JPS5832910A - カム軸制御装置 - Google Patents

カム軸制御装置

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JPS5832910A
JPS5832910A JP57120740A JP12074082A JPS5832910A JP S5832910 A JPS5832910 A JP S5832910A JP 57120740 A JP57120740 A JP 57120740A JP 12074082 A JP12074082 A JP 12074082A JP S5832910 A JPS5832910 A JP S5832910A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、唱節可能な機構に作用を及ぼす制御部材を４
節することＫより、駆動輪に対する内燃機関のカム輪の
角度位置が制御される、速度条件と負荷条件とに従つ薔
カム軸の角度を調節するカム軸制御装置に関するもので
ある。
〔先行技術の説明〕
一搬に、内燃機関のカム軸は歯つきベルトにょリフラン
ク軸に連結されるので、カム軸はクランク軸と同期して
駆動される。その結果として、吸入弁と排気弁の開放期
間とオーバーラツプ角度とは一定である。したがってそ
れらの値は平均値に合わせることしかできない。最適な
オーバーラツプ角Ｕｔｔ速度と、負荷と、温度とに依存
することが知られている。
西ドイツ特許出願公開第２９０．９８０３号明細書には
前記のようなカム軸制御装置が開示されているーその装
置でにはす両歯車の中のらせんブッシングが遠心力によ
り制御され、それによりクランク軸に対するカム軸の角
度位置が調節される。
西ドイツ特許出願公開第２８４２１５４号明細書にはカ
ム軸を調節するために遊星歯車でカム軸を制御する装置
が開示されている。詳細には記述されていない制御装置
が修正変最を与える〇西ドイツ特許出願公開第２５２５
７４６号明細書に開示されているカム軸制御装置もカム
軸を制御するために遊星歯車を有する。その遊星歯車は
制、挿入力１１ＩＩがステッピング・モータに連結され
る。瞬時角度位置が設定値と絶えず比較される。ステッ
ピング・モータは偏差に従って制御される。設定値をど
のようにして定めるのかということはその西トイ、ツ特
許出願公開明細書には記述されていない０ 〔発明の目的とその概要〕 本発明の目的は、カム軸の角度調節の設定値がデジタル
・プロセスにおける速度、負荷およびその他の変電のよ
うな実際のパラメータから得られるように、前記した方
法に従ってカム軸を制御するための装置を得ることであ
る０とくに、オーバーラツプ角度の調節が本発明により
可能とされる。
この目的は、（ａ）クランク軸の角度回転に対応する歯
パルスと、クランク軸の基準角度位置に対応する基準パ
ルスとが歯つきリングにより制御されるパルス発生器（
点火回路１３）により発生され、（ｂ）アドレス・カウ
ンタの出力がクランク軸の実際の角度位置に対応するデ
ジタル・アドレス信号であるように、アドレス・カウン
タは基準パルスによってリセットされ、かつ歯パルスに
よシカウントが増加させられ、（ｅ）アドレス・カウン
タの出力信号とデジタル負荷信号が、出力信号として修
正信号を脅生ずる修正値メモリへ与えられ、（ｄ）毎動
作明間中に修正変量として用いられるそれぞれの修正信
号が、時間基準信号により制御される修正変量メモリに
格納され、　、　（ｅ）修正変量メモリの修正変量にそ
の修正変量に従って調節部材を直線的に変位させる調節
器へ与えられるカム軸制御装置に」り達成される。
