DE102014009188A1 - Method for adjusting a phase angle of a camshaft - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verstellung einer Phasenlage einer Nockenwelle (11), bei dem ein Aktuator (13) zur Erzeugung eines magnetischen Flusses bestromt wird und der magnetische Fluss eine Bremse zur Verstellung der Phasenlage betätigt, wobei zu einem Abbau des magnetischen Flusses der Aktuator (13) mit umgekehrter Polarität bestromt wird, sowie einen Nockenwellensteller (10) zur Verstellung einer Phasenlage einer Nockenwelle (11), mit einem Aktuator (13), der dazu vorgesehen ist, zur Erzeugung eines magnetischen Flusses bestromt zu werden und mit dem magnetischen Fluss eine Bremse zur Verstellung der Phasenlage der Nockenwelle (11) zu betätigen, und mit einer Steuereinheit (17) zur Steuerung einer Bestromung des Aktuators (13), bei dem die Steuereinheit (17) dazu vorgesehen ist, zu einem Abbau des magnetischen Flusses eine Polarität der Bestromung des Aktuators (13) umzukehren.The invention relates to a method for adjusting a phase position of a camshaft (11), in which an actuator (13) is energized to generate a magnetic flux and the magnetic flux actuates a brake for adjusting the phase position, wherein to reduce the magnetic flux of the actuator (13) is energized with reverse polarity, and a camshaft adjuster (10) for adjusting a phasing of a camshaft (11), with an actuator (13) which is intended to be energized to generate a magnetic flux and the magnetic flux a brake for adjusting the phase position of the camshaft (11) to operate, and a control unit (17) for controlling energization of the actuator (13), wherein the control unit (17) is provided to a polarity to reduce the magnetic flux to reverse the energization of the actuator (13).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verstellung einer Phasenlage einer Nockenwelle, bei dem ein Aktuator zur Erzeugung eines magnetischen Flusses bestromt wird und der magnetische Fluss eine Bremse zur Verstellung der Phasenlage betätigt, und einen Nockenwellensteller zur Verstellung einer Phasenlage einer Nockenwelle, mit einem Aktuator, der dazu vorgesehen ist, zur Erzeugung eines magnetischen Flusses bestromt zu werden und mit dem magnetischen Fluss eine Bremse zur Verstellung der Phasenlage der Nockenwelle zu betätigen, und mit einer Steuereinheit zur Steuerung einer Bestromung des Aktuators.The invention relates to a method for adjusting a phase angle of a camshaft, in which an actuator for generating a magnetic flux is energized and the magnetic flux actuates a brake for adjusting the phase position, and a camshaft adjuster for adjusting a phase angle of a camshaft, with an actuator, the is provided to be energized to generate a magnetic flux and to actuate the magnetic flux a brake for adjusting the phase position of the camshaft, and with a control unit for controlling a current supply of the actuator.
Es ist bereits ein Verfahren zur Verstellung einer Phasenlage einer Nockenwelle bekannt, bei dem ein Aktuator zur Erzeugung eines magnetischen Flusses bestromt wird und der magnetische Fluss eine Bremse zur Verstellung der Phasenlage betätigt, und bei dem zu einem Abbau des magnetischen Flusses der Aktuator auf stromlos geschaltet wird.There is already known a method for adjusting a phase angle of a camshaft, in which an actuator is energized to generate a magnetic flux and the magnetic flux actuates a brake for adjusting the phase position, and in which switched to a reduction of the magnetic flux of the actuator to de-energized becomes.
Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Verstellung einer Phasenlage einer Nockenwelle mit einer hohen Schaltgeschwindigkeit zur Verfügung zu stellen. Sie wird durch ein erfindungsgemäßes Verfahren entsprechend dem Anspruch 1 und eine erfindungsgemäße Ausgestaltung entsprechend dem Anspruch 7 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.The invention is in particular the object of providing a method for adjusting a phase angle of a camshaft with a high switching speed available. It is achieved by an inventive method according to claim 1 and an embodiment according to the invention according to claim 7. Further developments of the invention will become apparent from the dependent claims.
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Verstellung einer Phasenlage einer Nockenwelle, bei dem ein Aktuator zur Erzeugung eines magnetischen Flusses bestromt wird und der magnetische Fluss eine Bremse zur Verstellung der Phasenlage betätigt.The invention is based on a method for adjusting a phase angle of a camshaft, in which an actuator for generating a magnetic flux is energized and the magnetic flux actuates a brake for adjusting the phase position.
