JP4982867B2 - Device for changing the control time of a gas exchange valve of an internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、請求項１、請求項２および請求項３の上位概念部にそれぞれ記載の、内燃機関のガス交換弁、つまり吸気弁もしくは排気弁の制御時間を変えるための装置、つまり内燃機関のガス交換弁の制御時間を変えるための装置であって、
−相互作用し合う第１第２の２つの圧力チャンバを有するハイドロリック式の作動装置が設けられており、
−両圧力チャンバに対する圧力媒体の供給もしくは導出によって、クランクシャフトに対して相対的なカムシャフトの位相位置が保持されるか、もしくは意図的に変えられるようになっており、
−第１第２の２つの作業接続部と１つの流出接続部と１つの流入接続部とを備えた制御弁が設けられており、第１の作業接続部が第１の圧力チャンバと連通しており、第２の作業接続部が第２の圧力チャンバと連通しており、流出接続部がタンクと連通しており、流出接続部が圧力媒体で負荷されるようになっており、
−前記制御弁が、作動ユニットによって４つの制御位置へもたらされるようになっており、
−前記制御弁の第１の制御位置では、第１の作業接続部も第２の作業接続部も流入接続部と連通しておらず、
−前記制御弁の第２の制御位置では、第１の作業接続部が流出接続部と連通し、第２の作業接続部が流入接続部と連通しており、
−前記制御弁の第３の制御位置では、第１の作業接続部と第２の作業接続部とが、流出接続部にも流入接続部にも連通していないか、または第１の作業接続部と第２の作業接続部とが、流入接続部にのみ連通しており、
−前記制御弁の第４の制御位置では、第２の作業接続部が流出接続部と連通し、第１の作業接続部が流入接続部と連通している
形式の装置に関する。
The present invention relates to a device for changing the control time of a gas exchange valve, i.e., an intake valve or an exhaust valve, of an internal combustion engine, i.e., an internal combustion engine. A device for changing the control time of the gas exchange valve,
A hydraulic actuating device having first and second interacting pressure chambers is provided,
The supply or derivation of pressure medium to or from both pressure chambers allows the camshaft phase position relative to the crankshaft to be maintained or deliberately changed;
A control valve comprising a first second work connection, one outflow connection and one inflow connection is provided, the first work connection communicating with the first pressure chamber; The second working connection is in communication with the second pressure chamber, the outflow connection is in communication with the tank, and the outflow connection is loaded with a pressure medium,
The control valve is brought into four control positions by an actuating unit;
-In the first control position of the control valve, neither the first work connection nor the second work connection is in communication with the inflow connection;
-In the second control position of the control valve, the first work connection is in communication with the outflow connection and the second work connection is in communication with the inflow connection;
-In the third control position of the control valve, the first work connection and the second work connection are not in communication with either the outflow connection or the inflow connection, or the first work connection And the second work connection portion communicates only with the inflow connection portion,
-In the fourth control position of the control valve, a device of the type in which the second work connection communicates with the outflow connection and the first work connection communicates with the inflow connection.
内燃機関では、ガス交換弁を操作するためにカムシャフトが使用される。カムシャフトは、これらのカムシャフトに設けられたカムがカムフォロア、たとえばバケット形タペット、スイングアームまたはロッカアームに接触するように内燃機関に取り付けられている。カムシャフトが回転させられると、カムはカムフォロアに沿って転動し、そしてこのカムフォロアがガス交換弁を操作する。したがって、カムの位置および形状により、ガス交換弁の開放時間も開放振幅も、あるいはまたガス交換弁の開放時期および閉鎖時期も規定されている。 In an internal combustion engine, a camshaft is used to operate a gas exchange valve. The camshafts are attached to the internal combustion engine so that the cams provided on these camshafts are in contact with cam followers such as bucket-type tappets, swing arms or rocker arms. When the camshaft is rotated, the cam rolls along the cam follower and this cam follower operates the gas exchange valve. Therefore, depending on the position and shape of the cam, the opening time and opening amplitude of the gas exchange valve, or the opening time and closing time of the gas exchange valve are also defined.
最近のエンジンコンセプトの傾向は、弁駆動装置を可変に設計することにある。一方では、個々のシリンダの完全な遮断までの弁ストロークおよび弁開放時間が可変に設定可能であることが望まれる。このためには、切換可能なカムフォロアまたはエレクトロハイドロリック式または電気式の弁操作のようなコンセプトが設定されている。さらに、内燃機関の運転中にガス交換弁の開放時間および閉鎖時間に影響を与えることができると有利であることが判っている。この場合、たとえば規定された弁オーバラップを意図的に調節するために、特に吸気弁もしくは排気弁の開放時期もしくは閉鎖時期に対して別個に影響を与えることができることが望ましい。ガス交換弁の開放時期もしくは閉鎖時期をエンジンの目下の特性マップ領域、たとえば目下の回転数もしくは目下の負荷に関連して調節することにより、燃料消費率を低下させ、排ガス特性に対して有利な影響を与え、エンジン効率、最大トルクおよび最大出力を向上させることができる。 A recent engine concept trend is to variably design the valve drive. On the other hand, it is desirable that the valve stroke and valve opening time until complete shutoff of each cylinder can be set variably. For this purpose, concepts such as switchable cam followers or electrohydraulic or electric valve actuation are set. Furthermore, it has been found advantageous to be able to influence the opening and closing times of the gas exchange valve during operation of the internal combustion engine. In this case, it is desirable to be able to influence the opening or closing timing of the intake or exhaust valves separately, for example in order to intentionally adjust the defined valve overlap. Adjusting the opening or closing time of the gas exchange valve in relation to the current characteristic map area of the engine, for example, the current rotational speed or the current load, reduces the fuel consumption rate and is advantageous for the exhaust gas characteristics. It can affect and improve engine efficiency, maximum torque and maximum output.
弁制御時間の前記可変性は、クランクシャフトに対するカムシャフトの位相位置を相対的に変えることにより達成される。この場合、カムシャフトはたいていチェーン伝動装置、ベルト伝動装置、歯車伝動装置または同作用を有する駆動コンセプトを介してクランクシャフトと駆動結合されている。クランクシャフトにより駆動されるチェーン伝動装置、ベルト伝動装置または歯車伝動装置とカムシャフトとの間には、内燃機関の制御時間を変えるための装置（以下、「カムシャフト調節器」と呼ぶ）が取り付けられている。この装置はクランクシャフトからカムシャフトへトルクを伝達する。この装置は、内燃機関の運転中にクランクシャフトとカムシャフトとの間の位相位置が確実に保持され、そして所望の場合にはカムシャフトがクランクシャフトに対してある程度の角度範囲で相対的に回転され得るように形成されている。 The variability of the valve control time is achieved by changing the phase position of the camshaft relative to the crankshaft. In this case, the camshaft is usually drive-coupled to the crankshaft via a chain drive, a belt drive, a gear drive or a drive concept having the same effect. A device for changing the control time of the internal combustion engine (hereinafter referred to as “camshaft adjuster”) is installed between the chain transmission device, belt transmission device or gear transmission device driven by the crankshaft and the camshaft. It has been. This device transmits torque from the crankshaft to the camshaft. This device ensures that the phase position between the crankshaft and the camshaft is maintained during operation of the internal combustion engine and, if desired, the camshaft rotates relative to the crankshaft within a certain angular range. It is formed so that it can be done.
吸気弁と排気弁とのためのそれぞれ１つのカムシャフトを備えている内燃機関では、吸気弁と排気弁とにそれぞれ１つのカムシャフト調節器が装備され得る。これにより、吸気弁および排気弁の開放時期および閉鎖時期を時間的に互いに相対的にシフトさせ、弁オーバラップを意図的に調節することができる。 In an internal combustion engine with one camshaft for each of the intake and exhaust valves, one camshaft adjuster can be provided for each of the intake and exhaust valves. Thereby, the opening timing and closing timing of the intake valve and the exhaust valve can be shifted relative to each other in time, and the valve overlap can be adjusted intentionally.
最近のカムシャフト調節器のシートは、たいていカムシャフトの駆動側、つまり入力側の端部に位置している。しかし、カムシャフト調節器は中間シャフト、回転しない構成部分またはクランクシャフトに配置されていてよい。カムシャフト調節器は、クランクシャフトにより駆動される、該クランクシャフトに対する固定の位相関係を保持する入力車と、カムシャフトに駆動結合されている出力車と、前記入力車から前記出力車へトルクを伝達する調節機構とから成っている。入力車は、クランクシャフトに配置されていないカムシャフト調節器の場合にはチェーン車（スプロケット）、ベルト車（プーリ）または歯車として形成されてよく、そしてチェーン伝動装置、ベルト伝動装置または歯車伝動装置によってクランクシャフトによって駆動される。前記調節機構は電気的、ハイドロリック的またはニューマチック的に運転され得る。 Modern camshaft adjuster seats are usually located at the drive side of the camshaft, that is, at the input end. However, the camshaft adjuster may be located on the intermediate shaft, non-rotating component or crankshaft. The camshaft adjuster is driven by a crankshaft and has an input vehicle that maintains a fixed phase relationship with the crankshaft, an output vehicle that is drivingly coupled to the camshaft, and torque from the input vehicle to the output vehicle. It consists of an adjusting mechanism that transmits. In the case of a camshaft adjuster not arranged on the crankshaft, the input wheel may be formed as a chain wheel (sprocket), a belt wheel (pulley) or a gear, and the chain transmission, belt transmission or gear transmission Driven by the crankshaft. The adjusting mechanism can be operated electrically, hydraulically or pneumatically.
ハイドロリック的に調節可能なカムシャフト調節器の２つの有利な構成は、いわゆるアキシャルピストン調節器および回転ピストン調節器である。 Two advantageous configurations of the hydraulically adjustable camshaft adjuster are the so-called axial piston adjuster and the rotary piston adjuster.
アキシャルピストン調節器の場合には、入力車がピストンに、そしてこのピストンが出力部分に、それぞれ斜歯列（ヘリカルスプライン）を介して結合されている。ピストンは、出力部分と入力車とにより形成された中空室を、軸方向に互いに相対して配置された２つの圧力チャンバに分離している。一方の圧力チャンバが圧力媒体で負荷され、他方の圧力チャンバがタンクに接続されると、ピストンは軸方向に移動する。ピストンの軸方向の移動はヘリカルスプラインによって出力部分に対する入力車の相対的な回転へ変換され、ひいてはクランクシャフトに対するカムシャフトの相対的な回転へ変換される。 In the case of an axial piston adjuster, the input wheel is connected to the piston, and this piston is connected to the output part via a helical tooth line (helical spline). The piston separates the hollow chamber formed by the output portion and the input wheel into two pressure chambers that are arranged to be opposed to each other in the axial direction. When one pressure chamber is loaded with pressure medium and the other pressure chamber is connected to the tank, the piston moves axially. The axial movement of the piston is converted by the helical spline into the relative rotation of the input wheel with respect to the output part and thus into the relative rotation of the camshaft with respect to the crankshaft.
ハイドロリック式のカムシャフト調節器の第２の構成は、「回転ピストン調節器」である。この回転ピストン調節器では、入力車がステータに相対回動不能に結合されている。このステータとロータとは互いに同心的に配置されており、この場合、ロータは摩擦接続的、形状接続的（係合による嵌合）または材料接続的に、たとえばプレス嵌め、ねじ結合または溶接結合によってカムシャフト、カムシャフトの延長部または中間シャフトに結合されている。ステータには、周方向で相互間隔を置いて配置された複数の中空室が形成されており、これらの中空室はロータを起点として半径方向外側へ向かって延びている。これらの中空室は軸方向でサイドカバーによって圧力密に仕切られている。これらの中空室内には、それぞれロータに結合されたベーンが延びており、このベーンは各中空室を２つの圧力チャンバに分割している。個々の圧力チャンバを圧力媒体ポンプもしくはタンクに意図的に接続することにより、クランクシャフトに対して相対的なカムシャフトの位相を調節もしくは保持することができる。 The second configuration of the hydraulic camshaft adjuster is a “rotary piston adjuster”. In this rotary piston adjuster, the input wheel is coupled to the stator so as not to be relatively rotatable. The stator and the rotor are arranged concentrically with each other, in which case the rotor is frictionally connected, shape connected (engaged by engagement) or material connected, eg by press fit, screw connection or weld connection. Connected to camshaft, camshaft extension or intermediate shaft. The stator is formed with a plurality of hollow chambers arranged at intervals in the circumferential direction, and these hollow chambers extend radially outward from the rotor. These hollow chambers are partitioned in a pressure-tight manner by side covers in the axial direction. Extending into these hollow chambers are vanes each coupled to a rotor, which divides each hollow chamber into two pressure chambers. By intentionally connecting the individual pressure chambers to a pressure medium pump or tank, the camshaft phase relative to the crankshaft can be adjusted or maintained.
