專利名稱：氣門機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述的氣門機(jī)構(gòu) (Ventiltriebvorrichtung)。
背景技術(shù)：
已知特別是用于發(fā)動(dòng)機(jī)的、具有控制單元的氣門機(jī)構(gòu)，所述氣門機(jī)構(gòu)設(shè)置成監(jiān)測(cè)切換單元的切換過程，所述切換單元設(shè)置成借助切換滑槽(Schaltkulisse)來切換能軸向移位的凸輪件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的特別是在于，降低切換過程監(jiān)測(cè)的錯(cuò)誤可能。根據(jù)本發(fā)明，所述目的通過獨(dú)立權(quán)利要求的特征來實(shí)現(xiàn)。其它設(shè)計(jì)方案由從屬權(quán)利要求給出。本發(fā)明基于特別是用于發(fā)動(dòng)機(jī)的氣門機(jī)構(gòu)，所述氣門機(jī)構(gòu)具有一控制單元，所述控制單元設(shè)置成監(jiān)測(cè)切換單元的切換過程，所述切換單元設(shè)置成借助切換滑槽來切換能軸向移位的凸輪件。(本發(fā)明)提出控制單元設(shè)置成考慮電壓積分的至少一個(gè)特征量。通過根據(jù)本發(fā)明的設(shè)計(jì)方案，使得由控制單元對(duì)切換過程的監(jiān)測(cè)與單獨(dú)的電壓值無關(guān)，由此能降低所述監(jiān)測(cè)的錯(cuò)誤可能。特別是通過求得電壓積分的特征量而使監(jiān)測(cè)僅與初始狀態(tài)和結(jié)束狀態(tài)相關(guān)，與在初始狀態(tài)和結(jié)束狀態(tài)之間的歷程無關(guān)，由此，例如干擾電壓尖峰引起錯(cuò)誤的可能性很小。“控制單元”特別是應(yīng)理解成具有存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的工作程序的處理單元。“設(shè)置”特別是應(yīng)理解成專門地進(jìn)行設(shè)計(jì)、配置和/或編程。此外，“電壓積分”特別是應(yīng)理解成對(duì)在切換過程中由切換單元產(chǎn)生的電壓的積分?！氨O(jiān)測(cè)切換過程”特別是應(yīng)理解成，監(jiān)測(cè)所設(shè)置的切換過程的無錯(cuò)誤實(shí)施?？刂茊卧貏e是應(yīng)設(shè)置成，監(jiān)測(cè)一切換過程， 在所述切換過程中切換銷由切換銷移出的切換位置移動(dòng)到切換銷移回的基位置。此外，“特征量”應(yīng)理解成一能通過控制單元確定的量，電壓積分的值直接或間接地與所述量相關(guān)，例如借助電容器確定的流動(dòng)電荷量或者由電壓曲線計(jì)算出的特征量。在此，特征量特別是可以近似地確定，例如在數(shù)學(xué)上通過求和來近似電壓積分。此外(本發(fā)明)提出控制單元設(shè)置成，對(duì)至少兩個(gè)在時(shí)間上分開的電壓值求和以用于特征量。通過對(duì)至少兩個(gè)值求和，能特別簡單地確定電壓積分的特征量。在此，原則上可以僅借助加法來計(jì)算特征量。而原則上也可以結(jié)合加法和乘法，例如為各個(gè)加法項(xiàng)加權(quán)。優(yōu)選地，被求和的電壓值的數(shù)量明顯多于兩個(gè)，因?yàn)榫入S著電壓值的數(shù)量而提高。在此，“電壓值”特別是應(yīng)理解成與切換單元在特定時(shí)刻產(chǎn)生的電壓相對(duì)應(yīng)的參數(shù)。優(yōu)選地，控制單元設(shè)置成，監(jiān)測(cè)移回切換過程。由此能避免由于錯(cuò)誤的返回切換過程引起的故障。此外，基于錯(cuò)誤的移回切換過程能推斷出錯(cuò)誤的移出切換過程，所以控制單元還能識(shí)別出錯(cuò)誤的移出切換過程。在此，“移回切換過程”特別是應(yīng)理解成一切換過程，其中使所述切換單元從切換位置切換到中性位置(非作用位置)。在此，特別是通過切換滑槽來對(duì)切換單元進(jìn)行切換。移出切換過程特別是應(yīng)理解成從基位置到切換位置的主動(dòng)切換過程。在本發(fā)明的一種有利設(shè)計(jì)方案中提出控制單元在至少一個(gè)工作模式中設(shè)置成， 與時(shí)間相關(guān)地確定特征量。與時(shí)間相關(guān)地進(jìn)行確定使得特征量的確定特別簡單。由此，特別是在測(cè)量時(shí)間足夠長時(shí)，特征量的值與切換過程的隨時(shí)間變化的歷程無關(guān)。在此，“與時(shí)間相關(guān)地確定”特別是應(yīng)理解成，所述控制單元設(shè)置成以預(yù)定的時(shí)間間隔確定電壓值。