KR20110059627A - Electrohydraulic valve controller - Google Patents

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KR20110059627A
KR20110059627A KR1020117006852A KR20117006852A KR20110059627A KR 20110059627 A KR20110059627 A KR 20110059627A KR 1020117006852 A KR1020117006852 A KR 1020117006852A KR 20117006852 A KR20117006852 A KR 20117006852A KR 20110059627 A KR20110059627 A KR 20110059627A
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미햐엘 하아스
니콜라 모렐리
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섀플러 테크놀로지스 게엠베하 운트 코. 카게
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Abstract

본 발명은 유압 밸브(13)를 포함하고 비상 작동 특성을 위해서 추가의 유압 밸브(19)를 포함하는, 내연 기관용 가스 교환 밸브(2)의 가변 작동을 위한 전기 유압식 밸브 제어 장치(1)에 관한 것이다.The invention relates to an electrohydraulic valve control device (1) for variable actuation of a gas exchange valve (2) for an internal combustion engine, comprising a hydraulic valve (13) and an additional hydraulic valve (19) for emergency operating characteristics. will be.

Description

전기 유압식 밸브 제어 장치{ELECTROHYDRAULIC VALVE CONTROLLER}Electro-hydraulic valve control unit {ELECTROHYDRAULIC VALVE CONTROLLER}

본 발명은 내연 기관용 가스 교환 밸브의 가변 작동을 위한 전기 유압식 밸브 제어 장치에 관한 것이다. 이러한 밸브 제어 장치는The present invention relates to an electrohydraulic valve control device for variable operation of a gas exchange valve for an internal combustion engine. These valve controls

- 캠축에 의해 구동되는 마스터 실린더 피스톤과, A master cylinder piston driven by a camshaft,

- 가스 교환 밸브를 구동시키는 슬레이브 실린더 피스톤과,A slave cylinder piston for driving the gas exchange valve,

- 마스터 실린더 피스톤 및 슬레이브 실린더 피스톤에 의해 경계가 형성되며 체적이 변화하는 압력 챔버와,A pressure chamber bounded by a master cylinder piston and a slave cylinder piston and having a volume change,

- 내연 기관의 유압 수단 공급부에 연결되는 압력 강하 챔버와,A pressure drop chamber connected to the hydraulic means supply of the internal combustion engine,

- 압력 챔버를 압력 강하 챔버와 연결시키는 제어 라인 및, 이러한 제어 라인 내에 배치되어 제어 라인을 관통하는 유압 수단 흐름을 허용 또는 차단하는 전기식으로 트리거링 가능한 유압 밸브와,A control line connecting the pressure chamber with the pressure drop chamber and an electrically triggerable hydraulic valve disposed in the control line to allow or block the flow of hydraulic means through the control line;

- 압력 챔버를 압력 강하 챔버와 연결시키는 바이패스 라인 및, 이러한 바이패스 라인 내에 배치되어 바이패스 라인을 관통하는 유압 수단 흐름을 압력 챔버 내로는 허용하고 압력 강하 챔버 내로는 차단하는 체크 밸브를 포함한다.A bypass line connecting the pressure chamber with the pressure drop chamber, and a check valve disposed in the bypass line to allow the flow of hydraulic means through the bypass line into the pressure chamber and to block it into the pressure drop chamber. .

상기 유형의 밸브 제어 장치는 일반적 유형으로서 고려되는 EP 0 931 912 A2호에 제시된다. 가스 교환 밸브의 최대 양정 및 제어 시간은, 소위 유압 링크 장치로서 작용하는 압력 챔버의 부분 체적이 압력 강하 챔버 내로의 유압 밸브 개방시 지속적으로 조절 가능하고 이에 상응하게 캠축에 의해 사전 설정된 캠 양정이 가스 교환 밸브로 완전히 전달되거나, 부분적으로 전달되거나, 전혀 전달되지 않음으로써 변경될 수 있다. 따라서, 밸브 제어 장치의 작동 신뢰도에 대한 실질적인 책임은 유압 밸브가 담당하게 되며, 유압 밸브의 스위칭 기능은 내연 기관의 모든 작동 조건하에서 정확하고 재현 가능하도록 보장되어야 한다.A valve control device of this type is presented in EP 0 931 912 A2 which is considered as a general type. The maximum lift and control time of the gas exchange valve is that the partial volume of the pressure chamber acting as the so-called hydraulic linkage is continuously adjustable upon opening the hydraulic valve into the pressure drop chamber and the cam head preset by the camshaft It can be changed by being completely delivered to the exchange valve, partially delivered, or not delivered at all. Therefore, the actual responsibility for the operational reliability of the valve control device is the hydraulic valve, and the switching function of the hydraulic valve must be guaranteed to be accurate and reproducible under all operating conditions of the internal combustion engine.

