EP1241324A1 - Verfahren beim Abstellen einer Brennkraftmaschine mit elektromagnetisch betätigten Gaswechselventilen - Google Patents

Verfahren beim Abstellen einer Brennkraftmaschine mit elektromagnetisch betätigten Gaswechselventilen Download PDF

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EP1241324A1
EP1241324A1 EP02002500A EP02002500A EP1241324A1 EP 1241324 A1 EP1241324 A1 EP 1241324A1 EP 02002500 A EP02002500 A EP 02002500A EP 02002500 A EP02002500 A EP 02002500A EP 1241324 A1 EP1241324 A1 EP 1241324A1
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internal combustion
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    • F01L2800/00—Methods of operation using a variable valve timing mechanism
    • F01L2800/03—Stopping; Stalling

Definitions

  • the invention relates to a method for switching off an internal combustion engine electromagnetically operated gas exchange valves.
  • the anchor has an anchor plunger that is at least partially is in direct contact with a valve tappet and therefore also the valve moved back and forth between an open and a closed position.
  • Embodiments are known in which between the anchor plunger and there is a rigid connection to the valve lifter.
  • the present invention is directed however, relate to embodiments in which there is no rigid connection between Armature and valve lifters are present.
  • valve and Anchor tappet there is between valve and Anchor tappet a so-called valve lash adjuster, with which the distance of the two aforementioned parts can be adjusted to each other.
  • valve plate is moved from the armature into an open position of the armature in its open position spent.
  • the anchor tappet must always be on the valve tappet seated.
  • the valve disc In the other end position, however, in which the anchor on one So-called normally open electromagnet is present, the valve disc is in its closed position on the cylinder head, and is in this state with the invention Embodiments a distance between the valve lifter and the armature lifter. Can now be released by controlling the electromagnets accordingly the armature from its end position corresponding to the open position of the opening electromagnet off, it reaches its other end position on its way to a position at which the armature tappet comes to rest on the valve tappet.
  • the object of the present invention is the known method mentioned at the outset to develop in such a way that even when the engine is switched off, if possible wear and noise-free operation can be guaranteed.
  • the deactivation can preferably take place in a controlled manner, i. H. it can be a regulated one Braking the armature in the direction of its rest position can be brought about. This can be achieved, for example, by further energizing the opening electromagnets. With such a controlled or regulated decay process be avoided that the electromagnetically operated valve again in a Position in which there is a distance between the armature and the valve tappet, which in turn can lead to the disadvantages mentioned above.
  • the electromagnetically operated gas exchange valve shown in Figures 1 and 2 is built up essentially in a known manner.
  • an actuator 10 provided with two spaced poles 12 and 14, in the grooves of each an electromagnetic coil is embedded.
  • an armature 16 is arranged by alternating energization of the two Coils can be moved back and forth.
  • the anchor has an anchor shaft 34, which - in the present figures - protrudes downwards.
  • the actuator 10 is seated on a cylinder head 22, of which, however, only a section is shown.
  • the cylinder head 22 has a recess, at the end opposite the actuator 10, a valve with a valve lifter 28 is mounted to slide back and forth.
  • a valve plate 30 is arranged, against which one is shown only schematically Spring 20 is supported.
  • the other end of the spring 20 is supported against one another spring seat 24, which is arranged on the cylinder head 22.
  • the spring 20 biases the valve 26 to its closed position.
  • a spring plate 32 is also arranged at the lower end of the armature tappet 34, against which a second valve spring 18 is supported.
  • the valve spring 18 is supported their other end against the housing of the actuator 10 and acts on the Anchor in its open position.
  • the armature 16 is shown by the alternating loading of the Coils reciprocated, whereby the gas exchange valve 26 between its open and closed position is moved back and forth. 1 shows the closed position of the valve and the upper end position of the armature 16 and 2 shows the open position of the valve 26 and the other end position of the armature 16. In its closed position, the valve plate of valve 26 is on the cylinder head and the anchor 16 comes to rest on the upper yoke 12.
  • valve tappet 28 There is between the valve tappet 28 and the armature tappet 34 a distance 36 upper coil deactivated and the lower coil activated, so the anchor - too using the energy stored in the spring 18 - in its other end position moves, whereby the anchor plunger 34 after the distance 36 hits the valve lifter and urges the valve into its open position.
  • measures are provided so that the Armature plunger 34 after the armature 16 has been detached from the upper yoke 12, if possible hits the anchor plunger 28 gently.
