisch als auch funktionell ausbilden. Auch andere Materialien, die sich funktionell wie ein Luftspalt verhalten, sind ein setzbar.The spacer can be formed as a plastic body det be. This allows the distance to be both optical also train functionally. Other materials that behave functionally like an air gap are one settable.

Das Gehäuse kann aus einem wenigstens teilweise elektro magnetische Impulse abschirmenden Material hergestellt sein. Hierdurch werden die im Hallsensor erzeugten Signale nicht von Störsignalen überlagert und verfälscht. Als abschirmen des Material kann entweder ein Blechgehäuse oder ein Gehäuse eingesetzt werden, das aus einem mit Stahlfasern gefüllten Kunststoff besteht.The housing can be at least partially electro magnetic impulse shielding material. As a result, the signals generated in the Hall sensor are not overlaid by interference signals and falsified. As shield The material can either be a sheet metal housing or a housing be used, the one filled with steel fibers Plastic is made.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:Embodiments of the invention are in the drawing are shown and are described in more detail below. It demonstrate:

Fig. 1 ein mit einem Ventil einer Brennkraftmaschine verbundenen Ventilhubsensor in einer schematischen Teildarstellung; Fig. 1 a connected to a valve of an internal combustion engine valve lift in a schematic partial representation;

Fig. 2 einen aktiven Teil eines Ventilhubsensors gemäß Fig. 1 in einer schematischen Schnittdarstellung; FIG. 2 shows an active part of a valve lift sensor according to FIG. 1 in a schematic sectional illustration;

Fig. 3 einen Ventilhubsensor gemäß Fig. 1 in einer schema tischen Seitenansicht; Fig. 3 is a valve lift of Figure 1 in a schematic side view.

Fig. 4 einen Schnitt durch einen Ventilhubsensor gemäß Fig. 3 entlang der Linie IV-IV; . Fig. 4 is a section through a valve lift of Figure 3 along the line IV-IV;

Fig. 5 einen Ventilhubsensor gemäß Fig. 3 in einer schema tisch dargestellten Draufsicht,; Fig. 5 shows a valve lift of FIG. 3 in a schematically illustrated plan view ,;

Fig. 6 eine weitere Ausführungsform eines Ventilhubsensors gemäß Fig. 1 in einer schematischen Schnitt darstellung, und Fig. 6 shows a further embodiment of a valve lift sensor according to FIG. 1 in a schematic sectional view, and

Fig. 7 einen funktionellen Zusammenhang zwischen einer relativen Verschiebung eines Magnetelements zum Hallsensor und dem Ausgangssignal des Hallsensors. Fig. 7 shows a functional relationship between a relative displacement of a magnetic element to the Hall sensor and the output signal of the Hall sensor.

In Fig. 1 ist ein Ausschnitt aus einem Viertakt-Verbrennungs motor, insbesondere einem Dieselmotor, gezeigt.In Fig. 1 a section of a four-stroke internal combustion engine, in particular a diesel engine, is shown.

In einem Zylinder (nicht dargestellt) ist ein Kolbenelement 2 beweglich angeordnet. Über dem Kolbenelement 2 befinden sich Ventilelemente 3. Das linke Ventilelement 3 wird als Einlaßventil mit der Bezugsziffer 5 und das rechte als Auslaßventil mit der Bezugsziffer 6 bezeichnet.A piston element 2 is movably arranged in a cylinder (not shown). Above the piston element 2 valve elements. 3 The left valve element 3 is designated as an inlet valve with the reference number 5 and the right as an outlet valve with the reference number 6 .

Das Ventilelement 3 besteht aus einem Ventilteller 32 und einem sich daran anschließenden Ventilstößelelement 31. Das Ventilstößelelement 31 ist durch ein Motorgehäuse 4 bzw. das Zylinderelement hindurchgeführt. Das Motorgehäuse 4 kann Kühlrippen, Ansaugöffnungen usw. beinhalten.The valve element 3 consists of a valve plate 32 and an adjoining valve tappet element 31 . The valve lifter element 31 is passed through a motor housing 4 or the cylinder element. The motor housing 4 can include cooling fins, suction openings, etc.