그러나 유압 밸브가 더 이상 차단되지 않음으로써, 관련된 가스 교환 밸브 또는 가스 교환 밸브들의 작동 정지가 수반되고, 유압 밸브의 기능 장애가 결코 완전히 배제될 수는 없으므로, 인용된 공보에서 제시된 밸브 제어 장치에는 내연 기관의 적어도 제한된 추가 작동을 가능하게 하는 비상 작동 특성이 없다.However, since the hydraulic valve is no longer shut off, it is accompanied by the shutdown of the associated gas exchange valve or gas exchange valves, and the malfunction of the hydraulic valve can never be completely excluded. There is no emergency operation characteristic that enables at least limited additional operation of the.

따라서, 본 발명의 목적은 유압 밸브에 기능 장애가 발생하는 경우에도 충분한 비상 작동 특성을 갖도록, 도입부에 언급한 유형의 밸브 제어 장치를 개선하는 것이다. 이는 내연 기관의 성공적인 차지 교환(charge changing)을 위해 충분한 밸브 양정이 비상 작동시에도 발생될 수 있음을 의미한다.Accordingly, it is an object of the present invention to improve the valve control device of the type mentioned in the introduction, in order to have sufficient emergency actuation characteristics even in the event of a malfunction in the hydraulic valve. This means that a sufficient valve lift can be generated even during emergency operation for a successful charge change of the internal combustion engine.

상기 목적은 청구범위 제1항의 특징부에 의해 달성되는 반면, 본 발명의 바람직한 실시예 및 개선예들은 종속항들에 제시될 수 있다. 이에 따라, 밸브 제어 장치는 추가 유압 밸브를 포함해야 하며, 이러한 추가 유압 밸브는 제어 라인 내에서 유압 밸브와 압력 강하 챔버 사이에 배치되어, 유압 밸브가 잘못 개방될 때 제어 라인을 관통하는 압력 강하 챔버 내로의 유압 수단 흐름을 차단한다. 이러한 조치를 통해서는 추가 유압 밸브가 비상 작동 동안 차단되고 이로써 압력 챔버의 압력 경감이 방지됨으로써, (예를 들어 전류 중단 또는 유압 밸브의 기계적 결함에 의해) 유압 밸브가 영구적으로 개방된 채로 유지될 때도 가스 교환 밸브로의 양정 전달을 위해 충분한 압력이 압력 챔버 내에 형성될 수 있다.This object is achieved by the features of claim 1, while preferred embodiments and refinements of the invention can be presented in the dependent claims. Accordingly, the valve control device must include an additional hydraulic valve, which additional hydraulic valve is disposed between the hydraulic valve and the pressure drop chamber in the control line, so that the pressure drop chamber penetrates the control line when the hydraulic valve is opened incorrectly. Shut off the hydraulic means flow into. This measure shuts down the additional hydraulic valve during emergency operation, thereby preventing pressure relief in the pressure chamber, so that the hydraulic valve remains permanently open (for example, by a current interruption or mechanical failure of the hydraulic valve). Sufficient pressure may be created in the pressure chamber for lift delivery to the gas exchange valve.