カムシャフト調節器を制御するためには、センサによってエンジンの特性データ、たとえば負荷状態および回転数が検出される。これらの特性データは電子制御ユニットに伝送され、この電子制御ユニットはこれらの特性データを内燃機関の特性データマップと比較した後に種々の圧力チャンバに対する圧力媒体の流入および流出を制御する。 In order to control the camshaft adjuster, engine characteristic data such as load conditions and rotational speed are detected by sensors. These characteristic data are transmitted to an electronic control unit which controls the inflow and outflow of the pressure medium to the various pressure chambers after comparing these characteristic data with the characteristic data map of the internal combustion engine.
クランクシャフトに対するカムシャフトの位相位置を調節するためには、ハイドロリック式のカムシャフト調節器において、１つの中空室に形成された、相互作用し合う２つの圧力チャンバのうちの一方の圧力チャンバが圧力媒体ポンプに接続され、他方の圧力チャンバがタンクに接続される。一方の圧力チャンバへ圧力媒体が流入すると同時に他方の圧力チャンバから圧力媒体が流出することにより、両圧力チャンバを分離するピストンは軸方向に移動させられ、これによりアキシャルピストン調節器においてはヘリカルスプラインを介してカムシャフトがクランクシャフトに対して相対的に回転させられる。回転ピストン調節器においては、一方の圧力チャンバの圧力負荷と、他方の圧力チャンバの放圧とによって、ベーンの移動が生ぜしめられ、ひいては直接にクランクシャフトに対するカムシャフトの相対回転が生ぜしめられる。位相位置を保持するためには、両圧力チャンバが圧力媒体ポンプに接続されるか、または圧力媒体ポンプからもタンクからも遮断される。 In order to adjust the camshaft phase position relative to the crankshaft, in the hydraulic camshaft adjuster, one of the two interacting pressure chambers formed in one hollow chamber has a pressure chamber. Connected to the pressure medium pump, the other pressure chamber is connected to the tank. As the pressure medium flows into one pressure chamber and the pressure medium flows out from the other pressure chamber at the same time, the piston separating the two pressure chambers is moved in the axial direction, so that in the axial piston regulator, the helical spline is moved. The camshaft is rotated relative to the crankshaft. In the rotary piston adjuster, the movement of the vane is caused by the pressure load of one pressure chamber and the release pressure of the other pressure chamber, and thus the camshaft is directly rotated relative to the crankshaft. In order to maintain the phase position, both pressure chambers are connected to the pressure medium pump or disconnected from both the pressure medium pump and the tank.
圧力チャンバに流入もしくは流出する圧力媒体流の制御は、制御弁、たいていは４ポート３位置比例弁によって行われる。弁ハウジングには、ポートとして各圧力チャンバのための各１つの接続部（作業接続部）と、圧力媒体ポンプに通じた接続部と、タンクに通じた少なくとも１つの接続部とが設けられている。ほぼ中空円筒状に形成された弁ハウジングの内部には、軸方向に移動可能な制御ピストンが配置されている。この制御ピストンを、電磁式のアクチュエータによってばねエレメントのばね力に抗して軸方向で、２つの規定された終端位置の間のいかなる位置にへも、もたらすことができる。制御ピストンはさらに環状溝と制御縁とを備えており、これにより個々の圧力チャンバは選択的に圧力媒体ポンプに接続されるか、またはタンクに接続され得る。また、圧力チャンバが圧力媒体ポンプからも圧力媒体タンクからも遮断されるような、制御ピストンの位置が設けられていてもよい。
Control of the pressure medium flow into or out of the pressure chamber is effected by a control valve, usually a 4
ドイツ連邦共和国特許出願公開第１００６４２２２号明細書には、このような装置が開示されている。この装置は回転ピストン構造の装置である。カムシャフトに駆動結合されているステータは、カムシャフトに相対回動不能に結合されたロータに回転可能に支承されている。ステータは、ロータに対して開いた切欠きを持って形成されている。当該装置の軸方向には、サイドカバーが設けられており、このサイドカバーは当該装置を仕切っている。前記切欠きはロータとステータとサイドカバーとによって圧力密に閉鎖されていて、ひいては複数の圧力室を形成している。ロータの外周面には、軸方向の溝が設けられており、これらの溝内にはベーン（翼）が配置されている。ベーンは前記切欠き内へ突入して延びている。ベーンは、これらのベーンが前記圧力室を、それぞれ２つの相互作用し合う圧力チャンバに分割するように形成されている。これらの圧力チャンバに対する圧力媒体の導入もしくは導出によって、クランクシャフトに対して相対的なカムシャフトの位相位置を選択的に保持するか、または調節することができる。
サイドカバーには２つのロックピンが配置されている。これらのロックピンはばね手段によってロータ方向への力で負荷される。ロータの、前記ロックピンに面した側の端面には、周方向に延びる複数の溝が設けられている。これらの溝は、これらの溝の１つも圧力媒体で負荷されていない場合に、規定された中間の位置において両ロックピンがそれぞれ１つの溝内に係合するように配置構成されている。各ロックピンは各溝の周方向側の端部に接触している。したがって、ロータはステータに対して相対的にロックされており、これにより相対回動が阻止される。第１の圧力媒体管路と第２の圧力媒体管路とを介して、圧力媒体チャンバを圧力媒体で充填することができる。第１の圧力媒体チャンバが圧力媒体で充填されると、やはり一方のロックピンの一方の端面が圧力媒体で負荷される。これにより、対応するロックピンが、サイドカバーに設けられた収容孔内へ押し込まれ、一方の方向への、ステータに対して相対的なロータの調節が可能となる。この場合、他方のロックピンがまだ係合している他方の溝は、センタ位置から最大値にまでのロータ調節が可能となるように形成されている。相応して、他方の方向への、ステータに対して相対的なロータの調節が行われる。当該装置は補償ばねを備えており、この補償ばねの一方の端部はロータに、他方の端部はステータにそれぞれ固定されており、そしてこの補償ばねは、カムシャフトによってロータに加えられる引きずりトルク（Schleppmoment）を補償する。 Two lock pins are arranged on the side cover. These lock pins are loaded with a force toward the rotor by spring means. A plurality of grooves extending in the circumferential direction are provided on an end surface of the rotor facing the lock pin. These grooves are arranged such that both locking pins engage in one groove at a defined intermediate position when none of these grooves is loaded with pressure medium. Each lock pin is in contact with the circumferential end of each groove. Thus, the rotor is locked relative to the stator, thereby preventing relative rotation. The pressure medium chamber can be filled with the pressure medium via the first pressure medium line and the second pressure medium line. When the first pressure medium chamber is filled with the pressure medium, one end face of the one lock pin is also loaded with the pressure medium. As a result, the corresponding lock pin is pushed into the receiving hole provided in the side cover, and the rotor can be adjusted relative to the stator in one direction. In this case, the other groove in which the other lock pin is still engaged is formed so that the rotor can be adjusted from the center position to the maximum value. Correspondingly, the rotor is adjusted relative to the stator in the other direction. The device comprises a compensation spring, one end of which is fixed to the rotor and the other end to the stator, and this compensation spring is a drag torque applied to the rotor by the camshaft. Compensate for (Schleppmoment).
ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９８５３６７０号明細書には、内燃機関の目下の負荷状態に関連して圧力チャンバに対する圧力媒体流を制御するために働く制御弁が開示されている。当該制御弁は作動ユニットと、ほぼ中空円筒状に形成された弁ハウジングと、ほぼ中空円筒状に形成された制御ピストンとから成っており、この制御ピストンは軸方向移動可能に弁ハウジング内に収容されている。弁ハウジングには２つの作業接続部と、１つの流入接続部と、１つの流出接続部とが形成されている。作動ユニットは、たとえば電磁石であってよい。電磁石は制御電流を印加することによってプッシュロッドを介して制御ピストンをばねの力に抗して移動させる。弁ハウジング内部での制御ピストンの位置に関連して、流入接続部が両作業接続部のうちのいずれか一方の作業接続部に接続され、かつタンク接続部がそれぞれ他方の作業接続部に接続されるか、または両作業接続部が流入接続部もしくは流出接続部から遮断される。これにより、一方の圧力チャンバには圧力媒体が供給され、他方の圧力チャンバからは圧力媒体が流出し、このことはクランクシャフトに対するカムシャフトの位相位置の変化を生ぜしめる。 DE 19853670 discloses a control valve which serves to control the pressure medium flow to the pressure chamber in relation to the current load conditions of the internal combustion engine. The control valve comprises an operating unit, a valve housing formed in a substantially hollow cylindrical shape, and a control piston formed in a substantially hollow cylindrical shape. The control piston is accommodated in the valve housing so as to be movable in the axial direction. Has been. The valve housing is formed with two working connections, one inflow connection and one outflow connection. The operating unit may be an electromagnet, for example. The electromagnet moves the control piston against the spring force through the push rod by applying a control current. In relation to the position of the control piston inside the valve housing, the inflow connection is connected to one of the two work connections and the tank connection is connected to the other work connection, respectively. Or both work connections are disconnected from the inflow or outflow connections. Thereby, the pressure medium is supplied to one pressure chamber, and the pressure medium flows out from the other pressure chamber, which causes a change in the phase position of the camshaft with respect to the crankshaft.
センタ位置ロックを有するカムシャフト調節器と相まったこのような制御弁の大きな欠点は、通電されていない状態では圧力媒体接続部が両作業接続部のいずれか一方の作業接続部に接続されているという事実である。すなわち、作動部材もしくはアクチュエータの誤機能が発生した場合には、圧力媒体が両圧力チャンバの一方の圧力チャンバへ案内されると同時に両ロックピンのうちの一方のロックピンへ案内される。これにより、カムシャフト調節器は、制御弁の配置構成に関連して、作動ユニットの故障後には両最大位置のうちのいずれか一方の最大位置へ回転させられ、そしてこの位相位置は内燃機関の全運転にわたり保持される。カムシャフト調節器はセンタ位置において、当該装置の無圧状態においてロックされている。このセンタ位置は、内燃機関がクランクシャフトに対して相対的なカムシャフトのこの位相位置において良好な始動・走行特性を有するように選択されているので、センタ位置に対して相対的な最大位相シフトからは内燃機関の一層悪い始動・走行特性が生ぜしめられる。 The major drawback of such a control valve combined with a camshaft adjuster with a center position lock is that the pressure medium connection is connected to one of the work connections when not energized. That is the fact. That is, when a malfunction of the actuating member or the actuator occurs, the pressure medium is guided to one of the pressure chambers and simultaneously to one of the lock pins. Thereby, the camshaft adjuster is rotated to one of the two maximum positions after the failure of the operating unit in relation to the arrangement of the control valves, and this phase position is determined by the internal combustion engine. Holds throughout operation. The camshaft adjuster is locked at the center position when the device is in a non-pressure state. This center position is selected so that the internal combustion engine has good starting and running characteristics at this phase position of the camshaft relative to the crankshaft, so the maximum phase shift relative to the center position Will cause worse starting and running characteristics of the internal combustion engine.
