DE202017000956U1 - Internal combustion engine with adjustable camshaft - Google Patents

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Abstract

Verbrennungsmotor mit wenigstens einem Zylinder(2), wenigstens einem an einer Ein- oder Auslassöffnung des Zylinders angeordneten Ventil (3, 4), einer Nockenwelle (7), die einen den Hub des Ventils (3, 4) steuernden Nocken (6) mit mehreren wahlweise mit dem Ventil (3, 4) in Wechselwirkung bringbaren Stufen (8, 9, 10) trägt, mit einem eine Drehung der Nockenwelle (7) antreibenden Elektromotor (24) und mit einer Überwachungseinheit (30), die eingerichtet ist, anhand der Leistungsaufnahme des Elektromotors (24) zu entscheiden, welche der Stufen (8, 9, 10) mit dem Ventil (3, 4) wechselwirkt.Internal combustion engine with at least one cylinder (2), at least one arranged on an inlet or outlet of the cylinder valve (3, 4), a camshaft (7) having a stroke of the valve (3, 4) controlling the cam (6) a plurality of optionally with the valve (3, 4) interacting stages (8, 9, 10) carries, with a rotation of the camshaft (7) driving the electric motor (24) and with a monitoring unit (30) which is established based the power consumption of the electric motor (24) to decide which of the stages (8, 9, 10) interacts with the valve (3, 4).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor mit verstellbarer Nockenwelle.The present invention relates to an internal combustion engine with an adjustable camshaft.

Die Nockenwelle eines Verbrennungsmotors ist herkömmlicherweise an die von dessen Zylindern angetriebene Kurbelwelle gekoppelt, um das Öffnen und Schließen der Ventile der Zylinder mit der Kolbenbewegung zu synchronisieren. Zwischen Kurbel- und Nockenwelle kann ein Phasenschieber vorgesehen sein, der es erlaubt, durch ein Verdrehen der Nockenwelle gegenüber der Kurbelwelle die Phasenlage der Frischluftansaugung bzw. der Abgasausstoßung relativ zur Kolbenbewegung während des Motorbetriebs an äußere Gegebenheiten wie Motorlast, Temperatur etc. anzupassen und auf diesem Wege Vorteile in Bezug auf Kraftstoffverbrauch, Abgasqualität etc. zu erzielen.The camshaft of an internal combustion engine is conventionally coupled to the crankshaft driven by its cylinders to synchronize the opening and closing of the valves of the cylinders with the piston movement. Between the crankshaft and camshaft, a phase shifter can be provided, which allows by rotating the camshaft relative to the crankshaft, the phase position of Frischluftansaugung or Abgasausstoßung relative to the piston movement during engine operation to external conditions such as engine load, temperature, etc. adapt and on this Ways to achieve advantages in terms of fuel consumption, exhaust quality, etc.

Mit einem solchen Phasenschieber können Öffnungs- und Schließzeitpunkte eines Ventils jeweils nur gemeinsam verschoben werden, die Phasendifferenz zwischen ihnen ist nicht veränderbar. Die Zeitspanne, die zum Ansaugen der Frischluft bzw. Ausstoßen des Abgases zur Verfügung steht, ist folglich umgekehrt proportional zur Drehzahl des Motors. Je höher die Drehzahl, umso größer ist der Druckabfall an den Ventilen, mit der Folge, dass die erreichbare Motorleitung bei hohen Drehzahlen durch unzureichende Zylinderfüllung und -entleerung beeinträchtigt ist.With such a phase shifter opening and closing times of a valve can only be moved together, the phase difference between them can not be changed. The period of time available for sucking in the fresh air or discharging the exhaust gas is consequently inversely proportional to the rotational speed of the engine. The higher the speed, the greater the pressure drop at the valves, with the result that the achievable motor line is affected at high speeds by insufficient cylinder filling and emptying.

Um diesem Problem abzuhelfen, sind Nockenwellen, deren Nocken mehrere Stufen mit jeweils unterschiedlichen Umfangsverläufen aufweisen. Durch axiale Verschiebung einer solchen Nockenwelle können je nach Bedarf verschiedene Stufen eines Nockens mit einem Ventil in Wechselwirkung gebracht werden, um so den Ventilhub zu variieren.To remedy this problem, are camshafts whose cams have several stages, each with different circumferential curves. By axially displacing such a camshaft, different stages of a cam can be interacted with a valve, as needed, so as to vary the valve lift.

Falls eine Verschiebung der Nockenwelle unbemerkt scheitert oder verzögert wird, hat dies erhebliche Folgen für den Motorbetrieb, da z.B. angesaugte Luftmasse und zugemessener Kraftstoff nicht mehr im korrekten Verhältnis stehen. Eine Motorsteuereinheit, die die Verschiebung der Nockenwelle steuert, sollte daher auch eine Rückmeldung über die erfolgte Verschiebung empfangen. Dies kann z.B. mit Hilfe von den verstellbaren Nocken zugeordneten Hall-Sensoren geschehen, doch ist die Unterbringung der Sensoren am Motor aufwendig und mit erheblichen Kosten verbunden.If a shift of the camshaft fails or is delayed unnoticed, this has considerable consequences for the engine operation, since e.g. sucked air mass and metered fuel are no longer in the correct ratio. An engine control unit that controls the displacement of the camshaft should therefore also receive a feedback about the shift carried out. This can e.g. done with the help of the adjustable cam associated Hall sensors, but the placement of the sensors on the engine is complicated and associated with considerable costs.

