KR20060046365A - 캠축 조정 장치 - Google Patents

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KR20060046365A
KR20060046365A KR1020050046656A KR20050046656A KR20060046365A KR 20060046365 A KR20060046365 A KR 20060046365A KR 1020050046656 A KR1020050046656 A KR 1020050046656A KR 20050046656 A KR20050046656 A KR 20050046656A KR 20060046365 A KR20060046365 A KR 20060046365A
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하이코 델
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루크 라멜렌 운트 쿠플룽스바우베타일리궁스 카게
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Abstract

크랭크축에 대한 왕복 피스톤 내연기관의 캠축의 회전각 위치를 조정하는 장치가 회전각 위치를 조정하기 위한 조정 부재를 포함하며, 상기 조정 부재는 제어 회로에 접속된다. 상기 제어 회로는 데이터 메모리에 연결된 제어기를 가지며, 상기 데이터 메모리 내에는 상기 제어기의 전달 함수를 위한 제어기 계수들이 저장되어 있다. 상기 데이터 메모리는 상이한 제어기 계수 세트들이 저장되어 있는 적어도 2개의 메모리 영역을 가진다. 상기 제어 회로는 제어시 관련 데이터 메모리 영역 내에 각각 저장된 제어기 계수 세트가 사용되도록 작동 모드 전환 장치에 의해 선택적으로 또는 교대로 상기 데이터 메모리 영역들 중 하나에 연결될 수 있다. 상기 작동 모드 전환 장치에는 제어시 각각 사용될 제어기 계수 세트가 작동 상태에 따라 달라지는 방식으로 상기 조정 장치 및/또는 왕복 피스톤 내연기관의 작동 상태를 검출하는 장치가 연결된다.
제어기, 캠축, 조정, 모드, 전환, 내연기관

Description

캠축 조정 장치{ADJUSTING DEVICE FOR A CAMSCHAFT}
도 1은 크랭크축에 대한 왕복 피스톤 내연기관의 캠축의 회전각 위치를 조정하는 조정 장치이다.
도 2는 조정 장치의 제어 회로의 신호 흐름도이다.
*도면의 주요 부호 설명*
1: 캠축 기어 휠
2: 캠축
3: 멈춤 부재
4: 대응 멈춤 부재
5: 제어 회로
6: 회전수 제어기
7: 위상 제어기
8, 21: 출력 단자
9: 제어 편차를 검출하기 위한 제 1 장치
10: 제 1 신호 처리 장치
11: 제 2 신호 처리 장치
12: 제 1 적분 장치
13: 제 1 합산 장치
14: 제 2 합산 장치
15: 크랭크축 회전수 신호(ωCnk)용 입력 단자
16: 제 1 피드포워드 제어 장치
17: 제 1 제한 장치
18: 제어 편차를 검출하기 위한 제 2 장치
19: 제 3 신호 처리 장치
20: 제 4 신호 처리 장치
22: 제 3 합산 장치
23: 제 2 적분 장치
24: 제 4 합산 장치
25: 조정 모터 부하 신호(MLoad)용 입력 단자
26: 제 2 피드포워드 제어 장치
27: 제 2 제한 장치
28: 작동 모드 전환 장치
29: 데이터 메모리
30: 작동 상태를 검출하기 위한 장치
본 발명은 크랭크축에 대한 왕복 피스톤 내연기관의 캠축의 회전각 위치를 조정하는 장치에 관한 것으로, 상기 장치는 적어도 하나의 제어기를 포함하는 제어 회로에 접속되는, 회전각 위치를 조정하기 위한 조정 부재를 구비한다.
