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Die Erfindung betrifft eine Nockenwellenverstellvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Aus der
DE 10 2007 032 517 A1 ist bereits eine Nockenwellenverstellvorrichtung für einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs bekannt, die eine Grundphasenlageeinstelleinheit mit einem Kraftspeicherelement, das wenigstens für einen Motorstartvorgang dazu vorgesehen ist, ein Verdrehmoment bereitzustellen, das zur Einstellung einer Grundphasenlage zwischen einer Kurbelwelle und einer Nockenwelle vorgesehen ist, und mit einem temperaturabhängigen Einstellelement, das in zumindest einem Betriebszustand dazu vorgesehen ist, in Abhängigkeit von einer Temperatur die Grundphasenlage zu verriegeln, aufweist.
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Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, einen Komfort insbesondere bei einem Motorstart zu erhöhen. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die Erfindung geht aus von einer Nockenwellenverstellvorrichtung für einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs, die zumindest eine Grundphasenlageeinstelleinheit mit zumindest einem Kraftspeicherelement, das wenigstens für einen Motorstartvorgang dazu vorgesehen ist, ein Verdrehmoment bereitzustellen, das zur Einstellung einer Grundphasenlage zwischen zumindest einer Kurbelwelle und zumindest einer Nockenwelle vorgesehen ist, und mit zumindest einem temperaturabhängigen Einstellelement, das in zumindest einem Betriebszustand dazu vorgesehen ist, in Abhängigkeit von einer Temperatur die Grundphasenlage einzustellen, aufweist.
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Es wird vorgeschlagen, dass das temperaturabhängige Einstellelement zur Bereitstellung eines temperaturabhängigen Verdrehmoments mit dem Kraftspeicherelement wenigstens verbunden ist. Dadurch können bestimmte Winkelpositionen der zumindest einen Nockenwelle relativ zu der zumindest einen Kurbelwelle in Abhängigkeit von der Temperatur, insbesondere beim abgestelltem Verbrennungsmotor und/oder bei einem Fehlerfall und damit für einen Notlauf des Verbrennungsmotors, z. B. bei einem Defekt zumindest eines Teils der Nockenwellenverstellvorrichtung, insbesondere bei einem Defekt einer Verstelleinheit der Nockenwellenverstellvorrichtung, eingestellt werden. Somit kann eine Nockenwellenverstellvorrichtung mit zumindest zwei Grundphasenlagen bereitgestellt werden, wodurch schlechte Lauf- und/oder Starteigenschaften des Verbrennungsmotors vermieden werden können. Dadurch kann das Kraftspeicherelement kleiner dimensioniert und/oder ausgelegt, insbesondere eine Kraft des Kraftspeicherelements kleiner gewählt werden, wodurch eine zur Verstellung einer Phasenlage zwischen der zumindest einen Kurbelwelle und der zumindest einen Nockenwelle notwendige Kraft verringert, die Verstelleinheit kleiner dimensioniert und somit ein Verbrauch reduziert werden können. Der Verbrennungsmotor kann bei unterschiedlichen Temperaturen, insbesondere bei unterschiedlichen Motortemperaturen komfortabel gestartet werden, wodurch der Verbrennungsmotor schwingungsarm auf eine Startdrehzahl beschleunigt und dadurch ein Komfort, insbesondere bei einem Motorstartvorgang, verbessert werden kann. Weiter kann eine Motorlaufeigenschaft des Verbrennungsmotors bei verschiedenen Temperaturen, insbesondere bei einem Fehlerfall, verbessert werden, wodurch der Komfort weiter erhöht werden kann.