Bei hydraulisch betätigten Phasenschiebern ist die Möglichkeit bekannt, den aus der Betätigung des Ventils resultierenden Druck des Hydraulikfluids zu messen. Dieser ist je nach Ventilhub unterschiedlich und lässt somit bei Verwendung mit einem mehrstufigen Nocken einen Rückschluss auf die die Ventilbewegung steuernde Stufe des Nockens zu.In hydraulically actuated phase shifters, it is known to measure the pressure of the hydraulic fluid resulting from actuation of the valve. This is different depending on the valve stroke and thus allows a conclusion on the valve movement controlling stage of the cam when used with a multi-stage cam.

In den letzten Jahren geht der Trend vermehrt zu elektrisch betätigten Phasenschiebern, da mit diesen höhere Stellgeschwindigkeiten erreichbar sind als mit hydraulisch betätigten Phasenschiebern. Bei diesen steht kein Drucksignal zur Verfügung, das einen Rückschluss auf die eingestellte Nockenstufe erlaubt.In recent years, the trend is increasingly towards electrically operated phase shifters, as with these higher speeds are achievable than with hydraulically actuated phase shifters. For these there is no pressure signal available, which allows a conclusion on the set cam stage.

Eine Aufgabe der Erfindung ist, einen Verbrennungsmotor mit mehrstufigen Nocken zu schaffen, bei dem einfach und kostengünstig überwacht werden kann, welche Stufe des Nockens mit einem Ventil wechselwirkt.An object of the invention is to provide a multi-stage cam internal combustion engine that can easily and inexpensively monitor which stage of the cam interacts with a valve.

Die Aufgabe wird einer Ausgestaltung der Erfindung zufolge gelöst durch einen Verbrennungsmotor mit wenigstens einem Zylinder, wenigstens einem an einer Ein- oder Auslassöffnung des Zylinders angeordneten Ventil, einer Nockenwelle, die einen den Hub des Ventils steuernden Nocken mit mehreren wahlweise mit dem Ventil in Wechselwirkung bringbaren Stufen trägt, einem eine Drehung der Nockenwelle antreibenden Elektromotor und einer Überwachungseinheit, die eingerichtet ist, anhand der Leistungsaufnahme des Elektromotors zu entscheiden, welche der Stufen mit dem Ventil wechselwirkt.The object is achieved according to an embodiment of the invention by an internal combustion engine having at least one cylinder, at least one arranged at an inlet or outlet port of the cylinder valve, a camshaft having a cam of the valve controlling cam with a plurality of selectively engageable with the valve Stages carries, a rotation of the camshaft driving electric motor and a monitoring unit which is adapted to decide based on the power consumption of the electric motor which of the stages interacts with the valve.

Der Elektromotor kann den alleinigen Antrieb der Nockenwelle darstellen. Bevorzugt ist allerdings ein Aufbau, bei dem der Elektromotor, die Nockenwelle und eine Kurbelwelle des Verbrennungsmotors mit jeweils einem Anschluss eines Ausgleichsgetriebes verbunden sind, so dass der Elektromotor nur einen Teil der zum Antreiben der Nockenwelle benötigten Leistung liefern muss und dementsprechend klein gewählt werden kann.The electric motor can represent the sole drive of the camshaft. However, a construction is preferred in which the electric motor, the camshaft and a crankshaft of the internal combustion engine are each connected to a connection of a differential gear, so that the electric motor only has to supply a part of the power required for driving the camshaft and can accordingly be selected to be small.

Damit jederzeit eine Leistungsmessung am Elektromotor erfolgen kann, sollte dieser kontinuierlich laufen. Das Ausgleichsgetriebe sollte daher so ausgelegt sein, dass das bei einem Viertakt-Verbrennungsmotor übliche Drehzahlverhältnis von 2:1 zwischen Kurbel- und Nockenwelle nur bei nichtverschwindender Drehzahl des Elektromotors eingehalten wird.So that at any time a power measurement can be done on the electric motor, it should run continuously. The differential gear should therefore be designed so that the usual in a four-stroke internal combustion engine speed ratio of 2: 1 between crankshaft and camshaft is maintained only at non-zero speed of the electric motor.

Vorzugsweise weist eine Vorstufe des Ausgleichsgetriebes ein Übersetzungsverhältnis von 2:1 zwischen der Kurbelwelle und einer Zwischenwelle auf, und eine Hauptstufe verbindet die Zwischenwelle mit den Anschlüssen des Elektromotors und der Nockenwelle und unterstützt eine Drehung der Zwischenwelle und der Anschlüsse des Elektromotors und der Nockenwelle mit gleicher Drehzahl.Preferably, a precursor of the differential gear has a gear ratio of 2: 1 between the crankshaft and an intermediate shaft, and a main stage connects the intermediate shaft to the terminals of the electric motor and the camshaft and supports rotation of the intermediate shaft and the terminals of the electric motor and the camshaft with the same Rotation speed.

Ein solches Ausgleichsgetriebe ist insbesondere unter Verwendung eines Spannungswellengetriebes, auch als Harmonic-Drive-Getriebe bezeichnet, realisierbar.Such a differential gear is in particular using a Voltage shaft gear, also referred to as harmonic drive gear, feasible.

Wenn die Kurbelwelle einen Außenring des Spannungswellengetriebes antreibt, kann sie einen Großteil der für den Antrieb der Nockenwelle benötigten Leistung aufbringen. So kann ein kleiner Elektromotor mit geringem Trägheitsmoment und schnell veränderbarer Drehzahl gewählt werden, der eine schnelle Phasenverstellung erlaubt.When the crankshaft drives an outer ring of the stress wave transmission, it can apply much of the power needed to drive the camshaft. So a small electric motor with low moment of inertia and fast variable speed can be selected, which allows a quick phase adjustment.

