EP1481148A1 - Vorrichtung zur steuerung von gaswechselventilen - Google Patents

Vorrichtung zur steuerung von gaswechselventilen

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EP1481148A1
EP1481148A1 EP02805683A EP02805683A EP1481148A1 EP 1481148 A1 EP1481148 A1 EP 1481148A1 EP 02805683 A EP02805683 A EP 02805683A EP 02805683 A EP02805683 A EP 02805683A EP 1481148 A1 EP1481148 A1 EP 1481148A1
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EP
European Patent Office
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valve
pressure
pump
valves
outlet
Prior art date
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EP02805683A
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EP1481148B1 (de
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Udo Diehl
Bernd Rosenau
Simon Kieser
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L9/00—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically
    • F01L9/10—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by fluid means, e.g. hydraulic
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2800/00—Methods of operation using a variable valve timing mechanism

Definitions

  • the invention relates to a device for controlling gas exchange valves according to the preamble of claim 1.
  • each electrohydraulic valve actuator has an actuating piston acting on a gas exchange valve and two hydraulic work spaces delimited by the actuating piston, of which the first work space acting on the gas exchange valve in the closing direction is constantly under high pressure Fluid is filled and the second working chamber acting on the gas exchange valve in the opening direction can be alternately filled and released with a high-pressure working medium or fluid via a first and second electrical control valve.
  • a pressure supply device supplies a high-pressure fluid which, on the one hand, to the first work space and, on the other hand, via the first electrical control valve second is fed.
  • the second work space is connected via the second electrical control valve to a return line leading back to the fluid reservoir.
  • the pressure supply device comprises a working pressure accumulator and a regulated variable pump which conveys fluid from a fluid reservoir into the working pressure accumulator via a check valve.
  • the second work chamber In the closed state of the gas exchange valve, the second work chamber is separated from the pressure supply device by the closed first control valve and is connected to the return line by the open second control valve, so that the actuating piston is transferred into its closed position by the fluid pressure prevailing in the first work chamber.
  • the control valves are switched, whereby the second work space is shut off from the return line and connected to the pressure supply device.
  • the actuating piston moves towards the first working chamber when the gas exchange valve is opened, since the piston area of the actuating piston in the second working chamber is larger than the effective area of the actuating piston in the first working chamber, the size of the opening stroke depending on the design of the electrical control signal applied to the first control valve and the opening speed depends on the fluid pressure entered by the pressure supply device.
  • the control valves switch again to close the gas exchange valve.
  • the second working space which is shut off from the pressure supply device, lies on the return line, and the fluid pressure prevailing in the first working space guides the actuating piston in the latter Valve closed position back so that the gas exchange valve is closed by the actuating piston.
  • Gas exchange valves with the features of claim 1 has the advantage that by dividing the pressure storage unit into two high-pressure accumulators for separate fluid supply to the valve actuators for the at least one inlet valve on the one hand and for the at least one outlet valve on the other hand, the fluid pressure in the two high-pressure circuits for the inlet and outlet valves Depending on the requirements for the degrees of freedom in valve control made possible by the electro-hydraulic valve control, such as the time of valve actuation, stroke, stroke speed and
  • Valve opening duration different pressure levels can be realized. This makes it e.g. It is possible to design the fluid pressure in the high-pressure circuit for the inlet valves to be lower than the fluid pressure in the high-pressure reservoir for the outlet valves, which is predetermined by the force required by the combustion chamber pressure at the outlet valve. This reduction in pressure in the one high-pressure circuit enables the required energy to be reduced. As a result, the hydraulic valve actuators for the intake and exhaust valves can be standardized, since the higher forces required to actuate the exhaust valves against the combustion chamber pressure are realized via the higher fluid pressure in the associated high pressure circuit. Furthermore, by appropriately actuating the changeover element, the two high-pressure accumulators are supplied alternately
  • High-pressure circuits for the inlet valves and for the outlet valves also enable the use of a structurally simple constant pump instead of the previously more commonly used, technically complex variable displacement pump, which achieves a considerable saving effect in the manufacturing costs of the control device.
  • the known constant pump is characterized in that it delivers a delivery or volume flow that is dependent only on its drive speed, regardless of the delivery pressure.
  • the constant pump can either be connected upstream
  • Feed pump e.g. operated by the oil pump of the internal combustion engine, or designed as a self-priming pump.
