DE10140528A1 - Vorrichtung zur Steuerung von Gaswechselventilen - Google Patents

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zur Steuerung von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine angegeben, die jeweils einem Gaswechselventil zugeordnete hydraulische Ventilsteller (11) mit einem auf das Gaswechselventil (10) wirkenden Stellkolben (13) und zwei von dem Stellkolben (13) begrenzte hydraulische Arbeitsträume (121, 122) aufweist, von denen der das Gaswechselventil (10) in Schließrichtung beaufschlagende erste Arbeitsraum (121) mit ständig unter Druck stehendem Fluid gefüllt ist und der das Gaswechselventil (10) in Öffnungsrichtung beaufschlagende zweite Arbeitsraum (122) über ein erstes und zweites elektrisches Steuerventil (24, 25 bzw. 26, 27) wechselweise mit unter Druck stehendem Fluid befüllbar und entlastbar ist. Zwecks Kostenreduzierung werden die zweiten Steuerventile, die vorzugsweise zu einer Ventileinheit (40) zusammengefaßt sind, für ein Paar von Ventilstellern (11), die zwei als Ein- oder Auslaßventile eines Verbrennungszylinders eingesetzte Gaswechselventile betätigen, von einem gemeinsamen elektrischen Steuersignal angesteuert (Fig. 3).

Description

Stand der Technik
• Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zur Steuerung von Gaswechselventilen in Verbrennungszylindern einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
• Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (DE 198 26 047 A1) ist jeder Ventilsteller, dessen Stellkolben einstückig mit dem Ventilstößel des zugeordneten Gaswechselventils verbunden ist, mit seinem ersten Arbeitsraum ständig mit einer Hochdruckquelle verbunden und mit seinem zweiten Arbeitsraum einerseits an einem eine Zuführleitung zu der Hochdruckquelle wechselweise schließenden oder freigebenden ersten elektrischen Steuerventil und andererseits an einem eine Entlastungsleitung wechselweise freigebenden oder schließenden zweiten Steuerventil angeschlossen. Die elektrischen Steuerventile sind als 2/2-Wegemagnetventile mit Federrückstellung ausgebildet. Bei stromlosen Steuerventilen steht der erste Arbeitsraum nach wie vor unter Hochdruck, während der zweite Arbeitsraum von der Hochdruckquelle getrennt und mit der Entlastungsleitung verbunden ist. Das Gaswechselventil ist geschlossen. Zum Öffnen des Gaswechselventils werden beide Steuerventile bestromt. Durch die umschaltenden Steuerventile wird der zweite Arbeitsraum des Ventilstellers einerseits durch das zweite Steuerventil gegenüber der Entlastungsleitung gesperrt und andererseits durch das erste Steuerventil mit der Zuführleitung zur Hochdruckquelle verbunden. Das Gaswechselventil öffnet, wobei die Größe des Öffnungshubs und die Öffnungsgeschwindigkeit von der Ausbildung des an das erste elektrische Steuerventil angelegten elektrischen Steuersignals abhängt. Um das Gaswechselventil in einer bestimmten Offenstellung zu halten, wird das erste Steuerventil anschließend stromlos geschaltet, so daß es die Zuführleitung zum zweiten Arbeitsraum des Ventilstellers absperrt. Auf diese Weise lassen sich mittels eines elektrischen Steuergeräts zur Steuersignalerzeugung sämtliche Ventilöffnungspositionen des Gaswechselventils einstellen. Zur Steuerung eines Gaswechselventils sind jeweils zwei elektrische Steuerventile nötig, die den zugeordneten Ventilsteller entsprechend mit Hydraulikdruck beaufschlagen.
• Vorteile der Erfindung
• Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Steuerung von Gaswechselventilen mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, daß durch die Verknüpfung der beiden zweiten Steuerventile eines Ventilstellerpaars zum gemeinsamen Schließen der beiden als Ein- oder Auslaßventile in einem Verbrennungszylinder der Brennkraftmaschine Verwendeten Gaswechselventile der Berechnungsaufwand für die Generierung der Steuersignale für die Ventilsteuerung reduziert und im Steuergerät ein Steuersignalausgang mit dazugehöriger End- oder Verstärkerstufe eingespart wird. Durch die Beibehaltung der getrennt angesteuerten ersten Steuerventile kann weiterhin der Öffnungshub der Ein- oder Auslaßventile in unterschiedlicher Größe und zeitversetzt durchgeführt werden.
• Durch die in den weiteren Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebene Vorrichtung zur Steuerung von Gaswechselventilen möglich.
• Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die beiden zweiten Steuerventile für ein Ventilstellerpaar als eine bauliche Ventileinheit mit einem gemeinsamen elektrischen Steuereingang ausgebildet. Dadurch wird ein komplettes Steuerventil eingespart und nur eine Signalleitung vom Steuergerät zum Steuereingang der Ventileinheit benötigt.
• Im einfachsten Fall ist gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung die Ventileinheit ein 2/2- Wegemagnetventil mit zwei Schaltstellungen und zwei gesteuerten Ventilanschlüssen, von denen einer an einer Entlastungsleitung und der andere über je eine Verbindungsleitung an den zweiten Arbeitsräumen der beiden Ventilsteller angeschlossen ist. In diesem Fall muß in die Verbindungsleitungen jeweils ein Rückschlagventil mit zu dem 2/2-Wegemagnetventil weisender Durchflußrichtung eingesetzt werden, ihm bei unterschiedlichen Hüben der Gaswechselventile eine Zuströmung von Fluid vorn Ventilsteller des weiter geöffneten Gaswechselventil zu dem Ventilsteller des weniger weit geöffneten Gaswechselventils zu vermeiden. Wird immer dasselbe Gaswechselventil früher oder weiter geöffnet, so genügt es, ein Rückschlagventil nur für den dem anderen weniger weit oder früh öffnenden Gaswechselventil zugeordneten Ventilsteller vorzusehen. Bei der Auslegung des Steuersignals ist noch zwischen 1- und 2-Ventilbetrieb zu unterscheiden, d. h. ob eines oder beide Gaswechselventile geschlossen werden müssen, da sich dies auf die Schließgeschwindigkeit der Gaswechselventile auswirkt. Durch die schnellere Absteuerung des Fluid aus dem Ventilsteller läßt sich im 1-Ventilbetrieb eine schnellere Schließbewegung erreichen.
• Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Ventileinheit ein 3/2-Wegemagnetventil mit zwei Schaltstellungen und drei gesteuerten Ventilanschlüssen, von deren ein erster Ventilanschluß mit einer Entlastungsleitung verbunden ist und die beiden gleichzeitig auf den ersten Ventilanschluß aufschaltbaren weiteren Ventilanschlüsse mit je einem zweiten Arbeitsraum des Ventilstellerpaars verbunden sind. Hier können die Rückschlagventile in den Verbindungsleitungen zwischen der Ventileinheit und den beiden Ventilstellern entfallen, wenn der den Ventilauslaß bildende Ventilanschluß, der mit der Entlastungsleitung verbunden ist, im geöffneten Zustand so groß dimensioniert wird, daß eine Fluidrückströmung von dem einen der weiteren Ventilanschlüsse zu dem anderen der weiteren Ventilanschlüsse vermieden wird. Auch hier muß allerdings bei der Auslegung der Steuersignale zwischen 1- und 2-Ventilbetrieb unterschieden werden.
• Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Ventileinheit ein 4/2-Wegemagnetventil mit zwei Schaltstellungen und vier gesteuerten Ventilanschlüssen, von denen ein erster Ventilanschluß und ein zweiter Ventilanschluß jeweils mit einer Entlastungsleitung verbunden ist und der auf dem ersten Ventilanschluß aufschaltbare dritte Ventilanschluß und der auf den zweiten Ventilanschluß aufschaltbare vierte Ventilanschluß mit je einem zweiten Arbeitsraum des Ventilstellerpaars verbunden ist. Vorzugsweise sind der erste und zweite Ventilanschluß an getrennt zu einem Fluidreservoir führenden Entlastungsleitungen angeschlossen. Bei dieser Ausbildung der Ventileinheit ergeben sich immer gleiche Schließgeschwindigkeiten der Gaswechselventile, unabhängig davon, ob ein Gaswechselventil geöffnet ist oder beide Gaswechselventile geöffnet sind. Die Berechnung der Steuersignale wird dadurch stark vereinfacht.
• Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Ventileinheit ein 4/3-Wegemagnetventil mit drei Schaltstellungen und vier gesteuerten Ventilanschlüssen, von denen zwei mit je einer Entlastungsleitung und zwei mit je einem zweiten Arbeitsraum des Ventilstellerpaars verbunden sind. Das 4/3-Wegemagnetventil ist so ausgebildet, daß in einer Schaltstellung beide zweiten Arbeitsräume des Ventilstellerpaars mit einer Entlastungsleitung verbunden sind, in einer weiteren Schaltstellung beide zweite Arbeitsräume des Ventilstellerpaars abgesperrt sind und in einer weiteren Schaltstellung einer der beiden zweiten Arbeitsräume des Ventilstellerpaars gesperrt und der andere mit einer Entlastungsleitung verbunden ist.
• Gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist die Ventileinheit ein 4/4-Wegemagnetventil mit Vier Schaltstellungen und vier gesteuerten Ventilanschlüssen, von denen zwei mit je einer Entlastungsleitung und zwei mit je einem zweiten Arbeitsraum des Ventilstellerpaars verbunden sind. Das 4/4-Wegemagnetventil ist so ausgebildet, daß in einer Schaltstellung die zweiten Arbeitsräume des Ventilstellerpaars mit den Entlastungsleitungen verbunden sind, in einer weiteren Schaltstellung beide zweiten Arbeitsräume abgesperrt sind und in den beiden weiteren Schaltstellungen wechselweise einer der beiden zweiten Arbeitsräume des Ventilstellerpaars mit einer Entlastungsleitung verbunden und der andere abgesperrt ist. In beiden vorstehenden Varianten der Ausbildung der Ventileinheit kann damit eine Erweiterung der Funktion erreicht werden, indem zusätzlich zum gemeinsamen Schließen der Gaswechselventile auch nunmehr die beiden Gaswechselventile zeitversetzt geschlossen werden können.
Zeichnung
• Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
• Fig. 1 ein Schaltbild einer Vorrichtung zur Steuerung von zwei in einem Verbrennungszylinder einer Brennkraftmaschine angeordneten Gaswechselventilen,
• Fig. 2 eine schematisierte Darstellung eines Gaswechselventils in einem Verbrennungszylinder der Brennkraftmaschine,
• Fig. 3 bis 5 jeweils ein Schaltbild einer modifizierten Vorrichtung zur Steuerung von zwei in einen Verbrennungszylinder einer Brennkraftmaschine angeordneten Gaswechselventilen gemäß dreier weiterer Ausführungsbeispiele,
• Fig. 6 und 7 jeweils ein alternatives Ausführungsbeispiel der Ventileinheit in der Vorrichtung gemäß Fig. 5.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
• Die in Fig. 1 im Schaltbild dargestellte Vorrichtung dient zur Steuerung von zwei Gaswechselventilen in einem Verbrennungszylinder einer Brennkraftmaschine, der üblicherweise mit zwei Einlaßventilen und zwei Auslaßventilen ausgestattet ist. Die beiden Gaswechselventile 10 bilden dabei die Einlaßventile oder die Auslaßventile des Verbrennungszylinders. In Fig. 1 ist lediglich die Steuerung für die beiden Einlaßventile des Verbrennungszylinders dargestellt. Ein gleiches Schaltbild gilt für die beiden Auslaßventile des Verbrennungszylinders. Bei einer Vierzylinder-Brennkraftmaschine mit insgesamt sechzehn Gaswechselventile sind acht Einlaßventile und acht Auslaßventile vorhanden, deren folgerichtige Ansteuerung von einem gemeinsamen elektronischen Steuergerät 30 durchgeführt wird. Bei einer Vierzylinder-Brennkraftmaschine mit zwölf Gaswechselventilen sind in jedem der vier Einzelzylinder zwei Einlaßventile und ein Auslaßventil vorhanden. Nachfolgend wird beispielhaft die Ansteuerung von zwei Einlaßventilen eines Verbrennungszylinders beschrieben. Die gleichen Ausführungen gelten für die übrigen Gaswechselventile in entsprechender Weise.
• Für jedes Gaswechselventil ist in der Vorrichtung ein Ventilsteller 11 vorgesehen, der einen in einem Arbeitszylinder 12 axial verschieblichen Verstellkolben 13 aufweist. Der Stellkolben 13 unterteilt den Arbeitszylinder 12 in zwei von ihm begrenzte, hydraulische Arbeitsräume 121 und 122 und ist mit dem Ventilstößel 14 des Gaswechselventils 10 fest verbunden. In Fig. 2 ist in vergrößerter Darstellung ein Ventilsteller 11 in Verbindung mit dem zugeordneten Gaswechselventil 10 schematisiert dargestellt. Der Ventilstößel 14 trägt an seinem vom Stellkolben 13 abgekehrten Ende eine tellerförmige Ventildichtfläche 15, die zur Steuerung eines Öffnungsquerschnitts mit einer am Gehäuse 16 des Verbrennungszylinders der Brennkraftmaschine ausgebildeten Ventilsitzfläche 17 zusammenwirkt. Der Arbeitszylinder 12 weist insgesamt drei Hydraulikanschlüsse auf, von denen ein Hydraulikanschluß 121a im ersten Arbeitsraum 121 mündet und zwei Hydraulikanschlüsse 122a und 122b im zweiten Arbeitsraum 122 des Arbeitszylinders 12 münden.