적어도 헬리컬 기어와 맞물려 있는 2개의 기어 휠을 포함하는 조정 부재를 구비한 상기 방식의 조정 장치는 DE 44 08 425 A1으로부터 공지되어 있다. 기어 휠들 중 하나는 캠축과 연결되고, 다른 하나는 크랭크축의 체인을 통해 구동된다. 기어 휠들은 유압 메커니즘에 의해 축방향으로 상대 이동될 수 있고, 그 결과 헬리컬 기어에 의해 크랭크축과 캠축 사이의 상대 회전이 일어난다. 유압 메커니즘은 제어 회로에 의해 발생하는 조정 신호에 의해 제어된다. 유압 메커니즘은 3개의 값 중 각각 하나, 즉 캠축을 내연기관의 유입 밸브의 조기 개방 방향으로 조정하기 위한 조기값(early value), 캠축을 유입 밸브의 지연 개방 방향으로 조정하기 위한 지연값(delay value) 및 현재의 실제 각위치를 유지시키기 위한 유지값(retaining value) 중 하나에 의해 제어될 수 있다. 제어 회로는 제어 프로그램을 처리하며, 상기 제어 프로그램에서는 각각의 프로그램 실행시 다음 프로그램 실행 시작시의 조정 속도가 추정된다. 이러한 추정값 및 이미 공지된 시간에 따른 특성(유지값에서 조정 신호(조기값 또는 지연값)로의 전환에 따른 캠축 조정이 포함됨)으로부터, 조정 신호가 다음 프로그램 실행의 시작시 유지값으로 전환되는 경우 캠축의 각위치가 변동될 수 있는 조정각이 추정된다. 조정각에 대한 추정값과 캠축의 목표 각위치 사이의 편차가 허용오차 범위 내에 존재하는 경우, 조기값 또는 지연값이 유 지값으로 전환된다. 다음 프로그램 실행 시작시의 추측 조정 속도는 현재 조정 속도로부터 1차 전달 함수 및 최종 조정 속도를 이용하여 추정된다. 최종 조정 속도는 특정한 전제 조건 하에서 적응된다. 따라서, 상기 공개공보의 진술에 따르면, 유압 메커니즘의 작동 파라미터가 변동하는 경우, 예컨대 유압액의 가열로 인해 유압액의 점성이 변하는 경우에도 현재 위치에 대한 추정값이 매우 정확하게 산출될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 특히 작동 상태들이 상이한 경우에는 제어 회로의 제어 품질이 더욱 개선될 필요가 있다. 즉, 예컨대 특정 작동 상태에서 제어될 신호의 오버슈트(overshoot)가 발생할 수 있다.
본 발명의 목적은, 상이한 작동 상황에서 각각 높은 제어 품질을 구현하는, 도입부에 언급한 방식의 조정 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적은, 제어기의 전달 함수를 위한 제어기 계수들이 저장되어 있는 데이터 메모리에 제어기가 연결되고, 상기 데이터 메모리가 상이한 제어기 계수 세트들이 저장되어 있는 적어도 2개의 메모리 영역을 가지며, 상기 제어 회로는 제어시 관련 데이터 메모리 영역 내에 각각 저장된 제어기 계수 세트가 사용되도록 작동 모드 전환 장치에 의해 선택적으로 또는 교대로 데이터 메모리 영역들 중 하나와 연결될 수 있고, 상기 작동 모드 전환 장치에는 제어시 각각 사용될 제어기 계수 세트가 작동 상태에 따라 달라지는 방식으로 조정 장치 및/또는 왕복 피스톤 내연기관의 작동 상태를 검출하는 장치가 연결됨으로써 달성된다.
그 결과, 바람직하게는 조정 장치 및/또는 내연기관의 상이한 작동 상황들에 대해 상이한 제어기 계수를 사용하여 제어기를 구동시킴으로써 제어기의 전달 함수를 각각의 작동 상황에 매칭시키고 각각 최대한 높은 제어 품질을 얻는 것이 가능하다. 그러한 비선형 제어기를 통해, 확정된 제어기 계수들을 가진 제어기에 대해 조정 부재의 영향을 받게 될 신호에서의 장애가 오버슈트의 지속적인 회피 하에 더 빠르게 보상될 수 있다. 제어기 계수의 변동을 유발하는 변수(들)는 측정 변수이거나, 상기 측정 변수로부터 예컨대 전기 저항, 온도 계수 등과 같은 시스템 파라미터들의 고려하에 적절한 알고리즘을 통해 유도될 수 있다.