  • the switching element for alternately connecting the two high-pressure accumulators to the constant pump is designed as a 4/3-way solenoid valve with spring return. Of the three valve outlets of the solenoid valve, one is connected to one and one to the other high-pressure accumulator and the third to the return line, during the Valve inlet of the solenoid valve is connected to the pump outlet of the constant pump.
  • 1 is a circuit diagram of a device for controlling gas exchange valves for an internal combustion engine
  • Fig. 2 is a detailed circuit diagram of an electro-hydraulic valve actuator for
  • a device for controlling gas exchange valves shown in the circuit diagram in FIG. 1 controls a total of four intake valves 11 and a total of four exhaust valves 12 of an internal combustion engine via an electronic control unit 13. The number of
  • intake and exhaust valves 11, 12 may vary. Each of the intake or exhaust valves 11, 12 is arranged in a cylinder head 14 of a combustion cylinder shown in detail in FIG. 2 and closes a combustion chamber formed in the combustion cylinder in a gas-tight manner.
  • Each gas exchange valve has a one in a known manner Opening cross section 15 in the cylinder head 14 enclosing valve seat 16 and a valve member 17 with a valve closing body 172 seated on an axially displaceably guided valve stem 171, which cooperates with the valve seat 16 for closing and releasing the opening cross section 15.
  • the valve closing body 172 lifts off the valve seat 16 or sits on the valve seat 16.
  • each gas exchange valve that is to say each inlet valve 11 and each outlet valve 12, is assigned an electrohydraulic valve actuator 18 for actuating it.
  • the electro-hydraulic valve actuator 18 known per se is shown in detail in FIG. 2. It comprises a double-acting, hydraulic working cylinder 19 and two electrical control valves 20, 21, which are preferably designed as 2/2-way solenoid valves with spring return.
  • the electrical control valves 20, 21 are operated by the electronic
  • the hydraulic working cylinder 19 has, in a known manner, a cylinder housing 22 and one axially displaceable therein. guided, connected to the valve stem 171 of a gas exchange valve on actuating piston 23, which the interior of the cylinder housing 25 into a first
  • the first working space 24 is directly connected and the second working space 25 is connected to a hydraulic input 181 of the valve actuator 18 via the first electrical control valve 20.
  • the second working space 25 is via the second electrical control valve 21 with a hydraulic outlet 182 the valve actuator 18 connected.
  • the mode of operation of the valve actuators 18 for opening and closing the associated gas exchange valve is known and is initially described in the section “prior art”.
  • the control device has a pressure supply device 26.
  • the pressure supply device 26 comprises a constant pump 27 for high pressure generation by a
  • Pre-feed pump 28 is fed from a fluid reservoir 29, a switching element 30 connected to the pump outlet of the constant pump 27 and two high-pressure accumulators 31, 32 which, depending on the switching position of the switching element 30, can be connected alternately via a check valve 33 or 34 to the pump outlet of the constant pump 27.
  • the first high-pressure accumulator 21 is connected to a first outlet 261 of the pressure supply device and the second high-pressure accumulator is connected to a second outlet 262 of the pressure supply device 26, and each high-pressure accumulator 31, 32 is connected to a pressure relief valve 35 or 36 via the outlet 261 or 262 of the pressure supply device 26 , whose valve outlet is connected to a return line 37 opening into the fluid reservoir 29.
  • the switching element 30 is a 4/3
  • Directional solenoid valve 41 formed with spring return, which is controlled by the electronic control unit 13.
  • a first valve outlet 412 is connected to the first high-pressure accumulator 31 with the check valve 33 interposed, and a second valve outlet 413 with the interposition of the Check valve 34 on the second high-pressure accumulator 32 and a third valve outlet 414 via a connecting line 42 on the return line 37 or directly on the fluid reservoir 29, while the valve inlet 411 is connected to the pump outlet of the constant pump 27.
  • All the electrohydraulic valve actuators 18 which operate an inlet valve 11 are connected with their hydraulic input 181 to the first output 261 of the pressure supply device 26 and thus to the first high-pressure accumulator
  • All hydraulic outputs 182 of this valve actuator 18 are connected to the return line 37 via a common connecting line 38.