  • the upper coil briefly energized again, resulting in a braking pulse and thus a slower one Detachment and "flying away" of the anchor leads, reducing the speed of the armature when placing the armature tappet 34 on the valve tappet 28 low can be held.
  • the lower electromagnet is activated so that the valve 26 in its in Fig. 2 shown open position can be spent.
  • the problem is solved that even after the parking the internal combustion engine as little noise and wear as possible of the armature tappet can be reached on the valve tappet 28.
  • To this Purpose is in an internal combustion engine with several electromagnetically actuated Gas exchange valves checked which anchor is essentially in its Open position. With this anchor, the measure then becomes gentle Placing the armature tappet 34 on the valve tappet 28 is still carried out and in addition the anchor was still operated for this period. Only then is the actuator 10 disabled.
  • a controlled one Stopping the armature brought about by the opening magnet 12 even after the Placing the armature tappet 34 on the valve tappet 28 still slightly energized becomes. As a result, a restrained moment continues to come to anchor 16 to effect, so that this slower and without further reverberation in its Rest position moves.
  • the present invention thus also when the internal combustion engine is switched off ensures a low-noise and low-wear mode of operation.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren beim Abstellen einer Brennkraftmaschine mit elektromagnetisch betätigten Gaswechselventilen. Um Abnützungs- und Emissionsnachteile zu vermeiden wird vorgeschlagen, dass beim Abstellen der Brennkraftmaschine vor dem Außerbetriebsetzen der einzelnen Gaswechselventile geprüft wird, ob sich ein Anker im wesentlichen in seiner Offenstellung befindet und bei positivem Ergebnis die auch im normalen Betrieb durchgeführte Maßnahme zum sanften Aufsetzen des Ankers auf das Gaswechselventil solange durchgeführt wird, bis ein negatives Prüfungsergebnis vorliegt. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abstellen einer Brennkraftmaschine mit elektromagnetisch betätigten Gaswechselventilen.
Derartige Brennkraftmaschinen sind aus dem Stand der Technik bereits hinlänglich bekannt. Dabei wird in den meisten Fällen ein Anker gegen die Wirkung zweier Federn durch eine alternierende Beaufschlagung zweier beabstandeter Elektromagneten hin- und herbewegt. Der Anker besitzt einen Ankerstößel, der zumindest teilweise mit einem Ventilstößel direkt in Kontakt steht und dadurch das Ventil ebenfalls zwischen einer Offen- und einer Geschlossenstellung hin- und herbewegt.
Es sind Ausführungsformen bekannt, bei denen zwischen dem Ankerstößel und dem Ventilstößel eine starre Verbindung besteht. Die vorliegende Erfindung richtet sich jedoch auf Ausführungsformen, bei denen keine starre Verbindung zwischen Anker- und Ventilstößel vorliegt. In manchen Fällen befindet sich zwischen Ventilund Ankerstößel ein sog. Ventilspielausgleichselement, mit dem der Abstand der beiden vorgenannten Teile zueinander eingestellt werden kann.
Der Ventilteller wird vom Anker in einer Endstellung des Ankers in seine Offenstellung verbracht. In diesem Zustand muss der Ankerstößel immer auf dem Ventilstößel aufsitzen. In der anderen Endposition jedoch, in welcher der Anker an einem sog. Schließer-Elektromagneten anliegt, liegt der Ventilteller in seiner Schließstellung am Zylinderkopf auf, und in diesem Zustand befindet sich bei den erfindungsgemäßen Ausführungsformen ein Abstand zwischen dem Ventilstößel und dem Ankerstößel. Löst sich nun durch eine entsprechende Steuerung der Elektromagnete der Anker aus seiner der Offenstellung entsprechenden Endstellung von dem Öffner-Elektromagneten ab, so gelangt er auf seinem Weg in die andere Endposition an eine Position, an welcher der Ankerstößel zur Auflage auf den Ventilstößel gelangt. Dieses Auftreffen sollte möglichst sanft durchgeführt werden, um sowohl negative Abnützungs- als auch Lärmemissionseffekte gering zu halten. Aus diesem Grund ist es bekannt, Maßnahmen zu ergreifen, die ein sanftes Aufsetzen des Ankerstößels auf den Ventilstößel sicherstellen. Bekannt ist es beispielsweise, den Öffner-Elektromagneten kurzzeitig zu bestromen, so dass der Anker beim Ablösen vom Öffner-Elektromagneten einen Bremsimpuls erhält, wodurch auch ein Abbremsen des Ankerstößels stattfindet und dieser zu gegebener Zeit sanft auf dem Ventilstößel aufsetzen kann.
Problematisch ist nunmehr der Zeitraum, in dem das Fahrzeug abgestellt wird. Beim Abstellen der Brennkraftmaschine wird nämlich herkömmlicherweise der Betrieb der Elektromagnetspulen eingestellt, so dass die Anker und die Gaswechselventile beispielsweise in ihre Ruhelage ausschwingen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, das bekannte eingangs genannte Verfahren derart weiterzuentwickeln, dass auch beim Abstellen des Motors ein möglichst abnützungs- und lärmfreier Betrieb gewährleistet werden kann.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Schritte gelöst.
Demgemäss wird auch nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine ein Betrieb derjenigen Aktuatoren fortgesetzt, bei denen sich der Anker im wesentlichen in der Offenstellung befindet und damit von dem Ventilstößel beabstandet ist. Durch diesen fortgesetzten Betrieb werden auch weiterhin die Maßnahmen zum sanften Aufsetzen des Ankerstößels auf den Ventilstößel sichergestellt ist. Konkret wird zunächst festgestellt, ob sich ein Anker eines elektromagnetisch betätigten Gaswechselventils im wesentlichen in seiner Offenstellung befindet. Ist dies der Fall, so wird dieser Anker noch bis zum sanften Aufsetzen des Ankerstößels auf den Ventilstößel betrieben und danach erst deaktiviert.