在本發(fā)明的一種有利設(shè)計(jì)方案中提出控制單元在至少一個(gè)工作模式中設(shè)置成， 與角度相關(guān)地確定特征量。在此，“與角度相關(guān)地確定”特別是應(yīng)理解成，控制單元設(shè)置成， 以凸輪件和/或凸輪軸的預(yù)定轉(zhuǎn)角間距來確定電壓值。由此能避免復(fù)雜地執(zhí)行與時(shí)間相關(guān)的確定，從而能進(jìn)一步降低錯(cuò)誤可能。原則上還可以考慮與角度相關(guān)和與時(shí)間相關(guān)地進(jìn)行確定，例如在低于凸輪軸和/或凸輪件的一界限轉(zhuǎn)速時(shí)與角度相關(guān)地進(jìn)行確定，而在高于該極限轉(zhuǎn)速時(shí)與時(shí)間相關(guān)地進(jìn)行確定。優(yōu)選地，控制單元設(shè)置成，確定一規(guī)定的區(qū)間(周期)。由此，能簡單地規(guī)定所述確定的結(jié)束點(diǎn)。在此“規(guī)定的區(qū)間”應(yīng)理解成如下的區(qū)間，在該區(qū)間開始時(shí)便規(guī)定該區(qū)間的結(jié)束點(diǎn)ο特別有利的是，區(qū)間長度與時(shí)間相關(guān)。由此能避免不必要的長度的確定，所述確定例如可能會(huì)由于接下來的切換過程而存在錯(cuò)誤。同樣有利的是，所述區(qū)間具有與角度相關(guān)的區(qū)間長度。由此，使區(qū)間長度能有利地與滑槽道的構(gòu)型相協(xié)調(diào)。原則上，區(qū)間長度也可以與時(shí)間相關(guān)和與角度相關(guān)，例如一區(qū)間覆蓋一預(yù)定的角度范圍和一預(yù)定的時(shí)間范圍，該預(yù)定的時(shí)間范圍例如緊隨在該角度范圍后。在本發(fā)明的一種有利設(shè)計(jì)方案中，控制單元設(shè)置成，參照一特征量限值來設(shè)定特征量，所述特征量限值與切換速度無關(guān)。由此可以不必復(fù)雜地確定特征量限值。與切換速度無關(guān)的“特征量限值”特別是應(yīng)理解成一與凸輪件的轉(zhuǎn)速無關(guān)和/或與潤滑劑溫度無關(guān)的特征量限值。在此，切換速度特別是與轉(zhuǎn)速和潤滑劑溫度相關(guān)。此外(本發(fā)明)提出控制單元設(shè)置成，監(jiān)測(cè)所述切換單元?！氨O(jiān)測(cè)切換單元”特別是應(yīng)理解成，關(guān)于不非預(yù)定的切換過程、例如無意的移出和/或移回，控制單元監(jiān)測(cè)所述切換單元。由此，能避免由非預(yù)定的切換過程引起的故障。在本發(fā)明的一種有利設(shè)計(jì)方案中提出所述控制單元具有至少一個(gè)積分電路。在此，“積分電路”特別是應(yīng)理解成一電路，借助所述電路能利用硬件確定所述特征量，例如具有電容器的電路，所述電容器被充電從而提供所述特征量。通過這種實(shí)施方式，可以使用具有特別簡單的硬件的控制單元。


其它優(yōu)點(diǎn)由下面對(duì)附圖的描述給出。本發(fā)明的兩個(gè)實(shí)施例在附圖中示出。附圖、 說明書和權(quán)利要求書包含組合的多個(gè)特征。本領(lǐng)域技術(shù)人員也可以有目的地單獨(dú)考慮這些特征、以及將這些特征組合成合適的其它組合。在附圖中，圖1示出具有切換單元和控制單元的氣門機(jī)構(gòu)，圖2示出一圖表，所述圖表示出切換單元的特性以及通過切換單元產(chǎn)生的電壓關(guān)于時(shí)間的曲線，圖3示出一圖表，所述圖表示出對(duì)于第一轉(zhuǎn)速，通過切換單元產(chǎn)生的電壓關(guān)于時(shí)間的曲線，圖4示出一圖表，所述圖表示出對(duì)于第二轉(zhuǎn)速，通過切換單元產(chǎn)生的電壓關(guān)于時(shí)間的曲線，和圖5示出具有切換單元和可選的控制單元的氣門機(jī)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式圖1示出了用于發(fā)動(dòng)機(jī)的氣門機(jī)構(gòu)。該氣門機(jī)構(gòu)具有一凸輪件12a，該凸輪件12a 以能軸向移位但不能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的方式設(shè)置在凸輪軸15a上。借助切換單元Ila和切換滑槽 13a使凸輪件12a移位。該切換滑槽13a具有一設(shè)計(jì)成槽的滑槽道(Kulissenbahn) 16a。切換單元Ila具有致動(dòng)器17a和切換部件18a。切換部件18a部分設(shè)計(jì)成切換銷 19a，該切換銷19a在切換部件18a的切換位置中移出。