Mit dem Ventilstößelelement 31 ist ein Sensorstößelelement 11 eines Ventilhubsensors 1 bzw. 50 verbunden. Aus dem Ventilhubsensor 1 bzw. 50 führt eine Meßwertleitung 20, 60 heraus.A sensor tappet element 11 of a valve lift sensor 1 or 50 is connected to the valve tappet element 31 . A measured value line 20 , 60 leads out of the valve lift sensor 1 or 50 .

Die Fig. 2 bis 5 zeigen als erste Ausführungsform den Ventilhubsensor 1 im Detail. Figs. 2 to 5 show the first embodiment, the valve lift sensor 1 in detail.

Fig. 2 zeigt die aktiven Teile des Ventilhubsensors. Diese sind ein als ein Abstandskörper ausgebildeter Kunststoff körper 13, zu dessen beiden Seiten jeweils ein Statorkörper 12, 14 angeordnet ist. Die beiden Statorkörper 12, 14 bestehen aus Eisen bzw. einem eisenhaltigen Material. Im Kunststoffkörper 13 ist ein Hallsensor 15 angeordnet, an den die bereits erwähnte Meßwertleitung 20 angeschlossen ist. Der Kunststoff- und die Statorkörper bilden einen kreisrunden Zylindermantel 33, 34. Hierdurch läßt sich ein Einbaudurchmesser von 16 mm realisieren. Fig. 2 shows the active parts of the valve lift sensor. These are a plastic body 13 designed as a spacer body, on each side of which a stator body 12 , 14 is arranged. The two stator bodies 12 , 14 consist of iron or an iron-containing material. A Hall sensor 15 is arranged in the plastic body 13 , to which the already mentioned measurement line 20 is connected. The plastic and the stator bodies form a circular cylinder jacket 33 , 34 . This allows an installation diameter of 16 mm to be achieved.

Der Statorkörper 12, der Kunststoffkörper 13 und der Stator körper 14 sind jeweils von einer kreisrunden Schiebeaus nehmung 16, 17 bzw. 22 durchdrungen. In den Schiebeausneh mungen 16, 17, 22 ist ein zylinderförmiges Sensorstößel element 11 hin und her schiebbar, das wenigstens teilweise von einem Ringmagneten 18 umschlossen ist. Dieser Ringmagnet 18 ist so gepolt, daß auf der einen Seite des Sensorstößel elementes 11 sich eine Nord-Süd- und auf der gegenüber liegenden Seite eine Süd-Nord-Polung befindet. Das Magnet element 18 ist wesentlich länger, d. h. zweieinhalbmal so lang wie der Kunststoffkörper 13 breit ist.The stator body 12 , the plastic body 13 and the stator body 14 are each penetrated by a circular recess 16 , 17 and 22 respectively. In the push lines 16 , 17 , 22 , a cylindrical sensor tappet element 11 can be pushed back and forth, which is at least partially enclosed by a ring magnet 18 . This ring magnet 18 is polarized so that on one side of the sensor plunger element 11 is a north-south and on the opposite side a south-north polarity. The magnet element 18 is much longer, ie two and a half times as long as the plastic body 13 is wide.

In Fig. 3 ist der Ventilhubsensor 1 mit einem Gehäuse 19 dargestellt. Das äußere Gehäuse hat im Querschnitt eine T-förmige Konfiguration. In dem aufrechtstehenden Balken des T ist ein Anschlußfenster 21 vorgesehen, durch das die Meßwertleitung 20 zu führen ist.In Fig. 3 the valve lift sensor 1 is shown with a housing 19 . The outer housing has a T-shaped configuration in cross section. A connection window 21 is provided in the upright bar of the T, through which the measured value line 20 is to be led.

