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Dokumentenidentifikation DE4005672C5 24.08.2006
Titel Steuervorrichtung für eine variable Ventiltriebeinrichtung einer Brennkraftmaschine
Anmelder Honda Giken Kogyo K.K., Tokio/Tokyo, JP
Erfinder Nagahiro, Kenichi, Wako, Saitama, JP;
Moriya, Takashi, Wako, Saitama, JP
Vertreter Weickmann & Weickmann, 81679 München
DE-Anmeldedatum 22.02.1990
DE-Aktenzeichen 4005672
Offenlegungstag 23.08.1990
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 18.05.1995
Date of publication of amended patent 24.08.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 24.08.2006
IPC-Hauptklasse F02D 13/02(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
IPC-Nebenklasse F02B 77/08(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für eine variable Ventiltriebeinrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff als Patentanspruchs 1.

Aus der JP-OS 63-147 909 ist eine Steuervorrichtung für eine variable Ventiltriebeinrichtung für eine Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art bekannt. Mit Hilfe einer variablen Ventiltriebeinrichtung sollen die Zeitsteuerung und/oder der Hub der Einlaß- und Auslaßventile der Brennkraftmaschine im Hinblick auf die Optimierung des Leistungsverhaltens der Brennkraftmaschine über einen großen Betriebsbereich hinweg verändert werden können. So gibt es Brennkraftmaschinenkonstruktionen, bei denen mehrere Einlaß- oder Auslaßventile für jeden Zylinder vorgesehen sind. Im Niedriggeschwindigkeitsbetriebzustand bzw. im niedrigen Drehzahlbetriebszustand der Brennkraftmaschine arbeitet nur eines der Ventile, während das andere geschlossen ist. Das andere Ventil jedes Zylinders wird beim Hochgeschwindigkeitsbetriebszustand der Brennkraftmaschine bzw. beim Betriebsbereich mit hoher Drehzahl betrieben. Bei diesem variablen Betrieb ist die Auslegung im allgemeinen derart getroffen, daß die Öffnungsfläche und die Öffnungszeitperiode der Einlaß- und Auslaßventile im Hochgeschwindigkeitsbereich des Brennkraftmaschinenbetriebs vergrößert werden, um den Widerstand des Einlaß- und Auslaßstroms herabzusetzen. Im Niedriggeschwindigkeitsbetriebsbereich der Brennkraftmaschine hingegen werden der Öffnungsbereich und die Öffnungszeitperiode der Einlaß- und Auslaßventile kleiner gemacht, um Trägheitseffekte des Einlaß- und Auslaßstroms in vorteilhafter Weise zu nutzen. Ein Anwendungsbeispiel diesbe züglich ist beispielsweise in der EP-0297791-A1 angegeben, bei dem eine variable Ventilsteuerzeittriebeinrichtung Niedriggeschwindigkeitsnocken und Hochgeschwindigkeitsnocken an der Nockenscheibe der Nockenwelle derart umfaßt, daß die Einlaß- und Auslaßventile der Brennkraftmaschine nach Maßgabe von unterschiedlichen Zeitplänen in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine betrieben werden können. Hierbei ist eine Mehrzahl von Kipphebeln schwenkbeweglich mittels einer gemeinsamen Kipphebelwelle für jeden der Zylinder gelagert, und durch das wahlweise Kopplen einiger der Kipphebel zu einer Einheit miteinander mit Hilfe von Gleitstiften, die parallel zu der Kipphebelwelle verlaufen, werden der Hub und die Zeitsteuerung der Ventile stufenweise in Abhängigkeit von der Drehzahl der Brernkraftmaschine verändert. Dieser Gleitstift ist im Grundzustand in dem zugeordneten Kipphebel eingeschlossen. Er kann wahlweise so beaufschlagt werden, daß er in eine Führungsbohrung des benachbarten Kipphebels paßt, so daß die beiden benachbarten Kipphebel zu einer Einheit miteinander gekoppelt sind. Die vorstehend genannten JP-OS 63-147 909 sieht eine Einrichtung zum Detektieren einer unzufriedenstellenden Betriebsweise der Gleitstifte vor, um ein gleichmäßiges und zuverlässiges Arbeiten der Stiftkonstruktion sicherzustellen, wobei eine genaue Ausrichtung der Führungsbohrungen der beiden benachbarten Kipphebel für das zuverlässige Arbeiten wesentlich ist. Durch Verschleiß der Nockengleitflächen der Kipphebel und aus anderen Gründen kann eine Fehlausrichtung zwischen den Führungsbohrungen auftreten, worunter die Betriebszuverlässigkeit der Gleitstiftanordnung leidet. Wenn eine Störung bei einem Steuerventil zur Beaufschlagung mit Druckmitteldruck auftritt, um den Gleitbolzen zu bewegen, ist eine gleichförmige Betätigung der Ventiltriebeinrichtung nicht mehr möglich. Um diese Zustände zu überwachen und gegebenenfalls korrigierende Gegenmaßnahmen einzuleiten, ist die vorstehend genannte Detektiereinrichtung für die Ventiltriebeinrichtung vorgesehen. Auch bei der Anordnung gemäß EP-0297791-A1 wird der Druckmitteldruck überwacht. Störungen anderer Art beim Betrieb der Ventiltriebeinrichtung werden bei dieser Überwachung jedoch nicht erfaßt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuervorrichtung für eine variable Ventil triebeinrichtung bereitzustellen, welche bei einfachem Aufbau schnell und zuverlässig beliebiege sich auf den Lauf der Brennkraftmaschine auswirkende Störungen und Fehler in der Ventiltriebeinrichtung feststellt, um so die Betriebszuverlässigkeit zu verbessern.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung durch die Kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung kann jede beliebige Störung bei der Ventiltriebeinrichtung schnell an dem Verbrennungszustand bei der Brennkraftmaschine erkannt werden. Somit ist es möglich, die Betriebsbedingungen der Ventiltriebeinrichtung für jeden Zylinder dadurch zu erfassen, daß der Verbrennungszustand, wie der Zylinderdruck, die Zündkerzensitztemperatur usw., für jeden Zylinder überwacht wird. Die erhaltene Information kann als Basis zur Ausführung einer Selbstschutzsteuerung und zur Ausgabe einer Warnung genutzt werden.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 6 wiedergegeben.