発明の要約
したがって、本発明の根底を成す課題は、上で述べたこれらの欠点を回避し、ひいてはクランクシャフトに対して相対的にカムシャフトを、ハイドロリック式の作動装置がロックされるような位置に該ハイドロリック式の作動装置が位置している位相位置へ、またはピストンまたはベーンが終端ストッパに当接することなしにハイドロリック式の作動装置が再スタート時のカムシャフトの最初の回転時に自動的にロック位置へもたらされるような位置に該ハイドロリック式の作動装置が位置している位相位置へもたらすことができるような方法を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the problem underlying the present invention is to avoid these disadvantages mentioned above and thus to lock the camshaft relative to the crankshaft and the hydraulic actuator to be locked. Automatic to the phase position where the hydraulic actuator is in position or when the hydraulic actuator is first rotated on the camshaft without restarting the piston or vane against the end stop It is to provide a method which can be brought to the phase position in which the hydraulic actuator is located in a position such as to be brought to a locked position.
さらに、ロックされていない停止位置（Abstellposition）において作動装置をロック位置へもたらす方法が提案されることが望まれる。 Furthermore, it is desirable to propose a method for bringing the actuator into the locked position in the unlocked stop position (Abstellposition).
上記課題は、本発明によれば請求項１の上位概念部に記載の第１の方法において、以下の方法ステップを記載した順序で実施する：
−規定された位相位置ψ＋Ｘ゜ＫＷを達成し（Anfahren）かつ該位相位置を保持し、
−点火装置を遮断し、
−回転数センサ装置が回転数ｎ＝０を報知するまで、前記位相位置ψ＋Ｘ゜ＫＷを保持するために第２の制御位置または第４の制御位置を調節し、
−回転数センサ装置を介して回転数ｎを検出し、
−とられた第２または第４の制御位置を、予め規定された時間に保持し、
−該時間の経過後に前記作動ユニットを停止状態にする、
ことにより解決される。
According to the present invention, the above object is carried out in the first method according to the superordinate concept part of
Achieving the defined phase position ψ + X ° KW (Anfahren) and holding the phase position,
-Shut off the ignition device,
Adjusting the second control position or the fourth control position to hold the phase position ψ + X ° KW until the rotational speed sensor device reports the rotational speed n = 0,
-Detecting the rotational speed n via the rotational speed sensor device;
Holding the taken second or fourth control position at a pre-defined time;
- the working unit is stopped after the lapse of said time,
Is solved.
この方法により、作動装置はストップ過程の間、センタロック位置から所定の量Ｘ゜クランクシャフト（ＫＷ）だけ偏倚した位相位置へもたらされる。Ｘの±符号は、作動装置がまだ十分に圧力媒体で充填されていない場合に、該作動装置の調節方向に関連している。たとえば当該装置が補償ばねを備えていない場合、またはロータステータシステムに小さなトルクしか作用させない補償ばねを備えている場合（ただし、このトルクは回転するカムシャフトの引きずりトルクよりも小さい）、この位相位置はセンタロック位置に対して相対的に「早め」方向に位置している。補償ばねトルクがカムシャフト引きずりトルクよりも大きくかつカムシャフト引きずりトルクとは逆向きである場合には、この位相位置はセンタロック位置に対して相対的に「遅め」方向に位置している。点火装置の遮断後には、回転数センサ装置が回転数ｎ＝０を報知するまで作動ユニットがセンタ位置へ運動することを阻止するような制御位置がとられることが望ましい。とられた制御位置は、引き続き規定された時間保持される。このことは必要である。なぜならば、回転数センサ装置はカムシャフト／クランクシャフトの最後の回転時に既に回転数ｎ＝０を報知し、交番モーメントに基づいて作動ユニットがセンタ位置を越えて、望ましくない位置にまで移動させられてしまう恐れがあるからである。この保持時間により、同じく内燃機関の緩和効果、たとえばピストンの弛緩等（これによりやはり誤った位置がとられる恐れがある）が受け止められる。 In this way, the actuating device is brought from the center lock position to a phase position that is offset by a predetermined amount X ° crankshaft (KW) during the stop process. The X sign of X is related to the adjustment direction of the actuator when it is not yet sufficiently filled with pressure medium. For example, if the device does not have a compensation spring, or if it has a compensation spring that applies only a small torque to the rotor stator system (but this torque is less than the drag torque of the rotating camshaft), this phase position Is positioned in the “early” direction relative to the center lock position. When the compensation spring torque is larger than the camshaft drag torque and in the opposite direction to the camshaft drag torque, this phase position is located in the “slower” direction relative to the center lock position. After the ignition device is shut off, it is desirable to take a control position that prevents the operation unit from moving to the center position until the rotation speed sensor device reports the rotation speed n = 0. The control position taken is subsequently held for a specified time. This is necessary. This is because the rotation speed sensor device already reports the rotation speed n = 0 at the last rotation of the camshaft / crankshaft, and the operating unit is moved beyond the center position to an undesired position based on the alternating moment. This is because there is a risk of losing. By this holding time, the relaxation effect of the internal combustion engine, for example, the relaxation of the piston or the like (which may also cause the wrong position to be taken) is received.
上記課題は、本発明によれば請求項２の上位概念部に記載の形式の第２の方法において、以下の方法ステップを記載した順序で実施する：
内燃機関のストップ過程時に以下の方法ステップを記載した順序で実施する：
−規定された位相位置ψ＋Ｘ゜ＫＷを達成しかつ該位相位置を保持し、
−点火装置を遮断し、
−回転数センサ装置が回転数ｎ＝０を報知するまで、前記位相位置ψ＋Ｘ゜ＫＷを保持するために第２の制御位置または第４の制御位置を調節し、
−回転数センサ装置を介して回転数ｎを検出し、
−とられた第２または第４の制御位置を、予め規定された時間に保持し、
−該時間の経過後に前記作動ユニットを停止状態にする、
かつ内燃機関のスタート過程時に以下の方法ステップを記載した順序で実施する：
−第１の制御位置を調節し、
−クランクシャフトまたはカムシャフトにおける回転数ｎを検出し、
−回転数ｎ＞０である場合、圧力媒体圧ｐを検出し、
−圧力媒体圧ｐが、予め規定された値よりも大きい場合、制御ユニットにファイルされた特性マップに基づいて制御位置を調節する、
ことにより解決される。
According to the present invention, the above object is carried out in the order of the following method steps in the second method of the form described in the superordinate concept part of claim 2:
The following method steps are carried out in the order given during the stop process of the internal combustion engine:
Achieve and maintain the defined phase position ψ + X ° KW;
-Shut off the ignition device,
Adjusting the second control position or the fourth control position to hold the phase position ψ + X ° KW until the rotational speed sensor device reports the rotational speed n = 0,
-Detecting the rotational speed n via the rotational speed sensor device;
Holding the taken second or fourth control position at a pre-defined time;
- the working unit is stopped after the lapse of said time,
And during the starting process of the internal combustion engine, the following method steps are carried out in the order given:
-Adjusting the first control position;
-Detecting the number of revolutions n in the crankshaft or camshaft;
If the rotational speed n> 0, detect the pressure medium pressure p;
If the pressure medium pressure p is greater than a predefined value, the control position is adjusted based on a characteristic map filed in the control unit;
Is solved.
これにより、ロック解除された状態においてロックが達成され、かつ圧力媒体圧が規定の値に到達し、ひいては当該装置への十分な圧力媒体供給が保証された後でしかロックが解除され得ないことが保証される。これにより、十分に圧力媒体供給されていない、ロックされていない当該装置において生じるようなピストンまたはベーンの当接が阻止される。 As a result, locking is achieved in the unlocked state, and the pressure medium pressure reaches a specified value, so that the lock can only be released after a sufficient supply of pressure medium to the device is guaranteed. Is guaranteed. This prevents piston or vane abutment as would occur in an unlocked device that is not fully pressurized.
上記課題は、本発明によれば請求項３の上位概念部に記載の形式の第３の方法において、以下の方法ステップを記載した順序で実施する：
−第１の制御位置を調節し、
−クランクシャフトまたはカムシャフトにおける回転数ｎを検出し、
−回転数ｎ＞０である場合、圧力媒体圧ｐを検出し、
−圧力媒体圧ｐが、予め規定された値よりも大きい場合、制御ユニットにファイルされた特性マップに基づいて制御位置を調節する、
ことにより解決される。
According to the present invention, in the third method of the type described in the superordinate concept part of
-Adjusting the first control position;
-Detecting the number of revolutions n in the crankshaft or camshaft;
If the rotational speed n> 0, detect the pressure medium pressure p;
If the pressure medium pressure p is greater than a predefined value, the control position is adjusted based on a characteristic map filed in the control unit;
Is solved.
図面の簡単な説明
本発明のさらに別の特徴は以下の説明および図面から明らかとなる。以下に、本発明の実施例を図面につき説明する。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Further features of the present invention will become apparent from the following description and drawings. In the following, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図１は、ハイドロリック式の作動装置の縦断面図であり、
図２は、図１に示したハイドロリック式の作動装置の横断面図であり、
図３は、ガス交換弁の制御時間を変えるための本発明による装置を備えた内燃機関をスタートさせるための方法に関するフローチャートであり、
図４は、内燃機関のガス交換弁の制御時間を変えるための本発明による装置の概略図であり、
図５ａは、内燃機関のガス交換弁の制御時間を変えるための本発明による装置の制御弁を第１の制御位置で示す縦断面図であり、
図５ｂは、図５ａに示した制御弁を第２の制御位置で示す縦断面図であり、
図５ｃは、図５ａに示した制御弁を第３の制御位置で示す縦断面図であり、
図５ｄは、図５ａに示した制御弁を第４の制御位置で示す縦断面図であり、
図６は、流入接続部から圧力チャンバへの容積流量と、弁ハウジングに対して相対的な制御ピストンの位置との関係を示す線図であり、
図７は、ガス交換弁の制御時間を変えるための本発明による装置を備えた内燃機関を制御して遮断するための方法に関するフローチャートであり、
図８は、公知先行技術による内燃機関のガス交換弁の制御時間を変えるための装置を示す概略図である。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a hydraulic actuator,
FIG. 2 is a cross-sectional view of the hydraulic actuator shown in FIG.
FIG. 3 is a flow chart relating to a method for starting an internal combustion engine equipped with a device according to the invention for changing the control time of a gas exchange valve,
FIG. 4 is a schematic view of a device according to the invention for changing the control time of a gas exchange valve of an internal combustion engine,
FIG. 5a is a longitudinal sectional view showing the control valve of the device according to the invention for changing the control time of the gas exchange valve of the internal combustion engine in a first control position;
FIG. 5b is a longitudinal sectional view showing the control valve shown in FIG. 5a in the second control position;
FIG. 5c is a longitudinal sectional view showing the control valve shown in FIG. 5a in a third control position;
FIG. 5d is a longitudinal sectional view showing the control valve shown in FIG. 5a in a fourth control position;
FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the volumetric flow rate from the inlet connection to the pressure chamber and the position of the control piston relative to the valve housing;
FIG. 7 is a flow chart relating to a method for controlling and shutting off an internal combustion engine equipped with a device according to the invention for changing the control time of a gas exchange valve;
FIG. 8 is a schematic diagram showing an apparatus for changing the control time of a gas exchange valve of an internal combustion engine according to a known prior art.