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Unter einem „Motorstartvorgang” soll insbesondere ein Vorgang verstanden werden, in dem der Verbrennungsmotor ausgehend von einem Motorstillstand zum Laufen gebracht wird und/oder bei dem der Verbrennungsmotor ausgehend von einer Drehzahl Null auf eine Startdrehzahl gebracht wird und/oder bei dem die Verstellereinheit unbestromt ist. Unter „für einen Motorstartvorgang” soll insbesondere vor und/oder während eines Motorstartvorgangs verstanden werden. Unter einem „Verdrehmoment” soll insbesondere eine Kraft verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, ein fest an die Kurbelwelle angebundenes oder einstückig mit der Kurbelwelle ausgebildetes Bauteil und ein an die Nockenwelle fest angebundenes oder einstückig mit der Nockenwelle ausgebildetes Bauteil zu verdrehen, um eine Phasenlage zwischen den Bauteilen einzustellen und/oder zu verstellen. Unter einer „Grundphasenlage” soll insbesondere eine Phasenlage verstanden werden, die bei einem abgestellten, inaktiven Verbrennungsmotor und/oder in einem Fehlerfall der Verstelleinheit und damit bei einem Notlauf stromlos und/oder unabhängig von einer Steuer- und/oder Regeleinheit eingestellt ist, um einen Motorstart und/oder einen Notlauf des Verbrennungsmotors zu gewährleisten, wie insbesondere eine ohne eine extern angesteuerte, beispielsweise mittels der Steuer- und/oder Regeleinheit angesteuerte Aktuatorik eingestellte, Phasenlage. Unter einer „Phasenlage” soll insbesondere ein Winkel einer relativen Verdrehung zwischen der zumindest einen Kurbelwelle und der zumindest einen Nockenwelle verstanden werden, insbesondere um wenigstens Ventilbetätigungszeiten an verschiedene Betriebsbereiche, wie beispielsweise Volllast, Teillast und/oder Leerlauf, des Verbrennungsmotors anzupassen. Unter einer „Verstelleinheit” soll insbesondere eine Einheit verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, eine Phasenlage aktiv zu verstellen und/oder die zur Verstellung der Phasenlage von der Steuer- und/oder Regeleinheit angesteuert wird. Unter „Verstellen” soll insbesondere ein aktiver Vorgang, d. h. ein Vorgang, der mit extern, beispielsweise mittels der Steuer- und/oder Regeleinheit angesteuerter Aktuatorik durchgeführt wird, verstanden werden. Unter einer „Steuer- und/oder Regeleinheit” soll insbesondere eine Einheit mit zumindest einem Steuergerät verstanden werden. Unter einem „Steuergerät” soll insbesondere eine Einheit mit einer Prozessoreinheit und mit einer Speichereinheit sowie mit einem in der Speichereinheit gespeicherten Betriebsprogramm verstanden werden. Grundsätzlich kann die Steuer- und/oder Regeleinheit mehrere untereinander verbundene Steuergeräte aufweisen, die vorzugsweise dazu vorgesehen sind, über ein Bus-System, wie insbesondere ein CAN-Bus-System, miteinander zu kommunizieren. Unter „Einstellen” soll insbesondere ein passiver Vorgang, d. h. ein Vorgang, der ohne eine extern, beispielsweise mittels der Steuer- und/oder Regeleinheit angesteuerte Aktuatorik, durchgeführt wird, verstanden werden. Unter „wenigstens verbunden” soll insbesondere verstanden werden, dass das Kraftspeicherelement und das Einstellelement miteinander verbunden und/oder zumindest teilweise einstückig miteinander ausgebildet sind. Unter „einstückig” soll insbesondere verstanden werden, dass das Kraftspeicherelement und das Einstellelement jeweils einander ausbilden und/oder als ein und dasselbe Bauteil ausgebildet sind und das Bauteil somit insbesondere Funktionen des Kraftspeicherelements und des Einstellelements aufweist. Unter „vorgesehen” soll insbesondere speziell programmiert, ausgelegt, ausgestattet und/oder angeordnet verstanden werden.
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Weiter wird vorgeschlagen, dass das temperaturabhängige Einstellelement einstückig mit dem Kraftspeicherelement ausgebildet ist. Dadurch kann eine besonders kompakte Grundphasenlageeinstelleinheit realisiert werden.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Grundphasenlageeinstelleinheit dazu vorgesehen ist, die Grundphasenlage mittels des temperaturabhängigen Verdrehmoments in Abhängigkeit von der Temperatur auf zumindest zwei unterschiedliche temperaturabhängige Werte einzustellen. Dadurch können der Motorstartvorgang und/oder der Notlauf an zumindest zwei Temperaturen angepasst werden, wodurch eine Einstellung der Grundphasenlage in Abhängigkeit von zumindest zwei Betriebspunkten des Verbrennungsmotors realisiert und der Komfort erhöht werden kann. Vorzugsweise sind die zumindest zwei Betriebspunkte des Verbrennungsmotors als ein Kaltstart und als ein Warmstart ausgebildet.