In Fig. 4 ist ein Schnitt durch den in Fig. 3 dargestellten Ventilhubsensor 1 gezeigt. Hierbei befindet sich im Inneren des Gehäuses 19 ein aktiver Teil, der im wesentlichen dem gleicht, der bereits anhand der Fig. 2 beschrieben wurde. Anstelle des einzelnen Ringmagneten, der um das Sensorstößelelement 11 gelegt ist, sind hier in das Innere des Sensorstößelelementes 11 fünf Zylindermagnete 18.1 bis 18.n eingeschoben. Diese werden in einer Bohrung des Sensorstößelelementes 11 gehalten (vgl. Fig. 5). Das Gehäuse 19 besteht aus einem Material, das den aktiven Teil des Ventilhubsensors 1 vor äußeren Einflüssen, wie elektro magnetische Wellen oder dergleichen, abschirmt. Das Material kann Metall oder ein mit Stahlfasern gefüllter Kunststoff sein. FIG. 4 shows a section through the valve lift sensor 1 shown in FIG. 3. Here, there is an active part inside the housing 19 , which is essentially the same as that which has already been described with reference to FIG. 2. Instead of the single ring magnets which is placed around the sensor follower member 11, 11 five cylinder magnets are inserted here 18 1 to 18 n in the interior of the sensor plunger element. These are held in a bore in the sensor tappet element 11 (cf. FIG. 5). The housing 19 is made of a material that shields the active part of the valve lift sensor 1 from external influences, such as electromagnetic waves or the like. The material can be metal or a plastic filled with steel fibers.

Wie Fig. 4 zeigt, wird in den Schiebeausnehmungen 16, 17, 22 des Kunststoffkörpers 13 und der Statorkörper 12, 14 das Sensorstößelelement 11 hin und her geschoben. Hierbei sind die fünf nebeneinander aufgereihten Zylindermagnete 18.1 bis 18.n ungefähr neunmal so lang wie der Kunststoffkörper 13 breit ist. Die Länge der nebeneinander aufgereihten Zylinder magnete 18.1 bis 18.n ergibt den Hub gegenüber dem in dem Kunststoffkörper 13 eingebetteten Sensorelement.As shown in FIG. 4, the sensor plunger element 11 is pushed back and forth in the sliding recesses 16 , 17 , 22 of the plastic body 13 and the stator body 12 , 14 . Here, the five cylinder magnets 18. 1 to 18. N lined up next to one another are approximately nine times as long as the plastic body 13 is wide. The length of the cylinder magnets 18 1 to 18 n lined up next to one another gives the stroke relative to the sensor element embedded in the plastic body 13 .

In Fig. 6 ist eine weitere Ausführungsform des Ventilhub sensors 50 gezeigt.In Fig. 6, another embodiment of the valve shown sensor 50.

Der Ventilhubsensor 50 besteht aus:
The valve lift sensor 50 consists of:

two semi-cylindrical stator bodies 52 , 54 arranged parallel to one another at a distance 53 into which
- A circular sliding recess 56 is introduced;
- A cylindrical tappet element 51 and
- A magnetic element 58 which is at least partially placed around a guide cylinder rod 57 of the sensor plunger element 51 .

Im Bereich des Abstands 53 ist zwischen den beiden sich gegenüberliegenden, halbzylinderförmigen Statorkörpern 52, 54 eine kreisrunde Führungsausnehmung 59 eingebracht.In the area of the distance 53 , a circular guide recess 59 is made between the two opposing, semi-cylindrical stator bodies 52 , 54 .

