DE10315317B4 - Method for operating a Phasenverstellvorrichtung and Phasenverstellvorrichtung for performing the method - Google Patents

Method for operating a Phasenverstellvorrichtung and Phasenverstellvorrichtung for performing the method Download PDF

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Abstract

Verfahren zum Verstellen der Phase zwischen einer Nockenwelle (9) und einer Kurbelwelle (12) mittels einer Phasenverstellvorrichtung (1), wobei die Phasenverstellvorrichtung (1) einen Antrieb (2) mit einer Antriebswelle (4), ein Getriebe (5) und eine Sensorvorrichtung (14, 15, 16, 17, 18, 19) zur Erfassung der Drehzahl oder der Position einer Komponente (2, 3, 4, 5, 6) der Phasenverstellvorrichtung (1) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorvorrichtung (14, 15, 16, 17, 18, 19) die Drehzahl oder Position einer Komponente (3, 4, 6) misst, deren Drehzahl während der Verstellung durch die Übersetzung des Getriebes (5) um ein Vielfaches höher ist als die der Nockenwelle (9).Method for adjusting the phase between a camshaft (9) and a crankshaft (12) by means of a phasing device (1), wherein the phasing device (1) comprises a drive (2) with a drive shaft (4), a transmission (5) and a sensor device (14, 15, 16, 17, 18, 19) for detecting the rotational speed or the position of a component (2, 3, 4, 5, 6) of the phase adjustment device (1), characterized in that the sensor device (14, 15 , 16, 17, 18, 19) measures the speed or position of a component (3, 4, 6), the speed of which during adjustment by the ratio of the transmission (5) is many times higher than that of the camshaft (9).

Description

Die Erfindung betrifft eine Phasenverstellvorrichtung zum Verstellen des Drehwinkels einer Nockenwelle gegenüber dem Drehwinkel einer Kurbelwelle.The invention relates to a Phasenverstellvorrichtung for adjusting the rotational angle of a camshaft relative to the rotational angle of a crankshaft.

Bei Brennkraftmaschinen treibt die Kurbelwelle über einen Primärantrieb, der beispielsweise als Zahnriemen ausgebildet ist, eine oder mehrere Nockenwellen an. Dazu ist an jeder Nockenwelle ein Nockenwellenrad befestigt, über welches der Primärantrieb die Nockenwelle antreibt. Dabei erfolgt zu jedem Zeitpunkt eine Übersetzung des Drehwinkels der Kurbelwelle, wobei 720° Kurbelwellendrehwinkel φK in 360° Nockenwellendrehwinkel φN umgesetzt werden. Das Verhältnis der beiden Drehwinkel ist durch diese Kopplung konstant. In den meisten Anwendungen ergibt diese feste Kopplung zwischen der Nockenwelle und der Kurbelwelle ein Verhältnis von:

Figure DE000010315317B4_0002
In internal combustion engines, the crankshaft drives one or more camshafts via a primary drive, which is designed, for example, as a toothed belt. For this purpose, a camshaft wheel is attached to each camshaft, via which the primary drive drives the camshaft. In this case, at any time a translation of the rotational angle of the crankshaft, wherein 720 ° crankshaft rotation angle φ K in 360 ° camshaft rotation angle φ N are implemented. The ratio of the two angles of rotation is constant due to this coupling. In most applications, this fixed coupling between the camshaft and the crankshaft results in a ratio of:
Figure DE000010315317B4_0002

Jedoch lassen sich die Betriebseigenschaften einer Brennkraftmaschine optimieren, insbesondere hinsichtlich des Kraftstoffverbrauchs, der Abgasemission und der Laufkultur, wenn das über den Primärantrieb gekoppelte System zwischen der Nockenwelle und Kurbelwelle verändert werden kann und dadurch die Phase zwischen den beiden Wellen verstellt wird.However, the operating characteristics of an internal combustion engine can be optimized, in particular with regard to fuel consumption, exhaust emission and running culture, when the system coupled via the primary drive can be changed between the camshaft and crankshaft and thereby the phase between the two shafts is adjusted.