Wenn die Brennkraftmaschine eine Mehrzahl von Zylindern aufweist, ist es möglich, einen gestörten Zylinder zu identifizieren, wenn irgendein abnormaler Betriebszustand mit Hilfe des Sensors dadurch festgestellt wird, daß Sensoreinrichtungen für jeden Zylinder vorgesehen sind und die Daten von diesen Sensoren analysiert werden.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt:

1 eine Draufsicht auf eine Ventiltriebeinrichtung einer Brennkraftmaschine, die nach der Erfindung ausgelegt ist,

2 eine Schnittansicht längs der Linie II-II in 1,

3 eine Schnittansicht längs der Linie III-III in 2,

4 eine Schnittansicht längs der Linie IV-IV in 1,

5 eine Unteransicht zur Verdeutlichung einer oberen Fläche einer Brennkammer,

6 ein Anzeigediagramm zur Verdeutlichung der Änderung des Zylinderdrucks, und

7 ein Diagramm zur Verdeutlichung der Änderung der Zündkerzensitztemperatur.

Unter Bezugnahme auf 1 ist eine DOHC-Mehrzylinderbrennkraftmaschine gezeigt, die zwei Einlaßventile 2 und 3 und zwei Auslaßventile 4 und 5 für jeden der Zylinder 1 aufweist. Der Zylinderkopf 6, der an dem oberen Ende des Zylinderblocks vorgesehen ist, enthält eine Ventiltriebeinrichtung 7 für die Einlaßventile und eine weitere Ventiltriebeinrichtung 8 für die Auslaßventile 4 und 5, welche wechselweise parallel und symmetrisch angeordnet sind. Der Teil des Zylinderkopfs 6, der einem Steuerteil jeder der Zylinder 1 zugeordnet ist, ist mit einer Zündkerzeneinsetzbohrung 9 zur Aufnahme einer Zündkerze 10 versehen, wie dies nachstehend noch näher beschrieben wird. Da die beiden Ventiltriebeinrichtungen 7 und 8 einen im wesentlichen übereinstimmenden Aufbau haben und sie jeweils eine Mehrzahl von im wesentlichen übereinstimmenden Einheiten umfassen, die jeweils den Zylindern 1 zugeordnet sind, wird nachstehend nur eine Ventiltriebeinrichtung 7 für die Einlaßventile im Zusammenhang mit dem Zylinder 1 in der nachstehenden Beschreibung angegeben.

