DE102013219078B4 - Multi-locking of a camshaft adjuster - Google Patents

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Abstract

Hydraulischer Nockenwellenversteller (1) des Flügelzellentyps, mit einem Stator (2) und mit einem im Regelbetrieb darin verdrehbar angeordneten Rotor (3), wobei der Rotor (3) und der Stator (2) wenigstens zwei zwischen ihnen angeordnete und durch einen rotorfesten Flügel (5) getrennte Arbeitskammern (6) ausbilden, die von einer Hydraulikmittelversorgungseinrichtung mit Hydraulikmittel befüllbar sind, wobei zumindest ein Verriegelungspin (28) vorhanden ist, der im Verriegelungszustand den Rotor (3) drehfest zum Stator (2) festlegt, wobei der Verriegelungspin (28) mit einem ihn im Bedarfsfall auslenkenden aktiven Druckspeicher (9) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Verriegelungspin (28) und der aktive Druckspeicher (9) so in Wechselbeziehung miteinander stehen, dass der Verriegelungspin (28) am Drehfestlegen des Rotors (3) relativ zum Stator (2) gehindert ist und ein Ausgang (21) eines des Vorratsraums (13) unterhalb eines Ausgangs der Druckmittelleitung (20) angeordnet ist.Hydraulic camshaft adjuster (1) of the vane cell type, with a stator (2) and with a rotor (3) arranged therein so that it can rotate during normal operation, the rotor (3) and the stator (2) at least two arranged between them and fixed by a rotor ( 5) form separate working chambers (6) which can be filled with hydraulic medium from a hydraulic medium supply device, at least one locking pin (28) being present which, in the locked state, fixes the rotor (3) in a rotationally fixed manner relative to the stator (2), the locking pin (28) is connected to an active pressure accumulator (9) which deflects it if necessary, characterized in that the locking pin (28) and the active pressure accumulator (9) are interrelated in such a way that the locking pin (28) relative to the rotational fixing of the rotor (3) to the stator (2) is prevented and an outlet (21) of one of the storage space (13) is arranged below an outlet of the pressure medium line (20).

Description

Gebiet der ErfindungField of invention

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Nockenwellenversteller des Flügelzellentyps, mit einem Stator und mit einem im Regelbetrieb darin verdrehbar angeordneten Rotor, wobei der Rotor und der Stator zwischen ihnen angeordnete, wenigstens zwei durch einen rotorfesten Flügel getrennte Arbeitsräume, d.h. Arbeitskammern, ausbilden, die von einer Hydraulikmittelversorgungseinrichtung (etwa einer Ölpumpe) mit Hydraulikmittel (wie Öl) befüllbar sind, wobei zumindest ein Verriegelungspin vorhanden ist, der im Verriegelungszustand den Rotor drehfest zum Stator festlegt, wobei der Verriegelungspin mit einem ihn im Bedarfsfall auslenkenden aktiven Druckspeicher verbunden ist, der vorzugsweise separat von der Hydraulikmittelversorgungseinrichtung ist.The invention relates to a hydraulic camshaft adjuster of the vane cell type, with a stator and with a rotor which is rotatably arranged therein during normal operation, the rotor and the stator between them forming at least two working spaces, i.e. working chambers, which are arranged between them and separated by a rotor-fixed wing, which are provided by a hydraulic medium supply device (such as an oil pump) can be filled with hydraulic medium (such as oil), at least one locking pin being present which, in the locked state, fixes the rotor in a rotationally fixed manner to the stator, the locking pin being connected to an active pressure accumulator which deflects it if necessary and which is preferably separate from the Hydraulic fluid supply device is.

Aus dem Stand der Technik, etwa der WO 2012/ 171 670 A1, ist bereits ein Nockenwellenversteller für eine Nockenwelle in einem Kraftfahrzeug, wie einem PKW, einem LKW oder einem ähnlichen Nutzfahrzeug, mit einer Verbrennungskraftmaschine bekannt. Es wird auch ein Verfahren zum Verriegeln eines Rotors eines hydraulischen Nockenwellenverstellers relativ zu einem Stator des Nockenwellenverstellers beschrieben.A camshaft adjuster for a camshaft in a motor vehicle, such as a car, a truck or a similar utility vehicle, with an internal combustion engine is already known from the prior art, for example WO 2012/171 670 A1. A method for locking a rotor of a hydraulic camshaft adjuster relative to a stator of the camshaft adjuster is also described.

Ähnliche Verfahren sind bereits aus der DE 10 2004 048 070 A1 bekannt. Dort ist beispielsweise ein Verfahren zum Betreiben einer hydraulisch betätigten Nockenwellenverstellvorrichtung oder einer hydraulisch betätigten Vorrichtung zum Verändern der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Verbrennungskraftmaschine eines Fahrzeugs bekannt, wobei die Verbrennungskraftmaschine durch eine Fahrzeugelektrik bzw. Fahrzeugelektronik gesteuert bzw. geregelt wird und wobei die Vorrichtung mindestens ein elektrisch angesteuertes hydraulisches Ventil zur Beeinflussung des Flusses von Hydrauliköl durch die Vorrichtung aufweist, wobei ferner das mindestens eine Ventil beim Start der Verbrennungskraftmaschine bereits vor dem Erreichen der Leerlaufdrehzahl mit einem vorgegebenen Strom (IA) beaufschlagt wird.Similar procedures are already from the DE 10 2004 048 070 A1 known. There, for example, a method for operating a hydraulically actuated camshaft adjusting device or a hydraulically actuated device for changing the control times of gas exchange valves of an internal combustion engine of a vehicle is known, the internal combustion engine being controlled or regulated by vehicle electronics or vehicle electronics, and the device at least one electrically controlled hydraulic valve for influencing the flow of hydraulic oil through the device, wherein furthermore the at least one valve is acted upon with a predetermined current (I A ) when the internal combustion engine is started before the idling speed is reached.

Aus dem Stand der Technik sind auch Mittenverriegelungskonzepte für Nockenwellenversteller bekannt, die mit zwei Pins, also zwei Verriegelungspins, arbeiten. Die Pins können auch als Zapfen, Bolzen oder allgemein als Sperrelemente bezeichnet werden.Center locking concepts for camshaft adjusters that work with two pins, that is to say two locking pins, are also known from the prior art. The pins can also be referred to as pins, bolts or generally as locking elements.

Weiterer Stand der Technik ist aus der DE 10 2008 005 277 A1 und der EP 2 589 793 A1 bekannt.Further prior art is from DE 10 2008 005 277 A1 and the EP 2 589 793 A1 known.

Bisherige Mittenverriegelungskonzepte oder Endanschlagskonzepte ermöglichen immer nur eine definierte Startposition. In modernen Verbrennungskraftmaschinen/Motoren können abhängig vom Startzustand des Motors aber verschiedene Startpositionen notwendig sein, was bisher nicht oder nicht einfach möglich war. Während es bisher nur bekannt war, entweder in einer Früh- oder einer Spät- oder in einer Zwischenposition, nämlich der Mittenverriegelungsposition, den Nockenwellenversteller zu verriegeln, sollen nun wenigstens zwei oder besser drei Verriegelungspositionen erreicht werden können. Eine dafür geeignete Ansteuerung ist ebenfalls gewünscht.Previous center locking concepts or end stop concepts only ever allow a defined start position. In modern internal combustion engines / motors, depending on the starting state of the engine, different starting positions may be necessary, which was previously not possible or not easily possible. While it was previously only known to lock the camshaft adjuster either in an early position or a late position or in an intermediate position, namely the central locking position, at least two or better three locking positions should now be able to be achieved. A suitable control is also desired.

Es soll möglich werden, von einem Mittenverriegelungskonzept vor dem Start abzuweichen, um Ventilsteuerzeiten der Verbrennungskraftmaschine so einzustellen, dass Brennverfahren nach dem Miller- oder Atkinson-Prinzip möglich werden. Beim Atkinson-Prinzip schließt das Einlassventil sehr spät, während es hingegen beim Miller-Prinzip sehr früh schließt, nämlich noch während des Ansaugens. Dies führt in beiden Fällen zu einer verringerten Zylinderfüllung und durch den kürzeren wirksamen Verdichtungshub zu einer Effizienzsteigerung in beiden Kreisprozessen. Nun ist eine Verbrennungskraftmaschine mit so verringerter Verdichtung allerdings nicht immer unter allen Betriebsbedingungen startfähig. Hier kann Abhilfe geboten werden.It should be possible to deviate from a center locking concept before the start in order to set the valve timing of the internal combustion engine so that combustion processes based on the Miller or Atkinson principle are possible. With the Atkinson principle, the inlet valve closes very late, while with the Miller principle it closes very early, namely during the intake process. In both cases, this leads to a reduced cylinder charge and, due to the shorter effective compression stroke, to an increase in efficiency in both cycle processes. Now, however, an internal combustion engine with such reduced compression cannot always be started under all operating conditions. A remedy can be offered here.