유압 밸브가 전류가 공급되지 않는 상태에서 개방되도록 형성되는, 본 발명에 바탕한 바람직한 경우를 위해, 추가 유압 밸브도 전기식으로 트리거링 가능하고 전류가 공급되지 않는 상태에서 개방되도록 형성될 수 있다. 이러한 구성의 중요 장점은 밸브 제어 장치의 유리한 에너지 균형이며, 이는 이 경우 추가 유압 밸브가 단지 비상 작동 동안만 전류가 흐를 것이기 때문이다. 그럼에도 불구하고, 전류가 공급되지 않는 상태에서 차단되도록 설계되는 추가 유압 밸브를 제공하고 그리고/또는 이를 전기식으로 트리거링하는 대신에 유압식, 압축 공기식, 또는 기계식으로 트리거링하는 것을 선택할 가능성도 있다.For the preferred case based on the invention, in which the hydraulic valve is configured to open in the absence of current, the additional hydraulic valve can also be configured to be electrically triggerable and open in the absence of current. An important advantage of this configuration is the advantageous energy balance of the valve control device, since in this case the additional hydraulic valve will only flow current during emergency operation. Nevertheless, it is also possible to choose to trigger hydraulically, pneumatically or mechanically instead of providing additional hydraulic valves designed to shut off in the absence of current and / or electrically triggering them.

또한, 유압 밸브는 추가 유압 밸브보다 훨씬 더 빠르게 스위칭되도록 형성되어야 한다. 시간이 제한되는 비상 작동 동안 밸브 제어 장치의 정상 기능이 생략될 수 있기 때문에, 추가 유압 밸브는 영구적으로 차단된 채로 유지될 수 있고, 이에 따라 비교적 천천히 스위칭되며 비용면에서 유리한 밸브로서 형성될 수 있다.In addition, the hydraulic valve must be configured to switch much faster than the additional hydraulic valve. Since the normal functioning of the valve control device can be omitted during timed emergency operation, the additional hydraulic valve can remain permanently shut off, thus switching relatively slowly and forming as a cost-effective valve. .

본 발명의 추가 특징들은 하기의 명세 내용과, 본 발명의 실시예가 단순하게 도시된 도면으로부터 얻어진다. 단 하나의 도면에는 본 발명에 따른 전기 유압식 밸브 제어 장치의 유압 회로도가 도시되어 있다.Further features of the present invention are obtained from the following specification and drawings in which embodiments of the present invention are simply shown. In only one figure there is shown a hydraulic circuit diagram of the electrohydraulic valve control device according to the invention.

도 1에는 내연 기관용 가스 교환 밸브(2)의 가변 작동을 위한 본 발명에 따른 전기 유압식 밸브 제어 장치(1)의 중요 부품들이 유압 회로도에 의해 도시되어 있다. 본 도면에는 레버 형태의 캠공이(4)에 의해 캠축(6)의 캠(5)으로부터 구동되는 마스터 실린더 피스톤(3)과, 밸브 브릿지(8)에 의해 동일하게 작용하는 한 쌍의 가스 교환 밸브(2), 즉 유입 밸브 또는 배출 밸브를 차단 방향으로 작용하는 밸브 스프링(9)의 힘과 반대로 구동시키는 슬레이브 실린더 피스톤(7)이 도시되어 있다. 마스터 실린더 피스톤(3)과 슬레이브 실린더 피스톤(7)은 제어 라인(11)을 통해 유압식 압력 강하 챔버(12)와 연결되는 유압식 압력 챔버(10)의 경계를 형성한다. 제어 라인(11) 내에 배치된 유압 밸브(13), 즉 표시된 회로 표식에 따라 전기식으로 트리거링 가능하고 전류가 공급되지 않는 상태에서 개방되는 구조로 형성되는 유압 밸브는 제어 라인(11)을 관통하는 유압 수단 흐름이 허용 또는 차단되고, 이에 상응하게 압력 챔버(10)는 마스터 실린더 피스톤(3)이 작동하는 동안 변화하는 체적을 갖도록 한다. 이를 통해 발생하는 지속적인 가변성을 갖는 밸브 작동은 한편으로 유압 밸브(13)가 마스터 실린더 피스톤(3)의 전체 행정 단계 동안 차단 상태인 경우에는 가스 교환 밸브(2)의 최대 개방 행정의 한계 내에서 연장되고, 다른 한편으로 유압 밸브(13)가 적어도 마스터 실린더 피스톤(3)의 최대 양정에 이르기까지 개방 상태인 경우에는 가스 교환 밸브(2)의 완전 차단부 내에서 연장된다.1 shows the important parts of the electrohydraulic valve control device 1 according to the invention for the variable operation of the gas exchange valve 2 for an internal combustion engine by means of a hydraulic circuit diagram. In the figure, a pair of gas exchange valves acting equally by the master cylinder piston 3 driven by the lever-shaped cam hole 4 from the cam 5 of the camshaft 6 and the valve bridge 8 is provided. (2), i.e., a slave cylinder piston 7 which drives the inlet valve or the outlet valve against the force of the valve spring 9 acting in the blocking direction. The master cylinder piston 3 and the slave cylinder piston 7 form a boundary of the hydraulic pressure chamber 10 which is connected to the hydraulic pressure drop chamber 12 via the control line 11. The hydraulic valve 13 disposed in the control line 11, that is, the hydraulic valve formed in a structure which is electrically triggerable according to the displayed circuit mark and is opened in the absence of a current, is applied to the hydraulic valve passing through the control line 11. Mean flow is allowed or blocked, and correspondingly the pressure chamber 10 allows the master cylinder piston 3 to have a varying volume during operation. The valve actuation with continuous variability, which occurs thereby, on the one hand extends within the limits of the maximum open stroke of the gas exchange valve 2 when the hydraulic valve 13 is shut off during the full stroke phase of the master cylinder piston 3. On the other hand, the hydraulic valve 13 extends within the complete shutoff of the gas exchange valve 2 when the hydraulic valve 13 is in an open state up to at least the maximum head of the master cylinder piston 3.

