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Dokumentenidentifikation DE102004054774A1 24.05.2006
Titel Vorrichtung zur Regelung des Hubverlaufes eines Gaswechselventils einer Brennkraftmaschine
Anmelder Bayerische Motoren Werke AG, 80809 München, DE
Erfinder Seethaler, Rudolf, Dr., 80804 München, DE;
Stolz, Heiko, 80797 München, DE;
Scheffler, Till, Dr., 80939 München, DE
DE-Anmeldedatum 12.11.2004
DE-Aktenzeichen 102004054774
Offenlegungstag 24.05.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 24.05.2006
IPC-Hauptklasse F01L 9/04(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
IPC-Nebenklasse F01L 1/04(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Regelung des Hubverlaufes eines Gaswechselventils einer Brennkraftmaschine, umfassend eine steuerbare Antriebseinrichtung mit einem Betätigungselement zur Betätigung des Gaswechselventils, zwei in entgegengesetzte Antriebsrichtungen auf das Gaswechselventil wirkende Energiespeichermittel und eine Regeleinrichtung zur Ansteuerung der Antriebseinrichtung. Die Regeleinrichtung steuert die Antriebseinrichtung gemäß einer hinterlegten Sollbahn an, anhand der das Gaswechselventil von einer ersten Endlage in eine zweite Endlage überführt wird und umgekehrt. Erfindungsgemäß sind Mittel vorhanden, die eine Unterscheidung gewährleisten zwischen einem Betrieb der Vorrichtung bei Vollhub und einem Betrieb der Vorrichtung bei Teilhub, und ist die Regeleinrichtung derart ausgebildet, dass für den Fall, dass während eines Teilhubbetriebs mindestens ein Gaswechselventil zumindest zeitweise abgeschaltet werden soll, die Regeleinrichtung die dem abzuschaltenden Gaswechselventil zugeordnete Antriebseinrichtung gemäß einer vorgegebenen Gaswechselventil-Abschaltsollbahn derart ansteuert, dass das dem jeweiligen Gaswechselventil zugeordnete Betätigungselement in eine momentenneutrale beziehungsweise in eine kraftneutrale Position überführt wird.

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Regelung des Hubverlaufes eines Gaswechselventils einer Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche.

Bei herkömmlichen Verbrennungsmotoren wird die Nockenwelle mechanisch über eine Steuerkette oder einen Steuerriemen von der Kurbelwelle angetrieben. Zur Steigerung der Motorleistung und zur Senkung des Kraftstoffverbrauchs bringt es erhebliche Vorteile, die Ventile der einzelnen Zylinder individuell anzusteuern. Dies ist durch einen sogenannten vollvariablen (veränderbare Steuerzeiten und veränderbarer Ventilhub), beispielsweise einen sogenannten elektromagnetischen Ventiltrieb möglich. Bei einem vollvariablen Ventiltrieb ist jedem Ventil bzw. jeder "Ventilgruppe" eines Zylinders eine "Aktuatoreinheit" zugeordnet. Derzeit werden unterschiedliche Grundtypen von Aktuatoreinheiten erforscht.

Bei einem Grundtyp (sogenannte Hubaktuatoren) sind einem Ventil oder einer Ventilgruppe ein Öffnungs- und ein Schließmagnet zugeordnet. Durch Bestromen der Magneten können die Ventile axial verschoben, d.h. geöffnet bzw. geschlossen werden. Einzelne Typen sind dabei mit Permanentmagneten ausgestattet, die es erlauben, den das Ventil antreibenden und zwischen zwei Elektromagneten hin- und her fliegenden Anker mittels Permanentmagnetkraft in den Endpositionen stromlos zu halten.

Bei dem anderen Grundtyp (sogenannter Drehaktuator) ist eine Steuerwelle mit einem Nocken vorgesehen, wobei die Steuerwelle durch einen Elektromotor hin und her schwenkbar ist.