작동 모드 전환 장치에 의해 제어 회로의 구조가 전환될 수 있는 것이 바람직하다. 그렇게 되면 제어기가 조정 장치 및/또는 내연기관의 상이한 작동 상황들에 더욱 양호하게 매칭될 수 있다.
제 1 작동 모드에서는 제어 회로가 조정 모터의 회전자 회전수를 제어하도록 설계되고, 제 2 작동 모드에서는 제어 회로가 캠축과 크랭크축 사이의 회전각을 제어하도록 설계되는 것이 바람직하다. 이때 제 1 작동 모드는 바람직하게 내연기관의 스타트 단계 동안, 크랭크축 회전수의 측정 신호가 아직 제공되지 않았거나 여전히 상대적으로 강하게 방해를 받는 경우에 사용된다. 내연기관의 회전수가 사전 설정된 한계값을 초과함에 따라 스타트 단계가 종료되는 즉시, 회전각을 제어하기 위해 제 2 작동 모드로 전환된다.
본 발명의 한 바람직한 실시예에서는 제어 회로가 작동 모드 전환 장치에 의해 제 3 작동 모드와 제 4 작동 모드간에 전환될 수 있고, 이때 제 3 작동 모드에 서는 상기 제어 회로가 다지점 제어기(multipoint controller)로서 설계되고, 제 4 작동 모드에서는 연속 조정 신호를 송출하도록 설계된다.
본 발명의 한 바람직한 실시예에서는 조정 장치가 크랭크축에 고정된 입력축, 캠축에 고정된 출력축 및 조정축을 가진 3축 기어로서 형성된 조정 기어를 포함하고, 이때 조정 부재로서 상기 조정축과 구동 연결된 조정 모터가 제공된다. 이 경우 조정 모터는 EC 모터일 수 있다. 위상각 속도(
Figure 112005029175182-PAT00001
)를 목표값으로 조정하기 위해 바람직하게 센서에 의해 크랭크축의 회전수(ωCnk) 및 조정 모터의 회전자 회전수(ωEm)가 측정된다. 그렇게 하여 측정된 측정 신호들 및 공지되어 있는 조정 기어의 유성 기어비(ig)로부터 신호 처리 장치에 의해 조정 모터의 회전자 회전수 목표값(ωEm, Tgt = (ωCnk - ig·
Figure 112005029175182-PAT00002
Tgt)/2)이 산출된다. 크랭크축의 회전수(ωCnk)는 바람직하게 유도 센서에 의해 측정되고, 상기 유도 센서는 크랭크축 상에, 예컨대 플라이휠에 배치된 링 기어의 투스들이 통과하는 것을 감지한다. 조정 모터의 회전자 회전수(ωEm)는 바람직하게 EC 모터의 고정자에 배치된 자장 센서들에 의해 측정되고, 상기 자장 센서들은 EC 모터의 영구 자석 회전자의 둘레에 배치된 자석 세그먼트들이 통과하는 것을 감지한다.
작동 상태를 검출하기 위한 장치가 내연기관 및/또는 조정 모터의 온도 측정 신호를 위한 적어도 하나의 입력부를 가지고, 상기 측정 신호(들)에 따라 제어시 각각 사용될 제어기 계수 세트가 달라지도록 설계되는 것이 바람직하다. 그럼으로 써 특히 온도에 따라 변동하는 조정 기어의 기어 오일의 점성 및/또는 온도에 따라 변동하는 조정 모터 권선의 전기 저항에 제어 회로를 매칭시킬 수 있다. 내연기관의 온도는 예컨대 엔진 오일 온도계 및/또는 냉각수 온도계에 의해 측정될 수 있다.