在該切換位置中，切換銷19a接合到切換滑槽13a的滑槽道16a中。使切換部件18a移動(dòng)的致動(dòng)器17a具有一電磁單元20a。電磁單元20a包括一設(shè)置在電磁單元的定子22a中的線圈21a。借助該線圈21a能產(chǎn)生一磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)與設(shè)置在切換部件18a中的永磁體23a相互作用。由此能使具有切換銷19a的切換部件18a移出。一芯24a增強(qiáng)通過電磁單元20a產(chǎn)生的磁場(chǎng)。如果線圈21a不通電，則永磁體23a與周圍材料相互作用。在中性位置中，永磁體 23a特別是與電磁單元20a的芯24a相互作用，該芯24a由可磁化的材料制成。在切換位置中，永磁體23a與致動(dòng)器17a的定子22a相互作用。在不通電的工作狀態(tài)下，永磁體23a使切換部件18a穩(wěn)定在切換位置或中性位置中。切換單元Ila設(shè)計(jì)成雙穩(wěn)系統(tǒng)，該雙穩(wěn)系統(tǒng)在不通電的狀態(tài)下朝向切換位置或中性位置偏移。在給電磁單元20a通電的工作狀態(tài)下，永磁體23a與電磁單元20a的場(chǎng)相互作用。 在此，根據(jù)永磁體23a和電磁單元20a的極性/極化，能實(shí)現(xiàn)吸引力和互斥力。電磁單元 20a的極性能借助給電磁單元20a通電的電流方向來改變。為了使切換部件18a從其中性位置移出到切換位置，沿著使電磁單元20a和永磁體23a之間形成互斥力的電流方向給電磁單元20a通電。此外，在致動(dòng)器17a中設(shè)置一彈簧單元25a，所述彈簧單元25a同樣對(duì)切換部件 18a施加力。彈簧單元25a的力在與在電磁單元20a和永磁體23a之間的互斥力的方向相應(yīng)的方向上，由此加速切換部件18a的移出過程。滑槽道16a具有軸向的方向分量。如果切換部件18a位于切換位置中，則在凸輪件12a旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)該軸向方向分量對(duì)凸輪件12a施加力，借助所述力使凸輪件12a移位。為了在凸輪件12a移位后使切換部件18a移動(dòng)到其基位置，滑槽道16a具有脫開段26a，在該脫開段26a中槽底27a升高至基圓水平28a。脫開段26a對(duì)切換部件18a施加一使切換部件18a返回的力。在移回切換過程中切換部件18a借助脫開段26a從其切換位置移動(dòng)到中性位置， 在該過程中切換部件18a在第一階段29a中通過永磁體23a與定子22a的相互作用而向切換位置偏移。通過脫開段26a和凸輪件12a的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)使切換部件18a朝向其基位置運(yùn)動(dòng)。通過脫開段26a使切換部件18a與通過永磁體23a與定子22a的相互作用形成的力相反地運(yùn)動(dòng)。在第二階段30a中，切換部件18a脫離槽底27a并通過永磁體23a與芯24a的相互作用而朝向中性位置偏移。通過永磁體23a與芯24a的相互作用使切換部件18a與凸輪件12a的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)無關(guān)地移動(dòng)到其中性位置。在電磁單元20a不通電的移回切換過程中，通過永磁體23a的運(yùn)動(dòng)在線圈21a中感應(yīng)出電壓31a。借助控制單元IOa來確定感生的電壓31a?？刂茊卧狪Oa借助該感生的電壓31a來監(jiān)測(cè)移回切換過程。在此，控制單元IOa特別是監(jiān)測(cè)切換過程是否無錯(cuò)誤以及切換部件18a是否從切換位置切換到中性位置。為了監(jiān)測(cè)移回切換過程，控制單元IOa考慮電壓積分14a的特征量。在此，電壓積分14a基于通過切換過程在線圈21a中感生出、進(jìn)而由切換單元Ila產(chǎn)生的電壓31a。電壓積分14a的值僅與切換部件18a在測(cè)定開始和測(cè)定結(jié)束時(shí)的沖程32a相關(guān)。 對(duì)于在足夠長的區(qū)間上進(jìn)行的測(cè)量，電壓積分14a的值與切換過程的參數(shù)、例如切換部件運(yùn)動(dòng)的切換速度33a無關(guān)。為了確定電壓積分14a的特征量，控制單元IOa在時(shí)間上相繼地確定線圈中感生的電壓31a的電壓值。該特征量通過時(shí)間上相繼的電壓值的和來確定。在第一工作模式中，控制單元IOa與時(shí)間相關(guān)地確定特征量。在此，以預(yù)定的、恒定的時(shí)間間隔來確定電壓值。在此，以約10毫秒的間隔來確定兩個(gè)電壓值。因此，將所述電壓值相加便足以確定特征量。