用于运行内燃机的配气机构的方法及相应的配气机构的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种本发明涉及一种用于使得内燃机的配气机构(1)工作的方法，该配气机构具有至少一个基本凸轮轴，在该基本凸轮轴上抗扭地且在至少两个轴向位置之间可轴向移动地设置至少一个凸轮载体，为了轴向移动到由轴向位置选出的理论位置，为该凸轮载体配设执行器(5)，其中，为所述凸轮载体配设至少一个切换导向结构(2)，为了移动所述凸轮载体，该切换导向结构与所述执行器(5)共同作用，其中，所述执行器(5)具有拨杆(6)，为了移动凸轮载体，沿着所述切换导向结构(2)的至少一个滑槽(3、4)的方向推动该拨杆，其中，所述滑槽(3、4)在推出区具有推出斜坡，该推出斜坡将所述拨杆(6)从所述滑槽(3、4)中推出直至停止移动，其中，通过推入所述执行器(5)内而产生感生电压(U)。在此规定，所述感生的电压(U)被积分在确定的被指配给所述推出区的转角范围(23、24)内，并且在积分的电压超过阀值水平时产生确认信号。本发明还涉及一种内燃机的配气机构(1)。
【专利说明】用于运行内燃机的配气机构的方法及相应的配气机构
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于运行内燃机的配气机构的方法，该配气机构具有至少一个基本凸轮轴，在该基本凸轮轴上以不能相对转动而能在至少两个轴向位置之间轴向移动的方式设置有至少一个凸轮载体，为了轴向移动到由轴向位置中选出的理论位置而为该凸轮载体配设有执行器，其中，为所述凸轮载体配设有至少一个切换导向结构，该切换导向结构为了移动所述凸轮载体而与执行器协同作用，其中，执行器具有拨杆，为了移动凸轮载体而使该拔杆被推向切换导向结构的至少一个滑槽，其中，滑槽在一推出区中具有推出斜坡，该推出斜坡将拨杆从滑槽推出直至移动结束，其中，对由于所述推出而在执行器中感生出的电压进行检测。
【背景技术】
[0002]与该方法相关的配气机构基本上是已知的。它们被用于内燃机，其中为了改善热力学特性，可以通过内燃机的各气缸的换气门(进、排气门)对工作循环产生影响。至少一个也可以被称为凸轮件的凸轮载体被以不能相对转动但能轴向移动的方式布置在基本凸轮轴上。通常为凸轮载体配设有多个、即至少两个气门操纵凸轮。每个气门操纵凸轮都有偏心部，该偏心部用于在基本凸轮轴的特定转角位置处操纵内燃机的其中一个换气门。因此，气门操纵凸轮与基本凸轮轴一起运转，使得被相应地配设给基本凸轮轴的气门操纵凸轮或其偏心部每转一转，内燃机的相应的换气门至少运行一次。为此，通过气门操纵凸轮与滚轮随动杆相接触，使得气门操纵凸轮优选地与换气门的滚轮随动杆协同作用。
[0003]优选地设置多个气门操纵凸轮，这些气门操纵凸轮可以被分配给不同的凸轮组。一个凸轮组的各气门操纵凸轮间的不同之处例如在于:沿径向方向(高度)和/或沿周向方向(长度)其偏心部的角位置或其尺寸不同。通过凸轮载体的轴向移动，可以使气门操纵凸轮运动到至少两个轴向位置，例如第一轴向位置和第二轴向位置。在该第一轴向位置中，换气门由第一气门操纵凸轮操纵，而在第二轴向位置则由第二气门操纵凸轮操纵，这些气门操纵凸轮被分配给同一凸轮组。因此特别地，尤其可以根据内燃机的工作状态通过移动凸轮载体选择换气门的打开正时、打开时间和/或行程。当然，每个凸轮组也可以设置有两个以上的气门操纵凸轮和相应数量的轴向位置。
[0004]凸轮载体例如借助于调节装置沿轴向方向进行移动，该调节装置包括在凸轮载体上的切换导向结构和通常被固定布置在内燃机的气缸盖内的执行器。执行器例如具有可推出的拨杆，该拨杆可以与特别是切换导向结构的螺旋形或螺线形的滑道或滑槽相联接。滑道被设置在被指配给凸轮载体的切换导向结构上。例如为了沿轴向移动，切换导向结构位于凸轮载体上或者至少与其有效连接。滑道优选地被构造为径向凹槽，该径向凹槽穿过切换导向结构的周缘、即边缘开放地构成该滑道。为此，切换导向结构具有至少一个滑道，为了移动凸轮载体可将执行器的拨杆插入到该滑道内。以下将凸轮载体的当前位置称为实际位置，将期望位置称为理论位置。理论位置从凸轮载体的可能的轴向位置中选出。随后适当控制执行器，从而使得凸轮载体朝向理论位置移动，接下来移动使得实际位置与理论位置相一致。