본 발명의 한 바람직한 실시예에서는 작동 상태를 검출하기 위한 장치가 캠축과 크랭크축 사이의 회전각에 대한 측정 신호 및/또는 목표값 신호를 위한 적어도 하나의 입력부를 가지며, 상기 신호(들) 및/또는 상기 신호(들)의 시간적 변동에 따라 제어시 사용될 제어기 계수 세트가 달라지는 방식으로 설계된다. 조정 가능한 위상각 범위가 한계점들에 의해 제한되는 조정 장치에서는, 오버슈트 및 그로 인한 한계점 손상의 위험을 확실하게 방지하기 위해 제어 편차에 대해 제어기가 상대적으로 천천히 반응하도록 제어기 계수들이 한계점들의 영역에서 조정될 수 있다. 그에 반해, 한계점들과의 충분한 거리가 유지되는 위치에서는 제어 편차가 최대한 신속하게 보상되도록 제어기 계수들이 조정될 수 있다.
작동 상태를 검출하기 위한 장치는 또한 조정 모터의 회전수, 캠축 회전수 및/또는 크랭크축 회전수를 대표하는 신호를 위한 적어도 하나의 입력부를 가지며, 이때 상기 작동 상태 검출 장치는 상기 신호(들)에 따라 제어시 사용될 제어기 계수 세트가 달라지도록 설계된다. 상기 측정 신호들 중 각각 2개(예: 회전자 회전수 및 크랭크축 회전수) 및 공지되어 있는 조정 기어의 유성 기어비로부터 캠축과 크랭크축 사이의 회전각(위상각)이 산출될 수 있고, 상기 회전각을 기초로 하여 제어기 계수들이 조정될 수 있다.
작동 상태를 검출하기 위한 장치가 조기(early) 시점에 제어기에 의해 측정된 적어도 하나의 조정 모터 제어 변수의 값을 중간 저장하기 위한 메모리를 가지며, 상기 값(들)에 따라 제어시 각각 사용될 제어기 계수 세트가 달라지도록 설계되는 것이 바람직하다. 그럼으로써 특히 제어기의 출력부에서의 잡음을 감소시키기 위해 낮은 조정 속도에서 히스테리시스를 제공하는 것이 가능하다.
본 발명의 한 바람직한 실시예에서는, 제어 회로가 특히 조정 모터의 권선 전류 및/또는 권선 전압을 위한 적어도 하나의 제한 장치를 가지며, 이때 데이터 메모리 내에 저장 공간들이 제공되고, 상기 저장 공간 내에는 제한 장치(들)를 위한 한계값들이 저장되며, 상기 제한 장치는 작동 모드 전환 장치에 의해 선택적으로 또는 교대로 상기 저장 공간들 중 하나와 연결될 수 있고, 제한 동작시 관련 저장 공간 내에 각각 저장된 적어도 하나의 한계값이 사용된다. 즉, 제한 장치(들)를 위한 한계값들은 조정 장치 및/또는 왕복 피스톤 내연기관의 작동 상태에 따라 조정될 수 있다. 그럼으로써 예컨대 한계점들의 영역 내에서는 한계점들로부터 더 멀리 떨어진 위치에서보다 권선 전류 및/또는 권선 전압의 한계값들 및 조정 모터의 출력이 더 작은 값으로 선택될 수 있다. 그 결과, 경우에 따라 제어기의 입력 신호의 측정 오류가 발생하여도 한계점들의 손상이 확실하게 방지된다.
제어 회로가 적어도 하나의 피드포워드 제어(feed forward control)장치와 연결된 적어도 하나의 피드포워드 제어 신호용 입력 단자를 가지고, 바람직하게는 조정 기어의 입력축 회전수를 대표하는 피드포워드 제어 신호의 입력 단자 및/또는 영구 자석 회전자의 회전에 의해 조정 모터의 권선 내에 유도된 전압(EMK)을 대표 하는 피드포워드 신호의 입력 단자를 갖는 것이 특히 바람직하다. 그러한 경우 조정 장치가 더 신속하고 안정적인 제어를 구현하며, 이때 제어 회로는 제어될 신호와 목표값 사이의, 피드포워드 제어에 의해 보상되지 않는 편차만을 조정한다.