Insbesondere dann, wenn die Verbrennungskraftmaschine noch nicht ihre Betriebstemperatur erreicht hat, also das Kühlwasser noch nicht zwischen 80 °C und 100 °C erreicht hat, soll trotzdem eine gute Startleistung des Motors erreicht werden. Ferner soll der Motor mit nur geringem Emissionsausstoß zündbar sein. Andererseits soll auch ein gutes Startverhalten bei bereits üblichen Start/Stopp-Systemen gewährleistet sein.In particular, when the internal combustion engine has not yet reached its operating temperature, that is, the cooling water has not yet reached between 80 ° C. and 100 ° C., a good starting performance of the engine should nevertheless be achieved. Furthermore, the engine should be ignitable with only low emissions. On the other hand, good starting behavior should also be guaranteed in the case of start / stop systems that are already in use.

Letztlich sollen die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile vermieden werden und ein Einsatz in modernen Verbrennungskraftmaschinen, welche immer öfter mit Start/Stopp-Automatiken ausgestattet sind, ein Startvorgang im kalten Zustand (Key on Start) ermöglicht werden, beispielsweise unter Vorwahl einer Mittenverriegelungsposition, aber auch bei einem Kaltstart. Es soll immer eine ausreichende Kompression im Brennraum erzeugt werden.Ultimately, the disadvantages known from the prior art are to be avoided and use in modern internal combustion engines, which are increasingly equipped with automatic start / stop systems, enables a cold start process (key on start), for example by preselecting a central locking position, but also with a cold start. Sufficient compression should always be created in the combustion chamber.

Während die ideale Startposition bei einem automatischen Start/Stopp-Start im warmen Zustand eine Startposition in der Spätposition oder der Frühposition, also der entsprechenden Verriegelungsposition, erforderlich macht, sollen Mittel vorgehalten werden, um hier einen effizienten Betrieb zu ermöglichen. In Abhängigkeit vom Temperaturzustand des Motors sollte deshalb erst bei der Startphase der Verbrennungskraftmaschine die beste Startposition erreicht werden.While the ideal start position for an automatic start / stop start in the warm state requires a start position in the late position or the early position, i.e. the corresponding locking position, resources should be kept available to enable efficient operation here. Depending on the temperature of the engine, the Internal combustion engine the best starting position can be achieved.

Verschiedene Startpositionen sollen somit in Abhängigkeit von dem Zustand der Verbrennungskraftmaschine vorwählbar sein. Es soll somit ein Nockenwellenversteller zur Verfügung gestellt werden, der im Startfall, gesteuert durch die Steuerelektronik des Motors, eine gewünschte von mindestens zwei Verriegelungspositionen einnehmen kann.Different starting positions should therefore be preselectable depending on the state of the internal combustion engine. A camshaft adjuster is thus to be made available which, when starting, controlled by the control electronics of the engine, can assume a desired of at least two locking positions.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen hydraulischen Nockenwellenversteller erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Verriegelungspin und der aktive Druckspeicher so in Wechselbeziehung miteinander stehen, dass der Verriegelungspin am Drehfestlegen des Rotors relativ zum Stator gehindert ist.This object is achieved in a generic hydraulic camshaft adjuster according to the invention in that the locking pin and the active pressure accumulator are interrelated in such a way that the locking pin is prevented from locking the rotor in rotation relative to the stator.

Erfindungsgemäß ist ein Ausgang des Vorratsraums, und vorzugsweise auch der Vorratsraum selbst, unterhalb eines Ausgangs der Druckmittelleitung, etwa unterhalb einer Unterkante der Nockenwelle, insbesondere im Bereich der Zuführung des Hydraulikmittels zur Nockenwelle, angeordnet sind. Auf diese Weise kann ein Leerlaufen des aktiven Druckspeichers verhindert werden und ein schnelles Anspringen der Verstellkinematik erzwungen werden.According to the invention, an outlet of the storage space, and preferably also the storage space itself, are arranged below an outlet of the pressure medium line, approximately below a lower edge of the camshaft, in particular in the area of the supply of the hydraulic medium to the camshaft. In this way, the active pressure accumulator can be prevented from running empty and the adjustment kinematics can be forced to start quickly.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Vorrichtung sind durch die Unteransprüche beansprucht.Advantageous embodiments of the device are claimed by the subclaims.

So ist es von Vorteil, wenn der aktive Druckspeicher unterhalb einer Rotationsachse einer mit dem Rotor verbindbaren Nockenwelle angeordnet ist. Unter dem Begriff „unterhalb“ wird eine solche Anordnung verstanden, die von der Schwerkraft definiert ist.It is therefore advantageous if the active pressure accumulator is arranged below an axis of rotation of a camshaft that can be connected to the rotor. The term “below” is understood to mean an arrangement that is defined by gravity.

Es ist von Vorteil, wenn der aktive Druckspeicher einen, etwa mittels eines verformbaren Kolbens verkleinerbaren Vorratsraum für Hydraulikmittel, wie Öl, aufweist, aus dem über eine Druckmittelleitung das Hydraulikmittel in das Innere eines Rotors verbringbar ist, beispielsweise durch das Innere der Nockenwelle hindurch.It is advantageous if the active pressure accumulator has a reservoir for hydraulic medium, such as oil, which can be reduced in size by means of a deformable piston, from which the hydraulic medium can be brought into the interior of a rotor via a pressure medium line, for example through the interior of the camshaft.

Es ist insbesondere von Vorteil, wenn nicht nur ein Verriegelungspin, sondern zwei Verriegelungspins oder sogar mehr Verriegelungspins eingesetzt werden. Es ist dann nicht notwendig, beim Verriegeln eine Drehbewegung des Rotors relativ zum Stator abzubremsen. Ein präziseres Verriegeln ist die Folge.It is particularly advantageous if not only one locking pin but two locking pins or even more locking pins are used. It is then not necessary to brake a rotational movement of the rotor relative to the stator when locking. The result is more precise locking.

Wenn der aktive Druckspeicher so ausgebildet ist, dass er zum Ausstoßen von Hydraulikmittel aufgrund eines Steuersignals, etwa eines von einem Schaltventil gewandelten elektrischen Signals, vorbereitet ist, so kann das Verriegeln effizient geregelt oder gesteuert werden.If the active pressure accumulator is designed in such a way that it is prepared for ejecting hydraulic medium on the basis of a control signal, for example an electrical signal converted by a switching valve, the locking can be regulated or controlled efficiently.

Es ist ferner von Vorteil, wenn der Vorratsraum ein Volumen V1 aufweist, das größer als das Volumen VLeitung der Leitungsstrecke vom Ausgang des Vorratsraums bis zu den Arbeitsräumen zuzüglich des Volumens VVCP Chamber der Arbeitsräume ist. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass immer ausreichend Öl für ein Verdrehen des Rotors relativ zum Stator bzw. zum Verriegelungspin-Einfahren-Verhindern vorhanden ist, selbst wenn die Verbrennungskraftmaschine nicht läuft. Die Ölleitung zwischen dem aktiven Druckspeicher und dem Versteller sollte möglichst kurz sein, da ein gering gehaltenes Ölvolumen, die Leitung schneller befüllen lässt. Zum restlichen Schmiersystem sollte die Leitung während des Motorstarts abgegrenzt sein, z.B. mittels eines Rückschlagventils in der eigentlichen Zuflussleitung.It is also advantageous if the storage space has a volume V 1 that is greater than the volume V line of the line section from the outlet of the storage space to the work spaces plus the volume V VCP Chamber of the work spaces. In this way, it is ensured that there is always sufficient oil to rotate the rotor relative to the stator or to prevent the locking pin from being retracted, even when the internal combustion engine is not running. The oil line between the active pressure accumulator and the adjuster should be as short as possible, since a low oil volume allows the line to be filled more quickly. The line should be separated from the rest of the lubrication system when the engine is started, for example by means of a check valve in the actual supply line.

