EP1481148B1 - Vorrichtung zur steuerung von gaswechselventilen - Google Patents

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EP1481148B1
EP1481148B1 EP02805683A EP02805683A EP1481148B1 EP 1481148 B1 EP1481148 B1 EP 1481148B1 EP 02805683 A EP02805683 A EP 02805683A EP 02805683 A EP02805683 A EP 02805683A EP 1481148 B1 EP1481148 B1 EP 1481148B1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
valve
pressure
pump
valves
inlet
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP02805683A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP1481148A1 (de
Inventor
Udo Diehl
Bernd Rosenau
Simon Kieser
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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Classifications

    • 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 a force acting on a gas exchange valve actuator piston and two limited by the actuator piston, hydraulic work spaces, of which the gas exchange valve in the closing direction acting first working space constantly with a high pressure Fluid is filled and the gas exchange valve in the opening direction acting second working space via a first and second electric control valve alternately filled with a high pressure working fluid or fluid and can be relieved.
  • a pressure supply device supplies a fluid under high pressure, on the one hand the first working space and on the other hand via the first electric control valve the second working space is supplied.
  • the second working space is connected via the second electrical control valve with a return line leading back to the fluid reservoir.
  • the pressure supply device comprises a working pressure accumulator and a regulated variable displacement pump, which promotes fluid from a fluid reservoir via a check valve in the working pressure accumulator.
  • the second working space is separated by the closed first control valve from the pressure supply device and connected by the open second control valve to the return line, so that the actuating piston is transferred by the prevailing in the first working space fluid pressure in its closed position.
  • the control valves are switched, whereby the second working space is shut off from the return line and connected to the pressure supply device.
  • the actuating piston shifts towards the first working chamber when the gas exchange valve is opened, since the piston area of the actuating piston in the second working space is greater than the effective area of the actuating piston in the first working space, the size of the opening stroke being dependent on the design of the electrical control signal applied to the first control valve and the opening speed depends on the fluid pressure supplied by the pressure supply means.
  • the control valves switch again.
  • 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 leads the adjusting piston into its Valve closing position back, so that the gas exchange valve is closed by the actuating piston.
  • the inventive device for controlling gas exchange valves with the features of claim 1 has the advantage that by dividing the pressure storage unit on two high-pressure accumulator for separate fluid supply the valve actuator 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 intake and exhaust valve depending on the requirements of the degrees of freedom enabled by the electrohydraulic valve control in the valve control, such as time of valve actuation, stroke, stroke speed and valve duration, different pressure levels can be realized.
  • the fluid pressure in the high-pressure circuit for the intake valves lower than the fluid pressure in the high-pressure accumulator for the exhaust valves, which is predetermined by the force required by the combustion chamber pressure at the exhaust valve.
  • a reduction of the required energy can be achieved.
  • the hydraulic valve actuators for the intake and exhaust valves can be unified because 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.
  • a torque balance in the energy consumption is possible by appropriate control of the switching element for alternately supplying the two high-pressure accumulator. This will be achieves a more homogenous torque tap with reduced impact on ride comfort.
  • the division of the pressure supply device according to the invention on two separate high-pressure circuits for the intake valves and the exhaust valves also allows the use of a structurally simple constant pump instead of the previously commonly used, technically complex variable; whereby a significant savings effect on the manufacturing cost of the control device is achieved.
  • the known constant-flow pump is characterized in that it delivers regardless of the delivery pressure dependent only on their drive speed flow or volume flow.
  • the constant displacement pump can either be connected to an upstream feed pump, e.g. from the oil pump of the internal combustion engine, operated or run as a self-priming pump.
  • the switching element for alternately connecting the two high-pressure accumulator to the fixed displacement 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, while the Valve inlet of the solenoid valve is connected to the pump outlet of the constant pump.
  • a total of four intake valves 11 and a total of four exhaust valves 12 of an internal combustion engine are controlled via an electronic control unit 13 in the selected embodiment.
  • 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 gas cylinder formed in the combustion chamber from gas-tight.
  • Each gas exchange valve has a in a known manner Opening cross section 15 in the cylinder head 14 enclosing the valve seat 16 and a valve member 17 with a seated on an axially displaceable valve stem 171 valve closing body 172 which cooperates with the valve seat 16 for closing and releasing the opening cross section 15.
  • the valve closing body 172 lifts off from the valve seat 16 or sits on the valve seat 16.
