Verfahren beim Abstellen einer Brennkraftmaschine mit elektromagnetisch betätigten Gaswechselventilen

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.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abstellen einer Brennkraftmaschine mit elektromagnetisch betätigten Gaswechselventilen.

[0002] 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.

[0003] 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.

[0004] 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.

[0005] 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.

[0006] 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.

[0007] Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Schritte gelöst.

[0008] 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.

[0009] 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.

[0010] 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.

[0011] 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.

[0012] 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.

[0013] 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.

[0014] 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.

[0015] 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.

[0016] Mit der vorliegenden Erfindung wird somit auch beim Abschalten der Brennkraftmaschine eine lärm- und abnützungsarme Betriebsweise sichergestellt.

Ansprüche

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.

Zeichnung