原則上也可以考慮，根據(jù)參數(shù)來規(guī)定時(shí)間間隔以及為每個(gè)電壓值加權(quán)一因數(shù)?？刂茊卧狪Oa確定一規(guī)定的區(qū)間。該區(qū)間的時(shí)間長度對(duì)應(yīng)于切換過程的期望長度。該長度在控制單元IOa中預(yù)先規(guī)定并且可以與其它參數(shù)相關(guān)。特征量在區(qū)間結(jié)束時(shí)具有的特征量值與切換速度33a無關(guān)，切換部件18a以該切換速度33a從其切換位置切換到中性位置。特別是在通過槽底27a使切換部件18a運(yùn)動(dòng)的第一階段29a中，切換速度33a與凸輪件12a的轉(zhuǎn)速相關(guān)。在通過永磁體23a的相互作用使切換部件運(yùn)動(dòng)的第二階段30a中，切換速度33a進(jìn)而電壓31a與凸輪軸的轉(zhuǎn)速無關(guān)。在第二階段30a中，切換速度33a僅與切換單元Ila的參數(shù)、如特別是切換單元的潤滑劑溫度相關(guān)(參見圖2)。對(duì)于與時(shí)間相關(guān)的確定，特征量值與凸輪件12a的轉(zhuǎn)速無關(guān)。為了能識(shí)別出無錯(cuò)誤的切換過程，在控制單元IOa中存儲(chǔ)特征量限值，參照該特征量限值設(shè)定特征量。如果特征量超過特征量限值，則移回切換過程是無錯(cuò)誤的。在此，特征量限值與切換部件的期望切換速度無關(guān)，該期望切換速度特別是與凸輪軸轉(zhuǎn)速和潤滑劑溫度相關(guān)。在第二工作模式中，控制單元IOa與角度相關(guān)地確定特征量。與第一工作模式不同，控制單元IOa在這個(gè)工作模式中對(duì)根據(jù)凸輪件12a的轉(zhuǎn)動(dòng)位置確定的電壓值求和。在此，控制單元IOa使用現(xiàn)有的傳感器裝置(未詳細(xì)示出)。因?yàn)樵谝赃@種方式進(jìn)行確定時(shí)確定一與凸輪件12a的轉(zhuǎn)速相關(guān)的特征量值，所以通過使特征量值除以轉(zhuǎn)速來獲得一與轉(zhuǎn)速無關(guān)的值。從而避免了必須以復(fù)雜方法確定的復(fù)雜關(guān)系。在凸輪件12a的轉(zhuǎn)速高于一界限轉(zhuǎn)速時(shí)，選擇第一工作模式(參見圖3)。在此，在兩個(gè)相繼的電壓值之間的時(shí)間間隔相當(dāng)于控制單元IOa確定電壓值所需的工作時(shí)間。在凸輪件12a的轉(zhuǎn)速低于該界限轉(zhuǎn)速時(shí)，選擇第二工作模式(參見圖4)。此外，控制單元IOa設(shè)置成，在電磁單元20a不通電時(shí)監(jiān)測(cè)切換單元11a。在此，特別是當(dāng)切換部件18a位于切換位置并且原則上切換部件18a可能實(shí)施非預(yù)定的移回切換過程時(shí)，監(jiān)測(cè)切換單元11a。在圖5中示出本發(fā)明的另一實(shí)施例。為了區(qū)分各實(shí)施例，在圖1至圖4的實(shí)施例的附圖標(biāo)記中的字母a在圖5的實(shí)施例的附圖標(biāo)記中替換為字母b。下面的描述基本上局限于與圖1至圖4中的實(shí)施例的不同之處，其中，保持不變部件、特征和功能可參照對(duì)圖1 至圖4實(shí)施例的描述。圖5示意性示出氣門機(jī)構(gòu)的一種可選實(shí)施例。氣門機(jī)構(gòu)具有一帶積分電路34b的控制單元10b。積分電路34b借助與電磁單元20b的線圈21b連接的電容器35b實(shí)現(xiàn)?？刂茊卧狪Ob設(shè)置成，確定電容器35b的電壓值。在切換單元的切換部件18b的切換過程中，在未通電的電磁單元20b的線圈21b 中感生出電壓，在該切換過程中電容器35b被充電。在此，流動(dòng)到電容器35b上的電荷量形成感生電壓的電壓積分14b。電容器35b的能借助控制單元IOb確定的電壓值與流動(dòng)電荷量成比例。因此，該電壓值直接形成特征量，借助所述特征量能確定電壓積分14b。原則上可以考慮另外的電路(在圖5中未示出)，該電路用于補(bǔ)充和/或優(yōu)化積分電路34b。例如可以考慮，為積分電路34b補(bǔ)充一放大電路，該放大電路增強(qiáng)感生電壓進(jìn)而降低由電容器35b弓丨起的誤差。
權(quán)利要求