  • All the electrohydraulic valve actuators 18 for actuating the outlet valves 12 are connected with their hydraulic inputs 181 to the second input 262 of the pressure supply device 26 and thus connected to the second high-pressure accumulator 32.
  • the hydraulic outputs 182 of these valve actuators 18 are in turn connected to the return line 37 via a common connecting line 39.
  • Connecting lines 38, 39 can each have a check valve 43 or 44 arranged, which opens to the return line 37.
  • Gas exchange valves that is to say for all intake valves 11 and all exhaust valves 12, are of a uniform design.
  • These different forces are realized by different pressure levels in the high pressure accumulators 31, 32.
  • the different pressure levels are achieved by adjusting the pressure limiting valves 35, 36 accordingly.
  • the constant pump 27 can alternatively be designed as a self-priming pump. In this case, the prefeed pump 28 is omitted, and the constant pump 27 draws fluid directly from the fluid reservoir 29.
  • the invention is not restricted to the exemplary embodiment described above.
  • the number of intake valves 11 and exhaust valves 12 operated with the control device can thus be varied.
  • a so-called 3-valve operation is also possible in which two intake valves 11 and one exhaust valve 12 are associated with each combustion chamber of the internal combustion engine which is formed in a combustion cylinder.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zur Steuerung von Gaswechselventilen, von denen mindestens eines als Einlaßventil (11) und mindestens eines als Auslaßventil (12) einem Brennraum einer Brennkraftmaschine zugehörig ist, angegeben, die jeweils einem Gaswechselventil zu dessen Betätigung zugeordnete, elektrohydraulische Ventilsteller (18) und eine die Ventilsteller (18) mit einem unter Hochdruck stehenden Fluid speisende Druckversorgungseinheit (26) mit einer Hochdruckpumpe und einer Druckspeichereinheit aufweist. Zur Reduzierung der von der Steuervorrichtung aufgenommenen Energie weist die Druckspeichereinheit zwei separate Hochdruckspeicher (31, 32) auf, von denen einer mit dem Ventilsteller (18) für das mindestens eine Einlaßventil (11) und der andere mit dem Ventilsteller (18) für das mindestens eine Auslaßventil (12) verbunden ist. Mittels eines Umschaltglieds (30) ist die Hochdruckpumpe (27) wahlweise an den einen oder anderen Hochdruckspeicher (31, 32) sowie an eine zu einem Fluidreservoir (29) führende Rücklaufleitung (37) anschließbar.

Description

Vorrichtung zur Steuerung von Gaswechselventilen
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zur Steuerung von Gaswechselventilen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (DE 198 26 047 AI) weist jeder elektrohydraulische Ventilsteller einen auf ein Gaswechselventil wirkenden Stellkolben und zwei von dem Stellkolben begrenzte, hydraulische Arbeitsräume auf, von denen der das Gaswechselventil in Schließrichtung beaufschlagende erste Arbeitsraum ständig mit einem unter Hochdruck stehenden Fluid befüllt ist und der das Gaswechselventil in Öffnungsrichtung beaufschlagende zweite Arbeitsraum über ein erstes und zweites elektrisches Steuerventil wechselweise mit einem unter Hochdruck stehenden Arbeitsmedium oder Fluid befüllbar und entlasrbar ist. Hierzu liefert eine Druckversorgungseinrichtung ein unter Hochdruck stehendes Fluid, das einerseits dem ersten Arbeitsraum und andererseits über das erste elektrische Steuerventil dem zweiten zugeführt ist. Der zweite Arbeitsraum ist über das zweite elektrische Steuerventil mit einer zum Fluidreservoir zurückführenden Rücklaufleitung verbunden. Die Druckversorgungseinrichtung umfaßt einen Arbeitsdruckspeicher und eine geregelte Verstellpumpe, die Fluid aus einem Fluidreservoir über ein Rückschlagventil in den Arbeitsdruckspeicher fördert. Im Schließzustand des Gaswechselventils ist der zweite Arbeitsraum durch das geschlossene erste Steuerventil von der Druckversorgungseinrichtung getrennt und durch das geöffnete zweite Steuerventil mit der Rücklaufleitung verbunden, so daß der Stellkolben durch den in dem ersten