Es wird vorgeschlagen, dass zu einem Abbau des magnetischen Flusses der Aktuator mit umgekehrter Polarität bestromt wird. Dadurch kann insbesondere eine Schaltgeschwindigkeit zum Lösen der Bremse erhöht werden. Durch eine Bestromung des Aktuators mit umgekehrter Polarität kann eine höhere Stromstärke zum Abbau des magnetischen Flusses verwendet werden und der magnetische Fluss dadurch schneller abgebaut werden. Überraschend hat sich gezeigt, dass auch bei Bestromung des Aktuators mit einer gleichen Stromstärke bei umgekehrter Polarität wie bei Bestromung vor Polaritätsumkehr eine höhere Schaltgeschwindigkeit zum Lösen der Bremse erzielt wird. Somit kann auch ohne Erhöhung der Stromstärke und dadurch erhöhten Energieverbrauch und erhöhte Abwärme eine höhere Schaltgeschwindigkeit zum Lösen der Bremse erreicht werden. Dadurch kann eine Stellgeschwindigkeit der Verstellung der Phasenlage der Nockenwelle erhöht werden. Darunter, dass „zu einem Abbau des magnetischen Flusses der Aktuator mit umgekehrter Polarität bestromt wird”, soll insbesondere verstanden werden, dass in einem Stellvorgang, in dem der magnetische Fluss abgebaut werden soll, um die Nockenwelle durch Verringerung oder Aufhebung des Bremsmoments zu verstellen, der Aktuator bei umgekehrter Polung bestromt wird. Durch eine Bestromung mit umgekehrter Polarität wird ein magnetischer Fluss mit umgekehrter Polung aufgebaut, der sich mit dem sich abbauenden magnetischen Fluss mit bisheriger Polung überlagert. Durch Überlagerung des sich aufbauenden magnetischen Flusses mit umgekehrter Polung mit dem sich abbauenden magnetischen Fluss mit bisheriger Polung wird der magnetische Fluss schneller abgebaut als bei einem einfachen Abschalten der Bestromung, da Hystereseeffekte vermieden werden.It is proposed that the actuator is energized with reverse polarity in order to reduce the magnetic flux. As a result, in particular a switching speed for releasing the brake can be increased. By energizing the actuator with reverse polarity, a higher current can be used to reduce the magnetic flux and the magnetic flux can be reduced faster. Surprisingly, it has been shown that a higher switching speed for releasing the brake is achieved even when the actuator is energized with the same current with the reverse polarity as with the current before polarity reversal. Thus, a higher switching speed can be achieved to release the brake without increasing the current and thus increased energy consumption and increased heat. As a result, an actuating speed of the adjustment of the phase position of the camshaft can be increased. By "energizing the actuator with reverse polarity to reduce the magnetic flux", it should be understood in particular that in a setting process in which the magnetic flux is to be reduced in order to adjust the camshaft by reducing or canceling the braking torque, the actuator is energized in reverse polarity. By energizing with reverse polarity, a magnetic flux with reverse polarity is built up, which overlaps with the degrading magnetic flux with previous polarity. By superposition of the building up magnetic flux with reverse polarity with the degrading magnetic flux with previous polarity of the magnetic flux is degraded faster than a simple shutdown of the energization, since hysteresis effects are avoided.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass nach Abbau des magnetischen Flusses der Aktuator stromlos geschaltet wird. Dadurch kann ein Überschießen der Phasenlage der Nockenwelle und eine anschließende Korrektur der Phasenlage durch erneute Umpolung vermieden werden. Somit kann die Stellgeschwindigkeit der Nockenwelle erhöht werden. Darunter, dass „der Aktuator nach Abbau des magnetischen Flusses stromlos geschaltet wird”, soll in diesem Zusammenhang verstanden werden, dass die Bestromung des Aktuators mit umgekehrter Polarität abgeschaltet wird, sobald der magnetische Fluss des Aktuators durch Überlagerung des sich aufbauenden magnetischen Flusses mit umgekehrter Polung mit dem sich abbauenden magnetischen Fluss mit bisheriger Polung auf maximal zehn Prozent eines magnetischen Flusses vor Umkehrung der Polarität, vorteilhaft auf maximal fünf Prozent des magnetischen Flusses vor Umkehrung der Polarität und bevorzugt auf Null gefallen ist.Furthermore, it is proposed that after removal of the magnetic flux, the actuator is de-energized. As a result, an overshoot of the phase position of the camshaft and a subsequent correction of the phase position can be avoided by renewed polarity reversal. Thus, the positioning speed of the camshaft can be increased. By "de-energizing" the actuator after the magnetic flux has been removed, it should be understood that the reverse polarity of the actuator is turned off as soon as the magnetic flux of the actuator is superimposed by superposing the reversed polarity magnetic flux with the degrading magnetic flux with previous polarity to a maximum of ten percent of a magnetic flux before reversal of the polarity, advantageously to a maximum of five percent of the magnetic flux before reversing the polarity, and preferably fallen to zero.