図面の詳細な説明
図１および図２には、内燃機関のガス交換弁の制御時間を変えるための装置１のハイドロリック式の作動装置１ａが図示されている。このハイドロリック式の作動装置１ａは主としてステータ２と、このステータ２に対して同心的に配置されたロータ３とから成っている。ステータ２には、入力車４が相対回動不能に結合されており、この入力車４は図示の実施例ではチェーン車、すなわちスプロケットとして形成されている。入力車４がベルト車（プーリ）または歯車として形成されているような構成も考えられる。ステータ２はロータ３に回転可能に支承されており、この場合、ステータ２の内周面には図示の実施例では、周方向で相互間隔を置いて配置された５つの切欠き５が設けられている。これらの切欠き５は、それぞれ半径方向ではステータ２とロータ３とによって、周方向ではステータ２に設けられた２つの側壁６によって、軸方向では第１のサイドカバー７と第２のサイドカバー８とによってそれぞれ仕切られる。こうして、これらの切欠き５はそれぞれ圧力密に閉鎖されている。第１のサイドカバー７および第２のサイドカバー８はステータ２に結合エレメント９、たとえばねじによって結合されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIGS. 1 and 2 show a hydraulic actuating device 1a of a
ロータ３の外周面には、軸方向に延びるベーン溝１０が形成されている。この場合、各ベーン溝１０内には、半径方向に延びるそれぞれ１つのベーン１１が配置されている。各切欠き５内には、それぞれ１つのベーン１１が突入して延びており、この場合、ベーン１１は半径方向ではステータ２に接触しており、軸方向ではサイドカバー７，８に接触している。各ベーン１１はそれぞれ切欠き５を、相互作業し合う２つの圧力チャンバ１２，１３に分割している。ステータ２に対するベーン１１の圧力密な接触を保証するために、ベーン溝１０の溝底部１４とベーン１１との間には、板ばねエレメント１５が設けられており、この板ばねエレメント１５はベーン１１を半径方向で所定の力で負荷している。
A
第１の圧力媒体管路１６と第２の圧力媒体管路１７とによって、制御弁（図示しない）を介して第１の圧力チャンバ１２と第２の圧力チャンバ１３とを圧力媒体ポンプ（同じく図示しない）またはタンク（同じく図示しない）に接続することができる。これにより、ロータ３に対するステータ２の相対回動を可能にする作動駆動装置が形成される。この場合、全ての第１の圧力チャンバ１２が圧力媒体ポンプに接続され、全ての第２の圧力チャンバ１３がタンクに接続されるか、もしくは逆の接続形態、つまり全ての第１の圧力チャンバ１２がタンクに接続され、全ての第２の圧力チャンバ１３が圧力媒体ポンプに接続されるようになっている。第１の圧力チャンバ１２が圧力媒体ポンプに接続されて、第２の圧力チャンバ１３がタンクに接続されると、第１の圧力チャンバ１２は第２の圧力チャンバ１３を犠牲にして拡張する。その結果、ベーン１１は周方向、つまり第１の矢印２１により示した方向へ移動させられる。ベーン１１の移動により、ロータ３はステータ２に対して相対的に回動させられる。
The first
ステータ２は図示の実施例では、入力車４に作用するチェーン駆動装置（図示しない）によってクランクシャフトから駆動される。また、ステータ２をベルト伝動装置または歯車伝動装置によって駆動することも考えられる。ロータ３は摩擦接続的、形状接続的（係合に基づいた嵌合）または材料接続的に、たとえばプレス嵌めまたはセンタねじを用いたねじ結合によってカムシャフト（図示しない）に結合されている。ステータ２に対して相対的なロータ３の相対回動に基づき、つまり圧力チャンバ１２，１３に対する圧力媒体の導入もしくは導出に基づき、カムシャフトとクランクシャフトとの間での位相シフトが生ぜしめられる。したがって、圧力チャンバ１２，１３に対する圧力媒体の意図的な導入もしくは導出により、内燃機関のガス交換弁の制御時間を意図的に変えることができる。
In the illustrated embodiment, the
圧力媒体管路１６，１７は図示の実施例では、ほぼ半径方向に配置された孔として形成されている。この孔はロータ３に設けられたセンタ孔２２を起点としてロータ３の外周面にまで延びている。センタ孔２２の内部には、センタ弁（図示しない）が配置されていてよく、このセンタ弁を介して圧力チャンバ１２，１３を意図的に圧力媒体ポンプもしくはタンクに接続することができる。さらに、センタ孔２２の内部に圧力媒体分配器を配置することも可能である。この場合、圧力媒体分配器は圧力媒体通路と環状溝とを介して圧力媒体管路１６，１７を、外部に設けられた制御弁の接続部にそれぞれ接続する。
In the illustrated embodiment, the pressure
切欠き５の、ほぼ半径方向に延びる側壁６は、周方向で切欠き５内へ突入した加工成形部２３を備えている。この加工成形部２３はベーン１１のためのストッパとして働く。この加工成形部２３は、ロータ３がステータ２に対して相対的な両極端位置をとった場合でも、つまりベーン１１が両側壁６のうちのいずれか一方の側壁６に接触した場合でも、圧力チャンバ１２，１３に圧力媒体が供給され得ることを保証する。
The
たとえば内燃機関のスタート段階における当該装置１への不十分な圧力媒体供給時では、カムシャフトによりロータ３に加えられる交番・ひきずりトルクに基づき、ロータ３はステータ２に対して相対的に、コントロールされずに運動させられる。第１の段階では、カムシャフトの引きずりトルクがロータ３をステータ２に対して相対的に、ステータの回転方向とは逆向きの周方向へ押圧し、この場合、ロータ３は側壁６に当接するまで押圧される。続いて、両圧力チャンバ１２，１３のうちの少なくとも一方の圧力チャンバが圧力媒体で完全に満たされるまで、カムシャフトによりロータ３に加えられる交番トルクによりロータ３の往復揺動が生ぜしめられ、ひいては切欠き５内でのベーン１１の往復揺動が生ぜしめられる。このことは当該装置１における摩耗増大および騒音発生を招く。このことを回避するために、当該装置１には２つのロックエレメント２４が設けられている。各ロックエレメント２４はポット形のピストン２６を有しており、このピストン２６はロータ３に設けられた軸方向孔２５内に配置されている。このピストン２６はばね２７によって軸方向においてばね力で負荷される。ばね２７は軸方向において一方の側で通気エレメント２８に支持されており、ばね２７の、通気エレメント２８とは反対の側の軸方向端部はポット状に形成されたピストン２６内に配置されている。
For example, when an insufficient pressure medium is supplied to the
第１のサイドカバー７には、ロックエレメント１つ当たり１つのスライドガイド部（Kulisse）２９が形成されており、この場合、ロータ３はステータ２に対して相対的に、内燃機関のスタート時における位置に相当する位置にロックされ得る。この位置でピストン２６は当該装置１への不十分な圧力媒体供給時にばね２７によってスライドガイド部２９へ押し付けられる。さらに、当該装置１への圧力媒体供給が十分な場合にピストン２６を軸方向孔２５内へ押し戻し、ひいてはロックを解除するための手段が設けられている。このことは通常、圧力媒体管路（図示しない）を介して、ピストン２６のカバー側の端面に形成された切欠き３０内へ導入される圧力媒体によって実施される。内燃機関のスタート位置に相当する位相位置ψが各側壁６の間のベーン１１のセンタ位置に相当する場合には、２つのロックエレメント２４と、適合された対応するスライドガイド部２９とを使用することにより、この位置におけるハイドロリック式の作動装置１ａのロックを実施することができる。
The
軸方向孔２５のばね室から漏れオイルを導出し得るようにするために、通気エレメント２８は軸方向に延びる溝を備えており、これらの溝に沿って圧力媒体を第２のサイドカバー８に設けられた孔へ案内することができる。
In order to allow leakage oil to be led out from the spring chamber of the
図８には、公知先行技術による内燃機関のガス交換弁の制御時間を変えるための装置１０１が図示されている。この装置１０１はハイドロリック式の作動装置１０２と制御弁１０３とから成っている。
FIG. 8 shows a
作動装置１０２は圧力室１０４を有しており、この圧力室１０４は移動可能なエレメント１０５によって２つの相互作用し合う圧力チャンバ１０６，１０７に分割される。移動可能なエレメント１０５はカムシャフトまたはクランクシャフトに相対回動不能に結合されており、別の構成部分は圧力室１０４に相対回動不能に結合されている。移動可能なエレメント１０５は２つのスライドガイド部１０８，１０９に相対運動不能に結合されている。さらに、符号１１０；１１１により、それぞれ１つのロックピンが示されている。これらのロックピン１１０，１１１は圧力室１０４に対して定位置に設けられている。各スライドガイド部１０８，１０９には、それぞれ１つのロックピン１１０，１１１が対応している。択一的には、ロックピン１１０，１１１が、移動可能なエレメント１０５と一緒に運動し得るようになっていて、スライドガイド部１０８，１０９が、圧力室１０４に対して定位置の構成部分に形成されていてもよい。
The
制御弁１０３は作動ユニット１１２と、第１のばねエレメント１１３と、弁体１１４とから成っている。作動ユニット１１２は、たとえば電気的またはハイドロリック的な作動ユニット１１２の形で形成されていてよい。以下においては、一般性を制限することなく、電磁石として形成されている電気的な作動ユニット１１２を使用する場合につき説明する。弁体１１４には、ポートとして第１の作業接続部Ａと、第２の作業接続部Ｂと、流入接続部Ｐと、流出接続部Ｔとが形成されている。第１の作業接続部Ａは第１の圧力媒体管路１１５を介して第１の圧力チャンバ１０６に、第２の作業接続部Ｂは第２の圧力媒体管路１１６を介して第２の圧力チャンバ１０７にそれぞれ接続されている。さらに、流出接続部Ｔは圧力媒体リザーバ１１７に接続されている。圧力媒体ポンプ１１８と、フィルタ１１９と、逆止弁１２０とを介して、流入接続部Ｐは圧力媒体で負荷される、つまり流入接続部Ｐに圧力媒体が供給される。第３の圧力媒体管路１２１を介して、第１のスライドガイド部１０８は第１の圧力媒体管路１１５に接続されている。また、第２のスライドガイド部１０９も第４の圧力媒体管路１２２を介して第２の圧力媒体管路１１６に接続されている。第１のスライドガイド部１１８と第２のスライドガイド部１０９とは、それぞれ１つの溝として形成されており、この場合、溝の、移動可能なエレメント１０５の運動方向における寸法は、各ロックピン１１０，１１１の対応する寸法、つまり移動可能なエレメント１０５の運動方向における寸法よりも大きく形成されている。両ロックピン１１０，１１１は移動可能なエレメント１０５の図示のセンタ位置において各スライドガイド部１０８，１０９内に係合していて、移動可能なエレメント１０５の移動方向において各溝の一方の端部に配置されている。
The
作動ユニット１１２によって、前記弁を第１のばねエレメント１１３のばね力に抗して、第２の制御位置１３０、第３の制御位置１３１および第４の制御位置１３２へもたらすことができる。前記弁が第２の制御位置１３０に位置している（作動ユニット１１２の低通電時〜無通電時に相当する）と、第２の作業接続部Ｂは流入接続部Ｐにのみ接続されており、第１の作業接続部Ａは流出接続部Ｔにのみ接続されている。
By means of the
前記弁が第３の制御位置１３１に位置している（作動ユニット１１２の低通電時〜中通電時に相当する）と、第１第２の両作業接続部Ａ，Ｂは流入接続部Ｐにも流出接続部Ｔにも接続されていない。択一的な構成では、漏れ損失を補償するために、両作業接続部Ａ，Ｂが流入接続部Ｐにのみ接続されていてよい。
When the valve is located at the third control position 131 (corresponding to when the
前記弁が第４の制御位置１３２に位置している（作動ユニット１１２の中通電時〜最大通電時に相当する）と、第１の作業接続部Ａは流入接続部Ｐにのみ接続されており、第２の作業接続部Ｂは流出接続部Ｔにのみ接続されている。 When the valve is located at the fourth control position 132 (corresponding to the middle energization to the maximum energization of the operating unit 112), the first work connection A is connected only to the inflow connection P, The second work connection B is connected only to the outflow connection T.