Arbeitsraum herrschenden Fluiddruck in seine Schließstellung überführt ist. Zum Öffnen des Gaswechselventils werden die Steuerventile umgeschaltet, wodurch der zweite Arbeitsraum von der Rücklaufleitung abgesperrt und an die Druckversorgungseinrichtung angeschlossen wird. Der Stellkolben verschiebt sich unter Öffnen des Gaswechselventil zum ersten Arbeitsraum hin, da die Kolbenfläche des Stellkolbens in dem zweiten Arbeitsraum größer ist als die Wirkfläche des Stellkolbens in dem ersten Arbeitsraum, wobei die Größe des Öffnungshubs von der Ausbildung des an das erste Steuerventil angelegten elektrischen Steuersignals und die Öffnungsgeschwindigkeit von dem von der Druckversorgungseinrichtung eingesteuerten Fluiddruck abhängt. Zum Schließen des Gaswechselventils schalten die Steuerventile wieder um. Dadurch liegt der gegenüber der Druckversorgungseinrichtung abgesperrte zweite Arbeirsraum an der Rücklaufleitung, und der in dem ersten Arbeitsraum herrschende Fluiddruck führt den Stellkolben in dessen Ventilschließstellung zurück, so daß das Gaswechselventil von dem Stellkolben geschlossen wird. Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Steuerung von
Gaswechselventilen mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, daß durch die Aufteilung der Druckspeichereinheit auf zwei Hochdruckspeicher zur getrennten Fluidversorgung der Ventilsteller für das mindestens eine Einlaßventil einerseits und für das mindestens eine -Auslaßventil andererseits der Fluiddruck in den beiden Hochdruckkreisen für Ein- und Auslaßventil je nach Anforderung an die durch die elektrohydraulische Ventilsteuerung ermöglichten Freiheitsgrade bei der Ventilsteuerung, wie Zeitpunkt der Ventilbetätigung, Hub, Hubgeschwindigkeit und
Ventilöffnungsdauer, unterschiedliche Druckniveaus realisiert werden können. Dadurch ist es z.B. möglich, den Fluiddruck in dem Hochdruckkreis für die Einlaßventile niedriger auszulegen als den Fluiddruck in dem Hochdruchspeicher für die Auslaßventile, der durch die am Auslaßventil benötigte, durch den Brennraumdruck vorgegebene Kraft vorgegeben ist. Durch diese Druckabsenkung in dem einen Hochdruckkreis läßt sich eine Reduzierung der benötigten Energie erreichen. Als Folge davon können die hydraulischen Ventilsteller für die Ein- und Auslaßventile vereinheitlicht werden, da die zum Betätigen der Auslaßventile gegen den Brennraumdruck erforderlichen, höheren Kräfte über den höheren Fluiddruck im zugeordneten Hochdruckkreis realisiert werden. Weiterhin ist durch entsprechende Ansteuerung des Umschaltglieds zur wechselweisen Versorgung der beiden Hochdruckspeicher ein
Momentenausgleich bei der Energieaufnahme möglich. Damit wird ein homogenerer Momentabgriff mit reduzierter Auswirkung auf den Fahrkomfort erzielt.
Durch die in den weiteren Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Vorrichtung zur Steuerung von Gaswechselventilen möglich.
Die erfindungsgemäße Aufteilung der Druckversorgungseinrichtung auf zwei getrennte
Hochdruckkreise für die Einlaßventile und für die Auslaßventile ermöglicht auch den Einsatz einer konstruktiv einfachen Konstantpumpe anstelle der bisher üblicherweise eingesetzten, technisch aufwendigeren Verstellpumpe, wodurch ein erheblicher Einsparungeeffekt bei den Fertigungskosten der Steuervorrichtung erreicht wird. Die bekannte Konstantpumpe zeichnet sich dadurch aus, daß sie unabhängig vom Förderdruck einen nur von ihrer Antriebsdrehzahl abhängigen Förder- oder Volumenstrom liefert. Die Konstantpumpe kann entweder mit einer vorgeschalteten
Förderpumpe, z.B. von der Ölpumpe der Brennkraftmaschine, betrieben oder als selbstansaugende Pumpe ausgeführt werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Umschaltglied zum wechselweisen Anschließen der beiden Hochdruckspeicher an die Konstantpumpe als 4/3- Wegemagnetventil mit Federrückstellung ausgebildet. Von den drei Ventilauslässen des Magnetventils ist einer mit dem einen und einer mit dem anderen Hochdruckspeicher und der dritte mit der Rücklaufleitung verbunden, während der Ventileinlaß des Magnetventils an dem Pumpenausgang der Konstantpumpe angeschlossen ist .