Im Bereich des Abstands 53 ist der Hallsensor 55 angeordnet. Der Hallsensor 55 selbst hat eine Höhe von 4 mm. Dadurch, daß er in der in Hubrichtung liegenden Ebene angeordnet ist, wirkt er nicht durchmesservergrößernd. Während der kreis runde Zylindermantel 33, 34 (Fig. 2) der beiden Statorelemente 12, 14 bereits einen Sensordurchmesser d von 16 mm realisieren konnte, ist es hier mit den beiden halbzylinderförmigen Stator körpern 52, 54 möglich, einen kreisrunden Zylindermantel 63 mit einem Sensordurchmesser D von nur 14 mm zu erreichen. Hierdurch kann der Ventilhubsensor 50 ohne weitere Zusatz arbeiten in den Antrieb, insbesondere den Magnetantrieb des Einlaß- bzw. Auslaßventils 5, 6 eingeschraubt werden.The Hall sensor 55 is arranged in the region of the distance 53 . The Hall sensor 55 itself has a height of 4 mm. Because it is arranged in the plane lying in the stroke direction, it does not have a diameter-enlarging effect. While the circular cylinder jacket 33 , 34 ( FIG. 2) of the two stator elements 12 , 14 could already realize a sensor diameter d of 16 mm, it is possible here with the two semi-cylindrical stator bodies 52 , 54 to have a circular cylinder jacket 63 with a sensor diameter D of only 14 mm. As a result, the valve lift sensor 50 can be screwed into the drive, in particular the magnetic drive of the inlet and outlet valves 5 , 6 , without any additional addition.

Beide Statorkörper 52, 54 sind von einem Gehäuse (nicht dargestellt) umgeben. Bei der Herstellung des Gehäuses können beide Statorkörper 52, 54 mit eingespritzt und damit der Abstand 53 genauestens ausgebildet werden.Both stator bodies 52 , 54 are surrounded by a housing (not shown). During the production of the housing, both stator bodies 52 , 54 can also be injected, and thus the distance 53 can be formed very precisely.

Die Funktion des Ventilhubsensors 1 sei erläutert:The function of the valve lift sensor 1 is explained:

In den einzelnen Takten wird bei dem dargestellten Viertakt- Dieselmotor Luft angesaugt und das Kolbenelement 2 bewegt. Das Einlaßventil 5 und das Auslaßventil 6 werden abwechselnd entsprechend mit einem Antrieb, z. B. einem Magnetantrieb (nicht dargestellt) geöffnet bzw. geschlossen. Die Bewegung des Einlaßventils 5 von der Schließ- bis hin zur Offen-Stellung wird genauestens durch den Ventilhubsensor 1 nachverfolgt.In the four-stroke diesel engine shown, air is drawn in in the individual cycles and the piston element 2 is moved. The inlet valve 5 and the outlet valve 6 are alternately accordingly with a drive, for. B. a magnetic drive (not shown) opened or closed. The movement of the inlet valve 5 from the closed to the open position is closely monitored by the valve lift sensor 1 .

Durch die Verschiebung des Ventilstößelelementes 31 erfolgt eine Verschiebung des Sensorstößelelementes 11 derart, daß dieses aus den Schiebeausnehmungen 16, 17, 22 heraus- bzw. in diese hineingeschoben wird. Hierbei bewegen sich der Ringmagnet 18 bzw. die Zylindermagnete 18.1 bis 18.n an dem Hallsensor 15 vorbei. Aus dieser relativen Verschiebung ergibt sich ein Spannungssignal AS, das an der Meßwertleitung 20 ansteht. Dieses Spannungssignal AS hat als Funktion einer relativen Verschiebung des Magnetelements zum Hallsensor eine sinuskurvenähnliche Konfiguration mit einem linear ansteigenden Bereich, wie in Fig. 7 dargestellt. Hierdurch kann die Hubbewegung des Sensorstößelelementes 11 sehr genau ermittelt werden kann. Die ermittelten Werte werden zu einer Steuerzentrale weitergeleitet, und zwar werden nicht nur Meßwerte für die Anfangs- und die End stellung, sondern alle Zwischenwerte weitergegeben, so daß der Hub des Einlaßventils 5 gezielt erfaßt und der Antrieb angesteuert werden kann.Due to the displacement of the valve tappet element 31 , the sensor tappet element 11 is displaced such that it is pushed out of the sliding recesses 16 , 17 , 22 or pushed into it. Here, the ring magnet 18 to move, or the cylinder magnets 18 1 to 18 n at the Hall sensor 15 over. This relative displacement results in a voltage signal AS which is present on the measured value line 20 . As a function of a relative displacement of the magnetic element relative to the Hall sensor, this voltage signal AS has a configuration similar to a sine curve with a linearly increasing range, as shown in FIG. 7. As a result, the stroke movement of the sensor tappet element 11 can be determined very precisely. The determined values are forwarded to a control center, and not only measured values for the start and end position, but all intermediate values are passed on, so that the stroke of the inlet valve 5 can be detected and the drive can be controlled.