Das Ausgleichsgetriebe kann auf Seiten des Verbrennungsmotoranschlusses einen Schwingungsdämpfer aufweisen, um den Elektromotor und die Nockenwelle gegenüber Drehmomentschwankungen der Kurbelwelle abzuschirmen. Der Schwingungsdämpfer kann durch einen Zahnriemen gebildet sein, er kann auch wie z.B. in DE 536929 C2 beschrieben in ein Rad des Ausgleichsgetriebes integriert sein.The differential may include a vibration damper on the engine port side to shield the electric motor and the camshaft from torque fluctuations of the crankshaft. The vibration damper may be formed by a toothed belt, it may also be such as in DE 536929 C2 described be integrated in a wheel of the differential gear.

Die Überwachungseinheit sollte eingerichtet sein, eine Drehzahl des Verbrennungsmotors zu erfassen, um die des Elektromotors passend nachführen zu können.The monitoring unit should be set up to detect a rotational speed of the internal combustion engine in order to track the electric motor appropriately.

Falls die als mit dem Ventil wechselwirkend erkannte Stufe des Nockens nicht mit einer von einer Motorsteuereinheit ausgewählten Sollstufe übereinstimmt, sollte die Überwachungseinheit ein Fehlersignal ausgeben.If the cam level detected as interactively with the valve does not match a target level selected by a motor control unit, the monitoring unit should output an error signal.

Insbesondere wenn dieses Fehlersignal die tatsächlich wechselwirkende Stufe bezeichnet, kann dies von der Motorsteuereinheit, z.B. bei der Kraftstoffzumessung, berücksichtigt werden.In particular, if this error signal designates the actual interactive stage, this may be done by the engine control unit, e.g. in fuel metering.

Wenn der Verbrennungsmotor in üblicher Weise mehrere Zylinder aufweist, sollte die Überwachungseinheit eingerichtet sein, die Leistungsaufnahme und/oder die Drehzahl mit einer Zeitauflösung zu überwachen, die kürzer ist als die Umdrehungsperiode der Nockenwelle, um so für jeden einzelnen Nocken die mit dem zugeordneten Ventil wechselwirkende Stufe identifizieren zu können.When the internal combustion engine has a plurality of cylinders in the usual way, the monitoring unit should be set up to monitor the power consumption and / or the speed with a time resolution which is shorter than the period of rotation of the camshaft, so as to interact with the associated valve for each individual cam Be able to identify level.

Insbesondere sollte, wenn n die Zahl der Zylinder ist, die Zeitauflösung nicht länger sein als 1/n der Umdrehungsperiode.In particular, when n is the number of cylinders, the time resolution should not be longer than 1 / n of the revolution period.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Figur. Es zeigen:

  • 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verbrennungsmotors;
  • 2 einen axialen Schnitt durch ein Spannungswellengetriebe, das Kurbelwelle und Nockenwelle des Verbrennungsmotors sowie einen Elektromotor aneinander koppelt;
  • 3 einen radialen Schnitt durch das Spannungswellengetriebe;
  • 4 ein Blockdiagramm einer Steuerung des Elektromotors; und
  • 5 exemplarische Auswertungsergebnisse einer Überwachungseinheit der Steuerung.
Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description of embodiments with reference to the accompanying figure. Show it:
  • 1 a schematic representation of an internal combustion engine according to the invention;
  • 2 an axial section through a voltage wave transmission, the crankshaft and the camshaft of the internal combustion engine and an electric motor coupled to each other;
  • 3 a radial section through the stress wave transmission;
  • 4 a block diagram of a control of the electric motor; and
  • 5 exemplary evaluation results of a monitoring unit of the controller.

1 zeigt stark schematisiert einen Motorblock eines Verbrennungsmotors 1. Die Fig. zeigt exemplarisch vier Zylinder 2 des Motorblocks, es können mehr oder weniger Zylinder 2 vorhanden sein. Jedem Zylinder sind wenigstens zwei Ventile zugeordnet, jeweils wenigstens ein Ventil 3 zum Steuern der Luftansaugung und wenigstens ein Ventil 4 zum Steuern des Abgasausstoßes. Jedes dieser Ventile 3, 4 ist in an sich bekannter Weise über einen Schwinghebel 5 betätigt, der, angetrieben von einem Nocken 6 auf einer Nockenwelle 7, um eine zur Zeichnungsebene parallele Achse schwenkt. 1 shows very schematically an engine block of an internal combustion engine 1 , The figure shows an example of four cylinders 2 of the engine block, it can be more or less cylinders 2 to be available. Each cylinder is associated with at least two valves, in each case at least one valve 3 for controlling the air intake and at least one valve 4 for controlling the exhaust emission. Each of these valves 3 . 4 is in a conventional manner via a rocker arm 5 operated, the, powered by a cam 6 on a camshaft 7 , pivots about an axis parallel to the plane of the drawing.

Der übersichtlicheren Darstellung wegen sind in 1 zwei Nockenwellen 7 gezeigt, von denen eine die Einlassventile 3 und die andere die Auslassventile 4 steuert; alternativ könnte auch eine gemeinsame Nockenwelle für alle Ventile 3, 4 sich entlang einer gemeinsamen Mittelebene der Zylinder 2 erstrecken.For the sake of clarity, are in 1 two camshafts 7 one of which is the intake valves 3 and the other the exhaust valves 4 controls; alternatively could also be a common camshaft for all valves 3 . 4 along a common median plane of the cylinders 2 extend.