내연 기관의 유압 수단 공급부(14)에, 여기서는 내연 기관의 윤활제 공급부에 체크 밸브(15)를 통해 연결된 압력 강하 챔버(12)는 스프링 하중을 받는 공지된 구조의 어큐뮬레이터(16)를 포함하고, 누설에 따른 압력 챔버(10)로부터의 유압 수단 손실을 보상하기 위한 목적으로 바이패스 라인(17)을 통해 압력 챔버(10)와 연결된다. 이 경우, 바이패스 라인(17) 내에 배치된 체크 밸브(18)는 바이패스 라인(17)을 관통하는 유압 수단 흐름이 압력 챔버(10) 내로는 허용되고 압력 강하 챔버(12) 내로는 차단되도록 한다.The pressure drop chamber 12 connected to the hydraulic means supply 14 of the internal combustion engine, here via the check valve 15 to the lubricant supply of the internal combustion engine, comprises an accumulator 16 of known construction which is spring loaded and leaks. It is connected to the pressure chamber 10 via a bypass line 17 for the purpose of compensating for the loss of hydraulic means from the pressure chamber 10. In this case, the check valve 18 disposed in the bypass line 17 allows hydraulic pressure flow through the bypass line 17 to be allowed into the pressure chamber 10 and shut off into the pressure drop chamber 12. do.