Als besonders vorteilhaft hat es sich herausgestellt, wenn ein Zentralventil in den Rotor eingesetzt ist, durch welches Hydraulikmittel des aktiven Druckspeichers den Arbeitsräumen und/oder einer zur Aufnahme des Verriegelungspins ausgelegten Kulisse zuführbar ist. Einerseits kann eine Rotation des Rotors dadurch erzwungen werden und andererseits ein Überspringen einer Verriegelungsposition, wie der Mittenverriegelungsposition, durch den oder die Verriegelungspins erreicht werden. Ein Übergang von einer Frühverriegelungsposition zu einer Spätverriegelungsposition ist somit ebenfalls möglich.It has been found to be particularly advantageous if a central valve is inserted into the rotor, through which hydraulic medium of the active pressure accumulator can be fed to the working spaces and / or to a gate designed to accommodate the locking pin. On the one hand, a rotation of the rotor can thereby be forced and, on the other hand, a locking position, such as the central locking position, can be skipped by the locking pin or pins. A transition from an early locking position to a late locking position is thus also possible.

Wenn zwei Verriegelungspins vorhanden sind, die in eine Kulisse einfahrbar sind, beispielsweise in eine Mittenverriegelungskulisse, so kann einfach eine Mittenverriegelungsposition durch die Pins fixiert werden.If there are two locking pins that can be moved into a link, for example into a center locking link, a center locking position can simply be fixed by the pins.

Dabei ist auch von Vorteil, wenn zusätzlich oder alternativ einer von diesen Verriegelungspins in eine weitere Kulisse einfahrbar gelagert ist, wobei die Kulissen voneinander getrennt sind. Diese weitere Kulisse kann eine Spätverriegelungskulisse oder eine Frühverriegelungskulisse sein, also eine Spätverriegelungsposition oder eine Frühverriegelungsposition realisieren. Die Mittenverriegelungsposition wird auch als MLP (Midlock Position) verstanden, wobei die durch die Spätverriegelungsposition bestimmte Position als Retard Position verstanden wird. Die Frühverriegelungsposition kann auch als Advance Position bezeichnet werden.It is also advantageous if, in addition or as an alternative, one of these locking pins is mounted such that it can be moved into a further link, the links being separated from one another. This further gate can be a late locking gate or an early locking gate, that is to say realize a late locking position or an early locking position. The middle locking position is also understood as MLP (midlock position), the position determined by the late locking position being understood as the retard position. The early locking position can also be referred to as the advance position.

Um eine gute Regelbarkeit/Steuerbarkeit des Nockenwellenverstellers zu ermöglichen, ist es von Vorteil, wenn zwischen den Arbeitsräumen und dem aktiven Druckspeicher ein 5/5-Wegeventil oder ein 4/3-Wegeventil und ein 3/2-Wegeventil eingesetzt ist.To enable good controllability / controllability of the camshaft adjuster, it is advantageous if a 5/5-way valve or a 4/3-way valve and a 3/2-way valve is used between the working spaces and the active pressure accumulator.

Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor relativ zum Stator in einer Früh- und/oder Spät- und/oder Mittenposition drehfest über die Verriegelungspins festlegbar ist.An advantageous embodiment is characterized in that the rotor can be fixed in a rotationally fixed manner relative to the stator in an early and / or late and / or central position via the locking pins.

Dabei ist es von Vorteil, wenn der Rotor in einer wenigstens 5 Grad von der Spätposition verdrehten Position am Stator drehfest verriegelbar ist oder verriegelt ist.It is advantageous here if the rotor can be locked or locked in a rotationally fixed manner on the stator in a position rotated at least 5 degrees from the retarded position.

Ein Verfahren zum Verriegeln eines Rotors eines hydraulischen Nockenwellenverstellers relativ zu einem Stator des Nockenwellenverstellers, wobei über wenigstens einen Verriegelungspin der Rotor zum Stator in einer Mittenposition und zusätzlich in einer Früh- oder Spätposition verriegelbar ist und ein Hydraulikmittel eines von einer zum Befüllen von Arbeitskammern zwischen dem Rotor und dem Stator vorgesehenen Hydraulikmittelversorgungseinrichtung separaten aktiven Druckspeichers zum Einwirken auf eine Längsbewegung des Verriegelungspins genutzt wird, wird bereitgestellt.A method for locking a rotor of a hydraulic camshaft adjuster relative to a stator of the camshaft adjuster, wherein the rotor can be locked to the stator in a central position and additionally in an early or late position via at least one locking pin, and a hydraulic means is one of one for filling working chambers between the Rotor and the stator provided hydraulic medium supply device separate active pressure accumulator is used to act on a longitudinal movement of the locking pin, is provided.

Es ist ferner von Vorteil, wenn in einem solchen Verfahren der erfindungsgemäße hydraulische Nockenwellenversteller eingesetzt ist.It is also advantageous if the hydraulic camshaft adjuster according to the invention is used in such a method.

Ferner ist es von Vorteil, wenn das Hydraulikmittel des aktiven Druckspeichers zum Einwirken auf eine Drehbewegung des Rotors und/oder zum Verhindern des Einfahrens des Verriegelungspins oder mehrerer Verriegelungspins in eine Mittenverriegelungskulisse genutzt wird.It is also advantageous if the hydraulic medium of the active pressure accumulator is used to act on a rotational movement of the rotor and / or to prevent the locking pin or several locking pins from moving into a central locking link.

Mit anderen Worten wird ein Nockenwellenversteller-Design vorgestellt, welches zwei oder mehr Verriegelungspositionen erlaubt, und eine Strategie im Motorsteuergerät vorgestellt, welche durch Zuhilfenahme eines aktiven Druckspeichers eine Veränderung der Position beim Motorstart ermöglicht. Probleme beim Entriegeln, wie sie bei Nockenwellenverstellern auftreten, die einen einzigen konischen Pin nutzen, werden verhindert. Insbesondere ist der Einsatz von zwei Verriegelungspins hier von Vorteil, auch wenn immer ein Minimalspiel vorhanden bleibt. Die Verriegelungspins können über den Umfang verteilt werden. Allerdings sollten sich die Verriegelungspins nicht um exakt 180 Grad gegenüberliegen, da sonst Nachteile bei zu großem Verriegelungsspiel auftreten. Dies ist dadurch bedingt, dass sich die Fertigungstoleranzen summieren. Trotzdem sollten die beiden Verriegelungspins wenigstens einen gewissen Abstand voneinander über den Umfang gesehen aufweisen.In other words, a camshaft adjuster design is presented which allows two or more locking positions, and a strategy in the engine control unit is presented which, with the aid of an active pressure accumulator, enables the position to be changed when the engine is started. Unlocking problems, such as those encountered with phasers that use a single conical pin, are prevented. The use of two locking pins is particularly advantageous here, even if there is always a minimum amount of play. The locking pins can be distributed over the circumference. However, the locking pins should not be exactly 180 degrees opposite each other, as this would result in disadvantages if the locking play is too large. This is due to the fact that the manufacturing tolerances add up. Nevertheless, the two locking pins should have at least a certain distance from one another over the circumference.

Zwei Verriegelungspins, die federbedingt axial in eine Mittenverriegelungskulisse einrasten, wenn der Winkel zwischen dem Rotor und dem Stator dies zulässt, sind dabei von Vorteil. In diesem eingerasteten Zustand blockieren diese beiden Verriegelungspins die Bewegung des Rotors in Richtung Entfernung von der Mittenposition / Mittenverriegelungsposition.Two locking pins, which, due to the spring, snap axially into a central locking link if the angle between the rotor and the stator allows this, are advantageous. In this locked state, these two locking pins block the movement of the rotor in the direction away from the center position / center locking position.

Einer dieser beiden Verriegelungspins kann weiterhin in eine Verriegelungskulisse einriegeln, die am Spätanschlag des Verstellbereichs liegt, oder alternativ kann der andere Verriegelungspin in eine Verriegelungskulisse einriegeln, die am Frühanschlag des Verstellbereichs liegt.One of these two locking pins can still lock into a locking link that is located on the late stop of the adjustment area, or alternatively the other locking pin can lock into a locking link that is located on the early stop of the adjustment area.