内燃機関の制御された運転において、「遅め」方向（第２の矢印１２６により示す）における移動可能なエレメント１０５の調節を達成するためには、制御弁１０３が第２の制御位置１３０へもたらされる。圧力媒体は流入接続部Ｐから第２の作業接続部Ｂと第２の圧力媒体管路１１６とを介して第２の圧力チャンバ１０７へ案内される。それと同時に、第４の圧力媒体管路１２２を介して第２のスライドガイド部１０９内にも圧力媒体が導入される。これにより、第２のロックピン１１１は第２のばね１２９のばね力に抗して第２のスライドガイド部１０９から押し出される。それと同時に、第１の圧力チャンバ１０６は第１の圧力媒体管路１１５と流出接続部Ｔとを介して圧力媒体リザーバ１１７に接続されている。第１の圧力チャンバ１０６からの圧力媒体の流出と、第２の圧力チャンバ１０７への圧力媒体の流入とに基づき、移動可能なエレメント１０５は「遅め」方向へ移動させられる。それと同時に、第１のスライドガイド部１０８および第２のスライドガイド部１０９も同じく「遅め」方向へ移動させられる。このときに、第１のロックピン１１０は第１のスライドガイド部１０８の内部で運動し、第２のロックピン１１１は第２のスライドガイド部１０９の外部に位置する。
In order to achieve adjustment of the
ハイドロリック式の作動装置１０２の位相位置ψを保持するためには、制御弁１０３が第３の制御位置１３１へもたらされる。両作業接続部Ａ，Ｂは流入接続部Ｐにも流出接続部Ｔにも接続されていない。圧力チャンバ１０６，１０７に対する圧力媒体の流入もしくは流出は行われず、位相位置ψは一定に保持される。移動可能なエレメント１０５の、「早め」方向への調節（第３の矢印１２８により示す）を達成するためには、制御弁１０３が第４の制御位置１３２へもたらされる。圧力媒体は流入接続部Ｐから第１の作業接続部Ａと第１の圧力媒体管路１１５とを介して第１の圧力チャンバ１０６へ案内される。それと同時に、第３の圧力媒体管路１２１を介して、第１のスライドガイド部１０８内にも圧力媒体が導入される。これにより、第１のロックピン１１０は第１のばね１２７のばね力に抗して第１のスライドガイド部１０８から押し出される。それと同時に、第２の圧力チャンバ１０７は第２の圧力媒体管路１１６と流出接続部Ｔとを介して圧力媒体リザーバ１１７に接続されている。第２の圧力チャンバ１０７からの圧力媒体の流出と、第１の圧力チャンバ１０６への圧力媒体の流入とにより、移動可能なエレメント１０５は「早め」方向へ移動させられる。それと同時に、第１のスライドガイド部１０８および第２のスライドガイド部１０９も同じく「早め」方向へ移動させられる。このときに、第２のロックピン１１１は第２のスライドガイド部１０９の内部で運動し、第１のロックピン１１０は第１のスライドガイド部１０８の外部に位置している。
In order to maintain the phase position ψ of the
移動可能なエレメント１０５が、図８に図示されたセンタ位置とは異なる位置からこのセンタ位置を越えて調節される場合、圧力媒体で負荷されていない方のロックピン１１０；１１１は各スライドガイド部１０８，１０９内へスナップインしてロックする。それと同時に、他方のロックピン１１１；１１０は圧力媒体で負荷され、この場合、このロックピン１１１；１１０は対応するスライドガイド部１０９；１０８の外部に位置する。この運動は、スナップインされたロックピン１１０，１１１によってしか制限されない。
When the
ハイドロリック式の作動装置１０２が、図８に図示した真ん中のセンタ位置に位置し、かつ当該装置１０１に十分な圧力媒体が供給されない場合（たとえば内燃機関のスタート時に該当する）、両ロックピン１１０，１１１は各スライドガイド部１０８，１０９内にスナップインしてロックされる。このときにロックピン１１０，１１１は、スライドガイド部１０８，１０９の互いに最も大きな相互間隔を持って配置された方の端部にロックピン１１０，１１１が位置するように配置されており、またスライドガイド部１０８，１０９も、スライドガイド部１０８，１０９の互いに最も大きな相互間隔を持って配置された方の端部にロックピン１１０，１１１が位置するように形成されている。これにより、移動可能なエレメント１０５は圧力室１０４に対して相対的に位置固定されている。択一的には、ロックピン１１０，１１１は、スライドガイド部１０８，１０９の互いに最も近接する方の端部に位置していてもよい。この択一的な構成では、第１のスライドガイド部１０８が第２の圧力媒体管路１１６により、第２のスライドガイド部１０９が第１の圧力媒体管路１１５により、それぞれ圧力媒体で負荷されなければならない。同じく、各圧力チャンバ１０６，１０７を介して、たとえばウォーム溝（Wurmnut）によってスライドガイド部１０８，１０９を負荷することも考えられる。
When the
内燃機関のストップ過程においては、移動可能なエレメント１０５が、センタ位置に対して相対的に遅めの位置に位置決めされる可能性がある。内燃機関の再スタート時に当該装置１０１はまだ十分に圧力媒体で充填されていない。カムシャフトの引きずりトルクに基づき、移動可能なエレメント１０５は遅めストッパ１３３の方向に駆動されて、この遅めストッパ１３３に当接する。このことはコンポーネントの高められた摩耗や不快な騒音発生を招いてしまう。
In the stop process of the internal combustion engine, there is a possibility that the
制御弁１０３の作動ユニット１１２が故障した場合には、たとえば電磁石の故障または電流接続路の故障によって電流供給が中断されるので、制御弁１０３は第２の制御位置１３０へずらされる。これにより、第２のロックピン１１１はロック解除されてしまい、カムシャフトはクランクシャフトに対して相対的に「遅め」方向へ調節されてしまう。その結果、図８に図示したセンタ位置において最適となる内燃機関のスタート・走行特性が悪化してしまう。
When the
概略的に図示されたハイドロリック式の作動装置１０２は、たとえばアキシャルピストン調節器または回転ピストン調節器であってよい。以下においては、一般性を制限することなく回転ピストン調節器の実施例のみを取り上げて説明する。圧力室１０４は図１に示した切欠き５に相当する。移動可能なエレメント１０５はベーン１１に相当する。ロックピン１１０，１１１は、図１に示した実施例では回転ピストン調節器のサイドカバーまたは回転ピストン調節器のロータのうちのいずれか一方の構成部分で、孔、有利には盲孔の内部に配置されていてよい。各スライドガイド部１０８，１０９はそれぞれ他方の構成部分に形成されている。
The
図４には、本発明による装置１０１が概略的に、図８と同様に図示されている。この装置１０１は大部分、図８に示した装置と同一であり、それゆえに同じ構成部分に対しては同一の符号を使用している。本発明による装置１０１の相違点は、制御弁１０３が付加的に第１の制御位置１４０を有していることにある。この第１の制御位置１４０は、作動ユニット１１２が、低通電〜無通電に相当する状態をとった場合に有効にされる。第１のばねエレメント１１３はこの場合には、第１の制御位置１４０が達成されるように働く。この位置では、第１の作業接続部Ａも第２の作業接続部Ｂも流入接続部Ｐには接続されない。ハイドロリック式の作動装置１０２の配置構成に応じて、第１の作業接続部Ａかまたは第２の作業接続部Ｂのいずれか一方の作業接続部を流出接続部Ｔに接続することができ、それに対してそれぞれ他方の作業接続部Ｂ；Ａは流出接続部Ｔに連通していない。また、第１の制御位置１４０において第１の作業接続部Ａおよび第２の作業接続部Ｂが流入接続部Ｐにも流出接続部Ｔにも連通していないか、または両作業接続部Ａ，Ｂが流出接続部Ｔにのみ接続されているような構成も考えられる。
In FIG. 4, a
第１の制御位置１４０の他に、制御弁１０３は図８に示した第２の制御位置１３０と、第３の制御位置１３１と、第４の制御位置１３２とを有している。この場合、第２の制御位置１３０は作動ユニット１１２の低通電〜中通電時にとられ、第３の制御位置１３１は作動ユニット１１２の中通電〜高通電時にとられ、第４の制御位置１３２は作動ユニット１１２の高通電〜最大通電時にとられる。
In addition to the
作動ユニット１１２が故障した場合または作動ユニット１１２への電流供給が中断した場合、制御弁１０３は自動的に第１の制御位置１４０へ切り換わる。この場合、制御弁１０３は作動ユニット１１２の修理もしくは作動ユニット１１２への電流供給部の修理が完了するまでこの位置を保持する。内燃機関の再スタート後では、ハイドロリック式の作動装置１０２への不十分な圧力媒体供給に基づき、移動可能なエレメント１０５は引きずりトルクおよび交番トルクに基づいた内燃機関の遮断時における、移動可能なエレメント１０５の位置とは無関係に真ん中のセンタ位置へ移動させられる。この真ん中のセンタ位置では、両ロックピン１１０，１１１が各スライドガイド部１０８，１０９内に係合してロックすることができる。これにより、圧力室１０４内での移動可能なエレメント１０５の位置は固定される。第１の制御位置１４０の配置構成に基づき、内燃機関の運転中に圧力チャンバ１０６，１０７へは圧力媒体が案内されず、ひいてはスライドガイド部１０８，１０９へ圧力媒体が案内されない。その結果、移動可能なエレメント１０５は圧力室１０４に対して相対的に位置固定に保持されるようになり、ひいてはカムシャフトとのクランクシャフトとの間の位相位置ψは、非常走行位置に一定に保持されるようになり、このような非常走行位置では内燃機関が良好なスタート・走行特性を有している。
When the
図５ａ〜図５ｄには、本発明による装置１０１の制御弁１０３の弁体１１４が例示的に図示されている。この弁体１１４は弁ハウジング１４１と制御ピストン１４２とから成っている。弁ハウジング１４１はほぼ中空円筒状に形成されており、この場合、弁ハウジング１４１の外周面には、軸方向の相互間隔を置いて配置された３つの環状溝１４３，１４４，１４５が形成されている。これらの環状溝１４３，１４４，１４５はそれぞれ弁のポートである接続部を成している。この場合、軸方向で外側の両環状溝１４３，１４５は作業接続部Ａ，Ｂを形成しており、真ん中の環状溝１４４は流入接続部Ｐを形成している。流出接続部Ｔは、弁ハウジング１４１の一方の端面に設けられた開口により形成されている。環状溝１４３，１４４，１４５はそれぞれ第１の半径方向開口１４６を介して弁ハウジング１４１の内部に接続されている。弁ハウジング１４１の内部には、ほぼ中空円筒状に形成された制御ピストン１４２が軸方向移動可能に配置されている。制御ピストン１４２の一方の端面は第２のばねエレメント１４７によって力で負荷され、反対の側の他方の端面は作動ユニット１１２に設けられたプッシュロッド１４８によって力で負荷される。作動ユニット１１２の通電により、制御ピストン１４２を第２のばねエレメント１４７のばね力に抗して第１の終端ストッパ１４９と第２の終端ストッパ１５０との間の任意の位置へ移動させることができる。
5a to 5d exemplarily illustrate the valve body 114 of the
制御ピストン１４２は第１の環状ウェブ１５１と第２の環状ウェブ１５２とを備えている。両環状ウェブ１５１，１５２の外径は弁ハウジング１４１の内径に適合されている。さらに制御ピストン１４２には、プッシュロッド１４８が作用する方の端面側の端部と、第２の環状ウェブ１５２との間で第２の半径方向開口１４６ａが形成されている。これにより、制御ピストン１４２の内部は弁ハウジング１４１の内部に接続されている。第１の環状ウェブ１５１と第２の環状ウェブ１５２とは、第１〜第４の制御縁１５３，１５４，１５５，１５６が、弁ハウジング１４１に対して相対的な制御ピストン１４２の位置に関連して流入接続部Ｐと作業接続部Ａ，Ｂとの間の接続を開放するか、または遮断し、かつ作業接続部Ａ，Ｂと流出接続部Ｔとの間の接続を開放するか、または遮断するように形成されて、制御ピストン１４２の外周面に配置されている。制御ピストン１４２の外径は、プッシュロッド１４８と第２の環状ウェブ１５２との間の範囲および第１の環状ウェブ１５１と第２の環状ウェブ１５２との間の範囲において、弁ハウジング１４１の内径よりも小さく形成されている。これにより、第１の環状ウェブ１５１と第２の環状ウェブ１５２との間には、第４の環状溝１５７が形成される。この第４の環状溝１５７の内部には第３の環状ウェブ１５８が形成されている。第３の環状ウェブ１５８の外径は弁ハウジング１４１の内径に適合されている。さらに第３の環状ウェブ１５８は、制御弁１０３の第１の制御位置１４０においてこの第３の環状ウェブ１５８が流入接続部Ｐと第２の作業接続部Ｂとの間の接続を遮断するように位置決めされている。
The
図５ａには、制御弁１０３の第１の制御位置１４０が示されている。この第１の制御位置１４０では、制御ピストン１４２が作動ユニット１１２によってプッシュロッド１４８を介して最小の力と小さな力Ｆ１との間の力で負荷される。制御ピストン１４２のプッシュロッド側の端面は、第１の終端ストッパ１４９（移動距離＝０ｍｍ）と所定の移動距離ｓ１との間の範囲に位置している。流入接続部Ｐと第２の作業接続部Ｂとの間の接続は第３の環状ウェブ１５８によって遮断されており、流入接続部Ｐと第１の作業接続部Ａとの間の接続は第１の環状ウェブ１５１によって遮断されている。さらに、第２の作業接続部Ｂと流出接続部Ｔとの間の接続は第２の環状ウェブ１５２によって遮断されており、それに対して圧力媒体は第１の作業接続部Ａから流出接続部Ｔへ流れることができる。両ロックピン１１０，１１１および両圧力チャンバ１０６，１０７への圧力媒体流は遮断されているので、第１の制御位置１４０ではアクティブな調節を行うことができない。第１の圧力チャンバ１０６と圧力媒体リザーバ１１７との接続により、第１の圧力チャンバ１０６は排出される。ハイドロリック式の作動装置１０２の位置に関連して、移動可能なエレメント１０５は直ちに、または第２の圧力チャンバ１０７を漏れに基づいて空にするために必要とされるある程度の時間の経過後に、カムシャフトの引きずりまたは交番トルクに基づいてセンタ位置へ駆動され、そしてこのセンタ位置に持続的にロックされる。この制御位置は制御弁１０３の、作動ユニット１１２が通電されていない場合の配置構成、つまり制御ピストン１４２が第２のばねエレメント１４７によって第１の終端ストッパ１４９へ移動させられている配置構成に相当しており、つまり移動距離がゼロである配置構成に相当している。この位置は、作動ユニット１１２が故障しているか、または作動ユニット１１２への電流供給が中断されている場合に制御弁１０３によってとられる。
In FIG. 5a, a
図５ｂには、制御弁１０３の第２の制御位置１３０が示されている。この第２の制御位置１０３では、制御ピストン１４２が作動ユニット１１２によってプッシュロッド１４８を介して小さな力Ｆ１と中間の力Ｆ２との間の力で負荷され、この場合、Ｆ２＞Ｆ１である。これにより、制御ピストン１４２はプッシュロッド側の第１の終端ストッパ１４９から移動距離Ｓ１〜Ｓ２だけ移動させられる。この場合、Ｓ２＞Ｓ１である。第１の環状ウェブ１５１はさらに第１の作業接続部Ａと流入接続部Ｐとの間の接続を遮断し、圧力媒体は引き続き第１の作業接続部Ａから流出接続部Ｔへ流れることができる。さらに、第２の環状ウェブ１５２は第２の作業接続部Ｂと流出接続部Ｔとの間の接続を遮断し、それに対して第２の環状ウェブ１５２も第３の環状ウェブ１５８も、流入接続部Ｐと第２の作業接続部Ｂとの間の接続を開放する。この位置では、第２の作業接続部Ｂを介して第２の圧力チャンバ１０７および第２のスライドガイド部１０９の第２の圧力媒体管路１１６および第４の圧力媒体管路１２２に圧力媒体が供給される。これにより、第２のロックピン１１１はロック解除され、ハイドロリック式の作動装置１０２は「遅め」方向に調節される。それと同時に、圧力媒体は第１の圧力チャンバ１０６から第１の圧力媒体管路１１５を介して第１の作業接続部Ａへ流れ、そしてこの第１の作業接続部Ａから流出接続部Ｔへ流れる。
