JPH11324743A - カムシャフト調整器 - Google Patents

カムシャフト調整器

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JPH11324743A
JPH11324743A JP8912099A JP8912099A JPH11324743A JP H11324743 A JPH11324743 A JP H11324743A JP 8912099 A JP8912099 A JP 8912099A JP 8912099 A JP8912099 A JP 8912099A JP H11324743 A JPH11324743 A JP H11324743A
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oil pressure
camshaft
camshaft adjuster
circuit
pressure
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JP8912099A
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Dirk Neubauer
ノイバウアー ディルク
Dirk Heintzen
ハインツェン ディルク
Klaus-Joerg Breuer
ブロイアー クラウス−イェルク
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Schaeffler Engineering GmbH
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AFT Atlas Fahrzeugtechnik GmbH
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 機関始動時でも確実なカムシャフト調整を行
う。 【解決手段】 カムシャフト調整器３が、機関始動段階
においてステアリング補助機構のサーボオイル圧回路１
１から圧力負荷され、その他の運転段階では機関固有の
潤滑オイル圧回路１２から圧力負荷されるようになって
おり、両オイル圧回路の間の切換が４ポート３位置比例
弁２２を介して行われる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関に用いら
れるカムシャフト調整器に関する。
【０００２】
【従来の技術】このようなカムシャフト調整器は、その
都度できるだけ最適の弁制御もしくは可変の弁制御を可
能にするために働く。カムシャフト調整器は、弁制御の
位相角度を無段階にかつ制御して調整することを可能に
する。
【０００３】このために、カムシャフト調整器は各カム
シャフトに相対回動不能にかつ摩擦接続的に結合されて
いる。
【０００４】電子監視・制御装置の設定に関連して、カ
ムシャフトには回転運動が伝達され、これによって内燃
機関のクランクシャフトに対して相対的なカムシャフト
のその都度所望の位置が予め調節される。
【０００５】慣用のカムシャフト調整器は、たいていハ
イドロリック的に、つまり液圧的に駆動される。カムシ
ャフトを調整するために必要とされるオイル圧は、各内
燃機関に対応する潤滑オイル圧回路から取り出される。
この場合、特に排ガス臨界的な機関始動段階ではカムシ
ャフトがまだクランクシャフトに対する所望の相対位置
に位置していないという問題が生じる。内燃機関に対応
する潤滑オイル圧回路がまだ所要のオイル圧を形成して
いないことに基づき、カムシャフト調整器の駆動システ
ムもまだ作動できる状態にない。したがって、カムシャ
フトが所望の位置へ回転させられていない状態で、第１
回目の機関点火が行われる。この場合、副次的効果とし
て次のような不都合が生じる。すなわち、回転したカム
シャフトが、アイドリング運転もしくは空運転するカム
シャフト調整器を差し当たり連行してしまい、このとき
にがたつきノイズが発生してしまう。このようながたつ
きノイズは少なくとも主観的には不快であると感じられ
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
課題は、カムシャフト調整において生じる上記問題を克
服し、機関始動時でも確実なカムシャフト調整が行われ