Die Hydraulikmittelversorgung, beispielsweise die Ölversorgung, zu der Mittenverriegelungskulisse wird über ein 5/5-Wegeventil gesteuert. Die Ölversorgung zu der Spätverriegelungskulisse wird über eine sogenannte A-Kammer des Verstellers gesteuert. Dies wäre alternativ auch für die Verriegelungskulisse in Früh möglich, wie auch die Versorgung aus einer B-Kammer.The hydraulic medium supply, for example the oil supply, to the central locking link is controlled via a 5/5-way valve. The oil supply to the late locking gate is controlled via a so-called A-chamber of the adjuster. Alternatively, this would also be possible for the locking gate in the morning, as well as the supply from a B-chamber.

Um beim Motorstart/Verbrennungskraftmaschinenstart während der Anlassphase eine Veränderung der Verriegelungsposition entweder von der Mitte nach Spät/Früh oder von Spät/Früh in die Mitte zu ermöglichen, nutzt die Erfindung einen aktiven Druckspeicher, der so gestaltet ist, dass er Motoröl auch während einer längeren Stillstandphase speichern kann und beim Motorstart entriegelt wird, womit dieses gespeicherte Ölvolumen die Aktivierung der Entriegelung in einer Position und die Bewegung hin zur anderen Position ermöglicht.In order to enable a change in the locking position either from the middle to late / early or from late / early to the middle when starting the engine / internal combustion engine start-up during the starting phase, the invention uses an active pressure accumulator which is designed so that it also stores engine oil during a longer period Can store standstill phase and is unlocked when the engine is started, so this stored oil volume enables the activation of the unlocking in one position and the movement to the other position.

Zu Ansteuerung des Entriegelungs-, Bewegungs- und erneuten Verriegelungsvorgangs ist eine Strategie zur Bestromung des Stellglieds, etwa eines Magneten, möglich, wie nachfolgend noch beschrieben wird.A strategy for energizing the actuator, such as a magnet, is possible to control the unlocking, movement and renewed locking process, as will be described below.

Um ein Rückhalten einer ausreichenden Ölmenge im Druckspeicher zu gewährleisten, sollte der Druckspeicher unterhalb der Nockenwellenachse angeordnet sein und sollten alle Zufuhr- und Abfuhrleitungen von oben zum Druckspeicher führen, um ein Leerlaufen des Druckspeichers zu verhindern. Das Volumen des Druckspeichers muss so gewählt werden, dass genügend Öl verbleibt, um die leergelaufenen Arbeitskammern / Arbeitsräume (Variable Camshaft Phaser-Kammern) und deren Zufuhrkanäle zu füllen, Leckagen auszugleichen und wenigstens eine komplette Verstellbewegung zu ermöglichen. Ist der aktive Druckspeicher unterhalb eines Zuführbereiches eines Nockenwellenverstellers, insbesondere einer Nockenwelle, vorhanden, kann auf Dichtungen verzichtet werden, womit im Stillstand der Verbrennungskraftmaschine das Öl nicht an der gleichen Stelle austritt und der aktive Druckspeicher nicht leerläuft.In order to ensure that a sufficient amount of oil is retained in the pressure accumulator, the pressure accumulator should be arranged below the camshaft axis and all supply and discharge lines should lead to the pressure accumulator from above in order to prevent the pressure accumulator from running empty. The volume of the pressure accumulator must be selected so that enough oil remains to fill the empty working chambers / working spaces (variable camshaft phaser chambers) and their supply channels, to compensate for leaks and to allow at least one complete adjustment movement. If the active pressure accumulator is present below a supply area of a camshaft adjuster, in particular a camshaft, seals can be dispensed with, so that when the internal combustion engine is at a standstill, the oil does not exit at the same point and the active pressure accumulator does not run empty.

Mit anderen Worten wird eine Integration eines aktiven und zu- sowie abschaltbaren Druckspeichers in ein Nockenwellenverstellsystem vorgestellt. Beim Abstellen der Verbrennungskraftmaschine/des Motors soll durch die Strategie des Steuergeräts der Nockenwellenversteller nach Früh verfahren werden. Wenn die Verbrennungskraftmaschine wieder gestartet wird, schleppt die Reibung der Nockenwelle den Nockenwellenversteller in Richtung der Spätposition. Dabei wird nun, wenn der Druckspeicher nicht eingeschaltet ist, und der Verriegelungsmechanismus an der Mittenverriegelungsposition angekommen ist, dort einrasten.In other words, the integration of an active pressure accumulator that can be switched on and off in a camshaft adjustment system is presented. When the internal combustion engine / the engine is switched off, the strategy of the control unit should move the camshaft adjuster to the advance. When the internal combustion engine is started again, the friction of the camshaft drags the camshaft adjuster in the direction of the retarded position. In this case, if the pressure accumulator is not switched on and the locking mechanism has arrived at the central locking position, it will snap into place there.

Wenn der Druckspeicher, der über Kanäle mit den Einrastvertiefungen/Kulissen für die Verriegelungspins/Riegelpins verbunden ist, eingeschaltet ist, hindert das von ihm ausströmende Öl die Verriegelungspins daran, in der Mittenposition einzurasten. Die Mittenposition wird „überfahren“, wodurch der Nockenwellenversteller ganz durchfährt und erst im Spätanschlag dort verriegelt.When the pressure accumulator, which is connected to the latching recesses / scenes for the locking pins / locking pins via channels, is switched on, the oil flowing out of it prevents the locking pins from locking in the central position. The center position is “overrun”, which means that the camshaft adjuster moves right through and only locks there when it comes to a late stop.

Die Verbindung der Riegelpineinrastvertiefungen mit einem „normal“ C-Ölkanal kann dabei durch ein Schaltventil freigegeben werden.The connection of the locking pin engagement recesses with a "normal" C oil channel can be released by a switching valve.

Letztlich werden mindestens zwei Verriegelungspositionen vom Nockenwellenversteller eingenommen, wovon eine eine Spätverriegelungsposition ist. Der aktive Druckspeicher ist vom Motorölsystem aufladbar und von einer elektrischen Steuerung zu- oder abschaltbar. Es kann ein Schaltventil eingesetzt werden, welches den vom Kontrollsystem des Nockenwellenverstellers zur Kontrolle des Verriegelungspins gesteuerten Ölfluss zu- und abschalten kann.Ultimately, at least two locking positions are assumed by the camshaft adjuster, one of which is a late locking position. The active pressure accumulator can be charged by the engine oil system and switched on or off by an electrical control. A switching valve can be used which can switch on and off the oil flow controlled by the control system of the camshaft adjuster to control the locking pin.

Ein Ersatz eines elektrischen Nockenwellenverstellers kann erreicht werden, wodurch die Kosten in Relation zu diesem um ein Vielfaches reduziert werden. Es können nun in großen Stückzahlen effiziente Nockenwellenversteller produziert werden und an Verbrennungskraftmaschinen eingesetzt werden.A replacement of an electric camshaft adjuster can be achieved, whereby the costs in relation to this are reduced many times over. Efficient camshaft adjusters can now be produced in large numbers and used on internal combustion engines.