• Die Vorrichtung weist weiter eine Druckversorgungseinrichtung 22 auf, die aus einem Fluidreservoir 18, einer Hochdruckpumpe 19, einem Rückschlagventil 20 und einem Speicher 21 zur Pulsationsdämpfung und Energiespeicherung besteht. Der zwischen dem Rückschlagventil 20 und dem Speicher 21 abgegriffene Ausgang 221 der Druckversorgungseinrichtung 22 ist über eine Leitung 23 mit den Hydraulikanschlüssen 121a der beiden Ventilsteller 11 verbunden, so daß die ersten Arbeitsräume 121 der Ventilsteller 11 ständig mit dem am Ausgang 221 der Druckversorgungseinrichtung 22 anstehenden, in etwa konstanten Hydraulikdruck, der auf unterschiedliche Sollwerte geregelt sein kann, beaufschlagt sind.
• Die zweiten Arbeitsräume 122 der Arbeitszylinder sind mittels der Hydraulikanschlüsse 122a und 122b des Arbeitszylinders 12 einerseits über ein erstes elektrisches Steuerventil 24 bzw. 25 an den Ausgang 221 der Druckversorgungseinrichtung 22 und andererseits über hydraulische Verbindungsleitungen 35, 36 und zweite elektrische Steuerventile 25 und 27 an je eine Entlastungsleitung 28 und 29 anschließbar, die ihrerseits im Fluidreservoir 18 münden. Alle Steuerventile 24-27 sind als Schaltventile, und zwar als 2/2-Wegemagnetventile mit Federrückstellung ausgebildet. Als Steuerventile können aber auch Proportionalventile verwendet werden. Die elektrischer Steuereingänge sind über elektrische Signalleitungen 31, 32, 33, 34 an dem elektronischen Steuergerät 30 angeschlossen, wobei die elektrischen Signalleitungen 31 und 32 zu den beiden ersten Steuerventilen 24, 26 von getrennten Signalausgängen 301, 303 mit separaten Endstufen des Steuergeräts 30 abgehen, während die beiden elektrischen Signalleitungen 32 und 34, die zu den beiden zweiten Steuerventilen 25, 27 führen, von einem gemeinsamen Signalausgang 302 mit einer End- oder Verstärkerstufe abgehen.
• Jeder Ventilsteller 11 ist mit dem zugeordneten ersten Steuerventil 24 und zweiten Steuerventil 25 bzw. dem zugeordneten ersten Steuerventil 26 und zweiten Steuerventil 27 in einem Stellergehäuse 35 bzw. 36 integriert, das in Fig. 1 strichliniert angedeutet ist. Zur gemeinsamen Ansteuerung der beiden zweiten Steuerventile 25 und 27 in den beiden Stellergehäusen 35, 36 über den Signalausgang 302 des elektronischen Steuergeräts 30 muß dessen Endstufe entsprechend dimensioniert werden.
• Die Funktionsweise der Vorrichtung zur Steuerung der beiden Einlaßventile bzw. Gaswechselventile 10 ist wie folgt:
  In der in Fig. 1 dargestellten Grundstellung bzw. Ruhestellung sind alle Steuerventile 24-27 stromlos, wobei die ersten Steuerventile 24 und 26 ihre Sperrstellung einnehmen und jeweils den zweiten Arbeitsraum 122 des zugeordneten Ventilstellers 11 gegenüber dem Ausgang 221 der Druckversorgungseinrichtung 22 absperren, während die zweiten Steuerventile 25 und 27 ihre Durchgangsstellung einnehmen und den zweiten Arbeitsraum 122 mit der Entlastungsleitung 28 bzw. 29 verbinden. Durch den im ersten Arbeitsraum 121 eines jeden Ventilstellers 11 herrschenden Systemdruck wird der Stellkolben 13 in Fig. 2 nach oben verschoben, bis die Ventildichtfläche 15 des Gaswechselventils 10 auf der Ventilsitzfläche 17 am Gehäuse 16 des Verbrennungszylinders der Brennkraftmaschine aufliegt. Der Stellkolben 13 nimmt die in Fig. 1 dargestellt Lage innerhalb des Arbeitszylinders 12 des Ventilstellers 11 ein, die Gaswechselventile 10 sind geschlossen.