るように相応して改善されたカムシャフト調整器を提供
することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の構成では、当該カムシャフト調整器が、内燃
機関の第１回目の点火の前に作動できる状態に準備され
た駆動システムに接続されているようにした。
【０００８】
【発明の効果】本発明によれば、カムシャフト調整器の
駆動装置が内燃機関の運転とは完全に分離されているこ
とに基づき、カムシャフトをカムシャフト調整器の設定
に応じて、既に内燃機関の第１回目の点火の前に、クラ
ンクシャフトに対してその都度最適の相対位置にまで回
転もしくは回動させることができる。これにより、既に
内燃機関の第１回目の点火も制御されて行われるように
なる。制御装置が適宜に設計されていると、カムシャフ
ト調整をとりわけ機関始動段階に合わせて最適に行うこ
とができる。すなわち、機関始動時ではしばしば内燃機
関に、標準運転時よりも濃厚な混合気が供給される。し
たがって、弁の位相制御、ひいてはカムシャフト調整
を、このような状況に合わせて行うことが好都合になり
得る。
【０００９】ハイドロリック式に、つまり液圧式に駆動
されるカムシャフト調整器が使用される場合には、カム
シャフト調整器が、既に第１回目の機関点火の前に所要
のオイル圧を有しているようなオイル圧回路に接続され
ている。
【００１０】このような実施態様の有利な構成では、カ
ムシャフト調整器がステアリング補助機構、つまり特に
パワーステアリングもしくはサーボステアリングのオイ
ル圧回路に接続されている。このことはとりわけ、ステ
アリング補助機構に提供されるオイル圧が機関始動段階
では一般にまだ必要とされないという理由から好都合と
なる。その結果、カムシャフト調整器をステアリング補
助機構のオイル圧回路によって圧力負荷することによ
り、ステアリング補助機能が減じられたとしても、この
ような機能低下は機関始動段階ではたいてい気が付かな
い。
【００１１】このような手段の別の改良形では、カムシ
ャフト調整器が機関始動段階においてのみ、ステアリン
グ補助機構のオイル圧回路によって圧力負荷されるよう
になっている。その他の運転段階では、カムシャフト調
整器へのオイル供給が、これまでと同様に機関固有の潤
滑オイル圧回路から行われる。これにより、排ガス量の
集中する機関始動段階の後に、カムシャフト調整器の運
転に必要なオイル圧が機関固有の潤滑オイル圧回路に形
成された後では、カムシャフト調整器にこの潤滑オイル
圧回路からもオイルが供給されることが確保されてい
る。したがって、機関始動段階の後では、ステアリング
補助機構の全オイル圧はステアリング補助のために利用
されるようになる。
【００１２】両オイル圧回路の間での切換は、弁制御装
置によって制御されると有利である。このためには、４
ポート３位置比例弁が使用されると有利である。
【００１３】両オイル圧回路を調整するための弁制御は
通常、検出された所定の測定量に関連して行われる。こ
の測定量とは、内燃機関の回転数であると有利である。
この測定量につき、機関始動段階を機関の標準運転と明
瞭に区別することができる。
【００１４】安全技術的な理由から、カムシャフト調整
器がステアリング補助機構のオイル圧回路にも、機関固
有の潤滑オイル回路にも接続されるにもかかわらず、両
オイル圧回路の確実な分離が確保されていなければなら
ない。これにより、両システムの望ましくない接続によ
って、カムシャフト調整器の運転に必要となるオイル圧
が低下してしまうことが確実に回避される。しかも、し
ばしばステアリング補助機構のオイル圧回路のために
は、機関固有の潤滑オイル圧回路のために使用されるハ
イドロリックオイルとは異なるハイドロリックオイルが
使用される。この理由からも、両オイル圧回路の分離が
望ましい。このことは、相応する逆止弁および／または
適当なダイヤフラムの配置によって信頼性良くかつ簡単
に確保されている。
【００１５】サーボオイル圧回路と、機関固有の潤滑オ
イル圧回路とにそれぞれ所要の運転のために形成される
オイル圧が互いに異なることに基づき、サーボオイル圧
回路は圧力変換器を介してカムシャフト調整器に接続さ
れると有利である。
【００１６】両オイル圧回路は弁制御装置を介して最適
に制御され、この場合、中間位置では機関固有の潤滑オ