Stand der TechnikState of the art

In der DE 100 38 354 A1 sind zur Sensierung der Phasenverstellung an der Nockenwelle und der Kurbelwelle oder am Nockenwellenrad Sensorvorrichtungen angebracht, welche die Ist-Position der Nockenwelle gegenüber der Ist-Position der Kurbelwelle oder des Nockenwellenrades sensieren, wodurch die Positionen oder auch die Drehzahlen der Wellen ermittelt werden können. Eine solche Sensorvorrichtung kann dabei z. B. durch berührungsfrei arbeitende Hall-Sensoren realisiert werden.In the DE 100 38 354 A1 For detecting the phasing on the camshaft and the crankshaft or on the camshaft gear, sensor devices are mounted which sense the actual position of the camshaft relative to the actual position of the crankshaft or the camshaft wheel, whereby the positions or the rotational speeds of the shafts can be determined. Such a sensor device can be z. B. be realized by non-contact Hall sensors.

Nachteilig bei einem solchen Aufbau ist es, dass diskrete Winkelmarken an der Nockenwelle und Kurbelwelle angebracht werden müssen, die dann von den Sensoren abgetastet werden können. Die Anzahl dieser Winkelmarken an der Nockenwelle ist abhängig von der Zylinderzahl bzw. dem periodischen Nockenwellen-Wechselmoment. Weil nicht beliebig viele Winkelmarken an der Nockenwelle angebracht werden können, ist die Messgenauigkeit der Positionserfassung abhängig vom Abstand zweier benachbarter Winkelmarken. Je länger der Zeitraum ist, der für die Sensierung zweier benachbarter Winkelmarken benötigt wird, desto ungenauer ist das Messergebnis, das heißt die Phasenverstellung kann nicht exakt ermittelt werden.A disadvantage of such a structure is that discrete angle marks must be attached to the camshaft and crankshaft, which can then be scanned by the sensors. The number of these angle marks on the camshaft is dependent on the number of cylinders or the periodic camshaft alternating torque. Because it is not possible to attach any number of angle marks to the camshaft, the measuring accuracy of the position detection depends on the distance between two adjacent angle marks. The longer the period required for the sensing of two adjacent angle marks, the less accurate is the measurement result, that is, the phase adjustment can not be determined exactly.

Eine ähnliche Messung wird in US 5 715 780 A vorgenommen, bei dem die Übereinstimmung von Zahnflanken mit Zahnlücken eines Triggerrades zur Positionsbestimmung genutzt wird. In US 3 978 829 A1 sind mehrere Sensorelemente zwischen zwei Scheiben vorgesehen, die fest mit dem Kettenrad bzw. mit der Nockenwelle verbunden sind. Bei geringer Relativdrehzahl der Wellen ist die Auflösung ebenfalls unzureichend.A similar measurement is made in US 5 715 780 A made using the agreement of tooth flanks with tooth gaps of a trigger wheel for position determination. In US 3,978,829 A1 a plurality of sensor elements are provided between two discs which are fixedly connected to the sprocket or to the camshaft. At low relative speed of the waves, the resolution is also insufficient.

Aufgabenstellungtask

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Phasenverstellvorrichtung aufzuzeigen, die auch bei niedrigen Drehzahlen oder sogar bei Stillstand der Kurbelwelle einen genauen Messwert für die Phasenverstellung ermittelt und somit die Phasenverstellung auch im unteren Drehzahlbereich auf den gewünschten Wert regeln kann.The object of the invention is to show a Phasenverstellvorrichtung that determines even at low speeds or even at standstill of the crankshaft an accurate reading for the phase adjustment and thus can regulate the phase adjustment to the desired value even in the lower speed range.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im Patentanspruch 1 gelöst, hierbei werden zusätzliche Sensoren direkt an oder in der Phasenverstellvorrichtung angebracht, wobei die Phasenverstellvorrichtung einen Antrieb und ein Getriebe umfasst, das eine hohe Übersetzung gegenüber der Nockenwelle aufweist, wobei eine hohe Übersetzung bedeutet, dass die Drehzahl von dem sensierten Teil der Phasenverstellvorrichtung zumindest während der Verstellung je nach Verstellrichtung um ein Vielfaches größer oder kleiner ist als die Drehzahl der Nockenwelle.This object is achieved by the features in claim 1, this additional sensors are mounted directly on or in the Phasenverstellvorrichtung, wherein the Phasenverstellvorrichtung includes a drive and a transmission having a high gear ratio with respect to the camshaft, wherein a high gear ratio means that the speed of the sensed part of the phase adjuster at least during the adjustment depending on the adjustment direction by a multiple greater or smaller than the speed of the camshaft.