Die Erfindung wird nachfolgend auch mit Hilfe einer Zeichnung näher erläutert, in der unterschiedliche Ausführungsbeispiele dargestellt sind. Es zeigen:

  • 1 die Anordnung eines aktiven Druckspeichers in einem erfindungsgemäßen hydraulischen Nockenwellenversteller in einer Längsschnittdarstellung,
  • 2 die Verschaltung eines 5/5-Wegeventils mit zwei Arbeitskammern, die eine durch einen Flügel unterteilte Druckkammer bilden,
  • 3 die Verschaltung aus 2, wobei jedoch der Flügel in einer Spätposition angekommen ist,
  • 4 ein Volumenstrom-/elektrischer Regelstrom-Diagramm, welches der Ansteuerung des 5/5-Wegeventils, wie es in dem Ausführungsbeispiel nach 2 eingesetzt ist, zugrunde gelegt ist,
  • 5 eine perspektivische Darstellung eines in dem erfindungsgemäßen hydraulischen Nockenwellenversteller eingesetzten Zentralventils,
  • 6 ein Hydraulikmitteldurchflussmittel-/elektrischer Steuerstrom-Diagramm, ähnlich dem Diagramm aus 4, welches eingesetzt wird, um das Zentralventil aus 5 mit Öl zu versorgen,
  • 7 ein aus drei Teildiagrammen zusammengesetztes Gesamtdiagramm für eine Mittenverriegelungsstrategie bei Stop der Verbrennungskraftmaschine, zu welchem Zeitpunkt eine Verriegelung in der Spätposition realisiert wird, und bei einem dem Abkühlen der Verbrennungskraftmaschine über einen langen Zeitraum die Spätverriegelungsposition verlassen wird und beim Neustart eine Mittenverriegelungsposition aufgesucht wird,
  • 8 eine zur 7 vergleichbare Darstellung eines Gesamtdiagramms, wobei jedoch der Motor nicht abkühlt und eine übliche Start/Stop-Wiederstartsituation vorliegt, wobei eine beim Verbrennungskraftmaschinenabstellen erreichte Mittenverriegelungsposition aufgelöst wird und zum Motorstart eine Spätverriegelungsposition vorgewählt wird,
  • 9 bis 12 den Übergang aus einer Frühposition in eine Spätverriegelungsposition unter Übergehen einer Mittenverriegelungsposition beim Motorstart, und
  • 13 bis 16 die Abfolge des Abstellens des Motors in einer Frühposition und Verbringen des Rotors in eine Mittenverriegelungsposition für den Wiederstart der Verbrennungskraftmaschine.
The invention is explained in more detail below with the aid of a drawing, in which different exemplary embodiments are shown. Show it:
  • 1 the arrangement of an active pressure accumulator in a hydraulic camshaft adjuster according to the invention in a longitudinal sectional view,
  • 2 the connection of a 5/5-way valve with two working chambers that form a pressure chamber divided by a wing,
  • 3 the interconnection 2 , but the wing has arrived in a late position,
  • 4th a volume flow / electrical control flow diagram showing the control of the 5/5-way valve, as in the embodiment according to 2 is used, is based,
  • 5 a perspective view of a central valve used in the hydraulic camshaft adjuster according to the invention,
  • 6th a hydraulic fluid flow / electrical control current diagram, similar to the diagram in FIG 4th which is used to turn the central valve off 5 to supply with oil,
  • 7th an overall diagram composed of three sub-diagrams for a central locking strategy when the internal combustion engine stops, at which point in time a locking is implemented in the retarded position, and when the internal combustion engine cools down over a long period of time, the retarded locking position is left and a central locking position is sought upon restart,
  • 8th one to 7th Comparable representation of an overall diagram, but with the engine not cooling down and a normal start / stop restart situation is present, with a central locking position reached when the internal combustion engine is switched off being released and a late locking position is preselected to start the engine,
  • 9 to 12 the transition from an early position to a late locking position while passing over a central locking position when starting the engine, and
  • 13 to 16 the sequence of switching off the engine in an early position and moving the rotor into a central locking position for restarting the internal combustion engine.

Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen nur dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.The figures are only of a schematic nature and are only used for understanding the invention. The same elements are provided with the same reference symbols.

In 1 ist eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen hydraulischen Nockenwellenverstellers 1 dargestellt. Der Nockenwellenversteller ist ein solcher hydraulischer Nockenwellenversteller, der vom Flügelzellentyp ist, also einen Stator 2 und einen Rotor 3 aufweist, zwischen denen Flügelzellen oder Druckkammern 4 ausgebildet sind. Diese Druckkammern 4 sind in 1 nicht zu erkennen. Eine der Druckkammern 4 ist jedoch in den 2 und 3 zu erkennen. Dort ist auch zu erkennen, dass jede Druckkammer durch einen Flügel 5, der am Rotor 3 drehfest angebracht ist, unterteilt ist. Dadurch werden Arbeitskammern 6 gebildet. Dabei wird eine Arbeitskammer 6 als Spätarbeitskammer A und die andere als Früharbeitskammer B bezeichnet. Die Arbeitskammer 6 kann auch als Arbeitsraum bezeichnet werden.In 1 is a first embodiment of a hydraulic camshaft adjuster according to the invention 1 shown. The camshaft adjuster is such a hydraulic camshaft adjuster that is of the vane cell type, i.e. a stator 2 and a rotor 3 has, between which vane cells or pressure chambers 4th are trained. These pressure chambers 4th are in 1 not recognizable. One of the pressure chambers 4th however, is in the 2 and 3 to recognize. It can also be seen there that each pressure chamber by a wing 5 that on the rotor 3 is rotatably attached, is divided. This creates working chambers 6th educated. It becomes a working chamber 6th referred to as late work chamber A and the other as early work chamber B. The working chamber 6th can also be referred to as a workspace.

Zurückkommend auf 1 wird erläutert, dass in den Rotor 3 ein Zentralventil 7 eingeschraubt ist. Das Zentralventil 7 wird über einen Zentralmagneten 8, nämlich ein Proportionalmagneten, angesteuert. Durch die Ansteuerung werden Ölversorgungskanäle für die Arbeitskammern 6 freigegeben. Von einem nicht dargestellten Pumporgan einer nicht dargestellten Hydraulikmittelversorgungseinrichtung, wie einer Ölpumpe, kann dann Öl in die Arbeitskammern 6 verbracht werden oder Öl aus den Arbeitskammern 6 entfernt werden. Dafür ist auch ein Aufnahmeorgan, wie ein Tank oder eine Ölwanne, angeschlossen. Coming back to 1 it is explained that in the rotor 3 a central valve 7th is screwed in. The central valve 7th is via a central magnet 8th , namely a proportional solenoid, controlled. The control creates oil supply channels for the working chambers 6th Approved. Oil can then be fed into the working chambers from a pumping element, not shown, of a hydraulic medium supply device, not shown, such as an oil pump 6th or oil from the working chambers 6th removed. For this purpose, a receiving element such as a tank or an oil pan is also connected.

Zusätzlich ist jedoch hier auch ein aktiver Druckspeicher 9 vorgesehen. Der Druckspeicher 9 ist unterhalb einer Nockenwellenrotationsachse 10 angeordnet. Die Nockenwellenrotationsachse 10 kann auch kurz als Rotationsachse bezeichnet werden.However, there is also an active pressure accumulator here 9 intended. The pressure accumulator 9 is below a camshaft rotation axis 10 arranged. The camshaft rotation axis 10 can also be referred to as the axis of rotation for short.

Der aktive Druckspeicher 9 weist einen Kolben 11 auf, der über eine Feder 12 vorgespannt ist. Die Feder 12 spannt den Kolben 11 in Richtung eines Vorratsraums 13 vor. Der Vorratsraum 13 weist ein Volumen V1 auf. Ein Aktor 14 ist vorgesehen, um den aktiven Druckspeicher 9 zu entriegeln oder verriegeln. Der Aktor 14 kann als Schaltventil 15 ausgebildet sein. Er kann auch als Magnetventil 16 ausgebildet sein. Der Aktor 14 bewirkt bei Bestromung ein Entriegeln des zur Kompression dienenden Kolbens 11.The active pressure accumulator 9 has a piston 11 on who has a feather 12 is biased. The feather 12 cocks the piston 11 towards a pantry 13 in front. The pantry 13 has a volume V 1 . One actuator 14th is provided to the active pressure accumulator 9 to unlock or lock. The actuator 14th can be used as a switching valve 15th be trained. It can also be used as a solenoid valve 16 be trained. The actuator 14th causes the piston used for compression to be unlocked when energized 11 .

