WO2015039657A1 - Multiverriegelung eines nockenwellenverstellers und verfahren zum betrieb eines nockenwellenverstellers - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a hydraulic camshaft adjuster of the vane type, with a stator and with a rotatably rotatable rotor in the regular operation, wherein the rotor and the stator arranged between them, at least two by a rotor-fixed wing separate working spaces, i.
- Working chambers which are filled by a hydraulic fluid supply device (such as an oil pump) with hydraulic fluid (such as oil), wherein at least one locking pin is present, the rotor in the locking state rotationally fixed to the stator, the locking pin with a deflecting him if necessary active pressure accumulator is connected, which is preferably separate from the hydraulic fluid supply device.
- a camshaft adjuster for a camshaft in a motor vehicle such as a car, a truck or a similar commercial vehicle, with an internal combustion engine is already known.
- the invention also relates to a method for locking a rotor of a hydraulic camshaft adjuster relative to a stator of the camshaft adjuster.
- pins may also be referred to as pins, bolts or generally as blocking elements.
- Previous center locking concepts or end stop concepts always allow only a defined starting position. In modern internal combustion engines / engines, however, depending on the starting state of the engine but different starting positions may be necessary, which was not possible or not easy. While it was previously only known, either in an early or a late or in an intermediate position, namely the center locking position to lock the camshaft adjuster, now at least two or better three locking positions can be achieved. A suitable control is also desired.
- a camshaft adjuster is to be made available which, in the starting position, controlled by the control electronics of the engine, can assume a desired of at least two locking positions.
- the locking pin and the active pressure accumulator are so interrelated that the locking pin is prevented from rotating the rotor relative to the stator.
- the active pressure accumulator has a supply chamber for hydraulic means, such as oil, which can be made smaller by means of a deformable piston, from which the hydraulic medium can be brought into the interior of a rotor via a pressure medium line, for example through the interior of the camshaft.
- hydraulic means such as oil
- an outlet of the reservoir, and preferably also the reservoir itself, below an output of the pressure medium line, approximately below a lower edge of the camshaft, in particular in the region of the supply of hydraulic fluid to the camshaft, are arranged. In this way, an idling of the active pressure accumulator can be prevented and forced a quick start of the adjustment kinematics.
- the storage space has a volume Vi, which is greater than the volume V Le tion of the line route from the outlet of the storage room to the workrooms plus the volume V V CP Chamber of the workrooms. In this way it is ensured that there is always enough oil for a rotation of the rotor relative to the stator or the locking pin retraction-prevent, even if the internal combustion engine is not running.
- the oil line between the active pressure accumulator and the adjuster should be as short as possible, since a small volume of oil keeps the line filled faster. For the rest of the lubrication system, the line should be delimited during engine start, eg by means of a check valve in the actual inflow line.
- This further backdrop can be a late-locking link or an early-locking link, ie a late-locking position or an early-locking position.
- the center locking position is also understood as MLP (Midlock Position), the position determined by the late locking position being the retarded position is understood.
- the early-lock position may also be referred to as Advance Position.
- An advantageous embodiment is characterized in that the rotor relative to the stator in an early and / or late and / or center position rotationally fixed on the locking pins can be fixed.
- the rotor is rotatably locked or locked in a rotated at least 5 degrees from the late position position on the stator.
- the invention also relates to a method for locking a rotor of a hydraulic camshaft adjuster relative to a stator of the camshaft adjuster, wherein the rotor can be locked to the stator in a central position and additionally in an early or late position via at least one locking pin and a hydraulic means of one for filling used by working chambers between the rotor and the stator hydraulic fluid supply device separate active pressure accumulator for acting on a rotational movement of the rotor is used.
- hydraulic camshaft adjuster according to the invention is used in such a method.
- the hydraulic means of the active pressure accumulator is used for acting on a longitudinal movement of the locking pin and / or for preventing the retraction of the locking pin or a plurality of locking pins in a Mittenverriegelungskulisse.
- a camshaft phaser design is presented which allows two or more lock positions, and a strategy presented in the engine control unit, which allows by using an active pressure accumulator, a change in the position at engine start. Unlocking problems, such as occur with cam phasers that use a single conical pin, are prevented.
- the use of two locking pins is advantageous here, even if a minimum clearance always remains.
- the locking pins can be distributed around the circumference.
- the locking pins should not face each other by exactly 180 degrees, otherwise disadvantages would occur if the locking play is too great. This is due to the fact that the manufacturing tolerances add up. Nevertheless, the two locking pins should at least have a certain distance from each other seen over the circumference.
- One of these two locking pins can continue to lock in a locking link, which is the late stop of the adjustment, or alternatively, the other locking pin lock in a locking link, which is located at the early stop of the adjustment.
- the hydraulic fluid supply for example the oil supply
- the oil supply to the late interlocking gate is controlled by a so-called A-chamber of the phaser. This would alternatively be possible for the locking link in early, as well as the supply from a B-chamber.
- the invention makes use of an active pressure accumulator, which is designed so that it can store engine oil even during a longer standstill phase and is unlocked at engine start, with the result that this stored oil volume activates the unlocking in one position and moving towards the other position.
- the pressure accumulator In order to ensure that a sufficient amount of oil is retained in the pressure accumulator, the pressure accumulator should be arranged below the camshaft axis and all supply and discharge lines should lead from the top to the pressure accumulator in order to prevent the pressure accumulator from draining.
- the volume of the accumulator must be selected so that enough oil remains to fill the empty working chambers (variable camshaft phaser chambers) and their supply channels, to compensate for leaks and to allow at least one complete adjustment movement. If the active accumulator below a feed range of a camshaft adjuster, in particular a camshaft present, can be dispensed with seals, which at standstill of the internal combustion engine, the oil does not escape at the same point and the active pressure accumulator does not run idle.
- connection of the Riegelpineinrastveriana with a "normal" C-oil channel can be released by a switching valve.
- the active pressure accumulator can be charged by the engine oil system and switched on or off by an electric control. It can be used a switching valve, which can switch on and off the controlled by the control system of the camshaft adjuster to control the locking pin oil flow.
- a replacement of an electric camshaft adjuster can be achieved, whereby the costs are reduced in relation to this by a multiple.
- Efficient camshaft adjusters can now be produced in large numbers and used on internal combustion engines.
- FIG. 1 shows the arrangement of an active accumulator in a hydraulic camshaft adjuster according to the invention in a longitudinal sectional view
- Figure 3 shows the interconnection of Figure 2, but with the wing in one
- a Volumenstronn- / electrical control current diagram which is the basis of the control of the 5/5-way valve, as used in the embodiment of Figure 2, based, a perspective view of a central valve used in the hydraulic camshaft adjuster according to the invention, a Hydraulikstoff takemann für Mitsch- / electrical control current diagram, similar to the diagram of Figure 4, which is used to supply the central valve of Figure 5 with oil, a composite of three sub-diagrams total diagram for center locking strategy at stop of the internal combustion engine, at which time realized locking in the late position is left, and in a cooling of the internal combustion engine over a long period of the late-locking position and a restart is a center locking position is visited, a comparable to Figure 7 representation of a total diagram, but d it does not cool the engine and there is a normal start / stop re-start situation whereby a center locked position reached at the internal combustion engine is released and a late-lock position is selected at engine start;
- FIGS. 9 to 12 show the transition from an advanced position to a late-locking position, passing over a center locking position at engine start
- FIGS Figures 13 to 16 show the sequence of stopping the engine in an early position and bringing the rotor into a center locking position for the restart of the internal combustion engine.