Die Vorteile der Erfindung bestehen darin, dass eine höhere Auflösung bezüglich der Position der Nockenwelle erreicht werden kann, da einzelne mechanische Komponenten des Phasenverstellers zumindest bei der Verstellung je nach Verstellrichtung eine höhere oder niedrigere Verstelldrehzahl aufweisen als die Drehzahl der Nockenwelle. Die Sensoren für solche Phasenverstellvorrichtungen sind einfach und kostengünstig integrierbar. Ein solcher Aufbau weist eine höhere Güte bei der Messung der Phasenverstellung auf. Mit solchen Phasenverstellvorrichtungen lassen sich auch Brennkraftmaschinen bei niedriger Drehzahl bzw. aus dem Stand exakt regeln.The advantages of the invention are that a higher resolution with respect to the position of the camshaft can be achieved because individual mechanical components of the phaser, at least during the adjustment depending on the adjustment direction higher or lower adjustment speed than the speed of the camshaft. The sensors for such Phasenverstellvorrichtungen are easy and inexpensive to integrate. Such a construction has a higher quality in the measurement of the phase adjustment. With such Phasenverstellvorrichtungen also internal combustion engines at low speed or from the state can be controlled exactly.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen. Hierbei kann der Sensor am Phasenversteller entweder die Position des Elektromotor-Rotors oder aber die Stellung eines Getriebeteils, das bei Verstellung im Vergleich zur Nockenwelle aufgrund der Übersetzung eine unterschiedliche Drehzahl aufweist, erfassen. Bei der Bestimmung der Position des Elektromotor-Rotors erweisen sich Inkrementalsensoren als besonders vorteilhaft, die sowohl extern am Motor angebracht werden können oder aber bei manchen Elektromotoren bereits beispielsweise als Hall-Sensor integriert sind. Alternativ, das heißt ohne diskrete Sensorik, können auch durch die Messung elektrischer Größen des laufenden Elektromotors, insbesondere die Gegeninduktionsspannung, Rückschlüsse auf die Position des Rotors erfolgen.Advantageous developments emerge from the subclaims. In this case, the sensor on the phaser either the position of the electric motor rotor or the position of a transmission part, the adjustment in comparison with the camshaft due to the translation different speed, capture. In determining the position of the electric motor rotor, incremental sensors prove to be particularly advantageous, which can both be mounted externally on the motor or are already integrated in some electric motors, for example, as a Hall sensor. Alternatively, that is to say without discrete sensors, it is also possible to draw conclusions about the position of the rotor by measuring electrical variables of the current electric motor, in particular the mutual induction voltage.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und Figuren näher erläutert werden. Es zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to embodiments and figures. Show it:

1: Nockenwelle mit Phasenverstellvorrichtung; 1 : Camshaft with phasing device;

2: Phasenverstellvorrichtung mit Inkrementalsensor am Rotor eines Elektromotors; 2 : Phase adjusting device with incremental sensor on the rotor of an electric motor;

3: Phasenverstellvorrichtung mit Inkrementalsensor an der Antriebsachse eines Elektromotors; 3 : Phase adjustment device with incremental sensor on the drive axle of an electric motor;

4: Phasenverstellvorrichtung mit Inkrementalsensor an einem Getriebeteil; 4 : Phase adjusting device with incremental sensor on a transmission part;

5: Phasenverstellvorrichtung mit Spannungsmesser am Elektromotor. 5 : Phase adjuster with voltmeter on the electric motor.

1 zeigt eine Nockenwelle 9 mit einer Phasenverstellvorrichtung 1. Hierbei treibt die Kurbelwelle 12 über einen Primärantrieb 7 das Nockenwellenrad 8 an. Hierbei wird die jeweilige Position oder Drehzahl der Kurbelwelle 12 mit einem Sensor 13 erfasst. Diese Positionsinformation wird an eine nicht abgebildete Steuereinheit weitergeleitet und zur weiteren Bearbeitung bereitgestellt. 1 shows a camshaft 9 with a phase adjuster 1 , This drives the crankshaft 12 via a prime mover 7 the camshaft wheel 8th at. Here, the respective position or speed of the crankshaft 12 with a sensor 13 detected. This position information is forwarded to a non-illustrated control unit and provided for further processing.