In der DE 101 40 461 A1 ist eine Drehaktuatorvorrichtung zur Hubsteuerung eines Gaswechselventils beschrieben. Die Hubsteuerung erfolgt hier über einen kennfeldgesteuerten Elektromotor, an dessen Rotor eine Welle mit einem drehfest verbundenen Steuernocken angeordnet ist. Beim Betrieb der Brennkraftmaschine schwenkt, bzw. pendelt der Motor hin und her und der Steuernocken drückt über einen Schwenkhebel periodisch das Gaswechselventil in seine Öffnungsstellung. Geschlossen wird das Gaswechselventil durch die Federkraft einer Ventilfeder. Damit der Elektromotor nicht die gesamte Federkraft der Ventilfeder beim Öffnen des Gaswechselventils überwinden muss, ist an die Welle eine zusätzliche Feder angebracht. Die Kräfte von Ventilfeder und zusätzlicher Feder sind dergestalt, dass beim periodischen Betrieb der Drehaktuatorvorrichtung entsprechend der Stellung des Gaswechselventils die kinetische Energie entweder in der Ventilfeder oder in der zusätzlichen Feder gespeichert ist. Durch diese Maßnahme wird der Strombedarf beim Betrieb der Drehaktuatorvorrichtung reduziert.

Eine Weiterbildung einer derartigen Drehaktuatorvorrichtung beschreibt die DE 102 52 991 A1. Die bestehende Drehaktuatorvorrichtung wird hier durch ein zweites Betätigungselement (zweiter Steuernocken) in gegenläufiger Drehrichtung mit einem geringeren Hub gegenüber dem Hauptnocken erweitert. Dieses zweite Betätigungselement öffnet das Ventil nicht komplett und wird nur für kleine Hübe im Bereich niedriger Motordrehzahlen verwendet. Bei niedrigen Drehzahlen der Brennkraftmaschine wird die Drehaktuatorvorrichtung derart bestromt, dass die Welle nur in Richtung des zweiten Betätigungselementes schwenkt, während bei hohen Drehzahlen ausschließlich in Richtung des ersten Betätigungselementes geschwenkt wird. Durch den geringen Hub verbraucht die Drehaktuatorvorrichtung bei niedrigen Drehzahlen in vorteilhafter Weise weniger Strom.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung bzw. ein Verfahren zur Regelung des Hubverlaufes eines Gaswechselventils zu schaffen, welche(s) eine Verbesserung hinsichtlich des elektrischen Energieverbrauchs einer Aktuatorvorrichtung gewährleistet. Insbesondere soll der Energieverbrauch von Antriebseinrichtungen abgeschalteter Gaswechselventile reduziert werden.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Gesamtheit der Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Regelung des Hubverlaufes eines Gaswechselventils umfasst eine Regeleinrichtung (sogenannter Sollbahnregler), die eine Antriebseinrichtung (z.B. den Elektromotor eines Drehaktuators oder den bzw. die Elektromagneten eines elektromagnetischen Hubaktuators oder die Antriebseinrichtung eines Schwenkaktuators) zur Betätigung eines Gaswechselventils gemäß einer hinterlegten Sollbahn ansteuert. Als hinterlegte Sollbahn im Sinne der Erfindung gelten sowohl einmalig in einem Speicher hinterlegte Sollbahnen (Daten) als auch hinterlegte Berechnungsvorschriften anhand derer eine derartige Sollbahn online berechnet werden kann. Erfindungsgemäß ist die Regeleinrichtung derart ausgebildet, dass für den Fall, dass mindestens ein Gaswechselventil zumindest zeitweise abgeschaltet (in der Öffnungs- oder Schließposition verbleibend) werden soll, die Regeleinrichtung, die dem abzuschaltenden Gaswechselventil zugeordnete Antriebseinrichtung gemäß einer vorgegebenen Gaswechselventil-Abschaltsollbahn derart ansteuert, dass das dem jeweiligen Gaswechselventil zugeordnete Betätigungselement in eine momentenneutrale beziehungsweise in eine kraftneutrale Position überführt wird.