- FIG. 1 shows a first embodiment of a hydraulic camshaft adjuster 1 according to the invention.
- the camshaft adjuster is such a hydraulic camshaft adjuster, which is of the vane type, that is, has a stator 2 and a rotor 3, between which vane cells or pressure chambers 4 are formed.
- These pressure chambers 4 can not be seen in FIG. However, one of the pressure chambers 4 can be seen in Figures 2 and 3. It can also be seen there that each pressure chamber is subdivided by a vane 5, which is attached in a rotationally fixed manner to the rotor 3.
- working chambers 6 are formed.
- a working chamber 6 is referred to as a late working chamber A and the other as an early working chamber B.
- the working chamber 6 can also be referred to as a working space.
- a central valve 7 is screwed into the rotor 3.
- the central valve 7 is controlled by a central magnet 8, namely a proportional magnet.
- a hydraulic fluid supply device such as an oil pump, then oil can be spent in the working chambers 6 or oil are removed from the working chambers 6.
- a receiving organ such as a tank or an oil pan, connected.
- an active accumulator 9 is also provided here.
- the pressure accumulator 9 is arranged below a camshaft rotation axis 10.
- the camshaft rotation axis 10 may also be referred to as a rotation axis for a short time.
- the active accumulator 9 has a piston 1 1, which is biased by a spring 12.
- the spring 12 biases the piston 1 1 in the direction of a storage space 13.
- the storage space 13 has a volume Vi.
- An actuator 14 is provided to unlock or lock the active pressure accumulator 9.
- the actuator 14 may be formed as a switching valve 15. It can also be designed as a solenoid valve 16. The actuator 14 causes when energized unlocking the compression piston 1 serving 1.
- a camshaft 17 is provided to be rotatably connected to the rotor 3.
- a valve 19 is provided to interrupt an oil supply from the oil pump.
- a pressure medium line 20 is provided to connect an outlet 21 of the storage space 13 with the sliding bearing 18 and to allow oil access into the interior of the camshaft 17. The oil from the interior of the camshaft can then penetrate into the interior of the central valve 17 and reach the working chambers A or B through the accesses opened if necessary.
- the supply of the oil pump P is in particular from above (but also from another direction possible), ie on the top of the camshaft 17 on the sliding bearing or on the sliding bearing 18, while the supply from the active pressure accumulator 9 below the sliding bearing 18.
- vent 22 is provided to remove air from a spring chamber 23 - or to be able to suck in the spring chamber again when the piston presses oil from the memory 9.
- FIG 2 the use of a 5/5-way valve 24 is shown.
- the 5/5-way valve 24 has five inputs / outputs and five positions that it can take during adjustment.
- the inlets / outlets lead to the hydraulic fluid supply device P, a tank T, the working chamber A, a center locking link 31 and the working chamber B.
- the center locking position MLP
- the working chamber A has an extra opening area 27.
- One of the two locking pins 28 is referred to as the first locking pin 29 and the other of the two locking pins 28 as the second locking pin 30.
- both locking pins 29 and 30 are locked in a center locking link 31.
- the first locking pin 29 is locked in the late-locking slot 26 and the second locking pin 30 is locked in the center-locking slot 31.
- FIG. 4 shows a flow / current diagram, in which the electric current I is entered on the horizontal axis and the hydraulic medium flow Q is entered on the vertical axis.
- the hydraulic fluid supply device P which is a separate component from the active pressure accumulator 9, connected to the working chamber B, whereas the working chamber A is connected to the tank.
- the hydraulic fluid supply device P is connected to the working chamber A and the working chamber B is connected to the tank.
- the central valve 7, openings 32 are shown therein. It is also the supply of the working chambers A and B of the pressure medium line PP, the tank T and the supply of the hydraulic fluid supply means P indicated.
- the volume flow curve 33 of hydraulic fluid through the working chambers is marked with the reference numeral 33, whereas the (volume) flow curve through the channel PP to the pressure medium line 20 is provided with the reference numeral 34.
- the activation of the locking pins 28 can be specified.
- FIG. 7 shows the chronological sequence of the crankshaft speed (top part of the diagram), the duty cycle / pulse width modulation state, PWM for short, in the middle part and the angular position of the camshaft adjuster (phaser position) in the lower region.
- the crankshaft speed is indicated by the line 35.
- the duty cycle is indicated by the line 36.
- the lock state is indicated by the line 37.
- an active pressure accumulator 9 is formed via the pressure medium line 20 (PP) with the central locking slot 31 in a locking cover 45.
- the center locking link 31 is on the other side of a sealing cover 46, seen from the rotor 3.
- the locking pins 29 and 30 are inserted into the rotor 3 biased by springs 47 and 48.
- the wing 5 is in its early position, so that the working chamber A is designed to be maximally large.
- a switching valve 49 is connected to the hydraulic fluid supply device P (port C). However, the switching valve 49 is in such a position that an inflow of P to the active pressure accumulator 9 and also to the pressure medium line 20 is interrupted. In this regard, a controller 50 is used.
- the rotor 3 is in an early position before engine start.
- the rotor is already in a middle position, whereby oil pressure is made available via the pressure medium line 20 in the guide 31 through the active pressure accumulator 9.
- the rotor 3 is shown in its early position before the engine start in Figure 13.
- the rotor is again arranged between the locking cover 45 and the sealing cover 46.
- the active pressure accumulator 9 is not yet switched on via the pressure medium line 20 (PP). Thus, it is still “off.”
- the rotor 3 is between its early position and the center position, but the first pin 29 has already retracted into the interlocking slot 31. It engages interlockingly there still "off”.
- the switching valve 49 is not connected to the port C, i. the pump P, connected.
- the temporally subsequent state is shown, in which now also the second locking pin 30 moves into the locking slot 31.
- the second locking pin 30 is now also locked into the slot 31, so that now the rotor 3 is locked in its center position by the locking pins 28.
- the switching valve 49 can also be switched through, if instead of a 5/5-way valve in position 1, the already disclosed variant of the 4 / 3- and 3/2-way valve use is desired.