Die Kurbelwelle 12 treibt über den Primärantrieb 7 und dem damit gekoppelten Nockenwellenrad 8 die Nockenwelle 9 an. Auch die Position oder Drehzahl der Nockenwelle 9 wird mit Hilfe eines Sensors 11 erfasst. Hierfür sind an der Nockenwelle im Anwendungsbeispiel vier Nockenwellenmarkierungen 10 angebracht, so dass bei bekannter Drehzahl der Kurbelwelle z. B. die Zeit gemessen werden kann, die zwischen der Sensierung einer Kurbelwellenmarkierung und einer Nockenweilenmarkierung vergangen ist. Diese Zeitspanne kann in einer nicht abgebildeten Signalverarbeitung zu einem Phasenverstellwinkel verrechnet werden, der die Phasenverstellung zwischen der Nockenwelle 9 und der Kurbelwelle 12 darstellt, die vom Phasenversteller 1 verursacht wird.The crankshaft 12 drives over the prime mover 7 and the camshaft gear coupled thereto 8th the camshaft 9 at. Also the position or speed of the camshaft 9 is done with the help of a sensor 11 detected. For this purpose, four camshaft marks are on the camshaft in the application example 10 attached, so that at a known speed of the crankshaft z. For example, it is possible to measure the time that has elapsed between the sensing of a crankshaft mark and a cam cue mark. This period can be offset in a signal processing, not shown, to a Phasenverstellwinkel, the phase adjustment between the camshaft 9 and the crankshaft 12 represents that of the phaser 1 is caused.

Bei niedrigen Drehzahlen bzw. Stillstand der Kurbelwelle 12 ist der Zeitraum zwischen der Erfassung einer Kurbelwellenmarkierung und einer Nockenwellenmarkierung 10 zu groß. Allein mit dem Nockenwellensensor 11 und dem Kurbelwellensensor 13 kann bei niedrigen Drehzahlen die Phasenverstellung nicht oder nur sehr ungenau ermittelt werden. Aus diesem Grund befindet sich am Phasenversteller 1 mindestens eine weitere Sensorvorrichtung 14, die verschiedene Positionen oder Drehzahlen von sich bewegenden, insbesondere rotierenden oder taumelnden, Komponenten 3, 4, 6 im Phasenversteller erfassen kann. Dieser Phasenversteller 1 kann hierbei auf das Nockenwellenrad 8 oder direkt auf die Nockenwelle 9 einwirken, so dass sie gegenüber dem Primärantrieb 7 und damit auch der Kurbelwelle 12 beschleunigt oder verzögert wird. Soll der Phasenversteller 1 keinen Einfluss auf die Nockenwelle 9 haben, so passt er sich der Bewegung des Nockenwellenrades 8 an.At low speeds or standstill of the crankshaft 12 is the period between the detection of a crankshaft mark and a camshaft mark 10 too large. Alone with the camshaft sensor 11 and the crankshaft sensor 13 At low speeds, the phase adjustment can not be determined or only very inaccurate. For this reason, is located on the phaser 1 at least one further sensor device 14 , the various positions or speeds of moving, in particular rotating or tumbling, components 3 . 4 . 6 in the phase adjuster. This phaser 1 can in this case on the camshaft 8th or directly on the camshaft 9 act so that they are opposite the prime mover 7 and thus also the crankshaft 12 accelerated or delayed. Should the phase adjuster 1 no influence on the camshaft 9 so it fits the movement of the camshaft sprocket 8th at.

Der hier dargestellte Phasenversteller 1 beinhaltet einen Antrieb 2, 4 und ein Getriebe 5, wobei das Getriebe durch den Elektromotor 2 über eine Antriebswelle 4 bewegt wird. Dieses Getriebe 5 wirkt auf das Nockenwellenrad 8 bzw. die Nockenwelle 9 ein. Die Drehzahl der Komponenten 3, 4, 6 am Elektromotor 2 und im Getriebe 5 des Phasenverstellers 1 sind proportional zu der Nockenwellendrehzahl. Das heißt, verändert eine Komponente des Phasenverstellers 1 seine Position, so wird auch die Position der Nockenwelle 9 in vorgegebener Weise verändert. Jedoch sind auf der Seite des Phasenverstellers 1 die Drehzahlen zumindest bei der Verstellung abhängig von der Verstellrichtung wesentlich höher oder geringer als die Drehzahl der Nockenwelle 9.The phase adjuster shown here 1 includes a drive 2 . 4 and a gearbox 5 , where the gearbox by the electric motor 2 via a drive shaft 4 is moved. This gear 5 acts on the camshaft sprocket 8th or the camshaft 9 one. The speed of the components 3 . 4 . 6 on the electric motor 2 and in gear 5 of the phase adjuster 1 are proportional to the camshaft speed. That is, a component of the phase adjuster changes 1 its position, so does the position of the camshaft 9 changed in a predefined way. However, on the side of the phase adjuster 1 the speeds at least during the adjustment depending on the adjustment significantly higher or lower than the speed of the camshaft 9 ,