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Weiter wird vorgeschlagen, dass die Nockenwellenverstellvorrichtung zumindest eine thermische Verbindung aufweist, die dazu vorgesehen ist, wenigstens das temperaturabhängige Einstellelement thermisch mit dem Verbrennungsmotor zu koppeln. Dadurch kann eine besonders vorteilhafte Abhängigkeit der Einstellung der zumindest zwei Grundphasenlagen von einer Motortemperatur realisiert werden. Weiter kann dadurch eine besonders einfache Erkennung der zwei unterschiedlichen Betriebspunkte bereitgestellt werden. Unter einer „thermischen Verbindung” soll insbesondere eine Verbindung verstanden werden, in der Wärmeenergie ausgetauscht werden kann, wobei eine Temperatur insbesondere zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Einstellelement zumindest im Wesentlichen gleich ist. Unter „zumindest im Wesentlichen” soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass eine Abweichung der Temperatur des Verbrennungsmotors von der Temperatur an dem Einstellelement und/oder des Einstellelements insbesondere weniger als 30%, vorzugsweise weniger als 15% und besonders bevorzugt weniger als 5% beträgt. Darunter, dass „das Einstellelement thermisch mit dem Verbrennungsmotor gekoppelt ist”, soll insbesondere verstanden werden, dass der Verbrennungsmotor und das Einstellelement mittels eines Betriebsmittels thermisch miteinander verbunden sind, wobei das Betriebsmittel insbesondere zur Kühlung und/oder Schmierung vorzugsweise des Verbrennungsmotors vorgesehen ist und vorteilhafterweise als ein Fluid und/oder als ein Nebel ausgebildet ist. Vorzugsweise ist das Betriebsmittel als ein Öl ausgebildet.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass die Nockenwellenverstellvorrichtung zumindest eine Verstelleinheit aufweist, die dazu vorgesehen ist, zur Verstellung einer Phasenlage zwischen der zumindest einen Kurbelwelle und der zumindest einen Nockenwelle die Grundphasenlageeinstelleinheit aktiv zu übersteuern. Dadurch kann eine besonders vorteilhafte Nockenwellenverstellvorrichtung realisiert werden. Unter „aktiv übersteuern” soll insbesondere verstanden werden, dass die Verstelleinheit zur Einstellung einer Phasenlage ein Verdrehmoment in Abhängigkeit von einer Ansteuerung durch die Steuer- und/oder Regeleinheit bereitstellen kann, das größer ist als das Verdrehmoment der Grundphasenlageeinstelleinheit.
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Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn die Grundphasenlageeinstelleinheit dazu vorgesehen ist, oberhalb einer durch das temperaturabhängige Einstellelement definierten Temperatur die Grundphasenlage in Richtung „Spät” einzustellen. Dadurch kann eine vorteilhafte Grundphasenlage für einen Warmstart des Verbrennungsmotors gefunden werden, wodurch ein komfortabler Warmstart realisiert werden kann.
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Weiter ist es vorteilhaft, wenn das temperaturabhängige Einstellelement als ein Bimetallelement ausgebildet ist. Dadurch kann ein besonders vorteilhaftes temperaturabhängiges Einstellelement gefunden werden. Unter einem „Bimetallelement” soll insbesondere ein Element aus zumindest zwei, stoff- und/oder formschlüssig verbundenen Materialien verstanden werden, die im Vergleich zueinander verschiedene Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen.
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Ferner ist es vorteilhaft, wenn das Kraftspeicherelement als eine Bimetallfeder ausgebildet ist. Dadurch kann eine einstückige Ausbildung des Kraftspeicherelements mit dem Einstellelement besonders einfach realisiert werden.