Wird beispielsweise aufgrund einer Fahrerwunschanforderung oder aufgrund vorliegender Betriebsparameter vom Motorsteuergerät eine Betriebsart vorgegeben, bei der mindestens ein Gaswechselventil mindestens eines Zylinders abgeschaltet werden soll, wird das jeweilige Gaswechselventil in eine entsprechende Abschaltposition überführt und gleichzeitig das zugehörige Betätigungselement in eine momentenneutrale beziehungsweise kraftneutrale Position – im Folgenden momentenneutrale Position genannt – gebracht. In dieser momentenneutralen Position kann das Betätigungselement und damit das Gaswechselventil ohne Bestromung der zugehörigen Antriebseinrichtung in der gewünschten Abschaltposition gehalten werden. Insbesondere bei hohen Drehzahlen werden die Gaswechselventile über die jeweilige Antriebseinrichtung und ihr Betätigungselement nicht mehr über den ganzen Hub des Betätigungselementes angefahren. Im dargestellten Ausführungsbeispiel analog zur DE 101 40 461 A1 liegen die momentenneutralen Positionen jeweils dann vor, wenn eines der Federmittel maximal vorgespannt ist (maximale Öffnungsposition des Ventils bei maximaler Auslenkung des Betätigungselementes in Öffnungsrichtung bzw. Schließposition des Ventils bei Nullhub und maximaler Auslenkung des Betätigungselementes in Schließrichtung) und die durch das Federmittel auf das hier als Nockenwelle mit Betätigungsnocken ausgebildete Betätigungselement wirkende Antriebskraft genau durch den Mittelpunkt der Nockenwelle wirkt oder wenn eine Zwischenposition (im Betrieb zu vermeiden – sogenannte abgefallene Position) erreicht ist, in der beide Federmittel mit gleicher Federkraft auf die Nockenwelle wirken und diese in einer sogenannten abgefallenen Position festhalten.

Die Abschaltposition kann dabei je nach Vorgabe des Motorsteuergerätes (aufgrund eines bestimmten Betriebszustandes bzw. Fahrerwunsches) die gehaltene Schließposition oder die gehaltene Öffnungsposition eines oder mehrere Gaswechselventile sein. In einer besonders bevorzugten Ausführung ist die Abschaltposition gleichzusetzen mit der Schließposition mindestens eines Gaswechselventils. In der Regel wird dies der Fall sein, bei einer sogenannten Zylinderabschaltung aufgrund der dann alle Gaswechselventile mindestens eines Zylinders in die Schließposition überführt werden.

Mit Vorteil soll die erfindungsgemäße Vorrichtung bei einer Drehaktuatorvorrichtung gemäß der DE 101 40 461 A1 Verwendung finden und den Energiebedarf des hier verwendeten Elektromotors, insbesondere bei Fixierung der Antriebseinrichtung bzw. bei Fixierung der Betätigungselemente zur Haltung der Gaswechselventile in der Abschaltposition, reduzieren.

In einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung umfasst die Vorrichtung eine Drehaktuatorvorrichtung gemäß der nicht vorveröffentlichten DE 103 58 936. Die DE 103 58 936 wird insbesondere bezüglich des Aufbaus eines Drehaktuators (insbesondere aber im Hinblick auf die Anordnung und Ausbildung der Öffnungsfeder als Drehstabfeder) mit ihrem gesamten Inhalt in die Offenbarung dieser Anmeldung mit einbezogen.

In einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist der Drehaktuator mit einem über einen Elektromotor angetriebenen Betätigungselement in Form eines sogenannten Doppelnockens gemäß der DE 102 52 991 A1 ausgebildet. Bezüglich der besonderen Ausgestaltung eines derartigen zwei Steuerbahnen aufweisenden Doppelnockens wird an dieser Stelle der Inhalt der DE 102 52 991 A1 in den Offenbarungsgehalt dieser Anmeldung einbezogen.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigen:

1: den schematischen mechanischen Aufbau einer Drehaktuatorvorrichtung gemäß dem Stand der Technik, und

2a, 2b: ein Zeitdiagramm mit Gaswechselventil-Abschaltsollbahnen des Rotorwinkels des Antriebsmotors über der Zeit, bei niedrigen und bei hohen Drehzahlen, wobei eine Antriebseinrichtung für ein Gaswechselventil in eine Abschaltposition überführt wird, in der über die Antriebseinrichtung keine zusätzliche Halteenergie zugeführt werden muss.