[0005]通常执行器仅被构造用于沿着滑槽的方向推出拨杆。执行器无法将拨杆再次从滑槽移出或再次插入滑槽内。为此，滑槽具有被配设给推出区的推出斜坡。在此，推出斜坡沿着整个推出区延伸，该推出区实质上与内燃机的一曲轴转角范围相对应。该推出斜坡布置为:使得该推出斜坡沿旋转方向在径向上上升，因此将位于滑槽中的拨杆完全由滑槽移至推出斜坡的端部或者移到其出口位置。为了监测拨杆是仍位于滑槽内，还是已经经推出斜坡而从中移出，对由于推出而在执行器中感生出的电压进行检测。
[0006]例如，DE 10 2004 030 779A1基本上公开了这种方法，特此引用其内容。通常，在超过一定的时间段后感生电压与车载电路电压之间的电压差必然超过一定的阀值水平。只有在这种情况下才产生确认信号或返回信号。这说明借助于推出斜坡将拨杆从滑槽中有效地推出。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于，提出一种用于运行配气机构的方法，该方法可以更精确且更可靠地判断拨杆被从滑槽中推出。
[0008]根据本发明，该目的通过具有权利要求1所述的特征的方法来实现。在此规定，所感生出的电压在特定的被指配给推出区的转角范围中被积分/累加(integriert)，在积分的电压超过阀值水平时产生确认信号。因此，不是仅仅对感生电压的曲线进行观察并且在特定的时间段中电压差超过了阀值水平时产生确认信号。而是希望给推出区指定特定的转角范围，理想的是该转角范围包括整个推出区或者至少包括推出区的某一部分。例如,所述特定的转角范围对应于推出区的沿旋转方向位于后面的50 %、60 %、70 %、80 %或90 %的区域。如果基本凸轮轴的转角位置在该转角范围内，就对感生电压进行积分。如果转角位置离开该转角范围，就以该种方式将积分的电压与阀值水平相比较。特别地，这一点在转角位置离开转角范围时或紧随其后立即进行。如果积分的电压超过阀值水平，就产生确认信号。否则不产生确认信号。以该种方式尽可能可靠地产生了确认信号。特别是在存在多个滑槽时，可以非常精确地将确认信号指配给相应的推出区。因此可以确定:是否将拨杆从滑槽中正确地推出，以及是否在执行了凸轮载体的希望的移动之后才将拔杆推出。
[0009]本发明的一改进方案规定，阀值水平根据车载电网电压来选择。车载电网电压是机动车的指配给内燃机的电源的电压。该电压例如为14伏特。为了可以可靠地确定积分电压，车载电网电压越高，选择的阀值水平就必须越高。
[0010]本发明的另一改进方案规定，在切换导向结构上设置有多个滑槽，各滑槽的推出区设置在不同的一特别是彼此邻接的或彼此间隔开的一转角范围中。如上所述的方法可以非常有益地用于具有多个滑槽的切换导向结构。每个滑槽都具有自己的推出区以及自己的推出斜坡。其优点在于，参照基本凸轮轴的转角位置，推出区的推出斜坡在不同的转角范围域内，这些转角范围域彼此不重叠。例如，这些转角范围直接彼此相邻或者甚至彼此间隔开，因此不存在重叠。因此，在其中为不同的推出区分别实施电压积分的转角范围彼此不同。因此，所产生的确认信号可以被可靠地指配给不同的滑槽。然而，当然也可以将推出区以及转角范围设置得部分重叠。
[0011]本发明的另一改进方案规定，至少两个滑槽相交。这些滑槽例如被设计为XS-槽。这意味着，这两个槽在第一区域中首先具有平行的走向，接下来在交叉区相交，随后在第三区域中再次具有平行的走向。在此，其中一个槽(S-槽)的底部沿着径向方向至少部分地、然而至少在交叉区中设计得比另一个槽(X-槽)的底部更深。可以这样理解，相比于X-槽，
S-槽的底部与切换导向结构的旋转轴的间距至少在交叉区中更小。为此，X-槽具有不连续的底部。更确切地说，所述X-槽在交叉区中被S-槽中断。
[0012]本发明的另一改进方案规定，转角范围在转角位置后终止，其中，拨杆被完全从滑槽推出。推出区以及特定的转角范围相应地在如下的转角位置处终止:由推出斜坡沿着径向方向将拨杆从滑槽推出。