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In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung weist die Nockenwellenverstellvorrichtung eine Steuer- und/oder Regeleinheit auf, die dazu vorgesehen ist, eine Temperatur des temperaturabhängigen Einstellelements mittels einer Bestromung des temperaturabhängigen Einstellelements aktiv zu verstellen. Dadurch kann zusätzlich oder alternativ das Verdrehmoment der Grundphasenlageeinstelleinheit aktiv mittels der Steuer- und/oder Regeleinheit verändert werden, wodurch das temperaturabhängige Verdrehmoment an eine Reibung der Nockenwellenverstellvorrichtung, vorzugsweise der Verstelleinheit, angepasst werden kann.
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Außerdem wird ein Verfahren zum Betrieb einer Nockenwellenverstellvorrichtung eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs, insbesondere einer erfindungsgemäßen Nockenwellenverstellvorrichtung, vorgeschlagen, bei dem zumindest eine Grundphasenlageeinstelleinheit wenigstens für einen Motorstartvorgang ein Verdrehmoment bereitstellt, das eine Grundphasenlage zwischen zumindest einer Kurbelwelle und zumindest einer Nockenwelle einstellt, wobei ein temperaturabhängiges Einstellelement ein temperaturabhängiges Verdrehmoment bereitstellt, mittels dessen in Abhängigkeit von einer Temperatur eine Grundphasenlage zwischen der zumindest einen Kurbelwelle und der zumindest einen Nockenwelle auf zumindest zwei verschiedene Werte eingestellt wird. Dadurch kann die Grundphasenlage in Abhängigkeit von einer Temperatur, vorzugsweise einer Motortemperatur, eingestellt werden, wodurch ein komfortabler Motorstartvorgang, vorteilhafterweise ein komfortabler Kaltstart und ein komfortabler Warmstart, realisiert werden kann.
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
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Die 1 zeigt schematisch eine Nockenwellenverstellvorrichtung für einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs. Das Kraftfahrzeug kann beispielsweise als ein Hybridkraftfahrzeug, d. h. als ein Kraftfahrzeug mit zumindest einem Verbrennungsmotor und zumindest einer weiteren Antriebseinheit, bei dem der zumindest eine Verbrennungsmotor und die zumindest eine weitere Antriebseinheit entweder einzeln oder in Kombination Endantriebselemente, wie beispielsweise Antriebsräder, antreiben, ausgebildet sein. Vorzugsweise ist die zumindest eine weitere Antriebseinheit dabei als ein Elektromotor ausgebildet.
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Die Nockenwellenverstellvorrichtung weist eine Grundphasenlageeinstelleinheit 10 mit einem Kraftspeicherelement 11 auf, das für einen Motorstartvorgang und für einen Notlauf des Verbrennungsmotors ein Verdrehmoment bereitstellt, das zur Einstellung einer Grundphasenlage zwischen einer nicht näher dargestellten Kurbelwelle des Verbrennungsmotors und einer Nockenwelle 12 des Verbrennungsmotors vorgesehen ist. Weiter weist die Nockenwellenverstellvorrichtung ein temperaturabhängiges Einstellelement 13 auf, das die Grundphasenlage in Abhängigkeit von einer Temperatur einstellt. Das Einstellelement 13 stellt die Grundphasenlage in Abhängigkeit von einer Temperatur, die vor und bei dem Motorstartvorgang und in dem Notlauf vorliegt, ein.