1 zeigt die schematische Darstellung einer Drehaktuatorvorrichtung für den Antrieb eines Gaswechselventils 2 einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine. Die wesentlichen Bestandteile dieser Vorrichtung sind ein, insbesondere als Servomotor ausgebildeter Elektromotor 4 (Antriebseinrichtung), eine von diesem angetriebene, vorzugsweise zwei Nocken 6a, 6b unterschiedlichen Hubs aufweisende Nockenwelle 6 (Betätigungselement), ein mit der Nockenwelle 6 einerseits und mit dem Gaswechselventil 2 andererseits in Wirkverbindung stehender Schlepphebel 8 (Übertragungselement) zur Bewegungsübertragung der durch die Nocken 6a, 6b vorgegebenen Hubhöhe auf das Gaswechselventil 2 sowie ein, das Gaswechselventil 2 in Schließrichtung mit einer Federkraft beaufschlagendes und als Schließfeder ausgebildetes erstes Energiespeichermittel 10 und ein, über die Nockenwelle 6 und den Schlepphebel 8 das Gaswechselventil 2 mit einer Öffnungskraft beaufschlagendes und als Öffnungsfeder ausgebildetes zweites Energiespeichermittel 12. Für die genaue Wirkungsweise und mechanische Ausgestaltung der Drehaktuatorvorrichtung wird auf die DE 102 52 991 A1 verwiesen.

Um einen energiearmen Betrieb des Elektromotors 4, der über die Nockenwelle 6 das vorhandene Gaswechselventil 2 antreibt, zu gewährleisten, wird neben der optimalen Auslegung der einander entgegenwirkenden Federn (Schließfeder 10, Öffnungsfeder 12) und der idealen Positionierung von Dreh- und Anlenkpunkten in der Geometrie der Vorrichtung selbst, der Elektromotor 4 über eine Regeleinrichtung 20 gemäß einer Sollbahn, die das ideale Ausschwingverhalten des Feder-Masse-Feder-Systems abbildet geregelt. Insbesondere erfolgt diese Regelung durch Regelung des Rotorverlaufes des, das mindestens eine Betätigungselement 6, 6a, 6b antreibenden Elektromotors 4. Der ideale Wegverlauf des Rotors, der als Teil des Schwingungssystems mitschwingt, wird analog zum idealen Schwingungsverlauf des Gesamtsystems rechnerisch ermittelt und bildet die Sollbahn zur Regelung des Elektromotors 4. Zur Überwachung der Istposition des Rotors ist ein nicht dargestellter Wegsensor vorhanden, der ein Sensorsignal S an die Regeleinrichtung 20 oder eine andere Steuereinrichtung übermittelt. Der Elektromotor 4 wird derart durch die Regeleinrichtung 20 angesteuert, dass das zumindest eine Gaswechselventil 2 von einer ersten Ventilendlage E1, die beispielsweise der geschlossenen Ventilposition entspricht, in eine zweite Ventilendlage E2, E2', die beispielsweise einer teilweise (E2': Teilhub) oder maximal geöffneten (E2: Vollhub) Ventilposition entspricht, überführt wird und umgekehrt. Bei der Regelung des Elektromotors 4 wird der Rotor und damit das mit dem Rotor wirkverbundene Betätigungselement 6, 6a, 6b in seiner Position entsprechend gesteuert, so dass der Rotor bzw. das Betätigungselement 6, 6a, 6b analog zur Schließposition E1 des Gaswechselventils 2 eine Position im Wegebereich des Nockengrundkreises, z.B. im Wegebereich zwischen R1 und R1' einnehmen wird und analog zur zweiten Endlage E2, E2' eine Position im Wegebereich des Nockens 6a, 6b, z.B. im Wegebereich zwischen R2 und R2' einnehmen wird. Das System ist idealerweise so ausgelegt, dass das Betätigungselement 6, 6a, 6b bei Ausschluss der Umgebungseinflüsse (insbesondere Reibung und Gasgegendruck) den Weg zwischen zwei Endpositionen R1–R2 oder R1'–R2' ohne Einspeisung zusätzlicher Energie, also ohne aktiven Antrieb durch die Antriebseinrichtung 4, zurücklegt und somit nur bei den in der Praxis auftretenden Umgebungseinflüssen unterstützend eingreift. Das System ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass es in den Maximalendlagen R1, R2 des Rotors (Schwingungsendlagen bei maximalem Schwingungshub) sich jeweils in einer momentenneutralen Position befindet, in der sich die auftretenden Kräfte in einem Kräftegleichgewicht befinden und in der der Rotor ohne Aufbringung einer zusätzlichen Haltekraft gehalten ist.