Vorzugsweise kann die Deaktivierung kontrolliert erfolgen, d. h. es kann ein geregeltes Abbremsen des Ankers in Richtung seiner Ruhestellung herbeiführt werden. Dies ist beispielsweise durch weiteres Bestromen der Öffner-Elektromagneten realisierbar. Mit einem solchen gesteuerten oder geregelten Ausschwingvorgang kann vermieden werden, dass das elektromagnetisch betätigte Ventil nochmals in eine Stellung kommt, in der ein Abstand zwischen dem Anker und dem Ventilstößel auftritt, was wiederum zu den oben genannten Nachteilen führen kann.
Eine konkrete Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend und mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Die beiliegenden Zeichnungen zeigen in
Fig. 1
eine schematische Teilschnittansicht durch ein elektromagnetisch betätigtes Gaswechselventil in seiner Geschlossenstellung und
Fig. 2
eine schematische Darstellung wie in Fig. 1, wobei das Gaswechselventil sich jedoch in seiner Offenstellung befindet.
Das in den Figuren 1 und 2 dargestellte elektromagnetisch betätigte Gaswechselventil ist im wesentlichen in bekannter Weise aufgebaut. Insbesondere ist ein Aktuator 10 mit zwei beabstandeten Polen 12 und 14 vorgesehen, in deren Nuten jeweils eine Elektromagnetspule eingebettet ist. Im Abstand zwischen den beiden Polen 12 und 14 ist ein Anker 16 angeordnet, der durch alternierende Bestromung der beiden Spulen hin- und herbewegt werden kann. Der Anker weist einen Ankerschaft 34 auf, der - in den vorliegenden Figuren - nach unten übersteht.
Der Aktuator 10 sitzt vorliegend auf einem Zylinderkopf 22 auf, von dem jedoch lediglich ein Ausschnitt dargestellt ist. Der Zylinderkopf 22 besitzt eine Ausnehmung, an deren dem Aktuator 10 entgegengesetzten Ende ein Ventil mit einem Ventilstößel 28 hin- und herverschiebbar gelagert ist. Am oberen Ende des Ventilstößels 28 ist ein Ventilteller 30 angeordnet, gegen welchen sich eine nur schematisch dargestellte Feder 20 abstützt. Das andere Ende der Feder 20 stützt sich gegen einen weiteren Federsitz 24 ab, der am Zylinderkopf 22 angeordnet ist. Die Feder 20 spannt das Ventil 26 in seine Geschlossenstellung vor.
Am unteren Ende des Ankerstößels 34 ist ebenfalls ein Federteller 32 angeordnet, gegen den sich eine zweite Ventilfeder 18 abstützt. Die Ventilfeder 18 stützt sich mit ihrem anderen Ende gegen das Gehäuse des Aktuators 10 ab und beaufschlagt den Anker in seine Offenstellung.
Beim Betrieb wird der Anker 16 durch die alternierende Beaufschlagung der gezeigten Spulen hin- und herbewegt, wodurch auch das Gaswechselventil 26 zwischen seiner Offen- und Geschlossenstellung hin- und herbewegt wird. Dabei zeigt Fig. 1 die Geschlossenstellung des Ventils und die obere Endstellung des Ankers 16 und die Fig. 2 die Offenstellung des Ventils 26 und die andere Endstellung des Ankers 16. In seiner Geschlossenstellung liegt der Ventilteller des Ventils 26 am Zylinderkopf an und der Anker 16 kommt am oberen Joch 12 zur Anlage. Dabei besteht zwischen dem Ventilstößel 28 und dem Ankerstößel 34 ein Abstand 36. Wird nun die oberen Spule deaktiviert und die untere Spule aktiviert, so wird der Anker - auch unter Ausnutzung der in der Feder 18 gespeicherten Energie - in seine andere Endstellung bewegt, wodurch der Ankerstößel 34 nach Überwindung des Abstandes 36 auf den Ventilstößel auftrifft und das Ventil in seine Offenstellung drängt. Um Abnützungs- und Lärmnachteile zu vermeiden, sind Maßnahmen vorgesehen, damit der Ankerstößel 34 nach dem Ablösen des Ankers 16 vom oberen Joch 12 möglichst sanft auf den Ankerstößel 28 auftrifft. Beispielsweise wird dazu die obere Spule kurzzeitig nochmals bestromt, was zu einem Bremsimpuls und damit zu einem langsameren Ablösen und "Losfliegen" des Ankers führt, wodurch die Geschwindigkeit des Ankers beim Aufsetzen des Ankerstößels 34 auf den Ventilstößel 28 gering gehalten werden kann. Nach dem Aufsetzen des Ankerstößels 34 auf den Ventilstößel 28 wird der untere Elektromagnet aktiviert, so dass das Ventil 26 in seine in Fig. 2 dargestellte Offenstellung verbracht werden kann.
Mit der vorliegenden Erfindung wird das Problem gelöst, dass auch nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine ein möglichst geräusch- und abnützungsarmes Auftreffen des Ankerstößels auf den Ventilstößel 28 erreicht werden kann. Zu diesem Zweck wird bei einer Brennkraftmaschine mit mehreren elektromagnetisch betätigten Gaswechselventilen nachgeprüft, welcher Anker sich im wesentlichen in seiner Offenstellung befindet. Bei diesem Anker wird dann die Maßnahme zum sanften Aufsetzen des Ankerstößels 34 auf den Ventilstößel 28 noch durchgeführt und dazu der Anker noch für diesen Zeitraum betrieben. Erst danach wird der Aktuator 10 deaktiviert. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird darüber hinaus ein gesteuertes Anhalten des Ankers herbeigeführt, indem der Öffnermagnet 12 auch nach dem Aufsetzen des Ankerstößels 34 auf den Ventilstößel 28 noch geringfügig bestromt wird. Dadurch wird kommt weiterhin ein rückhaltendes Moment auf den Anker 16 zur Wirkung, so dass dieser langsamer und ohne weitere Nachschwingung in seine Ruheposition verfährt.
Mit der vorliegenden Erfindung wird somit auch beim Abschalten der Brennkraftmaschine eine lärm- und abnützungsarme Betriebsweise sichergestellt.