Eine Kipphebelwelle 1 ist fest am Zylinderkopf 6 vorgesehen und trägt drei Kipphebel 12 bis 14 für jeden der Zylinder 1, die nebeneinander angeordnet sind und um die Kipphebelwelle 1 einzeln drehbar gelagert sind. Unter Bezugnahme auf 2 ist eine Nockenwelle 15 mit Hilfe von Gleitlagern 16 drehbar gelagert, die am Zylinderkopf 6 ausgebildet sind und die parallel zu der Kipphebelwelle 11 oberhalb der Kipphebel 12 bis 14 verlaufen. Die Nockenwelle 15 ist mit einem Paar von Niedriggeschwindigkeitsnocken 17 und 18, die einen relativ geringen Nockenhub haben, und einer Hochgeschwindigkeitsnocke 19, die einen relativ großen Nockenhub hat, versehen, welche zwischen den Niedriggeschwindigkeitsnocken 17 und 18 angeordnet ist.

Die obere Fläche des freien Endabschnitts jedes Kipphebels 12 bis 14 ist einteilig mit einer Nockengleiteinrichtung 21 bis 23 versehen, welche mit einer der zugeordneten Nocken 17 bis 19 zusammenarbeitet. Die äußersten freien Enden der ersten und zweiten Kipphebel 12 und 13, die mit den Niedriggeschwindigkeitsnocken 17 und 18 zusammenarbeiten, sind jeweils mit einer Stößelschraube 24 oder 25 versehen, und das untere Ende jeder der Stößelschrauben 24 und 25 liegt gegen das obere Ende eines der zugeordneten Einlaßventile 2 und 3 an, welche mit Hilfe von Ventilfedern 28 und 29 über Federhalter 26 und 27 in Richtung ihrer Schließstellungen gedrückt werden. Der dritte Kipphebel 14, der zwischen dem ersten und dem zweiten Kipphebel 12 und 13 liegt und mit der Hochgeschwindigkeitsnocke 19 zusammenarbeitet, wird durch eine Totgangfeder nach oben gedrückt, welche in der Zeichnung nicht dargestellt ist, und die gegen die untere Fläche des dritten Kipphebels 14 anliegt.

Unter Bezugnahme auf 3 haben die wechselweise benachbarten ersten bis dritten Kipphebel 12 bis 14 eine wahlweise Kopplungseinheit 30 für das selektive Verbinden der drei Kipphebel 12 bis 14 miteinander. Während des Niedriggeschwindigkeitsbereichs und des mittleren Geschwindigkeitsbereichs des Brennkraftmaschinenbetriebs werden die Kipphebel 12 bis 14 einzeln über die zugeordneten Nocken 17 bis 19 getrieben. Während eines Hochgeschwindigkeitsbereichs des Brennkraftmaschinenbetriebs sind die drei Kipphebel 12 bis 14 zu einer Einheit miteinander mit Hilfe der Wahlkopplungseinheit 30 verbunden.

Die Wahlkopplungseinheit 30 weist eine erste Führungsbohrung 31 auf, die in dem ersten Kipphebel 12 parallel zu der Kipphebelwelle 11 verläuft, wobei ihr äußeres Ende geschlossen ist und ihr inneres Ende dem zweiten Kipphebel 14 zugewandt und offen ist, eine zweite Führungsbohrung 38, die durch den zweiten Kipphebel 13 koaxial zu der ersten Führungsbohrung 31 verläuft, und eine dritte Führungsbohrung 36 auf, die durch den dritten Kipphebel 14 derart verläuft, daß sie koaxial zu der ersten und der zweiten Führungsbohrung 31 und 38 in der Ruhestellung der Kipphebel 12 bis 14 ist, wenn die Gleitfläche 21 in Kontakt mit den Grundkreisen der Nockenkurven 17 bis 19 ist. Die erste Führungsbohrung 31 nimmt einen Wahlstift 32 auf, der gleitbeweglich in der ersten Führungsbohrung 31 aufgenommen ist, welche eine Ölkammer 33 zwischen dem Bodenende der ersten Führungsbohrung 31 und der rückwärtigen Endfläche des ersten Wählstiftes 32 begrenzt. Diese Ölkammer 33 steht in Verbindung mit einem Ölzufuhrdurchgang 35, der in der Kipphebelwelle 11 vorgesehen ist, und zwar über einen Verbindungskanal 34, der im ersten Kipphebel 12 vorgesehen ist. Die zweite Führungsbohrung 38 nimmt gleitbeweglich einen zweiten Wählstift 39 mit dem Schaftabschnitt 41 auf, welcher sich ausgehend von der hinteren Endfläche geführt durch eine Führungshülse 40 erstreckt, die passend in die zweite Führungsbohrung 38 eingesetzt ist. Der zweite Führungsstift 39 wird mittels einer Schraubendruckfeder 42, die zwischen einer Ringschulterfläche, die in der Führungshülse 40 vorgesehen ist, und einer weiteren Ringschulterfläche, die in dem zweiten Wählstift 39 vorgesehen ist, in Richtung auf den zweiten Kipphebel 14 gedrückt. Die dritte Führungsbohrung 36 nimmt gleitbeweglich einen dritten Wählstift 37 auf, der gegen die vordere Endfläche des ersten Wählstiftes 32 an einem Ende und gegen die vordere Endfläche des zweiten Wählstiftes 39 am anderen Ende anliegt.