• Zum Öffnen der beiden Gaswechselventile 10 wird von dem elektronischen Steuergerät 30 ein Steuersignal zum Umsteuern der zweiten Steuerventile 25, 27 generiert, das nach Verstärkung in der Endstufe über den Signalausgang 302 sowohl an den elektrischen Steuereingang des zweiten Steuerventils 25 als auch an den elektrischen Steuereingang des zweiten Steuerventils 27 gelangt. Die zweiten Steuerventile 25, 27 werden dadurch gleichzeitig in ihre Sperrstellung überführt, in welcher sie den zweiten Arbeitsraum 122 gegenüber der Entlastungsleitung 28 bzw. 29 absperren. Zu einem bestimmten Zeitpunkt wird von dem elektronischen Steuergerät 30 über seinen Signalausgang 301 ein verstärktes Steuersignal an den elektrischen Steuereingang des ersten Steuerventils 24 gelegt. Dieses schaltet um und verbindet den zweiten Arbeitsraum 122 mit dem Ausgang 221 der Druckversorgungseinrichtung 22 so, daß nunmehr auch der Systemdruck im zweiten Arbeitsraum 122 des Ventilstellers 11 ansteht. Da die Kolbenfläche des Stellkolbens 13, die den ersten Arbeitsraum 121 begrenzt, kleiner ist als die Kolbenfläche des Stellkolben 13, die den zweiten Arbeitsraum 122 begrenzt, entsteht eine Verschiebekraft, die den Stellkolben 13 in Fig. 1 und in Fig. 2 nach unten bewegt, wodurch das Gaswechselventil 10 geöffnet wird. Die Größe des Öffnungshubs des Gaswechselventils 10 ist von der Öffnungsdauer und Öffnungsgeschwindigkeit des ersten Steuerventils 24 bzw. 26 abhängig. Ist der gewünschte Hub des Gaswechselventils 10 erreicht, so wird die Bestromung des ersten Steuerventils 24 aufgehoben, und das erste Steuerventil 24 fällt in seine Sperrstellung zurück. Der Druck im zweiten Arbeitsraum 122 wird gehalten, so daß das Gaswechselventil 10 den eingenommenen Öffnungshub unverändert beibehält.
• Das elektronische Steuergerät 30 erzeugt je nach Anforderung gleichzeitig oder mit einem Zeitversatz ein Steuersignal für das erste Steuerventil 26, das über den Signalausgang 303 an den elektrischen Steuereingang des ersten Steuerventils 26 gelangt. Dieses schaltet in gleicher Weise in seine Arbeitsstellung um, und über den sich verschiebenden Stellkolben 13 wird das andere Gaswechselventil 10 geöffnet. Dabei kann die Größe des Öffnungshubs gleich oder abweichend von dem Öffnungshub des anderen Gaswechselventils 10 bemessen werden. Auch hier fällt nach Erreichen des gewünschten Öffnungshubs das Steuersignal am Signalausgang 303 des Steuergeräts 30 weg, wodurch das erste Steuerventil 26 in seine Sperrstellung zurückgeht und den unter Druck stehenden zweiten Arbeitsraum 122 absperrt.
• Zum Schließen der beiden Gaswechselventile 10, das zum gleichen Zeitpunkt erfolgt, fällt das Steuersignal am Signalausgang 302 des elektronischen Steuergeräts 30 weg, und die beiden zweiten Steuerventile 25, 27 werden durch die Rückstellkraft der Rückstellfedern in ihre Ruhestellung überführt, in der sie den zweiten Arbeitsraum 122 der beiden Gaswechselventile 11 mit der Entlastungsleitung 28 bzw. 29 verbinden. Der Druck im zweiten Arbeitsraum 122 fällt weg, und durch den im ersten Arbeitsraum 121 der beiden Ventilsteller 11 herrschenden Systemdruck wird der Kolben 13 im Arbeitszylinder 12 in Fig. 1 und 2 nach oben bewegt, bis die beiden Gaswechselventile 10 geschlossen sind.