[0013]此外，本发明还涉及一种内燃机的配气机构，该配气机构尤其被用于实施根据上述实施方式的方法，该配气机构具有至少一个基本凸轮轴，在该基本凸轮轴上以不能相对转动而能在至少两个轴向位置之间轴向移动的方式设置有至少一个凸轮载体，为了轴向移动到由轴向位置中选出的理论位置而为该凸轮载体配设有执行器，其中，为所述凸轮载体配设有至少一个切换导向结构，该切换导向结构为了移动所述凸轮载体而与执行器协同作用，其中，执行器具有拨杆，为了移动凸轮载体而使该拔杆被推向切换导向结构的至少一个滑槽，其中，滑槽在一推出区中具有推出斜坡，该推出斜坡将拨杆从滑槽推出直至移动结束，其中，对由于所述推出而在执行器中感生出的电压进行检测。在此规定，所感生出的电压在特定的被指配给推出区的转角范围中被积分，在积分的电压超过阀值水平时产生确认信号。配气机构具有用于执行积分以及产生确认信号的装置。针对该方法的优点已经进行了说明。根据上述设计方案可以对所述方法进行改进。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]以下借助于在附图中示出的实施例来进一步阐述本发明，而不对本发明进行限制。在附图中:
[0015]图1为内燃机的配气机构的区域的示意图，其中，示出了切换导向结构和执行器，
[0016]图2为切换导向结构的两个滑槽的曲线图，
[0017]图3为曲线图，在该曲线图中示出了针对沿第一滑槽的运行电压关于配气机构的基本凸轮轴的转角位置的变化曲线，
[0018]图4针对沿另一滑槽的运行示出了如图3的曲线图。
【具体实施方式】
[0019]图1所示为未进一步示出的内燃机的配气机构的局部。配气机构具有基本凸轮轴，凸轮载体以不能相对转动但能轴向移动的方式布置在该基本凸轮轴上。为了使配设给凸轮载体的切换导向结构2轴向移动，该切换导向结构在此处所示的实施例中具有两个滑槽3和4。所述移动借助于具有拨杆6的执行器5进行，该拨杆能进入到其中一个滑槽3和4中。根据拨杆6进入到哪一个滑槽3或4中，使切换导向结构2、因此使凸轮载体沿着一个或另一个方向移动。执行器5具有线圈7以便沿着径向方向移动拨杆6，而拨杆6同一能与之一起移动的永磁铁8相连接。优选地，执行器5的壳体9由金属构成。线圈7可以通过开关元件10与电源11电连接。如果存在这种连接，那么线圈7就会产生磁场，该磁场将永磁铁8推向切换导向结构2，优选地直到永磁铁8到达端部止挡12处。端部止挡12优选地由金属制成，从而由于永磁铁8产生的磁场使拨杆6被固定在图1所示的位置处，并且贴罪在端部止挡12上。
[0020]每个滑槽3和4都具有推出斜坡(未示出)，在完成移动之后，该推出斜坡使拨杆6从滑槽3移出或者说被推出。因此在为推出斜坡指配的推出区中，滑槽3或4的底部13或14距切换导向结构2或基本凸轮轴的旋转轴15的距离不断增大，在该距离中布置凸轮载体。在此适当设计推出斜坡，从而在凸轮载体移动后使拨杆6完全从滑槽3和4中移出。在此，永磁铁8优选与线圈7接触，但线圈不再通电。相应地，永磁铁8的磁力使拨杆6 —直保持在移出位置，即其出口位置，直到借助于开关元件10使线圈7重新被通电。在从滑槽3和4中推出拨杆6时，在线圈7中感生出电压，借助于合适的传感器16可以检测到该电压。
[0021]图2示出了可以分别划分为第一区17、交叉区18和第三区19的滑槽3和4的曲线走向。明显可看到，这两个滑槽在交叉区18中相交，其中，滑槽3的底部13是连续的，而滑槽4的底部14被滑槽3中断。滑槽3和4的推出斜坡例如均被布置在第三区19中，但是优选布置在彼此不同的推出区中。
[0022]图3所示为曲线图，在该曲线图中绘出了在推出拨杆6时由线圈7感生出的电压与曲轴角或基本凸轮轴转角位置的关系。其中示出了三条曲线20、21和22。同样标示出了转角范围23和24，其中，前者对应于滑槽3的推出斜坡的推出区，而后者则对应于滑槽4的推出斜坡的推出区。转角范围23和24通常被设置在图2所示的第三区19中。它们优选彼此直接邻接，这意味着，推出斜坡相应错开地布置。当拨杆6在滑槽3和4中运行时优选的是:能确定拨杆6被哪个推出斜坡推出。曲线20至22描述了感生电压的示例性的走向。可以看出，曲线20可以被明确地指配给转角范围23，而这种指配对于曲线21已经不确定，且这种指配对于曲线22是不可能的。因此规定，对感生电压在转角范围23和24内进行检测并积分。只有在以该种方式积分的电压超过阀值水平时才产生确认信号，该确认信号说明拨杆从相应的滑槽3或4中被有效地推出。