바람직하게는 데이터 메모리가 피드포워드 제어 장치(들)를 위한 상이한 피드포워드 제어 계수 세트가 저장되어 있는 적어도 2개의 메모리 영역을 가지며, 이때 상기 피드포워드 제어 장치(들)는, 적어도 하나의 피드포워드 제어 신호를 발생시킬 때 관련 데이터 메모리 영역 내에 각각 저장된 피드포워드 제어 계수 세트가 사용되도록, 작동 모드 전환 장치에 의해 선택적으로 또는 교대로 상기 데이터 메모리 영역들 중 하나와 연결될 수 있다. 그럼으로써 피드포워드 제어 장치(들)의 전달 함수(들)도 조정 장치 및/또는 내연기관의 상이한 작동 상태들에 매칭될 수 있고, 이는 더 나은 제어 품질을 가능하게 한다.
하기에는 도면을 참고로 본 발명이 더 상세히 설명된다.
도면에는 도시되지 않은 왕복 피스톤 내연기관의 크랭크축에 대한 캠축의 회전각 위치를 조정하는 장치가 크랭크축에 고정된 입력축, 캠축에 고정된 출력축 및 조정축을 가진 3축 기어로서 형성된 조정 기어를 포함한다. 상기 조정 기어는 바람직하게 유성 기어일 수 있다.
입력축은 캠축 기어 휠(1)과 회전 불가능하게 연결되고, 상기 캠축 기어 휠은 공지되어 있는 방식으로 내연기관의 크랭크축에 회전 불가능하게 배치된 크랭크축 기어 휠과 체인 또는 치형 벨트를 통해 구동 연결된다. 출력축은 도 1에 부분적으로만 도시되어 있는 캠축(2)과 회전 불가능하게 연결된다. 조정축은 도 1에서 조정 장치의 뒷면에 배치되어 있는 조정 부재와 회전 불가능하게 연결된다. 조정 부재로는 캠축 기어 휠(2)의 허브에 통합된 조정 모터(EC 모터)가 제공된다.
캠축과 크랭크축 사이의 회전각을 제한하기 위해 조정 장치가 한계점들을 포함하며, 상기 한계점들은 입력축과 고정 연결된 멈춤 부재(3) 및 대응 멈춤 부재(4)로 형성된다. 대응 멈춤 부재(4)는 캠축(2)과 고정 연결되어, 사용 위치에서 멈춤 부재(3)와 상호 작용한다.
회전각의 제어를 위해 조정 모터가 도 2에 개략적으로 도시된 제어 회로(5)에 접속되고, 상기 제어 회로는 2개의 직렬 제어기(cascade controller), 즉 회전수 제어기(6)와 상기 회전수 제어기(6)의 전방에 놓인 위상 제어기(7)를 포함한다.
위상 제어기(7)의 입력 단자는 크랭크축에 대한 캠축(2)의 조정각과 관련한 목표값 신호(εTgt) 및 실제값 신호(ε)로부터 제어 편차를 산출하기 위한 제 1 장치(9)의 출력 단자(8)와 연결된다. 도 2에서, 위상 제어기(7)가 2개의 신호 처리 장치(10, 11)를 포함하고, 상기 신호 처리 장치들의 입력부가 각각 제어 편차를 검출하기 위한 장치(9)의 출력 단자(7)와 연결된다는 것을 알 수 있다. 제 1 신호 처리 장치(10)는 제 1 제어기 계수(K1)를 가진 제 1 전달 함수를 포함하고, 제 2 신호 처리 장치(11)는 제 2 제어기 계수(K2)를 가진 제 2 전달 함수를 포함한다. 제 1 신호 처리 장치(10)의 출력부는 제 1 합산 장치(13)의 제 1 입력부와 연결되고, 제 2 신호 처리 장치(11)의 출력부는 제 1 적분 장치(12)를 통해 상기 제 1 합산 장치(13)의 제 2 입력부와 연결된다.