Zeichnung
Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im folgenden näher beschrieben. Es zeigen :
Fig. 1 ein Schaltbild einer Vorrichtung zur Steuerung von Gaswechselventilen für eine Brennkraftmaschine,
Fig. 2 ein detailliertes Schaltbild eines elektrohydraulischen Ventilstellers zur
Betätigung eines Gaswechselventils in der Steuervorrichtung gemäß Fig. 1.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Mit der in Fig. 1 im Schaltbild dargestellten Vorrichtung zur Steuerung von Gaswechselventilen werden bei dem ausgewählten Ausführungsbeispiel insgesamt vier Einlaßventile 11 und insgesamt vier Auslaßventile 12 einer Brennkraftmaschine über ein elektronisches Steuergeräts 13 gesteuert. Die Zahl der
Einlaß- und Auslaßventile 11, 12 kann jedoch variieren. Jedes der Einlaß- oder Auslaßventile 11, 12 ist in einem in Fig. 2 ausschnittweise dargestellten Zylinderkopf 14 eines Verbrennungszylinders angeordnet und schließt einen im Verbrennungszylinder ausgebildeten Brennraum gasdicht ab.
Jedes Gaswechselventil weist in bekannter Weise einen einen Öffnungsquerschnitt 15 im Zylinderkopf 14 umschließenden Ventilsitz 16 und ein Ventilglied 17 mit einem auf einem axial verschieblich geführten Ventilschaft 171 sitzenden Ventilschließkörper 172 auf, der mit dem Ventilsitz 16 zum Schließen und Freigeben des Öffnungsquerschnitts 15 zusammenwirkt. Durch Verschieben des Ventilschaft 171 in die eine oder andere Axialrichtung hebt der Ventilschließkörper 172 vom Ventilsitz 16 ab oder setzt sich auf den Ventilsitz 16 auf.
In der Steuervorrichtung für die Gaswechselventile ist jedem Gaswechselventil, also jedem Einlaßventil 11 und jedem Auslaßventil 12, ein elektrohydraulischer Ventilsteller 18 zu dessen Betätigung zugeordnet. Der an sich bekannte elektrohydraulische Ventilsteller 18 ist in Fig. 2 im Detail dargestellt. Er umfaßt einen doppeltwirkenden, hydraulischen Arbeitszylinder 19 und zwei elektrische Steuerventile 20, 21, die vorzugsweise als 2/2-Wegemagnetventile mit Federrückstellung ausgebildet sind. Die elektrischen Steuerventile 20, 21 werden von dem elektronischen
Steuergerät 13 angesteuert. Der hydraulische Arbeitszylinder 19 weist in bekannter Weise ein Zylindergehäuse 22 und einen darin axial verschieblich. geführten, mit dem Ventilschaft 171 eines Gaswechselventils verbundenen Stellkolben 23 auf, der den Innenraum des Zylindergehäuses 25 in einen ersten
Arbeitsraum 24 und einen zweiten Arbeitsraum 25 unterteilt. Der erste Arbeitsraum 24 ist unmittelbar und der zweite Arbeitsraum 25 über das erste elektrische Steuerventil 20 an einem Hydraulikeingang 181 des Ventilstellers 18 angeschlossen. Der zweite Arbeitsraum 25 ist über das zweite elektrische Steuerventil 21 mit einem Hydraulikausgang 182 des Ventilstellers 18 verbunden. Die Wirkungsweise der Ventilsteller 18 zum Öffnen und Schließen des zugeordneten Gaswechselventils ist bekannt und einleitend im Abschnitt "Stand der Technik" beschrieben.