[0023]图4为类似于图3的曲线图。但是，该曲线图拨杆6在滑槽4中运行时的曲线25和26。这里很明显，曲线25明确地指配于转角范围24。这对于曲线26却不可能明确。在图3和图4的这两个曲线图中还分别附加地示出了积分的感生电压，这些电压的大小对于每个转角范围23和24以虚线示例性地示出。在图3的曲线图中，在转角范围23中超过了阀值水平27。相应地，可以为滑槽3产生确认信号。在图4的曲线图中，在转角范围23中没有达到阀值水平，但是在转角范围24中达到了该阀值水平。相应地，为滑槽4产生确认信号。不同于借助于曲线20至22或25和26进行的分析，通过对积分的感生电压进行分析，可以明确地与滑槽3和4相对应。相应地，明显提高了判断将拨杆6从滑槽3和4中有效推出的可靠性。
[0024]附图标记清单
[0025]I 配气机构
[0026]2 切换导向结构
[0027]3 滑槽
[0028]4 滑槽
[0029]5 执行器
[0030]6拨杆
[0031]7线圈
[0032]8永磁铁
[0033]9壳体
[0034]10开关元件
[0035]11电源
[0036]12端部止挡
[0037]13底部
[0038]14底部
[0039]15旋转轴
[0040]16传感器
[0041]17第一区
[0042]18交叉区
[0043]19第三区
[0044]20曲线
[0045]21曲线
[0046]22曲线
[0047]23转角范围
[0048]24转角范围
[0049]25曲线
[0050]26曲线
[0051]27阀值水平
【权利要求】
1.一种用于运行内燃机的配气机构(I)的方法，该配气机构具有至少一个基本凸轮轴，在该基本凸轮轴上以不能相对转动而能在至少两个轴向位置之间轴向移动的方式设置有至少一个凸轮载体，为了轴向移动到由轴向位置中选出的理论位置而为该凸轮载体配设有执行器(5)，其中，为所述凸轮载体配设有至少一个切换导向结构(2)，该切换导向结构为了移动所述凸轮载体而与执行器(5)协同作用，其中，执行器(5)具有拨杆￠)，为了移动凸轮载体而使该拔杆被推向切换导向结构(2)的至少一个滑槽(3、4)，其中，滑槽(3、4)在一推出区中具有推出斜坡，该推出斜坡将拨杆(6)从滑槽(3、4)推出直至移动结束，其中，对由于所述推出而在执行器(5)中感生出的电压(U)进行检测，其特征在于，所感生出的电压(U)在特定的被指配给推出区的转角范围(23、24)中被积分，在积分的电压超过阀值水平时产生确认信号。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述阀值水平(27)根据车载电网电压选出。
3.按照上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，在切换导向结构(2)上设有多个滑槽(3、4)，其中，各滑槽(3、4)的推出区设置在不同的——特别是彼此邻接的或彼此间隔开的——转角范围(23、24)中。
4.按照上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，至少两个所述滑槽(3、4)彼此相交。
5.按照上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，转角范围(23、24)终止于如下的转角位置之后:在该转角位置处拨杆(6)被完全从滑槽(3、4)中推出。
6.一种内燃机的配气机构(I)，该配气机构尤其被用于实施上述权利要求之一所述的方法，该配气机构具有至少一个基本凸轮轴，在该基本凸轮轴上以不能相对转动而能在至少两个轴向位置之间轴向移动的方式设置有至少一个凸轮载体，为了轴向移动到由轴向位置中选出的理论位置而为该凸轮载体配设有执行器(5)，其中，为所述凸轮载体配设有至少一个切换导向结构(2)，该切换导向结构为了移动所述凸轮载体而与执行器协同作用，其中，执行器(5)具有拨杆(6)，为了移动凸轮载体而使该拔杆被推向切换导向结构(2)的至少一个滑槽(3、4)，其中，滑槽(3、4)在一推出区中具有推出斜坡，该推出斜坡将拨杆(6)从滑槽(3、4)推出直至移动结束，其中，对由于所述推出而在执行器(5)中感生出的电压(U)进行检测，其特征在于，所感生出的电压(U)在特定的被指配给推出区的转角范围(23、24)中被积分，在积分的电压超过阀值水平时产生确认信号。
【文档编号】F01L13/00GK104364478SQ201380029990
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2013年6月5日 优先权日:2012年6月5日
【发明者】J·格拉夫 申请人:奥迪股份公司