Eine Nockenwelle 17 ist vorgesehen, um mit dem Rotor 3 drehfest verbunden zu sein. An einer Gleitlagerstelle 18 ist ein Ventil 19 vorgesehen, um eine Ölzufuhr von der Ölpumpe zu unterbrechen. Eine Druckmittelleitung 20 ist vorhanden, um einen Ausgang 21 des Vorratsraums 13 mit der Gleitlagerstelle 18 zu verbinden und einen Ölzugang in das Innere der Nockenwelle 17 zu ermöglichen. Das Öl aus dem Inneren der Nockenwelle kann dann in das Innere des Zentralventils 17 dringen und durch die im Bedarfsfall geöffneten Zugänge die Arbeitskammern A oder B erreichen. Die Zufuhr von der Ölpumpe P ist insbesondere von oben (aber auch aus anderen Richtungen möglich), also auf der Oberseite der Nockenwelle 17 am Gleitlager bzw. an der Gleitlagerstelle 18, während die Zufuhr vom aktiven Druckspeicher 9 unten an der Gleitlagerstelle 18 ist.A camshaft 17th is intended to work with the rotor 3 to be rotatably connected. At a plain bearing 18th is a valve 19th provided to interrupt an oil supply from the oil pump. A hydraulic line 20th is present to an exit 21st of the pantry 13 with the plain bearing 18th to connect and an oil inlet in the interior of the camshaft 17th to enable. The oil from the interior of the camshaft can then enter the interior of the central valve 17th penetrate and reach the working chambers A or B through the accesses opened if necessary. The supply from the oil pump P is in particular from above (but also possible from other directions), that is to say on the upper side of the camshaft 17th at the plain bearing or at the plain bearing point 18th while the supply from the active pressure accumulator 9 at the bottom of the plain bearing 18th is.

Es ist auch eine Entlüftung 22 vorgesehen, um Luft aus einem Federraum 23 entfernen zu können - bzw. wieder in den Federraum nachsaugen zu können, wenn der Kolben Öl aus dem Speicher 9 drückt.It's also a vent 22nd provided to air from a spring chamber 23 to be able to remove - or to be able to suck back into the spring chamber when the piston leaves oil from the reservoir 9 presses.

In 2 ist der Einsatz eines 5/5-Wegeventils 24 dargestellt. Das 5/5-Wegeventil 24 hat fünf Zu-/Abgänge und fünf Positionen, die es beim Verstellen einnehmen kann. Die Zu-/Abgänge führen zu der Hydraulikmittelversorgungseinrichtung P, einem Tank T, der Arbeitskammer A, einer Mittenverriegelungskulisse 31 und der Arbeitskammer B. In 2 ist die Mittenverriegelungsposition (MLP) dargestellt. Es ist eine Verbindung 25 zwischen der Arbeitskammer A und einer Spätverriegelungskulisse 26 vorhanden. Dazu weist die Arbeitskammer A einen extra Öffnungsbereich 27 auf.In 2 is the use of a 5/5-way valve 24 shown. The 5/5-way valve 24 has five inlets / outlets and five positions that it can assume when adjusting. The inlets / outlets lead to the hydraulic medium supply device P, a tank T, the working chamber A, and a center locking link 31 and the working chamber B. In 2 the center locking position (MLP) is shown. It's a connection 25th between the working chamber A and a late locking gate 26th available. For this purpose, the working chamber A has an extra opening area 27 on.

Während in 2 die Mittenverriegelungsposition dargestellt ist, ist in 3 die Spätverriegelungsposition dargestellt. Es sind zwei Verriegelungspins 28 vorhanden. Der eine der beiden Verriegelungspins 28 wird als erster Verriegelungspin 29 bezeichnet und der andere der beiden Verriegelungspins 28 als zweiter Verriegelungspin 30. In der Situation in 2 sind beide Verriegelungspins 29 und 30 in einer Mittenverriegelungskulisse 31 eingeriegelt. In dem Zustand in 3 ist der erste Verriegelungspin 29 in der Spätverriegelungskulisse 26 eingeriegelt und der zweite Verriegelungspin 30 in der Mittenverriegelungskulisse 31 eingeriegelt. Es besteht also an den Positionen der beiden Kulissen 26 und 31 mit dem jeweiligen Verriegelungspin 29 bzw. 30 ein Formschluss.While in 2 the center lock position is shown in FIG 3 the late locking position shown. There are two locking pins 28 available. One of the two locking pins 28 is used as the first locking pin 29 and the other of the two locking pins 28 as a second locking pin 30th . In the situation in 2 are both locking pins 29 and 30th in a center locking gate 31 locked in. In the state in 3 is the first locking pin 29 in the late locking backdrop 26th locked and the second locking pin 30th in the center locking gate 31 locked in. So it exists at the positions of the two scenes 26th and 31 with the respective locking pin 29 or. 30th a form fit.

In 4 ist ein Durchfluß-/Strom-Diagramm dargestellt, wobei auf der Horizontalachse der elektrische Strom I eingetragen ist und auf der Vertikalachse der Hydraulikmitteldurchfluss Q eingetragen ist. Am ganz linken Ende des Diagramms ist die Hydraulikmittelversorgungseinrichtung P, welche ein vom aktiven Druckspeicher 9 separates Bauteil ist, mit der Arbeitskammer B verbunden, wohingegen die Arbeitskammer A mit dem Tank verbunden ist. Am ganz rechten Diagrammrand ist die Hydraulikmittelversorgungseinrichtung P mit der Arbeitskammer A verbunden und die Arbeitskammer B mit dem Tank verbunden.In 4th a flow / current diagram is shown, the electrical current I being entered on the horizontal axis and the hydraulic medium flow rate Q being entered on the vertical axis. At the far left end of the diagram is the hydraulic medium supply device P, which is one of the active pressure accumulator 9 separate component is connected to the working chamber B, whereas the working chamber A is connected to the tank. On the very right edge of the diagram, the hydraulic medium supply device P is connected to the working chamber A and the working chamber B is connected to the tank.

Es sind fünf Bereiche 1, 2, 3, 4 und 5 im Diagramm erkennbar, die auch in 6 dargestellt sind. In den Bereichen 1 und 5 liegt ein Verriegelungskommando/ein Verriegelungsbefehl vor. In den Abschnitten 2 und 4 ist keine Verriegelung erreicht und auch keine hydraulische Einspannung des Flügels 5 bewirkt. Die hydraulische Einspannung des Flügels 5 ist allerdings bei einem Bereich 3 erzwungen.There are five areas 1, 2, 3, 4 and 5 in the diagram, which are also shown in 6th are shown. There is a locking command / locking command in areas 1 and 5. In Sections 2 and 4, no locking is achieved and no hydraulic clamping of the wing 5 causes. The hydraulic clamping of the wing 5 is, however, forced for area 3.

Diese Bereiche 1 bis 5 werden durch die Schaltstellungen des 5/5-Wegeventils 24, wie in 2 dargestellt, vorgegeben.These areas 1 to 5 are determined by the switching positions of the 5/5-way valve 24, as in FIG 2 shown, given.

Eine Mittenverriegelungsposition ohne eingefahrene Verriegelungspin 29 und 30 ist in den Einstellungen 1 und 5 des 5/5-Wegeventils 26 bewirkt.A center locking position without retracted locking pin 29 and 30th is in the settings 1 and 5 of the 5/5-way valve 26 causes.

Separat zum 5/5-Wegeventil 24 ist auch ein 4/3-Wegeventil zusätzlich zu einem 3/2-Wegeventil möglich. Ein separates Ventil wird also zur Versorgung der als Langloch ausgebildeten Mittenverriegelungskulisse 31 eingesetzt.Separate from the 5/5-way valve 24 a 4/3-way valve in addition to a 3/2-way valve is also possible. A separate valve is therefore used to supply the central locking link, which is designed as an elongated hole 31 used.

In 5 sind das Zentralventil 7, Öffnungen 32 darin dargestellt. Es sind auch die Versorgung der Arbeitskammern A und B der Druckmittelleitung PP, des Tanks T und die Zufuhr der Hydraulikmittelversorgungseinrichtung P angedeutet. Die Volumendurchflusskurve 33 an Hydraulikfluid durch die Arbeitskammern ist mit dem Bezugszeichen 33 markiert, wohingegen die (Volumen-)Durchflusskurve durch den Kanal PP an die Druckmittelleitung 20 mit dem Bezugszeichen 34 versehen ist. In Abhängigkeit von der Durchflusskurve 34 ist somit die Aktivierung der Verriegelungspins 28 vorgebbar.In 5 are the central valve 7th , Openings 32 shown therein. The supply of the working chambers A and B of the pressure medium line PP, of the tank T and the supply of the hydraulic medium supply device P are also indicated. The volume flow curve 33 of hydraulic fluid through the working chambers is denoted by the reference symbol 33 marked, whereas the (volume) flow curve through the channel PP to the pressure medium line 20th with the reference number 34 is provided. Depending on the flow curve 34 is thus the activation of the locking pins 28 specifiable.