Bei dem berechneten idealen Ausschwingverhalten schwingt der Rotor also von einer Endposition E1, E1' in die andere Endposition E2, E2' allein aufgrund der in den Energiespeichermitteln 10, 12 gespeicherten Kräfte ohne Einspeisung einer zusätzlichen Energie, etwa durch den Elektromotor 4.

In dem Fall, dass der Rotor im Teilhubbereich von einer ersten Endlage R1' zu einer korrespondierenden zweiten Endlage R2' schwingt (insbesondere bei hohen Drehzahlen der Brennkraftmaschine), wäre das ideale Ausschwingverhalten somit das eines Perpetuum mobile (unendliche gleichbleibende Schwingung).

Für den Fall, dass der Rotor im Vollhubbereich von einer ersten Endlage R1 zu einer korrespondierenden zweiten Endlage R2 schwingt (insbesondere bei niedrigen Drehzahlen der Brennkraftmaschine), wäre er jeweils in den Endlagen R1, R2 in einer momentenneutralen Position gehalten und müsste aus dieser Position jeweils durch Einbringung einer Anstoßenergie (Motorimpuls) wieder veranlasst werden die nächste Schwingung in die andere Endlage vorzunehmen.

Dadurch, dass die Sollbahnen für Vollhub und für Teilhub dem Ausschwingverhalten der Drehaktuatorvorrichtung ohne Reibungsverluste entsprechen wird gewährleistet, dass die Regeleinrichtung 20 den Elektromotor 4 ausschließlich zum Ausgleich der in der Praxis stets vorhandenen Reibungsverluste ansteuert. Da Reibungsverluste hauptsächlich bei hohen Rotordrehzahlen auftreten, muss der Elektromotor 4 bei hohen Drehzahlen die größte Leistung abgeben. Da dies mit dem energieoptimalen Betriebspunkt des Elektromotors 4 zusammenfällt, kann durch die Regelung anhand idealisierter Sollbahnen des zu betreibenden Aktuatorsystems ein energiesparsamer Betrieb des selben gewährleistet werden.

Die 2a und 2b zeigen jeweils ein Zeitdiagramm mit Sollbahnen des Rotorwinkels des Antriebsmotors 4 eines Drehaktuators über der Zeit, anhand derer eine Regelung des Hubs von Gaswechselventilen gemäß der Erfindung erfolgt und in einem zweiten Zeitdiagramm die aufgrund der Rotorwinkelregelung sich ergebenden Hubverläufe der Gaswechselventile 2. Dabei ist veranschaulicht, dass bei einer gewünschten Gaswechselventilabschaltung mit Schließposition der Rotorwinkel auf einen Wert eingeregelt wird, bei dem das Betätigungselement 6, 6a, 6b in eine Position überführt wird, die zum einen die Schließposition des Gaswechselventils 2 zur Folge hat und die zum anderen gewährleistet, dass das Betätigungselement 6, 6a, 6b sich in einer momentenneutralen Position befindet.

In der Darstellung gemäß 2a, die den schematischen Sollbahnverlauf einer Gaswechselventil-Abschaltsollbahn für mindestens ein Einlassventil und mindestens ein Auslassventil zeigt, wird der gewünschte Regelungsverlauf für den Rotor der Antriebseinrichtung 4 veranschaulicht. Hier schwingt der Rotor der Antriebseinrichtung 4 mit maximalem Hub zwischen der Position mit maximaler Rotorauslenkung in Richtung Schließposition (entspricht z.B. Position R1) und der Position mit maximaler Auslenkung in Richtung Öffnungsposition (entspricht z.B. Position R2) hin und her. In den maximalen Auslenkungsendlagen (bei alpha 1 und alpha 2) erreicht der Rotor bzw. dessen Betätigungselement 6, 6a, 6b in Form einer Nockenwelle jeweils die momentenneutrale Position (R1, R2), in der der Rotor ohne elektrische Energiezufuhr für die Antriebseinrichtung gehalten werden kann.