1.一種特別是用于發(fā)動(dòng)機(jī)的氣門機(jī)構(gòu)，所述氣門機(jī)構(gòu)具有一控制單元(10a;10b)，所述控制單元設(shè)置成，監(jiān)測(cè)切換單元(lla;llb)的切換過程，所述切換單元用于借助切換滑槽(13a;13b)切換能軸向移位的凸輪件(12 ;12b)，其特征在于，所述控制單元(Ila5Ilb) 設(shè)置成，考慮電壓積分(Ha;14b)的至少一個(gè)特征量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣門機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述控制單元(IOa)設(shè)置成，對(duì)至少兩個(gè)在時(shí)間上分開的電壓值求和以用于特征量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的氣門機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述控制單元(10a;10b)設(shè)置成，監(jiān)測(cè)移回切換過程。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的氣門機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述控制單元(IOa)在至少一個(gè)工作模式中設(shè)置成，與時(shí)間相關(guān)地確定所述特征量。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的氣門機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述控制單元(IOa)在至少一個(gè)工作模式中設(shè)置成，與角度相關(guān)地確定特征量。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的氣門機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述控制單元(10a; 10b)設(shè)置成，確定一規(guī)定的區(qū)間。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的氣門機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述區(qū)間具有與時(shí)間相關(guān)的區(qū)間長度。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的氣門機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述區(qū)間具有與角度相關(guān)的區(qū)間長度。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的氣門機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述控制單元(10a; 10b)設(shè)置成，參照一特征量限值來設(shè)定特征量，所述特征量限值與切換速度無關(guān)。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的氣門機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述控制單元(10a; 10b)設(shè)置成，監(jiān)測(cè)所述切換單元(Ila5Ilb)0
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的氣門機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述控制單元(IOb)具有至少一個(gè)積分電路(34b)。
12.一種用于氣門機(jī)構(gòu)的方法，所述氣門機(jī)構(gòu)特別是用于發(fā)動(dòng)機(jī)，所述方法用于監(jiān)測(cè)切換單元(lla;llb)的切換過程，所述切換單元用于借助切換滑槽(13a ;1北)切換能軸向移位的凸輪件(1 ；12b)，其特征在于，為所述監(jiān)測(cè)考慮電壓積分(1 ； 14b)的至少一個(gè)特征量。
全文摘要
本發(fā)明基于一種特別是用于發(fā)動(dòng)機(jī)的氣門機(jī)構(gòu)，所述氣門機(jī)構(gòu)具有控制單元(10a；10b)，所述控制單元設(shè)置成，監(jiān)測(cè)切換單元(11a；11b)的切換過程，所述切換單元被設(shè)置成借助切換滑槽(13a；13b)切換能軸向移位的凸輪件(12；12b)。本發(fā)明提出，控制單元(11a；11b)設(shè)置成，考慮電壓積分(14a；14b)的至少一個(gè)特征量。
文檔編號(hào)F01L1/34GK102171420SQ200980117956
公開日2011年8月31日 申請(qǐng)日期2009年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月17日
發(fā)明者M·格雷戈?duì)? R·雅各比 申請(qǐng)人:戴姆勒股份公司