Unter Bezugnahme auf 4 ist der Zylinderkopf 6 mit einer Mehrzahl von Ausnehmungen versehen, die jeweils einen Teil einer Brennkammer 52 des jeweiligen Zylinders 1 bilden. Ein Bodenende der Zündkerzeneinsteckbohrung 9 steht in Verbindung mit der Brennkammer 52 über eine mit Gewinde versehene Öffnung 53, die die Zündkerze 10 aufnimmt, wobei die Elektroden derselben in die Brennkammer 52 ragen. Somit ist die Zündkerze 10 von den Einlaß- und Auslaßventilen 2 bis 5 umgeben, die in zugeordneten Einlaß- und Auslaßventilöffnungen 54 und 55 aufgenommen sind. Ferner geht eine zusätzliche, kleine Bohrung 58 durch den Zylinderkopf 6 zwischen den beiden Auslaßventilöffnungen 55 und steht in Verbindung mit der Brennkammer 52 über eine mit Gewinde versehene Öffnung 56, wobei ein Drucksensor 59 zum Detektieren eines Drucks in der Brennkammer 52 mittels einer Gewindeverbindung aufgenommen ist.

Der Drucksensor 59 ist mit Leitungsdrähten 60 versehen, die zusammen mit weiteren Leitungsdrähten 61 der Drucksensoren für die anderen Zylinder durch eine Leitung 63 gehen und mit einer Steuereinheit 70 verbunden sind. Ein elektrisches Signal entsprechend dem Innendruck der Brennkammern 52 wird der Steuereinheit 70 zugeleitet.

Eine ringförmige Sitzfläche 64 zur Aufnahme der Zündkerze 10 ist mit einem ringförmigen Temperatursensor 65 versehen, und dessen Leitungsdrähte 66 gehen aus den Zündkerzeneinsteckbohrungen 9 heraus und sind zusammen mit den Zündsträngen 67 geführt und mit der Steuereinheit 70 verbunden, um dieser ein elektrisches Signal entsprechend der Temperatur der Sitzfläche 64 zuzuleiten. Auch ist es möglich, die Leitungsdrähte 66 des Temperatursensors 64 mit den Zündsträngen 67 einteilig auszubilden.

Die Steuereinheit 70 erkennt den Betriebszustand der Brennkraftmaschine nach Maßgabe einer Drehzahl Ne der Brennkraftmaschine und eines Ansaugunterdrucks PB, und sie steuert ein hydraulisches Ventil 71 zur Steuerung des Betriebs der Wahlkupplungseinheit 30 dadurch, daß selektiv das Druckfluid an den Ölzufuhrkanal 35 angelegt wird.

Während eines niedrigen und mittleren Drehzahlbereichs der Brennkraftmaschine werden die ersten bis dritten Wählstifte 32, 37 und 39 in Richtung auf die Ölkammer 33 gedrückt, da kein Druckmitteldruck an der Ölkammer 33 anliegt, und zwar bis ein Schaftabschnitt 32a, der von dem hinteren Ende des ersten Wählstiftes 32 ausgeht, gegen die Bodenfläche der ersten Führungsbohrung 31 unter der Federkraft der Rückholfeder 42 anliegt. Die Kipphebel 12 bis 14 werden mit den zugeordneten Nocken 17 bis 19 einzeln getrieben. Somit werden die Einlaßventile 2 und 3 mit einem relativ kleinen Hub betrieben, und ihre Öffnungszeit ist verzögert, während ihre Schließzeit voreilt. Der zweite Kipphebel 14 wird durch die Hochgeschwindigkeitsnocke 19 beaufschlagt. Seine Bewegung beeinflußt jedoch überhaupt nicht das Arbeiten der Einlaßventile 2 und 3.