Bei Auftreten eines Abschaltbefehls für mindestens ein Gaswechselventil 2 mindestens eines Zylinders schaltet die Regeleinrichtung 20 ihren Betrieb von Normalbetrieb, anhand einer hierfür vorgesehenen Sollbahn, auf einen Abschaltbetrieb, anhand einer hierfür vorgesehenen Gaswechselventil-Abschaltsollbahn, um. Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird aufgrund des Abschaltbefehls sowohl der Rotor eines Elektromotors 4 für das Einlassventil EV als auch der Rotor eines Elektromotors 4 für das Auslassventil AV in eine momentenneutrale Position des Betätigungselementes 6, 6a, 6b mit geschlossenem Gaswechselventil überführt.

Da der jeweilige Rotor hier bei niedrigen Drehzahlen (2a) der Brennkraftmaschine zwischen zwei momentenneutralen Positionen hin- und herschwenkt, wird bei Auftreten des Abschaltbefehls lediglich der jeweilige Rotor in der momentenneutralen Schließposition energiesparend gehalten. Die hieraus sich ergebenden Hubverläufe von Einlass- und Auslassventil sind in dem jeweils zugehörigen Hubdiagramm dargestellt.

Bei der Regelung des Ventilhubes bei hohen Motordrehzahlen (2b) ändert sich die Regelvorgabe (Sollbahn) für den Rotorwinkel dahingehend, dass dieser nicht mehr in die momentenneutralen Endpositionen (R1, R2) überführt wird. Vielmehr wird der Rotor lediglich zwischen einer Endposition mit geschlossenem Gaswechselventil 2 und verringertem Auslenkweg in Richtung Schließposition (entspricht z.B. Position R1') und einer Endposition mit geöffnetem Gaswechselventil 2 und verringertem Auslenkweg in Richtung Öffnungsposition (entspricht z.B. Position R2') hin- und herbewegt. Erfindungsgemäß wird bei Auftreten eines Abschaltbefehls für ein oder mehrere Gaswechselventile 2 jedes Gaswechselventil 2 in die entsprechende Abschaltposition und jeder Rotor nebst dem mit diesem gekoppelten Betätigungselement 6, 6a, 6b in die entsprechende momentenneutrale Position überführt. Hierfür schaltet die Regeleinrichtung 20 wiederum ihren Betrieb von Normalbetrieb, anhand einer hierfür vorgesehenen Sollbahn (gemäß 2b, oberes Diagramm erstes Drittel), auf einen Abschaltbetrieb, anhand einer hierfür vorgesehenen Gaswechselventil-Abschaltsollbahn (gemäß 2b, oberes Diagramm letzte zwei Drittel), um. Hier kann allerdings der Rotor bzw. das Betätigungselement 6, 6a, 6b nicht ohne zusätzlich Energiezufuhr in einer Endposition gehalten werden. Um den Energiebedarf so gering wie möglich zu halten, wird dem Elektromotor 4 kurzzeitig Energie zugeführt und der Rotor nebst Betätigungselement 6, 6a, 6b in eine momentenneutrale Position (R1, R2) überführt und anschließend energiefrei gehalten.


Anspruch[de]
  1. Vorrichtung zur Regelung des Hubverlaufes eines Gaswechselventils (2) einer Brennkraftmaschine, umfassend

    – eine steuerbare Antriebseinrichtung (4) mit einem Betätigungselement (6, 6a, 6b) zur Betätigung des Gaswechselventils (2)

    – zwei in entgegengesetzte Antriebsrichtungen auf das Gaswechselventil (2) wirkende Energiespeichermittel (10, 12),

    – und eine Regeleinrichtung (20) zur Ansteuerung der Antriebseinrichtung (4),

    wobei die Regeleinrichtung (20) die Antriebseinrichtung (4) gemäß einer hinterlegten Sollbahn (SB1; SB2; SB3) ansteuert anhand der das Gaswechselventil (2) von einer ersten Endlage (E1) in eine zweite Endlage (E2; E2') überführt wird und umgekehrt,

    dadurch gekennzeichnet, dass

    – Mittel vorhanden sind, die eine Unterscheidung gewährleisten zwischen einem Betrieb der Vorrichtung bei Vollhub und einem Betrieb der Vorrichtung bei Teilhub,