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass der Aktuator bei Bestromung mit umgekehrter Polarität mit einer Stromstärke bestromt wird, die gegenüber einer Stromstärke vor Polaritätsumkehr erhöht ist. Dadurch kann ein Abbau des magnetischen Flusses mit einer höheren Abbaugeschwindigkeit erfolgen. Somit kann ein Lösen der Bremse mit einer höheren Geschwindigkeit erfolgen. Durch das Lösen der Bremse mit der höheren Geschwindigkeit kann eine höhere Stellgeschwindigkeit bei Verstellung der Phasenlage der Nockenwelle erreicht werden.Furthermore, it is proposed that the current of the actuator is supplied with current with reverse polarity with a current intensity which is increased in relation to a current strength before polarity reversal. As a result, a reduction of the magnetic flux can take place at a higher rate of degradation. Thus, a release of the brake can be done at a higher speed. By releasing the brake at the higher speed, a higher actuating speed can be achieved when adjusting the phasing of the camshaft.
Ferner wird vorgeschlagen, dass der Aktuator für eine Verstellung um kleine Stellwinkel mit umgekehrter Polarität bestromt wird. Dadurch kann eine besondere Sicherheit und Schnelligkeit der Verstellung bei kleinen Stellwinkeln erreicht werden. Insbesondere bei kleinen Stellwinkeln fallen Hystereseeffekte besonders in Gewicht, so dass eine naheliegende Reduktion von Schaltstromstärken, um kleine Stellwinkel schnell schalten zu können, keine ausreichend schnelle Schaltung bewirkt. Durch die Bestromung mit umgekehrter Polarität können die Hystereseeffekte vermieden werden und somit kann eine schnelle Stellgeschwindigkeit für kleine Stellwinkel erreicht werden. Unter „kleinen Stellwinkeln” sollen in diesem Zusammenhang Stellwinkel von maximal zehn Grad Kurbelwellenwinkel und bevorzugt von maximal fünf Grad Kurbelwellenwinkel verstanden werden.It is also proposed that the actuator is energized by a small adjustment angle with reversed polarity for an adjustment. This allows a special security and speed of adjustment can be achieved at small angles. In particular, at small angles Hystereseeffekte fall particularly in weight, so that an obvious reduction of switching currents to small To be able to switch setting angle quickly, does not cause a sufficiently fast circuit. By supplying current with reverse polarity, the hysteresis effects can be avoided and thus a fast positioning speed for small adjustment angles can be achieved. In this context, "small adjustment angles" are understood to mean adjustment angles of a maximum of ten degrees crankshaft angle and preferably of a maximum of five degrees crankshaft angle.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass zur Bestimmung einer Umpoldauer ein hinterlegtes Kennfeld des Aktuators ausgewertet wird. Dadurch können eine Einsparung von Sensorelementen zur Vermessung eines aktuellen magnetischen Flusses und eine schnelle Bestimmung der Umpoldauer für unterschiedlichste Stellvorgänge mit unterschiedlichen Stromstärken der Bestromung vor Polaritätsumkehr und unterschiedlichen angeforderten Stellgeschwindigkeiten erreicht werden. Unter einer „Umpoldauer” soll in diesem Zusammenhang ein Zeitraum verstanden werden, der benötigt wird, um durch die Bestromung mit umgekehrter Polarität den magnetischen Fluss, der die Bremse betätigt, auf Null zu reduzieren. Unter einem „hinterlegten Kennfeld des Aktuators” soll in diesem Zusammenhang ein in einer Speichereinheit hinterlegtes, durch Modellrechnungen für den Aktuator errechnetes oder durch Messungen an dem Aktuator erhaltenes Feld aus Werten des magnetischen Flusses des Aktuators bei Bestromungen mit verschiedenen Stromstärken zuerst mit einer Polarität und anschließend mit umgekehrter Polarität verstanden werden. Darunter, dass „das Kennfeld ausgewertet wird”, soll in diesem Zusammenhang verstanden werden, dass aus diesem Kennfeld mittels einer rechnerischen Auswertung die Umpoldauer für den Abbau des vor Umpolung bestehenden magnetischen Flusses bestimmt wird.Furthermore, it is proposed that a stored map of the actuator is evaluated to determine a Umpoldauer. As a result, a saving of sensor elements for measuring a current magnetic