In FIG. 5b, the
図５ｃには、制御弁１０３の第３の制御位置１３１が示されている。この第３の制御位置１３１では、制御ピストン１４２が作動ユニット１１２によってプッシュロッド１４８を介して中間の力Ｆ２と大きな力Ｆ３との間の力で負荷され、この場合、Ｆ３＞Ｆ２である。これにより、制御ピストン１４２は移動距離Ｓ２〜Ｓ３だけプッシュロッド側の第１の終端ストッパ１４９から移動させられ、この場合、Ｓ３＞Ｓ２である。切換弁のこの位置では、第１の管状ウェブ１５１と第２の環状ウェブ１５２とが作業接続部Ａ，Ｂと流入接続部Ｐとの間の接続および作業接続部Ａ，Ｂと流出接続部Ｔとの間の接続を遮断する。制御弁１０３のこの位置では、圧力媒体が圧力チャンバ１０６，１０７に供給されることも、圧力媒体が圧力チャンバ１０６，１０７から流出し得ることもない。すなわち、この制御位置は、カムシャフトとクランクシャフトとの間の位相位置ψが保持される保持位置に相当している。
In FIG. 5c, a
図５ｄには、制御弁１０３の第４の制御位置１３２が示されている。この第４の制御位置１３２では、制御ピストン１４２が作動ユニット１１２によってプッシュロッド１４８を介して大きな力Ｆ３と最大の力Ｆ４との間の力で負荷され、この場合、Ｆ４＞Ｆ３である。これにより、制御ピストン１４２はプッシュロッド側の第１の終端ストッパ１４９から移動距離Ｓ３〜Ｓ４だけ移動させられ、この場合、Ｓ４＞Ｓ３である。この配置構成では、第１の環状ウェブ１５１が第１の作業接続部Ａと流出接続部Ｔとの間の接続を遮断し、それに対して流入接続部Ｐと第１の作業接続部Ａとの間の接続は第１の環状ウェブ１５１によっても第３の環状ウェブ１５８によっても開放される。さらに、第２の環状ウェブ１５２によって流入接続部Ｐと第２の作業接続部Ｂとの間の接続が遮断され、それに対して圧力媒体は第２の作業接続部Ｂと第２の半径方向開口１４６ａとを介して制御ピストン１４２の内部へ流入し、そしてこの制御ピストン１４２の内部から流出接続部Ｔへ流入することができる。制御弁１０３のこの位置では、圧力媒体が第２の圧力チャンバ１０７から第２の圧力媒体管路１１６を介して第２の作業接続部Ｂへ案内され、そしてこの第２の作業接続部Ｂから流出接続部Ｔへ案内される。それと同時に、第１の作業接続部Ａと、第１の圧力媒体管路１１５と、第３の圧力媒体管路１２１とを介して圧力媒体が第１の圧力チャンバ１０６と第１のスライドガイド部１０８とに案内される。これにより、第１のロックピン１１０はロック解除され、ハイドロリック式の作動装置１０２は「早め」方向へ調節される。
In FIG. 5d, a
本発明による装置１０１の制御弁１０３として前記４ポート４位置弁を使用することにより、ロックされたセンタ位置において自動的にスタートするセンタ位置ロック機構を有する装置１０１を形成するために、付加的なモジュール、たとえば付加的な制御弁は必要とならなくなる。この場合、ストッパに対するエレメント１０５（ベーン型調節器の場合にはベーン）の当接は行われない。構成スペースも、製造コストまたは組立コストも、公知先行技術に記載されている構成に比べて高められることはない。それと同時に、当該装置１０１は作動ユニット１１２の故障時にセンタ位置へもたらされて、作動ユニット１１２の修理時にまでこのセンタ位置にロックされる。
By using the four-port four-position valve as the
図６には、流入接続部Ｐから圧力チャンバ１０６，１０７への容積流量と、作動ユニット１１２のオンオフ比（ＴＶ）との関係を示す線図が描かれている。作動ユニット１１２は所定の電圧で負荷され得る。この場合、ゼロボルトまたは最大値が印加される。オンオフ比は、電圧の最大値が作動ユニット１１２に印加される時間の割合を表す。オンオフ比が高くなればなるほど、作動ユニット１１２によってプッシュロッド１４８を介して制御ピストン１４２に加えられる力はますます大きくなる。したがって、オンオフ比は、第１の終端ストッパ１４９に対して相対的な弁ハウジング１４１内部での制御ピストン１４２の移動量の尺度となる。
FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the volume flow rate from the inflow connection P to the
オンオフ比がゼロと第１の値ＴＶ１との間にある第１の範囲では、制御弁１０３が第１の制御位置１４０をとる。この第１の制御位置１４０では、流入接続部Ｐと作業接続部Ａ，Ｂとの間の接続が遮断されており、容積流は漏れ流量を除いて０である。
In a first range where the on / off ratio is between zero and the first value TV1, the
オンオフ比が第１の値ＴＶ１と第２の値ＴＶ２との間にあると、制御弁１０３は第２の制御位置１３０に位置する。圧力媒体は流入接続部Ｐから第２の作業接続部Ｂへ流れることができ、それに対して流入接続部Ｐと第１の作業接続部Ａとの間の接続は遮断されている。容積流は、オンオフ比が第１の値ＴＶ１から第３の値ＴＶ３へ増大するにつれて徐々に増大してゆき、そしてオンオフ比が引き続き第２の値ＴＶ２にまで増大する間、徐々に減少してゆき、第２の値ＴＶ２のところでほぼゼロになる。第２の制御位置１３０のために第３の値ＴＶ３と第２の値ＴＶ２との間の範囲しか使用されないので有利である。
When the on / off ratio is between the first value TV1 and the second value TV2, the
第２の値ＴＶ２と第４の値ＴＶ４との間の第３の範囲では、容積流量がほぼゼロとなる。この第３の範囲に位置するオンオフ比を以下において「保持オンオフ比ＴＶHalte」と呼ぶ。この第３の範囲は制御弁１０３の第３の制御位置１３１に相当しており、この第３の制御位置１３１では、両作業接続部Ａ，Ｂが流入接続部Ｐに接続されていない。
In the third range between the second value TV2 and the fourth value TV4, the volume flow rate is substantially zero. The on / off ratio located in the third range is hereinafter referred to as “holding on / off ratio TV Halte ”. This third range corresponds to the
オンオフ比の値が値ＴＶ４を起点として引き続き１００％にまで高められると、流入接続部Ｐから圧力チャンバ１０６，１０７への容積流量はさしあたり徐々に増大する。容積流量は１００％のオンオフ比にまで連続的に増大し得るか、または構造的に制限されて所定の最大値を通過することができる。この範囲は制御弁１０３の第４の制御位置１３２に相当する。この第４の制御位置１３２には圧力媒体が流入接続部Ｐから第１の作業接続部Ａに案内され、それに対して流入接続部Ｐと第２の作業接続部Ｂとの間の接続は遮断されている。
When the value of the on / off ratio continues to be increased to 100% starting from the value TV4, the volumetric flow rate from the inflow connection P to the
作動ユニット１１２が故障している場合に内燃機関が再スタートされるとハイドロリック式の作動装置１０２がセンタ位置にロックされてこのロックが保持されるという利点の他に、本発明による装置１０１は、作動ユニット１１２が故障していない場合に、内燃機関が遮断されるとハイドロリック式の作動装置１０２をセンタ位置にロックすることを可能にするか、もしくは内燃機関の再スタ―ト時にハイドロリック式の作動装置１０２がセンタ位置へもたらされてこのセンタ位置にロックされるようにハイドロリック式の作動装置１０２を位置決めすることを可能にする。このことには次のような利点がある。すなわち、当該装置１０１がまだ十分に圧力媒体で充填されていない始動過程の間、ハイドロリック式の作動装置１０２はセンタ位置に確実にロックされており、これにより圧力室１０４の側壁に対する移動可能なエレメント１０５の当接が回避され、これにより摩耗増大や騒音発生が回避される。
In addition to the advantage that when the internal combustion engine is restarted when the
内燃機関の運転のためには、種々のオンオフ比、特にＴＶ１〜ＴＶ３および保持オンオフ比ＴＶHalteがエンジン制御装置に知られていなければならない。保持オンオフ比は規格によりエンジン制御装置によって求められて、記憶ユニットにファイルされる。ＴＶ１、ＴＶ２およびＴＶ３を求めるためには、２つの手段が考えられる。構造的な設計およびこのことから得られる弁特性を介して、ＴＶ１、ＴＶ２およびＴＶ３を保持オンオフ比ＴＶHalteに直接に関連して決定することができる。差角度Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３は常時、記憶ユニットにファイルされる。エンジン制御装置は内燃機関の運転の早期の段階において保持オンオフ比ＴＶHalteを決定する。その場合、ＴＶ１、ＴＶ２およびＴＶ３については以下のことが云える：
ＴＶ１＝ＴＶHalte−Ｙ１
ＴＶ２＝ＴＶHalte−Ｙ２
ＴＶ３＝ＴＶHalte−Ｙ３
第２の方法は、ＴＶ１およびＴＶ２を、場合によっては各再スタートの後に、エンジン制御装置により求めさせかつ特性マップにファイルすることである。ＴＶ１およびＴＶ３を決定するためには、カムシャフト角度信号とクランクシャフト角度信号とを利用することができる。このためには、とりわけ両シャフトの相対的な位相位置および位相位置の時間的な変化を利用することができる。たとえば以下の方法を使用することができる。オンオフ比の傾斜が０％から増大するように立ち上げられる。値ＴＶ１は、調節過程がスタートすると達成される（この時点で両圧力チャンバ１０６，１０７のうちの一方の圧力チャンバと、対応するロックピン１１０，１１１とが圧力媒体で負荷され、ハイドロリック式の作動装置１０２が調節され、このことはカムシャフト角度センサおよびクランクシャフト角度センサを介して検出され得る）。値ＴＶ３は、最大の調節速度が超過されると達成される。値ＴＶ２は、位相位置が一定に保持されると達成される。求められた値は引き続きメモリにファイルされる。
For the operation of the internal combustion engine, various on / off ratios, in particular TV1 to TV3 and the holding on / off ratio TV Halte, must be known to the engine controller. The retention on / off ratio is determined by the engine controller according to the standard and is filed in the storage unit. Two means are conceivable for obtaining TV1, TV2 and TV3. Through the structural design and the resulting valve characteristics, TV1, TV2 and TV3 can be determined directly in relation to the holding on / off ratio TV Halte . The difference angles Y1, Y2, Y3 are always filed in the storage unit. The engine controller determines the holding on / off ratio TV Halte at an early stage of operation of the internal combustion engine. In that case, the following can be said for TV1, TV2 and TV3:
TV1 = TV Halte -Y1
TV2 = TV Halte- Y2
TV3 = TV Halte- Y3
The second method is to have TV1 and TV2 determined by the engine controller and filed in a characteristic map, possibly after each restart. In order to determine TV1 and TV3, the camshaft angle signal and the crankshaft angle signal can be used. For this purpose, the relative phase position of both shafts and the temporal change of the phase position can be used, among others. For example, the following method can be used. The on / off ratio is ramped up from 0%. The value TV1 is achieved when the adjustment process starts (at this point one of the
図７には、内燃機関のストップ過程の間に本発明による装置１０１を制御するための方法のフローチャートが示されている。この方法により、ハイドロリック式の作動装置１０２は、内燃機関のストップ後にこのハイドロリック式の作動装置１０２がロックされる位置へもたらされるか、または内燃機関の再スタート後にこのハイドロリック式の作動装置１０２を直接にセンタ位置へ移動させてこのセンタ位置にロックするための起点となる位置に位置している。
FIG. 7 shows a flowchart of a method for controlling the