제 1 합산 장치(13)의 출력부는 제 2 합산 장치(14)의 제 1 입력부에 접속된다. 크랭크축 회전수 신호(ωCnk)의 입력 단자(15)는 제 1 피드포워드 제어 장치(16)를 통해 제 2 합산 장치(14)의 제 2 입력부와 연결된다. 제 1 피드포워드 제어 장치(16)는 제 1 피드포워드 제어 계수(V1)를 가진 제 1 피드포워드 제어 전달 함수를 포함한다.
제 2 합산 장치(14)의 출력부는 출력 신호를 사전 설정된 값 범위로 제한하는 제 1 제한 장치(17)를 통해 조정 모터의 회전수 목표값 신호(ωTgt)의 출력 단자와 연결된다.
회전수 목표값 신호(ωTgt)는 조정 모터의 회전수 목표값 신호(ωTgt) 및 회전수 실제값 신호(ωEm)로부터 제어 편차를 산출하기 위한 제 2 장치(18)의 제 1 입력부에 인가된다.
회전수 제어기(6)는 2개의 신호 처리 장치(19, 20)를 포함하고, 상기 신호 처리 장치들의 입력부는 각각 제어 편차를 산출하기 위한 제 2 장치(18)의 출력 단자(21)와 연결된다. 제 3 신호 처리 장치(19)는 제 3 제어기 계수(K3)를 가진 제 3 전달 함수를 포함하고, 제 4 신호 처리 장치(20)는 제 4 제어기 계수(K4)를 가진 제 4 전달 함수를 포함한다. 제 3 신호 처리 장치(19)의 출력부는 제 3 합산 장치(22)의 제 1 입력부와 연결되고, 제 4 신호 처리 장치(20)의 출력부는 제 2 적분 장치(23)를 통해 상기 제 3 합산 장치(22)의 제 2 입력부와 연결된다.
제 3 합산 장치(22)의 출력부는 제 4 합산 장치(24)의 제 1 입력부에 접속된다. 조정 모터 부하 신호(MLoad)의 입력 단자(25)는 제 2 피드포워드 제어 장치(26)를 통해 제 4 합산 장치(24)의 제 2 입력부와 연결된다. 제 2 피드포워드 제어 장치(26)는 제 2 피드포워드 제어 계수(V2)를 가진 제 2 피드포워드 제어 전달 함수를 포함한다.
제 4 합산 장치(24)의 출력부는 조정 모터에 송출되는 권선 전압(UA)을 사전 설정된 값 범위로 제한하는데 사용되는 제 2 제한 장치(27)를 통해 조정 모터의 (도면에는 자세히 도시되지 않은) 제어 장치의 입력 단자와 연결된다.
도 2에서, 회전수 제어기(6) 및 위상 제어기(7)가 작동 모드 전환 장치(28)를 통해 데이터 메모리(29)와 연결되고, 상기 데이터 메모리는 각각 하나의 제어기 계수 세트가 저장되어 있는 다수의 데이터 메모리 영역을 포함하며, 상기 제어기 계수 세트는 각각 제 1 제어기 계수(K1), 제 2 제어기 계수(K2), 제 3 제어기 계수(K3) 및 제 4 제어기 계수(K4)를 포함한다. 데이터 메모리(29) 내에는 또한 각각의 피드포워드 제어 계수 세트가 저장되어 있는 다수의 데이터 메모리 영역이 제공되며, 상기 피드포워드 제어 계수 세트는 각각 제 1 피드포워드 제어 계수(V1) 및 제 2 피드포워드 제어 계수(V2)를 포함한다.
회전수 제어기(6) 및 위상 제어기(7)는, 제어시에는 관련 데이터 메모리 영역 내에 각각 저장된 제어기 계수 세트가 사용되고/거나 피드포워드 제어시에는 관 련 데이터 메모리 영역 내에 각각 저장된 피드포워드 제어 계수 세트가 사용되는 방식으로, 데이터 메모리 영역들 중 하나와 선택적으로 또는 교대로 연결될 수 있다.