イル圧回路のオイル圧が必要に応じてサーボオイル圧回
路のオイル圧によって補填されるようになっている。こ
のことは通常では、潤滑オイル圧回路に十分なオイル圧
が達成されるまでの間しか必要とならない。
【００１７】既に内燃機関の第１回目の点火の前にカム
シャフト調整のために必要となるオイル圧を付与するた
めには、内燃機関が休止している状態で、何らかの形で
このために必要とされるオイル圧が保持されなければな
らない。このことは、別のエネルギ供給なしに、圧力変
換器に配置された行程ばねを用いて行われると有利であ
る。この行程ばねを用いると、外部から付加的にエネル
ギを供給する必要なしに、相応するオイル圧蓄えが可能
となる。
【００１８】オイル蓄えは相応するアキュムレータ圧力
変換器において行われると有利である。このアキュムレ
ータ圧力変換器では、復動ピストンシステムを介して両
オイル圧回路の相互の圧力負荷も行われる。
【００１９】付加的な安全特徴としては、アキュムレー
タ圧力変換器の、ステアリング補助機構のオイル圧で負
荷される高圧室が、付加的に、高圧室内に導入されたス
テアリング補助機構のサーボオイルを収容するためのフ
レキシブルブラダによってシールされている。これによ
り、両オイル圧回路を互いにシールするための付加的な
安全性が与えられている。
【００２０】本発明のさらに別の択一的な構成では、ア
キュムレータ圧力変換器の代わりに、カムシャフト調整
器を制御するために使用される別の４ポート３位置比例
弁と相俟って、相応する絞り弁が付加的に設けられてい
てよい。これにより、この構成の場合にも、カムシャフ
ト調整のためにその都度必要とされるオイル圧の補填を
ステアリング補助機構のオイル圧回路から必要に応じて
行うことができるようになる。圧力変換器はこの場合に
は、オイル圧を蓄えるための手段を有しない。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面につき詳しく説明する。
【００２２】図１に示した分解図には、カムシャフト１
の、カムシャフト調整器３を接続するためのカムシャフ
トアダプタ２を備えた区分が示されている。カムシャフ
トアダプタ２は歯付ブシュ４を介してカムシャフト調整
器３に相対回動不能にかつ摩擦接続的に結合されてい
る。歯付ブシュ４は歯付ベルト５を介して内燃機関のク
ランクシャフトに摩擦接続的に結合されている。図示の
歯付ベルト駆動装置の代わりに、チェーン駆動装置を設
けることもできる。歯付ベルト駆動装置には、カムシャ
フト調整が可能となることに基づき機関を調整するため
にかかる手間が極めて少なくて済むという利点がある。
特に、内燃機関のシリンダヘッドにおける構造的な変更
は全く必要とならない。単に歯付ベルト５とカムシャフ
トアダプタ２とカムシャフト１とを互いに適合させるだ
けで済む。カムシャフト調整器３は歯付ブシュ４とカム
シャフトアダプタ２とを介してカムシャフト１の相応す
る調整を行う。カムシャフト調整器３自体はハイドロリ
ック式に、つまり液圧式に駆動され、このためにカムシ
ャフト調整器３はハイドロリックオイル接続部７に接続
されている。カムシャフト調整器３は相応する弁制御に
より運動パルスを受け、この運動パルスは歯付ブシュ４
とカムシャフトアダプタ２とを介してカムシャフト１の
回転運動に変換される。弁制御は、その都度のクランク
シャフト位置およびカムシャフト位置の、検出された実
際値と調和して行われる。このためには、弁制御装置が
少なくともクランクシャフトセンサとカムシャフトセン
サとに接続されている。
【００２３】カムシャフト調整器３の弁制御装置および
オイル圧供給装置は図２のブロック回路図に示されてい
る。カムシャフト調整器３は４ポート３位置比例弁１０
を介して、２つのオイル圧回路に接続されている。２つ
のオイル圧回路とは、ステアリング補助のために必要と
されるサーボオイル圧回路１１と、内燃機関に対応する
機関固有の潤滑オイル圧回路１２である。両オイル圧回
路は逆止弁１３によって互いに分離されている。逆止弁
１３の代わりに、相応するダイヤフラムが同じ個所に設
けられていてもよい。機関固有の潤滑オイル圧回路１２
はまずシリンダヘッド１４と機関ブロック１５とにオイ
ルを供給するようになっていて、しかも相応する潤滑オ
イルパン１６に通じた戻し経路に接続されている。潤滑
