[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein nach Oberbegriffsmerkmalen des Patentanspruches
1 gestaltetes Verfahren zum Betreiben einer hydraulisch gesteuerten/geregelten Nockenwellen-Verstellvorrichtung
für Brennkraftmaschinen.
[0002] Aus der EP-B-0245791 ist eine nach dem gattungsgemäßen Verfahren betriebene Nockenwellen-Verstellvorrichtung
bekannt, bei der die mechanische Stelleinrichtung durch entsprechende Wahl der Richtung
einer Schräg- oder Schraubverzahnung relativ zur Drehrichtung der Nockenwelle so ausgelegt
ist, daß bei Ausfall der Steuer-/Regel-Hydraulik die Nockenwelle in Spät-Stellung
auf Anschlag gebracht ist. Diese zur Sicherung des Motorbetriebes getroffene Auslegung
hat je nach Wahl der Ventilhubkurven und der Spreizung zwischen den Ein- und Auslaßnocken
eine relativ große Ventilüberschneidung, die insbesondere bei einem Kaltstart der
Brennkraftmaschine einen erhöhten Ausstoß nachteilig wirkender Anteile im Abgas bewirkt.
[0003] Die Forderung nach einer raschen Früh-Verstellung - z. B. innerhalb einer Sekunde
- bei jedem Start der Brennkraftmaschine kann mit einer motorbetriebenen Pumpe des
Hydraulikkreises nicht erfüllt werden.
[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Betriebs-Verfahren für
eine Nockenwellen-Verstellvorrichtung mit einfachem Aufbau so zu verbessern, daß eine
startabhängig rasche Früh-Verstellung der Nockenwelle erzielbar ist.
[0005] Diese Aufgabe ist mit dem Patenanspruch 1 dadurch gelöst, daß bei einem Start der
Brennkraftmaschine aus einem im wesentlichen gefüllten Druckspeicher in Abhängigkeit
eines Startsignals ventilgesteuert Druckmedium dem Kolben für eine Früh-Verstellung
der Nockenwelle durch die Stelleinrichtung zugeführt wird.
[0006] Mit der Erfindung eines aus dem Hydraulikkreis aufladbaren und über ein Startsignal
ventilgesteuert an den Hydraulikkreis anschließbaren Druckspeichers ist in vorteilhafter
Weise bei einfachem Aufbau ein Verfahren zur raschestmöglichen Früh-Verstellung der
Nockenwelle bei einem Start der Brennkraftmaschine erzielt. Bei entsprechender Dimensionierung
des Hydraulikkreises kann der Druckanstieg im Hydraulikkreis beim Motorstart im wesentlichen
nach einer Sprungfunktion erfolgen, womit in vorteilhafter Weise eine Früh-Stellung
in Bruchteilen einer Sekunde erzielt ist.
[0007] Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es zur Schonung von mit den Hydraulikkreis
verbundenen Einrichtungen vorteilhaft, den Druck im Hydraulikkreis beim Abstellen
der Brennkraft gezielt abzusenken.
[0008] Das erfindungsgemäße Verfahren ist anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten
Hydraulikkreises für eine Nockenwellen-Verstellvorrichtung beschrieben.
[0009] Eine Nockenwellen-Verstellvorrichtung 1 einer nicht näher gezeigten Brennkraftmaschine
umfaßt eine mechanische Stelleinrichtung 2 und eine hydraulische Betätigungseinrichtung
3. Die mechanische Stelleinrichtung 2 bewirkt über ihre Verzahnungen 4 und 5 entsprechend
der Antriebsrichtung gemäß Pfeil "A" des Abtriebsrades 6 bei unwirksamer hydraulischer
Betätigungseinrichtung 3 eine Spät-Stellung einer Nockenwelle 7, wobei ein Kolben
8 der Betätigungseinrichtung 3 eine Endstellung "B" einnimmt.
[0010] Weiter ist die Brennkraftmaschine mit einer z. B. von ihr angetriebenen Schmierölpumpe
9 ausgerüstet, die über ein Rückschlagventil 10 in eine Zulaufleitung 11 der hydraulischen
Betätigungseinrichtung 3 fördert. Dieser ist weiter eine Rücklaufleitung 12 zugeordnet.
Ein elektromagnetisch gesteuertes 4/3-Wegeventil 13 verbindet die Leitungen 11,12
mit beidseitig des Kolbens 8 vorgesehenen Steuerkammern 14,15 zur jeweils betriebspunktabhängig
gezielten Verstellung in Richtung früh oder spät der Nockenwelle 7.