flux and a rapid determination of the Umpoldauer for a variety of control operations with different currents of the current supply before polarity reversal and different requested actuating speeds can be achieved. A "Umpoldauer" in this context, a period to be understood, which is needed to reduce by the current of reverse polarity, the magnetic flux that operates the brake to zero. In this context, a field stored in a memory unit, calculated by model calculations for the actuator or obtained by measurements on the actuator, from values of the magnetic flux of the actuator for currents with different current intensities, first with one polarity, and then under a "stored characteristic field of the actuator" be understood with reverse polarity. Under this, that "the map is evaluated" should be understood in this context, that is determined from this map by means of a mathematical evaluation, the Umpoldauer for the reduction of existing before Umpolung magnetic flux.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass zur Bestimmung der Umpoldauer eine Selbstinduktionsspannung im Aktuator gemessen wird. Es können dadurch insbesondere Störeinflüsse durch zusätzliche äußere magnetische Flüsse bei Bestimmung der Umpoldauer erkannt werden. Dadurch kann eine Sicherheit der Verstellung der Phasenlage der Nockenwelle erhöht werden. Unter einer „Selbstinduktionsspannung im Aktuator” soll in diesem Zusammenhang auch eine im Aktuator anfallende Spannung verstanden werden, die durch den Aufbau des magnetischen Flusses mit umgekehrter Polung induziert wird.Furthermore, it is proposed that a self-induction voltage be measured in the actuator to determine the Umpoldauer. It can be detected in particular disturbing influences by additional external magnetic fluxes when determining the Umpoldauer. As a result, a safety of the adjustment of the phase angle of the camshaft can be increased. In this context, a "self-induction voltage in the actuator" should also be understood as meaning a voltage arising in the actuator, which voltage is induced by the structure of the magnetic flux with reverse polarity.
Ferner geht die Erfindung aus von einem Nockenwellensteller zur Verstellung einer Phasenlage einer Nockenwelle, mit einem Aktuator, der dazu vorgesehen ist, zur Erzeugung eines magnetischen Flusses bestromt zu werden und mit dem magnetischen Fluss eine Bremse zur Verstellung der Phasenlage der Nockenwelle zu betätigen, und mit einer Steuereinheit zur Steuerung einer Bestromung des Aktuators.Furthermore, the invention is based on a camshaft adjuster for adjusting a phasing of a camshaft, with an actuator which is intended to be energized to generate a magnetic flux and to actuate the magnetic flux a brake for adjusting the phase position of the camshaft, and with a control unit for controlling energization of the actuator.
Es wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit dazu vorgesehen ist, zu einem Abbau des magnetischen Flusses eine Polarität der Bestromung des Aktuators umzukehren. Dadurch kann insbesondere eine Schaltgeschwindigkeit zum Lösen der Bremse erhöht werden. Es kann somit eine Stellgeschwindigkeit des Nockenwellenstellers erhöht werden. Unter einer „Steuereinheit” soll in diesem Zusammenhang eine Einheit mit zumindest einem Steuergerät verstanden werden. Unter einem „Steuergerät” soll in diesem Zusammenhang eine Einheit mit einer Prozessoreinheit und mit einer Speichereinheit sowie mit einem in der Speichereinheit gespeicherten Betriebsprogramm verstanden werden. Grundsätzlich kann die Steuereinheit mehrere untereinander verbundene Steuergeräte aufweisen, die vorzugsweise dazu vorgesehen sind, über ein Bus-System, wie insbesondere ein CAN-Bus-System, miteinander zu kommunizieren.It is proposed that the control unit is provided to reverse a polarity of the current supply to the reduction of the magnetic flux. As a result, in particular a switching speed for releasing the brake can be increased. It can thus be increased an actuating speed of the camshaft actuator. A "control unit" is to be understood in this context as a unit having at least one control unit. In this context, a "control device" is understood to mean a unit having a processor unit and a memory unit as well as an operating program stored in the memory unit. In principle, the control unit can have a plurality of interconnected control units, which are preferably provided to communicate with each other via a bus system, such as in particular a CAN bus system.