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Nockenwellenversteller (1) des Flügelzellentyps, mit einem Stator (2) und mit einem im Regelbetrieb darin verdrehbar angeordeten Rotor (3): wobei der Rotor (3) und der Stator (2) wenigstens zwei zwischen ihnen angeordnete und durch einen rotorfesten Flügel (5) getrennte Arbeitskammern (6) ausbilden, die von einer Hydraulikmittelversorgungseinrichtung mit Hydraulikmittel befüllbar sind, wobei: zumindest ein Verriegelungspin (28) vorhanden ist, der im Verriegelungszustand den Rotor (3) drehfest zum Stator (2) festlagt, wobei der Verriegelungspin (23) mit einem ihn im Bedarfsfall auslenkenden aktiven Druckspeicher (9) verbunden ist, wobei der aktive Druckspeicher (9) unterhalb einer Rotationsachse (10) an einer mit dem Rotor (2) verbindbaren Nockenwelle (17) angeordnet ist. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Verriegeln eines Rotors (3) eines hydraulischen Nockenwellenverstellers (1) relativ zu einem Stator (2) des Nockenwellenverstellers wobei über wenigstens einen Verriegelungspin (28) der Rotor (3) zum Stator (2) in einer Mittenposition und zusätzlich in einer Früh-/ oder Spätposition verriegelbar ist und ein Hydraulikmittel eines von einer zum Befüllen von Arbeitskammern (8) zwischen dem Rotor (3) und dem Stator (2) vorgegebenen Hydraulikmittelvorsorgungseinrichtung separaten aktiven Druckspeichers (9) zum Einwirken auf eine Drehbewegung des Rotors (3) genutzt wird.
Description
Bezeichnung der Erfindung
Multiverriegelung eines Nockenwellenverstellers und Verfahren zum Betrieb eines Nockenwellenverstellers
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Nockenwellenversteller des Flügelzellentyps, mit einem Stator und mit einem im Regelbetrieb darin verdrehbar angeordneten Rotor, wobei der Rotor und der Stator zwischen ihnen angeordnete, wenigstens zwei durch einen rotorfesten Flügel getrennte Arbeitsräume, d.h. Arbeitskammern, ausbilden, die von einer Hydraulikmittelversorgungseinrichtung (etwa einer Ölpumpe) mit Hydraulikmittel (wie Öl) befüllbar sind, wobei zumindest ein Verriegelungspin vorhanden ist, der im Verriegelungszustand den Rotor drehfest zum Stator festlegt, wobei der Verriegelungspin mit einem ihn im Bedarfsfall auslenkenden aktiven Druckspeicher verbunden ist, der vorzugsweise separat von der Hydraulikmittelversorgungseinrichtung ist.
Aus dem Stand der Technik, etwa der WO 2012/171670 A1 , ist bereits ein Nockenwellenversteller für eine Nockenwelle in einem Kraftfahrzeug, wie einem PKW, einem LKW oder einem ähnlichen Nutzfahrzeug, mit einer Verbrennungskraftmaschine bekannt.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Verriegeln eines Rotors eines hydraulischen Nockenwellenverstellers relativ zu einem Stator des Nockenwellenverstellers.
Ähnliche Verfahren sind bereits aus der DE 10 2004 048 070 A1 bekannt. Dort ist beispielsweise ein Verfahren zum Betreiben einer hydraulisch betätigten No- ckenwellenverstellvorrichtung oder einer hydraulisch betätigten Vorrichtung zum
Verändern der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Verbrennungskraft- maschine eines Fahrzeugs bekannt, wobei die Verbrennungskraftmaschine durch eine Fahrzeugelektrik bzw. Fahrzeugelektronik gesteuert bzw. geregelt wird und wobei die Vorrichtung mindestens ein elektrisch angesteuertes hydraulisches Ventil zur Beeinflussung des Flusses von Hydrauliköl durch die Vorrichtung aufweist, wobei ferner das mindestens eine Ventil beim Start der Verbrennungskraftmaschine bereits vor dem Erreichen der Leerlaufdrehzahl mit einem vorgegebenen Strom (lA) beaufschlagt wird.
Aus dem Stand der Technik sind auch Mittenverriegelungskonzepte für Nocken- wellenversteller bekannt, die mit zwei Pins, also zwei Verriegelungspins, arbeiten. Die Pins können auch als Zapfen, Bolzen oder allgemein als Sperrelemente bezeichnet werden.
Bisherige Mittenverriegelungskonzepte oder Endanschlagskonzepte ermöglichen immer nur eine definierte Startposition. In modernen Verbrennungskraftmaschinen/Motoren können abhängig vom Startzustand des Motors aber verschiedene Startpositionen notwendig sein, was bisher nicht oder nicht einfach möglich war. Während es bisher nur bekannt war, entweder in einer Früh- oder einer Spät- oder in einer Zwischenposition, nämlich der Mittenverriegelungsposition, den Nockenwellenversteller zu verriegeln, sollen nun wenigstens zwei oder besser drei Verriegelungspositionen erreicht werden können. Eine dafür geeignete Ansteuerung ist ebenfalls gewünscht.
Es soll möglich werden, von einem Mittenverriegelungskonzept vor dem Start abzuweichen, um Ventilsteuerzeiten der Verbrennungskraftmaschine so einzustellen, dass Brennverfahren nach dem Miller- oder Atkinson-Prinzip möglich werden. Beim Atkinson-Prinzip schließt das Einlassventil sehr spät, während es hingegen beim Miller-Prinzip sehr früh schließt, nämlich noch während des Ansaugens. Dies führt in beiden Fällen zu einer verringerten Zylinderfüllung und durch den kürzeren wirksamen Verdichtungshub zu einer Effizienzsteigerung in beiden Kreisprozessen. Nun ist eine Verbrennungskraftmaschine mit so verrin-
gerter Verdichtung allerdings nicht immer unter allen Betriebsbedingungen startfähig. Hier kann Abhilfe geboten werden.
Insbesondere dann, wenn die Verbrennungskraftmaschine noch nicht ihre Betriebstemperatur erreicht hat, also das Kühlwasser noch nicht zwischen 80 °C und 100 °C erreicht hat, soll trotzdem eine gute Startleistung des Motors erreicht werden. Ferner soll der Motor mit nur geringem Emissionsausstoß zündbar sein. Andererseits soll auch ein gutes Startverhalten bei bereits üblichen Start/Stopp-Systemen gewährleistet sein.
Letztlich sollen die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile vermieden werden und ein Einsatz in modernen Verbrennungskraftmaschinen, welche immer öfter mit Start/Stopp-Automatiken ausgestattet sind, ein Startvorgang im kalten Zustand (Key on Start) ermöglicht werden, beispielsweise unter Vorwahl einer Mittenverriegelungsposition, aber auch bei einem Kaltstart. Es soll immer eine ausreichende Kompression im Brennraum erzeugt werden.
Während die ideale Startposition bei einem automatischen Start/Stopp-Start im warmen Zustand eine Startposition in der Spätposition oder der Frühposition, also der entsprechenden Verriegelungsposition, erforderlich macht, sollen Mittel vorgehalten werden, um hier einen effizienten Betrieb zu ermöglichen. In Abhängigkeit vom Temperaturzustand des Motors sollte deshalb erst bei der Startphase der Verbrennungskraftmaschine die beste Startposition erreicht werden.
Verschiedene Startpositionen sollen somit in Abhängigkeit von dem Zustand der Verbrennungskraftmaschine vorwählbar sein. Es soll somit ein Nockenwel- lenversteller zur Verfügung gestellt werden, der im Startfall, gesteuert durch die Steuerelektronik des Motors, eine gewünschte von mindestens zwei Verriegelungspositionen einnehmen kann.
Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen hydraulischen Nockenwellen- versteller erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der aktive Druckspeicher un-
terhalb einer Rotationsachse einer mit dem Rotor verbindbaren Nockenwelle angeordnet ist. Unter dem Begriff„unterhalb" wird eine solche Anordnung verstanden, die von der Schwerkraft definiert ist.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Vorrichtung sind durch die Unteransprüche beansprucht.
So ist es von Vorteil, wenn der Verriegelungspin und der aktive Druckspeicher so in Wechselbeziehung miteinander stehen, dass der Verriegelungspin am Drehfestlegen des Rotors relativ zum Stator gehindert ist.
Es ist von Vorteil, wenn der aktive Druckspeicher einen, etwa mittels eines verformbaren Kolbens verkleinerbaren Vorratsraum für Hydraulikmittel, wie Öl, aufweist, aus dem über eine Druckmittelleitung das Hydraulikmittel in das Innere eines Rotors verbringbar ist, beispielsweise durch das Innere der Nockenwelle hindurch.
Es ist auch von Vorteil, wenn ein Ausgang des Vorratsraums, und vorzugsweise auch der Vorratsraum selbst, unterhalb eines Ausgangs der Druckmittelleitung, etwa unterhalb einer Unterkante der Nockenwelle, insbesondere im Bereich der Zuführung des Hydraulikmittels zur Nockenwelle, angeordnet sind. Auf diese Weise kann ein Leerlaufen des aktiven Druckspeichers verhindert werden und ein schnelles Anspringen der Verstellkinematik erzwungen werden.
Es ist insbesondere von Vorteil, wenn nicht nur ein Verriegelungspin, sondern zwei Verriegelungspins oder sogar mehr Verriegelungspins eingesetzt werden. Es ist dann nicht notwendig, beim Verriegeln eine Drehbewegung des Rotors relativ zum Stator abzubremsen. Ein präziseres Verriegeln ist die Folge.
Wenn der aktive Druckspeicher so ausgebildet ist, dass er zum Ausstoßen von Hydraulikmittel aufgrund eines Steuersignals, etwa eines von einem Schaltventil gewandelten elektrischen Signals, vorbereitet ist, so kann das Verriegeln effizient geregelt oder gesteuert werden.
Es ist ferner von Vorteil, wenn der Vorratsraum ein Volumen Vi aufweist, das größer als das Volumen VLeitung der Leitungsstrecke vom Ausgang des Vorratsraums bis zu den Arbeitsräumen zuzüglich des Volumens VVCP Chamber der Arbeitsräume ist. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass immer ausreichend Öl für ein Verdrehen des Rotors relativ zum Stator bzw. zum Verriegelungspin- Einfahren-Verhindern vorhanden ist, selbst wenn die Verbrennungskraftmaschine nicht läuft. Die Ölleitung zwischen dem aktiven Druckspeicher und dem Versteller sollte möglichst kurz sein, da ein gering gehaltenes Ölvolumen, die Leitung schneller befüllen lässt. Zum restlichen Schmiersystem sollte die Leitung während des Motorstarts abgegrenzt sein, z.B. mittels eines Rückschlagventils in der eigentlichen Zuflussleitung.
Als besonders vorteilhaft hat es sich herausgestellt, wenn ein Zentralventil in den Rotor eingesetzt ist, durch welches Hydraulikmittel des aktiven Druckspeichers den Arbeitsräumen und/oder einer zur Aufnahme des Verriegelungspins ausgelegten Kulisse zuführbar ist. Einerseits kann eine Rotation des Rotors dadurch erzwungen werden und andererseits ein Überspringen einer Verriegelungsposition, wie der Mittenverriegelungsposition, durch den oder die Verriegelungspins erreicht werden. Ein Übergang von einer Frühverriegelungsposition zu einer Spätverriegelungsposition ist somit ebenfalls möglich.
Wenn zwei Verriegelungspins vorhanden sind, die in eine Kulisse einfahrbar sind, beispielsweise in eine Mittenverriegelungskulisse, so kann einfach eine Mittenverriegelungsposition durch die Pins fixiert werden.
Dabei ist auch von Vorteil, wenn zusätzlich oder alternativ einer von diesen Verriegelungspins in eine weitere Kulisse einfahrbar gelagert ist, wobei die Kulissen voneinander getrennt sind. Diese weitere Kulisse kann eine Spätverriege- lungskulisse oder eine Frühverriegelungskulisse sein, also eine Spätverriegelungsposition oder eine Frühverriegelungsposition realisieren. Die Mittenverriegelungsposition wird auch als MLP (Midlock Position) verstanden, wobei die durch die Spätverriegelungsposition bestimmte Position als Retard Position
verstanden wird. Die Frühverriegelungsposition kann auch als Advance Position bezeichnet werden.
Um eine gute Regelbarkeit/Steuerbarkeit des Nockenwellenverstellers zu ermöglichen, ist es von Vorteil, wenn zwischen den Arbeitsräumen und dem aktiven Druckspeicher ein 5/5-Wegeventil oder ein 4/3-Wegeventil und ein 3/2- Wegeventil eingesetzt ist.
Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor relativ zum Stator in einer Früh- und/oder Spät- und/oder Mittenposition drehfest über die Verriegelungspins festlegbar ist.
Dabei ist es von Vorteil, wenn der Rotor in einer wenigstens 5 Grad von der Spätposition verdrehten Position am Stator drehfest verriegelbar ist oder verriegelt ist.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Verriegeln eines Rotors eines hydraulischen Nockenwellenverstellers relativ zu einem Stator des Nockenwellenverstellers, wobei über wenigstens einen Verriegelungspin der Rotor zum Stator in einer Mittenposition und zusätzlich in einer Früh- oder Spätposition verriegelbar ist und ein Hydraulikmittel eines von einer zum Befüllen von Arbeitskammern zwischen dem Rotor und dem Stator vorgesehenen Hydraulikmittelversorgungseinrichtung separaten aktiven Druckspeichers zum Einwirken auf eine Drehbewegung des Rotors genutzt wird.
Es ist ferner von Vorteil, wenn in einem solchen Verfahren der erfindungsgemäße hydraulische Nockenwellenversteller eingesetzt ist.
Ferner ist es von Vorteil, wenn das Hydraulikmittel des aktiven Druckspeichers zum Einwirken auf eine Längsbewegung des Verriegelungspins und/oder zum Verhindern des Einfahrens des Verriegelungspins oder mehrerer Verriegelungspins in eine Mittenverriegelungskulisse genutzt wird.
Mit anderen Worten wird ein Nockenwellenversteller-Design vorgestellt, welches zwei oder mehr Verriegelungspositionen erlaubt, und eine Strategie im Motorsteuergerät vorgestellt, welche durch Zuhilfenahme eines aktiven Druckspeichers eine Veränderung der Position beim Motorstart ermöglicht. Probleme beim Entriegeln, wie sie bei Nockenwellenverstellern auftreten, die einen einzigen konischen Pin nutzen, werden verhindert. Insbesondere ist der Einsatz von zwei Verriegelungspins hier von Vorteil, auch wenn immer ein Minimalspiel vorhanden bleibt. Die Verriegelungspins können über den Umfang verteilt werden. Allerdings sollten sich die Verriegelungspins nicht um exakt 180 Grad gegenüberliegen, da sonst Nachteile bei zu großem Verriegelungsspiel auftreten. Dies ist dadurch bedingt, dass sich die Fertigungstoleranzen summieren. Trotzdem sollten die beiden Verriegelungspins wenigstens einen gewissen Abstand voneinander über den Umfang gesehen aufweisen.