[0011] Dem aus Pumpe 9, Zulaufleitung 11, Rücklaufleitung 12 und 4/3-Wegeventil 13 im wesentlichen
gebildeten Hydraulikkreis 16 ist stromauf des Rückschlagventils 10 über eine Leitung
17 und ein 2/2-Wegeventil 18 ein Druckspeicher 19 angeschlossen. Das mit dem Druckspeicher
19 in Reihe angeordnete, elektromagnetisch betätigbare 2/2-Wegeventil 18 weist in
dem mit dem pumpenseitigen Hydraulikkreis 16 in Verbindung stehenden Druckspeicher-Zulaufweg
17' ein Sitzventil 20 auf. Das Sitzventil 20 dient der Rückhaltung von Druckmedium
aus dem Hydraulikkreis 16 im Druckspeicher 19.
[0012] Mit 21 ist eine elektronische Steuereinheit bezeichnet, die über Signalleitungen
22 mit einer Zündanlage 23 in Verbindung steht. Eine weitere Steuerleitung 24 ist
mit dem elektromagnetisch betätigbaren 4/3-Wegeventil 13 derart verbunden, daß die
Zulaufleitung 11 mit der Steuerkammer 14 des in Spät-Stellung der Nockenwelle 7 stehenden
Kolbens 8 verbindbar ist. Schließlich führt von der Steuereinheit 21 eine weitere
Signalleitung 25 zum elektromagnetisch betätigbaren 2/2-Wegeventil 18, um über dessen
Ablaufweg 17" den Druckspeicher 19 mit der Zulaufleitung 11 zu verbinden.
[0013] Beim Start der nicht näher gezeigten Brennkraftmaschine mittels eines Zündschlüssels
26 bewirken Signale auf den Leitungen 24 und 25 eine Steuerung der Wegeventile 13
und 18 derart, daß aus dem im wesentlichen gefüllten Druckspeicher 19 Druckmedium
über die Leitung 11 dem Kolben 8 im Steuerraum 14 für eine Verlagerung aus der Spät-
in eine Früh-Verstellung der Nockenwelle 7 zugeführt wird, wobei der Druckaufbau am
Kolben 8 in vorteilhafter Weise nach Art einer Sprungfunktion erfolgt. Mit diesem
erfindungsgemäßen Betriebs-Verfahren kann bei jedem Start, insbesondere Kaltstart
der Brennkraftmaschine, eine vorteilhafte Früh-Verstellung der Nockenwelle 7 mit erheblich
reduzierter Ventilüberschneidung erzielt werden zur Absenkung nachteilig wirkender
Anteile im Abgas.
[0014] Um eventuell den Bedarf an Steuerstrom der Wegeventile 13 und 18 gering zu halten,
können diese z. B. hydraulisch vorgesteuert sein.
1. Verfahren zum Betreiben einer hydraulisch gesteuerten/geregelten Nockenwellen-Verstellvorrichtung
für Brennkraftmaschinen,
- bei dem eine auf Spät-Stellung der Nockenwelle ausgelegte mechanische Stelleinrichtung
durch einen zumindest einseitig hydraulisch beaufschlagbaren Kolben gesteuert wird,
dem
- ein Druckmedium aus einem Hydraulikkreis mit einer gesondert angetriebenen Pumpe,
einem Druckspeicher und einem betriebspunktabhängig gesteuerten Ventil zugeführt wird,
dadurch gekennzeichnet,
- daß bei einem Start der Brennkraftmaschine aus einem im wesentlichen gefüllten Druckspeicher
(19) in Abhängigkeit eines Startsignals ventilgesteuert Druckmedium dem Kolben (8)
für eine Früh-Verstellung der Nockenwelle (7) durch die Stelleinrichtung (2) zugeführt
wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
- gekennzeichnet durch die Verwendung eines mit dem Druckspeicher (19) in Reihe angeordneten
elektromagnetisch betätigbaren 2/2-Wegenventils (18), das
- in dem mit dem pumpenseitigen Hydraulikkreis (16) in Verbindung stehenden Druckspeicher-Zulaufweg
(17') ein Sitzventil (20) umfaßt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2,
- gekennzeichnet durch die Verwendung eines vorgesteuerten, elektromagnetisch betätigbaren
2/2-Wegeventils (18).