内燃機関のストップ過程の導入時に、回転数ｎはｎ＞０である。カムシャフトとクランクシャフトとの間の位相位置ψは制御弁１０３によって停止位相位置（Abstellphasenlage）へもたらされる。この停止位相位置は規定された量Ｘだけロック位相位置ψＭｉｔｔｅから偏倚している。停止位相位置は、補償ばねなしに形成されている装置１０１のためにロック位相位置ψＭｉｔｔｅに対して相対的に「早め」の方向へずらされて位置している。同じことは、補償ばねを装備している装置１０１にも云えるが、しかしこの補償ばねのトルクはカムシャフトの引きずりトルクよりも小さい。カムシャフトの引きずりトルクよりも大きなトルクを加える補償ばねを備えた装置１０１については、停止位相がロック位相位置ψＭｉｔｔｅに対して相対的に「遅め」方向へずらされて位置している。予め規定された停止位相位置が達成されていると、点火装置が遮断され（イグニションオフ）、オンオフ比の値は、この位相位置ψが確実に保持されるように調節される。すなわち、「早め」方向にずらされた停止位相位置の調節の場合には、オンオフ比がＴＶ２と１００％との間にあり、ロック位相位置ψＭｉｔｔｅに対して相対的に「遅め」方向へずらされている停止位相位置の場合には、オンオフ比がＴＶ４とＴＶ３との間にある。このオンオフ比は、回転数センサが回転数ゼロを報知するまで保持される。その後に、調節されたオンオフ比は規定の時間Ｙに保持され、その後に最終的に作動ユニット１１２が無電流状態に保持される。時間Ｙの保持時間により、回転数センサが既に回転数ｎ＝０を報知する、内燃機関の最後の回転時に、交番トルクによる圧力変動に基づいてロックピン１１０，１１１がロック解除され、移動可能なエレメント１０５がセンタ位置を越えて誤った位置へ移動させられることが阻止される。ハイドロリック式の作動装置１０２は、クランクシャフトの最後の回転に基づいて、ロックされた状態に位置するか、または、カムシャフトの引きずりトルクによるか、または補償ばねのトルクによって内燃機関の始動時に該ハイドロリック式の作動装置１０２が自動的にかつ直ちに、ロックされた位置へ駆動される際の起点となる位置に位置する。
At the introduction of the stop process of the internal combustion engine, the rotational speed n is n> 0. The phase position ψ between the camshaft and the crankshaft is brought to the stop phase position (Abstellphasenlage) by the
図３には、本発明による装置１０１を用いて内燃機関をスタートさせるための方法のフローチャートが示されている。当該方法により、移動可能なエレメント１０５の既に存在するロックもしくはクランクシャフトの最初の回転時に形成されたロックが保持されることが保証されている。この場合、このロックは、内燃機関内部のオイル圧が、当該装置１０１の確実な運転のために必要とされる値にまで増大するまで保持される。スタート過程の開始時に回転数ｎおよびオンオフ比はゼロに等しい。回転数センサが回転数ｎ＝ゼロを報知する限りは、オンオフ比はゼロ％と値ＴＶ１との間に保持される。回転数センサが回転数ｎ＞ゼロを報知すると、オイル圧センサの値が読み取られる。オイル圧ｐの値が、本発明による装置１０１を確実に運転するために必要となる規定の最小値ｐminよりも小さい限りは、オンオフ比の値はゼロ％と値ＴＶ１との間に保持される。オイル圧ｐが規定の圧力を超過すると、当該装置１０１は制御された運転へ移行し、オンオフ比は内燃機関の負荷状態に応じてＴＶ３と１００％との間に調節される。
FIG. 3 shows a flow chart of a method for starting an internal combustion engine using the
上で挙げた実施例は例示的に示されているに過ぎない。もちろん、作業接続部Ａ，Ｂは入れ換え可能である。また、ハイドロリック式の作動装置１０２のセンタ位置ロック機構を有する装置１０１も同じく本発明の枠内にある。この場合、１つのロックピンだけが１つのスライドガイド部または段付けされたスライドガイド部内に係合し得る。また、１つまたは複数のロックピンを備えた任意のロック位相位置を有する装置も本発明の枠内である。切換弁の種々の接続部の間の容積流および接続について云えば、漏れに基づいた圧力損失は無視されている。
The examples given above are only given as examples. Of course, the work connections A and B can be interchanged. The
１ 装置
１ａ ハイドロリック式の作動装置
２ ステータ
３ ロータ
４ 入力車
５ 切欠き
６ 側壁
７ 第１のサイドカバー
８ 第２のサイドカバー
９ 結合エレメント
１０ ベーン溝
１１ ベーン
１２ 第１の圧力チャンバ
１３ 第２の圧力チャンバ
１４ 溝底部
１５ 板ばねエレメント
１６ 第１の圧力媒体管路
１７ 第２の圧力媒体管路
２１ 第１の矢印
２２ センタ孔
２３ 加工成形部
２４ ロックエレメント
２５ 軸方向孔
２６ ピストン
２７ ばね
２８ 通気エレメント
２９ スライドガイド部
３０ 切欠き
１０１ 装置
１０２ ハイドロリック式の作動装置
１０３ 制御弁
１０４ 圧力室
１０５ エレメント
１０６ 第１の圧力チャンバ
１０７ 第２の圧力チャンバ
１０８ 第１のスライドガイド部
１０９ 第２のスライドガイド部
１１０ 第１のロックピン
１１１ 第２のロックピン
１１２ 作動ユニット
１１３ 第１のばねエレメント
１１４ 弁体
１１５ 第１の圧力媒体管路
１１６ 第２の圧力媒体管路
１１７ 圧力媒体リザーバ
１１８ 圧力媒体ポンプ
１１９ フィルタ
１２０ 逆止弁
１２１ 第３の圧力媒体管路
１２２ 第４の圧力媒体管路
１２６ 第２の矢印
１２７ 第１のばね
１２８ 第３の矢印
１２９ 第２のばね
１３０ 第２の制御位置
１３１ 第３の制御位置
１３２ 第４の制御位置
１３３ 遅めストッパ
１４０ 第１の制御位置
１４１ 弁ハウジング
１４２ 制御ピストン
１４３ 環状溝
１４４ 環状溝
１４５ 環状溝
１４６ 第１の半径方向開口
１４６ａ 第２の半径方向開口
１４７ 第２のばねエレメント
１４８ プッシュロッド
１４９ 第１の終端ストッパ
１５０ 第２の終端ストッパ
１５１ 第１の環状ウェブ
１５２ 第２の環状ウェブ
１５３ 第１の制御縁
１５４ 第２の制御縁
１５５ 第３の制御縁
１５６ 第４の制御縁
１５７ 第４の環状溝
１５８ 第３の環状ウェブ
Ｐ 流入接続部
Ｔ 流出接続部
Ａ 第１の作業接続部
Ｂ 第２の作業接続部
ψ 位相位置
ψmitte ロック位相位置
Ｘ 量
Ｙ１ 差角度
Ｙ２ 差角度
Ｙ３ 差角度
ＴＶHalte 保持オンオフ比
ｐmin オイル圧
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Apparatus 1a Hydraulic type actuator 2 Stator 3 Rotor 4 Input wheel 5 Notch 6 Side wall 7 1st side cover 8 2nd side cover 9 Connection element 10 Vane groove 11 Vane 12 1st pressure chamber 13 2nd Pressure chamber 14 groove bottom portion 15 leaf spring element 16 first pressure medium conduit 17 second pressure medium conduit 21 first arrow 22 center hole 23 machining section 24 lock element 25 axial hole 26 piston 27 spring 28 Ventilation element 29 Slide guide portion 30 Notch 101 Device 102 Hydraulic actuator 103 Control valve 104 Pressure chamber 105 Element 106 First pressure chamber 107 Second pressure chamber 108 First slide guide portion 109 Second slide Guide part 110 First lock 111 Second lock pin 112 Actuating unit 113 First spring element 114 Valve body 115 First pressure medium line 116 Second pressure medium line 117 Pressure medium reservoir 118 Pressure medium pump 119 Filter 120 Check valve 121 Third pressure medium conduit 122 Fourth pressure medium conduit 126 Second arrow 127 First spring 128 Third arrow 129 Second spring 130 Second control position 131 Third control position 132 Fourth Control position 133 retard stopper 140 first control position 141 valve housing 142 control piston 143 annular groove 144 annular groove 145 annular groove 146 first radial opening 146a second radial opening 147 second spring element 148 push Rod 149 First end stopper 150 Second end stopper 1 51 1st annular web 152 2nd annular web 153 1st control edge 154 2nd control edge 155 3rd control edge 156 4th control edge 157 4th annular groove 158 3rd annular web P inflow Connection part T Outflow connection part A 1st work connection part B 2nd work connection part ψ phase position ψ mitte lock phase position X amount Y 1 difference angle Y 2 difference angle Y 3 difference angle TV Halte holding on / off ratio p min oil Pressure
Claims (2)
−相互作用し合う第１第２の２つの圧力チャンバ（１０６，１０７）を有するハイドロリック式の作動装置（１０２）が設けられており、
−両圧力チャンバ（１０６，１０７）に対する圧力媒体の供給もしくは導出によって、クランクシャフトに対して相対的なカムシャフトの位相位置（ψ）が保持されるか、もしくは意図的に変えられるようになっており、
−第１第２の２つの作業接続部（Ａ，Ｂ）と１つの流出接続部（Ｔ）と１つの流入接続部（Ｐ）とを備えた制御弁（１０３）が設けられており、第１の作業接続部（Ａ）が第１の圧力チャンバ（１０６）と連通しており、第２の作業接続部（Ｂ）が第２の圧力チャンバ（１０７）と連通しており、流出接続部（Ｔ）がタンクと連通しており、流出接続部（Ｐ）が圧力媒体で負荷されるようになっており、
−前記制御弁（１０３）が、作動ユニット（１１２）によって４つの制御位置（１０３，１３１，１３２，１４０）へもたらされるようになっており、
−前記制御弁（１０３）の第１の制御位置（１４０）では、第１の作業接続部（Ａ）も第２の作業接続部（Ｂ）も流入接続部（Ｐ）と連通しておらず、
−前記制御弁（１０３）の第２の制御位置（１３０）では、第１の作業接続部（Ａ）が流出接続部（Ｔ）と連通し、第２の作業接続部（Ｂ）が流入接続部（Ｐ）と連通しており、
−前記制御弁（１０３）の第３の制御位置（１３１）では、第１の作業接続部（Ａ）と第２の作業接続部（Ｂ）とが、流出接続部（Ｔ）にも流入接続部（Ｐ）にも連通していないか、または第１の作業接続部（Ａ）と第２の作業接続部（Ｂ）とが、流入接続部（Ｐ）にのみ連通しており、
−前記制御弁（１０３）の第４の制御位置（１３２）では、第２の作業接続部（Ｂ）が流出接続部（Ｔ）と連通し、第１の作業接続部（Ａ）が流入接続部（Ｐ）と連通している
形式の装置（１０１）を制御するための方法において、
以下の方法ステップを記載した順序で実施する：
−ハイドロリック式の作動装置（１０２）がロックされるロック位相位置から所定量Ｘ偏倚した規定された停止位相位置を達成しかつ該停止位相位置を保持し、
−点火装置を遮断し、
−回転数センサ装置が回転数ｎ＝０を報知するまで、前記停止位相位置を保持するために第２の制御位置（１３０）または第４の制御位置（１３２）を調節し、
−回転数センサ装置を介して回転数ｎを検出し、
−とられた第２または第４の制御位置（１３０，１３２）を、予め規定された時間に保持し、
−該時間の経過後に前記作動ユニット（１１２）を停止状態にする、
ことを特徴とする、内燃機関のガス交換弁の制御時間を変えるための装置を制御するための方法。An apparatus (101) for changing a control time of a gas exchange valve of an internal combustion engine during a stop process of the internal combustion engine,
A hydraulic actuating device (102) having first and second interacting pressure chambers (106, 107) is provided;
The supply or derivation of pressure medium to both pressure chambers (106, 107) allows the camshaft phase position (ψ) relative to the crankshaft to be maintained or deliberately changed. And
A control valve (103) comprising a first second work connection (A, B), one outflow connection (T) and one inflow connection (P) is provided; One work connection (A) is in communication with the first pressure chamber (106), the second work connection (B) is in communication with the second pressure chamber (107), and the outflow connection is (T) is in communication with the tank, and the outflow connection (P) is loaded with a pressure medium,