Die Nocken 6 umfassen jeweils mehrere in axialer Richtung gestaffelte Stufen 8; in der Darstellung der 1 sind es jeweils drei Stufen 8, 9, 10. Jede Stufe 8, 9 , 10 ist durch eine sich rings um die Nockenwelle erstreckende Kurvenscheibe gebildet. Die Umfangsverläufe sind von einer Stufe zur anderen unterschiedlich, z.B. kann die Stufe 8 einen kreisrunden, zur Nockenwelle 7 konzentrischen Umfangsverlauf haben, so dass sie den Schwinghebel 5 unbewegt und das von ihm gesteuerte Ventil 3 oder 4 geschlossen lässt, um auf diese Weise eine Zylinderabschaltung zu ermöglichen, bei der keine Leistungsverluste durch Ansaugen und Ausstoßen von Luft auftreten. Die anderen Stufen 9, 10 können sich in ihrem maximalen Radius unterscheiden. Z.B. kann die Stufe 10 dank ihres größeren Radius die Ventile 3, 4 weiter auslenken als die Stufe 9 und so einem übermäßigen Druckabfall an den Ventilen bei hoher Drehzahl entgegenwirken.The cams 6 each comprise a plurality of stages staggered in the axial direction 8th ; in the presentation of the 1 There are three levels each 8th . 9 . 10 , Every level 8th . 9 , 10 is formed by a cam extending around the camshaft. The circumferential courses are different from one stage to another, eg the stage 8th a circular, to the camshaft 7 have concentric circumferential shape, so that they are the rocker arm 5 unmoved and the valve controlled by him 3 or 4 closed to allow in this way a cylinder shutdown, in which no power losses occur by suction and discharge of air. The other stages 9 . 10 can differ in their maximum radius. For example, the stage 10 thanks to their larger radius the valves 3 . 4 deflect further than the stage 9 and thus counteract excessive pressure drop across the valves at high speed.

Die Nockenwelle 7 kann als Ganzes zwischen einer Stellung, in der die Stufen 8 mit den Ventilen 3, 4 wechselwirken, einer Stellung, in der die Stufen 9 wechselwirken, und einer Stellung, in der die Stufen 10 dies tun, axial verstellbar sein. Vorzugsweise sind mehrere Stellglieder 11 vorgesehen, die unabhängig voneinander betätigbar sind, um für jeden Zylinder 2 oder wenigstens für Gruppen von Zylindern individuell steuern zu können, welche Stufe 8, 9 oder 10 am Schwinghebel 5 anliegt.The camshaft 7 as a whole, between a position in which the stages 8th with the valves 3 . 4 interact, a position in which the stages 9 interact, and a position in which the stages 10 do this, be axially adjustable. Preferably, a plurality of actuators 11 provided that are independently operable for each cylinder 2 or at least for groups of cylinders to be able to individually control which level 8th . 9 or 10 on the rocker arm 5 is applied.

In der Darstellung der 1 ist jedem Zylinder 2 jeweils ein Stellglied 11 zugeordnet, das die Nocken 6 von Ein- und Auslassventil 3, 4 in jeweils gleicher Weise verstellt, um z.B. im Falle einer Zylinderabschaltung beide Ventile 3, 4 mit den Stufen 8 in Wechselwirkung zu bringen und so dauerhaft geschlossen zu halten. Natürlich kann stattdessen den Ein- und Auslassventilen 3, 4 jeweils ein eigenes Stellglied zugeordnet sein, so dass die Stufen der Nocken 6 für Ein- und Auslassventile unabhängig voneinander eingestellt werden können. In Betracht kommt auch, dass jeweils nur den Einlassventilen 3 oder nur den Auslassventilen 4 Stellglieder zum Verschieben der Nocken 6 zugeordnet sind; in diesem Fall können die Nocken der jeweils anderen Ventile axial unbeweglich und einstufig sein.In the presentation of the 1 is every cylinder 2 one actuator each 11 assigned to the cams 6 of inlet and outlet valve 3 . 4 adjusted in the same way, for example, in the case of a cylinder shutdown both valves 3 . 4 with the steps 8th interact and thus keep permanently closed. Of course, instead of the intake and exhaust valves 3 . 4 each be assigned its own actuator, so that the stages of the cams 6 for inlet and outlet valves can be set independently. It is also considered that only the inlet valves 3 or just the exhaust valves 4 Actuators for moving the cam 6 assigned; In this case, the cams of the other valves can be axially immovable and single-stage.

Die Nockenwelle 7 ist in an sich bekannter Weise über einen Gliederketten- oder Zahnriemenantrieb an eine von den Zylindern 2 angetriebene Kurbelwelle 12 gekoppelt. Ein solcher Antrieb umfasst ein an der Kurbelwelle 12 drehfestes Zahnrad 13, ein zur Nockenwelle koaxiales Zahnrad 14, dessen Durchmesser doppelt so groß ist wie der des Zahnrades 13 und einen Zahnriemen 15 oder eine Gliederkette 15', die mit beiden Zahnrädern 13, 14 kämmt. Der Zahnriemen 15 ist durch seine Elastizität in der Lage, hochfrequente Schwankungen der Drehzahl der Kurbelwelle 12, die auf die veränderlichen Antriebskräfte der einzelnen Zylinder 2 zurückgehen, zu dämpfen, so dass die Drehzahlschwankungen des Zahnrades 14 kleiner sind als die der Kurbelwelle 12. Wenn die Zahnräder 13, 14 über die Gliederkette 15' gekoppelt sind, kann ein Kettenspanner oder ein in das Zahnrad 14 integrierter Dämpfer die schwingungsdämpfende Funktion des Zahnriemens 15 übernehmen.The camshaft 7 is in a conventional manner via a link chain or belt drive to one of the cylinders 2 driven crankshaft 12 coupled. Such a drive includes a on the crankshaft 12 non-rotating gear 13 , a gear coaxial with the camshaft 14 whose diameter is twice as large as that of the gear 13 and a timing belt 15 or a link chain 15 ' that with both gears 13 . 14 combs. The timing belt 15 Due to its elasticity is capable of high-frequency fluctuations in the speed of the crankshaft 12 that depends on the variable driving forces of each cylinder 2 go back, to dampen, so that the speed fluctuations of the gear 14 smaller than those of the crankshaft 12 , If the gears 13 . 14 over the link chain 15 ' coupled, can be a chain tensioner or a gear wheel 14 integrated damper the vibration-damping function of the toothed belt 15 take.