    – die Regeleinrichtung (20) derart ausgebildet ist, dass für den Fall, dass während eines Teilhubbetriebs mindestens ein Gaswechselventil (2) zumindest zeitweise abgeschaltet werden soll, die Regeleinrichtung (20) die dem abzuschaltenden Gaswechselventil (2) zugeordnete Antriebseinrichtung (4) gemäß einer vorgegebenen Gaswechselventil-Abschaltsollbahn derart ansteuert, dass das dem jeweiligen Gaswechselventil (2) zugeordnete Betätigungselement (6, 6a, 6b) in eine momentenneutrale beziehungsweise in eine kraftneutrale Position überführt wird.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Gaswechselventil (2) aufgrund des Abschaltvorgangs in eine Schließposition, insbesondere eine Schließposition mit einem Ventilhub gleich Null, überführt wird.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Gaswechselventil (2) aufgrund des Abschaltvorgangs in eine Öffnungsposition, insbesondere in eine Öffnungsposition mit maximalem Ventilhub, überführt wird.
  4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aufgrund des Abschaltvorgangs alle Ventile mindestens eines Zylinders in die gleiche Abschaltposition überführt werden.
  5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Betätigungselement (6, 6a, 6b) und Gaswechselventil (2) ein Übertragungselement (8), insbesondere ein Rollenschlepphebel, zur Betätigung des Gaswechselventils (2) angeordnet ist.
  6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (4) als Synchronmaschine ausgebildet ist.
  7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement (6, 6a, 6b) als auf einer Welle angeordneter Nocken ausgebildet ist.
  8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Energiespeichermittel (12) als eine das Gaswechselventil (2) in Öffnungsrichtung mit einer Federkraft beaufschlagende Öffnungsfeder ausgebildet ist und/oder ein Energiespeichermittel (10) als eine das Gaswechselventil (2) in Schließrichtung mit einer Federkraft beaufschlagende Schließfeder (10) ausgebildet ist.
  9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das in Öffnungsrichtung auf das Gaswechselventil (2) wirkende Energiespeichermittel (12) als Drehstabfeder ausgebildet ist.
  10. Verfahren zur Regelung des Hubverlaufes eines Gaswechselventils (2) einer Brennkraftmaschine mit einer Aktuatorvorrichtung umfassend eine über eine Regeleinrichtung (20) steuerbare Antriebseinrichtung (4) und zwei in entgegengesetzte Antriebsrichtungen auf ein Antriebselement (6, 6a, 6b) wirkende Energiespeichermittel (10, 12) wobei das Antriebselement (6, 6a, 6b) zur Betätigung eines Gaswechselhubventils (2) zumindest zeitweise gemeinsam mittels der steuerbaren Antriebsmittel (4) und jeweils einem der Energiespeichermittel (10, 12) aus einer ersten Endlage (E1) in eine zweite Endlage (E2, E2') überführbar ist, wobei die Regeleinrichtung (20) die steuerbaren Antriebsmittel (4) gemäß einer hinterlegten Sollbahn von der einen Endlage (E1) in die andere Endlage (E2, E2') überführt und umgekehrt, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Betriebsart, bei der mindestens ein Gaswechselventil (2) zumindest zeitweise abgeschaltet (Öffnungs- oder Schließposition) werden soll, die Regeleinrichtung (20) die dem abzuschaltenden Gaswechselventil (2) zugeordnete Antriebseinrichtung (4) gemäß einer vorgegebenen Gaswechselventil-Abschaltsollbahn derart ansteuert, dass das dem jeweiligen Gaswechselventil (2) zugeordnete Betätigungselement (6, 6a, 6b) in eine momentenneutrale beziehungsweise in eine kraftneutrale Position und das Gaswechselventil (2) in eine vorbestimmte Schließ- oder Öffnungsposition überführt wird.
Es folgen 2 Blatt Zeichnungen






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