Claims (6)

  1. Verfahren beim Abstellen einer Brennkraftmaschine mit elektromagnetisch betätigten Gaswechselventilen, bei denen ein Anker durch alternierende Bestromung zweier Elektromagnete zwischen zwei Endstellungen hin- und herbewegt wird und ein Gaswechselventil beaufschlagt, so dass dieses zwischen einer Offen- und einer Geschlossenstellung hin- und herbewegt wird, und wobei in der Offenstellung der Anker nicht unmittelbar an dem Gaswechselventil selbst anliegt,
    mit den Schritten,
    dass beim normalen Betrieb der Gaswechselventile durch entsprechende Steuerung der Spulenströme eine Maßnahme zum sanften Aufsetzen des von der Offenstellung kommenden Ankers auf das Gaswechselventil durchgeführt wird,
    dadurch gekennzeichnet, dass beim Abstellen der Brennkraftmaschine vor dem Außerbetriebsetzen der einzelnen Gaswechselventile geprüft wird, ob sich ein Anker im wesentlichen in seiner Offenstellung befindet, und bei positivem Ergebnis der Prüfung die Maßnahme zum sanften Aufsetzen des Ankers auf das Gaswechselventil solange durchgeführt und ein Außerbetriebsetzen solange ausgesetzt wird, bis ein negatives Prüfungsergebnis vorliegt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Maßnahme zum sanften Aufsetzen des Ankers auf das Gaswechselventil um einen Bremsvorgang beim Ablösen des Ankers von einem Offenstellungs-Elektromagneten handelt.
  3. Verfahren nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Abbremsvorgang durch Bestromen der Spule des Offenstellungs-Elektromagneten herbeigeführt wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass ein gesteuertes oder geregeltes Anhalten des Ankers durchgeführt wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Anker gesteuert oder geregelt in die Ruheposition verbracht werden.
  6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass das gesteuerte oder geregelte Anhalten des Ankers durch Bestromung der Elektromagnete bewirkt wird.
EP02002500A 2001-03-17 2002-02-02 Verfahren beim Abstellen einer Brennkraftmaschine mit elektromagnetisch betätigten Gaswechselventilen Expired - Lifetime EP1241324B1 (de)

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EP1241324B1 (de) 2003-08-20
DE10112999A1 (de) 2002-09-19
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