Bei einem Phasenversteller 1 mit Taumelscheibengetrieben ist die relative Drehzahl des Elektromotors 2 während der Verstellung etwa 60 mal höher als die Verstelldrehzahl der Nockenwelle 9. Erfasst man die Anzahl der Drehungen im Phasenversteller 1, so kann man auch bei niedrigen Drehzahlen der Kurbelwelle 12 die Position der Nockenwelle 9 ermitteln, da dann die hohe Übersetzung (im Anwendungsbeispiel 60:1) eine Feinmessung der relativen Verstellung der Nockenwelle erlaubt.With a phaser 1 with swash plate gears is the relative speed of the electric motor 2 during the adjustment about 60 times higher than the adjustment speed of the camshaft 9 , If you record the number of rotations in the phase adjuster 1 , so you can even at low speeds of the crankshaft 12 the position of the camshaft 9 determine, because then the high ratio (in application example 60: 1) allows a fine measurement of the relative adjustment of the camshaft.

Eine Bestimmung der Phasenverstellung zwischen der Nockenwelle 9 und der Kurbelwelle 12 kann beispielsweise wie folgt vonstatten gehen:

  • – Aus den Kurbelwellensignalen, die entstehen, wenn die nicht dargestellten Kurbelwellenmarkierungen vom Sensor erfasst werden, wird die aktuelle Drehzahl der Kurbelwelle 12 errechnet.
  • – Aus der Kurbelwellendrehzahl wird die Drehzahl des Nockenwellenrades 8 berechnet.
  • – Mittels des Phasenverstellvorrichtungssensors 14 wird die Drehzahl einer Komponente 3, 4, 6 der Phasenverstellung 1 ermittelt, mit der auch der Verdrehwinkel dieser Komponente als Absolut- oder Relativwert berechnet wird.
  • – Aus den Drehzahlen bzw. den Verdrehwinkeln einer Komponente 3, 4, 6 der Phasenverstellvorrichtung 1 und dem Primärantrieb 7 wird die relative Verdrehung zwischen dieser Komponente 3, 4, 6 und dem Primärantrieb 7 berechnet.
  • – Mittels der Übersetzung der Phasenverstellvorrichtung ist der Zusammenhang zwischen: der relativen Verdrehung zwischen einer Komponente 3, 4, 6 der Phasenverstellvorrichtung 1 und dem Primärantrieb 7 und damit auch der Kurbelwelle 12 bekannt, damit ist auch die relative Verdrehung der Nockenwelle 9 gegenüber dem Primärantrieb 7 und damit auch gegenüber der Kurbelwelle 12 bekannt, wobei sich ein erster Istwinkel aus der aktuellen Phasenlage der Nockenwelle 9 gegenüber der Kurbelwelle 12 ergibt.
  • – Dieser erste Istwinkel wird nun mit dem Istwinkel des Sensorsystems aus Nocken- und Kurbelwellen-Sensor 11, 13, die einen zweiten Istwinkel bilden, abgeglichen; dies erfolgt vorzugsweise dann, wenn der zweite Istwinkel aufgrund einer entsprechend hohen Kurbelwellen-Drehzahl eine ausreichende Güte besitzt.
A determination of the phasing between the camshaft 9 and the crankshaft 12 For example, you can do the following:
  • - From the crankshaft signals that occur when the crankshaft markers, not shown, are detected by the sensor, the current speed of the crankshaft 12 calculated.
  • - From the crankshaft speed is the speed of the camshaft sprocket 8th calculated.
  • - By means of the phase adjuster sensor 14 becomes the speed of a component 3 . 4 . 6 the phase adjustment 1 determined with that too the angle of rotation of this component is calculated as absolute or relative value.
  • - From the speeds or the angles of rotation of a component 3 . 4 . 6 the phase adjuster 1 and the prime mover 7 is the relative rotation between this component 3 . 4 . 6 and the prime mover 7 calculated.
  • By means of the translation of the phase adjuster is the relationship between: the relative rotation between a component 3 . 4 . 6 the phase adjuster 1 and the prime mover 7 and thus also the crankshaft 12 known, so that is the relative rotation of the camshaft 9 opposite the prime mover 7 and thus also with respect to the crankshaft 12 known, wherein a first actual angle of the current phase angle of the camshaft 9 opposite the crankshaft 12 results.
  • - This first actual angle is now with the actual angle of the sensor system of cam and crankshaft sensor 11 . 13 , which form a second actual angle, adjusted; This is preferably done when the second actual angle has a sufficient quality due to a correspondingly high crankshaft speed.

