DE19922746A1

DE19922746A1 - Hydraulic setting unit operating process, e.g. for camshaft, involving using hydraulic pressure to break off pressurizing of setting chamber and locking element

Info

Publication number: DE19922746A1
Application number: DE19922746A
Authority: DE
Inventors: Werner Rottstegge; Andreas Wolf
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1999-05-18
Filing date: 1999-05-18
Publication date: 2000-11-23

Abstract

The operating process involves pressurizing a setting chamber with hydraulic pressure to alter the position of the element to be set. A locking element is set by a spring and released by hydraulic pressure. The pressurizing of the setting chamber and of the locking element is broken off if no movement takes place within a set time. After a set rest period, another attempt to move the element is made.

Description

Die Erfindung betrifft ein Betriebsverfahren für eine hydraulische Verstellein heit, insbesondere eine Nockenwellen-Verstelleinheit einer Brennkraftma schine, wobei durch Beaufschlagung einer Verstellkammer mit Hydraulik druck eine Änderung der Position eines zu verstellenden Elementes veran laßt wird, falls ein zumindest in einer bestimmten Position des zu verstellen den Elementes durch Federvorspannung aktiviertes Verriegelungselement zuvor seinerseits durch Beaufschlagung mit Hydraulikdruck deaktiviert wur de. Zum technischen Umfeld wird beispielshalber auf die DE 197 22 133 A1 oder die US 4,858,572 verwiesen.The invention relates to an operating method for a hydraulic adjustment unit, in particular a camshaft adjustment unit of an internal combustion engine machine, by loading an adjustment chamber with hydraulics print a change in the position of an element to be adjusted is left, if one at least in a certain position to adjust the element activated by spring bias locking element had previously been deactivated by the application of hydraulic pressure de. For example, DE 197 22 133 A1 describes the technical environment or referred to US 4,858,572.

An einer hydraulischen Verstelleinheit ist ein durch Federvorspannung akti viertes Verriegelungselement, welches diese Verstelleinheit bzw. deren zu verstellendes Element in zumindest einer bestimmten Position halten kann, insofern von Vorteil, als bei aktiviertem Verriegelungselement die entspre chende Position nicht auf hydraulischem Wege gehalten werden muß, so daß der Energiebedarf der hydraulischen Verstelleinheit reduziert wird. Fer ner ist ein solches Verriegelungselement dann von Vorteil, wenn kein Hy draulikdruck zur Verfügung steht und dabei die Verstelleinheit dennoch exakt in einer bestimmten Position gehalten werden muß. Dabei kann ein derarti ges Verriegelungselement unterschiedlich ausgebildet sein, bspw. bzw. be vorzugt jedoch so wie in den beiden o. g. Schriften gezeigt, nämlich in Form eines längs seiner Achse verschiebbaren Bolzens, der durch Einwirkung ei nes Federelementes in eine formschlüssige Verbindung mit dem zu verstel lenden Element der Verstelleinheit gebracht wird.On a hydraulic adjustment unit is acti by spring preload fourth locking element, which this adjustment unit or its can hold the adjusting element in at least one specific position, to the extent that when the locking element is activated, this corresponds correct position does not have to be held hydraulically, so that the energy requirement of the hydraulic adjustment unit is reduced. Fer Such a locking element is advantageous when no Hy Draulikdruck is available and the adjustment unit is still accurate must be held in a certain position. Such a ges locking element be formed differently, for example. or be but preferably as in the two above. Writings shown, namely in form of a bolt which can be displaced along its axis and which acts by ei Nes spring element in a positive connection with which to adjust ling element of the adjusting unit is brought.

Im bevorzugten Anwendungsfall der vorliegenden Erfindung, nämlich im Falle einer hydraulischen Nockenwellen-Verstelleinheit einer Brennkraftma schine, mit Hilfe derer die Phasenlage der die Brennkraftmaschinen- Gaswechselventile betätigenden Nockenwelle gegenüber der Brennkraftma schinen-Kurbelwelle verändert werden kann, steht nun bei stillgesetzter Brennkraftmaschine kein Hydraulikdruck zur Verfügung. Letzterer wird näm lich üblicherweise vom Schmierölsystem der Brennkraftmaschine abgegrif fen, d. h. von der Brennkraftmaschinen-Schmierölpumpe erzeugt. Bei stillge setzter Brennkraftmaschine (bzw. bei nicht vorhandenem Hydraulikdruck) ist das Verriegelungselement der Verstelleinheit somit aktiviert, d. h. das zu ver stellende Element der Verstelleinheit wird durch das federbelastete Verrie gelungselement in einer definierten, bestimmten Position gehalten. Dies ist auch erforderlich, da die Nockenwelle für einen beabsichtigten (erfolgreichen) Start der Brennkraftmaschine eine genau definierte Winkel position (relativ zur Brennkraftmaschinen-Kurbelwelle) einnehmen muß.In the preferred application of the present invention, namely in In the case of a hydraulic camshaft adjusting unit of an internal combustion engine with the help of which the phase position of the internal combustion engine Gas exchange valves actuating camshaft in relation to the internal combustion engine machine crankshaft can be changed, is now at a standstill Internal combustion engine no hydraulic pressure available. The latter is named Lich usually tapped from the lubricating oil system of the internal combustion engine fen, d. H. generated by the engine lubricating oil pump. At stillge set internal combustion engine (or in the absence of hydraulic pressure) the locking element of the adjustment unit is thus activated, d. H. to ver adjusting element of the adjustment unit is by the spring-loaded Verrie gelungselement held in a defined, specific position. This is also required because the camshaft is intended for an (Successful) start of the internal combustion engine at a precisely defined angle position (relative to the engine crankshaft).