Zur Versorgung der elektrohydraulischen Ventilsteller 18 mit einem unter Hochdruck stehenden Arbeitsmedium oder Fluid, weist die Steuervorrichtung eine Druckversorgungseinrichtung 26 auf. Die Druckversorgungseinrichtung 26 umfaßt eine Konstantpumpe 27 zur Hochdruckerzeugung, die von einer
Vorförderpumpe 28 aus einem Fluidreservoir 29 gespeist wird, ein an dem Pumpenauslaß der Konstantpumpe 27 angeschlossenes Umschaltglied 30 und zwei Hochdruckspeicher 31, 32, die je nach Schaltstellung des Umschaltglieds 30 wechselweise über ein Rückschlagventil 33 bzw. 34 an den Pumpenauslaß der Konstantpumpe 27 anschließbar sind. Der erste Hochdruckspeicher 21 liegt an einem ersten Ausgang 261 der Druckversorgungseinrichtung und der zweite Hochdruckspeicher an einem zweiten Ausgang 262 der Druckversorgungseinrichtung 26, und jeder Hochdruckspeicher 31, 32 ist über den Ausgang 261 bzw. 262 der Druckversorgungseinrichtung 26 mit einem Druckbegrenzungsventil 35 bzw. 36 verbunden, dessen Ventilausgang an einer im Fluidreservoir 29 mündenden Rücklaufleitung 37 angeschlossen ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Umschaltglied 30 als 4/3-
Wegemagnetventil 41 mit Federrückstellung ausgebildet, das von dem elektronischen Steuergerät 13 angesteuert wird. Von den insgesamt drei Ventilauslässen des Magnetventils 41 liegt ein erster Ventilauslaß 412 unter Zwischenschaltung des Rückschlagventils 33 an dem ersten Hochdruckspeicher 31, ein zweiter Ventilauslaß 413 unter Zwischenschaltung des Rückschlagventils 34 an dem zweiten Hochdruckspeicher 32 und ein dritter Ventilauslaß 414 über eine Verbindungsleitung 42 an der Rücklaufleitung 37 oder unmittelbar am Fluidreservoir 29, während der Ventileinlaß 411 mit dem Pumpenauslaß der Konstantpumpe 27 verbunden ist.
Alle elektrohydraulischen Ventilsteller 18, die ein Einlaßventil 11 betätigen, sind mit ihrem Hydraulikeingang 181 an dem ersten Ausgang 261 der Druckversorgungseinrichtung 26 angeschlossen und damit mit dem ersten Hochdruckspeicher
31 verbunden. Alle Hydraulikausgänge 182 dieser Ventilsteller 18 sind über eine gemeinsame Verbindungsleitung 38 an der Rücklaufleitung 37 angeschlossen. Alle elektrohydraulischen Ventilsteller 18 zur Betätigung der Auslaßventile 12 -sind mit ihren Hydraulikeingängen 181 an dem zweiten Eingang 262 der Druckversorgungseinrichtung 26 angeschlossen und damit mit dem zweiten Hochdruckspeicher 32 verbunden. Die Hydraulikausgänge 182 dieser Ventilsteller 18 sind wiederum über eine gemeinsame Verbindungsleitung 39 an der Rücklaufleitung 37 angeschlossen. In beiden
Verbindungsleitungen 38, 39 kann jeweils noch ein Rückschlagventil 43 bzw. 44 angeordnet sein, das zur Rücklaufleitung 37 hin öffnet.
Die elektrohydraulischen Ventilsteller 18 für alle
Gaswechselventile, also für alle Einlaßventile 11 und alle Auslaßventile 12, sind einheitlich ausgeführt. Die von den Ventilstellern 18 für die Auslaßventile 12 aufzubringende Verstellkraft, die durch den Brennraumdruck vorgegeben ist, ist jedoch wesentlich größer als die Verstellkraft, die die Ventilsteller 18 zum Betätigen der Einlaßventile 11 aufbringen müssen. Diese unterschiedlichen Kräfte werden durch unterschiedliche Druckniveaus in den Hochdruckspeichern 31, 32 realisiert. Die unterschiedlichen Druckniveaus werden durch entsprechende Einstellung der Druckbegrenzungsventile 35, 36 erzielt. Je nach Schaltstellung des 4/3-
Wegemagnetventils 41 wird der Hochdruckspeicher 32 oder der Hochdruckspeicher 32 durch die Konstantpumpe 37 auf das durch das jeweilige Druckbegrenzungsventil 35 bzw. 36 vorgegebene Druckniveau gespannt. Da der Hochdruckspeicher 31 auf ein niedrigeres Druckniveau gespannt wird, wird die zur
Druckerzeugung erforderliche Energie reduziert. Wird in den beiden Hochdruckkreisen kein Fluid über die Ventilsteller 18 entnommen, so wird das 4/3-Wegemagnetventil 41 in seine in Fig. 1 dargestellte Mittelstellung gesteuert, in welcher das Fluid drucklos über das Fluidreservoir 29 umläuft.