Im Bereich sehr kleiner Kurbelwellendrehzahlen und im Stillstand kann die Phasenverstellung gemessen werden, indem:

  • – der Phasenversteller 1 in eine Position gebracht wird, die als Referenzmarke dient (hierfür eignen sich besonders die Endanschläge des Phasenverstellers 1)
  • – dann erfolgen die Istwinkelbestimmung und die Regelung der Phasenlage allein auf Basis des ersten Istwinkels.
  • – Steigen die Kurbewellendrehzahlen wieder an, erfolgt wieder der Abgleich mit dem zweiten Istwinkel.
In the range of very small crankshaft speeds and at a standstill, the phase adjustment can be measured by:
  • - the phaser 1 is brought into a position which serves as a reference mark (this is particularly suitable for the end stops of the phaser 1 )
  • - Then the actual angle determination and the control of the phase position carried out solely on the basis of the first actual angle.
  • - If the crankshaft speeds rise again, the adjustment is made again with the second actual angle.

Solche Sensorvorrichtung 14 zur Erfassung der Position einer Komponente 3, 4, 6 des Phasenverstellers kann, wie in 2 gezeigt, einen Inkrementalsensor 19 aufweisen, der z. B. über Markierungen 15 am Rotor 3 des Elektromotors 2 die Bewegung des Phasenverstellers 1 erfasst. Hierbei werden zumindest die Anzahl der Drehungen des Rotors 3 erfasst. Gleichfalls können, im Falle mehrerer Markierungen 15 auf dem Rotor 3 auch die Position des Rotors 3 während einer Umdrehung genauer spezifiziert werden. Ist die Übersetzung zwischen dem Rotor 3 und der Nockenwelle 9 bekannt und beträgt diese z. B. 60:1 kann die Position der Nockenwelle auch bei niedrigen Drehzahlen oder im Stillstand auf ca. 1/60 innerhalb einer Umdrehung der Nockenwelle 9 bestimmt werden.Such a sensor device 14 to capture the position of a component 3 . 4 . 6 the phase adjuster can, as in 2 shown an incremental sensor 19 have, the z. B. over markings 15 on the rotor 3 of the electric motor 2 the movement of the phase adjuster 1 detected. In this case, at least the number of rotations of the rotor 3 detected. Likewise, in case of several markings 15 on the rotor 3 also the position of the rotor 3 be specified more precisely during one revolution. Is the translation between the rotor 3 and the camshaft 9 known and is this z. B. 60: 1, the position of the camshaft, even at low speeds or at a standstill to about 1/60 within a revolution of the camshaft 9 be determined.

Als Beispiel für einen Inkrementalsensor 19 ist ein Hallsensor zu nennen, der beispielsweise bereits im Elektromotor 2 integriert sein kann. Auch externe Sensoren z. B. in Form von Lichtschranken können für die Messungen verwendet werden. Auch diese können auf einfache Weise Markierungen 15 sensieren, die eine Umdrehung oder eine bestimmte Position anzeigen.As an example of an incremental sensor 19 is to call a Hall sensor, for example, already in the electric motor 2 can be integrated. Also external sensors z. B. in the form of light barriers can be used for the measurements. These too can easily markings 15 Sensing a turn or a specific position.