Analog wird der Hub des Auslaßventils 6 erfaßt und dessen Antrieb angesteuert.Similarly, the stroke of the exhaust valve 6 is detected and its drive is controlled.

Die Funktion des Ventilhubsensors 50 entspricht im wesentlich der des Ventilhubsensors 1. The function of the valve lift sensor 50 essentially corresponds to that of the valve lift sensor 1 .

Sowohl dem Einlaßventil 5 als auch dem Auslaßventil 6 ist ein Ventilhubsensor 50 zugeordnet. Beim Öffnen und Schließen des Einlaß- und des Auslaßventils 5, 6 bewegt sich das Ventilstößelelement 31 hin und her.A valve lift sensor 50 is assigned to both the inlet valve 5 and the outlet valve 6 . When opening and closing the inlet and outlet valves 5 , 6 , the valve tappet element 31 moves back and forth.

Mit der Verschiebung des Ventilstößelelementes 31 erfolgt auch eine Verschiebung des Sensorstößelelementes 1 derart, daß der Führungszylinderstab 57 in der Führungsausnehmung 59 nach oben geschoben wird. Hierdurch nähert sich der Ring magnet 58 dem Hallsensor 55. Diese relative Verschiebung des Ringmagneten 58 gegenüber dem Hallsensor 55 erzeugt ein Spannungssignal AS, das eine sinuskurvenähnliche Konfigura tion hat, wie sie in Fig. 7 dargestellt ist. Der Hub das Einlaßventils bzw. des Auslaßventils wird, beginnend von der unteren bis zur oberen Endstellung, aufgenommen. Von besonderem Vorteil ist, daß sich die untere und die obere Endstellung des Einlaß- bzw. Auslaßventils 5, 6 ändern können, ohne daß es hierbei zu einer Meßwertverfälschung kommen kann. Die gemessenen Werte des Ausgangssignals AS gemäß Fig. 7 werden einer Steuerzentrale zugeführt, die anhand der gemessenen Werte den Ventilhub des Einlaß- bzw. Auslaß ventils 5, 6 genauestens steuern kann.With the displacement of the valve tappet element 31 , the sensor tappet element 1 is also displaced such that the guide cylinder rod 57 is pushed upward in the guide recess 59 . As a result, the ring magnet 58 approaches the Hall sensor 55 . This relative displacement of the ring magnet 58 with respect to the Hall sensor 55 generates a voltage signal AS which has a sinusoidal curve-like configuration, as shown in FIG. 7. The stroke of the intake valve or the exhaust valve is recorded, starting from the lower to the upper end position. It is particularly advantageous that the lower and the upper end positions of the inlet and outlet valves 5 , 6 can change without this leading to a falsification of the measured values. The measured values of the output signal AS according to FIG. 7 are fed to a control center which, based on the measured values, can control the valve lift of the inlet or outlet valve 5 , 6 precisely.