Während eines Hochgeschwindigkeitsbetriebs oder eines hohen Drehzahlbetriebs der Brennkraftmaschine wird Druckfluid der Ölkammer 33 über den Ölzufuhrkanal 35 und den Verbindungskanal 34 zugeleitet, und die ersten und dritten Wählstifte 32 und 37 werden in die dritten und zweiten Führungsbohrungen 36 und 38 jeweils entgegen der Federkraft der Rückholfeder 42 gedrückt, und die drei Kipphebel 12 bis 14 sind miteinander zu einer Einheit verbunden: Da die Hochgeschwindigkeitsnocke 19 den größten Nockenhub hat, werden die ersten und zweiten Kipphebel 12 und 13 durch die Hochgeschwindigkeitsnocke 19 über den dritten Kipphebel 14 beaufschlagt. Somit werden die Einlaßventile 2 und 3 nach Maßgabe des Nockenprofils der Hochgeschwindigkeitsnocke 19 geöffnet, und sie werden mit einem relativ großen Hub betrieben, wobei ihre Öffnungszeit voreilt, während ihre Schließzeit verzögert ist.

Der Ausgang von dem Drucksensor 59 gibt den Druck im Zylinder wieder und hat eine Wellenform mit einer ausgeprägten Spitze in der Nähe des oberen Totpunks (TCD) im Gegensatz zum Zeitpunkt des Anlaßbetriebs, wie dies in 6 gezeigt ist. Da während eines Niedriggeschwindigkeitsbetriebs der Brennkraftmaschine die Verbrennung entsprechend der Ventilsteuerzeit und des Ventilhubes unter Zuordnung zu den Niedriggeschwindigkeitsnocken 17 und 18 erfolgt, tritt ein Spitzenwert P1 des Zylinderdrucks kurz nach dem oberen Totpunkt auf. Während eines Hochgeschwindigkeitsbetriebs der Brennkraftmaschine ist die Wellenform des Zylinderdrucks ähnlich wie bei dem Niedriggeschwindigkeitsbetrieb. Der Spitzenwert P2 des Zylinderdrucks ist aber höher als der Spitzenwert P1 beim Niedriggeschwindigkeitsbetrieb, da die Verbrennung nach Maßgabe der Ventilsteuerzeit und des Ventilhubes unter Zuordnung zu der Hochgeschwindigkeitsnocke 19 abläuft.

Die Steuereinheit 70 speichert unterschiedliche Zylinderdruckindikatordiagramme, insbesondere die Spitzenwerte für verschiedene Belastungswerte der Brennkraftmaschine und Drehzahlen der Brennkraftmaschine in Form einer Tabelle. Somit ist es möglich, den Betriebszustand der Ventile, insbesondere den Übergangszustand der Ventiltriebeinrichtung von einem Niedriggeschwindigkeitsbetriebszustand zu einem Hochgeschwindigkeitsbetriebszustand oder von einem Hochgeschwindigkeitsbetriebszustand zu einem Niedriggeschwindigkeitsbetriebszustand dadurch festzustellen, daß die Differenz zwischen den Spitzenwerten P (= P2 – P1) und ein Tabellenwert verglichen werden.

Zwischenzeitlich steigt die mittels des Temperatursensors 59 erfaßte Zündkerzensitztemperatur mit der Zunahme der Drehzahl der Brennkraftmaschine an. Insbesondere ist ein sehr steiler Anstieg zu verzeichnen, wenn die Drehzahl einen vorbestimmten Wert Ne1 überschritten hat und wenn die Ventiltriebeinrichtung von dem Niedriggeschwindigkeitsbetrieb zu dem Hochgeschwindigkeitsbetrieb umgeschaltet wird. Wenn andererseits der Niedriggeschwindigkeitsbetriebszustand selbst nachdem die Drehzahl der Brennkraftmaschine diesen Wert Ne1 überschritten hat, fortgeführt wird, fällt die Temperatur ab. Die Steuereinheit 70 speichert den Zusammenhang zwischen der Zündkerzensitztemperatur, die mittels des Temperatursensors 59 erfaßt wird, der Drehzahl der Brennkraftmaschine und der Belastung der Brennkraftmaschine in Form einer Tabelle, und sie kann den Betriebszustand der Ventile dadurch bestimmen, daß die Zündkerzensitztemperaturen festgestellt mit Hilfe des Temperatursensors und der zugeordnete Wert verglichen wird, den man aus der Tabelle erhält.

