DE102009001794A1 - Adjustment system for cam shafts of internal-combustion engine of motor vehicle, has electrical machine consisting of external rotor and stator, and another machine arranged with elements of gear unit in plane perpendicular to axis of shaft - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verstellsystem für Nockenwellen von Brennkraftmaschinen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to an adjustment system for camshafts of internal combustion engines according to the preamble of claim 1.
Ein
derartiges Verstellsystem ist in der
Dieser
Nachteil der großen axialen Erstreckung des Verstellsystems
mit Überlagerungsgetrieben und elektromotorischem Antrieb
des Stellelements ist mit hydraulischen Nockenwellenstellern mit einem
Hydromotor nach dem Flügelzellenprinzip als Verstelleinrichtung
zur Winkelverstellung zwischen dem Nockenwellenantrieb und der Nockenwelle,
wie er in der
In
der
Dementsprechend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verstellsystem der eingangs erwähnten Art so zu verbessern, dass es einen minimalen Bauraum in Axialrichtung erfordert und dabei einfach aufgebaut sowie kostengünstig herstellbar ist.Accordingly The present invention is based on the object, an adjustment of the to improve the type mentioned above so that there is a requires minimal space in the axial direction and easy to set up and is inexpensive to produce.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verstellsystem für Nockenwellen von Brennkraftmaschinen, umfassend ein Überlagerungsgetriebe mit einem von einem Kurbeltrieb der Brennkraftmaschine angetriebenen Antriebselement, einem eine Nockenwelle der Brennkraftmaschine antreibenden Abtriebselement und einem Stellelement, durch das sich mittels einer elektrischen Maschine eine Relativdrehung zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement bewirken lässt. Zu Erzielung einer besonders kurzen axialen Baulänge ist vorgesehen, dass die elektrische Maschine aus einem als Hohlrad des Überlagerungsgetriebes ausgebildeten Rotor und einem den Rotor umgreifenden, mit der Brennkraftmaschine drehfest verbundenen Stator besteht, oder dass die elektrische Maschine aus einem als Sonnenrad des Überlagerungsgetriebes ausgebildeten bzw. mit dem Sonnenrad verbundenen Außenläuferrotor und einem koaxial im Außenläuferrotor angeordneten, mit der Brennkraftmaschine drehfest verbundenen Stator besteht, wobei die elektrische Maschine mit den Elementen des Überlagerungsgetriebes im Wesentlichen in einer senkrecht zur Achse der Nockenwelle verlaufenden Ebene angeordnet ist.Solved This task is achieved by an adjustment system for camshafts of internal combustion engines, comprising a superposition gearbox with one of a crank mechanism of the internal combustion engine driven Drive element, a driving a camshaft of the internal combustion engine Output element and an actuating element, through which by means of an electric Machine a relative rotation between the drive element and the Can cause output element. To achieve a special short axial length is provided that the electric Machine made as a ring gear of the superposition gear trained rotor and a rotor encompassing, with the internal combustion engine rotatably connected stator, or that the electric machine off designed as a sun gear of the superposition gear or external rotor rotor connected to the sun gear and a coaxial arranged in the outer rotor rotor, with the internal combustion engine rotatably connected stator consists the electric machine with the elements of the superposition gear essentially in a direction perpendicular to the axis of the camshaft Level is arranged.
Mit dem erfindungsgemäßen Verstellsystem ist der Vorteil verbunden, dass die elektrische Maschine in das Überlagerungsgetriebe integriert ist und sich dadurch die axiale Erstreckung des Verstellsystems nicht über die axiale Erstreckung des Überlagerungsgetriebes vergrößert. Gegenüber dem vorstehend erörterten Stand der Technik wird somit eine auf das geringstmögliche Maß verminderte axiale Erstreckung des Verstellsystems erreicht, die letztlich auch zu einer verringerten axialen Erstreckung der Brennkraftmaschine führt, welches bei beengten Einbauverhältnissen in einem Kraftfahrzeug bedeutende Vorteile mit sich bringt.With the adjustment system according to the invention is the advantage connected that the electric machine in the superposition gearbox is integrated and thereby the axial extent of the adjustment not over the axial extent of the superposition gear increased. Opposite to the above thus, the prior art discussed becomes one of the least possible Dimension diminished axial extent of the adjustment achieved, which ultimately leads to a reduced axial extent the internal combustion engine leads, which in cramped installation conditions in a motor vehicle brings significant benefits.
Vorteilhafterweise kann das Überlagerungsgetriebe als Planetengetriebe ausgebildet sein, mit einem als Hohlrad ausgebildeten Rotor einer Elektromaschine, mit einem als Steg für Planetenräder ausgebildeten Antriebselement und mit dem als Sonnenrad ausgebildeten Abtriebselement.advantageously, the superposition gear can be designed as a planetary gear be, with a trained as a ring gear rotor of an electric machine, with a trained as a bridge for planetary gears Drive element and with the trained as a sun gear output element.
Alternativ dazu kann das Überlagerungsgetriebe als ein Planetengetriebe ausgebildet sein, mit einem als Sonnenrad ausgebildeten Rotor einer Elektromaschine bzw. mit einem Sonnenrad, an dem ein Rotor einer Elektromaschine befestigt ist, mit dem als Steg für Planetenräder ausgebildeten Abtriebselement und dem als Hohlrad ausgebildeten Antriebselement.alternative this can be the superposition gear as a planetary gear be formed with a designed as a sun gear rotor of an electric machine or with a sun gear on which a rotor of an electric machine is attached, with which as a bridge for planetary gears trained output element and designed as a ring gear Drive element.