Ein solcher Inkrementalsensor 19 kann auch alternativ, wie in 3 dargestellt, an der Antriebswelle 4 zwischen dem Elektromotor 2 und dem Getriebe 5 oder direkt an einem Getriebeteil 6 wie in 4 dargestellt angebracht sein. Hierfür weisen dann die entsprechenden Teile gleichfalls Markierungen 16, 17 auf, die der entsprechende Sensor 19 vermessen kann.Such an incremental sensor 19 can also be alternative, as in 3 shown on the drive shaft 4 between the electric motor 2 and the transmission 5 or directly on a transmission part 6 as in 4 shown attached. For this purpose, then the corresponding parts also markings 16 . 17 on which the corresponding sensor 19 can measure.

Wichtig bei derartigen Phasenverstellvorrichtungen 1 ist nur, dass bedingt durch die Getriebeübersetzung, ein Teil 3, 4, 6 der Phasenverstellvorrichtung 1, dessen Drehzahl oder Position gemessen wird, zumindest während der Verstellung je nach Verstellrichtung eine höhere oder geringere Drehzahl als die Drehzahl der Nockenwelle 9 aufweist.Important for such Phasenverstellvorrichtungen 1 is only that due to the gear ratio, a part 3 . 4 . 6 the phase adjuster 1 , whose speed or position is measured, at least during the adjustment depending on the adjustment direction, a higher or lower speed than the speed of the camshaft 9 having.

In 5 wird gezeigt, dass auch ohne diskrete Sensorik die Position eines rotierenden Teiles 3 der Phasenverstellvorrichtung 1 ermittelt werden kann. Dies erfolgt beispielsweise, indem bei elektronisch kommutierten Gleichstrommotoren die Gegeninduktionsspannung der nicht stromdurchflossenen Spule gemessen wird. Mit diesem Wert kann dann die Drehzahl bzw. die Position des Rotors 3 im Elektromotor 2 zensiert werden. Hierfür ist ein Sensor 18 zur Messung einer elektrischen Größe, insbesondere der Gegeninduktionsspannung in der Phasenverstellvorrichtung 1 angebracht.In 5 it is shown that even without discrete sensors the position of a rotating part 3 the phase adjuster 1 can be determined. This is done, for example, by the counter-induction voltage of the non-current-carrying coil is measured at electronically commutated DC motors. With this value, then the speed or the position of the rotor 3 in the electric motor 2 censored. This is a sensor 18 for measuring an electrical variable, in particular the mutual induction voltage in the Phasenverstellvorrichtung 1 appropriate.

Für eine solche Phasenverstellvorrichtung eignen sich auch alle anderen Sensortypen und Messverfahren, mit denen die Drehzahl bzw. Position einer Komponente des Phasenverstellers ermittelt werden kann.Also suitable for such a phase adjustment device are all other sensor types and measuring methods with which the rotational speed or position of a component of the phase adjuster can be determined.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
PhasenverstellvorrichtungPhasenverstellvorrichtung
22
Antriebdrive
33
ElektromotorrotorElectric motor rotor
44
Antriebswelledrive shaft
55
Getriebetransmission
66
Komponente des PhasenverstellersComponent of the phase adjuster
77
Primärantriebprimary drive
88th
Nockenwellenradcamshaft
99
Nockenwellecamshaft
1010
Nockenwellenmarkierungcamshafts mark
1111
Nockenwellensensorcamshaft position sensor
1212
Kurbelwellecrankshaft
1313
Kurbelwellensensorcrankshaft sensor
1414
PhasenverstellvorrichtungssensorPhasenverstellvorrichtungssensor
1515
Markierung am RotorMark on the rotor
1616
Markierung an der AntriebswelleMarking on the drive shaft
1717
Markierung am GetriebeMarking on the gearbox
1818
Sensorvorrichtungsensor device
1919
Inkrementalsensorincremental sensor

Claims (10)