  • each gas exchange valve so each inlet valve 11 and each outlet valve 12, an electro-hydraulic valve actuator 18 associated with its operation.
  • the known per se electro-hydraulic valve actuator 18 is shown in Fig. 2 in detail. 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 controlled by the electronic control unit 13.
  • the hydraulic working cylinder 19 has, in a known manner, a cylinder housing 22 and an axially displaceably guided therein, connected to the valve stem 171 of a gas exchange valve actuating piston 23, which divides the interior of the cylinder housing 25 into a first working space 24 and a second working space 25.
  • the first working space 24 is connected directly and the second working space 25 is connected via the first electrical control valve 20 to a hydraulic input 181 of the valve actuator 18.
  • the second working space 25 is via the second electrical control valve 21 with a hydraulic outlet 182 the valve actuator 18 is connected.
  • the operation of the valve actuator 18 for opening and closing the associated gas exchange valve is known and described in the introduction section in the "prior art".
  • the control device has a pressure supply device 26.
  • the pressure supply device 26 comprises a fixed displacement pump 27 for high pressure generation, which is fed by a feed pump 28 from a fluid reservoir 29, a connected to the pump outlet of the fixed displacement pump 27 switching element 30 and two high-pressure accumulator 31, 32, depending on the switching position of the switching element 30 alternately via a check valve 33 and 34 are connected to the pump outlet of the fixed displacement pump 27.
  • the first high-pressure accumulator 21 is located at a first output 261 of the pressure supply device and the second high-pressure accumulator at a second output 262 of the pressure supply device 26, and each high-pressure accumulator 31, 32 is connected via the output 261 and 262 of the pressure supply device 26 with a pressure relief valve 35 and 36 respectively whose valve outlet is connected to a recirculation line 37 opening in the fluid reservoir 29.
  • the switching member 30 is formed as a 4/3-way solenoid valve 41 with spring return, which is controlled by the electronic control unit 13.
  • valve outlets of the solenoid valve 41 Of the total of three valve outlets of the solenoid valve 41 is a first valve outlet 412 with the interposition of the check valve 33 to the first high pressure accumulator 31, a second valve outlet 413 with the interposition of Check valve 34 to the second high pressure accumulator 32 and a third valve outlet 414 via a connecting line 42 to the return line 37 or directly to the fluid reservoir 29, while the valve inlet 411 is connected to the pump outlet of the fixed displacement pump 27.
  • All electrohydraulic valve actuators 18, which actuate an inlet valve 11, are connected with their hydraulic inlet 181 to the first outlet 261 of the pressure supply device 26 and thus connected to the first high-pressure accumulator 31.
  • All hydraulic outputs 182 of these valve actuators 18 are connected to the return line 37 via a common connection line 38.
  • All electro-hydraulic valve actuators 18 for actuating the exhaust 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 via a common connecting line 39 to the return line 37.
  • both connecting lines 38, 39 may each have a check valve 43 or 44 may be arranged, which opens to the return line 37 back.
  • the electro-hydraulic valve actuator 18 for all gas exchange valves, ie for all intake valves 11 and all exhaust valves 12, are made uniform.
  • These different forces are realized by different pressure levels in the high pressure accumulators 31, 32.
  • the different pressure levels are achieved by appropriate adjustment of the pressure relief valves 35, 36.
  • the high-pressure accumulator 32 or the high-pressure accumulator 32 is tensioned by the constant pump 37 to the pressure level predetermined by the respective pressure relief valve 35 or 36.
  • the high-pressure accumulator 31 is tensioned to a lower pressure level, the energy required for pressure generation is reduced. If no fluid is withdrawn via the valve actuators 18 in the two high-pressure circuits, the 4/3-way solenoid valve 41 is controlled to its middle position shown in FIG. 1, in which the fluid circulates without pressure via the fluid reservoir 29.
  • the constant displacement pump 27 can alternatively be designed as a self-priming pump. In this case, the pre-feed pump 28 is omitted, and the constant-displacement pump 27 sucks fluid directly from the fluid reservoir 29.
  • the invention is not limited to the embodiment described above.
  • the number of intake valves 11 and exhaust valves 12 operated by the control device can be varied. Also so that a so-called. 3-valve operation is possible in which each formed in a combustion cylinder combustion chamber of the internal combustion engine, two intake valves 11 and an exhaust valve 12 are associated.

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

    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 A1) 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 entlastbar ist. Hierzu liefert eine Druckversorgungseinrichtung ein unter Hochdruck stehendes Fluid, das einerseits dem ersten Arbeitsraum und andererseits über das erste elektrische Steuerventil dem zweiten Arbeitsraum 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 Arbeitsraum 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 (10)

  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)

Applications Claiming Priority (3)

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DE10203275A DE10203275A1 (de) 2002-01-29 2002-01-29 Vorrichtung zur Steuerung von Gaswechselventilen
DE10203275 2002-01-29
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