Die elektrische Maschine ist vorzugsweise in der Weise ansteuerbar ausgebildet, dass sie sowohl ein Voreilen der Nockenwelle als auch ein Zurückbleiben der Nockenwelle gegenüber der Kurbelwelle entsprechend dem Drehsinn des Elektromotors bewirkt und den Umdrehungen des Elektromotors jeweils eine definierte Winkelverstellung der Nockenwelle gegenüber der Kurbelwelle zugeordnet ist. Zusätzlich kann der Elektromotor als Bremsmotor im Stillstand ein Bremsmoment ausüben, das die Nockenwelle in der eingestellten Winkelstellung relativ zur Kurbelwelle festhält.The electric machine is preferably in the way controllable designed that it causes both a lead of the camshaft and a lagging of the camshaft relative to the crankshaft according to the direction of rotation of the electric motor and the revolutions of the electric motor is assigned a defined angular displacement of the camshaft relative to the crankshaft. In addition, the electric motor as a brake motor at standstill exert a braking torque that holds the camshaft in the set angular position relative to the crankshaft.
Da hierfür ein Haltestrom erforderlich ist, der zu einem dauernden Stromverbrauch des Elektromotors im stationärem Betrieb führt, ist es gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung vorteilhaft, wenn zwischen dem Rotor und der Brennkraftmaschine eine wahlweise betätigbare Bremse angeordnet ist, die immer dann betätigt wird, wenn keine Verstellung der Nockenwelle gegenüber der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine beabsichtigt ist.There For this purpose, a holding current is required, which is a permanent Power consumption of the electric motor in stationary operation leads, it is according to another embodiment the invention advantageous when between the rotor and the internal combustion engine a selectively operable brake is arranged, always then actuated, if no adjustment of the camshaft intended with respect to the crankshaft of the internal combustion engine is.
Die gleiche Wirkung lässt sich erzielen, wenn zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement des Überlagerungsgetriebes eine wahlweise betätigbare Kupplung angeordnet ist, die das Antriebselement und das Abtriebselement miteinander verblockt, so dass beide mit derselben Drehzahl rotieren.The same effect can be achieved if between the Drive element and the output element of the superposition gear a selectively operable clutch is arranged, the the drive element and the output element are locked together, so that both rotate at the same speed.
Schließlich lässt sich mit dem erfindungsgemäßen Verstellsystem noch die Bordnetzversorgung unterstützen, indem das benötigte Drehmoment zur Betätigung der Nockenwelle von der elektrischen Maschine abgestützt wird, die sich mit einer durch die Übersetzung zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement definierten Übersetzung mitdreht. In Abhängigkeit von der Drehzahl und dem Abstützmoment erzeugt die elektrische Maschine als Generator eine elektrische Leistung, die sich in das Bordnetz zurückspeisen lässt.After all can be with the invention Adjustment system still support the on-board power supply, by the required torque for actuation the camshaft supported by the electric machine will be dealing with one through the translation between the transmission element and the driven element defined translation rotates. Depending on the speed and the support torque generates the electric machine as a generator, an electric Power that can be fed back into the electrical system.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von in der Figur dargestellten Ausführungsbeispielen weiter erläutert.The Invention will be described below with reference to FIG Embodiments further explained.
Ein Überlagerungsgetriebe
bestehend aus einem Hohlrad
Die
Drehung des Rotors
Dieser
Stillstand lässt sich entweder dadurch bewirken, dass der
Stator
Alternativ
zur Bremse
Eine
analoge Funktion des Überlagerungsgetriebes
Wenn
die elektrische Maschine
Durch
die Anordnung der elektrischen Maschine
- 11
- Hohlradring gear
- 22
- Steg, AntriebselementWeb, driving element
- 33
- KetteChain
- 44
- Sonnenrad, Abtriebselementsun, output element
- 55
- Gehäusecasing
- 66
- Planetenradplanet
- 77
- Kurbeltriebcrankshaft
- 88th
- Nockenwellecamshaft
- 99
- Statorstator
- 1010
- Bremsebrake
- 1111
- Kupplungclutch
- 1212
- Kurbelwellecrankshaft
- 1313
- BrennkraftmaschineInternal combustion engine
- 1414
- Elektrische Maschineelectrical machine
- 1515
- Rotorrotor
- 1616
- Statorstator
- 1717
- Rotorrotor
- 1818
- Elektrische Maschineelectrical machine
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- - DE 102004033522 A1 [0002] DE 102004033522 A1 [0002]
- - DE 102004043548 A1 [0003] - DE 102004043548 A1 [0003]
- - DE 102005053119 A1 [0004] DE 102005053119 A1 [0004]
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DE200910001794 DE102009001794A1 (en) | 2009-03-24 | 2009-03-24 | Adjustment system for cam shafts of internal-combustion engine of motor vehicle, has electrical machine consisting of external rotor and stator, and another machine arranged with elements of gear unit in plane perpendicular to axis of shaft |
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DE200910001794 DE102009001794A1 (en) | 2009-03-24 | 2009-03-24 | Adjustment system for cam shafts of internal-combustion engine of motor vehicle, has electrical machine consisting of external rotor and stator, and another machine arranged with elements of gear unit in plane perpendicular to axis of shaft |
Publications (1)
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DE102009001794A1 true DE102009001794A1 (en) | 2010-09-30 |
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ID=42663816
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE200910001794 Withdrawn DE102009001794A1 (en) | 2009-03-24 | 2009-03-24 | Adjustment system for cam shafts of internal-combustion engine of motor vehicle, has electrical machine consisting of external rotor and stator, and another machine arranged with elements of gear unit in plane perpendicular to axis of shaft |
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DE (1) | DE102009001794A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE102014001396A1 (en) * | 2014-02-04 | 2015-08-06 | Daimler Ag | Camshaft adjusting device |
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-
2009
- 2009-03-24 DE DE200910001794 patent/DE102009001794A1/en not_active Withdrawn
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