Die Konstantpumpe 27 kann alternativ als selbstansaugende Pumpe ausgeführt werden. In diesem Fall entfällt die Vorförderpumpe 28, und die Konstantpumpe 27 saugt Fluid unmittelbar aus dem Fluidreservoir 29 an.
Die Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. So kann die Anzahl der mit der Steuervorrichtung betriebenen Einlaßventile 11 und Auslaßventile 12 variiert werden. Auch ist damit ein sog. 3- Ventilbetrieb möglich, bei dem jedem in einem Verbrennungszylinder ausgebildeten Brennraum der Brennkraftmaschine zwei Einlaßventile 11 und ein Auslaßventil 12 zugehörig sind.

Claims

Ansprüche
1. Vorrichtung zur Steuerung von Gaswechselventilen, von denen mindestens eines als Einlaßventil (11) und mindestens eines als Auslaßventil (12) einem Brennraum der Brennkraftmaschine zugeordnet ist, mit jeweils einem Gaswechselventil (11, 12) zu dessen Betätigung zugeordneten, elektrohydraulischen Ventilstellern (18) und mit einer die Ventilsteller (18) mit einem unter Hochdruck stehenden Fluid speisenden Druckversorgungseinrichtung (26) , die eine Hochdruckpumpe und eine Druckspeichereinheit aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckspeichereinheit zwei separate Hochdruckspeicher (31, 32) aufweist, von denen der eine mit dem Ventilsteller (18) für das mindestens eine Einlaßventil (11) und der andere mit dem Ventilsteller (18) für das mindestens eine Auslaßventil (12) verbunden ist, und daß mittels eines Umschaltglieds (30) die Hochdruckpumpe wahlweise an den einen oder anderen Hochdruckspeicher (31, 32) sowie an eine zu einem Fluidreservoir (29) führende Rücklaufleitung (37) anschließbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochdruckpumpe als Konstantpumpe (27) ausgebildet ist, deren Pumpenauslaß an dem Eingang des Umschaltglieds (30) liegt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Umschaltglied (30) als ein einen Ventileinlaß (411) und drei Ventilauslässe (412, 413, 414) aufweisendes 4/3-Wegemagnetventil (41) mit Federrückstellung ausgebildet ist, dessen Ventileinlaß (411) mit dem Pumpenauslaß und von dessen drei Ventilauslässen (412, 413, 414) einer mit dem einen und einer mit dem anderen Hochdruckspeicher (31, 32) und der dritte mit der Rücklaufleitung (37) verbunden ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das 4/3-Wegemagnetventil (41) von einem elektronischen Steuergerät (13) gesteuert ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Hochdruckspeicher (31, 32) auf unterschiedliche Druckniveaus gespannt sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochdruckspeicher (31, 32) über je ein
Druckbegrenzungsventil (35, 36) an der Rücklaufleitung (37) angeschlossen sind.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Mehrzahl von
Gaswechselventilen (11, 12) die Ventilsteller (18) aller Einlaßventile (11) an dem einen und die Ventilsteller (18) aller Auslaßventile (12) an dem anderen Hochdruckspeicher (31, 32) angeschlossen sind.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 - 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Konstantpumpe (27) eine aus dem Fluidreservoir (29) fördernde Vorförderpumpe (28) vorgeschaltet ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 - 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Konstantpumpe (27) als selbstansaugende Pumpe ausgeführt ist, deren Pumpeneinlaß unmittelbar mit dem Fluidreservoir (29) in Verbindung steht.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 9, dadurch gekennzeichnet, daß jeder elektrohydraulische Ventilsteller (18) einen doppeltwirkenden, hydraulischen Arbeitszylinder (19) zur Ventilbetätigung und den Arbeitsdruck im Arbeitszylinder (19) steuernde elektrische Steuerventile (20, 21) aufweist.
EP02805683A 2002-01-29 2002-11-28 Vorrichtung zur steuerung von gaswechselventilen Expired - Lifetime EP1481148B1 (de)

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DE10203275 2002-01-29
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EP1481148B1 EP1481148B1 (de) 2005-09-21

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