Verfahren zum Verstellen der Phase zwischen einer Nockenwelle (9) und einer Kurbelwelle (12) mittels einer Phasenverstellvorrichtung (1), wobei die Phasenverstellvorrichtung (1) einen Antrieb (2) mit einer Antriebswelle (4), ein Getriebe (5) und eine Sensorvorrichtung (14, 15, 16, 17, 18, 19) zur Erfassung der Drehzahl oder der Position einer Komponente (2, 3, 4, 5, 6) der Phasenverstellvorrichtung (1) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorvorrichtung (14, 15, 16, 17, 18, 19) die Drehzahl oder Position einer Komponente (3, 4, 6) misst, deren Drehzahl während der Verstellung durch die Übersetzung des Getriebes (5) um ein Vielfaches höher ist als die der Nockenwelle (9).Method for adjusting the phase between a camshaft ( 9 ) and a crankshaft ( 12 ) by means of a phase adjustment device ( 1 ), wherein the phase adjustment device ( 1 ) a drive ( 2 ) with a drive shaft ( 4 ), a transmission ( 5 ) and a sensor device ( 14 . 15 . 16 . 17 . 18 . 19 ) for detecting the rotational speed or the position of a component ( 2 . 3 . 4 . 5 . 6 ) the phase adjuster ( 1 ), characterized in that the sensor device ( 14 . 15 . 16 . 17 . 18 . 19 ) the speed or position of a component ( 3 . 4 . 6 ), the speed of which during adjustment is determined by the ratio of the gearbox ( 5 ) is many times higher than that of the camshaft ( 9 ). Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass aus Relativdrehzahlen oder Relativdrehwinkeln zwischen der Kurbelwelle (12) und der Phasenverstellvorrichtung (1) unter Berücksichtigung der Übersetzung Verdrehungen der Nockenwelle (9) im Bezug zur Kurbelwelle (12) berechnet werden.Method according to claim 1, characterized in that from relative rotational speeds or relative rotational angles between the crankshaft ( 12 ) and the phase adjustment device ( 1 ) taking into account the translation of torsions of the camshaft ( 9 ) in relation to the crankshaft ( 12 ) be calculated. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Winkelabgleich zwischen der Sensorik an der Phasenverstellvorrichtung (1) und der Nockenwelle (9) stattfindet.Method according to claim 1, characterized in that an angle adjustment between the sensors on the Phasenverstellvorrichtung ( 1 ) and the camshaft ( 9 ) takes place. Verfahren nach Patentanspruch 1, wobei der Antrieb (2) ein Elektromotor ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorvorrichtung einen Inkrementalsensor (19) umfasst, der die Bewegung des Elektromotorrotors (3) erfasst.Method according to claim 1, wherein the drive ( 2 ) is an electric motor, characterized in that the sensor device comprises an incremental sensor ( 19 ), which detects the movement of the electric motor rotor ( 3 ) detected. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorvorrichtung einen Inkrementalsensor (19) umfasst, der die Bewegung der Antriebswelle (4) oder eines Getriebeteils (6) im Getriebe (5) erfasst.Method according to claim 1, characterized in that the sensor device comprises an incremental sensor ( 19 ), which controls the movement of the drive shaft ( 4 ) or a transmission part ( 6 ) in the transmission ( 5 ) detected. Verfahren nach Patentanspruch 1, wobei der Antrieb (2) ein Elektromotor ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorvorrichtung einen Sensor (18) zur Messung einer elektrischen Größe umfasst, mit der die Drehzahl des Elektromotors (2) bestimmt wird.Method according to claim 1, wherein the drive ( 2 ) is an electric motor, characterized in that the sensor device comprises a sensor ( 18 ) for measuring an electrical quantity with which the speed of the electric motor ( 2 ) is determined. Verfahren nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die von der Sensorvorrichtung (18) gemessene elektrische Größe die Gegeninduktionsspannung der stromlosen Spule des Elektromotors ist.Method according to claim 6, characterized in that that of the sensor device ( 18 ) measured electrical quantity is the mutual induction voltage of the currentless coil of the electric motor. Phasenverstellvorrichtung (1) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Phase adjustment device ( 1 ) for carrying out the method according to one of the preceding claims. Phasenverstellvorrichtung (1) nach Patentanspruch 8 dadurch gekennzeichnet, dass der Inkrementalsensor (19) ein Hall-Sensor ist.Phase adjustment device ( 1 ) according to claim 8, characterized in that the incremental sensor ( 19 ) is a Hall sensor. Phasenverstellvorrichtung (1) nach Patentanspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Hall-Sensor im als Elektromotor ausgebildeten Antrieb (2) integriert ist.Phase adjustment device ( 1 ) according to claim 9, characterized in that the Hall sensor in the form of an electric motor drive ( 2 ) is integrated.
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