Wenn irgendein abnormaler Zustand bei der Ventilsteuerungsumschaltung einer der Zylinder festgestellt wird, und wenn die Ventilsteuerzeit sich nicht von einem Niedriggeschwindigkeitsbetriebszustand zu einem Hochgeschwindigkeitsbetriebszustand selbst dann geändert hat, wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine einen Schwellwert für eine solche Umschaltung überschritten hat, läßt sich dieser abnormale Zustand leicht feststellen, da der Druckspitzenwert und die Zündkerzensitztemperatur, die mittels des Drucksensors 59 und des Temperatursensors 65 erfaßt werden, niedriger als die Werte werden, die in der Steuereinheit 70 gespeichert sind. Wenn man ferner den Einsatz eines Kurbelwinkelsensors 72 in Verknüpfung vorsieht, so ist es möglich, den Zylinder zu identifizieren, bei dem ein Störbetrieb bei der Selektivkupplungseinheit aufgetreten ist. Alternativ kann der gestörte Zylinder dadurch identifiziert werden, daß man die von den unterschiedlichen Zylindern erhaltenen Daten vergleicht.

Wenn irgendein abnormaler Zustand festgestellt wird, läßt sich jegliche Beschädigung der Brennkraftmaschine dadurch verhindern, daß die Steuereinheit 70 erzwingt, daß eine Brennkraftmaschinensteuereinheit 74 den Zündzeitpunkt verschiebt, die Kraftstoffzufuhr unterbricht und/oder die Drosselklappe schließt. Zugleich wird eine Warnleuchte 73 eingeschaltet, um den Fahrer des Fahrzeugs zu warnen. Ferner steuert die Steuereinheit 70 das Steuerventil 71 an, um zwangsweise zu erreichen, daß die Ventiltriebeinrichtung für die anderen Zylinder im Niedriggeschwindigkeitsbereich arbeitet und die selektive Verbindungseinrichtung 30 begrenzt auf den Betrieb im Niedriggeschwindigkeitszustand bleibt. Hierdurch kann ein minimal zulässiger Brennkraftmaschinenbetriebszustand selbst im Störfalle der selektiven Kupplungseinrichtung 30 sichergestellt werden, und es lassen sich abnormale Bedingungen der anderen Teile der Ventiltriebeinrichtung aufgrund von Kettenreaktionen vermeiden.

Wenn die Brennkraftmaschine im Hochgeschwindigkeitsbetrieb arbeitet und der Druckmitteldruck von der Öldruckkammer 33 aufgehoben wird, werden die Wählstifte 32, 37 und 39 in Richtung der zugeordneten Führungsbohrungen 31, 36 und 38 mittels der Rückholfeder 42 gedrückt, und man kann den Niedriggeschwindigkeitsbetriebszustand wiederum erreichen. Wenn in diesem Fall einer der Zylinder im Hochgeschwindigkeitsbetriebszustand bleibt, da der Spitzenwert, der mittels des Drucksensors dieses speziellen Zylinders erfaßt wurde, größer als jener der anderen Zylinder ist, ist es möglich, das Auftreten eines abnormalen Zustandes festzustellen und den gestörten Zylinder zu identifizieren.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Einzelheiten der Beispiele beschränkt, und es lassen sich zahlreiche Modifikationen vornehmen. Beispielsweise kann die Befestigungsstelle des Drucksensors frei derart gewählt werden, daß er zu der jeweils spezifischen Ausgestaltungsform der Brennkammer paßt. Obgleich die voranstehend erläuterte bevorzugte Ausführungsform sich mit einer Doppelkipphebelkonstruktion befaßt, kann die vorliegende Erfindung natürlich auch bei andersartig gestalteten Ventiltriebeinrichtungen, wie Auslegungsformen mit einem einzigen Kipphebel und einer Direktbeaufschlagung der Stößel durch die Nocke, angewandt werden, ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen. Basierend auf der Erkenntnis, daß der Verbrennungszustand in jedem Zylinder durch die Umschaltung der variablen Ventiltriebeinrichtung beeinflußt wird, ist es bei der Erfindung möglich, den Betriebszustand der Ventiltriebeinrichtung für jeden Zylinder dadurch festzustellen, daß der Zylinderdruck, die Zündkerzensitztemperatur usw., überwacht werden, wodurch sich die Betriebszuverlässigkeit der variablen Ventiltriebeinrichtung bei einer Brennkraftmaschine verbessern läßt.