The control valve (103) is brought into four control positions (103, 131, 132, 140) by the actuating unit (112);
-In the first control position (140) of the control valve (103), neither the first work connection (A) nor the second work connection (B) is in communication with the inflow connection (P). ,
-In the second control position (130) of the control valve (103), the first work connection (A) communicates with the outflow connection (T) and the second work connection (B) is inflow connection. Part (P),
-In the third control position (131) of the control valve (103), the first work connection (A) and the second work connection (B) are also connected to the outflow connection (T). The first work connection part (A) and the second work connection part (B) are in communication only with the inflow connection part (P).
-In the fourth control position (132) of the control valve (103), the second work connection (B) communicates with the outflow connection (T) and the first work connection (A) is inflow connection. In a method for controlling a device (101) of the type in communication with a part (P),
The following method steps are performed in the order listed:
- achieving a defined stop phase position location of a hydraulic actuating device (102) by a predetermined amount X offset from the lock phase to the locked position and holds the stop phase position,
-Shut off the ignition device,
- Adjust the up speed sensor device informs the rotational speed n = 0, a second control position in order to hold the stop phase position location (130) or fourth control position (132),
-Detecting the rotational speed n via the rotational speed sensor device;
Holding the taken second or fourth control position (130, 132) at a pre-defined time;
-Put the operating unit (112) in a stopped state after the elapse of time;
A method for controlling a device for changing the control time of a gas exchange valve of an internal combustion engine, characterized in that
−相互作用し合う第１第２の２つの圧力チャンバ（１０６，１０７）を有するハイドロリック式の作動装置（１０２）が設けられており、
−両圧力チャンバ（１０６，１０７）に対する圧力媒体の供給もしくは導出によって、クランクシャフトに対して相対的なカムシャフトの位相位置（ψ）が保持されるか、もしくは意図的に変えられるようになっており、
−第１第２の２つの作業接続部（Ａ，Ｂ）と１つの流出接続部（Ｔ）と１つの流入接続部（Ｐ）とを備えた制御弁（１０３）が設けられており、第１の作業接続部（Ａ）が第１の圧力チャンバ（１０６）と連通しており、第２の作業接続部（Ｂ）が第２の圧力チャンバ（１０７）と連通しており、流出接続部（Ｔ）がタンクと連通しており、流出接続部（Ｐ）が圧力媒体で負荷されるようになっており、
−前記制御弁（１０３）が、作動ユニット（１１２）によって４つの制御位置（１０３，１３１，１３２，１４０）へもたらされるようになっており、
−前記制御弁（１０３）の第１の制御位置（１４０）では、第１の作業接続部（Ａ）も第２の作業接続部（Ｂ）も流入接続部（Ｐ）と連通しておらず、
−前記制御弁（１０３）の第２の制御位置（１３０）では、第１の作業接続部（Ａ）が流出接続部（Ｔ）と連通し、第２の作業接続部（Ｂ）が流入接続部（Ｐ）と連通しており、
−前記制御弁（１０３）の第３の制御位置（１３１）では、第１の作業接続部（Ａ）と第２の作業接続部（Ｂ）とが、流出接続部（Ｔ）にも流入接続部（Ｐ）にも連通していないか、または第１の作業接続部（Ａ）と第２の作業接続部（Ｂ）とが、流入接続部（Ｐ）にのみ連通しており、
−前記制御弁（１０３）の第４の制御位置（１３２）では、第２の作業接続部（Ｂ）が流出接続部（Ｔ）と連通し、第１の作業接続部（Ａ）が流入接続部（Ｐ）と連通している
形式の装置（１０１）を制御するための方法において、
内燃機関のストップ過程時に以下の方法ステップを記載した順序で実施する：
−ハイドロリック式の作動装置（１０２）がロックされるロック位相位置から所定量Ｘ偏倚した規定された停止位相位置を達成しかつ該停止位相位置を保持し、
−点火装置を遮断し、
−回転数センサ装置が回転数ｎ＝０を報知するまで、前記停止位相位置を保持するために第２の制御位置（１３０）または第４の制御位置（１３２）を調節し、
−回転数センサ装置を介して回転数ｎを検出し、
−とられた第２または第４の制御位置（１３０，１３２）を、予め規定された時間に保持し、
−該時間の経過後に前記作動ユニット（１１２）を停止状態にする、
かつ内燃機関のスタート過程時に以下の方法ステップを記載した順序で実施する：
−第１の制御位置を調節し、
−クランクシャフトまたはカムシャフトにおける回転数ｎを検出し、
−回転数ｎ＞０である場合、圧力媒体圧ｐを検出し、
−圧力媒体圧ｐが、予め規定された値よりも大きい場合、制御ユニットにファイルされた特性マップに基づいて制御位置を調節する、
ことを特徴とする、内燃機関のガス交換弁の制御時間を変えるための装置を制御するための方法。An apparatus (101) for changing the control time of a gas exchange valve of an internal combustion engine,
A hydraulic actuating device (102) having first and second interacting pressure chambers (106, 107) is provided;
The supply or derivation of pressure medium to both pressure chambers (106, 107) allows the camshaft phase position (ψ) relative to the crankshaft to be maintained or deliberately changed. And
A control valve (103) comprising a first second work connection (A, B), one outflow connection (T) and one inflow connection (P) is provided; One work connection (A) is in communication with the first pressure chamber (106), the second work connection (B) is in communication with the second pressure chamber (107), and the outflow connection is (T) is in communication with the tank, and the outflow connection (P) is loaded with a pressure medium,
The control valve (103) is brought into four control positions (103, 131, 132, 140) by the actuating unit (112);
-In the first control position (140) of the control valve (103), neither the first work connection (A) nor the second work connection (B) is in communication with the inflow connection (P). ,
-In the second control position (130) of the control valve (103), the first work connection (A) communicates with the outflow connection (T) and the second work connection (B) is inflow connection. Part (P),
-In the third control position (131) of the control valve (103), the first work connection (A) and the second work connection (B) are also connected to the outflow connection (T). The first work connection part (A) and the second work connection part (B) are in communication only with the inflow connection part (P).
-In the fourth control position (132) of the control valve (103), the second work connection (B) communicates with the outflow connection (T) and the first work connection (A) is inflow connection. In a method for controlling a device (101) of the type in communication with a part (P),
The following method steps are carried out in the order given during the stop process of the internal combustion engine:
- achieving a defined stop phase position location of a hydraulic actuating device (102) by a predetermined amount X offset from the lock phase to the locked position and holds the stop phase position,
-Shut off the ignition device,
- Adjust the up speed sensor device informs the rotational speed n = 0, a second control position in order to hold the stop phase position location (130) or fourth control position (132),
-Detecting the rotational speed n via the rotational speed sensor device;
Holding the taken second or fourth control position (130, 132) at a pre-defined time;
-Put the operating unit (112) in a stopped state after the elapse of time;
And during the starting process of the internal combustion engine, the following method steps are carried out in the order given:
-Adjusting the first control position;
-Detecting the number of revolutions n in the crankshaft or camshaft;
If the rotational speed n> 0, detect the pressure medium pressure p;
If the pressure medium pressure p is greater than a predefined value, the control position is adjusted based on a characteristic map filed in the control unit;
A method for controlling a device for changing the control time of a gas exchange valve of an internal combustion engine, characterized in that
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