Das Zahnrad 14 ist Teil eines Außenrings 17 eines in 2 und 3 dargestellten Spannungswellengetriebes 16 und bildet einen von dessen drei gegeneinander drehbaren Anschlüssen. Der Außenring 17 ist als Gehäuse geformt, in dem ein sog. Flexspline 19 untergebracht ist. Eine Innenverzahnung 18 des Außenrings17 liegt einer Außenverzahnung 20 des Flexsplines 19 gegenüber. Eine Abtriebswelle 21 des Flexspline 19 bildet einen zweiten Anschluss des Spannungswellengetriebes 16, sie ist drehfest mit der Nockenwelle 7 verbunden. Ein Innenrotor 22 im Inneren des Flexspline 19 ist über eine den dritten Anschluss bildende Antriebswelle 23 mit einem Elektromotor 24 verbunden. Der Innenrotor 22 ist innerhalb des Flexspline 19 drehbar; zur Reibungsverminderung können die Enden des Innenrotors 22, die den Flexspline 19 berühren, durch Rollen 25 gebildet sein. Diese Enden halten den Flexspline 19 in einer elastisch verformten Stellung, in der jeweils zu den Rotorenden benachbarte Bereiche 26 der Außenverzahnung 20 mit der Innenverzahnung 18 im Eingriff gehalten sind, dazwischenliegende Bereiche 27 jedoch nicht. Indem die Zähnezahl des Flexspline 19 kleiner gewählt ist als die der Innenverzahnung 18, erzwingt jede Drehung des Rotors 21 eine geringe Verdrehung von Außenring 17 und Flexspline 19 gegeneinander.The gear 14 is part of an outer ring 17 one in 2 and 3 illustrated voltage wave transmission 16 and forms one of its three mutually rotatable terminals. The outer ring 17 is formed as a housing in which a so-called. Flexspline 19 is housed. An internal toothing 18 the outer ring 17 is an external toothing 20 of the flexspline 19 across from. An output shaft 21 of the Flexspline 19 forms a second terminal of the stress wave transmission 16, it is rotationally fixed to the camshaft 7 connected. An inner rotor 22 inside the flexspline 19 is via a drive shaft forming the third connection 23 with an electric motor 24 connected. The inner rotor 22 is inside the flexspline 19 rotatably; for friction reduction, the ends of the inner rotor 22 that the flexspline 19 touch, by rolling 25 be formed. These ends hold the flexspline 19 in an elastically deformed position, in each of the rotor ends adjacent areas 26 the external toothing 20 with the internal toothing 18 are engaged, intermediate areas 27 However not. By the number of teeth of the Flexspline 19 is chosen smaller than that of the internal teeth 18 , forces every rotation of the rotor 21 a slight twist of outer ring 17 and flexspline 19 up to today.

Im stationären Betrieb rotieren Innenrotor 21, Flexspline 19 und Außenring 17 mit gleicher Geschwindigkeit, so dass die Ventile 3, 4 immer in derselben Phase des Verbrennungszyklus öffnen und schließen. Durch Betreiben des Innenrotors 21 mit einer Drehzahl, die von der des Außenrings 17 abweicht, werden Öffnungs- und Schließzeitpunkte der Ventile 3, 4 vor- bzw. zurückverschoben.In stationary operation, internal rotor rotate 21 , Flexspline 19 and outer ring 17 at the same speed, so the valves 3 . 4 always open and close in the same phase of the combustion cycle. By operating the inner rotor 21 at a speed different from that of the outer ring 17 deviates, are opening and closing times of the valves 3 . 4 moved forward or backward.

Der Elektromotor 24 und, auf dem Weg über die Kurbelwelle 12 und den Riemenantrieb, der Verbrennungsmotor 1 liefern gemeinsam das Antriebsmoment für die Nockenwelle 7. Das Gegenmoment, das die Nocken 7 bei jedem Auslenken eines Schwingarms 5 auf die Nockenwelle 7 ausüben, variiert stark mit der Zeit, und entsprechend variiert die Antriebsleistung, die der Elektromotor 24 aufbringen muss, um die Antriebswelle 23 mit dem Außenring 17 und der Abtriebswelle 21 synchron zu halten.The electric motor 24 and, on the way over the crankshaft 12 and the belt drive, the internal combustion engine 1 together deliver the drive torque for the camshaft 7 , The counter-moment, the cams 7 every time you swing a swing arm 5 on the camshaft 7 exercise, varies greatly with time, and accordingly varies the drive power that the electric motor 24 must apply to the drive shaft 23 with the outer ring 17 and the output shaft 21 to keep in sync.

4 zeigt ein Blockdiagramm eines Motorsteuerungssystems eines Kraftfahrzeugs. Ein Motorsteuergerät 28 an sich bekannten Typs ist dem Verbrennungsmotor 1 zugeordnet, um den Kraftstoffeinspritzmenge der Zylinder 1 passend zu einer Leistungsanforderung eines Fahrers festzulegen und den Zeitpunkt der Einspritzung in die Zylinder1 mit deren Verbrennungszyklus zu synchronisieren. Zu diesem Zweck steht ein Phasensignal zur Verfügung, das z.B. von einem den Drehwinkel des Außenrings 17 erfassenden Sensor 29 bereitgestellt wird. Je nach Leistungsanforderung kann es auch nötig sein, einzelne Zylinder 1 abzuschalten, indem jeweils die Stufe 8 an den Schwinghebeln 5 dieser Zylinder platziert wird, oder deren Luftdurchsatz zu erhöhen, indem die Stufe 10 am Schwinghebel 5 platziert wird. Zu diesem Zweck sendet das Motorsteuergerät 28 entsprechende Befehle an die Stellglieder 11. 4 shows a block diagram of an engine control system of a motor vehicle. An engine control unit 28 known type is the internal combustion engine 1 assigned to the fuel injection amount of the cylinder 1 to determine a driver's power demand and to synchronize the timing of injection into the cylinders 1 with their combustion cycle. For this purpose, a phase signal is available, for example, from a rotation angle of the outer ring 17 detecting sensor 29 provided. Depending on the power requirement, it may also be necessary to use individual cylinders 1 turn off by changing the level 8th on the rocker arms 5 This cylinder is placed, or to increase their air flow, by the stage 10 on the rocker arm 5 is placed. For this purpose, the engine control unit sends 28 corresponding commands to the actuators 11 ,