도 2에서 볼 수 있듯이, 작동 모드 전환 장치(28) 및 데이터 메모리(29)에는, 제어시 각각 사용될 제어기 계수 세트 및/또는 피드포워드 제어시 각각 사용될 피드포워드 제어 계수 세트가 작동 상태에 따라 달라지는 방식으로, 조정 장치 및 왕복 피스톤 내연기관의 작동 상태를 검출하기 위한 장치(30)가 연결된다. 작동 상태를 검출하기 위한 장치(30)는 크랭크축 회전수, 내연기관의 오일 온도, 조정 모터의 회전수를 측정하기 위한 센서들, 제 2 제한 장치(27)의 출력부 및 내연기관의 엔진 제어장치의 출력 단자와 연결된 다수의 입력부들을 가지며, 상기 엔진 제어장치의 출력 단자에는 내연기관의 작동 모드(엔진 스타트/정지, 정상 주행, 비상 주행)와 관련한 신호가 인가된다. 작동 상태를 검출하기 위한 장치(30)는 입력부들에 인가된 신호들을 사전 설정된 값 범위들과 비교하는 비교 장치를 포함한다. 상기 비교 결과에 따라 각각 사용될 제어기 계수 세트 및 피드포워드 제어 계수 세트의 선택을 제어하는 작동 상태가 각각 결정된다.
작동 모드 전환 장치(28)는 또한 제어 회로의 구조 전환을 가능하게 한다. 제어 회로의 제 1 작동 모드에서는 제어기 계수 K1, K2 및 피드포워드 제어 계수 V1이 0의 값을 가지는 반면, 제어기 계수 K3, K4 및 피드포워드 제어 계수 V2는 0이 아니다. 이 경우, 제어 회로(5)는 조정 모터의 회전자 회전수만 제어한다. 이러 한 작동 모드는 바람직하게 내연기관의 시동 단계 동안 사용된다.
제어 회로의 제 2 작동 모드에서는 모든 제어기 계수(K1, K2, K3, K4) 및 피드포워드 제어 계수(V1, V2)가 0이 아니기 때문에, 제어 회로(5)가 캠축(2)과 크랭크축 사이의 회전각 및 회전자 회전수를 제어한다. 제 2 작동 모드는 내연기관의 회전수가 사전 설정된 최소값을 초과하는 경우에 사용된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 상이한 작동 상황에서 각각 높은 제어 품질을 구현할 수 있다.

Claims (12)

  1. 적어도 하나의 제어기를 포함하는 제어 회로에 접속되는, 회전각 위치를 조정하기 위한 조정 부재를 포함하며, 크랭크축에 대한 왕복 피스톤 내연기관의 캠축의 회전각 위치를 조정하는 장치에 있어서,
    상기 제어기는 상기 제어기의 전달 함수를 위한 제어기 계수들이 저장되어 있는 데이터 메모리에 연결되고, 상기 데이터 메모리는 상이한 제어기 계수 세트들이 저장되어 있는 적어도 2개의 메모리 영역을 가지며, 상기 제어 회로는 제어시 관련 데이터 메모리 영역 내에 각각 저장된 제어기 계수 세트가 사용되도록 작동 모드 전환 장치에 의해 선택적으로 또는 교대로 상기 데이터 메모리 영역들 중 하나에 연결될 수 있고, 상기 작동 모드 전환 장치에는 제어시 각각 사용될 제어기 계수 세트가 작동 상태에 따라 달라지는 방식으로 상기 조정 장치 및/또는 왕복 피스톤 내연기관의 작동 상태를 검출하는 장치가 연결되는 것을 특징으로 하는, 조정 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 작동 모드 전환 장치에 의해 상기 제어 회로의 구조가 전환될 수 있는 것을 특징으로 하는, 조정 장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 제 1 작동 모드에서는 상기 제어 회로가 상기 조정 모터의 회전자 회전수를 제어하도록 설계되고, 상기 제 2 작동 모드에서는 상기 제어 회로가 캠축과 크랭크축 사이의 회전각을 제어하도록 설계되는 것을 특징으로 하는, 조정 장치.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어 회로가 상기 작동 모드 전환 장치에 의해 제 3 작동 모드와 제 4 작동 모드간에 전환될 수 있고, 상기 제 3 작동 모드에서는 상기 제어 회로가 다지점 제어기(multipoint controller)로서 설계되며, 상기 제 4 작동 모드에서는 연속 조정 신호를 송출하도록 설계되는 것을 특징으로 하는, 조정 장치.