Andererseits kann es erwünscht sein, nach einem erfolgten Start der Brenn kraftmaschine deren Nockenwelle so bald als möglich in eine andere Positi on zu bringen, so daß die Verstelleinheit bereits kurz nach einem erfolgten Brennkraftmaschinen-Start ihre Funktion aufnehmen sollte. Nun kann aber unter gewissen Randbedingungen direkt anschließend an einen Start der Brennkraftmaschine der zur Verfügung stehende Hydraulikdruck (bzw. Schmieröldruck) noch nicht ausreichend hoch sein, um das Verriegelungs element gegen die auf dieses wirkende Federkraft deaktivieren zu können, d. h. der Hydraulikdruck ist noch nicht ausreichend hoch, um die Federvor spannkraft, durch welche das Verriegelungselement in seine aktivierte Stel lung gebracht und in dieser gehalten wird, zu überwinden und somit das Ver riegelungselement aus dieser (aktivierten) Stellung in die andere (deaktivierte) Stellung zu bewegen.On the other hand, it may be desirable to start burning after the start engine whose camshaft moves to another position as soon as possible bring on, so that the adjustment unit shortly after one Internal combustion engine start should start. But now under certain conditions immediately after the start of the Internal combustion engine the available hydraulic pressure (or Lubricating oil pressure) still not be high enough to lock to be able to deactivate the element against the spring force acting on it, d. H. the hydraulic pressure is not yet high enough to advance the spring clamping force, through which the locking element in its activated position brought and held in this, to overcome and thus the Ver locking element from this (activated) position to the other to move (deactivated) position.

Wird jedoch gleichzeitig die Verstellkammer des Verstellelementes mit Hy draulikdruck beaufschlagt, so kann dies zu einem Verklemmen des Verrie gelungselementes führen. Ist die Verstelleinheit sowie das Verriegelungs element bspw. so ausgebildet wie in den eingangs genannten Schriften ge zeigt, so wird bei einer Beaufschlagung der Verstellkammer mit Hydraulik druck das zu verstellende Element minimal bewegt, wodurch das bolzenarti ge Verriegelungselement in der im zu verstellenden Element vorgesehenen Aufnahme, in welches der aktivierte Verriegelungsbolzen eingreift, ver klemmt. Unter widrigen Umständen kann diese somit entstandene Klemm verbindung zumindest durch den maximal verfügbaren Hydraulikdruck, mit welchem das Verriegelungselement normalerweise bewegt, d. h. deaktiviert wird, nicht mehr gelöst werden.However, if the adjustment chamber of the adjustment element with Hy pressure applied, this can lead to jamming of the lock guide element. Is the adjustment unit and the locking element, for example, is formed as in the fonts mentioned at the beginning shows, when the adjustment chamber is acted upon by hydraulics pressure moves the element to be adjusted minimally, whereby the bolt art ge locking element provided in the element to be adjusted Recording, in which the activated locking bolt engages ver stuck. Under adverse circumstances, this can result in clamping connection at least by the maximum available hydraulic pressure, with which the locking element normally moves, i.e. H. deactivated will no longer be solved.

Eine Abhilfemaßnahme für diese geschilderte Problematik aufzuzeigen, ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung.A remedial measure for these problems is to be shown Object of the present invention.

Die Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, daß die Beauf schlagung der Verstellkammer sowie des Verriegelungselementes mit Hy draulikdruck abgebrochen wird, falls innerhalb einer gewissen Zeitspanne seit Ingangsetzen einer Verstellanforderung keine Positionsänderung des zu verstellenden Elementes erfolgt, und daß nach Verstreichen einer Ruhezeit eine erneute Verstellanforderung mit einer erneuten Beaufschlagung der Verstellkammer sowie des Verriegelungselementes mit Hydraulikdruck er geht. The solution to this problem is characterized in that the Beauf Beat the adjustment chamber and the locking element with Hy draulic pressure is canceled if within a certain period of time since starting an adjustment request no change in position of the adjusting element takes place, and that after elapse of a rest period a new adjustment request with a renewed application of the Adjustment chamber and the locking element with hydraulic pressure goes.