• Die in Fig. 3 bis 5 dargestellten modifizierten Steuervorrichtungen für ein Paar gleicher Gaswechselventile, z. B. Ein- oder Auslaßventile, in einem Verbrennungszylinder einer Brennkraftmaschine unterscheiden sich von der mit Fig. 1 beschriebenen Steuervorrichtung dadurch, daß die beiden zweiten Steuerventile 25, 27 zur Steuerung des Paars Ventilsteller 11 in Fig. 1 zu einer Ventileinheit 40 zusammengefaßt sind und das Ventilstellerpaar mit der Ventileinheit 40 und den beiden jeweils einem Ventilsteller 11 zugeordneten ersten Steuerventilen 24, 26 in einem gemeinsamen Stellergehäuse 39 integriert sind. Je nach Ausführungsart der Ventileinheit 40 ist - wie in Fig. 3 und 4 - nur noch eine gemeinsame Entlastungsleitung 28 vorhanden oder sind - wie in Fig. 5 - wiederum zwei Entlastungsleitungen 28, 29 getrennt zu den Fluidreservoir 18 geführt. Bezüglich der übrigen Bauteilen stimmen die Steuervorrichtungen gemäß Fig. 3-5 mit der in Fig. 1 überein, so daß gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.
• Bei der Steuervorrichtung gemäß Fig. 3 ist die Ventileinheit 40 ein 2/2-Wegemagnetventil 41 mit Federrückstellung. Es besitzt zwei Schaltstellungen mit zwei gesteuerten Ventilanschlüssen 411 und 412, von denen der Ventilanschluß 411 an der Entlastungsleitung 28 angeschlossen ist. Die beiden von den zweiten Arbeitsräumen 122 der Ventilsteller 11 des Ventilstellerpaars zu der Ventileinheit 40 führenden Verbindungsleitungen 35 und 36 sind an dem anderen Ventilanschluß 412 angeschlossen. In jeder Verbindungsleitung 35, 36 ist ein Rückschlagventil 42 bzw. 43 mit zum 2/2- Wegemagnetventil 41 weisender Durchflußrichtung angeordnet.
• Diese Rückschlagventile 42, 43 verhindern, daß bei unterschiedlichen Hüben der Gaswechselventile 10 eine Fluidzuströmung vom Ventilsteller 11 des weiter geöffneten Gaswechselventils 10 zu dem Ventilsteller 11 des weniger weit geöffneten Gaswechselventlis 10 auftritt. Wird immer ein Gaswechselventil 10 früher oder weiter geöffnet, kann in dem zugeordneten Ventilsteller 11 das Rückschlagventil 42 bzw. 43 in der zur Entlastungsleitung 28 führenden Verbindungsleitung 35 bzw. 36 unter Inkaufnahme einer gewissen Funktionseinschränkung entfallen.
• Die Steuervorrichtung gemäß Fig. 4 unterscheidet sich von der in Fig. 3 lediglich durch eine andere Ausbildung der Ventileinheit 40. Hier ist die Ventileinheit 40 ein 3/2- Wegemagnetventil 44 mit zwei Schaltstellungen und drei gesteuerten Ventilanschlüssen 441, 442 und 443, von denen ein erster Ventilanschluß 441 mit der Entlastungsleitung 28 und die beiden gleichzeitig auf den ersten Ventilanschluß 441 aufschaltbaren weiteren Ventilanschlüsse 442 und 443 über je eine der Verbindungsleitungen 35 und 36 mit einem zweiten Arbeitsraum 122 der beiden Ventilsteller 11 verbunden ist. Der den Ventilauslaß bildende Ventilanschluß 441, der mit der Entlastungsleitung 28 verbunden ist, ist im geöffneten Zustand des 3/2-Wegemagnetventils 44 so groß dimensoniert, daß eine Rückströmung von Fluid von dem einen Ventilanschluß 442 zu dem anderen Ventilanschluß 443 oder umgekehrt vermieden wird. Selbstverständlich besteht im Schließzustand des 3/2-Wegemagnetventils 44 keine Verbindung zwischen den Ventilanschlüssen 442 und 443. Die bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 in den Verbindungsleitungen 35, 36 erforderlichen Rückschlagventile können hier entfallen.
• Bei dem Ausführungsbeispiel der Steuervorrichtung gemäß Fig. 5 ist die Ventileinheit 40 ein 4/2-Wegemagnetventil 45 mit zwei Schaltstellungen und vier gesteuerten Ventilanschlüssen 451-454, von denen ein erster Ventilanschluß 451 an der Entlastungsleitung 28 und ein zweiter Ventilanschluß 452 an der Entlastungsleitung 29 angeschlossen ist, sowie ein auf den ersten Ventilanschluß 451 aufschaltbarer dritter Ventilanschluß 453 an die Verbindungsleitung 35 und ein auf den zweiten Ventilanschluß 452 aufschaltbarer vierter Ventilanschluß 454 an die Verbindungsleitung 36 gelegt ist. Die beiden Verbindungsleitungen 35, 36 führen wiederum zu den zweiten Arbeitsräumen 122 der Ventilsteller 11 des Ventilstellerpaars.