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조정 장치가 크랭크축에 고정된 입력축, 캠축에 고정된 출력축 및 조정축을 가진 3축 기어로서 형성된 조정 기어를 포함하고, 조정 부재로서 상기 조정축과 구동 연결된 조정 모터가 제공되는 것을 특징으로 하는, 조정 장치.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 작동 상태를 검출하기 위한 장치는 상기 내연기관 및/또는 상기 조정 모터의 온도 측정 신호를 위한 적어도 하나의 입력부를 가지고, 상기 측정 신호(들)에 따라 제어시 각각 사용될 제어기 계수 세트가 달라지도록 설계되는 것을 특징으로 하는, 조정 장치.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 작동 상태를 검출하기 위한 장치는 캠축과 크랭크축 사이의 회전각에 대한 측정 신호 및/또는 목표값 신호를 위한 적어도 하나의 입력부를 가지며, 상기 신호(들) 및/또는 상기 신호(들)의 시간적 변동에 따라 제어시 사용될 제어기 계수 세트가 달라지는 방식으로 설계되는 것을 특징으로 하는, 조정 장치.
  8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 작동 상태를 검출하기 위한 장치는 상기 조정 모터의 회전수, 상기 캠축의 회전수 및/또는 상기 크랭크축의 회전수를 대표하는 신호를 위한 적어도 하나의 입력부를 가지며, 상기 신호(들)에 따라 제어시 사용될 제어기 계수 세트가 달라지는 방식으로 설계되는 것을 특징으로 하는, 조정 장치.
  9. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 작동 상태를 검출하기 위한 장치는 조기(early) 시점에 제어기에 의해 측정된 적어도 하나의 조정 모터 제어 변수의 값을 중간 저장하기 위한 메모리를 가지며, 상기 값(들)에 따라 제어시 각각 사용될 제어기 계수 세트가 달라지도록 설계되는 것을 특징으로 하는, 조정 장치.
  10. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어 회로는 특히 상기 조정 모터의 권선 전류 및/또는 권선 전압을 위한 적어도 하나의 제한 장치를 가지며, 상기 데이터 메모리 내에는 저장 공간들이 제공되고, 상기 저장 공간 내에는 상기 제한 장치(들)를 위한 한계값들이 저장되며, 상기 제한 장치는 상기 작동 모드 전환 장치에 의해 선택적으로 또는 교대로 상기 저장 공간들 중 하나와 연결될 수 있고, 제한 동작시 관련 저장 공간 내에 각각 저장된 적어도 하나의 한계값이 사용되는 것을 특징으로 하는, 조정 장치.
  11. 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어 회로가 적어도 하나의 피드포워드 제어(feed forward control)장치와 연결된 적어도 하나의 피드포워드 제어 신호용 입력 단자를 가지고, 바람직하게는 상기 조정 기어의 입력축 회전수를 대표하는 피드포워드 제어 신호의 입력 단자 및/또는 영구 자석 회전자의 회전에 의해 상기 조정 모터의 권선 내에 유도된 전압(EMK)을 대표하는 피드포워드 신호의 입력 단자를 갖는 것을 특징으로 하는, 조정 장치.
  12. 제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 데이터 메모리가 상기 피드포워드 제어 장치(들)를 위한 상이한 피드포워드 제어 계수 세트가 저장되어 있는 적어도 2개의 메모리 영역을 가지며, 상기 피드포워드 제어 장치(들)는, 적어도 하나의 피드포워드 제어 신호를 발생시킬 때 관련 데이터 메모리 영역 내에 각각 저장된 피드포워드 제어 계수 세트가 사용되도 록, 상기 작동 모드 전환 장치에 의해 선택적으로 또는 교대로 상기 데이터 메모리 영역들 중 하나와 연결될 수 있는 것을 특징으로 하는, 조정 장치.
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