オイル圧回路１２は固有の機関オイルポンプ１７を有し
ている。サーボオイル圧回路１１はやはり固有のステア
リング補助ポンプ２０を有している。このステアリング
補助ポンプ２０は機関オイルポンプ１７と同じ電動モー
タ２１を介して駆動されるようになっていてよい。ステ
アリング補助ポンプ２０と、別の４ポート３位置比例弁
２２とは、サーボオイル圧回路１１のサーボオイルパン
２３に接続されている。サーボオイル圧回路１１はアキ
ュムレータ圧力変換器２４を介して、機関固有の潤滑オ
イル圧回路１２とカムシャフト調整器３とに接続されて
いる。
【００２４】アキュムレータ圧力変換器２４は図３に詳
しく図示されている。
【００２５】アキュムレータ圧力変換器２４は潤滑オイ
ル側の低圧室２５と、サーボオイル側の高圧室２６とを
有している。サーボオイルで負荷される高圧室２６は、
付加的にフレキシブルブラダ２７によってシールされて
いる。サーボオイル側の圧力負荷は、アキュムレータピ
ストン３０と行程ばね３１とを介して復動ピストン３２
に加えられるようになっている。この復動ピストン３２
は各端面に、圧力負荷されるピストン底部３３，３４を
備えており、両ピストン底部３３，３４は行程ロッド３
５を介して互いに結合されている。潤滑オイル側のピス
トン底部３４ならびにサーボオイル側のアキュムレータ
ピストン３０は、それぞれ相応するシールリング３６，
３７によってシールされている。復動ピストン３２のピ
ストン室は、相応する通気孔４０，４１を介して通気さ
れている。以下に、図２につき、アキュムレータ圧力変
換器２４を用いた本発明によるカムシャフト調整の実施
例を詳しく説明する。
【００２６】符号４２で示した始動位置では、内燃機関
の点火装置が操作された後に、ただし点火が行われる前
に、ステアリング補助ポンプ２０に形成された高圧が直
接にアキュムレータ圧力変換器２４に加えられる。内燃
機関の始動時では、ステアリング補助回路もしくはサー
ボオイル圧回路１１の全てのオイル圧がカムシャフト調
整のために利用される。このことは、機関始動前では一
般にステアリング動作はまだ必要とされないという理由
から好都合である。したがって、カムシャフト調整器３
は既に機関始動の前にカムシャフト１を、その都度所望
のカムシャフト位置へ回転させることができる。
【００２７】サーボオイル圧回路１１に設けられた４ポ
ート３位置比例弁２２は、さらに回転数センサ４３にデ
ータ接続されている。規定の機関回転数が達成されるや
いなや、４ポート２位置比例弁２２は中間位置４４へ切
り換えられる。この中間位置４４では、ステアリング補
助ポンプ２０が直接にサーボオイル圧回路１１に接続さ
れている。したがって、ステアリング補助ポンプ２０に
よって形成された全てのオイル圧は、ステアリングを補
助する目的で利用される。しかし、始動段階においてア
キュムレータ圧力変換器２４内に圧送されたサーボオイ
ルは、引き続き復動ピストン３２の圧力負荷を生ぜしめ
る。したがって、行程ばね３１によって蓄えられたオイ
ル圧を用いて、場合によっては生じる漏れまたはカムシ
ャフト調整の補正を補償することができる。機関固有の
潤滑オイル回路１２に十分なオイル圧が提供されるやい
なや、サーボオイル圧回路１１の４ポート３位置比例弁
２２は符号４５で示した走行位置へ切り換わる。標準の
走行運転に相当する走行位置４５では、始動段階におい
てアキュムレータ圧力変換器２４に噴入されたサーボオ
イルがサーボオイル圧回路１１へ戻される。この位置で
は別の逆止弁４６が働き、この場合、この逆止弁４６
は、潤滑オイル圧回路１２における突発的な圧力降下
や、これによって場合によって生ぜしめられる、アキュ
ムレータ圧力変換器２４の低圧室２５内での負圧が、ス
テアリング補助回路もしくはサーボオイル圧回路１１か
らのサーボオイルの望ましくない取出しを招くことを阻
止する。
【００２８】図４に図示したブロック回路図には、本発
明の別の実施例が示されている。アキュムレータ圧力変
換器２４の代わりに、慣用の圧力変換器４７が設けられ
ている。この圧力変換器４７は主として、オイル圧を蓄
えるための行程ばね３１が必要とされない点でアキュム
レータ圧力変換器２４とは異なる。したがって、この場
合では、ステアリング補助回路もしくはサーボオイル圧
回路１１の４ポート３位置比例弁２２が絞り弁５０によ