速度と負荷のデジタル値がデジタル・プロセスにおいて
定められ、角度調節の格納されている値がデジタル入力
データに割当てられるという明らかでない面で本発明は
先行技術とは異なるものである。本発明にエリカ、ム軸
の正確な角度調節が可能とされる。軽負荷状態とくに無
負荷で走行している鳴合のエンジンの性能か向上するよ
うにオーバーラツプ角度を調節することが可能である。
それによって効率、エンジン出力および排気の質が改善
される。しかもエンジンは静かである０多竺の修正デー
タを格納することが可能であ°〜るＰｔ４種類の速度と
１６種類の負荷に対する１０２４種類の組合せの修正値
を何らの困難なしに格納できる。これの２倍の数の修正
値も格納できる０低い速度範囲では修正が一層重要であ
るから、全速度範囲のり・ちの低いカの５分の１を３２
５１類に分け、残りの５分の４を３２種類に分け、合わ
せて４種類に分ける◎カム軸の角度をクランク軸の角度
に対してプラスマイナス４０度の範囲内で調節できる。
それによりオーバーラップ角度１ｅ９０度まで調節でき
る〇本発明では、修正データ・メモリは負荷と速度に応
じた修正データを含む。それにより速度アドレス信号と
負荷信号によって修正データ・メモリをマトリックスの
ように制御できる。
また、吸入弁と排気弁を制御するために、修正変量がカ
ム軸に割当てられる２つの部分信号に分離される。それ
により吸入弁と排気弁を別々に調節することが可能とな
りＪ゛、そのために制御を更に改善できる。
更に、本発明の装置はねじつき部材により回転できるよ
うに支持される調節輪を有する０仁の調節輪ｔｉｉ台ま
たは数台のモータにより駆動される外歯つきリングを有
し、かつ軸線方向に調節できる調節部材に結合される。
それにより回転修正運動を直線調節運動に倹換す−るこ
とか可能となる。
また、調節輪の軸線方向の位置に対応する信号金与える
多回転ポテンショメータに調節輪の肩部が結合される。
それにより実際の位置が電圧倫号に変換され、その電圧
信号力ｉ調整のために帰還される。
更に、調節輪をｇｌＡ＠するモータはビニオンを有する
。付加要素を必要とすることなしに調節輪が駆動ピニオ
ンに常に結合されるように、ビニオンの軸線方向の歯長
さは調節輪の直線調節運動に一致するっ また、本発明ではＵ！４節器のための調整回路が設けら
れる。その調整回路の設定値は修正変量に対応するアナ
ログ信号であり、その調整回路の帰還値は多回転ポテン
ショメータの出力信号である。
それにより制御特性に作用を及ぼし、調整を最適にする
ことが可能である。
また更に、点火回路の動作中断後にアドレス・カウンタ
をリセットし、クランク軸が何回転かする間補助点火回
路の動作を維持するために回転後制御回部が設けられる
。゛これにエリ、内燃機関が始動した時は、カム軸調節
のモータを駆動するために余分の電気エネルギーを必要
としないように、カム軸はその最初の位置に常にリセッ
トされる＾〔好適な寿施列の説明〕 以下、図面′ｌｔ参照して本発明の詳細な説明する。
第１図は内燃機関ｌの正面図である。シリンダ。
の中を動く何個かのピストンが周知のやり方でクランク
軸２に周知のやり方で結合される。シリンダは詳しくは
示されていない。各シリンダは吸入弁４と排気弁５を有
する、燃料はオツトー・サイクルまたはディーゼル・、
サイクルに従って気化され、または噴射される０吸入弁
４と排気弁５はカム軸６．７によりそれぞれ制御される
。カム軸６゜７の動きがクランク軸１２の動きに同期さ
れるようにカム軸６．７はクラック軸１２から歯付ベル
ト８゜９を介して駆動される。カム軸６．７の動きがり
ランク軸１２の勧きに同期されることにより吸入弁４と
排気弁５とを正確なタイミング関係で動作させることが
できる。
クランク軸１２Ｆｉ歯１１が設けられているフライホイ
ール１０ｖｃ結合される。それらの歯１１によりセンサ
１２がい秒ゆる歯パルスを９生ずる。したかって、それ
らの歯パルスはフライホイール１ｏの実際の角常位置を
示す。また歯、１１のうちの１本の歯はセンサ１２に基
準パルスを発生させる基準歯である。
−それらのパルスは点火回路１３　（第２図）により処
セ＠卦よび整形される。整形された歯パルスと基準パル
スは歯パルス出力端子１４と基準パルス出方端子１５に
それぞれ現われる。また、負荷センサ１６が設けられる
。この負荷センサ１６ハ吸気マニホルド内の圧力センサ
またはトルクメータとすることができる。負荷状噸は出
力＠１７に現われる４ビット負ｙｔ信Ｍ、に工り示され
る。、、更に、点火回路１３は出力端子１８に時間基準
信号ケ生ずる。この時間基準信号の＠縁部は基準パルス
に一致し、この信号の持続時間ｊづ者高エンジン原産に
おけるフライホイール１０の回転周期の一部でアル。
基準パルス出力端子１５とカウント・パルス出方端子は
アドレス−カウンタ１９に接続される。アドレス・カウ
ンタ１９ホ基準ノ５ルスによってリセットされる。アド
レス・カウンタ１９は６ビツトアドレス信号出力線器へ
送る０その信号はクランク軸１２の実際の位相を示す。
６ビツトアドレス信号と４ビット負荷信号はマトリック
ス状の修正データメモリ加へ与えられる。この修正デー
タメモリ加の１０２４１１１７）セルはカム軸を調節す
るためのそれぞれの数の修正値を含む。全速度範囲は６
４種類の速度に分けられ、負荷範囲ｔｌ１６の負荷に分
けられるー低い速度範囲ではより正確な修正が要求され
るから、低い速度範囲はより小さな速度に分割するとよ
い。なるべくなら、全速度範囲のうちの低い方の５分の
１を３２種項の速度範囲に分けるようにする。もちろん
、修正データメモ＋３２０の格納場所をもつと多くし、
したがってもっと多くの修正値を格納することも可能で
ある。修正データメモリ」の出力線ムに８ビット修正信
号を得ることもてきる〇　− 修正データメモリＩの別のメモリ場所を信号線５を介し
てアドレスできる。それらの付脇メモリ嚇所には種々の
動作温間、種々の空燃比、およびその他のパラメータに
割当てられる修正信号を含ませることができる。
カウントパルス出力端子１４に現われる出力によりクロ
ック制御される一時的記憶装置２１に出力線久が接続さ
れる。一時的記憶装［［２１の出力線２６Ｖｉ。
＠Ｉ８上の時間基準信号によりクロック制御される繕正
可変メモリ乙に接続される。時間基準信号の後に部が生
ずると、一時的記憶装置２１の出力端子に生じた値が修
正変量メモリｎに転送されてクランク軸１２の１動作期
間中だけその値をそのメモリに保持する。２本のカム軸
を別々に制御できるようにするために修正変量メモリの
出力端子＃′１２つの出立線群に分離される。吸入弁は
線υにより制・１され、排気弁は線田により制御される
＠したがって、カム軸６または７のために４ビット修正
信号を利用でき、１６種類の修正段階を得る。カム軸は
クランク軸１２に関連してプラースマイナス４０度だけ
調節できる〇 制御器２９．３０がカム軸６．７のためにそれぞれ設け
られるＣそれらの制御器は互いに類似するから一方の制
御器だけについて詳しく説明することにする〇 制御器２９Ｆ′１角度デジタル設定値の４ビット修正信
号をアナログ信号に変換するためのＤ／Ａ変換器３２を
有する。カム軸調節のための設定ｆ直であるそのアナロ
グ信号と、カム軸の実際の角度位置を示す多回転ポテン
ショメータ調からの信号は差動増幅器間の２つの入力端
子にそれぞれ与えられる。
駆動モータあを制御するモータ制御回路あへ差動信号が
与えられる０′発振を避けるために要求に応じて制御特
性を変え右ことができる。
次に第３図を参照する。十分なトルクを与えるために、
たとえば３台の駆動モータ３Ｆｉ各カム軸６．７に連結
される。図にはそのうちの１台の駆〜動モータが示され
ている。それらのモータ３６Ｉｒｉ内面にねじが刻まれ
ている調節輪３７の歯つきリング３７′を駆動する。調
節輪莫は外側にねじ３９が刻まれている静止支持部材４
１により回転できるようにして支持され静止支持部材の
軸線に沿って動くことができる一各駆動モーターにはピ
ニオン４３がとりつけられる。調節輪３７が実際の位置
とは無関係にピニオン４３に常に結合されるように、ビ
ニオン４３の軸線方向の長さは静止支持部材４３の外部
ねじ３９の長さに等しい。軸線方向に動くことができる
調節部材：３１のカラー４５に結合されているつめ１４
に調節輪３７が連結される。
はすば歯車の形の調節可能な機構４０１１を重畳歯車（
Ｓｕｐｅｒｉｍｐｏｓｉｎｇ　ｇｅａｒ　）である。環
状のハウジング４７が＠動輪４２に接触する０この環状
のノ）ウジング４７Ｈ、キャリヤ４９によりカム軸６に
結合されているたわみ軸４８を回転できるようにして支
持する一部のたわみ軸４８Ｆｉ軸線方向に動くことがで
き′す るブッシング関を案内する。そのブッシング５０は調節
部材３１にとりつけられる。ある輪郭のノくイロット５
５、ブッシング関の局面内に配置されているいくつかの
らせん状ガイドを、受ける。調節部材３１の直線修正運
動がブッシング恥へ伝えられる。それによりブッシング
は環状のハウジング４７の中で回転し、たわみ軸４８１
に角回転させる０したがって・クランク軸１２に対する
カム軸の角度位置が修正されるように、環状のハウジン
グ４７に対するたわみ軸４８の角度位置が変えられる。
それにより、カム軸に結合されている弁開放段階が変え
られる。２つのカム軸６．７１に回すことによりオーバ
ーラツプ角度を変えることもで睡る。
この装置の電源は電圧変換器より成る。
また１本発明は、エンジンを停止させるために点火回路
が動作を停止された後で作動される回転後制御回路５７
も有する。５０回路５７はアドレス・カウンタ１９をリ
セットし、クランク軸１２が何回転かする間補助点火回
路を動作させる。それにより、エンジンが停止された時
にカム軸は最初の位置へ戻される。内燃機関を始ｉ膚せ
ると、この最初の位置から始まってカム軸は調節される
。それにより、エンジンが始動される時は駆動モータ３
６ｔｌ電源から電力をとらたい。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明を適用する内燃機関の概略正面［図、第
２図は本発明によるカム軸制御装置の電子部のブロック
図、第３図は１本のカム軸１ｋｉ’、１１節するための
歯車の一部を切り欠いて示す断面図であるり ２・・・クランク軸、６，７・・・カム軸、１３・・・
点火回路、１９・・・アドレス・カウンタ、加・・・修
正値メモリ、２１・・・修正変量メモリ、四・・・制御
器、３１・・・調節部材、讃・・・多回転ポテンショメ
ータ、あ・・・モータ、３７・・・調節輪、３７′・・
・外歯つきリング、４３・・・ビニオン、５７・・・回
転後制御回路。 出願人代理人　　　猪　　股　　　　　清Ｆｉｇ、１ 第１頁の続き ０発　明　者　マンフレート・クニュフエルマン ドイツ連邦共和国４０００デユツセ ルドルフ（資）へルダーシュトラー セ６９

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、調節可能な機構に作用を及ばず制御部材を調節する
    ことにより、駆動輪に一対する内燃機関のカム軸の角度
    位置が制御される、速度条件と負荷条件に従ってカム軸
    の角度を調節するカム軸制御装置であって、 （ａ）クランク軸（２）の角度回転に対応する歯パルス
    と、クランク軸（２）の基準角度位置に対応する基準パ
    ルスとが歯つきリングにより制御されるパルス発生器（
    点火回路１３）により発生され。 （ｂ）アドレスカウンタ　（１９）の出力がクランク軸
    （２）の実際の角度位置に対応するデジタル・アドレス
    信号であるように、アドレス・カウンタ（１９）　Ｈ基
    準パルスによってリセットされ。 かつ歯パルスによりカウントが増加させられ。 （Ｃ）アドレス・カウンタ（１９）の出力信号とデジタ
    ル負荷信号が、出力信号として修正信号を発生する修正
    値メモリ（２０）へ与えられ。 （ｄ）電動作期間中に修正変量として用いられるそれぞ
    れの修正信号が、時間基準信号九より制御される修正変
    量メモリ　（２１）に格納され。 、（ｅ）修正変量メモリ　（２１）の修正変量はその修
    正変量に従って調節部材（３１）を直線的に変位させる
    調節器へ与えられることを特徴とするカム軸制御装置。 ２、特許請求の範囲第１項に記載のカム軸制御装置で島
    って、修正値メ−１ｌＪ（２０）　１１負荷と速度とく
    依存する修正信号を含んでいることを特徴とするカム軸
    制御装置。 ３、特許請求の範囲第１項または第２項に記載のカム軸
    制御装置であって、修正変量は吸入弁と排気弁をそれぞ
    れ制御するためのカム軸（６゜７）に割当てられる２つ
    の部分信号に分離されていることを特徴とするカム軸制
    御装置。 ４、特許請求の範囲第１項または第２項に記載のカム軸
    制御装置であって、制御装置（々）はねじ溝が刻まれて
    いる部材（外ねじ３９）　Ｋより回転できるようにして
    支持される調節輪（３７）を有し、この調節輪（３７）
    は１台または数台のモータ（３６）により駆動される外
    部歯つきリング（３７’）を有し、さらに前記調節輪（
    ３７）は軸線方向に調節できる調節部材（３１）に結合
    されていることを特徴とするカム軸制御装置。 ５、特許請求の範囲第４項に記載の力、ム軸制御装置で
    あって、調節輪（３７）の肩（４６）は、調節輪の軸線
    方向位置に対応する信号を与える多回転ポテンショメー
    タ　（３５）に結合されていることを特徴とするカム軸
    制御装置。 ６、特許請求の範囲第４項または第５項に記載のカム軸
    制御装置であって、調節輪を駆動するためのモータ（３
    ６）ハピニオン（４３）を有し、このビニオンの軸線方
    向の歯の長さは調節輪の直線調節運動に対応するも赤で
    あることを特徴とするカム軸制御装置。 ７、特許請求の範囲第４〜６項のいずれかに記載のカム
    軸制御装置であって、調節器は調整回路を有し、この調
    整回路の設定値は修正炭酸に対応するアナログ信号であ
    り、その調整回路帰還値は多回転ポテンショメータの出
    力信号であることを特徴とするカム軸制御装置。 ８、特許請求の範囲第１〜７項のいずれかに記載のカム
    軸制御装置であって、点火回路の中断後にアドレス・カ
    ウンタ（１９）をリセットし、クランク軸（２）が何回
    か回転する間補助点火回路の動作を維持するために回転
    後制御回路（５７）が槽数されることを特徴とするカム
    軸制御装置。
JP57120740A 1981-07-14 1982-07-13 カム軸制御装置 Granted JPS5832910A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19813127766 DE3127766A1 (de) 1981-07-14 1981-07-14 "nockenwellensteuergeraet"
DE3127766.7 1981-07-14

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5832910A true JPS5832910A (ja) 1983-02-26
JPS6352204B2 JPS6352204B2 (ja) 1988-10-18

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ID=6136880

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP57120740A Granted JPS5832910A (ja) 1981-07-14 1982-07-13 カム軸制御装置

Country Status (5)

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US (1) US4481912A (ja)
EP (1) EP0069868B1 (ja)
JP (1) JPS5832910A (ja)
AT (1) ATE22597T1 (ja)
DE (2) DE3127766A1 (ja)

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