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Zur Bereitstellung eines temperaturabhängigen Verdrehmoments, das zur Einstellung der Grundphasenlage vorgesehen ist, ist das temperaturabhängige Einstellelement 13 mit dem Kraftspeicherelement 11 wenigstens verbunden. In diesem Ausführungsbeispiel ist das temperaturabhängige Einstellelement 13 einstückig mit dem Kraftspeicherelement 11 ausgebildet. Das Einstellelement 13 und das Kraftspeicherelement 11 sind als ein und dasselbe Bauteil ausgebildet. Zur Bereitstellung einer Temperaturabhängigkeit ist das Einstellelement 13 als ein Bimetallelement ausgebildet. Das Kraftspeicherelement 11 ist zur Realisierung einer einstückigen Ausbildung als eine Bimetallfeder ausgebildet. Das temperaturabhängige Einstellelement 13 ist zur Ausbildung des Kraftspeicherelements 11 spiralförmig geformt. Das Kraftspeicherelement 11 und damit das Einstellelement 13 sind als eine Drehfeder ausgebildet. Sie bilden eine temperaturabhängige Rückstellfeder aus. Grundsätzlich können das temperaturabhängige Einstellelement 13 und das Kraftspeicherelement 11 auch separat voneinander ausgebildet werden, wobei das Einstellelement 13 und das Kraftspeicherelement 11 bei einer solchen Ausgestaltung vorteilhafterweise miteinander verbunden sind. Dabei wäre das Kraftspeicherelement 11 als eine konventionelle Drehfeder und das temperaturabhängige Einstellelement 13 als ein Dehnstoffelement mit temperaturabhängiger Charakteristik ausgebildet.
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Das einstückig mit dem Einstellelement 13 ausgebildete Kraftspeicherelement 11 ist wirkungsmäßig zwischen einem Kurbelwellenrad 16 der Nockenwellenverstellvorrichtung und einer Nockenwellenscheibe 17 der Nockenwellenverstellvorrichtung angeordnet. Das Kraftspeicherelement 11 und damit das Einstellelement 13 ist mit einem Ende 18 fest an dem Kurbelwellenrad 16 und mit einem anderen Ende 19 fest an der Nockenwellenscheibe 17 angebunden. Das einstückig mit dem Einstellelement 13 ausgebildete Kraftspeicherelement 11 verdreht zur Einstellung der Grundphasenlage die Nockenwellenscheibe 17 relativ zum Kurbelwellenrad 16. Das Kurbelwellenrad 16 ist drehmomentübertragend mit der Kurbelwelle verbunden. Es wird von der Kurbelwelle angetrieben. Das Kurbelwellenrad 16 ist als ein Kettenrad ausgebildet. Es wird mittels einer Kette von der Kurbelwelle angetrieben. Die Nockenwellenscheibe 17 ist drehmomentübertragend mit der Nockenwelle 12 verbunden. Sie ist dreh- und verschiebefest an der Nockenwelle 12 angebunden.
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Die Grundphasenlageeinstelleinheit 10 stellt mittels des temperaturabhängigen Verdrehmoments, das durch die einstückige Ausführung des Einstellelements 13 mit dem Kraftspeicherelement 11 bereitgestellt wird, die Grundphasenlage in Abhängigkeit von der Temperatur auf zwei unterschiedliche temperaturabhängige Werte ein. Sie stellt in Abhängigkeit von der vorliegenden Temperatur eine Grundphasenlage in Richtung „Spät” und eine Grundphasenlage in Richtung „Früh” ein. Die Grundphasenlageeinstelleinheit 10 stellt oberhalb einer durch das temperaturabhängige Einstellelement 13 definierten Temperatur die Grundphasenlage in Richtung „Spät” und unterhalb der durch das temperaturabhängige Einstellelement 13 definierten Temperatur die Grundphasenlage in Richtung „Früh” ein. Sie stellt die Grundphasenlage ein, wenn der Verbrennungsmotor abgeschaltet oder eine aktive Verstellung einer Phasenlage aufgrund eines Fehlerfalls nicht möglich ist. Dabei stellt die Grundphasenlageeinstelleinheit 10 in Abhängigkeit von der Temperatur zwei Werte der Grundphasenlage ein. Liegt eine Temperatur vor, die kleiner ist als eine bestimmte Temperatur, die durch das Einstellelement 13 definiert ist, stellt die Grundphasenlageeinstelleinheit 10 den Wert „Früh” der Grundphasenlage ein. Liegt eine Temperatur vor, die größer ist als eine bestimmte Temperatur, die durch das Einstellelement 13 definiert ist, stellt die Grundphasenlageeinstelleinheit 10 den Wert „Spät” der Grundphasenlage ein, wodurch ein Komfortstart, bei warmer abgestelltem Verbrennungsmotor, realisiert wird. Dadurch wird eine richtige Phasenlage zwischen der Kurbelwelle und der Nockenwelle für den Komfortstart eingestellt.