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit dazu vorgesehen ist, nach Abbau des magnetischen Flusses den Aktuator stromlos zu schalten. Dadurch kann ein Überschießen der Phasenlage der Nockenwelle und eine anschließende Korrektur der Phasenlage durch erneute Umpolung vermieden werden. Somit kann die Stellgeschwindigkeit der Nockenwelle erhöht werden.It is further proposed that the control unit is provided to switch the actuator de-energized after removal of the magnetic flux. As a result, an overshoot of the phase position of the camshaft and a subsequent correction of the phase position can be avoided by renewed polarity reversal. Thus, the positioning speed of the camshaft can be increased.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit dazu vorgesehen ist, zusätzlich zu einer Umkehrung der Polarität der Bestromung des Aktuators eine Stromstärke der Bestromung gegenüber einer Stromstärke vor Polaritätsumkehr zu erhöhen. Dadurch kann ein Abbau des magnetischen Flusses mit einer höheren Geschwindigkeit erfolgen. Somit kann ein Lösen der Bremse mit einer höheren Geschwindigkeit erfolgen. Dadurch kann eine höhere Stellgeschwindigkeit bei Verstellung der Phasenlage der Nockenwelle erreicht werden.Furthermore, it is proposed that the control unit is provided in addition to a reversal of the polarity of the energization of the actuator to increase a current strength of the current to a current before polarity reversal. Thereby, a reduction of the magnetic flux can be carried out at a higher speed. Thus, a release of the brake can be done at a higher speed. As a result, a higher actuating speed can be achieved when adjusting the phasing of the camshaft.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit einen Spannungssensor aufweist, der dazu vorgesehen ist, eine Selbstinduktionsspannung des Aktuators bei Abbau des magnetischen Flusses zu messen, wobei die Steuereinheit dazu vorgesehen ist, in Abhängigkeit von Messdaten des Spannungssensors den Aktuator stromlos zu schalten. Es können dadurch insbesondere Störeinflüsse durch zusätzliche äußere magnetische Flüsse bei Bestimmung der Umpoldauer erkannt werden. Dadurch kann eine Sicherheit der Verstellung der Phasenlage der Nockenwelle erhöht werden.It is further proposed that the control unit has a voltage sensor which is provided to measure a self-induction voltage of the actuator when the magnetic flux is reduced, wherein the control unit is provided to switch the actuator de-energized as a function of measured data of the voltage sensor. It can be detected in particular disturbing influences by additional external magnetic fluxes when determining the Umpoldauer. As a result, a safety of the adjustment of the phase angle of the camshaft can be increased.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Figurenbeschreibung. In der Figur ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Figur, die Figurenbeschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.Further advantages will become apparent from the following description of the figures. In the figure, an embodiment of the invention is shown. The figure, The description of the figures and the claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will expediently also consider the features individually and combine them into meaningful further combinations.
Die einzige Figur zeigt einen Nockenwellensteller
Der Aktuator
In einem Verfahren zur Verstellung der Phasenlage der Nockenwelle
Zu einer Verstellung der Phasenlage nach spät wird in einem Verfahren zur Verstellung der Phasenlage der Nockenwelle
In dem Verfahren zur Verstellung der Phasenlage der Nockenwelle
Der Aktuator
In dem Verfahren zur Verstellung der Phasenlage der Nockenwelle
In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens, die alternativ oder zusätzlich zu der Bestimmung der Umpoldauer aus dem hinterlegten Kennfeld durchgeführt wird, wird zur Bestimmung der Umpoldauer eine Selbstinduktionsspannung im Aktuator
Die Steuereinheit
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- Nockenwellenstellercamshaft actuator
- 1111
- Nockenwellecamshaft
- 1212
- Verzahnunggearing
- 1313
- Aktuatoractuator
- 1414
- Bremsspulebrake coil
- 1515
- Rotorwellerotor shaft
- 1616
- Zahnradgear
- 1717
- Steuereinheitcontrol unit
- 1818
- Spannungssensorvoltage sensor
Claims (10)
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---|---|---|---|
DE102014009188.0A DE102014009188A1 (en) | 2014-06-12 | 2014-06-12 | Method for adjusting a phase angle of a camshaft |
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2014
- 2014-06-12 DE DE102014009188.0A patent/DE102014009188A1/en not_active Withdrawn
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Legal Events
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R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |