Variabler Ventiltrieb / Valvetronic

Um den Kraftstoffverbrauch zu vermindern, wurde der variable Ventiltrieb entwickelt.

Die dem Motor zugeführte Luftmenge wird nicht durch die Drosselklappe sondern durch den variablen Hub der Einlassventile eingestellt. Durch eine elektrisch verstellbare Exzenterwelle verändert sich über Zwischenhebel die Wirkung der Nockenwelle auf die Rollenschlepphebel. Daraus ergibt sich ein veränderbarer Hub der Ventile.

Die Drosselklappe wird nur noch im Start und für Notlauffunktionen verwendet. In allen anderen Betriebszuständen ist die Klappe soweit geöffnet, dass sie nur noch eine sehr geringe Drosselwirkung besitzt. Für die Tankentlüftung ist z.B. noch ein gewisser Unterdruck notwendig.

Aus der Stellung des Fahrpedals und anderer Größen wird im Motorsteuergerät die zugehörige Stellung des variablen Ventiltriebs berechnet. Der variable Ventiltrieb wird durch ein eigenes Steuergerät und Stellmotor bewegt. Der Stellmotor ist am Zylinderkopf angebaut und treibt über einen Schneckentrieb die Exzenterwelle im Ölraum des Zylinderkopfes an.

Die Kommunikation zwischen Motorsteuergerät und Valvetronic-Steuergerät findet über einen eigenen LoCAN-Bus statt. Alle Funktionen werden im Motorsteuergerät berechnet. Das Valvetronic-Steuergerät wertet die Signale des Positionsgebers aus und steuert den Verstellmotor der Exzenterwelle.

Positionserfassung

Die aktuelle Stellung der Exzenterwelle wird durch einen speziellen Positionssensor erfasst. Der Sensor ist mit zwei unabhängigen Winkelaufnehmern ausgestattet. Die Motorsteuerung regelt über den elektrischen Antrieb die Stellung so lange nach, bis die momentane Position der Sollstellung entspricht. Aus Sicherheitsgründen werden zwei Winkelaufnehmer mit gegenläufigen Kennlinien verwendet. Die beiden Signale werden dem Valvetronic-Steuergerät in digitaler Form übermittelt.

Beide Potentiometer werden vom Valvetronic-Steuergerät mit 5V versorgt.

Überwachung der Signalspannungen

Die beiden Signale des Positionsgebers werden durch das Valvetronic-Steuergerät dauernd überwacht. Geprüft wird, ob sich die Signale innerhalb des zulässigen Bereiches befinden, das heißt , ob kein Kurzschluss oder Sensordefekt vorliegt.

Die beiden Signale dürfen nicht voneinander abweichen.

Beim Auftreten eines Fehlers wird die Exzenterwelle auf maximal mögliche Ventilöffnung gestellt. Die Luftmenge wird nun durch die Drosselklappe begrenzt. Falls eine Erkennung der momentanen Lage nicht möglich ist, werden die Ventile ungeregelt maximal geöffnet.

Überwachung der Stellung der Exzenterwelle

Das Valvetronic-Steuergerät prüft laufend, ob die Istlage der Solllage der Exzenterwelle entspricht. Dadurch kann eine schwergängige Mechanik erkannt werden. Im Fehlerfall werden die Ventile so weit wie möglich geöffnet und die Luftzufuhr durch die Drosselklappe geregelt.

Ist dem Motorsteuergerät durch einen LoCAN-Bus-Fehler die Kommunikation mit dem Valvetronic-Steuergerät nicht möglich, wird durch eine separate Leitung (P_VVTEN) eine Not-Kommunikation aufgebaut.

Lernfunktion / Adaption

Um die richtige Ventilöffnungshöhe zu erreichen, müssen alle Toleranzen im Ventiltrieb durch eine Adaption ausgeglichen werden. Bei diesem Lernvorgang wird langsam an die mechanischen Verstellgrenzen der Exzenterwelle gefahren. Die damit erreichten Positionen werden gespeichert und dienen in jedem Betriebspunkt als Grundlage zur Berechnung des momentanen Ventilhubs.

Der Lernvorgang läuft automatisch ab, falls z.B. nach einer Reparatur ein Unterschied zwischen der letzten Abstellposition und der neuen Startposition (bei Klemme 15 ein) erkannt wird. Auch kann die Adaption über den DIS-plus-Tester angefordert werden.

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