Zusammenfassend gibt die Erfindung eine Steuervorrichtung für eine variable Ventiltriebeinrichtung für eine Brennkraftmaschine an, die eine Nockenwelle zur Beaufschlagung der Einlaß- oder Auslaßventile und eine Verstelleinrichtung zum Ändern eines Hubs oder einer Ventilsteuerzeit der Einlaß- oder Auslaßventile hat, welche sich dadurch auszeichnet, daß ein Sensor zum Detektieren eines Verbrennungszustandes in einem Zylinder der Brennkraftmaschine vorgesehen ist, um einen Betriebszustand der variablen Ventiltriebeinrichtung zu überwachen. Da jegliches bedeutungsvolle Versagen der Ventiltriebeinrichtung sich schnell im Verbrennungsablauf der Brennkraftmaschine widerspiegelt, ist es möglich, den Betriebszustand der Ventiltriebeinrichtung für jeden Zylinder dadurch festzustellen, daß der Verbrennungszustand, wie der Zylinderdruck, die Zündkerzensitztemperatur usw., in jedem Zylinder überwacht werden. Die erhaltene Information kann als eine Basis zur Vornahme eines Notbetriebs und zur Ausgabe einer Warnung genutzt werden.


Anspruch[de]
  1. Steuervorrichtung für eine variable Ventiltriebeinrichtung für eine Brennkraftmaschine, die eine Nockenwelle zur Beaufschlagung der Einlaß- oder Auslaßventile und eine Einstelleinrichtung zum Ändern eines Hubs oder einer Ventilsteuerzeit der Einlaß- oder Auslaßventile durch Umschalten zwischen verschiedenen Betriebszuständen der variablen Ventiltriebeinrichtung hat, gekennzeichnet durch:

    eine Sensoreinrichtung (59, 65) zum Detektieren eines Verbrennungszustands in einem Zylinder der Brennkraftmaschine und zur Überwachung eines Betriebszustands der variablen Ventiltriebeinrichtung (7, 8) durch Vergleich des detektierten Verbrennungszustands mit einem vorbestimmten dem momentan angewählten Betriebszustand der variablen Ventiltriebeinrichtung (7, 8) zugeordneten Referenzwert durch eine Steuereinheit (70), welche auf die Ventiltriebeinrichtung (7, 8) einwirkt, um diese zwangsläufig in einen gewissen Notbetriebszustand zu überführen, wenn irgendein abnormaler Zustand der variablen Ventiltriebeinrichtung (7, 8) mit Hilfe der Sensoreinrichtung (59, 65) festgestellt wird.
  2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung einen Drucksensor (59) für die Erfassung eines Drucks im Zylinder (1) aufweist.
  3. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung einen ringförmigen Temperatursensor (65) aufweist, der eine Temperatur eines Teils der Brennkraftmaschine erfaßt.
  4. Steuervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung einen Temperatursensor (65) zum Messen einer Temperatur eines Zündkerzenhaltesitzes (64) aufweist.
  5. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuereinheit (70) eine Warneinrichtung aktiviert, wenn irgendein abnormaler Zustand mit Hilfe der Sensoreinrichtung (59, 65) festgestellt wird.
  6. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkraftmaschine eine Mehrzahl von Zylindern (1) aufweist und daß die Sensoreinrichtungen (59, 65) für jeden Zylinder (1) vorgesehen sind und daß die Steuereinheit (70) mit einer Einrichtung zur Identifizierung des gestörten Zylinders (1) versehen ist, wenn irgendein abnormaler Zustand mit Hilfe der Sensoreinrichtung (59, 65) festgestellt wird.
Es folgen 5 Blatt Zeichnungen






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