In 7 sind die auf der Horizontalachse eingetragene zeitliche Abfolge der Kurbelwellengeschwindigkeit (oberster Teil des Diagramms), das Tastverhältnisses/Pulsbreitenmodulationszustands, kurz PWM, im mittleren Teil und die Winkelposition des Nockenwellenverstellers (Phaser Position) im unteren Bereich dargestellt. Die Kurbelwellengeschwindigkeit ist mit der Linie 35 gekennzeichnet. Das Tastverhältnis ist mit der Linie 36 gekennzeichnet. Der Verriegelungszustand ist mit der Linie 37 gekennzeichnet.In 7th the chronological sequence of the crankshaft speed (uppermost part of the diagram), the duty cycle / pulse width modulation state, PWM for short, are shown in the middle part and the angular position of the camshaft adjuster (phaser position) in the lower area. The crankshaft speed is with the line 35 marked. The duty cycle is with the line 36 marked. The locking state is with the line 37 marked.

Dabei ist ein Zustand im Verriegeln einer Mittenposition MLP, einer Retard-Position (Ret.), d.h. Spätposition, und einer Advance-Position (Adv.), d.h. Frühposition, möglich. Zu dem Zeitpunkt (t), an dem der Zündschlüssel gedreht wird und die Verbrennungskraftmaschine abgestellt wird, nämlich dem Zeitpunkt 38, verändert sich die Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle. Zum Zeitpunkt 39 steht die Verbrennungskraftmaschine still. Zum Zeitpunkt 40 ist kein Stromfluss mehr vorhanden, das heißt, kein elektrischer Strom fließt mehr. Zum Zeitpunkt 41, ca. 10 Minuten oder sogar acht oder mehr Stunden nach dem Zeitpunkt 40, findet ein Drehen des Zündschlüssels statt, wobei gleichzeitig im aktiven Druckspeicher 9 gespeichertes Öl in das Zentralventil 7 geleitet wird. Zum Zeitpunkt 42 wird die Entriegelungsstrategie, wie bereits vorgestellt, durchlaufen. Zum Zeitpunkt 43 wird die Mittenverriegelungsposition erreicht, weil dort zu diesem Zeitpunkt dann die beiden Verriegelungspins 29 und 30 verriegelnd eingreifen.A state in which a central position MLP, a retard position (Ret.), Ie late position, and an advance position (Adv.), Ie early position, are locked is possible. At the point in time (t) at which the ignition key is turned and the internal combustion engine is switched off, namely the point in time 38 , the rotational speed of the crankshaft changes. At the time 39 the internal combustion engine stands still. At the time 40 there is no longer any current flow, i.e. no more electrical current flows. At the time 41 , about 10 minutes or even eight or more hours after the point in time 40 , the ignition key is turned while at the same time in the active pressure accumulator 9 stored oil in the central valve 7th is directed. At the time 42 the unlocking strategy, as already presented, is run through. At the time 43 the center locking position is reached because this is where the two locking pins are located 29 and 30th intervene locking.

Erst zum Zeitpunkt 44 findet eine Zündung statt. Dies ist der Zeitpunkt der sogenannten „First Ignition“, d.h. Erstzündung.Only at the time 44 ignition takes place. This is the time of the so-called "First Ignition", ie the first ignition.

In 8 ist ein anderer Zustand dargestellt, nämlich ein solcher Zustand, bei dem zwischen den Zeitpunkten 39 und 41 weniger als etwa acht Stunden Zeit vergangen sind, zumindest so viel Zeit, dass der Motor bzw. die Verbrennungskraftmaschine noch nicht abgekühlt ist, zumindest nicht unter 100 °C oder 80 °C abgekühlt ist. Dies ist der Zustand normalen Start/Stopp-Agierens.In 8th another state is shown, namely such a state in which between the points in time 39 and 41 less than about eight hours have passed, at least enough time that the engine or the internal combustion engine has not yet cooled down, at least not below 100 ° C. or 80 ° C. This is the state of normal start / stop action.

In 9 ist ein aktiver Druckspeicher 9 über die Druckmittelleitung 20 (PP) mit der Mittenverriegelungskulisse 31 in einem Verriegelungsdeckel 45 ausgebildet. Die Mittenverriegelungskulisse 31 ist auf der anderen Seite eines Dichtdeckels 46, vom Rotor 3 aus gesehen. Die Verriegelungspins 29 und 30 sind in den Rotor 3 über Federn 47 und 48 vorgespannt eingesetzt. Der Flügel 5 ist in seiner Frühposition, so dass die Arbeitskammer A maximal groß ausgebildet ist. Ein Schaltventil 49 ist mit der Hydraulikmittelversorgungseinrichtung P (Port C) verbunden. Allerdings ist das Schaltventil 49 in einer solchen Position, dass ein Zufluss von P zum aktiven Druckspeicher 9 und auch zur Druckmittelleitung 20 unterbrochen ist. Diesbezüglich ist ein Steuergerät 50 eingesetzt.In 9 is an active pressure accumulator 9 via the pressure medium line 20th (PP) with the central locking link 31 in a locking cover 45 educated. The center locking gate 31 is on the other side of a sealing cover 46 , from the rotor 3 seen from. The locking pins 29 and 30th are in the rotor 3 about springs 47 and 48 used preloaded. The wing 5 is in its early position, so that the working chamber A is maximally large. On-off valve 49 is connected to the hydraulic medium supply device P (port C). However, the switching valve is 49 in such a position that an inflow of P to the active pressure accumulator 9 and also to the pressure medium line 20th is interrupted. There is a control unit in this regard 50 used.

In 9 ist der Rotor 3 in einer Frühposition vor dem Motorstart. In 10 ist der Rotor bereits in einer Mittenposition, wobei Öldruck über die Druckmittelleitung 20 in der Kulisse 31 durch den aktiven Druckspeicher 9 zur Verfügung gestellt wird.In 9 is the rotor 3 in an early position before starting the engine. In 10 the rotor is already in a central position, with oil pressure via the pressure medium line 20th in the backdrop 31 through the active pressure accumulator 9 is made available.

Während in 9 der Druckspeicher 9 nicht zugeschaltet ist (also Off), ist er in dem Zustand der 10 zugeschaltet (also On).While in 9 the pressure accumulator 9 is not switched on (i.e. Off), it is in the state of 10 switched on (i.e. On).

In dem Ausführungsbeispiel des zeitlichen Zustands nach 11 ist der Rotor 3 bereits in seiner Spätposition angelangt. Die Verriegelungskulisse 31 wurde somit „überfahren“. In 12 ist der Zustand dargestellt, wie nun der Verriegelungspin 29 in die Verriegelungskulisse 26 verriegelnd eingreift.In the exemplary embodiment of the time state after 11 is the rotor 3 already reached its late position. The locking gate 31 was thus "run over". In 12 the state is shown, as is the locking pin 29 into the locking link 26th engages locking.

In einer zweiten Variante ist in 13 der Rotor 3 in seiner Frühposition vor dem Motorstart dargestellt. Der Rotor ist wieder zwischen dem Verriegelungsdeckel 45 und dem Dichtdeckel 46 angeordnet. Der aktive Druckspeicher 9 ist noch nicht über die Druckmittelleitung 20 (PP) zugeschaltet. Er ist also noch „Off“. In dem in 14 dargestellten Zustand ist der Rotor 3 zwischen seiner Frühposition und der Mittenposition. Der erste Pin 29 ist jedoch bereits in die Verriegelungskulisse 31 eingefahren. Er greift dort verriegelnd ein. Der aktive Druckspeicher 9 ist immer noch „Off“. Allerdings ist nicht, ebenfalls wie in 13 dargestellt, das Schaltventil 49 mit dem Port C, d.h. der Pumpe P, verbunden. In 15 ist der zeitlich nachfolgende Zustand dargestellt, in dem nun auch der zweite Verriegelungspin 30 in die Verriegelungskulisse 31 einfährt.In a second variant, in 13 the rotor 3 shown in its early position before the engine starts. The rotor is back between the locking cover 45 and the sealing cover 46 arranged. The active pressure accumulator 9 is not yet over the pressure medium line 20th (PP) switched on. So it is still "off". In the in 14th The state shown is the rotor 3 between its early position and the middle position. The first pin 29 however, is already in the locking gate 31 retracted. He intervenes there by locking. The active pressure accumulator 9 is still "Off". However, it is not also as in 13 shown, the switching valve 49 with the port C, ie the pump P connected. In 15th the chronologically following state is shown, in which the second locking pin 30th into the locking link 31 comes in.