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In diesem Ausführungsbeispiel weist das einstückig mit dem Kraftspeicherelement 11 ausgebildete Einstellelement 13 eine 2-Stufen-Schnappcharakteristik auf. Die Grundphasenlageeinstelleinheit 10 stellt somit diskrete, von der Temperatur abhängige, unterschiedliche Verdrehmomente ein, wodurch die zwei unterschiedlichen Werte der Grundphasenlage, in diesem Ausführungsbeispiel die Grundphasenlage „Früh” und die Grundphasenlage „Spät”, eingestellt werden. Grundsätzlich kann das einstückig mit dem Kraftspeicherelement 11 ausgebildete Einstellelement 13 auch eine kontinuierliche Charakteristik aufweisen, wodurch sich das Verdrehmoment kontinuierlich mit der Temperatur verändert.
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Zur thermischen Kopplung des temperaturabhängigen Einstellelements 13 mit dem Verbrennungsmotor weist die Nockenwellenverstellvorrichtung eine thermische Verbindung auf. Die thermische Verbindung des Einstellelements 13 mit dem Verbrennungsmotor ist durch eine Anordnung des Einstellelements 13 innerhalb eines Verbrennungsmotorgehäuses realisiert. Das Einstellelement 13 ist in einem Bereich angeordnet, in dem eine Temperatur vorliegt, die im Wesentlichen einer Motortemperatur entspricht. Es ist zur thermischen Kopplung mit dem Verbrennungsmotor in einem Bereich angeordnet, in dem sich ein Nebel eines Betriebsmittels bildet. Das Betriebsmittel ist dabei zur Kühlung und Schmierung des Verbrennungsmotors vorgesehen. Es ist als ein Betriebsmittelöl ausgebildet. Grundsätzlich kann die thermische Kopplung auch auf eine andere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Art und Weise realisiert werden, wie beispielsweise durch einen direkten Kontakt des Einstellelements 13 mit einem Teil des Verbrennungsmotors und/oder durch eine Anordnung in dem Betriebsmittel. Durch die thermische Kopplung des Einstellelements 13 mit dem Verbrennungsmotor stellt die Grundphasenlageeinstelleinheit 10 die zwei unterschiedlichen Werte der Grundphasenlage in Abhängigkeit von der Motortemperatur ein. Sie stellt die Grundphasenlage „Früh” bei einem kalten Verbrennungsmotor und die Grundphasenlage „Spät” bei einem warmen Verbrennungsmotor ein.
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Zur aktiven Verstellung der Phasenlage zwischen der Kurbelwelle und der Nockenwelle 12 weist die Nockenwellenverstellvorrichtung eine Verstelleinheit 14 auf, die zur Verstellung der Phasenlage die Grundphasenlageeinstelleinheit 10 aktiv übersteuert. Die Verstelleinheit 14 stellt zur Verstellung der Phasenlage ein Verdrehmoment bereit, das größer ist als das von der Grundphasenlageeinstelleinheit 10 bereitgestellte Verdrehmoment. Sie verstellt die Phasenlage in Abhängigkeit von einer Steuer- und Regeleinheit 15. Die Verstelleinheit 14 ist als eine hydraulische Verstelleinheit ausgebildet. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Verstelleinheit 14 als ein Flügelzellenversteller ausgebildet. Sie weist einen Außenrotor und einen Innenrotor auf, wobei der Innenrotor relativ zum Außenrotor verdreht werden kann. Der Außenrotor ist fest an das Kurbelwellenrad 16 angebunden oder einstückig mit dem Kurbelwellenrad 16 ausgebildet und bildet einen Eingang der Verstelleinheit 14. Der Innenrotor ist fest an die Nockenwellenscheibe 17 oder an die Nockenwelle 12 angebunden und bildet einen Ausgang der Verstelleinheit 14. Zwischen dem Eingang und dem Ausgang der Verstelleinheit 14 sind das Kraftspeicherelement 11 und das Einstellelement 13 angeordnet. Grundsätzlich kann die Verstelleinheit 14 auch als eine andere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Verstelleinheit ausgebildet werden.