Erfindungsgemäß wird mit Vorliegen einer Verstellanforderung stets sowohl die Verstellkammer als auch das aktivierte Verriegelungselement im wesent lichen gleichzeitig mit Hydraulikdruck beaufschlagt. Erfolgt daraufhin die ge wünschte Positionsänderung des zu verstellenden Elementes, was bspw. mittels eines geeigneten Sensors überwacht bzw. gemessen werden kann, so ist auf diese Weise eine schnellstmögliche Verstellung gewährleistet. Wird jedoch innerhalb einer gewissen Zeitspanne, die üblicherweise für eine der artige (erfolgreiche) Verstellung benötigt wird, die gewünschte Verstellbewe gung bzw. Positionsänderung des zu verstellenden Elementes nicht erzielt, so wird sowohl der in der Verstellkammer der Verstelleinheit als auch der am Verriegelungselement angelegte Hydraulikdruck zurückgenommen, so daß weder am Verriegelungselement noch in der Verstellkammer ein nennens werter Hydraulikdruck anliegt. Dies kann durch geeignete Hydraulik- Steuerventile initiiert werden, wodurch ein oben eingangs beschriebenes Verklemmen des Verriegelungselementes verhindert werden kann.According to the invention, when there is an adjustment request, both the adjustment chamber and the activated locking element essentially at the same time acted upon by hydraulic pressure. The ge Desired position change of the element to be adjusted, which, for example. can be monitored or measured using a suitable sensor, this ensures the fastest possible adjustment. Becomes however, within a period of time that is customary for one of the like (successful) adjustment is required, the desired adjustment movement not achieve or change the position of the element to be adjusted, so both in the adjustment chamber of the adjustment unit and the Locking element applied hydraulic pressure withdrawn, so that neither on the locking element nor in the adjustment chamber hydraulic pressure is present. This can be done using suitable hydraulic Control valves are initiated, whereby one described above Jamming of the locking element can be prevented.

Jedoch soll die gewünschte Verstellbewegung weiterhin durchgeführt wer den, weshalb nach Verstreichen einer sog. Ruhezeit (bspw. in der Größen ordnung von 1 Sekunde) eine neuerliche Verstellanforderung ergeht, d. h. nach dieser Ruhezeit werden sowohl die Verstellkammer als auch das akti vierte Verriegelungselement neuerlich mit Hydraulikdruck beaufschlagt. In den meisten (kritischen) Fällen wurde nun während dieser Ruhezeit im ent sprechenden Hydrauliksystem (d. h. im bevorzugten Anwendungsfall im Schmierölsystem der Brennkraftmaschine) ein derart hoher Druck aufgebaut, daß das Verriegelungselement sicher und schnell gegen die Kraft des be sagten Federelementes in seine deaktivierte Stellung bewegt und daraufhin die gewünschte Positionsänderung des zu verstellenden Elementes umge setzt werden kann. However, the desired adjustment movement should continue to be carried out which is why after a so-called rest period has elapsed (e.g. in sizes order of 1 second) there is a new adjustment request, d. H. After this rest period, both the adjustment chamber and the acti fourth locking element again acted upon by hydraulic pressure. In most (critical) cases were now in the ent during this rest period speaking hydraulic system (i.e. in the preferred application in Lubricating oil system of the internal combustion engine) built up such a high pressure, that the locking element safely and quickly against the force of the be said spring element moved into its deactivated position and then the desired change in position of the element to be adjusted vice versa can be set.

Sollte jedoch auch bei diesem zweiten Versuch eine Verstellung des zu ver stellenden Elementes bzw. eine Deaktivierung des Verriegelungselementes nicht möglich sein, so wird (analog zum ersten Versuch) die Beaufschlagung mit Hydraulikdruck abgebrochen und nach Ablauf der Ruhezeit wieder neu aufgenommen. Spätestens nach einigen derartigen Versuchen kann das Verriegelungselement sicher aus seiner aktivierten Stellung in seine deakti vierte Stellung bewegt werden, ggf. kann hierdurch eine anfängliche leichte Verklemmung des Verriegelungselementes gelöst werden. Dabei sei darauf hingewiesen, daß mit der beschriebenen Strategie generell bei allgemeinen Regelvorgängen aus einer Verriegelungsposition herausgefahren werden kann.However, should an adjustment of the ver constituting element or a deactivation of the locking element is not possible, then (analogous to the first attempt) the application canceled with hydraulic pressure and again after the rest period added. After a few such attempts at the latest Locking element safely from its activated position to its deakti fourth position can be moved, possibly an initial slight Jamming of the locking element can be released. Be careful pointed out that with the strategy described in general for general Control processes are moved out of a locking position can.

Claims

Operating method for a hydraulic adjustment unit, in particular a camshaft adjustment unit of an internal combustion engine, a change in the position of an element to be adjusted being caused by acting on an adjustment chamber with hydraulic pressure, if an element activated at least in a certain position of the element to be adjusted by spring preloading locking element previously was in turn deactivated by the application of hydraulic pressure, characterized in that the application of pressure to the adjusting chamber and the locking element with hydraulic pressure is terminated if no change in position of the element to be adjusted occurs within a certain period of time since the start of an adjustment request, and that after the elapse of one Rest time comes a new adjustment request with a renewed application of the adjustment chamber and the locking element with hydraulic pressure.