Von besonderem Vorteil ist es, daß neben dem geringen Sensor durchmesser d, D des Ventilhubsensors 1, 50 die zylinder förmige Bauform mit kreisrunden Schiebeausnehmungen 16, 17, 22, 56 die Aufnahme von rotierenden Bewegungen des Ventil stößelelementes 31 während der Hubbewegung aufnehmen kann, ohne daß sich das Spannungssignal AS verändert. Insbesondere kommt es zu keinem Verklemmen des Sensorstößelelementes 11, 51 mit dem Ringmagneten 18, 58 bzw. dem Zylindermagneten 18.1 bis 18.n. Von weiterem Vorteil ist es, daß der Ventil hubsensor 1, 50 bestens für die im Motorbereich herrschenden, extrem hohen thermischen und dynamischen Beanspruchungen geeignet ist. Auch sonstigen Einflüssen, wie elektromagne tischen Wellen und dergleichen, kann standgehalten werden. It is particularly advantageous that in addition to the small sensor diameter d, D of the valve lift sensor 1 , 50, the cylindrical shape with circular sliding recesses 16 , 17 , 22 , 56 can accommodate the inclusion of rotating movements of the valve tappet element 31 during the stroke movement without that the voltage signal AS changes. In particular, there is no jamming of the sensor tappet element 11 , 51 with the ring magnet 18 , 58 or the cylinder magnet 18. 1 to 18. n. It is a further advantage that the valve lift sensor 1 , 50 is extremely suitable for those prevailing in the engine area high thermal and dynamic loads. Other influences, such as electromagnetic waves and the like, can be withstood.

Der sehr kompakte und einfach aufgebaute, aktive Teil des Ventilhubsensors 1 bzw. 50, der insbesondere aus den Statorkörpern 12, 14 bzw. 52, 54 und dem in ihnen hin und her bewegten Sensorstößelelement 11, 51 mit dem Hallsensor 15, 55 besteht, hält diesen extremen Belastungen stand. Der Hallsensor 15, 55 als empfindlichstes Teil ist dabei entweder in dem Kunststoffkörper 13 oder eingespritzt im Gehäuse gehalten. Das in das Gehäuse eingebrachte Anschluß fenster erlaubt der Meßwertleitung 20 bzw. 60 einen sicheren und einfachen Austritt. Das Anschlußfenster kann dabei durch besondere Verschlußmassen verschlossen werden, so daß weder Feuchtigkeit noch Staub oder dergleichen den aktiven Teil des Ventilhubsensors 1, 50 beeinflussen können. The very compact and simply constructed, active part of the valve lift sensor 1 or 50 , which consists in particular of the stator bodies 12 , 14 or 52 , 54 and the sensor tappet element 11 , 51 moved to and fro in them with the Hall sensor 15 , 55 withstood these extreme pressures. The Hall sensor 15 , 55 as the most sensitive part is held either in the plastic body 13 or injected into the housing. The connection window introduced into the housing allows the measured value line 20 or 60 to exit safely and easily. The connection window can be closed by special sealing compounds so that neither moisture nor dust or the like can influence the active part of the valve lift sensor 1 , 50 .

LIST OF REFERENCE NUMBERS

11

, .

5050

Ventilhubsensor
Valve lift

22

Kolbenelement
piston element

33

Ventilelement
valve element

44

Motorgehäuse
motor housing

55

Einlaßventil
intake valve

66

Auslaßventil
outlet valve

1111

, .

5151

Sensorstößelelement
Sensor follower member

1212

, .

5252

Statorkörper
stator

1313

Kunststoffkörper
Plastic body

1414

, .

5454

Statorköper
Statorköper

1515

, .

5555

Hallsensor
Hall sensor

1616

, .

1717

, .

5656

Schiebeausnehmung
Schiebeausnehmung

1818

, .