Zwei Verriegelungspins, die federbedingt axial in eine Mittenverriegelungskulisse einrasten, wenn der Winkel zwischen dem Rotor und dem Stator dies zu- lässt, sind dabei von Vorteil. In diesem eingerasteten Zustand blockieren diese beiden Verriegelungspins die Bewegung des Rotors in Richtung Entfernung von der Mittenposition / Mittenverriegelungsposition.
Einer dieser beiden Verriegelungspins kann weiterhin in eine Verriegelungskulisse einriegeln, die am Spätanschlag des Verstellbereichs liegt, oder alternativ kann der andere Verriegelungspin in eine Verriegelungskulisse einriegeln, die am Frühanschlag des Verstellbereichs liegt.
Die Hydraulikmittelversorgung, beispielsweise die Ölversorgung, zu der Mittenverriegelungskulisse wird über ein 5/5-Wegeventil gesteuert. Die Ölversorgung zu der Spätverriegelungskulisse wird über eine sogenannte A-Kammer des Verstellers gesteuert. Dies wäre alternativ auch für die Verriegelungskulisse in Früh möglich, wie auch die Versorgung aus einer B-Kammer.
Um beim Motorstart/Verbrennungskraftmaschinenstart während der Anlassphase eine Veränderung der Verriegelungsposition entweder von der Mitte nach
Spät/Früh oder von Spät/Früh in die Mitte zu ermöglichen, nutzt die Erfindung einen aktiven Druckspeicher, der so gestaltet ist, dass er Motoröl auch während einer längeren Stillstandphase speichern kann und beim Motorstart entriegelt wird, womit dieses gespeicherte Ölvolumen die Aktivierung der Entriegelung in einer Position und die Bewegung hin zur anderen Position ermöglicht.
Zu Ansteuerung des Entriegelungs-, Bewegungs- und erneuten Verriegelungsvorgangs ist eine Strategie zur Bestromung des Stellglieds, etwa eines Magneten, möglich, wie nachfolgend noch beschrieben wird.
Um ein Rückhalten einer ausreichenden Ölmenge im Druckspeicher zu gewährleisten, sollte der Druckspeicher unterhalb der Nockenwellenachse angeordnet sein und sollten alle Zufuhr- und Abfuhrleitungen von oben zum Druckspeicher führen, um ein Leerlaufen des Druckspeichers zu verhindern. Das Volumen des Druckspeichers muss so gewählt werden, dass genügend Öl verbleibt, um die leergelaufenen Arbeitskammern / Arbeitsräume (Variable Camshaft Phaser- Kammern) und deren Zufuhrkanäle zu füllen, Leckagen auszugleichen und wenigstens eine komplette Verstell beweg ung zu ermöglichen. Ist der aktive Druckspeicher unterhalb eines Zuführbereiches eines Nockenwellenverstellers, insbesondere einer Nockenwelle, vorhanden, kann auf Dichtungen verzichtet werden, womit im Stillstand der Verbrennungskraftmaschine das Öl nicht an der gleichen Stelle austritt und der aktive Druckspeicher nicht leerläuft.
Mit anderen Worten wird eine Integration eines aktiven und zu- sowie abschaltbaren Druckspeichers in ein Nockenwellenverstellsystem vorgestellt. Beim Abstellen der Verbrennungskraftmaschine/des Motors soll durch die Strategie des Steuergeräts der Nockenwellenversteller nach Früh verfahren werden. Wenn die Verbrennungskraftmaschine wieder gestartet wird, schleppt die Reibung der Nockenwelle den Nockenwellenversteller in Richtung der Spätposition. Dabei wird nun, wenn der Druckspeicher nicht eingeschaltet ist, und der Verriegelungsmechanismus an der Mittenverriegelungsposition angekommen ist, dort einrasten.
Wenn der Druckspeicher, der über Kanäle mit den Einrastvertiefungen/Kulissen für die Verriegelungspins/Riegelpins verbunden ist, eingeschaltet ist, hindert das von ihm ausströmende Öl die Verriegelungspins daran, in der Mittenposition einzurasten. Die Mittenposition wird„überfahren", wodurch der Nockenwel- lenversteller ganz durchfährt und erst im Spätanschlag dort verriegelt.
Die Verbindung der Riegelpineinrastvertiefungen mit einem„normal" C-Ölkanal kann dabei durch ein Schaltventil freigegeben werden.
Letztlich werden mindestens zwei Verriegelungspositionen vom Nockenwellen- versteller eingenommen, wovon eine eine Spätverriegelungsposition ist. Der aktive Druckspeicher ist vom Motorölsystem aufladbar und von einer elektrischen Steuerung zu- oder abschaltbar. Es kann ein Schaltventil eingesetzt werden, welches den vom Kontrollsystem des Nockenwellenverstellers zur Kontrolle des Verriegelungspins gesteuerten Ölfluss zu- und abschalten kann.
Ein Ersatz eines elektrischen Nockenwellenverstellers kann erreicht werden, wodurch die Kosten in Relation zu diesem um ein Vielfaches reduziert werden. Es können nun in großen Stückzahlen effiziente Nockenwellenversteller produziert werden und an Verbrennungskraftmaschinen eingesetzt werden.
Die Erfindung wird nachfolgend auch mit Hilfe einer Zeichnung näher erläutert, in der unterschiedliche Ausführungsbeispiele dargestellt sind. Es zeigen:
Figur 1 die Anordnung eines aktiven Druckspeichers in einem erfindungsgemäßen hydraulischen Nockenwellenversteller in einer Längsschnittdarstellung,
Figur 2 die Verschaltung eines 5/5-Wegeventils mit zwei Arbeitskammern, die eine durch einen Flügel unterteilte Druckkammer bilden,
Figur 3 die Verschaltung aus Figur 2, wobei jedoch der Flügel in einer
Spätposition angekommen ist,
ein Volumenstronn-/elektrischer Regelstrom-Diagramm, welches der Ansteuerung des 5/5-Wegeventils, wie es in dem Ausführungsbeispiel nach Figur 2 eingesetzt ist, zugrunde gelegt ist, eine perspektivische Darstellung eines in dem erfindungsgemäßen hydraulischen Nockenwellenversteller eingesetzten Zentralventils, ein Hydraulikmitteldurchflussmittel-/elektrischer Steuerstrom- Diagramm, ähnlich dem Diagramm aus Figur 4, welches eingesetzt wird, um das Zentralventil aus Figur 5 mit Öl zu versorgen, ein aus drei Teildiagrammen zusammengesetztes Gesamtdiagramm für eine Mittenverriegelungsstrategie bei Stop der Verbrennungskraftmaschine, zu welchem Zeitpunkt eine Verriegelung in der Spätposition realisiert wird, und bei einem dem Abkühlen der Verbrennungskraftmaschine über einen langen Zeitraum die Spätverriegelungsposition verlassen wird und beim Neustart eine Mittenverriegelungsposition aufgesucht wird, eine zur Figur 7 vergleichbare Darstellung eines Gesamtdiagramms, wobei jedoch der Motor nicht abkühlt und eine übliche Start/Stop-Wiederstartsituation vorliegt, wobei eine beim Verbren- nungskraftmaschinenabstellen erreichte Mittenverriegelungsposition aufgelöst wird und zum Motorstart eine Spätverriegelungsposition vorgewählt wird,
Figuren 9 bis 12 den Übergang aus einer Frühposition in eine Spätverriegelungsposition unter Übergehen einer Mittenverriegelungsposition beim Motorstart, und
Figuren 13 bis 16 die Abfolge des Abstellens des Motors in einer Frühposition und Verbringen des Rotors in eine Mittenverriegelungsposition für den Wiederstart der Verbrennungskraftmaschine.
Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen nur dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.
In Figur 1 ist eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen hydraulischen Nockenwellenverstellers 1 dargestellt. Der Nockenwellenversteller ist ein solcher hydraulischer Nockenwellenversteller, der vom Flügelzellentyp ist, also einen Stator 2 und einen Rotor 3 aufweist, zwischen denen Flügelzellen oder Druckkammern 4 ausgebildet sind. Diese Druckkammern 4 sind in Figur 1 nicht zu erkennen. Eine der Druckkammern 4 ist jedoch in den Figuren 2 und 3 zu erkennen. Dort ist auch zu erkennen, dass jede Druckkammer durch einen Flügel 5, der am Rotor 3 drehfest angebracht ist, unterteilt ist. Dadurch werden Arbeitskammern 6 gebildet. Dabei wird eine Arbeitskammer 6 als Spätarbeits- kammer A und die andere als Früharbeitskammer B bezeichnet. Die Arbeitskammer 6 kann auch als Arbeitsraum bezeichnet werden.
Zurückkommend auf Figur 1 wird erläutert, dass in den Rotor 3 ein Zentralventil 7 eingeschraubt ist. Das Zentralventil 7 wird über einen Zentralmagneten 8, nämlich ein Proportionalmagneten, angesteuert. Durch die Ansteuerung werden Ölversorgungskanäle für die Arbeitskammern 6 freigegeben. Von einem nicht dargestellten Pumporgan einer nicht dargestellten Hydraulikmittelversorgungseinrichtung, wie einer Ölpumpe, kann dann Öl in die Arbeitskammern 6 verbracht werden oder Öl aus den Arbeitskammern 6 entfernt werden. Dafür ist auch ein Aufnahmeorgan, wie ein Tank oder eine Ölwanne, angeschlossen.
Zusätzlich ist jedoch hier auch ein aktiver Druckspeicher 9 vorgesehen. Der Druckspeicher 9 ist unterhalb einer Nockenwellenrotationsachse 10 angeordnet. Die Nockenwellenrotationsachse 10 kann auch kurz als Rotationsachse bezeichnet werden.
Der aktive Druckspeicher 9 weist einen Kolben 1 1 auf, der über eine Feder 12 vorgespannt ist. Die Feder 12 spannt den Kolben 1 1 in Richtung eines Vorrats- raums 13 vor. Der Vorratsraum 13 weist ein Volumen Vi auf. Ein Aktor 14 ist vorgesehen, um den aktiven Druckspeicher 9 zu entriegeln oder verriegeln. Der Aktor 14 kann als Schaltventil 15 ausgebildet sein. Er kann auch als Magnetventil 16 ausgebildet sein. Der Aktor 14 bewirkt bei Bestromung ein Entriegeln des zur Kompression dienenden Kolbens 1 1 .
Eine Nockenwelle 17 ist vorgesehen, um mit dem Rotor 3 drehfest verbunden zu sein. An einer Gleitlagerstelle 18 ist ein Ventil 19 vorgesehen, um eine Ölzu- fuhr von der Ölpumpe zu unterbrechen. Eine Druckmittelleitung 20 ist vorhanden, um einen Ausgang 21 des Vorratsraums 13 mit der Gleitlagerstelle 18 zu verbinden und einen Ölzugang in das Innere der Nockenwelle 17 zu ermöglichen. Das Öl aus dem Inneren der Nockenwelle kann dann in das Innere des Zentralventils 17 dringen und durch die im Bedarfsfall geöffneten Zugänge die Arbeitskammern A oder B erreichen. Die Zufuhr von der Ölpumpe P ist insbesondere von oben (aber auch aus anderen Richtung möglich), also auf der Oberseite der Nockenwelle 17 am Gleitlager bzw. an der Gleitlagerstelle 18, während die Zufuhr vom aktiven Druckspeicher 9 unten an der Gleitlagerstelle 18 ist.
Es ist auch eine Entlüftung 22 vorgesehen, um Luft aus einem Federraum 23 entfernen zu können - bzw. wieder in den Federraum nachsaugen zu können, wenn der Kolben Öl aus dem Speicher 9 drückt.
In Figur 2 ist der Einsatz eines 5/5-Wegeventils 24 dargestellt. Das 5/5- Wegeventil 24 hat fünf Zu-/Abgänge und fünf Positionen, die es beim Verstellen einnehmen kann. Die Zu-/Abgänge führen zu der Hydraulikmittelversorgungseinrichtung P, einem Tank T, der Arbeitskammer A, einer Mittenverriegelungskulisse 31 und der Arbeitskammer B. In Figur 2 ist die Mittenverriegelungsposition (MLP) dargestellt. Es ist eine Verbindung 25 zwischen der Arbeitskammer
A und einer Spätverriegelungskulisse 26 vorhanden. Dazu weist die Arbeits- kammer A einen extra Öffnungsbereich 27 auf.
Während in Figur 2 die Mittenverriegelungsposition dargestellt ist, ist in Figur 3 die Spätverriegelungsposition dargestellt. Es sind zwei Verriegelungspins 28 vorhanden. Der eine der beiden Verriegelungspins 28 wird als erster Verriegelungspin 29 bezeichnet und der andere der beiden Verriegelungspins 28 als zweiter Verriegelungspin 30. In der Situation in Figur 2 sind beide Verriegelungspins 29 und 30 in einer Mittenverriegelungskulisse 31 eingeriegelt. In dem Zustand in Figur 3 ist der erste Verriegelungspin 29 in der Spätverriegelungskulisse 26 eingeriegelt und der zweite Verriegelungspin 30 in der Mittenverriegelungskulisse 31 eingeriegelt. Es besteht also an den Positionen der beiden Kulissen 26 und 31 mit dem jeweiligen Verriegelungspin 29 bzw. 30 ein Form- schluss.
In Figur 4 ist ein Durchfluß-/Strom-Diagramm dargestellt, wobei auf der Horizontalachse der elektrische Strom I eingetragen ist und auf der Vertikalachse der Hydraulikmitteldurchfluss Q eingetragen ist. Am ganz linken Ende des Diagramms ist die Hydraulikmittelversorgungseinrichtung P, welche ein vom aktiven Druckspeicher 9 separates Bauteil ist, mit der Arbeitskammer B verbunden, wohingegen die Arbeitskammer A mit dem Tank verbunden ist. Am ganz rechten Diagrammrand ist die Hydraulikmittelversorgungseinrichtung P mit der Arbeitskammer A verbunden und die Arbeitskammer B mit dem Tank verbunden.