Eine Überwachungseinheit 30 zur Überwachung des Elektromotors 24 ist in 4 der Übersichtlichkeit halber getrennt vom Motorsteuergerät 28 dargestellt, in der Praxis können beide durch dieselbe Hardware, insbesondere durch einen einzigen Mikrocontroller implementiert sein. Eine Funktion der Überwachungseinheit 30 ist, basierend auf dem Phasensignal des Sensors 29 einen Wechselrichter 31 anzusteuern, so dass dieser die Bordnetzspannung des Fahrzeugs in eine zur Drehung der Kurbelwelle 14 exakt synchrone Versorgungsspannung des Elektromotors 24 umsetzt. Der Elektromotor ist eine Synchronmaschine, d.h. wenn er gegen ein verstärktes Bremsmoment anarbeiten muss, führt dies nicht zu einem verlangsamten Lauf oder einer erhöhten Leistungsaufnahme.A monitoring unit 30 for monitoring the electric motor 24 is in 4 for the sake of clarity separate from the engine control unit 28 In practice, both may be implemented by the same hardware, in particular by a single microcontroller. A function of the monitoring unit 30 is based on the phase signal of the sensor 29 an inverter 31 to drive, so that this the vehicle electrical system voltage of the vehicle in a to rotate the crankshaft 14 exactly synchronous supply voltage of the electric motor 24 implements. The electric motor is one Synchronous machine, ie when he has to work against an increased braking torque, this does not lead to a slowed down run or an increased power consumption.

Um diese Leistungsaufnahme zu überwachen, ist zwischen den Wechselrichter 31 und die Klemmen der Fahrzeugbatterie ein Messwiderstand 32 eingefügt, und ein Analog-Digital-Wandler 33 ist zum Messwiderstand 32 parallel geschaltet, um die daran abfallende Spannung zu messen. Messungen erfolgen jeweils mit einer vorgegebenen Phasenverschiebung relativ zur Betätigung der Ventile 3, 4 eines der Zylinder 1. Wenn die Zahl der Zylinder 1 des Motors n ist, dann können die Messungen z.B. jeweils in einem Phasenabstand 2π(p+q/n) stattfinden, wobei p, q ganze Zahlen q und n teilerfremd sind. So werden, ggf. im Laufe mehrerer Umdrehungen der Kurbelwelle, n für die momentane Leistung des Elektromotors 24 im Laufe einer Kurbelwellenumdrehung repräsentative Messwerte gewonnen. Nacheinander bei jeweils derselben Phase der Kurbelwellenbewegung erhaltene Messwerte können gemittelt werden, um den Einfluss des Rauschens zu verringern.To monitor this power consumption is between the inverters 31 and the terminals of the vehicle battery a measuring resistor 32 inserted, and an analog-to-digital converter 33 is the measuring resistor 32 connected in parallel to measure the voltage drop across it. Measurements are made in each case with a predetermined phase shift relative to the actuation of the valves 3 . 4 one of the cylinders 1 , If the number of cylinders 1 of the motor n, then the measurements may take place, for example, each at a phase spacing 2π (p + q / n), where p, q are integer numbers q and n are prime. Thus, if necessary in the course of several revolutions of the crankshaft, n for the instantaneous power of the electric motor 24 gained representative measured values in the course of a crankshaft revolution. Measurements obtained one after another at each same phase of crankshaft movement can be averaged to reduce the influence of noise.

Das Ergebnis der Messungen ist ein Datensatz von n Messwerten der Leistung im Phasenabstand 2π/n, wie in 5 exemplarisch gezeigt. Sind die Messwerte alle untereinander gleich, dann befinden sich offensichtlich an allen Zylindern 1 Ventile 3, 4 in Wechselwirkung mit derselben Stufe ihrer Nocken 7. Wenn es nötig ist, herauszufinden, um welche Stufe es sich handelt, kann die gemessene Leistung durch die Drehzahl dividiert werden, um ein Drehmoment zu erhalten, das mit der jeweils eingestellten Stufe in eindeutigem Zusammenhang steht.The result of the measurements is a data set of n measured values of the power in the phase separation 2π / n, as in 5 shown as an example. If the measured values are all equal to one another, then obviously they are on all cylinders 1 Valves 3, 4 interact with the same stage of their cams 7 , When it is necessary to find out what level it is, the measured power can be divided by the speed to obtain a torque that is uniquely related to the level set.