• Mit dieser Ausführung der Ventileinheit 40 ergeben sich - anders als bei den Ausführungen der Ventileinheiten 40 in Fig. 3 und 4 - immer gleiche Schließgeschwindigkeiten der Gaswechselventile 10, unabhängig davon, ob nur ein Gaswechselventil 10 geöffnet ist oder beide Gaswechselventile 10 geöffnet sind. Bei den Ausführungen der Ventileinheit 40 gemäß Fig. 3 und 4 ist dagegen zwischen einem 1-Ventilbetrieb und einem 2-Ventilbetrieb zu unterschieden, da die Tatsache, ob nur ein Gaswechselventil 10 geöffnet ist oder beiden Gaswechselventile 10 geöffnet sind, sich auf die Schließgeschwindigkeit der Gaswechselventile 10 auswirkt. Will man den gleichen Schließzeitpunkt im 1- und 2- Ventilbetrieb erreichen, so müssen die über den Signalausgang 302 des elektronischen Steuergeräts 30 angelegten Steuersignale entsprechend ausgelegt werden.
• Eine Erweiterung der Funktion der Steuervorrichtung gemäß Fig. 5 kann erreicht werden, wenn die Ventileinheit 40 als 4/3-Wegemagnetventil 46 oder als 4/4-Wegemagnetventil 47 realisiert wird. Das 4/3-Wegemagnetventil ist in Fig. 6 und das 4/4-Wegemagnetventil 47 in Fig. 7 im Schaltbild dargestellt. Das 4/3-Wegemagnetventil 46 hat drei Schaltstellungen und vier gesteuerte Ventilanschlüsse 461-464, und das 4/4-Wegemagnetventil 47 hat Vier Schaltstellungen und vier gesteuerte Ventilanschlüsse 471-474. Gegenüber dem in Fig. 5 beschriebenen 4/2- Wegemagnetventil 45 verbindet das 4/3-Wegemagnetventil 46 in einer zusätzlich Schaltstellung den zweiten Arbeitsraum 122 des einen Ventilstellers 11 über die Verbindungsleitung 35 mit der Entlastungsleitung 28, und sperrt den zweiten Arbeitsraum 122 des anderen Ventilstellers 11 durch Abschluß der Verbindungsleitung 36. Damit ist es nicht nur möglich, wie bei den anderen Ventileinheiten 40 in Fig. 3 und 4 die beiden Gaswechselventile 10 zum gleichen Zeitpunkt gemeinsam zu schließen, sondern auch möglich, das eine Gaswechselventil 10 zeitversetzt zu dem anderen anzusteuern.
• Bei dem in Fig. 7 dargestellten 4/4-Wegemagnetventil 47 ist im Vergleich zu dem 4/3-Wegemagnetventil 46 in Fig. 6 in der vierten Schaltstellung der zweite Arbeitsraum 122 des einen Ventilstellers 11 über die Verbindungsleitung 36 mit der Entlastungsleitung 29 verbunden, während der zweiten Arbeitsraum 122 des anderen Ventilstellers 11 über die Verbindungsleitung 35 gesperrt ist. Damit ist es möglich, wahlweise das eine oder andere Gaswechselventil 10 zeitversetzt zu dem anderen Gaswechselventil 10 anzusteuern.
• Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. So können anstelle der in den verschiedenen Ausführungsbeispielen beschriebenen Mehrwegemagnetventile 25, 27, 41, 44, 45, 47 die stromlos offen sind, auch solche eingesetzt werden, die stromlos gesperrt sind.