In 16 ist der zweite Verriegelungspin 30 nun auch verriegelnd in die Kulisse 31 eingefahren, so dass nun der Rotor 3 in seiner Mittenposition durch die Verriegelungspins 28 verriegelt ist. Das Schaltventil 49 kann auch durchgeschaltet sein, wenn statt eines 5/5-Wegeventils in der Position 1 auch die bereits offenbarte Variante der 4/3- und 3/2-Wegeventilnutzung gewünscht ist.In 16 is the second locking pin 30th now also locking into the backdrop 31 retracted so that now the rotor 3 in its center position by the locking pins 28 is locked. The switching valve 49 can also be switched through if instead of a 5/5-way valve in position 1 the already disclosed variant of the use of 4/3 and 3/2 directional valves is also desired.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
NockenwellenverstellerCamshaft adjuster
22
Statorstator
33
Rotorrotor
44th
Flügelzelle/DruckkammerVane cell / pressure chamber
55
Flügelwing
66
Arbeitskammer (Spätarbeitskammer A/Früharbeitskammer B)Working chamber (late working chamber A / early working chamber B)
77th
ZentralventilCentral valve
88th
ZentralmagnetCentral magnet
99
aktiver Druckspeicheractive pressure accumulator
1010
NockenwellenrotationsachseCamshaft rotation axis
1111
Kolbenpiston
1212th
Federfeather
1313
VorratsraumPantry
1414th
Aktor / AktuatorActuator / actuator
1515th
SchaltventilSwitching valve
1616
Magnetventilmagnetic valve
1717th
Nockenwellecamshaft
1818th
GleitlagerstellePlain bearing
1919th
VentilValve
2020th
DruckmittelleitungPressure medium line
2121st
Ausgang des VorratsraumsExit of the pantry
2222nd
EntlüftungVenting
2323
FederraumSpring room
2424
5/5-Wegeventil5/5-way valve
2525th
Verbindungconnection
2626th
SpätverriegelungskulisseLate locking gate
2727
ÖffnungsbereichOpening range
2828
VerriegelungspinLocking pin
2929
erster Verriegelungspinfirst locking pin
3030th
zweiter Verriegelungspinsecond locking pin
3131
MittenverriegelungskulisseCenter locking gate
3232
Öffnungopening
3333
VolumendurchflusskurveVolume flow curve
3434
DurchflusskurveFlow curve
3535
KurbelwellengeschwindigkeitCrankshaft speed
3636
TastverhältnisDuty cycle
3737
VerriegelungszustandLocking state
3838
Key OffKey off
3939
Engine StopEngine stop
4040
Current OffCurrent Off
4141
Key OnKey on
4242
Unlocking StrategyUnlocking Strategy
4343
MLP erreichtMLP achieved
4444
Zündungignition
4545
VerriegelungsdeckelLocking cover
4646
DichtdeckelSealing cover
4747
Federfeather
4848
Federfeather
4949
SchaltventilSwitching valve
5050
SteuergerätControl unit

Claims (7)

Hydraulischer Nockenwellenversteller (1) des Flügelzellentyps, mit einem Stator (2) und mit einem im Regelbetrieb darin verdrehbar angeordneten Rotor (3), wobei der Rotor (3) und der Stator (2) wenigstens zwei zwischen ihnen angeordnete und durch einen rotorfesten Flügel (5) getrennte Arbeitskammern (6) ausbilden, die von einer Hydraulikmittelversorgungseinrichtung mit Hydraulikmittel befüllbar sind, wobei zumindest ein Verriegelungspin (28) vorhanden ist, der im Verriegelungszustand den Rotor (3) drehfest zum Stator (2) festlegt, wobei der Verriegelungspin (28) mit einem ihn im Bedarfsfall auslenkenden aktiven Druckspeicher (9) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Verriegelungspin (28) und der aktive Druckspeicher (9) so in Wechselbeziehung miteinander stehen, dass der Verriegelungspin (28) am Drehfestlegen des Rotors (3) relativ zum Stator (2) gehindert ist und ein Ausgang (21) eines des Vorratsraums (13) unterhalb eines Ausgangs der Druckmittelleitung (20) angeordnet ist.Hydraulic camshaft adjuster (1) of the vane cell type, with a stator (2) and with a rotor (3) arranged therein so that it can rotate during normal operation, the rotor (3) and the stator (2) at least two arranged between them and fixed by a rotor ( 5) form separate working chambers (6) which can be filled with hydraulic medium from a hydraulic medium supply device, at least one locking pin (28) being present which, in the locked state, fixes the rotor (3) in a rotationally fixed manner relative to the stator (2), the locking pin (28) is connected to an active pressure accumulator (9) which deflects it if necessary, characterized in that the locking pin (28) and the active pressure accumulator (9) are interrelated in such a way that the locking pin (28) relative to the rotational fixing of the rotor (3) to the stator (2) and an outlet (21) of one of the storage space (13) is arranged below an outlet of the pressure medium line (20) . Hydraulischer Nockenwellenversteller (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der aktive Druckspeicher (9) den orratsraum (13) für Hydraulikmittel aufweist, aus dem über eine Druckmittelleitung (20) das Hydraulikmittel in das Innere des Rotors (3) verbringbar ist.Hydraulic camshaft adjuster (1) according to Claim 1 , characterized in that the active pressure accumulator (9) has the storage space (13) for hydraulic medium, from which the hydraulic medium can be brought into the interior of the rotor (3) via a pressure medium line (20). Hydraulischer Nockenwellenversteller (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der aktive Druckspeicher (9) so ausgebildet ist, dass er zum Ausstoßen von Hydraulikmittel aufgrund eines Steuersignals vorbereitet ist.Hydraulic camshaft adjuster (1) according to one of the Claims 1 or 2 , characterized in that the active pressure accumulator (9) so is designed that it is prepared for ejecting hydraulic medium on the basis of a control signal. Hydraulischer Nockenwellenversteller (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorratsraum (13) ein Volumen V1 aufweist, das größer als das Volumen VLeitung der Leitungsstrecke vom Ausgang (21) des Vorratsraums (13) bis zu den Arbeitskammern (6) zuzüglich des Volumens VVCP Chamber der Arbeitskammern (6) ist.Hydraulic camshaft adjuster (1) according to one of the Claims 1 or 3 , characterized in that the storage space (13) has a volume V 1 which is greater than the volume V line of the line section from the outlet (21) of the storage space (13) to the working chambers (6) plus the volume V VCP Chamber of the working chambers (6) is. Hydraulischer Nockenwellenversteller (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zentralventil (7) in den Rotor (3) eingesetzt ist, durch welches Hydraulikmittel des aktiven Druckspeichers (9) den Arbeitskammern (6) und/oder einer zur Aufnahme des Verriegelungspins (28) ausgelegten Kulisse (31) zuführbar ist.Hydraulic camshaft adjuster (1) according to one of the Claims 1 to 4th , characterized in that a central valve (7) is inserted into the rotor (3), through which hydraulic medium of the active pressure accumulator (9) can be fed to the working chambers (6) and / or to a gate (31) designed to accommodate the locking pin (28) is. Hydraulischer Nockenwellenversteller (1) Anspruch nach 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Verriegelungspins (29, 30) vorhanden sind, die in die Kulisse (31) einfahrbar sind, und/oder einer von diesen in eine weitere Kulisse (26) einfahrbar gelagert ist, wobei die beiden Kulissen (26, 31) voneinander getrennt sind.Hydraulic camshaft adjuster (1) according to claim 5, characterized in that there are two locking pins (29, 30) which can be retracted into the link (31) and / or one of these is mounted such that it can be moved into a further link (26), wherein the two scenes (26, 31) are separated from one another. Hydraulischer Nockenwellenversteller (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Arbeitskammern (6) und dem aktiven Druckspeicher (9) ein 5/5-Wegeventil (24) oder ein 4/3-Wegeventil zusätzlich zu einem 3/2-Wegeventil eingesetzt ist.Hydraulic camshaft adjuster (1) according to one of the Claims 1 to 6th , characterized in that a 5/5-way valve (24) or a 4/3-way valve in addition to a 3/2-way valve is used between the working chambers (6) and the active pressure accumulator (9).
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