Es sind fünf Bereiche 1 , 2, 3, 4 und 5 im Diagramm erkennbar, die auch in Figur 6 dargestellt sind. In den Bereichen 1 und 5 liegt ein Verriegelungskommando/ein Verriegelungsbefehl vor. In den Abschnitten 2 und 4 ist keine Verriegelung erreicht und auch keine hydraulische Einspannung des Flügels 5 bewirkt. Die hydraulische Einspannung des Flügels 5 ist allerdings bei einem Bereich 3 erzwungen.
Diese Bereiche 1 bis 5 werden durch die Schaltstellungen des 5/5-Wegeventils 24, wie in Figur 2 dargestellt, vorgegeben.
Eine Mittenverhegelungsposition ohne eingefahrene Verriegelungspin 29 und 30 ist in den Einstellungen 1 und 5 des 5/5-Wegeventils 26 bewirkt.
Separat zum 5/5-Wegeventil 24 ist auch ein 4/3-Wegeventil zusätzlich zu einem 3/2-Wegeventil möglich. Ein separates Ventil wird also zur Versorgung der als Langloch ausgebildeten Mittenverriegelungskulisse 31 eingesetzt.
In Figur 5 sind das Zentralventil 7, Öffnungen 32 darin dargestellt. Es sind auch die Versorgung der Arbeitskammern A und B der Druckmittelleitung PP, des Tanks T und die Zufuhr von der Hydraulikmittelversorgungseinrichtung P angedeutet. Die Volumendurchflusskurve 33 an Hydraulikfluid durch die Arbeitskammern ist mit dem Bezugszeichen 33 markiert, wohingegen die (Volumen- )Durchflusskurve durch den Kanal PP an die Druckmittelleitung 20 mit dem Bezugszeichen 34 versehen ist. In Abhängigkeit von der Durchflusskurve 34 ist somit die Aktivierung der Verriegelungspins 28 vorgebbar.
In Figur 7 sind die auf der Horizontalachse eingetragene zeitliche Abfolge der Kurbelwellengeschwindigkeit (oberster Teil des Diagramms), das Tastverhältnisses /Pulsbreitenmodulationszustands , kurz PWM, im mittleren Teil und die Winkelposition des Nockenwellenverstellers (Phaser Position) im unteren Bereich dargestellt. Die Kurbelwellengeschwindigkeit ist mit der Linie 35 gekennzeichnet. Das Tastverhältnis ist mit der Linie 36 gekennzeichnet. Der Verriegelungszustand ist mit der Linie 37 gekennzeichnet.
Dabei ist ein Zustand im Verriegeln einer Mittenposition MLP, einer Retard- Position (Ret.), d.h. Spätposition, und einer Advance-Position (Adv.), d.h. Frühposition, möglich. Zu dem Zeitpunkt (t), an dem der Zündschlüssel gedreht wird und die Verbrennungskraftmaschine abgestellt wird, nämlich dem Zeitpunkt 38, verändert sich die Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle. Zum Zeitpunkt 39 steht die Verbrennungskraftmaschine still. Zum Zeitpunkt 40 ist kein Stromfluss mehr vorhanden, das heißt, kein elektrischer Strom fließt mehr. Zum Zeitpunkt 41 , ca. 10 Minuten oder sogar acht oder mehr Stunden nach dem Zeitpunkt 40, findet
ein Drehen des Zündschlüssels statt, wobei gleichzeitig im aktiven Druckspeicher 9 gespeichertes Öl in das Zentralventil 7 geleitet wird. Zum Zeitpunkt 42 wird die Entriegelungsstrategie, wie bereits vorgestellt, durchlaufen. Zum Zeitpunkt 43 wird die Mittenverriegelungsposition erreicht, weil dort zu diesem Zeitpunkt dann die beiden Verriegelungspins 29 und 30 verriegelnd eingreifen.
Erst zum Zeitpunkt 44 findet eine Zündung statt. Dies ist der Zeitpunkt der sogenannten„First Ignition", d.h. Erstzündung.
In Figur 8 ist ein anderer Zustand dargestellt, nämlich ein solcher Zustand, bei dem zwischen den Zeitpunkten 39 und 41 weniger als etwa acht Stunden Zeit vergangen sind, zumindest so viel Zeit, dass der Motor bzw. die Verbrennungskraftmaschine noch nicht abgekühlt ist, zumindest nicht unter 100 °C oder 80 °C abgekühlt ist. Dies ist der Zustand normalen Start/Stopp-Agierens.
In Figur 9 ist ein aktiver Druckspeicher 9 über die Druckmittelleitung 20 (PP) mit der Mittenverriegelungskulisse 31 in einem Verriegelungsdeckel 45 ausgebildet. Die Mittenverriegelungskulisse 31 ist auf der anderen Seite eines Dichtdeckels 46, vom Rotor 3 aus gesehen. Die Verriegelungspins 29 und 30 sind in den Rotor 3 über Federn 47 und 48 vorgespannt eingesetzt. Der Flügel 5 ist in seiner Frühposition, so dass die Arbeitskammer A maximal groß ausgebildet ist. Ein Schaltventil 49 ist mit der Hydraulikmittelversorgungseinrichtung P (Port C) verbunden. Allerdings ist das Schaltventil 49 in einer solchen Position, dass ein Zu- fluss von P zum aktiven Druckspeicher 9 und auch zur Druckmittelleitung 20 unterbrochen ist. Diesbezüglich ist ein Steuergerät 50 eingesetzt.
In Figur 9 ist der Rotor 3 in einer Frühposition vor dem Motorstart. In Figur 10 ist der Rotor bereits in einer Mittenposition, wobei Öldruck über die Druckmittelleitung 20 in der Kulisse 31 durch den aktiven Druckspeicher 9 zur Verfügung gestellt wird.
Während in Figur 9 der Druckspeicher 9 nicht zugeschaltet ist (also Off), ist er in dem Zustand der Figur 10 zugeschaltet (also On).
In dem Ausführungsbeispiel des zeitlichen Zustands nach Figur 1 1 ist der Rotor 3 bereits in seiner Spätposition angelangt. Die Verriegelungskulisse 31 wurde somit„überfahren". In Figur 12 ist der Zustand dargestellt, wie nun der Verriegelungspin 29 in die Verriegelungskulisse 26 verriegelnd eingreift.