유압 밸브(13)가 내연 기관이 작동하는 동안 에러가 발생하여 개방된 채로 유지되는 경우(상술한 바와 같이, 이의 원인으로서는 특히 유압 밸브(13)의 전류 공급 중단이 고려된다), 그리고 이로 인해 상응하게 내연 기관의 작동 거동을 허용할 수 없을 때 가스 교환 밸브(2)의 완전 작동 정지가 야기되는 경우를 위해, 밸브 제어 장치(1)는 본 발명에 따라 추가 유압 밸브(19)를 포함하고, 이러한 추가 유압 밸브는 제어 라인(11) 내에서 유압 밸브(13)와 압력 강하 챔버(12) 사이에 배치되어 밸브 제어 장치(1)가 정상으로 작동하는 동안, 즉 에러 없이 작동하는 동안 개방된다. 그러나 이러한 추가 유압 밸브(19)는 내연 기관의 비상 작동을 가능하게 한다. 이러한 비상 작동은 에러가 발생하여 개방된 채로 유지되는 유압 밸브(13)의 감지 이후에 추가 유압 밸브(19)가 차단됨으로써 시작되므로, 압력 챔버(10) 내에 형성되는 유압 수단 압력은 더 이상 압력 강하 챔버(12) 내에서 경감될 수 없으며 가스 교환 밸브(2)는 충분하게 개방된다. 압력 챔버(10)가 완전 비압축성이며 누설 밀봉식인 이론적인 경우, 마스터 실린더 피스톤(3)에 의해 사전 설정된 행정은 완전히 가스 교환 밸브(2)로 전달될 것이며, 상술한 최대 개방 행정에 상응할 것이다.If the hydraulic valve 13 remains open while the internal combustion engine is in operation (as described above, in particular the interruption of the current supply of the hydraulic valve 13 is considered), and thereby For the case where a complete shutdown of the gas exchange valve 2 is caused when the operating behavior of the internal combustion engine cannot be tolerated, the valve control device 1 comprises an additional hydraulic valve 19 according to the invention, This additional hydraulic valve is arranged in the control line 11 between the hydraulic valve 13 and the pressure drop chamber 12 to open while the valve control device 1 is operating normally, ie without error. However, this additional hydraulic valve 19 enables emergency operation of the internal combustion engine. This emergency operation is started by the further hydraulic valve 19 being shut off after the detection of the hydraulic valve 13 which remains open in error, so that the hydraulic means pressure created in the pressure chamber 10 is no longer a pressure drop. It cannot be reduced in the chamber 12 and the gas exchange valve 2 is sufficiently open. In the theoretical case where the pressure chamber 10 is completely incompressible and leak-tight, the stroke pre-set by the master cylinder piston 3 will be completely delivered to the gas exchange valve 2 and correspond to the maximum opening stroke described above.

회로 표식에 따라 마찬가지로 전기식으로 트리거링 가능하고 전류가 공급되지 않는 상태에서 개방되는 추가 유압 밸브(19)의 전환 속도에 대해 유압 밸브(13)에 대한 요건보다 훨씬 덜 까다로운 요건이 요구될 수 있다. 이는 추가 유압 밸브(19)가 비상 작동이 시작될 때 개방 상태로부터 차단 상태로 단지 한 번만 전환될 필요가 있다는 사실에 기인한다. 이에 상응하게 추가 유압 밸브(19)는 훨씬 더 빠르게 스위칭되는 유압 밸브(13)보다 비용면에서 훨씬 유리하게 설계될 수 있다.The circuit marking may likewise require much less demanding requirements for the hydraulic valve 13 for the switching speed of the additional hydraulic valve 19 which is electrically triggerable and is open in the absence of current. This is due to the fact that the additional hydraulic valve 19 only needs to be switched once from the open state to the shut off state when the emergency operation is started. Correspondingly, the additional hydraulic valve 19 can be designed to be much more advantageous in terms of cost than the hydraulic valve 13 which switches much faster.

1 : 밸브 제어 장치
2 : 가스 교환 밸브
3 : 마스터 실린더 피스톤
4 : 캠공이
5 : 캠
6 : 캠축
7 : 슬레이브 실린더 피스톤
8 : 밸브 브릿지
9 : 밸브 스프링
10 : 압력 챔버
11 : 제어 라인
12 : 압력 강하 챔버
13 : 유압 밸브
14 : 유압 수단 공급부
15 : 체크 밸브
16 : 어큐뮬레이터
17 : 바이패스 라인
18 : 체크 밸브
19 : 추가 유압 밸브1: valve control device
2: gas exchange valve
3: master cylinder piston
4: cam ball
5: Cam
6: camshaft
7: slave cylinder piston
8: valve bridge
9: valve spring
10: pressure chamber
11: control line
12: pressure drop chamber
13: hydraulic valve
14: hydraulic means supply unit
15: check valve
16: accumulator
17: bypass line
18: check valve
19: additional hydraulic valve

Claims (4)