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Zur Verriegelung einer Grundphasenlage weist die Grundphasenlageeinstelleinheit 10 eine Formschlusseinheit 20 auf. Die Formschlusseinheit 20 verriegelt die Grundphasenlage „Früh”. Sie verriegelt die Grundphasenlage, die sich unterhalb der von dem Einstellelement 13 definierten Temperatur einstellt und damit bei einem kalten Verbrennungsmotor bzw. für einen Kaltstart und für einen Notlauf bei einem kalten Verbrennungsmotor, wodurch ein Schwingen um die Grundphasenlage „Früh” verhindert wird und der Verbrennungsmotor ein maximales Drehmoment erzeugen kann. Die Formschlusseinheit 20 verriegelt die Grundphasenlage passiv, d. h. unabhängig von der Steuer- und Regeleinheit 15, und entriegelt die Grundphasenlage aktiv, d. h. abhängig von der Steuer- und Regeleinheit 15.
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Die Formschlusseinheit 20 ist als eine Rasteinheit ausgebildet. Sie weist einen Verriegelungsstift 21 und eine in der Nockenwellenscheibe 17 angeordnete Öffnung 22 auf. Zur Verriegelung der Grundphasenlage rastet der Verriegelungsstift 21 in die als eine Bohrung ausgebildete Öffnung 22 ein. Zur Realisierung einer passiven Verriegelung der Grundphasenlage weist die Formschlusseinheit 20 eine nicht dargestellte Feder auf, die axial bezüglich der Nockenwelle 12 und damit der Nockenwellenscheibe 17 wirkt. Die Feder wirkt auf den Verriegelungsstift 21 und drückt diesen axial gegen die Nockenwellenscheibe 17. Stellt die Grundphasenlageeinstelleinheit 10 die Grundphasenlage „Früh” ein, befinden sich der Verriegelungsstift 21 und die Öffnung 22 einander axial gegenüber, wodurch der Verriegelungsstift 21 mittels der Feder in die Öffnung 22 gedrückt wird und dadurch die Grundphasenlage verriegelt. Zur Realisierung einer aktiven Entriegelung weist die Formschlusseinheit 20 einen nicht näher dargestellten hydraulischen Aktuator auf, der mit der Steuer- und Regeleinheit 15 verbunden ist. Der hydraulische Aktuator erzeugt in Abhängigkeit von der Steuer- und Regeleinheit 15 eine Entriegelungskraft, die entgegensetzt zu der Feder wirkt. Der hydraulische Aktuator zieht den Verriegelungsstift 21 zum Entriegeln der Grundphasenlage aus der Öffnung 22, wodurch die Phasenlage verstellt und somit die Nockenwelle 12 aus der Grundphasenlage verdreht werden kann.
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Zur Steuerung und Regelung weist die Nockenwellenverstellvorrichtung die Steuer- und Regeleinheit 15 auf. Die Steuer- und Regeleinheit 15 stellt aktiv eine Temperatur des temperaturabhängigen Einstellelements 13 mittels einer Bestromung des Einstellelements 13 ein. Sie verändert dadurch aktiv das temperaturabhängige Verdrehmoment der Grundphasenlageeinstelleinheit 10. Die Steuer- und Regeleinheit 15 weist dazu eine Bestromungsfunktion auf, die zur aktiven Veränderung der Temperatur des Einstellelements 13 und damit des Verdrehmoments der Grundphasenlageeinstelleinheit 10 das Einstellelement 13 mit einer elektrischen Spannung beaufschlagt. Grundsätzlich kann aber auf eine aktive Einstellung der Temperatur des Einstellelements 13 durch die Steuer- und Regeleinheit 15 verzichtet werden, wodurch die Temperatur des Einstellelements 13 und damit das Verdrehmoment der Grundphasenlageeinstelleinheit 10 lediglich passiv durch die Motortemperatur eingestellt wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007032517 A1 [0002]