Im in Fig. gezeigten Fall ist der Messwert bei der Phase 3π/2 niedriger als die übrigen. Dies weist darauf hin, dass bei dem Nocken 7, der zum Zeitpunkt der Aufnahme dieses Messwerts ein Ventil betätigt, eine kleinere Stufe eingestellt ist als an den anderen Nocken. Dies kann z.B. bedeuten, dass ein Befehl des Motorsteuergeräts 28, von Stufe 9 auf Stufe 10 umzuschalten, an einem von vier Zylindern nicht korrekt ausgeführt wurde. Die Überwachungseinheit 30 führt die Umschaltbefehle des Motorsteuergeräts 28 zwar nicht aus, empfängt sie aber genauso wie die Stellglieder 11 es tun, und ist dadurch in der Lage, das Messergebnis mit der jeweils vom Motorsteuergerät 28 angeforderten Nockenstellung zu vergleichen und im Fall einer Nichtübereinstimmung an das Motorsteuergerät eine Fehlermeldung zurückzugeben, die den falsch eingestellten Zylinder 1 und die dort eingestellte Nockenstufe spezifiziert. Das Motorsteuergerät 28 berücksichtigt die Fehlermeldung, indem es zunächst die Kraftstoffeinspritzmenge des von der Störung betroffenen Zylinders 1 anpasst, hier also reduziert, so dass trotz unterschiedlicher angesaugter Luftmengen ein einheitliches Luft-Kraftstoffverhältnis in allen Zylindern 1 gewahrt bleibt und bei längerem Andauern oder wiederholtem Auftreten der Störung einen Hinweis an den Fahrer ausgibt, um ihn zu veranlassen, die Störung beheben zu lassen.In the case shown in FIG. 3, the measured value at the phase 3π / 2 is lower than the others. This indicates that the cam 7 which actuates a valve at the time of taking this measurement, is set smaller than at the other cam. This may mean, for example, that a command of the engine control unit 28 , from level 9 at level 10 switch on one of four cylinders was not performed correctly. The monitoring unit 30 performs the switching commands of the engine control unit 28 Although not enough, but it receives just like the actuators 11 do it, and is thus able to match the measurement result with that of the engine control unit 28 requested cam position and to return an error message in case of a mismatch to the engine control unit, the incorrectly set cylinder 1 and specified there cam stage specified. The engine control unit 28 takes into account the error message by first determining the fuel injection quantity of the cylinder affected by the malfunction 1 adapts, so here reduced, so that despite different sucked in air volumes a uniform air-fuel ratio in all cylinders 1 is maintained and, if the fault persists for a long time or if the fault repeatedly occurs, it sends a message to the driver to cause the fault to be rectified.

Es versteht sich, dass die obige detaillierte Beschreibung und die Zeichnungen zwar bestimmte exemplarische Ausgestaltungen der Erfindung darstellen, dass sie aber nur zur Veranschaulichung gedacht sind und nicht als den Umfang der Erfindung einschränkend ausgelegt werden sollen. Diverse Abwandlungen der beschriebenen Ausgestaltungen sind möglich, ohne den Rahmen der nachfolgenden Ansprüche und deren Äquivalenzbereich zu verlassen. Insbesondere gehen aus dieser Beschreibung und den Figuren auch Merkmale der Ausführungsbeispiele hervor, die nicht in den Ansprüchen erwähnt sind. Solche Merkmale können auch in anderen als den hier spezifisch offenbarten Kombinationen auftreten. Die Tatsache, dass mehrere solche Merkmale in einem gleichen Satz oder in einer anderen Art von Textzusammenhang miteinander erwähnt sind, rechtfertigt daher nicht den Schluss, dass sie nur in der spezifisch offenbarten Kombination auftreten können; stattdessen ist grundsätzlich davon auszugehen, dass von mehreren solchen Merkmalen auch einzelne weggelassen oder abgewandelt werden können, sofern dies die Funktionsfähigkeit der Erfindung nicht in Frage stellt.It should be understood that the foregoing detailed description and drawings, while indicating certain exemplary embodiments of the invention, are intended for purposes of illustration only and are not to be construed as limiting the scope of the invention. Various modifications of the described embodiments are possible without departing from the scope of the following claims and their equivalence range. In particular, this description and the figures also show features of the embodiments which are not mentioned in the claims. Such features may also occur in combinations other than those specifically disclosed herein. Therefore, the fact that several such features are mentioned in the same sentence or in a different type of textual context does not justify the conclusion that they can occur only in the specific combination disclosed; instead, it is generally to be assumed that it is also possible to omit or modify individual ones of several such features, provided this does not call into question the functionality of the invention.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Verbrennungsmotorinternal combustion engine
22
Zylindercylinder
33
VentilValve
44
VentilValve
55
Schwinghebelrocker
66
Nockencam
77
Nockenwellecamshaft
88th
Stufestep
99
Stufestep
1010
Stufestep
1111
Stellgliedactuator
1212
Kurbelwellecrankshaft
1313
Zahnradgear
1414
Zahnradgear
1515
Zahnriementoothed belt
15'15 '
Gliederkettelink chain
1616
SpannungswellengetriebeTension shaft gear
1717
Außenringouter ring
1818
Innenverzahnunginternal gearing
19 19
Flexsplineflexpline
2020
Außenverzahnungexternal teeth
2121
Abtriebswelleoutput shaft
2222
Innenrotorinner rotor
2323
Antriebswelledrive shaft
2424
Elektromotorelectric motor
2525
Rollerole
2626
BereichArea
2727
BereichArea
2828
MotorsteuergerätEngine control unit
2929
Sensorsensor
3030
Überwachungseinheitmonitoring unit
3131
Wechselrichterinverter
3232
Messwiderstandmeasuring resistor

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 536929 C2 [0015]DE 536929 C2 [0015]

Claims (11)