In einer zweiten Variante ist in Figur 13 der Rotor 3 in seiner Frühposition vor dem Motorstart dargestellt. Der Rotor ist wieder zwischen dem Verriegelungsdeckel 45 und dem Dichtdeckel 46 angeordnet. Der aktive Druckspeicher 9 ist noch nicht über die Druckmittelleitung 20 (PP) zugeschaltet. Er ist also noch „Off". In dem in Figur 14 dargestellten Zustand ist der Rotor 3 zwischen seiner Frühposition und der Mittenposition. Der erste Pin 29 ist jedoch bereits in die Verriegelungskulisse 31 eingefahren. Er greift dort verriegelnd ein. Der aktive Druckspeicher 9 ist immer noch„Off". Allerdings ist nicht, ebenfalls wie in Figur 13 dargestellt, das Schaltventil 49 mit dem Port C, d.h. der Pumpe P, verbunden. In Figur 15 ist der zeitlich nachfolgende Zustand dargestellt, in dem nun auch der zweite Verriegelungspin 30 in die Verriegelungskulisse 31 einfährt.
In Figur 16 ist der zweite Verriegelungspin 30 nun auch verriegelnd in die Kulisse 31 eingefahren, so dass nun der Rotor 3 in seiner Mittenposition durch die Verriegelungspins 28 verriegelt ist. Das Schaltventil 49 kann auch durchgeschaltet sein, wenn statt eines 5/5-Wegeventils in der Position 1 auch die bereits offenbarte Variante der 4/3- und 3/2-Wegeventilnutzung gewünscht ist.
Bezugszeichenliste
Nockenwellenversteller
Stator
Rotor
Flügelzelle/Druckkammer
Flügel
Arbeitskammer (Spätarbeitskammer A/Früharbeitskammer B)
Zentralventil
Zentralmagnet
aktiver Druckspeicher
Nockenwellenrotationsachse
Kolben
Feder
Vorratsraum
Aktor / Aktuator
Schaltventil
Magnetventil
Nockenwelle
Gleitlagerstelle
Ventil
Druckmittelleitung
Ausgang des Vorratsraums
Entlüftung
Federraum
5/5-Wegeventil
Verbindung
Spätverriegelungskulisse
Öffnungsbereich
Verriegelungspin
erster Verriegelungspin
zweiter Verriegelungspin
Mittenverriegelungskulisse
Öffnung
Volumendurchflusskurve
Durchflusskurve
Kurbelwellengeschwindigkeit
Tastverhältnis
Verriegelungszustand
Zündung aus
Motor aus
Strom aus
Zündung an
Entriegel-Strategie
MLP erreicht
Zündung
Verriegelungsdeckel
Dichtdeckel
Feder
Feder
Schaltventil
Steuergerät
Claims
Pate ritans rü ehe
Hydraulischer Noekenweilenveisteller (1) des Flugelzsilentyps, mit einem Stator (2) und mit einem i Regelhetrieh darin ver^rehbar angeordeten Roto (3), wobei der Rotor (3) und der Stator (2) wenigstens zwei zwischen Ihnen angeordnete und durch einen rotorfesten Flügel (S) getrennte Arbeitskammern (8) ausbilden, die von einer Hydraylikrnlttelveraorgungseinhobtyng mit Hydrauiikmittel hefOilbar sind, wobei zymlndest ein Verriegelungspin (28) vorhanden Ist, der im
Ve l gelyngszustand den Rotor (3) drehfest zum Stator (2) festlegt, wobei der Verriegelungspin (28) mit einem ihn im Bedarfsfall auslenkenden aktiven
Dryeks eieher (§} verbunden ist, dadurets gekepi 2:eieh«ets dass; der aktive Druckspeicher (9) ynterhalb einer Rotationsachse ,10) an einer mit dem Rotor (2) verbindbaren Nookenw He (17) angeordnet ist,
Hydraullseher Mockenwellenversteler (1) nach Anspruch 1 ; dacfureii
gefcem i ichnef, #&m der aktive Druckspeiche (9) einen Vörratsrau (13) für Hydrayiikmlttel aufweist, aus dem über eine Onjckmitteiieifung; (20) das
Hydrayfikmttei in das Innere des Rotors (3) verbringbar ist
Hydraulischer Nockenwetienversteiler (i } nach Anspruch 2.: dadurch
Ausgang (21) des Vorratsraums (13) ynterhalb eines Ausgangs der Oruc mltteleltung (20) angeordnet Ist.
HydrauHsc er Nookenwellenverstelier (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d durch gekenn efehnet, da a der aktive Dryckspeicher (§) so ausgebildet Ist , dass er zum Ausstellen: von Hydraulikmltfe? aufgrynd eines Steuersignals vorbereitet ist.
Hydrayliseber Nookenwellenversteller (1) nach einem der Ansprüch 3 und 4 dadyroh f ker n e ct r ^f, dass der Vormtsraurn (131 ein Volumen Vi ayiwelst das g oSe als das Volumen V^^d r leitungsstrecke vom Aysgaog (21) des Vorratsraums (1 ) bis U den Arbeitskammern (6) z yglleh des Volumens Vytp o* ?e«i der Arbeltskammern (6) Ist,
Hydraulischer Nocken elienversteiier (1) nac einem der. Ansprüche 1 bis 5: dadurc gekeunzeiehftetf dass ein Zentraiventil (7) in- den Rotor (3) eingesetzt Ist d roh weiches Hydrauiikmdtet das aktiven Drockspeicuers (&) den
Arbertskammern (6) und oder einer zur Aufna me d s Vediegeiungspins (28) ausgeleg en Kulisse {31} zuführbar ist.
Hydraulischer Nockenwellen versteifer (1) nach einem der Ansprüche t bis 6, dadurch Qdtonieichnet, cfess w i Verrlegelungsplns (2 30} verbanden sind, die in eine Kuliss {31} einfahrbar sind, und/oder einer von diesen in eine weitere Kulisse (26) einfahrbar gelagert ist, wobei die beiden Kulisse (28, 31} voneinander getrennt sind.
Hydraulischer Nockenwelienversteiier (1) nach einem d r Ansprüche ί bis 7, 3 «reh gefenoxelcbinet, da s* z ischen den Arbeitskammern (8) und dem aktiven Oruckspeic er (9) ein δ/5- egeventii {24} oder ein 4/3~Wegeventl! und: ein 3 2-- egeventil eingesetzt ist.
Verfahren zum Verriegeln eines Rotors (3) eines hydraulische
ockenwelleoversteliers (1) relativ zu einem Stator (2) des
Hockenwel!enverste!lers { wobei über wenigstens einen Verhegelun spin (28) der Rotor (3^ zum Stator (2) in einer IVIIttenposition und zus tzlich in einer Früh-/ oder Spitpostflon verrlegelhar ist und irt' Hydraulrkmiftel eines von einer zum Befüllen von Arbeitskammern §} zwischen dem Rotor (3) und dem Stator (2} vorgegebenen Hydraulikmitlelvorsorgiungselnrlchtung separaten aktiven
Oruckspelchers (9} zum Einwirken auf eine Drehbewegung des Rotors {3} genutzt wird.
Verfahren naoh Anspruch 9, dadurch gakermz icnnei, das« das
Rydrauilkmtttel des aktiven öruckspelchers (9) zum Einwirken auf ein
tengshewegung des Ver legeiungsplns (3 ) genutzt wird und/oder das
Hydrauilkmittel des aktiven Druckspeichers (9) zum Verbindern des Einfahrens des Vernegelungspins (28) oder mehrerer Verr legelungspins (29, 30} in eineVisttenvernegeiungskullsse (31) genützt wird.
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