って補われている。この絞り弁５０の使用により、既に
図２に符号４４で示した中間位置では、ステアリング補
助回路もしくはサーボオイル圧回路１１内に形成される
オイル圧の規定の部分圧がカムシャフト調整のために利
用されるようになる。この部分圧を用いて、別の構成の
場合と同様に、場合によっては生じる機関固有の潤滑オ
イル圧回路１２の漏れを補償することができる。この実
施例の場合にも、機関固有の潤滑オイル圧回路１２が十
分なオイル圧を形成するやいなや、ステアリング補助回
路もしくはサーボオイル圧回路１１の４ポート３位置比
例弁２２は、標準の走行運転に相当するニュートラル位
置、つまり走行位置４５へ切り換えられる。
【００２９】したがって、上で説明した２つの実施例に
おいて共通して云えることは、それぞれ排ガス臨界的な
機関始動段階において、サーボオイル圧回路１１の全オ
イル圧をカムシャフト調整のために利用することができ
ることである。その場合、中間位置では、第１実施例の
場合にように蓄圧によるか、あるいは第２実施例の場合
のように圧力分割により、サーボオイル圧回路１１のオ
イル圧の少なくとも一部を、場合によっては生じる機関
固有の潤滑オイル圧回路１２の漏れを補正するために使
用することができる。さらに、両実施例では、標準の走
行運転においてはカムシャフト調整が機関固有の潤滑オ
イル圧回路１２によって引き受けられる。
【００３０】本発明によるカムシャフト調整器３はこの
ために付加的にステアリング補助回路のサーボオイル圧
回路１１に接続されている。これにより、機関始動時で
はステアリング補助回路の全オイル圧がカムシャフト調
整のために準備される。引き続き中間位置４４では、場
合によっては生じる機関固有の潤滑オイル圧回路１２の
漏れを補償することができ、最終的に標準の走行位置４
５ではカムシャフト調整を再び潤滑オイル圧回路１２に
よって行うことができる。
【００３１】本発明は図示の実施例に限定されるもので
はない。それどころか、本発明の枠内で多数の変化実施
例および改良形が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】カムシャフト調整器を備えたカムシャフトの分
解図である。
【図２】アキュムレータ圧力変換器を備えたカムシャフ
ト調整器のブロック回路図である。
【図３】アキュムレータ圧力変換器の横断面図である。
【図４】弁制御装置に絞り弁を備えたカムシャフト調整
器のブロック回路図である。
【符号の説明】
１ カムシャフト、 ２ カムシャフトアダプタ、 ３
カムシャフト調整器、 ４ 歯付ブシュ、 ５ 歯付
ベルト、 ７ ハイドロリックオイル接続部、１０ ４
ポート３位置比例弁、 １１ サーボオイル圧回路、
１２ 潤滑オイル圧回路、 １３ 逆止弁、 １４ シ
リンダヘッド、 １５ 機関ブロック、 １６ 潤滑オ
イルパン、 １７ 機関オイルポンプ、 ２０ ステア
リング補助ポンプ、 ２１ 電動モータ、 ２２ ４ポ
ート３位置比例弁、 ２３ サーボオイルパン、 ２４
アキュムレータ圧力変換器、 ２５ 低圧室、 ２６
高圧室、 ２７ フレキシブルブラダ、 ３０ アキュ
ムレータピストン、３１ 行程ばね、 ３２ 複動ピス
トン、 ３３，３４ ピストン底部、 ３５行程ロッ
ド、 ３６，３７ シールリング、 ４０，４１ 通気
孔、 ４２始動位置、 ４３ 回転数センサ、 ４４
中間位置、 ４５ 走行位置、 ４６ 逆止弁、 ４７
圧力変換器、 ５０ 絞り弁
【手続補正書】
【提出日】平成１１年５月１１日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ディルク ハインツェン ドイツ連邦共和国 ハーゲン ミューレン ブリンクシュトラーセ 50 (72)発明者 クラウス−イェルク ブロイアー ドイツ連邦共和国 ボフム ドルステナー シュトラーセ 399 ベー

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 特に内燃機関の位相調整のためのカムシ
    ャフト調整器であって、当該カムシャフト調整器が、内
    燃機関のカムシャフトに摩擦接続的に結合されていて、
    かつ実際値検出のためのセンサ装置に接続されている形
    式のものにおいて、当該カムシャフト調整器が、内燃機
    関の第１回目の点火の前に作動できる状態に準備された