5858

Ringmagnet
ring magnet

18.18th

1, . . ., 1, . , .,

18.18th

n Zylindermagnet
n cylinder magnet

1919

Gehäuse
casing

2020

Meßwertleitung
Meßwertleitung

2121

Anschlußfenster
terminal window

2222

Schiebeausnehmung
Schiebeausnehmung

3131

Ventilstößelelement
Tappet element

3232

Ventiltellerelement
Valve disc element

3333

, .

3434

, .

6363

Zylindermantel
cylinder surface

5353

Abstand
distance

5757

Führungszylinderstab
Guide cylinder rod

5959

Führungsausnehmung
d, D Sensordurchmesser
AS Spannungssignal des Hallsensors
RV relative Verschiebung des Magnetelementes zum Hallsensor
guide recess
d, D sensor diameter
AS Hall sensor voltage signal
RV relative displacement of the magnetic element to the Hall sensor

Claims

1. Device for position detection of exhaust and intake valves of internal combustion engines, which has at least:
a Hall sensor ( 15 );
a magnetic element ( 18 ; 18. 1 to 18. n), and
a valve tappet element ( 31 ),
characterized by
that for position detection a first and a second ter cylindrical stator body ( 12 , 14 ) are arranged separately from each other, the inter mediate distance ( 13 ), the stator body ( 12 , 14 ) each have a circular cylinder cover Zy ( 33 , 34th ) and have a circular sliding recess ( 16 , 17 ), and
that a cylinder-shaped tappet element ( 11 ), which is provided with the magnetic elements ( 18 ; 18. 1 to 18. n), each of which was longer than the Ab ( 13 ), is connected to the valve tappet element ( 31 ) and opposite Hall sensor ( 15 ) arranged in the distance ( 13 ) in the sliding recess ( 16 , 17 ) of the stator body ( 12 , 14 ) is displaceable.

2. Device for position detection of exhaust and intake valves of internal combustion engines, which has at least:
a Hall sensor ( 55 );
a magnetic element ( 58 ), and
a valve tappet element ( 31 ),
characterized,
that for position detection while leaving a position ( 53 ) between them, a first and a second, semi-cylindrical stator body ( 52 , 54 ) are arranged in parallel, which together realize egg NEN circular cylinder jacket and in which a circular sliding recess ( 56 ) and one Guide recess ( 59 ) are introduced,
that the magnetic element ( 58 ) is at least partially placed around a guide cylinder rod ( 57 ) of a cylindrical sensor tappet element ( 51 ) which is connected to the valve tappet element ( 31 ) and
that with the guide cylinder rod ( 57 ) guided in the guide recess ( 59 ), the sensor tappet element ( 51 ) with the magnetic element ( 58 ) relative to the Hall sensor ( 55 ) arranged in the distance ( 53 ) in the sliding recess ( 56 ) of the stator body ( 52 , 54 ) is movable.

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the distance ( 13 ) as a spacer ( 13 ) is formed.

4. The device according to claim 3, characterized in that the spacer body ( 13 ) is crossed by a further circular recess ( 22 ).

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the magnetic element (18, 58) is a ring magnet element (18, 58), that the sensor follower element (11, 51) at least partially surrounds.

6. Device according to one of claims 1, 3 and 4, characterized in that the magnetic element ( 18 ) from at least one cylinder magnet ( 18. 1 to 18. n) be, which is at least in the sensor plunger element ( 11 ) is arranged.

7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the sensor tappet element ( 11 ; 51 ) and the stator body ( 12 , 14 ; 52 , 54 ) are made of an iron-containing material.

8. Device according to one of claims 1 and 3 to 7, characterized in that the spacer body ( 13 ) is designed as a plastic body ( 13 ).

9. The device according to claim 3 or 4, characterized in that the spacer and the stator body ( 12 , 13 , 14 , 53 , 54 ) are at least partially surrounded by a housing ( 19 ).

10. The device according to claim 9, characterized in that the housing ( 19 ) is made of metal or made of plastic filled with steel fibers.