내연 기관용 가스 교환 밸브(2)의 가변 작동을 위한 전기 유압식 밸브 제어 장치(1)이며, 상기 전기 유압식 밸브 제어 장치는
- 캠축(6)에 의해 구동되는 마스터 실린더 피스톤(3)과,
- 가스 교환 밸브(2)를 구동시키는 슬레이브 실린더 피스톤(7)과,
- 마스터 실린더 피스톤(3) 및 슬레이브 실린더 피스톤(7)에 의해 경계가 형성되며 체적이 변화하는 압력 챔버(10)와,
- 내연 기관의 유압 수단 공급부(14)에 연결되는 압력 강하 챔버(12)와,
- 압력 챔버(10)를 압력 강하 챔버(12)와 연결시키는 제어 라인(11) 및, 상기 제어 라인 내에 배치되어 제어 라인(11)을 관통하는 유압 수단 흐름을 허용 또는 차단하는 전기식으로 트리거링 가능한 유압 밸브(13)와,
- 압력 챔버(10)를 압력 강하 챔버(12)와 연결시키는 바이패스 라인(17) 및, 상기 바이패스 라인 내에 배치되어 바이패스 라인(17)을 관통하는 유압 수단 흐름을 압력 챔버(10) 내로는 허용하고 압력 강하 챔버(12) 내로는 차단하는 체크 밸브(18)를 포함하는 전기 유압식 밸브 제어 장치(1)에 있어서,
- 상기 밸브 제어 장치(1)는 추가 유압 밸브(19)를 포함하며, 상기 추가 유압 밸브는 제어 라인(11) 내에서 유압 밸브(13)와 압력 강하 챔버(12) 사이에 배치되어 유압 밸브(13)가 잘못 개방될 때 제어 라인(11)을 관통하는 압력 강하 챔버(12) 내로의 유압 수단 흐름을 차단하는 것을 특징으로 하는 전기 유압식 밸브 제어 장치(1).An electrohydraulic valve control device 1 for variable operation of the gas exchange valve 2 for an internal combustion engine, the electrohydraulic valve control device
A master cylinder piston (3) driven by a camshaft (6),
A slave cylinder piston (7) for driving the gas exchange valve (2),
A pressure chamber 10 bounded by a master cylinder piston 3 and a slave cylinder piston 7, the volume of which changes,
A pressure drop chamber 12 connected to the hydraulic means supply 14 of the internal combustion engine,
A control line 11 connecting the pressure chamber 10 with the pressure drop chamber 12 and an electrically triggerable hydraulic pressure which is arranged in the control line to allow or block the flow of hydraulic means through the control line 11. With the valve 13,
A bypass line (17) connecting the pressure chamber (10) with the pressure drop chamber (12) and a flow of hydraulic means disposed in the bypass line and passing through the bypass line (17) into the pressure chamber (10). In the electrohydraulic valve control device (1) comprising a check valve (18) which permits and shuts off into the pressure drop chamber (12),
The valve control device 1 comprises an additional hydraulic valve 19, which is arranged in the control line 11 between the hydraulic valve 13 and the pressure drop chamber 12 so that the hydraulic valve ( Electro-hydraulic valve control device (1), characterized in that it blocks the flow of hydraulic means into the pressure drop chamber (12) through the control line (11) when it is misopened. 제1항에 있어서, 상기 유압 밸브(13)는 전류가 공급되지 않는 상태에서 개방되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 전기 유압식 밸브 제어 장치(1).2. Electro-hydraulic valve control device (1) according to claim 1, characterized in that the hydraulic valve (13) is formed so as to open in a state where no current is supplied. 제2항에 있어서, 상기 추가 유압 밸브(19)도 전기식으로 트리거링 가능하고 전류가 공급되지 않는 상태에서 개방되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 전기 유압식 밸브 제어 장치(1).3. Electro-hydraulic valve control device (1) according to claim 2, characterized in that the additional hydraulic valve (19) is also electrically triggerable and is configured to open in the absence of current. 제1항에 있어서, 상기 유압 밸브(13)는 상기 추가 유압 밸브(19)보다 훨씬 더 빠르게 스위칭되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 전기 유압식 밸브 제어 장치(1).2. Electro-hydraulic valve control device (1) according to claim 1, characterized in that the hydraulic valve (13) is configured to switch much faster than the further hydraulic valve (19).
KR1020117006852A 2008-09-26 2009-09-15 Electrohydraulic valve controller KR101581068B1 (en)

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