    駆動システムに接続されていることを特徴とするカムシ
    ャフト調整器。
  2. 【請求項２】 当該カムシャフト調整器がハイドロリッ
    ク式に駆動されるようになっていて、しかも当該カムシ
    ャフト調整器を駆動するために接続されたオイル圧シス
    テムが、カムシャフト調整のために必要となるオイル圧
    を、既に内燃機関の第１回目の点火の前に形成するよう
    になっている、請求項１記載のカムシャフト調整器。
  3. 【請求項３】 当該カムシャフト調整器が、ステアリン
    グ補助回路のサーボオイル圧回路を介して圧力負荷され
    るようになっている、請求項２記載のカムシャフト調整
    器。
  4. 【請求項４】 当該カムシャフト調整器が、一時的にの
    みステアリング補助回路のサーボオイル圧回路から圧力
    負荷され、通常では機関固有の潤滑オイル圧回路を介し
    て圧力負荷されるようになっている、請求項２または３
    記載のカムシャフト調整器。
  5. 【請求項５】 前記両オイル回路の間での切換が、弁制
    御装置を介して、有利には４ポート３位置比例弁を介し
    て行われる、請求項４記載のカムシャフト調整器。
  6. 【請求項６】 前記弁制御装置が、内燃機関の回転数を
    検出するための回転数センサに接続されている、請求項
    ５記載のカムシャフト調整器。
  7. 【請求項７】 サーボオイル圧回路が、相応する逆止弁
    および／または適当なダイヤフラムによって潤滑オイル
    圧回路から分離されていることを特徴とするカムシャフ
    ト調整器。
  8. 【請求項８】 サーボオイル圧回路が、圧力変換器を介
    して当該カムシャフト調整器に接続されている、請求項
    ６記載のカムシャフト調整器。
  9. 【請求項９】 前記弁制御装置が、中間位置において、
    機関固有の潤滑オイル圧回路によって形成されたオイル
    圧をサーボオイル圧回路側で形成されたオイル圧によっ
    て必要に応じて補填することを可能にする、請求項８記
    載のカムシャフト調整器。
  10. 【請求項１０】 圧力変換器がアキュムレータ圧力変換
    器として形成されており、該アキュムレータ圧力変換器
    が、サーボオイル圧回路のオイル圧を蓄えるための行程
    ばねを備えている、請求項８または９記載のカムシャフ
    ト調整器。
  11. 【請求項１１】 前記アキュムレータ圧力変換器が、高
    圧室と低圧室とを有しており、両圧力室が、複動ピスト
    ンを介して互いに相互に圧力負荷を加えるようになって
    いて、しかも高圧側にはサーボオイル圧回路のオイル圧
    が形成され、低圧側には機関固有の潤滑オイル圧回路も
    しくは当該カムシャフト調整器のオイル圧が形成されて
    いる、請求項１０記載のカムシャフト調整器。
  12. 【請求項１２】 サーボオイル圧回路のオイル圧で負荷
    される高圧室が、付加的に、該高圧室に導入されたサー
    ボオイルを収容するためのフレキシブルブラダを備えて
    いる、請求項１１記載のカムシャフト調整器。
  13. 【請求項１３】 ステアリング補助回路に設けられた別
    の４ポート３位置比例弁が、該４ポート３位置比例弁の
    中間位置で、サーボオイル圧回路に形成された圧力の一
    部をカムシャフト調整のために補填的に提供するため
    に、付加的に絞り弁を備えている、請求項８記載のカム
    シャフト調整器。
  14. 【請求項１４】 特に内燃機関の位相調整のためのカム
    シャフト調整器であって、当該カムシャフト調整器が、
    内燃機関のカムシャフトに摩擦接続的に結合されてい
    て、かつ実際値検出のためのセンサ装置に接続されてい
    る形式のものにおいて、当該カムシャフト調整器が、本
    明細書中に記載の特別な構成および作用形式を具備して
    いることを特徴とするカムシャフト調整器。
JP8912099A 1998-03-30 1999-03-30 カムシャフト調整器 Pending JPH11324743A (ja)

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