Verbrennungsmotor mit wenigstens einem Zylinder(2), wenigstens einem an einer Ein- oder Auslassöffnung des Zylinders angeordneten Ventil (3, 4), einer Nockenwelle (7), die einen den Hub des Ventils (3, 4) steuernden Nocken (6) mit mehreren wahlweise mit dem Ventil (3, 4) in Wechselwirkung bringbaren Stufen (8, 9, 10) trägt, mit einem eine Drehung der Nockenwelle (7) antreibenden Elektromotor (24) und mit einer Überwachungseinheit (30), die eingerichtet ist, anhand der Leistungsaufnahme des Elektromotors (24) zu entscheiden, welche der Stufen (8, 9, 10) mit dem Ventil (3, 4) wechselwirkt.Internal combustion engine with at least one cylinder (2), at least one arranged on an inlet or outlet of the cylinder valve (3, 4), a camshaft (7) having a stroke of the valve (3, 4) controlling the cam (6) a plurality of optionally with the valve (3, 4) interacting stages (8, 9, 10) carries, with a rotation of the camshaft (7) driving the electric motor (24) and with a monitoring unit (30) which is established based the power consumption of the electric motor (24) to decide which of the stages (8, 9, 10) interacts with the valve (3, 4). Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, bei dem der Elektromotor (24), die Nockenwelle (7) und eine Kurbelwelle (12) des Verbrennungsmotors (1) mit jeweils einem Anschluss (23, 17, 21) eines Ausgleichsgetriebes (13, 14, 15, 16) verbunden sind.Internal combustion engine Claim 1 in which the electric motor (24), the camshaft (7) and a crankshaft (12) of the internal combustion engine (1) are each connected to a connection (23, 17, 21) of a differential gear (13, 14, 15, 16). Verbrennungsmotor nach Anspruch 2, bei dem das Übersetzungsverhältnis des Ausgleichsgetriebes (13, 14, 15, 16) zwischen Kurbelwelle(7) und Nockenwelle (12) bei Stillstand des Elektromotors (24) von 2:1 abweicht.Internal combustion engine Claim 2 , in which the transmission ratio of the differential gear (13, 14, 15, 16) between the crankshaft (7) and camshaft (12) at standstill of the electric motor (24) of 2: 1 deviates. Verbrennungsmotor nach Anspruch 2, bei dem eine Vorstufe (13, 14, 15) des Ausgleichsgetriebes ein Übersetzungsverhältnis von 2:1 zwischen der Kurbelwelle (12) und einem Zwischenglied aufweist und eine Hauptstufe des Ausgleichsgetriebes das Zwischenglied mit den Anschlüssen (23, 21) des Elektromotors (24) und der Nockenwelle (7) verbindet und eine Drehung des Zwischengliedes und der Anschlüsse (23, 21) des Elektromotors (24) und der Nockenwelle (7) mit gleicher Drehzahl unterstützt.Internal combustion engine Claim 2 in which a precursor (13, 14, 15) of the differential gear has a gear ratio of 2: 1 between the crankshaft (12) and an intermediate member and a main stage of the differential gear comprises the intermediate member with the terminals (23, 21) of the electric motor (24) and the camshaft (7) connects and supports a rotation of the intermediate member and the terminals (23, 21) of the electric motor (24) and the camshaft (7) at the same speed. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei dem das Ausgleichsgetriebe ein Spannungswellengetriebe (16) umfasst.Internal combustion engine according to one of Claims 2 to 4 in which the differential comprises a tension shaft gear (16). Verbrennungsmotor nach Anspruch 5, bei dem die Kurbelwelle (12) einen Außenring (17) des Spannungswellengetriebes (16) antreibt.Internal combustion engine Claim 5 in which the crankshaft (12) drives an outer ring (17) of the stress wave transmission (16). Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 2 bis 6, bei dem das Ausgleichsgetriebe (13, 14,4. 15, 16) auf Seiten des Verbrennungsmotoranschlusses (23) einen Schwingungsdämpfer aufweist.Internal combustion engine according to one of Claims 2 to 6 in which the differential (13, 14, 4, 15, 16) has a vibration damper on the side of the engine connection (23). Verbrennungsmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Überwachungseinheit (30) ferner eingerichtet ist, eine Drehzahl des Verbrennungsmotors (1) zu erfassen.Internal combustion engine according to one of the preceding claims, wherein the monitoring unit (30) is further adapted to detect a rotational speed of the internal combustion engine (1). Verbrennungsmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Überwachungseinheit (30) eingerichtet ist, zu entscheiden, ob die mit dem Ventil (3, 4) wechselwirkende Stufe (8, 9, 10) mit einer Sollstufe übereinstimmt und bei Nichtübereinstimmung ein Fehlersignal auszugeben.An internal combustion engine as claimed in any one of the preceding claims, wherein the monitoring unit (30) is arranged to decide whether the stage (8, 9, 10) interacting with the valve (3, 4) coincides with a target level and output an error signal in the event of disagreement. Verbrennungsmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Verbrennungsmotor (1) mehrere Zylinder (2) aufweist und die Überwachungseinheit (30) eingerichtet ist, die Leistungsaufnahme und/oder die Drehzahl mit einer Zeitauflösung zu überwachen, die kürzer ist als die Umdrehungsperiode der Nockenwelle (7).Internal combustion engine according to one of the preceding claims, wherein the internal combustion engine (1) comprises a plurality of cylinders (2) and the monitoring unit (30) is adapted to monitor the power consumption and / or the rotational speed with a time resolution which is shorter than the period of rotation of the camshaft (7). Verbrennungsmotor nach Anspruch 4, bei dem, wenn n die Zahl der Zylinder (2) ist, die Zeitauflösung nicht länger ist als 1/n der Umdrehungsperiode.Internal combustion engine Claim 4 in which, when n is the number of cylinders (2), the time resolution is not longer than 1 / n of the revolution period.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE536929C (en) 1930-03-14 1931-10-28 Tatra Werke Ag Vibration damper for crankshafts

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE536929C (en) 1930-03-14 1931-10-28 Tatra Werke Ag Vibration damper for crankshafts

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