Claims (10)

1. Vorrichtung zur Steuerung von Gaswechselventilen in Verbrennungszylindern einer Brennkraftmaschine mit jeweils einem Gaswechselventil (10) zugeordneten hydraulischen Ventilstellern (11), die jeweils einen auf das Gaswechselventil (10) wirkenden Stellkolben (13) und zwei von dem Stellkolben (13) begrenzte Arbeitsräume (121, 122) aufweisen, von denen der das Gaswechselventil (10) in Schließrichtung beaufschlagende erste Arbeitsraum (121) ständig mit einem unter Druck stehenden Fluid gefüllt ist und der das Gaswechselventil (10) in Öffnungsrichtung beaufschlagende zweite Arbeitsraum (122) über ein erstes und zweites elektrisches Steuerventil (24 und 25 bzw. 26 und 27) befüll- und entlastbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Steuerventile (25, 27) für ein Paar von Ventilstellern (11), die zwei als Ein- oder Auslaßventile in einem Verbrennungszylinder eingesetzte Gaswechselventile (10) betätigen, von einem gemeinsamen elektrischen Steuersignal angesteuert sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Steuereingänge der beiden zweiten Steuerventile (25, 27) an demselben Signalausgang (302) eines elektronischen Steuergeräts (30) angeschlossen sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden einem Ventilstellerpaar zugeordneten zweiten Steuerventile (25, 27) als eine Ventileinheit (40) mit einem gemeinsamen elektrischen Steuereingang ausgebildet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinheit (40) ein 4/2-Wegemagnetventil (45) mit zwei Schaltstellungen und vier gesteuerten Ventilanschlüssen (451-454) ist, von denen ein erster und ein zweiter Ventilanschluß (451, 452) mit je einer Entlastungsleitung (28, 29) verbunden ist und ein auf den ersten Ventilanschluß (451) aufschaltbarer dritter Ventilanschluß (453) und ein auf den zweiten Ventilanschluß (452) aufschaltbarer vierter Ventilanschluß (454) mit je einem zweiten Arbeitsraum (122) des Ventilstellerpaars verbunden ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinheit (40) ein 3/2-Wegemagnetventil (44) mit zwei Schaltstellungen und drei gesteuerten Ventilanschlüssen (441-443) ist, von denen ein erster Ventilanschluß (441) mit einer Entlastungsleitung (28) verbunden ist und die beiden gleichzeitig auf den ersten Ventilanschluß (441) aufschaltbaren weiteren Ventilanschlüsse (442, 443) mit je einem zweiten Arbeitsraum (122) des Ventilstellerpaars verbunden sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinheit (40) ein 2/2-Wegemagnetventil (41) mit zwei Schaltstellungen und zwei gesteuerten Ventilanschlüssen (411, 412) ist, von denen ein Ventilanschluß (411) an einer Entlastungsleitung (28) und der andere Ventilanschluß (412) über je eine Verbindungsleitung (35, 36) an den zweiten Arbeitsräumen (122) des Ventilstellerpaars angeschlossen ist, und daß in mindestens einer Verbindungsleitung (35, 36) ein Rückschlagventil (42, 43) mit zum 2/2-Wegemagnetventil (41) weisender Durchflußrichtung angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinheit (40) ein 4/3-Wegemagnetventil (46) mit drei Schaltstellungen und vier gesteuerten Ventilanschlüssen (461-464) ist, von denen zwei Ventilanschlüsse (461, 462) mit je einer Entlastungsleitung (28, 29) und zwei Ventilanschlüsse (463, 464) mit je einem Arbeitsraum (122) des Ventilstellerpaars verbunden ist, und daß das 4/3- Wegemagnetventil (46) so ausgebildet ist, daß in einer Schaltstellung beide zweiten Arbeitsräume (122) mit je einer Entlastungsleitung (28, 29) verbunden sind, in einer weiteren Schaltstellung beide zweiten Arbeitsräume (122) abgesperrt sind und in einer dritten Schaltstellung einer der beiden zweiten Arbeitsräume (122) abgesperrt und der andere mit einer Entlastungsleitung (28) verbunden ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinheit (40) ein 4/4-Wegemagnetventil (47) mit vier Schaltstellungen und vier gesteuerten Ventilanschlüssen (471-474) ist, von denen zwei Ventilanschlüsse (471, 472) mit je einer Entlastungsleitung (28, 29) und zwei Ventilanschlüsse (473, 474) mit je einem zweiten Arbeitsraum (122) des Ventilstellerpaars verbunden sind, und daß das 4/4- Wegemagnetventil (47) so ausgebildet ist, daß in einer Schaltstellung die zweiten Arbeitsräume (122) des Ventilstellerpaars mit den Entlastungsleitungen (28, 29) verbunden sind, in einer weiteren Schaltstellung die zweiten Arbeitsräume (122) abgesperrt sind und in den beiden weiteren Schaltstellungen wechselweise einer der beiden zweiten Arbeitsräume (122) mit einer Entlastungsleitung (28 bzw. 29) verbunden und der andere der zweiten Arbeitsräume (122) abgesperrt ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Ventilsteller (11) mit zugeordneten ersten und zweiten Steuerventilen (24, 25 bzw. 26, 27), die vorzugsweise als 2/2-Wegemagnetventile ausgebildet sind, in einem Stellergehäuse (37 bzw. 38) integriert ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3-8, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Ventilsteller (11) eines Ventilstellerpaars und die zugeordneten Steuerventile (24, 26, 40) in einem gemeinsamen Stellergehäuse (39) integriert sind.